内容正文:
专题05 金属与金属矿物
三年考情概览:解读近三年命题思路和内容要求,统计真题考查情况。
典型真题精析:代表性真题分类精讲并点评命题规律,设置仿照题目。
近年真题精选:分类精选近年真题,把握命题趋势。
易错易混速记:归纳串联解题必备知识,总结易错易混点。
中考模拟探源:精选适量最新模拟题,发掘中考命题之源。
命题解读
考向
近三年考查统计
金属材料、金属的冶炼、金属资源的保护是中考的常见考点,金属材料常以选择题或填空题的形式考查,金属的冶炼、金属资源的保护在实验题、探究题、流程题中考查较多,也经常是穿插综合题中进行考查。常见的命题点有:结合实际问题判断金属材料、合金的优点、金属生锈的条件、防止铁生锈的方法。金属的性质和金属活动性顺序是高频考点,常在选择题、实验题、科学探究题中进行考查。命题点有:金属的化学性质、金属活动性顺序的应用、设计实验探究金属的活动性顺序。
考向一 金属材料
2025·常州卷第21(2)题、23(1)题
2024·南京卷第8题
2024·苏州卷第1题
2023·无锡卷第2题
考向二 金属的性质、用途
2025·常州卷第18题
2025·无锡卷第16题
2025·宿迁卷第7题
2024·南京卷第19题
2023·徐州卷第5、7题
考向三 金属活动性顺序
2025·无锡卷第24题
2024·徐州卷第10题
2024·镇江卷第15题
2023·徐州卷第9题
考向四 金属的冶炼
2025·镇江卷第28(2)①题
2025·泰州卷第19题
2024·苏州卷第14题
2023·苏州卷第11题
考向五 金属资源的保护
2025·宿迁卷第6题
2025·无锡卷第26题
2025·淮安卷第14(7)题
2024·连云港卷第7题
2023·无锡卷第17题
考向一 金属材料
【典题1】(2025·江苏常州·中考真题)常州非遗“金坛蛋雕”(如图所示)制作过程包括清空蛋体、清洁风干、定标绘图、精细雕刻、清理装饰。请用以下相关制作用品的序号填空。
①清水②尼龙刷③石墨铅笔④合金刻刀
(1)属于合成材料的是 。
(2)属于金属材料的是 。
(3)用于定标绘图的是 。
(4)经常作为溶剂的是 。
◆一句话点评:金属材料包括纯金属和合金。
【仿照题】 (2025·江苏苏州·二模)下列历史文物主要由金属材料制成的是
A.宋代陶瓷 B.唐代丝绸 C.商周青铜器 D.清代玉器
【典题2】(2024·江苏常州·中考真题)高层建筑建造时常使用铝合金材料。下列说法正确的是
A.铝合金材料属于复合材料 B.铝土矿是主要含铝矿物之一
C.铝合金的硬度小于单质铝 D.铝材致密氧化膜要及时除去
◆一句话点评:金与组成它的纯金属相比,熔点低、硬度大、抗腐蚀性强。
【仿照题】(2025·江苏扬州·三模)下列叙述正确的是
A.黄铜片与铜片相互刻划,黄铜片上有划痕
B.将磁铁靠近生铁和钢,仅钢被吸引
C.纯铁比生铁的熔点更高
D.将生铁放入足量的稀盐酸中,固体完全溶解,溶液变成浅绿色
考向二 金属的性质、用途
【典题1】(2025·江苏镇江·中考真题)下列物质的用途主要与化学性质有关的是
A.用大理石作建筑材料 B.用武德合金制保险丝
C.用铁粉作食品脱氧剂 D.用活性炭除污水颜色
◆一句话点评:性质与用途的对应关系
【仿照题】(2025·江苏南京·二模)南京博物院的藏品“金缕玉衣”是我国重要的文物,所用的金丝最细处仅有0.08mm,金能制成金丝体现了金具有
A.导热性 B.延展性 C.导电性 D.金属光泽
【典题2】(2025·江苏常州·中考真题)如图所示进行对比实验(装置气密性良好),两侧均加入5g质量分数为7.3%的稀盐酸。下列说法正确的是
A.反应过程中右侧小试管内更剧烈
B.恢复至室温后左侧气球体积较大
C.反应过程中左侧红墨水上升更快
D.反应结束后两边金属均完全消失
◆一句话点评:金属的化学性质有:与氧气反应、与盐酸和稀硫酸反应、与其他金属的化合物溶液反应。
【仿照题】(2025·江苏扬州·二模)下列金属中表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气继续氧化的是
A.Cu B.Mg C.Fe D.Al
【典题3】(2025·江苏宿迁·中考真题)物质的鉴别、检验、分离和提纯是重要的实验技能。下列实验方案设计不正确的是
选项
实验目的
实验方案
A
鉴别黄铜(铜锌合金)和黄金
取样,分别加入稀盐酸
B
检验稀盐酸中是否含有硫酸
取样,加入氯化钡溶液
C
分离一氧化碳和二氧化碳
将混合气体通入氢氧化钠溶液
D
除去氧化铜中少量木炭粉
在空气中充分灼烧
A.A B.B C.C D.D
◆一句话点评:利用金属的化学性质进行物质的鉴别。
【仿照题】(2025·江苏南通·二模)我国古代将炉甘石(ZnCO3)、赤铜(Cu2O)和木炭混合加热至800℃,得到一种外形似金子的锌铜合金(俗称黄铜)。下列说法正确的是
A.ZnCO3属于酸 B.可用稀盐酸鉴别真假黄金
C.合金至少含两种金属元素 D.黄铜熔点比铜与锌的熔点都高
【典题4】(2024·江苏扬州·中考真题)在中燃烧生成和,其转化可表示为。在给定条件下,下列物质间的转化不能实现的是
A.稀盐酸 B.溶液
C. D.溶液溶液
◆一句话点评:利用金属的化学性质进行物质的转化
【仿照题】(2025·江苏镇江·二模)下列物质的转化在给定条件下能实现的是
A.CuSO4溶液Cu(OH)2 B.CuCuCl2
C.Mg(OH)2 MgCl2 D.FeFeCl3
考向三 金属活动性顺序
【典题1】(2024·江苏徐州·中考真题)人类开发利用金属的时间和金属的活动性有关。为探究金属的活动性强弱,用如图装置进行实验。下列说法不正确的是
A.实验前需要打磨金属片,除去表面的氧化膜
B.若向甲、乙试管加入稀盐酸,只有锌片表面能产生气泡
C.若向乙试管加入ZnSO4溶液,能得出锌的金属活动性比铜强
D.若向甲、乙试管加入AgNO3溶液,能得出三种金属的活动性:Zn>Cu>Ag
◆一句话点评:验证金属活动性顺序可选择金属与另一种金属的化合物溶液,能反应活泼性强,不能反应活泼性弱。
【仿照题】(2025·江苏苏州·一模)某金属可与稀盐酸发生如下反应,以下说法正确的是
A.可以判断的金属活动性比铜强 B.可以是金属铁或者金属铝
C.反应中产生气泡,溶液质量减小 D.该反应的基本类型为复分解反应
【典题2】(2024·江苏连云港·中考真题)一种以黄铜渣(含Zn、Cu、ZnO、CuO)为原料获取Cu和ZnSO4溶液的实验流程如下。下列说法正确的是
A.加入H2SO4生成H2的化学方程式为
B.根据流程可以判断Zn的金属活动性比Cu的强
C.判断加入的Zn如已过量的依据是溶液中有固体剩余
D.流程中涉及的化学反应类型均为置换反应
◆一句话点评:应用金属活动性顺序回收废旧金属。
【仿照题】(2025·江苏宿迁·三模)回收含铜废料(主要成分为Cu)中的铜,部分实验流程如图:回答下列问题:(注:灼烧后得到黑色固体和残留物,残留物不溶于水和稀硫酸。)
(1)“灼烧”的主要目的是 。
(2)“酸溶”反应的化学方程式为 ,基本反应类型为 。
(3)第二次过滤后滤液中的溶质为 (填化学式)。
考向四 金属的冶炼
【典题1】(2024·江苏苏州·中考真题)下列有关金属的说法正确的是
A.常温下,所有金属单质均是固体
B.工业炼铁可用一氧化碳将铁的氧化物还原成铁
C.铁的锈蚀只与空气中的氧气有关
D.废旧铁制用品应该直接填埋处理
◆一句话点评:考查工业炼铁的设备、原理、原料、各原料的作用、炉内发生的反应、产品。
【仿照题】(2025·江苏常州·三模)如图为铁的冶炼和铁制品循环利用的示意图,下列说法错误的是
A.废旧金属铁循环利用可节约资源,减少环境污染
B.生铁的熔点比纯铁高
C.生铁是由铁和碳等元素组成的合金
D.冶铁的主要原理是:在高温下用还原剂从铁矿石里把铁还原出来
【典题2】(2025·江苏宿迁·中考真题)某炼铁厂以焦炭、赤铁矿、空气等为主要原料炼铁,反应过程如下:
(1)写出方框中相应物质的化学式 。
(2)现有1600t含75%氧化铁的赤铁矿,理论上最多能炼出纯铁的质量是多少(利用化学方程式计算)?
