7 [2025 银川金凤校级期末]探究金属化学性质。请根据信息回答下列问题:(提示:银不及铜活泼，硝酸银溶液呈无色，含铜离子的溶液认为呈蓝色)
(1) 实验一:实验表明,镁和铁都能与
(2) 实验二:A 试管中发生反应的化学方程式为
(3) 实验三:能观察到的实验现象为
(4) 综合上述实验,可以得出 $\ce{Mg}$、$\ce{Fe}$、$\ce{Cu}$、$\ce{Ag}$ 四种金属的金属活动性由强到弱依次是
(1) 实验一:实验表明,镁和铁都能与
氧气(或O2)
发生反应,但反应的难易程度是不同的,从上述实验事实可以看出镁比铁活泼
。(2) 实验二:A 试管中发生反应的化学方程式为
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
。(3) 实验三:能观察到的实验现象为
铜片表面有银白色固体析出，溶液由无色变为蓝色
。(4) 综合上述实验,可以得出 $\ce{Mg}$、$\ce{Fe}$、$\ce{Cu}$、$\ce{Ag}$ 四种金属的金属活动性由强到弱依次是
Mg＞Fe＞Cu＞Ag
。答案：7.（1）氧气(或$\ce{O_{2}}$) 活泼 （2）$\ce{Fe}+2\ce{HCl}=\ce{FeCl_{2}}+\ce{H_{2}}\uparrow$
（3）铜片表面有银白色固体析出,溶液由无色变为蓝色
（4）$\ce{Mg＞Fe＞Cu＞Ag}$
（3）铜片表面有银白色固体析出,溶液由无色变为蓝色
（4）$\ce{Mg＞Fe＞Cu＞Ag}$
解析：
【分析】
要解决本题，需利用金属的化学性质（与氧气、酸、盐溶液的反应）判断金属活动性：实验一通过镁、铁与氧气反应的剧烈程度判断活泼性；实验二通过金属与稀盐酸是否反应判断铁和铜的活动性；实验三通过金属与盐溶液的置换反应判断铜和银的活动性，最后综合得出四种金属的活动性顺序。
【解析】
（1）实验一中，镁带在氧气中剧烈燃烧，铁丝在氧气中也能燃烧，说明镁和铁都能与氧气（$\ce{O_{2}}$）反应；镁燃烧比铁更剧烈，说明镁比铁活泼。
（2）A试管中铁与稀盐酸发生置换反应，生成氯化亚铁和氢气，化学方程式为：$\ce{Fe + 2HCl = FeCl_{2} + H_{2}\uparrow}$。
（3）实验三中，铜的金属活动性强于银，能与硝酸银溶液发生置换反应，生成银和硝酸铜，因此观察到：铜片表面有银白色固体析出，溶液由无色变为蓝色。
（4）由实验一可知镁比铁活泼；实验二中铁能与稀盐酸反应，铜不能，说明铁比铜活泼；实验三中铜能置换出银，说明铜比银活泼，因此四种金属活动性由强到弱为$\ce{Mg＞Fe＞Cu＞Ag}$。
【答案】
（1）氧气(或$\ce{O_{2}}$)；活泼
（2）$\ce{Fe + 2HCl = FeCl_{2} + H_{2}\uparrow}$
（3）铜片表面有银白色固体析出，溶液由无色变为蓝色
（4）$\ce{Mg＞Fe＞Cu＞Ag}$
【知识点】金属的化学性质、金属活动性顺序、化学方程式书写
【点评】本题通过三个典型实验探究金属的化学性质，考查金属活动性顺序的应用，是初中化学的基础考点，需掌握金属与氧气、酸、盐溶液反应的规律，难度适中。
【难度系数】
0.6
要解决本题，需利用金属的化学性质（与氧气、酸、盐溶液的反应）判断金属活动性：实验一通过镁、铁与氧气反应的剧烈程度判断活泼性；实验二通过金属与稀盐酸是否反应判断铁和铜的活动性；实验三通过金属与盐溶液的置换反应判断铜和银的活动性，最后综合得出四种金属的活动性顺序。
【解析】
（1）实验一中，镁带在氧气中剧烈燃烧，铁丝在氧气中也能燃烧，说明镁和铁都能与氧气（$\ce{O_{2}}$）反应；镁燃烧比铁更剧烈，说明镁比铁活泼。
（2）A试管中铁与稀盐酸发生置换反应，生成氯化亚铁和氢气，化学方程式为：$\ce{Fe + 2HCl = FeCl_{2} + H_{2}\uparrow}$。
