内容正文:
专题08 金属和金属材料
考点概览
题型一 金属和金属材料
题型二 金属的化学性质
题型三 金属资源的利用和保护
金属和金属材料题型一
1.(2025·湖南长沙长郡教育集团·一模)(多选)下列关于合金的说法正确的是
A.合金属于金属单质 B.合金的硬度一般比各成分金属大
C.合金属于金属材料 D.多数合金的熔点高于组成它的成分金属
【答案】BC
【详解】A、合金是一种金属与另一种或几种金属或非金属经过混合熔化而形成的,则合金属于混合物,不属于金属单质,故选项说法错误
B、合金的硬度比其组成中的纯金属硬度要大,故选项说法正确;
C、金属材料包括纯金属和合金,则合金属于金属材料,故选项说法正确;
D、合金的熔点比其组成中纯金属的熔点要低,故选项说法错误;
故选BC。
2. (2025·湖南湘西凤凰·一模)东汉时期的“马踏飞燕”堪称我国古代青铜器艺术中无与伦比的珍品。其制作材料属于
A.合成材料 B.天然材料 C.金属材料 D.复合材料
【答案】C
【详解】铸造马踏飞燕所用的是青铜,青铜由铜和锡熔合而成的合金,属于金属材料。故选C。
3. (2025·湖南三湘大联考·一模)金属矿物储量有限且不可再生,废品回收,节约又环保。下列回收的物品属于金属材料的是
A.旧书本 B.塑料 C.易拉罐 D.玻璃门
【答案】C
【详解】A、旧书本由纤维素等制成,属于天然材料,不符合题意;
B、塑料属于合成材料,不符合题意;
C、易拉罐由铝合金等制成,属于金属材料,符合题意;
D、玻璃门由玻璃制成,属于无机非金属材料,不符合题意。
故选C。
4.(2025·湖南永州·一模)蛇年(2025)春晚吉祥物“巳(sì)升升”(寓意“巳巳如意,生生不息”的主题)的眉眼取自四川广汉三星堆遗址出土的青铜蛇形器的歧羽纹、臣字目。青铜是在纯铜中加入铅的合金。下列有关说法不正确的是
A.青铜是混合物 B.青铜属于金属材料
C.青铜易溶于稀盐酸 D.青铜的硬度比铅的硬度大
【答案】C
【详解】A、青铜是在纯铜中加入铅的合金,属于混合物,故说法正确;
B、金属材料包括金属和合金,青铜属于合金,属于金属材料,故说法正确;
C、青铜中铜排在氢的后面,不与盐酸反应,故说法错误;
D、合金比组成成分金属的硬度大,青铜的硬度比铅的硬度大,故说法正确。
故选C。
5. (2025·湖南·模拟)菜刀是厨房必备的厨具,制作菜刀的主要材料是不锈钢,不锈钢属于
A.无机非金属材料 B.金属材料 C.高分子材料 D.复合材料
【答案】B
【解析】金属材料包括纯金属和合金,不锈钢是铁的合金,属于金属材料。
故填:B。
6. (2025·湖南岳阳第二中学·一模)“垃圾”是放错了位置的资源,应该分类回收。生活中废弃的铁锅、铝质易拉罐,铜导线等可以归为一类加以回收,它们属于
A.非金属 B.金属及合金 C.氧化物 D.矿物
【答案】B
【详解】A、铁锅、铝质易拉罐,铜导线等属于金属,故选项不符合题意;
B、铁锅、铝质易拉罐、铜导线是由金属及合金制成,故选项符合题意;
C、氧化物是指由两种元素组成,且其中一种为氧元素的化合物,则铁锅、铝质易拉罐、铜导线不属于氧化物,故选项不符合题意;
D、矿物是具有一定化学组成的天然化合物,则铁锅、铝质易拉罐、铜导线不属于矿物,故选项不符合题意;
故选:B。
7. (2025·湖南永州第十六中学·一模) “天舟二号”的成功发射彰显了中国航天的力量,在航天科技中会用到大量金属材料。下列有关金属材料的说法错误的是
A.黄铜的硬度比纯铜的大
B.生铁的含碳量比钢的高
C.生锈的铁制品没有回收价值
D.铝合金被广泛用于火箭、飞机、轮船等制造业
【答案】C
【详解】A、一般合金的硬度大于其组成中纯金属的硬度,所以纯铜比黄铜的硬度小,选项说法正确;
B、生铁是含碳量为2%~4.3%的铁合金,钢是含碳量为0.03%~2%的铁合金,生铁的含碳量比钢高,故选项说法正确;
C、生锈的钢铁制品可以回收重新利用,这样既可以节约能源,又可以减少环境污染,选项说法错误;
D、铝合金硬度大、耐腐蚀性强,被广泛用于火箭、飞机、轮船等制造业,选项说法正确。
故选:C。
8.(2025·湖南长沙长郡集团·模拟预测三)材料是时代进步的重要标志之一。下列属于金属材料的是
A.橡胶 B.金刚石 C.黄铜 D.塑料。
【答案】C
【详解】A、天然橡胶属于天然材料,合成橡胶属于合成材料,不符合题意;
B、金刚石是碳单质,属于非金属材料,不符合题意;
C.黄铜是铜的合金,属于金属材料,符合题意;
D、塑料属于合成材料,不符合题意。
故选:C。
9.(2025·湖南长沙长郡湘府中学·一模)金属在生活中有广泛的应用。下列做法正确的是
A.菜刀喷漆防锈
B.用钢刷擦洗铝制品
C.雨淋过的自行车要尽快擦干
D.日常生活中,铝制品比铁制品更耐腐蚀,其原因是铁比铝活泼
