专题06 金属和金属材料-【寒假自学课】2025年九年级化学寒假提升精品讲义（人教版2024）

专题06 金属和金属材料 考点聚焦：复习要点+知识网络，有的放矢 重点专攻：知识点和关键点梳理，查漏补缺 难点强化：难点内容标注与讲解，能力提升 提升专练：真题感知+提升专练，全面突破 1.了解金属的物理特征，了解防止金属腐蚀的简单方法。 2.知道一些常见金属(铁、铝等)矿物；知道可用铁矿石炼铁。 3.知道在金属中加入其他元素可以改变金属材料的性能，知道生铁和钢等重要合金 4.认识金属材料在生产、生活和社会发展中的重要作用。 5.认识废弃金属对环境的影响和回收金属的重要性。 6.认识常见金属的主要化学性质。 7.能用金属活动性顺序对有关置换反应进行判断，并能解释日常生活中的一些化学现象。 考点1：金属材料 1.常见金属的物理性质 金属材料是指用 或 等制成的材料。 金属共同的物理性质 金属物理性质的差异 ①有金属光泽 ①颜色差异：大多数金属呈 色，但铜呈 色，金呈 ，铁、银呈银白色，铁粉和银粉是 色。 ②有良好的导电性 ②状态差异：大多数金属在常温下为 体，但汞为 体 ③有良好的导热性 ③金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等物理性质差别也较大 ④有良好的延展性 2．金属的用途反应性质 用途举例 制首饰 作导线 制烧水壶 制金属丝、金属箔 利用的物理性质 3．金属之最 地壳中含量最多的金属元素 人体中含量最高的金属元素 目前世界年产量最高的金属 导电、导热性最好的金属 硬度最大的金属 铬（Cr） 熔点最高的金属 熔点最低的金属 密度最大的金属 锇（Os） 密度最小的金属 锂（Li） 4.合金 合金 在纯金属中加热熔合某些 或 ，制得的具有金属特征的 优良性能 一般比其组分金属硬度 一般比其组分金属熔点 一般比其组分金属抗腐蚀性 理解 ①合金都是 物，其中至少含有 种金属单质，合金可由金属与金属熔合而成，也可以由金属与 熔合而成。 ②形成合金的熔合过程中不生成新物质，发生 ，组成合金的各成分保持着它们各自的化学性质。 ③金属氧化物（如Fe2O3）不是合金，因为它们既不是混合物，也没有金属特征（导电性等）。 5.铁的合金（生铁与钢） 生铁 钢 含碳量 2% - 4.3% 0.03% - 2% 所含元素 铁、碳、硅、锰等 铁、碳、铬、镍等 性能 质硬而脆，无韧性 坚硬，有韧性 机械加工 可铸，不可锻压 可铸、可锻压、可压延 用途 制铁锅、暖气片、机床等 制交通工具、炊具等 性能差异原因 生铁与钢性能差异的主要原因是它们的 6．钛和钛合金 熔点 、密度 、可塑性好、易加工、机械性能好、抗腐蚀性和生物相容性好等。因此，钛和钛合金被广泛用于火箭、导弹、航天器、通信设备和医疗等。 考点2 金属的化学性质 1.金属与氧气的反应 金属 反应条件 反应现象 化学方程式 镁、铝 常温 打磨过的镁条、铝片在空气中表面逐渐 铁、铜 点燃或加热 常温下铁、铜在干燥的空气中很难与氧气反应。在氧气中点燃细铁丝，细铁丝剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，放出大量的热;在空气中加热铜丝，铜丝表面变 金 即使在高温时也不与氧气反应 -- 重点 （1）铝具有很好的抗腐蚀性能的原因：铝在空气中与 气反应，其表面生成一层 ，从而阻止铝进一步氧化。 （2）金属与氧气反应的 ，也可在一定意义上反映出金属的活泼程度，即镁、铝比较活泼，铁、铜次之，金最不活泼。 （3）“真金不怕火炼”说明金即使在高温时也不会与氧气反应。所以可以利用灼烧法鉴别黄铜（铜锌合金）和黄金，灼烧时无现象的是 ，表面变黑的是 。 2.金属与稀盐酸、稀硫酸的反应 金属 现象（与稀盐酸或稀硫酸） 反应的化学方程式 镁 剧烈反应，产生大量气泡，溶液仍为无色，生成的气体能够燃烧，产生淡蓝色火焰 锌 反应较剧烈，产生较多气泡，溶液仍为无色，生成的气体能够燃烧，产生淡蓝色火焰 铁 反应缓慢且有少量气泡产生，溶液由无色逐渐变成浅绿色，生成的气体能够燃烧，产生淡蓝色火焰 铜 无变化 -- 结论 镁、锌、铁与盐酸或稀硫酸反应产生氢气，镁反应速率最快，锌次之，铁最慢，铁与盐酸或稀硫酸反应时溶液由无色变成浅绿色。铜不与盐酸或稀硫酸反应。 金属的活动性∶镁>锌>铁>铜。 注意 （1）比较不同金属与酸反应的速率需要控制的变量： ①酸的种类、浓度和体积; ②金属的形状（或金属与酸的接触面积）; ③温度。 （2）利用金属与酸的反应判断金属活动性的方法： 在相同条件下，能与酸反应的金属比不能与酸反应的金属 ；与酸反应产生气泡快的金属比产生气泡慢的金属 。 3.金属与盐溶液的反应 实验步骤 实验装置 实验现象 反映的化学方程式 把一根用砂纸打磨过的铝丝浸入硫酸铜溶液中 铝丝上有 物质生成，溶液由 逐渐变为 把一根洁净的铜丝浸入硝酸银溶液中 铜丝上有 物质生成，溶液由 逐渐变为 把一根洁净的铜丝浸人硫酸铝溶液中 -- 无变化 -- 注意 ①用砂纸打磨金属丝的目的是 。 ②FeSO4、FeCl2、Fe(NO3)2溶液都呈 色，是因为溶液中都含有 ；Fe2(SO4)3、FeCl3、Fe(NO3)3溶液都呈 色，是因为溶液中都含有 ；CuSO4、CuCl2、Cu(NO3)2溶液都呈 色，是因为溶液中都含有 。 4.常见金属的活动性顺序 活动性顺序表 注意事项 （1）在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，它的活动性就越 。 （2）在金属活动性顺序里，位于氢 的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢。 （3）在金属活动性顺序里，位于 的金属能把位于 的金属从它们化合物的溶液里置换出来。 （4）金属与酸反应的条件：氢之前，能置换；常见酸， 酸， 酸。（硝酸、浓硫酸具有氧化性，与金属不发生置换反应） （5）金属与金属化合物反应的条件：强换弱，盐要溶；钾钙钠，要除外。意思是在金属活动性顺序里，位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来;金属化合物必须 ;金属还要排除 、 、 三种金属，因为这三种金属的活动性太强，加入金属化合物溶液中时先与水反应。 （6）金属活动性是指金属原子在溶液中 电子的能力。 记忆口诀 嫁给那美女，薪贴七千轻，统共一百斤 5.置换反应（属于基本反应类型之一） 概念 由一种 与一种 反应，生成另一种 与另一种 的反应 特点 反应物和生成物都是 ，且均为一种 和一种 。 （1）有单质和化合物参加的反应不一定是置换反应， 如 CH4+2O22H2O+CO2。 （2）有单质和化合物生成的反应也不一定是置换反应， 如CO+CuO Cu+CO2。 （3）当铁单质参加置换反应时，生成物中的铁元素呈 价。 （4）置换反应属于化学反应的 。 （5）置换反应中一定有元素化合价的 ，因为反应前后有不同的单质。 通式 A+BC→AC+B 考点3 金属资源的利用和保护 1.金属矿物 地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中，除了金、银等有 形式存在，其余金属都以 的形式存在。人类每年要从有开采价值的金属矿石中提炼大量的金属，其中，提炼量最大的是铁。 几种常见的金属矿石及其主要成分 金属矿石 赤铁矿 磁铁矿 铝土矿 赤铜矿 金红石 软锰矿 主要成分 Cu2O TiO2 MnO2 2.铁的冶炼 反应原理 实验装置 实验步骤 ①检查装置 ； ②装入药品并固定装置； ③通入CO并 ； ④排尽装置内的空气后，点燃酒精喷灯给氧化铁加热； ⑤当玻璃管内的 时，停止加热； ⑥等装置冷却后，停止通CO，熄灭酒精灯。 实验现象 玻璃管中红棕色粉末逐渐变为 色；澄清石灰水 ；尾气燃烧时产生 注意事项 ①实验开始前,先通入一段时间CO的目的是 ; ②实验结束时先停止加热，继续通入一氧化碳直到玻璃管冷却，目的是 ; ③尾气处理方法： 化学方程式 ①硬质玻璃管中： 。 ②试管中： 。 ③尾气处理： 。 3.工业炼铁 原理 铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程。把铁矿石、焦炭和石灰石一起加入高炉，在高温下，利用炉内反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来 原料 铁矿石、焦炭、石灰石、空气等 ①赤铁矿石：提供铁元素。 ②焦炭： 、 。 ③石灰石：将矿石中 转变为炉渣除去。 ④热空气：提供氧气。 主要设备 高炉（如图所示，以赤铁矿作为原料为例） 产品 ，属于 化学反应方程式 ①O2 + CCO2； ②CO2 + C2CO； ③3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2 4.金属资源保护 铁生锈的主要条件 铁与 直接接触 铁锈的主要成分 Fe2O3·xH2O，颜色为红色。铁锈的结构很 ，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水等反应，铁制品会完全被腐蚀 防锈原理 防止铁制品与 接触 防锈方法 ①保持铁制品表面 。 ②在铁制品表面覆盖 ，如喷漆、涂油、烧涂搪瓷、镀锌、烤蓝等。 ③将铁制品 ，如不锈钢。 保护金属资源必要性 ①金属矿物的储量有限，且不可再生； ②废旧金属的随意丢弃不仅浪费资源还污染环境 有效途径 ①防止 ； ②回收利用 ； ③有计划、合理地开采金属矿物； ④寻找金属的代用品等。 强化点1 探究铁钉生锈的条件 实验步骤 ①在A试管内加入经煮沸迅速冷却的蒸馏水，使铁钉部分浸没在水中; ②在B试管内加入经煮沸迅速冷却的蒸馏水，使铁钉完全浸没在水中，然后在水面上覆盖一层植物油; ③在C试管内放棉花和干燥剂，塞紧橡胶塞。将3支试管放置一周左右，观察铁钉生锈情况 实验现象 （1）一周后, A试管内铁钉生锈, 且乙（填甲、乙或丙）处锈蚀严重; B、C试管内铁钉都没有生锈 （2）对比试管A、B中的现象，说明铁生锈需要与 接触；对比试管 (填字母)中的现象，说明铁生锈需要与水接触。 实验结论 （3）铁生锈的条件是铁与 、 同时接触 实验反思 （4）实验开始前，需用砂纸打磨铁钉，目的是 。 （5）实验前需要将蒸馏水煮沸后迅速冷却，煮沸的目的是 ,迅速冷却的目的是 。 （6）试管B中植物油的作用是 ;试管C中干燥剂的作用是 。 实验意外现象分析 （7）一段时间后，某同学发现图1中试管C中的铁钉也出现了少量锈迹，可能的原因是 。 创新装置 （8）在图2所示实验中，观察到Y形管左边的铁片无明显变化，右边铁片生锈，说明铁生锈需要与 接触。 趣味实验 （9）某同学用如图3所示装置进行铁钉生锈条件的探究。两个透明塑料瓶中均装满二氧化碳的水溶液，并将其放在阳光下照射。一段时间后可观察到 (填“甲”或“乙”)中铁钉生锈，该实验证明铁钉生锈与 有关。 强化点2 常见金属的物理性质和化学性质探究 ①金属的物理性质 要点梳理 （1）图1实验中，将黄铜片和铜片、硬铝片和铝片相互刻画，观察到的现象是 ,该实验最终得到的结论是 。 （2）图2实验中，闭合开关，灯泡发光，说明铜具有 性。 （3）图3实验中，可将铜块压成片状，说明铜具有 性。 （4）图4实验中，加热铜片一端1~2秒后，停止加热，立即用手触摸铜片另一端，有热感，说明铜具有 性。 ②金属的化学性质 实验操作和现象 （1）图1实验，加热铜片，观察到的现象是 ,反应的化学方程式为 （2）图2实验，向装有少量铁片、铝片、铜片的试管中分别加入5mL稀盐酸： ①试管A中发生反应的化学方程式为 。 ②试管B中，刚开始未观察到气泡，其原因是 。 ③试管C中无明显现象，分析其原因是 。 （3）图3实验，两支试管中能发生反应的是试管 (填“①”或“②”),反应的化学方程式为 ,反应能发生的原因是 。 实验结论 （4）通过上述实验可知，金属的化学性质有 、 、 。 强化点3 金属与酸反应的图像分析 1.横坐标为不同物理量时的图像分析（以锌、铁两种金属与盐酸反应为例） 横坐标表示反应时间 ①等质量的金属分别和足量的同体积、同浓度的酸反应，金属被消耗完时，化合价相同的元素，相对原子质量越小的，产生的氢气越多，曲线的拐点越高，金属越活泼曲线越陡; ②若酸少量，最终生成氢气的质量相等 横坐标表示金属质量 等质量的金属分别和少量同体积、同浓度的酸反应时，化合价相同的元素，相对原子质量越小的，生成的氢气越多，曲线越陡;金属过量时，酸完全反应，生成的氢气质量相等，曲线拐点相平 横坐标表示酸的质量 向等质量的不同金属中分别加浓度相同的盐酸至过量，金属反应完之前，消耗盐酸的质量相等，产生氢气的质量也就相等，曲线重合;酸过量时，化合价相同的元素，相对原子质量小的金属产生的氢气多，曲线拐点在上方 2.