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  • 填空题
    随意丢弃的废旧电池会造成环境污染，废旧电池中的许多物质是可以回收利用的．请根据废旧电池中的物质（如图所示），选用适当物质用化学式填空．
    （1）金属活动性相对较强的金属是______
    （2）在实验室制取氧气的反应中用作催化剂的是______；
    （3）含氮元素的物质且可作氮肥的是______．
    魔方格

    本题信息：2007年自贡化学填空题难度较难 来源:未知
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本试题 “随意丢弃的废旧电池会造成环境污染，废旧电池中的许多物质是可以回收利用的．请根据废旧电池中的物质（如图所示），选用适当物质用化学式填空．（1）金属活动...” 主要考查您对

化肥

氧气的制取和收集

催化剂和催化作用

金属活动性

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化学肥料的概念：
化学肥料是指以矿物、空气、水做原料，经过化学加工制成含有植物生长所需的营养元素的物质，简称化肥。农作物所必需的营养元素有碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁等，其中氮、磷、钾需要量较大，因此氮肥、磷肥、钾肥是最主要的化学肥料。另外还有同时含有两种或两种以上营养元素的复合肥，植物生长过程中需要量比较少的微量元素肥料。

常见化学肥料：
1、氮肥
①作用：氮是合成蛋白质、核酸和叶绿素的重要元素，氮肥充足会使植物枝繁叶茂、果实硕大。缺少氮元素，会使植物生长发育迟缓或停滞，光合作用减慢等。外观表现为植株矮小，瘦弱，叶片发黄，严重时叶脉为棕色。

②氮肥的特性
a.氮盐与碱混合受热可产生一种无色、有刺激性气味的气体，它能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。例如: NaOH+NH4NO3=NaNO3+H2O+NH3↑
检验按根离子(NH4+)时，需有可溶性碱和红色石蕊试纸。
b.氨水是氨气的水溶液，溶于水的氨气大部分与水反应生成一水合氨。一水合氨在水中发生电离，生成铵根离子和氢氧根离子。由于氨水中存在的阴离子全部是OH-，所以氨水呈碱性，一水合氨属于碱类。请注意，通常情况下氨水指氨气溶于水后生成的一水合氨(NH3·H2O)，切勿将氨水的化学式写成NH4OH，因为氨水中没有NH4OH存在。
c.碳酸氢按受热分解:NH4HCO3==NH3↑+ CO2↑+H2O↑。

③氮的固定将氮气转化为氮的化合物的方法。如:豆科植物根部的根瘤菌能把空气中的氮气转化为含氮化合物，这类植物无需或只需少量使用氮肥。

2、磷肥
①作用:磷能促进作物生长，增强抗寒、抗旱能力。若缺乏磷元素，常表现为生长迟缓、产量降低，但磷过量则会引起作物贪青晚熟，结实率下降。外观表现为植株特别矮小，叶片出现紫色。

②常见磷肥有磷矿粉[Ca3(PO4)2]、钙镁磷肥(钙和镁的磷酸盐)、过磷酸钙[磷酸二氢钙Ca(H2PO4)2 和CaSO4的混合物]等。

3、钾肥
①作用:钾肥能保证各种代谢过程的顺利进行、促进植物生民、增强抗病虫害和抗倒伏能力。若缺乏钾元素，常表现为茎秆软弱、容易倒伏、叶片的边缘和尖端呈褐色，并逐渐焦枯。

