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第8讲 金属与矿物-全国初中化学竞赛试题精编
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一、选择题
1. （2022年江苏省“金钥匙”科技竞赛（CESL）初赛）一般情况下，两种活动性不同的金属在潮湿的环境中接触时，活动性强的金属首先被腐蚀。造船工业为了避免轮船的钢铁外壳被腐蚀，通常在轮船外壳镶嵌的金属是
A. 银块B. 铜块C. 铁块D. 锌块
2. （2022年湖南省衡阳县初三五科联赛）科学家发明了一种“碳纳米管温度计”，这种温度计被认定为世界上最小的温度计。研究人员在长约10－6m，直径为10－7m的碳纳米管中充入液态的金属镓。当温度升高时，管中的镓就会膨胀，通过电子显微镜就能读取温度值。这种温度计测量的范围为18℃～490℃，精确度较高，所以它可用于检查电子线路是否异常，测定毛细血管的温度等许多方面。根据以上信息判断下列推测中错误的是
A. 碳纳米管的体积在10℃至500℃之间随温度变化很小，可忽略不计
B. 金属镓的熔点很低，沸点很高
C. 金属镓的体积在10℃至500℃之间随温度变化比较均匀
D. 金属镓的体积在10℃至500℃之间随温度变化很小，可忽略不计
3. （2022年福建省龙岩市科学素养大赛）据《天工开物》记载，我国古代以炉甘石（主要成分是ZnCO3）来升炼倭铅（即锌），其原理如图2。已知锌的熔点420℃、沸点906℃。则下列说法不正确的是
A. 升炼倭铅过程只发生分解反应
B. 冶炼时锌变为蒸气在兜室冷凝为固体
C. “泥封”的目的是为了防止得到的锌被氧化
D. “锌火”是锌蒸气和一氧化碳在空气燃烧
4. （2022年江西赣州市会昌县研学监测）下表中列出了几种物质的熔点，据此判断以下说法正确的是
A. 铜掉入铁水中不会熔化B. 在－216 ℃时，氧气是固态
C. 水银温度计可测量－40 ℃的温度D. 用钨制的灯丝不易熔化
5. （2022年江苏省“金钥匙”科技竞赛(CESL)决赛）北宋沈括在《梦溪笔谈》中记载了用“苦泉水”制取铜的方法，其主要生产流程如下图所示。对图中各操作步骤的解释合理的是
A. ①通过蒸发溶剂可获得晶体B. ②通过复分解反应获得铜
C. ③所得硫酸铜溶液一定是饱和的D. ④用铁单质置换出铜单质
6．La （镧）是一种活动性比锌强的金属元素，其氧化物为 La2O3 ，对应的碱 La(OH)3 ，难溶于水，而 LaCl3 、 La(NH3)3 都易溶于水，下列各组物质中，不能直接反应生成 LaCl3 的是（ ）。
A．La+HClB．La2O3+HCl
C．La（OH)3+HCl D.BaCl2+ La(ON)3
7．某溶液中含有Cu(NO3)2和AgNO3，向其中逐渐加入一定质量的铁粉进行处理，并绘制加入铁的质量与溶液中溶质种类的关系图。下列说法正确的是（ ）
A．a、b两点，溶液的质量相等
B．当溶质种类为1种时，金属单质种类可能为1种
C．当溶质种类为2种时，金属单质种类可能为2种
D．当溶质种类为3种时，金属单质的种类也为3种
8．向一定质量的MgSO4和CuSO4的混合溶液中加入ag铁粉，充分反应后过滤，得到一定温度下的滤液(不饱和溶液)和滤渣。取少许滤渣，滴入稀盐酸，有气体产生。下列有关说法中，错误的是（ ）
A．滤液一定为浅绿色
B．滤渣的质量一定大于ag
C．滤液中一定含有Mg2+、Fe2+和Cu2+
D．整个过程中MgSO4的质量一定不变
9.（湖南怀化市2020-2021下学期6月化学竞赛）根据如表所列金属的溶点和沸点的数据（其他条件均已满足）判断下列选项中不能制得的合金是
A. a-b合金B. a-b-c合金
C. b-c-d合金D. a-d合金
二、非选择题