解题方法 （1）可以通过单位时间内产生氢气的多少来比较金属活动性强弱，单位时间内产生氢气多即反应速率快，则该金属活动性强（即金属越活泼曲线越陡）。 （2）一定质量的金属与足量的酸反应产生氢气的质量公式：m(H2)＝。如果两种金属元素在化合物中的化合价相同，可以根据产生氢气的多少判断金属的相对原子质量的大小，相对原子质量越大的得到的氢气越少，相对原子质量越小的得到的氢气越多，曲线的拐点越高。 真题感知 1．（2024·上海·中考真题）下列金属中活动性最强的是 A． B． C． D． 2．（2024·四川内江·中考真题）如图是实验室模拟工业炼铁的装置。下列有关分析不正确的是 A．澄清石灰水变浑浊，说明有CO2生成 B．该反应中，失去氧的物质是CO C．CO具有可燃性 D．硬质玻璃管中固体质量逐渐减小 3．（2023·四川攀枝花·中考真题）根据铁锈蚀的条件判断，下列情况中，铁钉最容易生锈的是 A． B． C． D． 4．（2024·甘肃临夏·中考真题）金属镍在制造钱币、不锈钢、催化剂等方面有着广泛的应用。为探究镍（Ni）、锌、铜的金属活动性顺序，小明做了如图所示的实验，发现A试管中镍丝表面无现象，B试管中镍丝表面出现红色物质，则三种金属活动性由强到弱的顺序是 A．Ni、Zn、Cu B．Zn、Cu、Ni C．Zn、Ni、Cu D．Cu、Ni、Zn 5．（2024·黑龙江绥化·中考真题）下列图像能直观表达各种变化关系，加深对知识的理解，下列图像与其对应表述正确的是 A．分别向等质量的锌、铁中加入等质量分数的稀盐酸 B．电解一定质量的水 C．加热高锰酸钾制取氧气 D．将足量锌粉投入到一定质量的硝酸铜和硝酸银混合溶液中 6．（2024·四川德阳·中考真题）室温时，利用压强传感器研究质量相同的一块镁片和一块锌片分别与等浓度、等质量的稀盐酸反应的实验如图甲，压强传感器测得装置内压强随时间的变化关系如图乙。下列说法正确的是 A．根据压强变化推测两个反应都有热量放出 B．曲线①的压强上升比曲线②高，说明①产生H2总量更多 C．曲线②是Mg与稀盐酸反应的压强变化曲线 D．反应结束后Zn一定有剩余 7．（2024·江苏徐州·中考真题）人类开发利用金属的时间和金属的活动性有关。为探究金属的活动性强弱，用如图装置进行实验。下列说法不正确的是 A．实验前需要打磨金属片，除去表面的氧化膜 B．若向甲、乙试管加入稀盐酸，只有锌片表面能产生气泡 C．若向乙试管加入ZnSO4溶液，能得出锌的金属活动性比铜强 D．若向甲、乙试管加入AgNO3溶液，能得出三种金属的活动性：Zn＞Cu＞Ag 8．（2024·江苏镇江·中考真题）下列物质的用途主要与化学性质有关的是 A．用镁粉制作照明弹 B．用活性炭除冰箱异味 C．用铜制作电线电缆 D．用干冰进行人工降雨 9．（2024·山东潍坊·中考真题）从含有浓度相近的、和的废水中回收和有关金属。取样后，向其中加入一定量的锌粉，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣。下列说法错误的是 A．若所得滤液为无色，则滤液中溶质只有 B．若所得滤液为浅绿色，则滤渣只有铜 C．若向滤渣中加入稀硫酸，有气泡产生，则滤渣中至少含有两种金属 D．若向滤渣中加入稀硫酸，无气泡产生，则滤液中只有两种溶质 10．（2024·内蒙古呼和浩特·中考真题）“沉睡三千年，一醒惊天下！”三星堆青铜器出土后立刻震惊了全世界。近日部分青铜器在呼和浩特市博物馆展出。 （1）青铜是由铜、锡熔合制成。相比于纯铜的质地柔软，青铜 ，而应用于农具和兵器的生产中。 （2）《淮南万毕术》记载“曾青（硫酸铜溶液）得铁则化为铜”的湿法炼铜工艺，反应的化学方程式为 。 （3）小琦同学查阅资料发现：（氯化亚锡）溶于水可形成无色溶液。请你帮她设计实验方案证明锡的金属活动性强于铜 （写出操作和现象）。 （4）出土的青铜器表面锈蚀物分为无害锈和有害锈。无害锈是一层致密薄膜，如铜绿；有害锈含氯，可加快青铜器锈蚀。锈层成分如图所示，下列叙述正确的是________。 A．图中的CuCl和粉状锈均是有害锈 B．形成铜绿的过程中有、参与，与无关 C．青铜器锈蚀的过程中铜元素的化合价未变化 D．保护青铜器最重要的是防氯 11．（2024·山东东营·中考真题）2024年春节期间，广饶县孙子文化园举办的“孙武归来—春秋奇妙夜”沉浸式夜游项目在全国引起轰动，现场表演的非遗项目“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）从合金的性质角度分析：打铁花用生铁而不用纯铁的依据是 。 （4）炼制铁水需要生铁，请写出工业上用赤铁矿石（主要成分是）炼铁的化学方程式： 。 （5）为了探究影响铁燃烧的因素，某兴趣小组进行了如下实验： 实验 实验内容 实验现象 实验结论 一 取两根同样的铁丝，各在铁丝的一端系一根火柴，在酒精灯上引燃后，一根在空气中，一根插入盛满氧气的集气瓶中，观察现象 铁丝在空气中不燃烧，在氧气中剧烈燃烧 二 取等质量的铁丝和铁粉，分别将铁丝、铁粉放在或撒在酒精灯火焰上，观察现象 铁丝在空气中不燃烧，铁粉在空气中 【实验反思】 （6）有同学认为不做实验二也能得到同样的结论，你认为他的依据是 。 12．（2024·山东潍坊·中考真题）“沉睡三千年，一醒惊天下”。文物考古彰显我国古今科技文明。 Ⅰ．科技助力文物发掘 （1）用作测定文物年代的碳-14，衰变时核内质子数发生改变，则衰变后元素种类 （填“改变”或“不变”）。 Ⅱ．璀璨文明再现 （2）石青［主要成分为］是彩绘陶俑的一种矿物颜料，铜元素化合价为+2，则 。 （3）“何意百炼钢；化为绕指柔”。生铁在空气中加热，反复捶打，成为韧性十足的“百炼钢”，该过程中，生铁的含碳量 （填“升高”或“降低”）。 （4）古籍记载“凡煎炼亦用洪炉，入（锡）砂数百斤，丛架木炭亦数百斤，鼓鞲（指鼓入空气）熔化。火力已到，砂不即熔，用铅少许勾引，方始沛然流注”。高温下木炭还原锡砂（）的化学方程式为 ；锡铅合金的熔点比纯锡 （填“高”或“低”）。 Ⅲ．文物修复与保护 （5）熟石膏（）可用于文物修复，当其与适量水混合时会逐渐变硬、膨胀，生成生石膏（），该过程发生 （填“物理”或“化学”）变化。 （6）发掘的某些珍贵文物可放入氮气保护箱中，是因为氮气 。 13．（2023·四川成都·中考真题）利用如图实验探究金属的化学性质。    （1）实验一：水的作用是 。实验中，观察到发出白光后铁丝并未燃烧，原因是 。 （2）实验二：两个反应均生成了 （填物质名称）。比较铁和铝的金属活动性强弱，从试剂角度需考虑：①加入同样大小的铁片和铝片；② 。 （3）实验三：反应的化学方程式为 。再补充一个实验可得出的金属活动性顺序。设计并进行实验，补全下表。 实验步骤（可用图示） 实验现象 实验结论 14．（2023·贵州·中考真题）金属材料在生产生活中应用广泛。 （1）高铁电传输系统的材料主要含铜，是利用了铜良好的 性。 （2）高铁轨道、车厢、附属设施使用了大量的铁合金和铝合金。小组同学探究合金中金属的化学性质。 【实验一】在分别装有质量相等和外形相同的Cu、Fe、A1和Mg的四个烧杯中，加入相同质量的溶质质量分数为7.3%的盐酸，如图1所示。 ①证明金属活动性Fe＞Cu的实验现象是 ，反应的化学方程式为 。 ②在烧杯丙、丁中，使用温度传感器，测得反应过程中温度的变化曲线如图2所示，据图分析可知，金属活动性Mg＞Al，其理由是 。 【实验二】把一定质量的Al放入刚反应结束的烧杯乙中，观察现象，得出结论：金属活动性Al＞Fe。 ③分析实验一和实验二，下列说法正确的是 (填序号)。 A．由实验一、二可知，金属活动性Mg＞Al＞Fe＞Cu B．实验二反应后所得溶液中一定有AlCl3 C．实验二充分反应后，所得溶液的质量一定减小 D．实验一，若丁中固体有剩余，则丙、丁中参加反应的盐酸的质量相等 （3）某铝合金可能含有Al、Mg、Cu中的两种或三种。现提供ng铝合金样品和足量的稀盐酸，请设计实验确定该铝合金的成分，写出依据实验获取的证据和合金可能的成分： 。 （4）目前，铁是使用量最大的金属。写出工业上用赤铁矿(主要成分是Fe2O3)和CO反应生成Fe的化学方程式： 。 15．（2024·吉林长春·中考真题）实验是化学研究的重要手段。图1为教材中探究铁锈蚀条件的实验装置，约一周后能观察到明显现象。小组同学对部分实验进行了改进，使出现明显现象的时间缩短至5~10分钟，改进后的装置如图2所示(夹持装置已略去)。 （1）图1实验中，对比 (填序号)可知，铁生锈与氧气有关。 （2）图2实验中，证明铁生锈与水有关的现象为 。 （3）图2实验能够在较短时间内观察到明显现象，其主要原因是 。 （4）图2实验的优点是在一定程度上缩短了实验时间，但仍存在不足。请你指出该实验设计的不足之处 (答一条即可)。 16．（2024·安徽·中考真题）《天工开物》记载了锡的冶炼方法：入砂(指锡砂)数百斤，丛架木炭亦数百斤，鼓鞲(指鼓入空气)熔化，用铅少许，(锡)沛然流注。其反应原理为C+SnO2Sn+CO2↑。 （1）炼锡时加入少许铅形成合金，产物更易熔化流出，原因是 。 （2）现有151kg含SnO220%的锡砂，理论上可以炼出锡的质量是多少(写出计算过程)？ 提升专练 1．（2024·甘肃平凉·模拟预测）下列物质中不属于金属材料的是 A．黄铜 B．硬铝 C．不锈钢 D．铁锈 2．（2024·河北保定·二模）金属与人类生活密切相关。下列关于金属及合金的说法正确的是 A．金属在常温下都是固体 B．金属都具有银白色金属光泽 C．合金中至少含两种金属 D．不锈钢的抗腐蚀性比纯铁好 3．（2024·陕西宝鸡·二模）设计对比性实验是科学探究中常用的方法。对以下实验分析不正确的是 A．甲实验Y型管中白磷和红磷对比说明可燃物燃烧要达到着火点 B．甲实验Y型管中红磷和烧杯底部白磷对比说明可燃物燃烧要接触氧气 C．乙实验中A、C对比说明铁锈蚀要与水接触 D．乙实验中B、C对比说明铁锈蚀要与氧气接触 4．（2024·山东临沂·二模）已知金属M、Fe和H活动性强弱关系为：，下列说法中不正确的是 A．金属M可以是Mg或Sn B．将金属M放入稀硫酸中，会有气泡冒出 C．将金属M放入溶液中，金属表面有红色固体析出 D．若金属铁（足量）放入溶液中，溶液变为浅绿色 5．（2024·吉林长春·三模）古人会将炉甘石(ZnCO3)和木炭粉混合，加热到高温后可得到金属锌，实验过程中有如下反应发生，下列有关说法中错误的是 ①ZnCO3ZnO+CO2↑ ②C+2ZnO2Zn+X↑ A．X的化学式为CO2 B．反应②属于置换反应 C．反应①剩余固体中锌元素质量分数降低 D．反应①中碳元素化合价不变 6．（2024·湖北十堰·三模）“中国高铁，世界第一、”高铁列车车体材料使用了含镍不锈钢，工业上火法炼镍的原理是，下列说法正确的是 A．反应中发生氧化反应 B．该不锈钢合金的硬度大于纯铁 C．该不锈钢中只含有铁和镍 D．气体产物中不可能含有 7．（2023·广东湛江·模拟预测）下列有关说法正确的是 A．实验二铁锈蚀也不能排除空气中二氧化碳参与反应的可能 B．①、②号试管对比说明燃烧需要氧气 C．⑤、⑥号试管变量是水蒸气 D．实验一、实验二所发生的反应都属于氧化反应，都发光放热 8．（2024·青海·一模）能反映相关实验过程中量的变化的图象是 A．用一氧化碳还原氧化铁 B．等质量镁、锌分别和足量等质量分数的盐酸反应 C．镁在氧气中燃烧 D．等质量、等溶质质量分数的双氧水完全分解 9．（2024·甘肃平凉·一模）某学为验证 Zn、Fe、Cu三种金属活动性强弱的顺序，设计以下四个实验，其实验设计能验证出三种金属活动性强弱的顺序的是 A．实验一：将Zn、Cu两金属片分别放入稀盐酸中 B．实验二：将Fe、Cu两金属片分别放入稀盐酸中 C．实验三：将Zn、Fe两金属片分别放入CuCl2溶液中 D．实验四：将Zn、Cu两金属片分别放入FeCl2溶液中 10．（2023·广东广州·一模）2022年北京冬奥会火种灯采用双层玻璃结构，在低温、严寒、大风等环境下不会熄灭。其创意源自于青铜器精品“中华第一灯”——西汉长信宫灯。 （1）火种灯的外壳由铝合金制成，铝合金的硬度比纯铝的硬度 （填“大”或“小”）。若使用时灯体上部封闭，不与导烟气体腔连通，燃烧的火焰容易熄灭，其原因是 。 （2）我国铜冶炼技术具有悠久的历史 ①《格致粗谈》记载“赤铜入炉甘石炼为黄铜，其色如金”，把赤铜（）和炉甘石、木炭粉混合高温制得黄铜：。则炉甘石主要成分的名称为 。则该反应中体现还原性的物质是 （化学式），根据反应产物可知黄铜中含有的金属是 。 ②《黄白第十六》中记载“曾背（硫酸铜溶液）涂铁，铁色赤如铜”，此为湿法炼铜，其反应的化学方程式为 ，所以湿法炼铜利用了 反应（填化学反应基本类型）。 ③比较上述两种制铜方法，请从绿色化学的角度分析湿法炼铜的优点是 （写一条即可）。 11．