内容正文:
专题06 金属和金属矿物
考点01 金属材料
考点02 金属与盐溶液的反应
考点03 探究金属活动性的强弱
考点04 金属的化学性质
考点05 金属资源的保护和利用
考点01 金属材料
1.(2025·山东青岛·中考真题)在国家级非遗珠宝工艺“花丝镶嵌”中,金能被加工成比发丝还细的金丝,体现了金具有的性质是
A.导电性 B.导热性 C.延展性 D.有金属光泽
【答案】C
【解析】A、导电性是指金属能传导电流的性质,如铜用于电线。但题干中金被加工成细丝,强调的是形状变化,而不是导电功能,因此不体现导电性。结论:错误。
B、导热性是指金属能传递热量的性质,如铝用于锅具。题干中金丝的加工过程不涉及热量传递,只涉及物理变形,因此不体现导热性。结论:错误。
C、延展性是指金属能被拉伸成细丝或压成薄片的性质。题干中金被加工成比发丝还细的金丝,正是金在受力时被拉伸而不破裂的体现,这直接对应延展性。结论:正确。
D、金属光泽是指金属表面有闪亮的光泽,如金首饰的外观。但题干强调的是加工过程(拉成细丝),而不是最终产品的外观,因此不体现金属光泽。结论:错误。
故选C。
2.(2025·山东济宁·中考真题)家庭厨房就是一个化学小世界,“锅碗瓢盆”“柴米油盐”中蕴含着丰富的化学知识。请回答:
(1)下列厨具由不同的材料制成,其中属于金属材料的是______(填字母序号);
A.竹制筷子 B.青花瓷碗 C.不锈钢锅 D.塑料洗菜盆
【答案】(1)C
【解析】(1)竹制筷子、青花瓷碗、塑料洗菜盆不属于金属材料,不锈钢属于合金,属于金属材料 。
故选:C
3.(2024·山东临沂·中考真题)下列关于金属和金属材料的说法中正确的是( )
A.生铁和钢的含碳量不同
B.黄铜比纯铜硬度小
C.合金属于合成材料
D.大多数金属在自然界中以单质形式存在
【答案】A
【解析】A、根据生铁是指含碳量为 2%~4.3% 的铁的合金,钢是指含碳量为 0.03%~2% 的铁的合金可知,二者的主要区别为含碳量不同,故A选项说法正确,符合题意;
B、合金的硬度比组成它的纯金属大,因此黄铜是铜锌合金,其硬度比纯铜大,故B选项说法不正确,不符合题意;
C、合金属于金属材料,不属于合成材料,故C选项说法不正确,不符合题意;
D、大多数金属活化学性质较活泼,在自然界中以化合物形式存在;少数金属,如金、银等化学性质稳定,在自然界中以单质形式存在,故D选项说法正确,不符合题意。
故选A。
(2024·山东枣庄·中考真题)阅读下列材料,完成下面小题。
青铜是人类最早使用的合金,主要成分是铜(Cu)和锡(Sn),因其铜锈[主要成分为]呈青绿色,故名青铜。现在青铜依然广泛使用,某机械加工厂青铜废料经处理后得到CuCl2和SnCl2的混合液,向混合液中加入过量的锌粉,充分反应后过滤,得滤液和滤渣,对其进行分析,用以评估回收利用价值。
青铜纵目面具
附:青铜及其组分金属性质一览表
性质
金属
颜色
熔点/℃
莫氏硬度(最大为10)
青铜
金黄色
800
5~6.6
铜
紫红色
1084
3.0
锡
银白色
232
3.75
4.根据上述材料信息,下列说法错误的是( )
A.青铜的硬度比铜和锡都大 B.青铜熔点低于铜是因为铜中熔入锡
C.青铜的颜色呈金黄色 D.铜锈是由铜与O2、H2O反应生成
5.对于上述材料中的滤渣和滤液,下列分析正确的是( )
A.滤渣中只有Cu、Zn B.滤渣中一定有Cu、Zn,可能有Sn
C.滤液中溶质只有ZnCl2 D.滤液中溶质一定有ZnCl2,可能有CuCl2
【答案】4.D 5.C
【解析】4.A、青铜为铜、锡合金,合金的硬度比组成的纯金属的大,该选项说法正确;
B、合金的熔点比组成的纯金属的低,则青铜熔点比铜低,该选项说法正确;
C、由表中内容可知,青铜的颜色为金黄色,该选项说法正确;
D、铜锈的主要成分为Cu2(OH)2CO3,根据反应前后元素种类不变,说明铜生锈不仅与氧气和水有关,还和二氧化碳有关,该选项说法不正确。
故选D。
5.由于金属活动性顺序:Zn>Sn>Cu,则加入的锌先和氯化铜反应生成氯化锌和铜,然后与SnCl2反应生成锡和氯化锌,由于加入的锌过量,则充分反应后,滤渣中含有铜、锡、锌,滤液中只有氯化锌,故选C。
6.(2023·山东临沂·中考真题)下列关于金属和金属材料的说法中错误的是( )
A.常温下金属都是固体,有金属光泽呈银白色
B.在铁制品表面采取涂油、刷漆等措施,防止生锈
C.铝制品应用广泛,铝是地壳中含量最多的金属元素
D.有计划、合理地开采矿物是保护金属资源的有效途径
【答案】A
【解析】A、常温下大部分金属为固体,但汞为液体,且大部分金属都是银白色,但铜为紫红色,金为黄色,该选项说法错误;
B、在铁制品表面采取涂油、刷漆等措施,能隔绝氧气和水蒸气,则可防止生锈,该选项说法正确;
C、地壳中含有最多的金属元素为铝元素,该选项说法正确;
D、有计划、合理地开采矿物,能保护金属资源,该选项说法正确。
故选A。
考点02 金属与盐溶液的反应
7.(2025·山东潍坊·中考真题)向一定质量的MgCl2、FeCl2和CuCl2混合溶液中加入Zn粉,过滤后,再向滤渣中加入稀硫酸,反应过程中部分生成物的质量与加入锌粉或稀硫酸的质量的关系如图所示。下列说法正确的是
A.从0点到a点,溶液的质量不断增大
B.c点对应的溶液中只含一种溶质
C.与稀硫酸反应的锌粉的质量是5.6g
D.b点固体与d点对应溶液中的固体组成相同
【答案】A
【解析】A、向一定质量的、和混合溶液中加入粉,锌先与氯化铜反应,由图像可知生成铜的质量6.4g,设消耗锌的质量为x。
x=6.5g
所以向溶液中加入6.5g锌,从溶液中置换出6.4g铜,溶液的质量不断增大,选项说法正确,符合题意;
B、镁的活动性比锌强,所以氯化镁不与锌反应。铜最不活泼,氯化铜先与锌反应生成了铜和氯化锌,氯化亚铁后与锌反应生成了铁和氯化锌。铜和铁都不可溶,因此c点溶液中溶质为生成的氯化锌和没有参加反应的氯化镁,选项说法错误,不符合题意;
C、由A可知与氯化铜反应的锌的质量为6.5克,所以与氯化亚铁反应的锌的质量为 13g-6.5g=6.5g,设生成铁的质量为x。
设铁与稀硫酸反应生成氢气的质量为y。
y=0.2g
由图像可知,锌与铁与稀硫酸反应一共生成氢气0.4g(铜不与稀硫酸反应),所以锌与稀硫酸反应生成氢气的质量为0.4g-0.2g=0.2g,设与稀硫酸反应的锌的质量为z。
所以选项说法错误,不符合题意;
D、b点氯化铜、氯化亚铁与锌粉恰好反应,,固体为生成的铜和铁,d点固体中的铁与锌都与稀硫酸完全反应,固体中只有没有反应的铜,所以选项说法错误,不符合题意。
故选:A
8.(2025·山东济宁·中考真题)将一定质量Zn(NO3)2和AgNO3的混合溶液,按如图所示进行实验,现象如图中所述:
分析图中信息进行判断,下列说法合理的是
A.滤渣中可能含有单质Zn
B.滤渣中一定含有单质Ag、Fe
C.滤渣的质量一定小于ag
D.滤液中一定含有Mg2+,Fe2+,可能含有Zn2+
【答案】B
【解析】金属活动性:Mg>Zn>Fe>Ag,向混合溶液中加入ag镁粉和铁粉的混合物,镁先与硝酸银反应生成硝酸镁和银,如果硝酸银完全反应后镁过量,镁再与硝酸锌反应生成硝酸镁和锌,如果镁与硝酸银反应后,硝酸银过量,铁再与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,铁与硝酸锌不反应。充分反应后,过滤,得到滤渣和浅绿色滤液,说明铁与硝酸银发生了反应,则镁已经完全反应,则硝酸锌没有参与反应,向滤渣中滴加稀硫酸,得到无色气体,说明滤渣中一定含铁,铁能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,镁、铁一定与硝酸银反应生成了银,故滤渣中一定含银。
A、由分析可知,滤渣中一定含铁和银,硝酸锌没有参与反应,则滤渣中一定不含锌,不符合题意;
B、由分析可知,滤渣中一定含有单质银、铁,符合题意;
C、由分析可知,向混合溶液中加入ag镁粉与铁粉的混合物后,发生反应为镁与硝酸银反应生成硝酸镁和银,即,24份质量的镁置换出216份质量的银,固体质量增加,铁与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,即,56份质量的铁置换出216份质量的银,固体质量增加,故滤渣的质量大于ag,不符合题意;
D、由分析可知,镁与硝酸银反应生成了硝酸镁和银,铁与硝酸银反应生成了硝酸亚铁和银,铁过量,则硝酸银已经完全反应,硝酸锌没有参与反应,故滤液中一定含有硝酸镁、硝酸亚铁、硝酸锌,一定不含硝酸银,即滤液中一定含有镁离子、亚铁离子、锌离子,一定不含银离子,不符合题意。
故选B。
9.(2025·山东济南·中考真题)化学小组的同学在探究某“暖宝宝”的成分时,得到了一份溶质为、、的溶液。常温下,取g该溶液,向其中加入一定质量的锌粉,充分反应后过滤,得到无色滤液(不饱和)和滤渣。下列判断正确的是
A.滤液的溶质为、
B.滤液的质量一定小于g
C.滤渣中含有钠、铜、铁三种单质
D.向滤渣中滴加稀盐酸会有气泡冒出
【答案】AD
【解析】化学小组的同学在探究某“暖宝宝”的成分时,得到了一份溶质为、、的溶液,常温下,取g该溶液,向其中加入一定质量的锌粉,根据金属活动性,锌与氯化钠不反应,锌先与氯化铜反应生成铜和氯化锌,氯化铜完全反应后,锌再与氯化亚铁反应生成铁和氯化锌,充分反应后过滤,得到无色滤液和滤渣,说明滤液中不含有,则、完全反应,故滤液M中含有、,滤渣N中含有铜、铁,可能含有锌。
