内容正文:
专题10 金属和金属资源
考点概览
题型一 金属材料、金属的物理性质与用途
题型二 金属的化学性质
题型三 金属活动性顺序
题型四 金属的冶炼
题型五 金属的锈蚀与金属资源的保护
金属材料、金属的物理性质与用途题型一
1.(2025·湖南岳阳岳阳楼区·二模)下列制作火箭的材料中,属于金属材料的是
A.铝箔 B.胶水 C.竹签 D.蜡烛
2.(2025·山东潍坊诸城·二模)分类法是化学学习和研究的常用方法。下列分类正确的是
A.混合物:石灰石、天然气 B.金属材料:铁矿石、青铜
C.碱:纯碱、烧碱 D.清洁能源:石油、太阳能
3.(2025·山东德州庆云·二练)分类是学习化学的一种重要方法。下列有关物质的分类正确的是
A.烧碱、纯碱都属于碱 B.蒸馏水、石灰水都属于溶液
C.冰、干冰都属于氧化物 D.不锈钢、玻璃钢都属于金属材料
4.(2025·河南安阳安阳县五校·二模)各种材料的发展与运用极大地方便了我们的生活。下列用品与制作材料不相符的是
A.陶瓷浴池——复合材料 B.尼龙绳索——合成材料
C.铁质炒锅——金属材料 D.纯棉面料——天然纤维
5.(2025·广东佛山顺德·二模)下列文物主要制作材料不属于金属材料的是
A.西汉彩绘雁鱼青铜缸灯
B.石器时代人面鱼纹彩陶盆
C.三星堆遗址出土青铜大面具
D.山西永济黄河铁牛
A.A B.B C.C D.D
6.(2025·湖南长沙雅礼教育集团·二模)湖南省博物院馆藏的“镇馆之宝”——大禾人面纹方鼎,其主要成分为铜锡合金。下列有关金属及其合金说法正确的是
A.铜锡合金是一种金属材料 B.常温下所有金属都是固体
C.铜锡合金的熔点和硬度都高于纯铜 D.铜能与稀硫酸反应
7.(2025·广东大湾区万阅联盟·二模)我国很多珍贵文物都记载着中华文明的灿烂成就。下列文物用到金属材料的是
A.瓷罐
B.铜奔马
C.玉如意
D.山水画卷
A.A B.B C.C D.D
8.(2025·安徽滁州天长部分校·二模)阅读材料,完成下面小题。
消防喷淋头及其结构如图。当喷淋头附近温度升高到设定值时,热敏球内的丙三醇会将外层玻璃胀破,喷淋头自动喷水灭火。
(1)阀座使用黄铜材质(铜锌合金),下列有关黄铜的说法错误的是
A.属于金属材料 B.熔点较纯铜更高 C.受热时会变黑 D.能与稀硫酸反应
(2)下列有关喷淋头的说法正确的是
A.为了防止喷淋头生锈,平时可以用纱布将其包裹起来 B.喷水灭火的主要原理是降低可燃物的着火点
C.热敏玻璃球胀破的原因是受热时丙三醇分子间隔减小 D.日常生活中应避免热源靠近自动感温喷淋头
9.(2025·湖南衡阳八中教育集团·二模)某兴趣小组展示了两个趣味实验。
(1)“火焰分割”。先将加热至红热的铁丝网a平伸到火焰上部,如图甲所示:再将常温的铁丝网b平伸到火焰下部,两张铁丝网中间的火焰熄灭,如图乙所示。
①铁块能拉成铁丝是利用了铁的 性。
②“两张铁丝网中间的火焰熄灭”的主要原因:铁丝网b吸收热量, (选填字母)。
A.使酒精的着火点降低 B.使温度降低到酒精的着火点以下
(2)写出酒精完全燃烧的化学方程式为 。
10.(2025·广东肇庆一中实验学校·二模)氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的能源,被誉为21世纪的“终极能源”。科学家们正积极开展制氢研究。
(1)方法一:用风力、光伏发电,然后电解水制氢。这是将电能转化为 能。
(2)方法二:PEM电解水制氢。基本原理如图所示,观察示意图判断其中能穿过质子交换膜的是 。
(3)方法三:太阳光催化剂()分解水制氢。
①反应中的作用是 ,反应的化学方程式为 。
②是钛元素的化学符号,钛和钛合金被誉为21世纪最重要的 (填“金属”或“合成”)材料。
(4)方法三与方法二对比,其优点是 (写一点)。
11.(2025·山东菏泽鄄城·二模)无人机的用途越来越广泛,可以用于航拍、喷洒农药、巡查、空投等。无人机的最基本组件有框架、发动机和螺旋桨、电池、传感器几个部分。
(1)无人机框架选用铝合金而不选用纯铝,主要原因是铝合金硬度 、机械强度更高。
(2)陶瓷具有显著的耐高温、高隔热、抗氧化和高阻氧的作用,为保证火灾现场救援无人机在温度超过1000℃的环境下工作,通常使用陶瓷涂层,陶瓷属于无机 (“金属”或“非金属”)材料。
(3)无人机在阴雨天气使用后,钢质轴承是如何防锈的________(填字母)。
A.立即晾晒干 B.轴承转动部件涂上油 C.涂油漆
(4)生产生活中还经常用到铝制品,铝制品抗腐蚀性好,因为 (用化学方程式表示)
12.(2025·湖南岳阳岳阳楼区·二模)唐代陆羽《茶经》中记载:“风炉以铜铁铸之……底一窗以为通飚漏烬之所……风能兴火,火能熟水。”“漉水囊……其格以生铜铸之。”
(1)钢铁常用于制作铁锅,主要利用了它们的 性。
(2)“漉水囊”可将茶叶与茶水分离,其原理类似于化学基本实验操作中的 (填操作名称)。
(3)“火能熟水”的原因是燃烧会放出 。
13.(2025·湖北十堰·二模)2025春晚《秧BOT》节目中跳舞机器人使用铝合金作为主要材料,关节部分使用铜导线连接电路。下列说法不正确的是
A.使用铜作导线,是因为铜具有良好的导电性
B.用稀硫酸不能验证铝和铜的金属活动性顺序
C.不用铁制作机器人外壳的原因是铁在空气中容易生锈
D.铝制品抗腐蚀性强的原因是表面易形成致密的氧化铝薄膜
14.(2025·湖南常德澧县·二模)我国自主研发的厚的超薄不锈钢箔材让高精尖设备制造更上一个台阶。下列有关说法正确的是
A.超薄不锈钢具有良好的延展性 B.回收超薄不锈钢没有意义
C.超薄不锈钢遇水就会生锈 D.超薄不锈钢硬度比纯铁小
金属的化学性质题型二
1.(2025·湖南湘西州花垣县·二模)同学们以“合理使用化学品”为话题进行如下交流,说法正确的是
A.用食盐水清洗水垢 B.用生石灰作干燥剂
C.用铁桶盛放波尔多液 D.用钢刷擦洗铝制品
2.(2025·山东乐陵·二练)慧眼识化学。下列事实解释合理的是
A.空气被压缩进篮球——气体分子变小
B.油锅起火用锅盖盖灭——隔绝氧气
C.生石灰干燥某些气体——氧化钙吸水潮解
D.铝制品耐腐蚀——铝的化学性质不活泼
3.(2025·山东泰安宁阳县·二模)推理是学习化学的一种重要方法,以下推理正确的是
A.溶液是均一、稳定的混合物,则均一、稳定的液体一定是溶液
B.铝表面的氧化铝薄膜起保护作用,则铁表面的铁锈也起保护作用
C.某物质在氧气中完全燃烧生成CO2和H2O,则该物质一定含有C、H元素
D.催化剂的质量在化学反应前后不变,因此在反应前后质量不变的物质一定是催化剂
4.(2025·湖南衡阳十七中·二模)某课外活动小组将未打磨的铝和稀盐酸放入密闭容器中,得到如图所示的气体压强与时间的关系曲线图。以下说法不正确的是
A.段气压变化不明显的原因是铝片表面有一层氧化膜
B.段压强迅速增大的原因只是因为反应放出了热量
C.段压强减小是因为温度降低
D.段内发生了置换反应
5.(2025·陕西汉中·二模)实验小组用金属进行了下列两组实验,有关分析不正确的是
A.实验一加热端铜丝一段时间后,观察到端下降、端上升
B.实验一不能用于验证质量守恒定律
C.实验二铁钉出现锈蚀后,甲、乙中气体含氧气的体积分数不相等
D.实验二丙中导管内水柱会下降
6.(2025·江苏连云港东海实中·二模)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A.铁能与酸反应,可用作脱氧剂
B.氢气具有可燃性,可用于冶炼金属
C.稀有气体化学性质不活泼,可用于多用途的电光源
D.金刚石薄膜透光性好、硬度大,可用于光学仪器涂层
7.(2025·湖南娄底新化·二模)小组同学利用杠杆原理设计如图所示实验,实验前在杠杆的两端分别挂质量相等的铜球和锌球(均已打磨),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溶液的烧杯中进行实验。下列有关说法正确的是
A.实验中观察到左端烧杯中有气泡产生
B.右端烧杯中反应后的溶质成分一定有两种
C.一段时间后移走烧杯,杠杆左端下沉
D.该实验可得出的金属活动性顺序为Zn>Fe>Cu
8.(2025·山东济宁曲阜·二模)下列实验方案可行且相应方程式书写正确、反应类型标注也正确的一组是
A.用加热的方法除去碳酸钠固体中混有的少量碳酸氢钠 分解反应
B.用和反应制备 复分解反应
C.用金属和稀盐酸反应制取 置换反应
D.用灼热的除去中混有的少量 置换反应
9.(2025·河南周口太康华夏外国语学校·二模)下列图像能正确反映对应变化关系的是
A.向一定量的稀盐酸中滴加水
B.足量镁条在密闭容器中燃烧
C.等质量的锌粉和铁粉分别与足量的稀盐酸反应
D.等质量的氢氧化钠和氯化钠固体分别溶于室温下等量水中
10.(2025·河南南阳西峡·二模)下列图像能正确表示对应关系的是
A.向氢氧化钠溶液中不断加入水
B.向饱和氢氧化钙溶液中加入一定量的氧化钙
C.等质量的镁、铝分别与相同浓度的稀硫酸反应
D.等质量的红磷和氧气在密闭容器中充分反应
11.(2025·河南周口太康华夏外国语学校·二模)分离与提纯是获得物质的重要方法。下列实验操作不正确的是
选项
物质
杂质
实验操作
A
加过量的稀硫酸,过滤、洗涤、干燥
B
溶液
碳酸钠
加过量的稀盐酸
C
溶液
加过量铁粉,过滤
D
通过灼热的铜网
A.A B.B C.C D.D
12.(2025·河南新乡辉县·二模)在进行探究金属与酸反应的实验中,不需要标注的图标是
A.用电 B.排风
C.护目镜 D.热烫
13.(2025·河南三门峡·二模)小明以丙为“数轴”的原点将活动性顺序中的金属分为两部分(如图)。下列说法错误的是
A.在自然界中丁主要以单质形式存在
B.甲和都能和稀硫酸发生反应,甲比反应更快
C.将乙加入稀盐酸中,有气泡产生,溶液变为浅绿色
D.小明选择“数轴”的原点丙为
14.(2025·河南三门峡·二模)小明利用如图实验流程回收实验室废弃金属混合物中的铜粉,则回收的铜粉质量为(忽略回收过程中铜粉的损失)
A. B. C. D.
15.(2025·河南安阳安阳县五校·二模)某铜制工艺品中含有铁、锌两种杂质,取该样品放入足量稀盐酸中,充分反应后生成气体。则样品中铜的质量分数可能为
A.87% B.88.6% C.88.8% D.89%
16.(2025·广西梧州·二模)下列图像表示的化学反应过程,与实际情况相符合的是
A.向一定量的稀硫酸中不断加水稀释
B.等质量、等浓度的双氧水在有无催化剂下反应
C.向一定量硫酸铜和稀硫酸的混合溶液中滴入氢氧化钾溶液
D.将等质量、等浓度的稀盐酸分别与足量的镁粉和铝粉反应
17.(2025·山东德州夏津·二模)下列化学方程式书写正确,且所属基本反应类型正确的是
A. 化合反应
B. 分解反应
C. 复分解反应
D. 置换反应
18.(2025·广东佛山顺德·二模)保持平衡的杠杆两端分别挂等质量银片和铁片如图,小心地向烧杯中央滴入浓溶液,一段时间后杠杆的现象是
A.保持水平 B.左右摇摆 C.A端高B端低 D.B端高A端低
19.(2025·江苏扬州邗江梅苑双语学校·二模)学习小组为探究氢气还原氧化铜所得固体产物X的组成,设计如下实验:
步骤1 观察产物X的颜色为红色。
步骤2 向产物X中加入过量的盐酸充分反应,过滤得到9.6g红色固体和蓝色溶液。
步骤3 向步骤2所得蓝色溶液中加入过量的Na2H2Y溶液,测得与CuCl2反应的Na2H2Y的质量为33.6g。
已知:①Na2H2Y的相对分子质量为336 ②为红色固体
③
下列说法正确的是
A.产物X为Cu单质
B.步骤2所得蓝色溶液中仅含有Cu2+、Cl-两种离子
C.步骤3中参加反应的CuCl2的质量为27g
D.产物X中Cu元素的质量为16g
20.(2025·广东佛山顺德·二模)下列实验方案不能达到实验目的的是
选项
实验目的
实验方案
A
鉴别棉花与羊毛
灼烧,闻气味
B
鉴别与固体
加水,测温度变化
C
除去水中
加热煮沸
D
除去溶液中的
加入足量的,过滤
A.A B.B C.C D.D
21.(2025·河南荥阳·二测)向盛有两种金属混合物的烧杯中滴加稀硫酸至不再产生气体,将溶液蒸干后得到固体,则生成氢气的质量为
A. B. C. D.
22.(2025·山东济宁邹城十一中·二模)在硝酸铜、硝酸银的混合溶液中加入一定量的铝粉,充分反应后过滤。下列说法正确的是
A.若滤液中只有一种溶质,则向滤渣中加入稀盐酸一定有气泡产生
B.若滤液为蓝色,则滤液中一定有,可能有
C.若往滤渣中加入稀盐酸有气泡产生,则滤液中一定有,可能有
D.若往滤液中加入稀盐酸有白色沉淀产生,则滤渣中一定有银和铜,可能有铝
23.(2025·广东广州六中·二模)镉(Cd)是一种“氢前金属”,金属活动性介于锌和铜之间,镉的部分化合物的相关性质如下。下列预测合理的是
物质
在水中的溶解性
难溶,白色固体
难溶,白色固体
易溶于水
A.Cd能与KOH溶液反应生成
B.Cd能从溶液中置换出Mg
C.向中加入稀,无明显现象
D.和能相互转化
24.(2025·福建宁德·二测)“矾”常指硫酸盐。《本草经集注》中记载:“其黄黑者名鸡屎矾[Cu2(OH)2SO4]不入药用……投苦酒(醋酸)中,涂铁皆作铜色,外虽铜色,内质不变”。下列说法错误的是
A.“不入药用”是因鸡屎矾可与胃酸反应,产生有毒的可溶性Cu2+
B.鸡屎矾“投苦酒(醋酸)中”,实质是H+与SO反应
C.“涂铁皆作铜色”涉及置换反应
D.“外虽铜色,内质不变”是因为生成的铜对铁有一定保护作用
25.(2025·山东临沂兰山·二模)学习化学既要利用化学变化定性认识化学反应,也要利用质量、比例和守恒关系定量分析化学反应。
(1)某有机物在足量的氧气中完全燃烧生成二氧化碳和水。则该有机物中氧元素的质量是 g。该有机物中 (填最简整数比)
(2)铜锌合金又称假黄金。向盛有铜锌合金粉末样品的烧杯中逐渐加入稀硫酸,生成氢气的质量与加入稀硫酸的质量关系如图所示。
①充分反应后生成氢气的质量为 g。
②求合金样品中锌的质量 。(写出计算过程)
③恰好完全反应时,所得溶液的质量是 g。
26.(2025·河南周口商水五校·二模)金属在生产和生活中有着广泛应用。
(1)下列金属制品在应用中,利用金属导热性的是 (填序号)。
a.金银首饰 b.铁制炒锅 c.铜制导线
(2)三星堆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 (填“强”或“弱”)。古代制作青铜器的铜多来源于黄铜矿,其主要成分为二硫化亚铁铜,其化学式为 其中铁元素和铜元素均为+2价,则硫元素的化合价为 。
(3)小山同学做铝片与稀盐酸反应的实验。实验前将未经打磨的铝片插入稀盐酸中,未见气泡产生,用化学反应方程式解释其原因是 。
(4)向一定量的 和 溶液中逐渐加入 Zn粉,充分反应,反应过程中 的质量随时间的变化关系如图所示。时刻溶 液质量比反应开始前溶液的质量 (填“增大”“减小”或“不变”);若t2时刻过滤,则所得滤渣的成分是 (填化学式,下同),所得滤液的成分是 。
(5)黄铜是铜锌合金,常用于制造机器、电器的零部件。为测定某黄铜样品中铜的质量分数,取20g该黄铜样品加入100g稀硫酸中,恰好完全反应,产生氢气0.2g,请计算该黄铜样品中铜的质量分数。
金属活动性顺序题型三
1.(2025·山东临沂兰山·二模)设计对比实验,控制变量是学习化学的重要方法。下列对比实验不能达到目的的是
实验设计
实验目的
A.探究同种物质在不同溶剂中的溶解性
B.验证中和反应是放热反应
实验设计
实验目的
C.比较合金与纯金属的硬度大小
D.比较和的金属活动性强弱
A.A B.B C.C D.D
2.(2025·广东广州六中·二模)下列实验设计能达到目的的是
选项
A
B
C
D
实验
目的
探究空气中氧气的含量
探究分子是不断运动的
比较锌、铜、银的金属活动性
探究氧气是铁生锈的条件之一
实验
设计
A.A B.B C.C D.D
3.(2025·辽宁沈阳新民·二模)我国首艘航母辽宁舰使用了大量的合金材料。黄铜主要为 Cu和Zn的合金,下列试剂不能验证 Cu、Zn的金属活动性顺序的是
A.溶液 B.溶液 C.稀盐酸 D.溶液
4.(2025·江苏连云港东海实中·二模)学习小组通过下列实验探究溶液的性质。
实验Ⅰ:把一根砂纸打磨过的丝浸入溶液中,一段时间后观察到丝表面出现红色物质。
实验Ⅱ:向溶液中滴加少量溶液,出现沉淀。
下列说法正确的是
A.实验Ⅰ说明的活动性比的强 B.实验Ⅰ中溶液颜色变为浅绿色
C.实验Ⅰ中打磨的目的是增大铝丝的表面积 D.实验Ⅱ中沉淀为
5.(2025·湖南永州祁阳·二模)为验证的金属活动性顺序,实验小组进行了下图实验。
(1)试管甲中发生反应的化学方程式是 。
(2)试管乙中的实验现象是有红色物质生成,溶液由 。
(3)仅通过上述实验不能验证三种金属的活动性顺序,需补充一个实验来证明,应选用的一组试剂是______(填字母)。
A.铜粉、稀盐酸 B.镁粉、溶液 C.镁粉、溶液
(4)三种金属的活动性顺序由强到弱为 (用元素符号表示)。
6.(2025·山西吕梁中阳部分学校·二模)同学们在化学实验室中进行了“验证铝、铜、银的金属活动性顺序”的实验。
实验方法:①将一根铝丝浸入硫酸铜溶液中,过一会儿取出,观察现象。
②将一根铜丝浸入硝酸银溶液中,过一会儿取出,观察现象。
(1)实验原理:②中发生反应的化学方程式为 。
(2)实验现象:①中观察到的现象是 。
(3)实验结论: 。
【问题与思考】
(4)实验前应对铝丝进行的处理是 ,此操作的目的是 。
7.(2025·江西九江十一中·二模)了解到辽宁舰的前身是锈迹斑斑的瓦良格号,同学们对金属除锈防锈产生了巨大的兴趣,于是展开了相关探究。铁制品容易生锈,但将铁加热熔入金属铬,可制成不锈钢。于是化学兴趣小组进行了以下实验,比较铬、铁、铜的金属活动性强弱。
【查阅资料】铬是一种抗腐蚀性强的银白色金属。硫酸亚铬(CrSO4)溶液呈蓝色,在空气中能迅速被氧化成碱性硫酸铬[Cr(OH)SO4],其溶液呈绿色。
【提出猜想】
(1)三种金属的活动性强弱:猜想一:Cr>Fe>Cu,猜想二:Fe>Cr>Cu,猜想三: 。
【猜想探究】
(2)步骤1:取大小形状相同的三种金属片,用砂纸打磨光亮。
步骤2:将三种金属片分别放入三支装有等量、等浓度稀硫酸的试管中。
序号
实验操作
实验现象
实验结论
1
将铁片放入稀硫酸
铁片表面产生气泡较慢,溶液逐渐变为 色
猜想一成立
2
将铬片放入稀硫酸
3
将铜片放入稀硫酸
无明显现象
【分析解释】
(3)请写出铬与稀硫酸反应的化学方程式: 。
(4)铬片加入稀硫酸反应后的溶液一段时间后变成绿色,其原因是 ,反应的化学方程式为4CrSO4+O2+2X=4Cr(OH)SO4,其中X的化学式为 。
【反思评价】
(5)为了进一步确认铬、铁、铜三种金属的活动性强弱,小川同学选择了三种试剂就得出了结论,他选择的三种试剂为 。
8.(2025·山东淄博张店区·二模)金属及其制品是现代生活中不可缺少的材料和工具。请完成下列问题:
(1)铜经常用作导线,这是利用了铜的 性。
(2)铝的化学性质很活泼,通常铝制品却很耐腐蚀,原因是(或用化学方程式表示) 。铝制易拉罐主要由铝合金制成,除铝外,还含有锌、铜、硅等,请用化学方法证明:罐体的金属材料是铝合金而不是纯铝(提供试剂:已打磨的罐体金属片,其他仪器、试剂自选)。你的方案及预期现象是 。
(3)将表面生锈的铁钉(铁锈的主要成分为)投入到足量稀硫酸中,铁锈脱落、溶解,溶液变黄,化学方程式为: ;铁钉表面产生气泡,一段时间后,溶液慢慢变为黄绿色,如图是对溶液变为黄绿色的一种微观解释,参加反应的微粒是 (填微粒符号)。
(4)为验证铜、银、锌的金属活动性顺序,同学们设计了如图所示的6个实验。图中,“→”表示将金属加入到盐溶液中。
Ⅰ:②中,反应的化学方程式为 。
Ⅱ:仅由④和⑥不能得出铜、银、锌的金属活动性顺序,理由是 。
Ⅲ:在6个实验中,一段时间后固体质量减少的是 。(填序号)
9.(2025·山东烟台蓬莱·二模)金属材料在日常生活中应用广泛。
Ⅰ、兴趣小组同学针对金属材料展开调查探究。
(1)利用金属导热性的实例之一是 。
(2)铝制品具有很强的抗腐蚀性,原因是 (用化学方程式表示)。
(3)合金有很多性能与组成它们的纯金属不同。如图中能表示锡铅合金的是 (填序号“a”“b”或“c”)。
Ⅱ、兴趣小组设计实验探究铁、铜、银三种金属的活动性顺序,设计了四种实验方案,所需试剂如下:
①铜粉、银粉、硝酸亚铁溶液 ②铁粉、银粉、硝酸铜溶液
③银粉、硝酸亚铁溶液、硝酸铜溶液 ④铜粉、硝酸亚铁溶液,硝酸银溶液
(4)上述方案中,正确的是 (填写序号)。
(5)在实验室中,把ag铁粉加入一定量的和混合溶液中,按图所示进行实验,出现的现象如下图中所述。
试回答:
①滤渣B中含有的金属单质是 (填化学式),滤渣B的质量一定 (填“<”“=”或“>”之一)ag。
②滤液A中大量存在的金属阳离子是 (填离子符号)。
③写出过程Ⅰ中发生反应的一个化学方程式: 。
10.(2025·宁夏银川二中北塔分校·二模)金属材料是人类赖以生存和发展的重要物质。我们应该从多角度了解。
Ⅰ.金属冶炼
(1)《天工开物》中记载了炼锡的场景:“凡炼煎亦用洪炉,入砂数百斤,丛架木炭亦数百斤,鼓
鞲(指鼓入空气)熔化。”
①鼓入足量空气的目的是 ,从而提高炉温。
②“点铅勾锡”是炼锡的关键步骤,加铅能使锡较易熔化流出,其原因是 。
Ⅱ.探究金属的活动性
兴趣小组欲探究、、三种金属的活动性顺序,进行了如下图所示实验。
(2)进行实验前先将金属打磨干净的目的是 。则甲中发生反应的化学方程式是 ,乙中的现象是 ,由此可以得到三种金属的活动性由弱到强的顺序是 。
(3)除了上述实验试剂外,探究铜、铝、银三种金属活动性顺序的最少的试剂组合还有 (写一种)。
(4)为继续研究金属的化学性质,学习小组同学向一定质量的硝酸银和硝酸锌的混合溶液中加入过量的铁粉,反应后溶液中存在的金属阳离子有 (写离子符号)。
Ⅲ.金属的锈蚀与防护
(5)对钢铁制品进行“发蓝”处理,使其表面生成一层致密的氧化膜,能有效防止钢铁锈蚀。“发蓝”能有效防止钢铁锈蚀的原因是 。
11.(2025·河南商丘夏邑·二模)某兴趣小组为探究铝、铜、银的金属活动性顺序,设计了如下图所示的实验。
(1)铝片在实验前需用砂纸打磨,其原因是什么?
(2)写出B试管中发生反应的化学方程式。
(3)实验结束后,同学们将两支试管中的固液剩余物混合在一起,充分反应后过滤,所得滤液呈蓝色,请分析所得滤渣的成分。
金属的冶炼题型四
1.(2025·湖南衡阳十七中·二模)宋代《天工开物》记载用煤冶铁,其原理与现代工业炼铁有相似之处。下列说法正确的是
A.煤直接作为还原剂将铁从矿石中还原出来
B.冶炼过程中,石灰石用于除去铁矿石中的二氧化硅
C.现代高炉炼铁中,焦炭仅用于提供高温
D.炼铁时得到的产物是纯净的铁
2.(2025·湖南娄底新化·二模)人类经历了从石器、青铜器、铁器、铝制品到合成材料的变迁。目前提取量最大的金属是铁,炼铁的原料有焦炭、空气、赤铁矿(主要含氧化铁)和石灰石(主要含)等。下列有关说法错误的是
A.金属材料的变迁与金属的活动性顺序有关
B.焦炭的主要作用是生成CO和提供热量
C.工业炼铁的主要产物是生铁,生铁属于铁合金
D.炼铁的主要过程发生的是CO和的置换反应
3.(2025·山东德州夏津·二模)《天工开物》中有我国古代炼铁的记载,如图是模拟工业炼铁的微型实验装置。
(1)工业炼铁时,将赤铁矿粉碎后投入炼铁炉,将赤铁矿粉碎的目的是 。
(2)A装置中发生的化学反应方程式为 ,此反应中化合价发生变化的元素有 (填元素符号)。B中的化学反应方程式为是 (写1个)。
(3)基于环境和安全方面的考虑,此微型实验装置的不足之处是 。
4.(2025·河南周口沈丘·二模)化学是以实验为基础的科学,实验是科学探究的重要手段。
(1)为验证质量守恒定律,某同学设计了如图1所示的实验。该实验能否达到实验目的?请说明理由: 。
(2)某小组利用如图2所示装置制取气体,并模拟自然界中的循环。请回答下列问题:
①利用A装置制取CO2,写出一组合适的试剂名称: 。
②为制得CO2的水溶液,CO2应从B装置的 (填“m”或“n”)口通入。
③将的水溶液转移至烧杯,并组装C装置,置于阳光下一段时间,观察到有气泡产生,该气体可能是 ,写出检验该气体的操作: 。
(3)图3装置可做一氧化碳还原氧化铁的实验,并检验生成的气体产物。已知:由一氧化碳发生装置得到的CO中混有和
①写出B装置玻璃管里发生反应的化学方程式: 。
②从环保的角度考虑,请写出一种尾气处理方法: 。
③若没有A装置,则该实验不能达到检验气体生成物的目的,请说明原因: 。
(4)实验室用50g含杂质(杂质不参加反应)和高锰酸钾的固体混合物制取氧气,充分反应后剩余固体质量为45.2g。计算原混合物中高锰酸钾的质量分数是多少?
金属的锈蚀与金属资源的保护题型五
1.(2025·吉林长春朝阳·二模)兴趣小组同学按照图1完成“铁生锈的条件”实验,3天后观察到试管a中铁钉生锈,7天后观察到试管b中铁钉也生锈了。小组同学又按照图2进行实验。在通风环境中持续采集水中溶解氧浓度,得到数据图像如图3所示。下列说法错误的是
A.将蒸馏水煮沸后冷却可降低水中溶解的氧气量
B.对比a、b两支试管内的现象,说明铁生锈需要与水接触
C.根据图3可知,植物油能够减少氧气的溶解量
D.生活中可在铁制品表面涂上植物油防止生锈,说明植物油可以隔绝水
2.(2025·山东潍坊诸城·二模)某兴趣小组为探究溶液酸碱性对铁锈蚀速率的影响,设计如下实验,并测定相同浓度氢氧化钠溶液、氯化钠溶液、氯化铵溶液(呈酸性)对铁锈蚀实验数据如图所示。下列说法错误的是
A.铁锈蚀的速率只取决于溶液的酸碱性
B.对铁锈蚀速率的影响
C.可选用石蕊溶液或试纸检验氯化铵溶液是否呈酸性
D.三条曲线都呈现“先陡后缓”的趋势,其原因是随着氧气的消耗,反应变慢
3.(2025·山东武城·二练)实验研究铁锈蚀影响因素,记录如下。下列分析不正确的是
实验装置
序号
其他试剂
200s时O2的含量
①
干燥剂
21%
②
10滴水
15%
③
10滴水和1.0g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
4.(2025·广东惠州惠城·二模)为探究铁生锈的条件设计实验如下图,下列说法错误的是
A.试管B应加入煮沸后迅速冷却的蒸馏水
B.试管A、E和F对应的铁钉一段时间后生锈
C.对比试管E和F可说明食盐能加快铁钉生锈
D.对比试管A和C,可推知铁生锈需要与水接触
5.(2025·湖南衡阳十七中·二模)学校开展垃圾分类实践活动,同学们对以下垃圾进行分类处理。下列说法错误的是
A.废旧干电池应投入“可回收物”桶,因为含有金属锌可回收利用
B.破碎的陶瓷碗应投入“其他垃圾”桶,因为其不可回收
C.鱼骨和蛋壳放入“厨余垃圾”桶,可用于堆肥或发酵处理
D.破碎的体温计需放入“有害垃圾”桶,因为水银(汞)会污染环境
6.(2025·天津河西·二模)某小组同学探究铁锈蚀条件的实验。按图1装置进行实验A、B、C,约一周后能观察到如图1所示明显现象。小明对该实验进行了部分改进,装置如图2所示(夹持装置已略去),约6分钟出现明显现象。
(1)图1实验中,可推理知铁生锈与氧气有关的对比实验为 (填字母)。
(2)图2装置D中反应的化学方程式为 。
(3)图2实验能够在较短时间内观察到E左侧铁丝明显锈蚀,而右侧铁丝无明显变化,其原因是(写一条即可) 。
(4)取实验后中锈蚀的铁丝于烧杯中,加入盐酸恰好完全反应,得溶液质量为。E中已经锈蚀的铁丝质量为 。
7.(2025·山东太原·二模)同学们在实验室中用以下实验进行铁钉锈蚀的研究。一段时间后观察到试管D中铁钉比试管C中铁钉锈蚀更严重。
(1)向试管中加入铁钉的操作是 。
(2)试管A中干燥剂的作用是 。
(3)试管B中所用蒸馏水“煮沸”的目的是 。
【问题与交流】
(4)切过咸菜的铁制菜刀更容易生锈的原因是 ,因此生活中防止菜刀生锈的方法是 。
(5)将试管D中的食盐水换成稀硫酸,浸没铁钉后倒去溶液,一段时间后看到铁钉严重锈蚀,其起因是铁与稀硫酸反应,该反应的本质是铁原子变成亚铁离子, 。
8.(2025·山东聊城阳谷县·二模)金属腐蚀指金属材料受周围介质的作用而损坏。我们经常见到的钢铁制品生锈、铜制品长出铜绿,都是常见的金属腐蚀现象。某化学兴趣小组对“金属的腐蚀”进行项目式学习:
项目一:钢铁的吸氧腐蚀
任务一:探究铁生锈的条件上
【实验内容】:取3段光亮无锈的铁丝,绕成螺旋状,放入3支干燥洁净的试管底部,进行下列实验,实验要保证有足够长的时间来观察现象。一周后,发现实验③中铁丝生锈。
【实验分析】
(1)该实验创新之处在于:可根据铁丝表面的铁锈和 两种现象来判断铁丝反应进行的情况。
(2)通过对比实验 (填序号),说明铁生锈的条件之一是铁要与水接触。
【实验结论】铁生锈实际上是铁与水和氧气发生反应的结果。
任务二:探究影响铁生锈速率的因素
兴趣小组的同学用控制变量法进行如图实验:
(3)一段时间后观察到烧杯内左侧导管液面 (填“高于”或“低于”)右侧导管液面,证明食盐水可以加快铁生锈的反应速率。
(4)已知铁锈的化学式为,取铁锈样品,与在高温下恰好完全反应,消耗,则该铁锈的化学式为 。
项目二:探究金属蚀刻的过程
【查阅资料】金属蚀刻画所用的材料可以是金、银、铜、不锈钢、铝等金属。在金属蚀刻过程中,使用强酸溶液或某些盐溶液作腐蚀剂从而在金属表面留下痕迹。
【进行实验】根据制作金属蚀刻画的原理,化学兴趣小组同学设计了如图所示两个实验进行制作。
(5)实验1首先要对铝板进行打磨,其目的是 ;
【提出问题】实验2中清洗铁板后的废液的溶质成分是什么?