②常见钾肥有硫酸钾(K2SO4)、氯化钾(KCl)和草木灰(主要成分为K2CO3)等。

(4)复合肥
含两种或两种以土营养元素的化肥。
①特点能同时均匀地供给作物几种养分，充分发挥营养元素间的互补作用，有效成分高。

②种类磷酸按〔磷酸二氢铵NH4H2PO4和磷酸氢二按 (NH4)2HPO4的混合物」、硝酸钾(KNO3)。
常见氮肥及性质:
名称 化学式 性质 注意事项
尿素 CO(NH2)2 白色或淡黄色晶体，易溶
于水，含氮量不超过46.7%，
肥效高且持久，对土壤无
不良影响		 ——
 碳酸氢铵 NH4HCO3 白色晶体，易溶于水，受潮
时常温下就能分解，温度越
高，分解越快，在土壤中不
残留有害杂质，含氮量低于
17.7%		 防分解，贮存和运输时
都要密封.不要受潮或暴
晒，施肥后掩盖或立即
灌溉，不要与碱性物质
混合使用
硝酸铵 NH4NO3 白色晶体，易溶于水，高温
或受猛烈撞击时易爆炸，含
氮量低于35%，对土壤无不
良影响		 不要与易燃物质或碱性
物质混合在一起，结块
时，不要用铁锤砸碎
硫酸铵 (NH4)2SO4 白色固体，易溶于水，常温
下性质稳定，不宜长期大量
使用，否则会使土壤酸化、
板结硬化		 不能与碱性物质混合，
不宜长期大量使用
氨水 NH3·H2O 氨气的水溶液，易挥发，显碱性 运愉、扩存、使用时要
防挥发

化肥和农家肥的比较：
所含元素种类少，但营养元素含量大 常含有多种营养元素，但营养元素含量较少
一般易溶于水，易被农作物吸收，肥效较快 一般较难溶于水，经腐熟后逐步转化为可溶于水、能被作物吸收的物质，肥效慢但肥期较长
便于工业生产，成本较高 便于就地取材，成本低廉
长期使用会破坏土壤的结构，使果蔬、谷物含有超量化肥，影响人体健康；化肥还会造成水体污染，引起水体富营养化 能改良土壤结构

使用化肥、农药的利与弊：
①利：化肥、农药对提高农作物的产量具有重要的作用。

②弊：
a.不合理施用化肥会带来很多环境问题，一方面化肥中含有一些重金属元素、有毒有机物和放射性物质，施人后会引起潜在的土壤污染；另一方面化肥在施用过程中，因某些成分的积累、流失或变化，引起土壤酸化，水域中氮和磷含量升高，氮化物和硫化物气体排放等，造成土壤退化和水、大气环境的污染。
b.农药本身有毒，在杀灭病虫害的同时也带来了对自然环境的污染和对人体健康的危害。

使用化肥的注意事项：
①铰态氮肥不能与碱性物质(如碱、草木灰等)一起使用，因为铵态氮肥中的NH4+遇到OH-会生成易挥发的NH3，降低肥效。

②使用氨水或磷酸氢铵时要防止挥发，立即灌溉或用土盖上，人要站在上风口，因氨气对人的眼、鼻等膜有刺激作用。

③硝酸按受热易分解，在高温或猛烈撞击时易发生爆炸。所以当硝酸铵受潮结块时，不要用铁锤砸碎。

④硫酸按不易长时间使用，以免造成土壤酸性增强或土壤板结。

化肥鉴别的方法：
①一看、二闻、三溶看外观，氮肥、钾肥为白色晶体，磷肥是灰白色粉末；闻气味，碳酸氢按有强烈的氨味，可直接将它与其他氮肥相区别；加水溶解，氮肥、钾肥全部溶于水，磷肥大多不溶于水。铵盐的鉴别：(NH4)2SO4、NH4NO3等和熟石灰混合研磨，放出具有刺激性气味的氨气。

②氮肥的简易鉴别氮肥中的氨水呈液态，碳酸氧钱有强烈的氨味，据此可直接将它们与其他氮肥相区别。其他常见氮肥可按下列步骤鉴别:

注意硫酸铵、氯化铵、硝酸铵同时鉴别时，不能先加硝酸银溶液鉴别氯化铵，因为硝酸银与硫酸铵反应，可能生成微溶物硫酸银，也可能出现沉淀。所以要区分含SO42-、Cl-和NO3-的三种物质时，一般是先加硝酸钡来鉴别出含有SO42-的物质，再加入硝酸银，鉴别出含有Cl-的物质，无现象的则是含有NO3-的物质。

③化肥鉴别歌鉴别化肥简易行，无锈铁片火烧红；化肥分别铁上放，各自现象皆不同；遇铁冒烟化成水，定是尿素不可疑；若是只熔不冒烟，刺鼻气味是磷铵；一阵烟后冒火星，必是硝铵显神通；铁上发出紫火焰，吱吱微响是硫铵；要想测知氯化铵，触铁味如浓盐酸；磷肥多为灰白色，置于红铁味难闻；放于红铁爆噼啪，无氨味者硫酸钾，氨化磷肥与有别，无烟臭气呛煞人；上述现象若不符，其中有诈须谨慎；认真鉴别把握准，防止上当把钱费。
盐的命名：
(1)只有两种元素组成的盐，读作“某化某”，如 NaCl读作氯化钠，AgI读作碘化银。
(2)构成中含有酸根的，读作“某酸某”。如Na2CO3、ZnSO4、AgNO3、KMnO4、KClO3分别读作:碳酸钠、硫酸锌、硝酸银、高锰酸钾、氯酸钾。
(3)含铵根的化合物，读作“某化铵”或“某酸铵”。如NH4Cl、(NH4)2SO4读作:氯化铵、硫酸铵。
(4)其他:Cu2(OH)2CO3读作“碱式碳酸铜”， NaHSO4读作“硫酸氢钠”， NaHCO3读作“碳酸氢钠”。

