第08讲 金属的化学性质（一）-【暑假自学课】2025年新九年级科学暑假提升精品讲义（浙教版）

第08讲 金属的化学性质（一） 内容导航——预习三步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 练习题 讲典例：教材习题学解题、快速掌握解题方法 练考点 强知识：4大核心考点精准练 第二步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第三步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1 金属材料 1.金属的普遍特性 常温时，除汞是液体外,其余是 固体 ; 一般密度较大;具有 金属光泽 ;是良好的导电体 、导热体，具有延展性，密度和熔点较高。 2.非金属的性质 常温时，除溴是 液体 外，其余是气体和固体;有多种颜色，不具备金属特性，性质不一，应用不一。 3.几种常见的金属。 ⑴铁(Fe): 银白 色金属光泽，质软，具有良好的 延展 性、 导电 性和导热性;化学性质比较活泼。纯铁很 软 ，不宜用来制造机械和其他用品。 (2)铝(A1): 银白 色金属光泽，具有良好的延展性、 导电性和 导热 性。在空气中形成致密的 氧化膜。常用于冶炼、制造电线、电缆等。 (3)铜(Cu): 紫红 色金属光泽，具有良好的延展性、导电性和导热性。在干燥的空气中化学性质 不活泼 ，在潮湿的空气中，表面生成 碱式碳酸铜 。用于制造 电线 、电缆、电器、零件等。 4.铁生锈的条件 铁与 氧气 、水 接触（铁锈的主要成分: Fe2O3·XH2O ); 铜生铜绿的条件:铜与氧气、水、二氧化碳接触。铜绿的化学式: Cu₂(OH)₂CO₃ 。 防止铁制品生锈的措施:①保持铁制品表面的清洁、 干燥 :②表面涂 保护膜 ，如涂油、刷漆、电镀、烤蓝等;③改变铁的单一结构，制成不锈钢。 知识点2 金属与氧气的性质 1.金属与氧气反应 金属与其他物质发生反应时，会生成新的物质，表现出金属的化学性质。有些金属能在氧气中燃烧，有些金属不能燃烧，但都生成相应的氧化物。氧气的浓度不同，化学反应的现象可能不同。 金属 在空气中 在氧气中 化学方程式 镁 常温下表面逐渐变暗。点燃，剧烈燃烧，发出耀眼白光，生成白色固体 点燃，剧烈燃烧，发出耀眼白光，生成白色固体 2Mg+O2 2MgO 铝 常温下，铝表面变暗，生成一层致密的氧化膜，保护铝不再被腐蚀 点燃，剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成白色固体 4Al+3O2 2Al2O3 铁 持续加热发红，离火变冷 点燃，剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体。 3Fe+2O22Fe3O4 铜 加热，生成黑色物质；潮湿空气中，生成铜绿而被腐蚀 加热，生成黑色物质。 2Cu+O2 2CuO 2Cu+O2+CO2+H2O===Cu2(OH)2CO3 金 即使在高温时也不与氧气反应 【注意】 1、镁条、铝丝在空气中能燃烧。铁丝在空气中不能燃烧，但在氧气中能燃烧。 2、铁在空气中缓慢氧化生成的主要产物是Fe2O3(生锈) 。铁在氧气中燃烧生成Fe3O4 。(Fe2O3呈暗红色，Fe3O4呈黑色) 。 3、金属铝的表面易生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝的进一步氧化，因而铝具有很好的抗腐蚀性能。但用钢丝球擦洗铝制容器会破坏氧化膜，会使金属铝进一步被氧化。 知识点3 金属与酸的反应 1. 金属与盐酸或稀硫酸反应伴随的现象及反应的化学方程式如下表所示： 金属 现象 反应的化学方程式 盐酸 稀硫酸 盐酸 稀硫酸 镁 剧烈反应，产生大量气泡，溶液仍为无色，试管壁发热，生成的气体能够燃烧，产生淡蓝色火焰。 Mg+2HC===MgCl2+H2↑ Mg＋H2SO4===MgSO4 ＋H2↑ 铝 打磨过的铝放入酸中，剧烈反应产生大量气泡，溶液仍为无色，生成的气体能够燃烧，产生淡蓝色火焰。 2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑ 2Al＋3H2SO4=== Al2(SO4)3＋3H2↑ 锌 反应比较剧烈，产生大量气泡，溶液仍为无色，生成的气体能够燃烧，产生淡蓝色火焰。 Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑ Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ 铁 反应缓慢，有气泡产生，溶液由无色逐渐变为浅绿色，生成的气体能够燃烧，产生淡蓝色火焰。 Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑ Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑ 铜 无任何现象 不反应 不反应 知识点4 置换反应 1.置换反应 (1)概念：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叫做置换反应； 金属与稀盐酸、稀硫酸，以及铁与硫酸铜溶液的反应等都属于置换反应。 (2)形式：AB+C→A+CB。 2.四种化学基本反应类型：一种单质跟一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，叫作置换反应，表示形式为：A＋BC===B＋AC；化合反应是由两种或两种以上物质生成一种物质的反应(A＋B===AB)；分解反应是由一种物质生成两种或两种以上物质的反应(AB===A＋B)；复分解反应是两种化合物互相交换成分生成新化合物的反应(AB＋CD===AD＋CB)。 教材习题01 1. 设计实验除去杂质: ①铜粉中含有的少量铁粉;②FeCl2溶液中含有的少量CuCl2。 教材习题02 2.调查化工颜料商店出售的涂料添加剂“银粉”是什么金属，通过实验做出初步分析和判断，并提交调查分析报告 考向一：金属材料 [例题1] 2025年春晚舞台上，身穿大红棉袄的宇树科技机器人Unitree H1燃爆全球。机器人动作灵活，其中使用了二硫化钼（MoS2）作为润滑剂。它因其独特的层状结构和物理化学性质，在工业、材料科学和新兴技术领域有广泛应用。该机器人的肢体骨骼主要由PEEK材料制成。PEEK是一种性能优异的特种工程塑料，其化学式为 C19H10O3具有高强度和低密度的特性。以下说法正确的是（　　） A．PEEK属于金属材料 B．PEEK材料由碳原子、氢原子和氧原子构成 C．PEEK材料由碳、氢、氧元素组成 D．PEEK材料不会对环境造成污染 [例题2] 人类对金属材料的认识和使用经历了漫长的探索过程。据此回答下面小题。 铝合金广泛应用于航空航天领域，如制造火箭外壳。以下铝合金性质中与该用途有关的是（　　） ①密度小 ②硬度大 ③耐锈蚀 ④能与酸反应 A．①②③ B．①②④ C．②③④ D．