专题05 金属和金属矿物-备战2025年中考化学真题题源解密（全国通用）

主题一 物质的性质与应用 专题5 金属与金属矿物 考情概览：理解课标要求，把握命题方向，总结出题角度。 真题透视：精选真题，归类设置，完整展现中考试题的考查形式。 中考新考法：梳理中考出现的新题型、新考法试题。 新题特训：选用最新的优秀试题，巩固考点复习效果。 课标要求 考点 考向 1. 知道大多数金属在自然界中是以金属矿物形式存在的，体会化学方法在金属冶炼中的重要性。 2.知道金属具有一些共同的物理性质，通过实验探究等活动认识常见金属的主要化学性质及金属活动性顺序。 3.知道在金属中加入其他元素形成合金可以改变金属材料的性能，了解金属、金属材料在生产生活和社会发展中的重要作用。 4.以铁生锈为例，了解防止金属腐蚀的常用方法，了解废弃金属对环境的影响及金属回收再利用的价值。 金属材料 考向一 金属材料的判断 考向二 合金的认识 金属的物理性质 考向一 金属之最 考向二 金属的物理性质与用途 金属的化学性质 考向一 常见金属的反应 考向二 置换反应的判断 考向三 金属活动性顺序 考向四 与金属有关的图像问题 考向五 滤液、滤渣问题 考向六 与金属有关的计算问题 金属的利用和保护 考向一 金属的冶炼 考向二 金属的腐蚀与防护 考点一 金属材料 ►考向一 金属材料的判断 1.（2024·青海西宁）判断：金属是能够导电的物质，则能够导电的物质一定是金属 （ ） 【答案】× 【详解】A、金属是能够导电的物质，但能够导电的物质不一定是金属，例如石墨也能导电，但石墨不是金属，某些溶液也能导电，错误。 2．（2024·海南）龙是中华民族的象征。下列与龙相关的文物中，由金属材料制成的是 A．红山玉龙  B．鎏金铁芯铜龙   C．墨龙图帛画   D．霁蓝釉白龙纹瓷瓶   【答案】B 【详解】A、红山玉龙得主要成分为硅酸盐，不属于金属材料，故A不符合题意； B、鎏金铁芯铜龙是由金属材料制成，故B符合题意； C、墨龙图帛画的主要成分是蛋白质，不属于金属材料，故C不符合题意； D、霁蓝釉白龙纹瓷瓶的主要成分是硅酸盐，不属于金属材料，故D不符合题意。 3．（2024·北京）清明放风筝。下列与风筝制作、放飞相关的部件中，用到金属材料的是 A．竹质骨架 B．纸质风筝面 C．棉质捆扎线 D．不锈钢手握轮 【答案】D 【详解】A、竹质骨架属于天然材料，错误； B、纸质风筝面属于天然材料，错误； C、棉质捆扎线属于天然材料，错误； D、不锈钢手握轮是由不锈钢制成，不锈钢属于金属材料，正确。 4.（2024·吉林长春）2024年5月，武王墩墓出土了迄今为止东周时期最大的青铜圆鼎。青铜是以铜和锡为主要成分的合金，青铜属于 A．非金属材料 B．金属材料 C．合成材料 D．复合材料 【答案】B 【解析】青铜是以铜和锡为主要成分的合金，合金属于金属材料，故选B。 易错提醒 合金不是合成材料，而是金属材料。 ►考向二 合金的认识 角度1 合金的判断与分类 易错提醒 合金是由一种金属元素跟其他金属或非金属元素熔合而成的、具有金属特性的物质，因此合金都是混合物。 1．（2024·广东广州）下列属于纯净物的是 A．水蒸气 B．生铁 C．碘酒 D．食醋 【答案】A 【详解】A、水蒸气中只含水一种物质，属于纯净物，故选项正确； B、生铁中有铁、碳等物质，属于混合物，故选项错误； C、碘酒中有碘、酒精等物质，属于混合物，故选项错误 D、食醋中有水、醋酸等物质，属于混合物，故选项错误。 2．（2024·四川乐山）下列物质中属于纯净物的是 ①五氧化二磷  ②液氮  ③空气中0.94%的稀有气体  ④青铜  ⑤ A．①②⑤ B．①③⑤ C．②③④ D．②④⑤ 【答案】A 【详解】①五氧化二磷是由一种物质组成的，属于纯净物； ②液氮是由一种物质组成的，属于纯净物； ③空气中0.94%的稀有气体是由氦气、氩气等多种物质组成的，属于混合物； ④青铜是铜的合金，属于混合物； ⑤C60是由一种物质组成的，属于纯净物； 故①②⑤属于纯净物。 3．（2024·山东淄博节选）镍是一种用途广泛的金属,可用作其他金属的保护层或用来生产耐腐蚀的合金钢、硬币及耐热元件。回答下列问题: (2)白铜是一种铜镍合金,属于 （填“纯净物”或“混合物”）,其硬度比纯铜的硬度 （填“大”或“小”）。 【答案】(2) 混合物 大 【详解】（2）白铜是由铜和镍熔合形成具有金属特性的混合物，所以白铜属于混合物；合金比组成它的纯金属硬度大，熔点低，所以白铜的硬度比纯铜的硬度大。 角度2 常见的合金的识别 1．（2024山东济南节选）(1)“沉睡三千年，一醒惊天下”。三星堆遗址出土的青铜大面具，诉说着古蜀文明的灿烂辉煌。青铜属于金属材料中的 （填“合金”或“纯金属”）。 【答案】(1)合金 【详解】（1）青铜主要成分是铜、锡，属于金属材料中的合金。故填：合金。 2.（2024·黑龙江大庆节选）化学与生产、生活息息相关，请根据所学知识和生活实践回答下列问题： (3)生铁和钢是含碳量不同的两种铁合金，其中含碳量较高的是 。 【答案】(3)生铁 【详解】（3）根据含碳量不同，生活中通常将铁合金分为生铁和钢，生铁是含碳量在2%~4.3%之间的铁合金，钢是含碳量在0.03%~2%之间的铁合金，故生铁的含碳量较高。 考点二 金属的物理性质 ►考向一 金属之最 （2024·山东东营）下列物质的性质与用途没有对应关系的是 A．活性炭有吸附性，可用于净水 B．钨熔点高，可用于制灯丝 C．碳酸氢钠溶液呈碱性，可用于治疗胃酸过多 D．浓硫酸有腐蚀性，可用于干燥气体 【答案】D 【详解】A、活性炭结构疏松多孔，具有吸附性，可以吸附水中的色素和异味，可用于净水，不符合题意； B、钨是熔点最高的金属，可用于制灯丝，不符合题意； C、碳酸氢钠溶液显碱性，能与胃液中的盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水，可用于治疗胃酸过多，不符合题意； D、浓硫酸具有吸水性，故可用于干燥某些气体，符合题意。 ►考向二 金属的物理性质与用途 角度1 纯金属的物理性质 1．（2024·新疆节选）判断下列实验方案能否达到实验目的。 选项 实验目的 实验方案 A 分离铜粉和铁粉 用磁铁吸引 【详解】能达到实验目的。 【详解】A、磁铁能吸引铁粉，不能吸引铜粉，可用磁铁可分离铜粉和铁粉，故选项实验方案能达到实验目的。 2．（2024·江西节选）中华民族有着悠久的用火历史。 (3)《天工开物》记载有关炼铁过程：“凡铁一炉载土二千余斤，……或用煤炭，或用木炭”。该过程中炭的作用是 ，炼出的铁可锻打成薄片是利用了铁的 性。 【答案(3) 作燃料（或提供热量、提供还原剂等） 延展 【详解】（3）《天工开物》记载有关炼铁过程中炭的作用是作燃料（或提供热量、提供还原剂等）；铁有延展性，则可锻打成薄片； 3．（2024·内蒙古赤峰节选）人类的生产、生活离不开金属，金属材料的使用推动着人类文明的进步。 (3)铁锅是烹饪食物的传统炊具，用铁锅炒菜利用了铁的 性。 【答案】(3)导热 【详解】（3）铁锅是烹饪食物的传统炊具，铁锅炒菜利用了铁的导热性。 4．（2024·四川乐山节选）太阳能电池路灯（如图），可以实现白天用太阳能充电，夜晚照明，其灯柱材料为铝合金，路灯内部采用金属铜作导线． (3)太阳能电池路灯使用铜作导线，是因为铜具有良好的 性． 【答案】(3)导电 【详解】（3）太阳能电池路灯使用铜作导线，是因为铜具有良好的导电性； 角度2 合金与纯金属的比较 易错提醒 合金和组成它的纯金属相比，一般硬度更大、熔点更低。 1．（2024·山东临沂）下列关于金属和金属材料的说法中正确的是 A．生铁和钢的含碳量不同 B．黄铜比纯铜硬度小 C．合金属于合成材料 D．大多数金属在自然界中以单质形式存在 【答案】A 【详解】A、根据生铁是指含碳量为 2%～4.3% 的铁的合金，钢是指含碳量为 0.03%～2% 的铁的合金可知，二者的主要区别为含碳量不同，故A选项说法正确，符合题意； B、合金的硬度比组成它的纯金属大，因此黄铜是铜锌合金，其硬度比纯铜大，故B选项说法不正确，不符合题意； C、合金属于金属材料，不属于合成材料，故C选项说法不正确，不符合题意； D、大多数金属活化学性质较活泼，在自然界中以化合物形式存在；少数金属，如金、银等化学性质稳定，在自然界中以单质形式存在，故D选项说法正确，不符合题意。 2．（2024·湖北）湖北省博物馆馆藏的越王勾践青铜剑，其主要成分为铜锡合金。下列有关铜锡合金说法正确的是 A．属于金属材料 B．熔点高于纯铜 C．硬度低于纯锡 D．铜、锡均能与稀硫酸反应 【答案】A 【详解】A、金属材料包含合金和纯金属，即铜锡合金属于金属材料，故A正确； B、合金的熔点低于组成其纯金属的熔点，即铜锡合金的熔点低于纯铜，故B错误； C、合金的硬度高于组成其纯金属的硬度，即铜锡合金的硬度高于纯锡，故C错误； D、铜在金属活动性顺序中位于氢的后面，无法与稀硫酸反应，故D错误。 3．（2024·内蒙古兴安盟节选）请分析下列四个实验并回答相关问题。 (4)实验4黄铜片和铜片相互刻画，铜片上留下刻痕，说明黄铜片的硬度比铜片的硬度 (填“大”或“小”)。 【答案】(4)大 【详解】（4）将黄铜片和铜片相互刻画，铜片上留下刻痕，说明黄铜片的硬度比铜片的硬度大。 4．（2024·山东潍坊节选）“沉睡三千年，一醒惊天下”。文物考古彰显我国古今科技文明。 (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”）。 【答案】(3)降低 (4) 低 【详解】（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．（2024·山东东营节选）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 。 【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 【详解】（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。 6．（2024·江苏连云港节选）科技是第一生产力，近年来我国在科技领域取得了一系列辉煌成就。 (1)“福建号”航母在建造过程中大量使用特种钢。该特种钢的耐腐蚀性能比纯铁的 （填“好”或“差”）。 (2)“天舟号”货运飞船换装了以LiFePO4作正极材料的新型锂电池。已知LiFePO4中Li为+1价，为-3价，则其中Fe的化合价为 。 【答案】(1)好 (2)+2 【详解】（1）钢是铁的合金，合金比组成它的纯金属耐腐蚀，故该特种钢的耐腐蚀性能比纯铁的好； （2） LiFePO4中锂元素显+1价，磷酸根离子显-3价，设铁元素的化合价为x，根据化合物中，正、负化合价的代数和为零，可得：，x=+2。 考点三 金属的化学性质 ►考向一 金属的常见反应 角度1 金属与氧气反应 1．（2024·四川自贡）化学方程式的书写必须遵循客观事实和质量守恒定律。下列化学方程式符合题意且书写正确的是 A．铝在空气中与氧气反应：Al+O2═AlO2 B．铁与盐酸反应：2Fe+6HCl═2FeCl3+3H2↑ C．乙醇在空气中燃烧：C2H5OH+O2CO2+H2O D．氢氧化铝治疗胃酸过多：Al(OH)3+3HCl═AlCl3+3H2O 易错提醒 铁与盐酸或硫酸铜等物质发生置换反应时，生成的是+2价的亚铁化合物。 【答案】D 【详解】A、铝能与空气中的氧气反应生成氧化铝，该反应的化学方程式为：，错误是：氧化铝的化学式错误，不符合题意； B、铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，不是生成氯化铁，该反应的化学方程式为：，不符合题意； C、乙醇在空气中燃烧生成二氧化碳和水，该反应的化学方程式为：，错误是：未配平，不符合题意； D、氢氧化铝治疗胃酸过多，是因为氢氧化铝能与盐酸反应生成氯化铝和水，该反应的化学方程式为：，符合题意。 2．（2024·河南）镁与某金属的混合物共mg，在一定条件下与氧气充分反应，生成的氧化物共2mg。则该金属(括号内为生成的氧化物)可能是 A．Be(BeO) B．Cu(CuO) C．Al(Al2O3) D．Fe(Fe3O4) 【答案】A 【分析】镁与某金属的混合物共mg，在一定条件下与氧气充分反应，镁和氧气生成氧化镁，生成的氧化物共2mg，假设mg金属全部是镁，则有，生成氧化镁的质量为，生成的氧化物共2mg，说明另一种金属与氧气反应生成氧化物的质量应该＞2mg。 【详解】A、假设mg金属全是Be，则有，生成BeO的质量为，符合题意； B、假设mg金属全是Cu，则有，生成CuO的质量为＜2mg，不符合题意； C、假设mg金属全是Al，则有，生成Al2O3的质量为＜2mg，不符合题意； D、假设mg金属全是Fe，则有，生成Fe3O4的质量为＜2mg，不符合题意。 3．（真题组合）判断下列说法是否正确 A.铝制品具有很好的抗腐蚀性能，所以铝的化学性质不活泼（2024·山东临沂） B．辨别黄铜合金和黄金——用酒精灯烧（2024·广东深圳） 易错提醒 铝有良好的抗腐蚀性，是因为其易与氧气反应生成一层致密的氧化膜，阻止铝进一步被氧化。 【答案】A.× ; B.√。 【详解】A、铝制品具有很好的抗腐蚀性能，因为铝与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，阻止反应进一步进行，故A不正确； B、黄铜是铜和锌的合金，用酒精灯灼烧时，铜会与空气中的氧气反应生成黑色的氧化铜，现象是黄铜表面变黑，而金的化学性质不活泼，高温下也不会与氧气反应，灼烧时黄金表面无明显现象，所以可用酒精灯灼烧来辨别黄铜合金和黄金，B正确。 4．（2024·四川泸州节选）鲁教版教材《化学（九年级下册）》62页“多识一点”有如下介绍：铝在常温下很容易跟氧气发生反应，生成一层致密而坚固的氧化铝薄膜。据此，某课外学习小组开展了系列性质探究予以证明。已知熔点：铝660℃，氧化铝2054℃；沸点：铝2327℃。回答相关问题： 【实验1】如图，用火焰喷枪的火焰（温度800~1300℃）从下往上灼烧铝片，观察到下端形成一个呈鼓胀状态的“小泡”。 (1)铝在常温下跟氧气发生 反应（填反应类型）。 (2)形成鼓胀“小泡”现象既能证明 ，还能证明铝的熔点低于氧化铝，“小泡”内装的铝呈 态。 【答案】(1)化合 (2) 铝能和氧气反应生成致密坚固的氧化铝薄膜 液 【详解】（1）铝在常温下跟氧气反应生成氧化铝，该反应是由两种物质生成一种物质的反应，该反应基本反应类型属于化合反应。故填：化合。 （2）用火焰喷枪的火焰从下往上灼烧铝片，观察到下端形成一个呈鼓胀状态的“小泡”，说明外边的一层物质并没有与氧气反应，这是由于铝与空气中的氧气反应生成的氧化铝是一层致密坚固的薄膜，膜内熔化的液体渐渐汇集流入下面的包裹膜内说明铝的熔点比氧化铝的熔点低。故填：铝能和氧气反应生成致密坚固的氧化铝薄膜；液。 5．（2024·江苏宿迁节选）以下是利用铜、铁等物质进行的实验，请回答下列问题。 (1)图1是“测定空气中氧气含量”的实验。 ①该实验原理的化学方程式是 。 ②注射器在该实验中的作用是 （写出一点即可）。 【答案】(1) 便于推动注射器活塞，使铜丝与氧气充分反应或可以通过注射器活塞的移动直观地显示出装置内压强的变化等（合理即可） 【详解】（1）①铜在加热条件下与氧气反应生成氧化铜，容器内压强减小，注射器的活塞在大气压的作用下，向右移动，容器内气体减少的体积为空气中氧气的体积，化学方程式为：； ②注射器在该实验中的作用有：便于推动注射器活塞，使铜丝与氧气充分反应；可以通过注射器活塞的移动直观地显示出装置内压强的变化等。 角度2 金属与酸反应 1．（2024·福建）我国商代时就已经发现，贮存于铅罐的酒（含乙醇）会发酵成醋（含醋酸，醋酸的化学性质与盐酸相似），铅与醋反应生成铅霜，铅霜在空气中转化为浮粉（PbCO3），加热浮粉得铅白（PbO）固体，铅白可用作白色颜料。下列说法错误的是 A．酒能变醋体现乙醇的化学性质 B．铅能与醋酸反应产生氢气 C．浮粉中铅元素的化合价为+2价 D．浮粉变铅白，固体质量增大 【答案】D 【详解】A、酒能变醋，有新物质生成，属于化学变化，需要通过化学变化才能表现出来，体现乙醇的化学性质，故A说法正确； B、铅属于氢前金属，铅能与醋酸反应产生氢气，故B说法正确； C、浮粉的化学式为PbCO3，其中碳酸根显-2价，根据在化合物中正负化合价代数和为0，则铅元素的化合价为+2价，故C说法正确； D、加热浮粉（PbCO3）得铅白（PbO）固体，浮粉变铅白，固体质量减小，故D说法错误。 2．（双选）（2024·黑龙江牡丹江）将某合金样品放入烧杯中，向其中加入稀盐酸恰好完全反应，烧杯中剩余物的总质量是，该合金样品可能是 A．、合金 B．、C合金 C．、合金 D．、、合金 易错提醒 1. 铜的金属活动性位于氢后，不能和稀盐酸反应产生氢气。 2. 等量的金属完全反应，产生氢气的量为：铝>镁>铁>锌，可用公式金属化合价*金属质量/金属的相对原子质量进行计算。 【答案】BD 【分析】将6g某合金样品放入烧杯中，向其中加入100g稀盐酸恰好完全反应，烧杯中剩余物的总质量是105.8g，则生成氢气的质量为6g+100g-105.8g=0.2g。 【详解】A、Cu 、 Zn 合金，铜和稀盐酸不反应，锌和稀盐酸反应生成氯化锌和氢气，则有 ，即生成0.2g氢气需要锌的质量为6.5g＞6g，故6gCu、Zn合金不可能生成0.2g氢气，故A不符合题意； B、Fe 、C合金，碳和稀盐酸不反应，铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，则有，即生成0.2g氢气需要铁的质量为5.6g＜6g，故6gFe、C合金可能生成0.2g氢气，故B符合题意； C、Mg 、 Al 合金，铝和稀盐酸反应生成氯化铝和氢气，则有，即生成0.2g氢气需要铝的质量为1.8g＜6g；镁和稀盐酸反应生成氯化镁和氢气，则有，即生成0.2g氢气需要镁的质量为2.4g＜6g，故6gMg、Al合金生成氢气的质量大于0.2g，故C不符合题意； D、Mg 、 Cu 、 Al 合金，铜和稀盐酸不反应；铝和稀盐酸反应生成氯化铝和氢气，则有 ，即生成0.2g氢气需要铝的质量为1.8g＜6g；镁和稀盐酸反应生成氯化镁和氢气，则有，即生成0.2g氢气需要镁的质量为2.4g＜6g，故6gMg、Cu、Al合金可能生成0.2g氢气，故D符合题意。 3．（2024·江苏宿迁节选）化学学科核心素养展现了化学课程对学生发展的重要价值。下列说法错误的是 判断：Al与稀硫酸反应生成，故Fe也能与稀硫酸反应生成 【答案】× 【详解】C、Al与稀硫酸反应生成Al2(SO4)3，但Fe与稀硫酸反应生成FeSO4，故选项说法错误。 4．（2024·北京节选）用如图所示实验验证金属的性质。 (1)实验1，观察到灯泡发光，说明铁具有的性质是 。 (2)实验2中反应的化学方程式为 。 【答案】(2)Fe + H2SO4 ＝ FeSO4 + H2↑ 【详解】（2）在金属活动顺序中，铁排在氢之前，能置换出酸中的氢，铜排在氢之后，不能置换出酸中的氢，实验 2 中发生的反应是铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，化学方程式为：Fe + H2SO4 ＝ FeSO4 + H2↑。 5．（2024·云南节选）酸、碱、盐是几类重要化合物，与人类日常生活和生产关系十分密切。 (2)兴趣小组按如图所示装置(气密性良好)进行实验。两个广口瓶中分别放有0.2g锌和铁，U形管两端液面相平，将等体积的足量稀盐酸同时加入广口瓶中，关闭活塞。反应结束，恢复至室温，U形管两端液面 (填“左高右低”“左低右高”或“相平”)。 【答案】(2)左高右低 【详解】（2）0.2g锌完全反应生成氢气的质量为：，0.2g铁完全反应生成氢气的质量为：，则铁生成氢气的质量大，则右边压强大，则反应结束，恢复至室温，U形管两端液面左高右低。 6．（2024·山东淄博节选）镍是一种用途广泛的金属,可用作其他金属的保护层或用来生产耐腐蚀的合金钢、硬币及耐热元件。回答下列问题: (1)镍在室温条件下能与稀硫酸反应生成硫酸镍（,易溶于水）和氢气,该反应的化学方程式为 。根据这一反应事实,可以得出镍和铜的金属活动性由强到弱的顺序为 。 【答案】(1) /镍>铜 【详解】（1）镍与稀硫酸反应生成硫酸镍和氢气，反应的化学方程式为；镍能与稀硫酸反应，而铜不与稀硫酸反应，说明镍的活动性排在前,而铜的金属活动性排在后，所以镍的活动性比铜的活动性强，即。 7．（2024·福建·节选）氢气的发现、生产和应用极大地推动了人类社会的发展。 (1)18世纪，科学家利用铁和稀盐酸反应得到“易燃空气”，之后命名为氢气。 ①该反应的化学方程式为 。 ②发现氢气后，人们一直追求将氢气作为一种绿色能源，其理由是 。 【答案】(1) 氢气的燃烧产物是水，不会污染环境（或其他合理答案） 【详解】（1）①铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，反应的化学方程式为Fe+2HCl=FeCl2+H2↑； ②发现氢气后，人们一直追求将氢气作为一种绿色能源，其理由是氢气是一种可燃性气体，它在氧气中完全燃烧放出的热量多（是等质量甲烷完全燃烧放出热量的 2 倍多）；制取氢气的原料是水（可分解水制取氢气），资源不受限制；氢气的燃烧产物是水，不会污染环境。 8．（2024·河南）铝与稀硫酸反应的化学方程式为 ；镁、铝分别放入质量相等且足量的稀硫酸中，充分反应后所得的两溶液质量仍相等，则反应的镁与铝的质量比为 。 【答案】 32：33 【详解】铝与稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气，该反应的化学方程式为：； 镁、铝分别放入质量相等且足量的稀硫酸中，充分反应后所得的两溶液质量仍相等，说明溶液的增加量相等，设溶液的增加量为m 解：设参加反应的镁的质量为x    x= 设参加反应的铝的质量为y   y=，则参加反应的镁与铝的质量比为：。 角度3 金属与金属盐溶液反应 1．（2024·重庆）中国应用的湿法炼铜技术，是对世界化学史的一个贡献。现将一根光亮的铁钉放入硫酸铜溶液里充分反应。下列说法的组合中正确的是 ①反应能证明两种金属的活动性 ②反应后溶液的质量增加 ③反应生成的溶质为硫酸铁 ④反应后固体表面附着一层红色物质 A．①④ B．②③ C．①②④ D．②③④ 【答案】A 【详解】①活泼金属能将不活泼金属从其盐溶液中置换出来。铁能和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，说明活动性铁大于铜，反应能证明两种金属的活动性，正确； ②，反应前后溶剂水的质量不变，溶质由硫酸铜变为硫酸亚铁，每160份质量的硫酸铜生成152份质量的硫酸亚铁，溶液的质量减少，错误； ③反应生成的溶质为硫酸亚铁，错误； ④反应后有铜单质析出，所以固体表面附着一层红色物质，正确。 