10. （2022年江苏省“金钥匙”科技竞赛(CESL)决赛）金属的使用是人类社会文明发展的重要标志。金属的治炼和金属性质的研究是化学研究的重要组成部分。
（1）地壳中含量最丰富的金属元素是______；从人类对自然资源利用的技术水平看，人类社会依次经历了石器时代、_____、铁器时代：某金属及其合金有很好的抗腐蚀性能，熔点高、密度小，被广泛用于航空航天器和人造关节等的制造，这种金属是______；在元素周期表中，有相邻的17种金属元素，被称为“工业的维生素”，它们的性质非常相似，这类金属元素统称为______元素。
（2）下列A-G是初中化学中常见的物质，它们之间的转化关系如下图所示(省略了部分反应条件和物质)。其中A→B和D→E需要另加同一种反应物，但该反应物浓度不同：F的稀溶液呈浅绿色，且可与氯化钡溶液反应产生白色沉淀。请回答下列问题：
①写出A、D的化学式A________。D________。
②写出C与E反应生成D的化学方程式________。
③写出F转化成G的化学方程式________。
（3）FeCl3溶液常用于印刷电路板的制造，反应原理为：。向含溶质32.5g的FeCl3溶液中慢慢加入一定量的Cu粉，反应过程中FeCl3、CuCl2的质量随Cu粉质量变化如图所示。则X的化学式为_____，方程式中a和b的比为____，完全反应后，生成X的质量为_____g。
11. （2022山东省第三届学科素养知识竞赛）高炉炼铁是钢铁生产中的重要环节。这种方法是由古代竖炉炼铁发展、改进而成的。尽管世界各国研究发展了很多新的炼铁法，但由于高炉炼铁技术经济指标良好，工艺简单，生产量大，劳动生产率高，能耗低，这种方法生产的铁仍占世界铁总产量的 95%以上。是钢铁的主要来源之一。部分化学工艺流程如图：
（1）主要化学反应原理是： ________________。（用化学方程式表示）
（2）催化反应室的化学反应方程式为 ________________。
（3）明朝宋应星所著《天工开物》中我国古代炼铁图（如上图）。
①《天工开物》中炼铁的第一步与下图的________________原理相似。
②若原料为磁铁矿，生成“堕子钢”的化学反应方程式为________________。
③以下产物是混合物的是 _______________。（只用写字母即可，下同）
A 铁水 B碳的燃烧产物 C空气 D生铁 E熟铁 F纯铁
（4）提炼铜的方法主要有火法炼铜和湿法炼铜。火法炼铜包括熔炼、吹炼、精炼等工序。湿法炼铜是用硫酸将铜矿中的铜置换出来。提炼铜的方法有 。
A. 精炼B. 高炉C. 吹炼D. 化铜E. 置换F. 化合
12．化学兴趣小组同学将锌粒放入硫酸铜溶液中时，发现生成红色固体物质的同时有较多的气泡放出。同学们怀疑硫酸铜溶液不纯，才会有气泡产生，于是决定进行实验探究。
（1）（提出猜想）放出的气体可能是SO2、O2、H2的一种或几种，提出猜想的依据是 。 （2）（查阅资料）SO2易溶于水，化学性质与二氧化碳有相似之处，它能使澄清石灰水变浑浊，生成CaSO3。
（方案设计）依据上述猜想，实验小组同学分别设计了如下方案：
甲同学认为是O2，则检验方法是 。经检验不是O2。
（3）实验小组同学合作设计了如下组合实验方案，排除和验证猜想的气体。
（实验探究）实验开始时，先将收集到的气体从a通入一段时间后，再点燃C处酒精灯；这样操作的目的是 。实验过程中发现A装置中溶液不变浑浊，C装置中表面含CuO的铜网由黑色变为光亮的红色。
（4）（得出结论）锌粒与硫酸铜溶液反应时，产生的气体是 。
（5）写出锌粒与硫酸铜溶液反应化学方程式 。
（6）（思维拓展）由上述实验可以推出，硫酸铜溶液中可能含有 。
13．某化学兴趣小组为探究铝和铜的金属活动性强弱，开展了以下探究活动。
（1）（探究实验）
比较实验乙和实验 （选填“甲”或“丙”）可知：打磨能破坏氧化铝薄膜。