①③④ [例题3] 近日，有报道称，市场上不少不锈钢电水壶系“高锰钢”材料制成，加热过程中会使“锰”析出，长期使用会对身体造成伤害，“高锰钢”是指含锰量在10%以上的合金钢，下列关于合金的说法正确的是（　　） A．合金不属于金属材料 B．合金一般比纯金属具有更好的性能 C．合金一定是金属和金属熔合而成 D．合金中元素以化合态形式存在 考向二：金属与氧气的反应 [例题4] 如图为兴趣小组“铁丝在氧气中燃烧”实验，通过仪器测量得到如图数据，关于该实验下列说法正确的是（　　） A．实验前瓶内收集的氧气是纯净的 B．铁丝大约在20秒左右停止燃烧 C．铁丝停止燃烧是因为因瓶内氧气被耗尽 D．实验中氧气体积分数一直变小 [例题5] 如图是铁在空气和氧气中燃烧的实验。铁丝在空气中受热发红，不能燃烧，但是铁丝棉在空气中稍加热就能剧烈燃烧。请回答下列问题： （1）甲实验中铁丝在氧气中燃烧的实验现象是 。 （2）集气瓶底部水的作用是 。 （3）乙、丙两个实验事实的差异与下列哪一个因素关系最密切 （填字母）。 A.铁的表面积 B.氧气的浓度 C.燃烧区的温度 D.铁的着火点 [例题6] 学习小组同学在做完铁丝燃烧实验后对此产生浓厚兴趣，他们利用如图甲所示装置探究铁丝燃烧时间的影响因素。集气瓶中装有过氧化氢溶液，加入二氧化锰后，利用检测器检测反应前集气瓶内的氧气浓度，待检测器数值稳定后，将绑有燃着小木条的不同螺旋直径的铁丝伸入瓶中。观察到铁丝燃烧分为剧烈燃烧和缓慢燃烧两个阶段，其中缓慢燃烧阶段现象为：铁丝先变红，后变暗，瓶底出现黑色固体。多次实验获取数据后取平均值记录如下表。 铁丝螺旋直径大小 小螺旋 中螺旋 大螺旋 组号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ 氧气浓度 74% 80% 87% 74% 80% 87% 74% 80% 87% 剧烈燃烧时间/s 11″15 9″18 7″08 11″14 9″18 7″08 11″13 9″19 7″07 缓慢燃烧时间/s 2″14 2″07 1″04 2″14 2″07 1″05 2″14 2″06 1″04 （1）铁丝剧烈燃烧阶段的现象为 。 （2）实验时，要将长度、粗细均相同细铁丝，制成直径大小不同的螺旋形状（如图乙），制作的方法是 。 （3）小科分析实验还得出“铁丝燃烧时间与铁丝螺旋直径大小无关”的结论，其证据是 。 考向三：金属与酸的反应 [例题7] 用某金属颗粒与足量的稀盐酸反应，生成氢气的质量（以纵坐标表示，单位：g）与所用金属的质量（以横坐标示，单位：g）之间的关系如图，该金属颗粒可能是（　　） A．纯净的锌 B．含铜的锌 C．只含镁和铝的合金 D．含有不与酸反应杂质的铁 [例题8] 如图甲所示，相同条件下，在密闭容器中，分别将等质量的铁粉、镁粉和等体积、等浓度的足量稀硫酸反应；测得一段时间内密闭容器内压强与反应时间的关系如图乙所示。下列分析正确的是（　　） A．曲线①对应的反应为铁与稀硫酸的反应 B．曲线②对应的反应生成的氢气质量大 C．曲线②对应的反应生成的盐的质量大 D．压强先升后降说明了两种金属与稀硫酸反应放热 [例题9] 将等量的Mg、Fe、Zn三种金属分别放入质量和溶质质量分数均相同的三份硫酸中，反应完成后生成氢气的质量关系可能的是（　　） A． B． C． D． [例题10] 将质量均为2.8克的Mg、Fe、Zn三种金属，分别放入质量和溶质质量分数均相同的三份稀盐酸中，反应完全后生成氢气的质量如图所示，反应过程中（　　） A．金属锌有剩余 B．参加反应的金属一样多 C．铁和稀盐酸可能恰好完全反应 D．消耗稀盐酸的质量一样多 考向四：置换反应 [例题11] 将质量相等的镁、锌、铁三种金属分别投入到三份等浓度且过量的稀硫酸溶液的烧杯中，下列判断正确的是（　　） A．a、b、c三条曲线分别对应锌、铁、镁 B．a、b、c三条曲线分别对应镁、锌、铁 C．n点时曲线c表示溶液中存在的溶质仅为硫酸、硫酸锌 D．n点时曲线b表示烧杯中存在的物质仅为硫酸、硫酸铁、铁 [例题12] 现有金属样品2.7g，金属成分可能是Al、Zn、Fe中的一种或几种。向其中逐渐加入溶质质量分数为9.8%的稀硫酸，产生的氢气的质量与加入稀硫酸的质量关系如图所示，则下列结论正确的是（　　） A．x的数为0.4 B．金属的成分有2种情况 C．金属样品中一定含有铝 D．M点对应的溶液中溶质最多含有3种溶质 知识导图记忆 知识目标复核 1、金属与氧气的反应与特点 2、金属与酸反应的特点 3、置换反应 1. 小明用向上排空气法收集一瓶氧气，并用该瓶氧气做铁丝燃烧的实验，结果未观察到“燃烧”和“火星四射”的现象。下列说法中，与该实验失败原因无关的是（　　） A．所用铁丝生锈 B．氧气没有收集满，纯度较低 C．温度未达到铁丝的着火点 D．集气瓶底部没有预先铺一层细砂 2. 图示为有关氧气的知识结构图（部分反应条件省略），参加反应的氧气为足量。下列相关说法合理的是（　　） A．用反应①制取氧气时，MnO2是反应物 B．②③两种方法制取氧气时，都不需要检查气密性 C．①②③都是分解反应 D．空气中，Fe会与O2反应而火星四射 3. 两烧杯中盛有等质量（等质量分数的稀盐酸，现向两烧杯中分别加入质量都为m的金属Zn和Fe，生成氢气的质量随加入金属质量的关系如图所示，由图可知（　　） A．Zn的活动性比Fe强 B．当m＝a时，放入Zn的烧杯中盐酸过量 C．当m＝b时，两烧杯中溶液的质量相等 D．当m＝c时，两烧杯中剩余的金属质量Zn＞Fe 4. 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 5. 小乐为了研究铁锈蚀的影响因素，设计了如图所示实验装置并进行了三组实验，三组实验的试剂及反应200s时瓶内O2的含量如表所示。则下列说法错误的是（　　） 组别 试剂 200s时瓶内O2的含量 ① 5克铁粉、0.1克炭粉、1克干燥剂 21% ② 5克铁粉、0.1克炭粉、10滴水 15% ③ 5克铁粉、0.1克炭粉、10滴水和1g食盐 8% A．②③中O2含量减少表明铁已锈蚀 B．①②证明水对铁锈蚀有影响 C．②③证明食盐能加快铁锈蚀 D．①②③证明炭粉对铁锈蚀有影响 6. 如图，小科为了探究金属与盐溶液的反应规律，将一定质量金属M的粉末逐渐加入到AgNO3与Cu（NO3）2的混合溶液中。根据实验现象可知（　　） A．产生的无色气体是CO2 B．滤液中一定含有银离子 C．金属M的活泼性介于银和铜之间 D．滤渣中一定含有银单质、铜单质和金属M 7. 某兴趣小组探究铁生锈的条件。如下图所示，取三根洁净无锈的铁钉，分别放置在三个不同环境中，一周后观察铁钉生锈情况并记录如下。 已知：氧气在一定量的水中的溶解量随温度升高而降低，在植物油中非常难溶。 实验 ① ② ③ 现象 在液面附近，铁钉生锈严重 铁钉无明显变化 铁钉无明显变化 下列说法不正确的是（　　） A．①和②中煮沸蒸馏水是为了除去水中O2 B．②和③中，铁钉没有生锈的原因相同 C．对比①和②，可知铁钉生锈的条件是铁钉与氧气接触 D．对比①和③，可知铁钉生锈的条件是铁钉与水接触 8. 