氧气的制取是初中化学的重点，也是历年中考的热点。我们不仅要学好氧气制取的知识，而且要触类旁通，逐步掌握实验室制取气体的一般思路和方法。中考对制取氧气的考查主要集中在药品选用、实验装置、操作步骤等方面。
实验室制取收集氧气：

过氧化氢制氧气 高锰酸钾制氧气
药品和反应原理 2H2O22H2O+O2↑ 2KMnO4K2MnO4 + MnO2 + O2↑
发生装置 固液常温型
 固体加热型
收集装置 氧气可用排水法收集，也可用向上排空气法收集
整体装置图
操作步骤 ①检查装置气密性
②再锥形瓶中装入二氧化锰
③塞好带有长颈漏斗和导管的橡皮塞（长颈漏斗的下端一定在液面以下，否则氧气会从长颈漏斗中跑出来）
④向长颈漏斗中加入过氧化氢溶液
⑤收集氧气
①检查装置气密性
②将药品平铺在试管底部，用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管口(用高锰酸钾制取氧气，还要在管口放一小团棉花)
③将试管固定在铁架台上
④点燃酒精灯，预热后加热试管
⑤当导管口有连续均匀的气泡冒出时开始收集气体
⑥收集完毕，先将导管移出水面
⑦熄灭酒精灯。加热高锰酸钾(或氯酸钾和二氧化锰的混合物)制氧气，用排水法收集，其操作步骤可概括为：“查”“装”“定”“点”“收”“离”“熄”7个字。可用谐音记忆为“茶庄定点收利息”。
注意事项 ①伸入试管或锥形瓶中的导管应刚刚露出橡皮塞即可，否则不利于气体的导出。
②用排水法收集氧气时，导管应刚伸人集气瓶口即可，过长不利于水的排出，气体不易收集满。
③用向上排空气法收集氧气时，导管要伸入集气瓶的底部，否则不利于空气的排出，收集的气体不纯。
④用长颈漏斗时，长颈漏斗末端应在液面以下，否则氧气会从长颈漏斗中逸出。 		①药品要平铺在试管底部，均匀受热。
②试管口要略向下倾斜，防止药品中湿存的水分受热后变成水蒸气，遇冷凝结成水倒流回试管底部，使试管炸裂。
③铁架台的铁夹要夹在试管的中上部(或距离试管口1/3处)。
④试管内的导管稍伸出橡皮塞即可，这样便于气体导出。
⑤集气瓶充满水后倒放入水槽中(瓶口要在水面下)。
⑥加热时要先使试管均匀受热，然后酒精灯外焰要对准药品所在部位加热。
⑦用排水法收集气体时，应注意当气泡连续均匀冒出时再收集，否则收集的气体中混有空气，当集气瓶口有大盆气泡冒出时，证明已集满。
⑧停止加热时，应先把导管从水里撤出，再撤掉酒精灯。如果先熄灭酒精灯，试管内气体温度降低，压强减小，水槽中的水就会被倒吸入热的试管内，使试管炸裂。
⑨用高锰酸钾制氧气时，试管口要放一小团棉花，防止加热时高锰酸钾小颗粒进人导管。
⑩盛氧气的集气瓶应盖上玻璃片正放，因为在相同状况下氧气的密度大于空气的密度，正放可减少气体的逸散。

催化剂及催化作用的概念:
概念
催化剂 在化学反应中能改变其他物质的化学反应速率，而本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有改变的物质。
催化作用 催化剂在化学反应中所起的作用