【作出猜想】废液的溶质中一定含有,可能含有。
【实验探究】
(6)化学兴趣小组设计了如下方案进行探究:
实验操作
实验现象
实验结论
①取少量红棕色氧化铁粉末于试管中,向其中加入足量废液
红棕色固体消失
废液中含有
②另取少量废液于试管中,滴加几滴硝酸银溶液
废液中含有
【探究结论】废液的溶质中既含有还含有。
【反思评价】
(7)操作①中发生反应的化学方程式为 。
(8)老师对操作②结论的严谨性提出疑问,理由是 。
【项目分析总结】:金属的腐蚀会对我们生产生活带来危害,学习化学不仅可以对金属进行防护,还可以控制反应为我们所用。
9.(2025·山东青岛胶州·二模)铁是日常生活中应用最广泛的金属。
(1)铁的认识:铁块可以拉成铁丝是利用铁的 。生铁和钢都属于 (选填“金属单质”或“合金”)。
(2)铁的冶炼:赤铁矿的主要成分为氧化铁,请写出用一氧化碳还原赤铁矿发生反应的化学方程式 。
(3)铁的锈蚀:为探究铁制品锈蚀的条件,兴趣小组同学设计如下实验。
①一周后,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,由此获得铁生锈的条件是 。
②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)。
(4)金属的回收:现有一份废铜料(含有金属铜及少量铁和银),化学兴趣小组欲回收其中的铜,设计并进行了如下实验。
已知:;
完成下列各题。
①溶液A中的溶质是 (填化学式)。
②滤渣B的成分是 (填化学式)。
③写出步骤4中反应的化学方程式 。
10.(2025·山东德州德城区·二练)金属材料的使用作为一个时代的标志,见证了人类文明发展的过程。
(1)历史上人类冶炼不同金属的大致年代如图所示:
①铜和金是人类使用较早的金属。2021年3月,三星堆遗址又出土了大量的青铜器和金器,其中部分青铜器和金器上,还有被人为敲击的痕迹。通过敲打可将青铜等金属材料打制成不同的形状,是利用了金属的 性。
②我国的青铜文化历史悠久。西汉时期的湿法炼铜工艺就是利用铁和硫酸铜溶液反应制取铜,有关的化学反应方程式为 。
③铁器时代大约在公元前500年,铁至今仍是年产量最高的金属,但每年因腐蚀造成了巨大损失,写出一条防止铁生锈的措施: 。
(2)合金材料的研发。
2023年我国自主研制的大型灭火、水上救援水陆两栖飞机“鲲龙”已成功首飞,制造该飞机使用了多种新材料,其中有锂铝合金,该材料在飞机制造中被使用,说明其具有的特点有 (填序号)。
a.硬度大 b.密度小 c.易导电 d.耐腐蚀
(3)新型材料纳米级粉具有广泛的用途,它比普通粉更易与氧气反应,其制备工艺流程如图所示。请回答下列问题:
①纳米级F粉在氧气中能自发燃烧生成黑色固体,此黑色固体的化学式为 。
②请完成制备纳米级粉的化学方程式: 。在制备纳米级粉的工艺流程中,的作用是 。
11.(2025·江苏常州武进区·二模)人类的生产和生活都离不开金属。
I.金属材料的使用作为一个时代的标志,见证了人类文明发展的过程。历史上人类冶炼不同金属的大致年代如图所示:
(1)由图可知人类最早使用的合金是 。
(2)北宋《梦溪笔谈》中记载:“信州铅山有苦泉,流以为涧。挹其水熬之则成胆矾(硫酸铜晶体)。熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”。下列叙述不正确的是______(填序号)。
A.“苦泉”的溶质之一——CuSO4
B.“挹其水熬之”——蒸发溶剂
C.“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”——发生复分解反应
(3)现代炼铁的主要原料是赤铁矿(主要成分是Fe2O3)、焦炭、空气等,转化过程如图所示:
反应③的化学方程式为 ;制得的生铁为 (填“纯净物”或“混合物”)。
Ⅱ.金属的性质
(4)在一定量的硫酸亚铁溶液中加入金属粉X和金属粉Y的混合物,完全反应前后相关微观粒子的数量如表所示。
微观粒子
X原子
Fe原子
Fe2+
X2+
反应前数量(个)
a
0
a×80%
0
反应后数量(个)
a×20%
a×80%
0
______
①表格的空白处对应微观粒子的数量为 。
②金属X、Y与Fe的活动性强弱关系为 。
A.X>Fe>Y B.X>Fe、X>Y但Y和Fe无法判断
Ⅲ.金属的锈蚀与防护
(5)①铁生锈是铁与空气中的 作用的结果。
②铝的利用距今100多年,现在铝的年产量得到大幅度提高。铝虽然较活泼,但抗腐蚀性能好,原因是 (用化学方程式表示)。
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专题10 金属和金属资源
考点概览
题型一 金属材料、金属的物理性质与用途
题型二 金属的化学性质
题型三 金属活动性顺序
题型四 金属的冶炼
题型五 金属的锈蚀与金属资源的保护
金属材料、金属的物理性质与用途题型一
1.(2025·湖南岳阳岳阳楼区·二模)下列制作火箭的材料中,属于金属材料的是
A.铝箔 B.胶水 C.竹签 D.蜡烛
【答案】A
【详解】A、金属材料包括纯金属和合金,铝箔由金属铝制成,属于金属材料,故符合题意;
B、胶水是一种合成有机高分子材料(如聚合物),不属于金属材料,故不符合题意;
C、竹签由天然植物(竹子)制成,属于非金属的有机材料,故不符合题意;
D、蜡烛是石油产品,不是金属材料,故不符合题意;
故选A。
2.(2025·山东潍坊诸城·二模)分类法是化学学习和研究的常用方法。下列分类正确的是
A.混合物:石灰石、天然气 B.金属材料:铁矿石、青铜
C.碱:纯碱、烧碱 D.清洁能源:石油、太阳能
【答案】A
【详解】A、石灰石的主要成分是碳酸钙,属于混合物;天然气的主要成分是甲烷,属于混合物。符合题意;
B、铁矿石是铁的天然矿物(如赤铁矿、磁铁矿等),属于矿物而非金属材料。青铜是铜和锡的合金,属于金属材料。不符合题意;
C、纯碱俗称碳酸钠,是由金属离子和酸根离子构成的,属于盐;烧碱俗称氢氧化钠,解离出的阴离子只有氢氧根离子,属于碱。不符合题意;
D、石油燃烧会产生一氧化碳、可吸入颗粒物等多种杂质,不属于清洁能源;太阳能属于清洁能源。不符合题意;
故选A。
3.(2025·山东德州庆云·二练)分类是学习化学的一种重要方法。下列有关物质的分类正确的是
A.烧碱、纯碱都属于碱 B.蒸馏水、石灰水都属于溶液
C.冰、干冰都属于氧化物 D.不锈钢、玻璃钢都属于金属材料
【答案】C
【详解】A、烧碱是氢氧化钠的俗称,属于碱,纯碱是碳酸钠的俗称,碳酸钠是由钠离子和碳酸根离子构成的化合物,属于盐,故错误;
B、蒸馏水属于纯净物,不属于溶液,石灰水是氢氧化钙的水溶液,属于溶液,故错误;
C、冰是水的固态形式,干冰是固态二氧化碳,都是由两种元素组成,且其中一种是氧元素的化合物,都属于氧化物,故正确;
D、不锈钢是铁的合金,属于金属材料,玻璃钢是由玻璃纤维与合成材料复合而成的特殊材料,属于复合材料,故错误;
故选:C。
4.(2025·河南安阳安阳县五校·二模)各种材料的发展与运用极大地方便了我们的生活。下列用品与制作材料不相符的是
A.陶瓷浴池——复合材料 B.尼龙绳索——合成材料
C.铁质炒锅——金属材料 D.纯棉面料——天然纤维
【答案】A
【详解】A、陶瓷属于无机非金属材料,它是由黏土等无机原料经高温烧制而成,并不属于复合材料,符合题意;
B、尼龙是合成纤维中的一种,属于合成材料,不符合题意;
C、铁属于金属,铁质炒锅是由金属铁制成,金属材料包括纯金属以及它们的合金,铁质炒锅是由金属材料制成,不符合题意;
D、纯棉面料是以棉花为原料制成,棉花属于天然纤维,纯棉面料是由天然纤维制成,不符合题意。
故选A。
5.(2025·广东佛山顺德·二模)下列文物主要制作材料不属于金属材料的是
A.西汉彩绘雁鱼青铜缸灯
B.石器时代人面鱼纹彩陶盆
C.三星堆遗址出土青铜大面具
D.山西永济黄河铁牛
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A、青铜为合金,属于金属材料,故A不符合题意;
B、陶盆的材料属于无机非金属材料,故B符合题意;
C、青铜为合金,属于金属材料,故C不符合题意;
D、铁属于金属材料,故D不符合题意。
故选B。
6.(2025·湖南长沙雅礼教育集团·二模)湖南省博物院馆藏的“镇馆之宝”——大禾人面纹方鼎,其主要成分为铜锡合金。下列有关金属及其合金说法正确的是
A.铜锡合金是一种金属材料 B.常温下所有金属都是固体
C.铜锡合金的熔点和硬度都高于纯铜 D.铜能与稀硫酸反应
【答案】A
【详解】A、金属材料包括纯金属及其合金,铜锡合金属于金属材料,选项正确;
B、汞在常温下为液态,并非所有金属都是固体,选项错误;
C、合金的熔点通常低于纯金属,但硬度更高,因此铜锡合金的熔点应低于纯铜,选项错误;
D、铜的金属活动性弱于氢,不能与稀硫酸反应,选项错误。
故选A。
7.(2025·广东大湾区万阅联盟·二模)我国很多珍贵文物都记载着中华文明的灿烂成就。下列文物用到金属材料的是
A.瓷罐
B.铜奔马
C.玉如意
D.山水画卷
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A、瓷罐由陶瓷制成,陶瓷属于无机非金属材料,不符合题意;
B、铜奔马由铜的合金制成,铜合金属于金属材料,符合题意;
C、玉属于无机非金属材料,不符合题意;
D、山水画卷主要成分是纤维素,由天然材料制成,不符合题意;
故选B。
8.(2025·安徽滁州天长部分校·二模)阅读材料,完成下面小题。
消防喷淋头及其结构如图。当喷淋头附近温度升高到设定值时,热敏球内的丙三醇会将外层玻璃胀破,喷淋头自动喷水灭火。
(1)阀座使用黄铜材质(铜锌合金),下列有关黄铜的说法错误的是
A.属于金属材料 B.熔点较纯铜更高 C.受热时会变黑 D.能与稀硫酸反应
(2)下列有关喷淋头的说法正确的是
A.为了防止喷淋头生锈,平时可以用纱布将其包裹起来 B.喷水灭火的主要原理是降低可燃物的着火点
C.热敏玻璃球胀破的原因是受热时丙三醇分子间隔减小 D.日常生活中应避免热源靠近自动感温喷淋头
【答案】9.B 10.D
【解析】9.A、黄铜是铜锌合金,金属材料包括纯金属和合金,所以黄铜属于金属材料,A 正确;
B、合金的熔点一般比组成它的纯金属低,所以黄铜熔点较纯铜低,B 错误;
C、黄铜中含铜,加热时铜与氧气反应生成氧化铜,会变黑,C 正确;
D、黄铜中含锌,锌能与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,D 正确。
故选B。
10.A、用纱布将喷淋头包裹起来,会影响其正常工作,且不能防止生锈,防止生锈可采用涂漆等方法,A 错误;
B、喷水灭火主要原理是使温度降低到可燃物的着火点以下,着火点是物质固有属性,一般不能降低,B 错误;
C、热敏玻璃球胀破是因为受热时丙三醇分子间隔增大,C 错误;
D、日常生活中避免热源靠近自动感温喷淋头,可防止其误动作,D 正确。
故选D。
9.(2025·湖南衡阳八中教育集团·二模)某兴趣小组展示了两个趣味实验。
(1)“火焰分割”。先将加热至红热的铁丝网a平伸到火焰上部,如图甲所示:再将常温的铁丝网b平伸到火焰下部,两张铁丝网中间的火焰熄灭,如图乙所示。
①铁块能拉成铁丝是利用了铁的 性。
②“两张铁丝网中间的火焰熄灭”的主要原因:铁丝网b吸收热量, (选填字母)。
A.使酒精的着火点降低 B.使温度降低到酒精的着火点以下
(2)写出酒精完全燃烧的化学方程式为 。
【答案】(1) 延展 B
(2)
【详解】(1)①金属具有延展性,可以被拉成丝,故铁块能拉成铁丝就是利用了铁的延展性;故答案为:延展;
②着火点是物质的固有属性,一般不会改变,铁丝网b吸收热量,会使周围温度降低,当温度降低到酒精的着火点以下时,火焰就会熄灭,而不是使酒精的着火点降低。
故选:B;
(2)酒精燃烧生成二氧化碳和水,方程式为:。
10.(2025·广东肇庆一中实验学校·二模)氢能是一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的能源,被誉为21世纪的“终极能源”。科学家们正积极开展制氢研究。
(1)方法一:用风力、光伏发电,然后电解水制氢。这是将电能转化为 能。
(2)方法二:PEM电解水制氢。基本原理如图所示,观察示意图判断其中能穿过质子交换膜的是 。
(3)方法三:太阳光催化剂()分解水制氢。
①反应中的作用是 ,反应的化学方程式为 。
②是钛元素的化学符号,钛和钛合金被誉为21世纪最重要的 (填“金属”或“合成”)材料。
(4)方法三与方法二对比,其优点是 (写一点)。
【答案】(1)化学
(2)氢离子
(3) 催化作用 金属
(4)更节约能源(合理即可)
【详解】(1)水在通电条件下反应生成氢气和氧气,该反应是将电能转化为化学能;
(2)根据示意图可看出,氢离子从阳极一侧穿过质子交换膜进入阴极一侧;
(3)①根据题中叙述,水在催化剂的作用下分解生成氢气和氧气,2%La2O3—98%TiO2能催化水分解,故作用是催化作用;反应的化学方程式为:;
②金属材料包括纯金属和合金,则钛和钛合金属于金属材料;
(4)方法三在太阳光催化剂的作用下能分解,相比方法二,更节约能源。
11.(2025·山东菏泽鄄城·二模)无人机的用途越来越广泛,可以用于航拍、喷洒农药、巡查、空投等。无人机的最基本组件有框架、发动机和螺旋桨、电池、传感器几个部分。
(1)无人机框架选用铝合金而不选用纯铝,主要原因是铝合金硬度 、机械强度更高。
(2)陶瓷具有显著的耐高温、高隔热、抗氧化和高阻氧的作用,为保证火灾现场救援无人机在温度超过1000℃的环境下工作,通常使用陶瓷涂层,陶瓷属于无机 (“金属”或“非金属”)材料。
(3)无人机在阴雨天气使用后,钢质轴承是如何防锈的________(填字母)。
A.立即晾晒干 B.轴承转动部件涂上油 C.涂油漆
(4)生产生活中还经常用到铝制品,铝制品抗腐蚀性好,因为 (用化学方程式表示)
【答案】(1)更大
(2)非金属
(3)AB
(4)
【详解】(1)合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高,无人机框架选用铝合金而不选用纯铝,主要原因是铝合金硬度更大、机械强度更高;
(2)陶瓷属于无机非金属材料,故填:非金属;
(3)钢铁在与水和氧气并存时易生锈,无人机在阴雨天气使用后,要隔绝氧气和水达到防锈的目的;
A、无人机在阴雨天气使用后,立即晾晒干,可以防止铁的锈蚀,选项说法正确;
B、无人机在阴雨天气使用后,晒干后,可以在轴承转动部件涂上油,可以隔绝氧气和水,达到防锈的目的,选项说法正确;
C、涂油漆能防锈但是不是无人机在阴雨天气使用后的防锈措施,选项说法错误;
故选AB;
(4)制品抗腐蚀性好,是因为铝和氧气在常温下反应生成一层致密的氧化铝保护膜,阻止内部铝的进一步氧化,化学方程式为:4Al+3O2=2Al2O3。
12.(2025·湖南岳阳岳阳楼区·二模)唐代陆羽《茶经》中记载:“风炉以铜铁铸之……底一窗以为通飚漏烬之所……风能兴火,火能熟水。”“漉水囊……其格以生铜铸之。”
(1)钢铁常用于制作铁锅,主要利用了它们的 性。
(2)“漉水囊”可将茶叶与茶水分离,其原理类似于化学基本实验操作中的 (填操作名称)。
(3)“火能熟水”的原因是燃烧会放出 。
【答案】(1)导热
(2)过滤
(3)热量(或能量)
【详解】(1)钢铁常用于制作铁锅,是因为它们具有良好的导热性,能够将热量均匀传递,从而实现烹饪食物的功能。
(2)“漉水囊” 将茶叶与茶水分离,是把不溶性的固体(茶叶)和液体(茶水)分开,这与化学实验操作中的过滤原理相似,过滤就是用于分离不溶性固体和液体的操作。
(3)“火能熟水” 是因为燃烧过程会发生化学反应,释放出热量(或能量),这些热量能使水的温度升高,达到加热水的目的。
13.(2025·湖北十堰·二模)2025春晚《秧BOT》节目中跳舞机器人使用铝合金作为主要材料,关节部分使用铜导线连接电路。下列说法不正确的是
A.使用铜作导线,是因为铜具有良好的导电性
B.用稀硫酸不能验证铝和铜的金属活动性顺序
C.不用铁制作机器人外壳的原因是铁在空气中容易生锈
D.铝制品抗腐蚀性强的原因是表面易形成致密的氧化铝薄膜
【答案】B
【详解】A、使用铜作导线,是因为铜具有良好的导电性,说法正确,不符合题意;
B、铝与稀硫酸反应生成氢气和硫酸铝,铜与稀硫酸不反应,说明金属活动性铝>铜,因此用稀硫酸能验证铝和铜的金属活动性顺序,说法错误,符合题意;
C、不用铁制作机器人外壳的原因是铁易与空气的水蒸气和氧气接触,容易生锈,说法正确,不符合题意;
D、铝制品抗腐蚀性强的原因是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氧化,说法正确,不符合题意。
故选:B。