2．（2024·湖北）《宋会要辑稿》记载：“浸铜之法，先取生铁打成薄片，……浸渍数日，铁片为胆水（硫酸铜溶液）所薄，上生赤煤，取出刮洗……入炉烹炼，……方成铜。”下列理解错误的是 A．“打成薄片”增大了反应的接触面积 B．“铁片为胆水所薄”发生了置换反应 C．“上生赤煤”指铁片上生成了红色的煤 D．“浸铜之法”可知铁的金属活动性比铜强 【答案】C 【详解】A、“打成薄片”，增大了反应物之间的接触面积，使反应更快更充分，不符合题意； B、“铁片为胆水所薄”，发生反应为铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，该反应符合“一种单质与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，不符合题意； C、“上生赤煤”是因为铁与硫酸铜反应生成了红色的铜，不是红色的煤，符合题意； D、“浸铜之法”中铁能将硫酸铜中的铜置换出来，说明铁比铜活泼，不符合题意。 3．（2024·宁夏）下列实验方案能否达到实验目的的是 选项 实验目的 实验方案 B 将单质铁转化为氯化铁 加入适量氯化铜溶液 易错提醒 除杂时要满足“不增不减”原则，即不引入新的杂质，不减少主要的物质。 【答案】不能 【详解】铁和氯化铜反应生成氯化亚铁和铜，不能生成氯化铁，故选项实验方案不能达到实验目的。 4．（2024·重庆）下列实验方法和主要操作能否达到实验目的的是 选择 物质 方法和主要操作 实验目的 A 和的混合溶液 加入足量的铝粉，过滤 除去 【答案】不能 【详解】根据金属活动性Al＞Cu＞Ag，所以硝酸铜和硝酸银均能与铝反应，不能达到实验目的。 5．（2024·福建节选）废金属是宝贵的资源。 (3)利用废锌与含硫酸镍的废液反应回收镍，反应的化学方程式：由此判断Zn、Ni两种金属中，金属活动性较强的是 。 【答案】(3)Zn/锌 【详解】（3）锌能将硫酸镍中的镍置换出来，说明金属活动性较强的是锌。 6．（2024·河南节选）金属与人类的生活密切相关。回答下列有关金属性质的问题。 (1)铝较为活泼，为什么铝制品却很耐腐蚀？ (2)现将过量的锌粉加入到AgNO3和Mg(NO3)2的混合溶液中，充分反应后，过滤。过滤后留在滤纸上的固体是什么 ？请写出有关反应的化学方程式 。 【答案】(2) 固体是银和锌 Zn+2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag 【详解】（2）金属活动性为镁＞锌＞银，将过量的锌粉加入到AgNO3和Mg(NO3)2的混合溶液中，锌和硝酸银反应生成银和硝酸锌，方程式为Zn+2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag，锌不与硝酸镁反应，故过滤后留在滤纸上的固体是银和锌，故填：固体是银和锌、Zn+2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag。 7．（2024·陕西）化学课堂上，老师为同学们演示了如下图所示的实验。 (1)铜丝插入溶液一段时间后，观察到的两个现象分别是 ，发生反应的化学方程式是 。 (2)铝丝表面析出红色固体时，试管内溶液中的溶质一定有 。 【答案】(1)铜丝表面出现银白色固体，溶液由无色变成蓝色 (2)硝酸铝 【详解】（1）铜和硝酸银反应生成银和硝酸铜，反应的现象为：铜丝表面出现银白色固体，溶液由无色变成蓝色；反应的化学方程式是：； （2）铝丝表面析出红色固体时，是因为铝和硝酸铜反应生成了铜和硝酸铝，所以试管内溶液中的溶质一定有硝酸铝。 8．（2024·四川泸州节选）鲁教版教材《化学（九年级下册）》62页“多识一点”有如下介绍：铝在常温下很容易跟氧气发生反应，生成一层致密而坚固的氧化铝薄膜。据此，某课外学习小组开展了系列性质探究予以证明。已知熔点：铝660℃，氧化铝2054℃；沸点：铝2327℃。回答相关问题： 【实验2】将铝片浸入8%CuSO4溶液中。 (3)开始1min内无明显现象，该事实 （选填“能”或“不能”）证明氧化铝薄膜的致密性。 (4)2min左右铝片表面逐渐产生气泡并析出红色物质。收集气体检验，易燃，则气体是 。写出生成红色物质的化学方程式 。 【答案】(3)不能 (4) 氢气/H2 【详解】（3）开始1min内无明显现象，该事实不能证明氧化铝薄膜的致密性，欲证明氧化铝薄膜的致密性，需将表面打磨的铝片和将表面未打磨的铝片分别浸入8%CuSO4溶液中，在1min内进行对比。故填：不能。 （4）铝的金属活动性比铜强，2min左右铝片表面逐渐产生气泡并析出红色物质，铜的颜色是红色，说明铝与硫酸铜反应生成铜和硫酸铝，该反应的化学方程式为：；收集气体检验，易燃，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，易燃气体是氢气。故填：氢气或H2；。 角度4 综合考查 1．（2024·陕西）关于铝、铁、银三种金属，下列有关说法正确的是 A．三种金属在空气中均易锈蚀 B．用稀硫酸可以区分三种金属 C．用铁、银和硝酸铝溶液可以验证三种金属的活动性顺序 D．三种金属均是生活中常用导线的制作材料 【答案】B 【详解】A.铁能与空气中的水蒸气、氧气等发生反应，铁易锈蚀，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，铝不易锈蚀，银化学性质不活泼，不与氧气反应，银不易锈蚀，故A错误； B.将三种金属分别加入稀硫酸中，有气泡产生，溶液仍为无色的是铝，有气泡产生，溶液由无色变为浅绿色的是铁，无明显现象的是银，用稀硫酸可以区分三种金属，故B正确； C.铁、银与硝酸铝溶液都不反应，无法验证铁、银的活动性顺序，故C错误； D.铝、铁是生活中常用导线的制作材料，银价格偏高，一般在生活中不用做导线的制作材料，故D错误。 2．（2024·山东青岛）《神农本草经》中有石胆“能化铁为铜”的记载。石胆的主要成分是，溶于水得到硫酸铜溶液。下列说法正确的是 A．石胆溶于水，溶液呈黄色 B．石胆化铁为铜发生了复分解反应 C．石胆也能化锌为铜 D．铁、铜都能与稀盐酸反应产生氢气 【答案】C 【详解】A、石胆的主要成分是，溶于水得到硫酸铜溶液，溶液呈蓝色，说法错误，不符合题意； B、复分解反应是两种化合物互相交换成分生成气体、沉淀或水，石胆化铁的原理是硫酸铜与铁反应生成铜和硫酸亚铁，不属于复分解反应，该反应符合一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，属于置换反应，说法错误，不符合题意； C、锌的金属活动性比铜强，锌能与硫酸铜反应生成铜和硫酸锌，因此石胆也能化锌为铜，说法正确，符合题意； D、根据金属活动性顺序：铁>氢>铜，铁能与稀盐酸反应生成氢气，铜与稀盐酸不反应，说法错误，不符合题意。 3．（2024·山东威海）应用广泛的金属 (1)国宝中的金属 国宝“鎏金铁芯铜龙”是以铁铸造内芯，铁上包铜，外层鎏金(鎏金是一种金属加工工艺，经过鎏金处理后，金属表面会覆盖一层金)。整个龙身飞扬舒展，反映了唐代高超的铸造工艺。 ①国宝历经千年，出土后表面仍金光灿灿，原因是 。 ②工业上以赤铁矿为原料炼铁，原理是 (用化学方程式表示)。 ③《淮南万毕术》中记载“曾青得铁则化为铜，外化而内不化”，“曾青”即硫酸铜溶液，该炼铜反应的原理是 (用化学方程式表示)，反应中有效作用的微粒为 (用符号表示)。“外化而内不化”的原因是 。 (2)生活中的金属 铝制易拉罐主要由铝合金制成，除铝外，还含有锌、铜、硅等。 ①请用化学方法证明：罐体的金属材料是铝合金而不是纯铝(提供药品：已打磨的罐体金属片，其他仪器、药品自选)。 你的方案及预期现象是 。 ②合金与纯金属相比较，性质存在差异。对比分析图1，从微观角度解释原因 (答两条)。 ③合金中元素的配比不同会导致性能有差异。根据实际需求，罐盖硬度应大于罐体硬度。结合图2分析，生产易拉罐时，罐盖中铜元素的含量应 (填“大于”“小于”或“等于”)罐体中铜元素的含量。 ④为比较铝、铜、锌的金属活动性，进行下图实验，则a、b、c可以选用的物质是 。 (3)航天中的金属 中国航天事业的成就令世界瞩目，火箭是航天飞行器的运载工具。 ①运载火箭外壳材料也为铝合金。铝合金做外壳材料，具备的优良性能是 (答一条)。 ②运载火箭固体推进剂的主要组分为高氯酸铵和铝粉。其中高氯酸铵()是供氧剂，氯元素的化合价是 。铝粉燃烧的化学方程式 ，反应过程中能量转化形式是 。 【答案】(1) 金的化学性质稳定 Fe、Cu2+ 铁和硫酸铜反应生成的铜覆盖在铁的表面，阻止内部的铁继续反应 (2) 将已打磨的罐体金属片，剪成小碎片，取少量小碎片于试管中，加入足量稀盐酸并加热，使之充分反应，最终在试管底部残留少于固体物质 原子的排列方式不同、物质的原子构成种类不同 大于 铝、铜、硫酸锌溶液 (3) 强度高（或密度小、耐腐蚀） +7 化学能转化为动能 【详解】（1）①国宝历经千年，出土后表面仍金光灿灿，是因为金的化学性质稳定； ②赤铁矿的主要成分氧化铁和一氧化碳在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：； ③铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，反应的化学方程式为：；反应中有效作用的微粒为Fe、Cu2+；“外化而内不化”，是因为铁和硫酸铜反应生成的铜覆盖在铁的表面，阻止内部的铁继续反应； （2）①铝制易拉罐主要由铝合金制成，除铝外，还含有锌、铜、硅等，铜和硅都不与稀盐酸反应，将已打磨的罐体金属片，剪成小碎片，取少量小碎片于试管中，加入足量稀盐酸并加热，使之充分反应，最终在试管底部残留少于固体物质，说明罐体的金属材料是铝合金而不是纯铝； ②合金与纯金属相比较，性质存在差异，是因为原子的排列方式不同、物质的原子构成种类不同； ③由图2可知，铜的含量越高，铝合金硬度越大，则生产易拉罐时，罐盖中铜元素的含量应大于罐体中铜元素的含量； ④铝和硫酸锌反应生成硫酸铝和锌，说明铝的金属活动性强于锌，铜和硫酸铝不反应，说明锌的金属活动性强于铜，所以比较铝、铜、锌的金属活动性，a、b、c可以选用的物质是铝、硫酸锌溶液、铜； （3）①运载火箭外壳材料也为铝合金。铝合金做外壳材料，具备的优良性能是强度高（或密度小、耐腐蚀）； ②高氯酸铵(NH4ClO4)中氮元素的化合价为-3价，氢元素的化合价为+1价，氧元素的化合价为-2价。设氯元素的化合价为，在化合物中各元素正负化合价代数和为零，则，解得，所以氯元素的化合价是+7价；铝和氧气在点燃的条件下生成氧化铝，反应的化学方程式为：；反应过程中能量转化形式是化学能转化为动能。 4．（2024·江苏镇江）铁及其化合物在生产生活中有广泛应用。 一、铁的有关知识 (1)北固山铁塔由生铁铸成，展现了我国古代精湛的冶铁、铸造技术。因年代久远，塔身锈蚀严重。 ①生铁的熔点比纯铁 （选填“高”或“低”）。 ②铁锈主要成分是Fe2O3•nH2O，铁生锈主要与空气中的 有关。 (2)工业上冶炼钢铁的主要工艺流程如图。 ①以赤铁矿为原料炼铁反应的化学方程式为 。 ②炼钢炉中存在转化：FeFeOFe+CO，目的为降低 元素含量。 (3)铁及其化合物在现代多种领域发挥着重要作用。 ①纳米零价铁（Fe）用于废水处理，可用H2和Fe(OH)3在高温下反应获得，反应的化学方程式为 。 ②Fe3O4是合成氨催化剂铁触媒的主要成分，可用CH4和Fe2O3在高温下反应获得，同时生成CO2和H2O的质量比为 。 二、制备硫酸亚铁铵晶体 用废铁屑制备硫酸亚铁铵晶体[(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O]的实验流程如下。 (4)“洗涤”是用蒸馏水洗去铁屑表面残留的Na2CO3等杂质，判断铁屑已洗净的方法是：取最后一次洗涤后的滤液，测定其pH＝ ，则已洗净。 (5)“酸溶”时控温75℃加热至不再产生气泡。 ①加热的目的是 。 ②产生的气体为H2，用点燃法检验H2前必须 。 (6)“反应”后冷却至20℃过滤。 ①“反应”的化学方程式为 。 表：“反应”中相关物质的溶解度 温度/℃ 20℃ 溶解度S/g FeSO4•7H2O 48.0 (NH4)2SO4 75.4 (NH4)2Fe(SO4)2•6H2O 21.2 ②“反应”过程中析出硫酸亚铁铵晶体，参考表中数据分析其原因 。 三、测定硫酸亚铁铵晶体样品纯度 准确称取19.00g硫酸亚铁铵晶体（相对分子质量为392）样品溶于水，与硫酸酸化的KMnO4溶液完全反应，消耗KMnO4的质量为1.58g。 已知：10(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O+2KMnO4+8H2SO4＝10(NH4)2SO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4+2MnSO4+14H2O (7)该样品的纯度为 %（精确到0.1%）。 (8)判断该计算结果是否合理并分析其原因 。 【答案】(1)低 氧气、水(2) 碳/C (3) 11∶9 (4)7 (5) 加快反应速率 验纯 (6) 20℃时硫酸亚铁铵晶体在水中的溶解度比硫酸亚铁和硫酸铵的溶解度小 (7)103.2 (8)不合理，样品中混有FeSO4•7H2O 【详解】（1）①合金的熔点比成分金属低，生铁是铁和碳的合金，所以生铁的熔点比纯铁低。 ②铁生锈是铁与空气中的氧气、水发生反应所致。 （2）①赤铁矿主要成分是Fe2O3，Fe2O3与CO在高温条件下反应生成Fe、CO2，化学方程式为。 ②生铁的含碳量比钢高，该转化能将C转化为CO，目的是降低碳元素的含量。 （3）①H2和Fe(OH)3在高温下反应获得Fe，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素种类不变，反应物H2、Fe(OH)3中含有H、Fe、O这3种元素，生成物Fe中只含Fe这1种元素，则另外的产物含有H、O这2种元素，该产物是H2O，则H2和Fe(OH)3在高温下反应生成Fe、H2O，化学方程式为。 ②CH4和Fe2O3在高温下反应生成Fe3O4、CO2、H2O，化学方程式为，则生成CO2和H2O的质量比为。 （4）Na2CO3溶液呈碱性，pH＞7。判断铁屑已洗净的方法是：取最后一次洗涤后的滤液，测定其pH＝7，说明滤液中已无Na2CO3，则已洗净。 （5）①温度越高，化学反应速率越快，因此加热的目的是加快反应速率。 ②点燃可燃性气体前，必须验纯，以防气体不纯引发爆炸，所以用点燃法检验H2前必须验纯。 （6）①“酸溶”过程中稀H2SO4能与铁屑反应生成FeSO4、H2，“反应”步骤加入(NH4)2SO4粉末，生成硫酸亚铁铵晶体[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]，说明该步骤中FeSO4、(NH4)2SO4、H2O反应生成了(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O沉淀，化学方程式为。 ②根据表中所示在20℃时的溶解度数据，可以看出20℃时硫酸亚铁铵晶体在水中的溶解度比硫酸亚铁和硫酸铵的溶解度小，所以硫酸亚铁铵晶体最先达到饱和状态析出，因此原因是：20℃时硫酸亚铁铵晶体在水中的溶解度比硫酸亚铁和硫酸铵的溶解度小。 （7）解：设该样品的纯度为x ，故填103.2。 （8）根据化学方程式，该反应实质是FeSO4与KMnO4、H2SO4发生反应，样品纯度超过100%，说明样品中FeSO4含量偏高，结合题中溶解度表格，FeSO4•7H2O相对分子质量为278，而(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O相对分子质量为392，可知是因为样品中混有FeSO4•7H2O，导致样品中FeSO4含量偏高。 故填：不合理，样品中混有FeSO4•7H2O。 5．（2024·贵州）贵州蕴藏丰富的铝、锰、锌、铁、铜等矿产资源。合理开采、充分利用这些矿产资源，可实现“富矿精开”。 Ⅰ．精准识矿 (1)金属的性质与存在形式。 ①铝具有很好的抗腐蚀性，因为铝在空气中能与氧气反应形成一层致密的氧化铝薄膜，反应的化学方程式为 。 ②分别在放有锰片、铜片的试管中加入稀硫酸，锰片表面有气泡产生，铜片表面无明显变化。由此可知金属活动性：锰 （选填“强”或“弱”）于铜。 ③在放有锌片的试管中加入硫酸铜溶液，观察到的现象是 。 多数金属的化学性质比较活泼，它们主要以化合物的形式存在于自然界。如菱锌矿、铝土矿、菱锰矿等。 Ⅱ．精深用矿 (2)工业上用赤铁矿炼铁，CO与反应的化学方程式为 。炼铁时，加入菱锰矿可制得冶炼锰钢的材料。锰钢用作高铁的钢轨，利用了锰钢的 性能。 (3)用某菱锰矿为原料制备高附加值新型电池材料的流程如图1。 已知：菱锰矿中除外，还有；能与稀硫酸发生复分解反应，不溶于水也不与稀硫酸反应；氨水呈碱性。 ①过滤器中得到的滤渣是 。 ②反应器中，溶液与反应可生成锰的氧化物，如、、。发生的反应之一是，X的化学式是 。 ③70℃时，在反应器中保持通入的和溶液的质量不变，只改变溶液的溶质质量分数，测得生成含锰元素的固体中锰元素的质量分数与溶液的溶质质量分数之间的关系如图2。由图可知，当溶液的溶质质量分数为5.1%时，可获得高纯度的，当溶液的溶质质量分数为其它数值时，纯度降低，原因可能是 。 【答案】(1) 4Al+3O2=2Al2O3 强 锌片附着一层红色固体 (2) Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 硬度大、耐腐蚀 (3) H2SO4 溶液的溶质质量分数不同，生成不同的锰的氧化物 【详解】（1）①铝具有很好的抗腐蚀性，因为铝在空气中能与氧气反应形成一层致密的氧化铝薄膜，反应的化学方程式为：4Al+3O2=2Al2O3。 ②金属活动性顺序中，排在氢前面的金属能与稀盐酸反应生成氢气。分别在放有锰片、铜片的试管中加入稀硫酸，锰片表面有气泡产生，说明锰在氢前。铜片表面无明显变化，说明铜在氢后。由此可知金属活动性：锰强于铜。 ③金属活动性顺序中，排在前面的金属能将排在后面的金属从其化合物的水溶液中置换出来，在放有锌片的试管中加入硫酸铜溶液，发生反应：Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4，生成的铜附着在锌片的表面，所以观察到的现象是：锌片附着一层红色固体。 （2）工业上用赤铁矿炼铁，CO与反应生成二氧化碳、铁，反应的化学方程式为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。炼铁时，加入菱锰矿可制得冶炼锰钢的材料。锰钢用作高铁的钢轨，利用了锰钢的硬度大、耐腐蚀的性能。 （3）①通过过滤可将难溶于水的固体物质与水分离，因为不溶于水也不与稀硫酸反应，所以过滤器中得到的滤渣是。 ②反应前有6Mn、32O、12H、6S，反应后（X除外）有6Mn、8O，根据化学反应前后各种原子个数相等，则X的化学式是H2SO4。 ③由图可知，当溶液的溶质质量分数为5.1%时，可获得高纯度的，当溶液的溶质质量分数为其它数值时，纯度降低，原因可能是溶液的溶质质量分数不同，生成不同的锰的氧化物。 ►考向二 置换反应的判断 1.（2024·江苏无锡节选）富氢水是指含有氢气的水。镁与水反应可生成氢气。镁与水反应的化学方程式为，该反应的类型属于 A．化合反应 B．分解反应 C．置换反应 D．复分解反应 【答案】C 【解析】该反应是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，属于置换反应。 2．（2024·江苏连云港）一种以黄铜渣（含Zn、Cu、ZnO、CuO）为原料获取Cu和ZnSO4溶液的实验流程如下。下列说法正确的是    A．加入H2SO4生成H2的化学方程式为 B．根据流程可以判断Zn的金属活动性比Cu的强 C．判断加入的Zn如已过量的依据是溶液中有固体剩余 D．流程中涉及的化学反应类型均为置换反应 【答案】B 【分析】黄铜渣中的锌、氧化铜、氧化锌和硫酸均能反应，铜不与硫酸反应。锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气，氧化锌和硫酸反应生成硫酸锌和水，氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水。过滤后的滤液中有硫酸锌和硫酸铜。加入过量的锌，锌和硫酸铜反应生成硫酸锌，过滤的滤渣中有生成的铜和过量的锌。 【详解】A、根据分析，铜不和硫酸反应，和硫酸反应生成氢气的是锌，锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气。不符合题意； B、活泼金属能将不活泼金属从其盐溶液中置换出来，通过加入锌能将铜置换出来可说明锌比铜活泼。锌能和稀硫酸反应生成氢气而铜不能，也可以说明活动性锌大于铜。符合题意； C、因为锌和硫酸铜反应生成铜，不论锌是否过量溶液中都会有固体剩余。不符合题意； D、置换反应是单质和化合物反应生成单质和化合物的反应。流程中氧化锌、氧化铜和硫酸的反应中反应物都是化合物，都不是置换反应，不符合题意。 3．（2024·山东东营节选）我国新能源汽车产销量连续八年全球第一，新能源汽车常用磷酸铁锂电作为动力。 (4)报废的磷酸铁锂电池经过预处理、酸浸、除杂等环节回收得到的物质，可重新作为制作该电池的原料。已知拆解电池所得材料中含铁片、铜箔、铝箔等，采用硫酸“酸浸”的目的是除去铁、铝，反应的化学方程式为 （任写其中一个），该反应属于 （填基本反应类型）反应。 【答案】（4）采用硫酸“酸浸”的目的是除去铁、铝，发生反应为铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，该反应的化学方程式为：，铝和硫酸反应生成硫酸铝和氢气，该反应的化学方程式为：； 该反应符合“一种单质与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。 ►考向三 金属活动性顺序 角度1 常见金属的活动性顺序比较 1．（2024·上海）下列金属中活动性最强的是 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】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。 2．（2024·新疆）青铜中含有少量的锡，锡元素的有关信息如图所示。下列说法正确的是 A．属于金属元素 B．锡的相对原子质量为50 C．