【答案】C
【详解】A、菜刀喷漆防锈理论上可行,但在实际应用中存在问题,菜刀需要频繁接触食物,漆层容易脱落或损坏,反而可能加速腐蚀,做法错误,不符合题意;
B、用钢刷擦洗铝制品,会破坏铝制品表面的氧化膜,导致内部金属暴露,加速腐蚀,做法错误,不符合题意;
C、雨淋过的自行车要尽快擦干,防止生锈,做法正确,符合题意:
D、铝比铁活泼,但铝制品比铁制品更耐腐蚀,是因为铝在常温下能与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜,能阻止内部金属进一步被氧化,说法错误,不符合题意。
故选:C。
10.(2025·湖南长沙长郡集团·一模)金属材料的应用推动了社会的发展。下列有关金属及其合金的说法错误的是
A.生铁和钢是含碳量不同的铁合金
B.铁制品生锈后没有回收价值
C.锡制成锡箔是利用锡的延展性
D.钛和钛合金被广泛用于火箭、导弹、航天器等
【答案】B
【详解】A、生铁和钢均为铁合金,主要区别在于含碳量:生铁(2%-4.3%)高于钢(0.03%-2%),正确;
B、生锈的钢铁制品回收,有利于金属资源的充分利用,错误;
C、延展性指金属可被压成薄片(延性),锡制作正是利用这一性质,正确;
D、钛和钛合金具有优良的性能,被广泛用于火箭、导弹、航天飞机和通信设备等,故选项正确。
故选:B。
11. (2025·湖南永州·一模)认真阅读下列材料,回答有关问题。
唐鎏金铁芯铜龙,1975 年出土于西安,收藏于陕西历史博物馆。这件铜龙 “以铁铸造内芯,铁上包铜,外层镀金”, 其外表使用了鎏金的装饰工艺,内部最中间是由铁制成的一个中心,外侧则是铜质的龙身,反映出唐代高超的铸造工艺。这件铜龙通体鎏金,身体细长,两只有力的前爪紧扣地面,龙头与上身呈 “S” 形,龙嘴张开,露出牙齿和弯曲的龙舌,两只圆睁的双眼直视前方,龙角紧贴头部向后伸展,龙尾从高高上扬的后肢处反折向龙头上方,以曲身腾飞之势展现大唐之美。
(1)唐鎏金铁芯铜龙中含有的金属有______(任写一种元素符号)。
(2)“铁上包铜” 可通过铁与硫酸铜溶液反应实现,该反应说明铁的金属活动性比铜的______(填 “强” 或 “弱”)。
(3)这件铜龙外层 “镀金” 而不是 “镀铁” 的原因是______。
【答案】(1)Fe(或Cu、Au)
(2)强
(3)金的化学性质稳定,不易被腐蚀,能使铜龙长久保存
【详解】(1)这件铜龙 “以铁铸造内芯,铁上包铜,外层镀金”,可知文物中至少含有铁、铜、金三种金属,符号为:Fe、Cu、Au;
(2)铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,说明铁的金属活动性比铜的强
(3)这件铜龙外层“镀金” 而不是“镀铁”的原因是金的化学性质稳定,不易被腐蚀,能使铜龙长久保存。
12. (2025·湖南娄底涟源·一模节选)科技激励中国心,创新筑牢强国梦。中国科技的快速发展,让国人在骄傲和自豪的同时更加坚定了实现科技强国的梦想。下图是近期我国在科技领域中突出的典型实例,请分析图文信息,解答相关问题。
(1)图1:2023年6月15日,“长征二号丁遥八十八”运载火箭成功将“吉林一号高分06A星”等41颗卫星准确送入预定轨道,发射任务取得圆满成功。运载火箭用液氢作燃料,能量转化形式是___________转化为热能。
(2)图2:大国重器“深海一号”是我国首个自主勘探开发的超深水大气田,它的二期工程已全面开工建设,为我国深化油气勘探开发又迈出可喜一步。海面上部桁架式组块及海底管道运用了大量的超高强钢,为防止其生锈,可采取的措施是___________。
(3)图3:我国自主研制的灭火、水上救援水陆两栖飞机“鲲龙-600”拥有执行灭火任务能力。“鲲龙-600”飞机外壳采用钛铝合金制成,其优点是___________。
唐鎏金铁芯铜
【答案】(1)化学能
(2)采用不锈钢材质,涂油漆等(答案合理就行)
(3)密度小,抗腐蚀性强,强度大(答案合理就行)
【详解】(1)运载火箭用液氢作燃料,氢气燃烧放出热量,化学能转化成热能;
(2)铁生锈是铁与空气中的氧气和水共同作用的结果,在金属表面涂油漆能隔绝氧气和水,防止铁生锈;(3)合金的硬度大、抗腐蚀性强,“鲲龙-600”飞机外壳采用钛铝合金制成,其优点是密度小,抗腐蚀性强,强度大。
金属的化学性质题型二
1. (2025·湖南长沙长郡集团·模拟预测三)(多选)为了验证Zn、Ag、Cu三种金属的活动性顺序,以下方案可行的是
A.Zn、CuSO4溶液、Ag B.Zn(NO3)2溶液、Cu、AgNO3溶液
C.Zn、Ag、Cu、H2SO4溶液 D.Zn、Ag、Cu、FeSO4溶液
【答案】AB