14.(2025·湖南常德澧县·二模)我国自主研发的厚的超薄不锈钢箔材让高精尖设备制造更上一个台阶。下列有关说法正确的是
A.超薄不锈钢具有良好的延展性 B.回收超薄不锈钢没有意义
C.超薄不锈钢遇水就会生锈 D.超薄不锈钢硬度比纯铁小
【答案】A
【详解】A、根据我国自主研发的厚的超薄不锈钢箔材让高精尖设备制造更上一个台阶,说明超薄不锈钢具有良好的延展性,A项正确;
B、不锈钢属于金属材料,回收超薄不锈钢可以节约金属资源,减少污染,具有重大意义,B项错误;
C、铁生锈需要同时与水和氧气接触,不锈钢是铁的合金,具有一定的抗腐蚀性,C项错误;
D、合金的硬度比组成它的纯金属大,不锈钢是铁合金,则超薄不锈钢硬度比纯铁大,D项错误;
故选A。
金属的化学性质题型二
1.(2025·湖南湘西州花垣县·二模)同学们以“合理使用化学品”为话题进行如下交流,说法正确的是
A.用食盐水清洗水垢 B.用生石灰作干燥剂
C.用铁桶盛放波尔多液 D.用钢刷擦洗铝制品
【答案】B
【详解】A、食盐不能和水垢中的物质反应,不能除去水垢,错误;
B、生石灰可以和水反应,可用作干燥剂,正确;
C、波尔多液其中一种原料是硫酸铜,硫酸铜和铁反应生成硫酸亚铁和铜,破坏铁桶,影响药效,不能用铁桶盛放波尔多液,错误;
D、铝化学性质活泼,常温下和氧气反应在铝表面形成一层致密的氧化铝薄膜,阻止铝进一步反应,所以铝制品具有良好的抗腐蚀性能。用钢刷擦洗铝制品会破坏氧化膜,错误;
故选B。
2.(2025·山东乐陵·二练)慧眼识化学。下列事实解释合理的是
A.空气被压缩进篮球——气体分子变小
B.油锅起火用锅盖盖灭——隔绝氧气
C.生石灰干燥某些气体——氧化钙吸水潮解
D.铝制品耐腐蚀——铝的化学性质不活泼
【答案】B
【详解】A、空气被压缩进篮球,是因为气体分子之间存在间隔,受压后,气体分子间隔变小,而气体分子大小不变,故A错误;
B、油锅起火用锅盖盖灭,是通过隔绝氧气而灭火,故B正确;
C、生石灰干燥某些气体,是因为生石灰(氧化钙)能与水反应,故C错误;
D、铝制品耐腐蚀是由于铝与空气中氧气反应生成了致密的氧化铝保护膜,阻止了进一步氧化,故D错误。
故选B。
3.(2025·山东泰安宁阳县·二模)推理是学习化学的一种重要方法,以下推理正确的是
A.溶液是均一、稳定的混合物,则均一、稳定的液体一定是溶液
B.铝表面的氧化铝薄膜起保护作用,则铁表面的铁锈也起保护作用
C.某物质在氧气中完全燃烧生成CO2和H2O,则该物质一定含有C、H元素
D.催化剂的质量在化学反应前后不变,因此在反应前后质量不变的物质一定是催化剂
【答案】C
【详解】A、溶液是均一、稳定的混合物,但均一、稳定的液体不一定是溶液,如水,选项错误;
B、铝表面的氧化铝薄膜致密且牢固,能阻止铝进一步被氧化,确实起保护作用。 而铁锈疏松多孔,不能阻止铁进一步被腐蚀,反而会加速腐蚀。 因此,铁锈不起保护作用。 选项错误;
C、某物质在氧气中完全燃烧生成CO2和H2O,根据质量守恒定律(化学反应前后元素种类不变),生成物CO2和H2O中含有C、H、O元素,因此反应物中一定含有C和H元素。 O元素可能来自氧气,因此该物质不一定含O元素(但可能含)。 例如:甲烷(CH4)燃烧生成CO2和H2O;乙醇(C2H5OH)燃烧也生成CO2和H2O。选项正确;
D、催化剂的质量在化学反应前后不变,但反应前后质量不变的物质一定是催化剂,有可能不参加反应,选项错误;
故选C。
4.(2025·湖南衡阳十七中·二模)某课外活动小组将未打磨的铝和稀盐酸放入密闭容器中,得到如图所示的气体压强与时间的关系曲线图。以下说法不正确的是
A.段气压变化不明显的原因是铝片表面有一层氧化膜
B.段压强迅速增大的原因只是因为反应放出了热量
C.段压强减小是因为温度降低
D.段内发生了置换反应
【答案】B
【详解】A、AB段气压变化不明显,是因为铝片表面有一层氧化铝薄膜,氧化铝先与稀盐酸反应生成氯化铝和水,无气体生成,不符合题意;
B、BC段压强迅速增大是铝与稀盐酸反应生成氯化铝和氢气,有气体生成,且该反应放出热量,符合题意;
C、CD段压强减小,是因为完全反应后温度逐渐恢复至室温,不符合题意;
D、BC段发生反应为铝与稀盐酸反应生成氯化铝和氢气,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。
故选B。
5.(2025·陕西汉中·二模)实验小组用金属进行了下列两组实验,有关分析不正确的是
A.实验一加热端铜丝一段时间后,观察到端下降、端上升
B.实验一不能用于验证质量守恒定律
C.实验二铁钉出现锈蚀后,甲、乙中气体含氧气的体积分数不相等
D.实验二丙中导管内水柱会下降
【答案】D
【详解】A、铜与氧气在加热的条件下反应生成氧化铜,根据质量守恒定律,则实验一加热a端铜丝一段时间后,可观察到a端下降、b端上升,故A不符合题意;
B、实验一加热a端铜丝一段时间后,观察到a端下降、b端上升,故实验一不能用于验证质量守恒定律,故B不符合题意;
C、甲中,水面上用植物油封住,阻止了氧气溶于水,只有植物油上部分的铁钉锈蚀,而乙中铁钉在水上水下都锈蚀,消耗更多的氧气,所以实验二铁钉出现锈蚀后,甲、乙中气体含氧气的体积分数不相等,故C不符合题意;
D、因为乙中铁钉锈蚀消耗氧气,使装置乙中的压强减小,则在大气压的作用下,可将丙烧杯中的水部分压入导管中,则实验二丙中导管内水柱会上升,故D符合题意。
故选D。
6.(2025·江苏连云港东海实中·二模)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A.铁能与酸反应,可用作脱氧剂
B.氢气具有可燃性,可用于冶炼金属
C.稀有气体化学性质不活泼,可用于多用途的电光源
D.金刚石薄膜透光性好、硬度大,可用于光学仪器涂层
【答案】D
【详解】A、铁用作脱氧剂是因铁能与氧气、水发生反应(生锈),而非与酸反应,选项错误;
B、氢气冶炼金属利用其还原性,而非可燃性,选项错误;
C、稀有气体用于电光源是因发光特性(物理性质),化学性质不活泼对应做保护气,选项错误;
D、金刚石薄膜因透光性好和硬度大,适用于光学仪器涂层,性质与用途对应正确,选项正确;
故选D。
7.(2025·湖南娄底新化·二模)小组同学利用杠杆原理设计如图所示实验,实验前在杠杆的两端分别挂质量相等的铜球和锌球(均已打磨),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溶液的烧杯中进行实验。下列有关说法正确的是
A.实验中观察到左端烧杯中有气泡产生
B.右端烧杯中反应后的溶质成分一定有两种
C.一段时间后移走烧杯,杠杆左端下沉
D.该实验可得出的金属活动性顺序为Zn>Fe>Cu
【答案】C
【详解】A、铜的金属活动性位于氢后,不能与稀硫酸发生反应,实验中观察到左端烧杯中无明显现象,故选项说法错误;
B、锌排在铁前,能置换出硫酸亚铁溶液中的铁同时生成硫酸锌,所以右端烧杯中反应后的溶液里一定有硫酸锌一种,可能含有硫酸亚铁,故选项说法错误;
C、左端铜与稀硫酸不反应,铜球质量不变,右端锌与硫酸亚铁反应生成硫酸锌和铁,化学方程式为,每65份质量的锌能置换出56份质量的铁,则反应后固体质量减小,因此一段时间后移走烧,杠杆左端下沉,故选项说法正确;
D、左侧烧杯中无现象,说明铜的活动顺序小于氢,右侧烧杯中锌能置换出硫酸亚铁溶液中的铁,说明锌的活动顺序大于铁,无法比较铁、铜的金属活动性,故选项说法错误;
故选:C。
8.(2025·山东济宁曲阜·二模)下列实验方案可行且相应方程式书写正确、反应类型标注也正确的一组是
A.用加热的方法除去碳酸钠固体中混有的少量碳酸氢钠 分解反应
B.用和反应制备 复分解反应
C.用金属和稀盐酸反应制取 置换反应
D.用灼热的除去中混有的少量 置换反应
【答案】A
【详解】A、碳酸钠热稳定性强,碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,可用加热的方法除去碳酸钠固体中混有的少量碳酸氢钠,该反应的方程式为,该反应是一种物质生成三种物质,属于分解反应,故正确;
B、用和反应制备,和不能直接反应,应先加入水,氧化钙与水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙再与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,然后过滤得到碳酸钙,发生成的反应为(化合反应)、(复分解反应),故错误;
C、金属铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,不能生成氯化铁,故错误;
D、混合气体通过灼热氧化铜,一氧化碳和氧化铜反应生成铜和二氧化碳,一氧化碳转化为二氧化碳,既除了一氧化碳又增加了二氧化碳,反应的化学方程式为,置换反应是指由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,该反应的反应物是两种化合物,不属于置换反应,故错误。
故选A。
9.(2025·河南周口太康华夏外国语学校·二模)下列图像能正确反映对应变化关系的是
A.向一定量的稀盐酸中滴加水
B.足量镁条在密闭容器中燃烧
C.等质量的锌粉和铁粉分别与足量的稀盐酸反应
D.等质量的氢氧化钠和氯化钠固体分别溶于室温下等量水中
【答案】C
【详解】A、稀盐酸显酸性,溶液pH<7,加水稀释时,溶液酸性减弱,pH不断增大,但只是不断接近于7,不会大于等于7,该选项不正确;
B、镁燃烧放热,装置中的温度升高,压强增大,但随着氧气的消耗,反应结束温度恢复到室温,则装置中的气体减少,压强减小,且最终压强小于开始时的压强,该选项不正确;
C、锌比铁活泼,则锌和盐酸反应较快,且、可知,等量的铁和锌和足量盐酸反应时,铁反应生成的氢气较多,该选项正确;
D、氢氧化钠溶解放热,溶液温度升高,但氯化钠溶解时,溶液温度几乎不变,该选项不正确。
故选C。
10.(2025·河南南阳西峡·二模)下列图像能正确表示对应关系的是
A.向氢氧化钠溶液中不断加入水
B.向饱和氢氧化钙溶液中加入一定量的氧化钙
C.等质量的镁、铝分别与相同浓度的稀硫酸反应
D.等质量的红磷和氧气在密闭容器中充分反应
【答案】D
【详解】A、向氢氧化钠溶液中不断加水,溶液碱性减弱,pH会不断减小,但始终是碱性溶液,pH不会小于或等于7,而图像中pH最后小于7,所以 A 错误;
B、向饱和氢氧化钙溶液中加入一定量氧化钙,氧化钙与水反应生成氢氧化钙,反应消耗水,且该反应放热使溶液温度升高,氢氧化钙溶解度随温度升高而减小,这都会使溶质析出,溶质质量应减小;反应结束后温度逐渐恢复室温,氢氧化钙溶解度逐渐增大,少量氢氧化钙溶解,溶质质量增大,最终由于水被消耗,溶质质量小于初始值,而图像中溶质质量一直不变,所以 B 错误;
C、等质量的镁、铝分别与相同浓度稀硫酸反应,开始时稀硫酸量不足,金属过量,产生氢气质量取决于稀硫酸,所以开始时两曲线重合;由化学方程式、可知,每24份质量的镁能反应生成2份质量的氢气,每54份质量的铝能反应生成6份质量的氢气,即每18份质量的铝能反应生成2份质量的氢气,对比可知等质量镁、铝完全反应,铝产生氢气更多,而图像中镁产生氢气多,所以 C 错误;
D、等质量红磷和氧气在密闭容器中充分反应,化学方程式为,参加反应的磷和氧气质量比为,即等质量的磷和氧气反应,氧气先消耗完,磷有剩余,反应中五氧化二磷质量不断增加,反应结束后不再变化,图像符合,所以 D 正确。
故选D。
11.(2025·河南周口太康华夏外国语学校·二模)分离与提纯是获得物质的重要方法。下列实验操作不正确的是
选项
物质
杂质
实验操作
A
加过量的稀硫酸,过滤、洗涤、干燥
B
溶液
碳酸钠
加过量的稀盐酸
C
溶液
加过量铁粉,过滤
D
通过灼热的铜网
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A、镁和稀硫酸反应,铜不反应,可以通过加入过量稀硫酸,过滤、洗涤、干燥的方法除去铜中的镁,故选项正确;
B、氯化钠不和稀盐酸反应,碳酸钠和稀盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳,除去杂质,但是引入新的杂质稀盐酸,故选项错误;
C、硫酸铜和铁反应生成硫酸亚铁和铜,过滤掉过量的铁粉,除去了杂质且没有引入新的杂质,故选项正确;
D、氧气和灼热的氧化铜反应生成氧化铜,二氧化碳不和灼热的氧化铜反应,除去了杂质且没有引入新的杂质,故选项正确。
故选:B。
12.(2025·河南新乡辉县·二模)在进行探究金属与酸反应的实验中,不需要标注的图标是
A.用电 B.排风
C.护目镜 D.热烫
【答案】A
【详解】A、在探究金属与酸反应实验中,不需要使用电器,无需标注用电图标,该选项符合题意;
B、金属与酸反应可能会产生氢气等气体,有些酸(如浓盐酸)具有挥发性,挥发出的氯化氢气体等可能会污染空气或对人体有害,需要通风处理,因此需要标注排风图标 ,该选项不符合题意;
C、金属与酸反应时,可能会有液体飞溅等情况,为保护眼睛,需要佩戴护目镜,所以需要标注护目镜图标,该选项不符合题意;
D、金属与酸反应会放热,同时某些金属与酸反应需要加热,需要标注热烫图标,该选项不符合题意。
故选A。
13.(2025·河南三门峡·二模)小明以丙为“数轴”的原点将活动性顺序中的金属分为两部分(如图)。下列说法错误的是
A.在自然界中丁主要以单质形式存在
B.甲和都能和稀硫酸发生反应,甲比反应更快
C.将乙加入稀盐酸中,有气泡产生,溶液变为浅绿色
D.小明选择“数轴”的原点丙为
【答案】B
【详解】A、根据金属活动性顺序:钾、钙、钠、镁、铝、锌、铁、锡、铅、氢、铜、汞、银、铂、金,则丁为金,在自然界中金主要以单质形式存在,说法正确,不符合题意;
B、根据金属活动性顺序:钾、钙、钠、镁、铝、锌、铁、锡、铅、氢、铜、汞、银、铂、金,则甲为铝、丙为氢,铝在氢之前、汞在氢之后,所以铝能与稀硫酸反应,但汞与稀硫酸不反应,说法错误,符合题意;
C、根据金属活动性顺序:钾、钙、钠、镁、铝、锌、铁、锡、铅、氢、铜、汞、银、铂、金,则乙为铁,铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,有气泡产生,溶液变为浅绿色,说法正确,不符合题意;
D、根据金属活动性顺序:钾、钙、钠、镁、铝、锌、铁、锡、铅、氢、铜、汞、银、铂、金,则“数轴”的原点丙为,说法正确,不符合题意。
故选:B。
14.(2025·河南三门峡·二模)小明利用如图实验流程回收实验室废弃金属混合物中的铜粉,则回收的铜粉质量为(忽略回收过程中铜粉的损失)
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】铜与稀硫酸不反应,铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,向30g铜粉与铁粉的混合物中逐渐加入稀硫酸至不再产生气泡,用去稀硫酸100g,根据质量守恒定律,化学反应前后物质的总质量不变,由于氢气是气体会逸散到空气中,所以反应后物质的总质量减少,则减少的质量为生成氢气的质量,即,设混合物中铁粉的质量为x,
故回收的铜粉质量为,故选:B。
15.(2025·河南安阳安阳县五校·二模)某铜制工艺品中含有铁、锌两种杂质,取该样品放入足量稀盐酸中,充分反应后生成气体。则样品中铜的质量分数可能为
A.87% B.88.6% C.88.8% D.89%
【答案】B
【详解】铁与稀盐酸发生的反应是,设生成0.2g气体所需铁的质量为x,则
x=5.6g
若杂质全为铁,此时铜的质量为,铜的质量分数为
锌与稀盐酸发生的反应是,设生成0.2g气体所需锌的质量为y,则
y=6.5g
若杂质全为锌,此时铜的质量为,铜的质量分数为
因为样品中含有铁和锌两种杂质,所以铜的质量分数介于铁单独反应时铜的质量分数和锌单独反应时铜的质量分数之间,即87%<铜的质量分数<88.8%
故选B。
16.(2025·广西梧州·二模)下列图像表示的化学反应过程,与实际情况相符合的是
A.向一定量的稀硫酸中不断加水稀释
B.等质量、等浓度的双氧水在有无催化剂下反应
C.向一定量硫酸铜和稀硫酸的混合溶液中滴入氢氧化钾溶液
D.将等质量、等浓度的稀盐酸分别与足量的镁粉和铝粉反应
【答案】C
【详解】A、稀硫酸显酸性,溶液的pH小于7,向一定量稀硫酸中滴入水,溶液的pH逐渐增大,溶液始终显酸性,pH不可能大于或等于7,故图像错误;
B、等质量、浓度的双氧水在有无催化剂下反应,有催化剂反应快,无催化剂反应慢,最终生成的氧气质量相等,故图像错误;
C、向一定量硫酸铜和稀硫酸的混合溶液中滴入氢氧化钾溶液,氢氧化钾先与硫酸反应生成硫酸钾和水,开始时不会生成沉淀,硫酸消耗完氢氧化钾再与硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀,故沉淀的质量先是零,滴加一定量的氢氧化钾溶液后,再不断上升,最后形成一条水平直线,故图像正确;