二氧化锡的化学式为 D．锡的金属活动性比铝强 【答案】A 【详解】A、根据元素周期表中的一格可知，中间的汉字表示元素名称，该元素的名称是锡，带“钅”字旁，属于金属元素，故选项说法正确； B、根据元素周期表中的一格可知，汉字下面的数字表示相对原子质量，该元素的相对原子质量为118.7，故选项说法错误； C、根据化合物化学式的书写一般规律：金属在前，非金属在后；氧化物中氧在后，原子个数不能漏，正负化合价代数和为零，化合价数值约到最简交叉写在元素右下角。则二氧化锡的化学式为SnO2，故选项说法错误； D、金属活动性顺序为：K，Ca，Na，Mg，Al，Zn，Fe，Sn，Pb（H），Cu，Hg，Ag，Pt，Au，由此可知锡的金属活动性比铝弱，故选项说法错误。 3．（2024·广西节选）《梦溪笔谈》中“古人以剂钢为刃，柔铁为茎干”“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”记录了古代铁器生产、使用的情形。回答问题： (3)人类对铁的利用比铜晚了1500多年，这是因为铁的金属活动性比铜的 (填“强”或“弱”)。 【答案】(3) 强 【详解】（3）越活泼的金属越难冶炼，人类对铁的利用比铜晚了1500多年，这是因为铁的金属活动性比铜的强。 4．（2024·内蒙古赤峰节选）人类的生产、生活离不开金属，金属材料的使用推动着人类文明的进步。 (1)人类开发利用金属单质的时间顺序与金属活动性强弱存在某种内在的联系，、、三种金属中应用最早的是 。 【答案】(1)铜/Cu 【详解】（1）人类开发利用金属单质的时间顺序与金属活动性强弱存在某种内在的联系，依据金属活动性顺序可知：、、三种金属中应用最早的是Cu，因为铜金属活动性最弱，人类越容易从矿石中将铜冶炼出来。 角度2 金属活动性顺序的探究 1．（2024·湖南长沙）通过实验可以验证物质的性质。下列试剂中，能验证铁、铜的金属活动性顺序的是 A．稀硫酸 B．蒸馏水 C．硫酸铜溶液 D．澄清石灰水 【答案】AC 【详解】A、稀硫酸能与铁反应生成氢气，而铜不能与稀硫酸反应，说明铁的金属活动性比铜强，能验证铁、铜的金属活动性顺序，符合题意； B、蒸馏水不能与铁、铜发生反应，无法验证铁、铜的金属活动性顺序，不符合题意； C、硫酸铜溶液能与铁发生置换反应，生成硫酸亚铁和铜，说明铁的金属活动性比铜强，能验证铁、铜的金属活动性顺序，符合题意； D、澄清石灰水不能与铁、铜发生反应，无法验证铁、铜的金属活动性顺序。符合题意。 2．（2024·江苏徐州）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 【详解】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。 3．（2024·黑龙江节选）金属材料在人类发展的历史长河中起着非常重要的作用。 (2)探究Mg、Fe、Cu的金属活动性顺序，下列试剂的选择方案正确的是 。 A．Mg、Cu、溶液 B．Fe、溶液、溶液 C．Mg、Fe、Cu、稀盐酸 D．Cu、溶液、溶液 【答案】(2)ABC 【详解】（2）A、镁能与硫酸亚铁反应生成硫酸镁和铁，有黑色固体析出，说明镁比铁活泼，铜与硫酸亚铁不反应，无明显现象，说明铁比铜活泼，可以探究三种金属的活动性顺序，符合题意； B、铁与硫酸镁不反应，无明显现象，说明镁比铁活泼，铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，有红色固体析出，说明铁比铜活泼，可以探究三种金属的活动性顺序，符合题意； C、镁、铁均能与稀盐酸反应生成氢气，且镁与酸反应速率较快，铁与酸反应速率较慢，说明在金属活动性顺序里，镁、铁排在氢前，且镁比铁活泼，铜与稀盐酸不反应，无明显现象，说明在金属活动性顺序里，铜排在氢后，说明铁比铜活泼，可以探究三种金属的活动性顺序，符合题意； D、铜与硫酸镁不反应，无明显现象，说明镁比铜活泼，铜与硫酸亚铁不反应，无明显现象，说明铁比铜活泼，但是无法探究镁和铁的金属活动性顺序，不符合题意。 4．（2024·青海西宁）用下列各组物质进行实验，不能验证锌、银、铜三种金属活动性顺序的是 A．、、溶液 B．、、、稀盐酸 C．、溶液、溶液 D．、、溶液、溶液 【答案】B 【分析】排在氢前的金属能与酸反应；排在前面的金属能把排在它后面的金属从化合物溶液中置换出来。 【详解】A、锌能置换出硝酸铜中的铜，说明锌比铜活泼；银不能置换出硝酸铜中的铜，说明铜比银活泼，能验证锌、银、铜三种金属活动性顺序，不符合题意； B、锌能与稀盐酸反应产生氢气，说明锌排在氢前；银和铜都不与稀盐酸反应，说明银和铜都排在氢后，说明锌比银和铜活泼，但不能验证银和铜的金属活动性顺序，符合题意； C、铜不能置换出硝酸锌中的锌，说明锌比铜活泼；铜能置换出硝酸银中的银，说明铜比银活泼，能验证锌、银、铜三种金属活动性顺序，不符合题意； D、锌能置换出硝酸亚铁中的铁，铜不能置换出硝酸亚铁中的铁，说明锌比铁活泼，铁比铜活泼；铜能置换出硝酸银中的银，说明铜比银活泼，验证锌、银、铜三种金属活动性顺序，不符合题意。 5．（2024·重庆节选）锂(Li)离子电池应用广泛，有利于电动汽车的不断发展。 (3)锂离子电池中还含有铜箔，为验证铝和铜的金属活动性顺序，设计了如下实验： 【方案一】将铝片和铜片相互刻划，金属片上出现划痕者更活泼。 【方案二】将铝丝和铜丝表面打磨后，同时放入5mL相同的稀盐酸中，金属丝表面产生气泡者更活泼。 【方案三】将铝丝和铜丝表面打磨后，同时放入5mL相同的硝酸银溶液中，金属丝表面有银白色物质析出者更活泼。 以上方案中，你认为能达到实验目的的是 (填方案序号)，该方案中发生反应的化学方程式为 。 【答案】(3) 二 【详解】（3）方案一：将铝片和铜片相互刻划，金属片上出现划痕者，只能说明该金属硬度更小，不能判断铝和铜的金属活动性强弱，该方案错误； 方案二：将铝丝和铜丝表面打磨后，同时放入5mL相同的稀盐酸中，铝丝表面产生气泡，铜丝无现象，说明铝的即金属活动性比氢强，铜的金属活动性比氢弱，即Al＞H＞Cu，铝和稀盐酸反应生成氯化铝和氢气，反应的化学方程式为：； 方案三：将铝丝和铜丝表面打磨后，同时放入5mL相同的硝酸银溶液中，铝丝和铜丝表面都有银白色物质析出，说明铝和铜都比银活泼，而铝和铜的金属活动性无法判断，该方案错误。 6．（2024·宁夏节选）2024年5月1日，我国第一艘电磁弹射型航空母舰——“福建”舰开展首次试航。航空母舰的建造涉及金属冶炼、材料性能等诸多领域。 (5)锰钢是建造航母常用的金属材料。已知锰加入稀硫酸中有气泡产生。实验室现有以下试剂： ①锰片②铜片③稀硫酸④硫酸铜溶液⑤硫酸锰溶液 请你选择一组试剂比较铜、锰的金属活动性强弱 (填序号)。 【答案】(5)①②③(或①④或②⑤) 【详解】（5）由于锰加入稀盐酸中有气泡产生，则说明锰位于氢前面。 方法1：分别将锰片和铜片插入稀硫酸溶液中，铜与稀硫酸不反应，没有明显现象，而锰与硫酸反应产生气体，可以证明锰的活泼性大于铜。选①②③。 方法2：将锰片放入硫酸铜中，锰能够置换铜，可证明锰的活泼性大于铜。选①④。 方法3：将铜片插入硫酸锰溶液中，没有明显现象，铜不能置换出锰，可证明锰的活泼性大于铜。选②⑤。 故填：①②③(或①④或②⑤)。 7．（2024·广东广州节选）东晋《华阳国志》（卷四）中已有关于白铜的记载，云南镍白铜（铜镍合金）闻名中外，曾用于造币和制作仿银饰品，西方直到19世纪才仿制出白铜。镍的金属活动性与铁相似。 (4)设计实验比较镍和铜的金属活动性，写出实验方案和预期的实验现象 。 【答案】(4)将镍放入硫酸铜溶液中，观察到有红色固体析出，证明镍的活动性强于铜 【详解】（4）镍的金属活动性与铁相似，铁的活动性强于铜，所以镍的活动性强于铜，将镍放入硫酸铜溶液中，观察到有红色固体析出，证明镍的活动性强于铜。 8．（2024·内蒙古呼和浩特节选）(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）。 【答案(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 【详解】（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。 ►考向四 与金属有关的图像问题 角度1金属与酸反应的图像分析 1．（2024·四川德阳）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 【详解】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。 2.（真题组合）判断下列图像能否正确反映对应变化关系。 A．向等质量锌片和锌粉中分别加足量且等溶质质量分数的稀硫酸 B．足量的镁粉和铝粉分别与等量等浓度的稀盐酸反应（2024·黑龙江·中考真题） C．图Ⅲ表示向等质量不同金属粉末中分别加入足量等浓度的稀硫酸（2024·山东济宁） D．分别向等质量的锌、铁中加入等质量分数的稀盐酸（2024·黑龙江绥化） E．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（2024·黑龙江绥化） F．分别向等质量的镁粉和锌粉中不断加入溶质质量分数相同的稀硫酸（2024·黑龙江齐齐哈尔） G．在空气中加热一定量的铜粉（2024·四川达州） H．分别向等质量、等质量分数的稀硫酸中，逐渐加入铁粉和锌粉（2024·四川达州） I．③表示分别向等质量镁粉和铝粉中加入足量溶质质量分数相同的稀硫酸（2024·四川南充） J.锌和稀硫酸反应生成氢气（2024·重庆） K.将足量汞放在充满空气的密闭容器中持续加热（2024·重庆） 易错提醒 根据金属活动性顺序，确定能发生的反应及反应的先后顺序。 依据优先反应原则：①若将两种 (或多种)金属单质同时放入某金属的盐溶液中，最活泼的金属优先与盐发生置换反应；②若将某金属的单质放入两种 (或多种)金属的盐溶液中，该金属优先置换出最不活泼的金属 (即前置后，盐可溶，隔越远，置越先)。 【答案】符合的选项为：BCDH 【详解】A、向等质量锌片和锌粉中分别加足量且等溶质质量分数的稀硫酸，由于锌粉和锌片的质量相等，最终生成氢气的质量相等，但锌粉与稀盐酸接触面积大，反应的速率快，反应时间短，应先拐点，图象错误； B、足量的镁粉和铝粉分别与等量等浓度的稀盐酸反应，则生成的氢气的质量相等，根据、可知，当生成等质量的氢气时，消耗镁的质量要多，故符合题意。 C、向等质量不同金属粉末中分别加入足量等浓度的稀硫酸，由于三种金属的活动性：镁＞锌＞铁，所以相同时间，镁反应速度最快，铁最慢，相同时间镁产生气体最多，曲线最陡，铁产生气体最少，曲线最缓；镁与硫酸反应生成硫酸镁和氢气，铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气，方程式及相关质量关系如下：、、，由于酸足量，所以金属完全反应，消耗等量的三种金属，镁产生气体最多，锌产生气体最少，图像正确。 D、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； E、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。 F、镁的活动性比锌强，反应速率快，至完全反应所需时间短；由于镁和锌的相对原子质量不同，故等质量的镁粉和锌粉与溶质质量分数相同的稀硫酸完全反应生成盐的质量也不同，故选项图象错误。 G、在空气中加热一定量的铜粉，铜和氧气加热生成氧化铜，反应前铜为固体，随着反应的进行，参加反应的铜的质量和氧气的质量之和等于生成的氧化铜的质量，所以固体的质量不断增大，至完全反应，固体的质量不再变化，故图像错误； H、分别向等质量、等质量分数的稀硫酸中，逐渐加入铁粉和锌粉，金属与酸反应时氢气来源于酸中的氢元素，因为酸的量相同，金属过量，故生成的氢气应该相等，锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气，化学方程式为：，每65份质量的锌能置换出2份质量的氢气，铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，化学方程式为：，每56份质量的铁能置换出2份质量的氢气，故生成等质量的氢气，消耗的锌的质量多，故图像正确。 I、，，则消耗等质量的镁和铝，铝生成的氢气较多。所以分别向等质量镁粉和铝粉中加入足量溶质质量分数相同的稀硫酸，开始硫酸不足，产生的氢气质量相同，最终铝产生的氢气较多。不符合题意。 J、锌与稀硫酸反应生成氢气，氢气的质量会不断增加，反应停止后，氢气的质量不再增加，故图像错误； K、将足量汞放在充满空气的密闭容器中持续加热，汞加热消耗氧气生成氧化汞，则容器中的氧气减少，而其它含有氧元素的气体没有减少，氧元素的质量最后不为0，故图像错误。 角度2金属与盐溶液反应的图像分析 1.（2024·黑龙江绥化）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 【详解】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。 2．（真题重组题·双选）下列图像不能正确反映对应关系的是（　　） A．往一定质量的氯化镁和氯化铜溶液中加入足量铁粉 B．向盛有硫酸铜溶液的烧杯中逐渐加入铁粉至过量，烧杯中固体质量的变化 C．向一定量硝酸镁和硝酸银的混合溶液中加入锌粉 D．向一定量的氯化亚铁和氯化铜混合溶液中加入过量镁粉 【答案】AC 【详解】A、因为金属的活动性：Mg＞Fe＞Cu，所以往一定质量的氯化镁和氯化铜溶液中加入足量铁粉时，铁只能与氯化铜发生置换反应，化学方程式为：Fe+CuCl2＝Cu+FeCl2，由化学方程式可知，每56份质量的铁参与反应时，会置换出64份质量的铜，所以随着铁粉的加入，溶液的质量会减少，直到氯化铜完全反应，溶液不再改变，故A错误。 B、由方程式可知加入铁粉后，有铜被置换出来，此时加入铁，烧杯中固体增加的质量为铜的质量，而后当铜被完全置换出来后继续加入铁，此时固体增加的质量为铁的质量，因此烧杯中固体质量的变化中后面质量增加的速度小于前面质量增加的速度，图示正确； C、金属活动性：镁>锌>银，向一定量硝酸镁和硝酸银的混合溶液中加入锌粉，锌与硝酸镁不反应，锌与硝酸银反应生成硝酸锌和银，由反应时的质量比可知，每65份质量的锌可置换出216份质量的银，溶液的质量会逐渐减少，至完全反应不再发生改变，故C项不正确； D、向一定量的氯化亚铁和氯化铜混合溶液中加入过量镁粉，镁先与氯化铜反应生成铜和氯化镁，其化学方程式及质量对应关系如下：，每24份质量的镁参加反应生成64份质量的铜，溶液质量减少40份；待氯化铜完全反应后，镁再与氯化亚铁反应生成铁和氯化镁，其化学方程式及质量对应关系如下： ，每24份质量的镁参加反应生成56份质量的铁，溶液质量减少32份，两过程中溶液质量减少的速率不同，且前一过程快于后一过程，待氯化亚铁和氯化铜完全反应后，溶液质量保持不变，此选项正确； ►考向五 滤液、滤渣问题 1．（2024·山东潍坊）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。 【详解】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。 2．（2024·四川广元）向一定量CuCl2、FeCl2的混合溶液中加入一定量锌粉，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣。下列说法正确的是 A．若滤渣中只有一种金属，则滤液中溶质一定有三种 B．若滤渣中有两种金属，则滤液中溶质一定有两种 C．若滤液中只有一种溶质，则向滤渣中加入稀硫酸一定有气泡产生 D．若滤液中有两种溶质，则向滤渣中加入稀硫酸不可能有气泡产生 【答案】C 【详解】A、若滤渣中只有一种金属，该金属是铜，滤液中溶质不一定有三种，也可能是锌和氯化铜恰好完全反应，此时滤液中溶质有氯化亚铁、氯化锌两种，故选项说法错误； B、若滤渣中有两种金属，滤液中溶质不一定有两种，也可能是锌和氯化亚铁恰好完全反应，此时滤液中溶质只有氯化锌一种，故选项说法错误； C、若滤液中只有一种溶质，滤渣中一定含有铁，此时向滤渣中加入稀硫酸，一定有气泡产生，故选项说法正确； D、若滤液中有两种溶质，说明溶质是氯化锌、氯化亚铁，若氯化亚铁部分参加了反应，滤渣中含有铜、铁，铁能与稀硫酸反应生成氢气，则向滤渣中加入稀硫酸有气泡产生，故选项说法错误。 3．（2024·四川达州节选）金属材料性能优良，已成为社会发展的重要物质之一。 (3)金属与盐溶液反应可用于金属的回收和提纯。将一定量的锌粉投入到含有AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和无色滤液。下列说法正确的是________（填字母序号）。 A．滤渣中一定含有Ag、Cu和Zn B．向滤渣中加入稀盐酸，一定有气泡产生 C．向滤液中加入稀盐酸，一定没有沉淀产生 D．滤液中一定不含Cu(NO3)2，可能含有AgNO3和Zn(NO3)2 【答案】(3)C 【详解】（3）根据金属活动性Zn＞H＞Cu＞Ag，将一定量的锌粉投入到含有AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中，锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银，待硝酸银反应完全，锌与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，充分反应后过滤，得到无色滤液，说明滤液中一定不含有硝酸铜（在溶液中显蓝色），即硝酸铜反应完全，那么硝酸银也一定反应完全，故滤渣中一定含有银和铜，可能含有锌，滤液中一定含有硝酸锌，一定不含硝酸银和硝酸铜； A、滤渣中一定含有Ag、Cu，可能含有Zn，故A说法错误； B、滤渣中一定含有Ag、Cu，可能含有Zn，向滤渣中加入稀盐酸，不一定有气泡产生，故B说法错误； C、滤液中一定含有硝酸锌，一定不含有硝酸铜和硝酸银，则向滤液中加入稀盐酸，一定没有沉淀产生，故C说法正确； D、滤液中一定不含Cu(NO3)2、AgNO3，一定含有Zn(NO3)2，故D说法错误。 4.（2024·山东枣庄节选）阅读下列材料，完成下面小题。 青铜是人类最早使用的合金，主要成分是铜(Cu)和锡(Sn)，因其铜锈[主要成分为]呈青绿色，故名青铜。现在青铜依然广泛使用，某机械加工厂青铜废料经处理后得到CuCl2和SnCl2的混合液，向混合液中加入过量的锌粉，充分反应后过滤，得滤液和滤渣，对其进行分析，用以评估回收利用价值。 对于上述材料中的滤渣和滤液，下列分析正确的是 A．滤渣中只有Cu、Zn B．滤渣中一定有Cu、Zn，可能有Sn C．滤液中溶质只有ZnCl2 D．滤液中溶质一定有ZnCl2，可能有CuCl2 【答案】C 【解析】由于金属活动性顺序：Zn>Sn>Cu，则加入的锌先和氯化铜反应生成氯化锌和铜，然后与SnCl2反应生成锡和氯化锌，由于加入的锌过量，则充分反应后，滤渣中含有铜、锡、锌，滤液中只有氯化锌，故选C。 5．（2024·四川南充节选）(4)将一定质量的铁粉加入到ZnSO4和CuSO4的混合溶液中，充分反应后过滤，滤液中一定含有的溶质是 （填化学式）。 【答案】(4)ZnSO4和FeSO4 【详解】（4）根据金属活动性Zn＞Fe＞H＞Cu，将一定质量的铁粉加入到ZnSO4和CuSO4的混合溶液中，铁不能与硫酸锌反应，铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，充分反应后过滤，滤液中一定含有的溶质是硫酸锌和硫酸亚铁（ZnSO4和FeSO4），无法判断硫酸铜是否反应完全。 6．（2024·天津节选）金属材料在生产、生活中具有广泛的用途。 (3)“乌铜走银”是我国特有的铜制工艺技术，迄今已有300余年的历史。该工艺的废料经初步处理后可得到硝酸银和硝酸铜的混合溶液，向其中加入一定量的金属锌，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。向滤渣中滴加稀盐酸，有气泡产生，则滤液中含有的溶质为 (填化学式)。 【答案】(3)Zn(NO3)2 【详解】（3）金属活动顺序中，锌的活动性强于铜，铜的活动性强于银，硝酸银和硝酸铜混合溶液中加入锌，锌会先与硝酸银反应生成硝酸锌和银，当硝酸银完全反应后，锌再与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，向滤渣中滴加稀盐酸，有气泡产生，说明滤渣中含有锌，即锌过量，硝酸银和硝酸铜已经完全反应。因此，滤液中含有的溶质为硝酸锌Zn(NO3)2。 7．（2024·黑龙江节选）金属材料在人类发展的历史长河中起着非常重要的作用。 (3)向溶液中加入Mg、Zn、Ag三种金属，充分反应后过滤，得到无色滤液和滤渣。一定发生反应的化学方程式为 。向滤渣中加入一定量的稀盐酸，有气泡产生，滤渣中一定有 （填化学式，下同），滤液中可能含有的溶质是 。 【答案】(3) Zn、Cu、Ag Zn(NO3)2 【详解】（3）金属活动性：Mg＞Zn＞Cu＞Ag，向硝酸铜溶液中加入镁、锌、银三种金属，镁先与硝酸铜反应生成硝酸镁和铜，待镁完全反应后，锌和硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，银和硝酸铜不反应，充分反应后过滤，得到无色滤液和滤渣，说明硝酸铜已经完全反应。 由分析可知，一定发生的反应为镁和硝酸铜反应生成硝酸镁和铜，该反应的化学方程式为：； 向滤渣中加入一定量的稀盐酸，有气泡产生，则滤渣中一定含锌，镁一定与硝酸铜反应生成了铜，银不参与反应，则滤渣中一定有：Zn、Cu、Ag； 镁一定与硝酸铜反应生成了硝酸镁，硝酸铜完全反应，故滤液中一定含硝酸镁，一定不含硝酸铜，锌可能参与反应，也可能没有参与反应，故滤液中可能含有的溶质是：Zn(NO3)2。 8．（2024·山东济南节选）(3)我国古代就有湿法冶金技术，湿法冶金是利用置换反应从盐溶液中得到金属。在实验室中，把一定量铁粉加入一定量的、和混合溶液中，按下图所示进行实验，出现的现象如图中所述。 试回答：①滤液A中大量存在的金属阳离子是 （填离子符号）。 ②滤渣B中含有的金属单质是 （填化学式）。 ③写出过程I中发生反应的一个化学方程式： 。 【答案】(3) Zn2+、Fe2+ Ag、Cu、Fe （合理即可） 【详解】（3）把一定量铁粉加入一定量的Cu(NO3)2、Zn(NO3)2和AgNO3混合溶液中，得到的滤渣B中滴加稀盐酸有气体生成，说明滤渣B中含有铁，铁的活动性大于铜、银，小于锌，说明铁与Cu(NO3)2和AgNO3完全反应生成铜、银和硝酸亚铁，铁与硝酸锌不反应，所以①滤液A中含有未反应的硝酸锌，反应生成的硝酸亚铁，滤液A中大量存在的金属阳离子是锌离子、亚铁离子；②滤渣B中含有反应剩余的铁、反应生成的铜、银；③过程I中铁与硝酸铜反应生成铜和硝酸亚铁，化学方程式为。