【详解】A、锌与硫酸铜反应生成铜和硫酸锌,说明金属活动性Zn>Cu;银与硫酸铜不反应,说明金属活动性Cu>Ag,由此可得三种金属的金属活动性顺序为Zn>Cu>Ag,方案可行,符合题意;
B、硝酸锌与铜不反应,说明金属活动性Zn>Cu;铜与硝酸银反应生成银和硝酸铜,说明金属活动性Cu>Ag,由此可得三种金属的金属活动性顺序为Zn>Cu>Ag,方案可行,符合题意;
C、锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气,说明金属活动性Zn>H;铜、银与硫酸均不反应,说明金属活动性H>Cu、H>Ag由此可得金属活动性Zn>Cu、Zn>Ag,不能比较铜、银的金属活动性顺序,方案不可行,不符合题意;
D、锌与硫酸亚铁反应生成铁和硫酸锌,说明金属活动性Zn>Fe;铜、银与硫酸亚铁均不反应,说明金属活动性Fe>Cu、Fe>Ag,由此可得金属活动性Zn>Cu、Zn>Ag,不能比较铜、银的金属活动性顺序,方案不可行,不符合题意。
故选:AB。
2.(2025·湖南长沙雅礼集团·模拟预测三)(多选)下列物质不能由金属与酸直接作用得到的是
A.FeCl2 B.AlCl3 C.CuCl2 D.AgCl
【答案】CD
【详解】A、铁的金属活动性排在氢前面,能与稀盐酸发生置换反应,化学方程式为Fe+2HCl=FeCl2+H2↑,所以FeCl2能由金属与酸直接作用得到;
B、铝的金属活动性排在氢前面,能与稀盐酸发生置换反应,化学方程式为2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑,所以AlCl3能由金属与酸直接作用得到;
C、铜的金属活动性排在氢后面,不能与稀盐酸发生置换反应,所以CuCl2不能由金属铜与稀盐酸直接作用得到;
D、银的金属活动性排在氢后面,不能与稀盐酸发生置换反应,所以AgCl不能由金属银与稀盐酸直接作用得到。
故选CD。
3. (2025·湖南娄底涟源·一模)现有铝、铜、银三种金属,另选一种试剂就可验证它们的金属活动性强弱,该试剂是
A.稀硫酸 B.硝酸镁溶液 C.硝酸铜溶液 D.硝酸铝溶液
【答案】C
【详解】A、铜、铝、银三种金属单质只有铝与稀硫酸反应,只能验证铝的活动性强于氢,铜、银的活动弱于氢,无法验证铜、银的活动性强弱,使用稀硫酸不能完成比较铜、铝、银的金属活动性强弱的实验目的,错误;
B、铜、铝、银三种金属单质都不能与硝酸镁溶液反应,使用硝酸镁溶液不能完成比较铜、铝、银的金属活动性强弱的实验目的,错误;
C、硝酸铜为可溶性盐,铝能与硝酸铜反应置换出铜,能验证铝的活动性强于铜,银与硝酸铜溶液不反应,能验证铜的活动性强于银,从而可以得出铝、铜、银的活动性顺序,正确;
D、铜、铝、银三种金属单质都不能与硝酸铝溶液反应,使用硝酸铝溶液不能完成比较铜、铝、银的金属活动性强弱的实验目的,错误。
故选C。
4.(2025·湖南·模拟)将一定量的镁加入ZnSO4和CuSO4的混合溶液中,充分反应后,过滤,得到无色滤液。下列说法正确的是
A.滤渣中一定有铜和镁
B.向滤渣中加稀盐酸,一定有气泡产生
C.滤液中一定含有MgSO4,可能含有ZnSO4
D.向滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生,则滤渣中一定有Mg和Zn
【答案】C
【详解】将一定量的镁加入ZnSO4和CuSO4的混合溶液中,根据金属活动性镁>锌>铜,镁先与硫酸铜反应生成铜和硫酸镁,硫酸铜完全反应后,多余的镁再与硫酸锌反应生成锌和硫酸镁。
A、将一定量的镁加入ZnSO4和CuSO4的混合溶液中,充分反应后过滤得到无色滤液,说明滤液中不含硫酸铜,镁与硫酸铜反应生成铜和硫酸镁,则滤渣中一定含有铜,若镁过量,则滤渣中可能含有镁、锌,说法错误,不符合题意;
B、由A选项分析可知,滤渣中一定含有铜,可能含有镁、锌,向滤渣中加稀盐酸,铜与稀盐酸不反应,镁、锌能与稀盐酸反应生成氢气,则可能有气泡产生,说法错误,不符合题意;
C、将一定量的镁加入ZnSO4和CuSO4的混合溶液中,充分反应后过滤得到无色滤液,说明滤液中不含硫酸铜,镁与硫酸铜反应生成铜和硫酸镁,则滤液中一定含有硫酸镁,若镁恰好与硫酸铜完全反应或镁与部分硫酸锌反应,则滤液中可能含有硫酸锌,说法正确,符合题意;
D、向滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生,说明滤渣中一定含有铜和锌,可能含有镁,说法错误,不符合题意。
故选:C。
5. (2025·湖南岳阳第二中学·一模)下列是利用数轴表示物质或元素的相关性质或含量,其中表示正确的是
A.金属活动性
B.硫的化合价
C.含碳量%
D.地壳中元素含量
【答案】B
【详解】A.由金属活动顺序表可知,Mg>Zn>Cu,图中表示错误,故不符合题意;