（3）实验三中，铜的金属活动性强于银，能与硝酸银溶液发生置换反应，生成银和硝酸铜，因此观察到：铜片表面有银白色固体析出，溶液由无色变为蓝色。
（4）由实验一可知镁比铁活泼；实验二中铁能与稀盐酸反应，铜不能，说明铁比铜活泼；实验三中铜能置换出银，说明铜比银活泼，因此四种金属活动性由强到弱为$\ce{Mg＞Fe＞Cu＞Ag}$。
【答案】
（1）氧气(或$\ce{O_{2}}$)；活泼
（2）$\ce{Fe + 2HCl = FeCl_{2} + H_{2}\uparrow}$
（3）铜片表面有银白色固体析出，溶液由无色变为蓝色
（4）$\ce{Mg＞Fe＞Cu＞Ag}$
【知识点】金属的化学性质、金属活动性顺序、化学方程式书写
【点评】本题通过三个典型实验探究金属的化学性质，考查金属活动性顺序的应用，是初中化学的基础考点，需掌握金属与氧气、酸、盐溶液反应的规律，难度适中。
【难度系数】
0.6
8 小明利用图甲装置探究铁生锈的条件，发现铁出现锈蚀的时间较长。于是对装置进行改进，改进后的装置如图乙所示。
(1) 图甲中，对比试管
(2) 对比甲、乙装置，图乙中钢丝棉
(3) 图乙的U形管中放置生石灰吸收水分，目的是
(4) 图乙装置中，能缩短实验时间的措施有
(1) 图甲中，对比试管
ab
(填字母)可知，铁生锈需要氧气。(2) 对比甲、乙装置，图乙中钢丝棉
③
(填序号)与图甲试管b中铁片所处条件相同。(3) 图乙的U形管中放置生石灰吸收水分，目的是
保持②干燥
。(4) 图乙装置中，能缩短实验时间的措施有
增大氧气浓度(或增大铁与氧气、水蒸气的接触面积)
(写出一个)。答案：8.（1）ab （2）③ （3）保持②干燥 （4）增大氧气浓度(或增大铁与氧气、水蒸气的接触面积)
解析：
【分析】
本题围绕铁生锈条件的探究展开，铁生锈的核心条件是铁与氧气、水同时接触，实验需通过控制变量法分析对比组。
(1) 要验证铁生锈需要氧气，需保证水的条件一致，仅改变氧气的有无，因此对比甲中a、b试管；
(2) 甲试管b的铁片只接触水、隔绝氧气，对应乙中仅接触水、隔绝氧气的钢丝棉；
(3) 生石灰可吸收水分，乙中②处钢丝棉需探究“是否需要水”，需保持干燥环境；
(4) 乙装置中，过氧化氢分解产生高浓度氧气，且有恒温水加热，能加快反应速率，缩短实验时间。
【解析】
(1) 甲试管a中铁片同时接触水和氧气，试管b中铁片只接触水、无氧气，对比a、b可知，a中铁片生锈、b中铁片不生锈，说明铁生锈需要氧气，故填ab；
(2) 甲试管b的铁片所处条件为：仅与水接触，隔绝氧气；乙中③处钢丝棉浸入水中，仅与水接触、隔绝氧气，与甲试管b中铁片条件相同，故填③；
(3) 生石灰能与水反应吸收水分，乙中②处钢丝棉用于探究铁生锈是否需要水，需保持干燥，因此生石灰的目的是除去U形管中的水分，保持②处钢丝棉干燥；
(4) 乙装置中，过氧化氢在二氧化锰催化下分解产生氧气，使装置内氧气浓度高于空气，加快铁的锈蚀；或85℃恒温水加热提高温度，加快反应速率，均可缩短实验时间，写出其中一项即可，如增大氧气浓度。
【答案】
(1) ab (2) ③ (3) 保持②干燥 (4) 增大氧气浓度(或增大铁与氧气、水蒸气的接触面积)
【知识点】
铁生锈的条件、实验控制变量法
【点评】
本题通过改进实验装置优化铁生锈条件的探究，需结合控制变量法分析各对比组的条件，明确装置中各试剂的作用，考查学生的实验分析与逻辑推理能力，是初中化学的经典实验题型。
【难度系数】
0.4
本题围绕铁生锈条件的探究展开，铁生锈的核心条件是铁与氧气、水同时接触，实验需通过控制变量法分析对比组。
(1) 要验证铁生锈需要氧气，需保证水的条件一致，仅改变氧气的有无，因此对比甲中a、b试管；