（2024·江苏苏州·二模）阅读下面科普短文。 动力电池的发展备受关注。判断一种电池的优劣或是否适合某种用途，主要看这种电池的比能量（单位质量的电池所输出的电能）以及电池可储存时间的长短。常用电池的比能量：锂电池>镍镉电池>铅蓄电池。含磷酸铁（）、磷酸亚铁锂（）的锂电池具有轻便、比能量高的突出优点，是目前使用广泛的一种电池。生产该电池时，在电池材料中添加适量的石墨烯（单层石墨）作导电剂，可以有效提高电池的性能，但过多的石墨烯会阻碍电池中锂离子的迁移，导致电池内阻增加，性能下降。为此，科研团队就石墨烯含量对粉末电阻的影响展开研究，研究结果如图所示。    回答下列问题： （1）短文中出现的一种非金属单质是 。（写名称） （2）中阴离子的名称为 。中两种金属元素的质量比为 。 （3）手机常使用锂电池而不使用铅蓄电池，原因是 。 （4）图中表示电池性能最佳的点为 （填“”“”或“”）。解释段曲线变化的原因： 。 12．（2024·吉林长春·三模）为验证铜和铝的金属活动性顺序，化学小组的同学将打磨过的铝片放入溶液中，观察到铝片表面附着有红色固体，铝片表面产生大量无色气泡，一段时间后试管底部生成了一种白色不溶物，用温度传感器测得温度随时间的变化如图所示。回答下列问题： （1）实验前打磨铝片的目的是 ； （2）铝片表面附着红色固体，可以说明铝的金属活动性比铜 ； （3）小组同学对实验过程中产生的气泡成分和产生白色沉淀的原因进行探究。 【提出问题】产生的气泡成分是什么？ 【猜想假设】 猜想一：可能是        猜想二：可能是        猜想三：可能是 经讨论，同学们认为猜想三不正确，理由是 ； 【实验方案】用排水法收集一试管气体，将燃着的木条伸入试管内，观察到气体燃烧，试管口有淡蓝色火焰，放热。 【实验结论】猜想 成立； 【拓展交流】经进一步实验验证，实验中出现的白色不溶物为中铜元素的化合价为 ；小组同学猜测是反应生成的和溶液反应产生的。小组同学将粉与溶液混合，没有观察到白色沉淀。小组同学对该实验进行改进，看到白色不溶物出现。其改进的操作方法为 ； （4）为验证铜和铝的金属活动性顺序，还可以选择的试剂是 。 13．（2023·广东广州·一模）甲烷与氧化铁反应后得到黑色粉末，某学习小组对其进行探究。 【提出问题】黑色粉末是什么？ 【查阅资料】Ⅰ.浓硫酸具有吸水性； Ⅱ.能被溶液吸收，不能 Ⅲ.能与稀硫酸反应，无气体放出；但不与硫酸铜溶液反应 Ⅳ.在不同温度下，甲烷还原氧化铁的黑色粉末为、中的一种或两种 【做出猜想】 （1）猜想一：    猜想二：    猜想三： 。 【实验探究】 实验一： （2）小组同学对黑色粉末进行如下探究。 实验方案 实验现象 实验结论 取少量黑色粉末，滴加 溶液 黑色粉末中含有铁粉 实验二：小组同学另取黑色粉末进行如下图实验。 （3）实验开始时先点燃 处的酒精喷灯一段时间，防止发生爆炸。 （4）处的方程式为 ，该反应过程中 热量（填“放出”或“吸收”）。 （5）实验观察到中的现象为澄清石灰水变浑浊，反应方程式为 。 （6）此装置的不足之处为 。 【实验结论】 （7）猜想 正确。 【反思交流】 （8）如果将装置去掉，不能验证黑色固体的成分，理由为 。 14．（2024·广东中山·一模）铁制品容易生锈，但将铁加热熔入金属铬，可制成不锈钢。化学兴趣小组进行以下实验，比较铬、铁、铜的金属活动性强弱。 【查阅资料】铬是一种抗腐蚀性强的银白色金属。硫酸亚铬(CrSO4)溶液呈亮蓝色，在空气中能迅速被氧化成碱性硫酸铬[Cr(OH)SO4]，其溶液呈绿色。 【提出猜想】 （1）三种金属的活动性强弱为：猜想一：Cr>Fe>Cu，猜想二：Fe>Cr>Cu，猜想三： 。 【实验探究】 （2）步骤1：取大小相同的三种金属片，用砂纸打磨光亮。 步骤2：将三种金属片分别放入三支装有等量、等浓度稀硫酸的试管中。 序号 实验操作 实验现象 实验结论 Ⅰ 将铁片放入稀硫酸 铁片表面产生气泡较慢，溶液逐渐变为 色 猜想 成立 Ⅱ 将铬片放入稀硫酸 铬片表面产生气泡较快，铬片逐渐 ，溶液变为蓝色 Ⅲ 将铜片放入稀硫酸 无明显现象 【分析解释】 （3）请写出铬与稀硫酸反应生成CrSO4的化学方程式： 。反应后的溶液一段时间后变成绿色，其原因是： ，反应的化学方程式为：4CrSO4+O2+2X=4Cr(OH)SO4，其中X的化学式为 ，Cr(OH)SO4中的Cr化合价为 。 【反思评价】 （4）实验结束后有同学提出质疑：金属和酸反应放出的热量会对反应速率造成影响，因此上述实验结论不够科学。建议用铬片、铜片和 溶液进一步验证铬、铁、铜三种金属的活动性强弱。 15．（2023·广东广州·一模）小明同学在探究金属与酸反应时，将铝片、锌片打磨后，分别投入盛有等体积、等浓度稀盐酸的试管中，观察到铝与稀盐酸反应比锌与稀盐酸反应更快。 【提出问题】金属与盐酸反应快慢，除与金属的种类有关外，还受哪些因素的影响呢？ 【猜想与假设】 （1）a.可能与盐酸的浓度有关；b.可能与金属与酸的接触面积有关；c.可能与 有关。 【设计并实验】 小明利用如图甲所示装置，用不同浓度的盐酸与质量、形状相同的铝片进行如下实验。 实验编号 盐酸的浓度（均取） 温度/℃ 记录的数据 ① 30 ② 20 ③ 20 ④ 30 【交流讨论】 （2）请写出铝与盐酸反应的化学方程式 。 （3）实验前小明先将分液漏斗的活塞关闭，再将注射器活塞往右拉，松手后，观察到注射器活塞回原处。小明进行该操作后得到的结论是 。 【分析数据、得出结论】 （4）实验中记录的数据可能是_______（填序号）。 A．产生相同体积氢气的时间 B．产生氢气的总质量 C．产生氢气的总体积 D．单位时间内产生氢气的体积 （5）实验表明，四次实验时，反反应的速率由快到慢依次为④、②、①、③。根据数据分析，若盐酸质量分数为，温度为，则其速率大小应该介于 两次实验所记录的数据之间。 【拓展延伸】 （6）小明用足量的铝与稀盐酸反应时，试管外壁发烫，并测得实验过程中生成氢气的体积随时间变化的曲线如图乙所示，根据曲线请分析后反应速率的变化原因是 。 （7）研究小组同学对铝和稀盐酸的反应进行再探究。将橡皮塞连接气体压力传感器，锥形瓶在中放入铝片和稀盐酸，塞紧瓶塞并打开仪器，一段时间后，得到如丙图所示的气体压强与时间的关系曲线图。反应进行到点完成，请补充完曲线，表示出反应结束后瓶内压强变化。 （8）某同学将的铝粉加入到硫酸亚铁溶液中，待反应结束后，过滤，得到滤液和滤渣，滤渣的质量为，则向滤渣加入足量的稀盐酸，能产生气体 16．（2024·吉林长春·三模）某小组同学开展项目式学习：探究食品脱氧剂使用过程中发生的化学反应 【资料信息】①食品脱氧剂的主要成分是铁粉和辅助物质，脱氧原理是铁的生锈。 ②铁锈的主要成分是Fe2O3•nH2O。 【任务一】探究铁生锈的条件 （1）一段时间后实验I中铁丝生锈、实验Ⅱ、实验Ⅲ铁丝没有生锈，若反应时间足够，当打开实验I止水夹时，还能观察到的现象是 ，得出铁生锈与 有关。请你列举生活、生产中防止铁腐蚀采取的措施： (任写一种即可)。 【任务二】探究铁粉锈蚀快慢和程度 （2）科技小组设计了图1探究装置，按图1连接好实验仪器后，首先要进行的操作是 。将5g铁粉和2g碳粉加入三颈烧瓶，连接压强传感器、数据采集器，采集数据，绘制出压强随时间变化的曲线如图2所示。t1时刻利用注射器加入2mL饱和NaCl溶液，t3将一只装有稀盐酸的注射器插到烧瓶上并加入稀盐酸。根据图2信息对比AB段和BC段说明 ，t3时刻压强突然变大，说明铁粉腐蚀的程度属于 (填“部分”“全部”)腐蚀。 【任务三】测定脱氧剂使用后的铁锈主要成分Fe2O3•nH2O中n的数值，写出对应反应的化学方程式 （3）根据图3进行两步实验，实验相关数据如图4所示。 第一步：取5.0g使用一段时间的脱氧剂于玻璃管中，持续通入N2，加强热至t1。 第二步：改持续通入H2，加强热至t2，熄灭酒精喷灯后，继续通入H2至固体冷却。 继续通入H2的目的是 。期间检测玻璃管和脱氧剂总质量的变化情况，获得数据经过科学分析绘制成了图4。请你结合数据写出脱氧剂反应的化学反应方程式 (方程式中铁锈(Fe2O3•nH2O)中n用具体数值表示)。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！15 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题06 金属和金属材料 考点聚焦：复习要点+知识网络，有的放矢 重点专攻：知识点和关键点梳理，查漏补缺 难点强化：难点内容标注与讲解，能力提升 提升专练：真题感知+提升专练，全面突破 1.了解金属的物理特征，了解防止金属腐蚀的简单方法。 2.知道一些常见金属(铁、铝等)矿物；知道可用铁矿石炼铁。 3.知道在金属中加入其他元素可以改变金属材料的性能，知道生铁和钢等重要合金 4.认识金属材料在生产、生活和社会发展中的重要作用。 5.认识废弃金属对环境的影响和回收金属的重要性。 6.认识常见金属的主要化学性质。 7.能用金属活动性顺序对有关置换反应进行判断，并能解释日常生活中的一些化学现象。 考点1 金属材料 1.常见金属的物理性质 金属材料是指用纯金属或合金等制成的材料。 金属共同的物理性质 金属物理性质的差异 ①有金属光泽 ①颜色差异：大多数金属呈银白色，但铜呈紫红色，金呈黄色，铁、银呈银白色，铁粉和银粉是黑色。 ②有良好的导电性 ②状态差异：大多数金属在常温下为固体，但汞为液体 ③有良好的导热性 ③金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等物理性质差别也较大 ④有良好的延展性 2．金属的用途反应性质 用途举例 制首饰 作导线 制烧水壶 制金属丝、金属箔 利用的物理性质 有金属光泽 导电性 导热性 延展性 3．金属之最： 地壳中含量最多的金属元素 铝（Al） 人体中含量最高的金属元素 钙（Ca） 目前世界年产量最高的金属 铁（Fe） 导电、导热性最好的金属 银（Ag） 硬度最大的金属 铬（Cr） 熔点最高的金属 钨（W） 熔点最低的金属 汞（Hg） 密度最大的金属 锇（Os） 密度最小的金属 锂（Li） 4.合金 合金 在纯金属中加热熔合某些金属或非金属，制得的具有金属特征的混合物 优良性能 一般比其组分金属硬度大 一般比其组分金属熔点低 一般比其组分金属抗腐蚀性强 理解 ①合金都是混合物，其中至少含有一种金属单质，合金可由金属与金属熔合而成，也可以由金属与非金属熔合而成。 ②形成合金的熔合过程中不生成新物质，发生物理变化，组成合金的各成分保持着它们各自的化学性质。 ③金属氧化物（如Fe2O3）不是合金，因为它们既不是混合物，也没有金属特征（导电性等）。 5.铁的合金（生铁与钢） 生铁 钢 含碳量 2% - 4.3% 0.03% - 2% 所含元素 铁、碳、硅、锰等 铁、碳、铬、镍等 性能 质硬而脆，无韧性 坚硬，有韧性 机械加工 可铸，不可锻压 可铸、可锻压、可压延 用途 制铁锅、暖气片、机床等 制交通工具、炊具等 性能差异原因 生铁与钢性能差异的主要原因是它们的含碳量不同 6．钛和钛合金 熔点高、密度小、可塑性好、易加工、机械性能好、抗腐蚀性和生物相容性好等。因此，钛和钛合金被广泛用于火箭、导弹、航天器、通信设备和医疗等。 考点2 金属的化学性质 1.金属与氧气的反应 金属 反应条件 反应现象 化学方程式 镁、铝 常温 打磨过的镁条、铝片在空气中表面逐渐变暗 2Mg+O2=2MgO 4Al+3O2=2Al2O3 铁、铜 点燃或加热 常温下铁、铜在干燥的空气中很难与氧气反应。在氧气中点燃细铁丝，细铁丝剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，放出大量的热;在空气中加热铜丝，铜丝表面变黑 3Fe+2O2Fe3O4 2Cu+O2 2CuO 金 即使在高温时也不与氧气反应 -- 重点 （1）铝具有很好的抗腐蚀性能的原因：铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化。 （2）金属与氧气反应的难易程度，也可在一定意义上反映出金属的活泼程度，即镁、铝比较活泼，铁、铜次之，金最不活泼。 （3）“真金不怕火炼”说明金即使在高温时也不会与氧气反应。所以可以利用灼烧法鉴别黄铜（铜锌合金）和黄金，灼烧时无现象的是黄金，表面变黑的是黄铜。 2.