第2节 金属的性质和应用（8大题型专项训练）化学沪教版2024九年级上册

第2节 金属的性质和应用 题型01 金属的物理性质 题型02 金属与氧气的反应 题型03 金属与酸的反应 题型04金属与酸反应的图像问题 题型05 金属与盐溶液的反应 题型06 氢气的制取 题型07 置换反应 题型08 合金及其应用 题型01 金属的物理性质 金属具有的物理性质 金属的应用 共性 导电性 制作导线 导热性 制作炊具 延展性 冲压成各种形状 有金属光泽 制作各种装饰品 特性 颜色：大多数金属呈 银白 色，铜呈 紫红 色，金呈 黄 色，铁粉呈 黑 色。 状态：常温下，大多数金属为固体，而 汞 为液体 【典例1】“金缕玉衣”所用金丝的最细处仅有0.08 mm，体现了我国古代工匠精湛的技艺。金能制成金丝是利用了其 A．密度大 B．熔点高 C．延展性好 D．导热性好 【变式1-1】不属于金属物理性质的是 A．导电性 B．导热性 C．延展性 D．耐腐蚀性 【变式1-2】下表为某种金属的一些性质，据此分析，该金属不适宜做 熔点 密度 强度 导电性 导热性 抗腐蚀性 2500℃ 与钢相似 良好 良好 优异 A．保险丝 B．手术刀 C．航天材料 D．船舶外壳材料 【变式1-3】有关物质的性质和用途对应关系正确的是 A．酒精有挥发性，可用于消毒杀菌 B．铁具有导电性，可用于制作铁锅烹饪 C．氧气能支持燃烧，可作为燃料 D．氦气密度小且化学性质稳定，可用于填充飞艇 题型02 金属与氧气的反应 实验内容 实验现象 化学方程式 镁条在空气中点燃 剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出热量，生成白色固体，伴有白烟 铝片（或铝丝）在空气中加热 铝片受热后熔化但不滴落，表面变暗 铁片（铁丝）在氧气中点燃 剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体 铜片（或铜丝）在空气中加热 表面由紫红色变为黑色 【典例2】在各地出土的文物中，铁制文物很少有保存完好的，这与铁容易跟空气中一种比较活泼的气体反应有关。这种气体是 A．氮气 B．氧气 C．稀有气体 D．二氧化碳 【变式2-1】某学习小组为了探究“铝的燃烧”进行了如图所示实验，将久置在空气中的银灰色铝片放置在酒精灯上加热，加热过程中观察到铝片表面鼓起的小泡逐渐聚集成较大的泡，熔化的液体在膜内向下移动，渐渐汇集流入下面的包裹膜内并被膜兜住不会滴落。 (1)关于以上实验，下列说法正确的是________（填字母）。 A．银灰色描述的是金属铝的物理性质 B．由实验可知铝的熔点比氧化铝低 C．实验证明包裹铝的膜和铝均能与氧气反应 (2)小李同学改进了实验，将铝片更换为铝粉，置于锡箔纸槽内并在酒精灯火焰上加热，观察到铝粉在空气中剧烈燃烧，发出炫目的白色火焰，并生成一种灰白色的固体，该反应的化学方程式为 ，小李同学改进实验的本质是 。 (3)铝因其具有良好的抗腐蚀性而被广泛应用于国防建设和生产生活中。请结合该实验，说明铝具有良好抗腐蚀性的原因： 。 【变式2-2】除去下列物质中的少量杂质，实验方案不能达到除杂目的的是 物质(括号内为杂质) 实验方案 A 氮气(氧气) 通过足量灼热铜网 B 氧化铜(木炭粉) 在空气中充分灼烧 C 铜粉(铁粉) 加入足量稀盐酸，过滤，洗涤，干燥 D 硫酸锌溶液(硫酸) 加入足量铁粉，过滤 A．A B．B C．C D．D 【变式2-3】为探究铜的化学性质，某同学借助氧气传感器在密闭装置中进行下图所示实验，观察实验现象并分析氧气含量随时间变化的曲线图。其中终点D（203，6.15%）表示时间为203秒时，装置中氧气含量为6.15%。结合图示判断下列说法错误的是 A．加热前的空气样品中氧气含量为20.99% B．拐点C至终点D所对应的时间范围内，装置内物质的总质量逐渐减少 C．铜在加热条件下能与氧气发生化学反应 D．通过曲线分析，铜与氧气的反应速率先快后慢 题型03 金属与酸的反应 有些金属能与稀盐酸、稀硫酸反应，该反应的条件：金属活动性顺序中氢之前的活泼金属。 金属 实验现象 化学方程式 镁 反应剧烈，有大量气泡产生 Mg + H2SO4 == MgSO4 + H2↑ Mg +2HCl == MgCl2+ H2↑ 铝 反应剧烈，有大量气泡产生 2Al +3H2SO4 == Al2（SO4）3 + 3H2↑ 2Al +6HCl == 2AlCl3+ 3H2↑ 锌 反应较剧烈，产生大量气泡 Zn + H2SO4 == Zn SO4 + H2↑ Zn +2HCl == Zn Cl2+ H2↑ 铁 反应缓慢，有气泡产生，溶液由无色逐渐变为浅绿色 Fe + H2SO4 == Fe SO4 + H2↑ Fe +2HCl == Fe Cl2+ H2↑ 【典例3】下列一步转化不能实现的是 A． B． C． D． 【变式3-1】下列应用和相应的原理(用化学方程式表示)都正确的是 A．用铁制容器盛装硫酸铜溶液 B．高炉炼铁原理 C．用稀硫酸洗去附着在试管壁的铜： D．不能用铁制品盛放盐酸： 【变式3-2】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。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．甲和乙都能和稀硫酸发生反应，且各方面条件相同时，甲比乙反应更快 C．将甲加入稀盐酸中，有气泡产生，溶液变为浅绿色 D．小明选择“数轴”的原点丙为H 【变式3-3】同学们学习金属的化学性质后，对某品牌螺帽（如图）的金属成分展开如下的探究（其它杂质不参与下述各步反应）。 【做出猜想】 猜想1：螺帽的主要成分是铁。 猜想2：螺帽的主要成分是铁。其表面镀有锌。 猜想3：螺帽的主要成分是铁，其表面镀有镁。 【实验一】甲组先探究铁、镁、锌三种金属的活动性顺序，并设计如下实验。 实验编号 稀硫酸的体积和浓度 金属（均取2g） 收集50mL氢气所需时间/s ① 10mL10%稀硫酸 铁片 ② 10mL10%稀硫酸 镁片 ③ 10mL_____稀硫酸 锌片 （1）实验前需将金属片进行打磨，其目的是 。 （2）实验③中加入稀硫酸的浓度应为 。 （3）写出铁与稀硫酸反应的化学方程式： 。 【观察并记录时间】 【得出结论】 （4）初步判断铁、镁、锌的金属活动性由强到弱的顺序是 。 【实验二】乙组用以下方案探究螺帽的金属成分。 （5）步骤1：取一个螺帽适当打磨，称量其质量为22.4g。 步骤2： 实验操作 预测现象 预测结论 将螺帽放入硫酸锌溶液中，10分钟后取出螺帽洗涤，在氮气流中烘干，称得质量为 若m 22.4g（选填“>”或“=”或“<”） 猜想1或2成立 若 22.4g（选填“>”或“=”或“<”） 猜想3成立 实验结论：由步骤2的实际实验现象得到猜想3不成立。 步骤3：将步骤2中烘干后的螺帽加入 （写化学式）溶液中，若观察到螺帽表面析出黑色固体，说明猜想2成立。 实验反思：步骤2中，烘干螺帽需要在氮气流中进行的原因是 。 题型04 金属与酸反应的图像问题 金属与酸反应的图像题的特点一般是以反应时间、酸的质量或金属的质量为横坐标，氢气的质量为纵坐标，以图像的形式体现二者的关系。解题的依据是金属的活动性，金属与酸、氢气的质量比。 1．氢气的质量—反应时间 反应物 等量金属＋足量酸 足量金属＋等量酸 图像 图像分析 反应速率 图像中倾斜线表示反应速率的快慢，倾斜线越陡，反应速率越快，金属的活动性越强 生成氢气质量 生成氢气的多少由金属的价量比(即金属的化合价和金属的相对原子质量的比)决定，价量比越大，生成的氢气越多 由于金属足量，生成氢气的质量由酸的量决定，酸的浓度相同、质量相等，则生成的氢气的质量相等 2.氢气的质量—酸或金属的质量 反应物 等量金属＋足量酸 足量金属＋等量酸 图像 图像分析 等质量的四种金属中，逐滴加入相同浓度的酸，如图所示，开始酸的量不足，生成氢气的质量相等(即图中第一个拐点之前)；继续滴加酸，至四种金属完全反应时，最终生成氢气的质量不相等，金属的价量比越大，生成的氢气越多 向等质量、等浓度的酸中加入足量的金属，如图所示，最终生成氢气的质量相等，但消耗金属的质量不相等，金属的价量比越大，消耗的金属越少 【典例4】“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”。小实同学学习了金属的化学性质后，将X和Y两种金属分别加入到等量等浓度的稀硫酸中，绘制了如图。根据图像得出以下结论，正确的有 ①相对原子质量可能X＞Y ②可能X是铁，Y是锌 ③无法比较X、Y的活动性 ④生成等量氢气时，消耗的硫酸质量一定相等 A．一个 B．两个 C．三个 D．四个 【变式4-1】下列图像分别与选项的操作相对应，其中可能合理的是 A．向等质量的铝粉和锌粉中分别加入足量的等浓度稀盐酸 B．一定质量的红磷在盛有空气的密闭容器内燃烧 C．向等质量的块状和粉末状大理石中分别加入足量的等浓度稀盐酸 D．一定质量的镁条在盛有氧气的密闭容器内燃烧 A．A B．B C．C D．D 【变式4-2】等质量的A、B、C三种金属跟足量的稀硫酸完全反应后都生成+2价的硫酸盐，生成氢气的质量(m)与反应时间(t)的关系如图所示，则下列说法中正确的是 A．