A、由分析可知,滤液的溶质为、,说法正确,符合题意;
B、由分析可知,、完全反应,根据化学方程式,每65份质量的锌置换出64份质量的铜,则反应后溶液质量增加;根据化学方程式,每65份质量的锌置换出56份质量的铁,则反应后溶液质量增加,故滤液的质量一定大于g,说法错误,不符合题意;
C、由分析可知,滤渣N中含有铜、铁两种单质,可能含有锌,说法错误,不符合题意;
D、由分析可知,滤渣N中含有铜、铁,向滤渣中滴加稀盐酸,铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,有气泡冒出,说法正确,符合题意。
故选:AD。
10.(2024·山东潍坊·中考真题)从含有浓度相近的、和的废水中回收和有关金属。取样后,向其中加入一定量的锌粉,充分反应后过滤,得到滤液和滤渣。下列说法错误的是( )
A.若所得滤液为无色,则滤液中溶质只有
B.若所得滤液为浅绿色,则滤渣只有铜
C.若向滤渣中加入稀硫酸,有气泡产生,则滤渣中至少含有两种金属
D.若向滤渣中加入稀硫酸,无气泡产生,则滤液中只有两种溶质
【答案】BD
【解析】A、若所得滤液为无色,说明硫酸铜、硫酸亚铁已经完全反应,锌与硫酸铜、硫酸亚铁反应生成了硫酸锌,则滤液中溶质只含硫酸锌,不符合题意;
B、若所得滤液为浅绿色,说明滤液中一定含硫酸亚铁,则锌已经完全反应,锌一定与硫酸铜反应生成了硫酸锌和铜,硫酸亚铁可能部分参与反应,则滤渣中一定含铜,可能含铁,符合题意;
C、若向滤渣中加入稀硫酸,有气泡产生,说明滤渣中一定含铁,锌一定与硫酸铜反应生成了硫酸锌和铜,滤渣中也一定含铜,故滤渣中一定含铁、铜,可能含锌,不符合题意;
D、若向滤渣中加入稀硫酸,无气泡产生,则滤渣中不含锌、铁,则硫酸亚铁没有参与反应,滤液中一定含硫酸锌、硫酸亚铁,硫酸铜可能部分参与反应,故滤液中可能含硫酸铜,故滤液中至少含有两种溶质,符合题意。
故选BD。
11.(2023·山东青岛·中考真题)向含有硝酸银和硝酸铜的废液中加入—定质量的锌粉,充分反应后过滤,将滤渣洗涤、干燥、称量,所得滤渣的质量与加入锌粉的质量相等。下列说法不正确的是( )
A.滤液可能呈蓝色 B.滤渣中至少含有两种物质
C.向滤渣中滴加稀盐酸,一定没有气泡产生 D.向滤液中滴加稀盐酸,一定没有白色沉淀生成
【答案】C
【解析】由于金属活动性Zn>Cu>Ag,向含有硝酸银和硝酸铜的废液中加入—定质量的锌粉,锌先与AgNO3反应生成硝酸锌和银,AgNO3反应完,若还有锌粉,锌才能与Cu(NO3)2反应生成硝酸锌和铜。根据Zn+2AgNO3═Zn(NO3)2+2Ag可知,每65份质量的锌可置换出216份质量的银;根据Zn+Cu(NO3)2═Zn(NO3)2+Cu,每65份质量的锌可置换出64份质量的铜,充分反应后过滤,将滤渣洗涤、干燥、称量,所得滤渣的质量与加入锌粉的质量相等,说明同时发生了上述两个反应。
A、根据分析可知,硝酸铜溶液可能有剩余,滤液可能呈蓝色,说法正确;
B、根据分析可知,同时发生了锌与AgNO3反应生成硝酸锌和银,锌与Cu(NO3)2反应生成硝酸锌和铜,滤渣中至少银、铜含有两种物质,说法正确;
C、根据分析可知,锌可能有剩余,向滤渣中滴加稀盐酸,可能会有气泡产生,说法错误;
D、根据分析可知,同时发生了锌与AgNO3反应生成硝酸锌和银,锌与Cu(NO3)2反应生成硝酸锌和铜,滤液中一定不含硝酸银,则向滤液中滴加稀盐酸,一定没有白色沉淀生成,说法正确。
故选C。
12.(2023·山东滨州·中考真题)向盛有和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。下列说法正确的是( )
A.滤渣中一定有铁、铜、银 B.滤液中一定含有,可能含有
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
【答案】A
【解析】铁粉加入以后会先与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,接着才会与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜,铁活性弱于铝,所以不会与硝酸铝反应,向滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生,说明有氢前金属,所以铁一定过量。
A.滤渣中一定有铁(过量的)、铜和银(都是反应生成的),正确;
B.滤液中一定含有反应生成的和未反应的,错误;
C.由方程式分析可知,,铁与硝酸银和硝酸铜反应都会使溶液质量减小,错误;
D.滤液不可能呈蓝色,因为硝酸铜已经被完全反应,错误。
故选:A。
13.(2023·山东泰安·中考真题)在溶质为Cu(NO3)2、AgNO3和Al(NO3)3的混合溶液中加入一定量的锌粉,充分反应后过滤,得到滤渣和蓝色滤液。下列判断正确的是( )
A.滤液中一定没有AgNO3 B.滤液中可能有四种金属离子
C.滤渣中一定有Ag,可能有Cu和Zn D.向滤渣中加入稀盐酸可能有气泡产生
【答案】B
【解析】铝、锌、铜、银的活动性强弱顺序为铝>锌>铜>银,在溶质为Cu(NO3)2、AgNO3和Al(NO3)3的混合溶液中加入一定量的锌粉,锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银,若锌有剩余,再与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜,锌不与硝酸铝反应;充分反应后过滤,得到滤渣和蓝色滤液,说明滤液中含有硝酸铜。
A、滤液中含有硝酸铜,无法确定硝酸银是否完全参加了反应,滤液中可能含有AgNO3,错误;
B、滤液中含有硝酸铜,无法确定硝酸银是否完全参加了反应,滤液中可能还含有AgNO3,则滤液中可能含有的金属离子有铜离子、锌离子、铝离子,可能含有银离子,正确;
C、滤渣中一定有Ag,无法确定硝酸铜是否参加了反应,可能是部分参加了反应,可能有Cu,但一定没有锌,错误;
D、滤液中含有硝酸铜,则锌不可能有剩余,则向滤渣中加入稀盐酸,不可能有气泡产生,错误。
故选B。
14.(2023·山东济南·中考真题)向一定质量的和的混合溶液中加入Zn粉,充分反应后过滤,得到一定温度下的滤液(不饱和)和滤渣,分别向滤液和滤渣中加入适量稀盐酸,均无明显现象。下列有关说法中,正确的是( )
A.滤液的颜色为浅绿色 B.滤液中的溶质只有
C.滤渣质量一定大于 D.滤渣中一定有单质Ag和单质Fe
【答案】AC
【解析】根据金属活动性顺序:Zn>Fe>H>Ag,因此向一定质量的AgNO3和Fe(NO3)2的混合溶液中加入Zn粉 ag ,锌先与AgNO3反应生成硝酸锌和银,AgNO3反应完全,若还有锌粉,锌才能与Fe(NO3)2的反应生成硝酸锌和铁。充分反应后过滤,得到一定温度下的滤液(不饱和)和滤渣,向滤液中加入适量稀盐酸,无明显现象,说明滤液中不含有硝酸银(因为银离子会与氯离子结合生成氯化银白色沉淀),即硝酸银反应完全;向滤渣中加入适量稀盐酸,无明显现象,说明滤渣中不含有氢前面的金属,即滤渣中不含有锌和铁,综上可知,只发生了锌和硝酸银反应生成银和硝酸锌的反应,且锌和硝酸银恰好反应完全,故滤渣中只含有银,滤液中含有硝酸亚铁和硝酸锌。
A、由分析可知,滤液中含有硝酸亚铁和硝酸锌,故滤液的颜色为浅绿色,故A说法正确;
B、由分析可知,滤液中含有硝酸亚铁和硝酸锌,故B说法不正确;
C、由分析可知,只发生了锌和硝酸银反应生成银和硝酸锌的反应,方程式为:Zn+2AgNO3═Zn(NO3)2+2Ag,由方程式可知,每65份质量的锌可置换出216份质量的银,所以滤渣质量一定大于 ag,故C说法正确;
D、由分析可知,向滤渣中加入适量稀盐酸,无明显现象,说明滤渣中不含有氢前面的金属,即滤渣中不含有锌和铁,故可知,滤渣中只含有银,故D说法不正确;
故选AC。
考点3 探究金属活动性的强弱
15.(2025·山东威海·中考真题)欲探究Mg、Cu、Ag的金属活动性顺序,仅用组内试剂无法实现的是
A.Mg、Cu、稀硫酸、AgNO3溶液 B.Mg、Cu、Ag、稀硫酸
C.溶液 D.溶液、溶液
【答案】B
【解析】A、分别将镁、铜放入稀硫酸中,镁能和硫酸反应,但铜不能,则说明镁比铜活泼,再将铜放入硝酸银溶液中,铜能将银从硝酸银溶液中置换出来,则说明铜比银活泼,则可得到金属活动性顺序:锌>铜>银,该选项不符合题意;
B、镁能和硫酸反应,铜、银不能和硫酸反应,只能说明镁最活泼,但不能比较铜、银的金属活动性顺序,该选项符合题意;
C、镁能将铜从硫酸铜溶液中置换出来,但银不能,说明金属活动性顺序:镁>铜>银,该选项不符合题意;
D、铜不能和硫酸镁反应,但能和硝酸银反应,说明金属活动性顺序:镁>铜>银,该选项不符合题意。
故选B。
16.(2024·山东滨州·中考真题)下列各组药品不能验证铁、铜、银三种金属活动性强弱的是( )
A.溶液 B.溶液 稀
C.溶液 稀 D.溶液 溶液
【答案】B
【解析】A、Fe能与CuSO4溶液反应置换出Cu,说明Fe比Cu活泼,Ag不能与CuSO4溶液反应,说明Ag不如Cu活泼,可以验证三种金属活动性强弱,不符合题意;
B、Cu、Ag都不能与FeSO4溶液和稀H2SO4反应,只能说明Cu、Ag的活动性都比Fe弱,但无法比较Cu和Ag的活动性强弱,不能验证三种金属活动性强弱,符合题意;