D、将等量、等浓度的稀盐酸分别与足量的镁粉和铝粉反应,镁比铝活泼,反应速率快,所用的时间少,产生氢气中氢元素全部来自盐酸,盐酸质量相等且完全反应,最终生成氢气质量相等,故图像错误。
故选:C。
17.(2025·山东德州夏津·二模)下列化学方程式书写正确,且所属基本反应类型正确的是
A. 化合反应
B. 分解反应
C. 复分解反应
D. 置换反应
【答案】B
【详解】A、生成物不对,硫燃烧生成二氧化硫,反应的化学方程式为,该反应符合“多变一”的特点,属于化合反应,故A错误;
B、碳酸钙在高温条件下分解生成氧化钙和二氧化碳,反应的化学方程为,该反应符合“一变多”的特点,属于分解反应,故B正确;
C、缺少沉淀符号,氢氧化钠与硫酸铜反应生成氢氧化铜和硫酸钠,反应的化学方程为,该反应为两种化合物相互交换成分生成新的化合物的反应,属于复分解反应,故C错误;
D、金属活动性:Zn>Fe,则铁与硫酸锌不反应,故D错误。
故选B。
18.(2025·广东佛山顺德·二模)保持平衡的杠杆两端分别挂等质量银片和铁片如图,小心地向烧杯中央滴入浓溶液,一段时间后杠杆的现象是
A.保持水平 B.左右摇摆 C.A端高B端低 D.B端高A端低
【答案】C
【详解】A端银和硫酸铜不反应,固体质量不变,B端铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,化学方程式为,每56份质量的铁能置换出64份质量的铜,反应后固体质量增加,故挂铁片的一端下沉(B端低),挂银片的一端上升(A端高);
故选C。
19.(2025·江苏扬州邗江梅苑双语学校·二模)学习小组为探究氢气还原氧化铜所得固体产物X的组成,设计如下实验:
步骤1 观察产物X的颜色为红色。
步骤2 向产物X中加入过量的盐酸充分反应,过滤得到9.6g红色固体和蓝色溶液。
步骤3 向步骤2所得蓝色溶液中加入过量的Na2H2Y溶液,测得与CuCl2反应的Na2H2Y的质量为33.6g。
已知:①Na2H2Y的相对分子质量为336 ②为红色固体
③
下列说法正确的是
A.产物X为Cu单质
B.步骤2所得蓝色溶液中仅含有Cu2+、Cl-两种离子
C.步骤3中参加反应的CuCl2的质量为27g
D.产物X中Cu元素的质量为16g
【答案】D
【详解】A、若X仅为Cu,加入盐酸不会生成蓝色溶液(Cu²+),而实验观察到蓝色溶液,说明X含有Cu₂O,故A选项错误。
B、步骤2中盐酸过量,溶液中除Cu²+、Cl⁻外,还有H+,故B选项错误。
C、设与33.6gNa₂H₂Y反应的CuCl₂质量为x,根据方程式列出下式计算x=13.5g而非27g,故C选项错误。
D、C选项计算出CuCl2的质量为13.5g,再通过这两个方程式计算可知,144份质量的Cu₂O与盐酸反应可得到135份质量的CuCl₂,并生成64份质量的铜。14.4gCu₂O与盐酸反应可得到13.5gCuCl₂,并生成6.4g铜。Cu₂O含Cu的质量=。步骤2中剩余Cu为9.6g,其中6.4g来自Cu₂O反应,原X中Cu为9.6g-6.4g=3.2g。总Cu质量≈12.8+3.2=16g,故D选项正确。
故选D。
20.(2025·广东佛山顺德·二模)下列实验方案不能达到实验目的的是
选项
实验目的
实验方案
A
鉴别棉花与羊毛
灼烧,闻气味
B
鉴别与固体
加水,测温度变化
C
除去水中
加热煮沸
D
除去溶液中的
加入足量的,过滤
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A、棉花的主要成分是纤维素,灼烧有纸燃烧的气味,羊毛的主要成分是蛋白质,灼烧有烧焦羽毛的气味,气味不同,可以用灼烧、闻气味的方法鉴别棉花与羊毛,不符合题意;
B、氯化钠溶于水,温度变化不大,氢氧化钠溶于水放出大量的热,温度升高,加水、测温度变化可以区分,不符合题意;
C、氧气的溶解度随温度的升高而减小,加热煮沸可以除去水中的氧气,不符合题意;
D、加入足量的锌,锌与氯化铜反应生成氯化锌和铜,锌与氯化亚铁反应生成氯化锌和铁,不但除去了杂质,也除去了原物质,符合题意。
故选D。
21.(2025·河南荥阳·二测)向盛有两种金属混合物的烧杯中滴加稀硫酸至不再产生气体,将溶液蒸干后得到固体,则生成氢气的质量为
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】向盛有两种金属混合物的烧杯中滴加稀硫酸至不再产生气体,镁与稀硫酸反应:,锌与稀硫酸反应:,将溶液蒸干后所得固体为硫酸镁和硫酸锌的混合物,根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类和质量不变,则硫酸中的硫酸根离子完全转化到了硫酸镁和硫酸锌中,金属混合物中的金属元素也完全转化到了硫酸镁和硫酸锌中,则硫酸镁和硫酸锌中硫酸根离子的质量为:18g-3.6g=14.4g,硫酸中的氢元素完全转化到了氢气中,设硫酸中氢元素的质量为x,则x:14.4g=2:96,x=0.3g,则生成氢气的质量为0.3g。
故选C。
22.(2025·山东济宁邹城十一中·二模)在硝酸铜、硝酸银的混合溶液中加入一定量的铝粉,充分反应后过滤。下列说法正确的是
A.若滤液中只有一种溶质,则向滤渣中加入稀盐酸一定有气泡产生
B.若滤液为蓝色,则滤液中一定有,可能有
C.若往滤渣中加入稀盐酸有气泡产生,则滤液中一定有,可能有
D.若往滤液中加入稀盐酸有白色沉淀产生,则滤渣中一定有银和铜,可能有铝
【答案】B
【分析】金属活动性:Al>Cu>Ag,在硝酸铜、硝酸银的混合溶液中加入一定量的铝粉,铝先与硝酸银反应生成硝酸铝和银,待硝酸银完全反应后,铝与硝酸铜反应生成硝酸铝和铜。
【详解】A、若滤液中只有一种溶质,则该溶质为硝酸铝,则硝酸银、硝酸铜已经完全反应,铝可能恰好与硝酸铜完全反应,也可能过量,则滤渣中一定含铜和银,可能含铝,铜、银与稀盐酸不反应,铝能与稀盐酸反应生成氯化铝和氢气,故向滤渣中加入稀盐酸,不一定有气泡产生,不符合题意;
B、若滤液为蓝色,则滤液中一定含硝酸铜,铝一定与硝酸银反应生成了硝酸铝,则滤液中一定含硝酸铝,硝酸银可能完全反应,也可能部分参与反应,故滤液中可能含硝酸银,故滤液中一定有铜离子、铝离子,可能含银离子,符合题意;
C、若往滤渣中加入稀盐酸有气泡产生,则滤渣中一定含铝,则硝酸银、硝酸铜已经完全反应,则滤液中一定含硝酸铝,则滤液中一定有铝离子,一定不含铜离子和银离子,不符合题意;
D、若往滤液中加入稀盐酸有白色沉淀产生,硝酸银能与稀盐酸反应生成氯化银和硝酸,则滤液中一定含硝酸银,则硝酸铜没有参与反应,铝已经完全反应。铝一定与硝酸银反应生成了银,则滤渣中一定含银,一定不含铜和铝,不符合题意。
故选B。
23.(2025·广东广州六中·二模)镉(Cd)是一种“氢前金属”,金属活动性介于锌和铜之间,镉的部分化合物的相关性质如下。下列预测合理的是
物质
在水中的溶解性
难溶,白色固体
难溶,白色固体
易溶于水
A.Cd能与KOH溶液反应生成
B.Cd能从溶液中置换出Mg
C.向中加入稀,无明显现象
D.和能相互转化
【答案】D
【详解】A、镉(Cd)的金属活动性介于锌和铜之间,但并非两性金属(如Al、Zn),无法与KOH溶液反应生成Cd(OH)2,故A错误;
B、金属活动性顺序中,Mg的活动性强于Zn,而Cd介于Zn和Cu之间,因此Cd的活动性弱于Mg,无法置换出MgSO4中的Mg,故B错误;
C、Cd(OH)2难溶于水,但能与稀H2SO4发生中和反应,生成易溶的CdSO4和水,可观察到固体溶解,故C错误;
D、CdCO3难溶,可与强酸(如H2SO4)反应生成易溶的CdSO4;CdSO4易溶,与可溶性碳酸盐(如Na2CO3)反应生成难溶的CdCO3沉淀,两者可通过不同条件相互转化,故D正确。
故选D。
24.(2025·福建宁德·二测)“矾”常指硫酸盐。《本草经集注》中记载:“其黄黑者名鸡屎矾[Cu2(OH)2SO4]不入药用……投苦酒(醋酸)中,涂铁皆作铜色,外虽铜色,内质不变”。下列说法错误的是
A.“不入药用”是因鸡屎矾可与胃酸反应,产生有毒的可溶性Cu2+
B.鸡屎矾“投苦酒(醋酸)中”,实质是H+与SO反应
C.“涂铁皆作铜色”涉及置换反应
D.“外虽铜色,内质不变”是因为生成的铜对铁有一定保护作用
【答案】B
【详解】A、“不入药用”是因鸡屎矾可与胃酸反应,产生有毒的可溶性铜离子,铜离子属于重金属离子,能使蛋白质变性,会对人体组织造成伤害,不符合题意;
B、鸡屎矾“投苦酒(醋酸)中”,醋酸中含氢离子,鸡屎矾中含氢氧根离子,实质是氢离子与氢氧根离子结合生成水分子,符合题意;
C、鸡屎矾“投苦酒(醋酸)中”,溶液中含铜离子、硫酸根离子,则“涂铁皆作铜色”涉及反应为铁与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;
D、“外虽铜色,内质不变”是因为生成的铜对铁有一定保护作用,内部的铁与硫酸铜没有发生反应,不符合题意。
故选B。
25.(2025·山东临沂兰山·二模)学习化学既要利用化学变化定性认识化学反应,也要利用质量、比例和守恒关系定量分析化学反应。
(1)某有机物在足量的氧气中完全燃烧生成二氧化碳和水。则该有机物中氧元素的质量是 g。该有机物中 (填最简整数比)
(2)铜锌合金又称假黄金。向盛有铜锌合金粉末样品的烧杯中逐渐加入稀硫酸,生成氢气的质量与加入稀硫酸的质量关系如图所示。
①充分反应后生成氢气的质量为 g。
②求合金样品中锌的质量 。(写出计算过程)
③恰好完全反应时,所得溶液的质量是 g。
【答案】(1) 1.6
(2) 解:设合金样品中锌的质量为x。
,
答:合金样品中锌的质量。 106.3
【详解】(1)根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类和质量不变,有机物中碳元素的质量与生成二氧化碳中碳元素的质量相等,则碳元素的质量为:,有机物中氢元素的质量与生成水中氢元素的质量相等,则氢元素的质量为:,则有机物中氧元素的质量为:3g-1.2g-0.2g=1.6g;
则该有机物CxHyOz中x∶y∶z=;
(2)由图可知,产生氢气的质量为0.2g;
见答案;
参加反应锌的质量为6.5g,恰好完全反应使用稀硫酸的质量为100g,则溶液质量为100g+6.5g-0.2g=106.3g。
26.(2025·河南周口商水五校·二模)金属在生产和生活中有着广泛应用。
(1)下列金属制品在应用中,利用金属导热性的是 (填序号)。
a.金银首饰 b.铁制炒锅 c.铜制导线
(2)三星堆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 (填“强”或“弱”)。古代制作青铜器的铜多来源于黄铜矿,其主要成分为二硫化亚铁铜,其化学式为 其中铁元素和铜元素均为+2价,则硫元素的化合价为 。
(3)小山同学做铝片与稀盐酸反应的实验。实验前将未经打磨的铝片插入稀盐酸中,未见气泡产生,用化学反应方程式解释其原因是 。
(4)向一定量的 和 溶液中逐渐加入 Zn粉,充分反应,反应过程中 的质量随时间的变化关系如图所示。时刻溶 液质量比反应开始前溶液的质量 (填“增大”“减小”或“不变”);若t2时刻过滤,则所得滤渣的成分是 (填化学式,下同),所得滤液的成分是 。
(5)黄铜是铜锌合金,常用于制造机器、电器的零部件。为测定某黄铜样品中铜的质量分数,取20g该黄铜样品加入100g稀硫酸中,恰好完全反应,产生氢气0.2g,请计算该黄铜样品中铜的质量分数。
【答案】(1)b
(2) 弱 -2
(3)
(4) 减小 Ag、Fe Zn(NO3)2、Fe(NO3)2
(5)解:设黄铜中锌的质量为x
x=6.5g
黄铜样品中铜的质量分数为:
答:该黄铜样品中铜的质量分数为67.5%。
【详解】(1)a.金银首饰利用延展性;
b.铁制炒锅利用导热性;
c.铜制导线利用导电性,故选:b;
(2)出土的黄金面具仍金光灿灿,而青铜面具已绣迹斑斑,根据金属与氧气反应的难易程度可得金的活动性比铜弱;
中铁元素和铜元素均为+2价,根据化合物中元素正负化合价代数和为0,设硫元素的化合价为x,则有(+2)+(+2)+x×2=0,x=-2,硫元素的化合价为-2;
(3)实验前将未经打磨的铝片插入稀盐酸中,未见气泡产生,是因为氧化铝和稀盐酸反应生成氯化铝和水,反应的化学方程式为:;
(4)由金属活动性顺序Zn>Fe>Ag可知,向一定量的AgNO3和Fe(NO3)2溶液中逐渐加入锌粉,锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银,硝酸银反应完,锌才能与硝酸亚铁反应生成硝酸锌和铁;t1时刻硝酸亚铁的质量不变,发生的反应是锌和硝酸银反应生成硝酸锌和银,化学方程式为Zn+2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag,每65份质量的锌可置换出216份质量的银,溶液的质量会减少,则t1时刻溶液质量小于0点时溶液质量,溶液质量减小;
t2时刻,硝酸亚铁的质量减少,说明锌和硝酸亚铁反应生成硝酸锌和铁,t2时刻之后,硝酸亚铁的质量还会不断减少,所以过滤后的滤渣中含有银、铁,锌全部反应;所得滤液的成分是Zn(NO3)2、Fe(NO3)2;
(5)见答案。
金属活动性顺序题型三
1.(2025·山东临沂兰山·二模)设计对比实验,控制变量是学习化学的重要方法。下列对比实验不能达到目的的是
实验设计
实验目的
A.探究同种物质在不同溶剂中的溶解性
B.验证中和反应是放热反应
实验设计
实验目的
C.比较合金与纯金属的硬度大小
D.比较和的金属活动性强弱
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A、将氯化钠分别加入等量的水和汽油中,比较溶解的量多少,可以得出氯化钠在这两种溶剂中的溶解性大小,不符合题意;
B、因为氢氧化钠固体溶于水放热,所以该实验中即使观察到饱和澄清石灰水变浑浊,也不能验证“中和反应放热”,符合题意;
C、将黄铜片和纯铜片互相刻画,纯铜片上留下刻痕,说明纯铜片的硬度小于黄铜,不符合题意;
D、等质量的铁粉和锌粉分别加入等体积等浓度的盐酸中,观察气泡放出的速度,可以比较Fe和Zn的金属活动性强弱,不符合题意。
故选:B。
2.(2025·广东广州六中·二模)下列实验设计能达到目的的是
选项
A
B
C
D
实验
目的
探究空气中氧气的含量
探究分子是不断运动的
比较锌、铜、银的金属活动性
探究氧气是铁生锈的条件之一
实验
设计
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A、木炭在空气中燃烧消耗氧气,生成二氧化碳气体,装置内压强几乎不变,不能形成压强差,不能用于测定空气中氧气的含量,故选项不能达到目的;
B、浓盐酸具有挥发性,挥发出来的氯化氢分子不断运动,运动到酚酞溶液中,溶于水形成盐酸,盐酸显酸性,不能使无色酚酞溶液变色,不能用于探究分子是不断运动的,故选项不能达到目的;
C、锌、铜均能与硝酸银反应,说明活动性锌>银、铜>银,无法比较锌、铜的活动性强弱,故选项不能达到目的;
D、左边试管中的铁钉与氧气和水同时接触,生锈,右边试管中的铁钉只与水接触,不生锈,对比说明氧气是铁生锈的条件之一,故选项能达到目的;
故选D。
3.(2025·辽宁沈阳新民·二模)我国首艘航母辽宁舰使用了大量的合金材料。黄铜主要为 Cu和Zn的合金,下列试剂不能验证 Cu、Zn的金属活动性顺序的是
A.溶液 B.溶液 C.稀盐酸 D.溶液
【答案】A
【详解】A、铜、锌均与氯化铝不反应,均无明显现象,说明铝比锌、铜活泼,但是无法验证铜、锌的金属活动性顺序,符合题意;
B、锌能与氯化亚铁反应生成氯化锌和铁,有黑色固体析出,说明锌比铁活泼,铜与氯化亚铁不反应,无明显现象,说明铁比铜活泼,则锌比铜活泼,不符合题意;
C、锌能与稀盐酸反应生成氯化锌和氢气,产生气泡,说明在金属活动性顺序里,锌排在氢前,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,说明锌比铜活泼,不符合题意;
D、锌能与氯化铜反应生成氯化锌和铜,有红色固体析出,说明锌比铜活泼,不符合题意。
故选A。
4.(2025·江苏连云港东海实中·二模)学习小组通过下列实验探究溶液的性质。
实验Ⅰ:把一根砂纸打磨过的丝浸入溶液中,一段时间后观察到丝表面出现红色物质。
实验Ⅱ:向溶液中滴加少量溶液,出现沉淀。
下列说法正确的是
A.实验Ⅰ说明的活动性比的强 B.实验Ⅰ中溶液颜色变为浅绿色
C.实验Ⅰ中打磨的目的是增大铝丝的表面积 D.实验Ⅱ中沉淀为
【答案】A
【详解】A、实验Ⅰ中铝与硫酸铜反应生成硫酸铝和铜,有红色固体析出,说明铝比铜活泼,符合题意;