三种金属的活动性是A>B>C B．三种金属的相对原子质量是A<B<C C．反应消耗硫酸的质量相同 D．反应速度最慢的是C，最快是A 【变式4-3】现有质量相等的甲、乙、丙三种金属，分别放入三份同体积、同浓度的足量稀硫酸中，生成氢气的质量与时间的关系如图所示（已知甲、乙、丙在生成物中均显+2价）。则下列说法错误的是 A．完全反应所需时间：丙＞甲＞乙 B．生成氢气的质量：甲＞乙＞丙 C．相对原子质量：乙＞丙＞甲 D．消耗硫酸的质量：甲＞乙＞丙 题型05 金属与盐溶液的反应 实验内容 实验现象 化学方程式 铁丝表面覆盖一层红色物质，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色 我国是湿法冶金的先驱。早在西汉时期，古籍《淮南万毕术》中就有记载：“曾青得铁则化为铜。” 【典例5】某兴趣小组为了验证金属能与金属化合物溶液发生反应，进行了如图1实验，回答下列问题。 (1)a试管中发生反应的化学方程式为 ，该反应属于 (填基本反应类型)。 (2)实验后把两试管中的物质全部倒入烧杯中(如图2)，待反应结束后过滤，向滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生，则： ①滤渣中一定含有的金属是 ，滤液中一定含有的溶质成分为 。 ②若滤渣中有三种金属，则滤渣中铁的质量 (填“＞”“＜”或“=”)加入的铁的质量。 【变式5-1】同学们课后走进实验室，处理含硫酸的硫酸铜废液并回收铜，实验过程如图所示（每一步反应都充分进行，忽略实验损耗）。下列说法错误的是 A．产生H2的质量为0.1 g B．滤液呈浅绿色 C．滤渣是Cu和Fe的混合物 D．滤液中FeSO4的质量为30.4 g 【变式5-2】银铜锌合金的耐腐蚀性能和较高的强度使得其在海洋工程和船舶制造中具有广泛应用。十七中学的化学兴趣小组同学为探究银、锌、铜的金属的活动性顺序，进行了如下实验： 实验活动一： 观察与讨论： (1)B中反应的化学方程式为： 。 (2)C中观察到：银白色固体表面冒出 ，固体减少，放热。 (3)根据以上实验 （填“能”或“不能”）验证银、锌、铜的金属的活动性顺序。 实验活动二：小实同学将试管A和试管B混合物过滤，将液体倒入一个烧杯D中，并向烧杯D中加入锌粉，并绘制图像（如图） (4)小琪同学结合图像和所学知识，得出试管A反应后的液体中含有水和 （填化学式）。 (5)反应过程中，烧杯中固体质量恰好与所加锌粉质量相等时的点在 （填序号）。 A．a~b之间    B．b~c之间    C．c~d之间 此时参加反应的两种阳离子的个数最简比为 。 (6)小强同学得出以下结论，正确的有________（填序号）。 A．b点溶液为无色 B．可以得出金属活动性：锌＞铜＞银 C．a点溶液中含有5种粒子 【变式5-3】向一定质量的某CuSO4和FeSO4的混合溶液中加入a g锌粉，充分反应后过滤，得滤液M和滤渣N；向滤渣N中加入稀盐酸，有气泡冒出。则下列有关分析判断中，正确的是 A．滤液M一定是无色溶液 B．滤液M中一定存在Zn2+、Fe2+ C．滤渣N中一定含有Fe和Cu D．滤渣N的质量一定小于a g 题型06 氢气的制取 药品 锌粒（Zn）和稀硫酸（H2SO4） 反应原理 Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑ 制取装置 收集方法 ①排水法(原因是难溶于水且不和水反) ②瓶口向下排空气法(原因是密度比空气小且不与空气成分反应) 操作步骤 ①检查气密性 ②装入锌粒 ③倒入稀硫酸 ④固定装置 ⑤收集 检验 点燃木条，伸入瓶内，木条上的火焰熄灭，瓶口火焰呈淡蓝色，则该气体是氢气。 验满(验纯) ①用拇指堵住集满氢气的试管口； ②靠近火焰,移开拇指点火，若“噗”的一声，氢气已纯；若有尖锐的爆鸣声，则氢气不纯。 【典例6】下图是实验室中常见气体制备、干燥、收集和进行实验探究的部分仪器（组装实验装置时，可重复选择仪器），化学小组的同学利用其进行下列化学实验． （1）以过氧化氢溶液为原料（二氧化锰作催化剂），在实验室中制备并收集干燥的氧气．按照要求设计实验装置，连接仪器，检查装置的气密性，然后进行实验． ①所选仪器的连接顺序为 （按从左到右的顺序填写仪器序号字母）． ②用上述方法制取氧气所发生反应的化学方程式为 ． ③下列关于氧气制取和性质的叙述中，不正确的是 （填选项序号之一）． A．实验室制取氧气时应先加入药品，再检查装置的气密性 B．此反应前后二氧化锰的质量和化学性质都不发生改变 C．氧气是一种化学性质比较活泼的气体 （2）用锌和稀硫酸为原料制取干燥的氢气，并用其测定某不纯氧化铁样品（杂质为铁粉）中的质量分数，所选仪器按“”的顺序连接（均为浓硫酸洗气瓶），检查装置的气密性，然后进行实验．（假设发生的化学反应充分进行：） ①写出锌与稀硫酸反应的化学方程式： ．反应过程中，溶液质量会逐渐 （填“变大”“变小”“不变”之一）．在点燃氢气前，一定要先检验氢气的 ,以免发生危险． ②通过测量反应前后的质量，计算出该样品中的质量分数．在该装置中，洗气瓶都吸收水分，其作用的不同之处是 ． ③通过测量反应前后仪器A中玻璃管内药品的质量，测算出该样品中的质量分数．反应前将氧化铁样品装入仪器A中的玻璃管内，充分反应后冷却，测得此时仪器A中玻璃管内药品的质量为．通过计算，该氧化铁样品中的质量分数为 （精确至0.1%），该氧化铁样品中铁元素与氧元素的质量比为 （填最简整数比）． 【变式6-1】兴趣小组用如图所示装置测定铜锌合金样品中锌的质量分数。实验测得铜锌合金中锌的质量分数偏小，对产生此现象的原因解释不合理的是 A．加入稀硫酸的量不足，锌未反应完 B．该装置的气密性不好 C．没有考虑所加入稀硫酸的体积 D．移出D中的导管内留存有水 【变式6-2】氢气是理想、清洁的高能燃料。实验室用锌和稀硫酸反应制取氢气。该反应中温度随时间的变化如图所示。 (1)写出实验室制取氢气的反应方程式 。 (2)根据图像分析，上述反应属于 反应（填“吸热”或“放热”）。 (3)甲烷、水蒸气重整是工业制取氢气的重要途径，通常在高温、高压，有催化剂的条件下进行，同时生成一种温室气体。写出该反应的化学方程式 。 (4)上述反应不用于实验室里制取氢气，说明理由 。 【变式6-3】科学探究与化学实验是化学学习的重要内容。 I．化学反应原理的探究 (1)实验室用锌粒和稀硫酸制取氢气的化学方程式为 。 (2)兴趣小组同学对氢气的实验制法中固体药品的选择进行了讨论。一致认为，不宜选用金属镁，其理由是 。 II．实验装置的探究（装置D中的⑤称为塞子，⑥称为旋塞） (3)标有序号①的仪器名称是 。 (4)实验室制取氢气时，可选择的发生装置有 （在A ~C中选择，填字母）。 (5)D装置的名称是启普发生器，是曾经用于制取气体的发生装置，其优点与C装置相同，此优点是 。使用D装置制取气体时，固体盛放的位置是 （填数字）。实验过程中，若要中止反应，应进行的操作是 。 III．对实验现象的探究与思考 (6)同学们对铁丝在氧气中的燃烧实验中火星四射的现象产生了兴趣，各自提出了不少看法。从物质组成的角度分析，你认为发生火星四射的原因是 （用化学方程式表示）。 (7)将一个新鲜鸡蛋放入水中，鸡蛋沉入水底。加入适量稀盐酸后，鸡蛋会出现不断上浮、下沉的现象。一天后，发现鸡蛋一直浮在液面，鸡蛋表面变软了。 【查阅资料】鸡蛋壳中的主要成分是碳酸钙。 ①你认为刚开始鸡蛋会上浮的原因是 。 ②最终鸡蛋会浮在液面的原因是 。 题型07 置换反应 概念：一种单质与一种化合物作用，生成另一种单质与另一种化合物的反应，称为置换反应。 通式：A+BC →AC+B。 【典例7】下列化学方程式符合题意且书写、基本反应类型正确的是 A．不能用铁制容器配制波尔多液：  置换反应 B．证明铜的活动性比银强：  置换反应 C．铝制品具有良好的抗腐蚀性：  化合反应 D．用赤铁矿炼铁：  置换反应 【变式7-1】下列应用、化学方程式以及基本反应类型均正确的是 A．实验室用锌粒和稀硫酸反应制氢气：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑    置换反应 B．铝制品具有很好的抗腐蚀性的原因：Al+O2=AlO2    化合反应 C．用酒精作燃料：C2H5OH+3O22CO2+3H2O    氧化反应 D．实验室制氧气：2H2O22H2↑+O2↑    分解反应 【变式7-2】 下列叙述、对应的化学方程式、所属基本反应类型都正确的是 A．验证铜和铝的活动性2Al+3CuSO4=3Cu+Al2(SO4)3    置换反应 B．用盐酸鉴定“黄金”Zn+2HCl=ZnCl2+H2    分解反应 C．高炉炼铁的主要反应2C+Fe3O43Fe+2CO2↑    置换反应 D．二氧化碳通入氢氧化钙溶液Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O    化合反应 【变式7-3】氨催化氧化是制硝酸的主要反应之一，该反应前后分子种类变化的微观示意图如图。下列说法正确的是 A．该反应为置换反应 B．两种生成物均为化合物 C．乙是由原子构成的 D．生成的丙与丁的分子个数比为1：1 题型08 合金及其应用 1.