故填：Zn2+、Fe2+；Ag、Cu、Fe；。 ►考向六 与金属有关的计算 1．（2024·天津节选）金属材料在生产、生活中具有广泛的用途。 (4)我国神舟载人飞船上的天线使用了钛镍合金，其中镍(Ni)和铁的金属活动性相近，该元素常见的化合价为+2价。将8g镍加入到一定量的硫酸铜溶液中，充分反应后过滤，得到金属混合物8.5g，则该混合物中铜的质量为 g。 【答案】(4)6.4 【详解】（4）设：该混合物中铜的质量为x。 x=6.4g。 2．（2024·安徽）《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。 【详解】（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。 3．（2024·内蒙古赤峰）赤铁矿是重要的炼铁原料，其中的含量直接影响到炼铁的效率和成本。兴趣小组用一氧化碳还原赤铁矿样品，充分反应后得到铁单质，计算该赤铁矿样品中的质量分数。 【答案】解：设该赤铁矿样品中Fe2O3的质量分数为x x=80% 答：该赤铁矿样品中Fe2O3的质量分数为80%。 【详解】过程见答案。 4．（2024·甘肃白银）生铁一般用于铸造或炼钢。某炼铁厂实验室欲检验某批次的生铁是否合格（含碳量在2%～6.69%之间为合格）。某校兴趣小组的同学参与这次的检验，设计实验如下：称取生铁样品50g，把500g稀硫酸分5次加入样品中，测得实验数据如下表所示（杂质不溶于水，也不与稀硫酸反应）： 实验序号 加入稀硫酸的质量/g 剩余固体的质量/g 第1次 100 38.8 第2次 100 27.6 第3次 100 m 第4次 100 5.2 第5次 100 1.5 (1)上表中m的数值是 。 (2)计算该稀硫酸中溶质的质量分数（写出计算的过程）。 (3)判断这批生铁是否合格（写出计算的过程）。 【答案】(1)16.4 (2)解：设该稀硫酸中溶质的质量分数为x    x=19.6% 答：该稀硫酸中溶质的质量分数为19.6% (3)解：由表格数据可知，剩余固体的质量为生铁中碳的质量，则50g生铁样品中的含碳量为，由于，因此这批生铁是合格的。 【详解】（1）生铁是铁的合金，其主要成分是铁，铁能与硫酸反应生成氢气和硫酸亚铁，由表格数据可知，第1次加入100g稀硫酸消耗铁的质量是；第2次加入100g稀硫酸消耗铁的质量是，说明100g稀硫酸能与11.2g铁恰好完全反应；第5次加入100g稀硫酸消耗铁的质量为，说明第5次加入稀硫酸时铁完全反应，稀硫酸过量，则第3、4次分别加入100g稀硫酸都能消耗11.2g铁，则； （2）计算过程见答案； （3）计算过程见答案。 5．（2024·山东潍坊）“金粉”（合金）是一种金属颜料，可用于文物修复。某化学兴趣小组通过实验测定“金粉”中铜的含量：称取25g“金粉”样品放入锥形瓶中，将100g稀硫酸分5次加入，记录每次反应后锥形瓶内物质的总质量。实验过程和数据如下。 加入次数 第1次 第2次 第3次 第4次 第5次 加入稀硫酸的质量/g 20 20 20 20 20 反应后锥形瓶内物质总质量/g 44.94 64.88 84.82 a 124.8 回答下列问题。 (1)a的数值为 ；第4次反应结束后，溶液中溶质的成分为 （用化学式表示）。 (2)计算样品中铜的质量分数（写出计算过程）。 (3)测定实验中，若将稀硫酸改为浓盐酸，则铜的质量分数 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。 【答案】(1) 104.8 ZnSO4、H2SO4 (2)解：根据质量守恒定律，生成氢气的总质量为25g+20g×5-124.8g=0.2g； 设样品中锌的质量为x， x=6.5g 则样品中铜的质量分数为， 答：样品中铜的质量分数为74%。 (3)偏小 【详解】（1）锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气，根据质量守恒定律，生成氢气的总质量为25g+20g×5-124.8g=0.2g； 第1次加入20g稀硫酸，锥形瓶内减少的质量为20g+25g-44.94g=0.06g； 第2次加入20g稀硫酸，锥形瓶内减少的质量为20g+44.94g-64.88g=0.06g； 第3次加入20g稀硫酸，锥形瓶内减少的质量为64.88g+20g-84.82g=0.06g； 说明每20g稀硫酸完全反应，产生氢气的质量为0.06g； 第4次加入20g稀硫酸，产生氢气的质量为0.2g-0.06g×3=0.02g＜0.06g，则反应后锥形瓶内物质的总质量应该为20g+84.82g-0.02g=104.8g，则a的数值为104.8； 第5次加入20g稀硫酸，锥形瓶内物质的总质量为104.8g+20g=124.8g，没有产生氢气，综上说明第4次加入20g稀硫酸时，锌反应完全，且硫酸有剩余；故第4次反应结束后，溶液中溶质的成分为硫酸锌和硫酸，化学式为ZnSO4、H2SO4； （2）见答案； （3）浓盐酸具有挥发性，若将稀硫酸换成浓盐酸，会使反应后锥形瓶内物质总质量偏小，则气体的质量偏大，从而使锌的质量计算结果偏大，导致铜的质量分数计算结果偏小。 6．（2024·山东滨州）黄铜（铜和锌的合金）是一种重要的金属材料，常用于制造轴承、齿轮等机器零件。为回收黄铜中的铜，某化学兴趣小组的同学取黄铜样品粉末，放入烧杯中，然后逐渐加入稀硫酸至过量。所加稀硫酸的质量与剩余固体的质量关系如图所示。 试计算： (1)黄铜样品中铜的质量为 g； (2)恰好完全反应时，所得溶液的溶质质量分数是多少？ 【答案】(1)26 (2)由图可知，参加反应的锌的质量为； 设恰好完全反应时，所得溶液的溶质质量为，反应生成氢气的质量为 则所得溶液的溶质质量分数为 答：所得溶液的溶质质量分数为16.1%。 【详解】（1）由金属活动性锌＞氢＞铜可知，锌可与稀硫酸反应，而铜不与稀硫酸反应，结合图像可知，黄铜样品中铜的质量为26g； （2）解析见答案。 考点三 金属的利用和保护 ►考向一 金属的冶炼 角度1金属资源 1．（2024·广西）广西铝土矿资源丰富.铝土矿的主要成分是 A．二氧化硅 B．氧化铝 C．四氧化三铁 D．碳酸钙 【答案】B 【详解】铝土矿含铝元素，主要成分是氧化铝，故选B。 2．（2024.山西节选）有关问题与现代科技相结合，完成了结构化的梳理和整合。 (3)磁铁矿属于物质类别中的 。它的主要成分用化学式表示为 。 【答案】(3) 混合物 Fe3O4 【详解】（3）磁铁矿主要成分为四氧化三铁，属于物质类别中的混合物；磁铁矿的主要成分用化学式表示为Fe3O4。 角度2 铁的冶炼 1．（2024·四川内江）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 【详解】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。 2．（2024·宁夏节选）2024年5月1日，我国第一艘电磁弹射型航空母舰——“福建”舰开展首次试航。航空母舰的建造涉及金属冶炼、材料性能等诸多领域。 (2)《天工开物》中记载了我国古代“淘洗铁砂”“生熟炼铁”等钢铁冶炼技术。现代工业用赤铁矿和一氧化碳炼铁的化学方程式为_________________________________。 【答案】(2)3CO+Fe2O32Fe+3CO2 【详解】（2）现代工业用赤铁矿和一氧化碳炼铁，赤铁矿的主要成分是氧化铁，氧化铁与一氧化碳高温条件下反应生成铁和二氧化碳。化学方程式为 3CO+Fe2O32Fe+3CO2。故填：。 3．（2024·山东淄博节选）化学实验中需要牢固树立安全和规范意识。 判断：在还原的实验中，先加热固体，后通入气体 【答案】× 【详解】是可燃性气体，与空气混合加热易发生爆炸，则实验时应先通入气体排出装置内的空气，再加热，错误。 4．（2024·黑龙江节选）金属材料在人类发展的历史长河中起着非常重要的作用。 (1)高炉炼铁的过程中，石灰石的作用是 。 【答案】(1)将矿石中的二氧化硅转变为炉渣 【详解】（1）高炉炼铁的过程中，石灰石的作用是将矿石中的二氧化硅转变为炉渣。 5．（2024·河南节选）碳元素对人类有十分重要的意义。碳和碳的化合物是化学研究的重要内容。 (4)探究炼铁原理的实验装置如图。在V形管内反应的化学方程式为 (写出一个即可)；从环境保护的角度考虑，处理尾气的方法为 。 【答案】(4) 、 将尾气点燃(或进行收集)、【详解】（4）V形管内反应为一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，该反应的化学方程式为：，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，该反应的化学方程式为：；一氧化碳具有可燃性，故处理尾气的方法为：将尾气点燃(或进行收集)。 6．（2024·河北·中考真题）为减少炼铁过程中生成的质量，某小组设计了如图所示的炼铁新方案（反应条件已略去）。A～H是初中化学常见物质，其中A是常用的溶剂，G是铁；反应①中用到的电为“绿电”，获得“绿电”的过程中不排放。 请回答下列问题： (1)可作为“绿电”来源的是 。（选填“煤炭”或“水能”） (2)反应①的化学方程式为 。 (3)反应①～④中属于置换反应的是 （选填序号）。 (4)冶炼得到相同质量的铁，使用该新方案比高炉炼铁生成的质量少，其原因除使用了“绿电”外，还有 。 【答案】(1)水能 (2) (3)③ (4)反应③是氢气和氧化铁或四氧化三铁生成铁和水（合理即可） 【分析】A～H是初中化学常见物质，其中A是常用的溶剂，故A是水，所以B、C是氢气、氧气，G是铁，B和E生成水和铁，所以B是氢气，E是氧化铁或四氧化三铁，C是氧气，F和氧化铁或四氧化三铁生成铁和H，C和D反应生成F，所以D是碳，F是一氧化碳，H是二氧化碳，代入验证，推理正确。 【详解】（1）反应①中用到的电为“绿电”，获得“绿电”的过程中不排放，所以可作为“绿电”来源的是水能； （2）反应①是电解水生成氢气和氧气，反应的化学方程式为：； （3）反应①是电解水生成氢气和氧气，此反应符合一变多的特点，属于分解反应；反应②碳和氧气反应生成一氧化碳，此反应符合多变一的特点，属于化合反应；反应③是氢气和氧化铁或四氧化三铁生成铁和水，此反应是一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物，属于置换反应；反应④是一氧化碳和氧化铁或四氧化三铁生成铁和二氧化碳，不属于基本反应类型；所以属于置换反应的是：③； （4）反应③是氢气和氧化铁或四氧化三铁生成铁和水，导致生成二氧化碳的量减少了。 7．（2024·四川巴中）回收利用废旧金属既可以保护环境，又能节约资源和能源。回收1吨废钢铁可炼得好钢0.9吨，与用矿石冶炼相比，可节省大约一半的成本。某实验小组设计了如下实验装置，利用烘干后的生锈铁粉样品模拟回收铁的过程。 【查阅资料】氢气具有还原性。 主要实验步骤： ①连接装置，检查装置的气密性； ②向装置A的硬质玻璃管中加入一定质量的上述样品； ③先通入一段时间，称得反应前装置B的质量为； ④点燃酒精喷灯，加热； ⑤待完全反应后，停止加热，继续通入一段时间； ⑥称得装置B的质量为。 请回答下列问题： (1)铁粉与空气中的 反应生成铁锈。 (2)装置B利用了浓硫酸的 (选填“吸水”或“脱水”)性。 (3)步骤③中先通入一段时间的目的是 。 (4)计算该反应生成Fe的质量为 (填化简后的表达式)。 【答案】(1)氧气和水 (2)吸水 (3)排尽装置内空气，防止加热时发生爆炸 (4) 【详解】（1）铁粉与空气中的氧气和水反应生成铁锈； （2）装置B利用了浓硫酸的吸水性； （3）氢气具有可燃性，与空气混合加热易发生爆炸，因此步骤③中先通入一段时间的目的是：排尽装置内空气，防止加热时发生爆炸； （4）铁锈主要成分是氧化铁，氢气与氧化铁在高温条件下反应生成铁和水，浓硫酸具有吸水性，因此装置B增重的质量为生成水的质量，即，设生成铁的质量为x， 故该反应生成铁的质量为。 角度3 其他金属的冶炼 （2024·云南节选）铜是重要的金属资源，它对于改善人类生活、促进人类文明起着重要作用。 (2)铜的冶炼：黄铜矿的主要成分是CuFeS2，根据其主要成分的组成元素，推断用黄铜矿炼铜过程中产生形 (4)铜的锈蚀：铜在潮湿的空气中锈蚀的反应为2Cu+O2+H2O+X=Cu2(OH)2CO3，X的化学式为 。 【答案】(2)SO2 (4)CO2 【详解】（（2）根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，黄铜矿中含硫元素，则黄铜矿炼铜过程中产生形成酸雨的空气污染物是：SO2； （4）根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类和数目不变，反应物中含Cu、O、H、C的个数分别是2、3、2、0，生成物中含Cu、O、H、C的个数分别是2、5、2、1，故反应物中还应含2个O、1个C，故X的化学式为：CO2。 ►考向二 金属的腐蚀与防护 角度1 铁生锈的实验探究 1．（2024·安徽）某实验小组按图a装置验证质量守恒定律，一段时间后，发现锥形瓶内部分固体变为红棕色。实验过程中瓶内物质或元素质量变化与图b相符的是 A．铁粉的质量 B．氮气的质量 C．氧元素的质量 D．固态物质的质量 【答案】A 【详解】A、食盐水中的铁粉生锈，铁粉的质量将随时间的增加而减少，锥形瓶中氧气反应完，铁粉的质量不变。A符合题意； B、食盐水中的铁粉生锈过程中，氮气不参与反应，氮气的质量不变。B不符合题意； C、食盐水中的铁粉生锈过程中，氧气转化到铁锈中，氧元素的质量不变。C不符合题意； D、原固态物质是铁粉，生锈后固态物质变为铁锈，固态物质的质量先增加后不变。D不符合题意。 2．（2024·广东深圳）以下实验现象，正确的是 A．如图甲，思考乐大海同学滴入硫酸铜溶液后，可以用铁把铜析出 B．反应后电子秤的示数为230.5g C．对比实验乙的①③：可以探究接触空气是否是铁生锈的条件之一 D．图乙一周过后，②铁钉产生的铁锈最多 【答案】B 【详解】A、甲实验中，根据金属活动性铁＞铜，铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，实验现象为有红色固体析出，说法错误，不符合题意； B、甲实验中，根据金属活动性铁＞铜，铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，该反应遵守质量守恒定律，所以反应前后物质总质量不变，则反应后电子秤的示数为230.5g，说法正确，符合题意； C、实验乙中，①号试管中铁钉同时与水和氧气接触，生锈；②号试管中铁钉只与水接触，不生锈；③号试管中铁钉只与空气接触，不生锈；对比①③可以探究铁生锈的条件之一是与水接触，说法错误，不符合题意； D、实验乙中，①号试管中铁钉同时与水和氧气接触，生锈；②号试管中铁钉只与水接触，不生锈；③号试管中铁钉只与空气接触，不生锈；因此图乙一周过后，①铁钉产生的铁锈最多，说法错误，不符合题意。 3．（2024·吉林长春）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 【详解】（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。 4．（2024·吉林）蒸汽眼罩可以舒缓眼部疲劳，其填充物的主要成分是：铁粉、食盐和活性炭等。 (1)全国资源的利用：蒸汽眼罩使用时发热是因为铁粉生锈，其原理是铁粉与空气中的水和 反应。 (2)金属资源的保护：蒸汽眼罩使用前需要 保存，防止铁粉生锈； (3)结合上述问题，谈谈你对铁生锈利或弊的认识 。 【答案】(1)氧气/ (2)密封 (3)好处：铁生锈可以吸收和，作干燥剂/双吸剂；坏处：浪费金属资源（开放题合理即可） 【详解】（1）全国资源的利用：蒸汽眼罩使用时发热是因为铁粉生锈，其原理是铁粉与空气中的水和氧气（或O2）反应； （2）铁生锈的条件是铁与氧气和水同时接触，空气中存在氧气和水蒸气，金属资源的保护：蒸汽眼罩使用前需要密封保存，防止铁粉生锈； （3）铁生锈过程中消耗氧气和水，生锈好处：铁生锈可以吸收O2和H2O，作干燥剂/双吸剂； 铁生锈过程中，铁单质转化为铁的化合物，生锈坏处：浪费金属资源。 角度2 其他金属的锈蚀 （2024·内蒙古呼和浩特节选）“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。 (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】(4)AD 【详解】（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。 角度3 金属的除锈与防护 1．（2024·西藏）青藏高原有丰富的金属矿产资源。下列有关金属资源的利用和保护不正确的是 A．将铁制品放在潮湿的空气里 B．在钢铁表面涂油、刷漆都能防止生锈 C．废旧金属回收利用可以节约金属资源 D．有计划、合理地开采矿物是保护金属资源的有效途径 【答案】A 【详解】A、铁在潮湿的环境中容易生锈，不利于金属资源的利用和保护，故A符合题意； B、在钢铁表面涂油、刷漆都能防止生锈，有利于金属资源的利用和保护，故B不符合题意； C、废旧金属回收利用可以节约金属资源，有利于金属资源的利用和保护，故C不符合题意； D、有计划、合理地开采矿物是保护金属资源的有效途径，有利于金属资源的利用和保护，故D不符合题意。 2．（2024·辽宁）下列有关铁制品锈蚀与保护的说法不正确的是 A．铁与氧气、水等反应导致铁制品锈蚀 B．将铁制成不锈钢能减缓锈蚀 C．锈蚀的铁制品没有任何利用价值 D．铁栏杆表面刷漆能减缓锈蚀 【答案】C 【详解】A、铁制品锈蚀实际上是铁与空气中的氧气和水共同作用的结果，说法正确； B、不锈钢抗腐蚀性能较强，将铁制成不锈钢能减缓锈蚀，说法正确； C、锈蚀的铁制品具有回收价值，回收废旧金属能节约金属资源，减少环境污染，说法不正确； D、铁栏杆表面刷漆能减缓锈蚀，说法正确。 3．（2024·山东滨州）下列做法不能减缓或防止钢铁锈蚀的是 A．经常用食盐水清洗铁制品 B．保持铁制品表面清洁干燥 C．在铁制品表面涂油漆 D．在钢铁的表面镀一层不易锈蚀的金属 【答案】A 【详解】铁生锈实际上是铁与空气中的氧气和水共同作用的结果，因此减缓或防止钢铁锈蚀的原理是避免铁制品同时与水和空气接触； A、经常用食盐水清洗铁制品，盐水会加快铁锈蚀的速率，不能减缓或防止钢铁锈蚀，符合题意； B、保持铁制品表面清洁干燥，能减缓或防止钢铁锈蚀，不符合题意； C、在铁制品表面涂油漆，能隔绝氧气和水，能减缓或防止钢铁锈蚀，不符合题意； D、在钢铁的表面镀一层不易锈蚀的金属，能隔绝氧气和水，能减缓或防止钢铁锈蚀，不符合题意。 4．（2024·四川南充节选）打铁花是一种民间传统焰火表演，属于国家级非物质文化遗产。其原理是将生铁烧至熔化成为铁水，再将铁水在空中用力击打而形成四处飞溅的耀眼“铁花”。 (1)生铁属于 （填“纯净物”或“混合物”）。 (2)为了防止铁制品生锈，可采取的措施有 （写一条即可）。 【答案】(1)混合物 (2)保持铁制品表面干燥与洁净（或铁制品表面刷油漆等合理答案均可得分） 【详解】（1）生铁中含有铁和碳等，属于混合物； （2）铁与氧气和水同时接触会发生锈蚀，则为了防止铁制品生锈，保持铁制品表面干燥与洁净（或铁制品表面刷油漆等），隔绝氧气和水，达到防锈的目的。 4．（2024·山东菏泽）某化学兴趣小组在研学期间，发现路边栅栏和工厂内有些钢铁部件有锈蚀现象，同学们想根据所学知识，设计一个除锈和防锈的方案。 任务一、除锈剂的选择 【提出问题】盐酸和硫酸都可以作为除锈剂，相同浓度的盐酸和硫酸除锈效果一样吗？ 【实验探究】(1)完善下列表格 实验序号 实验操作 实验现象 实验结论 1 取一枚生锈的铁钉放入试管中，加入5mL的稀盐酸，加热 铁钉表面有气泡产生，铁锈少量剥落，溶液迅速变黄，铁锈很快消失 两者除锈效果几乎相同。铁锈发生反应的化学方程式为 (写出其中一个即可) 2 取与实验1相同的一枚生锈铁钉放入另一试管中，加入5mL同浓度的稀硫酸，加热 铁钉表面有气泡产生，铁锈少量剥落，溶液呈浅棕色，铁锈很快消失 【反思评价】(2)酸除铁锈时有产生，这说明除锈的同时会造成钢铁的 ，产生的氢气也会渗透进金属中引起“氢脆”现象，影响钢铁强度。为了避免以上现象的发生，可采取的措施有 (答出一点即可)。 任务二、除锈防锈方案的制定 同学们发现工厂内许多锈蚀的钢铁表面有很多油污，于是又做了以下探究实验。 实验序号 实验操作 实验现象 实验结论 3 取与以上相同的一枚生锈铁钉，沾满油污，放入试管中，加入5mL与实验1相同浓度的稀盐酸，加热 铁锈没有明显变化 油污影响除锈 【观察分析】①结合以上实验和所学知识，同学们一致认为锈蚀钢铁如果表面有油污，应先选择碱性油污清洁剂“碱洗”去油污，再进行“酸洗”除锈。 ②同学们发现从实验1中取出的铁钉在空气中放置一段时间后又发生锈蚀。 【论证完善】(3)实际除锈防锈方案中主要涉及到以下操作：a．酸洗b．烘干c．水洗d．碱洗e．刷漆或涂油。结合实验探究和分析，方案中合理的操作顺序应为d→a→___________→___________→___________(用字母填写)。 【反思评价】(4)①除锈后的废液呈酸性，该如何处理 。 ②钢铁生锈会造成很大损失，但利用铁生锈的原理也可服务于生活。请举出铁生锈原理应用于生活的一个实例 。 任务三、除锈防锈方案的评价 除上述方法除锈外，在实际生产生活中，除锈的方法还有多种。比如： 1.人工除锈    用砂纸、钢丝球等工具，打磨铁锈。适合小型、少量钢铁零件除锈。 2.机械除锈    利用高速石英砂流的冲击力打磨铁锈。适合于大面积除锈。 【整合归纳】(5)结合实际，你认为设计一个除锈防锈方案要综合考虑的因素有 。 