B.在H2S中,氢的化合价为+1,根据化合物中正负化合价代数和为零原则,S的化合价为-2,根据化合价规律,单质化合价永为零可知,在S单质中,S的化合价为0,在SO2中,氧的化合价为-2,根据化合物中正负化合价代数和为零原则,S的化合价为+4,在H2SO4中,氧的化合价为-2,氢的化合价为+1,根据化合物中正负化合价代数和为零原则,S的化合价为+6,图中表示正确,故符合题意;
C.生铁是含碳2%~4.3%之间的铁合金,钢是含碳0.03%~2%之间的铁合金,图中表示错误,故不符合题意;
D.地壳中元素含量前五位的是:氧、硅、铝、铁、钙,图中表示错误,故不符合题意;
故选B。
6. (2025·湖南长沙长郡教育集团·一模)利用如图所示的四个实验验证铝、铁、铜的金属活动性顺序,下列实验组合中能得出正确结论的是
A.①③④ B.①②③ C.②③④ D.①②④
【答案】B
【详解】A、①铁和稀硫酸反应生成氢气,说明铁的位置排在氢的前面;③铜与稀硫酸不反应,说明了铜的位置排在氢的后面;④铜与硫酸铝不反应,说明了铜的位置排在铝的后面;但无法确定铝和铁的活动性强弱,故选项错误;
B、①铁和稀硫酸反应生成氢气,说明铁的位置排在氢的前面;②铁与硫酸铝不反应,说明了铁的位置排在铝的后面;③铜与稀硫酸不反应,说明了铜的位置排在氢的后面;可得出三种金属活动性铝>铁>铜,故选项正确;
C、②铁与硫酸铝不反应,说明了铁的位置排在铝的后面;③铜与稀硫酸不反应,说明了铜的位置排在氢的后面;④铜与硫酸铝不反应,说明了铜的位置排在铝的后面;但无法确定铜和铁的活动性强弱,故选项错误;
D、①铁和稀硫酸反应生成氢气,说明铁的位置排在氢的前面;②铁与硫酸铝不反应,说明了铁的位置排在铝的后面;④铜与硫酸铝不反应,说明了铜的位置排在铝的后面;但无法确定铜和铁的活动性强弱,故选项错误。
故选B。
7. (2025·湖南五市十校联考·模拟预测)将金属X放入硝酸银溶液中,X表面析出银白色固体;若放入硝酸锌溶液中,无明显现象。据此判断,Ag、Zn、X三种金属的活动性有强到弱排列顺序正确的是
A.Zn>X>Ag B.X>Zn>Ag C.Zn>Ag>X D.Ag>Zn>X
【答案】A
【详解】在金属活动性顺序中,位于前面的金属能将位于后面的金属从其可溶性盐溶液中置换出来,将金属X放入硝酸银溶液中,X表面析出银白色固体,即X能置换出银,活动性X>Ag;若放入硝酸锌溶液中,无明显现象,即X不能置换出锌,活动性Zn>X,则说明金属活动性顺序:Zn>X>Cu;
故选A。
8. (2025·湖南湘西凤凰·一模节选)2021年3月,四川三星堆遗址进行了新一轮考古发掘。至今三星堆已出土了黄金面具、青铜纵目面具等一批珍贵文物,如图。
出土的黄金面具仍金光灿灿,而青铜纵目面具已锈迹斑斑,这说明金的活动性比铜________。
【答案】弱
【详解】出土的黄金面具仍金光灿灿,而青铜纵目面具已锈迹斑斑,说明金的活动性比铜弱,故填:弱。
金属资源的利用和保护题型三
1.(2025·湖南湘潭第十二中学·一模)以中国传统神话故事为原型的春节档电影《哪吒之魔童闹海》票房突破145亿,向世界展示了中国文化,也加深了我们的文化自信。电影情节中包含许多化学知识,哪吒所使用的火尖枪是由金属铁制作而成,以下做法不能有效防止火尖枪生锈的是
A.在枪身上涂油进行保养 B.在枪头镀一层耐腐蚀的铬
C.将铁质枪身换成不锈钢 D.用湿布包裹后存放在山洞中
【答案】D
【详解】A、涂油可隔绝水和氧气,有效防锈,故选项错误;
B、镀铬是覆盖保护层,有效防锈,故选项错误;
C、不锈钢耐腐蚀,有效防锈,故选项错误,
D、湿布包裹增加湿度,加速生锈,无法防锈,故选项正确;
故选:D。
2.(2025·湖南长沙长郡集团·模拟预测三)古代中国炼铜工艺处于世界领先地位,其中“竖炉法”炼铜是现代高炉炼铁工艺的启蒙。图1是春秋早期竖炉炼铜示意图,已知孔雀石的主要成分为Cu2(OH)2CO3。图2是古代炼制黄铜的简易流程,古人用炉甘石(主要成分为ZnCO3)、赤铜Cu2O和木炭制备黄铜(Cu-Zn合金)。
(1)上述两个流程中均需要将原料粉碎,目的是________。
(2)图2中木炭和赤铜的反应属于________(填基本反应类型)。
(3)下列说法正确的是________(填字母)。
A.竖炉炼铜可能造成酸雨
B.竖炉炼铜中木炭的作用是提供能量和作还原剂
C.黄铜的硬度比纯铜大
D.使用盐酸可以区分黄铜和黄金
【答案】(1)增加反应物的接触面积,使反应更快更充分
(2)置换反应
(3)BCD
【详解】(1)上述两个流程中均需要将原料粉碎,目的是可以增加反应物的接触面积,使反应更快更充分;(2)木炭和赤铜在1100-1300℃条件下反应生成铜和二氧化碳,反应的化学方程式为:2Cu2O+C 1100-1300℃ 4Cu+CO2↑,该反应是由一种单质和一种化合物反应生成另外一种单质和化合物的反应,属于置换反应;