B、实验Ⅰ中铝与硫酸铜反应生成硫酸铝和铜,溶液由蓝色变为无色,不符合题意;
C、实验Ⅰ中打磨的目的是除去铝丝表面的氧化铝薄膜,防止其影响实验,不符合题意;
D、实验Ⅱ中硫酸铜与氯化钡反应生成硫酸钡和氯化铜,硫酸钡是沉淀,不符合题意。
故选A。
5.(2025·湖南永州祁阳·二模)为验证的金属活动性顺序,实验小组进行了下图实验。
(1)试管甲中发生反应的化学方程式是 。
(2)试管乙中的实验现象是有红色物质生成,溶液由 。
(3)仅通过上述实验不能验证三种金属的活动性顺序,需补充一个实验来证明,应选用的一组试剂是______(填字母)。
A.铜粉、稀盐酸 B.镁粉、溶液 C.镁粉、溶液
(4)三种金属的活动性顺序由强到弱为 (用元素符号表示)。
【答案】(1)
(2)蓝色变为浅绿色
(3)B
(4)Mg>Fe>Cu
【详解】(1)试管甲中发生反应为镁与稀盐酸反应生成氯化镁和氢气,该反应的化学方程式为:;
(2)试管乙中铁与氯化铜反应生成氯化亚铁和铜,故现象是:有红色物质生成,溶液由蓝色变为浅绿色;
(3)试管甲中发生反应为镁与稀盐酸反应生成氯化镁和氢气,产生气泡,说明在金属活动性顺序里,镁排在氢前,实验乙中铁与氯化铜反应生成氯化亚铁和铜,有红色固体析出,溶液由蓝色变为浅绿色,说明铁比铜活泼,还需要验证镁和铁的活动性顺序。
A、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,说明镁比铜活泼,无法验证镁和铁的活动性顺序,不符合题意;
B、镁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,符合题意;
C、镁与氯化铜反应生成氯化镁和铜,有红色固体析出,说明镁比铜活泼,无法探究镁和铁的活动性顺序,不符合题意。
故选B。
(4)由以上分析可知,镁比铁活泼,铁比铜活泼,则三种金属的活动性顺序由强到弱为:Mg>Fe>Cu。
6.(2025·山西吕梁中阳部分学校·二模)同学们在化学实验室中进行了“验证铝、铜、银的金属活动性顺序”的实验。
实验方法:①将一根铝丝浸入硫酸铜溶液中,过一会儿取出,观察现象。
②将一根铜丝浸入硝酸银溶液中,过一会儿取出,观察现象。
(1)实验原理:②中发生反应的化学方程式为 。
(2)实验现象:①中观察到的现象是 。
(3)实验结论: 。
【问题与思考】
(4)实验前应对铝丝进行的处理是 ,此操作的目的是 。
【答案】(1)
(2)铝丝表面有红色固体析出,溶液由蓝色逐渐变为无色
(3)铝、铜、银的金属活动性顺序为
(4) 用砂纸打磨 除去铝丝表面的氧化物及杂质
【详解】(1)②中铜与硝酸银反应生成银和硝酸铜,化学方程式为;
(2)①中铝与硫酸铜反应生成铜和硫酸铝,实验现象为铝丝表面有红色固体析出,溶液由蓝色逐渐变为无色;
(3)①中铝与硫酸铜反应生成铜和硫酸铝,说明金属活动性;②中铜与硝酸银反应生成银和硝酸铜,说明金属活动性,由此可得铝、铜、银的金属活动性顺序为;
(4)实验前应对铝丝进行的处理是用砂纸打磨,此操作的目的是除去铝丝表面的氧化物及杂质。
7.(2025·江西九江十一中·二模)了解到辽宁舰的前身是锈迹斑斑的瓦良格号,同学们对金属除锈防锈产生了巨大的兴趣,于是展开了相关探究。铁制品容易生锈,但将铁加热熔入金属铬,可制成不锈钢。于是化学兴趣小组进行了以下实验,比较铬、铁、铜的金属活动性强弱。
【查阅资料】铬是一种抗腐蚀性强的银白色金属。硫酸亚铬(CrSO4)溶液呈蓝色,在空气中能迅速被氧化成碱性硫酸铬[Cr(OH)SO4],其溶液呈绿色。
【提出猜想】
(1)三种金属的活动性强弱:猜想一:Cr>Fe>Cu,猜想二:Fe>Cr>Cu,猜想三: 。
【猜想探究】
(2)步骤1:取大小形状相同的三种金属片,用砂纸打磨光亮。
步骤2:将三种金属片分别放入三支装有等量、等浓度稀硫酸的试管中。
序号
实验操作
实验现象
实验结论
1
将铁片放入稀硫酸
铁片表面产生气泡较慢,溶液逐渐变为 色
猜想一成立
2
将铬片放入稀硫酸
3
将铜片放入稀硫酸
无明显现象
【分析解释】
(3)请写出铬与稀硫酸反应的化学方程式: 。
(4)铬片加入稀硫酸反应后的溶液一段时间后变成绿色,其原因是 ,反应的化学方程式为4CrSO4+O2+2X=4Cr(OH)SO4,其中X的化学式为 。
【反思评价】
(5)为了进一步确认铬、铁、铜三种金属的活动性强弱,小川同学选择了三种试剂就得出了结论,他选择的三种试剂为 。
【答案】(1)Fe>Cu>Cr
(2) 浅绿 铬片表面产生气泡较快,溶液逐渐变为蓝色
(3)Cr+H2SO4=CrSO4+H2↑
(4) 硫酸亚铬(CrSO4)溶液在空气中能迅速被氧化成碱性硫酸铬[Cr(OH)SO4] H2O
(5)铬片、FeSO4溶液、铜片/铁片、CrSO4溶液、CuSO4溶液
【详解】(1) 由于铁比铜活泼,再结合其他猜想,则三种金属的活动性顺序:猜想一:Cr>Fe>Cu,猜想二:Fe>Cr>Cu,猜想三应为:Fe>Cu>Cr;
(2)铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,硫酸亚铁溶液呈浅绿色,所以将铁片放入稀硫酸,铁片表面产生气泡较慢,溶液逐渐变为 浅绿色。 因为猜想一成立,即Cr>Fe>Cu,铬的活动性比铁强,所以铬与稀硫酸反应比铁与稀硫酸反应剧烈,现象为铬片表面产生气泡较快,溶液逐渐变为蓝色;
(3)铬与稀硫酸反应生成硫酸亚铬和氢气,化学方程式为Cr+H2SO4=CrSO4+H2↑;
(4)根据“查阅资料”提供的信息可知,铬片加入稀硫酸反应后的溶液一段时间后变成绿色,是因为硫酸亚铬(CrSO4)溶液在空气中能迅速被氧化成碱性硫酸铬[Cr(OH)SO4];根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变,在反应4CrSO4+O2+2X=4Cr(OH)SO4中,反应前铬原子有4个、硫原子有4个、氧原子有20个,反应后铬原子有4个、硫原子有4个、氧原子有24个、氢原子有4个,所以2X中含有4个氢原子和4个氧原子,则X的化学式为H2O。
(5)要验证三种金属的活动性顺序,可采用 “两金夹一盐” 或 “两盐夹一金” 的方法。若采用 “两金夹一盐”,可选择铬片、FeSO4溶液、铜片,将铬片放入FeSO4溶液中,铬能置换出铁,说明铬的活动性大于铁;将铜片放入FeSO4溶液中,无明显现象,说明铁的活动性大于铜,从而得出Cr>Fe>Cu;若采用 “两盐夹一金”,可选择铁片、CrSO4溶液、CuSO4溶液,将铁片放入CrSO4溶液中,无明显现象,说明铬的活动性大于铁;将铁片放入CuSO4溶液中,铁能置换出铜,说明铁的活动性大于铜,也能得出Cr>Fe>Cu。所以他选择的三种试剂为铬片、FeSO4溶液、铜片(或铁片、CrSO4溶液、CuSO4溶液)。
8.(2025·山东淄博张店区·二模)金属及其制品是现代生活中不可缺少的材料和工具。请完成下列问题:
(1)铜经常用作导线,这是利用了铜的 性。
(2)铝的化学性质很活泼,通常铝制品却很耐腐蚀,原因是(或用化学方程式表示) 。铝制易拉罐主要由铝合金制成,除铝外,还含有锌、铜、硅等,请用化学方法证明:罐体的金属材料是铝合金而不是纯铝(提供试剂:已打磨的罐体金属片,其他仪器、试剂自选)。你的方案及预期现象是 。
(3)将表面生锈的铁钉(铁锈的主要成分为)投入到足量稀硫酸中,铁锈脱落、溶解,溶液变黄,化学方程式为: ;铁钉表面产生气泡,一段时间后,溶液慢慢变为黄绿色,如图是对溶液变为黄绿色的一种微观解释,参加反应的微粒是 (填微粒符号)。
(4)为验证铜、银、锌的金属活动性顺序,同学们设计了如图所示的6个实验。图中,“→”表示将金属加入到盐溶液中。
Ⅰ:②中,反应的化学方程式为 。
Ⅱ:仅由④和⑥不能得出铜、银、锌的金属活动性顺序,理由是 。
Ⅲ:在6个实验中,一段时间后固体质量减少的是 。(填序号)
【答案】(1)导电或良好的导电
(2) 取少量打磨的罐体金属片于试管中,加入足量的稀盐酸,使之充分反应,最终在试管底部残留少量固体物质,证明罐体的金属材料是铝合金而不是纯铝
(3)
(4) ④和⑥分别能判断金属铜和银、金属锌和银的金属活动性顺序,但是不能判断金属锌和铜的活动性顺序 ⑤
【详解】(1)铜经常用作导线,这是利用了铜的导电性;
(2)铝的化学性质很活泼,通常铝制品却很耐腐蚀,原因是铝能与空气中的氧气反应,在其表面形成一层致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步被氧化,该反应的化学方程式为:;
铝制易拉罐主要由铝合金制成,除铝外,还含有锌、铜、硅等,铝、锌能与稀盐酸反应,铜、硅与稀盐酸不反应,故用化学方法证明:罐体的金属材料是铝合金而不是纯铝,实验方案是:取少量打磨的罐体金属片于试管中,加入足量的稀盐酸,使之充分反应,最终在试管底部残留少量固体物质,证明罐体的金属材料是铝合金而不是纯铝;
(3)铁锈的主要成分是氧化铁,氧化铁能与稀硫酸反应生成硫酸铁和水,该反应的化学方程式为:;
由图可知,该反应为铁原子和铁离子反应生成亚铁离子,故填:Fe、Fe3+;
(4)Ⅰ、②中反应为铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银,该反应的化学方程式为:;
Ⅱ、④中银与硫酸铜不反应,无明显现象,说明铜比银活泼,⑥中锌与硝酸银反应生成硝酸锌和银,有银白色固体析出,说明锌比银活泼,无法得出锌与铜的金属活动性顺序,故无法得出铜、银、锌的金属活动性顺序;
Ⅲ、①中铜与硫酸锌不反应,固体质量不变;②中铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银,即,64份质量的铜置换出216份质量的银,固体质量增加;③中银与硫酸锌不反应,固体质量不变;④中银与硫酸铜不反应,固体质量不变;⑤中锌与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,即,65份质量的锌置换出64份质量的铜,固体质量减小;⑥中锌与硝酸银反应生成硝酸锌和银,即,65份质量的锌置换出216份质量的银,固体质量增加,故在6个实验中,一段时间后固体质量减少的是⑤。
9.(2025·山东烟台蓬莱·二模)金属材料在日常生活中应用广泛。
Ⅰ、兴趣小组同学针对金属材料展开调查探究。
(1)利用金属导热性的实例之一是 。
(2)铝制品具有很强的抗腐蚀性,原因是 (用化学方程式表示)。
(3)合金有很多性能与组成它们的纯金属不同。如图中能表示锡铅合金的是 (填序号“a”“b”或“c”)。
Ⅱ、兴趣小组设计实验探究铁、铜、银三种金属的活动性顺序,设计了四种实验方案,所需试剂如下:
①铜粉、银粉、硝酸亚铁溶液 ②铁粉、银粉、硝酸铜溶液
③银粉、硝酸亚铁溶液、硝酸铜溶液 ④铜粉、硝酸亚铁溶液,硝酸银溶液
(4)上述方案中,正确的是 (填写序号)。
(5)在实验室中,把ag铁粉加入一定量的和混合溶液中,按图所示进行实验,出现的现象如下图中所述。
试回答:
①滤渣B中含有的金属单质是 (填化学式),滤渣B的质量一定 (填“<”“=”或“>”之一)ag。
②滤液A中大量存在的金属阳离子是 (填离子符号)。
③写出过程Ⅰ中发生反应的一个化学方程式: 。
【答案】(1)铁制成炊具(合理都对)
(2)
(3)a
(4)②、④
(5) Ag > 、、
【详解】(1)金属具有良好的导热性,像铁制成炊具,在加热时能快速将热量传递给食物;
(2)铝与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜,防止铝继续反应,化学方程式为;
(3)合金的熔点比组成它的纯金属的熔点低,所以锡铅合金的熔点低于锡、铅,故图中能表示锡铅合金的是a;
(4)①铜粉、银粉均不能与硝酸亚铁溶液反应,说明活动性Fe>Cu,Fe>Ag,无法比较铜和银的活动性强弱,故①错误;
②铁粉能与硝酸铜溶液反应,说明活动性Fe>Cu,银粉不能与硝酸铜溶液反应,说明活动性Cu>Ag,则三种金属的活动性顺序为Fe>Cu>Ag,故②正确;
③银粉不能与硝酸亚铁溶液、硝酸铜溶液反应,说明活动性Fe>Ag,Cu>Ag,无法比较铁和铜的活动性强弱,故③错误;
④铜粉不能与硝酸亚铁溶液反应,说明活动性Fe>Cu,铜粉能与硝酸银溶液反应,说明活动性Cu>Ag,则三种金属的活动性顺序为Fe>Cu>Ag,故④正确;
综上,方案中正确的是②④,故填:②④;
(5)活动性:Zn>Fe>Ag,把ag铁粉加入一定量的和混合溶液中,铁不与硝酸锌反应,铁与硝酸银反应生成银和硝酸亚铁,则滤液A中一定含有硝酸锌、硝酸亚铁,可能含有硝酸银,向滤液A中加入氯化钠溶液,产生白色沉淀,说明含有硝酸银,硝酸银与氯化钠反应生成氯化银沉淀和硝酸钠;滤液A中还有硝酸银,说明加入的铁少,则滤渣B中只含有银,银和稀盐酸不反应,故向滤渣B中加入稀盐酸,无明显现象;
①综上分析,滤渣B中含有的金属单质是Ag;发生的反应为,依据化学方程式,56份质量的铁反应生成216份质量的银,故滤渣B的质量一定>ag;
②滤液A中含有硝酸锌、硝酸亚铁、硝酸银,大量存在的金属阳离子是Ag+、Fe2+、Zn2+;
③过程Ⅰ中铁与硝酸银反应生成银和硝酸亚铁,化学方程式为。
10.(2025·宁夏银川二中北塔分校·二模)金属材料是人类赖以生存和发展的重要物质。我们应该从多角度了解。
Ⅰ.金属冶炼
(1)《天工开物》中记载了炼锡的场景:“凡炼煎亦用洪炉,入砂数百斤,丛架木炭亦数百斤,鼓
鞲(指鼓入空气)熔化。”
①鼓入足量空气的目的是 ,从而提高炉温。
②“点铅勾锡”是炼锡的关键步骤,加铅能使锡较易熔化流出,其原因是 。
Ⅱ.探究金属的活动性
兴趣小组欲探究、、三种金属的活动性顺序,进行了如下图所示实验。
(2)进行实验前先将金属打磨干净的目的是 。则甲中发生反应的化学方程式是 ,乙中的现象是 ,由此可以得到三种金属的活动性由弱到强的顺序是 。
(3)除了上述实验试剂外,探究铜、铝、银三种金属活动性顺序的最少的试剂组合还有 (写一种)。
(4)为继续研究金属的化学性质,学习小组同学向一定质量的硝酸银和硝酸锌的混合溶液中加入过量的铁粉,反应后溶液中存在的金属阳离子有 (写离子符号)。
Ⅲ.金属的锈蚀与防护
(5)对钢铁制品进行“发蓝”处理,使其表面生成一层致密的氧化膜,能有效防止钢铁锈蚀。“发蓝”能有效防止钢铁锈蚀的原因是 。
【答案】(1) 使木炭充分燃烧 形成的合金熔点比锡的熔点低
(2) 除去金属表面的氧化物薄膜,防止其影响反应 2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu 铜丝表面有银白色物质析出,溶液由无色变为蓝色 Ag<Cu<Al
(3)铝丝、银丝、硫酸铜溶液(合理即可)
(4)Zn2+、Fe2+/Fe2+、Zn2+
(5)使钢铁制品与氧气和水隔绝
【详解】(1)①鼓入足量空气的目的是使木炭充分燃烧,因为木炭充分燃烧能释放出更多的热量,从而提高炉温;
②一般合金的熔点低于其组成金属的熔点,“点铅勾锡” 时加铅能使锡较易熔化流出,其原因是形成的合金熔点比锡的熔点低;
(2)进行实验前先将金属打磨干净的目的是除去金属表面的氧化物薄膜,防止其影响反应;
甲中是铝与硫酸铜溶液反应,铝能置换出硫酸铜中的铜,同时生成硫酸铝,发生反应的化学方程式是2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu;
乙中是铜与硝酸银溶液反应,铜能置换出硝酸银中的银,现象是铜丝表面有银白色物质析出,溶液由无色变为蓝色;
由此可以得到三种金属的活动性由弱到强的顺序是Ag<Cu<Al;
(3)选取探究三种金属活动性顺序最少试剂组合的原理,“两金夹一盐”:选择活动性最强和最弱的两种金属单质,以及活动性居中金属的盐溶液;“两盐夹一金”:选取活动性居中的金属单质,以及活动性最强和最弱金属的盐溶液;除了上述实验试剂外,探究铜、铝、银三种金属活动性顺序的最少的试剂组合还有铝丝、银丝、硫酸铜溶液;将铝丝放入硫酸铜溶液中,铝丝表面有红色物质析出,说明铝的活动性大于铜;将银丝放入硫酸铜溶液中,无明显现象,说明铜的活动性大于银,从而得出三种金属活动性顺序;
(4)向一定质量的硝酸银和硝酸锌的混合溶液中加入过量的铁粉,锌活动性大于铁,铁的活动性大于银,所以铁能与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,铁不与硝酸锌反应;由于铁过量,硝酸银完全反应,反应后溶液中存在的金属阳离子有Zn2+、Fe2+;
(5)“发蓝” 能有效防止钢铁锈蚀的原因是使钢铁制品与氧气和水隔绝;钢铁生锈的条件是与氧气和水同时接触,致密的氧化膜阻止了氧气和水与钢铁接触,从而防止钢铁锈蚀。
11.(2025·河南商丘夏邑·二模)某兴趣小组为探究铝、铜、银的金属活动性顺序,设计了如下图所示的实验。
(1)铝片在实验前需用砂纸打磨,其原因是什么?