金属与稀盐酸、稀硫酸的反应 金属 现象（与稀盐酸或稀硫酸） 反应的化学方程式 镁 剧烈反应，产生大量气泡，溶液仍为无色，生成的气体能够燃烧，产生淡蓝色火焰 Mg+2HCl=MgCl2+H2↑ Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑ 锌 反应较剧烈，产生较多气泡，溶液仍为无色，生成的气体能够燃烧，产生淡蓝色火焰 Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑ Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 铁 反应缓慢且有少量气泡产生，溶液由无色逐渐变成浅绿色，生成的气体能够燃烧，产生淡蓝色火焰 Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ 铜 无变化 -- 结论 镁、锌、铁与盐酸或稀硫酸反应产生氢气，镁反应速率最快，锌次之，铁最慢，铁与盐酸或稀硫酸反应时溶液由无色变成浅绿色。铜不与盐酸或稀硫酸反应。 金属的活动性∶镁>锌>铁>铜。 注意 （1）比较不同金属与酸反应的速率需要控制的变量： ①酸的种类、浓度和体积; ②金属的形状（或金属与酸的接触面积）; ③温度。 （2）利用金属与酸的反应判断金属活动性的方法： 在相同条件下，能与酸反应的金属比不能与酸反应的金属活泼；与酸反应产生气泡快的金属比产生气泡慢的金属活泼。 3.金属与盐溶液的反应 实验步骤 实验装置 实验现象 反映的化学方程式 把一根用砂纸打磨过的铝丝浸入硫酸铜溶液中 铝丝上有紫红色物质生成，溶液由蓝色逐渐变为无色 2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu 把一根洁净的铜丝浸入硝酸银溶液中 铜丝上有银白色物质生成，溶液由无色逐渐变为蓝色 Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag 把一根洁净的铜丝浸人硫酸铝溶液中 -- 无变化 -- 注意 ①用砂纸打磨金属丝的目的是除去金属表面的氧化膜或污物。 ②FeSO4、FeCl2、Fe(NO3)2溶液都呈浅绿色，是因为溶液中都含有Fe2+；Fe2(SO4)3、FeCl3、Fe(NO3)3溶液都呈黄色，是因为溶液中都含有Fe3+；CuSO4、CuCl2、Cu(NO3)2溶液都呈蓝色，是因为溶液中都含有Cu2+。 4.常见金属的活动性顺序 活动性顺序表 注意事项 （1）在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，它的活动性就越强。 （2）在金属活动性顺序里，位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢。 （3）在金属活动性顺序里，位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来。 （4）金属与酸反应的条件：氢之前，能置换；常见酸，盐酸，稀硫酸。（硝酸、浓硫酸具有氧化性，与金属不发生置换反应） （5）金属与金属化合物反应的条件：强换弱，盐要溶；钾钙钠，要除外。意思是在金属活动性顺序里，位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来;金属化合物必须可溶;金属还要排除K、Ca、Na三种金属，因为这三种金属的活动性太强，加入金属化合物溶液中时先与水反应。 （6）金属活动性是指金属原子在溶液中失去电子的能力。 记忆口诀 嫁给那美女，薪贴七千轻，统共一百斤 5.置换反应（属于基本反应类型之一） 概念 由一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质与另一种化合物的反应 特点 反应物和生成物都是两种，且均为一种单质和一种化合物。 （1）有单质和化合物参加的反应不一定是置换反应， 如 CH4+2O22H2O+CO2。 （2）有单质和化合物生成的反应也不一定是置换反应， 如CO+CuO Cu+CO2。 （3）当铁单质参加置换反应时，生成物中的铁元素呈+2价。 （4）置换反应属于化学反应的基本反应类型。 （5）置换反应中一定有元素化合价的改变，因为反应前后有不同的单质。 通式 A+BC→AC+B 考点3 金属资源的利用和保护 1.金属矿物 地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中，除了金、银等有单质形式存在，其余金属都以化合物的形式存在。人类每年要从有开采价值的金属矿石中提炼大量的金属，其中，提炼量最大的是铁。 几种常见的金属矿石及其主要成分 金属矿石 赤铁矿 磁铁矿 铝土矿 赤铜矿 金红石 软锰矿 主要成分 Fe2O3 Fe3O4 Al2O3 Cu2O TiO2 MnO2 2.铁的冶炼 反应原理 3CO + Fe2O32Fe + 3CO2 实验装置 实验步骤 ①检查装置气密性； ②装入药品并固定装置； ③通入CO并点燃酒精灯； ④排尽装置内的空气后，点燃酒精喷灯给氧化铁加热； ⑤当玻璃管内的红棕色粉末变为黑色时，停止加热； ⑥等装置冷却后，停止通CO，熄灭酒精灯。 实验现象 玻璃管中红棕色粉末逐渐变为黑色；澄清石灰水变浑浊；尾气燃烧时产生蓝色火焰 注意事项 ①实验开始前,先通入一段时间CO的目的是排出装置内的空气，防止爆炸; ②实验结束时先停止加热，继续通入一氧化碳直到玻璃管冷却，目的是防止高温下铁与氧气接触重新被氧化，同时也能防止液体倒吸; ③尾气处理方法：气球收集、点燃等（CO有毒，会污染空气） 化学方程式 ①硬质玻璃管中：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。 ②试管中：Ca(OH)2+CO2=== CaCO3↓+H2O。 ③尾气处理：2CO+O22CO2。 3.工业炼铁 原理 铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程。把铁矿石、焦炭和石灰石一起加入高炉，在高温下，利用炉内反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来 原料 铁矿石、焦炭、石灰石、空气等 ①赤铁矿石：提供铁元素。 ②焦炭：燃烧提供热量、产生还原剂一氧化碳。 ③石灰石：将矿石中二氧化硅转变为炉渣除去。 ④热空气：提供氧气。 主要设备 高炉（如图所示，以赤铁矿作为原料为例） 产品 生铁，属于混合物 化学反应方程式 ①O2 + CCO2； ②CO2 + C2CO； ③3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2 4.金属资源保护 铁生锈的主要条件 铁与氧气和水直接接触 铁锈的主要成分 Fe2O3·xH2O，颜色为红色。铁锈的结构很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水等反应，铁制品会完全被腐蚀 防锈原理 防止铁制品与氧气或水接触 防锈方法 ①保持铁制品表面干燥和洁净。 ②在铁制品表面覆盖保护层，如喷漆、涂油、烧涂搪瓷、镀锌、烤蓝等。 ③将铁制品制成合金，如不锈钢。 保护金属资源必要性 ①金属矿物的储量有限，且不可再生； ②废旧金属的随意丢弃不仅浪费资源还污染环境 有效途径 ①防止金属腐蚀； ②回收利用废旧金属； ③有计划、合理地开采金属矿物； ④寻找金属的代用品等。 强化点1 探究铁钉生锈的条件 实验步骤 ①在A试管内加入经煮沸迅速冷却的蒸馏水，使铁钉部分浸没在水中; ②在B试管内加入经煮沸迅速冷却的蒸馏水，使铁钉完全浸没在水中，然后在水面上覆盖一层植物油; ③在C试管内放棉花和干燥剂，塞紧橡胶塞。将3支试管放置一周左右，观察铁钉生锈情况 实验现象 （1）一周后, A试管内铁钉生锈, 且乙（填甲、乙或丙）处锈蚀严重; B、C试管内铁钉都没有生锈 （2）对比试管A、B中的现象，说明铁生锈需要与氧气接触；对比试管A、C(填字母)中的现象，说明铁生锈需要与水接触。 实验结论 （3）铁生锈的条件是铁与水、氧气（或空气）同时接触 实验反思 （4）实验开始前，需用砂纸打磨铁钉，目的是除去铁钉表面的氧化物和污物。 （5）实验前需要将蒸馏水煮沸后迅速冷却，煮沸的目的是除去溶解在水中的氧气,迅速冷却的目的是防止空气中的氧气再次溶解到水中。 （6）试管B中植物油的作用是隔绝空气（或氧气）;试管C中干燥剂的作用是吸收空气中的水蒸气。 实验意外现象分析 （7）一段时间后，某同学发现图1中试管C中的铁钉也出现了少量锈迹，可能的原因是试管C中的干燥剂不足。 创新装置 （8）在图2所示实验中，观察到Y形管左边的铁片无明显变化，右边铁片生锈，说明铁生锈需要与水接触。 趣味实验 （9）某同学用如图3所示装置进行铁钉生锈条件的探究。两个透明塑料瓶中均装满二氧化碳的水溶液，并将其放在阳光下照射。一段时间后可观察到甲(填“甲”或“乙”)中铁钉生锈，该实验证明铁钉生锈与氧气有关。 强化点2 常见金属的物理性质和化学性质探究 ①金属的物理性质 要点梳理 （1）图1实验中，将黄铜片和铜片、硬铝片和铝片相互刻画，观察到的现象是铜片和铝片上有明显划痕,该实验最终得到的结论是合金的硬度比纯金属大。 （2）图2实验中，闭合开关，灯泡发光，说明铜具有导电性。 （3）图3实验中，可将铜块压成片状，说明铜具有延展性。 （4）图4实验中，加热铜片一端1~2秒后，停止加热，立即用手触摸铜片另一端，有热感，说明铜具有导热性。 ②金属的化学性质 实验操作和现象 （1）图1实验，加热铜片，观察到的现象是铜片表面变黑,反应的化学方程式为2Cu+O2 2CuO （2）图2实验，向装有少量铁片、铝片、铜片的试管中分别加入5mL稀盐酸： ①试管A中发生反应的化学方程式为Fe+2HCl=FeCl2+H2↑。 ②试管B中，刚开始未观察到气泡，其原因是铝片表面有一层致密的氧化铝薄膜，稀盐酸先和Al2O3反应。 ③试管C中无明显现象，分析其原因是铜的活动性位于氢后面，不能与稀盐酸反应。 （3）图3实验，两支试管中能发生反应的是试管②(填“①”或“②”),反应的化学方程式为Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag,反应能发生的原因是铜的金属活动性比银强。 实验结论 （4）通过上述实验可知，金属的化学性质有能与氧气反应、活泼金属能与酸反应、活泼金属能把排在其后面的金属从它们的化合物溶液里置换出来。 强化点3 金属与酸反应的图像分析 1.横坐标为不同物理量时的图像分析（以锌、铁两种金属与盐酸反应为例） 横坐标表示反应时间 ①等质量的金属分别和足量的同体积、同浓度的酸反应，金属被消耗完时，化合价相同的元素，相对原子质量越小的，产生的氢气越多，曲线的拐点越高，金属越活泼曲线越陡; ②若酸少量，最终生成氢气的质量相等 横坐标表示金属质量 等质量的金属分别和少量同体积、同浓度的酸反应时，化合价相同的元素，相对原子质量越小的，生成的氢气越多，曲线越陡;金属过量时，酸完全反应，生成的氢气质量相等，曲线拐点相平 横坐标表示酸的质量 向等质量的不同金属中分别加浓度相同的盐酸至过量，金属反应完之前，消耗盐酸的质量相等，产生氢气的质量也就相等，曲线重合;酸过量时，化合价相同的元素，相对原子质量小的金属产生的氢气多，曲线拐点在上方 2.解题方法 （1）可以通过单位时间内产生氢气的多少来比较金属活动性强弱，单位时间内产生氢气多即反应速率快，则该金属活动性强（即金属越活泼曲线越陡）。 （2）一定质量的金属与足量的酸反应产生氢气的质量公式：m(H2)＝。如果两种金属元素在化合物中的化合价相同，可以根据产生氢气的多少判断金属的相对原子质量的大小，相对原子质量越大的得到的氢气越少，相对原子质量越小的得到的氢气越多，曲线的拐点越高。 真题感知 1．（2024·上海·中考真题）下列金属中活动性最强的是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】金属活动性顺序为：钾钙钠镁铝锌铁锡铅（氢）铜汞银铂金，A符合题意。 故选A。 2．（2024·四川内江·中考真题）如图是实验室模拟工业炼铁的装置。下列有关分析不正确的是 A．澄清石灰水变浑浊，说明有CO2生成 B．该反应中，失去氧的物质是CO C．CO具有可燃性 D．硬质玻璃管中固体质量逐渐减小 【答案】B 【解析】A、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，澄清石灰水变浑浊，说明有CO2生成，故选项说法正确； B、一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，该反应中，失去氧的物质是氧化铁，故选项说法错误； C、一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染环境，常在装置末端的导管口放一盏燃着的酒精灯，是为了点燃尾气，利用的是一氧化碳具有可燃性，故选项说法正确； D、一氧化碳具有还原性，高温下与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，随着反应的进行，硬质玻璃管中固体质量逐渐减小，故选项说法正确； 故选：B。 