合金 概念 合金是指一种金属跟其他金属(或非金属)熔合形成的有金属特性的物质。 金属材料 包括纯金属和合金。 合金的特点 合金有许多优良的物理、化学或机械性能。合金的硬度一般比各成分金属大；多数合金的熔点低于组成它的成分金属。 合金之最 人类历史上使用最早的合金是青铜(铜、锡合金)，目前最常见、使用最广泛的合金是铁合金。 合金的性能 2．铁的两种合金——生铁和钢 区别 含碳量 其他元素 机械性能 机械加工 本质差异 生铁 2%~4. 3% Si、Mn、S、P (少量) 硬而脆，无韧性 可铸造，不能锻轧 含碳量不同 钢 0.03%~2% Si、Mn 等 硬度大、韧性好，有良好的延性和展性 可铸、可锻、可延压 含碳量不同 【典例8】三星堆最新考古发掘出青铜方尊、黄金面具等文物，向世界展现了灿烂的华夏文明。下列说法错误的是 A．青铜是一种合金 B．能将黄金敲打成面具说明金属有延展性 C．青铜的硬度比纯铜小 D．“真金不怕火炼”说明金的化学性质不活泼 【变式8-1】对物质的鉴别是化学学习的重要部分，下列实验设计不能达到实验目的的是 选项 需区分的物质 实验方案 A 生铁和钢 分别用磁铁吸引 B 黄金和黄铜 分别加稀硫酸，观察现象 C 焊锡和锡 加热，比较熔点 D 铁粉和锌粉 观察颜色 A．A B．B C．C D．D 【变式8-2】国产大飞机C919机壳采用先进的铝锂合金。已知锂(Li)的活动性比铝强，下列说法错误的是 A．铝锂合金属于金属材料 B．铝表面氧化铝膜可加速生锈 C．铝锂合金的硬度比铝强 D．锂与稀盐酸反应产生氢气 【变式8-3】2025年长春航空展不仅是航空航天技术的盛会，更是化学创新成果的盛大阅兵。下列有关金属材料的说法不正确的是 A．铜常用作导线，说明铜具有良好的导电性 B．“真金不怕火炼”说明金的熔点高 C．生铁和钢是含碳量不同的两种铁合金 D．钛和钛合金被广泛用于火箭、导弹、航天器等 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2节 金属的性质和应用 题型01 金属的物理性质 题型02 金属与氧气的反应 题型03 金属与酸的反应 题型04金属与酸反应的图像问题 题型05 金属与盐溶液的反应 题型06 氢气的制取 题型07 置换反应 题型08 合金及其应用 题型01 金属的物理性质 金属具有的物理性质 金属的应用 共性 导电性 制作导线 导热性 制作炊具 延展性 冲压成各种形状 有金属光泽 制作各种装饰品 特性 颜色：大多数金属呈 银白 色，铜呈 紫红 色，金呈 黄 色，铁粉呈 黑 色。 状态：常温下，大多数金属为固体，而 汞 为液体 【典例1】“金缕玉衣”所用金丝的最细处仅有0.08 mm，体现了我国古代工匠精湛的技艺。金能制成金丝是利用了其 A．密度大 B．熔点高 C．延展性好 D．导热性好 【答案】C 【解析】A、密度指单位体积的质量，制成金丝是形状变化，不依赖密度。因此，该选项不符合题意。 B、熔点高表示熔化需要高温，但制成金丝是通过机械拉伸，而非熔化铸造。因此，该选项不符合题意。 C、延展性是金属在受力时变形而不破裂的性质，包括被拉伸成细丝（延性）或锤打成薄片（展性）。题目中“制成金丝”直接对应此性质。因此，该选项符合题意。 D、导热性指传递热量的能力，金是良好热导体，但这与制成细丝的加工过程无关。因此，该选项不符合题意。 故选C。 【变式1-1】不属于金属物理性质的是 A．导电性 B．导热性 C．延展性 D．耐腐蚀性 【答案】D 【解析】A、金属通常具有良好的导电性，不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质，故选项不符合题意； B、金属通常具有良好的导热性，不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质，故选项不符合题意； C、金属通常具有良好的延展性，不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质，故选项不符合题意； D、耐腐蚀性指金属抵抗腐蚀（如生锈）的能力，需要通过化学变化才能表现出来，属于化学性质，故选项符合题意。 故选D。 【变式1-2】下表为某种金属的一些性质，据此分析，该金属不适宜做 熔点 密度 强度 导电性 导热性 抗腐蚀性 2500℃ 与钢相似 良好 良好 优异 A．保险丝 B．手术刀 C．航天材料 D．船舶外壳材料 【答案】A 【解析】A、保险丝用于电路保护，需在电流过大时迅速熔断以切断电路，因此要求材料具有低熔点（通常低于300℃）。该金属熔点高达2500℃，不易熔化，无法满足保险丝的功能需求。 B、手术刀需材料具有良好的抗腐蚀性（避免生锈和污染伤口）、足够的强度（保持锋利和耐用）。该金属抗腐蚀性优异，强度与钢相似（钢常用于手术器械），因此适宜。 C、航天材料需低密度（减轻重量）、高强度（承受高速和压力）、高熔点（耐高温，如大气层摩擦）和良好抗腐蚀性。该金属密度3 g/cm³（比铝的2.7 g/cm³略重，但比钢的7.8 g/cm³轻）、强度与钢相似、熔点2500℃耐高温、抗腐蚀性优异，综合性能满足航天要求。 D、船舶外壳需优异抗腐蚀性（抵抗海水腐蚀）和足够强度（承受风浪）。该金属抗腐蚀性优异，强度与钢相似（钢常用于船舶，但需防腐涂层；该金属抗腐蚀性更优），因此适宜。 故选A。 【变式1-3】有关物质的性质和用途对应关系正确的是 A．酒精有挥发性，可用于消毒杀菌 B．铁具有导电性，可用于制作铁锅烹饪 C．氧气能支持燃烧，可作为燃料 D．氦气密度小且化学性质稳定，可用于填充飞艇 【答案】D 【解析】A、酒精的挥发性是物理性质（易蒸发），但消毒杀菌主要依赖其化学性质：酒精能使细菌和病毒的蛋白质变性，从而杀死微生物。挥发性与消毒杀菌无直接关系（例如，酒精挥发后浓度降低，反而可能减弱消毒效果）。故A不符合题意； B、 铁的导电性是物理性质（能传导电流），但制作铁锅用于烹饪主要利用铁的导热性（能快速传递热量），使食物均匀受热。导电性与烹饪用途无关（如电线用铁导电，但铁锅不用于导电）。故B不符合题意 C、氧气能支持燃烧是化学性质（助燃性，帮助其他物质燃烧），但氧气本身不是燃料。燃料需具有可燃性（能被点燃并释放能量），而氧气不可燃（例如，氧气瓶用于助燃，但不能作为燃料使用）。故C不符合题意 D、氦气的密度小是物理性质（比空气轻，能提供浮力），化学性质稳定是化学性质（惰性气体，不易与其他物质反应）。这些性质直接决定了其用途：密度小使飞艇升空，化学性质稳定确保安全（避免像氢气那样易燃爆炸）。故D符合题意 故选D。 题型02 金属与氧气的反应 实验内容 实验现象 化学方程式 镁条在空气中点燃 剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出热量，生成白色固体，伴有白烟 铝片（或铝丝）在空气中加热 铝片受热后熔化但不滴落，表面变暗 铁片（铁丝）在氧气中点燃 剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体 铜片（或铜丝）在空气中加热 表面由紫红色变为黑色 【典例2】在各地出土的文物中，铁制文物很少有保存完好的，这与铁容易跟空气中一种比较活泼的气体反应有关。这种气体是 A．氮气 B．氧气 C．稀有气体 D．二氧化碳 【答案】B 【解析】A、氮气化学性质稳定，不易与其他物质反应。铁与氮气不发生反应，因此不是导致铁腐蚀的原因，不符合题意； B、氧气是一种活泼气体，能支持燃烧和氧化反应。铁在潮湿空气中与氧气反应生成铁锈，这是铁制品腐蚀的主要原因，符合题意； C、稀有气体学性质极不活泼，几乎不与任何物质反应。铁与稀有气体无反应，因此与文物腐蚀无关，不符合题意； D、二氧化碳虽能与水反应生成碳酸，但铁与二氧化碳的直接反应较弱，不是铁生锈的主要因素，不符合题意； 故选：B。 【变式2-1】某学习小组为了探究“铝的燃烧”进行了如图所示实验，将久置在空气中的银灰色铝片放置在酒精灯上加热，加热过程中观察到铝片表面鼓起的小泡逐渐聚集成较大的泡，熔化的液体在膜内向下移动，渐渐汇集流入下面的包裹膜内并被膜兜住不会滴落。 (1)关于以上实验，下列说法正确的是________（填字母）。 A．银灰色描述的是金属铝的物理性质 B．由实验可知铝的熔点比氧化铝低 C．实验证明包裹铝的膜和铝均能与氧气反应 (2)小李同学改进了实验，将铝片更换为铝粉，置于锡箔纸槽内并在酒精灯火焰上加热，观察到铝粉在空气中剧烈燃烧，发出炫目的白色火焰，并生成一种灰白色的固体，该反应的化学方程式为 ，小李同学改进实验的本质是 。 (3)铝因其具有良好的抗腐蚀性而被广泛应用于国防建设和生产生活中。请结合该实验，说明铝具有良好抗腐蚀性的原因： 。 【答案】(1)B (2) 增大反应物的接触面积 (3)铝的化学性质比较活泼，常温下，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 【解析】（1）A、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，故表面的银灰色固体是氧化铝，故银灰色描述的是氧化铝的物理性质，不符合题意； B、熔化后的铝被包裹膜兜住不会滴落，此膜为氧化铝薄膜，说明铝的熔点比氧化铝低，符合题意； C、金属铝被氧化铝薄膜包裹未接触到空气，所以本实验不能证明包裹铝的膜和铝均能与氧气反应，不符合题意。 