（2）实验乙中发生反应的化学方程式为 ，据此可知金属活动性Al比Cu ；（选填“强”或“弱”）
（3）查阅资料得知：CuSO4溶液中有Cu2+、 SO42? 、H2O三种粒子，CuCl2溶液中有Cu2+、Cl-、H2O三种粒子。
下列是小林同学对实验丙的现象进行的分析，你认为下列猜想合理的是 （填字母）。
A.H2O破坏了氧化铝薄膜
B. Cl-破坏了氧化铝薄膜
C .Cu2+破坏了氧化铝薄膜
D. SO42? 破坏了氧化铝薄膜
（4）（探究实验二）将铝丝和铜丝分别浸人相同质量、相同质量分数的稀硫酸中，铜丝不反应；一段时间后铝丝的表面产生大量气泡，氢气的产生速度与时间的关系如图所示。
铝丝反应过程中试管外壁发烫，说明该反应会 （选填“吸收”或“放出”） 热量。
（5）图中0～a段未产生气体的原因是 ，b点所对应溶液中的溶质有 （填化学式），c～d段产生氢气的速率下降的主要原因是 。
14．铜是人类使用最早、应用广泛的金属材料。某兴趣小组对铜及其化合物的性质进行了探究。
（1）探究长期放置在空气中的铜表面生锈，生成“铜绿”（化学式：Cu2（OH）2CO3）的原因。
【查阅资料】碱石灰能吸收二氧化碳和水蒸气，氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳。
【设计实验】
【得出结论】①说明铜生锈需要水的一组实验是 （填实验序号）；
②通过实验证明铜与H2O和 反应产生“铜绿”。
③碱石灰的作用是 。
（2）探究CuO和氢气的反应产物
【查阅资料】氧化亚铜为红色固体，溶于氨水得到蓝色溶液。
【进行实验】实验①，如图1所示实验装置，进行氢气还原氧化铜实验并检验固体产物。
实验②：称取若干份质量均为0.6000g的CuO，在相同条件下分别用氢气还原，其在不同时间（t）所得固体中Cu2O的质量（m）如图2所示。
【实验结论】取实验①反应后的红色固体于烧杯中，加入氨水并搅拌，观察到 ，证明固体产物有Cu2O。
（3）【实验反思】兴趣小组认为，氢气还原氧化铜的反应过程主要为“经历， 两个反应，且在同一条件下两个反应同时进行”。请结合实验结果和计算分析，说明“在同一条件下两个反应能同时进行”合理的依据： 。
（4）探究硫酸铜溶液与铝反应的产物
【进行实验】兴趣小组同学在试管中进行如图3所示的实验，实验中发生反应的化学方程式是： 。
实验过程中，小组同学惊奇的发现试管中铝片表面有气泡生成，并收集了该气体。
【提出问题】生成的气体是什么呢？
【猜想与假设】猜想1：可能是SO2；猜想2：可能是H2；……
【实验探究】甲同学用手轻的在盛有该气体的试管口煸动，使极少量的气体飘进鼻孔，发现该气体无气味，认为猜想1不成立，其原因是 。乙同学在甲同学实验的基础上，接着进一步实验，验证该气体为H2。
（5）【解释和结论】铝片表面生成的少量气泡为H2，硫酸铜溶于水后，会发生如下变化：
①CuSO4在水中解离出Cu2+和SO42?；
②。
铝片和H+会发生如下变化：
【拓展延伸】材料1：硫酸铝溶于水也会发生类似的变化。
材料2：在一定条件下，氢氧化铝具有吸附性，可吸附水里的悬浮杂质。
根据以上信息，请解释硫酸铝也可以用来净水的原因： 。
15. （2022江苏盐城市射阳县综合素质能力竞赛）人类的生产和生活都离不开金属。
（一）金属材料的使用作为一个时代的标志，见证了人类文明发展的过程。历史上人类冶炼不同金属的大致年代如图所示：
（1）由图可知人类最早使用的合金是______；通过敲打可将金属材料打制成不同的形状，是利用了金属的______性。
（2）北宋沈括在《梦溪笔谈》中记载：“信州铅山有苦泉，流以为涧。挹其水熬之则成胆矾 （硫酸铜晶体）。熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”。下列叙述正确的是______（填序号）
A．“苦泉”的溶质之一——CuSO4
B．“挹其水熬之”——蒸发溶剂