3．（2023·四川攀枝花·中考真题）根据铁锈蚀的条件判断，下列情况中，铁钉最容易生锈的是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】铁生锈的条件是铁与水和氧气同时接触，氯化钠可以加速铁的锈蚀。 A、该实验中有铁、有水、有氯化钠、有氧气，铁生锈且氯化钠能加速锈蚀速率； B、该实验中有铁、有氧气、无水，铁不易生锈； C、该实验中有铁、有水、无氧气，铁不易生锈； D、该实验中有铁、有水、有氧气，铁生锈； 则铁钉最容易生锈的是A，故选：A。 4．（2024·甘肃临夏·中考真题）金属镍在制造钱币、不锈钢、催化剂等方面有着广泛的应用。为探究镍（Ni）、锌、铜的金属活动性顺序，小明做了如图所示的实验，发现A试管中镍丝表面无现象，B试管中镍丝表面出现红色物质，则三种金属活动性由强到弱的顺序是 A．Ni、Zn、Cu B．Zn、Cu、Ni C．Zn、Ni、Cu D．Cu、Ni、Zn 【答案】C 【解析】根据金属活动性顺序的应用可知，排在金属活动性顺序中前面的金属可以把排在后面的金属从其盐溶液里置换出来。据图可知，A试管中镍丝表面无现象，说明镍没有置换出硫酸锌溶液中的锌，镍不如锌活泼；B试管中镍丝表面出现红色物质，说明镍置换出硫酸铜溶液中的铜，镍比铜活泼。所以三种金属活动性由强到弱的顺序是Zn、Ni、Cu。 综上所述：选择C。 5．（2024·黑龙江绥化·中考真题）下列图像能直观表达各种变化关系，加深对知识的理解，下列图像与其对应表述正确的是 A．分别向等质量的锌、铁中加入等质量分数的稀盐酸 B．电解一定质量的水 C．加热高锰酸钾制取氧气 D．将足量锌粉投入到一定质量的硝酸铜和硝酸银混合溶液中 【答案】A 【解析】A、分别向等质量的锌、铁中加入等质量分数的稀盐酸，一开始酸不足，金属过量，生成氢气的质量相等，后酸过量，金属不足，铁与稀盐酸反应：，锌与稀盐酸反应：，相对原子质量：Zn＞Fe，故最后铁生成氢气的质量大，符合题意； B、水通电分解生成氢气和氧气，即，生成氢气和氧气的质量比为：4:32=1:8，不符合题意； C、加热高锰酸钾制取氧气，高锰酸钾需要加热到一定温度才开始分解，达到分解温度后，高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，故一开始固体质量不变，后固体的质量逐渐减小，待完全反应后，不再变化，不符合题意； D、将足量锌粉投入到一定质量的硝酸铜和硝酸银混合溶液中，金属活动性：Zn＞Cu＞Ag，锌先与硝酸银反应：，65份质量的锌置换出216份质量的银，固体质量增加，待硝酸银完全反应后，锌和硝酸铜反应：，65份质量的锌置换出64份质量的铜，固体质量减小，待完全反应后，不再变化，不符合题意。 故选A。 6．（2024·四川德阳·中考真题）室温时，利用压强传感器研究质量相同的一块镁片和一块锌片分别与等浓度、等质量的稀盐酸反应的实验如图甲，压强传感器测得装置内压强随时间的变化关系如图乙。下列说法正确的是 A．根据压强变化推测两个反应都有热量放出 B．曲线①的压强上升比曲线②高，说明①产生H2总量更多 C．曲线②是Mg与稀盐酸反应的压强变化曲线 D．反应结束后Zn一定有剩余 【答案】A 【解析】A、镁、锌都能与稀盐酸反应生成氢气，根据图乙随着反应的进行，曲线①、曲线②的压强都是先增大，后小幅下降，可推测两个反应过程中都有热量放出，故选项说法正确； B、根据图乙，曲线①、曲线②最后压强相等，说明两者产生的氢气质量相等，故选项说法不正确； C、镁的活动性比锌强，则曲线①是镁与稀盐酸反应的压强变化曲线，故选项说法不正确； D、最终压强相等，说明反应后生成氢气质量相等，生成氢气质量相等时，消耗镁、锌的质量比是24:65，因此镁片一定有剩余，而锌片不一定有剩余，故选项说法不正确； 故选A。 7．（2024·江苏徐州·中考真题）人类开发利用金属的时间和金属的活动性有关。为探究金属的活动性强弱，用如图装置进行实验。下列说法不正确的是 A．实验前需要打磨金属片，除去表面的氧化膜 B．若向甲、乙试管加入稀盐酸，只有锌片表面能产生气泡 C．若向乙试管加入ZnSO4溶液，能得出锌的金属活动性比铜强 D．若向甲、乙试管加入AgNO3溶液，能得出三种金属的活动性：Zn＞Cu＞Ag 【答案】D 【解析】A、实验前需要打磨金属片，是为了除去表面的氧化膜，从而防止氧化膜阻碍反应的进行，故选项说法正确； B、由金属活动性：锌＞氢＞铜可知，若向甲、乙试管加入稀盐酸，只有锌片表面能产生气泡，故选项说法正确； C、若向乙试管加入ZnSO4溶液，无明显现象，说明铜不与硫酸锌溶液反应，即铜的活动性比锌弱，锌的金属活动性比铜强，故选项说法正确； D、由金属活动性锌＞铜＞银可知，若向甲、乙试管加入AgNO3溶液，锌和铜都能与硝酸银反应置换出银，能得出金属的活动性：Zn＞Ag，Cu＞Ag，但无法比较锌和铜的金属活动性，故选项说法错误； 故选：D。 8．（2024·江苏镇江·中考真题）下列物质的用途主要与化学性质有关的是 A．用镁粉制作照明弹 B．用活性炭除冰箱异味 C．用铜制作电线电缆 D．用干冰进行人工降雨 【答案】A 【解析】A、用镁粉制作照明弹，是因为镁燃烧发出耀眼白光，需要通过化学变化才能表现出来，利用的是其化学性质，符合题意； B、用活性炭除冰箱异味，是因为活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，吸附性不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质，不符合题意； C、用铜制作电线电缆，是因为铜具有良好的导电性，导电性不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质，不符合题意； D、用干冰进行人工降雨，是因为干冰升华吸热，能使周围温度降低，不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质，不符合题意。 故选A。 9．（2024·山东潍坊·中考真题）从含有浓度相近的、和的废水中回收和有关金属。取样后，向其中加入一定量的锌粉，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣。下列说法错误的是 A．若所得滤液为无色，则滤液中溶质只有 B．若所得滤液为浅绿色，则滤渣只有铜 C．若向滤渣中加入稀硫酸，有气泡产生，则滤渣中至少含有两种金属 D．若向滤渣中加入稀硫酸，无气泡产生，则滤液中只有两种溶质 【答案】BD 【分析】金属活动性：Zn＞Fe＞Cu，向废水中加入一定量的锌粉，锌先与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜，待硫酸铜完全反应后，锌和硫酸亚铁反应生成硫酸锌和铁。 【解析】A、若所得滤液为无色，说明硫酸铜、硫酸亚铁已经完全反应，锌与硫酸铜、硫酸亚铁反应生成了硫酸锌，则滤液中溶质只含硫酸锌，不符合题意； B、若所得滤液为浅绿色，说明滤液中一定含硫酸亚铁，则锌已经完全反应，锌一定与硫酸铜反应生成了硫酸锌和铜，硫酸亚铁可能部分参与反应，则滤渣中一定含铜，可能含铁，符合题意； C、若向滤渣中加入稀硫酸，有气泡产生，说明滤渣中一定含铁，锌一定与硫酸铜反应生成了硫酸锌和铜，滤渣中也一定含铜，故滤渣中一定含铁、铜，可能含锌，不符合题意； D、若向滤渣中加入稀硫酸，无气泡产生，则滤渣中不含锌、铁，则硫酸亚铁没有参与反应，滤液中一定含硫酸锌、硫酸亚铁，硫酸铜可能部分参与反应，故滤液中可能含硫酸铜，故滤液中至少含有两种溶质，符合题意。 故选BD。 10．（2024·内蒙古呼和浩特·中考真题）“沉睡三千年，一醒惊天下！”三星堆青铜器出土后立刻震惊了全世界。近日部分青铜器在呼和浩特市博物馆展出。 （1）青铜是由铜、锡熔合制成。相比于纯铜的质地柔软，青铜 ，而应用于农具和兵器的生产中。 （2）《淮南万毕术》记载“曾青（硫酸铜溶液）得铁则化为铜”的湿法炼铜工艺，反应的化学方程式为 。 （3）小琦同学查阅资料发现：（氯化亚锡）溶于水可形成无色溶液。请你帮她设计实验方案证明锡的金属活动性强于铜 （写出操作和现象）。 （4）出土的青铜器表面锈蚀物分为无害锈和有害锈。无害锈是一层致密薄膜，如铜绿；有害锈含氯，可加快青铜器锈蚀。锈层成分如图所示，下列叙述正确的是________。 A．图中的CuCl和粉状锈均是有害锈 B．形成铜绿的过程中有、参与，与无关 C．青铜器锈蚀的过程中铜元素的化合价未变化 D．保护青铜器最重要的是防氯 【答案】（1）硬度大 （2） （3）将打磨光亮的锡片插入氯化铜溶液中，锡片上有红色固体析出，溶液由蓝色变为无色，说明锡的金属活动性强于铜 （4）AD 【解析】（1）青铜是铜的合金，合金比组成它的纯金属硬度大，故相比于纯铜的质地柔软，青铜硬度大，而应用于农具和兵器的生产中； （2）“曾青（硫酸铜溶液）得铁则化为铜”的反应为铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，该反应的化学方程式为：； （3）锡的金属活动性强于铜，则锡能与氯化铜反应生成氯化亚锡和铜，则设计实验方案证明锡的金属活动性强于铜：将打磨光亮的锡片插入氯化铜溶液中，锡片上有红色固体析出，溶液由蓝色变为无色，说明锡的金属活动性强于铜； （4）A、有害锈含氯，可加快青铜器锈蚀，由化学式可知，CuCl和粉状锈均含氯，故图中的CuCl和粉状锈均是有害锈，符合题意； B、形成铜绿的过程，是铜和空气中的氧气、二氧化碳、水发生了反应，不符合题意； C、青铜器锈蚀的过程中单质铜参与了反应，单质铜中铜元素的化合价为0，生成的铜锈中铜元素化合价不是零，故铜元素的化合价一定发生了改变，不符合题意； D、出土的青铜器表面锈蚀物分为无害锈和有害锈。无害锈是一层致密薄膜，如铜绿；有害锈含氯，可加快青铜器锈蚀，故保护青铜器最重要的是防氯，符合题意。 故选AD。 11．（2024·山东东营·中考真题）2024年春节期间，广饶县孙子文化园举办的“孙武归来—春秋奇妙夜”沉浸式夜游项目在全国引起轰动，现场表演的非遗项目“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）从合金的性质角度分析：打铁花用生铁而不用纯铁的依据是 。 （4）炼制铁水需要生铁，请写出工业上用赤铁矿石（主要成分是）炼铁的化学方程式： 。 （5）为了探究影响铁燃烧的因素，某兴趣小组进行了如下实验： 实验 实验内容 实验现象 实验结论 一 取两根同样的铁丝，各在铁丝的一端系一根火柴，在酒精灯上引燃后，一根在空气中，一根插入盛满氧气的集气瓶中，观察现象 铁丝在空气中不燃烧，在氧气中剧烈燃烧 二 取等质量的铁丝和铁粉，分别将铁丝、铁粉放在或撒在酒精灯火焰上，观察现象 铁丝在空气中不燃烧，铁粉在空气中 【实验反思】 （6）有同学认为不做实验二也能得到同样的结论，你认为他的依据是 。 【答案】（1） （2）增大铁水与空气的接触面积，使其充分燃烧 （3）合金的熔点比组分金属的熔点低 （4） （5）氧气浓度可以影响铁燃烧（合理即可） 立即燃烧 接触面积可以影响铁燃烧（合理即可） （6）“打铁花”的原理和现象已经验证了接触面积可以影响铁燃烧（合理即可） 【解析】（1）“打铁花”过程中铁和氧气点燃生成四氧化三铁，反应的化学方程式为：； （2）“打铁花”过程中铁和氧气反应，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）合金的熔点比组分金属的熔点低，生铁比纯铁更容易燃烧； （4）高温条件下氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式：； （5）实验一：取两根同样的铁丝，各在铁丝的一端系一根火柴，在酒精灯上引燃后，一根在空气中，一根插入盛满氧气的集气瓶中；铁丝在空气中不燃烧，在氧气中剧烈燃烧；说明氧气浓度可以影响铁燃烧； 实验二：取等质量的铁丝和铁粉，分别将铁丝、铁粉放在或撒在酒精灯火焰上；铁粉和空气接触面积比铁丝大，所以铁丝在空气中不燃烧，铁粉在空气中会立即燃烧；说明接触面积可以影响铁燃烧； （6）“打铁花”的原理和现象已经验证了接触面积可以影响铁燃烧，所以不做实验二也能得到同样的结论。 12．（2024·山东潍坊·中考真题）“沉睡三千年，一醒惊天下”。文物考古彰显我国古今科技文明。 Ⅰ．科技助力文物发掘 （1）用作测定文物年代的碳-14，衰变时核内质子数发生改变，则衰变后元素种类 （填“改变”或“不变”）。 Ⅱ．璀璨文明再现 （2）石青［主要成分为］是彩绘陶俑的一种矿物颜料，铜元素化合价为+2，则 。 （3）“何意百炼钢；化为绕指柔”。生铁在空气中加热，反复捶打，成为韧性十足的“百炼钢”，该过程中，生铁的含碳量 （填“升高”或“降低”）。 （4）古籍记载“凡煎炼亦用洪炉，入（锡）砂数百斤，丛架木炭亦数百斤，鼓鞲（指鼓入空气）熔化。火力已到，砂不即熔，用铅少许勾引，方始沛然流注”。高温下木炭还原锡砂（）的化学方程式为 ；锡铅合金的熔点比纯锡 （填“高”或“低”）。 Ⅲ．文物修复与保护 （5）熟石膏（）可用于文物修复，当其与适量水混合时会逐渐变硬、膨胀，生成生石膏（），该过程发生 （填“物理”或“化学”）变化。 （6）发掘的某些珍贵文物可放入氮气保护箱中，是因为氮气 。 【答案】（1）改变 （2）3 （3）降低 （4）低 （5）化学 （6）化学性质稳定 【解析】（1）元素是质子数相同的一类原子的总称，故衰变时核内质子数发生改变，则衰变后元素种类改变； （2）Cun(CO3)2(OH)2 中铜元素显+2价，碳酸根离子显-2价，氢氧根离子显-1价，根据化合物中，正、负化合价的代数和为零，可得：，n=3； （3）生铁的含碳量为2%-4.3%，钢的含碳量为0.03%-2%，生铁在空气中加热，反复捶打，成为韧性十足的“百炼钢”，该过程中，碳燃烧生成二氧化碳，故生铁的含碳量降低； （4）木炭和SnO2在高温下反应生成Sn和二氧化碳，该反应的化学方程式为：； 合金比组成它的纯金属熔点低，故锡铅合金的熔点比纯锡低； （5）熟石膏可用于文物修复，当其与适量水混合时会逐渐变硬、膨胀，生成生石膏，该过程有新物质生成，属于化学变化； （6）发掘的某些珍贵文物可放入氮气保护箱中，是因为氮气化学性质稳定，可作保护气。 13．（2023·四川成都·中考真题）利用如图实验探究金属的化学性质。    （1）实验一：水的作用是 。实验中，观察到发出白光后铁丝并未燃烧，原因是 。 （2）实验二：两个反应均生成了 （填物质名称）。比较铁和铝的金属活动性强弱，从试剂角度需考虑：①加入同样大小的铁片和铝片；② 。 （3）实验三：反应的化学方程式为 。再补充一个实验可得出的金属活动性顺序。设计并进行实验，补全下表。 实验步骤（可用图示） 实验现象 实验结论 【答案】（1）防止燃烧产物下落使集气瓶炸裂 火柴燃烧消耗了较多的氧气，使氧气不足 （2）氢气 加入等体积等浓度的稀盐酸 （3）（或取少量硫酸亚铁溶液于试管中，伸入铜丝与溶液反应） 无明显变化 【解析】（1）实验一中，集气瓶底部加少量水，是为了防止燃烧产物下落使集气瓶炸裂；实验中，观察到发出白光后铁丝并未燃烧，是因为火柴燃烧消耗了较多的氧气，使氧气不足； （2）铁和铝的金属活动性都在氢之前，都可与稀盐酸反应生成氢气；比较铁和铝的金属活动性强弱，从试剂角度需考虑两点：①加入同样大小的铁片和铝片，②加入等体积等浓度的稀盐酸； （3）在实验三中铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银，反应的化学方程式为：Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2；为探究Cu、Fe、Ag 的金属活动性顺序，  （或取少量硫酸亚铁溶液于试管中，伸入铜丝与溶液反应），无明显变化，说明铁金属活动性强于铜，从而得出Cu、Fe、Ag 的金属活动性顺序为Fe＞Cu＞Ag 。 14．（2023·贵州·中考真题）金属材料在生产生活中应用广泛。 （1）高铁电传输系统的材料主要含铜，是利用了铜良好的 性。 （2）高铁轨道、车厢、附属设施使用了大量的铁合金和铝合金。小组同学探究合金中金属的化学性质。 【实验一】在分别装有质量相等和外形相同的Cu、Fe、A1和Mg的四个烧杯中，加入相同质量的溶质质量分数为7.3%的盐酸，如图1所示。 ①证明金属活动性Fe＞Cu的实验现象是 ，反应的化学方程式为 。 ②在烧杯丙、丁中，使用温度传感器，测得反应过程中温度的变化曲线如图2所示，据图分析可知，金属活动性Mg＞Al，其理由是 。 【实验二】把一定质量的Al放入刚反应结束的烧杯乙中，观察现象，得出结论：金属活动性Al＞Fe。 ③分析实验一和实验二，下列说法正确的是 (填序号)。 A．由实验一、二可知，金属活动性Mg＞Al＞Fe＞Cu B．实验二反应后所得溶液中一定有AlCl3 C．实验二充分反应后，所得溶液的质量一定减小 D．实验一，若丁中固体有剩余，则丙、丁中参加反应的盐酸的质量相等 （3）某铝合金可能含有Al、Mg、Cu中的两种或三种。现提供ng铝合金样品和足量的稀盐酸，请设计实验确定该铝合金的成分，写出依据实验获取的证据和合金可能的成分： 。 （4）目前，铁是使用量最大的金属。写出工业上用赤铁矿(主要成分是Fe2O3)和CO反应生成Fe的化学方程式： 。 【答案】（1）导电 （2）乙烧杯中金属铁逐渐溶解，并产生大量的气泡，甲烧杯中金属铜没有明显现象； 温度到达最高时金属完全反应，由图可知镁与稀盐酸完全反应，比铝与稀盐酸完全反应用时短反应快，金属活动性强，与稀盐酸反应快，故金属活动性Mg>A1； ABD （3） 实验操作和实验现象 实验结论 称量盛有足量稀盐酸的烧杯的质量为，加入ng该合金的样品，充分反应后，称量烧杯和剩余物质的总质量为 固体全部溶解 该合金中含有Mg和Al 固体部分溶解，经过过滤、洗涤、干燥之后，称量滤渣的质量为ag 该合金中含有Al和Cu 该合金中含有Mg、Al、Cu 该合金中含有Cu、Mg （4） 【解析】（1）铜用于高铁电传输系统，是利用了铜良好的导电性； （2）①根据金属活动性顺序表，金属活动性强的比金属活动性弱的金属更容易和酸发生反应，在实验一种，铜和铁都放在稀盐酸中，铁发生反应，溶解，放出气泡，而铜没有明显现象，故能证明铁的活动性大于铜的活动性，故填乙烧杯中金属铁逐渐溶解，并产生大量的气泡，甲烧杯中金属铜没有明显现象，反应的化学方程式为； ②温度到达最高时金属完全反应，由图可知镁与稀盐酸完全反应，比铝与稀盐酸完全反应用时短反应快，金属活动性强，与稀盐酸反应快，故金属活动性Mg>A1； ③A、实验一证明金属活动性Fe>Cu、Mg>Al，实验二证明金属活动性Al>Fe综上可知，金属活动性Mg>Al>Fe>Cu，符合题意； B、实验二证明金属活动性Al>Fe，则会发生铝和氯化亚铁反应生成氯化铝和铁，溶液中一定含有氯化铝，符合题意； C、若烧杯乙中铁和盐酸反应后，盐酸有剩余，铝和盐酸反应溶解在溶液中，如铝有剩余然后在发生置换反应，置换出铁，由于铝被盐酸溶解了一部分，所以无法确定最终的溶液质量的变化，有可能变大，有可能变小也有可能不变，不符合题意； D、铝和稀盐酸反应，铝与氯化氢的质量比为18：73，镁与稀盐酸反应，镁氯化氢的质量比为24：73，故等质量的铁粉和镁粉分别加入等质量的溶质质量分数为7.3%的稀盐酸，若镁有剩余，则铝一定有剩余， （3）参考答案中的步骤，氢气的质量为，若固体没有全部溶解那么除了铜其他的金属的质量为，若那么假设金属只有铝和铜，根据化学方程式，可知得出=，若假设金属只有镁和铜，根据化学方程式，可知得出，若假设金属含有镁铝铜三种物质则 （4）三氧化二铁和一氧化碳在高温条件下生成铁和二氧化碳，故填 15．（2024·吉林长春·中考真题）实验是化学研究的重要手段。图1为教材中探究铁锈蚀条件的实验装置，约一周后能观察到明显现象。小组同学对部分实验进行了改进，使出现明显现象的时间缩短至5~10分钟，改进后的装置如图2所示(夹持装置已略去)。 （1）图1实验中，对比 (填序号)可知，铁生锈与氧气有关。 （2）图2实验中，证明铁生锈与水有关的现象为 。 （3）图2实验能够在较短时间内观察到明显现象，其主要原因是 。 （4）图2实验的优点是在一定程度上缩短了实验时间，但仍存在不足。请你指出该实验设计的不足之处 (答一条即可)。 【答案】（1）AB （2）U型管左侧铁丝生锈，右侧铁丝不生锈 （3）氧气浓度较大 （4）未能探究铁生锈是否与氧气有关 【解析】（1）图1实验中，试管A内的铁钉与氧气、水同时接触，试管B内的铁钉只与水接触，试管C内的铁钉只与氧气接触，最终只有试管A内的铁钉生锈，所以对比AB可知，铁生锈与氧气有关。 （2）图2实验中，H2O2溶液在MnO2的催化作用下产生大量氧气，并且产生的氧气带有水分，而U型管内的干燥剂可以吸收水分，右侧干燥管内的干燥剂也可以吸收水分，所以U型管左侧的光亮铁丝同时接触氧气、水，很快生锈，右侧光亮铁丝只接触氧气，不生锈，因此证明铁生锈与水有关的现象为：U型管左侧铁丝生锈，右侧铁丝不生锈。 （3）铁生锈是铁与氧气、水发生反应所致，而H2O2溶液在MnO2的催化作用下产生大量氧气，所以图2实验能够在较短时间内观察到明显现象，其主要原因是：氧气浓度较大。 （4）铁生锈是铁与氧气、水发生反应所致，图2实验的变量是水分，因此不足之处是：未能探究铁生锈是否与氧气有关。 16．（2024·安徽·中考真题）《天工开物》记载了锡的冶炼方法：入砂(指锡砂)数百斤，丛架木炭亦数百斤，鼓鞲(指鼓入空气)熔化，用铅少许，(锡)沛然流注。其反应原理为C+SnO2Sn+CO2↑。 （1）炼锡时加入少许铅形成合金，产物更易熔化流出，原因是 。 （2）现有151kg含SnO220%的锡砂，理论上可以炼出锡的质量是多少(写出计算过程)？ 【答案】（1）合金的熔点降低 （2）解：设理论上可以炼出锡的质量是。 答：理论上可以炼出锡的质量是23.8kg。 【解析】（1）由于炼锡时加入少许铅形成合金，合金的熔点降低，所以产物更易熔化流出。故填：合金的熔点降低。 （2）详见答案。 提升专练 1．（2024·甘肃平凉·模拟预测）下列物质中不属于金属材料的是 A．黄铜 B．硬铝 C．不锈钢 D．铁锈 【答案】D 【分析】金属材料包括纯金属和合金。 【解析】A、黄铜是铜合金，属于金属材料，选项不符合题意； B、硬铝是铝合金，属于金属材料，选项不符合题意； C、不锈钢是铁合金，属于金属材料，选项不符合题意； D、铁锈的主要成分是氧化铁，氧化铁属于金属氧化物，不属于金属材料，选项符合题意。 故选D。 2．（2024·河北保定·二模）金属与人类生活密切相关。下列关于金属及合金的说法正确的是 A．金属在常温下都是固体 B．金属都具有银白色金属光泽 C．合金中至少含两种金属 D．不锈钢的抗腐蚀性比纯铁好 【答案】D 【解析】A、金属在常温下不都是固体，如汞常温下为液态，故A说法错误； B、金属不是都具有银白色金属光泽，如铜是紫红色金属，故B说法错误； C、合金是指在一种金属中加热熔合其它金属或非金属而形成的具有金属特性的物质，合金中至少含一种金属，故C说法错误； D、一般合金的抗腐蚀性能比组成中纯金属的抗腐蚀性能强，不锈钢是铁的合金，其抗腐蚀性比纯铁好，故D说法正确； 故选：D。 3．（2024·陕西宝鸡·二模）设计对比性实验是科学探究中常用的方法。对以下实验分析不正确的是 A．甲实验Y型管中白磷和红磷对比说明可燃物燃烧要达到着火点 B．甲实验Y型管中红磷和烧杯底部白磷对比说明可燃物燃烧要接触氧气 C．乙实验中A、C对比说明铁锈蚀要与水接触 D．乙实验中B、C对比说明铁锈蚀要与氧气接触 【答案】B 【解析】A、甲实验Y型管中白磷、红磷均能与氧气接触，白磷温度达到着火点发生燃烧，红磷没有达到着火点不发生燃烧，对比说明可燃物燃烧要达到着火点，分析正确，不符合题意； B、甲实验Y型管中红磷和烧杯底部白磷对比，均不能燃烧，该实验存在两个变量，变量不唯一，不能说明可燃物燃烧要接触氧气，分析错误，符合题意； C、乙实验中A试管中的铁钉只能与干燥的空气接触，C试管中的铁钉能与氧气、水充分接触，C试管中的铁钉生锈，A试管中的铁钉没有生锈，可用于探究铁生锈条件是与水充分接触，分析正确，不符合题意； D、乙实验中B试管中的铁钉只能与水接触，C试管中的铁钉能与氧气、水充分接触，C试管中的铁钉生锈，B试管中的铁钉没有生锈，对比说明铁锈蚀要与氧气接触，分析正确，不符合题意。 故选B。 4．（2024·山东临沂·二模）已知金属M、Fe和H活动性强弱关系为：，下列说法中不正确的是 A．金属M可以是Mg或Sn B．将金属M放入稀硫酸中，会有气泡冒出 C．将金属M放入溶液中，金属表面有红色固体析出 D．若金属铁（足量）放入溶液中，溶液变为浅绿色 【答案】A 【解析】A.金属M、Fe和H活动性强弱关系为：，金属M可以是Sn，不能是Mg，Mg的活动性比强Fe，故A错误； B.在金属活动性顺序表中，金属M排在氢前面，金属M能与稀硫酸反应生成氢气，所以将金属M放入稀硫酸中，会有气泡冒出，故B正确； C.金属M的活动性比铜强，将金属M放入溶液中，会置换出铜，金属M表面有红色固体析出，故C正确； D.铁的活动性比M强，金属铁（足量）放入溶液中，反应生成M和硝酸亚铁，溶液变为浅绿色，故D正确。 故选：A。 5．（2024·吉林长春·三模）古人会将炉甘石(ZnCO3)和木炭粉混合，加热到高温后可得到金属锌，实验过程中有如下反应发生，下列有关说法中错误的是 ①ZnCO3ZnO+CO2↑ ②C+2ZnO2Zn+X↑ A．X的化学式为CO2 B．反应②属于置换反应 C．反应①剩余固体中锌元素质量分数降低 D．