◆一句话点评:金属冶炼计算中,代入化学方程式计算的只能是纯的铁的氧化物和纯铁的质量,铁矿石和生铁的质量不能直接代入。
【仿照题】(2024·江苏盐城·中考真题)2024年5月17日,中国一汽盐城分公司首款新能源汽车“奔腾小马”投产下线,顺利实现新能源汽车转型升级。
(1)汽车烤漆工艺既能助力汽车美观,更能防止车身生锈。其防锈原理是 。
(2)铜制导线及铜质电路主板将电池、行车电脑及汽车部分零部件连接成高度协调的运行系统,说明铜具有优良的 (填写物理性质)。
(3)新能源汽车常使用含磷酸亚铁锂()的锂电池为汽车提供动力,中显价,则Li元素的化合价为 价。
(4)生产汽车使用大量合金。下列对合金的认识正确的是______(选填字母序号)。
A.合金的强度一般比组成它们的纯金属更大
B.合金的熔点一般比组成它们的纯金属更低
C.合金的抗腐蚀性能一般比组成它们的纯金属更好
(5)生产汽车还需要使用大量的金属铁。若用1000t含氧化铁()的赤铁矿石,理论上可以炼出纯铁的质量为 (写出计算过程)。
考向五 金属资源的保护
【典题1】(2025·江苏宿迁·中考真题)下列实验设计不能达到实验目的的是
A.探究燃烧需要充足的氧气
B.探究影响物质溶解性的因素
C.验证质量守恒定律
D.探究铁生锈需要氧气
◆一句话点评:探究铁生锈的条件,需要控制水和氧气两个变量做对比实验。
【仿照题】(2025·江苏南通·一模)下列实验方案不能达到实验目的的是
A.区分棉线和羊毛:取样,灼烧,闻气味
B.探究铁生锈是否需要氧气参与:按图所示进行实验
C.除去粗盐中的难溶性杂质:溶解、过滤、蒸发
D.区分氧化铜和木炭两种粉末:取样,在空气中灼烧,观察固体是否减少
【典题2】(2024·江苏连云港·中考真题)下列实验方案能达到实验目的的是
选项
实验目的
实验方案
A
防止自行车链条生锈
在链条表面涂油
B
除去CO2中少量的CO
点燃
C
鉴别NH4Cl和(NH4)2SO4
取样,加Ca(OH)2固体研磨,闻气味
D
稀释浓硫酸
取水倒入浓硫酸中,并用玻璃棒不断搅拌
A.A B.B C.C D.D
◆一句话点评:防止铁生锈的原理是隔绝氧气隔绝水,方法有:保持表面洁净和干燥、覆盖保护膜、制成不锈钢。
【仿照题】(2025·江苏徐州·二模)从化学视角研究铁的锈蚀有重要意义。下列说法错误的是
A.铁锈是一种疏松多孔的混合物 B.正常雨水显中性不会加速铁生锈
C.喷漆、涂油是防锈的重要措施 D.稀盐酸、稀硫酸常用于金属除锈
【典题3】(2025·江苏无锡·中考真题)金属资源的循环利用可推动人类社会可持续发展。
I.铁的存在与冶炼
(1)FeCO3在自然环境中能发生变化,反应之一为:4FeCO3+O2=2R+4CO2,R的化学式为 。
(2)菱铁矿、磁铁矿和赤铁矿都可用于炼铁。写出高温条件下CO与磁铁矿炼铁反应的化学方程式: 。
II.铁的腐蚀与防护
铁在不同含水量、含氧量环境下会形成黄锈[Fe(OH)3]、红锈(Fe2O3·nH2O)、棕锈(Fe2O3)和黑锈(Fe3O4)等不同的锈。
(3)结合图和图信息,铁形成黄锈的环境条件是 。铁形成黄锈时,铁元素的化合价 (填“升高”或“降低”)。
(4)“烤蓝”的原理是在铁表面形成一层致密的四氧化三铁,其作用是 。
III.铁的再生与利用
由废铁(主要成分是Fe、Fe2O3)回收利用制铁红(Fe2O3)的过程如下:
(5)“酸浸”时加入过量的稀硫酸,X溶液中含有的金属阳离子有: 。“沉铁①“时将Fe2(SO4)3转化为Fe(OH)3,可使用的试剂是 。“还原“时向X溶液中加铁,铁的作用是:①将Fe2(SO4)3转变为FeSO4;② 。
(6)下列叙述正确的是 (填序号)。
a.铁在自然界中主要以化合物形式存在
b.铁系食品脱氧剂中的铁粉可吸收包装袋中的氧气和水
c.铁和铁的化合物在一定条件下的相互转化体现了物质的多样性
◆一句话点评:综合考查铁的冶炼和防护。
【仿照题】(2025·江苏无锡·一模)某校化学小组设计如图甲装置进行实验,用氧气传感器测定广口瓶中氧气的体积分数随时间的变化,所得数据如图乙所示。
已知:铁在潮湿空气中,易与氧气发生如下反应:
①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2②4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
下列有关描述错误的是
A.图甲中饱和食盐水的作用可能是加速铁与氧气的反应
B.Fe(OH)2在反应中作催化剂
C.图乙中t1的取值范围为t1<5
D.利用图甲可测定空气中O2的含量
考向一 金属材料
1.(2024·江苏苏州·中考真题)苏州是历史悠久的文化名城,古今建筑交相辉映。下列建筑材料属于金属材料的是
A.旧城墙的青砖 B.古城门的铜钉
C.火车站立柱的水泥 D.博物馆天窗的玻璃
2.(2024·江苏南京·中考真题)国产C919飞机使用了大量的铝合金,铝合金属于
A.金属材料 B.复合材料 C.合成材料 D.天然材料
考向二 金属的性质、用途
3.(2024·江苏镇江·中考真题)下列物质的用途主要与化学性质有关的是
A.用镁粉制作照明弹 B.用活性炭除冰箱异味
C.用铜制作电线电缆 D.用干冰进行人工降雨
4.(2024·江苏泰州·中考真题)下列实验设计不能达到目的的是
选项
实验设计
目的
A
取样,分别加熟石灰混合研磨,闻气味
区分KCl和NH4Cl固体
B