C．“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”——发生置换反应
（3）铝的利用距今100多年，现在铝的年产量得到大幅度的提高。铝虽然较活泼，但抗腐蚀性能好，原因是__________________（用化学方程式表示）
（二）实验室探究铜的冶炼
已知：H2+CuOCu+H2O。有文献报道：在氢气还原氧化铜的一些实验中，得到的固体产物是铜和氧化亚铜（Cu2O）组成的混合物。氧化亚铜为红色固体，在空气中溶于氨水得到蓝色溶液。某兴趣小组对此开展如下探究。
Ⅰ、设计如图1实验装置，开展氢气还原氧化铜实验并检验固体产物。
（1）图1中制取氢气的化学反应方程式为__________________。
（2）实验开始时，______（填序号）
A．先向长颈漏斗中加稀硫酸后点酒精灯 B．先点燃酒精灯加热后向长颈漏斗中加稀硫酸
（3）取反应后的红色固体于烧杯中，加入氨水并搅拌，观察到__________________，证明固体产物有Cu2O。
Ⅱ、探究反应生成Cu2O的变化情况。
称取若干份质量均为0.6000g的CuO，在相同条件下分别用氢气还原不同时间（t），检测所得固体中Cu2O的质量（m），结果如图2。
（4）由图2可知，在氢气还原氧化铜反应过程中，Cu2O质量的变化趋势是__________________。
（5）为确保氢气还原氧化铜所得固体产物不含Cu2O，应采取的措施是__________________。
Ⅲ、探究反应生成Cu2O的原因。
为解释实验结果，兴趣小组对氢气还原氧化铜的反应过程提出如下假设：
假设1：经历2CuO+H2∆Cu2O+H2O，H2+Cu2O∆2Cu+H2O两个反应，且在同一条件下两个反应同时进行。
假设2：依次经历CuO+H2∆Cu+H2O、Cu+CuO∆Cu2O、H2+Cu2O∆2Cu+H2O三个反应。
（6）结合探究Ⅱ的结果，通过计算分析，假设1中“在同一条件下两个反应能同时进行”合理的依据是____________________________________。（写出合理的推理过程）
（三）用废铜屑生产硫酸铜晶体（CuSO4•5H2O）的流程如下：
（7）“溶解”时发生的化学反应方程式为__________________。
（8）“洗涤、干燥”过程中常用95%的酒精做洗涤剂，优点是________________________。
（9）取10g CuSO4·5H2O，其受热脱水过程的热重曲线（剩余固体质量随温度变化的曲线）如下图所示。则晶体CuSO4·3H2O存在的最高温度约为______。
16.如图是古代炼铁邮票，它呈现了古代我国金属冶炼技术。画中是生、熟炼铁炉，中部是古代编钟，对图进行判断和推理是化学核心素养中所体现的科学精神。请回答：
（1）编钟一般用青铜铸造，青铜是________合金
（2）从促进燃烧的角度看，两人推动风箱，目的是__________；
（3）从泥炉中流淌出的“堕子钢”，实际是现代所指的_______(填：A.纯铁；B.钢；C.生铁)；一人向另一方炉中撒入石灰石粉末，目的是_______________________；
（4）古代用碳和赤铁矿直接充分反应，方程式为______________________，铁元素的化合价的变化是______________。物质名称
汞
金
铜
铁
钨
氧气
熔点/℃
－38.3
1064
1083
1535
3410
－218
金属
a
b
c
d
熔点℃
97
460
660
1080
沸点℃
883
1174
2200
2500
编号
甲
乙
丙
实验操作
将表面未打磨的铝丝浸入CuSO4溶液中
将表面打磨后的铝丝
浸入CuSO4液中
将表面未打磨的铝丝浸入CuCl2液中
实验现象
无明显现象
铝丝表面析出红色固体
铝丝表面析出红色固体
序号
a
