第八单元 课题1 金属材料&课题2 金属的化学性质-【拔尖特训】2024-2025学年新教材九年级下册化学(人教版2024)

1 课题1　金属材料 ▶ “答案与解析”见P1 1. (2024·苏州)苏州是历史悠久的文化名城, 古今建筑交相辉映。下列建筑材料中,属于 金属材料的是 ( ) A. 城墙上的青砖 B. 古城门上的铜钉 C. 车站立柱里的水泥 D. 博物馆天窗上的玻璃 2. (2024·云南大学附属中学四模)新型合金材 料在航空航天领域被广泛应用。 (1) 材料———“天问一号”探测器应用新型镁 锂(Li)合金材料,金属镁是由 (填 “分子”“原子”或“离子”)构成的;锂原子在化 学反应中易失去1个电子形成锂离子,锂离 子的化学符号为 。 (2) 性质———镁锂合金与金属镁相比,优点 有 (写出一条)。 (3) 功能———空间站的天线是由钛镍形状记 忆合金制造的,它具有形状记忆功能。冶炼 金属钛涉及的原理为2Cl2+TiO2+2C 高温 􀪅􀪅 TiCl4+2X,则 X 的化学式为 ;在生 活中,钛合金的一种用途是 。 3. (中华传统文化)《吕氏春秋》记载:“金(铜)柔 锡柔,合两柔则为刚,燔(烧)之则为淖(液 体)。”下列说法中,不正确的是 ( ) A. 铜锡合金与纯铜相互刻画,纯铜上会留下 印记 B. 铜锡合金的抗腐蚀性能比组成它们的纯 金属的抗腐蚀性能更好 C. “合两柔则为刚”的过程是化学变化 D. 改变合金中元素比例可以得到不同性能 的合金 4. ★下列有关合金的叙述,正确的组合是 ( ) ① 合金中至少含有两种金属 ② 合金中的元素以化合物的形式存在 ③ 合金中一定含有金属 ④ 合金一定是混合物 ⑤ 合金的强度和硬度一般比组成它们的纯 金属更高 A. ①②③④⑤ B. ①② C. ①③④ D. ③④⑤ 5. 工业生产中常将两种金属在同一容 器中加热使其熔合,冷凝后得到合 金。如表所示为一些金属的熔、沸 点数据(其他条件均已满足),试判断不能制 得的合金是 ( ) 金 属 Na K Al Cu Fe 熔点/℃ 97.8 63.6 660 1085 1538 沸点/℃ 883 774 2467 2595 2861 A. Na-Al合金 B. Na-K合金 C. Fe-Cu合金 D. K-Fe合金 6. 如表所示为一些金属的熔点数据。 金 属 铜 锌 锡 铅 铋 镉 熔点/℃ 1085 420 232 327 271 321 (1) 铅锡合金中某种金属的质量分数与合金 的熔点有如图所示的关系,其中横坐标表示 的是 的质量分数;当合金的熔点最 低时,合金中铅与锡的质量比为 。 (第6题) (2) 保险丝由铋、铅、锡、镉等金属组成,其熔 点约为 (填字母)。 A. 15℃~30℃ B. 60℃~80℃ C. 235℃~250℃ D. 300℃~320℃ 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第八单元　金属和金属材料 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋注:标“★”的题目设有“方法归纳”或“易错警示”,详见“答案与解析”。 第八单元　金属和金属材料 2 课题2　金属的化学性质 第1课时 金属的化学性质 ▶ “答案与解析”见P1 1. 下列关于金属与氧气反应的说法,正确的是 ( ) A. 加热的铁丝在空气中能燃烧 B. 各种金属在常温下都能与氧气反应 C. 根据金属与氧气反应的难易程度可以初 步比较一些金属的活动性强弱 D. 在较高温度下能与氧气反应的金属,在常 温下也能与氧气反应 2. 古往今来,金属材料和制品在我们的社会生 活中一直起着非常重要的作用。请回答下列 问题: (1) 打磨光亮的铝锅置于空气中,铝锅表面 逐渐变暗,原因是 (用化学方程式表示)。 (2) 商后母戊鼎是世界上迄今出土的最大青 铜器,将青铜[铜锡(Sn)合金]放入足量稀硫 酸中,有气泡产生,请写出产生气泡的反应的 化学方程式: (生成物中的锡元素呈+2价)。 (3) 我国是世界上镁资源最为丰富的国家之 一,镁被称为“国防金属”,其用途十分广泛, 能用于制作烟花、闪光粉、照明弹,这是因为 。 (4) 铜锌合金外观与黄金极为相似,不法商 贩常用铜锌合金冒充黄金以牟取暴利。请写 出区分铜锌合金与黄金的方法: (写出一种)。 3. 