加过量稀硫酸充分反应后,过滤
除去Mg中混有的Cu
C
电解水,检验证明两极产生的气体
确定水的元素组成
D
取样,滴加过量稀盐酸,观察是否产生气泡
检验NaOH溶液中是否含有Na2CO3
A.A B.B C.C D.D
5.(2025·江苏镇江·中考真题)利用镍铜矿烧渣(含NiO和少量CuO)制备磁性材料的流程如下。
(1)溶液X应选用 填字母)。
a.稀 b.稀HCl c.稀
(2)“除铜”中分离操作用到的玻璃仪器有烧杯、 、玻璃棒等。
(3)“除铜”中实际消耗Ni粉的质量大于除铜理论用量的原因是 。
(4)“沉镍”时将溶液换为溶液也可获得,但副产物会增多,原因是 。
(5)已知:焙烧生成镍的氧化物和气体。
取23.8 g 控制不同温度焙烧,测得固体质量随温度变化如图所示。制备应控制适宜的温度为 (填“360”或“620”)℃左右,生成发生反应的化学方程式为 。
6.(2025·江苏镇江·中考真题)实验探究金属与溶液的反应。
实验一:进行如图1实验,铁丝表面出现红色固体且产生气泡,溶液的pH变化曲线如图2所示。
(1)生成红色固体的化学方程式为 。
(2)由pH变化曲线获得信息:
①反应过程中溶液酸性 (填“增强”或“减弱”)。
②铁与溶液中的 (填离子符号)反应生成了。
(3)抽出附有红色固体的铁丝,静置,液面处逐渐出现红褐色固体,溶液pH明显下降,用化学方程式解释原因 。
实验二:将光亮镁条插入溶液,镁条逐渐溶解,产生 (填现象),生成红色固体和蓝绿色沉淀。充分反应,过滤、洗涤,低温干燥得固体样品。
资料:①实验二中铜元素转化为、和(碱式硫酸铜)。
②68℃时,发生分解。不溶于水,能溶于酸,300℃左右分解生成铜的氧化物和气体。
(4)取10.36 g样品进行实验:
①控制温度68℃充分加热,将生成气体用足量浓硫酸吸收,测得浓硫酸增重0.72 g。样品中的质量为 g。
②加热至更高温度,固体完全变成黑色后称得质量为8.00 g。
(5)另取10.36 g样品,溶于足量稀盐酸,分离得1.28 g红色固体;再向剩余溶液中加入过量溶液,得4.66 g沉淀。该碱式硫酸铜的化学式为 。
考向三 金属活动性顺序
7.(2024·江苏徐州·中考真题)人类开发利用金属的时间和金属的活动性有关。为探究金属的活动性强弱,用如图装置进行实验。下列说法不正确的是
A.实验前需要打磨金属片,除去表面的氧化膜
B.若向甲、乙试管加入稀盐酸,只有锌片表面能产生气泡
C.若向乙试管加入ZnSO4溶液,能得出锌的金属活动性比铜强
D.若向甲、乙试管加入AgNO3溶液,能得出三种金属的活动性:Zn>Cu>Ag
8.(2025·江苏无锡·中考真题)利用图所示装置探究金属的活动性顺序。实验步骤如下:
步骤1:在试管①和②中分别加入等体积10%的稀盐酸,向两个直角导管中分别滴入等量红色水,标记水的高度;
步骤2:向试管①和②中分别投入均过量的镁条和锌粒各0.5g,同时套上小气球;
步骤3:红色水面上升高度稳定后,记录水面上升的高度见表3。
表3红色水面上升的高度
金属
红色水面上升的高度/cm
镁条
4.5
锌粒
1.2
(1)写出镁与稀盐酸反应的化学方程式: 。
(2)实验时,观察到试管①和②的管口处气球均变大,气球变大的原因是: 、 。
(3)反应结束后,冷却至室温。两侧气球体积相同,原因是 。
(4)实验结论:镁的金属活动性比锌强。该结论的依据是 。
考向四 金属的冶炼
9.(2024·江苏南京·中考真题)空气中氧气含量测定的经典赏析。
(1)《天工开物》中记述了金、铜、锌、铁等金属的开采和冶炼方法。其中关于铜的冶炼记述:“凡铜供世用,出山与出炉止有赤铜。以炉甘石或倭铅参和,转色为黄铜。”请写出炉甘石(ZnCO3)和木炭粉在高温下反应生成倭铅(锌的古称)和二氧化碳的化学方程式 。
(2)用废铜屑(含Cu、CuO、Fe2O3等)制备胆矾的流程如图:
①“溶解”时,铜发生的反应为:Cu+H2SO4+H2O2=CuSO4+2X,其中X为 。
②请写出用氧化铜调节pH的化学方程式 。
(3)《天工开物》另记述:“烧铁器淬于胆矾水中,即成铜色也”,其中蕴含的化学原理主要是铁与硫酸铜反应。若有80g硫酸铜参加反应,理论上最多生成铜的质量是多少?(利用化学方程式计算,写出完整计算过程。)
10.(2025·江苏泰州·中考真题)银是一种应用广泛的贵金属。
I.银的冶炼
(1)《天工开物》中有关于炼银的记载“以铅力熔化……向诸郡购铅佐炼”,炼银场景和铅、银的熔点如图1 所示。从合金性质角度分析,炼银时加铅可助熔的原因是 。
金属
熔点/℃
铅(Pb)
327.50
银(Ag)
960.15
Ⅱ.银的应用
(2)古人用银作为货币材料,考虑因素除了银不易锈蚀外,还有 等。在空气中,银锭很难和氧气反应,纳米银粉却较易和氧气反应,原因是 。
(3)在酸性环境中,纳米银粉能与水中微量的溶解氧(溶解于水的)反应,产生具有杀菌能力的;当溶解氧浓度过高时,产生难溶于水的,此时抗菌能力下降,主要原因是 。
(4)法庭科学中指纹被誉为“证据之首”。指纹显影法主要过程如图2所示。
【反应原理】步骤a:和指纹中残留的NaCl等氯化物反应生成AgCl。
步骤b:。
【注意事项】见光会逐渐分解,使用显影法时应注意曝光时间。
①步骤a中和NaCl反应的化学方程式为 。
②实验室溶液应保存在棕色试剂瓶中,目的是 。
Ⅲ.银的回收
(5)一种纽扣电池的正极材料含、石墨和Ag。
①电池放电时,将 能转化为电能。