催化剂的特点:
催化剂概念的要点可概括为“一变”“二不变”。

(1)“一变”是指催化剂能改变其他物质的化学反应速率，这里“改变”包括加快和减慢，也就是说催化剂可以加快反应速率，也可以减慢反应速率。

(2)“二不变”指催化剂本身的化学性质不变。
易错点:
①催化剂一般有选择性，即仅能对某一反应或某一类型的反应起催化作用。如二氧化锰是过氧化氢分解的催化剂，但对其他的反应不一定是。

②对某些反应来说，催化剂也可能不止一种，如能催化过氧化氢分解的催化剂除二氧化锰外，还有硫酸铜溶液、红砖粉(主要成分为氧化铁)等。

③催化剂可以重复使用。
催化剂在化工生产中的作用:
     催化剂在化工生产中有重要作用，人多数化工生产都有催化剂参与。例如，在石油炼制过程中，用高效催化剂生产汽油、煤油等；在汽车尾气处理，归用催化剂促进有害气体的转化；酿造工业和制药工业都要用酶作催化剂，某些酶制剂还是宝贵的药物。
定义：
金属活动性指金属单质在水溶液中失去电子生成金属阳离子的性质。

常见金属活动性顺序：
K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、（H）、Cu、Hg、Ag、Pt、Au

金属活动性顺序表的意义
(1)金属的位置越靠前，它的活动性越强
(2)位于氢前面的金属能置换出酸中的氢（强氧化酸除外）。
(3)位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来（K，Ca，Na除外）。
(4)很活泼的金属，如K、Ca、Na与盐溶液反应，先与溶液中的水反应生成碱，碱再与盐溶液反应，没有金属单质生成。如：
2Na+CuSO4+2H2O==Cu（OH）2↓+Na2SO4+H2↑
(5)不能用金属活动性顺序去说明非水溶液中的置换反应，如氢气在加热条件下置换氧化铁中的铁:
Fe2O3+3H22Fe+3H2O

金属原子与金属离子得失电子能力的比较



金属活动性顺序表的应用
（1）判断某些置换反应能否发生
a.判断金属与酸能否反应:
条件：
①金属必须排在氢前面
②酸一般指盐酸或稀硫酸
b.判断金属与盐溶液能否反应:
条件：
①单质必须排在盐中金属的前面
②盐必须可溶于水
③金属不包含K、Ca、Na
（2）根据金属与盐溶液的反应判断滤液、滤渣的成分。如向CuSO4，AgNO3混合液中加铁粉，反应后过滤，判断滤液和滤渣成分。铁与CuSO4和AgNO3溶液反应有先后顺序，如果铁足量，先将AgNO3中的Ag完全置换后再置换CuSO4中的Cu，那么溶液中只有FeSO4；如果铁的量不足，应按照“先后原则”分别讨论滤液和滤渣的成分。
（3）根据金属活动性顺序表判断金属与酸反应的速率或根据反应速率判断金属的活动性顺序。如镁、锌、铁三种金属与同浓度的稀H2SO4反应产生氢气的速率:Mg>Zn>Fe，则可判断金属活动性Mg>Zn>Fe,
（4）利用金属活动性顺序表研究金属冶炼的历史。金属活动性越弱，从其矿物中还原出金属单质越容易； 金属活动性越强，从其矿物中还原出金属单质越难。所以越活泼的金属越不易冶炼，难于冶炼的金属开发利用的时间就越迟。
（5）应用举例
a.湿法炼铜我国劳动人民在宋代就掌握了湿法炼铜技术，即将铁放入硫酸铜溶液中置换出铜: Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。
b.从洗相废液中回收银洗相废掖中含有大量的硝酸银，可用铁置换回收: Fe+2AgNO3==Fe(NO3)2+2Ag。
c.处理工业废水中的铜、汞离子工业废水中常含铜、汞等金属离子，这些离子对生物有很大的危害，在排放前必须进行处理，可用铁置换回收:Fe+CuSO4==FeSO4+Cu
d.实验室选择金属与酸反应制取氢气在金属活动性顺序表中，H之前的金属都能跟稀 H2SO4、稀HCl反应产生氢气，但Zn之前的金属与酸反应太快。不便操作；Zn之后的金属与酸反应太慢，花费时间太长，从经济效益和反应速率多方而考虑，Zn是最合适的金属。
金属与混合溶液的反应
(1)将一种金属单质放入几种金属的盐溶液的混合液中时，其中排在金属活动性顺序表巾最靠后的金属最先被置换出来，然后再依次置换出稍靠后的金属。简记为“在金属活动性顺序中，距离远，先反应”。如将金属Zn。放入FeSO4和CuSO4的混合溶液中，Zn先与CuSO4发生置换反应，与CuSO4反应完后再与FeSO4 发生置换反应。根据金属锌的最不同可分为以下几种情况：
金属锌的量 析出金属 滤液的成分
锌不足(不能与CuSO4溶液完全反应) Cu ZnSO4、FeSO4、CuSO4
锌不足(恰好与CuSO4溶液完全反应) Cu ZnSO4、FeSO4
锌不足(不能与FeSO4溶液完全反应) Fe、Cu ZnSO4、FeSO4
锌适量(恰好与FeSO4溶液完全反应) Fe、Cu ZnSO4
锌足量 Zn、Fe、Cu ZnSO4
(2)将几种不同的金属放入同一种盐溶液中，发生反应的情况与将一种金属放入几种金属的盐溶液中相似，也是在金属活动性顺序表中，距离越远的先反应，然后是距离较远的反应。