(2) 甲试管b的铁片只接触水、隔绝氧气，对应乙中仅接触水、隔绝氧气的钢丝棉；
(3) 生石灰可吸收水分，乙中②处钢丝棉需探究“是否需要水”，需保持干燥环境；
(4) 乙装置中，过氧化氢分解产生高浓度氧气，且有恒温水加热，能加快反应速率，缩短实验时间。
【解析】
(1) 甲试管a中铁片同时接触水和氧气，试管b中铁片只接触水、无氧气，对比a、b可知，a中铁片生锈、b中铁片不生锈，说明铁生锈需要氧气，故填ab；
(2) 甲试管b的铁片所处条件为：仅与水接触，隔绝氧气；乙中③处钢丝棉浸入水中，仅与水接触、隔绝氧气，与甲试管b中铁片条件相同，故填③；
(3) 生石灰能与水反应吸收水分，乙中②处钢丝棉用于探究铁生锈是否需要水，需保持干燥，因此生石灰的目的是除去U形管中的水分，保持②处钢丝棉干燥；
(4) 乙装置中，过氧化氢在二氧化锰催化下分解产生氧气，使装置内氧气浓度高于空气，加快铁的锈蚀；或85℃恒温水加热提高温度，加快反应速率，均可缩短实验时间，写出其中一项即可，如增大氧气浓度。
【答案】
(1) ab (2) ③ (3) 保持②干燥 (4) 增大氧气浓度(或增大铁与氧气、水蒸气的接触面积)
【知识点】
铁生锈的条件、实验控制变量法
【点评】
本题通过改进实验装置优化铁生锈条件的探究，需结合控制变量法分析各对比组的条件，明确装置中各试剂的作用，考查学生的实验分析与逻辑推理能力，是初中化学的经典实验题型。
【难度系数】
0.4
9 某化学实验的废水中含有一定量的$\ce{CuSO_{4}}$和$\ce{FeSO_{4}}$,化学小组欲从该废水中回收铜,并得到副产品$\ce{FeSO_{4}}$晶体。主要实验步骤如图：
（1）固体甲中含有的物质有
（2）步骤①中发生反应的化学方程式是
（3）步骤①②涉及的操作中,玻璃棒的作用是
（1）固体甲中含有的物质有
铜和铁(或Cu和Fe)
,加入的适量 X 是CuSO4溶液(或稀硫酸)
。（2）步骤①中发生反应的化学方程式是
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
,能观察到的实验现象有铁表面有红色物质生成，溶液的浅绿色加深
。（3）步骤①②涉及的操作中,玻璃棒的作用是
引流
。已知$\ce{FeSO_{4}}$晶体在$90\ °\mathrm{C}$就会分解,则步骤③中,使溶液乙里的$\ce{FeSO_{4}}$成为晶体析出可采用的主要方法是冷却热的饱和溶液
（填“加热蒸发水”或“冷却热的饱和溶液”）。（已知:此处饱和溶液指不能再溶解$\ce{FeSO_{4}}$的溶液）答案：9.（1）铜和铁(或 Cu 和 Fe) $\ce{CuSO_{4}}$溶液(或稀硫酸)
（2）$\ce{Fe}+\ce{CuSO_{4}}=\ce{FeSO_{4}}+\ce{Cu}$ 铁表面有红色物质生成,溶液的浅绿色加深 （3）引流 冷却热的饱和溶液
（2）$\ce{Fe}+\ce{CuSO_{4}}=\ce{FeSO_{4}}+\ce{Cu}$ 铁表面有红色物质生成,溶液的浅绿色加深 （3）引流 冷却热的饱和溶液
解析：
【分析】
本题目标是从含$\ce{CuSO_{4}}$和$\ce{FeSO_{4}}$的废水中回收铜并得到$\ce{FeSO_{4}}$晶体。步骤①加入过量Fe，利用铁的金属活动性强于铜，铁会置换出$\ce{CuSO_{4}}$中的铜，因铁过量，固体甲含生成的铜和剩余的铁；步骤②需除去固体甲中的铁，同时得到铜和$\ce{FeSO_{4}}$溶液，故加入的X需能与铁反应且不引入新杂质；步骤①②为固液分离的过滤操作，步骤③需根据$\ce{FeSO_{4}}$晶体的分解特性选择结晶方法。
【解析】