②电池废弃后,设计方案从正极材料中回收Ag。补充完整回收方案:向正极材料中边搅拌边滴加稀,至固体不再溶解,静置,过滤,洗涤并合并滤液;向滤液中 ;静置,过滤,洗涤,干燥,得到纯净的Ag。(实验中可供选用的试剂:锌粉、铜粉、稀盐酸)
已知:i.Zn、Cu、Ag、均能与稀反应,分别生成、、。
ii.石墨不与稀反应。
考向五 金属资源的保护
11.(2025·江苏南通·中考真题)化学与人类的生产、生活密切相关。下列说法正确的是
A.水是一种重要的溶剂 B.植物油的主要成分是葡萄糖
C.人体缺钙易导致贫血 D.铁在干燥的空气中容易生锈
12.(2025·江苏苏州·中考真题)为验证活性炭或食盐能加快铁粉生锈速率,进行实验。下表是铁粉、水与不同质量活性炭、食盐均匀混合后,在10分钟内温度上升的实验记录
实验编号
活性炭质量/g
食盐质量/g
温度上升值/℃
1
0
0
0.1
2
0.2
0
22.0
3
0.1
3.1
4
0.2
0.1
56.3
下列说法正确的是x
A.铁的锈蚀不需要氧气参与
B.表中的值为0.2
C.欲得出结论“活性炭能加快铁粉生锈速率”可以对比实验1和2
D.对比实验1和4得出的结论是“食盐能加快铁粉生锈速率”
13.(2025·江苏镇江·中考真题)铁及其化合物在生产、生活中应用广泛。
一、铁的有关知识
(1)东汉“铁书刀”用于削除汉简上的错字。
①书刀表面铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O,铁生锈主要与空气中的 有关。
②生活中的废铁应放入标有 (填字母)的垃圾箱。
a.可回收物 b.有害垃圾 c.厨余垃圾 d.其他垃圾
(2)《梦溪笔谈》中记载“用柔铁屈盘之,乃以生铁陷其间,封泥炼之。锻令相入,谓之灌钢”。
①以赤铁矿为原料炼铁反应的化学方程式为 。
②柔铁和生铁经炼、锻得到钢,柔铁的含碳量比钢 (填“高”或“低”)。
(3)“纳米零价铁—H2O2体系”可除去工业烟气中的NO。将H2O2溶液和稀盐酸雾化后与烟气混合通入装有纳米零价铁的装置,发生反应:
①铁与稀盐酸反应,化学方程式为 。
②,NO脱除率随温度的变化如图2所示。当温度高于120℃后,NO脱除率下降的主要原因是 。
二、制备活性Fe2O3·H2O
用废铁(含Fe、Fe2O3和少量ZnO)制备活性Fe2O3·H2O的流程如下。
资料:“还原”反应为。
(4)废铁应研磨成粉末,目的是 。
(5)“酸溶”时,Fe2O3和稀H2SO4反应的化学方程式为 ;所加稀H2SO4可略低于理论消耗量,原因是 。
(6)“沉淀”时加入Fe2O3控制溶液的pH为3.2~6.2,参考下表数据说明:若溶液的pH为7.5,会导致 。
沉淀物
开始沉淀的pH
沉淀完全的pH
Fe(OH)3
1.5
3.2
Zn(OH)2
6.2
8.2
(7)“洗涤”时判断固体已洗净的方法是 。
三、活性Fe2O3·H2O脱硫
活性Fe2O3·H2O可脱除天然气中的H2S,原理如下:
(8)脱硫:Fe2O3·H2O将H2S吸入其孔隙进行反应,转化成Fe2S3·H2O。反应的化学方程式为 。
再生:通入O2使Fe2S3·H2O转化为Fe2O3·H2O和S。
(9)多次“再生”后,266.0gFe2S3·H2O与O2反应获得的Fe2O3·H2O可脱除的H2S比理论脱除量减少了5.1g。分析可能原因:
①再生不彻底:活性Fe2O3·H2O再生率()为 %。
②脱硫不完全:活性Fe2O3·H2O的脱硫效果变差,原因可能是 。
一、 金属材料
1.日常生活中接触到的金属制品大多数是合金,纯金属制品较少。
2.大多数金属是银白色,不是白色。铁粉黑色,铁片、铁块为银白色。
3.形成合金的过程是物理变化
4.制成合金的金属熔点应该接近,熔点相差太大的金属不容易形成合金。
5.合金的三个特点是合金和它的成分纯金属相比,而不能跟其他的金属比。
6. “百炼成钢”的原理:降低含碳量,使生铁中的碳与氧气反应生成二氧化碳气体而除去。
二、 金属的化学性质
1.铝比铁的化学性质活泼,却比铁更耐腐蚀的原因:铝表面形成一层致密的氧化物薄膜,阻止铝继续与氧气反应,而铁表面形成的铁锈却很疏松,能吸水,会加快铁的生锈。
2. “真金不怕火炼”说明金的化学性质很稳定,即使高温也不与氧气反应。
3.铁与稀盐酸和稀硫酸反应生成氯化亚铁和硫酸亚铁,铁化合价为+2价。
4.含有Fe2+的溶液为浅绿色,氯化亚铁和硫酸亚铁的溶液均为浅绿色。
5.金属与金属化合物反应时,金属化合物必须是溶液。
6.设计实验验证金属活动性顺序时,铁的化合物溶液只能选择+2价的铁的化合物的溶液,如氯化亚铁溶液、硫酸亚铁溶液、硝酸亚铁溶液。
7.“CO+金属氧化物→金属单质+CO2”不是置换反应,也不属于其他任何一种基本反应类型。
三、 金属资源的利用和保护
1.酸性环境、氯化钠溶液会加快铁锈蚀。
2.铁生锈是缓慢氧化,铁锈呈红棕色,其主要成分是Fe2O3•xH2O。
3.铝比铁活泼,却比铁耐腐蚀的原因:铝常温下与空气中氧气反应,表面生成一层致密的氧化铝薄膜。铁锈结构疏松,不能阻碍里面的铁继续氧化。
1.(2025·江苏苏州·一模)某新型无人机使用铝合金制作螺旋桨,铝合金属于
A.金属材料 B.天然材料 C.合成材料 D.复合材料
2.(2025·江苏盐城·三模)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A.铜具有导电性,可用于制作炊具 B.浓硫酸具有腐蚀性,可用作干燥剂