b
c
d
实验装置
实验现象
铜片不生锈
铜片不生锈
铜片不生锈
铜片生锈
一、选择题
1. （2022年江苏省“金钥匙”科技竞赛（CESL）初赛）一般情况下，两种活动性不同的金属在潮湿的环境中接触时，活动性强的金属首先被腐蚀。造船工业为了避免轮船的钢铁外壳被腐蚀，通常在轮船外壳镶嵌的金属是
A. 银块B. 铜块C. 铁块D. 锌块
2. （2022年湖南省衡阳县初三五科联赛）科学家发明了一种“碳纳米管温度计”，这种温度计被认定为世界上最小的温度计。研究人员在长约10－6m，直径为10－7m的碳纳米管中充入液态的金属镓。当温度升高时，管中的镓就会膨胀，通过电子显微镜就能读取温度值。这种温度计测量的范围为18℃～490℃，精确度较高，所以它可用于检查电子线路是否异常，测定毛细血管的温度等许多方面。根据以上信息判断下列推测中错误的是
A. 碳纳米管的体积在10℃至500℃之间随温度变化很小，可忽略不计
B. 金属镓的熔点很低，沸点很高
C. 金属镓的体积在10℃至500℃之间随温度变化比较均匀
D. 金属镓的体积在10℃至500℃之间随温度变化很小，可忽略不计
3. （2022年福建省龙岩市科学素养大赛）据《天工开物》记载，我国古代以炉甘石（主要成分是ZnCO3）来升炼倭铅（即锌），其原理如图2。已知锌的熔点420℃、沸点906℃。则下列说法不正确的是
A. 升炼倭铅过程只发生分解反应
B. 冶炼时锌变为蒸气在兜室冷凝为固体
C. “泥封”的目的是为了防止得到的锌被氧化
D. “锌火”是锌蒸气和一氧化碳在空气燃烧
4. （2022年江西赣州市会昌县研学监测）下表中列出了几种物质的熔点，据此判断以下说法正确的是
A. 铜掉入铁水中不会熔化B. 在－216 ℃时，氧气是固态
C. 水银温度计可测量－40 ℃的温度D. 用钨制的灯丝不易熔化
5. （2022年江苏省“金钥匙”科技竞赛(CESL)决赛）北宋沈括在《梦溪笔谈》中记载了用“苦泉水”制取铜的方法，其主要生产流程如下图所示。对图中各操作步骤的解释合理的是
A. ①通过蒸发溶剂可获得晶体B. ②通过复分解反应获得铜
C. ③所得硫酸铜溶液一定是饱和的D. ④用铁单质置换出铜单质
6．La （镧）是一种活动性比锌强的金属元素，其氧化物为 La2O3 ，对应的碱 La(OH)3 ，难溶于水，而 LaCl3 、 La(NH3)3 都易溶于水，下列各组物质中，不能直接反应生成 LaCl3 的是（ ）。
A．La+HClB．La2O3+HCl
C．La（OH)3+HCl D.BaCl2+ La(ON)3
7．某溶液中含有Cu(NO3)2和AgNO3，向其中逐渐加入一定质量的铁粉进行处理，并绘制加入铁的质量与溶液中溶质种类的关系图。下列说法正确的是（ ）
A．a、b两点，溶液的质量相等
B．当溶质种类为1种时，金属单质种类可能为1种
C．当溶质种类为2种时，金属单质种类可能为2种
D．当溶质种类为3种时，金属单质的种类也为3种
8．向一定质量的MgSO4和CuSO4的混合溶液中加入ag铁粉，充分反应后过滤，得到一定温度下的滤液(不饱和溶液)和滤渣。取少许滤渣，滴入稀盐酸，有气体产生。下列有关说法中，错误的是（ ）
A．滤液一定为浅绿色
B．滤渣的质量一定大于ag
C．滤液中一定含有Mg2+、Fe2+和Cu2+
D．整个过程中MgSO4的质量一定不变
9.（湖南怀化市2020-2021下学期6月化学竞赛）根据如表所列金属的溶点和沸点的数据（其他条件均已满足）判断下列选项中不能制得的合金是
A. a-b合金B. a-b-c合金
C. b-c-d合金D. a-d合金
二、非选择题
10. （2022年江苏省“金钥匙”科技竞赛(CESL)决赛）金属的使用是人类社会文明发展的重要标志。金属的治炼和金属性质的研究是化学研究的重要组成部分。