向一定质量AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入Zn，与两种溶质依次发生反应。溶液质量与加入Zn的质量关系如图所示，有关说法错误的是（　　） A．a点溶液中的溶质有3种 B．b点得到的固体为Cu C．c点溶液中溶质为Zn（NO3）2 D．d点得到的固体有3种 9. 在学习金属相关知识时，小明往盛有硝酸银和硝酸铜混合溶液的烧杯中加入一定质量的铁粉，充分反应后烧杯内剩余固体的质量如图。则下列推断正确的是（　　） A．反应后的溶液中有硝酸铜剩余 B．反应后的溶液中有硝酸银剩余 C．原溶液中硝酸银的质量大于硝酸铜的质量 D．原溶液中硝酸银的质量小于硝酸铜的质量 10. 下列图像能正确反映对应变化关系的是（　　） A．在一定量的稀硫酸中不断加入废钢铁 B．向等质量的锌与铁中加入足量的同质量分数稀盐酸 C．一定质量的稀盐酸中，逐滴加入与稀盐酸等质量、等质量分数的氢氧化钠溶液 D．向CuCl2和HCl的混合溶液中加入过量NaOH溶液 11. 等质量的稀硫酸分别与足量的镁、铁、锌三种金属反应，下列图像能正确生产氢气质量与反应时间之间关系的是（　　） A． B． C． D． 12. 用三段粗细均匀、质量相等的铁丝与不同溶液反应研究金属的性质。将三段铁丝拼接在同一个平面内，使相互夹角均为120°，悬挂后静止时如图甲。现将oc段铁丝浸入某一无色溶液中，一段时间后取出晾干，悬挂后出现如图乙所示现象，则该溶液可能是（　　） A．稀硫酸 B．硫酸锌溶液 C．硝酸银溶液 D．硫酸铜溶液 13. 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 14. 把等质量的X、Y、Z、M四种金属分别加入到同体积、同浓度的足量稀盐酸中。再把M加入到YNO3溶液中，反应关系分别如图所示。据此判断四种金属的活动性顺序为（　　） A．Z＞X＞M＞Y B．X＞Z＞M＞Y C．X＞Z＞Y＞M D．Y＞M＞Z＞X 15. 如图所示，两支完全相同的试管中装有足量的等质量、等浓度的稀盐酸，在两支试管的管口各套一个完全相同的气球并扎紧，两个气球中分别装有质量相同的金属A和B。现同时提起两只气球，将其中的金属加入试管中。实验发现：开始时，甲气球迅速鼓起，而乙气球鼓起较慢；反应结束时，甲气球鼓起的体积比乙气球大。根据以上事实，下列推论中，错误的是（　　） A．金属A比金属B活泼 B．A可能是锌，B可能是铁 C．A可能是铝，B可能是锌 D．A可能是镁，B可能是铁 16. 金属防锈是科学研究中的重大课题。某校学习小组以铁的锈蚀为项目进行如下研究。 （1）铁生锈的外部条件是 。 （2）该小组用如图甲装置进行实验，起始时量筒内水面处于50mL刻度处，之后水面缓慢上升，数日后量筒内水位不再上升，水面最终处于约 mL刻度处（空气中氧气体积分数以20%计）。 （3）为深入探究铁钉锈蚀快慢的影响因素，该小组取铁钉用砂纸打磨，称其质量，按如图乙安装装置，放置3天，再取出铁钉称量。改变条件重复上述实验，得到铁钉质量增加情况如表。 温度/℃ 10 20 30 40 50 60 铁钉质量增加/g 0.02 0.04 0.08 0.16 0.18 0.18 ①该实验能得出的结论是当其他条件相同时， 。 ②有同学认为该实验未能真实反映50℃以后铁钉锈蚀的快慢，理由是：50℃以后铁钉质量没有变化。请分析表格中数据，铁钉质量没有变化的原因是 。 17. 小明发现处于潮湿环境中的铜制器具表面容易出现绿色铜锈，为了探究铜锈产生的原因以及其成分，小明进行如图所示的实验。 （1）①号试管中试管塞的作用是 。 （2）在④号试管中产生的气体是 。（写出化学式） （3）本实验不能通过比较①号和③号试管中的现象探究铜锈产生的原因，请说明理由： 。 （4）若④号试管中的盐酸浓度过高，会导致⑤号试管中不会出现浑浊现象，请简要说明原因： 。 18. 某项目学习小组用传感器开展“影响铁锈蚀因素”的探究，设计如图1所示实验装置并完成实验。实验过程中，传感器采集数据绘制得到如图2的甲、乙两幅曲线图。 【资料1】一定条件下，碳和氯化钠溶液可加快铁的锈蚀，但它们本身不参加反应。 【资料2】该实验步骤如下： ①检查装置气密性； ②装药品，将5克铁粉和2克碳粉加入锥形瓶，并加入2毫升饱和氯化钠溶液； ③立即塞紧橡皮塞，橡皮塞上已插有一支装有5毫升稀盐酸的注射器及传感器； ④观察现象，采集数据。 用所学知识及以上资料信息完成下列问题： （1）实验进行一段时间后，注射器中的盐酸会自动注入瓶内，原因是 ； （2）图2甲、乙曲线图中，0﹣t1段温度升高，瓶内压强减小；t2﹣t3段温度升高，瓶内压强增大。解释产生这两个不同现象的原因。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第08讲 金属的化学性质（一） 内容导航——预习三步曲 第一步：学 析教材 学知识：教材精讲精析、全方位预习 练习题 讲典例：教材习题学解题、快速掌握解题方法 练考点 强知识：4大核心考点精准练 第二步：记 串知识 识框架：思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握 第三步：测 过关测 稳提升：小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升 知识点1 金属材料 1.金属的普遍特性 常温时，除汞是液体外,其余是 固体 ; 一般密度较大;具有 金属光泽 ;是良好的导电体 、导热体，具有延展性，密度和熔点较高。 2.非金属的性质 常温时，除溴是 液体 外，其余是气体和固体;有多种颜色，不具备金属特性，性质不一，应用不一。 3.几种常见的金属。 ⑴铁(Fe): 银白 色金属光泽，质软，具有良好的 延展 性、 导电 性和导热性;化学性质比较活泼。纯铁很 软 ，不宜用来制造机械和其他用品。 (2)铝(A1): 银白 色金属光泽，具有良好的延展性、 导电性和 导热 性。在空气中形成致密的 氧化膜。常用于冶炼、制造电线、电缆等。 (3)铜(Cu): 紫红 色金属光泽，具有良好的延展性、导电性和导热性。在干燥的空气中化学性质 不活泼 ，在潮湿的空气中，表面生成 碱式碳酸铜 。用于制造 电线 、电缆、电器、零件等。 4.铁生锈的条件 铁与 氧气 、水 接触（铁锈的主要成分: Fe2O3·XH2O ); 铜生铜绿的条件:铜与氧气、水、二氧化碳接触。铜绿的化学式: Cu₂(OH)₂CO₃ 。 防止铁制品生锈的措施:①保持铁制品表面的清洁、 干燥 :②表面涂 保护膜 ，如涂油、刷漆、电镀、烤蓝等;③改变铁的单一结构，制成不锈钢。 知识点2 金属与氧气的性质 1.金属与氧气反应 金属与其他物质发生反应时，会生成新的物质，表现出金属的化学性质。有些金属能在氧气中燃烧，有些金属不能燃烧，但都生成相应的氧化物。氧气的浓度不同，化学反应的现象可能不同。 金属 在空气中 在氧气中 化学方程式 镁 常温下表面逐渐变暗。