C.盐酸具有挥发性,可用于除铁锈 D.活性炭具有吸附性,可用于净化水
3.(2025·江苏南京·二模)下列关于金属材料的说法正确的是
A.生铁是铁和碳的化合物 B.用导电性最好的银取代铜作导线
C.在钢铁表面涂油可防止钢铁生锈 D.合金的硬度一般比其组成金属的小
4.(2025·江苏扬州·二模)铁是人类应用早、用量大的金属。下列有关铁及其化合物的说法正确的是
A.Fe粉可做保存食品的脱氧剂
B.丹霞地貌岩层因含 Fe3O4而呈红色
C.Fe 与 CuCl2溶液反应生成FeCl3和 Cu
D.工业炼铁的主要反应是C与Fe2O3的反应
5.(2025·江苏常州·一模)在给定条件下,下列物质间的转化能直接实现的是
A. B.
C. D.溶液
6.(2025·江苏镇江·二模)金属M与AgNO3 溶液发生反应的化学方程式为M+2AgNO3= M(NO3)2+2Ag,下列说法中不正确的是
A.M一定不是铝 B.M的金属活动性一定比H强
C.该反应是置换反应 D.若M为Fe,反应后溶液质量减少
7.(2025·江苏连云港·三模)下列可用于验证 Fe、Cu、Ag 三种金属的活动性顺序的一组药品是
A.Fe、Cu、H2SO4 溶液 B.Cu、Ag、FeSO4 溶液
C.Fe、Ag、CuSO4 溶液 D.Ag、FeSO4 溶液、CuSO4 溶液
8.(2025·江苏淮安·一模)下列实验方案能达到实验目的是
A.鉴别黄铜和黄金:在酒精灯火焰上充分加热
B.除去硝酸铜溶液中的硝酸银:加入足量的锌,过滤
C.分离Fe粉和粉末:溶解、过滤、洗涤并烘干,蒸发滤液
D.检验变质程度:取样,加适量溶液,过滤,滤液中滴加酚酞
9.(2025·江苏徐州·中考真题)铁与溶液接触,表面有红色固体析出,还有气泡产生。经测定溶液显酸性,且反应过程中溶液酸性先增强后略减弱。为探究酸性变化原因,用冷却后的沸水配制4%的溶液,与洁净的铁钉进行如下实验。下列分析不合理的是
实验1
实验2
实验3
酸性不变
酸性略减弱
酸性先增强后略减弱
A.红色固体为Cu,说明Fe的金属活动性比Cu强
B.溶液显酸性,推测铁钉表面气泡一定是氢气
C.实验2中加入植物油的作用是为了隔绝氧气
D.实验2、3对比证明,溶液酸性增强与、Fe有关
10.(2025·江苏南京·二模)工业上将赤铁矿石、焦炭和石灰石一起加入高炉中进行炼铁。下列有关炼铁的说法正确的是
A.赤铁矿石的主要成分为Fe3O4
B.石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅转变为炉渣
C.工业炼铁得到的是生铁,其含碳量比钢低
D.炼铁的原理是:在高温下,利用焦炭将铁从铁的氧化物中还原出来
11.(2025·江苏无锡·一模)将金属R的粉末放入硝酸铜溶液的烧杯中,充分反应后,溶液呈无色,继续向烧杯中加入一定量的硝酸银溶液,充分反应后过滤,得到滤渣和蓝色滤液。根据上述实验分析,下列说法正确的是
A.金属活动性强弱顺序:Cu>R>Ag B.滤渣中一定有铜
C.滤液中至少含有两种溶质 D.滤渣中可能有银
12.(2025·江苏苏州·二模)“氢冶金”技术有助于钢铁行业绿色化转型,其主要生产流程如下。下列说法不正确的是
A.“氢冶金”技术最大特点是节能环保
B.电解池中得到的氢气和氧气的体积比为1:2
C.氢气和铁矿石反应时有单质铁生成
D.和高炉炼铁相比,“氢冶金”获得铁水纯度高
13.(2025·江苏盐城·三模)中华传统文化、前沿科技、环境保护等领域蕴含着丰富的化学知识。
(1)传统文化
① 锡也是人类最早使用的金属之一。《天开开物》记载:“水锡其黑色愈经淘取”是指通过水淘洗获得固体锡矿石(主要成分为SnO2),则SnO2 (填“易”或“难”)溶于水.
② 炼锡过程的关键步骤是“点铅勾锡”,即加铅能使锡更熔化流出,说明锡合金的熔点比纯锡 (填“高”或“低”)。
③ 《周礼·考工记》中记载,古人将含碳酸钙的贝壳制成石灰乳,在草木灰(含K2CO3)的水溶液中加石灰乳,生成物能除去丝帛污渍。以上反应中不涉及的基本反应类型是 。
A.化合反应 B.分解反应 C.置换反应 D.复分解反应
(2)前沿科技。
① 半导体材料升级推动着智能芯片的革新。半导体材料历经硅、锗→砷化镓→氮化镓→氧化镓四代。第一代半导体以硅、锗代表,硅、错具有相似化学性质的原因可能是 。
② 第三代半导体材料氮化镓(GaN)的一种制备方法是利用金属镓(Ga)和氨气(NH3)在高温下发生置换反应,该反应的化学方程式为 。
(3)环境保护
① 硫酸厂排出的酸性废水中含有硫酸,下列物质适合用于处理该酸性废水的是 (填序号)。
A.CaO B.Ca(OH)2 C. CaCO3 D.NaCl
一种已经过初步处理的蚀刻废液中含有FeCl2和CuCl2。某化学兴趣小组为实现金属回收和保护环境,设计了以下实验流程。
② 操作I和Ⅱ都用到了玻璃棒,玻璃棒的作用是 ;加入过量铁粉发生反应的方程式是 ;加入适量稀盐酸的目的是 。
14.(2025·江苏扬州·三模)活性氧化锌在橡胶工业、陶瓷工业中有着重要的应用。以废氧化铜锌矿(主要成分为ZnO和CuO,其余成分不溶于硫酸)为原料制备活性氧化锌的流程如图1所示。
资料:Zn2(OH)2CO32ZnO + H2O + CO2↑
(1)酸浸。为加快酸浸时反应速率,可采取的具体措施有 (写一条即可)。
(2)除铜。“除铜”时发生反应的化学方程式为 (写一个即可)。滤渣中的金属有 (填化学式)。
(3)沉锌。加入NH4HCO3将Zn2+转化为碱式碳酸锌[Zn2(OH)2CO3]沉淀。一定条件下,浸出液pH和浸出温度对碱式碳酸锌产率的影响如图2所示。结合曲线分析,适宜条件为 。
(4)焙烧。取50g质量分数为89.6%的Zn2(OH)2CO3样品(杂质不含锌)高温得到活性氧化锌。计算分解得到ZnO的质量(写出计算过程)。
(5)设计实验证明新制氧化锌的反应活性大于普通氧化锌。补充完整实验方案:取等质量的新制氧化锌和普通氧化锌于烧杯中, ,以相同速度搅拌,记录 所需时间,进行比较。(可供选择的试剂有:10%稀硫酸、10%硫酸铜溶液)新制氧化锌测定时间较短的原因是 。
(6)反思。“沉锌”过程中,pH过大,碱式碳酸锌产率下降是因为生成了 (填化学式),温度过高碱式碳酸锌产率下降的原因是 (用化学方程式表示)。
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专题05 金属与金属矿物
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命题解读
考向
近三年考查统计