(2)写出B试管中发生反应的化学方程式。
(3)实验结束后,同学们将两支试管中的固液剩余物混合在一起,充分反应后过滤,所得滤液呈蓝色,请分析所得滤渣的成分。
【答案】(1)除去铝片表面的氧化膜()
(2)Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag
(3)滤渣一定含,可能含,不含
【详解】(1)铝在空气中,其表面会形成一层致密的氧化铝薄膜,这层薄膜会阻碍铝与其他物质发生反应。铝片在实验前需用砂纸打磨,其原因是除去铝片表面的氧化铝薄膜,使铝能顺利参与后续反应;
(2)B 试管中是铜与硝酸银溶液反应,铜能置换出硝酸银中的银,同时生成硝酸铜,化学方程式为Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag ;
(3)A 试管中铝与硝酸铜反应生成硝酸铝和铜,B试管中铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银;实验结束后将两支试管中的固液剩余物混合在一起,充分反应后过滤,所得滤液呈蓝色,说明滤液中含有硝酸铜;这表明在混合后的反应中,硝酸铜有剩余,铝没有将硝酸铜完全反应完全,那么滤渣中一定有银,一定没有铝,因为如果有铝,会继续与硝酸铜反应,滤液就不会呈蓝色;而对于铜,可能有,也可能没有。因为若铝的量很少,只反应掉部分硝酸银,剩余的硝酸银再与铜反应,铜可能被反应完;若铝反应掉部分硝酸银后,剩余的铝又反应掉部分硝酸铜,此时滤渣中就有铜;滤渣的成分滤渣一定含,可能含,不含。
金属的冶炼题型四
1.(2025·湖南衡阳十七中·二模)宋代《天工开物》记载用煤冶铁,其原理与现代工业炼铁有相似之处。下列说法正确的是
A.煤直接作为还原剂将铁从矿石中还原出来
B.冶炼过程中,石灰石用于除去铁矿石中的二氧化硅
C.现代高炉炼铁中,焦炭仅用于提供高温
D.炼铁时得到的产物是纯净的铁
【答案】B
【详解】A、煤的主要成分是碳,在高温下会与氧气反应生成一氧化碳(CO),而CO才是主要的还原剂,将铁矿石(如Fe2O3)还原为铁。选项错误;
B、石灰石(主要成分CaCO3)在高温下分解为生石灰(CaO),CaO与铁矿石中的SiO2反应生成炉渣(CaSiO3),从而除去杂质。选项正确;
C、焦炭的作用包括: 作为燃料提供高温; 通过反应生成CO,作为还原剂。选项错误;
D、高炉炼铁得到的是生铁,含有碳(约2-4.3%)及其他杂质(如硅、锰等),并非纯铁。 选项错误;
故选B。
2.(2025·湖南娄底新化·二模)人类经历了从石器、青铜器、铁器、铝制品到合成材料的变迁。目前提取量最大的金属是铁,炼铁的原料有焦炭、空气、赤铁矿(主要含氧化铁)和石灰石(主要含)等。下列有关说法错误的是
A.金属材料的变迁与金属的活动性顺序有关
B.焦炭的主要作用是生成CO和提供热量
C.工业炼铁的主要产物是生铁,生铁属于铁合金
D.炼铁的主要过程发生的是CO和的置换反应
【答案】D
【详解】A、金属材料的变迁与金属的活动性顺序有关,越活泼的金属越难以冶炼,说法正确;
B、焦炭的主要作用是生成CO和提供热量 ,说法正确;
C、工业炼铁的主要产物是生铁,生铁属于铁合金,说法正确;
D、一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳,反应不是一种单质与一种化合物生成另一种单质和另一种化合物,不属于置换反应,说法错误。
故选D。
3.(2025·山东德州夏津·二模)《天工开物》中有我国古代炼铁的记载,如图是模拟工业炼铁的微型实验装置。
(1)工业炼铁时,将赤铁矿粉碎后投入炼铁炉,将赤铁矿粉碎的目的是 。
(2)A装置中发生的化学反应方程式为 ,此反应中化合价发生变化的元素有 (填元素符号)。B中的化学反应方程式为是 (写1个)。
(3)基于环境和安全方面的考虑,此微型实验装置的不足之处是 。
【答案】(1)增大反应物之间的接触面积,使反应更充分,从而提高反应速率和原料的利用率
(2) C、Fe/Fe、C CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
(3)没有尾气处理装置
【详解】(1)将赤铁矿粉碎后投入炼铁炉,目的是增大反应物之间的接触面积,使反应更充分,从而提高反应速率和原料的利用率;
(2)A 装置中是一氧化碳与氧化铁在高温条件下生成铁和二氧化碳,化学反应方程式为;
在这个反应中,碳元素的化合价由CO中的+2价变为CO2中的+4价;铁元素的化合价由Fe2O3中的+3价变为Fe单质的0价,氧元素在这反应前后显-2价,所以化合价发生变化的元素有C、Fe。
B 中二氧化碳能与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,化学反应方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O ;
(3)一氧化碳有毒,直接排放到空气中会污染环境。此微型实验装置没有对尾气进行处理,所以不足之处是没有尾气处理装置。
4.(2025·河南周口沈丘·二模)化学是以实验为基础的科学,实验是科学探究的重要手段。
(1)为验证质量守恒定律,某同学设计了如图1所示的实验。该实验能否达到实验目的?请说明理由: 。
(2)某小组利用如图2所示装置制取气体,并模拟自然界中的循环。请回答下列问题:
①利用A装置制取CO2,写出一组合适的试剂名称: 。
②为制得CO2的水溶液,CO2应从B装置的 (填“m”或“n”)口通入。
③将的水溶液转移至烧杯,并组装C装置,置于阳光下一段时间,观察到有气泡产生,该气体可能是 ,写出检验该气体的操作: 。
(3)图3装置可做一氧化碳还原氧化铁的实验,并检验生成的气体产物。已知:由一氧化碳发生装置得到的CO中混有和
①写出B装置玻璃管里发生反应的化学方程式: 。
②从环保的角度考虑,请写出一种尾气处理方法: 。
③若没有A装置,则该实验不能达到检验气体生成物的目的,请说明原因: 。
(4)实验室用50g含杂质(杂质不参加反应)和高锰酸钾的固体混合物制取氧气,充分反应后剩余固体质量为45.2g。计算原混合物中高锰酸钾的质量分数是多少?
【答案】(1)该实验不能验证质量守恒定律,是因为碳酸钠与盐酸反应生成的二氧化碳气体会逸散到空气中,使得反应后物质的总质量减少,反应前后天平不平衡
(2) 大理石或石灰石与稀盐酸 m 氧气 收集一试管气体,将带火星的木条伸入试管中,若木条复燃,则为氧气
(3) 在装置末端放一盏燃着的酒精灯将尾气点燃 杂质中的也能使溶液变浑浊,对检验气体生成物造成干扰
(4)
解:设原混合物中高锰酸钾的质量为x。
则原混合物中高锰酸钾的质量分数为
答:原混合物中高锰酸钾的质量分数为。
【详解】(1)该实验不能验证质量守恒定律,是因为碳酸钠与盐酸反应生成的二氧化碳气体会逸散到空气中,使得反应后物质的总质量减少,反应前后天平不平衡;
(2)①装置A为固液常温型发生装置,则实验室利用A装置制取二氧化碳所选用的试剂是大理石或石灰石与稀盐酸;
②为制得的水溶液,应从B装置的m口通入;
③绿色植物通过光合作用吸收二氧化碳并释放氧气,因此该气体可能是氧气;氧气具有助燃性,则检验该气体的操作是:收集一试管气体,将带火星的木条伸入试管中,若木条复燃,则为氧气;
(3)①B装置玻璃管里发生的反应是一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳,化学方程式为;
②一氧化碳有毒,排放到空气中会污染空气,因此需要进行尾气处理,一氧化碳具有可燃性,故尾气处理方法可以是在装置末端放一盏燃着的酒精灯将尾气点燃;
③若没有A装置,则该实验不能达到检验气体生成物的目的,是因为杂质中的也能使溶液变浑浊,对检验气体生成物造成干扰;
(4)高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,根据质量守恒定律,化学反应前后物质的总质量不变,由于氧气是气体会逸散到空气中,所以反应后物质的总质量减少,则减少的质量为生成氧气的质量,即,计算过程见答案。
金属的锈蚀与金属资源的保护题型五
1.(2025·吉林长春朝阳·二模)兴趣小组同学按照图1完成“铁生锈的条件”实验,3天后观察到试管a中铁钉生锈,7天后观察到试管b中铁钉也生锈了。小组同学又按照图2进行实验。在通风环境中持续采集水中溶解氧浓度,得到数据图像如图3所示。下列说法错误的是
A.将蒸馏水煮沸后冷却可降低水中溶解的氧气量
B.对比a、b两支试管内的现象,说明铁生锈需要与水接触
C.根据图3可知,植物油能够减少氧气的溶解量
D.生活中可在铁制品表面涂上植物油防止生锈,说明植物油可以隔绝水
【答案】B
【详解】A、将蒸馏水煮沸后冷却可降低水中溶解的氧气量,说法正确,不符合题意;
B、a试管中铁钉同时与水和氧气接触,b试管中铁钉只与水接触,3天后观察到试管a中铁钉生锈、试管b中铁钉不生锈,则对比a、b两支试管内的现象,说明铁生锈需要与氧气接触,说法错误,符合题意;
C、由图3可知,使用植物油做油封的烧杯中溶解氧的含量明显低于未用油封的烧杯,说明植物油能够减少氧气的溶解量,说法正确,不符合题意;
D、生活中可在铁制品表面涂上植物油防止生锈,说明植物油可以隔绝水和氧气,说法正确,不符合题意。
故选:B。
2.(2025·山东潍坊诸城·二模)某兴趣小组为探究溶液酸碱性对铁锈蚀速率的影响,设计如下实验,并测定相同浓度氢氧化钠溶液、氯化钠溶液、氯化铵溶液(呈酸性)对铁锈蚀实验数据如图所示。下列说法错误的是
A.铁锈蚀的速率只取决于溶液的酸碱性
B.对铁锈蚀速率的影响
C.可选用石蕊溶液或试纸检验氯化铵溶液是否呈酸性
D.三条曲线都呈现“先陡后缓”的趋势,其原因是随着氧气的消耗,反应变慢
【答案】A
【详解】A、铁锈蚀的速率不仅受溶液酸碱性的影响,还与其他因素有关(如氧气浓度、温度等)。选项错误;
B、由图可知,滴入相同浓度氢氧化钠溶液、氯化钠溶液,滴入氯化钠溶液铁锈蚀的速率更高,故对铁锈蚀速率的影响,选项正确;
C、酸性溶液能使紫色石蕊溶液变红,pH<7,因此可选用石蕊溶液或试纸检验氯化铵溶液是否呈酸性,选项正确;
D、铁生锈需要氧气,三条曲线都呈现“先陡后缓”的趋势,其原因是随着氧气的消耗,反应变慢,选项正确;
故选A。
3.(2025·山东武城·二练)实验研究铁锈蚀影响因素,记录如下。下列分析不正确的是
实验装置
序号
其他试剂
200s时O2的含量
①
干燥剂
21%
②
10滴水
15%
③
10滴水和1.0g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
【答案】D
【详解】A、铁生锈,氧气含量会减少,②③氧气含量减少,说明铁已经生锈,故选项正确;
B、干燥剂吸水,①没有水,氧气没有减少,铁没有生锈,②加水后氧气减少,铁生锈,说明水对铁锈蚀有影响,故选项正确;
C、②没加食盐,氧气含量为15%,③加食盐后,氧气含量为8%,加食盐后,氧气含量减少增大,铁生锈速度加快,说明食盐能加快铁锈蚀,故选项正确;
D、①②③实验中没有探究炭粉对锈蚀的影响,①②③无法证明炭粉对铁锈蚀有影响,故选项错误。
故选:D。
4.(2025·广东惠州惠城·二模)为探究铁生锈的条件设计实验如下图,下列说法错误的是
A.试管B应加入煮沸后迅速冷却的蒸馏水
B.试管A、E和F对应的铁钉一段时间后生锈
C.对比试管E和F可说明食盐能加快铁钉生锈
D.对比试管A和C,可推知铁生锈需要与水接触
【答案】C
【详解】A、管 B 中加入煮沸后迅速冷却的蒸馏水,目的是除去水中溶解的氧气,这样可以更好地探究铁只与水接触时是否生锈,该说法正确,不符合题意;
B、铁生锈的条件是与氧气和水同时接触,试管 A 、E中铁钉与氧气和水同时接触,会生锈;试管 F 中铁钉与氧气、水以及食盐接触,会生锈,该说法正确,不符合题意;
C、试管E中铁钉与氧气和水同时接触,其中氧气主要是通过通入空气进入水中,试管F中铁钉与氧气、水、氯化钠同时接触,其中氧气是溶解在水中氧气,与E中氧气浓度不一样,两实验中存在两个变量,不能说明食盐对铁钉生锈的影响,说法错误,符合题意;
D、试管 A 中铁钉与氧气和水同时接触,试管 C 中铁钉只与干燥的氧气接触,对比试管 A 和 C,可推知铁生锈需要与水接触,该说法正确,不符合题意。
故选C。
5.(2025·湖南衡阳十七中·二模)学校开展垃圾分类实践活动,同学们对以下垃圾进行分类处理。下列说法错误的是
A.废旧干电池应投入“可回收物”桶,因为含有金属锌可回收利用
B.破碎的陶瓷碗应投入“其他垃圾”桶,因为其不可回收
C.鱼骨和蛋壳放入“厨余垃圾”桶,可用于堆肥或发酵处理
D.破碎的体温计需放入“有害垃圾”桶,因为水银(汞)会污染环境
【答案】A
【详解】A、废旧干电池应投入“有害垃圾”桶,因为废旧干电池中含有汞、镉、铅等重金属,随意乱丢会污染环境,说法错误,符合题意;
B、破碎的陶瓷碗应投入“其他垃圾”桶,因为其不可回收,说法正确,不符合题意;
C、鱼骨和蛋壳放入“厨余垃圾”桶,可用于堆肥或发酵处理,说法正确,不符合题意;
D、破碎的体温计需放入“有害垃圾”桶,因为水银(汞)是一种有毒的重金属,随意乱丢会污染环境,说法正确,不符合题意。
故选:A。
6.(2025·天津河西·二模)某小组同学探究铁锈蚀条件的实验。按图1装置进行实验A、B、C,约一周后能观察到如图1所示明显现象。小明对该实验进行了部分改进,装置如图2所示(夹持装置已略去),约6分钟出现明显现象。
(1)图1实验中,可推理知铁生锈与氧气有关的对比实验为 (填字母)。
(2)图2装置D中反应的化学方程式为 。
(3)图2实验能够在较短时间内观察到E左侧铁丝明显锈蚀,而右侧铁丝无明显变化,其原因是(写一条即可) 。
(4)取实验后中锈蚀的铁丝于烧杯中,加入盐酸恰好完全反应,得溶液质量为。E中已经锈蚀的铁丝质量为 。
【答案】(1)AB
(2)
(3)左侧有水和浓度较大的氧气,而右侧有氧气但没有水
(4)3.08
【详解】(1)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,最终只有试管A内的铁钉生锈,对比A和B可知,铁生锈与氧气有关,故填:AB;
(2)装置D中发生的反应为过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气,反应的化学方程式为,故填:;
(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,装置F可以防止空气中的水分进入装置内。则图2实验能够在较短时间内观察到E左侧铁丝明显锈蚀,而右侧铁丝无明显变化,其原因是:左侧有水和浓度较大的氧气,而右侧有氧气但没有水,故填:左侧有水和浓度较大的氧气,而右侧有氧气但没有水;