【答案】(1) (2) 损耗 采用喷淋方式，用酸液冲洗铁锈器件 (3)c 、b、e (4) 用熟石灰与酸性废液反应 食品的保鲜剂 (5)操作难易、工作效率、经济成本、效果如何、是否环保等 【详解】（1）铁锈的主要成分是氧化铁，用酸除铁锈，可以为稀盐酸和氧化铁反应生成氯化铁和水，化学方程式为：；或用稀硫酸和氧化铁反应生成硫酸铁和水，化学方程式为：； （2）酸除铁锈时有产生，这是酸和钢铁反应生成的，这说明除锈的同时会造成钢铁的损耗；为了避免“氢脆”现象，影响钢铁强度，可采取的措施有避免钢铁长时间浸泡在酸溶液中，不断打捞确定铁锈是否除尽；采用喷淋方式，用酸液冲洗铁锈器件；除尽铁锈后立即用蒸馏水冲洗；适当延迟烘干时间，让钢铁基体中的气体尽可能的逸出； （3）实际除锈防锈中，应先“碱洗”去油污，再进行“酸洗”除锈，再水洗、烘干，最后刷漆或涂油防锈，故操作顺序应为d→a→c→b→e； （4）废液呈酸性，根据酸碱中和的化学性质可知：可用廉价的熟石灰（氢氧化钙）与酸反应，处理酸性废液；铁会与氧气、水反应而生锈，所以如果将“铁生锈”原理应用得当，同样可以造福人类，如：食品的保鲜剂； （5）结合实际，设计一个除锈防锈方案要综合考虑的因素有：操作难易、工作效率、经济成本、效果如何、是否环保等。 角度4 保护金属资源的途径 1．（2024·宁夏）2024年5月1日，我国第一艘电磁弹射型航空母舰——“福建”舰开展首次试航。 (3)铁的合金比纯铁的应用更广泛，原因是 。 (4)废旧金属回收利用的意义在于 (写一条)。 【答案】(3)铁的合金比纯铁抗腐蚀性能更好(或铁的合金比纯铁硬度和强度更高) (4)保护金属资源(合理即可) 【详解】（3）由于铁的合金比纯铁抗腐蚀性能更好、铁的合金比纯铁硬度和强度更高，所以铁的合金比纯铁的应用更广泛。故填：铁的合金比纯铁抗腐蚀性能更好(或铁的合金比纯铁硬度和强度更高)。 （4）为了保护金属资源、节约金属资源、减少对环境的污染等，废旧金属回收利用。(合理即可)。 2．（2024·黑龙江大庆节选）化学与生产、生活息息相关，请根据所学知识和生活实践回答下列问题： (4)保护金属资源的途径： 、有计划合理地开采矿物以及寻找金属的代用品。（填写一条即可） 【答案】(4)防止铁生锈（或金属回收利用） 【详解】（4）保护金属资源的途径有：第一、防止铁生锈，第二、金属的回收利用，第三、合理开采，第四、寻找代替品。 角度5 金属的利用与保护综合题 1．（2024·湖南）铁制品经常有锈蚀现象，于是某兴趣小组围绕“锈”进行一系列研究。 (1)探锈 现有洁净无锈的铁钉、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、棉花和干燥剂氯化钙，还可以选用其他物品。为探究铁制品锈蚀的条件，设计如下实验： ①A中玻璃仪器的名称是 。 ②一周后，观察A、B、C中的铁钉，只有A中的铁钉出现了明显锈蚀现象，由此得出铁钉锈蚀需要与 接触的结论。 (2)除锈 取出生锈的铁钉，将其放置在稀盐酸中，一段时间后发现溶液变黄，铁钉表面有少量气泡产生。产生气泡的原因是 （用化学方程式表示）。稀盐酸可用于除锈，但铁制品不可长时间浸泡其中。 (3)防锈 防止铁制品锈蚀，可以破坏其锈蚀的条件．常用的防锈方法有 （写一种即可）。兴趣小组继续通过文献研究、调研访谈，发现如何防止金属锈蚀已成为科学研究和技术领域中的重要科研课题。 【答案】(1) 试管 氧气和水 (2) (3)表面刷漆、涂油等（合理即可） 【详解】（1）①A中玻璃仪器的名称是试管； ②一周后，观察A、B、C中的铁钉，A中铁钉与氧气和水同时接触，B中铁钉只与水接触，C中铁钉只与氧气接触，只有A中的铁钉出现了明显锈蚀现象，由此得出铁钉锈蚀需要与氧气和水接触的结论； （2）取出生锈的铁钉，铁锈的主要成分是氧化铁，将其放置在稀盐酸中，一段时间后发现溶液变黄，即氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水，铁钉表面有少量气泡产生，产生气泡的原因是铁锈反应完全，铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，化学方程式为：；说明稀盐酸可用于除锈，但铁制品不可长时间浸泡其中； （3）铁与氧气和水通性接触会发生锈蚀，防止铁制品锈蚀，可以破坏其锈蚀的条件，常用的防锈方法有表面刷漆、涂油等（合理即可）。 2．（2024·山东临沂）铁是生活生产中重要的金属材料。请完成下列问题： (1)实验1硬质玻璃管中的现象为 。 (2)实验2模拟西汉时期湿法炼铜工艺，该反应的化学方程式为 。 (3)由实验3可知，铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与 发生化学反应的过程。 【答案】(1)红棕色粉末变为黑色 (2)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu (3)氧气和水 【详解】（1）实验1硬质玻璃管中发生的反应为氧化铁和一氧化碳在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，该反应的现象为红棕色粉末变为黑色。 （2）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Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。 （3）由实验3可知，只有水，没有氧气，铁钉不生锈；只有氧气，没有水，铁钉也不生锈；只有氧气和水同时存在时，铁钉才会生锈，说明铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与氧气和水发生化学反应的过程。 3．（2024·山东青岛题）钢铁是目前应用最广泛的金属。钢铁工业的发展状况是衡量一个国家工业化水平的重要标志。 (1)早在春秋时期，我国就掌握了炼铁方法，其原理是，反应过程中化合价降低的元素是 。 (2)如今铁制品应用于生活的方方面面。如用铁锅做饭，主要因为铁具有 性。 (3)不锈钢不易生锈，铁容易生锈，二者性质不同的原因是 。请列举一条生活中防止铁锅生锈的方法 。铁制品生锈时应及时除锈，生产中可用盐酸除铁锈（主要成分是），反应的化学方程式为 。 (4)随着生产力的发展，我国炼铁技术又有新突破，是少数几个掌握羰基铁粉生产技术的国家之一。羰基铁粉在国防军工领域有重要应用，其制备的简易流程如图所示。 制备时，先往设备中通入一段时间CO再加热的原因是 ，制备过程中可循环利用的物质是 。 【答案】(1)Fe/铁元素 (2)导热 (3)物质的结构不同 擦干或涂油 (4)排尽设备内空气，防止爆炸 CO 【详解】（1）Fe2O3中铁元素显+3价，生成的Fe中铁元素显0价，化合价降低；CO中碳元素显+2价，生成的CO2中碳元素显+4价，化合价升高；氧元素均显-2价，化合价不变，故填Fe或铁元素； （2）铁具有导热性，可用铁锅做饭； （3）不锈钢是铁、铬合金，铬氧化后会生成一层致密的氧化物薄膜起保护作用，不锈钠的耐腐蚀性比纯金属强，是因为不锈钢是在铁中加入了铬，改变了物质的结构，化学性质发生改变；生活中，洗净铁锅后要及时擦干或涂上食用油，可以防止铁生锈；铁锈的主要成分是 Fe2O3 与盐酸反应生成氯化铁和水，化学方程式为。 （4）CO不纯时点燃易爆炸，先往设备中通入一段时间CO，是为了排尽设备内的空气，防止CO不纯爆炸；CO与海绵铁能反应，Fe(CO)5 能转化为CO，则CO可循环利用。 角度6 有关金属性质的实验组合设计 1.（真题组合）判断下列实验设计是否能达到实验目的。 探究铁的锈蚀是否需要氧气（2024·内蒙古赤峰） 探究铁、铜的金属活动性强弱（2024·内蒙古赤峰） C. 探究铁钉生锈的条件（2024·青海） D.比较铁、银金属活动性（2024·青海） E.比较金属活动性（2024·山东济南） F.探究铁、铜、银的金属活动性强弱（2024·四川巴中） G．探究空气中氧气的含量和铁生锈的条件（2024·湖北） H.说明铜的硬度比黄铜大（2024·宁夏） I.（2024·江苏镇江）比较Cu、Ag的金属活动性强弱 将铜丝插入AgNO3溶液，观察现象 J.（2024·山东济宁）证明铁金属活泼性比铜强 将铁片插入硫酸铜溶液中，一段时间后有红色固体附着在铁片 【答案】能达到实验目的的有：ACDEGHJ 【详解】A、图中实验，第一支试管中的铁钉能与氧气、水充分接触，第二支试管中的铁钉只能与水接触；一段时间后，第一支试管中的铁钉生锈，第二支试管中的铁钉没有生锈，能探究铁的锈蚀是否需要氧气，故选项能达到实验目的； B、图中实验，除了金属不同外，酸的种类不同，不能比较铁、铜的金属活动性强弱，故选项不能达到实验目的。 C、第一个试管中的铁钉与氧气和水同时接触，生锈；第二个试管中的铁钉只与水接触，不生锈；第三个试管中的铁钉只与氧气接触，不生锈，说明铁生锈的条件是与氧气和水同时接触，故能达到实验目的； D、将0.5g铁粉和0.5g银粉分别加入5mL10%的盐酸中，观察到加入铁粉的试管中产生气泡，溶液由无色变为浅绿色，加入银粉的试管中无明显变化，可说明金属活动性铁＞银，故能达到实验目的。 E、左右两试管中只有金属种类不同，左侧的试管锌片表面有气泡产生，右侧铜片无现象，说明锌的金属活动性大于铜，能用于比较金属活动性，选项正确。 F、该实验中铁能与硝酸银反应，说明金属活动性铁＞银，铜能与硝酸银反应，说明金属活动性铜＞银，无法判断铁和铜的金属活动性强弱，不能达到实验目的，不符合题意； G、左边量筒上部足量光亮的铁丝绒只与空气接触，一段时间后，不会生锈；左边烧杯底部的铁丝绒只与水接触，一段时间后，不会生锈；右边左边量筒上部足量光亮的铁丝绒同时与空气和氧气接触，一段时间后，会生锈，量筒内液面上升；对比三处足量光亮的铁丝绒的变化可以得出铁生锈需要同时与空气和水接触，量筒内液面上升的体积就是足量光亮的铁丝绒消耗空气中氧气的体积，可以测定空气中氧气的含量，故方案能达到目的； H、合金比组成它的纯金属的硬度大，互相刻画，铜片上留下划痕，黄铜片上无划痕，说明黄铜的硬度比铜大。 I、Cu能与AgNO3反应生成Cu(NO3)2、Ag，将铜丝插入AgNO3溶液，现象是铜丝表面有银白色固体产生，溶液由无色逐渐变为蓝色，说明Cu能置换出AgNO3中的Ag，Cu的金属活动性比Ag强，D选项不符合题意。 J.‌将铁片插入硫酸铜溶液中，一段时间后有红色固体附着在铁片上，这一现象确实证明了铁的金属活泼性比铜强，该实验方案能达到实验目的，故符合题意。 2．（2024·四川成都）有关金属的实验如下，能达到相应目的的是 A．比较合金与其组分金属的硬度 B．验证锌、铁和铜的金属活动性顺序 C．证明铜生锈与CO2、O2和H2O有关 D．验证质量守恒定律 【答案】B 【详解】A、不锈钢的组分金属是铁，不是铝，所以不锈钢在铝片上刻画不能比较合金与其组分金属的硬度。即A不能达到相应目的，不符合题意； B、由于铜片与硫酸亚铁溶液不反应，所以金属的活动性铜＜铁；锌粒能与硫酸亚铁反应生成硫酸锌和铁，所以金属的活动性锌＞铁。即锌、铁和铜的金属活动性顺序是锌＞铁＞铜。B能达到相应目的，符合题意； C、铜生锈主要是铜与空气中的氧气、二氧化碳和水共同作用的结果，实验中缺少验证铜片只与干燥的二氧化碳和氧气接触，铜片是否生锈。C不能达到相应目的，不符合题意； D、由于铁片与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，所以用铁片与稀硫酸反应验证质量守恒定律应在密闭装置内进行。实验中烧杯不是密闭装置。D不能达到相应目的，不符合题意。 3．（2024·辽宁节选）实验是学习化学的重要途径。 (5)Ⅱ．常见金属的物理性质和化学性质 示意图 实验操作 实验现象 解释与结论    接通电路 小灯泡发光 铜具有 性    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 铜具有 性    向试管中加入铁片和稀盐酸 铁片表面产生 铁与稀盐酸反应    向试管中加入铁片和硫酸铜溶液 铁片表面有红色固体析出 铁的金属活动性比铜 （填“强”或“弱”）反应的化学方程式为 【答案】(5) 导电 导热 气泡 强 【详解】（5）接通电路，观察到小灯泡发光，说明铜具有导电性； 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； 根据解释与结论铁与稀盐酸反应，则向试管中加入铁片和稀盐酸，铁与稀盐酸反应生成氢气和氯化亚铁，因此铁片表面产生气泡； 向试管中加入铁片和硫酸铜溶液，铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，观察到铁片表面有红色固体析出，说明铁的金属活动性比铜强；反应的化学方程式为。 1.（新考法·工艺流程）2024·山西）我国是世界上锌冶炼最早的国家。明代宋应星所著的《天工开物》中有关“火法”炼锌的工艺记载是：“每炉甘石(主要成分是碳酸锌)十斤装载入一泥罐内……然后逐层用煤炭饼(反应后生成一氧化碳)垫盛，其底铺薪，发火煅红……冷定毁罐取出……即倭铅(锌)也。”此工艺过程分解模拟如图。(已知：Zn的冶炼温度为904℃，Zn的沸点为906℃。)请结合图文信息，分析思考，解决问题： (1)装入原料器之前，将炉甘石敲碎的目的是 。 (2)高温炉内，碳酸锌(ZnCO3)在高温条件下与煤的主要成分发生反应生成Zn和CO，反应的化学方程式为 。该反应生成物中碳元素的化合价为 价。 (3)冷凝器中发生的变化属于 。 (4)我国古代冶锌晚于铁和铜，结合已知信息，分析说明其中的原因是 。 【答案】(1)增大反应物的接触面积，使反应更充分 (2) +2 (3)物理变化 (4)锌的金属活动性比铁和铜强 【详解】（1）将炉甘石敲碎可以增大反应物的接触面积，使反应更充分； （2）碳酸锌(ZnCO3)在高温条件下与煤的主要成分发生反应生成Zn和CO，反应的化学方程式为：；该反应生成物中氧元素化合价为-2价，根据化合物中各元素化合价代数和为0，可知CO中碳元素的化合价为+2价； （3）锌蒸气在冷凝器中冷凝为固体锌，只是状态改变，没有生成新物质，属于物理变化； （4）锌金属活动性比铁和铜强，容易与氧气反应生成锌的化合物，故我国古代冶锌晚于铁和铜。 2．（新考法·价类二维图）（2024·四川自贡）“价类二维图”是从元素化合价和物质所属类别两个维度认识元素及其化合物性质的坐标图。如图是铜元素的“价类二维图”，下列说法错误的是 A．物质A能与稀硫酸反应生成E B．物质B的化学式为Cu2O C．物质C能与稀硫酸反应生成E D．物质D能与稀硫酸反应生成E 【答案】A 【详解】A、A点对应的物质属于单质，铜元素的化合价为零，为铜单质，铜在金属活动性顺序中排在氢后，则铜不能与稀硫酸反应，故选项说法错误； B、物质B属于氧化物，铜元素的化合价为+1价，氧元素显-2价，则物质B的化学式为Cu2O，故选项说法正确； C、物质C属于氧化物，铜元素的化合价为+2价，氧元素显-2价，则物质C为氧化铜CuO，氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜（E）和水，故选项说法正确； D、物质D属于碱，铜元素的化合价为+2价，氢氧根显-1价，则物质D为氢氧化铜Cu（OH）2，氢氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜（E）和水，故选项说法正确。 3．（新方向·传统文化）11．（2024·山东烟台·中考真题）中华传统文化中包含很多化学知识。下列对文献内容解释错误的是 A．《梦溪笔谈》—石油：“燃之如麻，但烟甚浓”——石油的不完全燃烧 B．《天工开物》：“每金七厘，造方寸金一千片”——金的延展性强 C．《梅花》：“遥知不是雪，为有暗香来”——分子在不断地运动 D．《吕氏春秋》：“金（指铜）柔锡柔，合两柔则刚”——铜锡合金的硬度比铜、锡小 【答案】D 【详解】A、石油：“燃之如麻，但烟甚浓”，是因为氧气的含量不足，导致石油不完全燃烧所产生的，故A解释正确； B、“每金七厘，造方寸金一千片”，是说金可以压成很薄的片，说明金的延展性强，故B解释正确； C、“遥知不是雪，为有暗香来”，是因为花香中含有的分子是在不断运动的，向四周扩散，使人们闻到花香，故C解释正确； D、“金（指铜）柔锡柔，合两柔则刚”，说明铜锡合金的硬度比铜、锡大，故D解释错误。 4．（新课标·跨学科）12．（2024·四川宜宾·中考真题）某学习小组为了探究不同金属导电性强弱，进行了下图所示的实验。在金属片横截面积、长度相同的情况下，测得电流数据如下表。下列说法错误的是 电流表 电流表示数/A 1.7 1.5 1.0 A．导电性： B．三种金属中，片电阻最大 C．设计并联电路的目的是控制变量 D．利用图中仪器，改为串联电路也可得出相同结论 【答案】D 【详解】A、根据表格数据，电压一定时，电流表示数大小为A1＞A2＞A3，则说明导电性Ag>Cu>Fe，故A说法正确； B、根据表格数据，电压一定时，电流表示数大小为A1＞A2＞A3，通过Fe片电流最小，则三种金属中， Fe 片电阻最大，故B说法正确； C、设计并联电路的目的是控制变量 ，即控制电压和通电时间相同，故C说法正确； D、由于串联电路中电流处处相等，通电时间相同，利用图中仪器，改为串联电路不可得出相同结论 ，故D说法错误。 5．（新方向·项目式学习）（2024·山东烟台）在日常生活中能看到很多精美的金属蚀刻画。兴趣小组利用废弃的金属片进行制作金属蚀刻画的项目活动，请你一起参与下列任务。 【任务一】到垃圾回收站筛选金属底板 (1)区分铝片和铁片的物理方法是 （写1种）。 【任务二】预处理金属底板 (2)用砂纸打磨掉铝片表面的氧化膜。用化学方法除去铁片表面的铁锈，可以用 （写1种物质名称）。 【任务三】选择蚀刻液进行蚀刻 (3)首先将有镂空图案的不干胶保护膜（能隔绝蚀刻液与金属底板接触）分别贴到处理好的铝片和铁片上，然后将铝片浸入足量的甲蚀刻液中，将铁片浸入足量的乙蚀刻液中，一段时间后取出。小组同学看到铝片上有凹陷图案，没有附着物；铁片上出现红色附着物图案。则他们选择的甲蚀刻液、乙蚀刻液分别是下列中的 、 （填序号）。 ①硫酸铜溶液  ②硝酸银溶液  ③稀盐酸  ④氯化亚铁溶液  ⑤氯化钠溶液 【任务四】金属蚀刻画的后处理 (4)将蚀刻好的金属片清洗掉废液，去掉不干胶保护膜，进行装饰。为防止铁片蚀刻画生锈，可采取的措施是 （写1种合理的方法）。 【任务五】废液回收利用 (5)铝片蚀刻废液处理，可加入足量铝片，得到 溶液，回收保存。 (6)铁片蚀刻废液处理，如下图所示： 过程①加入的物质X是 ，过程②加入稀硫酸反应的化学方程式是 。 【答案】(1)用磁铁吸引 (2)稀盐酸 (3) ③ ① (4)保持铁片蚀刻画表面清洁干燥 (5)氯化铝/AlCl3 (6) 铁粉 【详解】（1）由于磁铁能吸引铁片，不能吸引铝片，所以可用磁铁吸引的方法区分铝片和铁片。故填：用磁铁吸引。 （2）由于稀盐酸能与主要成分为氧化铁的铁锈反应生成氯化铁和水，所以用化学方法除去铁片表面的铁锈，可以用稀盐酸。故填：稀盐酸。 （3）由于铝片上有凹陷图案，没有附着物，说明铝与甲蚀刻液反应没有生成新的金属，铝与稀盐酸反应生成氯化铝和氢气，所以甲蚀刻液只能是③稀盐酸。 由于铁片上出现红色附着物图案，说明铁与①硫酸铜溶液反应生成红色的铜。所以乙蚀刻液是①硫酸铜溶液 。故填：③；①。 （4）由于铁的锈蚀是铁制品与空气中的氧气和水共同作用的结果。防止铁制品生锈的原理是破坏铁锈蚀的条件，即隔绝氧气或水。所以为防止铁片蚀刻画生锈，可采取的措施是保持铁片蚀刻画表面清洁干燥。故填：保持铁片蚀刻画表面清洁干燥。 （5）由于铝片蚀刻废液是铝与盐酸反应生成的氯化铝和剩余的稀盐酸的混合溶液，所以铝片蚀刻废液处理，可加入足量铝片，与稀盐酸完全反应，得到氯化铝溶液，回收保存。故填：氯化铝。 （6）由于铁片蚀刻废液是铁与硫酸铜反应生成的硫酸亚铁与剩余的硫酸铜的混合溶液，所以过程①加入的物质X是与硫酸铜反应生成硫酸亚铁的铁粉，铁粉与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，滤渣中的铁粉与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，所以过程②加入稀硫酸反应的化学方程式是。故填：铁粉；。 1．（2023·湖南常德·模拟预测）金属材料厂泛应用于生产、生活中  (1)下图台灯中，铜质插头是利用了金属铜的 性（填“导电”或“导热”），灯管后面的反光片为铝箔。铝在空气中与氧气反应生成氧化铝，反应的化学方程式为 。 (2)明代宋应星所著《天工开物》中记载了我国古代炼铁方法。现代工业利用高炉炼铁，若用一氧化碳还原磁铁刊矿（主要成分为四氧化三铁）炼铁，该反应的化学方程式为 。 (3)在锌粉和镁粉的混合物中加入一定量的硫酸铜溶液，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液，将滤渣洗净，滴入稀硫酸，有气泡产生，则滤液一定含有的溶质是 （填化学式）。 【答案】(1) 导电 (2) (3)MgSO4 【详解】（1）铜质插头是利用了金属铜的导电性； 铝与氧气反应生成氧化铝，反应的化学方程式为。 （2）一氧化碳和四氧化三铁反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为。 （3）由于金属活动性顺序：镁>锌>铜，则在锌粉和镁粉的混合物中加入一定量的硫酸铜溶液，镁先与硫酸铜反应生成铜和硫酸镁，后锌与硫酸铜反应生成铜和硫酸锌，由于充分反应后，向滤渣滴加硫酸，有气泡产生，而镁、锌能与硫酸反应，则说明硫酸铜完全反应，滤液中的溶质一定含有硫酸镁，可能含有硫酸锌。 2．（2024·贵州贵阳·二模）小王同学家铁质水龙头生锈后他新买了水龙头，他从说明书上了解到该水龙头是铜质镀铬（Cr）的。为了解铬在金属活动性顺序中的相对位置关系，小王和同学们进行实验探究。 【查阅资料】 资料1：铬是银白色有光泽的金属，在空气中表面能生成抗腐蚀性的致密氧化膜。 资料2：铬在发生置换反应时生成Cr2+，含有Cr2+的溶液常显蓝色。 【实验药品】铬片、铜片、稀硫酸﹑稀盐酸、CrSO4溶液。 【实验过程】 (1)小王同学取大小相同的铬片和铜片，准备浸入到盛有相同质量分数的稀硫酸的两根试管中观察现象，两种种金属片放入稀硫酸前要进行的预处理是 。 (2)两种金属片分别放入稀硫酸的现象记录及实验分析如下： 试管1 试管2 实验现象 金属片表面缓慢产生气泡，溶液逐渐变蓝色。 实验结论 两种金属的金属活动性由强到弱的顺序为铬>铜。 写出试管1中发生反应的化学方程式 。 (3)生活中许多金属都是从矿石中提取，你能举例说出一种矿石的名称 ，通过此次研究，请写出生活中防止金属水龙头锈蚀的措施 。 (4)电镀也是种冶炼金属的方法，小王同学了解某电镀厂的废水中含有AgNO3、Cu（NO3）2和Cr（NO3）2，为了从中回收贵重金属银和硝酸铬晶体，他设计了如下实验流程。 分离溶液A和固体B时，需要使用玻璃棒，玻璃棒在此操作中所起的作用是 。加入乙溶液时反应的化学方程式为 （写一个）。反应前固体B质量小于反应后固体D的质量，解释原因 。 