C、Fe能与AgNO3溶液反应置换出Ag,说明Fe比Ag活泼,Cu能与AgNO3溶液反应置换出Ag,说明Cu比Ag活泼,Fe能与稀H2SO4反应,Cu不能与稀H2SO4反应,说明Fe比Cu活泼,可以验证三种金属活动性强弱,不符合题意;
D、Cu不能与FeSO4溶液反应,说明Cu不如Fe活泼,Cu能与AgNO3溶液反应置换出Ag,说明Cu比Ag活泼,可以验证三种金属活动性强弱,不符合题意。
故选B。
17.(2023·山东聊城·中考真题)为证明Fe、Cu、Ag三种金属的活动性强弱,下列实验方案能达到目的的是( )
A.将Fe、Cu、Ag分别放入稀盐酸中
B.将Cu分别放入FeCl2、AgNO3溶液中
C.将Cu、Ag分别放入FeSO4溶液中
D.将Fe放入稀盐酸、Cu放入AgNO3溶液中
【答案】B
【解析】A、将Fe、Cu、Ag分别放入稀盐酸中,只有铁与稀盐酸反应生成气体产生气泡,而铜、银都不与稀盐酸反应,只能够证明铁的金属活动性比铜、银强,但不能验证铜、银活动性的关系,选项错误;
B、将Cu分别放入FeCl2、AgNO3溶液中,铜不与氯化亚铁反应,证明铜的活动性比铁弱,铜能够与硝酸银反应生成银和硝酸铜,证明铜的活动性比银强,选项正确;
C、将Cu、Ag分别放入FeSO4溶液中,铜、银都不与硫酸亚铁反应,证明铜、银的活动性都比铁弱,但不能验证铜、银活动性的关系,选项错误;
D、将Fe放入稀盐酸,铁与稀盐酸反应生成氢气产生气泡,证明铁位于金属活动性顺序表中氢的前面,Cu放入AgNO3溶液中反应生成硝酸铜和银,证明铜的活动性比银强,但不能验证铁与铜的活动性的关系,选项错误,故选B。
18.(2023·山东临沂·中考真题)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 。
(3)如图是探究铜、铝、银三种金属活动性顺序的实验。
①实验b中发生反应的化学方程式是 。
②通过实验a、b得出三种金属活动性由强到弱的顺序是 。
【答案】(1)导电
(2)在常温下铝与氧气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
(3) 铝>铜>银
【解析】(1)铜具有导电性,经常用作导线;
(2)铝的化学性质很活泼,通常铝制品却很耐腐蚀,是因为在常温下铝与氧气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;
(3)①试管b中铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银,该反应的化学方程式为:;
②试管a中铜不能与硝酸铝溶液反应,说明铝比铜活泼,试管b中铜与硝酸银溶液反应,说明铜比银活泼,故通过实验a、b得出三种金属活动性由强到弱的顺序是铝>铜>银。
19.(2023·山东淄博·中考真题)金属与金属材料在人类文明进步和社会发展中起着至关重要的作用。回答下列问题:
(1)利用物理方法可以把黄金压成厚度只有1/10000mm的薄片,说明金具有良好的______(填字母)。
A.金属光泽 B.导电性 C.延展性 D.导热性
(2)在钢铁制品表面刷油漆可防止锈蚀,其原因是 。
(3)某同学设计下图所示实验方案,验证铁、铜、银三种金属的活动性强弱。
能证明铁的金属活动性比铜强的实验现象是 ;要验证铜的金属活动性比银强,试管C中应加入 (填化学式)溶液。
【答案】(1)C
(2)隔绝空气和水
(3) A 中有气泡产生,B 中没有气泡产生 AgNO3
【解析】(1)黄金可以压成厚度只有1/10000mm的薄片,说明其具有良好的延展性,故选C。
(2)铁与氧气和水共同接触时会生锈,在钢铁制品表面刷油漆,能隔绝氧气和水,从而防止锈蚀。
(3)铁能与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,铜不能与硫酸反应,则可说明铁比铜活泼,则现象为A 中有气泡产生,B 中没有气泡产生;
若想验证铜的金属活动性比银强,可通过证明铜能将银从其化合物溶液中置换出来,则试管C中可加入硝酸银溶液。
20.(2023·山东烟台·中考真题)垃圾是放错地方的资源,城市的废旧电器是一座“金属矿山”,某废旧电器中含有锌、铜、镍三种金属,兴趣小组的同学为了从中回收金属铜和镍,做了如下的探究。
已知:硫酸镍(化学式)能溶于水。
实验一:探究锌、铜、镍三种金属在溶液中的活动性强弱
【提出猜想】兴趣小组结合常见金属活动性顺序,提出了以下猜想。
猜想一:;猜想二:;猜想三: 。
【进行实验】兴趣小组进行了如下的实验,请完成实验报告。
实验步骤
实验现象
解释与结论
取三支试管,分别向其中加入等质量、等浓度的稀硫酸,然后将大小、形状相同的锌、铜、镍三种金属片分别插入三支试管中。
锌片表面产生的气泡较快;镍片表面产生的气泡较慢;铜片无明显现象。
猜想 正确。镍与稀硫酸反应的化学方程式是 。
实验二:从含有锌、铜、镍三种金属的废旧电器中回收铜和镍
【设计方案】兴趣小组设计了如图所示的物质转化流程。
步骤①中得到的A是 。步骤②中生成C的化学方程式是 。
【反思评价】合理开发城市“金属矿山”的意义是 (答1条)。
【答案】 一 铜/ 节约金属资源,减少对环境的污染(合理即可)
【解析】实验一:[提出猜想]由于锌的活动性比铜强,再结合其它猜想,则猜想三为Ni>Zn>Cu。
[进行实验]根据现象可知,锌、镍均能与硫酸反应,铜不能与硫酸反应,且锌反应比镍快,则说明金属活动性顺序Zn>Ni>Cu,即猜想一成立;
镍与稀硫酸反应生成硫酸镍和氢气反应的化学方程式为。
实验二:[设计方案]锌、镍的活动性比氢强,铜的活动性比氢弱,加入过量的稀硫酸,锌、镍分别与硫酸反应生成硫酸锌、硫酸镍和氢气,铜不与硫酸反应,则金属A为铜,溶液B为硫酸锌、硫酸镍、硫酸;
由于锌的活动性比镍的活动性强,锌与硫酸镍反应硫酸锌和镍,反应的化学方程式为。
[反思评价]合理开发城市“金属矿山”可以节约金属资源,减少对环境的污染,故答案为:节约金属资源,减少对环境的污染(合理即可)。
考点04 金属的化学性质
21.(2023·山东菏泽·中考真题)碲化镉薄膜电池是一种重要的太阳能电池,其材料之一镉(Cd)的制备是在铜镉渣(主要含有Cd、Zn、Cu、Fe单质)中加入足量的稀硫酸充分反应,过滤出铜渣,然后对滤液进行除铁净化,再加入锌粉置换出镉,下列金属的活动性顺序正确的是( )
A.Zn>Cu>Cd B.Zn>Cd>Cu C.Cu>Zn>Cd D.Cd>Zn>Cu
【答案】B
【解析】在铜镉渣(主要含有Cd、Zn、Cu、Fe单质)中加入足量的稀硫酸充分反应,过滤出铜渣,说明Cd、Zn、Fe均能与稀硫酸反应,Cu不与稀硫酸反应,说明Cd、Zn、Fe的位置排在氢的前面,Cu的位置排在氢的后面。
再加入锌粉能置换出镉,说明锌的金属活动性比镉强,即Zn>Cd,则三种金属的金属活动性顺序为:Zn>Cd>Cu。
故选B。
22.(2023·山东青岛·中考真题)锰()在钢铁、电池等领域有广泛应用,其金属活动性介于锌和铁之间。以下对金属锰化学性质的预测,不合理的是( )
A.能在氧气中燃烧 B.能与氢氧化钠溶液反应
C.能与稀盐酸反应 D.能与硫酸铜溶液反应
【答案】B
【解析】A、锰( Mn )的金属活动性介于锌和铁之间,铁能在氧气中燃烧,所以推测锰能在氧气中燃烧,故A合理;
B、锰( Mn )的金属活动性介于锌和铁之间,铁和锌都不能与氢氧化钠溶液反应,所以锰不能与氢氧化钠溶液反应,故B不合理;
C、在金属活动性顺序中,排在氢前面的金属能与稀盐酸反应,锰( Mn )的金属活动性介于锌和铁之间,锰也能与稀盐酸反应,故C合理;
D、在金属活动性顺序中,位置排在铜前面的金属,能与硫酸铜溶液反应,锰( Mn )的金属活动性介于锌和铁之间,锰能与硫酸铜溶液反应,故D合理;
故选B。
23.(2023·山东潍坊·中考真题)向两个盛有相同质量铝粉和铁粉的烧杯中,分别滴加相同浓度的稀硫酸,产生氢气的质量与加入稀硫酸的质量关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.a点时,两个烧杯中的酸都恰好完全反应
B.b点时,两个烧杯中产生氢气的质量相同
C.c点时,两个烧杯中都有金属剩余
D.右侧曲线不能反映铁和铝的金属活动性强弱
【答案】CD
【解析】A、由图可知,a点时,Al与稀硫酸恰好完全反应,盛铁的烧杯中的酸有剩余,故选项说法错误;
B、由图可知,b点时,两个烧杯中消耗硫酸不相等,产生氢气的质量不相同,故选项说法错误;
C、由图可知,c点之后,两个烧杯都能继续产生氢气,则c点时,两个烧杯中都有金属剩余,故选项说法正确;
D、由图可知,该曲线是氢气与酸的曲线,不是氢气与时间的曲线,故右侧曲线不能反映反应的速率,不能反映铁和铝的金属活动性强弱,故选项说法正确。
故选CD。
考点05 金属资源的保护和利用
24.(2025·山东青岛·中考真题)下列做法有利于防止金属生锈的是
A.自行车淋雨后未及时擦干 B.给室外铁制篮球架刷油漆
C.将钢铁制品存放在潮湿的环境中 D.经常用食盐水清洗铁制品
【答案】B
【解析】A. 自行车淋雨后表面残留水分,提供生锈所需的水分条件,会加速生锈。因此,这种做法不利于防止金属生锈。故A错误。
B. 油漆能形成一层致密的保护层,隔绝铁与氧气和水分的接触,从而有效防止生锈。因此,这种做法有利于防止金属生锈。故B正确。
C. 潮湿环境含有大量水分,会促进铁与氧气、水的反应,加速生锈。因此,这种做法不利于防止金属生锈。故C错误。
D.食盐水中的盐分会加速铁的腐蚀,使生锈更快。因此,这种做法不利于防止金属生锈。故D错误。