点燃，剧烈燃烧，发出耀眼白光，生成白色固体 点燃，剧烈燃烧，发出耀眼白光，生成白色固体 2Mg+O2 2MgO 铝 常温下，铝表面变暗，生成一层致密的氧化膜，保护铝不再被腐蚀 点燃，剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成白色固体 4Al+3O2 2Al2O3 铁 持续加热发红，离火变冷 点燃，剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体。 3Fe+2O22Fe3O4 铜 加热，生成黑色物质；潮湿空气中，生成铜绿而被腐蚀 加热，生成黑色物质。 2Cu+O2 2CuO 2Cu+O2+CO2+H2O===Cu2(OH)2CO3 金 即使在高温时也不与氧气反应 【注意】 1、镁条、铝丝在空气中能燃烧。铁丝在空气中不能燃烧，但在氧气中能燃烧。 2、铁在空气中缓慢氧化生成的主要产物是Fe2O3(生锈) 。铁在氧气中燃烧生成Fe3O4 。(Fe2O3呈暗红色，Fe3O4呈黑色) 。 3、金属铝的表面易生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝的进一步氧化，因而铝具有很好的抗腐蚀性能。但用钢丝球擦洗铝制容器会破坏氧化膜，会使金属铝进一步被氧化。 知识点3 金属与酸的反应 1. 金属与盐酸或稀硫酸反应伴随的现象及反应的化学方程式如下表所示： 金属 现象 反应的化学方程式 盐酸 稀硫酸 盐酸 稀硫酸 镁 剧烈反应，产生大量气泡，溶液仍为无色，试管壁发热，生成的气体能够燃烧，产生淡蓝色火焰。 Mg+2HC===MgCl2+H2↑ Mg＋H2SO4===MgSO4 ＋H2↑ 铝 打磨过的铝放入酸中，剧烈反应产生大量气泡，溶液仍为无色，生成的气体能够燃烧，产生淡蓝色火焰。 2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑ 2Al＋3H2SO4=== Al2(SO4)3＋3H2↑ 锌 反应比较剧烈，产生大量气泡，溶液仍为无色，生成的气体能够燃烧，产生淡蓝色火焰。 Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑ Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ 铁 反应缓慢，有气泡产生，溶液由无色逐渐变为浅绿色，生成的气体能够燃烧，产生淡蓝色火焰。 Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑ Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑ 铜 无任何现象 不反应 不反应 知识点4 置换反应 1.置换反应 (1)概念：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叫做置换反应； 金属与稀盐酸、稀硫酸，以及铁与硫酸铜溶液的反应等都属于置换反应。 (2)形式：AB+C→A+CB。 2.四种化学基本反应类型：一种单质跟一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，叫作置换反应，表示形式为：A＋BC===B＋AC；化合反应是由两种或两种以上物质生成一种物质的反应(A＋B===AB)；分解反应是由一种物质生成两种或两种以上物质的反应(AB===A＋B)；复分解反应是两种化合物互相交换成分生成新化合物的反应(AB＋CD===AD＋CB)。 教材习题01 1. 设计实验除去杂质: ①铜粉中含有的少量铁粉;②FeCl2溶液中含有的少量CuCl2。 【答案】①加入足量的稀盐酸，充分反应后过滤、洗涤、干燥； ②加入足量的铁粉，充分反应后过滤。 教材习题02 2.调查化工颜料商店出售的涂料添加剂“银粉”是什么金属，通过实验做出初步分析和判断，并提交调查分析报告 【答案】化工颜料商店出售的涂料添加剂“银粉”是铝 考向一：金属材料 [例题1] 2025年春晚舞台上，身穿大红棉袄的宇树科技机器人Unitree H1燃爆全球。机器人动作灵活，其中使用了二硫化钼（MoS2）作为润滑剂。它因其独特的层状结构和物理化学性质，在工业、材料科学和新兴技术领域有广泛应用。该机器人的肢体骨骼主要由PEEK材料制成。PEEK是一种性能优异的特种工程塑料，其化学式为 C19H10O3具有高强度和低密度的特性。以下说法正确的是（　　） A．PEEK属于金属材料 B．PEEK材料由碳原子、氢原子和氧原子构成 C．PEEK材料由碳、氢、氧元素组成 D．PEEK材料不会对环境造成污染 【解答】解：A、PEEK是一种性能优异的特种工程塑料，属于合成材料，故A说法错误； B、PEEK材料是由C19H10O3分子构成的，C19H10O3分子是由碳原子、氢原子和氧原子构成，故B说法错误； C、由化学式可知，PEEK材料由碳、氢、氧元素组成，故C说法正确； D、PEEK材料在自然界中很难降解，会对环境造成污染，故D说法错误。 故选：C。 [例题2] 人类对金属材料的认识和使用经历了漫长的探索过程。据此回答下面小题。 铝合金广泛应用于航空航天领域，如制造火箭外壳。以下铝合金性质中与该用途有关的是（　　） ①密度小 ②硬度大 ③耐锈蚀 ④能与酸反应 A．①②③ B．①②④ C．②③④ D．①③④ 【解答】解：①铝合金密度小，这使得其在航空航天领域使用时可以减轻整体重量，有利于飞行器的飞行，与铝合金在航空航天领域的用途密切相关； ②硬度大则可以保证其在承受各种外力时不易变形等，适合制造火箭外壳等需要一定强度的部件，与铝合金在航空航天领域的用途密切相关； ③耐锈蚀可以保证其在各种环境条件下（包括大气中的各种成分等）长时间使用而不被腐蚀损坏，与铝合金在航空航天领域的用途密切相关； ④能与酸反应这一性质在航空航天领域中并不是其优势或所需的性质，相反，能与酸反应可能会导致其在某些酸性环境中被腐蚀等，不利于其在航空航天领域的应用； 故选：A。 [例题3] 近日，有报道称，市场上不少不锈钢电水壶系“高锰钢”材料制成，加热过程中会使“锰”析出，长期使用会对身体造成伤害，“高锰钢”是指含锰量在10%以上的合金钢，下列关于合金的说法正确的是（　　） A．合金不属于金属材料 B．合金一般比纯金属具有更好的性能 C．合金一定是金属和金属熔合而成 D．合金中元素以化合态形式存在 【解答】解：A、合金属于金属材料，故A错误； B、合金往往比纯金属具有更好的性能，故B正确； C、合金不一定是金属和金属熔合而成，合金可以是金属与非金属熔合而成的物质，故C错误； D、合金中的元素以单质形式存在，故D错误； 故选：B。 考向二：金属与氧气的反应 [例题4] 如图为兴趣小组“铁丝在氧气中燃烧”实验，通过仪器测量得到如图数据，关于该实验下列说法正确的是（　　） A．实验前瓶内收集的氧气是纯净的 B．铁丝大约在20秒左右停止燃烧 C．铁丝停止燃烧是因为因瓶内氧气被耗尽 D．