(3)A、竖炉炼铜是利用孔雀石和木炭反应,孔雀石的主要成分为Cu,(OH),CO,,不含硫元素,因此不可能造成酸雨,故选项错误;
B、竖炉炼铜中孔雀石受热分解生成氧化铜、水和二氧化碳,木炭和二氧化碳在高温条件下反应生成一氧化碳,木炭的作用是提供能量和作还原剂,故选项正确;
C、黄铜的硬度比纯铜大,故选项正确;
D、盐酸不和黄金反应,但是可以和黄铜中的锌反应,黄铜表面有气泡产生,可以鉴别,故选项正确;
故选:BCD。
3.(2025·湖南长沙长郡集团·一模)属钛是重要的航天、航海材料。钛因其硬度大、熔点高,常温下不和非金属、稀酸反应且与人体有很好的“相容性”,耐腐蚀性很强等优良性能,被誉为“未来金属”。由钛铁矿(主要成分为钛酸亚铁,化学式为FeTiO3)、焦炭、氧气为原料,提取金属钛的主要工艺过程一般需要经过三个阶段:
(1)下列用途与钛的性能相符的是_____(填字母)。
A.人造关节 B.保险丝 C.“奋斗者”号深海潜航器
(2)反应②中TiO2与C、Cl2在高温下反应,生成TiCl4和一种有毒的氧化物气体,该气体的化学式为_____。
(3)从反应③获得的钛中常含有少量镁,可向钛中加入足量的_____(填试剂名称)去除。
【答案】(1)AC
(2)CO
(3)稀盐酸、稀硫酸(合理即可)
【详解】(1)A、钛与人体有很好的“相容性”,可用于人造骨,符合题意;
B、钛熔点高,不能用作保险丝,故不符合题意;
C、钛硬度大,耐腐蚀性很强,则可以制作“奋斗者”号潜航器,故符合题意;
故选:AC
(2)反应②中TiO2与C、Cl2在高温下反应,生成TiCl4和一种有毒的氧化物气体,根据质量守恒定律可知化学反应前后元素种类不变,反应前有钛、氧、碳、氯元素,反应后生成的TiCl4中只含有钛、氯元素,则该有毒气体中一定含有碳、氧元素,由于该有毒气体是一种氧化物,氧化物是由两种元素组成且其中一种元素为氧元素的化合物,则该气体为一氧化碳化学式为CO;
(3)从反应③获得的钛中常含有少量镁,镁能与稀酸反应,钛常温下不与非金属、稀酸反应,故可向钛中加入足量的稀盐酸或稀硫酸,充分反应后经过过滤、洗涤、干燥,得到纯净的钛。
4.(2025·湖南岳阳第二中学·一模)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)硫酸亚铁中的阳离子符号是______。
(2)步骤I 的操作是______。
(3)步骤III发生的化学方程式为______。
【答案】(1)Fe2+
(2)过滤
(3)Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
【详解】(1)硫酸亚铁中的阳离子是亚铁离子,其离子符号为Fe2+;
(2)步骤1是分离固液的过滤操作;
(3)废水中含硫酸铜、硫酸锌和硫酸亚铁,步骤|向废液中加入过量锌粉,根据金属活动性锌>铁>铜,锌与硫酸铜反应生成铜和硫酸锌,锌与硫酸亚铁反应生成铁和硫酸锌,则充分反应后过滤得到的固体中含有锌、铁、铜;铁具有磁性,能被磁铁吸引,则经过步骤|得到的固体中含有锌、铜;步骤Ⅲ向步骤Ⅱ得到的固体中加入X溶液,充分反应后过滤得到铜和硫酸锌溶液,说明加入的X溶液是稀硫酸,锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,铜与稀硫酸不反应,故步骤川发生反应的化学方程式为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。
5.(2025·湖南湘潭第十二中学·一模)在2月份冬季运动会成功举办的热潮下,人们对绿色运动理念的关注达到了前所未有的高度。这届运动会的奖牌制作原料别具一格,来自于电子垃圾中提炼出来的金属,既环保又意义非凡。某工厂积极响应这种资源回收再利用的号召,利用废旧电器预处理的粗铜回收铜和银的操作流程如下图所示:
回答下列问题:
(1)分离装置Ⅰ中固体1和滤液1的操作为___________;
(2)“装置Ⅱ”中发生反应的化学方程式为___________;
(3)固体3中成分是___________。
【答案】(1)过滤
(2)Cu+2AgNO3=Cu(NO3)+2Ag
(3)Cu和Fe
【详解】(1)装置I中将固液分离,操作名称是过滤;
(2)铜、银和稀硫酸不反应,铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,镁和硫酸反应生成硫酸镁和氢气,以及加入的硫酸是过量的,经过装置I过滤后得到的固体1中含有银、铜,“装置Ⅱ”中发生的反应是铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银,化学方程式为: Cu+2AgNO3=Cu(NO3)+2Ag;