故选B。
25.(2025·山东烟台·中考真题)国家非物质文化遗产“章丘铁锅”表面光滑如镜,炒菜不粘锅。制作时经过了冷锻、热锻等十二道工序,上万次捶打。兴趣小组以“章丘铁锅”为主题进行项目式学习。
任务一:认识铁料的来源
(1)自然界中的铁。因为铁的化学性质 ,所以自然界中的铁元素大多以 形式存在。
(2)炼铁。工业炼铁常用热还原法。一氧化碳在高温条件下还原氧化铁的化学方程式是 。
任务二:认识铁锅的制作
(3)裁料。在钢板上划线,沿线切出锅胚。传统工艺常用一种蓝色溶液划线,划线处会出现红色物质,该蓝色溶液可能是 (写一种物质)溶液。
(4)锻打。铁锅胚锻打成型,是利用铁具有 (性质)。
(5)淬火。将锻打好的铁锅加热,然后伸入到冷水中,铁在高温下与水蒸气反应生成一层致密的四氧化三铁,铁锅的硬度和耐磨性会显著增强,另外还生成一种气体单质。该反应的化学方程式是 。
(6)防锈。在制好的铁锅表面涂一层油防止锈蚀,其原理是 。
【答案】(1) 比较活泼 化合物
(2)
(3)硫酸铜
(4)延展性
(5)
(6)隔绝氧气和水
【解析】(1)铁的化学性质比较活泼,容易与水、氧气等反应;所以自然界中的铁元素大多以化合物形式存在。
(2)一氧化碳在高温条件下还原氧化铁生成铁和二氧化碳,化学方程式是;
(3)蓝色溶液可能是硫酸铜 溶液,因为铁能与硫酸铜发生置换反应,生成红色的铜和硫酸亚铁。
(4)铁锅胚锻打成型,是利用铁具有延展性 。
(5)依据质量守恒定律,反应前有铁(Fe)、氢(H )、氧(O)元素,反应后已知生成Fe3O4(含Fe、O元素 ),所以缺失的气体单质必含氢元素,即为氢气;铁在高温下与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,化学方程式是;
(6)在制好的铁锅表面涂一层油防止锈蚀,原理是隔绝氧气和水。
26.(2025·山东·中考真题)我国的铜矿产资源比较丰富,需要根据矿石种类的不同选用适当的方法冶炼。
(1)我国古代即有湿法炼铜的技术,南北朝时期又将湿法炼铜中铜盐的范围扩大到所有的可溶性铜盐(如)。铁与氯化铜溶液反应的化学方程式为 。
(2)蓝铜矿的主要成分可溶于稀硫酸。先用稀硫酸浸取矿石,再电解浸取液使铜沉积。电解时能量的主要转化形式为 。
(3)黄铜矿的主要成分为,其冶炼过程大致如下:
①为了增强浮选剂对矿石的富集效果,提高沸腾炉中化学反应的反应速率和原料利用率,需预先对矿石进行的操作为 。
②沸腾炉中,发生反应,X的化学式为 。
③反射炉中,沙子与杂质形成熔渣浮于上层,和FeS熔融生成的“冰铜”沉于下层。中硫元素的化合价为-2,则铜元素的化合价为 。
④转炉中,沙子与杂质形成炉渣,在高温条件下发生的反应过程如下:
判断生成的气体能否直接排放并说明原因 ;的化学方程式为 。
(4)兴趣小组利用如图装置(夹持装置已略去)对我国古代“竖炉炼铜”进行模拟实验,实验原理为。
①依据上述化学方程式计算C与CuO的质量比为 (填最简整数比),烘干CuO粉末和木炭后,将木炭在研钵中研磨,按此质量比进行实验。效果不佳。
②为获得最佳实验效果,控制C与CuO的总质量一定,按不同质量比进行实验所得反应后物质状态如表,由实验知C和CuO质量比为1:10时实验效果最佳,判断依据是 ,利用数据分析其原因可能是 。
C与CuO的质量比
反应后物质状态(“√”代表有,“”代表无)
红色块状金属
金属光泽
黑色物质
1:9
√
√
少量
1:10
√
√
几乎无
1:11
√
×
很少
1:12
√
×
少量
1:13
√
×
较多
【答案】(1)
(2)电能转化为化学能
(3) 将矿石粉碎为碎石块以增大接触面积 +1 不能,二氧化硫为污染物并会对人体造成伤害
(4) 3:40 反应后得到的红色块状金属有金属光泽且黑色物质几乎无 质量比不合适时会有未反应完的氧化铜或碳残留,影响实验效果,1:10 时反应能充分进行
【解析】(1)铁与氯化铜溶液反应生成铜和氯化亚铁,反应的化学方程式为Fe+CuCl2=Cu+FeCl2;
(2)电解过程中,电能促使浸取液中的铜离子发生还原反应沉积出来,能量的主要转化形式就是电能转化为化学能;
(3)①为了增强浮选剂对矿石的富集效果,提高沸腾炉中化学反应的反应速率和原料利用率,需预先对矿石进行粉碎操作,因为将矿石粉碎可以增大反应物的接触面积,使反应更加充分,提高原料利用率;
②在反应中,根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变,反应前有2个Cu原子、2个Fe原子、4个S原子、2个O原子,反应后有2个Fe原子、3个S原子、2个Cu原子,所以X中含有1个S原子和2个O原子,则X的化学式为SO2;
③在Cu2S中,硫元素的化合价为-2价,设铜元素的化合价为x,根据化合物中各元素正负化合价代数和为零,可得2x+(-2)=0,x=+1,所以铜元素的化合价为+1价;
④Cu2S在高温条件下与氧气反应生成SO2,SO2是一种有毒气体,会污染空气,所以不能直接排放,Cu2S和Cu2O在高温条件下反应生成铜和二氧化硫,反应的化学方程式为;
(4)①依据化学方程式可知,C与CuO的质量比为12:[2×(64+16)]=3:40;
②当C和CuO质量比为 1:10 时,反应后得到的红色块状金属(铜)有金属光泽,且黑色物质几乎无。表明在该质量比下,反应进行得比较完全,生成的铜的质量较多且杂质较少,所以实验效果最佳,原因可能是质量比不合适时会有未反应完的氧化铜或碳残留,影响实验效果,1:10 时反应能充分进行。
27.(2025·山东·中考真题)暖身贴可持续发热,能用于身体局部热敷。某品牌暖身贴的发热包内含有铁粉、活性炭、吸水树脂(具有吸水、保水功能)、盐。兴趣小组对发热包的发热原理开展探究活动。
(1)验证发热包中含有铁粉
将未使用的发热包中原料取出,进行实验。
步骤
操作
现象
结论
I
将磁铁靠近原料
部分黑色粉末被磁铁吸引
原料中含有铁粉
II
将磁铁吸引的黑色粉末加入试管内,加入适量 振荡
黑色粉末溶解,产生气泡,溶液变成浅绿色
(2)探究发热包的发热原理
打开使用后的发热包,发现其中有红棕色物质,同学们猜想发热包的发热原理可能与铁钉(含等)生锈的原理相同。利用图1装置(夹持装置已略去)进行实验。
步骤I:组装好仪器后,需进行的操作为 。
步骤II:向三颈烧瓶内加入一定量铁粉、活性炭和氯化钠,向注射器内加入少量蒸馏水。
步骤III:进行以下操作,测得装置内的体积分数和温度变化如图2,正确的操作顺序为 (用①②③④表示)
①推动注射器,向装置内注入蒸馏水,静置1000s。
②打开止水夹a、b,向装置内迅速充满干燥的空气,关闭止水夹a、b,静置1000s。
③打开止水夹a、b,向装置内迅速充满干燥的,关闭止水夹a、b,静置1000s。
④打开止水夹a、b,向装置内迅速充满干燥的,关闭止水夹a、b,静置1000s。
由实验可知,发热包的发热原理与铁钉生锈的原理 (选填“相同”或“不同”)。
(3)拓展应用
另取图1装置,加入未使用的发热包中原料,并注入少量蒸馏水。一段时间后,装置内的体积分数降至,由此预测该原料还可用作___________(填标号)。
A.除味剂 B.脱氧剂 C.补铁剂
(4)反思交流
经过本次探究,结合已有知识可知“铁生锈”有利有弊,我们要辩证地看待问题,让科学更好地服务于生活。结合实例谈一谈对“铁生锈”利弊的理解。 。
【答案】(1)稀硫酸或稀盐酸
(2) 检验装置气密性 ②③④① 相同
(3)B
(4)
铁生锈有利有弊。例如,利:利用铁生锈放热可制作暖宝宝,为人们在寒冷时提供热量;弊:铁制品生锈会导致其损坏,如铁锅生锈会缩短使用寿命,造成资源浪费。
【解析】(1)铁能被磁铁吸引,实验步骤I中部分黑色粉末被磁铁吸引,说明原料中可能含有铁粉。 步骤Ⅱ 铁能与稀盐酸或稀硫酸反应生成氯化亚铁和氢气,会观察到黑色粉末溶解,产生气泡,溶液变成浅绿色。所以应向被磁铁吸引的黑色粉末中加入适量稀盐酸或稀硫酸振荡。
(2)步骤I:有气体参与的反应,在实验开始前需要检查装置的气密性,防止装置漏气影响实验结果。所以组装好仪器后,需进行的操作为检查装置的气密性。
步骤III:要探究发热包的发热原理与铁钉生锈原理是否相同,需要先排除其他气体的干扰,所以充满干燥的空气,空气包含多种成分,观察整体情况,即操作②;然后充满干燥的二氧化碳,观察在没有氧气和水时装置内的情况,即操作③;单独探究氧气的影响,即操作④;最后注入蒸馏水,探究水和氧气共同作用的情况,即操作①。所以正确的操作顺序为②③④①;由实验中装置内氧气的体积分数下降且温度升高,这与铁钉生锈时消耗氧气并放热的现象一致,所以发热包的发热原理与铁钉生锈的原理相同。
(3)加入未使用的发热包中原料并注入少量蒸馏水后,装置内O2的体积分数降至2.8%,说明该原料能消耗氧气,因此可作脱氧剂(B)。除味剂一般利用吸附性,该原料不具备此性质;补铁剂需要含有能被人体吸收的铁元素,此处原料并非用于补铁,所以A、C不符合。故选B。
(4)铁生锈有利有弊。例如,利:利用铁生锈放热可制作暖宝宝,为人们在寒冷时提供热量;弊:铁制品生锈会导致其损坏,如铁锅生锈会缩短使用寿命,造成资源浪费。
28.(2024·山东滨州·中考真题)下列做法不能减缓或防止钢铁锈蚀的是( )
A.经常用食盐水清洗铁制品 B.保持铁制品表面清洁干燥
C.在铁制品表面涂油漆 D.在钢铁的表面镀一层不易锈蚀的金属
【答案】A