金属材料、金属的冶炼、金属资源的保护是中考的常见考点,金属材料常以选择题或填空题的形式考查,金属的冶炼、金属资源的保护在实验题、探究题、流程题中考查较多,也经常是穿插综合题中进行考查。常见的命题点有:结合实际问题判断金属材料、合金的优点、金属生锈的条件、防止铁生锈的方法。金属的性质和金属活动性顺序是高频考点,常在选择题、实验题、科学探究题中进行考查。命题点有:金属的化学性质、金属活动性顺序的应用、设计实验探究金属的活动性顺序。
考向一 金属材料
2025·常州卷第21(2)题、23(1)题
2024·南京卷第8题
2024·苏州卷第1题
2023·无锡卷第2题
考向二 金属的性质、用途
2025·常州卷第18题
2025·无锡卷第16题
2025·宿迁卷第7题
2024·南京卷第19题
2023·徐州卷第5、7题
考向三 金属活动性顺序
2025·无锡卷第24题
2024·徐州卷第10题
2024·镇江卷第15题
2023·徐州卷第9题
考向四 金属的冶炼
2025·镇江卷第28(2)①题
2025·泰州卷第19题
2024·苏州卷第14题
2023·苏州卷第11题
考向五 金属资源的保护
2025·宿迁卷第6题
2025·无锡卷第26题
2025·淮安卷第14(7)题
2024·连云港卷第7题
2023·无锡卷第17题
考向一 金属材料
【典题1】(2025·江苏常州·中考真题)常州非遗“金坛蛋雕”(如图所示)制作过程包括清空蛋体、清洁风干、定标绘图、精细雕刻、清理装饰。请用以下相关制作用品的序号填空。
①清水②尼龙刷③石墨铅笔④合金刻刀
(1)属于合成材料的是 。
(2)属于金属材料的是 。
(3)用于定标绘图的是 。
(4)经常作为溶剂的是 。
【答案】(1)②
(2)④
(3)③
(4)①
【详解】(1)合成材料包括塑料、合成纤维、合成橡胶。尼龙是合成纤维,属于合成材料,所以属于合成材料的是②尼龙刷。
(2)金属材料包括纯金属和合金。合金刻刀是合金,属于金属材料,所以属于金属材料的是④合金刻刀。
(3)石墨质地软,划过能留下痕迹,石墨铅笔可用于定标绘图,所以用于定标绘图的是③石墨铅笔。
(4)水是最常用的溶剂,能溶解很多种物质,所以经常作为溶剂的是①清水。
◆一句话点评:金属材料包括纯金属和合金。
【仿照题】 (2025·江苏苏州·二模)下列历史文物主要由金属材料制成的是
A.宋代陶瓷 B.唐代丝绸 C.商周青铜器 D.清代玉器
【答案】C
【详解】A、陶瓷属于无机非金属材料,不符合题意;
B、丝绸是天然有机高分子材料,不符合题意;
C、青铜是铜与锡的合金,属于金属材料,符合题意;
D、玉属于天然矿物(硅酸盐类),不属于金属材料,不符合题意。
故选C。
【典题2】(2024·江苏常州·中考真题)高层建筑建造时常使用铝合金材料。下列说法正确的是
A.铝合金材料属于复合材料 B.铝土矿是主要含铝矿物之一
C.铝合金的硬度小于单质铝 D.铝材致密氧化膜要及时除去
【答案】B
【详解】A、铝合金材料属于金属材料,故A错误;
B、铝土矿是主要含铝矿物之一,故B正确;
C、合金的硬度大于其组成纯金属的硬度,故铝合金的硬度大于单质铝,故C错误;
D、铝易与空气中氧气反应生成一层致密的氧化物薄膜而阻止进一步被氧化,其表面致密氧化膜对内部铝具有保护作用,故铝材致密氧化膜不能除去,故D错误。
故选B。
◆一句话点评:金与组成它的纯金属相比,熔点低、硬度大、抗腐蚀性强。
【仿照题】(2025·江苏扬州·三模)下列叙述正确的是
A.黄铜片与铜片相互刻划,黄铜片上有划痕
B.将磁铁靠近生铁和钢,仅钢被吸引
C.纯铁比生铁的熔点更高
D.将生铁放入足量的稀盐酸中,固体完全溶解,溶液变成浅绿色
【答案】C
【详解】A、 黄铜是铜和锌的合金,合金通常比纯金属更硬,因此,相互刻划时,较硬的黄铜片应在较软的铜片上留下划痕,而黄铜片本身不易被划伤,A错误;
B、 生铁和钢都是铁碳合金(生铁含碳量2%-4.3%,钢含碳量0.03%-2%),均含有铁元素,生铁和钢都应被磁铁吸引。铜是非铁磁性金属,不会被吸引,B错误;
C、纯铁,熔点较高(约1538°C),生铁是铁碳合金(合金熔点低于组成它的纯金属)。生铁的熔点较低(约1200°C左右),C正确;
D、 生铁主要含铁和碳(约2%-4.3%),铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,溶液呈浅绿色。但生铁中的碳不与酸反应,会以固体残渣形式残留,因此固体不会完全溶解,D错误。
故选C。
考向二 金属的性质、用途
【典题1】(2025·江苏镇江·中考真题)下列物质的用途主要与化学性质有关的是
A.用大理石作建筑材料 B.用武德合金制保险丝
C.用铁粉作食品脱氧剂 D.用活性炭除污水颜色
【答案】C
【详解】A、用大理石作建筑材料,主要利用了大理石的硬度大等性质,这些性质不需要通过化学变化就能表现出来,属于物理性质,不符合题意;
B、用武德合金制保险丝,是利用武德合金的熔点低的性质,熔点不需要通过化学变化就能表现出来,属于物理性质,不符合题意;
C、铁粉能与空气中的氧气发生化学反应,从而除去食品包装内的氧气,防止食品被氧化,该过程涉及化学变化,故用铁粉作食品脱氧剂,利用的是铁的化学性质,符合题意;
D、用活性炭除污水颜色,是利用了活性炭的吸附性,吸附性不需要通过化学变化就能表现出来,属于物理性质,不符合题意。
故选C。
◆一句话点评:性质与用途的对应关系
【仿照题】(2025·江苏南京·二模)南京博物院的藏品“金缕玉衣”是我国重要的文物,所用的金丝最细处仅有0.08mm,金能制成金丝体现了金具有
A.导热性 B.延展性 C.导电性 D.金属光泽
【答案】B
【详解】金能制成金丝体现了金具有延展性,与导热性、导电性、金属光泽无关,故选:B。
【典题2】(2025·江苏常州·中考真题)如图所示进行对比实验(装置气密性良好),两侧均加入5g质量分数为7.3%的稀盐酸。下列说法正确的是
A.反应过程中右侧小试管内更剧烈
B.恢复至室温后左侧气球体积较大
C.反应过程中左侧红墨水上升更快
D.反应结束后两边金属均完全消失
【答案】C
【详解】A、镁比铁活泼,故相同条件下,镁与稀盐酸反应速率更快,反应更剧烈,即反应过程中左侧小试管内更剧烈,不符合题意;
B、0.5g镁完全反应需要氯化氢的质量为:
0.5g铁完全反应需要氯化氢的质量为:
加入的5g质量分数为7.3%的稀盐酸中溶质质量为:,则反应后镁和铁均过量,稀盐酸完全反应,故最后两侧生成氢气的质量相同,则恢复至室温后两侧气球体积相同,不符合题意;
C、镁比铁活泼,故相同条件下,镁与稀盐酸反应速率更快,则左侧压强增大的快,则左侧红墨水上升更快,符合题意;
