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12. 某金属混合物由 Mg、Al、Zn、Cu 四种金属中的两种组成。6.5 g 该金属混合物与足量的盐酸反应,可得到 0.2 g 氢气,则该金属混合物中一定不含有的金属是（
A.Mg
B.Al
C.Zn
D.Cu
C
）A.Mg
B.Al
C.Zn
D.Cu
答案
12. C
解析
【分析】
本题采用平均值法解题：先计算各金属与足量盐酸反应生成0.2g氢气所需的质量，再结合“6.5g金属混合物生成0.2g氢气”的条件，判断两种金属的组合逻辑，进而确定一定不含的金属。
【解析】
1. 计算各金属生成0.2g氢气的所需质量：
Mg：由反应$\ce{Mg + 2HCl = MgCl_{2} + H_{2}↑}$，24g Mg生成2g $\ce{H_{2}}$，故生成0.2g $\ce{H_{2}}$需Mg的质量为$\frac{24g}{2g}×0.2g=2.4g$；
Al：由反应$\ce{2Al + 6HCl = 2AlCl_{3} + 3H_{2}↑}$，54g Al生成6g $\ce{H_{2}}$，故生成0.2g $\ce{H_{2}}$需Al的质量为$\frac{54g}{6g}×0.2g=1.8g$；
Zn：由反应$\ce{Zn + 2HCl = ZnCl_{2} + H_{2}↑}$，65g Zn生成2g $\ce{H_{2}}$，故生成0.2g $\ce{H_{2}}$需Zn的质量为$\frac{65g}{2g}×0.2g=6.5g$；
Cu：与盐酸不反应，无法生成氢气，故生成0.2g $\ce{H_{2}}$需Cu的质量为无穷大。
2. 分析混合物组合：
6.5g金属混合物生成0.2g $\ce{H_{2}}$，说明两种金属中，一种生成0.2g $\ce{H_{2}}$所需质量小于6.5g，另一种需大于6.5g（或其中一种刚好等于）。若混合物含Zn，则Zn需6.5g生成0.2g $\ce{H_{2}}$，另一种金属（Mg、Al、Cu）无论哪种，总质量都会超过6.5g或无法满足组合条件，因此混合物中一定不含Zn。
【答案】
C
【知识点】
金属与酸的反应、平均值法计算
【点评】
本题利用平均值法快速突破混合金属反应的问题，是初中化学计算的常用技巧，需掌握各金属与酸反应的定量关系。
【难度系数】
0.4
本题采用平均值法解题：先计算各金属与足量盐酸反应生成0.2g氢气所需的质量，再结合“6.5g金属混合物生成0.2g氢气”的条件，判断两种金属的组合逻辑，进而确定一定不含的金属。
【解析】
1. 计算各金属生成0.2g氢气的所需质量：
Mg：由反应$\ce{Mg + 2HCl = MgCl_{2} + H_{2}↑}$，24g Mg生成2g $\ce{H_{2}}$，故生成0.2g $\ce{H_{2}}$需Mg的质量为$\frac{24g}{2g}×0.2g=2.4g$；
Al：由反应$\ce{2Al + 6HCl = 2AlCl_{3} + 3H_{2}↑}$，54g Al生成6g $\ce{H_{2}}$，故生成0.2g $\ce{H_{2}}$需Al的质量为$\frac{54g}{6g}×0.2g=1.8g$；
Zn：由反应$\ce{Zn + 2HCl = ZnCl_{2} + H_{2}↑}$，65g Zn生成2g $\ce{H_{2}}$，故生成0.2g $\ce{H_{2}}$需Zn的质量为$\frac{65g}{2g}×0.2g=6.5g$；
Cu：与盐酸不反应，无法生成氢气，故生成0.2g $\ce{H_{2}}$需Cu的质量为无穷大。
2. 分析混合物组合：