【解析】铁生锈实际上是铁与空气中的氧气和水共同作用的结果,因此减缓或防止钢铁锈蚀的原理是避免铁制品同时与水和空气接触;
A、经常用食盐水清洗铁制品,盐水会加快铁锈蚀的速率,不能减缓或防止钢铁锈蚀,符合题意;
B、保持铁制品表面清洁干燥,能减缓或防止钢铁锈蚀,不符合题意;
C、在铁制品表面涂油漆,能隔绝氧气和水,能减缓或防止钢铁锈蚀,不符合题意;
D、在钢铁的表面镀一层不易锈蚀的金属,能隔绝氧气和水,能减缓或防止钢铁锈蚀,不符合题意。
故选:A。
29.(2024·山东临沂·中考真题)铁是生活生产中重要的金属材料。请完成下列问题:
(1)实验1硬质玻璃管中的现象为 。
(2)实验2模拟西汉时期湿法炼铜工艺,该反应的化学方程式为 。
(3)由实验3可知,铁制品锈蚀的过程,实际上是铁与 发生化学反应的过程。
【答案】(1)红棕色粉末变为黑色
(2)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
(3)氧气和水
【解析】(1)实验1硬质玻璃管中发生的反应为氧化铁和一氧化碳在高温条件下反应生成铁和二氧化碳,该反应的现象为红棕色粉末变为黑色。
(2)铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,该反应的化学方程式为Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。
(3)由实验3可知,只有水,没有氧气,铁钉不生锈;只有氧气,没有水,铁钉也不生锈;只有氧气和水同时存在时,铁钉才会生锈,说明铁制品锈蚀的过程,实际上是铁与氧气和水发生化学反应的过程。
30.(2024·山东烟台·中考真题)在日常生活中能看到很多精美的金属蚀刻画。兴趣小组利用废弃的金属片进行制作金属蚀刻画的项目活动,请你一起参与下列任务。
【任务一】到垃圾回收站筛选金属底板
(1)区分铝片和铁片的物理方法是 (写1种)。
【任务二】预处理金属底板
(2)用砂纸打磨掉铝片表面的氧化膜。用化学方法除去铁片表面的铁锈,可以用 (写1种物质名称)。
【任务三】选择蚀刻液进行蚀刻
(3)首先将有镂空图案的不干胶保护膜(能隔绝蚀刻液与金属底板接触)分别贴到处理好的铝片和铁片上,然后将铝片浸入足量的甲蚀刻液中,将铁片浸入足量的乙蚀刻液中,一段时间后取出。小组同学看到铝片上有凹陷图案,没有附着物;铁片上出现红色附着物图案。则他们选择的甲蚀刻液、乙蚀刻液分别是下列中的 、 (填序号)。
①硫酸铜溶液 ②硝酸银溶液 ③稀盐酸 ④氯化亚铁溶液 ⑤氯化钠溶液
【任务四】金属蚀刻画的后处理
(4)将蚀刻好的金属片清洗掉废液,去掉不干胶保护膜,进行装饰。为防止铁片蚀刻画生锈,可采取的措施是 (写1种合理的方法)。
【任务五】废液回收利用
(5)铝片蚀刻废液处理,可加入足量铝片,得到 溶液,回收保存。
(6)铁片蚀刻废液处理,如下图所示:
过程①加入的物质X是 ,过程②加入稀硫酸反应的化学方程式是 。
【答案】(1)用磁铁吸引
(2)稀盐酸
(3) ③ ①
(4)保持铁片蚀刻画表面清洁干燥
(5)氯化铝/AlCl3
(6) 铁粉
【解析】(1)由于磁铁能吸引铁片,不能吸引铝片,所以可用磁铁吸引的方法区分铝片和铁片。故填:用磁铁吸引。
(2)由于稀盐酸能与主要成分为氧化铁的铁锈反应生成氯化铁和水,所以用化学方法除去铁片表面的铁锈,可以用稀盐酸。故填:稀盐酸。
(3)由于铝片上有凹陷图案,没有附着物,说明铝与甲蚀刻液反应没有生成新的金属,铝与稀盐酸反应生成氯化铝和氢气,所以甲蚀刻液只能是③稀盐酸。
由于铁片上出现红色附着物图案,说明铁与①硫酸铜溶液反应生成红色的铜。所以乙蚀刻液是①硫酸铜溶液 。故填:③;①。
(4)由于铁的锈蚀是铁制品与空气中的氧气和水共同作用的结果。防止铁制品生锈的原理是破坏铁锈蚀的条件,即隔绝氧气或水。所以为防止铁片蚀刻画生锈,可采取的措施是保持铁片蚀刻画表面清洁干燥。故填:保持铁片蚀刻画表面清洁干燥。
(5)由于铝片蚀刻废液是铝与盐酸反应生成的氯化铝和剩余的稀盐酸的混合溶液,所以铝片蚀刻废液处理,可加入足量铝片,与稀盐酸完全反应,得到氯化铝溶液,回收保存。故填:氯化铝。
(6)由于铁片蚀刻废液是铁与硫酸铜反应生成的硫酸亚铁与剩余的硫酸铜的混合溶液,所以过程①加入的物质X是与硫酸铜反应生成硫酸亚铁的铁粉,铁粉与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,滤渣中的铁粉与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,所以过程②加入稀硫酸反应的化学方程式是。故填:铁粉;。
31.(2024·山东菏泽·中考真题)某化学兴趣小组在研学期间,发现路边栅栏和工厂内有些钢铁部件有锈蚀现象,同学们想根据所学知识,设计一个除锈和防锈的方案。
任务一、除锈剂的选择
【提出问题】
盐酸和硫酸都可以作为除锈剂,相同浓度的盐酸和硫酸除锈效果一样吗?
【实验探究】
(1)完善下列表格
实验序号
实验操作
实验现象
实验结论
1
取一枚生锈的铁钉放入试管中,加入5mL的稀盐酸,加热
铁钉表面有气泡产生,铁锈少量剥落,溶液迅速变黄,铁锈很快消失
两者除锈效果几乎相同。铁锈发生反应的化学方程式为 (写出其中一个即可)
2
取与实验1相同的一枚生锈铁钉放入另一试管中,加入5mL同浓度的稀硫酸,加热
铁钉表面有气泡产生,铁锈少量剥落,溶液呈浅棕色,铁锈很快消失
【反思评价】
(2)酸除铁锈时有产生,这说明除锈的同时会造成钢铁的 ,产生的氢气也会渗透进金属中引起“氢脆”现象,影响钢铁强度。为了避免以上现象的发生,可采取的措施有 (答出一点即可)。
任务二、除锈防锈方案的制定
同学们发现工厂内许多锈蚀的钢铁表面有很多油污,于是又做了以下探究实验。
实验序号
实验操作
实验现象
实验结论
3
取与以上相同的一枚生锈铁钉,沾满油污,放入试管中,加入5mL与实验1相同浓度的稀盐酸,加热
铁锈没有明显变化
油污影响除锈
【观察分析】①结合以上实验和所学知识,同学们一致认为锈蚀钢铁如果表面有油污,应先选择碱性油污清洁剂“碱洗”去油污,再进行“酸洗”除锈。
②同学们发现从实验1中取出的铁钉在空气中放置一段时间后又发生锈蚀。
【论证完善】
(3)实际除锈防锈方案中主要涉及到以下操作:a.酸洗b.烘干c.水洗d.碱洗e.刷漆或涂油。结合实验探究和分析,方案中合理的操作顺序应为d→a→___________→___________→___________(用字母填写)。
【反思评价】
(4)①除锈后的废液呈酸性,该如何处理 。
②钢铁生锈会造成很大损失,但利用铁生锈的原理也可服务于生活。请举出铁生锈原理应用于生活的一个实例 。
任务三、除锈防锈方案的评价
除上述方法除锈外,在实际生产生活中,除锈的方法还有多种。比如:
1.人工除锈 用砂纸、钢丝球等工具,打磨铁锈。适合小型、少量钢铁零件除锈。
2.机械除锈 利用高速石英砂流的冲击力打磨铁锈。适合于大面积除锈。
【整合归纳】
(5)结合实际,你认为设计一个除锈防锈方案要综合考虑的因素有 。
【答案】(1)
(2) 损耗 采用喷淋方式,用酸液冲洗铁锈器件
(3)c 、b、e
(4) 用熟石灰与酸性废液反应 食品的保鲜剂
(5)操作难易、工作效率、经济成本、效果如何、是否环保等
【解析】(1)铁锈的主要成分是氧化铁,用酸除铁锈,可以为稀盐酸和氧化铁反应生成氯化铁和水,化学方程式为:;或用稀硫酸和氧化铁反应生成硫酸铁和水,化学方程式为:;
(2)酸除铁锈时有产生,这是酸和钢铁反应生成的,这说明除锈的同时会造成钢铁的损耗;为了避免“氢脆”现象,影响钢铁强度,可采取的措施有避免钢铁长时间浸泡在酸溶液中,不断打捞确定铁锈是否除尽;采用喷淋方式,用酸液冲洗铁锈器件;除尽铁锈后立即用蒸馏水冲洗;适当延迟烘干时间,让钢铁基体中的气体尽可能的逸出;
(3)实际除锈防锈中,应先“碱洗”去油污,再进行“酸洗”除锈,再水洗、烘干,最后刷漆或涂油防锈,故操作顺序应为d→a→c→b→e;
(4)废液呈酸性,根据酸碱中和的化学性质可知:可用廉价的熟石灰(氢氧化钙)与酸反应,处理酸性废液;铁会与氧气、水反应而生锈,所以如果将“铁生锈”原理应用得当,同样可以造福人类,如:食品的保鲜剂;
(5)结合实际,设计一个除锈防锈方案要综合考虑的因素有:操作难易、工作效率、经济成本、效果如何、是否环保等。
32.(2024·山东济南·中考真题)材料是人类社会物质文明进步的重要标志。纵观人类发展的历史,从石器时代、青铜器时代、铁器时代直到信息时代,每一次时代变革,都与化学材料的发展密不可分。
(1)“沉睡三千年,一醒惊天下”。三星堆遗址出土的青铜大面具,诉说着古蜀文明的灿烂辉煌。青铜属于金属材料中的 (填“合金”或“纯金属”)。
(2)早在春秋时期,我国劳动人民就已开始生产和使用铁器。工业上用赤铁矿炼铁的主要原理是,该反应中还原剂是 (填化学式)。
(3)我国古代就有湿法冶金技术,湿法冶金是利用置换反应从盐溶液中得到金属。在实验室中,把一定量铁粉加入一定量的、和混合溶液中,按下图所示进行实验,出现的现象如图中所述。
试回答:①滤液A中大量存在的金属阳离子是 (填离子符号)。
②滤渣B中含有的金属单质是 (填化学式)。
③写出过程I中发生反应的一个化学方程式: 。
(4)多种新材料的成功研制,助力我国进入创新型国家行列。
①我国科研团队用六方氮化硼制备出某种菱方氮化硼,为新一代激光技术奠定了理论和材料基础。与都是由硼元素和氮元素组成的,但由于结构不同(如图所示),属于不同的物质。