(3)经过装置I过滤后得到的滤液2中含有硝酸铜,加入过量的铁,铁和硝酸铜反应生产铜和硝酸亚铁,经过装置Ⅲ过滤后得到的固体3中一定含有铜和过量的铁。
6.(2025·湖南五市十校·模拟预测)我国科学家徐光宪提出了稀土分离技术,打破了发达国家在国际稀土市场的垄断地位。稀土包括镧(La)、钇等元素,是高科技发展的关键支撑。从南方特有的稀土矿(含铁、铝等元素)中提取镧(La)的部分工艺如下:
已知:氧化步骤能将Fe2+全部转化为Fe3+;有关金属离子沉淀的相关pH见下表。
离子
Mg2+
Fe3+
Al3+
La3+
开始沉淀时的pH
8.8
1.5
3.6
6.2~7.4
沉淀完全时的pH
/
3.2
4.7
/
(1)操作a的名称为_______。
(2)“氧化调pH”中,应用NaOH溶液调pH至_______的范围。
(3)氧化镧(La2O3)凭借其光学特性及催化活性,广泛应用于光学、能源和环保领域。请写出氢氧化镧分解生成氧化镧和另一种氧化物的化学方程式:_________________________。
(4)该流程中可循环利用的物质是__________。
【答案】(1)过滤
(2)4.7~6.2
(3)2La(OH)3 高温 La2O3+ 3H2O
(4)MgSO4 溶液
【详解】(1)操作a可分离难溶性滤渣和滤液,名称为过滤;
(2)氧化步骤能将Fe2+全部转化为Fe3+,镁离子开始沉淀的pH为8.8;Fe3+开始沉淀的pH为1.5,完全沉淀的pH为3.2;Al3+开始形成沉淀的 pH为3.6,完全沉淀的 pH为 4.7;La3+开始形成沉淀的 pH为 6.2~7.4;为了除去 Fe3+和 Al3+ (使其全部转化为氢氧化物沉淀)而又不使La3+、镁离子沉淀,需将 pH 控制在 4.7~6.2之间;
(3)高温煅烧氢氧化镧,分解生成氧化镧和另一种氧化物,根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,则该氧化物为水,该反应为氢氧化镧高温分解生成氧化镧和水,化学方程式为2La(OH)3 高温 La2O3+ 3H2O;
(4)根据流程图,硫酸镁溶液既是反应物又是生成物,可循环利用。
7.(2025·湖南长沙长郡集团·一模)2024国际氢能产业发展论坛上多项全国领先氢能产业成果在京发布,如图流程是一种制备氢气的新工艺。
(1)该流程中可以循环利用的物质是______。
(2)流程中涉及的氧化物有______(填化学式)。
(3)利用该流程制备氢气的优点是______(写一点即可)
【答案】(1)铝镓合金
(2)Al2O3、H2O
(3)节约能源
【详解】(1)由工艺流程图可看出,铝镓合金既是反应物又是生成物,循环使用,故填:铝镓合金。
(2)氧化物是由两种元素组成的化合物,其中一种是氧元素,氧化铝和水都是氧化物,故填: Al2O3、H2O。
(3)根据图示可知该流程的反应利用的太阳能,则可以节约能源,故填:节约能源。
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专题08 金属和金属材料
考点概览
题型一 金属和金属材料
题型二 金属的化学性质
题型三 金属资源的利用和保护
金属和金属材料题型一
1.(2025·湖南长沙长郡教育集团·一模)(多选)下列关于合金的说法正确的是
A.合金属于金属单质 B.合金的硬度一般比各成分金属大
C.合金属于金属材料 D.多数合金的熔点高于组成它的成分金属
2. (2025·湖南湘西凤凰·一模)东汉时期的“马踏飞燕”堪称我国古代青铜器艺术中无与伦比的珍品。其制作材料属于
A.合成材料 B.天然材料 C.金属材料 D.复合材料
3. (2025·湖南三湘大联考·一模)金属矿物储量有限且不可再生,废品回收,节约又环保。下列回收的物品属于金属材料的是
A.旧书本 B.塑料 C.易拉罐 D.玻璃门
4.(2025·湖南永州·一模)蛇年(2025)春晚吉祥物“巳(sì)升升”(寓意“巳巳如意,生生不息”的主题)的眉眼取自四川广汉三星堆遗址出土的青铜蛇形器的歧羽纹、臣字目。青铜是在纯铜中加入铅的合金。下列有关说法不正确的是
A.青铜是混合物 B.青铜属于金属材料
C.青铜易溶于稀盐酸 D.青铜的硬度比铅的硬度大
5. (2025·湖南·模拟)菜刀是厨房必备的厨具,制作菜刀的主要材料是不锈钢,不锈钢属于
A.无机非金属材料 B.金属材料 C.高分子材料 D.复合材料
6. (2025·湖南岳阳第二中学·一模)“垃圾”是放错了位置的资源,应该分类回收。生活中废弃的铁锅、铝质易拉罐,铜导线等可以归为一类加以回收,它们属于
A.非金属 B.金属及合金 C.氧化物 D.矿物