故选B； （2）铝粉在空气中剧烈燃烧，发出炫目的白色火焰，并生成一种灰白色的固体氧化铝，该反应的化学方程式为：； 将铝片更换为铝粉，增大了反应物的接触面积，使反应更剧烈，反应现象更明显，故改进实验的本质是：增大反应物的接触面积； （3）铝具有良好抗腐蚀性的原因：铝的化学性质比较活泼，常温下，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。 【变式2-2】除去下列物质中的少量杂质，实验方案不能达到除杂目的的是 物质(括号内为杂质) 实验方案 A 氮气(氧气) 通过足量灼热铜网 B 氧化铜(木炭粉) 在空气中充分灼烧 C 铜粉(铁粉) 加入足量稀盐酸，过滤，洗涤，干燥 D 硫酸锌溶液(硫酸) 加入足量铁粉，过滤 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【解析】A、铜在加热时能与氧气反应生成氧化铜，而氮气化学性质稳定，不与铜反应，能除去杂质，且不引入新的杂质，符合除杂的原则，故选项能达到实验目的； B、木炭粉（主要成分是碳）在空气中灼烧会与氧气反应生成二氧化碳气体，能除去杂质，且不引入新的杂质，符合除杂的原则，故选项能达到实验目的； C、加入足量稀盐酸，盐酸与铁粉反应生成氯化亚铁和氢气，与铜粉不反应，过滤，洗涤，干燥，得到铜粉，故选项能达到实验目的； D、加入足量铁粉，铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，能除去杂质，但引入新的杂质硫酸亚铁，不符合除杂的原则，故选项不能达到实验目的。 故选D。 【变式2-3】为探究铜的化学性质，某同学借助氧气传感器在密闭装置中进行下图所示实验，观察实验现象并分析氧气含量随时间变化的曲线图。其中终点D（203，6.15%）表示时间为203秒时，装置中氧气含量为6.15%。结合图示判断下列说法错误的是 A．加热前的空气样品中氧气含量为20.99% B．拐点C至终点D所对应的时间范围内，装置内物质的总质量逐渐减少 C．铜在加热条件下能与氧气发生化学反应 D．通过曲线分析，铜与氧气的反应速率先快后慢 【答案】B 【解析】A、根据图示可知，加热前的空气样品中氧气含量为 ，说法正确； B、在密闭装置中进行实验，化学反应遵循质量守恒定律。拐点 C 至终点 D 所对应的时间范围内，铜与氧气发生反应生成氧化铜，但装置内物质的总质量不变，说法错误； C、加热过程中氧气含量减少，说明铜在加热条件下能与氧气发生化学反应，说法正确； D、由图可知，从C点开始，氧气含量迅速下降，说明铜与氧气的反应速率较快；随后，曲线变得较为平缓，说明反应速率变慢，说法正确； 故选B。 题型03 金属与酸的反应 有些金属能与稀盐酸、稀硫酸反应，该反应的条件：金属活动性顺序中氢之前的活泼金属。 金属 实验现象 化学方程式 镁 反应剧烈，有大量气泡产生 Mg + H2SO4 == MgSO4 + H2↑ Mg +2HCl == MgCl2+ H2↑ 铝 反应剧烈，有大量气泡产生 2Al +3H2SO4 == Al2（SO4）3 + 3H2↑ 2Al +6HCl == 2AlCl3+ 3H2↑ 锌 反应较剧烈，产生大量气泡 Zn + H2SO4 == Zn SO4 + H2↑ Zn +2HCl == Zn Cl2+ H2↑ 铁 反应缓慢，有气泡产生，溶液由无色逐渐变为浅绿色 Fe + H2SO4 == Fe SO4 + H2↑ Fe +2HCl == Fe Cl2+ H2↑ 【典例3】下列一步转化不能实现的是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】A、锌（Zn）是活泼金属，能与盐酸（HCl）发生置换反应：，该反应一步实现转化。结论：A能实现。 B、铁（）在置换反应中生成的化合物中所含有的铁元素的化合价通常表现为 + 2 价（生成亚铁盐）。铁与稀盐酸、稀硫酸或可溶性氯化物（如）反应时，只能生成氯化亚铁（），无法直接一步生成氯化铁（）。结论：B不能实现。 C、铜（Cu）虽不能与稀硝酸直接发生置换反应，但能能与硝酸银等可溶性硝酸盐反应：。结论：C能实现。 D、镁（Mg）是活泼金属，能与盐酸反应：，该反应一步实现转化。结论：D能实现。 故选B。 【变式3-1】下列应用和相应的原理(用化学方程式表示)都正确的是 A．用铁制容器盛装硫酸铜溶液 B．高炉炼铁原理 C．用稀硫酸洗去附着在试管壁的铜： D．不能用铁制品盛放盐酸： 【答案】B 【解析】A、铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，故不能用铁制容器盛装硫酸铜溶液，该反应的化学方程式为：，不符合题意； B、高炉炼铁的原理是一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，该反应的化学方程式为：，符合题意； C、在金属活动性顺序里，铜排在氢后，铜与稀硫酸不反应，不符合题意； D、不能用铁制品盛放盐酸，是因为铁能与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，该反应的化学方程式为：，错误是：生成物是氯化亚铁，不是氯化铁，不符合题意。 故选B。 【变式3-2】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。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．甲和乙都能和稀硫酸发生反应，且各方面条件相同时，甲比乙反应更快 C．将甲加入稀盐酸中，有气泡产生，溶液变为浅绿色 D．小明选择“数轴”的原点丙为H 【答案】C 【解析】根据金属活动性顺序“K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、H、Cu、Hg、Ag、Pt、Au”可知： A、丁是金，由于金的化学性质稳定，所以在自然界中主要以单质形式存在，说法正确； B、甲、乙分别是铝、铁，由金属活动性铝>铁>氢可知，铝、铁均位于氢之前，都能和稀硫酸反应，且各方面条件相同时，由于铝的金属活动性大于铁，故铝比铁反应更快，即甲比乙反应更快，说法正确； C、将甲（铝）加入稀盐酸中，铝与稀盐酸反应生成氯化铝和氢气，故有气泡产生，溶液仍为无色，说法错误； D、小明选择“数轴”的原点丙为H，说法正确。 故选：C。 【变式3-3】同学们学习金属的化学性质后，对某品牌螺帽（如图）的金属成分展开如下的探究（其它杂质不参与下述各步反应）。 【做出猜想】 猜想1：螺帽的主要成分是铁。 猜想2：螺帽的主要成分是铁。其表面镀有锌。 猜想3：螺帽的主要成分是铁，其表面镀有镁。 【实验一】甲组先探究铁、镁、锌三种金属的活动性顺序，并设计如下实验。 实验编号 稀硫酸的体积和浓度 金属（均取2g） 收集50mL氢气所需时间/s ① 10mL10%稀硫酸 铁片 ② 10mL10%稀硫酸 镁片 ③ 10mL_____稀硫酸 锌片 （1）实验前需将金属片进行打磨，其目的是 。 （2）实验③中加入稀硫酸的浓度应为 。 （3）写出铁与稀硫酸反应的化学方程式： 。 【观察并记录时间】 【得出结论】 （4）初步判断铁、镁、锌的金属活动性由强到弱的顺序是 。 【实验二】乙组用以下方案探究螺帽的金属成分。 （5）步骤1：取一个螺帽适当打磨，称量其质量为22.4g。 步骤2： 实验操作 预测现象 预测结论 将螺帽放入硫酸锌溶液中，10分钟后取出螺帽洗涤，在氮气流中烘干，称得质量为 若m 22.4g（选填“>”或“=”或“<”） 猜想1或2成立 若 22.4g（选填“>”或“=”或“<”） 猜想3成立 实验结论：由步骤2的实际实验现象得到猜想3不成立。 步骤3：将步骤2中烘干后的螺帽加入 （写化学式）溶液中，若观察到螺帽表面析出黑色固体，说明猜想2成立。 实验反思：步骤2中，烘干螺帽需要在氮气流中进行的原因是 。 【答案】 （1）除去金属表面的氧化物 （2）10% （3） （4）镁＞锌＞铁 （5） = ＞ FeSO4（合理即可） 防止镁、锌、铁在加热时被空气中的氧气氧化 【解析】 （1）实验前需将金属片进行打磨，其目的是：除去金属表面的氧化物，防止影响实验； （2）实验目的是探究铁、镁、锌三种金属的活动性顺序，根据控制变量法，金属的种类不同，其它因素相同，故加入稀硫酸的浓度应该相同，故实验③中加入稀硫酸的浓度应为：10%； （3）铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，该反应的化学方程式为：； （4）收集50mL氢气所需时间：t1>t3>t2，说明镁与稀硫酸反应速率最快，其次是锌，铁与稀硫酸反应速率最慢，则初步判断铁、镁、锌的金属活动性由强到弱的顺序是：镁＞锌＞铁； （5）步骤2：结论为：猜想1或2成立，则螺帽中含铁或铁、锌，将螺帽放入硫酸锌溶液中，10分钟后取出螺帽洗涤，在氮气流中烘干，称得质量为m，铁、锌均与硫酸锌不反应，故m=22.4g； 结论为：猜想3成立，则螺帽的主要成分是铁，其表面镀有镁，将螺帽放入硫酸锌溶液中，镁和硫酸锌反应生成硫酸镁和锌，即，24份质量的镁置换出65份质量的锌，固体质量增加，则10分钟后取出螺帽洗涤，在氮气流中烘干，称得质量为 m，m＞22.4g； 步骤3：由上述结论可知，猜想3不成立，则只需验证螺帽中是否含锌即可，锌能与硫酸亚铁反应生成硫酸锌和铁，故将步骤2中烘干后的螺帽加入FeSO4溶液中，若观察到螺帽表面析出黑色固体，说明猜想2成立； 实验反思：镁、锌、铁均能与空气中的氧气在加热的条件下反应，故步骤2中，烘干螺帽需要在氮气流中进行的原因是：防止镁、锌、铁在加热时被空气中的氧气氧化。 