制备氮化硼的化学方程式为,该反应属于 (填“化合”“分解”“置换”之一)反应;由六方氮化硼(h-BN)制备菱方氮化硼(r-BN)的变化属于 (填“物理”或“化学”)变化。
②芳纶是被广泛应用于航空航天工业的一种性能优良的新材料。芳纶中碳元素和氮元素的质量比为 (填最简整数比),其中所含元素的质量分数最小的元素是 (填元素符号)。
【答案】(1)合金
(2)CO
(3) Zn2+、Fe2+ Ag、Cu、Fe (合理即可)
(4) 化合 化学 6:1 H
【解析】(1)青铜主要成分是铜、锡,属于金属材料中的合金。故填:合金。
(2)工业上用赤铁矿炼铁的主要原理是在高温条件下,一氧化碳夺取赤铁矿里的氧,将铁还原出来。即,该反应中还原剂是一氧化碳。故填:CO。
(3)把一定量铁粉加入一定量的Cu(NO3)2、Zn(NO3)2和AgNO3混合溶液中,得到的滤渣B中滴加稀盐酸有气体生成,说明滤渣B中含有铁,铁的活动性大于铜、银,小于锌,说明铁与Cu(NO3)2和AgNO3完全反应生成铜、银和硝酸亚铁,铁与硝酸锌不反应,所以①滤液A中含有未反应的硝酸锌,反应生成的硝酸亚铁,滤液A中大量存在的金属阳离子是锌离子、亚铁离子;②滤渣B中含有反应剩余的铁、反应生成的铜、银;③过程I中铁与硝酸铜反应生成铜和硝酸亚铁,化学方程式为。故填:Zn2+、Fe2+;Ag、Cu、Fe;。
(4)①制备氮化硼(BN)的反应符合化合反应多变一的特征,该反应属于化合反应;由六方氮化硼(h-BN)制备菱方氮化硼(r-BN)的变化生成了新物质,属于化学变化。故填:化合;化学。
②芳纶中碳元素和氮元素的质量比=(12×14×n):(14×2×n)=6:1;
芳纶中碳元素、氢元素和氮元素的质量比=(12×14×n):(1×10×n):(14×2×n)=84:5:14,所以所含元素的质量分数最小的元素是氢元素。
故填:6:1;H。
33.(2023·山东潍坊·中考真题)某化学学习小组为探究铁丝生锈、铁丝燃烧的影响因素,进行如下实验(点燃操作已略去)。下列说法错误的是( )
A.对比①③可知:水是铁丝生锈的条件之一
B.对比①②可知:氧气是铁丝生锈的条件之一
C.对比②③可知:氧气是铁丝燃烧的条件之一
D.对比③④可知:铁丝形状能影响铁丝的燃烧
【答案】B
【解析】A、①中的铁丝只与氧气接触,③中的铁丝与氧气、水接触,对比①③可知,①中铁丝不生锈,③中铁丝生锈,说明水是铁丝生锈的条件之一,故选项说法正确。
B、①中的铁丝只与氧气接触,②中的铁丝与氮气、水接触,对比①②可知,变量有氧气、水,不能得出氧气是铁丝生锈的条件之一,故选项说法错误。
C、②中的铁丝与氮气、水接触,③中的铁丝与氧气、水接触,对比②③可知,除了氧气外,其它条件均相同,可得出氧气是铁丝燃烧的条件之一,故选项说法正确。
D、③中的铁丝(螺旋状)与氧气、水接触,④中的铁丝(直线状)与氧气、水接触,对比③④可知,除了铁丝形状不同外,其它条件均相同,可得出铁丝形状能影响铁丝的燃烧,故选项说法正确。
故选B。
34.(2023·山东威海·中考真题)化学视角认识蒸汽眼罩
蒸汽眼罩逐渐走进日常生活,它借助铁生锈产生热量,使材料内部的水分稳定蒸发,利用产生的热度和湿度缓解眼部疲劳。
【实验探究】
(1)探究一:检验蒸汽眼罩内部材料中有铁粉(用化学方法)
选用试剂
预计观察到的实验现象
涉及的化学方程式
(2)探究二:蒸汽眼罩快速发热的原因
铁生锈,是铁与 共同作用的结果,但放热缓慢。哪些因素能加快反应,使蒸汽眼罩快速发热?某小组同学采用对照实验展开探究,设计实验方案如下:
(查阅资料:蒸汽眼罩内部材料有铁粉、活性炭、氯化钠、水等。)
药品
方案一
4g铁粉、2mL水
方案二
4g铁粉、2mL水、2g氯化钠
方案三
4g铁粉、2mL水、2g活性炭
方案四
4g铁粉、2mL水、2g活性炭、2g氯化钠
下列方案之间能否形成对照?若能,请指出变量;若不能,请说明理由。
方案二与方案四
方案一与方案四
使用温度传感器收集数据并生成图像如图:
对比分析图像,你获得的结论是
(3)探究三:测量蒸汽眼罩内部材料中铁的质量分数
温馨提示:①实验仪器和药品自选。②实验中的数据可分别用等来表示。
你的实验方案 。处理数据,计算蒸汽眼罩内部材料中铁的质量分数。
【反思评价】
①除上述探究中的因素外,影响铁生锈速率的因素还有 (写一点即可)。
②如何保存蒸汽眼罩 。
③结合上述探究谈谈你对铁生锈的辩证认识 。
【答案】(1)稀硫酸/稀盐酸 有气泡产生,溶液由无色变为浅绿色
(2)水、氧气 能形成对照,变量是活性炭 不能形成对照,变量不唯一 活性炭和氯化钠共同作用可以使蒸汽眼罩快速发热
(3)取质量为m1的蒸汽眼罩内部材料于烧杯1中,称量总质量为m2,在烧杯2中加入过量的稀硫酸,称量总质量为m3,将稀硫酸全部倒入烧杯1中,待反应完全后称取烧杯1内剩余物、烧杯1及烧杯2的总质量为m4 温度(其它答案合理也可)
密封保存
既有利又有弊。利:利用反应产生的能量;弊:造成金属锈蚀,资源浪费。
【解析】(1)由于铁能与盐酸或硫酸反应生成亚铁盐和氢气,则可将铁反应稀盐酸或稀硫酸中,可观察到有气泡产生,溶液由无色变为浅绿色,反应的化学方程式为或。
(2)铁生锈是铁与氧气和水共同作用的结果。
方案二和方案四中一个有活性炭,一个没有,其它条件均相同,对比可知活性炭对反应的影响。
方案一和方案四中有两个变量,则不能形成对照。
对比方案一、二,只加入氯化钠对反应没有影响,对比方案一、三,只加入活性炭对反应也没有影响,但对比二、三、四,同时加入氯化钠和活性炭能加快反应,使蒸汽眼罩快速发热。
(3)由于铁能与硫酸反应生成氢气,则可通过产生氢气的质量计算铁的质量,从而计算铁的质量分数,则可取质量为m1的蒸气网罩内壁材料于烧杯1中,称量总质量为m2,然后在烧杯2中加入过量的稀硫酸,称量总质量为m3,将稀硫酸全部倒入烧杯1中,待反应完全后称取烧杯1内剩余物、烧杯1及烧杯2的总质量为 m4,根据质量守恒,m2+m3-m4的质量即为产生的氢气的质量,然后根据氢气的质量求出铁的质量,再结合m1即可求出蒸汽眼罩内部材料中铁的质量分数。
[反思评价]①影响铁生锈的因素除以上探究因素外,应还受温度等影响。
②由于铁与氧气和水共同接触会生锈,则蒸汽眼罩需要密封保存。
③铁生锈有利有弊,可根据铁生锈产生的能量,但铁生锈会造成金属锈蚀,浪费资源。
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专题06 金属和金属矿物
考点01 金属材料
考点02 金属与盐溶液的反应
考点03 探究金属活动性的强弱
考点04 金属的化学性质
考点05 金属资源的保护和利用
考点01 金属材料
1.(2025·山东青岛·中考真题)在国家级非遗珠宝工艺“花丝镶嵌”中,金能被加工成比发丝还细的金丝,体现了金具有的性质是
A.导电性 B.导热性 C.延展性 D.有金属光泽
2.(2025·山东济宁·中考真题)家庭厨房就是一个化学小世界,“锅碗瓢盆”“柴米油盐”中蕴含着丰富的化学知识。请回答:
(1)下列厨具由不同的材料制成,其中属于金属材料的是______(填字母序号);
A.竹制筷子 B.青花瓷碗 C.不锈钢锅 D.塑料洗菜盆
3.(2024·山东临沂·中考真题)下列关于金属和金属材料的说法中正确的是( )
A.生铁和钢的含碳量不同
B.黄铜比纯铜硬度小
C.合金属于合成材料
D.大多数金属在自然界中以单质形式存在
(2024·山东枣庄·中考真题)阅读下列材料,完成下面小题。
青铜是人类最早使用的合金,主要成分是铜(Cu)和锡(Sn),因其铜锈[主要成分为]呈青绿色,故名青铜。现在青铜依然广泛使用,某机械加工厂青铜废料经处理后得到CuCl2和SnCl2的混合液,向混合液中加入过量的锌粉,充分反应后过滤,得滤液和滤渣,对其进行分析,用以评估回收利用价值。
青铜纵目面具
附:青铜及其组分金属性质一览表
性质
金属
颜色
熔点/℃
莫氏硬度(最大为10)
青铜
金黄色
800
5~6.6
铜
紫红色
1084
3.0
锡
银白色
232
3.75
4.根据上述材料信息,下列说法错误的是( )
A.青铜的硬度比铜和锡都大 B.青铜熔点低于铜是因为铜中熔入锡
C.青铜的颜色呈金黄色 D.铜锈是由铜与O2、H2O反应生成
5.对于上述材料中的滤渣和滤液,下列分析正确的是( )
A.滤渣中只有Cu、Zn B.滤渣中一定有Cu、Zn,可能有Sn
C.滤液中溶质只有ZnCl2 D.滤液中溶质一定有ZnCl2,可能有CuCl2
6.(2023·山东临沂·中考真题)下列关于金属和金属材料的说法中错误的是( )
A.常温下金属都是固体,有金属光泽呈银白色
B.在铁制品表面采取涂油、刷漆等措施,防止生锈
C.铝制品应用广泛,铝是地壳中含量最多的金属元素
D.有计划、合理地开采矿物是保护金属资源的有效途径
考点02 金属与盐溶液的反应
7.(2025·山东潍坊·中考真题)向一定质量的MgCl2、FeCl2和CuCl2混合溶液中加入Zn粉,过滤后,再向滤渣中加入稀硫酸,反应过程中部分生成物的质量与加入锌粉或稀硫酸的质量的关系如图所示。下列说法正确的是
A.从0点到a点,溶液的质量不断增大
B.c点对应的溶液中只含一种溶质
C.与稀硫酸反应的锌粉的质量是5.6g
D.b点固体与d点对应溶液中的固体组成相同
8.(2025·山东济宁·中考真题)将一定质量Zn(NO3)2和AgNO3的混合溶液,按如图所示进行实验,现象如图中所述:
分析图中信息进行判断,下列说法合理的是
A.滤渣中可能含有单质Zn