6.5g金属混合物生成0.2g $\ce{H_{2}}$，说明两种金属中，一种生成0.2g $\ce{H_{2}}$所需质量小于6.5g，另一种需大于6.5g（或其中一种刚好等于）。若混合物含Zn，则Zn需6.5g生成0.2g $\ce{H_{2}}$，另一种金属（Mg、Al、Cu）无论哪种，总质量都会超过6.5g或无法满足组合条件，因此混合物中一定不含Zn。
【答案】
C
【知识点】
金属与酸的反应、平均值法计算
【点评】
本题利用平均值法快速突破混合金属反应的问题，是初中化学计算的常用技巧，需掌握各金属与酸反应的定量关系。
【难度系数】
0.4
13. 非遗项目“打铁花”不仅有“火树银花落，万点星辰开”的古老浪漫，而且蕴含着丰富的化学原理。
(1)“打铁花”就是将生铁熔化后的铁水打向空中，形成铁花。请用化学方程式表示其中的主要原理：
(2)表演者将铁水打得又高又散的主要原因是
(3)为了探究影响铁燃烧的因素，某兴趣小组进行了如下实验。
(1)“打铁花”就是将生铁熔化后的铁水打向空中，形成铁花。请用化学方程式表示其中的主要原理：
$3\mathrm{Fe}+2\mathrm{O}_2\xlongequal{点燃}\mathrm{Fe}_3\mathrm{O}_4$
。(2)表演者将铁水打得又高又散的主要原因是
增大铁水与空气的接触面积,使其充分燃烧
。(3)为了探究影响铁燃烧的因素，某兴趣小组进行了如下实验。
答案
13. (1)$3\mathrm{Fe}+2\mathrm{O}_2\xlongequal{点燃}\mathrm{Fe}_3\mathrm{O}_4$ (2)增大铁水与空气的接触面积,使其充分燃烧 (3)氧气的浓度会影响铁燃烧(答案合理即可) 立即燃烧 接触面积会影响铁燃烧(答案合理即可)
解析
【分析】
本题围绕“打铁花”的化学原理和铁燃烧的影响因素展开，需分步骤解答：（1）回忆铁在氧气中燃烧的反应，正确书写化学方程式；（2）从促进燃烧的原理分析铁水打散的原因；（3）通过控制变量法分析两组实验，明确变量分别为氧气浓度和接触面积，对应得出实验现象和结论。
【解析】
（1）铁在氧气中点燃生成四氧化三铁，反应的化学方程式为$3\mathrm{Fe}+2\mathrm{O}_2\xlongequal{点燃}\mathrm{Fe}_3\mathrm{O}_4$；（2）将铁水打得又高又散，能增大铁水与空气（氧气）的接触面积，使铁充分燃烧；（3）实验一：铁丝在空气中不燃烧，在氧气中剧烈燃烧，说明氧气的浓度会影响铁的燃烧；实验二：铁粉与空气接触面积更大，因此铁粉在空气中立即燃烧，对比铁丝不燃烧的现象，说明反应物的接触面积会影响铁的燃烧。
【答案】
(1)$3\mathrm{Fe}+2\mathrm{O}_2\xlongequal{点燃}\mathrm{Fe}_3\mathrm{O}_4$；(2)增大铁水与空气的接触面积，使其充分燃烧；(3)实验一结论：氧气的浓度会影响铁燃烧；实验二现象：立即燃烧；实验二结论：接触面积会影响铁燃烧
【知识点】
铁的燃烧、影响燃烧的因素
【点评】
本题结合非遗“打铁花”考查化学知识，将生活现象与化学原理结合，通过控制变量法探究影响铁燃烧的因素，既考查基础知识点，又培养学生的实验分析能力，难度适中，贴近生活实际。
【难度系数】
0.6
本题围绕“打铁花”的化学原理和铁燃烧的影响因素展开，需分步骤解答：（1）回忆铁在氧气中燃烧的反应，正确书写化学方程式；（2）从促进燃烧的原理分析铁水打散的原因；（3）通过控制变量法分析两组实验，明确变量分别为氧气浓度和接触面积，对应得出实验现象和结论。
【解析】
