《2025年经纶学典学霸九年级化学下册人教版》

14.（10分）新趋势 跨学科融合（2024·龙岩一模）实验小组结合物理学科的杠杆原理和部分物质的性质完成下面两个实验。
（1）实验1：加热铜丝团一段时间后可以观察到铜丝团变成________色，同时杠杆左端________（填“上升”或“下沉”）。
（2）实验2：一段时间后铁粉包下沉的原因是______________________________。
将集气瓶中的水换成下列________（填字母），并将铁粉包浸泡一段时间后取出晾干，杠杆也会出现相似现象，请用化学方程式解释：____________________。
A. 稀硫酸
B. 硫酸铜溶液
C. 氯化镁

答案：
(1)黑　下沉　
(2)铁能与水、氧气共同反应生锈，由质量守恒定律可知物质反应前后总质量不发生变化，则左侧的铁粉与氧气、水蒸气共同作用导致生锈，质量增加，左侧下沉　B　Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu
解析:
(1)铜能与氧气在加热的条件下反应生成氧化铜,氧化铜为黑色固体;由质量守恒定律可知化学反应前后各物质总质量不发生变化,左侧的铜与氧气发生反应生成氧化铜,导致固体的质量增加,则会下沉。　
(2)铁能与水、氧气共同反应生锈，由质量守恒定律可知化学反应前后各物质总质量不发生变化,则左侧的铁粉与氧气、水蒸气共同作用导致生锈，质量增加，左侧下沉;铁能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁与氢气,则将铁粉浸入稀硫酸中铁粉溶解，质量会减小，A不符合题意;由铁与硫酸铜反应的化学方程式Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu可知,56份质量的铁与硫酸铜反应后生成64份质量的铜,则反应后固体的质量增加，B符合题意;氯化镁溶液与铁粉不反应，将铁粉在氯化镁溶液中浸泡一段时间后，杠杆依然平衡，C不符合题意。

15.（16分）（2024·连云港二模）化学兴趣小组对Fe₃O₄展开研究。
Ⅰ. Fe₃O₄对铁器文物的保护
（1）已知Fe₃O₄中铁元素呈+2价和+3价两种不同的价态，根据化学式推测含有的+2价铁元素与+3价铁元素的质量比为_______。
（2）脱氯过程除了生成FeOOH以外，另一产物为_______，推断依据是____________________，还原时铁元素的化合价_______（填“部分”“全部”或“没有”）降低，生成的Fe₃O₄可作保护层是因为其具有________的结构。
Ⅱ. Fe₃O₄制备的纳米零价铁（nZVI），去除废水中的金属离子性能优越，其制备示意图如下。

nZVI用于去除废水中金属离子，根据金属活动性顺序可分三种途径（如图），第一类是吸附捕捉（如Zn²⁺），第二类是吸附捕捉再慢慢反应（如Pb²⁺），第三类是直接反应（如Cu²⁺）。

（3）①结合图分析，Ni²⁺属于第_______类。
②若Cd²⁺属于第一类，则金属Cd比金属Ag的活动性_______（填“强”或“弱”）。
③废水中CuCl₂与纳米零价铁反应的化学方程式为____________________。

答案：
(1)1:2　
(2)NaCl　质量守恒定律:化学反应前后，元素的种类不变　部分　致密　
(3)①二　②强　③Fe + CuCl₂ = FeCl₂ + Cu
解析:
(1)解:设Fe₃O₄中亚铁离子的个数为x,则铁离子的个数为3 - x,氧元素通常显−2价,根据化合物中各元素正、负化合价的代数和为零,可得:( + 2)×x + ( + 3)×(3 - x) + ( - 2)×4 = 0，x = 1,铁离子的个数为3 - 1 = 2,则+2价铁元素与+3价铁元素的质量比为1:2。
(2)根据质量守恒定律:化学反应前后，元素的种类不变，故生成物中还应含Na、Cl,故另一产物为氯化钠;FeOOH中氢元素显+1价，氧元素显 - 2价，根据化合物中各元素正、负化合价的代数和为零,可得FeOOH中铁元素化合价为+3价,Fe₃O₄中铁元素呈+2价和+3价两种不同的价态，故还原时铁元素的化合价部分降低;生成的Fe₃O₄可作保护层是因为其具有致密的结构，可隔绝氧气和水，防止铁制品进一步生锈。
(3)①由图可知,Ni²⁺是吸附捕捉再慢慢反应,故属于第二类;②若Cd²⁺属于第一类,则Cd比铁活泼,铁比银活泼,故金属Cd比金属Ag的活动性强;③废水中CuCl₂与纳米零价铁反应生成氯化亚铁和铜。

三、实验探究题（本大题共1小题，共16分）
16. 金属钯（Pd）是稀有的贵重金属之一，与银（Ag）、铂（Pt）都可制作首饰。某实验小组对银（Ag）、铂（Pt）、钯（Pd）三种金属的活动性顺序进行探究，于是进行了如下操作：
【查阅资料】①钯（Pd）呈银白色，有金属光泽，化学性质较稳定；
②钯元素在化合物中化合价为+2；二氯化钯可溶于水，该性质属于_______（填“物理”或“化学”）性质；
③AgCl为白色固体，不溶于水。
【猜想与假设】（1）对三种金属的活动性顺序提出三种可能的猜想：
猜想一：Ag＞Pt＞Pd；
猜想二：Ag＞Pd＞Pt；
猜想三：________。
【设计并实验】（2）设计并完成如下实验：
①实验一：首先把钯戒指放入稀硫酸溶液中，戒指完好无损，可推测：钯在金属活动性顺序中位于铁之_______（填“前”或“后”）。
②实验二：将钯粉置于盐酸中，边通入一种常见的无色气体（X）边搅拌，钯粉溶解得到二氯化钯（PdCl₂）溶液，反应时的化学方程式为$2Pd+X + 4HCl\xlongequal{}2PdCl₂+2H₂O，$X气体的名称为_______。
③实验三：如图所示，将银戒指、铂戒指分别放入甲、乙两烧杯中，一段时间后取出，观察现象记录如表：

| |甲烧杯|乙烧杯|
|----|----|----|
|实验现象|银戒指表面有明显变化，杯中溶液变浑浊|无明显现象|
【控制实验条件】
（3）将银戒指、铂戒指加入二氯化钯溶液中前，都先用砂纸将其表面擦光亮，这样操作的目的是____________________。
【解释与结论】
（4）通过该实验判断，原假设中正确的是猜想_______（填“一”“二”或“三”）。写出银与二氯化钯溶液反应的化学方程式：____________________。
（5）二氯化钯溶液中通入一氧化碳，生成二氧化碳、盐酸，并产生黑色沉淀，经检测此沉淀为金属钯，这样处理有哪些好处？____________________。

答案： [查阅资料]物理　
(1)Pd＞Ag＞Pt　
(2)①后　②氧气
(3)除去金属表面的氧化膜，利于直接反应　
(4)二 2Ag + PdCl₂ = 2AgCl + Pd　
(5)回收贵金属,节约金属资源(或用于检测空气中的一氧化碳等)