反应①中碳元素化合价不变 【答案】C 【解析】A、反应前后，原子的种类和个数不变，反应②中，反应前有1个碳原子、2个锌原子和2个氧原子，反应后除X外，有2个锌原子，则X中含有1个碳原子和2个氧原子，为CO2，该选项说法正确； B、反应②为一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，属于置换反应，该选项说法正确； C、根据质量守恒定律，反应前后固体中锌元素质量不变，但反应①中，反应后固体质量减小，则锌元素的质量分数升高，该选项说法错误； D、碳酸锌中，锌为+2价、氧为-2价，设碳的化合价为x，根据“化合物中各元素化合价代数和为零”，则+2+x+（-2）×3=0，解得x=+4，同理，设二氧化碳中碳元素化合价为y，则y+（-2）×2=0，解得y=+4价，则反应前后，碳元素化合价不变，该选项说法正确。 故选C。 6．（2024·湖北十堰·三模）“中国高铁，世界第一、”高铁列车车体材料使用了含镍不锈钢，工业上火法炼镍的原理是，下列说法正确的是 A．反应中发生氧化反应 B．该不锈钢合金的硬度大于纯铁 C．该不锈钢中只含有铁和镍 D．气体产物中不可能含有 【答案】B 【解析】A、反应中NiO被还原，则NiO发生还原反应，故A错误； B、合金的硬度大于组成其纯金属的硬度，故该不锈钢合金的硬度大于纯铁，故B正确； C、不锈钢是铁的合金，主要杂质是碳，所以该不锈钢中含有铁和碳，故C错误； D、生成的二氧化碳与碳在高温条件下可发生反应生成一氧化碳，所以气体产物中可能有CO，故D错误。 故选B。 7．（2023·广东湛江·模拟预测）下列有关说法正确的是 A．实验二铁锈蚀也不能排除空气中二氧化碳参与反应的可能 B．①、②号试管对比说明燃烧需要氧气 C．⑤、⑥号试管变量是水蒸气 D．实验一、实验二所发生的反应都属于氧化反应，都发光放热 【答案】A 【解析】A、实验二中④号试管中铁钉与干燥空气接触，不生锈；⑤号试管中铁钉与干燥空气、水同时接触，易生锈；⑥号试管中铁钉与水接触，不生锈。对比可知铁钉生锈需要与空气、水同时接触，但空气中含有氮气、氧气、二氧化碳等物质，所以不能排除空气中二氧化碳参与反应的可能，A选项正确； B、燃烧的条件是：可燃物；可燃物与氧气充分接触；温度达到可燃物的着火点。实验一中白磷（着火点为40℃）是可燃物，20℃的水不能使白磷的温度达到着火点，而60℃的水能使白磷的温度达到着火点，通入O2后，①、②号试管中的白磷都与氧气充分接触，则实验变量是水温，最终①号试管中无明显现象，②号试管中白磷燃烧起来，对比说明燃烧需要温度达到可燃物的着火点，B选项错误； C、⑤号试管中铁钉与空气、水同时接触，⑥号试管中铁钉与水接触，则实验变量是空气，C选项错误； D、氧化反应是有氧气参与的反应，实验一中白磷与氧气在点燃条件下反应生成五氧化二磷，属于氧化反应，且发光放热。实验二中铁钉与氧气、水反应生成铁锈，属于氧化反应，会放热，但不会发光，D选项错误。 故选：A。 8．（2024·青海·一模）能反映相关实验过程中量的变化的图象是 A．用一氧化碳还原氧化铁 B．等质量镁、锌分别和足量等质量分数的盐酸反应 C．镁在氧气中燃烧 D．等质量、等溶质质量分数的双氧水完全分解 【答案】D 【解析】A、一氧化碳与氧化铁高温下反应生成铁和二氧化碳，反应后氧化铁失去氧，则固体的质量应减少，至反应完全不再发生变化，故错误； B、等质量镁、锌分别和足量等质量分数的盐酸反应，镁的活动性比锌强，反应速率快，至反应完全所需的反应时间短；镁和盐酸反应生成氯化镁和氢气，化学方程式为，每24份质量的镁能置换出出2份质量的氢气；锌和盐酸反应生成氯化锌和氢气，化学方程式为，每65份质量的锌能置换出2份质量的氢气，等质量镁、锌分别和足量等质量分数的盐酸反应，镁生成氢气的质量比锌多，故图错误； C、镁在氧气中燃烧生成氧化镁，反应的化学方程式为，参加反应的镁与氧气的质量比为（24×2）：32=3：2，反应后镁减少的质量比氧气减少的质量多，故错误； D、二氧化锰在过氧化氢的分解反应中作催化剂，催化剂只能改变化学反应速率，不影响生成氧气的质量，等质量、等溶质质量分数的双氧水完全分解，加了二氧化锰的反应速率快，至完全反应所需的时间短，最终生成氧气的质量相等，故正确； 故选：D。 9．（2024·甘肃平凉·一模）某学为验证 Zn、Fe、Cu三种金属活动性强弱的顺序，设计以下四个实验，其实验设计能验证出三种金属活动性强弱的顺序的是 A．实验一：将Zn、Cu两金属片分别放入稀盐酸中 B．实验二：将Fe、Cu两金属片分别放入稀盐酸中 C．实验三：将Zn、Fe两金属片分别放入CuCl2溶液中 D．实验四：将Zn、Cu两金属片分别放入FeCl2溶液中 【答案】D 【解析】A、该方案根据锌能与盐酸反应生成氯化锌与氢气，铜不能反应，只能说明金属Zn的活动性比Cu强，不能确定Fe与金属Zn、Cu的活动性强弱，不符合题意； B、该方案根据铁能与盐酸反应生成氯化亚铁与氢气，铜不能反应，只能说明Fe的活动性比Cu强，不能确定Zn与金属Fe、Cu的活动性强弱，不符合题意； C、锌与氯化铜反应生成氯化锌与铜，铁与氯化铜反应生成铜与氯化亚铁，该方案根据Zn、Fe两金属能置换CuCl2溶液中铜，只能说明Zn、Fe两金属活动性比Cu强，但不能判断Zn、Fe两金属活动性强弱关系，不能确定Zn、Fe、Cu三种金属的活动性顺序，不符合题意； D、锌与氯化亚铁反应生成铁与氯化锌，该方案中Zn能置换氯化亚铁中的铁，说明Zn活动性比Fe强；Cu不能置换氯化亚铁中的铁，说明Cu活动性不如比Fe强；则活动性顺序为Zn＞Fe＞Cu，符合题意； 故选D。 10．（2023·广东广州·一模）2022年北京冬奥会火种灯采用双层玻璃结构，在低温、严寒、大风等环境下不会熄灭。其创意源自于青铜器精品“中华第一灯”——西汉长信宫灯。 （1）火种灯的外壳由铝合金制成，铝合金的硬度比纯铝的硬度 （填“大”或“小”）。若使用时灯体上部封闭，不与导烟气体腔连通，燃烧的火焰容易熄灭，其原因是 。 （2）我国铜冶炼技术具有悠久的历史 ①《格致粗谈》记载“赤铜入炉甘石炼为黄铜，其色如金”，把赤铜（）和炉甘石、木炭粉混合高温制得黄铜：。则炉甘石主要成分的名称为 。则该反应中体现还原性的物质是 （化学式），根据反应产物可知黄铜中含有的金属是 。 ②《黄白第十六》中记载“曾背（硫酸铜溶液）涂铁，铁色赤如铜”，此为湿法炼铜，其反应的化学方程式为 ，所以湿法炼铜利用了 反应（填化学反应基本类型）。 ③比较上述两种制铜方法，请从绿色化学的角度分析湿法炼铜的优点是 （写一条即可）。 【答案】（1）大 空气不流通，丙烷不能与充足的氧气接触 （2）ZnCO3 C 铜和锌 置换 节能 【解析】（1）合金比其组成金属硬度大，铝合金是铝的合金故比纯铝硬度大； 如果灯体上部封闭，会导致空气不流通，丙烷不能与充足的氧气接触，会导致火焰熄灭； （2）①根据质量守恒定律化学反应前后原子的种类和个数不变，可知反应前Cu、C、O的原子个数依次是：2、1、1，反应后Cu、C、O、Zn的原子个数依次是：2、2、4、1，则X中含有1个Zn，1个C和3个O，故X的化学式为ZnCO3； 由方程式可知，碳在反应过程中得到了氧变成了二氧化碳，表现出了还原性，故填：C； 由反应后生成了锌和铜，故黄铜中含有的金属是：锌和铜； ②根据题意可知，铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，化学方程式为：； 该反应为一种单质与一种化合物生成另一种单质和另一种化合物的反应，属于置换反应； ③湿法炼铜无需加热在常温下即可进行，故优点是：节能（合理即可）。 11．（2024·江苏苏州·二模）阅读下面科普短文。 动力电池的发展备受关注。判断一种电池的优劣或是否适合某种用途，主要看这种电池的比能量（单位质量的电池所输出的电能）以及电池可储存时间的长短。常用电池的比能量：锂电池>镍镉电池>铅蓄电池。含磷酸铁（）、磷酸亚铁锂（）的锂电池具有轻便、比能量高的突出优点，是目前使用广泛的一种电池。生产该电池时，在电池材料中添加适量的石墨烯（单层石墨）作导电剂，可以有效提高电池的性能，但过多的石墨烯会阻碍电池中锂离子的迁移，导致电池内阻增加，性能下降。为此，科研团队就石墨烯含量对粉末电阻的影响展开研究，研究结果如图所示。    回答下列问题： （1）短文中出现的一种非金属单质是 。（写名称） （2）中阴离子的名称为 。中两种金属元素的质量比为 。 （3）手机常使用锂电池而不使用铅蓄电池，原因是 。 （4）图中表示电池性能最佳的点为 （填“”“”或“”）。解释段曲线变化的原因： 。 【答案】（1）石墨烯 （2）磷酸根离子 （3）锂电池具有轻便、比能量高的突出优点 （4）过多的石墨烯会阻碍电池中锂离子的迁移，导致电池内阻增加，性能下降 【解析】（1）单质：由一种元素组成的纯净物，由短文可知，短文中出现的一种非金属单质是石墨烯，它是由碳元素组成的一种非金属单质，故填：石墨烯。 （2）磷酸铁中的阴离子是磷酸根离子，故填磷酸根离子； 硫酸亚铁锂中的金属元素是锂元素和铁元素，m(Li):m(Fe)=1×7:1×56=1:8。 （3）根据文中信息可知，判断一种电池的优劣或是否适合某种用途，主要看这种电池的比能量(单位质量的电池所输出的电能)以及电池可储存时间的长短，常用电池的比能量：锂电池>镍镉电池>铅蓄电池，锂电池具有轻便、比能量高的突出优点。作为手机用电池，轻便应该是第一考量要素，故填：锂电池具有轻便、比能量高的突出优点。 （4）由图可知，B点对应的是电池的电阻最低的值。电阻低，锂电池中锂离子的迁移受阻小，电池性能好，故填：B。 由图可见，在电池材料中加入适量的石墨烯作导电剂，可以有效提高电池的性能，但过多的石墨烯会阻碍电池中锂离子的迁移，导致电池内阻增加，性能下降，故填：过多的石墨烯会阻碍电池中锂离子的迁移，导致电池内阻增加，性能下降。 12．（2024·吉林长春·三模）为验证铜和铝的金属活动性顺序，化学小组的同学将打磨过的铝片放入溶液中，观察到铝片表面附着有红色固体，铝片表面产生大量无色气泡，一段时间后试管底部生成了一种白色不溶物，用温度传感器测得温度随时间的变化如图所示。回答下列问题： （1）实验前打磨铝片的目的是 ； （2）铝片表面附着红色固体，可以说明铝的金属活动性比铜 ； （3）小组同学对实验过程中产生的气泡成分和产生白色沉淀的原因进行探究。 【提出问题】产生的气泡成分是什么？ 【猜想假设】 猜想一：可能是        猜想二：可能是        猜想三：可能是 经讨论，同学们认为猜想三不正确，理由是 ； 【实验方案】用排水法收集一试管气体，将燃着的木条伸入试管内，观察到气体燃烧，试管口有淡蓝色火焰，放热。 【实验结论】猜想 成立； 【拓展交流】经进一步实验验证，实验中出现的白色不溶物为中铜元素的化合价为 ；小组同学猜测是反应生成的和溶液反应产生的。小组同学将粉与溶液混合，没有观察到白色沉淀。小组同学对该实验进行改进，看到白色不溶物出现。其改进的操作方法为 ； （4）为验证铜和铝的金属活动性顺序，还可以选择的试剂是 。 【答案】（1）除去其表面的氧化物薄膜 （2）强 （3）反应前没有氮元素 一 +1 加热Cu和CuCl2溶液的混合物 （4）铜、铝、稀盐酸 【解析】（1）本实验的目的是探究铝与不同铜盐溶液的反应，铝片表面有氧化物薄膜，打磨铝片的目的是除去其表面的氧化物薄膜； （2）铝片放入 CuCl2 溶液中，铝片表面附着红色固体，说明铝能与氯化铜反应生成铜，说明铝的金属活动性比铜强； （3）猜想假设：反应前的物质有水、铝、氯化铜，含有的元素种类是H、O、Al、Cu、Cl，没有氮元素，故气体不可能是氮气； 实验结论：氢气能燃烧，氧气没有可燃性，故根据实验现象，可知气体为氢气，猜想一成立； 拓展交流：CuCl 中氯元素显-1价，依据化合物中各元素的化合价的代数和为零，则铜元素的化合价为+1；由图像可知，铝和氯化铜溶液反应时，放出大量的热，为了保持条件一致改进之处是加热铜和氯化铜溶液的混合物； （4）为验证铜和铝的金属活动性顺序，还可以选择铜、铝、稀盐酸，铝能与稀盐酸反应生成氢气，铜不与稀盐酸反应，说明铝的活动性比铜强。 13．（2023·广东广州·一模）甲烷与氧化铁反应后得到黑色粉末，某学习小组对其进行探究。 【提出问题】黑色粉末是什么？ 【查阅资料】Ⅰ.浓硫酸具有吸水性； Ⅱ.能被溶液吸收，不能 Ⅲ.能与稀硫酸反应，无气体放出；但不与硫酸铜溶液反应 Ⅳ.在不同温度下，甲烷还原氧化铁的黑色粉末为、中的一种或两种 【做出猜想】 （1）猜想一：    猜想二：    猜想三： 。 【实验探究】 实验一： （2）小组同学对黑色粉末进行如下探究。 实验方案 实验现象 实验结论 取少量黑色粉末，滴加 溶液 黑色粉末中含有铁粉 实验二：小组同学另取黑色粉末进行如下图实验。 （3）实验开始时先点燃 处的酒精喷灯一段时间，防止发生爆炸。 （4）处的方程式为 ，该反应过程中 热量（填“放出”或“吸收”）。 （5）实验观察到中的现象为澄清石灰水变浑浊，反应方程式为 。 （6）此装置的不足之处为 。 【实验结论】 （7）猜想 正确。 【反思交流】 （8）如果将装置去掉，不能验证黑色固体的成分，理由为 。 【答案】（1）Fe和Fe3O4 （2）稀硫酸（硫酸铜溶液） 有气泡产生（有红色固体生成） （3）A （4）吸热 （5） （6）缺少尾气处理装置 （7）三 （8）二氧化碳气体通过A装置反应后会有部分二氧化碳剩余，若无B装置，会对E装置检验有二氧化碳生成造成影响 【解析】（1）在不同温度下，甲烷还原氧化铁的黑色粉末为Fe、Fe3O4中的一种或两种，所以猜想一：Fe；猜想二：Fe3O4；猜想三：Fe、Fe3O4； （2）Fe3O4能与稀硫酸反应，无气体放出，但不与硫酸铜溶液反应，由实验结论可知，黑色粉末中含有铁，所以可以向黑色粉末中加入稀硫酸（或硫酸铜溶液），现象为有气泡产生（有红色固体生成）； （3）A处二氧化碳和碳在高温条件下生成一氧化碳，实验开始时先点燃A处的酒精喷灯一段时间，排净D中空气，防止发生爆炸； （4）A处二氧化碳和碳在高温条件下生成一氧化碳，反应的化学方程式为：；该反应为吸热反应； （5）E中澄清石灰水变浑浊是D中生成的二氧化碳与氢氧化钙反应生成了碳酸钙沉淀和水，方程式为：； （6）实验过程中会有一氧化碳排出，一氧化碳有毒，所以在装置末端应该有尾气处理装置，如放一盏燃着的酒精灯，将剩余的一氧化碳点燃，故填：缺少尾气处理装置； （7）通过实验可知，黑色粉末中同时含有铁和四氧化三铁，故猜想三成立； （8）如果将装置B去掉，不能验证黑色固体的成分，理由为CO中混有的CO2未除去，对生成的CO2的检验造成干扰或若无B装置，石灰水变浑浊也可能是原来的CO2（合理即可）。 14．（2024·广东中山·一模）铁制品容易生锈，但将铁加热熔入金属铬，可制成不锈钢。化学兴趣小组进行以下实验，比较铬、铁、铜的金属活动性强弱。 【查阅资料】铬是一种抗腐蚀性强的银白色金属。硫酸亚铬(CrSO4)溶液呈亮蓝色，在空气中能迅速被氧化成碱性硫酸铬[Cr(OH)SO4]，其溶液呈绿色。 【提出猜想】 （1）三种金属的活动性强弱为：猜想一：Cr>Fe>Cu，猜想二：Fe>Cr>Cu，猜想三： 。 【实验探究】 （2）步骤1：取大小相同的三种金属片，用砂纸打磨光亮。 步骤2：将三种金属片分别放入三支装有等量、等浓度稀硫酸的试管中。 序号 实验操作 实验现象 实验结论 Ⅰ 将铁片放入稀硫酸 铁片表面产生气泡较慢，溶液逐渐变为 色 猜想 成立 Ⅱ 将铬片放入稀硫酸 铬片表面产生气泡较快，铬片逐渐 ，溶液变为蓝色 Ⅲ 将铜片放入稀硫酸 无明显现象 【分析解释】 （3）请写出铬与稀硫酸反应生成CrSO4的化学方程式： 。反应后的溶液一段时间后变成绿色，其原因是： ，反应的化学方程式为：4CrSO4+O2+2X=4Cr(OH)SO4，其中X的化学式为 ，Cr(OH)SO4中的Cr化合价为 。 【反思评价】 （4）实验结束后有同学提出质疑：金属和酸反应放出的热量会对反应速率造成影响，因此上述实验结论不够科学。建议用铬片、铜片和 溶液进一步验证铬、铁、铜三种金属的活动性强弱。 【答案】（1）Fe>Cu>Cr （2）浅绿 溶解 一 （3）硫酸亚铬(CrSO4)在空气中能迅速被氧化成碱性硫酸铬[Cr(OH)SO4]，其溶液呈绿色。 H2O +3价 （4）硫酸亚铁、氯化亚铁/FeSO4、FeCl2等可溶性盐（填化学式也可） 【解析】（1）由金属活动性顺序表可知，铁的金属活动性比铜强，则铬、铜、铁三种金属活动性的强弱顺序为Cr>Fe>Cu、 Fe>Cr>Cu或Fe>Cu>Cr，故填Fe>Cu>Cr。 （2）I：铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，硫酸亚铁溶于水后溶于呈浅绿色，即观察到的现象是铁片表面产生气泡较慢，溶液逐渐变为浅绿色，故填浅绿。 II：将铬片放入稀硫酸，铬片表面产生气泡较快，即铬能够与稀硫酸反应生成硫酸亚铬和氢气，观察到铬片表面产生气泡较快，铬片逐渐溶解，溶液变为蓝色，故填溶解。 实验结论：由上述可知，铁与稀硫酸反应时，铁片表面产生气泡较慢，而将铬片放入稀硫酸，铬片表面产生气泡较快，说明铬的金属活动性比铁强，则三种金属的活动性的强弱为Cr>Fe>Cu，即猜想一正确，故填一。 （3）铬与稀硫酸反应生成硫酸亚铬和氢气，故反应的化学方程式写为：Cr+H2SO4=CrSO4+H2↑； 由题文可知，硫酸亚铬溶液呈亮蓝色，在空气中能迅速被氧化成碱性硫酸铬，其溶液呈绿色，故填硫酸亚铬在空气中能迅速被氧化成碱性硫酸铬，其溶液呈绿色； 由化学方程式可知，反应前出现了4个铬原子、4个硫原子和18个氧原子，反应后出现了4个铬原子、4个硫原子、20个氧原子和4个氢原子，由质量守恒定律可知，2X中含有4个氢原子和2个氧原子，则X的化学式为，故填H2O； 氢氧根的化合价为-1价，硫酸根的化合价为-2价，根据化合物中各元素的化合价的代数和为零，则Cr(OH)SO4中的Cr化合价为+3价，故填+3价。 （4）验证金属的活动性强弱，除通过金属与酸反应来验证，还可以通过金属与盐溶液的反应来验证，所以验证铁、铬、铜的活动性强弱，可通过铬片、铜片和亚铁盐溶液，如硫酸亚铁、氯化亚铁等可溶性盐溶液进一步验证铬、铁、铜三种金属的活动性强弱，故填硫酸亚铁、氯化亚铁或FeSO4、FeCl2等可溶性盐。 15．（2023·广东广州·一模）小明同学在探究金属与酸反应时，将铝片、锌片打磨后，分别投入盛有等体积、等浓度稀盐酸的试管中，观察到铝与稀盐酸反应比锌与稀盐酸反应更快。 【提出问题】金属与盐酸反应快慢，除与金属的种类有关外，还受哪些因素的影响呢？ 【猜想与假设】 （1）a.可能与盐酸的浓度有关；b.可能与金属与酸的接触面积有关；c.可能与 有关。 【设计并实验】 小明利用如图甲所示装置，用不同浓度的盐酸与质量、形状相同的铝片进行如下实验。 实验编号 盐酸的浓度（均取） 温度/℃ 记录的数据 ① 30 ② 20 ③ 20 ④ 30 【交流讨论】 （2）请写出铝与盐酸反应的化学方程式 。 （3）实验前小明先将分液漏斗的活塞关闭，再将注射器活塞往右拉，松手后，观察到注射器活塞回原处。小明进行该操作后得到的结论是 。 【分析数据、得出结论】 （4）实验中记录的数据可能是_______（填序号）。 A．产生相同体积氢气的时间 B．产生氢气的总质量 C．产生氢气的总体积 D．单位时间内产生氢气的体积 （5）实验表明，四次实验时，反反应的速率由快到慢依次为④、②、①、③。根据数据分析，若盐酸质量分数为，温度为，则其速率大小应该介于 两次实验所记录的数据之间。 【拓展延伸】 （6）小明用足量的铝与稀盐酸反应时，试管外壁发烫，并测得实验过程中生成氢气的体积随时间变化的曲线如图乙所示，根据曲线请分析后反应速率的变化原因是 。 （7）研究小组同学对铝和稀盐酸的反应进行再探究。将橡皮塞连接气体压力传感器，锥形瓶在中放入铝片和稀盐酸，塞紧瓶塞并打开仪器，一段时间后，得到如丙图所示的气体压强与时间的关系曲线图。反应进行到点完成，请补充完曲线，表示出反应结束后瓶内压强变化。 （8）某同学将的铝粉加入到硫酸亚铁溶液中，待反应结束后，过滤，得到滤液和滤渣，滤渣的质量为，则向滤渣加入足量的稀盐酸，能产生气体 【答案】（1）金属种类、反应时的温度等 （2） （3）装置气密性良好 （4）AD （5）②④ （6）随着反应的进行，盐酸的浓度逐渐减小 （7） （8）0.3 【解析】（1）金属的种类、盐酸的浓度、反应时的温度、金属与酸的接触面积对金属与盐酸反应快慢可能都会产生影响，则还可能与金属种类、反应时的温度有关。 （2）铝和盐酸反应生成氯化铝和氢气，反应的化学方程式为：。 （3）实验前小明先将分液漏斗的活塞关闭，再将注射器活塞往右拉，松手后，观察到注射器活塞回到原处。小明进行该操作的目的是检查装置气密性，可以得出装置的气密性良好。 （4）若想比较反应速率，可比较相同时间收集气体体积的多少，或比较收集等体积的气体所需时间的长短，故选AD。 （5）对比实验中，应控制变量，②④中的盐酸质量分数均为10%，但温度不同，则若盐酸质量分数为10% ，温度为 25℃，则其速率大小应该介于②④两次实验所记录的数据之间。 （6）根据坐标中的曲线变化可以看出，反应开始由慢变快，一段时间后，由快变慢，这是因为铝与稀盐酸反应放出热量使温度升高，开始时温度升高对反应速率的影响较盐酸浓度变小对反应速率影响更大，一段时间后，盐酸浓度减小对反应速率的影响较温度升高对反应速率的影响更大，故反应速率又由快变慢的原因是随着反应的进行，盐酸的浓度逐渐减小。 （7）反应结束后，温度降低，则装置中的压强减小，但由于反应生成气体，则装置中的压强不会减和开始时的相同，则图为：。 （8）设反应的铝的质量为x，生成的铁的质量为y，则 、 解得x=0.9g、y=2.8g 则4.6g滤渣中铝的质量为2.7g-0.9g=1.8g，铁的质量为2.8g，设铝、铁和盐酸反应时，生成的氢气质量分别为a、b，则 、 、 解得a=0.2g、b=0.1g 则产生气体的质量为0.2g+0.1g=0.3g。 16．（2024·吉林长春·三模）某小组同学开展项目式学习：探究食品脱氧剂使用过程中发生的化学反应 【资料信息】①食品脱氧剂的主要成分是铁粉和辅助物质，脱氧原理是铁的生锈。 ②铁锈的主要成分是Fe2O3•nH2O。 【任务一】探究铁生锈的条件 （1）一段时间后实验I中铁丝生锈、实验Ⅱ、实验Ⅲ铁丝没有生锈，若反应时间足够，当打开实验I止水夹时，还能观察到的现象是 ，得出铁生锈与 有关。请你列举生活、生产中防止铁腐蚀采取的措施： (任写一种即可)。 【任务二】探究铁粉锈蚀快慢和程度 （2）科技小组设计了图1探究装置，按图1连接好实验仪器后，首先要进行的操作是 。将5g铁粉和2g碳粉加入三颈烧瓶，连接压强传感器、数据采集器，采集数据，绘制出压强随时间变化的曲线如图2所示。t1时刻利用注射器加入2mL饱和NaCl溶液，t3将一只装有稀盐酸的注射器插到烧瓶上并加入稀盐酸。根据图2信息对比AB段和BC段说明 ，t3时刻压强突然变大，说明铁粉腐蚀的程度属于 (填“部分”“全部”)腐蚀。 【任务三】测定脱氧剂使用后的铁锈主要成分Fe2O3•nH2O中n的数值，写出对应反应的化学方程式 （3）根据图3进行两步实验，实验相关数据如图4所示。 第一步：取5.0g使用一段时间的脱氧剂于玻璃管中，持续通入N2，加强热至t1。 第二步：改持续通入H2，加强热至t2，熄灭酒精喷灯后，继续通入H2至固体冷却。 继续通入H2的目的是 。期间检测玻璃管和脱氧剂总质量的变化情况，获得数据经过科学分析绘制成了图4。请你结合数据写出脱氧剂反应的化学反应方程式 (方程式中铁锈(Fe2O3•nH2O)中n用具体数值表示)。 【答案】（1）左侧液面升高至刻度1附近，右侧液面降低 氧气、水 刷漆（合理即可） （2）检查装置气密性 NaCl溶液能加快铁粉锈蚀 部分 （3）将水蒸气全部排到后续装置，防止实验误差 【解析】（1）实验Ⅰ中铁丝生锈，当铁丝足量，时间足够长，打开止水夹后，因为铁生锈消耗氧气，且氧气约占空气体积的五分之一，还能观察到的现象是：左侧液面升高至刻度1附近，右侧液面降低； 对比实验Ⅰ、Ⅱ，Ⅱ中铁丝没有与水接触（干燥剂吸水），铁丝不生锈，Ⅰ中铁丝与氧气、水同时接触，铁丝生锈。对比实验Ⅰ、Ⅲ，Ⅲ中铁丝没有与氧气接触（吸氧剂除去了氧气），铁丝不生锈，Ⅰ中铁丝与氧气、水同时接触，铁丝生锈。综上所述，得出结论：铁生锈与氧气、水有关； 生活、生产中防止铁腐蚀采取的措施有：刷漆、涂油、制成不锈钢、搪瓷、镀锌、镀铬等。 （2）需要密闭容器的实验，连接好仪器后需要进行的操作是：检查装置的气密性； 根据图2信息，BC段是利用注射器加入2mL饱和NaCl溶液，压强迅速下降，推知氧气快速消耗，说明：NaCl溶液能加快铁粉锈蚀； t3时刻压强突然变大，说明加入稀盐酸后产生了大量氢气，推知烧瓶内还有铁单质，说明说明铁粉腐蚀的程度属于部分腐蚀。 （3）如果不继续通入H2，生成的水蒸气部分残留在玻璃管内，无法被碱石灰完全吸收，会导致实验误差。所以继续通入H2的目的是：将水蒸气全部排到后续装置，防止实验误差； 根据图4，0~t1时间段，铁锈由Fe2O3•nH2O变为Fe2O3，质量减少50.g-4.10g=0.9g；t1~t2时间段，由Fe2O3变为Fe，质量减小4.10g-3.62g=0.48g，即为氧化铁中氧元素的质量，则氧化铁的质量为 ，由化学式Fe2O3•nH2O可知，，解得n=5。因此脱氧剂反应是Fe、O2、H2O反应生成Fe2O3•5H2O，化学方程式为：。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！15 学科网（北京）股份有限公司 $$