题型04 金属与酸反应的图像问题 金属与酸反应的图像题的特点一般是以反应时间、酸的质量或金属的质量为横坐标，氢气的质量为纵坐标，以图像的形式体现二者的关系。解题的依据是金属的活动性，金属与酸、氢气的质量比。 1．氢气的质量—反应时间 反应物 等量金属＋足量酸 足量金属＋等量酸 图像 图像分析 反应速率 图像中倾斜线表示反应速率的快慢，倾斜线越陡，反应速率越快，金属的活动性越强 生成氢气质量 生成氢气的多少由金属的价量比(即金属的化合价和金属的相对原子质量的比)决定，价量比越大，生成的氢气越多 由于金属足量，生成氢气的质量由酸的量决定，酸的浓度相同、质量相等，则生成的氢气的质量相等 2.氢气的质量—酸或金属的质量 反应物 等量金属＋足量酸 足量金属＋等量酸 图像 图像分析 等质量的四种金属中，逐滴加入相同浓度的酸，如图所示，开始酸的量不足，生成氢气的质量相等(即图中第一个拐点之前)；继续滴加酸，至四种金属完全反应时，最终生成氢气的质量不相等，金属的价量比越大，生成的氢气越多 向等质量、等浓度的酸中加入足量的金属，如图所示，最终生成氢气的质量相等，但消耗金属的质量不相等，金属的价量比越大，消耗的金属越少 【典例4】“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”。小实同学学习了金属的化学性质后，将X和Y两种金属分别加入到等量等浓度的稀硫酸中，绘制了如图。根据图像得出以下结论，正确的有 ①相对原子质量可能X＞Y ②可能X是铁，Y是锌 ③无法比较X、Y的活动性 ④生成等量氢气时，消耗的硫酸质量一定相等 A．一个 B．两个 C．三个 D．四个 【答案】D 【解析】①金属与酸反应生成氢气的质量公式为：。由图像可以看出氢气的质量，但题目中未说明金属化合价和金属质量是否相等，则相对原子质量可能，也可能。故该选项正确； ②图像中X生成的氢气对应的硫酸质量更多，氢气更多，若X是铁，Y是锌，符合“铁生成氢气多”的特点。故该选项正确； ③从图像中无法看到产生氢气的速率，所以无法比较X、Y的活动性。故该选项正确； ④根据质量守恒定律，产生的氢气中的氢元素全部来自于硫酸中的氢元素。即是生成等量氢气时，消耗的硫酸质量一定相等。故该选项正确； 故①②③④四个选项全部正确。 故选：D。 【变式4-1】下列图像分别与选项的操作相对应，其中可能合理的是 A．向等质量的铝粉和锌粉中分别加入足量的等浓度稀盐酸 B．一定质量的红磷在盛有空气的密闭容器内燃烧 C．向等质量的块状和粉末状大理石中分别加入足量的等浓度稀盐酸 D．一定质量的镁条在盛有氧气的密闭容器内燃烧 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【解析】A、向等质量的铝粉和锌粉中分别加入足量的等浓度稀盐酸，铝与盐酸反应生成氯化铝和氢气，锌与盐酸反应生成氯化锌和氢气，方程式及质量关系为：、，若消耗稀盐酸的质量相同，则生成氢气质量相同，故开始两斜线重合；由于酸足量，最终铝消耗的稀盐酸多，生成的氢气多，拐点高些，选项错误； B、红磷燃烧放出热量，气体受热膨胀，所以开始时压强增大，当反应停止后，集气瓶逐渐冷却，压强逐渐降低，由于氧气被消耗，所以最终压强小于初始值，选项错误； C、向等质量的块状和粉末状大理石中分别加入足量的等浓度稀盐酸，大理石的质量相等，反应最终生成二氧化碳的质量相等；反应物的接触面积越大，反应越剧烈，粉末状的大理石与稀盐酸反应的速率快，至完全反应所需时间短，选项错误； D、一定质量的镁条在盛有氧气的密闭容器内燃烧，镁与氧气在点燃条件下反应生成氧化镁，随着反应的进行固体的质量逐渐增加，至完全反应不再发生改变，选项正确； 故选D。 【变式4-2】等质量的A、B、C三种金属跟足量的稀硫酸完全反应后都生成+2价的硫酸盐，生成氢气的质量(m)与反应时间(t)的关系如图所示，则下列说法中正确的是 A．三种金属的活动性是A>B>C B．三种金属的相对原子质量是A<B<C C．反应消耗硫酸的质量相同 D．反应速度最慢的是C，最快是A 【答案】B 【解析】A、单位时间放出氢气越多，说明金属越活泼，所以三种金属的活泼性是A>C>B，选项错误； B、等质量的A、B、C三种金属与足量的稀硫酸反应后生成+2价的硫酸盐，生成盐的化合价相同，酸足量，则相对原子质量越大，生成氢气越少。所以三种金属的相对原子量是A<B<C，选项正确； C、消耗等量等浓度的稀硫酸，产生的氢气质量相同，因最终放出氢气的质量不相同，所以消耗硫酸的质量不相同。选项错误； D、从图中可知，开始相同时间内A放出氢气最多，B放出氢气最少，所以反应速度最快的是A，最慢的是B，选项错误； 故选B。 【变式4-3】现有质量相等的甲、乙、丙三种金属，分别放入三份同体积、同浓度的足量稀硫酸中，生成氢气的质量与时间的关系如图所示（已知甲、乙、丙在生成物中均显+2价）。则下列说法错误的是 A．完全反应所需时间：丙＞甲＞乙 B．生成氢气的质量：甲＞乙＞丙 C．相对原子质量：乙＞丙＞甲 D．消耗硫酸的质量：甲＞乙＞丙 【答案】C 【解析】A.从图像中反应速率（斜率）看，乙最快，甲次之，丙最慢，反应速率越快，完全反应所需时间越短，所以完全反应所需时间：丙＞甲＞乙，该说法正确，故不符合题意； B.由图像最高点纵坐标可知，最终生成氢气的质量：甲＞乙＞丙，该说法正确，故不符合题意； C.由价量比公式：可知， 已知甲、乙、丙在生成物中均显+2价，等质量的金属与足量稀硫酸反应，相对原子质量越小，生成氢气的质量越多，因为生成氢气的质量：甲＞乙＞丙，所以相对原子质量甲＜乙＜丙，即相对原子质量：丙＞乙＞甲，该说法错误，故符合题意； D.由化学方程式的意义可知，，，，由于甲、乙、丙在生成物中均显+2价，所以，化学方程式中H2SO4和H2前的化学计量系数都为1，即每消耗98g的硫酸，都会产生2g的氢气，即生成氢气质量相同时，消耗硫酸质量也相同，那么，生成氢气的质量越多，消耗硫酸的质量越多，因为生成氢气质量甲＞乙＞丙，所以消耗硫酸的质量：甲＞乙＞丙，该说法正确，故不符合题意； 故选C。 【点睛】该题为图像题，明确金属与酸反应的相关规律金属与酸反应时，金属活动性越强，反应速率越快，完全反应所需时间越短，当金属在生成物中化合价相同时，等质量的金属与足量酸反应，相对原子质量越小，生成氢气的质量越多；生成氢气的质量越多，消耗酸的质量也越多。 题型05 金属与盐溶液的反应 实验内容 实验现象 化学方程式 铁丝表面覆盖一层红色物质，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色 我国是湿法冶金的先驱。早在西汉时期，古籍《淮南万毕术》中就有记载：“曾青得铁则化为铜。” 【典例5】某兴趣小组为了验证金属能与金属化合物溶液发生反应，进行了如图1实验，回答下列问题。 (1)a试管中发生反应的化学方程式为 ，该反应属于 (填基本反应类型)。 (2)实验后把两试管中的物质全部倒入烧杯中(如图2)，待反应结束后过滤，向滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生，则： ①滤渣中一定含有的金属是 ，滤液中一定含有的溶质成分为 。 ②若滤渣中有三种金属，则滤渣中铁的质量 (填“＞”“＜”或“=”)加入的铁的质量。 【答案】(1) 置换反应 (2) Ag、Fe 硝酸锌 > 【解析】（1）在金属活动性顺序里，铁位于铜之前，铁能与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，化学方程式为：。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，属于置换反应。 （2）a试管中铁和硝酸银反应生成硝酸亚铁和银， b试管中锌和硝酸亚铁反应生成硝酸锌和铁； 根据金属活动性顺序Zn＞Fe＞H＞Ag；实验后把两试管中的物质全部倒入烧杯中，待反应结束后过滤，向滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生，说明滤渣中一定含有排在氢前的活泼金属，说明滤渣中一定含有铁、银，可能含有锌； 滤渣中一定含有的金属是铁、银，滤液中一定含有的溶质成分为硝酸锌； 若滤渣中有三种金属，说明滤渣中含有铁、锌、银，即锌过量，滤渣中铁的质量=a中铁粉的质量+b中硝酸亚铁中铁元素的质量，故滤渣中铁的质量＞加入的铁的质量。 【变式5-1】同学们课后走进实验室，处理含硫酸的硫酸铜废液并回收铜，实验过程如图所示（每一步反应都充分进行，忽略实验损耗）。下列说法错误的是 A．