把一枚洁净的铁钉放入稀盐酸中,有下列叙 述:① 铁钉的表面有气泡产生;② 溶液由无 色逐渐变成浅绿色;③ 铁钉的质量逐渐减 小;④ 生成物的质量小于反应物的质量。其 中正确的有 ( ) A. ①②③ B. ①③④ C. ①④ D. ①②③④ 4. (2023·西安期末)先向硫酸铜溶液中加入一 定质量的铝粉,充分反应后过滤,得蓝色滤液 和滤渣,再将滤渣烘干(不考虑操作中的损 失)。下列说法中,正确的是 ( ) A. 滤液中只含有硫酸铝 B. 滤渣的质量等于铝粉的质量 C. 向滤渣中滴加稀盐酸,无气泡产生 D. 发生反应的化学方程式为 Al+CuSO4 􀪅􀪅Cu+AlSO4 5. (2023·驻马店期末)某不纯的铁块2.8g与 足量的稀硫酸反应,生成0.12g氢气,则铁块 中混有的物质可能是 ( ) A. 铝 B. 锌 C. 碳 D. 铜 6. (2024·镇江期末)已知:金属与O2 反应生成氧化物。向一定量铜、镁 的混合粉末中,加入足量的稀硫酸, 充分反应后过滤,将洗净的滤渣在O2中充分 灼烧。实验中固体的质量变化如图所示。下 列说法中,正确的是 ( ) (第6题) A. a~b段反应得蓝色溶液 B. 混合粉末中铜、镁的质量比为4∶1 C. m=4.0,酸溶放出气体0.025 g D. c~d 段上每个点对应的固体组成均为 Cu和CuO 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 化学(人教版)九年级下 3 7. (2024·临汾期末)为研究“影响金属与稀盐 酸反应剧烈程度的因素”,某兴趣小组的同学 进行了如下探究。 [提出问题] 金属与稀盐酸反应的剧烈程度 受哪些因素的影响? [作出猜想] Ⅰ. 可能与金属本身的性质有关。 Ⅱ. 可能与稀盐酸的浓度有关。 Ⅲ. 可能与 有关。 [实验探究] 实验所用金属片均已用砂纸打磨。 (1) 实验一:为验证猜想Ⅰ,小红同学先分别 在两支试管中放入相同质量的锌片和铁片,然 后分别加入同体积、同浓度的稀盐酸,观察到 放锌片的试管中立即产生大量气泡,放铁片的 试管中只产生少量气泡,由此得出结论:锌比 铁更活泼。该方案是否合理? ,理 由是 。为继续验证猜想Ⅰ,小红 同学先分别在两支试管中放入相同质量、相 同表面积的锌片和铁片,然后分别加入同体 积、同浓度的稀盐酸,通过对比实验,观察到 ,则猜想Ⅰ成立。 (2) 实验二:为验证猜想Ⅱ,小军同学利用如 图甲所示的装置进行对照实验,使等质量、相 同表面积且过量的锌片分别与等体积、浓度 分别为5%和15%的稀盐酸反应。其中注射 器的作用是 (写出一种)。 (第7题) (3) 实验三:小军同学用压强传感器替换注 射器进行数字化实验,测得两次实验中压强 随时间的变化关系曲线如图乙所示。请根据 该图中信息写出两条合理结论: 。 8. 某兴趣小组的同学从实验室收集到一桶只含 有FeSO4、CuSO4的废液,他们想从中回收金 属铜和硫酸亚铁固体,设计了如图所示的操 作方案,据图回答下列问题: (第8题) (1) 固体A中含有 和 ,无 色气体X为 。(填化学式) (2) 步骤①②中反应的化学方程式分别为 、 。 (3) 操作a的名称为 ,在该操作中用 到了玻璃棒,其作用为 。 (4) 理论上所得硫酸亚铁固体的质量 (填“大于”“小于”或“等于”)原废液中硫酸亚 铁的质量。 9. ★(2023·广西)向三个烧杯中分别 放入足量的 Mg、Al、Fe粉末,同时 加入浓度相同的100 g稀盐酸,充分 反应。下列图像中,错误的是 ( ) A. B. C. D. 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第八单元　金属和金属材料 4 第2课时 置换反应 金属活动性顺序 ▶ “答案与解析”见P2 1. (2024·唐山迁安期末)下列反应中,属于置 换反应的是 ( ) A. Fe2(SO4)3+Fe􀪅􀪅3FeSO4 B. 2Na+2H2O􀪅􀪅2NaOH+H2↑ C. CaCO3 高温 􀪅􀪅CaO+CO2↑ D. 2NaCl+2H2O 通电 􀪅􀪅2NaOH+Cl2↑+H2↑ 2. (2024·吉林磐石期末)人类开发利用下列金 属单质的时间顺序与金属活动性强弱存在着 某种内在联系。由此推断,人类开发利用下 列金属的时间由先到后的顺序是 ( ) A. Cu、Fe、Al B. Cu、Al、Fe C. Fe、Al、Cu D. Al、Cu、Fe 3. (2024·邢台威县期末)向分别盛有甲、乙、丙 三种金属的试管中滴加稀盐酸,仅乙没有气 泡产生,丙的化合物溶液不能用甲制成的容 器盛放,则三者的金属活动性顺序为 ( ) A. 