（1）铁在氧气中点燃生成四氧化三铁，反应的化学方程式为$3\mathrm{Fe}+2\mathrm{O}_2\xlongequal{点燃}\mathrm{Fe}_3\mathrm{O}_4$；（2）将铁水打得又高又散，能增大铁水与空气（氧气）的接触面积，使铁充分燃烧；（3）实验一：铁丝在空气中不燃烧，在氧气中剧烈燃烧，说明氧气的浓度会影响铁的燃烧；实验二：铁粉与空气接触面积更大，因此铁粉在空气中立即燃烧，对比铁丝不燃烧的现象，说明反应物的接触面积会影响铁的燃烧。
【答案】
(1)$3\mathrm{Fe}+2\mathrm{O}_2\xlongequal{点燃}\mathrm{Fe}_3\mathrm{O}_4$；(2)增大铁水与空气的接触面积，使其充分燃烧；(3)实验一结论：氧气的浓度会影响铁燃烧；实验二现象：立即燃烧；实验二结论：接触面积会影响铁燃烧
【知识点】
铁的燃烧、影响燃烧的因素
【点评】
本题结合非遗“打铁花”考查化学知识，将生活现象与化学原理结合，通过控制变量法探究影响铁燃烧的因素，既考查基础知识点，又培养学生的实验分析能力，难度适中，贴近生活实际。
【难度系数】
0.6
14. 化学兴趣小组通过加热铜粉的反应验证质量守恒定律,请回答下列问题。
(1)图1中仪器Q的名称是
(2)图1中发生反应的化学方程式为
(3)图1中氧气传感器测得的数据如图3所示。反应结束后装置内氮气的体积分数
(4)下列关于该实验的说法合理的是
A. 随着反应的进行,红色固体逐渐变黑
B. 加热前装置内铜粉和氧气的总质量,一定等于生成的氧化铜的质量
C. 为了验证质量守恒定律,铜粉必须过量
D. 反应前后,原子个数一定没有发生改变
(1)图1中仪器Q的名称是
锥形瓶
,气球的作用是平衡装置内外压强,防止橡皮塞弹出
。(2)图1中发生反应的化学方程式为
$2\mathrm{Cu}+\mathrm{O}_2\xlongequal{△}2\mathrm{CuO}$
。反应过程中固体质量的变化如图2所示,则$M_{2}$与$M_{1}$的差值表示参加反应的氧气的质量
。(3)图1中氧气传感器测得的数据如图3所示。反应结束后装置内氮气的体积分数
小于
(选填“大于”“小于”或“等于”)95.04%。(4)下列关于该实验的说法合理的是
AD
(填序号)。A. 随着反应的进行,红色固体逐渐变黑
B. 加热前装置内铜粉和氧气的总质量,一定等于生成的氧化铜的质量
C. 为了验证质量守恒定律,铜粉必须过量
D. 反应前后,原子个数一定没有发生改变
答案
14. (1)锥形瓶 平衡装置内外压强,防止橡皮塞弹出 (2)$2\mathrm{Cu}+\mathrm{O}_2\xlongequal{△}2\mathrm{CuO}$ 参加反应的氧气的质量 (3)小于 (4)AD
解析
【分析】
本题围绕加热铜粉验证质量守恒定律的实验展开，需结合实验仪器名称、装置作用、化学方程式书写、质量守恒定律的应用等知识点逐一分析：
1. 识别实验仪器：图1中反应容器为锥形瓶；加热时装置内气体受热膨胀，压强增大，气球可平衡内外压强，避免橡皮塞被冲开。
2. 铜与氧气加热生成氧化铜，据此书写化学方程式；反应前后固体质量差源于参加反应的氧气质量（氧化铜中氧元素来自氧气）。
3. 空气中氮气约78%，氧气约21%，反应消耗氧气后，装置内气体总体积减少，但仍有未反应的氧气，故氮气的体积分数小于95.04%。
4. 逐一分析选项：A选项铜变红为氧化铜黑，正确；B选项需参加反应的铜和氧气总质量等于氧化铜质量，若有剩余则不成立，错误；C选项无需铜过量，错误；D选项质量守恒的微观本质是原子个数不变，正确，故选AD。
【解析】
(1) 图1中仪器Q是锥形瓶；加热铜粉时，装置内气体受热膨胀，压强增大，气球的作用是平衡装置内外压强，防止橡皮塞弹出。