产生H2的质量为0.1 g B．滤液呈浅绿色 C．滤渣是Cu和Fe的混合物 D．滤液中FeSO4的质量为30.4 g 【答案】D 【解析】本题考查金属的化学性质、质量守恒定律、有关化学方程式的计算。实验中发生的反应为、，并且每一步反应都充分进行。 A、根据质量守恒定律，参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和，则产生H2的质量为，A正确，不符合题意； B、铁粉与硫酸、硫酸铜反应均能生成硫酸亚铁，硫酸亚铁溶液为浅绿色，B正确，不符合题意； C、根据化学方程式，代入产生氢气的质量，可以求出与硫酸发生反应的铁粉的质量为2.8 g，则剩余铁粉的质量为15 g-2.8 g=12.2 g 设与硫酸铜反应的铁粉的质量为x 由于12.2 g>11.2 g，则反应后铁粉有剩余，滤渣中含有Cu和Fe，C正确，不符合题意； D、滤液中FeSO4的质量等于铁粉分别与硫酸和硫酸铜反应生成的FeSO4的质量总和，根据铁元素守恒，可以求出滤液中FeSO4的质量为，D错误，符合题意。 故选D。 【变式5-2】银铜锌合金的耐腐蚀性能和较高的强度使得其在海洋工程和船舶制造中具有广泛应用。十七中学的化学兴趣小组同学为探究银、锌、铜的金属的活动性顺序，进行了如下实验： 实验活动一： 观察与讨论： (1)B中反应的化学方程式为： 。 (2)C中观察到：银白色固体表面冒出 ，固体减少，放热。 (3)根据以上实验 （填“能”或“不能”）验证银、锌、铜的金属的活动性顺序。 实验活动二：小实同学将试管A和试管B混合物过滤，将液体倒入一个烧杯D中，并向烧杯D中加入锌粉，并绘制图像（如图） (4)小琪同学结合图像和所学知识，得出试管A反应后的液体中含有水和 （填化学式）。 (5)反应过程中，烧杯中固体质量恰好与所加锌粉质量相等时的点在 （填序号）。 A．a~b之间    B．b~c之间    C．c~d之间 此时参加反应的两种阳离子的个数最简比为 。 (6)小强同学得出以下结论，正确的有________（填序号）。 A．b点溶液为无色 B．可以得出金属活动性：锌＞铜＞银 C．a点溶液中含有5种粒子 【答案】(1) (2)气泡 (3)不能 (4)AgNO3和Zn(NO3)2/Zn(NO3)2和AgNO3 (5) B 2：151/151：2 (6)BC 【解析】（1）B中发生的化学反应为锌与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，故该反应的化学方程式为：。 （2）C中发生的化学反应为锌与稀盐酸反应生成氯化锌和氢气。故填：气泡。 （3）A中锌能与硝酸银反应生成硝酸锌和银，证明锌比银活泼；B中锌能与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，证明锌比铜活泼；C中锌能与稀盐酸反应生成氯化锌和氢气，证明锌排在氢前面。但是上述三个实验没有探究铜和银的金属活动性强弱，不能验证锌、铜、银三种金属的活动性顺序，故填：不能。 （4）A中锌与硝酸银反应生成硝酸锌和银，B中锌与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，小实同学将试管A和试管B混合物过滤，将液体倒入一个烧杯D中，D中液体里一定含有硝酸锌，可能含有硝酸铜和硝酸银。 若D中含有硝酸铜和硝酸银，向烧杯D中加入锌粉，锌分别与硝酸铜、硝酸银发生反应时，金属的质量关系如下： 根据向烧杯D中加入锌粉后绘制的图像可知，开始溶液质量减少（ab段），即金属质量增加，应为锌与硝酸银反应。后来溶液质量增加（bc段），即金属质量减少，应为锌与硝酸铜反应。说明烧杯D中溶液中一定含有硝酸锌、硝酸铜和硝酸银。则A试管中反应后的液体中除水外一定含有硝酸锌和硝酸银。故填：AgNO3和Zn(NO3)2。 （5）根据质量守恒定律，反应前后物质的总质量不变，即：a点溶液的质量+加入锌粉的质量=反应后溶液的质量+生成固体质量，则反应过程中，烧杯中固体质量恰好与所加锌粉质量相等时的点应该在溶液质量和a点溶液质量相等时，即bc段。故选B。 实验活动二中，参加反应的两种阳离子分别为：银离子和铜离子。 根据两个化学反应方程式中金属的质量关系可知，65份质量的锌与硝酸银恰好完全反应，生成216份质量的银，金属质量增加151份质量。65份质量的锌与硝酸铜恰好完全反应，生成64份质量的铜，金属质量增加1份质量。则当烧杯中固体质量恰好与所加锌粉质量相等时，生成银和铜的质量比应为216：（64×151），对应的银离子和铜离子的个数比应为：=2：151。故填：2：151或151：2。 （6）A、b点锌与硝酸银恰好完全反应，溶液中还有硝酸铜，所以b点溶液应为蓝色。此选项错误。 B、根据图像，锌先与硝酸银反应，后与硝酸铜反应，可以得出金属活动性：锌＞铜＞银。此选项正确。 C、根据（4）可知。a点溶液中含有硝酸锌、硝酸铜和硝酸银和水，所以a点溶液中含有锌离子、铜离子、银离子、硝酸根离子和水分子五种粒子。此选项正确。 故选BC。 【变式5-3】向一定质量的某CuSO4和FeSO4的混合溶液中加入a g锌粉，充分反应后过滤，得滤液M和滤渣N；向滤渣N中加入稀盐酸，有气泡冒出。则下列有关分析判断中，正确的是 A．滤液M一定是无色溶液 B．滤液M中一定存在Zn2+、Fe2+ C．滤渣N中一定含有Fe和Cu D．滤渣N的质量一定小于a g 【答案】CD 【分析】由金属活动性Zn＞Fe＞Cu知，向一定质量的FeSO4和CuSO4的混合溶液中加入一定质量锌粉，锌先与CuSO4反应生成硫酸锌和铜，Zn+CuSO4═ZnSO4+Cu，CuSO4反应完，若还有锌粉，锌才能与FeSO4反应生成硫酸锌和铁，Zn+FeSO4═ZnSO4+Fe。充分反应后过滤，得滤液M和滤渣N；向滤渣N中加入稀盐酸，有气泡产生。因只有铁和锌才能和稀盐酸反应产生气泡，说明加入锌粉需与FeSO4反应置换出铁，根据金属活动性，要置换出铁，则需将CuSO4完全反应。因此，充分反应后是锌和CuSO4完全反应，锌和FeSO4的反应则需进行分析讨论。 【解析】A.充分反应后过滤，得滤液M和滤渣N；向滤渣N中加入稀盐酸，有气泡产生。因只有铁和锌才能和稀盐酸反应产生气泡，说明加入锌粉需与FeSO4反应置换出铁，根据金属活动性，要置换出铁，则需将CuSO4完全反应。因此滤液M中一定不含CuSO4，但可能存在锌粉只与部分FeSO4反应，那么就有可能存在FeSO4剩余的情况，因此滤液M有可能是浅绿色溶液。故A错误。 B.根据Zn+CuSO4═ZnSO4+Cu，Zn+FeSO4═ZnSO4+Fe，滤液M一定存在Zn2+，但可能存在锌粉与FeSO4恰好完全反应，则滤液M就不存在Fe2+，故B错误。 C.充分反应后过滤，得滤液M和滤渣N；向滤渣N中加入稀盐酸，有气泡产生。因只有铁和锌才能和稀盐酸反应产生气泡，说明加入锌粉需与FeSO4反应置换出铁，根据金属活动性，要置换出铁，则需将CuSO4完全反应，置换出铜。因此滤渣N中一定含有铜和铁。故C正确。 D.由Zn+CuSO4═ZnSO4+Cu、Zn+FeSO4═ZnSO4+Fe，65份质量的锌置换出64份质量的铜或56份质量的铁都会使固体的质量减小，则滤渣N的质量小于加入锌粉的质量，故D正确。 综上，故选CD。 题型06 氢气的制取 药品 锌粒（Zn）和稀硫酸（H2SO4） 反应原理 Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑ 制取装置 收集方法 ①排水法(原因是难溶于水且不和水反) ②瓶口向下排空气法(原因是密度比空气小且不与空气成分反应) 操作步骤 ①检查气密性 ②装入锌粒 ③倒入稀硫酸 ④固定装置 ⑤收集 检验 点燃木条，伸入瓶内，木条上的火焰熄灭，瓶口火焰呈淡蓝色，则该气体是氢气。 验满(验纯) ①用拇指堵住集满氢气的试管口； ②靠近火焰,移开拇指点火，若“噗”的一声，氢气已纯；若有尖锐的爆鸣声，则氢气不纯。 【典例6】下图是实验室中常见气体制备、干燥、收集和进行实验探究的部分仪器（组装实验装置时，可重复选择仪器），化学小组的同学利用其进行下列化学实验． （1）以过氧化氢溶液为原料（二氧化锰作催化剂），在实验室中制备并收集干燥的氧气．按照要求设计实验装置，连接仪器，检查装置的气密性，然后进行实验． ①所选仪器的连接顺序为 （按从左到右的顺序填写仪器序号字母）． ②用上述方法制取氧气所发生反应的化学方程式为 ． ③下列关于氧气制取和性质的叙述中，不正确的是 （填选项序号之一）． A．实验室制取氧气时应先加入药品，再检查装置的气密性 B．此反应前后二氧化锰的质量和化学性质都不发生改变 C．氧气是一种化学性质比较活泼的气体 （2）用锌和稀硫酸为原料制取干燥的氢气，并用其测定某不纯氧化铁样品（杂质为铁粉）中的质量分数，所选仪器按“”的顺序连接（均为浓硫酸洗气瓶），检查装置的气密性，然后进行实验．（假设发生的化学反应充分进行：） ①写出锌与稀硫酸反应的化学方程式： ．反应过程中，溶液质量会逐渐 （填“变大”“变小”“不变”之一）．在点燃氢气前，一定要先检验氢气的 ,以免发生危险． ②通过测量反应前后的质量，计算出该样品中的质量分数．