甲>乙>丙 B. 甲>丙>乙 C. 丙>甲>乙 D. 乙>甲>丙 4. (2024·陕西)化学课堂上,老师为同学们演 示了如图所示的实验。 (第4题) (1) 铜丝插入AgNO3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 式为 。 (2) 铝丝表面析出红色固体时,试管内溶液 中一定有 (水除外)。 5. 下列关于置换反应的说法,正确的是 ( ) A. 置换反应一定在溶液中进行 B. 有单质和化合物生成的反应一定是置换反应 C. 置换反应中一定有元素的化合价发生变化 D. 有单质和化合物参加的反应一定是置换反应 6. (2023·商丘期中)某金属R在化合物中常显 +1价,R的金属活动性比铜弱。某同学为 了验证R、铝、铜的金属活动性顺序,取这 三种金属适量,并选用了下列试剂进行探究, 其中无法达到实验目的的是 ( ) A. CuSO4溶液 B. 稀硫酸、CuSO4溶液 C. 稀硫酸、Al2(SO4)3溶液 D. Al(NO3)3溶液、RNO3溶液 7. (跨学科融合)(2024·淮北期末)某 小组的同学利用杠杆原理设计如图 所示实验,实验前先在杠杆的两端 分别挂质量相等的铜球和锌球(均已打磨), (第7题) 此时杠杆平衡,然后 将两个金属球分别 浸没在盛有稀硫酸 和FeSO4 溶液的烧 杯中进行实验。下 列说法中,不正确的是 ( ) A. 实验中观察到左端烧杯中无明显现象 B. 右端烧杯中反应后的溶液里一定有ZnSO4 C. 一段时间后移走烧杯,杠杆左端下沉 D. 该实验可得出铁的金属活动性比铜强 8. (2024·保定高碑店期末)有下列现象和事 实:① 铝制品比铁制品更易保存;② 锌与稀 硫酸反应速率适中,更适合实验室制取氢气; ③ 用硫酸铜溶液、石灰乳等配制农药波尔多 液,不宜用铁制容器盛装;④ 铜粉中含少量 锌粉,可以用足量稀盐酸去除。其中可用金 属活动性顺序作出合理解释的是 ( ) A. ①②③B. ②③④C. ①③④D. ①②③④ 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 化学(人教版)九年级下 5 9. ★(2023· 滨 州)向盛有 AgNO3、 Cu(NO3)2 和Al(NO3)3 的混合溶 液的试管中加入一定量铁粉,充分 反应后过滤,向滤渣中加入稀盐酸,有气泡产 生。下列说法中,正确的是 ( ) A. 滤渣中一定含有铁、铜、银 B. 滤液中一定含有Fe(NO3)2,可能含有 Al(NO3)3 C. 滤液的质量一定比原溶液的质量大 D. 滤液有可能呈蓝色 10. 利用如图所示的实验验证锌、铜、银的金属 活动性顺序。 (第10题) (1) 实验Ⅰ中观察到 (填实验现象),证 明该试管中发生了反应。 (2) 为了验证三种金属的活动性顺序,X可 以是 (写出一种)。 (3) 只利用锌片、铜片和AgNO3溶液,同样 能够验证锌、铜、银的金属活动性顺序:先将 放入适量AgNO3 溶液中,充分反 应后,再放入另一种金属片。 (4) 类比金属单质间的置换反应,某些非金 属单质间也能发生置换反应,如: ① Cl2+2HBr􀪅􀪅2HCl+Br2。 ② Br2+2HI􀪅􀪅2HBr+I2。 由此可判断Cl2、Br2、I2 的活动性由弱到强 的顺序为 。 11. (2024·常州二模)为研究铝和铜的金属活 动性,某研究小组的同学进行了如下探究。 (1) 小明设计的实验方案是先用砂纸打磨 铝片和铜片,“打磨”的目的是 ,再将打磨干净的铝片和铜片分别 放入稀盐酸中,观察现象。写出铝与稀盐酸 反应的化学方程式: 。 (2) 小芳将打磨干净的铝片放入浓氯化铜 溶液中,看到有大量气泡逸出,还有“白色沉 淀”这一现象出现。 [提出问题] 铝片与浓氯化铜溶液反应出现 的白色沉淀的成分是什么? [查阅资料] Ⅰ. AlCl3为白色透明晶体或白色而微带浅 黄色的固体,易溶于水和乙醇。 Ⅱ. CuCl为白色固体,不溶于水、乙醇,溶于 浓盐酸且溶液变为褐色,溶于浓氨水且溶液 变为蓝色。 [作出假设] 假设a:该白色沉淀中可能含有CuCl。 假设b:该白色沉淀中可能含有AlCl3。 假设c:该白色沉淀中可能含有Al。 [设计实验] 取白色沉淀分别进行如下实验。 实验编号 实验操作 实验现象 ① 加入适量浓盐酸 ② 加入 适 量 无 水 乙醇 固体部分溶解 ③ 加入适量 固体溶解,得 到 蓝色溶液 [得出结论] 由实验①可判断假设c不成立, 结合实验②③的现象可得出该白色沉淀的 成分是 。 [反思评价] 为探究铝与氯化铜溶液反应生 成CuCl的条件,该小组的同学查阅相关资 料发现:铝和氯化铜溶液反应分两步:Cu2+ Al →Cu+ Al →Cu。当铝和氯化铜恰好反应 生成CuCl时,参与反应的铝原子与铜离子 的个数比为 (填最简整数比)。 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第八单元　金属和金属材料 第八单元　金属和金属材料 课题1　金属材料 1. B 2. (1) 原子 Li+ (2) 硬度大(或强度高等合理答案均 可) (3) CO 做眼镜框架(或做人造骨等合理答案均可) 3. C 4. D [解析] 合金是由一种金属跟其他金属或非金属加 热熔合形成的具有金属特征的混合物,它具有硬度大、强 度高、耐腐蚀等优点,合金中至少含有一种金属,合金中的 元素一般以单质的形式存在。 对合金概念的正确理解 1. 合金中至少含有一种金属,但不一定都是金属; 合金可以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. 合金属于金属材料,具有金属的共性,如导电性、 导热性、金属光泽、延展性等。 3. 制造合金的过程是熔合,不是化合,也不是简单 的混合,该过程发生的是物理变化,合金不是化合物而 是混合物。 5. D [解析] 两种金属若能用题述方法制成合金,必须在 某一温度下同时呈液态,从温度上看,两者必须满足高熔 点金属的熔点低于低熔点金属的沸点。D选项中,K的沸 点为774 ℃,Fe的熔点为1 538 ℃,当铁开始熔化时,K早 已变成气体了,因此,K和Fe这两种金属不能用题述方法 制得合金。 6. (1) 锡 2∶3 (2) B [解析] (1) 本题可采用极值法 来解。由题图可知,当该金属的质量分数为零时,其熔点 要比质量分数为100%时高,因为铅的熔点比锡的熔点高, 所以横轴表示的是锡的质量分数。合金的熔点最低时锡 的质量分数为60%,所以铅的质量分数为40%,此时合金 中铅与锡的质量比为40%∶60%=2∶3。(2) 合金的熔点 比组成它们的纯金属的熔点低,由铋、铅、锡、镉等金属组 成的保险丝的熔点应低于232 ℃,排除C、D;保险丝的熔点 不能低于室温,排除A。 课题2　金属的化学性质 第1课时 金属的化学性质 1. C 2. (1) 4Al+3O2 􀪅􀪅2Al2O3 (2) Sn+H2SO4 􀪅􀪅 SnSO4+H2↑ (3) 镁燃烧能够发出耀眼的白光 (4) 分 别加热,表面变黑的是铜锌合金(或分别加入稀硫酸中,有 气泡冒出的是铜锌合金等合理答案均可) 3. A 4. C [解析] 由于铝的金属活动性强于铜,向CuSO4 溶 液中加入一定质量的铝粉,Al和CuSO4 反应生成了Cu和 Al2(SO4)3。充分反应后过滤,得蓝色滤液和滤渣,说明 CuSO4没有全部参与反应,即滤渣中不可能有铝,一定有 铜,滤液中有生成的Al2(SO4)3 和未反应完的CuSO4,A 错误;由化学方程式2Al+3CuSO4􀪅􀪅Al2(SO4)3+3Cu 可知,每54份质量的铝会置换出192份质量的铜,所以滤 渣铜的质量大于铝粉的质量,B、D错误;滤渣中只有铜,滴 加稀盐酸,无气泡产生,C正确。 5. A [解析] 由铁与稀硫酸反应的化学方程式及部分物 质间的质量关系:Fe 56 +H2SO4􀪅􀪅FeSO4+H2 2 ↑,可知每 56份质量的铁与稀硫酸反应生成2份质量的氢气,则2.8 g 铁和稀硫酸完全反应生成0.1 g氢气,小于0.12 g。A项, 2Al 54 +3H2SO4􀪅􀪅Al2(SO4)3+3H2 6 ↑,2.8 g铝和稀硫酸 完全反应生成氢气的质量约为0.3 g,因此铁块中混有的物 质可能是铝;B项,Zn 65 +H2SO4􀪅􀪅ZnSO4+H2 2 ↑,2.8 g 锌和稀硫酸完全反应生成氢气的质量小于0.1 g,因此铁块 中混有的物质不可能是锌;C项,碳和稀硫酸不反应,因此 铁块中混有的物质不可能是碳;D项,铜和稀硫酸不反应, 因此铁块中混有的物质不可能是铜。 