B.滤渣中一定含有单质Ag、Fe
C.滤渣的质量一定小于ag
D.滤液中一定含有Mg2+,Fe2+,可能含有Zn2+
9.(2025·山东济南·中考真题)化学小组的同学在探究某“暖宝宝”的成分时,得到了一份溶质为、、的溶液。常温下,取g该溶液,向其中加入一定质量的锌粉,充分反应后过滤,得到无色滤液(不饱和)和滤渣。下列判断正确的是
A.滤液的溶质为、
B.滤液的质量一定小于g
C.滤渣中含有钠、铜、铁三种单质
D.向滤渣中滴加稀盐酸会有气泡冒出
10.(2024·山东潍坊·中考真题)从含有浓度相近的、和的废水中回收和有关金属。取样后,向其中加入一定量的锌粉,充分反应后过滤,得到滤液和滤渣。下列说法错误的是( )
A.若所得滤液为无色,则滤液中溶质只有
B.若所得滤液为浅绿色,则滤渣只有铜
C.若向滤渣中加入稀硫酸,有气泡产生,则滤渣中至少含有两种金属
D.若向滤渣中加入稀硫酸,无气泡产生,则滤液中只有两种溶质
11.(2023·山东青岛·中考真题)向含有硝酸银和硝酸铜的废液中加入—定质量的锌粉,充分反应后过滤,将滤渣洗涤、干燥、称量,所得滤渣的质量与加入锌粉的质量相等。下列说法不正确的是( )
A.滤液可能呈蓝色 B.滤渣中至少含有两种物质
C.向滤渣中滴加稀盐酸,一定没有气泡产生 D.向滤液中滴加稀盐酸,一定没有白色沉淀生成
12.(2023·山东滨州·中考真题)向盛有和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。下列说法正确的是( )
A.滤渣中一定有铁、铜、银 B.滤液中一定含有,可能含有
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
13.(2023·山东泰安·中考真题)在溶质为Cu(NO3)2、AgNO3和Al(NO3)3的混合溶液中加入一定量的锌粉,充分反应后过滤,得到滤渣和蓝色滤液。下列判断正确的是( )
A.滤液中一定没有AgNO3 B.滤液中可能有四种金属离子
C.滤渣中一定有Ag,可能有Cu和Zn D.向滤渣中加入稀盐酸可能有气泡产生
14.(2023·山东济南·中考真题)向一定质量的和的混合溶液中加入Zn粉,充分反应后过滤,得到一定温度下的滤液(不饱和)和滤渣,分别向滤液和滤渣中加入适量稀盐酸,均无明显现象。下列有关说法中,正确的是( )
A.滤液的颜色为浅绿色 B.滤液中的溶质只有
C.滤渣质量一定大于 D.滤渣中一定有单质Ag和单质Fe
考点3 探究金属活动性的强弱
15.(2025·山东威海·中考真题)欲探究Mg、Cu、Ag的金属活动性顺序,仅用组内试剂无法实现的是
A.Mg、Cu、稀硫酸、AgNO3溶液 B.Mg、Cu、Ag、稀硫酸
C.溶液 D.溶液、溶液
16.(2024·山东滨州·中考真题)下列各组药品不能验证铁、铜、银三种金属活动性强弱的是( )
A.溶液 B.溶液 稀
C.溶液 稀 D.溶液 溶液
17.(2023·山东聊城·中考真题)为证明Fe、Cu、Ag三种金属的活动性强弱,下列实验方案能达到目的的是( )
A.将Fe、Cu、Ag分别放入稀盐酸中
B.将Cu分别放入FeCl2、AgNO3溶液中
C.将Cu、Ag分别放入FeSO4溶液中
D.将Fe放入稀盐酸、Cu放入AgNO3溶液中
18.(2023·山东临沂·中考真题)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 。
(3)如图是探究铜、铝、银三种金属活动性顺序的实验。
①实验b中发生反应的化学方程式是 。
②通过实验a、b得出三种金属活动性由强到弱的顺序是 。
19.(2023·山东淄博·中考真题)金属与金属材料在人类文明进步和社会发展中起着至关重要的作用。回答下列问题:
(1)利用物理方法可以把黄金压成厚度只有1/10000mm的薄片,说明金具有良好的______(填字母)。
A.金属光泽 B.导电性 C.延展性 D.导热性
(2)在钢铁制品表面刷油漆可防止锈蚀,其原因是 。
(3)某同学设计下图所示实验方案,验证铁、铜、银三种金属的活动性强弱。
能证明铁的金属活动性比铜强的实验现象是 ;要验证铜的金属活动性比银强,试管C中应加入 (填化学式)溶液。
20.(2023·山东烟台·中考真题)垃圾是放错地方的资源,城市的废旧电器是一座“金属矿山”,某废旧电器中含有锌、铜、镍三种金属,兴趣小组的同学为了从中回收金属铜和镍,做了如下的探究。
已知:硫酸镍(化学式)能溶于水。
实验一:探究锌、铜、镍三种金属在溶液中的活动性强弱
【提出猜想】兴趣小组结合常见金属活动性顺序,提出了以下猜想。
猜想一:;猜想二:;猜想三: 。
【进行实验】兴趣小组进行了如下的实验,请完成实验报告。
实验步骤
实验现象
解释与结论
取三支试管,分别向其中加入等质量、等浓度的稀硫酸,然后将大小、形状相同的锌、铜、镍三种金属片分别插入三支试管中。
锌片表面产生的气泡较快;镍片表面产生的气泡较慢;铜片无明显现象。
猜想 正确。镍与稀硫酸反应的化学方程式是 。
实验二:从含有锌、铜、镍三种金属的废旧电器中回收铜和镍
【设计方案】兴趣小组设计了如图所示的物质转化流程。
步骤①中得到的A是 。步骤②中生成C的化学方程式是 。
【反思评价】合理开发城市“金属矿山”的意义是 (答1条)。
考点04 金属的化学性质
21.(2023·山东菏泽·中考真题)碲化镉薄膜电池是一种重要的太阳能电池,其材料之一镉(Cd)的制备是在铜镉渣(主要含有Cd、Zn、Cu、Fe单质)中加入足量的稀硫酸充分反应,过滤出铜渣,然后对滤液进行除铁净化,再加入锌粉置换出镉,下列金属的活动性顺序正确的是( )
A.Zn>Cu>Cd B.Zn>Cd>Cu C.Cu>Zn>Cd D.Cd>Zn>Cu
22.(2023·山东青岛·中考真题)锰()在钢铁、电池等领域有广泛应用,其金属活动性介于锌和铁之间。以下对金属锰化学性质的预测,不合理的是( )
A.能在氧气中燃烧 B.能与氢氧化钠溶液反应
C.能与稀盐酸反应 D.能与硫酸铜溶液反应
23.(2023·山东潍坊·中考真题)向两个盛有相同质量铝粉和铁粉的烧杯中,分别滴加相同浓度的稀硫酸,产生氢气的质量与加入稀硫酸的质量关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.a点时,两个烧杯中的酸都恰好完全反应
B.b点时,两个烧杯中产生氢气的质量相同
C.c点时,两个烧杯中都有金属剩余
D.右侧曲线不能反映铁和铝的金属活动性强弱
考点05 金属资源的保护和利用
24.(2025·山东青岛·中考真题)下列做法有利于防止金属生锈的是
A.自行车淋雨后未及时擦干 B.给室外铁制篮球架刷油漆
C.将钢铁制品存放在潮湿的环境中 D.经常用食盐水清洗铁制品
25.(2025·山东烟台·中考真题)国家非物质文化遗产“章丘铁锅”表面光滑如镜,炒菜不粘锅。制作时经过了冷锻、热锻等十二道工序,上万次捶打。兴趣小组以“章丘铁锅”为主题进行项目式学习。
任务一:认识铁料的来源
(1)自然界中的铁。因为铁的化学性质 ,所以自然界中的铁元素大多以 形式存在。
(2)炼铁。工业炼铁常用热还原法。一氧化碳在高温条件下还原氧化铁的化学方程式是 。
任务二:认识铁锅的制作
(3)裁料。在钢板上划线,沿线切出锅胚。传统工艺常用一种蓝色溶液划线,划线处会出现红色物质,该蓝色溶液可能是 (写一种物质)溶液。
(4)锻打。铁锅胚锻打成型,是利用铁具有 (性质)。
(5)淬火。将锻打好的铁锅加热,然后伸入到冷水中,铁在高温下与水蒸气反应生成一层致密的四氧化三铁,铁锅的硬度和耐磨性会显著增强,另外还生成一种气体单质。该反应的化学方程式是 。
(6)防锈。在制好的铁锅表面涂一层油防止锈蚀,其原理是 。
26.(2025·山东·中考真题)我国的铜矿产资源比较丰富,需要根据矿石种类的不同选用适当的方法冶炼。
(1)我国古代即有湿法炼铜的技术,南北朝时期又将湿法炼铜中铜盐的范围扩大到所有的可溶性铜盐(如)。铁与氯化铜溶液反应的化学方程式为 。
(2)蓝铜矿的主要成分可溶于稀硫酸。先用稀硫酸浸取矿石,再电解浸取液使铜沉积。电解时能量的主要转化形式为 。
(3)黄铜矿的主要成分为,其冶炼过程大致如下:
①为了增强浮选剂对矿石的富集效果,提高沸腾炉中化学反应的反应速率和原料利用率,需预先对矿石进行的操作为 。
②沸腾炉中,发生反应,X的化学式为 。
③反射炉中,沙子与杂质形成熔渣浮于上层,和FeS熔融生成的“冰铜”沉于下层。中硫元素的化合价为-2,则铜元素的化合价为 。
④转炉中,沙子与杂质形成炉渣,在高温条件下发生的反应过程如下:
判断生成的气体能否直接排放并说明原因 ;的化学方程式为 。
(4)兴趣小组利用如图装置(夹持装置已略去)对我国古代“竖炉炼铜”进行模拟实验,实验原理为。
①依据上述化学方程式计算C与CuO的质量比为 (填最简整数比),烘干CuO粉末和木炭后,将木炭在研钵中研磨,按此质量比进行实验。效果不佳。
②为获得最佳实验效果,控制C与CuO的总质量一定,按不同质量比进行实验所得反应后物质状态如表,由实验知C和CuO质量比为1:10时实验效果最佳,判断依据是 ,利用数据分析其原因可能是 。
C与CuO的质量比
反应后物质状态(“√”代表有,“”代表无)
红色块状金属
金属光泽
黑色物质
1:9
√
√
少量
1:10
√
√
几乎无
1:11
√
×
很少
1:12
√
×
少量
1:13
√
×
较多