【答案】(1)打磨光亮，除去表面的氧化物和污物 (2) 无明显现象 (3) 赤铁矿/磁铁矿（合理即可） 水龙头表面涂刷油漆/镀上其他金属等（合理即可） (4) 引流 Cu+2AgNO3＝Cu（NO3）2+2Ag/Cr+2AgNO3＝Cr（NO3）2+2Ag 铜、铬和硝酸银反应，固体质量均增大 【详解】（1）两种金属片放入稀硫酸前要进行预处理是打磨光亮，除去表面的氧化物和污物； （2）根据实验结论两种金属的金属活动性由强到弱的顺序为铬>铜，根据资料2：铬在发生置换反应时生成Cr2+，含有Cr2+的溶液常显蓝色，试管1中属片表面缓慢产生气泡，溶液逐渐变蓝色，则试管1中的金属片为铬片，根据金属活动性顺序表，铜排在氢后面，不能与稀硫酸不反应，故试管2的现象为无明显现象； 试管1中铬能与稀硫酸反应生成硫酸铬和氢气，化学方程式为：； （3）常见的矿石有：赤铁矿、磁铁矿、铝土矿等； 铁与氧气和水同时接触易发生锈蚀，则防止金属水龙头锈蚀，可采取在水龙头表面涂刷油漆或镀上其他金属等方法，隔绝氧气和水，达到防锈目的； （4）分离溶液A和固体B的操作为过滤操作，需要使用玻璃棒，玻璃棒在此操作中所起的作用是引流，防止液体溅出； 根据金属活动性顺序Cr＞H＞Cu＞Ag，根据框图提供的信息可知，电镀厂的废水中含有AgNO3、Cu(NO3)2和Cr(NO3)2，为了从中回收贵重金属银和硝酸铬晶体，则金属甲是铬，金属铬排在铜、银前，可以将Cu(NO3)2和AgNO3中的铜、银置换出来，故蓝色溶液A中的溶质是Cr(NO3)2，经操作b得到Cr(NO3)2晶体；由于加入的铬为足量，固体B是银、铜和铬的混合物；溶液乙是硝酸银溶液，铬、铜均能与AgNO3反应生成银同时生成Cr(NO3)2和Cu(NO3)2，金属D是回收到的银； 加入乙溶液时，铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银，化学方程式为Cu+2AgNO3＝Cu（NO3）2+2Ag；铬和硝酸银反应生成硝酸铬和银，化学方程式为Cr+2AgNO3＝Cr（NO3）2+2Ag； 由化学方程式可知，每64份质量的铜置换出216份质量的银，每52份质量的铬置换出216份质量的银，所以反应前固体B质量小于反应后固体D的质量。 3．（2024·云南昆明·一模）我国正在深海、深地、深蓝、深空等领域积极抢占科技制高点。 (1)①“深海勇士号”是中国第一艘深海科考母船。“深海勇士号”由钛合金打造而成，钛合金属于 (填“金属”或“合成”)材料。 ②“深地一号·顺北油气田基地”成功勘探出全球最深的油气田，获取丰富的石油和天然气资源。天然气的主要成分是 (填化学式)。 ③5G基站的建立是深蓝网络空间领域数字基础的有力支撑。铅酸电池曾是通信基站备用电源的主要选择。铅酸电池的硫酸溶液中硫酸根离子的符号是 。 ④“神舟十八号”载人飞船计划将于2024年发射，神州十八号将使用科学家研制的更先进的大容量锂离子电池。其中一种锂电池的工作原理是：FePO4+LiLiFePO4，在LiFePO4中锂元素显+1价，磷元素显+5价，则铁元素的化合价是 价。 (2)LiMn2O4作为另一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿(MnCO3， 含有少量Si、Fe、 Ni、Al 等元素)制备LiMn2O4的流程如下(注：锂元素显+1价)： ①为了提高“反应器”中溶矿的速率，可采取的措施是 。 ②加入石灰乳，调pH=7发生的反应基本类型属于 。 ③写出“煅烧窑”中发生反应的化学方程式 。 【答案】(1) 金属 CH4 +2 (2) 搅拌 复分解反应 【详解】（1）①钛合金是一种合金，属于金属材料，故填：金属； ②天然气的主要成分是甲烷，化学式为CH4，故填：CH4； ③离子表示方法：在表示该离子的元素符号右上角，标出该离子所带的正负电荷数，数字在前，符号在后，带1个电荷时，1省略不写，硫酸根离子的符号是，故填：； ④LiFePO4中锂元素显+1价，磷元素显+5价，氧元素显-2价，设铁元素的化合价是x，根据化合物中正负化合价代数和为零，得，故填：+2； （2）①为了提高“反应器”中溶矿的速率，可采取的措施是搅拌，使反应物充分接触； ②石灰乳的主要成分是氢氧化钙，氢氧化钙与剩余的硫酸反应生成硫酸钙和水，酸和碱反应生成盐和水的反应为中和反应，中和反应属于复分解反应，故填：复分解反应； ③由流程图可知，碳酸锂与二氧化锰在高温下反应生成LiMn2O4、二氧化碳和氧气，反应的化学方程式为，故填：。 4．（2024·陕西西安·三模）探秘中国古代冶炼技术。 (1)熔矿结银 ①冶炼：礁砂（指辉银矿）周围堆架木炭，点燃木炭后鼓风至一定温度，可熔化成铅银团块。“堆架”形式可使木炭充分燃烧，原因是 。 ②分银：在分金炉中熔化团块，铅熔化渗入炉灰中，银留在上层，可推测出银的熔点比铅 （填“高”或“低”）。 (2)采炼金属锡 ①采矿：“水锡……其质黑色……愈经淘取”，指水中淘取锡砂（锡矿石）。锡砂的主要成分为，其 （填“易”或“难”）溶于水。 ②冶炼：“凡煎炼亦用洪炉，入砂数百斤，丛架木炭亦数百斤，鼓辅（鼓入空气）熔化。”洪炉中发生的主要反应为，该反应属于基本反应类型中的 反应。 ③使用：古代锡器很少装酸性物质，因为锡能与酸反应。锡（Sn）元素在化合物中常见的化合价为，写出金属锡与稀盐酸反应的化学方程式 。 【答案】(1) 增大可燃物与氧气的接触面积 高 (2) 难 置换 Sn+2HCl=SnCl2+H2↑ 【详解】（1）①“堆架”形式可使木炭充分燃烧，原因是增大可燃物与氧气的接触面积。 ②熔化过程中，铅先熔化渗入炉灰中，银留在上层，所以银的熔点比铅高。 （2）①水中可淘取二氧化锡，故二氧化锡难溶于水。 ②该反应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，属于置换反应。 ③因为锡（Sn）元素在化合物中常见的化合价为+2，故锡和稀盐酸反应生成氯化锡和氢气，化学方程式为：Sn+2HCl=SnCl2+H2↑。 5．（23-24九年级下·山东青岛·阶段练习）铜是人类使用最早、应用广泛的金属。 （一）对古代铜制品认识 (1)“金（铜）柔锡柔，合两柔则刚。”表明铜合金的硬度比纯铜 （填“大”或“小”）。 (2)“每红铜六斤，入倭铅四斤……即成黄铜。”这里的倭铅是指 （填元素符号）。 （二）铜的制备研究 黄铜矿（主要成分是）是重要的含铜矿物，常用于冶炼金属铜。用黄铜矿常温细菌冶铜和高温火法炼铜的流程如下图所示 (3)金属M是世界上应用最广的金属，请写出该反应的化学方程式 。 (4)细菌冶铜时，当黄铜矿中伴有黄铁矿可明显提高的浸出速率，其原理如图所示： ①冶炼过程中，周边溶液的pH （填“增大”、“减小”或“不变”）。 ②火法炼铜时，由制得铜的原理是。两种炼铜方案中，“细菌冶铜”相比“火法炼铜”的优点是 （答一点即可）。 （三）铜矿的冶炼和回收 白合金是铜钴矿冶炼过程的中间产物，一种从白合金（主要含、CoO、CuS、及少量）中分离回收金属的流程如图： (5)“酸浸1”中，可以加快化学反应速率的措施有 （任写其中一种），CoO发生反应的化学方程式为 。 (6)“焙烧1”中，晶体[和]总质量随温度升高的变化情况如下： 温度区间/℃ 227~566 566~600 600~630 晶体总质量 变小 不变 变小 不变 ①升温至227℃过程中，晶体总质量变小的原因是 ；566~600℃发生分解的物质是 （填化学式）。 ②为有效分离铁、钴元素，“焙烧1”的温度应控制为 ℃。 (7)“酸浸2”中加入稀硫酸发生反应的化学方程式为 ；“滤渣2”是 （填化学式）。 【答案】(1)大 (2)Zn (3) (4) 增大 无有害气体生成，更环保 (5) 将合金研磨成粉末/搅拌 (6) 失去结晶水 600~630 (7) 【详解】（1）根据“金（铜）柔锡柔，合两柔则刚。”可知，铜合金的硬度比纯铜大，故填：大； （2）黄铜的主要成分是铜和锌，故倭铅是指锌，故填：Zn； （3）金属M是世界上应用最广的金属，故金属M为Fe，铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，反应的化学方程式为，故填：； （4）①由图可知，FeS2周边溶液中氢离子反应生成了水，氢离子浓度减小，则溶液的pH值增大，故填：增大； ②火法炼铜时，有二氧化硫的生成，二氧化硫属于空气污染物，则“细菌冶铜”相比“火法炼铜”的优点是无有害气体生成，更环保，故填：无有害气体生成，更环保； （5）“酸浸1”中，可以加快化学反应速率的措施有搅拌或者将合金研磨成粉末，从而增大反应物之间的接触面积，从而加快反应速率，故填：合金研磨成粉末或者搅拌； 根据流程图可知，CoO与硫酸反应生成CoSO4和水，反应的化学方程式为，故填：； （6）①根据流程图和表中数据可知，升温至227℃过程中，晶体总质量变小的原因是失去结晶水，焙烧1后的到的是CoSO4和氧化铁，则566~600℃发生分解的物质是Fe2(SO4)3，故填：失去结晶水；Fe2(SO4)3； ②为有效分离铁、钴元素，使硫酸铁完全分解，“焙烧1”的温度应控制为600~630℃，故填：600~630； （7）根据流程图可知，CuS在空气中焙烧生成了氧化铜，氧化铜与硫酸反应生成了硫酸铜和水，反应的化学方程式为；二氧化硅与硫酸不反应，故滤渣2中的物质是二氧化硅，故填：；SiO2。 6．（2024·福建三明·二模）我国是世界上最大的镁生产国，在全世界中的占比高达，但精炼镁资源会产生大量的碳排放和废水，为了保护环境，我国进行限产并减少出口。我国科学家提出，利用我国丰富的镁矿资源将吸收转变成重要的化工原料碳酸镁，生产过程如图所示： (1)二氧化碳矿化是一个化合反应，该反应的化学方程式为 ； (2)加热分解，生成碳酸镁和另外两种非金属氧化物，氧化物的化学式为 、 ； (3)要验证三种金属的活动性顺序，可以将打磨好的铁丝分别放入 溶液和 溶液中，然后根据产生的实验现象进行判断。 (4)将打磨过的镁条放入稀盐酸中，反应现象是 ，化学方程式为 。 【答案】(1)Mg(OH)2 + 2CO2 = Mg(HCO3)2  (2) H2O CO2 (3) 硫酸镁（或MgSO4）（合理即可） 硫酸铜（CuSO4）（合理即可） (4) 固体逐渐消失，产生大量的气泡 Mg + 2HCl ＝ MgCl2 + H2↑ 【详解】（1）二氧化碳矿化是一个化合反应，根据流程图可知，发生的反应是氢氧化镁与二氧化碳化合生成碳酸氢镁，反应的化学方程式为Mg(OH)2 + 2CO2 = Mg(HCO3)2 ； （2）Mg(HCO3)2加热分解，生成碳酸镁和另外两种非金属氧化物，根据质量守恒定律和氧化物的概念可知，氧化物的化学式分别为H2O、CO2； （3）要验证Mg、Fe、Cu三种金属的活动性顺序，可以将打磨好的铁丝分别放入硫酸镁溶液和硫酸铜溶液中；铁丝放入硫酸镁溶液中无明显现象，说明镁的金属活动性比铁强，铁丝放入硫酸铜溶液中，表面会有红色物质析出，溶液颜色由蓝色逐渐变为浅绿色，说明铁的金属活动性比铜强，从而验证Mg、Fe、Cu三种金属的活动性顺序为镁>铁>铜； （4）在金属活动性顺序中，镁排在氢之前，能置换出酸中的氢，将打磨过的镁条放入稀盐酸中，反应现象是固体逐渐消失，产生大量的气泡；镁与盐酸反应生成氯化镁和氢气，化学方程式为Mg + 2HCl ＝ MgCl2 + H2↑。 7．（2024·江苏常州·模拟预测）从古自今，炼铁是非常重要的工艺。 (1)《三省边防备览》中记载了古法炼铁：“铁炉高一丈七八尺，中空，上有洞放烟，下层放炭，中安矿石。矿石几百斤，用炭若干斤，皆有分两，不可增减。旁用风箱，十余人轮流曳之，日夜不断火。炉底有桥，矿渣分出，矿之化为铁者，流出成铁板。” ①资料中能日夜不断火，原理是 （用方程式表达）。 ②“旁用风箱，十余人轮流曳之”，用风箱不断鼓风的目的是 。 ③“流出成铁板”中“铁板”属于 （填“纯净物”或“混合物”）。 (2)利用含铁量低的磁铁矿冶炼生铁的流程如下。 ①白云石的主要成分是CaMg(CO3)2，熔剂中一定含有的两种金属氧化物，写出其中一种金属氧化物是 （填化学式）。 ②“高温烧结”是将矿石烧成多孔结构，其目的是 。 ③以上流程中回收煤气可用作 ，流程中还可以回收 循环利用。 ④用1000t含46.4%四氧化三铁的磁铁矿炼得的铁，相当于 吨含杂质20%的赤铁矿（主要成分为氧化铁）炼得的铁。 【答案】(1) 提供充足的氧气，使碳完全燃烧或充分燃烧 混合物 (2) CaO/MgO 增大反应物之间的接触面积，使反应更快更充分 燃料 炉尘 600 【详解】（1）①资料中能日夜不断火，原理是碳燃烧生成二氧化碳，该反应的化学方程式为：； ②“旁用风箱，十余人轮流曳之”，用风箱不断鼓风的目的是：提供充足的氧气，使碳完全燃烧或充分燃烧； ③“流出成铁板”中“铁板”是生铁，由铁、碳等混合而成，属于混合物； （2）①根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，反应物中含钙、镁、碳、氧元素，生成物中也应含钙、镁、碳、氧元素，钙元素和镁元素属于金属元素，故含有的两种金属氧化物为：CaO、MgO； ②“高温烧结”是将矿石烧成多孔结构，其目的是：增大反应物之间的接触面积，使反应更快更充分； ③煤气主要成分是一氧化碳，一氧化碳具有可燃性，故以上流程中回收煤气可用作燃料； 高炉炼铁的炉尘中含铁矿粉、焦炭粉等，可循环利用； 1000t含46.4%四氧化三铁的磁铁矿中铁元素的质量为：，则含336t铁元素的赤铁矿的质量为：。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！4 学科网（北京）股份有限公司 $$ 主题一 物质的性质与应用 专题5 金属与金属矿物 考情概览：理解课标要求，把握命题方向，总结出题角度。 真题透视：精选真题，归类设置，完整展现中考试题的考查形式。 中考新考法：梳理中考出现的新题型、新考法试题。 新题特训：选用最新的优秀试题，巩固考点复习效果。 课标要求 考点 考向 1. 知道大多数金属在自然界中是以金属矿物形式存在的，体会化学方法在金属冶炼中的重要性。 2.知道金属具有一些共同的物理性质，通过实验探究等活动认识常见金属的主要化学性质及金属活动性顺序。 3.知道在金属中加入其他元素形成合金可以改变金属材料的性能，了解金属、金属材料在生产生活和社会发展中的重要作用。 4.以铁生锈为例，了解防止金属腐蚀的常用方法，了解废弃金属对环境的影响及金属回收再利用的价值。 金属材料 考向一 金属材料的判断 考向二 合金的认识 金属的物理性质 考向一 金属之最 考向二 金属的物理性质与用途 金属的化学性质 考向一 常见金属的反应 考向二 置换反应的判断 考向三 金属活动性顺序 考向四 与金属有关的图像问题 考向五 滤液、滤渣问题 考向六 与金属有关的计算问题 金属的利用和保护 考向一 金属的冶炼 考向二 金属的腐蚀与防护 考点一 金属材料 ►考向一 金属材料的判断 1.（2024·青海西宁）判断：金属是能够导电的物质，则能够导电的物质一定是金属 （ ） 2．（2024·海南）龙是中华民族的象征。下列与龙相关的文物中，由金属材料制成的是 A．红山玉龙  B．鎏金铁芯铜龙   C．墨龙图帛画   D．霁蓝釉白龙纹瓷瓶   3．（2024·北京）清明放风筝。下列与风筝制作、放飞相关的部件中，用到金属材料的是 A．竹质骨架 B．纸质风筝面 C．棉质捆扎线 D．不锈钢手握轮 4.（2024·吉林长春）2024年5月，武王墩墓出土了迄今为止东周时期最大的青铜圆鼎。青铜是以铜和锡为主要成分的合金，青铜属于 A．非金属材料 B．金属材料 C．合成材料 D．复合材料 易错提醒 合金不是合成材料，而是金属材料。 ►考向二 合金的认识 角度1 合金的判断与分类 易错提醒 合金是由一种金属元素跟其他金属或非金属元素熔合而成的、具有金属特性的物质，因此合金都是混合物。 1．（2024·广东广州）下列属于纯净物的是 A．水蒸气 B．生铁 C．碘酒 D．食醋 2．（2024·四川乐山）下列物质中属于纯净物的是 ①五氧化二磷  ②液氮  ③空气中0.94%的稀有气体  ④青铜  ⑤ A．①②⑤ B．①③⑤ C．②③④ D．②④⑤ 3．（2024·山东淄博节选）镍是一种用途广泛的金属,可用作其他金属的保护层或用来生产耐腐蚀的合金钢、硬币及耐热元件。回答下列问题: (2)白铜是一种铜镍合金,属于 （填“纯净物”或“混合物”）,其硬度比纯铜的硬度 （填“大”或“小”）。 角度2 常见的合金的识别 1．（2024山东济南节选）(1)“沉睡三千年，一醒惊天下”。三星堆遗址出土的青铜大面具，诉说着古蜀文明的灿烂辉煌。青铜属于金属材料中的 （填“合金”或“纯金属”）。 2.（2024·黑龙江大庆节选）化学与生产、生活息息相关，请根据所学知识和生活实践回答下列问题： (3)生铁和钢是含碳量不同的两种铁合金，其中含碳量较高的是 。 考点二 金属的物理性质 ►考向一 金属之最 （2024·山东东营）下列物质的性质与用途没有对应关系的是 A．活性炭有吸附性，可用于净水 B．钨熔点高，可用于制灯丝 C．碳酸氢钠溶液呈碱性，可用于治疗胃酸过多 D．浓硫酸有腐蚀性，可用于干燥气体 ►考向二 金属的物理性质与用途 角度1 纯金属的物理性质 1．（2024·新疆节选）判断下列实验方案能否达到实验目的。 选项 实验目的 实验方案 A 分离铜粉和铁粉 用磁铁吸引 2．（2024·江西节选）中华民族有着悠久的用火历史。 (3)《天工开物》记载有关炼铁过程：“凡铁一炉载土二千余斤，……或用煤炭，或用木炭”。该过程中炭的作用是 ，炼出的铁可锻打成薄片是利用了铁的 性。 3．（2024·内蒙古赤峰节选）人类的生产、生活离不开金属，金属材料的使用推动着人类文明的进步。 (3)铁锅是烹饪食物的传统炊具，用铁锅炒菜利用了铁的 性。 4．（2024·四川乐山节选）太阳能电池路灯（如图），可以实现白天用太阳能充电，夜晚照明，其灯柱材料为铝合金，路灯内部采用金属铜作导线． (3)太阳能电池路灯使用铜作导线，是因为铜具有良好的 性． 角度2 合金与纯金属的比较 易错提醒 合金和组成它的纯金属相比，一般硬度更大、熔点更低。 1．（2024·山东临沂）下列关于金属和金属材料的说法中正确的是 A．生铁和钢的含碳量不同 B．黄铜比纯铜硬度小 C．合金属于合成材料 D．大多数金属在自然界中以单质形式存在 2．（2024·湖北）湖北省博物馆馆藏的越王勾践青铜剑，其主要成分为铜锡合金。下列有关铜锡合金说法正确的是 A．属于金属材料 B．熔点高于纯铜 C．硬度低于纯锡 D．铜、锡均能与稀硫酸反应 3．（2024·内蒙古兴安盟节选）请分析下列四个实验并回答相关问题。 (4)实验4黄铜片和铜片相互刻画，铜片上留下刻痕，说明黄铜片的硬度比铜片的硬度 (填“大”或“小”)。 4．（2024·山东潍坊节选）“沉睡三千年，一醒惊天下”。文物考古彰显我国古今科技文明。 (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”）。 5．（2024·山东东营节选）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 。 6．（2024·江苏连云港节选）科技是第一生产力，近年来我国在科技领域取得了一系列辉煌成就。 (1)“福建号”航母在建造过程中大量使用特种钢。该特种钢的耐腐蚀性能比纯铁的 （填“好”或“差”）。 (2)“天舟号”货运飞船换装了以LiFePO4作正极材料的新型锂电池。已知LiFePO4中Li为+1价，为-3价，则其中Fe的化合价为 。 考点三 金属的化学性质 ►考向一 金属的常见反应 角度1 金属与氧气反应 1．（2024·四川自贡）化学方程式的书写必须遵循客观事实和质量守恒定律。下列化学方程式符合题意且书写正确的是 A．铝在空气中与氧气反应：Al+O2═AlO2 B．铁与盐酸反应：2Fe+6HCl═2FeCl3+3H2↑ C．乙醇在空气中燃烧：C2H5OH+O2CO2+H2O D．氢氧化铝治疗胃酸过多：Al(OH)3+3HCl═AlCl3+3H2O 易错提醒 铁与盐酸或硫酸铜等物质发生置换反应时，生成的是+2价的亚铁化合物。 2．（2024·河南）镁与某金属的混合物共mg，在一定条件下与氧气充分反应，生成的氧化物共2mg。则该金属(括号内为生成的氧化物)可能是 A．Be(BeO) B．Cu(CuO) C．Al(Al2O3) D．Fe(Fe3O4) 3．（真题组合）判断下列说法是否正确 A.铝制品具有很好的抗腐蚀性能，所以铝的化学性质不活泼（2024·山东临沂） B．辨别黄铜合金和黄金——用酒精灯烧（2024·广东深圳） 易错提醒 铝有良好的抗腐蚀性，是因为其易与氧气反应生成一层致密的氧化膜，阻止铝进一步被氧化。 4．（2024·四川泸州节选）鲁教版教材《化学（九年级下册）》62页“多识一点”有如下介绍：铝在常温下很容易跟氧气发生反应，生成一层致密而坚固的氧化铝薄膜。据此，某课外学习小组开展了系列性质探究予以证明。已知熔点：铝660℃，氧化铝2054℃；沸点：铝2327℃。回答相关问题： 【实验1】如图，用火焰喷枪的火焰（温度800~1300℃）从下往上灼烧铝片，观察到下端形成一个呈鼓胀状态的“小泡”。 (1)铝在常温下跟氧气发生 反应（填反应类型）。 (2)形成鼓胀“小泡”现象既能证明 ，还能证明铝的熔点低于氧化铝，“小泡”内装的铝呈 态。 5．（2024·江苏宿迁节选）以下是利用铜、铁等物质进行的实验，请回答下列问题。 (1)图1是“测定空气中氧气含量”的实验。 ①该实验原理的化学方程式是 。 ②注射器在该实验中的作用是 （写出一点即可）。 角度2 金属与酸反应 1．（2024·福建）我国商代时就已经发现，贮存于铅罐的酒（含乙醇）会发酵成醋（含醋酸，醋酸的化学性质与盐酸相似），铅与醋反应生成铅霜，铅霜在空气中转化为浮粉（PbCO3），加热浮粉得铅白（PbO）固体，铅白可用作白色颜料。下列说法错误的是 A．酒能变醋体现乙醇的化学性质 B．铅能与醋酸反应产生氢气 C．浮粉中铅元素的化合价为+2价 D．浮粉变铅白，固体质量增大 2．（双选）（2024·黑龙江牡丹江）将某合金样品放入烧杯中，向其中加入稀盐酸恰好完全反应，烧杯中剩余物的总质量是，该合金样品可能是 A．、合金 B．、C合金 C．、合金 D．、、合金 易错提醒 1. 铜的金属活动性位于氢后，不能和稀盐酸反应产生氢气。 2. 等量的金属完全反应，产生氢气的量为：铝>镁>铁>锌，可用公式金属化合价*金属质量/金属的相对原子质量进行计算。 3．（2024·江苏宿迁节选）化学学科核心素养展现了化学课程对学生发展的重要价值。下列说法错误的是 判断：Al与稀硫酸反应生成，故Fe也能与稀硫酸反应生成 4．（2024·北京节选）用如图所示实验验证金属的性质。 (1)实验1，观察到灯泡发光，说明铁具有的性质是 。 (2)实验2中反应的化学方程式为 。 5．（2024·云南节选）酸、碱、盐是几类重要化合物，与人类日常生活和生产关系十分密切。 (2)兴趣小组按如图所示装置(气密性良好)进行实验。