在该装置中，洗气瓶都吸收水分，其作用的不同之处是 ． ③通过测量反应前后仪器A中玻璃管内药品的质量，测算出该样品中的质量分数．反应前将氧化铁样品装入仪器A中的玻璃管内，充分反应后冷却，测得此时仪器A中玻璃管内药品的质量为．通过计算，该氧化铁样品中的质量分数为 （精确至0.1%），该氧化铁样品中铁元素与氧元素的质量比为 （填最简整数比）． 【答案】 （1） BCE A （2） 变大 纯度 是干燥氢气，是测量生成的水的质量 66.7% 【解析】 （1）①实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，由于反应物的状态为固体和液体，反应条件不需要加热，发生装置应选B，欲得到干燥的氧气，应选择C作为装置，氧气密度比空气大，收集装置应选E，故所选仪器的连接顺序为BCE。 ②过氧化氢在二氧化锰的催化条件下分解生成水和氧气，该反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑。 ③A、实验室制取氧气时应先检查装置的气密性，再加入药品，故A选项说法不正确，符合题意； B、实验室用过氧化氢和二氧化锰制取氧气的反应中，二氧化锰作催化剂，催化剂能够改变化学反应的速率，其质量和化学性质保持不变，因此此反应前后二氧化锰的质量和化学性质都不发生改变，故B选项说法正确，不符合题意； C、氧气能跟很多物质，如碳、硫、红磷、铁、铜等物质发生反应，因此氧气的化学性质比较活泼，故C选项说法正确，不符合题意。 故选A。 （2）①锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气，该反应的化学方程式为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。反应前溶液中的溶质为H2SO4，反应后溶液中的溶质为ZnSO4，根据化学方程式可知，反应后生成的ZnSO4的质量大于反应前H2SO4的质量，故反应过程中，溶液质量会逐渐变大。氢气具有可燃性，当氢气和空气或氧气混合达到一定的浓度时点燃会发生爆炸的危险，故在点燃氢气前，一定要先检验氢气的纯度，以免发生危险。 ②通过测量反应前后C2的质量，计算出该样品中Fe2O3的质量分数．在该装置中，洗气瓶C1、C2都吸收水分，其作用的不同之处是C1是干燥氢气，防止氢气中的水分干扰实验结果，而C2是测量氢气和氧化铁反应生成水的质量，从而计算出样品中Fe2O3的质量分数。 ③氧化铁和氢气在高温条件下反应生成铁和水，则反应前后A中玻璃管内减少的质量为氧化铁中氧元素的质量，氧化铁中氧元素和氧化铁的质量比为16×3：（56×2+16×3）=40：160=1：4，设氧化铁的质量为x，则，解得x=8g，则样品中氧化铁的质量分数=×100%≈66.7%。该样品中含有氧化铁和铁粉，则A中反应后玻璃管内剩余物质的质量即为该样品中铁元素的质量，故该氧化铁样品中铁元素与氧元素的质量比为9.6g：（12g-9.6g）=9.6g：2.4g=4：1。 【变式6-1】兴趣小组用如图所示装置测定铜锌合金样品中锌的质量分数。实验测得铜锌合金中锌的质量分数偏小，对产生此现象的原因解释不合理的是 A．加入稀硫酸的量不足，锌未反应完 B．该装置的气密性不好 C．没有考虑所加入稀硫酸的体积 D．移出D中的导管内留存有水 【答案】C 【解析】A、所加稀硫酸的量不足，锌没有完全反应，得到气体的体积偏小，计算结果偏小，选项说法正确； B、装置气密性不好，导致气体逸出，收集到气体体积偏小，计算结果偏小，选项说法正确； C、加入稀硫酸占据了B试管中的一部分体积，使排出水的体积偏大，故没有考虑所加入稀硫酸的体积，会使计算结果偏大，选项说法错误； D、移出D中的导管内留存有水 ，说明排出的水分没有被全部收集，收集到气体体积偏小，使最终计算结果偏小，选项说法正确。 故选C。 【变式6-2】氢气是理想、清洁的高能燃料。实验室用锌和稀硫酸反应制取氢气。该反应中温度随时间的变化如图所示。 (1)写出实验室制取氢气的反应方程式 。 (2)根据图像分析，上述反应属于 反应（填“吸热”或“放热”）。 (3)甲烷、水蒸气重整是工业制取氢气的重要途径，通常在高温、高压，有催化剂的条件下进行，同时生成一种温室气体。写出该反应的化学方程式 。 (4)上述反应不用于实验室里制取氢气，说明理由 。 【答案】(1) (2)放热 (3) (4)设备复杂、操作不便、存在较大的安全隐患（合理即可) 【解析】（1）实验室通常用锌粒与稀硫酸反应制取氢气，锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，该反应的化学方程式为：； （2）由图可知，随着反应的进行，温度升高，故上述反应是放热反应； （3）甲烷和水蒸气在高温、高压和催化剂的作用下反应生成氢气和一种温室气体，根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，反应物中含C、H、O，生成物中含H，故生成物中还应含C、O，故生成的温室气体是二氧化碳，该反应的化学方程式为：； （4）该反应需在高温、高压、有催化剂的条件下进行，设备复杂、操作不便、存在较大的安全隐患，不适宜在实验室中实现，因此不用于实验室制取氢气。 【变式6-3】科学探究与化学实验是化学学习的重要内容。 I．化学反应原理的探究 (1)实验室用锌粒和稀硫酸制取氢气的化学方程式为 。 (2)兴趣小组同学对氢气的实验制法中固体药品的选择进行了讨论。一致认为，不宜选用金属镁，其理由是 。 II．实验装置的探究（装置D中的⑤称为塞子，⑥称为旋塞） (3)标有序号①的仪器名称是 。 (4)实验室制取氢气时，可选择的发生装置有 （在A ~C中选择，填字母）。 (5)D装置的名称是启普发生器，是曾经用于制取气体的发生装置，其优点与C装置相同，此优点是 。使用D装置制取气体时，固体盛放的位置是 （填数字）。实验过程中，若要中止反应，应进行的操作是 。 III．对实验现象的探究与思考 (6)同学们对铁丝在氧气中的燃烧实验中火星四射的现象产生了兴趣，各自提出了不少看法。从物质组成的角度分析，你认为发生火星四射的原因是 （用化学方程式表示）。 (7)将一个新鲜鸡蛋放入水中，鸡蛋沉入水底。加入适量稀盐酸后，鸡蛋会出现不断上浮、下沉的现象。一天后，发现鸡蛋一直浮在液面，鸡蛋表面变软了。 【查阅资料】鸡蛋壳中的主要成分是碳酸钙。 ①你认为刚开始鸡蛋会上浮的原因是 。 ②最终鸡蛋会浮在液面的原因是 。 【答案】(1) (2)镁与稀硫酸的反应速率太快，不利于氢气的收集 (3)分液漏斗 (4)BC (5) 可控制反应的发生与停止 ③ 关闭⑥旋塞 (6) (7) 生成的二氧化碳附在蛋壳表面，使鸡蛋所受的浮力大于重力，鸡蛋上浮 鸡蛋壳中的碳酸钙与稀盐酸反应被消耗，鸡蛋质量减小，密度减小，当鸡蛋密度小于液体密度时，鸡蛋所受浮力大于重力，从而使鸡蛋浮在液面 【解析】（1）锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，化学方程式为； （2）兴趣小组同学对氢气的实验制法中固体药品的选择进行了讨论，一致认为，不宜选用金属镁，其理由是镁与稀硫酸的反应速率太快，不利于氢气的收集； （3）仪器①的名称是分液漏斗； （4）实验室用锌粒和稀硫酸制取氢气，该反应中反应物为固体，反应条件为常温，应选择固液常温型发生装置，即装置B或C； （5）C装置能将固体药品放在多孔塑料片上，液体药品从长颈漏斗加入，关闭活塞，反应生成的气体增多，使得装置内压强增大，液体被压入长颈漏斗内，固液分离反应停止，打开活塞，气体导出，使得装置内压强减小，液体重新流入试管内，固液接触反应发生，故C装置的优点是可以控制反应的发生与停止；D装置的名称是启普发生器，其优点与C装置相同，则此优点是可以控制反应的发生与停止； 使用D装置制取气体时，固体盛放的位置是③； 实验过程中，若要中止反应，应进行的操作是关闭⑥旋塞，反应生成的气体增多，使得装置内压强增大，液体被压入②，从而使固体与液体分离，反应停止； （6）铁丝在氧气中燃烧时火星四射，从物质组成的角度分析，这是因为铁丝中通常含有少量的碳元素，碳在氧气中燃烧生成二氧化碳气体，二氧化碳气体在高温下迅速膨胀，推动周围熔化的铁液滴飞溅，从而产生火星四射的现象，用化学方程式表示为； （7）①鸡蛋壳中的主要成分是碳酸钙，碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，则刚开始鸡蛋会上浮的原因是：生成的二氧化碳附在蛋壳表面，使鸡蛋所受的浮力大于重力，鸡蛋上浮； ②最终鸡蛋会浮在液面的原因是：鸡蛋壳中的碳酸钙与稀盐酸反应被消耗，鸡蛋质量减小，密度减小，当鸡蛋密度小于液体密度时，鸡蛋所受浮力大于重力，从而使鸡蛋浮在液面。 题型07 置换反应 概念：一种单质与一种化合物作用，生成另一种单质与另一种化合物的反应，称为置换反应。 通式：A+BC →AC+B。 【典例7】下列化学方程式符合题意且书写、基本反应类型正确的是 A．不能用铁制容器配制波尔多液：  置换反应 B．证明铜的活动性比银强：  置换反应 C．铝制品具有良好的抗腐蚀性：  化合反应 D．