27.(2025·山东·中考真题)暖身贴可持续发热,能用于身体局部热敷。某品牌暖身贴的发热包内含有铁粉、活性炭、吸水树脂(具有吸水、保水功能)、盐。兴趣小组对发热包的发热原理开展探究活动。
(1)验证发热包中含有铁粉
将未使用的发热包中原料取出,进行实验。
步骤
操作
现象
结论
I
将磁铁靠近原料
部分黑色粉末被磁铁吸引
原料中含有铁粉
II
将磁铁吸引的黑色粉末加入试管内,加入适量 振荡
黑色粉末溶解,产生气泡,溶液变成浅绿色
(2)探究发热包的发热原理
打开使用后的发热包,发现其中有红棕色物质,同学们猜想发热包的发热原理可能与铁钉(含等)生锈的原理相同。利用图1装置(夹持装置已略去)进行实验。
步骤I:组装好仪器后,需进行的操作为 。
步骤II:向三颈烧瓶内加入一定量铁粉、活性炭和氯化钠,向注射器内加入少量蒸馏水。
步骤III:进行以下操作,测得装置内的体积分数和温度变化如图2,正确的操作顺序为 (用①②③④表示)
①推动注射器,向装置内注入蒸馏水,静置1000s。
②打开止水夹a、b,向装置内迅速充满干燥的空气,关闭止水夹a、b,静置1000s。
③打开止水夹a、b,向装置内迅速充满干燥的,关闭止水夹a、b,静置1000s。
④打开止水夹a、b,向装置内迅速充满干燥的,关闭止水夹a、b,静置1000s。
由实验可知,发热包的发热原理与铁钉生锈的原理 (选填“相同”或“不同”)。
(3)拓展应用
另取图1装置,加入未使用的发热包中原料,并注入少量蒸馏水。一段时间后,装置内的体积分数降至,由此预测该原料还可用作___________(填标号)。
A.除味剂 B.脱氧剂 C.补铁剂
(4)反思交流
经过本次探究,结合已有知识可知“铁生锈”有利有弊,我们要辩证地看待问题,让科学更好地服务于生活。结合实例谈一谈对“铁生锈”利弊的理解。 。
28.(2024·山东滨州·中考真题)下列做法不能减缓或防止钢铁锈蚀的是( )
A.经常用食盐水清洗铁制品 B.保持铁制品表面清洁干燥
C.在铁制品表面涂油漆 D.在钢铁的表面镀一层不易锈蚀的金属
29.(2024·山东临沂·中考真题)铁是生活生产中重要的金属材料。请完成下列问题:
(1)实验1硬质玻璃管中的现象为 。
(2)实验2模拟西汉时期湿法炼铜工艺,该反应的化学方程式为 。
(3)由实验3可知,铁制品锈蚀的过程,实际上是铁与 发生化学反应的过程。
30.(2024·山东烟台·中考真题)在日常生活中能看到很多精美的金属蚀刻画。兴趣小组利用废弃的金属片进行制作金属蚀刻画的项目活动,请你一起参与下列任务。
【任务一】到垃圾回收站筛选金属底板
(1)区分铝片和铁片的物理方法是 (写1种)。
【任务二】预处理金属底板
(2)用砂纸打磨掉铝片表面的氧化膜。用化学方法除去铁片表面的铁锈,可以用 (写1种物质名称)。
【任务三】选择蚀刻液进行蚀刻
(3)首先将有镂空图案的不干胶保护膜(能隔绝蚀刻液与金属底板接触)分别贴到处理好的铝片和铁片上,然后将铝片浸入足量的甲蚀刻液中,将铁片浸入足量的乙蚀刻液中,一段时间后取出。小组同学看到铝片上有凹陷图案,没有附着物;铁片上出现红色附着物图案。则他们选择的甲蚀刻液、乙蚀刻液分别是下列中的 、 (填序号)。
①硫酸铜溶液 ②硝酸银溶液 ③稀盐酸 ④氯化亚铁溶液 ⑤氯化钠溶液
【任务四】金属蚀刻画的后处理
(4)将蚀刻好的金属片清洗掉废液,去掉不干胶保护膜,进行装饰。为防止铁片蚀刻画生锈,可采取的措施是 (写1种合理的方法)。
【任务五】废液回收利用
(5)铝片蚀刻废液处理,可加入足量铝片,得到 溶液,回收保存。
(6)铁片蚀刻废液处理,如下图所示:
过程①加入的物质X是 ,过程②加入稀硫酸反应的化学方程式是 。
31.(2024·山东菏泽·中考真题)某化学兴趣小组在研学期间,发现路边栅栏和工厂内有些钢铁部件有锈蚀现象,同学们想根据所学知识,设计一个除锈和防锈的方案。
任务一、除锈剂的选择
【提出问题】
盐酸和硫酸都可以作为除锈剂,相同浓度的盐酸和硫酸除锈效果一样吗?
【实验探究】
(1)完善下列表格
实验序号
实验操作
实验现象
实验结论
1
取一枚生锈的铁钉放入试管中,加入5mL的稀盐酸,加热
铁钉表面有气泡产生,铁锈少量剥落,溶液迅速变黄,铁锈很快消失
两者除锈效果几乎相同。铁锈发生反应的化学方程式为 (写出其中一个即可)
2
取与实验1相同的一枚生锈铁钉放入另一试管中,加入5mL同浓度的稀硫酸,加热
铁钉表面有气泡产生,铁锈少量剥落,溶液呈浅棕色,铁锈很快消失
【反思评价】
(2)酸除铁锈时有产生,这说明除锈的同时会造成钢铁的 ,产生的氢气也会渗透进金属中引起“氢脆”现象,影响钢铁强度。为了避免以上现象的发生,可采取的措施有 (答出一点即可)。
任务二、除锈防锈方案的制定
同学们发现工厂内许多锈蚀的钢铁表面有很多油污,于是又做了以下探究实验。
实验序号
实验操作
实验现象
实验结论
3
取与以上相同的一枚生锈铁钉,沾满油污,放入试管中,加入5mL与实验1相同浓度的稀盐酸,加热
铁锈没有明显变化
油污影响除锈
【观察分析】①结合以上实验和所学知识,同学们一致认为锈蚀钢铁如果表面有油污,应先选择碱性油污清洁剂“碱洗”去油污,再进行“酸洗”除锈。
②同学们发现从实验1中取出的铁钉在空气中放置一段时间后又发生锈蚀。
【论证完善】
(3)实际除锈防锈方案中主要涉及到以下操作:a.酸洗b.烘干c.水洗d.碱洗e.刷漆或涂油。结合实验探究和分析,方案中合理的操作顺序应为d→a→___________→___________→___________(用字母填写)。
【反思评价】
(4)①除锈后的废液呈酸性,该如何处理 。
②钢铁生锈会造成很大损失,但利用铁生锈的原理也可服务于生活。请举出铁生锈原理应用于生活的一个实例 。
任务三、除锈防锈方案的评价
除上述方法除锈外,在实际生产生活中,除锈的方法还有多种。比如:
1.人工除锈 用砂纸、钢丝球等工具,打磨铁锈。适合小型、少量钢铁零件除锈。
2.机械除锈 利用高速石英砂流的冲击力打磨铁锈。适合于大面积除锈。
【整合归纳】
(5)结合实际,你认为设计一个除锈防锈方案要综合考虑的因素有 。
32.(2024·山东济南·中考真题)材料是人类社会物质文明进步的重要标志。纵观人类发展的历史,从石器时代、青铜器时代、铁器时代直到信息时代,每一次时代变革,都与化学材料的发展密不可分。
(1)“沉睡三千年,一醒惊天下”。三星堆遗址出土的青铜大面具,诉说着古蜀文明的灿烂辉煌。青铜属于金属材料中的 (填“合金”或“纯金属”)。
(2)早在春秋时期,我国劳动人民就已开始生产和使用铁器。工业上用赤铁矿炼铁的主要原理是,该反应中还原剂是 (填化学式)。
(3)我国古代就有湿法冶金技术,湿法冶金是利用置换反应从盐溶液中得到金属。在实验室中,把一定量铁粉加入一定量的、和混合溶液中,按下图所示进行实验,出现的现象如图中所述。
试回答:①滤液A中大量存在的金属阳离子是 (填离子符号)。
②滤渣B中含有的金属单质是 (填化学式)。
③写出过程I中发生反应的一个化学方程式: 。
(4)多种新材料的成功研制,助力我国进入创新型国家行列。
①我国科研团队用六方氮化硼制备出某种菱方氮化硼,为新一代激光技术奠定了理论和材料基础。与都是由硼元素和氮元素组成的,但由于结构不同(如图所示),属于不同的物质。
制备氮化硼的化学方程式为,该反应属于 (填“化合”“分解”“置换”之一)反应;由六方氮化硼(h-BN)制备菱方氮化硼(r-BN)的变化属于 (填“物理”或“化学”)变化。
②芳纶是被广泛应用于航空航天工业的一种性能优良的新材料。芳纶中碳元素和氮元素的质量比为 (填最简整数比),其中所含元素的质量分数最小的元素是 (填元素符号)。
33.(2023·山东潍坊·中考真题)某化学学习小组为探究铁丝生锈、铁丝燃烧的影响因素,进行如下实验(点燃操作已略去)。下列说法错误的是( )
A.对比①③可知:水是铁丝生锈的条件之一
B.对比①②可知:氧气是铁丝生锈的条件之一
C.对比②③可知:氧气是铁丝燃烧的条件之一
D.对比③④可知:铁丝形状能影响铁丝的燃烧
34.(2023·山东威海·中考真题)化学视角认识蒸汽眼罩
蒸汽眼罩逐渐走进日常生活,它借助铁生锈产生热量,使材料内部的水分稳定蒸发,利用产生的热度和湿度缓解眼部疲劳。
【实验探究】
(1)探究一:检验蒸汽眼罩内部材料中有铁粉(用化学方法)
选用试剂
预计观察到的实验现象
涉及的化学方程式
(2)探究二:蒸汽眼罩快速发热的原因
铁生锈,是铁与 共同作用的结果,但放热缓慢。哪些因素能加快反应,使蒸汽眼罩快速发热?某小组同学采用对照实验展开探究,设计实验方案如下:
(查阅资料:蒸汽眼罩内部材料有铁粉、活性炭、氯化钠、水等。)
药品
方案一
4g铁粉、2mL水
方案二
4g铁粉、2mL水、2g氯化钠
方案三
4g铁粉、2mL水、2g活性炭
方案四
4g铁粉、2mL水、2g活性炭、2g氯化钠
下列方案之间能否形成对照?若能,请指出变量;若不能,请说明理由。
方案二与方案四
方案一与方案四
使用温度传感器收集数据并生成图像如图:
对比分析图像,你获得的结论是
(3)探究三:测量蒸汽眼罩内部材料中铁的质量分数
温馨提示:①实验仪器和药品自选。②实验中的数据可分别用等来表示。
你的实验方案 。处理数据,计算蒸汽眼罩内部材料中铁的质量分数。
【反思评价】
①除上述探究中的因素外,影响铁生锈速率的因素还有 (写一点即可)。
②如何保存蒸汽眼罩 。
③结合上述探究谈谈你对铁生锈的辩证认识 。
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