（1）步骤①中，过量Fe与$\ce{CuSO_{4}}$发生置换反应：$\ce{Fe + CuSO_{4} = FeSO_{4} + Cu}$，铁过量，因此固体甲含生成的$\ce{Cu}$和剩余的$\ce{Fe}$；步骤②要除去固体中的铁，加入的X需能与铁反应且生成$\ce{FeSO_{4}}$，可选稀硫酸（$\ce{Fe + H_{2}SO_{4} = FeSO_{4} + H_{2}↑}$）或$\ce{CuSO_{4}}$溶液（$\ce{Fe + CuSO_{4} = FeSO_{4} + Cu}$）。
（2）步骤①的反应为铁与硫酸铜的置换反应，化学方程式为$\ce{Fe + CuSO_{4} = FeSO_{4} + Cu}$；反应时铁表面析出红色的铜，溶液中生成更多浅绿色的$\ce{FeSO_{4}}$，故现象为铁表面有红色物质生成，溶液的浅绿色加深。
（3）步骤①②是过滤操作，玻璃棒作用是引流；因$\ce{FeSO_{4}}$晶体在$90℃$会分解，不能加热蒸发水，故采用冷却热的饱和溶液的方法析出晶体。
【答案】
（1）铜和铁(或 Cu 和 Fe)；$\ce{CuSO_{4}}$溶液(或稀硫酸)
（2）$\ce{Fe}+\ce{CuSO_{4}}=\ce{FeSO_{4}}+\ce{Cu}$；铁表面有红色物质生成，溶液的浅绿色加深
（3）引流；冷却热的饱和溶液
【知识点】
金属活动性应用、物质分离提纯、结晶方法
【点评】
本题结合金属置换反应、过滤操作和结晶方法，考查物质分离提纯的实验设计，需明确各步骤的反应原理和操作目的，同时注意特殊物质的性质对实验的影响，是中等难度的实验题型。
【难度系数】
0.5
本题目标是从含$\ce{CuSO_{4}}$和$\ce{FeSO_{4}}$的废水中回收铜并得到$\ce{FeSO_{4}}$晶体。步骤①加入过量Fe，利用铁的金属活动性强于铜，铁会置换出$\ce{CuSO_{4}}$中的铜，因铁过量，固体甲含生成的铜和剩余的铁；步骤②需除去固体甲中的铁，同时得到铜和$\ce{FeSO_{4}}$溶液，故加入的X需能与铁反应且不引入新杂质；步骤①②为固液分离的过滤操作，步骤③需根据$\ce{FeSO_{4}}$晶体的分解特性选择结晶方法。
【解析】
（1）步骤①中，过量Fe与$\ce{CuSO_{4}}$发生置换反应：$\ce{Fe + CuSO_{4} = FeSO_{4} + Cu}$，铁过量，因此固体甲含生成的$\ce{Cu}$和剩余的$\ce{Fe}$；步骤②要除去固体中的铁，加入的X需能与铁反应且生成$\ce{FeSO_{4}}$，可选稀硫酸（$\ce{Fe + H_{2}SO_{4} = FeSO_{4} + H_{2}↑}$）或$\ce{CuSO_{4}}$溶液（$\ce{Fe + CuSO_{4} = FeSO_{4} + Cu}$）。
（2）步骤①的反应为铁与硫酸铜的置换反应，化学方程式为$\ce{Fe + CuSO_{4} = FeSO_{4} + Cu}$；反应时铁表面析出红色的铜，溶液中生成更多浅绿色的$\ce{FeSO_{4}}$，故现象为铁表面有红色物质生成，溶液的浅绿色加深。
（3）步骤①②是过滤操作，玻璃棒作用是引流；因$\ce{FeSO_{4}}$晶体在$90℃$会分解，不能加热蒸发水，故采用冷却热的饱和溶液的方法析出晶体。
【答案】
（1）铜和铁(或 Cu 和 Fe)；$\ce{CuSO_{4}}$溶液(或稀硫酸)
（2）$\ce{Fe}+\ce{CuSO_{4}}=\ce{FeSO_{4}}+\ce{Cu}$；铁表面有红色物质生成，溶液的浅绿色加深
（3）引流；冷却热的饱和溶液
【知识点】
金属活动性应用、物质分离提纯、结晶方法
【点评】
本题结合金属置换反应、过滤操作和结晶方法，考查物质分离提纯的实验设计，需明确各步骤的反应原理和操作目的，同时注意特殊物质的性质对实验的影响，是中等难度的实验题型。
【难度系数】
0.5