两个广口瓶中分别放有0.2g锌和铁，U形管两端液面相平，将等体积的足量稀盐酸同时加入广口瓶中，关闭活塞。反应结束，恢复至室温，U形管两端液面 (填“左高右低”“左低右高”或“相平”)。 6．（2024·山东淄博节选）镍是一种用途广泛的金属,可用作其他金属的保护层或用来生产耐腐蚀的合金钢、硬币及耐热元件。回答下列问题: (1)镍在室温条件下能与稀硫酸反应生成硫酸镍（,易溶于水）和氢气,该反应的化学方程式为 。根据这一反应事实,可以得出镍和铜的金属活动性由强到弱的顺序为 。 7．（2024·福建·节选）氢气的发现、生产和应用极大地推动了人类社会的发展。 (1)18世纪，科学家利用铁和稀盐酸反应得到“易燃空气”，之后命名为氢气。 ①该反应的化学方程式为 。 ②发现氢气后，人们一直追求将氢气作为一种绿色能源，其理由是 。 8．（2024·河南）铝与稀硫酸反应的化学方程式为 ；镁、铝分别放入质量相等且足量的稀硫酸中，充分反应后所得的两溶液质量仍相等，则反应的镁与铝的质量比为 。 角度3 金属与金属盐溶液反应 1．（2024·重庆）中国应用的湿法炼铜技术，是对世界化学史的一个贡献。现将一根光亮的铁钉放入硫酸铜溶液里充分反应。下列说法的组合中正确的是 ①反应能证明两种金属的活动性 ②反应后溶液的质量增加 ③反应生成的溶质为硫酸铁 ④反应后固体表面附着一层红色物质 A．①④ B．②③ C．①②④ D．②③④ 2．（2024·湖北）《宋会要辑稿》记载：“浸铜之法，先取生铁打成薄片，……浸渍数日，铁片为胆水（硫酸铜溶液）所薄，上生赤煤，取出刮洗……入炉烹炼，……方成铜。”下列理解错误的是 A．“打成薄片”增大了反应的接触面积 B．“铁片为胆水所薄”发生了置换反应 C．“上生赤煤”指铁片上生成了红色的煤 D．“浸铜之法”可知铁的金属活动性比铜强 3．（2024·宁夏）下列实验方案能否达到实验目的的是 选项 实验目的 实验方案 B 将单质铁转化为氯化铁 加入适量氯化铜溶液 4．（2024·重庆）下列实验方法和主要操作能否达到实验目的的是 选择 物质 方法和主要操作 实验目的 A 和的混合溶液 加入足量的铝粉，过滤 除去 易错提醒 除杂时要满足“不增不减”原则，即不引入新的杂质，不减少主要的物质。 5．（2024·福建节选）废金属是宝贵的资源。 (3)利用废锌与含硫酸镍的废液反应回收镍，反应的化学方程式：由此判断Zn、Ni两种金属中，金属活动性较强的是 。 6．（2024·河南节选）金属与人类的生活密切相关。回答下列有关金属性质的问题。 (1)铝较为活泼，为什么铝制品却很耐腐蚀？ (2)现将过量的锌粉加入到AgNO3和Mg(NO3)2的混合溶液中，充分反应后，过滤。过滤后留在滤纸上的固体是什么 ？请写出有关反应的化学方程式 。 7．（2024·陕西）化学课堂上，老师为同学们演示了如下图所示的实验。 (1)铜丝插入溶液一段时间后，观察到的两个现象分别是 ，发生反应的化学方程式是 。 (2)铝丝表面析出红色固体时，试管内溶液中的溶质一定有 。 8．（2024·四川泸州节选）鲁教版教材《化学（九年级下册）》62页“多识一点”有如下介绍：铝在常温下很容易跟氧气发生反应，生成一层致密而坚固的氧化铝薄膜。据此，某课外学习小组开展了系列性质探究予以证明。已知熔点：铝660℃，氧化铝2054℃；沸点：铝2327℃。回答相关问题： 【实验2】将铝片浸入8%CuSO4溶液中。 (3)开始1min内无明显现象，该事实 （选填“能”或“不能”）证明氧化铝薄膜的致密性。 (4)2min左右铝片表面逐渐产生气泡并析出红色物质。收集气体检验，易燃，则气体是 。写出生成红色物质的化学方程式 。 角度4 综合考查 1．（2024·陕西）关于铝、铁、银三种金属，下列有关说法正确的是 A．三种金属在空气中均易锈蚀 B．用稀硫酸可以区分三种金属 C．用铁、银和硝酸铝溶液可以验证三种金属的活动性顺序 D．三种金属均是生活中常用导线的制作材料 2．（2024·山东青岛）《神农本草经》中有石胆“能化铁为铜”的记载。石胆的主要成分是，溶于水得到硫酸铜溶液。下列说法正确的是 A．石胆溶于水，溶液呈黄色 B．石胆化铁为铜发生了复分解反应 C．石胆也能化锌为铜 D．铁、铜都能与稀盐酸反应产生氢气 3．（2024·山东威海）应用广泛的金属 (1)国宝中的金属 国宝“鎏金铁芯铜龙”是以铁铸造内芯，铁上包铜，外层鎏金(鎏金是一种金属加工工艺，经过鎏金处理后，金属表面会覆盖一层金)。整个龙身飞扬舒展，反映了唐代高超的铸造工艺。 ①国宝历经千年，出土后表面仍金光灿灿，原因是 。 ②工业上以赤铁矿为原料炼铁，原理是 (用化学方程式表示)。 ③《淮南万毕术》中记载“曾青得铁则化为铜，外化而内不化”，“曾青”即硫酸铜溶液，该炼铜反应的原理是 (用化学方程式表示)，反应中有效作用的微粒为 (用符号表示)。“外化而内不化”的原因是 。 (2)生活中的金属 铝制易拉罐主要由铝合金制成，除铝外，还含有锌、铜、硅等。 ①请用化学方法证明：罐体的金属材料是铝合金而不是纯铝(提供药品：已打磨的罐体金属片，其他仪器、药品自选)。 你的方案及预期现象是 。 ②合金与纯金属相比较，性质存在差异。对比分析图1，从微观角度解释原因 (答两条)。 ③合金中元素的配比不同会导致性能有差异。根据实际需求，罐盖硬度应大于罐体硬度。结合图2分析，生产易拉罐时，罐盖中铜元素的含量应 (填“大于”“小于”或“等于”)罐体中铜元素的含量。 ④为比较铝、铜、锌的金属活动性，进行下图实验，则a、b、c可以选用的物质是 。 (3)航天中的金属 中国航天事业的成就令世界瞩目，火箭是航天飞行器的运载工具。 ①运载火箭外壳材料也为铝合金。铝合金做外壳材料，具备的优良性能是 (答一条)。 ②运载火箭固体推进剂的主要组分为高氯酸铵和铝粉。其中高氯酸铵()是供氧剂，氯元素的化合价是 。铝粉燃烧的化学方程式 ，反应过程中能量转化形式是 。 4．（2024·江苏镇江）铁及其化合物在生产生活中有广泛应用。 一、铁的有关知识 (1)北固山铁塔由生铁铸成，展现了我国古代精湛的冶铁、铸造技术。因年代久远，塔身锈蚀严重。 ①生铁的熔点比纯铁 （选填“高”或“低”）。 ②铁锈主要成分是Fe2O3•nH2O，铁生锈主要与空气中的 有关。 (2)工业上冶炼钢铁的主要工艺流程如图。 ①以赤铁矿为原料炼铁反应的化学方程式为 。 ②炼钢炉中存在转化：FeFeOFe+CO，目的为降低 元素含量。 (3)铁及其化合物在现代多种领域发挥着重要作用。 ①纳米零价铁（Fe）用于废水处理，可用H2和Fe(OH)3在高温下反应获得，反应的化学方程式为 。 ②Fe3O4是合成氨催化剂铁触媒的主要成分，可用CH4和Fe2O3在高温下反应获得，同时生成CO2和H2O的质量比为 。 二、制备硫酸亚铁铵晶体 用废铁屑制备硫酸亚铁铵晶体[(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O]的实验流程如下。 (4)“洗涤”是用蒸馏水洗去铁屑表面残留的Na2CO3等杂质，判断铁屑已洗净的方法是：取最后一次洗涤后的滤液，测定其pH＝ ，则已洗净。 (5)“酸溶”时控温75℃加热至不再产生气泡。 ①加热的目的是 。 ②产生的气体为H2，用点燃法检验H2前必须 。 (6)“反应”后冷却至20℃过滤。 ①“反应”的化学方程式为 。 表：“反应”中相关物质的溶解度 温度/℃ 20℃ 溶解度S/g FeSO4•7H2O 48.0 (NH4)2SO4 75.4 (NH4)2Fe(SO4)2•6H2O 21.2 ②“反应”过程中析出硫酸亚铁铵晶体，参考表中数据分析其原因 。 三、测定硫酸亚铁铵晶体样品纯度 准确称取19.00g硫酸亚铁铵晶体（相对分子质量为392）样品溶于水，与硫酸酸化的KMnO4溶液完全反应，消耗KMnO4的质量为1.58g。 已知：10(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O+2KMnO4+8H2SO4＝10(NH4)2SO4+5Fe2(SO4)3+K2SO4+2MnSO4+14H2O (7)该样品的纯度为 %（精确到0.1%）。 (8)判断该计算结果是否合理并分析其原因 。 5．（2024·贵州）贵州蕴藏丰富的铝、锰、锌、铁、铜等矿产资源。合理开采、充分利用这些矿产资源，可实现“富矿精开”。 Ⅰ．精准识矿 (1)金属的性质与存在形式。 ①铝具有很好的抗腐蚀性，因为铝在空气中能与氧气反应形成一层致密的氧化铝薄膜，反应的化学方程式为 。 ②分别在放有锰片、铜片的试管中加入稀硫酸，锰片表面有气泡产生，铜片表面无明显变化。由此可知金属活动性：锰 （选填“强”或“弱”）于铜。 ③在放有锌片的试管中加入硫酸铜溶液，观察到的现象是 。 多数金属的化学性质比较活泼，它们主要以化合物的形式存在于自然界。如菱锌矿、铝土矿、菱锰矿等。 Ⅱ．精深用矿 (2)工业上用赤铁矿炼铁，CO与反应的化学方程式为 。炼铁时，加入菱锰矿可制得冶炼锰钢的材料。锰钢用作高铁的钢轨，利用了锰钢的 性能。 (3)用某菱锰矿为原料制备高附加值新型电池材料的流程如图1。 已知：菱锰矿中除外，还有；能与稀硫酸发生复分解反应，不溶于水也不与稀硫酸反应；氨水呈碱性。 ①过滤器中得到的滤渣是 。 ②反应器中，溶液与反应可生成锰的氧化物，如、、。发生的反应之一是，X的化学式是 。 ③70℃时，在反应器中保持通入的和溶液的质量不变，只改变溶液的溶质质量分数，测得生成含锰元素的固体中锰元素的质量分数与溶液的溶质质量分数之间的关系如图2。由图可知，当溶液的溶质质量分数为5.1%时，可获得高纯度的，当溶液的溶质质量分数为其它数值时，纯度降低，原因可能是 。 ►考向二 置换反应的判断 1.（2024·江苏无锡节选）富氢水是指含有氢气的水。镁与水反应可生成氢气。镁与水反应的化学方程式为，该反应的类型属于 A．化合反应 B．分解反应 C．置换反应 D．复分解反应 2．（2024·江苏连云港）一种以黄铜渣（含Zn、Cu、ZnO、CuO）为原料获取Cu和ZnSO4溶液的实验流程如下。下列说法正确的是    A．加入H2SO4生成H2的化学方程式为 B．根据流程可以判断Zn的金属活动性比Cu的强 C．判断加入的Zn如已过量的依据是溶液中有固体剩余 D．流程中涉及的化学反应类型均为置换反应 3．（2024·山东东营节选）我国新能源汽车产销量连续八年全球第一，新能源汽车常用磷酸铁锂电作为动力。 (4)报废的磷酸铁锂电池经过预处理、酸浸、除杂等环节回收得到的物质，可重新作为制作该电池的原料。已知拆解电池所得材料中含铁片、铜箔、铝箔等，采用硫酸“酸浸”的目的是除去铁、铝，反应的化学方程式为 （任写其中一个），该反应属于 （填基本反应类型）反应。 ►考向三 金属活动性顺序 角度1 常见金属的活动性顺序比较 1．（2024·上海）下列金属中活动性最强的是 A． B． C． D． 2．（2024·新疆）青铜中含有少量的锡，锡元素的有关信息如图所示。下列说法正确的是 A．属于金属元素 B．锡的相对原子质量为50 C．二氧化锡的化学式为 D．锡的金属活动性比铝强 3．（2024·广西节选）《梦溪笔谈》中“古人以剂钢为刃，柔铁为茎干”“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”记录了古代铁器生产、使用的情形。回答问题： (3)人类对铁的利用比铜晚了1500多年，这是因为铁的金属活动性比铜的 (填“强”或“弱”)。 4．（2024·内蒙古赤峰节选）人类的生产、生活离不开金属，金属材料的使用推动着人类文明的进步。 (1)人类开发利用金属单质的时间顺序与金属活动性强弱存在某种内在的联系，、、三种金属中应用最早的是 。 角度2 金属活动性顺序的探究 1．（2024·湖南长沙）通过实验可以验证物质的性质。下列试剂中，能验证铁、铜的金属活动性顺序的是 A．稀硫酸 B．蒸馏水 C．硫酸铜溶液 D．澄清石灰水 2．（2024·江苏徐州）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 3．（2024·黑龙江节选）金属材料在人类发展的历史长河中起着非常重要的作用。 (2)探究Mg、Fe、Cu的金属活动性顺序，下列试剂的选择方案正确的是 。 A．Mg、Cu、溶液 B．Fe、溶液、溶液 C．Mg、Fe、Cu、稀盐酸 D．Cu、溶液、溶液 4．（2024·青海西宁）用下列各组物质进行实验，不能验证锌、银、铜三种金属活动性顺序的是 A．、、溶液 B．、、、稀盐酸 C．、溶液、溶液 D．、、溶液、溶液 5．（2024·重庆节选）锂(Li)离子电池应用广泛，有利于电动汽车的不断发展。 (3)锂离子电池中还含有铜箔，为验证铝和铜的金属活动性顺序，设计了如下实验： 【方案一】将铝片和铜片相互刻划，金属片上出现划痕者更活泼。 【方案二】将铝丝和铜丝表面打磨后，同时放入5mL相同的稀盐酸中，金属丝表面产生气泡者更活泼。 【方案三】将铝丝和铜丝表面打磨后，同时放入5mL相同的硝酸银溶液中，金属丝表面有银白色物质析出者更活泼。 以上方案中，你认为能达到实验目的的是 (填方案序号)，该方案中发生反应的化学方程式为 。 6．（2024·宁夏节选）2024年5月1日，我国第一艘电磁弹射型航空母舰——“福建”舰开展首次试航。航空母舰的建造涉及金属冶炼、材料性能等诸多领域。 (5)锰钢是建造航母常用的金属材料。已知锰加入稀硫酸中有气泡产生。实验室现有以下试剂： ①锰片②铜片③稀硫酸④硫酸铜溶液⑤硫酸锰溶液 请你选择一组试剂比较铜、锰的金属活动性强弱 (填序号)。 7．（2024·广东广州节选）东晋《华阳国志》（卷四）中已有关于白铜的记载，云南镍白铜（铜镍合金）闻名中外，曾用于造币和制作仿银饰品，西方直到19世纪才仿制出白铜。镍的金属活动性与铁相似。 (4)设计实验比较镍和铜的金属活动性，写出实验方案和预期的实验现象 。 8．（2024·内蒙古呼和浩特节选）(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）。 ►考向四 与金属有关的图像问题 角度1金属与酸反应的图像分析 1．（2024·四川德阳）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 2.（真题组合）判断下列图像能否正确反映对应变化关系。 A．向等质量锌片和锌粉中分别加足量且等溶质质量分数的稀硫酸 B．足量的镁粉和铝粉分别与等量等浓度的稀盐酸反应（2024·黑龙江·中考真题） C．图Ⅲ表示向等质量不同金属粉末中分别加入足量等浓度的稀硫酸（2024·山东济宁） D．分别向等质量的锌、铁中加入等质量分数的稀盐酸（2024·黑龙江绥化） E．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（2024·黑龙江绥化） F．分别向等质量的镁粉和锌粉中不断加入溶质质量分数相同的稀硫酸（2024·黑龙江齐齐哈尔） G．在空气中加热一定量的铜粉（2024·四川达州） H．分别向等质量、等质量分数的稀硫酸中，逐渐加入铁粉和锌粉（2024·四川达州） I．③表示分别向等质量镁粉和铝粉中加入足量溶质质量分数相同的稀硫酸（2024·四川南充） J.锌和稀硫酸反应生成氢气（2024·重庆） K.将足量汞放在充满空气的密闭容器中持续加热（2024·重庆） 角度2金属与盐溶液反应的图像分析 1.（2024·黑龙江绥化）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 易错提醒 根据金属活动性顺序，确定能发生的反应及反应的先后顺序。 依据优先反应原则：①若将两种 (或多种)金属单质同时放入某金属的盐溶液中，最活泼的金属优先与盐发生置换反应；②若将某金属的单质放入两种 (或多种)金属的盐溶液中，该金属优先置换出最不活泼的金属 (即前置后，盐可溶，隔越远，置越先)。 2．（真题重组题·双选）下列图像不能正确反映对应关系的是（　　） A．往一定质量的氯化镁和氯化铜溶液中加入足量铁粉 B．向盛有硫酸铜溶液的烧杯中逐渐加入铁粉至过量，烧杯中固体质量的变化 C．向一定量硝酸镁和硝酸银的混合溶液中加入锌粉 D．向一定量的氯化亚铁和氯化铜混合溶液中加入过量镁粉 ►考向五 滤液、滤渣问题 1．（2024·山东潍坊）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 2．（2024·四川广元）向一定量CuCl2、FeCl2的混合溶液中加入一定量锌粉，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣。下列说法正确的是 A．若滤渣中只有一种金属，则滤液中溶质一定有三种 B．若滤渣中有两种金属，则滤液中溶质一定有两种 C．若滤液中只有一种溶质，则向滤渣中加入稀硫酸一定有气泡产生 D．若滤液中有两种溶质，则向滤渣中加入稀硫酸不可能有气泡产生 3．（2024·四川达州节选）金属材料性能优良，已成为社会发展的重要物质之一。 (3)金属与盐溶液反应可用于金属的回收和提纯。将一定量的锌粉投入到含有AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和无色滤液。下列说法正确的是________（填字母序号）。 A．滤渣中一定含有Ag、Cu和Zn B．向滤渣中加入稀盐酸，一定有气泡产生 C．向滤液中加入稀盐酸，一定没有沉淀产生 D．滤液中一定不含Cu(NO3)2，可能含有AgNO3和Zn(NO3)2 4.（2024·山东枣庄节选）阅读下列材料，完成下面小题。 青铜是人类最早使用的合金，主要成分是铜(Cu)和锡(Sn)，因其铜锈[主要成分为]呈青绿色，故名青铜。现在青铜依然广泛使用，某机械加工厂青铜废料经处理后得到CuCl2和SnCl2的混合液，向混合液中加入过量的锌粉，充分反应后过滤，得滤液和滤渣，对其进行分析，用以评估回收利用价值。 对于上述材料中的滤渣和滤液，下列分析正确的是 A．滤渣中只有Cu、Zn B．滤渣中一定有Cu、Zn，可能有Sn C．滤液中溶质只有ZnCl2 D．滤液中溶质一定有ZnCl2，可能有CuCl2 5．（2024·四川南充节选）(4)将一定质量的铁粉加入到ZnSO4和CuSO4的混合溶液中，充分反应后过滤，滤液中一定含有的溶质是 （填化学式）。 6．（2024·天津节选）金属材料在生产、生活中具有广泛的用途。 (3)“乌铜走银”是我国特有的铜制工艺技术，迄今已有300余年的历史。该工艺的废料经初步处理后可得到硝酸银和硝酸铜的混合溶液，向其中加入一定量的金属锌，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。向滤渣中滴加稀盐酸，有气泡产生，则滤液中含有的溶质为 (填化学式)。 7．（2024·黑龙江节选）金属材料在人类发展的历史长河中起着非常重要的作用。 (3)向溶液中加入Mg、Zn、Ag三种金属，充分反应后过滤，得到无色滤液和滤渣。一定发生反应的化学方程式为 。向滤渣中加入一定量的稀盐酸，有气泡产生，滤渣中一定有 （填化学式，下同），滤液中可能含有的溶质是 。 8．（2024·山东济南节选）(3)我国古代就有湿法冶金技术，湿法冶金是利用置换反应从盐溶液中得到金属。在实验室中，把一定量铁粉加入一定量的、和混合溶液中，按下图所示进行实验，出现的现象如图中所述。 试回答：①滤液A中大量存在的金属阳离子是 （填离子符号）。 ②滤渣B中含有的金属单质是 （填化学式）。 ③写出过程I中发生反应的一个化学方程式： 。 ►考向六 与金属有关的计算 1．（2024·天津节选）金属材料在生产、生活中具有广泛的用途。 (4)我国神舟载人飞船上的天线使用了钛镍合金，其中镍(Ni)和铁的金属活动性相近，该元素常见的化合价为+2价。将8g镍加入到一定量的硫酸铜溶液中，充分反应后过滤，得到金属混合物8.5g，则该混合物中铜的质量为 g。 2．（2024·安徽）《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)？ 3．（2024·内蒙古赤峰）赤铁矿是重要的炼铁原料，其中的含量直接影响到炼铁的效率和成本。兴趣小组用一氧化碳还原赤铁矿样品，充分反应后得到铁单质，计算该赤铁矿样品中的质量分数。 4．（2024·甘肃白银）生铁一般用于铸造或炼钢。某炼铁厂实验室欲检验某批次的生铁是否合格（含碳量在2%～6.69%之间为合格）。某校兴趣小组的同学参与这次的检验，设计实验如下：称取生铁样品50g，把500g稀硫酸分5次加入样品中，测得实验数据如下表所示（杂质不溶于水，也不与稀硫酸反应）： 实验序号 加入稀硫酸的质量/g 剩余固体的质量/g 第1次 100 38.8 第2次 100 27.6 第3次 100 m 第4次 100 5.2 第5次 100 1.5 (1)上表中m的数值是 。 (2)计算该稀硫酸中溶质的质量分数（写出计算的过程）。 (3)判断这批生铁是否合格（写出计算的过程）。 5．（2024·山东潍坊）“金粉”（合金）是一种金属颜料，可用于文物修复。某化学兴趣小组通过实验测定“金粉”中铜的含量：称取25g“金粉”样品放入锥形瓶中，将100g稀硫酸分5次加入，记录每次反应后锥形瓶内物质的总质量。实验过程和数据如下。 加入次数 第1次 第2次 第3次 第4次 第5次 加入稀硫酸的质量/g 20 20 20 20 20 反应后锥形瓶内物质总质量/g 44.94 64.88 84.82 a 124.8 回答下列问题。 (1)a的数值为 ；第4次反应结束后，溶液中溶质的成分为 （用化学式表示）。 (2)计算样品中铜的质量分数（写出计算过程）。 (3)测定实验中，若将稀硫酸改为浓盐酸，则铜的质量分数 （填“偏大”“偏小”或“不变”）。 6．（2024·山东滨州）黄铜（铜和锌的合金）是一种重要的金属材料，常用于制造轴承、齿轮等机器零件。为回收黄铜中的铜，某化学兴趣小组的同学取黄铜样品粉末，放入烧杯中，然后逐渐加入稀硫酸至过量。所加稀硫酸的质量与剩余固体的质量关系如图所示。 试计算： (1)黄铜样品中铜的质量为 g； (2)恰好完全反应时，所得溶液的溶质质量分数是多少？ 考点三 金属的利用和保护 ►考向一 金属的冶炼 角度1金属资源 1．（2024·广西）广西铝土矿资源丰富.铝土矿的主要成分是 A．二氧化硅 B．氧化铝 C．四氧化三铁 D．碳酸钙 2．（2024.山西节选）有关问题与现代科技相结合，完成了结构化的梳理和整合。 (3)磁铁矿属于物质类别中的 。它的主要成分用化学式表示为 。 角度2 铁的冶炼 1．（2024·四川内江）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 2．（2024·宁夏节选）2024年5月1日，我国第一艘电磁弹射型航空母舰——“福建”舰开展首次试航。航空母舰的建造涉及金属冶炼、材料性能等诸多领域。 (2)《天工开物》中记载了我国古代“淘洗铁砂”“生熟炼铁”等钢铁冶炼技术。