(2) 铜与氧气在加热条件下反应生成氧化铜，化学方程式为$\ce{2Cu + O_{2}\xlongequal{\Delta} 2CuO}$；反应前固体为铜（质量$M_1$），反应后固体为氧化铜（质量$M_2$），根据质量守恒，氧化铜质量=参加反应的铜质量+参加反应的氧气质量，因此$M_2 - M_1$表示参加反应的氧气的质量。
(3) 反应结束后装置内仍有未反应的氧气，氮气的体积分数小于95.04%。
(4) 选项分析：
A. 铜为红色，加热生成黑色氧化铜，反应中红色固体逐渐变黑，合理；
B. 加热前铜和氧气的总质量，若有物质剩余，则不等于生成的氧化铜质量，应为参加反应的铜和氧气总质量等于氧化铜质量，不合理；
C. 验证质量守恒无需铜过量，只要反应发生即可，不合理；
D. 质量守恒定律的微观本质是反应前后原子个数不变，合理；
故合理选项为AD。
【答案】
(1) 锥形瓶；平衡装置内外压强，防止橡皮塞弹出
(2) $\ce{2Cu + O_{2}\xlongequal{\Delta} 2CuO}$；参加反应的氧气的质量
(3) 小于
(4) AD
【知识点】
质量守恒定律、化学实验仪器、化学方程式书写
【点评】
本题考查质量守恒定律验证实验的相关知识，涵盖实验装置、化学用语、质量守恒的应用，需结合实验原理逐一分析，是初中化学的基础题型。
【难度系数】
0.5
本题围绕加热铜粉验证质量守恒定律的实验展开，需结合实验仪器名称、装置作用、化学方程式书写、质量守恒定律的应用等知识点逐一分析：
1. 识别实验仪器：图1中反应容器为锥形瓶；加热时装置内气体受热膨胀，压强增大，气球可平衡内外压强，避免橡皮塞被冲开。
2. 铜与氧气加热生成氧化铜，据此书写化学方程式；反应前后固体质量差源于参加反应的氧气质量（氧化铜中氧元素来自氧气）。
3. 空气中氮气约78%，氧气约21%，反应消耗氧气后，装置内气体总体积减少，但仍有未反应的氧气，故氮气的体积分数小于95.04%。
4. 逐一分析选项：A选项铜变红为氧化铜黑，正确；B选项需参加反应的铜和氧气总质量等于氧化铜质量，若有剩余则不成立，错误；C选项无需铜过量，错误；D选项质量守恒的微观本质是原子个数不变，正确，故选AD。
【解析】
(1) 图1中仪器Q是锥形瓶；加热铜粉时，装置内气体受热膨胀，压强增大，气球的作用是平衡装置内外压强，防止橡皮塞弹出。
(2) 铜与氧气在加热条件下反应生成氧化铜，化学方程式为$\ce{2Cu + O_{2}\xlongequal{\Delta} 2CuO}$；反应前固体为铜（质量$M_1$），反应后固体为氧化铜（质量$M_2$），根据质量守恒，氧化铜质量=参加反应的铜质量+参加反应的氧气质量，因此$M_2 - M_1$表示参加反应的氧气的质量。
(3) 反应结束后装置内仍有未反应的氧气，氮气的体积分数小于95.04%。
(4) 选项分析：
A. 铜为红色，加热生成黑色氧化铜，反应中红色固体逐渐变黑，合理；
B. 加热前铜和氧气的总质量，若有物质剩余，则不等于生成的氧化铜质量，应为参加反应的铜和氧气总质量等于氧化铜质量，不合理；
C. 验证质量守恒无需铜过量，只要反应发生即可，不合理；
D. 质量守恒定律的微观本质是反应前后原子个数不变，合理；
故合理选项为AD。
【答案】
(1) 锥形瓶；平衡装置内外压强，防止橡皮塞弹出
(2) $\ce{2Cu + O_{2}\xlongequal{\Delta} 2CuO}$；参加反应的氧气的质量
(3) 小于
(4) AD
【知识点】
质量守恒定律、化学实验仪器、化学方程式书写
【点评】
本题考查质量守恒定律验证实验的相关知识，涵盖实验装置、化学用语、质量守恒的应用，需结合实验原理逐一分析，是初中化学的基础题型。
【难度系数】
0.5