用赤铁矿炼铁：  置换反应 【答案】C 【解析】A、铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，化学方程式应为，错误； B、氯化银难溶于水，铜不能与氯化银反应，错误； C、铝与氧气反应生成氧化铝，化学方程式为，且该反应由两种物质反应生成一种物质，是化合反应，正确； D、置换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，该反应的反应物是两种化合物，不属于置换反应，错误。 故选C。 【变式7-1】下列应用、化学方程式以及基本反应类型均正确的是 A．实验室用锌粒和稀硫酸反应制氢气：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑    置换反应 B．铝制品具有很好的抗腐蚀性的原因：Al+O2=AlO2    化合反应 C．用酒精作燃料：C2H5OH+3O22CO2+3H2O    氧化反应 D．实验室制氧气：2H2O22H2↑+O2↑    分解反应 【答案】A 【解析】A、实验室用锌粒和稀硫酸制氢气，化学方程式为，置换反应是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，该反应属于置换反应，A项均正确； B、铝制品抗腐蚀的原因是铝表面易与氧气反应形成致密氧化铝膜，阻止进一步腐蚀，化学方程式为，化合反应是两种及两种以上物质反应生成一种物质，该反应属于化合反应，B项化学方程式错误； C、用酒精作燃料，利用其可燃性，化学方程式为，但氧化反应不属于基本反应类型，C项反应类型错误； D、实验室制氧气可用过氧化氢在二氧化锰催化下分解，化学方程式为，分解反应是一种物质反应生成两种或两种以上物质，该反应属于分解反应，D项化学方程式错误。 故选A。 【变式7-2】 下列叙述、对应的化学方程式、所属基本反应类型都正确的是 A．验证铜和铝的活动性2Al+3CuSO4=3Cu+Al2(SO4)3    置换反应 B．用盐酸鉴定“黄金”Zn+2HCl=ZnCl2+H2    分解反应 C．高炉炼铁的主要反应2C+Fe3O43Fe+2CO2↑    置换反应 D．二氧化碳通入氢氧化钙溶液Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O    化合反应 【答案】A 【分析】置换反应：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。 分解反应：一种化合物分解成两种或多种较简单的物质。 化合反应：两种或多种物质反应生成一种物质。 【解析】A、铝能置换硫酸铜中的铜，能证明铝比铜活泼；化学方程式为：，反应类型为置换反应（单质铝与化合物硫酸铜反应，生成单质铜和化合物硫酸铝），选项正确； B、 真金（Au）不与盐酸反应，假黄金（如铜锌合金）会反应产生气泡；化学方程式：，原方程式氢气后缺少气体符号，该反应的反应类型应为置换反应（单质锌与化合物盐酸反应，生成化合物氯化锌和单质氢气），选项错误； C、 高炉炼铁实际主要反应是一氧化碳还原氧化铁，化学方程式为： ，选项错误； D、 将二氧化碳通入澄清石灰水中，二氧化碳与石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水（即澄清石灰水变浑浊），常用于检验二氧化碳；化学方程式：，该反应不符合多变一，不属于化合反应。选项错误； 故选A。 【变式7-3】氨催化氧化是制硝酸的主要反应之一，该反应前后分子种类变化的微观示意图如图。下列说法正确的是 A．该反应为置换反应 B．两种生成物均为化合物 C．乙是由原子构成的 D．生成的丙与丁的分子个数比为1：1 【答案】B 【解析】A、由微观示意图可知，该反应为氨气与氧气在一定条件下反应生成一氧化氮和水，不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，不属于置换反应，说法错误，不符合题意； B、由微观示意图可知，该反应的生成物为一氧化氮、水，一氧化氮、水均是由多种元素组成的纯净物，属于化合物，说法正确，符合题意； C、由微观示意图可知，乙为氧气，氧气由分子构成，说法错误，不符合题意； D、由微观示意图可知，甲为氨气、乙为氧气、丙为一氧化氮、丁为水，该反应为氨气与氧气在一定条件下反应生成一氧化氮和水，化学方程式为，则生成的丙与丁的分子个数比为，说法错误，不符合题意。 故选：B。 题型08 合金及其应用 1.合金 概念 合金是指一种金属跟其他金属(或非金属)熔合形成的有金属特性的物质。 金属材料 包括纯金属和合金。 合金的特点 合金有许多优良的物理、化学或机械性能。合金的硬度一般比各成分金属大；多数合金的熔点低于组成它的成分金属。 合金之最 人类历史上使用最早的合金是青铜(铜、锡合金)，目前最常见、使用最广泛的合金是铁合金。 合金的性能 2．铁的两种合金——生铁和钢 区别 含碳量 其他元素 机械性能 机械加工 本质差异 生铁 2%~4. 3% Si、Mn、S、P (少量) 硬而脆，无韧性 可铸造，不能锻轧 含碳量不同 钢 0.03%~2% Si、Mn 等 硬度大、韧性好，有良好的延性和展性 可铸、可锻、可延压 含碳量不同 【典例8】三星堆最新考古发掘出青铜方尊、黄金面具等文物，向世界展现了灿烂的华夏文明。下列说法错误的是 A．青铜是一种合金 B．能将黄金敲打成面具说明金属有延展性 C．青铜的硬度比纯铜小 D．“真金不怕火炼”说明金的化学性质不活泼 【答案】C 【解析】A、合金是由两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合而成的物质，具有金属特性。青铜是铜和锡等元素组成的合金，常用于古代文物。A正确。 B、延展性是指金属可以被锻打成薄片（展性）或拉成细丝（延性）的性质。黄金质地柔软，容易被敲打成薄片状的面具，这体现了金属的延展性。B正确。 C、合金通常比其成分金属的硬度更大，这是合金的重要特性。纯铜较软，而青铜是铜与锡的合金，加入锡后硬度显著提高。C错误。 D、“真金不怕火炼”指金在高温下不易与氧气反应或氧化，说明金的化学性质稳定、不活泼。D正确。 故选项C。 【变式8-1】对物质的鉴别是化学学习的重要部分，下列实验设计不能达到实验目的的是 选项 需区分的物质 实验方案 A 生铁和钢 分别用磁铁吸引 B 黄金和黄铜 分别加稀硫酸，观察现象 C 焊锡和锡 加热，比较熔点 D 铁粉和锌粉 观察颜色 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【解析】A：生铁和钢都含有铁，都能被磁铁吸引，因此“用磁铁吸引”的方法不能鉴别生铁和钢，该实验设计不能达到目的。 B：黄金（主要成分为Au）与稀硫酸不反应。黄铜是铜（Cu）锌（Zn）合金，其中的锌（Zn）能与稀硫酸反应产生气泡，因此加入稀硫酸可以鉴别，该实验设计能达到目的。 C：焊锡是锡的合金，合金的熔点比其组成金属（锡）低。加热时，焊锡先熔化，锡后熔化。因此“加热比较熔点”可鉴别，该实验设计能达到目的。 D：铁粉呈现黑色、锌粉呈现灰色，仅通过“观察颜色”可以鉴别，该实验设计能达到目的。 故选A 【变式8-2】国产大飞机C919机壳采用先进的铝锂合金。已知锂(Li)的活动性比铝强，下列说法错误的是 A．铝锂合金属于金属材料 B．铝表面氧化铝膜可加速生锈 C．铝锂合金的硬度比铝强 D．锂与稀盐酸反应产生氢气 【答案】B 【解析】A、 金属材料包括纯金属和合金。合金是由两种或多种金属（或金属与非金属）熔合而成的具有金属特性的材料。铝锂合金是铝和锂的合金，因此属于金属材料。该说法正确。 B、 铝在空气中易与氧气反应，表面形成一层致密的氧化铝（Al2O3）膜。这层膜能隔绝空气和水分，防止内部铝进一步被氧化（即防止腐蚀），起到保护作用，而不是加速生锈。因此，“加速生锈”的说法错误。 C、合金通常比其组成金属的硬度更大，因为合金中不同原子的大小和排列方式会阻碍晶体内部的滑动，从而增强硬度和强度。铝锂合金作为合金，其硬度应高于纯铝。该说法正确。 D、 锂的活动性比铝强，而铝在金属活动性顺序中位于氢之前，能与酸反应生成氢气。锂的活动性更强，因此也能与稀盐酸反应生成氢气和氯化锂。该说法正确。 故选B。 【变式8-3】2025年长春航空展不仅是航空航天技术的盛会，更是化学创新成果的盛大阅兵。下列有关金属材料的说法不正确的是 A．铜常用作导线，说明铜具有良好的导电性 B．“真金不怕火炼”说明金的熔点高 C．生铁和钢是含碳量不同的两种铁合金 D．钛和钛合金被广泛用于火箭、导弹、航天器等 【答案】B 【解析】A、铜具有良好的导电性，则能作导线，该选项说法正确； B、“真金不怕火炼”，是因为金在高温条件下也不和氧气反应，该选项说法不正确； C、生铁和钢为含碳量不同的两种铁合金，生铁的含碳量为2%~4.3%，钢的含碳量为0.03%~2%，该选项说法正确； D、钛和钛合金具有优良的性能，被广泛用于火箭、导弹、航天飞机和通信设备等，该选项说法正确。 故选B。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 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