7. (2025·湖南永州第十六中学·一模) “天舟二号”的成功发射彰显了中国航天的力量,在航天科技中会用到大量金属材料。下列有关金属材料的说法错误的是
A.黄铜的硬度比纯铜的大
B.生铁的含碳量比钢的高
C.生锈的铁制品没有回收价值
D.铝合金被广泛用于火箭、飞机、轮船等制造业
8.(2025·湖南长沙长郡集团·模拟预测三)材料是时代进步的重要标志之一。下列属于金属材料的是
A.橡胶 B.金刚石 C.黄铜 D.塑料。
9.(2025·湖南长沙长郡湘府中学·一模)金属在生活中有广泛的应用。下列做法正确的是
A.菜刀喷漆防锈
B.用钢刷擦洗铝制品
C.雨淋过的自行车要尽快擦干
D.日常生活中,铝制品比铁制品更耐腐蚀,其原因是铁比铝活泼
10.(2025·湖南长沙长郡集团·一模)金属材料的应用推动了社会的发展。下列有关金属及其合金的说法错误的是
A.生铁和钢是含碳量不同的铁合金
B.铁制品生锈后没有回收价值
C.锡制成锡箔是利用锡的延展性
D.钛和钛合金被广泛用于火箭、导弹、航天器等
11. (2025·湖南永州·一模)认真阅读下列材料,回答有关问题。
唐鎏金铁芯铜龙,1975 年出土于西安,收藏于陕西历史博物馆。这件铜龙 “以铁铸造内芯,铁上包铜,外层镀金”, 其外表使用了鎏金的装饰工艺,内部最中间是由铁制成的一个中心,外侧则是铜质的龙身,反映出唐代高超的铸造工艺。这件铜龙通体鎏金,身体细长,两只有力的前爪紧扣地面,龙头与上身呈 “S” 形,龙嘴张开,露出牙齿和弯曲的龙舌,两只圆睁的双眼直视前方,龙角紧贴头部向后伸展,龙尾从高高上扬的后肢处反折向龙头上方,以曲身腾飞之势展现大唐之美。
(1)唐鎏金铁芯铜龙中含有的金属有______(任写一种元素符号)。
(2)“铁上包铜” 可通过铁与硫酸铜溶液反应实现,该反应说明铁的金属活动性比铜的______(填 “强” 或 “弱”)。
(3)这件铜龙外层 “镀金” 而不是 “镀铁” 的原因是______。
12. (2025·湖南娄底涟源·一模节选)科技激励中国心,创新筑牢强国梦。中国科技的快速发展,让国人在骄傲和自豪的同时更加坚定了实现科技强国的梦想。下图是近期我国在科技领域中突出的典型实例,请分析图文信息,解答相关问题。
(1)图1:2023年6月15日,“长征二号丁遥八十八”运载火箭成功将“吉林一号高分06A星”等41颗卫星准确送入预定轨道,发射任务取得圆满成功。运载火箭用液氢作燃料,能量转化形式是___________转化为热能。
(2)图2:大国重器“深海一号”是我国首个自主勘探开发的超深水大气田,它的二期工程已全面开工建设,为我国深化油气勘探开发又迈出可喜一步。海面上部桁架式组块及海底管道运用了大量的超高强钢,为防止其生锈,可采取的措施是___________。
(3)图3:我国自主研制的灭火、水上救援水陆两栖飞机“鲲龙-600”拥有执行灭火任务能力。“鲲龙-600”飞机外壳采用钛铝合金制成,其优点是___________。
唐鎏金铁芯铜
金属的化学性质题型二
1. (2025·湖南长沙长郡集团·模拟预测三)(多选)为了验证Zn、Ag、Cu三种金属的活动性顺序,以下方案可行的是
A.Zn、CuSO4溶液、Ag B.Zn(NO3)2溶液、Cu、AgNO3溶液
C.Zn、Ag、Cu、H2SO4溶液 D.Zn、Ag、Cu、FeSO4溶液
2.(2025·湖南长沙雅礼集团·模拟预测三)(多选)下列物质不能由金属与酸直接作用得到的是
A.FeCl2 B.AlCl3 C.CuCl2 D.AgCl
3. (2025·湖南娄底涟源·一模)现有铝、铜、银三种金属,另选一种试剂就可验证它们的金属活动性强弱,该试剂是
A.稀硫酸 B.硝酸镁溶液 C.硝酸铜溶液 D.硝酸铝溶液
4.(2025·湖南·模拟)将一定量的镁加入ZnSO4和CuSO4的混合溶液中,充分反应后,过滤,得到无色滤液。下列说法正确的是
A.滤渣中一定有铜和镁
B.向滤渣中加稀盐酸,一定有气泡产生
C.滤液中一定含有MgSO4,可能含有ZnSO4
D.向滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生,则滤渣中一定有Mg和Zn
5. (2025·湖南岳阳第二中学·一模)下列是利用数轴表示物质或元素的相关性质或含量,其中表示正确的是
A.金属活动性
B.硫的化合价
C.含碳量%
D.地壳中元素含量
6. (2025·湖南长沙长郡教育集团·一模)利用如图所示的四个实验验证铝、铁、铜的金属活动性顺序,下列实验组合中能得出正确结论的是
A.①③④ B.①②③ C.②③④ D.①②④
7. (2025·湖南五市十校联考·模拟预测)将金属X放入硝酸银溶液中,X表面析出银白色固体;若放入硝酸锌溶液中,无明显现象。据此判断,Ag、Zn、X三种金属的活动性有强到弱排列顺序正确的是