6. B [解析] 镁能与稀硫酸反应,铜不能与稀硫酸反应, 开始加入稀硫酸,只有镁和稀硫酸反应生成硫酸镁和氢 气。因加入足量的稀硫酸,所以过滤后的固体只有铜。 a~b段发生的是镁和稀硫酸的反应,生成硫酸镁和氢气, 铜不反应,所以溶液为无色,A错误。铜与氧气加热反应生 成氧化铜,灼烧后与加入稀硫酸前固体的质量相同,则氧 化铜中氧元素的质量与混合粉末中镁的质量相等,所以混 合粉末中铜、镁的质量比为64∶16=4∶1,B正确。由B 的分析知m=4.0,设生成氢气的质量为x。 Mg 24 4.0 g-3.2 g +H2SO4􀪅􀪅MgSO4+H2 2 x ↑ 24 2= 4.0 g-3.2 g x x≈0.067 g C错误。c点时铜还未与氧气反应,则固体只有铜,d点之 后固体的质量不变,则d 点时铜完全反应,固体只有氧化 铜,D错误。 7. [作出猜想] 金属和稀盐酸的接触面积 [实验探究] 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 1 (1) 否 锌片和铁片与稀盐酸的接触面积可能不同 放锌 片的试管中产生大量气泡,放铁片的试管中产生少量气泡 (2) 收集并测量生成氢气的体积(或平衡装置内外压强) (3) 稀盐酸的浓度越大,产生的氢气越多;稀盐酸的浓度越 大,反应的速率越大 [解析] [实验探究] (1) 实验中所用 锌片和铁片的质量虽然相同,但是与稀盐酸的接触面积不 一定相同,所以不能根据产生气泡的速率来判断金属的活 动性强弱,该方案不合理。应先分别在两支试管中放入相 同质量、相同表面积的锌片和铁片,然后分别加入同体积、 同浓度的稀盐酸,通过对比实验,观察到放锌片的试管中 产生大量气泡,放铁片的试管中产生少量气泡,则猜想Ⅰ 成立。(2) 注射器的作用是收集生成的气体且能大致测量 出气体的体积或平衡装置内外压强。(3) 题图乙中的曲线 斜率可以表示反应速率,装置中压强的大小可以表示产生 氢气的多少。根据曲线图可知,等质量、相同表面积且过 量的锌片与酸反应时,酸的浓度越大,反应速率越大,生成 的氢气越多。 8. (1) Fe Cu H2 (2) Fe+CuSO4􀪅􀪅FeSO4+Cu Fe+H2SO4􀪅􀪅FeSO4+H2↑ (3) 过滤 引流 (4) 大 于 [解析] (1) 步骤①中加入的铁是过量的,铁与硫酸铜 反应生成硫酸亚铁和铜,所以固体A中含有Fe、Cu;铁与稀 硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,无色气体X为H2。(3) 过 滤可以将不溶性固体与液体分离,所以操作a为过滤,过 滤中玻璃棒的作用为引流。(4) 铁和硫酸铜反应会生成 硫酸亚铁,铁与稀硫酸反应也会生成硫酸亚铁,所以理论 上所得硫酸亚铁固体的质量大于原废液中硫酸亚铁的 质量。 9. D [解析] 足量的 Mg、Al、Fe三种金属与浓度相同的 100 g稀盐酸反应,稀盐酸完全反应时,消耗稀盐酸的质量 相等,参与反应及生成的各物质的质量关系分别为Fe 56 + 2HCl 73 􀪅􀪅FeCl2 127 +H2 2 ↑、Mg 24 +2HCl 73 􀪅􀪅MgCl2 95 +H2 2 ↑、 2Al 18 +6HCl 73 􀪅􀪅2AlCl3 89 +3H2 2 ↑。由以上质量关系可得 出,三种生成物的质量大小关系为FeCl2>MgCl2>AlCl3, 则反应后溶液增加的质量关系为Fe>Mg>Al,A正确。 参与反应的金属的质量相同时,Fe、Mg、Al消耗的HCl的 质量关系为73 56∶ 73 24∶ 73 18 ,所以质量相同的三种金属消耗 稀盐酸的质量关系为Al>Mg>Fe,B正确。Fe、Mg、Al三 种金属的活动性顺序为 Mg>Al>Fe,则它们与稀盐酸反 应的速率大小关系为Mg>Al>Fe,稀盐酸未完全反应时, 镁反应的速率最大,相同的时间内产生氢气的质量最大, 铁反应的速率最小,相同的时间内产生氢气的质量最小; 稀盐酸不足时,产生氢气的质量由酸的质量决定,三种金 属产生氢气的质量相等,C正确。反应结束后,三种金属消 耗稀盐酸的质量相等,由以上质量关系可得出,完全反应 后消耗金属的质量关系为m(Fe)∶m(Mg)∶m(Al)= 56∶24∶18,所以参加反应的Fe的质量最大,Mg次之,Al 最小,D错误。 金属与酸反应产生氢气质量大小的判断 (金属以镁、铝、锌、铁为例,酸以稀盐酸、稀硫酸为例) 1. 