实验中氧气体积分数一直变小 【解答】解：A、实验前瓶内收集的氧气不是纯净的，是因为实验前氧气体积分数是80%，该选项说法不正确； B、铁丝大约在20秒左右停止燃烧，是因为20秒后氧气体积分数不再变化，该选项说法正确； C、铁丝停止燃烧时，氧气没有耗尽，该选项说法不正确； D、实验中氧气体积分数一段时间内一直变小，20秒后氧气体积分数不再变化，该选项说法不正确。 故选：B。 [例题5] 如图是铁在空气和氧气中燃烧的实验。铁丝在空气中受热发红，不能燃烧，但是铁丝棉在空气中稍加热就能剧烈燃烧。请回答下列问题： （1）甲实验中铁丝在氧气中燃烧的实验现象是 。 （2）集气瓶底部水的作用是 。 （3）乙、丙两个实验事实的差异与下列哪一个因素关系最密切 （填字母）。 A.铁的表面积 B.氧气的浓度 C.燃烧区的温度 D.铁的着火点 【解答】解：（1）甲实验中铁丝在氧气中燃烧的实验现象是剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体，放出大量的热；故答案为：剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体，放出大量的热； （2）集气瓶底部水的作用是防止高温生成物溅落，炸裂瓶底；故答案为：防止高温生成物溅落，炸裂瓶底； （3）乙、丙两个实验事实的差异与铁的表面积关系最密切；故答案为：A。 [例题6] 学习小组同学在做完铁丝燃烧实验后对此产生浓厚兴趣，他们利用如图甲所示装置探究铁丝燃烧时间的影响因素。集气瓶中装有过氧化氢溶液，加入二氧化锰后，利用检测器检测反应前集气瓶内的氧气浓度，待检测器数值稳定后，将绑有燃着小木条的不同螺旋直径的铁丝伸入瓶中。观察到铁丝燃烧分为剧烈燃烧和缓慢燃烧两个阶段，其中缓慢燃烧阶段现象为：铁丝先变红，后变暗，瓶底出现黑色固体。多次实验获取数据后取平均值记录如下表。 铁丝螺旋直径大小 小螺旋 中螺旋 大螺旋 组号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ 氧气浓度 74% 80% 87% 74% 80% 87% 74% 80% 87% 剧烈燃烧时间/s 11″15 9″18 7″08 11″14 9″18 7″08 11″13 9″19 7″07 缓慢燃烧时间/s 2″14 2″07 1″04 2″14 2″07 1″05 2″14 2″06 1″04 （1）铁丝剧烈燃烧阶段的现象为 。 （2）实验时，要将长度、粗细均相同细铁丝，制成直径大小不同的螺旋形状（如图乙），制作的方法是 。 （3）小科分析实验还得出“铁丝燃烧时间与铁丝螺旋直径大小无关”的结论，其证据是 。 【解答】解：（1）铁丝剧烈燃烧阶段的现象为火星四射、放出大量热、生成黑色固体； （2）实验时，要将长度、粗细均相同细铁丝，制成直径大小不同的螺旋形状（如图乙），制作的方法是间距相同均匀缠绕在不同直径的圆柱体（或笔杆）上； （3）小科分析实验还得出“铁丝燃烧时间与铁丝螺旋直径大小无关”的结论，其证据是对比①④⑦或②⑤⑧或③⑥⑨可知，当氧气浓度相同时，铁丝螺旋形状不同，剧烈燃烧时间加缓慢燃烧时间的总和几乎相同。 考向三：金属与酸的反应 [例题7] 用某金属颗粒与足量的稀盐酸反应，生成氢气的质量（以纵坐标表示，单位：g）与所用金属的质量（以横坐标示，单位：g）之间的关系如图，该金属颗粒可能是（　　） A．纯净的锌 B．含铜的锌 C．只含镁和铝的合金 D．含有不与酸反应杂质的铁 【解答】解：A、设生成0.2g氢气需要金属锌的质量为x， Zn+2HCl═ZnCl2+H2↑ 65 2 x 0.2g x＝6.5g 故A错误； B、根据A计算可以看出，产生0.2g氢气需要纯锌的质量是6.5g，铜不与酸反应生成氢气，则6g含铜的锌不可能生成0.2g氢气，故B错误； C、设生成0.2g氢气需要金属镁的质量为y，需要金属铝的质量为z Mg+2HCl═MgCl2+H2↑ 24 2 y 0.2g y＝2.4g 2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑ 54 6 z 0.2g z＝1.8g 故6g只含镁和铝的合金产生氢气的质量大于0.2g，故C错误； D、设生成0.2g氢气需要金属铁的质量为a， Fe+2HCl═FeCl2+H2↑ 56 2 a 0.2g a＝5.6g 5.6g含有不与酸反应的杂质的铁能生成0.2g氢气，故D正确； 故选：D。 [例题8] 如图甲所示，相同条件下，在密闭容器中，分别将等质量的铁粉、镁粉和等体积、等浓度的足量稀硫酸反应；测得一段时间内密闭容器内压强与反应时间的关系如图乙所示。下列分析正确的是（　　） A．曲线①对应的反应为铁与稀硫酸的反应 B．曲线②对应的反应生成的氢气质量大 C．曲线②对应的反应生成的盐的质量大 D．压强先升后降说明了两种金属与稀硫酸反应放热 【解答】解：A.镁的金属活动性比铁强，相同条件下，等质量的镁粉与稀硫酸反应的速率比铁粉快，产生氢气的速率也更快。由图乙可知，曲线①压强增大的速率比曲线②快，所以曲线①对应的反应为镁粉与稀硫酸的反应，曲线②对应的反应为铁粉与稀硫酸的反应，故A错误；B.等质量的铁粉、镁粉和足量的稀硫酸反应，根据化学方程式Mg+H2SO4＝MgSO4+H2↑，Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑，设金属质量为m，镁生成氢气的质量为，铁生成氢气的质量为，所以镁生成氢气的质量大，故B错误； C.因为铁粉、镁粉等质量且硫酸足量，根据化学方程式可知，镁的相对原子质量小于铁，等质量的镁和铁与足量硫酸反应，镁生成的盐（硫酸镁）的质量大，即曲线①对应的反应生成的盐的质量大，故C错误； D.开始时压强增大是因为金属与稀硫酸反应生成氢气，气体增多，压强增大；之后压强减小是因为反应放热，温度升高，气体膨胀，压强增大，反应结束后，温度逐渐降低，压强减小，所以压强先升后降说明了两种金属与稀硫酸反应放热，故D正确； 故选：D。 [例题9] 将等量的Mg、Fe、Zn三种金属分别放入质量和溶质质量分数均相同的三份硫酸中，反应完成后生成氢气的质量关系可能的是（　　） A． B． C． D． 【解答】解：A、如果稀硫酸足量，镁反应生成氢气最多，锌反应生成氢气最少，该选项正确。 B、当铁、锌反应生成的氢气质量相等时，应该是稀硫酸过量，则镁反应生成的氢气和锌、铁一样多，该选项不正确。 C、当三种金属都过量时，稀硫酸完全反应，生成氢气质量相等，该选项正确。 D、锌完全反应，铁和镁有剩余的时候，该选项正确。 故选：ACD。 [例题10] 将质量均为2.8克的Mg、Fe、Zn三种金属，分别放入质量和溶质质量分数均相同的三份稀盐酸中，反应完全后生成氢气的质量如图所示，反应过程中（　　） A．金属锌有剩余 B．参加反应的金属一样多 C．铁和稀盐酸可能恰好完全反应 D．消耗稀盐酸的质量一样多 【解答】解：由于镁的相对原子质量小于铁，化合价相等，所以等质量镁、铁与足量的盐酸反应，镁生成的氢气多，图中镁、铁生成的氢气质量相等，所以镁一定有剩余，铁恰好完全反应；若生成的氢气质量相等，依据化学方程式中数据可知，锌、铁的质量比是65：56，但是锌产生的氢气质量小于铁，所以锌一定不足；生成的氢气不同，根据质量守恒定律，镁、铁消耗的盐酸质量相同，锌消耗盐酸少； A、根据以上分析，锌的量一定不足，错误； B、根据以上分析，镁过量，参加反应的金属不一样多，错误； C、根据以上分析，铁和稀盐酸恰好完全反应，正确； D、根据以上分析，消耗稀盐酸的质量不一样多，错误； 故选：C。 