（1）地壳中含量最丰富的金属元素是______；从人类对自然资源利用的技术水平看，人类社会依次经历了石器时代、_____、铁器时代：某金属及其合金有很好的抗腐蚀性能，熔点高、密度小，被广泛用于航空航天器和人造关节等的制造，这种金属是______；在元素周期表中，有相邻的17种金属元素，被称为“工业的维生素”，它们的性质非常相似，这类金属元素统称为______元素。
（2）下列A-G是初中化学中常见的物质，它们之间的转化关系如下图所示(省略了部分反应条件和物质)。其中A→B和D→E需要另加同一种反应物，但该反应物浓度不同：F的稀溶液呈浅绿色，且可与氯化钡溶液反应产生白色沉淀。请回答下列问题：
①写出A、D的化学式A________。D________。
②写出C与E反应生成D的化学方程式________。
③写出F转化成G的化学方程式________。
（3）FeCl3溶液常用于印刷电路板的制造，反应原理为：。向含溶质32.5g的FeCl3溶液中慢慢加入一定量的Cu粉，反应过程中FeCl3、CuCl2的质量随Cu粉质量变化如图所示。则X的化学式为_____，方程式中a和b的比为____，完全反应后，生成X的质量为_____g。
11. （2022山东省第三届学科素养知识竞赛）高炉炼铁是钢铁生产中的重要环节。这种方法是由古代竖炉炼铁发展、改进而成的。尽管世界各国研究发展了很多新的炼铁法，但由于高炉炼铁技术经济指标良好，工艺简单，生产量大，劳动生产率高，能耗低，这种方法生产的铁仍占世界铁总产量的 95%以上。是钢铁的主要来源之一。部分化学工艺流程如图：
（1）主要化学反应原理是： ________________。（用化学方程式表示）
（2）催化反应室的化学反应方程式为 ________________。
（3）明朝宋应星所著《天工开物》中我国古代炼铁图（如上图）。
①《天工开物》中炼铁的第一步与下图的________________原理相似。
②若原料为磁铁矿，生成“堕子钢”的化学反应方程式为________________。
③以下产物是混合物的是 _______________。（只用写字母即可，下同）
A 铁水 B碳的燃烧产物 C空气 D生铁 E熟铁 F纯铁
（4）提炼铜的方法主要有火法炼铜和湿法炼铜。火法炼铜包括熔炼、吹炼、精炼等工序。湿法炼铜是用硫酸将铜矿中的铜置换出来。提炼铜的方法有 。
A. 精炼B. 高炉C. 吹炼D. 化铜E. 置换F. 化合
12．化学兴趣小组同学将锌粒放入硫酸铜溶液中时，发现生成红色固体物质的同时有较多的气泡放出。同学们怀疑硫酸铜溶液不纯，才会有气泡产生，于是决定进行实验探究。
（1）（提出猜想）放出的气体可能是SO2、O2、H2的一种或几种，提出猜想的依据是 。 （2）（查阅资料）SO2易溶于水，化学性质与二氧化碳有相似之处，它能使澄清石灰水变浑浊，生成CaSO3。
（方案设计）依据上述猜想，实验小组同学分别设计了如下方案：
甲同学认为是O2，则检验方法是 。经检验不是O2。
（3）实验小组同学合作设计了如下组合实验方案，排除和验证猜想的气体。
（实验探究）实验开始时，先将收集到的气体从a通入一段时间后，再点燃C处酒精灯；这样操作的目的是 。实验过程中发现A装置中溶液不变浑浊，C装置中表面含CuO的铜网由黑色变为光亮的红色。
（4）（得出结论）锌粒与硫酸铜溶液反应时，产生的气体是 。
（5）写出锌粒与硫酸铜溶液反应化学方程式 。
（6）（思维拓展）由上述实验可以推出，硫酸铜溶液中可能含有 。
13．某化学兴趣小组为探究铝和铜的金属活动性强弱，开展了以下探究活动。
（1）（探究实验）
比较实验乙和实验 （选填“甲”或“丙”）可知：打磨能破坏氧化铝薄膜。
（2）实验乙中发生反应的化学方程式为 ，据此可知金属活动性Al比Cu ；（选填“强”或“弱”）
（3）查阅资料得知：CuSO4溶液中有Cu2+、 SO42? 、H2O三种粒子，CuCl2溶液中有Cu2+、Cl-、H2O三种粒子。