等质量的不同金属与足量的酸充分反应后,生成 氢气的质量关系为铝>镁>铁>锌。(一般规律:等价 金属产生氢气的质量与金属的相对原子质量成反比,将 铝元素换算成+2价,其相对原子质量相当于18) 2. 足量的金属与等质量、等浓度的酸充分反应后产 生氢气的质量相等。 第2课时 置换反应 金属活动性顺序 1. B 2. A 3. B 4. (1) 铜丝表面有银白色固体析出 溶液由无色变为蓝 色 Cu+2AgNO3􀪅􀪅Cu(NO3)2+2Ag (2) Al(NO3)3 5. C [解析] 置换反应不一定在溶液中进行,如C+2CuO 高温 􀪅􀪅2Cu+CO2↑,A错误;有单质和化合物生成的反应不 一定是置换反应,如2H2O2 MnO2 􀪅􀪅􀪅􀪅2H2O+O2↑,B错误; 置换反应有新的单质生成,单质中元素的化合价为0,因此 置换反应前后一定有元素的化合价发生变化,C正确;有单 质和化合物参加的反应不一定是置换反应,如CH4+2O2 点燃 􀪅􀪅CO2+2H2O,D错误。 6. C [解析] 铝能与CuSO4反应生成硫酸铝和铜,R不能 与硫酸铜反应,说明金属活动性:铝>铜>R,A可以达到 实验目的;铝能与稀硫酸反应生成氢气,铜不能与稀硫酸 反应,说明金属活动性:铝>(氢)>铜,R不能与硫酸铜反 应,说明金属活动性:铜>R,由此可得出三种金属的活动 性:铝>铜>R,B可以达到实验目的;铝能与稀硫酸反应 生成氢气,铜、R不能与稀硫酸反应,说明金属活动性:铝> (氢)>铜、R,R、铜均不能与Al2(SO4)3 反应,无法验证R 和铜的金属活动性强弱,C不可以达到实验目的;铜不能与 Al(NO3)3反应,说明金属活动性:铝>铜,铜能与RNO3 反应置换出R,说明金属活动性:铜>R,由此可得出三种 金属的活动性:铝>铜>R,D可以达到实验目的。 7. D [解析] 在金属活动性顺序中,铜位于氢之后,不能 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 2 与稀硫酸反应,故实验中观察到左端烧杯中无明显现象,A 选项说法正确。锌的金属活动性比铁强,与硫酸亚铁反应 生成硫酸锌和铁,右端烧杯中反应后的溶液里一定有 ZnSO4,B选项说法正确。左端铜球质量不变,由Zn 65 + FeSO4􀪅􀪅ZnSO4+Fe 56 可知,每65份质量的锌可置换出 56份质量的铁,右端反应后锌球质量减小,因此移走烧杯 后,杠杆左端下沉,C选项说法正确。左端烧杯中无明显现 象,说明铜在金属活动性顺序中排在氢之后;右端烧杯中 锌能置换出硫酸亚铁溶液中的铁,说明锌的金属活动性比 铁强,但不能得出铁的金属活动性比铜强,D选项说法 错误。 8. B [解析] ① 铝制品比铁制品更易保存,是因为铝在空 气中能与氧气反应,在其表面生成一层致密的氧化铝薄 膜,从而防止内部的铝进一步被氧化,不能用金属活动性 顺序作出合理解释。② 锌与稀硫酸反应速率适中,更适合 实验室制取氢气,是因为锌在金属活动性顺序中排在氢之 前,且活动性适中,可用金属活动性顺序作出合理解释。 ③ 用硫酸铜溶液、石灰乳等配制农药波尔多液,不宜用铁 制容器盛装,是因为铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和 铜,可用金属活动性顺序作出合理解释。④ 铜粉中含少量 锌粉,可以用足量稀盐酸去除,是因为在金属活动性顺序 中,锌位于氢前面,能与稀盐酸反应;铜位于氢后面,不能 与稀盐酸反应,可用金属活动性顺序作出合理解释。 9. A [解析] 由金属活动性:Al>Fe>Cu>Ag可知,向 盛有AgNO3、Cu(NO3)2和Al(NO3)3 的混合溶液的试管 中加入一定量铁粉,铁不能与 Al(NO3)3 反应,铁先与 AgNO3反应生成硝酸亚铁和银,AgNO3反应完后,若还有 铁粉剩余,铁才能与Cu(NO3)2 反应生成硝酸亚铁和铜。 充分反应后过滤,向滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生,说明 滤渣中含有铁,则AgNO3、Cu(NO3)2 完全反应,滤渣中一 定含有铁、铜、银,一定不含Al,滤液中一定含有Fe(NO3)2、 Al(NO3)3,一定不含AgNO3、Cu(NO3)2,A正确、B错误。 