考向四：置换反应 [例题11] 将质量相等的镁、锌、铁三种金属分别投入到三份等浓度且过量的稀硫酸溶液的烧杯中，下列判断正确的是（　　） A．a、b、c三条曲线分别对应锌、铁、镁 B．a、b、c三条曲线分别对应镁、锌、铁 C．n点时曲线c表示溶液中存在的溶质仅为硫酸、硫酸锌 D．n点时曲线b表示烧杯中存在的物质仅为硫酸、硫酸铁、铁 【解答】解：将质量相等的镁、锌、铁三种金属分别投入到三份等浓度且过量的稀硫酸溶液的烧杯中，镁最活泼，反应需要时间最短，铁最不活泼，反应需要时间最长，最终镁反应生成氢气质量最大，锌反应生成氢气质量最小。a、b、c三条曲线分别对应镁、铁、锌。n点时曲线c表示溶液中存在的溶质仅为硫酸、硫酸锌。n点时曲线b表示烧杯中存在的物质仅为过量的硫酸和反应生成的硫酸亚铁。 故选：C。 [例题12] 现有金属样品2.7g，金属成分可能是Al、Zn、Fe中的一种或几种。向其中逐渐加入溶质质量分数为9.8%的稀硫酸，产生的氢气的质量与加入稀硫酸的质量关系如图所示，则下列结论正确的是（　　） A．x的数为0.4 B．金属的成分有2种情况 C．金属样品中一定含有铝 D．M点对应的溶液中溶质最多含有3种溶质 【解答】解：A、反应生成的氢气中的氢元素完全来自于硫酸，生成氢气质量：100g×9.8%100%＝0.2g，x的值为0.2，该选项不正确。 B、2.7g的Al、Zn、Fe完全与硫酸反应生成氢气质量分别是大于0.2g、小于0.2g、小于0.2g，金属的成分有3种情况，即：铝和锌，铝和铁，铝、锌和铁，该选项不正确。 C、由上述计算分析可知，金属样品中一定含有铝，该选项正确。 D、M点对应的溶液中可能含有四种溶质，即硫酸锌、硫酸铝、硫酸亚铁和硫酸，该选项不正确。 故选：C。 知识导图记忆 知识目标复核 1、金属与氧气的反应与特点 2、金属与酸反应的特点 3、置换反应 1. 小明用向上排空气法收集一瓶氧气，并用该瓶氧气做铁丝燃烧的实验，结果未观察到“燃烧”和“火星四射”的现象。下列说法中，与该实验失败原因无关的是（　　） A．所用铁丝生锈 B．氧气没有收集满，纯度较低 C．温度未达到铁丝的着火点 D．集气瓶底部没有预先铺一层细砂 【解答】解：A、所用铁丝生锈，铁丝不会燃烧，故A不符合题意。 B、小明用向上排空气法收集一瓶氧气，可能空气没有排净，氧气浓度较低，铁丝不会燃烧，故B不符合题意。 C、可能铁丝的预热效果不好，没有使铁丝的温度达到着火点，铁丝不燃烧，故C不符合题意。 D、集气瓶底部预先铺一层细砂，是为了防止燃烧时产生的高温熔融物溅落瓶底使瓶底受热不均而炸裂的，与燃烧的条件无关，故D符合题意。 故选：D。 2. 图示为有关氧气的知识结构图（部分反应条件省略），参加反应的氧气为足量。下列相关说法合理的是（　　） A．用反应①制取氧气时，MnO2是反应物 B．②③两种方法制取氧气时，都不需要检查气密性 C．①②③都是分解反应 D．空气中，Fe会与O2反应而火星四射 【解答】解：A、用反应①制取氧气时，采用的分解过氧化氢溶液的方法，二氧化锰作催化剂，故选项说法错误。 B、②③两种方法制取氧气时，分别采用的加热高锰酸钾、氯酸钾的方法，都需要检查气密性，故选项说法错误。 C、过氧化氢在二氧化锰的催化作用下生成水和氧气，高锰酸钾在加热条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，氯酸钾在二氧化锰的催化作用下在加热条件下生成氯化钾和氧气，反应均符合“一变多”的形式，符合分解反应的特征，均属于分解反应，故选项说法正确。 D、铁丝在空气中只能烧至发红，不会剧烈燃烧、火星四射，故选项说法错误。 故选：C。 3. 两烧杯中盛有等质量（等质量分数的稀盐酸，现向两烧杯中分别加入质量都为m的金属Zn和Fe，生成氢气的质量随加入金属质量的关系如图所示，由图可知（　　） A．Zn的活动性比Fe强 B．当m＝a时，放入Zn的烧杯中盐酸过量 C．当m＝b时，两烧杯中溶液的质量相等 D．当m＝c时，两烧杯中剩余的金属质量Zn＞Fe 【解答】解：A.金属活动性强弱是通过反应速率来判断的，根据图像信息无法得出Zn的活动性比Fe强，故A错误； B.从图像可以看出，当加入金属质量为a时，锌产生的氢气质量比铁产生的氢气质量少，说明此时锌已经完全反应，且锌完全反应产生的氢气质量比等质量铁完全反应产生的氢气质量少，所以放入Zn的烧杯中盐酸过量，故B正确； C.当m＝b时，铁和锌都完全反应，根据化学方程式Zn+2HCl＝ZnCl2+H2↑，Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑，等质量的锌和铁与足量盐酸反应，锌产生的氢气少，进入溶液的锌的质量比铁多，所以两烧杯中溶液的质量不相等，故C错误； D.当m＝c时，金属都有剩余，等质量的锌和铁，铁的相对原子质量比锌小，所以铁的物质的量比锌大，那么剩余的金属质量Fe＞Zn，故D错误。 故选：B。 4. 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 【解答】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A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B错误； 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C错误； 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D错误； 故选：A。 5. 小乐为了研究铁锈蚀的影响因素，设计了如图所示实验装置并进行了三组实验，三组实验的试剂及反应200s时瓶内O2的含量如表所示。则下列说法错误的是（　　） 组别 试剂 200s时瓶内O2的含量 ① 5克铁粉、0.1克炭粉、1克干燥剂 21% ② 5克铁粉、0.1克炭粉、10滴水 15% ③ 5克铁粉、0.1克炭粉、10滴水和1g食盐 8% A．②③中O2含量减少表明铁已锈蚀 B．①②证明水对铁锈蚀有影响 C．②③证明食盐能加快铁锈蚀 D．①②③证明炭粉对铁锈蚀有影响 【解答】解：A.在②③实验中，O2含量减少了。因为铁生锈的过程是铁与氧气发生反应的过程，所以O2含量减少表明铁已锈蚀，A正确； B.①实验中没有水，②实验中有水，其他条件相同（都有0.1g炭粉、10滴水、1.0g铁粉），②中氧气含量比①中少，这就说明水的存在对铁锈蚀产生了影响，B正确；C.②实验中有10滴水，无食盐，③实验中有10滴水和少量食盐，其他条件相同（都有0.1g炭粉、1.0g铁粉），③中氧气含量比②中少，这表明在有食盐的情况下铁锈蚀得更快，所以能证明食盐能加快铁锈蚀，C正确； D.