D、由B的分析可知,反应结束后,镁和铁均过量,故两侧金属均剩余,不符合题意。
故选C。
◆一句话点评:金属的化学性质有:与氧气反应、与盐酸和稀硫酸反应、与其他金属的化合物溶液反应。
【仿照题】(2025·江苏扬州·二模)下列金属中表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气继续氧化的是
A.Cu B.Mg C.Fe D.Al
【答案】D
【详解】A、铜在空气中氧化形成铜绿(主要成分为碱式碳酸铜),该氧化层疏松、易剥落,无法阻止氧气和水分进入,因此内层铜会继续氧化。故 A 错误。
B、镁在空气中氧化形成氧化镁(MgO),但该氧化层较薄且不稳定,容易破裂或剥落,无法有效保护内层。故 B 错误。
C、铁在空气中氧化形成铁锈(主要成分为氧化铁),铁锈疏松、多孔,会吸收水分并剥落,暴露新的铁表面,导致氧化持续进行。故 C 错误。
D、铝在空气中氧化形成氧化铝,该氧化层致密、坚硬且与铝基体紧密结合,能有效隔绝空气和水分,防止内层铝进一步氧化。故 D 正确。
故选D。
【典题3】(2025·江苏宿迁·中考真题)物质的鉴别、检验、分离和提纯是重要的实验技能。下列实验方案设计不正确的是
选项
实验目的
实验方案
A
鉴别黄铜(铜锌合金)和黄金
取样,分别加入稀盐酸
B
检验稀盐酸中是否含有硫酸
取样,加入氯化钡溶液
C
分离一氧化碳和二氧化碳
将混合气体通入氢氧化钠溶液
D
除去氧化铜中少量木炭粉
在空气中充分灼烧
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A、黄铜中锌能与稀盐酸反应产生气泡(),黄金不与稀盐酸反应,可鉴别,方案正确;
B、硫酸与氯化钡反应生成硫酸钡白色沉淀(),盐酸与氯化钡不反应,可检验,方案正确;
C、将混合气体通入氢氧化钠溶液,一氧化碳不反应,二氧化碳与氢氧化钠反应(),会导致二氧化碳转化为其它物质,方案错误;
D、木炭粉在空气中充分灼烧生成二氧化碳(),氧化铜不反应,可除去木炭粉,方案正确。
故选C。
◆一句话点评:利用金属的化学性质进行物质的鉴别。
【仿照题】(2025·江苏南通·二模)我国古代将炉甘石(ZnCO3)、赤铜(Cu2O)和木炭混合加热至800℃,得到一种外形似金子的锌铜合金(俗称黄铜)。下列说法正确的是
A.ZnCO3属于酸 B.可用稀盐酸鉴别真假黄金
C.合金至少含两种金属元素 D.黄铜熔点比铜与锌的熔点都高
【答案】B
【详解】A、是由金属离子与酸根离子构成的化合物,属于盐,说法错误,不符合题意;
B、假黄金是铜锌合金,假黄金中的锌能与稀盐酸反应生成氯化锌和氢气,有气泡产生,黄金与稀盐酸不反应,无明显现象,故可用稀盐酸鉴别真假黄金,说法正确,符合题意;
C、合金是金属与金属或非金属熔合而成具有金属特征的混合物,故合金至少含一种金属元素,说法错误,不符合题意;
D、一般情况下,合金的熔点比组成它的纯金属的熔点低,黄铜是铜锌合金,其熔点比铜、锌的熔点都低,说法错误,不符合题意。
故选:B。
【典题4】(2024·江苏扬州·中考真题)在中燃烧生成和,其转化可表示为。在给定条件下,下列物质间的转化不能实现的是
A.稀盐酸 B.溶液
C. D.溶液溶液
【答案】A
【详解】A、在金属活动性顺序里,铜排在氢后,铜和稀盐酸不反应,符合题意;
B、铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,不符合题意;
C、镁能与氧气在点燃的条件下反应生成氧化镁,不符合题意;
D、氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠和水,不符合题意。
故选A。
◆一句话点评:利用金属的化学性质进行物质的转化
【仿照题】(2025·江苏镇江·二模)下列物质的转化在给定条件下能实现的是
A.CuSO4溶液Cu(OH)2 B.CuCuCl2
C.Mg(OH)2 MgCl2 D.FeFeCl3
【答案】A
【详解】A、氧化钙能与水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙能与硫酸铜反应生成氢氧化铜和硫酸钙,符合题意;
B、金属与盐溶液反应时,盐溶液需要能溶于水,氯化银难溶于水,铜和氯化银不反应,不符合题意;
C、碱与盐反应时,碱和盐必须是可溶的,氢氧化镁难溶于水,氢氧化镁和氯化铜不反应,不符合题意;
D、铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,不是氯化铁,不符合题意。
故选A。
考向三 金属活动性顺序
【典题1】(2024·江苏徐州·中考真题)人类开发利用金属的时间和金属的活动性有关。为探究金属的活动性强弱,用如图装置进行实验。下列说法不正确的是
A.实验前需要打磨金属片,除去表面的氧化膜
B.若向甲、乙试管加入稀盐酸,只有锌片表面能产生气泡
C.若向乙试管加入ZnSO4溶液,能得出锌的金属活动性比铜强
D.若向甲、乙试管加入AgNO3溶液,能得出三种金属的活动性:Zn>Cu>Ag
【答案】D
【详解】A、实验前需要打磨金属片,是为了除去表面的氧化膜,从而防止氧化膜阻碍反应的进行,故选项说法正确;
B、由金属活动性:锌>氢>铜可知,若向甲、乙试管加入稀盐酸,只有锌片表面能产生气泡,故选项说法正确;
C、若向乙试管加入ZnSO4溶液,无明显现象,说明铜不与硫酸锌溶液反应,即铜的活动性比锌弱,锌的金属活动性比铜强,故选项说法正确;
D、由金属活动性锌>铜>银可知,若向甲、乙试管加入AgNO3溶液,锌和铜都能与硝酸银反应置换出银,能得出金属的活动性:Zn>Ag,Cu>Ag,但无法比较锌和铜的金属活动性,故选项说法错误;
故选:D。
◆一句话点评:验证金属活动性顺序可选择金属与另一种金属的化合物溶液,能反应活泼性强,不能反应活泼性弱。
【仿照题】(2025·江苏苏州·一模)某金属可与稀盐酸发生如下反应,以下说法正确的是
A.可以判断的金属活动性比铜强 B.可以是金属铁或者金属铝
C.反应中产生气泡,溶液质量减小 D.该反应的基本类型为复分解反应
【答案】A
【详解】A、金属M能与稀盐酸反应生成H₂,说明M的金属活动性在氢(H)之前。由于铜(Cu)位于氢之后,故M的活动性比铜强,故正确;
B、反应生成MCl₂,表明M的化合价为+2。铁(Fe)与盐酸反应生成FeCl₂(+2价),符合条件;但铝(Al)通常显+3价,反应生成AlCl₃,不符合MCl₂的形式,故错误;