金属与酸反应生成氢气图像问题的分析方法：
（1）等质氢图：两种金属反应产生的氢气质量相同，此图反映两种情况：

①酸不足，金属过虽，产生的氢气质量由酸的质量决定。
②酸足量，投放的两种金属与酸反应产生氢气的质量恰好相同，如6.5g锌和5.6g铁分别投入足量的盐酸中反应产生的氢气质量相同。
（2）等质等价金属图：如等质量的镁、铁、锌与足量的酸反应生成的金属离子都是+2价，产生氢气的速率和质量不同。此图反映出:

①金属越活泼，图示反应物的线越陡，如Mg线比Zn线陡,Zn线比Fe线陡，说明活泼性Mg>Zn>Fe
②金属的相对原子质量越小。等质量时，与酸反应产生的氢气越多，曲线的拐点越高，因此，相对原子质量Zn >Fe>Mg。
可简单概括为:越陡越活，越高越小。
（3）等质不等价金属图：铝、镁、锌与酸反应生成金属离子的化合价分别为+3、+2、+2，此图反映出等质不等价金属与酸反应不仅速率不同而且生成的氢气的质量与金属化合价有关。
可用下面式子计算氢气质量：


金属与酸或盐溶液反应前后溶液密度变化的判断方法：
金属与酸的反应和金属与盐溶液的反应均为置换反应，反应后溶液的溶质发生了改变，导致溶液的溶质质量分数、溶液的密度也随之改变。反应前后溶液的密度的变化取决于反应前后溶液中溶质的相对分子质量的相对大小。
(1)反应后溶液密度变小：如Fe+CuSO4== FeSO4+Cu，在该反应中，反应前溶液中的溶质为CuSO4，其相对分子质量为160；反应后溶液中的溶质为FeSO4，其相对分子质量为152，由于152<160，故该反应后溶液密度变小。
(2)反应后溶液密度变大：如Zn+H2SO4== ZnSO4+H2↑，在该反应中，反应前溶液中的溶质为H2SO4，相对分子质量为98；反应后溶液中溶质为ZnSO4，相对分子质童为161，由于161>98。故该反应后溶液密度变大。
真假黄金的鉴别：
黄金是一种具有金黄色光泽的金属、化学性质极不活泼。黄铜的外形与黄金非常相似，所以不法分子常用黄铜(Zn,Cu合金)来冒充黄金。但二者之间的性质有很大差异，可用多种方法鉴别。
方法一：取少量金黄色金属块于试管中，加入少量稀盐酸或稀硫酸，若有气泡产生(Zn+2HCl==ZnCl2 +H2)，则原试样为黄铜;若没有气泡产生，则原试样为黄金。
方法二：取少量金黄色金属块，用天平称其质量，用量筒和水测出其体积，计算出金属块的密度与黄金的密度对照，若密度相等，则为黄金；若有较大的差异，则为黄铜。
方法三：取少员金黄色金属块在火焰上加热，若金属块表面变黑(2Cu+O22CuO，则原试样为黄铜；若无变化，则为黄金。
方法四：取少讨金黄色金属块于试管中，向试管中加人适量的硫酸铜溶液，若金属块表而出现红色物质且溶液颜色变浅(Zn+CuSO4==ZnSO4+Cu)，则原试样为黄铜；若无变化，则原试样为黄金。
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