(4)取实验后E中锈蚀的铁丝10g于烧杯中,加入50g盐酸,铁锈的主要成分氧化铁先与稀盐酸反应生成氯化铁和水,当氧化铁完全反应后,铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气。根据质量守恒定律,反应生成氢气的质量为,设参与反应铁的质量为x,则
则氧化铁质量为
根据质量守恒定律,反应前后元素的质量不变,则生锈铁的质量=氧化铁中铁元素的质量=,即E中已经锈蚀的铁丝质量为3.08g,故填:3.08。
7.(2025·山东太原·二模)同学们在实验室中用以下实验进行铁钉锈蚀的研究。一段时间后观察到试管D中铁钉比试管C中铁钉锈蚀更严重。
(1)向试管中加入铁钉的操作是 。
(2)试管A中干燥剂的作用是 。
(3)试管B中所用蒸馏水“煮沸”的目的是 。
【问题与交流】
(4)切过咸菜的铁制菜刀更容易生锈的原因是 ,因此生活中防止菜刀生锈的方法是 。
(5)将试管D中的食盐水换成稀硫酸,浸没铁钉后倒去溶液,一段时间后看到铁钉严重锈蚀,其起因是铁与稀硫酸反应,该反应的本质是铁原子变成亚铁离子, 。
【答案】(1)先将试管横放,将铁钉放在管口,再将试管慢慢竖起
(2)吸收空气中的水蒸气
(3)除去水中溶解的气体
(4) 食盐水会加速铁的锈蚀 洗净擦干后存放
(5)氢离子变为氢分子
【详解】(1)铁钉是块状固体药品,所以向试管中加入铁钉的操作是先将试管横放,将铁钉放在管口,再将试管慢慢竖起。
(2)铁生锈是铁与氧气、水发生的复杂的化学反应,所以试管A中干燥剂的作用是吸收空气中的水蒸气。
(3)氧气不易溶于水,气体溶解度随温度的升高而降低,所以试管B中所用蒸馏水“煮沸”的目的是除去水中溶解的气体。
(4)食盐水会加速铁的锈蚀,所以切过咸菜的铁制菜刀更容易生锈。铁生锈需要和氧气、水接触,且部分盐溶液等会加速铁的锈蚀,所以生活中防止菜刀生锈的方法是洗净擦干后存放。
(5)铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,则该反应的本质是铁原子变成亚铁离子,氢离子变为氢分子。
8.(2025·山东聊城阳谷县·二模)金属腐蚀指金属材料受周围介质的作用而损坏。我们经常见到的钢铁制品生锈、铜制品长出铜绿,都是常见的金属腐蚀现象。某化学兴趣小组对“金属的腐蚀”进行项目式学习:
项目一:钢铁的吸氧腐蚀
任务一:探究铁生锈的条件上
【实验内容】:取3段光亮无锈的铁丝,绕成螺旋状,放入3支干燥洁净的试管底部,进行下列实验,实验要保证有足够长的时间来观察现象。一周后,发现实验③中铁丝生锈。
【实验分析】
(1)该实验创新之处在于:可根据铁丝表面的铁锈和 两种现象来判断铁丝反应进行的情况。
(2)通过对比实验 (填序号),说明铁生锈的条件之一是铁要与水接触。
【实验结论】铁生锈实际上是铁与水和氧气发生反应的结果。
任务二:探究影响铁生锈速率的因素
兴趣小组的同学用控制变量法进行如图实验:
(3)一段时间后观察到烧杯内左侧导管液面 (填“高于”或“低于”)右侧导管液面,证明食盐水可以加快铁生锈的反应速率。
(4)已知铁锈的化学式为,取铁锈样品,与在高温下恰好完全反应,消耗,则该铁锈的化学式为 。
项目二:探究金属蚀刻的过程
【查阅资料】金属蚀刻画所用的材料可以是金、银、铜、不锈钢、铝等金属。在金属蚀刻过程中,使用强酸溶液或某些盐溶液作腐蚀剂从而在金属表面留下痕迹。
【进行实验】根据制作金属蚀刻画的原理,化学兴趣小组同学设计了如图所示两个实验进行制作。
(5)实验1首先要对铝板进行打磨,其目的是 ;
【提出问题】实验2中清洗铁板后的废液的溶质成分是什么?
【作出猜想】废液的溶质中一定含有,可能含有。
【实验探究】
(6)化学兴趣小组设计了如下方案进行探究:
实验操作
实验现象
实验结论
①取少量红棕色氧化铁粉末于试管中,向其中加入足量废液
红棕色固体消失
废液中含有
②另取少量废液于试管中,滴加几滴硝酸银溶液
废液中含有
【探究结论】废液的溶质中既含有还含有。
【反思评价】
(7)操作①中发生反应的化学方程式为 。
(8)老师对操作②结论的严谨性提出疑问,理由是 。
【项目分析总结】:金属的腐蚀会对我们生产生活带来危害,学习化学不仅可以对金属进行防护,还可以控制反应为我们所用。
【答案】(1)试管内液面高度变化
(2)①③
(3)高于
(4)Fe2O3⋅2H2O
(5)除去铝板表面的氧化物薄膜,防止影响实验
(6)产生白色沉淀
(7);
(8)氯化铁也能与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀,故滴加硝酸银溶液,产生白色沉淀,不能说明废液中含有盐酸
【详解】(1)铁生锈会消耗试管内的氧气,导致试管内气压降低,液面升高,因此可根据铁丝表面的铁锈和试管内液面高度变化两种现象来判断铁丝反应进行的情况;
(2)实验①中,植物油可以隔绝空气,干燥空气不含水分,铁丝只与氧气接触,不生锈;实验②中,除去了干燥空气中的氧气,铁丝只与水分接触,不生锈;实验③中,铁丝与氧气、水分同时接触,生锈,通过对比实验①③,说明铁生锈的条件之一是铁要与水接触;
(3)实验结论是食盐水可以加快铁生锈的反应速率,因此左侧锥形瓶内细铁丝更快生锈,气压下降速度更快,一段时间后观察到烧杯内左侧导管液面高于右侧导管液面;
(4)设参加反应的氧化铁的质量为a
根据质量关系可知:
a=8g
水的质量:
根据质量关系可知:
x=2
该铁锈的化学式为;
(5)实验1首先要对铝板进行打磨,其目的是:除去铝板表面的氧化物薄膜,防止影响实验;
(6)②实验结论为:废液中含有稀盐酸,则另取少量废液于试管中,滴加几滴硝酸银溶液,硝酸银能与稀盐酸反应生成氯化银和硝酸,故现象是:产生白色沉淀;
(7)操作①中发生反应为氧化铁和稀盐酸反应生成氯化铁和水,该反应的化学方程式为:;
(8)氯化铁也能与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀,故滴加硝酸银溶液,产生白色沉淀,不能说明废液中含有盐酸。
9.(2025·山东青岛胶州·二模)铁是日常生活中应用最广泛的金属。
(1)铁的认识:铁块可以拉成铁丝是利用铁的 。生铁和钢都属于 (选填“金属单质”或“合金”)。
(2)铁的冶炼:赤铁矿的主要成分为氧化铁,请写出用一氧化碳还原赤铁矿发生反应的化学方程式 。
(3)铁的锈蚀:为探究铁制品锈蚀的条件,兴趣小组同学设计如下实验。
①一周后,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,由此获得铁生锈的条件是 。
②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)。
(4)金属的回收:现有一份废铜料(含有金属铜及少量铁和银),化学兴趣小组欲回收其中的铜,设计并进行了如下实验。
已知:;
完成下列各题。
①溶液A中的溶质是 (填化学式)。
②滤渣B的成分是 (填化学式)。
③写出步骤4中反应的化学方程式 。
【答案】(1) 延展性 合金
(2)
(3) 与水和氧气同时接触
(4) FeSO4、H2SO4 AgCl
【详解】(1)铁块可以拉成铁丝是利用铁的延展性;生铁和钢都属于合金,故填:延展性;合金;
(2)一氧化碳与赤铁矿的主要成分氧化铁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,故填:;
(3)①A中铁钉与氧气、水同时接触,出现明显锈蚀;B中植物油可以隔绝氧气,所以铁钉只与水接触,不生锈;C中干燥剂可以吸收水分,铁钉只与氧气接触,不生锈。对比A、B可知,铁钉锈蚀需要与氧气接触;对比A、C可知,铁钉锈蚀需要与水接触,综上所述,该实验能得出铁生锈的条件是与水和氧气同时接触,故填:与水和氧气同时接触;
②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,这是因为铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,反应的化学方程式为,故填:;
(4)①废铜料(含有金属铜及少量铁和银),加入过量稀硫酸,铜、银与稀硫酸不反应,铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,则滤渣A的成分为铜、银, 溶液A中的溶质为FeSO4、H2SO4,故填:FeSO4、H2SO4;
②向滤渣A中加入适量FeCl3溶液,发生反应、,则滤渣B的成分为AgCl,故填:AgCl;
③向滤渣A中加入适量FeCl3溶液,发生反应、,则溶液B中的成分是氯化亚铁和氯化铜,加入适量试剂X,得到氯化亚铁和铜,则试剂X为铁,铁与氯化铜反应生成氯化亚铁和铜,反应的化学方程式为,故填:。
10.(2025·山东德州德城区·二练)金属材料的使用作为一个时代的标志,见证了人类文明发展的过程。
(1)历史上人类冶炼不同金属的大致年代如图所示:
①铜和金是人类使用较早的金属。2021年3月,三星堆遗址又出土了大量的青铜器和金器,其中部分青铜器和金器上,还有被人为敲击的痕迹。通过敲打可将青铜等金属材料打制成不同的形状,是利用了金属的 性。
②我国的青铜文化历史悠久。西汉时期的湿法炼铜工艺就是利用铁和硫酸铜溶液反应制取铜,有关的化学反应方程式为 。
③铁器时代大约在公元前500年,铁至今仍是年产量最高的金属,但每年因腐蚀造成了巨大损失,写出一条防止铁生锈的措施: 。
(2)合金材料的研发。
2023年我国自主研制的大型灭火、水上救援水陆两栖飞机“鲲龙”已成功首飞,制造该飞机使用了多种新材料,其中有锂铝合金,该材料在飞机制造中被使用,说明其具有的特点有 (填序号)。
a.硬度大 b.密度小 c.易导电 d.耐腐蚀
(3)新型材料纳米级粉具有广泛的用途,它比普通粉更易与氧气反应,其制备工艺流程如图所示。请回答下列问题:
①纳米级F粉在氧气中能自发燃烧生成黑色固体,此黑色固体的化学式为 。
②请完成制备纳米级粉的化学方程式: 。在制备纳米级粉的工艺流程中,的作用是 。
【答案】(1) 延展 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 刷漆
(2)abd
(3) 作保护气,防止纳米级铁粉在高温的条件下与氧气发生反应
【详解】(1)通过敲打可将青铜等金属材料打制成不同的形状,是利用了金属的延展性;
铁和硫酸铜反应,化学方程式为:;
铁在与氧气和水蒸气同时接触时会发生锈蚀,所以铁生锈的预防措施可以刷漆、涂油等;
(2)物质的性质决定了物质的用途,锂铝合金在飞机制造中被使用,说明其具有的特点有:密度小(质轻,可以飞在空中)、硬度大(安全性能好),耐腐蚀(不易生锈)。故选:abd;
(3)铁在氧气中燃烧生成黑色的四氧化三铁,故该黑色固体为:Fe3O4;
由图可知,氯化亚铁和氢气在高温的条件下反应生成了纳米级铁粉和氯化氢气体,该反应的化学方程式为:;
在制备纳米级 Fe 粉的工艺流程中,N2的作用是保护气,防止纳米级铁粉在高温的条件下与氧气发生反应。
11.(2025·江苏常州武进区·二模)人类的生产和生活都离不开金属。
I.金属材料的使用作为一个时代的标志,见证了人类文明发展的过程。历史上人类冶炼不同金属的大致年代如图所示:
(1)由图可知人类最早使用的合金是 。
(2)北宋《梦溪笔谈》中记载:“信州铅山有苦泉,流以为涧。挹其水熬之则成胆矾(硫酸铜晶体)。熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”。下列叙述不正确的是______(填序号)。
A.“苦泉”的溶质之一——CuSO4
B.“挹其水熬之”——蒸发溶剂
C.“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”——发生复分解反应
(3)现代炼铁的主要原料是赤铁矿(主要成分是Fe2O3)、焦炭、空气等,转化过程如图所示:
反应③的化学方程式为 ;制得的生铁为 (填“纯净物”或“混合物”)。
Ⅱ.金属的性质
(4)在一定量的硫酸亚铁溶液中加入金属粉X和金属粉Y的混合物,完全反应前后相关微观粒子的数量如表所示。
微观粒子
X原子
Fe原子
Fe2+
X2+
反应前数量(个)
a
0
a×80%
0
反应后数量(个)
a×20%
a×80%
0
______
①表格的空白处对应微观粒子的数量为 。
②金属X、Y与Fe的活动性强弱关系为 。
A.X>Fe>Y B.X>Fe、X>Y但Y和Fe无法判断
Ⅲ.金属的锈蚀与防护
(5)①铁生锈是铁与空气中的 作用的结果。
②铝的利用距今100多年,现在铝的年产量得到大幅度提高。铝虽然较活泼,但抗腐蚀性能好,原因是 (用化学方程式表示)。
【答案】(1)青铜
(2)C
(3) 混合物
(4) a×80% B
(5) 氧气和水
【详解】(1)由图可知人类最早使用的合金是青铜;
(2)A、由挹其水熬之则成胆矾(硫酸铜晶体)可知,“苦泉”的溶质之一为CuSO4,故A叙述正确;
B、“挹其水熬之”是蒸发溶剂的操作,故B叙述正确;
C、“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”,是铁与硫酸铜反应生成了硫酸亚铁和铜,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,发生了置换反应,故C叙述不正确;
故选C;
(3)③赤铁矿的主要成分为氧化铁,高温条件下,一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳,化学方程式为;
生铁是铁的合金,生铁是含碳量为2%~4.3%的铁合金,属于混合物;
(4)①根据表格数据,X原子反应前为a,反应后数量为a×20%,则参加反应的数量为a-a×20%=a×80%,X2+反应前为0,则反应后为a×80%;
②在一定量的硫酸亚铁溶液中加入金属粉X和金属粉Y的混合物,反应前后Y不变,X与硫酸亚铁反应生成X2+和铁,说明X比铁活泼,X比Y活泼,由表格数据可知,X没有反应完全,亚铁离子反应完全,则无法确定Y与Fe的金属活动性顺序;故选B;
(5)①铁生锈是铁与空气中的水和氧气共同作用的结果;
②铝虽然较活泼,但抗腐蚀性能好,是因为铝在常温下和氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜,阻碍铝进一步被腐蚀,化学方程式为。
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