由Fe 56 +2AgNO3􀪅􀪅Fe(NO3)2+2Ag 216 可知,每56份质量 的铁可置换出216份质量的银,溶液的质量会减小;由 Fe 56 +Cu(NO3)2􀪅􀪅Fe(NO3)2+Cu 64 可知,每56份质量的 铁可置换出64份质量的铜,溶液的质量会减小;因此滤液 的质量一定比原溶液的质量小,C错误。由于滤液中不含 Cu(NO3)2,含有Fe(NO3)2,所以滤液不可能呈蓝色,滤液 呈浅绿色,D错误。 金属与金属化合物溶液反应产物的判断 当把一种金属放入多种金属化合物的混合溶液中 时,先观察一下化合物中所含金属在金属活动性顺序中 是否排在单质金属的后面。若只有一种化合物中的金 属排在单质金属的后面,则只发生一个化学反应,其他 化合物仍存在于溶液中;若有多种化合物中的金属排在 单质金属的后面,则单质金属先与活动性最弱的金属的 化合物溶液反应。 10. (1) 铜片表面出现银白色固体,溶液由无色变为蓝色 (2) CuSO4 溶液(合理答案均可) (3) 铜片 (4) I2< Br2<Cl2 [解析] (2) 实验Ⅰ证明了铜的活动性强于银, 只要再验证锌的活动性强于铜即可,通过锌能与硫酸铜溶 液反应可证明锌的活动性强于铜,所以X可以是CuSO4溶 液。(3) 只利用锌片、铜片和AgNO3 溶液,同样能够验证 锌、铜、银的金属活动性顺序:先把铜片放入硝酸银溶液中, 铜片表面有银白色固体析出,溶液由无色变为蓝色;再将 锌片放入所得溶液中,锌片表面有红色固体析出,溶液由 蓝色逐渐变为无色,由此可以比较银、铜、锌这三种金属的 活动性。(4) 由题意可知,类比金属单质间的置换反应,某 些非金属单质间也能发生置换反应,即活泼的非金属单质 能把不活泼的非金属从其化合物中置换出来。由Cl2+ 2HBr􀪅􀪅2HCl+Br2 可以判断Cl2 比Br2 活泼;由Br2+ 2HI􀪅􀪅2HBr+I2 可以判断Br2 比I2 活泼,由此可判断 Cl2、Br2、I2的活动性由弱到强的顺序为I2<Br2<Cl2。 11. (1) 除去金属表面的氧化物 2Al+6HCl􀪅􀪅2AlCl3+ 3H2↑ (2) [设计实验] ① 无气泡产生,固体全部溶解, 得到褐色溶液 ③ 浓氨水 [得出结论] CuCl和AlCl3(或 氯化亚铜、氯化铝) [反思评价] 1∶3 [解析] (2) [设计 实验] ① 根据假设c不成立,则白色沉淀中不含铝,所以加 入浓盐酸无气泡产生。实验②中固体部分溶解,说明含氯 化铝,实验③得到蓝色溶液,说明含氯化亚铜;所以加入浓 盐酸后,固体全部溶解,溶液呈褐色。③ 由上面分析可知, 白色沉淀中含有氯化铝和氯化亚铜,结合题中信息(AlCl3 易溶于水和乙醇,CuCl溶于浓氨水且溶液变为蓝色)以及 实验③的现象(固体溶解,得到蓝色溶液)可知,实验③的操 作为加入适量浓氨水。[得出结论] 由实验①可判断假设c 不成立;由实验②加入适量无水乙醇,固体部分溶解,说明 含氯化铝;由实验③加入适量浓氨水,固体溶解,得到蓝色 溶液,说明含氯化亚铜。综上可知,该白色沉淀的成分是 CuCl和AlCl3。[反思评价] 铝和氯化铜溶液反应分两步: Cu2+ Al →Cu+ Al →Cu。当铝和氯化铜恰好反应生成CuCl 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 3 时,根据化学方程式Al+3CuCl2􀪅􀪅AlCl3+3CuCl可知, 参与反应的铝原子与铜离子的个数比为1∶3。 专题特训（一）　金属活动性顺序及其应用 1. B [解析] 铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,说明铁 的金属活动性强于铜;铜用于制作导线,与化学性质无关; 波尔多液中含有硫酸铜,铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚 铁,说明铁的金属活动性强于铜;铁可以与稀盐酸或稀硫 酸反应生成氢气,说明铁的活动性强于氢,而铜不能与稀 盐酸或稀硫酸反应生成氢气,说明铜的活动性弱于氢,从 而可以证明铁的金属活动性强于铜。 2. B [解析] 把X和Y分别放入稀硫酸中,X溶解并产生 氢气,而Y不反应,说明金属活动性顺序为X>(H)>Y; 把Y和Z分别放入硝酸银溶液中,过一会儿,Y表面有银 析出,而Z表面没有变化,说明金属活动性顺序为Y> Ag>Z[或Y>Z(Ag)],所以金属活动性顺序为X>(H)> Y>Ag>Z[或X>(H)>Y>Z(Ag)]。