下列是小林同学对实验丙的现象进行的分析，你认为下列猜想合理的是 （填字母）。
A.H2O破坏了氧化铝薄膜
B. Cl-破坏了氧化铝薄膜
C .Cu2+破坏了氧化铝薄膜
D. SO42? 破坏了氧化铝薄膜
（4）（探究实验二）将铝丝和铜丝分别浸人相同质量、相同质量分数的稀硫酸中，铜丝不反应；一段时间后铝丝的表面产生大量气泡，氢气的产生速度与时间的关系如图所示。
铝丝反应过程中试管外壁发烫，说明该反应会 （选填“吸收”或“放出”） 热量。
（5）图中0～a段未产生气体的原因是 ，b点所对应溶液中的溶质有 （填化学式），c～d段产生氢气的速率下降的主要原因是 。
14．铜是人类使用最早、应用广泛的金属材料。某兴趣小组对铜及其化合物的性质进行了探究。
（1）探究长期放置在空气中的铜表面生锈，生成“铜绿”（化学式：Cu2（OH）2CO3）的原因。
【查阅资料】碱石灰能吸收二氧化碳和水蒸气，氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳。
【设计实验】
【得出结论】①说明铜生锈需要水的一组实验是 （填实验序号）；
②通过实验证明铜与H2O和 反应产生“铜绿”。
③碱石灰的作用是 。
（2）探究CuO和氢气的反应产物
【查阅资料】氧化亚铜为红色固体，溶于氨水得到蓝色溶液。
【进行实验】实验①，如图1所示实验装置，进行氢气还原氧化铜实验并检验固体产物。
实验②：称取若干份质量均为0.6000g的CuO，在相同条件下分别用氢气还原，其在不同时间（t）所得固体中Cu2O的质量（m）如图2所示。
【实验结论】取实验①反应后的红色固体于烧杯中，加入氨水并搅拌，观察到 ，证明固体产物有Cu2O。
（3）【实验反思】兴趣小组认为，氢气还原氧化铜的反应过程主要为“经历， 两个反应，且在同一条件下两个反应同时进行”。请结合实验结果和计算分析，说明“在同一条件下两个反应能同时进行”合理的依据： 。
（4）探究硫酸铜溶液与铝反应的产物
【进行实验】兴趣小组同学在试管中进行如图3所示的实验，实验中发生反应的化学方程式是： 。
实验过程中，小组同学惊奇的发现试管中铝片表面有气泡生成，并收集了该气体。
【提出问题】生成的气体是什么呢？
【猜想与假设】猜想1：可能是SO2；猜想2：可能是H2；……
【实验探究】甲同学用手轻的在盛有该气体的试管口煸动，使极少量的气体飘进鼻孔，发现该气体无气味，认为猜想1不成立，其原因是 。乙同学在甲同学实验的基础上，接着进一步实验，验证该气体为H2。
（5）【解释和结论】铝片表面生成的少量气泡为H2，硫酸铜溶于水后，会发生如下变化：
①CuSO4在水中解离出Cu2+和SO42?；
②。
铝片和H+会发生如下变化：
【拓展延伸】材料1：硫酸铝溶于水也会发生类似的变化。
材料2：在一定条件下，氢氧化铝具有吸附性，可吸附水里的悬浮杂质。
根据以上信息，请解释硫酸铝也可以用来净水的原因： 。
15. （2022江苏盐城市射阳县综合素质能力竞赛）人类的生产和生活都离不开金属。
（一）金属材料的使用作为一个时代的标志，见证了人类文明发展的过程。历史上人类冶炼不同金属的大致年代如图所示：
（1）由图可知人类最早使用的合金是______；通过敲打可将金属材料打制成不同的形状，是利用了金属的______性。
（2）北宋沈括在《梦溪笔谈》中记载：“信州铅山有苦泉，流以为涧。挹其水熬之则成胆矾 （硫酸铜晶体）。熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”。下列叙述正确的是______（填序号）
A．“苦泉”的溶质之一——CuSO4
B．“挹其水熬之”——蒸发溶剂
C．“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”——发生置换反应