①、②、③这三个实验中炭粉的量都是0.1g，是保持不变的，而其他试剂如水、食盐等是变量，所以不能根据这三个实验来证明炭粉对铁锈蚀有影响，D错误。 故选：D。 6. 如图，小科为了探究金属与盐溶液的反应规律，将一定质量金属M的粉末逐渐加入到AgNO3与Cu（NO3）2的混合溶液中。根据实验现象可知（　　） A．产生的无色气体是CO2 B．滤液中一定含有银离子 C．金属M的活泼性介于银和铜之间 D．滤渣中一定含有银单质、铜单质和金属M 【解答】解：A、将一定质量金属M的粉末逐渐加入到AgNO3与Cu（NO3）2的混合溶液中，充分反应后溶液呈无色，说明M与硝酸铜发生了置换反应，M的金属活动性比铜强，由于铜的金属活动性比银强，则M先与硝酸银反应，硝酸银反应完，M再与硝酸铜反应，过滤后，向滤渣中加入稀盐酸，产生无色气体，银、铜均不与稀盐酸反应，说明滤渣是银、铜、M的混合物，M与稀盐酸反应生成氢气，则产生的无色气体是氢气，故选项说法错误。 B、滤液中加入稀盐酸，无沉淀生成，说明滤液中一定不含银离子，故选项说法错误。 C、根据A选项的解析，金属M活泼性比银、铜强，故选项说法错误。 D、根据A选项的解析，滤渣中一定含有银单质、铜单质和金属M，故选项说法正确。 故选：D。 7. 某兴趣小组探究铁生锈的条件。如下图所示，取三根洁净无锈的铁钉，分别放置在三个不同环境中，一周后观察铁钉生锈情况并记录如下。 已知：氧气在一定量的水中的溶解量随温度升高而降低，在植物油中非常难溶。 实验 ① ② ③ 现象 在液面附近，铁钉生锈严重 铁钉无明显变化 铁钉无明显变化 下列说法不正确的是（　　） A．①和②中煮沸蒸馏水是为了除去水中O2 B．②和③中，铁钉没有生锈的原因相同 C．对比①和②，可知铁钉生锈的条件是铁钉与氧气接触 D．对比①和③，可知铁钉生锈的条件是铁钉与水接触 【解答】解：A、温度越高气体溶解度越小，煮沸能够除去溶于水的氧气，该选项正确。 B、②中的铁钉只与水接触，不生锈，③中铁钉只与氧气接触，不生锈，所以铁钉没有生锈的原因不相同，该选项不正确。 C、①中的铁钉与水和氧气同时接触，明显生锈，②中的铁钉只与水接触，不生锈，说明铁钉生锈的条件是铁钉与氧气接触，该选项正确。 D、①中的铁钉与水和氧气同时接触，明显生锈，③中铁钉只与氧气接触，不生锈，说明铁钉生锈的条件是铁钉与水接触，该选项正确。 故选：B。 8. 向一定质量AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入Zn，与两种溶质依次发生反应。溶液质量与加入Zn的质量关系如图所示，有关说法错误的是（　　） A．a点溶液中的溶质有3种 B．b点得到的固体为Cu C．c点溶液中溶质为Zn（NO3）2 D．d点得到的固体有3种 【解答】解：A、a点溶液中的溶质有3种，即反应生成的硝酸锌、没有反应的硝酸铜和部分没有反应的硝酸银，该选项正确。 B、b点得到的固体为Ag，该选项不正确。 C、c点硝酸银和硝酸铜都完全反应，溶液中溶质为Zn（NO3）2，该选项正确。 D、d点得到的固体有3种，即反应生成的银和铜及其过量的锌，该选项正确。 故选：B。 9. 在学习金属相关知识时，小明往盛有硝酸银和硝酸铜混合溶液的烧杯中加入一定质量的铁粉，充分反应后烧杯内剩余固体的质量如图。则下列推断正确的是（　　） A．反应后的溶液中有硝酸铜剩余 B．反应后的溶液中有硝酸银剩余 C．原溶液中硝酸银的质量大于硝酸铜的质量 D．原溶液中硝酸银的质量小于硝酸铜的质量 【解答】解：A、金属活动性顺序为Fe＞Cu＞Ag，往盛有硝酸银和硝酸铜混合溶液的烧杯中加入一定质量的铁粉，铁优先与AgNO3反应生成硝酸亚铁和银，AgNO3反应完，若还有铁粉，铁才能与Cu（NO3）2反应生成硝酸亚铁和铜。由充分反应后烧杯内剩余固体的质量图可知，剩余固体为银、铜、铁，反应后的溶液中不可能有硝酸铜剩余，故选项说法错误。 B、由充分反应后烧杯内剩余固体的质量图可知，剩余固体为银、铜、铁，反应后的溶液中不可能有硝酸银剩余，故选项说法错误。 C、由充分反应后烧杯内剩余固体的质量图可知，生成银和铜的质量相等；由Fe+2AgNO3═Fe（NO3）2+2Ag可知，每340份质量的硝酸银可置换出216份质量的银；由Fe+Cu（NO3）2═Fe（NO3）2+Cu可知，每188份质量的硝酸铜可置换出64份质量的铜，则原溶液中硝酸银的质量不可能大于硝酸铜的质量，故选项说法错误。 D、每340份质量的硝酸银可置换出216份质量的银，每188份质量的硝酸铜可置换出64份质量的铜，生成银和铜的质量相等，则原溶液中硝酸银的质量小于硝酸铜的质量，故选项说法正确。 故选：D。 10. 下列图像能正确反映对应变化关系的是（　　） A．在一定量的稀硫酸中不断加入废钢铁 B．向等质量的锌与铁中加入足量的同质量分数稀盐酸 C．一定质量的稀盐酸中，逐滴加入与稀盐酸等质量、等质量分数的氢氧化钠溶液 D．向CuCl2和HCl的混合溶液中加入过量NaOH溶液 【解答】解：A、废钢铁中的铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，参加反应的铁的质量远大于生成氢气的质量，则溶液的质量不断增大，至完全反应不再发生改变，故选项图像错误。 B、锌的金属活动性比铁强，反应速率快，至完全反应所需时间短；等质量的锌与铁与足量的同质量分数稀盐酸反应，金属完全反应，金属完全反应产生氢气的质量为，产生氢气的质量为铁＞锌，故选项图像错误。 C、一定质量的稀盐酸中，逐滴加入与稀盐酸等质量、等质量分数的氢氧化钠溶液，由NaOH+HCl＝NaCl+H2O可知，NaOH和HCl的质量比为40：36.5，盐酸过量，溶液呈酸性，最终溶液的pH小于7，故选项图像错误。 D、氢氧化钠先与盐酸反应生成氯化钠和水，待盐酸反应完全，氢氧化钠和氯化铜反应生成氢氧化铜沉淀和氯化钠，加入氢氧化钠一段时间后，才会产生沉淀，完全反应后，沉淀质量不再发生改变，故选项图像正确。 故选：D。 11. 等质量的稀硫酸分别与足量的镁、铁、锌三种金属反应，下列图像能正确生产氢气质量与反应时间之间关系的是（　　） A． B． C． D． 【解答】解：A、图中所示，充分反应后所得氢气质量不等，与实验分析不一致，故A不正确； B、图中所示，充分反应后放出氢气质量相等，并且与铁充分反应所需要时间最长、与镁反应时间最短，与实验分析相符，故B正确； C、图中所示，充分反应后产出氢气质量相等，但与锌反应的时间最长，不符合金属活动性强弱关系，故C不正确； D、图中所示，充分反应后所产生氢气质量不等，与实验分析不一致，故D不正确； 故选：B。 12. 用三段粗细均匀、质量相等的铁丝与不同溶液反应研究金属的性质。将三段铁丝拼接在同一个平面内，使相互夹角均为120°，悬挂后静止时如图甲。现将oc段铁丝浸入某一无色溶液中，一段时间后取出晾干，悬挂后出现如图乙所示现象，则该溶液可能是（　　） A．稀硫酸 B．硫酸锌溶液 C．硝酸银溶液 D．硫酸铜溶液 【解答】解：A、铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，随着反应的进行，铁丝的质量逐渐减少，会导致ob段下沉，故选项错误。 