由上述分析可知, 三种金属可能分别是铁、铜、银,A正确;由上述分析可知, Y比银活泼,但不一定比铜活泼,不一定能从硫酸铜溶液中 置换出铜,B错误;X和稀盐酸反应后,参加反应的金属质 量大于逸出氢气的质量,溶液的质量会增大,C正确;由上 述分析可知,三种金属的活动性由强到弱的顺序是X> Y>Z,D正确。 3. B [解析] 将金属N放入稀盐酸中,有气泡产生并生成 NCl2,说明N能与稀盐酸反应,即金属活动性:N>(H),且 N在化合物中的化合价为+2;将金属N放入ZnSO4 溶液 中,无明显变化,说明金属活动性:Zn>N。由于金属活动 性:N>(H),因此N能与H2SO4反应,化学方程式为N+ H2SO4􀪅􀪅NSO4+H2↑,故A正确;由于金属活动性: Mg>Zn>N,因此N不能与MgSO4 反应,故B错误;由于 金属活动性:Al>Zn>N,因此Al能与NSO4反应,化学方 程式为2Al+3NSO4􀪅􀪅3N+Al2(SO4)3,故C正确;由于 金属活动性:N>(H)>Cu,因此N能与CuSO4 反应,化学 方程式为N+CuSO4􀪅􀪅NSO4+Cu,故D正确。 4. B [解析] 加入金属 M后,滤液为无色,说明 M能与 CuSO4反应,且CuSO4完全反应,说明M的金属活动性比 铜强,但无法确定M与Zn的金属活动性强弱,A错误;若 M的金属活动性强于锌,M能与硫酸锌反应,反应后M有 剩余,则此时滤液中的溶质是M的硫酸盐,滤液中的溶质 可能只有一种,B正确;向滤渣中滴加稀盐酸,有气泡产生, 说明滤渣中含有能与稀盐酸反应的金属,可能是锌,也可 能是M,还可能是锌和M,C错误;若 M为铝,铝在化合物 中显+3价,与CuSO4 溶液反应后生成Cu和 M2(SO4)3, D错误。 5. D [解析] t1 s时,锌生成的氢气比铁生成的氢气多,说 明锌比铁活泼,观察到铜与稀硫酸不反应,可以得出金属 活动性:Zn>Fe>Cu,A错误;由于反应放热,造成气体膨 胀,当反应结束后温度下降,氢气的体积减小,若气密性不 好,则氢气的体积会一直下降,所以,氢气的体积从a mL 降到b mL,不是因为装置气密性不好,B错误;a>c说明 Zn与稀硫酸反应放出的热量多,气体膨胀的体积大,由图 可知,最后产生氢气的量是相等的,C错误;最后生成的氢 气一样多,说明消耗的稀硫酸一样多,而铁的相对原子质 量小于锌的相对原子质量,因此产生相同体积的氢气,消 耗锌的质量大于铁,而加入铁和锌的质量相等,则反应结 束后剩余的铁一定比锌多,即锌可能剩余,但是剩余的质 量不如铁的大,锌也可能恰好完全反应不剩余,D正确。 6. (1) Hg (2) 铁片表面出现红色物质,溶液由蓝色逐渐 变为浅绿色 SO2-4 Fe2+ (3) Fe和Cu(或铁和铜) > [解析] (3) 三种金属的活动性顺序为Zn>Fe>Cu,因此 向CuSO4 溶液中加入Zn和Fe的混合粉末时,Zn先与 CuSO4发生反应,化学方程式为Zn+CuSO4􀪅􀪅ZnSO4+ Cu,每65份质量的Zn可以置换出64份质量的Cu,则这个 过程中固体的总质量减小;待Zn消耗完,Fe与CuSO4 发 生反应,化学方程式为Fe+CuSO4􀪅􀪅FeSO4+Cu,每56份 质量的Fe可以置换出64份质量的Cu,则这个过程中固体 的总质量增大。因此,图丙中A 点时Zn已经完全消耗,固 体中有Fe和Cu。由图丙知,最终固体的总质量小于开始 时加入的混合粉末的质量,说明反应中消耗Zn的质量大 于消耗Fe的质量。 7. A [解析] ① 铜、银都不能和稀盐酸反应,不能比较铜 和银的金属活动性强弱,故不能用稀盐酸、铝、铜、银验证; ② 银不能和硫酸铜溶液反应,说明铜的金属活动性比银 强,铝能和硫酸铜溶液反应,说明铝的金属活动性比铜强, 故可以用硫酸铜溶液、铝、银验证;③ 铜能和硝酸银溶液反 应,说明铜的金属活动性比银强,铜不能和硫酸铝溶液反 应,说明铝的金属活动性比铜强,故可以用硫酸铝溶液、硝 酸银溶液、铜验证;④ 铜、银都不能和硫酸铝溶液反应,不 能比较铜和银的金属活动性强弱,故不能用硫酸铝溶液、 铜、银验证;⑤ 先将铜丝插入硝酸银溶液中,铜能将银置换 出来,说明铜的金属活动性比银强,铜与硝酸银完全反应 后得到了硝酸铜,再将铝丝插入硝酸铜溶液中,铝能将铜 置换出来,说明铝的金属活动性比铜强,故能用硝酸银溶 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 4