（3）铝的利用距今100多年，现在铝的年产量得到大幅度的提高。铝虽然较活泼，但抗腐蚀性能好，原因是__________________（用化学方程式表示）
（二）实验室探究铜的冶炼
已知：H2+CuOCu+H2O。有文献报道：在氢气还原氧化铜的一些实验中，得到的固体产物是铜和氧化亚铜（Cu2O）组成的混合物。氧化亚铜为红色固体，在空气中溶于氨水得到蓝色溶液。某兴趣小组对此开展如下探究。
Ⅰ、设计如图1实验装置，开展氢气还原氧化铜实验并检验固体产物。
（1）图1中制取氢气的化学反应方程式为__________________。
（2）实验开始时，______（填序号）
A．先向长颈漏斗中加稀硫酸后点酒精灯 B．先点燃酒精灯加热后向长颈漏斗中加稀硫酸
（3）取反应后的红色固体于烧杯中，加入氨水并搅拌，观察到__________________，证明固体产物有Cu2O。
Ⅱ、探究反应生成Cu2O的变化情况。
称取若干份质量均为0.6000g的CuO，在相同条件下分别用氢气还原不同时间（t），检测所得固体中Cu2O的质量（m），结果如图2。
（4）由图2可知，在氢气还原氧化铜反应过程中，Cu2O质量的变化趋势是__________________。
（5）为确保氢气还原氧化铜所得固体产物不含Cu2O，应采取的措施是__________________。
Ⅲ、探究反应生成Cu2O的原因。
为解释实验结果，兴趣小组对氢气还原氧化铜的反应过程提出如下假设：
假设1：经历2CuO+H2∆Cu2O+H2O，H2+Cu2O∆2Cu+H2O两个反应，且在同一条件下两个反应同时进行。
假设2：依次经历CuO+H2∆Cu+H2O、Cu+CuO∆Cu2O、H2+Cu2O∆2Cu+H2O三个反应。
（6）结合探究Ⅱ的结果，通过计算分析，假设1中“在同一条件下两个反应能同时进行”合理的依据是____________________________________。（写出合理的推理过程）
（三）用废铜屑生产硫酸铜晶体（CuSO4•5H2O）的流程如下：
（7）“溶解”时发生的化学反应方程式为__________________。
（8）“洗涤、干燥”过程中常用95%的酒精做洗涤剂，优点是________________________。
（9）取10g CuSO4·5H2O，其受热脱水过程的热重曲线（剩余固体质量随温度变化的曲线）如下图所示。则晶体CuSO4·3H2O存在的最高温度约为______。
16.如图是古代炼铁邮票，它呈现了古代我国金属冶炼技术。画中是生、熟炼铁炉，中部是古代编钟，对图进行判断和推理是化学核心素养中所体现的科学精神。请回答：
（1）编钟一般用青铜铸造，青铜是________合金
（2）从促进燃烧的角度看，两人推动风箱，目的是__________；
（3）从泥炉中流淌出的“堕子钢”，实际是现代所指的_______(填：A.纯铁；B.钢；C.生铁)；一人向另一方炉中撒入石灰石粉末，目的是_______________________；
（4）古代用碳和赤铁矿直接充分反应，方程式为______________________，铁元素的化合价的变化是______________。物质名称
汞
金
铜
铁
钨
氧气
熔点/℃
－38.3
1064
1083
1535
3410
－218
金属
a
b
c
d
熔点℃
97
460
660
1080
沸点℃
883
1174
2200
2500
编号
甲
乙
丙
实验操作
将表面未打磨的铝丝浸入CuSO4溶液中
将表面打磨后的铝丝
浸入CuSO4液中
将表面未打磨的铝丝浸入CuCl2液中
实验现象
无明显现象
铝丝表面析出红色固体
铝丝表面析出红色固体
序号
a
b
c
d
实验装置
实验现象
铜片不生锈
铜片不生锈
铜片不生锈
铜片生锈
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