A.Zn>X>Ag B.X>Zn>Ag C.Zn>Ag>X D.Ag>Zn>X
8. (2025·湖南湘西凤凰·一模节选)2021年3月,四川三星堆遗址进行了新一轮考古发掘。至今三星堆已出土了黄金面具、青铜纵目面具等一批珍贵文物,如图。
出土的黄金面具仍金光灿灿,而青铜纵目面具已锈迹斑斑,这说明金的活动性比铜________。
金属资源的利用和保护题型三
1.(2025·湖南湘潭第十二中学·一模)以中国传统神话故事为原型的春节档电影《哪吒之魔童闹海》票房突破145亿,向世界展示了中国文化,也加深了我们的文化自信。电影情节中包含许多化学知识,哪吒所使用的火尖枪是由金属铁制作而成,以下做法不能有效防止火尖枪生锈的是
A.在枪身上涂油进行保养 B.在枪头镀一层耐腐蚀的铬
C.将铁质枪身换成不锈钢 D.用湿布包裹后存放在山洞中
2.(2025·湖南长沙长郡集团·模拟预测三)古代中国炼铜工艺处于世界领先地位,其中“竖炉法”炼铜是现代高炉炼铁工艺的启蒙。图1是春秋早期竖炉炼铜示意图,已知孔雀石的主要成分为Cu2(OH)2CO3。图2是古代炼制黄铜的简易流程,古人用炉甘石(主要成分为ZnCO3)、赤铜Cu2O和木炭制备黄铜(Cu-Zn合金)。
(1)上述两个流程中均需要将原料粉碎,目的是________。
(2)图2中木炭和赤铜的反应属于________(填基本反应类型)。
(3)下列说法正确的是________(填字母)。
A.竖炉炼铜可能造成酸雨
B.竖炉炼铜中木炭的作用是提供能量和作还原剂
C.黄铜的硬度比纯铜大
D.使用盐酸可以区分黄铜和黄金
3.(2025·湖南长沙长郡集团·一模)属钛是重要的航天、航海材料。钛因其硬度大、熔点高,常温下不和非金属、稀酸反应且与人体有很好的“相容性”,耐腐蚀性很强等优良性能,被誉为“未来金属”。由钛铁矿(主要成分为钛酸亚铁,化学式为FeTiO3)、焦炭、氧气为原料,提取金属钛的主要工艺过程一般需要经过三个阶段:
(1)下列用途与钛的性能相符的是_____(填字母)。
A.人造关节 B.保险丝 C.“奋斗者”号深海潜航器
(2)反应②中TiO2与C、Cl2在高温下反应,生成TiCl4和一种有毒的氧化物气体,该气体的化学式为_____。
(3)从反应③获得的钛中常含有少量镁,可向钛中加入足量的_____(填试剂名称)去除。
4.(2025·湖南岳阳第二中学·一模)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)硫酸亚铁中的阳离子符号是______。
(2)步骤I 的操作是______。
(3)步骤III发生的化学方程式为______。
5.(2025·湖南湘潭第十二中学·一模)在2月份冬季运动会成功举办的热潮下,人们对绿色运动理念的关注达到了前所未有的高度。这届运动会的奖牌制作原料别具一格,来自于电子垃圾中提炼出来的金属,既环保又意义非凡。某工厂积极响应这种资源回收再利用的号召,利用废旧电器预处理的粗铜回收铜和银的操作流程如下图所示:
回答下列问题:
(1)分离装置Ⅰ中固体1和滤液1的操作为___________;
(2)“装置Ⅱ”中发生反应的化学方程式为___________;
(3)固体3中成分是___________。
6.(2025·湖南五市十校·模拟预测)我国科学家徐光宪提出了稀土分离技术,打破了发达国家在国际稀土市场的垄断地位。稀土包括镧(La)、钇等元素,是高科技发展的关键支撑。从南方特有的稀土矿(含铁、铝等元素)中提取镧(La)的部分工艺如下:
已知:氧化步骤能将Fe2+全部转化为Fe3+;有关金属离子沉淀的相关pH见下表。
离子
Mg2+
Fe3+
Al3+
La3+
开始沉淀时的pH
8.8
1.5
3.6
6.2~7.4
沉淀完全时的pH
/
3.2
4.7
/
(1)操作a的名称为_______。
(2)“氧化调pH”中,应用NaOH溶液调pH至_______的范围。
(3)氧化镧(La2O3)凭借其光学特性及催化活性,广泛应用于光学、能源和环保领域。请写出氢氧化镧分解生成氧化镧和另一种氧化物的化学方程式:_________________________。
(4)该流程中可循环利用的物质是__________。
7.(2025·湖南长沙长郡集团·一模)2024国际氢能产业发展论坛上多项全国领先氢能产业成果在京发布,如图流程是一种制备氢气的新工艺。
(1)该流程中可以循环利用的物质是______。
(2)流程中涉及的氧化物有______(填化学式)。
(3)利用该流程制备氢气的优点是______(写一点即可)
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