现代工业用赤铁矿和一氧化碳炼铁的化学方程式为_________________________________。 3．（2024·山东淄博节选）化学实验中需要牢固树立安全和规范意识。 判断：在还原的实验中，先加热固体，后通入气体 4．（2024·黑龙江节选）金属材料在人类发展的历史长河中起着非常重要的作用。 (1)高炉炼铁的过程中，石灰石的作用是 。 5．（2024·河南节选）碳元素对人类有十分重要的意义。碳和碳的化合物是化学研究的重要内容。 (4)探究炼铁原理的实验装置如图。在V形管内反应的化学方程式为 (写出一个即可)；从环境保护的角度考虑，处理尾气的方法为 。 6．（2024·河北·中考真题）为减少炼铁过程中生成的质量，某小组设计了如图所示的炼铁新方案（反应条件已略去）。A～H是初中化学常见物质，其中A是常用的溶剂，G是铁；反应①中用到的电为“绿电”，获得“绿电”的过程中不排放。 请回答下列问题： (1)可作为“绿电”来源的是 。（选填“煤炭”或“水能”） (2)反应①的化学方程式为 。 (3)反应①～④中属于置换反应的是 （选填序号）。 (4)冶炼得到相同质量的铁，使用该新方案比高炉炼铁生成的质量少，其原因除使用了“绿电”外，还有 。 7．（2024·四川巴中）回收利用废旧金属既可以保护环境，又能节约资源和能源。回收1吨废钢铁可炼得好钢0.9吨，与用矿石冶炼相比，可节省大约一半的成本。某实验小组设计了如下实验装置，利用烘干后的生锈铁粉样品模拟回收铁的过程。 【查阅资料】氢气具有还原性。 主要实验步骤： ①连接装置，检查装置的气密性； ②向装置A的硬质玻璃管中加入一定质量的上述样品； ③先通入一段时间，称得反应前装置B的质量为； ④点燃酒精喷灯，加热； ⑤待完全反应后，停止加热，继续通入一段时间； ⑥称得装置B的质量为。 请回答下列问题： (1)铁粉与空气中的 反应生成铁锈。 (2)装置B利用了浓硫酸的 (选填“吸水”或“脱水”)性。 (3)步骤③中先通入一段时间的目的是 。 (4)计算该反应生成Fe的质量为 (填化简后的表达式)。 角度3 其他金属的冶炼 （2024·云南节选）铜是重要的金属资源，它对于改善人类生活、促进人类文明起着重要作用。 (2)铜的冶炼：黄铜矿的主要成分是CuFeS2，根据其主要成分的组成元素，推断用黄铜矿炼铜过程中产生形 (4)铜的锈蚀：铜在潮湿的空气中锈蚀的反应为2Cu+O2+H2O+X=Cu2(OH)2CO3，X的化学式为 。 ►考向二 金属的腐蚀与防护 角度1 铁生锈的实验探究 1．（2024·安徽）某实验小组按图a装置验证质量守恒定律，一段时间后，发现锥形瓶内部分固体变为红棕色。实验过程中瓶内物质或元素质量变化与图b相符的是 A．铁粉的质量 B．氮气的质量 C．氧元素的质量 D．固态物质的质量 2．（2024·广东深圳）以下实验现象，正确的是 A．如图甲，思考乐大海同学滴入硫酸铜溶液后，可以用铁把铜析出 B．反应后电子秤的示数为230.5g C．对比实验乙的①③：可以探究接触空气是否是铁生锈的条件之一 D．图乙一周过后，②铁钉产生的铁锈最多 3．（2024·吉林长春）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)。 4．（2024·吉林）蒸汽眼罩可以舒缓眼部疲劳，其填充物的主要成分是：铁粉、食盐和活性炭等。 (1)全国资源的利用：蒸汽眼罩使用时发热是因为铁粉生锈，其原理是铁粉与空气中的水和 反应。 (2)金属资源的保护：蒸汽眼罩使用前需要 保存，防止铁粉生锈； (3)结合上述问题，谈谈你对铁生锈利或弊的认识 。 角度2 其他金属的锈蚀 （2024·内蒙古呼和浩特节选）“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。 (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 角度3 金属的除锈与防护 1．（2024·西藏）青藏高原有丰富的金属矿产资源。下列有关金属资源的利用和保护不正确的是 A．将铁制品放在潮湿的空气里 B．在钢铁表面涂油、刷漆都能防止生锈 C．废旧金属回收利用可以节约金属资源 D．有计划、合理地开采矿物是保护金属资源的有效途径 2．（2024·辽宁）下列有关铁制品锈蚀与保护的说法不正确的是 A．铁与氧气、水等反应导致铁制品锈蚀 B．将铁制成不锈钢能减缓锈蚀 C．锈蚀的铁制品没有任何利用价值 D．铁栏杆表面刷漆能减缓锈蚀 3．（2024·山东滨州）下列做法不能减缓或防止钢铁锈蚀的是 A．经常用食盐水清洗铁制品 B．保持铁制品表面清洁干燥 C．在铁制品表面涂油漆 D．在钢铁的表面镀一层不易锈蚀的金属 4．（2024·四川南充节选）打铁花是一种民间传统焰火表演，属于国家级非物质文化遗产。其原理是将生铁烧至熔化成为铁水，再将铁水在空中用力击打而形成四处飞溅的耀眼“铁花”。 (1)生铁属于 （填“纯净物”或“混合物”）。 (2)为了防止铁制品生锈，可采取的措施有 （写一条即可）。 4．（2024·山东菏泽）某化学兴趣小组在研学期间，发现路边栅栏和工厂内有些钢铁部件有锈蚀现象，同学们想根据所学知识，设计一个除锈和防锈的方案。 任务一、除锈剂的选择 【提出问题】盐酸和硫酸都可以作为除锈剂，相同浓度的盐酸和硫酸除锈效果一样吗？ 【实验探究】(1)完善下列表格 实验序号 实验操作 实验现象 实验结论 1 取一枚生锈的铁钉放入试管中，加入5mL的稀盐酸，加热 铁钉表面有气泡产生，铁锈少量剥落，溶液迅速变黄，铁锈很快消失 两者除锈效果几乎相同。铁锈发生反应的化学方程式为 (写出其中一个即可) 2 取与实验1相同的一枚生锈铁钉放入另一试管中，加入5mL同浓度的稀硫酸，加热 铁钉表面有气泡产生，铁锈少量剥落，溶液呈浅棕色，铁锈很快消失 【反思评价】(2)酸除铁锈时有产生，这说明除锈的同时会造成钢铁的 ，产生的氢气也会渗透进金属中引起“氢脆”现象，影响钢铁强度。为了避免以上现象的发生，可采取的措施有 (答出一点即可)。 任务二、除锈防锈方案的制定 同学们发现工厂内许多锈蚀的钢铁表面有很多油污，于是又做了以下探究实验。 实验序号 实验操作 实验现象 实验结论 3 取与以上相同的一枚生锈铁钉，沾满油污，放入试管中，加入5mL与实验1相同浓度的稀盐酸，加热 铁锈没有明显变化 油污影响除锈 【观察分析】①结合以上实验和所学知识，同学们一致认为锈蚀钢铁如果表面有油污，应先选择碱性油污清洁剂“碱洗”去油污，再进行“酸洗”除锈。 ②同学们发现从实验1中取出的铁钉在空气中放置一段时间后又发生锈蚀。 【论证完善】(3)实际除锈防锈方案中主要涉及到以下操作：a．酸洗b．烘干c．水洗d．碱洗e．刷漆或涂油。结合实验探究和分析，方案中合理的操作顺序应为d→a→___________→___________→___________(用字母填写)。 【反思评价】(4)①除锈后的废液呈酸性，该如何处理 。 ②钢铁生锈会造成很大损失，但利用铁生锈的原理也可服务于生活。请举出铁生锈原理应用于生活的一个实例 。 任务三、除锈防锈方案的评价 除上述方法除锈外，在实际生产生活中，除锈的方法还有多种。比如： 1.人工除锈    用砂纸、钢丝球等工具，打磨铁锈。适合小型、少量钢铁零件除锈。 2.机械除锈    利用高速石英砂流的冲击力打磨铁锈。适合于大面积除锈。 【整合归纳】(5)结合实际，你认为设计一个除锈防锈方案要综合考虑的因素有 。 角度4 保护金属资源的途径 1．（2024·宁夏）2024年5月1日，我国第一艘电磁弹射型航空母舰——“福建”舰开展首次试航。 (3)铁的合金比纯铁的应用更广泛，原因是 。 (4)废旧金属回收利用的意义在于 (写一条)。 2．（2024·黑龙江大庆节选）化学与生产、生活息息相关，请根据所学知识和生活实践回答下列问题： (4)保护金属资源的途径： 、有计划合理地开采矿物以及寻找金属的代用品。（填写一条即可） 角度5 金属的利用与保护综合题 1．（2024·湖南）铁制品经常有锈蚀现象，于是某兴趣小组围绕“锈”进行一系列研究。 (1)探锈 现有洁净无锈的铁钉、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、棉花和干燥剂氯化钙，还可以选用其他物品。为探究铁制品锈蚀的条件，设计如下实验： ①A中玻璃仪器的名称是 。 ②一周后，观察A、B、C中的铁钉，只有A中的铁钉出现了明显锈蚀现象，由此得出铁钉锈蚀需要与 接触的结论。 (2)除锈 取出生锈的铁钉，将其放置在稀盐酸中，一段时间后发现溶液变黄，铁钉表面有少量气泡产生。产生气泡的原因是 （用化学方程式表示）。稀盐酸可用于除锈，但铁制品不可长时间浸泡其中。 (3)防锈 防止铁制品锈蚀，可以破坏其锈蚀的条件．常用的防锈方法有 （写一种即可）。兴趣小组继续通过文献研究、调研访谈，发现如何防止金属锈蚀已成为科学研究和技术领域中的重要科研课题。 2．（2024·山东临沂）铁是生活生产中重要的金属材料。请完成下列问题： (1)实验1硬质玻璃管中的现象为 。 (2)实验2模拟西汉时期湿法炼铜工艺，该反应的化学方程式为 。 (3)由实验3可知，铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与 发生化学反应的过程。 3．（2024·山东青岛题）钢铁是目前应用最广泛的金属。钢铁工业的发展状况是衡量一个国家工业化水平的重要标志。 (1)早在春秋时期，我国就掌握了炼铁方法，其原理是，反应过程中化合价降低的元素是 。 (2)如今铁制品应用于生活的方方面面。如用铁锅做饭，主要因为铁具有 性。 (3)不锈钢不易生锈，铁容易生锈，二者性质不同的原因是 。请列举一条生活中防止铁锅生锈的方法 。铁制品生锈时应及时除锈，生产中可用盐酸除铁锈（主要成分是），反应的化学方程式为 。 (4)随着生产力的发展，我国炼铁技术又有新突破，是少数几个掌握羰基铁粉生产技术的国家之一。羰基铁粉在国防军工领域有重要应用，其制备的简易流程如图所示。 制备时，先往设备中通入一段时间CO再加热的原因是 ，制备过程中可循环利用的物质是 。 角度6 有关金属性质的实验组合设计 1.（真题组合）判断下列实验设计是否能达到实验目的。 探究铁的锈蚀是否需要氧气（2024·内蒙古赤峰） 探究铁、铜的金属活动性强弱（2024·内蒙古赤峰） C. 探究铁钉生锈的条件（2024·青海） D.比较铁、银金属活动性（2024·青海） E.比较金属活动性（2024·山东济南） F.探究铁、铜、银的金属活动性强弱（2024·四川巴中） G．探究空气中氧气的含量和铁生锈的条件（2024·湖北） H.说明铜的硬度比黄铜大（2024·宁夏） I.（2024·江苏镇江）比较Cu、Ag的金属活动性强弱 将铜丝插入AgNO3溶液，观察现象 J.（2024·山东济宁）证明铁金属活泼性比铜强 将铁片插入硫酸铜溶液中，一段时间后有红色固体附着在铁片 2．（2024·四川成都）有关金属的实验如下，能达到相应目的的是 A．比较合金与其组分金属的硬度 B．验证锌、铁和铜的金属活动性顺序 C．证明铜生锈与CO2、O2和H2O有关 D．验证质量守恒定律 3．（2024·辽宁节选）实验是学习化学的重要途径。 (5)Ⅱ．常见金属的物理性质和化学性质 示意图 实验操作 实验现象 解释与结论    接通电路 小灯泡发光 铜具有 性    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 铜具有 性    向试管中加入铁片和稀盐酸 铁片表面产生 铁与稀盐酸反应    向试管中加入铁片和硫酸铜溶液 铁片表面有红色固体析出 铁的金属活动性比铜 （填“强”或“弱”）反应的化学方程式为 1.（新考法·工艺流程）2024·山西）我国是世界上锌冶炼最早的国家。明代宋应星所著的《天工开物》中有关“火法”炼锌的工艺记载是：“每炉甘石(主要成分是碳酸锌)十斤装载入一泥罐内……然后逐层用煤炭饼(反应后生成一氧化碳)垫盛，其底铺薪，发火煅红……冷定毁罐取出……即倭铅(锌)也。”此工艺过程分解模拟如图。(已知：Zn的冶炼温度为904℃，Zn的沸点为906℃。)请结合图文信息，分析思考，解决问题： (1)装入原料器之前，将炉甘石敲碎的目的是 。 (2)高温炉内，碳酸锌(ZnCO3)在高温条件下与煤的主要成分发生反应生成Zn和CO，反应的化学方程式为 。该反应生成物中碳元素的化合价为 价。 (3)冷凝器中发生的变化属于 。 (4)我国古代冶锌晚于铁和铜，结合已知信息，分析说明其中的原因是 。 2．（新考法·价类二维图）（2024·四川自贡）“价类二维图”是从元素化合价和物质所属类别两个维度认识元素及其化合物性质的坐标图。如图是铜元素的“价类二维图”，下列说法错误的是 A．物质A能与稀硫酸反应生成E B．物质B的化学式为Cu2O C．物质C能与稀硫酸反应生成E D．物质D能与稀硫酸反应生成E 3．（新方向·传统文化）11．（2024·山东烟台·中考真题）中华传统文化中包含很多化学知识。下列对文献内容解释错误的是 A．《梦溪笔谈》—石油：“燃之如麻，但烟甚浓”——石油的不完全燃烧 B．《天工开物》：“每金七厘，造方寸金一千片”——金的延展性强 C．《梅花》：“遥知不是雪，为有暗香来”——分子在不断地运动 D．《吕氏春秋》：“金（指铜）柔锡柔，合两柔则刚”——铜锡合金的硬度比铜、锡小 4．（新课标·跨学科）12．（2024·四川宜宾·中考真题）某学习小组为了探究不同金属导电性强弱，进行了下图所示的实验。在金属片横截面积、长度相同的情况下，测得电流数据如下表。下列说法错误的是 电流表 电流表示数/A 1.7 1.5 1.0 A．导电性： B．三种金属中，片电阻最大 C．设计并联电路的目的是控制变量 D．利用图中仪器，改为串联电路也可得出相同结论 5．（新方向·项目式学习）（2024·山东烟台）在日常生活中能看到很多精美的金属蚀刻画。兴趣小组利用废弃的金属片进行制作金属蚀刻画的项目活动，请你一起参与下列任务。 【任务一】到垃圾回收站筛选金属底板 (1)区分铝片和铁片的物理方法是 （写1种）。 【任务二】预处理金属底板 (2)用砂纸打磨掉铝片表面的氧化膜。用化学方法除去铁片表面的铁锈，可以用 （写1种物质名称）。 【任务三】选择蚀刻液进行蚀刻 (3)首先将有镂空图案的不干胶保护膜（能隔绝蚀刻液与金属底板接触）分别贴到处理好的铝片和铁片上，然后将铝片浸入足量的甲蚀刻液中，将铁片浸入足量的乙蚀刻液中，一段时间后取出。小组同学看到铝片上有凹陷图案，没有附着物；铁片上出现红色附着物图案。则他们选择的甲蚀刻液、乙蚀刻液分别是下列中的 、 （填序号）。 ①硫酸铜溶液  ②硝酸银溶液  ③稀盐酸  ④氯化亚铁溶液  ⑤氯化钠溶液 【任务四】金属蚀刻画的后处理 (4)将蚀刻好的金属片清洗掉废液，去掉不干胶保护膜，进行装饰。为防止铁片蚀刻画生锈，可采取的措施是 （写1种合理的方法）。 【任务五】废液回收利用 (5)铝片蚀刻废液处理，可加入足量铝片，得到 溶液，回收保存。 (6)铁片蚀刻废液处理，如下图所示： 过程①加入的物质X是 ，过程②加入稀硫酸反应的化学方程式是 。 1．（2023·湖南常德·模拟预测）金属材料厂泛应用于生产、生活中  (1)下图台灯中，铜质插头是利用了金属铜的 性（填“导电”或“导热”），灯管后面的反光片为铝箔。铝在空气中与氧气反应生成氧化铝，反应的化学方程式为 。 (2)明代宋应星所著《天工开物》中记载了我国古代炼铁方法。现代工业利用高炉炼铁，若用一氧化碳还原磁铁刊矿（主要成分为四氧化三铁）炼铁，该反应的化学方程式为 。 (3)在锌粉和镁粉的混合物中加入一定量的硫酸铜溶液，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液，将滤渣洗净，滴入稀硫酸，有气泡产生，则滤液一定含有的溶质是 （填化学式）。 2．（2024·贵州贵阳·二模）小王同学家铁质水龙头生锈后他新买了水龙头，他从说明书上了解到该水龙头是铜质镀铬（Cr）的。为了解铬在金属活动性顺序中的相对位置关系，小王和同学们进行实验探究。 【查阅资料】 资料1：铬是银白色有光泽的金属，在空气中表面能生成抗腐蚀性的致密氧化膜。 资料2：铬在发生置换反应时生成Cr2+，含有Cr2+的溶液常显蓝色。 【实验药品】铬片、铜片、稀硫酸﹑稀盐酸、CrSO4溶液。 【实验过程】 (1)小王同学取大小相同的铬片和铜片，准备浸入到盛有相同质量分数的稀硫酸的两根试管中观察现象，两种种金属片放入稀硫酸前要进行的预处理是 。 (2)两种金属片分别放入稀硫酸的现象记录及实验分析如下： 试管1 试管2 实验现象 金属片表面缓慢产生气泡，溶液逐渐变蓝色。 实验结论 两种金属的金属活动性由强到弱的顺序为铬>铜。 写出试管1中发生反应的化学方程式 。 (3)生活中许多金属都是从矿石中提取，你能举例说出一种矿石的名称 ，通过此次研究，请写出生活中防止金属水龙头锈蚀的措施 。 (4)电镀也是种冶炼金属的方法，小王同学了解某电镀厂的废水中含有AgNO3、Cu（NO3）2和Cr（NO3）2，为了从中回收贵重金属银和硝酸铬晶体，他设计了如下实验流程。 分离溶液A和固体B时，需要使用玻璃棒，玻璃棒在此操作中所起的作用是 。加入乙溶液时反应的化学方程式为 （写一个）。反应前固体B质量小于反应后固体D的质量，解释原因 。 3．（2024·云南昆明·一模）我国正在深海、深地、深蓝、深空等领域积极抢占科技制高点。 (1)①“深海勇士号”是中国第一艘深海科考母船。“深海勇士号”由钛合金打造而成，钛合金属于 (填“金属”或“合成”)材料。 ②“深地一号·顺北油气田基地”成功勘探出全球最深的油气田，获取丰富的石油和天然气资源。天然气的主要成分是 (填化学式)。 ③5G基站的建立是深蓝网络空间领域数字基础的有力支撑。铅酸电池曾是通信基站备用电源的主要选择。铅酸电池的硫酸溶液中硫酸根离子的符号是 。 ④“神舟十八号”载人飞船计划将于2024年发射，神州十八号将使用科学家研制的更先进的大容量锂离子电池。其中一种锂电池的工作原理是：FePO4+LiLiFePO4，在LiFePO4中锂元素显+1价，磷元素显+5价，则铁元素的化合价是 价。 (2)LiMn2O4作为另一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿(MnCO3， 含有少量Si、Fe、 Ni、Al 等元素)制备LiMn2O4的流程如下(注：锂元素显+1价)： ①为了提高“反应器”中溶矿的速率，可采取的措施是 。 ②加入石灰乳，调pH=7发生的反应基本类型属于 。 ③写出“煅烧窑”中发生反应的化学方程式 。 4．（2024·陕西西安·三模）探秘中国古代冶炼技术。 (1)熔矿结银 ①冶炼：礁砂（指辉银矿）周围堆架木炭，点燃木炭后鼓风至一定温度，可熔化成铅银团块。“堆架”形式可使木炭充分燃烧，原因是 。 ②分银：在分金炉中熔化团块，铅熔化渗入炉灰中，银留在上层，可推测出银的熔点比铅 （填“高”或“低”）。 (2)采炼金属锡 ①采矿：“水锡……其质黑色……愈经淘取”，指水中淘取锡砂（锡矿石）。锡砂的主要成分为，其 （填“易”或“难”）溶于水。 ②冶炼：“凡煎炼亦用洪炉，入砂数百斤，丛架木炭亦数百斤，鼓辅（鼓入空气）熔化。”洪炉中发生的主要反应为，该反应属于基本反应类型中的 反应。 ③使用：古代锡器很少装酸性物质，因为锡能与酸反应。锡（Sn）元素在化合物中常见的化合价为，写出金属锡与稀盐酸反应的化学方程式 。 5．（23-24九年级下·山东青岛·阶段练习）铜是人类使用最早、应用广泛的金属。 （一）对古代铜制品认识 (1)“金（铜）柔锡柔，合两柔则刚。”表明铜合金的硬度比纯铜 （填“大”或“小”）。 (2)“每红铜六斤，入倭铅四斤……即成黄铜。”这里的倭铅是指 （填元素符号）。 （二）铜的制备研究 黄铜矿（主要成分是）是重要的含铜矿物，常用于冶炼金属铜。用黄铜矿常温细菌冶铜和高温火法炼铜的流程如下图所示 (3)金属M是世界上应用最广的金属，请写出该反应的化学方程式 。 (4)细菌冶铜时，当黄铜矿中伴有黄铁矿可明显提高的浸出速率，其原理如图所示： ①冶炼过程中，周边溶液的pH （填“增大”、“减小”或“不变”）。 ②火法炼铜时，由制得铜的原理是。两种炼铜方案中，“细菌冶铜”相比“火法炼铜”的优点是 （答一点即可）。 （三）铜矿的冶炼和回收 白合金是铜钴矿冶炼过程的中间产物，一种从白合金（主要含、CoO、CuS、及少量）中分离回收金属的流程如图： (5)“酸浸1”中，可以加快化学反应速率的措施有 （任写其中一种），CoO发生反应的化学方程式为 。 (6)“焙烧1”中，晶体[和]总质量随温度升高的变化情况如下： 温度区间/℃ 227~566 566~600 600~630 晶体总质量 变小 不变 变小 不变 ①升温至227℃过程中，晶体总质量变小的原因是 ；566~600℃发生分解的物质是 （填化学式）。 ②为有效分离铁、钴元素，“焙烧1”的温度应控制为 ℃。 (7)“酸浸2”中加入稀硫酸发生反应的化学方程式为 ；“滤渣2”是 （填化学式）。 6．（2024·福建三明·二模）我国是世界上最大的镁生产国，在全世界中的占比高达，但精炼镁资源会产生大量的碳排放和废水，为了保护环境，我国进行限产并减少出口。我国科学家提出，利用我国丰富的镁矿资源将吸收转变成重要的化工原料碳酸镁，生产过程如图所示： (1)二氧化碳矿化是一个化合反应，该反应的化学方程式为 ； (2)加热分解，生成碳酸镁和另外两种非金属氧化物，氧化物的化学式为 、 ； (3)要验证三种金属的活动性顺序，可以将打磨好的铁丝分别放入 溶液和 溶液中，然后根据产生的实验现象进行判断。 (4)将打磨过的镁条放入稀盐酸中，反应现象是 ，化学方程式为 。 7．（2024·江苏常州·模拟预测）从古自今，炼铁是非常重要的工艺。 (1)《三省边防备览》中记载了古法炼铁：“铁炉高一丈七八尺，中空，上有洞放烟，下层放炭，中安矿石。矿石几百斤，用炭若干斤，皆有分两，不可增减。旁用风箱，十余人轮流曳之，日夜不断火。炉底有桥，矿渣分出，矿之化为铁者，流出成铁板。” ①资料中能日夜不断火，原理是 （用方程式表达）。 ②“旁用风箱，十余人轮流曳之”，用风箱不断鼓风的目的是 。 ③“流出成铁板”中“铁板”属于 （填“纯净物”或“混合物”）。 (2)利用含铁量低的磁铁矿冶炼生铁的流程如下。 ①白云石的主要成分是CaMg(CO3)2，熔剂中一定含有的两种金属氧化物，写出其中一种金属氧化物是 （填化学式）。 ②“高温烧结”是将矿石烧成多孔结构，其目的是 。 ③以上流程中回收煤气可用作 ，流程中还可以回收 循环利用。 ④用1000t含46.4%四氧化三铁的磁铁矿炼得的铁，相当于 吨含杂质20%的赤铁矿（主要成分为氧化铁）炼得的铁。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！4 学科网（北京）股份有限公司 $$