B、铁的金属活动性比锌弱，不能与硫酸锌溶液反应，铁丝的质量不变，不会导致oc段下沉，故选项错误。 C、硝酸银溶液显无色，铁的金属活动性比银强，能与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，由Fe+2AgNO3═Fe（NO3）2+2Ag可知，每56份质量的铁可置换出216份质量的银，铁丝的质量增加，会导致oc段下沉，故选项正确。 D、铁的金属活动性比铜强，能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，由Fe+CuSO4═FeSO4+Cu可知，每56份质量的铁可置换出64份质量的铜，会导致oc段下沉，但硫酸铜溶液显蓝色，不符合要求，故选项错误。 故选：C。 13. 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 【解答】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；故选：A。 14. 把等质量的X、Y、Z、M四种金属分别加入到同体积、同浓度的足量稀盐酸中。再把M加入到YNO3溶液中，反应关系分别如图所示。据此判断四种金属的活动性顺序为（　　） A．Z＞X＞M＞Y B．X＞Z＞M＞Y C．X＞Z＞Y＞M D．Y＞M＞Z＞X 【解答】解：由图像可知，Z、X与稀盐酸反应，Y、M不与稀盐酸反应，且相同时间内X产生气体多，说明反应速率快，所以活动性X＞Z＞Y、M；把M放入Y的盐溶液中有Y生成，说明活动性M＞Y。所以活动性顺序为：X＞Z＞M＞Y，观察选择项，B正确。 故选：B。 15. 如图所示，两支完全相同的试管中装有足量的等质量、等浓度的稀盐酸，在两支试管的管口各套一个完全相同的气球并扎紧，两个气球中分别装有质量相同的金属A和B。现同时提起两只气球，将其中的金属加入试管中。实验发现：开始时，甲气球迅速鼓起，而乙气球鼓起较慢；反应结束时，甲气球鼓起的体积比乙气球大。根据以上事实，下列推论中，错误的是（　　） A．金属A比金属B活泼 B．A可能是锌，B可能是铁 C．A可能是铝，B可能是锌 D．A可能是镁，B可能是铁 【解答】解：A、开始时，甲气球迅速鼓起，而乙气球鼓起较慢，说明A与酸反应的速率快，其金属活动性比B强，故选项说法正确。 B、A最终生成氢气的体积比B多，等质量的锌和铁，与足量的稀盐酸反应，铁产生的氢气多，故选项说法错误。 C、A与酸反应的速率快，其金属活动性比B强，等质量的铝和锌，与足量的稀盐酸反应，铝产生的氢气多，A可能是铝，B可能是锌，故选项说法正确。 D、A与酸反应的速率快，其金属活动性比B强，等质量的镁和铁，与足量的稀盐酸反应，镁产生的氢气多，A可能是镁，B可能是铁，故选项说法正确。 故选：B。 16. 金属防锈是科学研究中的重大课题。某校学习小组以铁的锈蚀为项目进行如下研究。 （1）铁生锈的外部条件是 。 （2）该小组用如图甲装置进行实验，起始时量筒内水面处于50mL刻度处，之后水面缓慢上升，数日后量筒内水位不再上升，水面最终处于约 mL刻度处（空气中氧气体积分数以20%计）。 （3）为深入探究铁钉锈蚀快慢的影响因素，该小组取铁钉用砂纸打磨，称其质量，按如图乙安装装置，放置3天，再取出铁钉称量。改变条件重复上述实验，得到铁钉质量增加情况如表。 温度/℃ 10 20 30 40 50 60 铁钉质量增加/g 0.02 0.04 0.08 0.16 0.18 0.18 ①该实验能得出的结论是当其他条件相同时， 。 ②有同学认为该实验未能真实反映50℃以后铁钉锈蚀的快慢，理由是：50℃以后铁钉质量没有变化。请分析表格中数据，铁钉质量没有变化的原因是 。 【解答】解：（1）铁和氧气、水共同接触时会生锈。 （2）铁生锈消耗氧气，量筒中的气体减少，压强减小，则量筒中的液面会上升，且上升的体积为消耗的氧气的体积，由于氧气约占空气体积的20%，则量筒中氧气的体积为50mL×20%＝10mL，则水面最终处于约50mL﹣10mL＝40mL。 （3）①小强同学的实验是探究温度因素对铁钉腐蚀快慢的影响，根据表中内容可知，结论是温度在10～50℃的范围内，温度越高，铁钉锈蚀的速度越快。 ②铁钉生锈后，量筒水面刻度上升到40mL处，说明试管内的氧气全部耗尽，所以50℃后铁钉的质量不再增加。 17. 小明发现处于潮湿环境中的铜制器具表面容易出现绿色铜锈，为了探究铜锈产生的原因以及其成分，小明进行如图所示的实验。 （1）①号试管中试管塞的作用是 。 （2）在④号试管中产生的气体是 。（写出化学式） （3）本实验不能通过比较①号和③号试管中的现象探究铜锈产生的原因，请说明理由： 。 （4）若④号试管中的盐酸浓度过高，会导致⑤号试管中不会出现浑浊现象，请简要说明原因： 。 【解答】解：（1）①号试管中试管塞的作用是“隔绝空气”，使铜片既浸在水中又尽量不与空气接触； （2）铜锈（碱式碳酸铜等）与盐酸反应放出二氧化碳，化学式为：CO2； （3）由于①和③两支试管都没有同时具备“水和氧气”这两个生成铜锈的必要条件，都没有产生铜锈，现象相同，无法判定究竟是缺水还是缺氧导致不生锈，故不能通过它们的对比来探究铜锈的成因； （4）若④号试管中盐酸浓度过高，就会有大量HCl气体随同CO2一起进入⑤号试管；HCl会与澄清石灰水先反应生成可溶于水的氯化钙，因而不能形成碳酸钙沉淀，⑤号试管中就不会出现浑浊现象。 18. 某项目学习小组用传感器开展“影响铁锈蚀因素”的探究，设计如图1所示实验装置并完成实验。实验过程中，传感器采集数据绘制得到如图2的甲、乙两幅曲线图。 【资料1】一定条件下，碳和氯化钠溶液可加快铁的锈蚀，但它们本身不参加反应。 【资料2】该实验步骤如下： ①检查装置气密性； ②装药品，将5克铁粉和2克碳粉加入锥形瓶，并加入2毫升饱和氯化钠溶液； ③立即塞紧橡皮塞，橡皮塞上已插有一支装有5毫升稀盐酸的注射器及传感器； ④观察现象，采集数据。 用所学知识及以上资料信息完成下列问题： （1）实验进行一段时间后，注射器中的盐酸会自动注入瓶内，原因是 ； （2）图2甲、乙曲线图中，0﹣t1段温度升高，瓶内压强减小；t2﹣t3段温度升高，瓶内压强增大。解释产生这两个不同现象的原因。 【解答】（1）将5克铁粉和2克碳粉加入锥形瓶，并加入2毫升饱和氯化钠溶液，一定条件下，碳和氯化钠溶液可加快铁的锈蚀，铁生锈消耗瓶内氧气，瓶内压强减小，当瓶内气压减小到一定程度，大气压将注射器的活塞下压或瓶内气压减小，盐酸被吸入瓶内； （2）0﹣t1段温度升高，瓶内压强减小原因是铁生锈消耗氧气并放热，故温度升高，消耗氧气使压强减小，反应放热使温度升高，压强增大，消耗氧气减小的压强大于温度升高增大的压强，瓶内压强减小；t2﹣t3段温度升高，瓶内压强增大原因是因瓶内气压减小，盐酸自动注入瓶内，盐酸与铁反应产生氢气并放出大量的热，温度升高，温度升高和产生氢气都使压强增大。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$