C、反应中金属M溶解,同时生成H₂逸出。溶液质量变化取决于金属质量与H₂质量的差值。由于金属的相对原子质量大于2(H₂的相对分子质量),溶液质量应增加而非减小,故错误;
D、该反应是单质(M)与化合物(HCl)反应生成新单质(H₂)和化合物(MCl₂),属于置换反应,而非复分解反应,故正确。
故选A。
【典题2】(2024·江苏连云港·中考真题)一种以黄铜渣(含Zn、Cu、ZnO、CuO)为原料获取Cu和ZnSO4溶液的实验流程如下。下列说法正确的是
A.加入H2SO4生成H2的化学方程式为
B.根据流程可以判断Zn的金属活动性比Cu的强
C.判断加入的Zn如已过量的依据是溶液中有固体剩余
D.流程中涉及的化学反应类型均为置换反应
【答案】B
【分析】黄铜渣中的锌、氧化铜、氧化锌和硫酸均能反应,铜不与硫酸反应。锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气,氧化锌和硫酸反应生成硫酸锌和水,氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水。过滤后的滤液中有硫酸锌和硫酸铜。加入过量的锌,锌和硫酸铜反应生成硫酸锌,过滤的滤渣中有生成的铜和过量的锌。
【详解】A、根据分析,铜不和硫酸反应,和硫酸反应生成氢气的是锌,锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气。不符合题意;
B、活泼金属能将不活泼金属从其盐溶液中置换出来,通过加入锌能将铜置换出来可说明锌比铜活泼。锌能和稀硫酸反应生成氢气而铜不能,也可以说明活动性锌大于铜。符合题意;
C、因为锌和硫酸铜反应生成铜,不论锌是否过量溶液中都会有固体剩余。不符合题意;
D、置换反应是单质和化合物反应生成单质和化合物的反应。流程中氧化锌、氧化铜和硫酸的反应中反应物都是化合物,都不是置换反应,不符合题意;
故选B 。
◆一句话点评:应用金属活动性顺序回收废旧金属。
【仿照题】(2025·江苏宿迁·三模)回收含铜废料(主要成分为Cu)中的铜,部分实验流程如图:回答下列问题:(注:灼烧后得到黑色固体和残留物,残留物不溶于水和稀硫酸。)
(1)“灼烧”的主要目的是 。
(2)“酸溶”反应的化学方程式为 ,基本反应类型为 。
(3)第二次过滤后滤液中的溶质为 (填化学式)。
【答案】(1)将铜转化为氧化铜
(2) CuO+H2SO4=CuSO4+H2O 复分解反应
(3)FeSO4
【详解】(1)铜灼烧生成氧化铜,“灼烧”的主要目的是将铜转化为氧化铜;
(2)“酸溶”的原理是氧化铜能与稀硫酸反应生成硫酸铜和水,反应的化学方程式为:CuO+H2SO4=CuSO4+H2O,该反应是由两种化合物相互交换成分生成两种新物质的化合物,因此属于复分解反应;
(3)“酸溶”后溶液中的溶质为CuSO4(由CuO与H2SO4反应生成)和过量的H2SO4,加入稍过量铁屑进行“还原”时,发生反应Fe+CuSO4=FeSO4+Cu、Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑,因为铁屑过量,所以第二次过滤后滤液中的溶质为FeSO4。
考向四 金属的冶炼
【典题1】(2024·江苏苏州·中考真题)下列有关金属的说法正确的是
A.常温下,所有金属单质均是固体
B.工业炼铁可用一氧化碳将铁的氧化物还原成铁
C.铁的锈蚀只与空气中的氧气有关
D.废旧铁制用品应该直接填埋处理
【答案】B
【详解】A、金属并不都是固体,大多数金属单质在常温下呈固态,金属汞在常温下呈液态,说法错误,不符合题意;
B、工业炼铁可用一氧化碳将铁的氧化物还原成铁,说法正确,符合题意;
C、铁的锈蚀与空气中的氧气和水有关,说法错误,不符合题意;
D、废旧铁制品直接填埋处理会造成环境污染,应回收处理,说法错误,不符合题意。
故选:B。
◆一句话点评:考查工业炼铁的设备、原理、原料、各原料的作用、炉内发生的反应、产品。
【仿照题】(2025·江苏常州·三模)如图为铁的冶炼和铁制品循环利用的示意图,下列说法错误的是
A.废旧金属铁循环利用可节约资源,减少环境污染
B.生铁的熔点比纯铁高
C.生铁是由铁和碳等元素组成的合金
D.冶铁的主要原理是:在高温下用还原剂从铁矿石里把铁还原出来
【答案】B
【详解】A、废旧金属铁循环利用可节约资源,减少冶炼新金属产生的污染,正确。
B、合金熔点一般比其组分纯金属低,生铁是铁的合金,生铁熔点比纯铁低,错误。
C、生铁是铁和碳等元素组成的合金,正确。
D、冶铁主要原理是高温下用还原剂(如CO )从铁矿石中还原出铁,正确。
故选 B 。
【典题2】(2025·江苏宿迁·中考真题)某炼铁厂以焦炭、赤铁矿、空气等为主要原料炼铁,反应过程如下:
(1)写出方框中相应物质的化学式 。
(2)现有1600t含75%氧化铁的赤铁矿,理论上最多能炼出纯铁的质量是多少(利用化学方程式计算)?
【答案】(1)CO
(2)解:设理论上最多能炼出纯铁的质量为x。
解得:x=840t
答:理论上最多能炼出纯铁的质量为840t。
【详解】(1)二氧化碳与焦炭在高温条件下反应生成一氧化碳(CO),故填:CO;
(2)详见答案。
◆一句话点评:金属冶炼计算中,代入化学方程式计算的只能是纯的铁的氧化物和纯铁的质量,铁矿石和生铁的质量不能直接代入。
【仿照题】(2024·江苏盐城·中考真题)2024年5月17日,中国一汽盐城分公司首款新能源汽车“奔腾小马”投产下线,顺利实现新能源汽车转型升级。
(1)汽车烤漆工艺既能助力汽车美观,更能防止车身生锈。其防锈原理是 。
(2)铜制导线及铜质电路主板将电池、行车电脑及汽车部分零部件连接成高度协调的运行系统,说明铜具有优良的 (填写物理性质)。
(3)新能源汽车常使用含磷酸亚铁锂()的锂电池为汽车提供动力,中显价,则Li元素的化合价为 价。
(4)生产汽车使用大量合金。下列对合金的认识正确的是______(选填字母序号)。
A.合金的强度一般比组成它们的纯金属更大
B.合金的熔点一般比组成它们的纯金属更低
C.合金的抗腐蚀性能一般比组成它们的纯金属更好
(5)生产汽车还需要使用大量的金属铁。若用1000t含氧化铁()的赤铁矿石,理论上可以炼出纯铁的质量为 (写出计算过程)。
【答案】(1)隔绝氧气和水
(2)导电性
(3)+1
(4)ABC
(5)解:设产生铁的质量为x。
x=560t
答:可以炼出纯铁的质量为560t。
【详解】(1)铁在潮湿的空气中容易生锈,则烤漆的防锈原理是隔绝水和氧气;
(2)铜具有优良的导电性,则用于制作导线、铜质电路主板等;
(3)磷酸亚铁锂(LiFePO4)中磷酸根为-3价,铁元素化合价是+2,根据化合物中元素化合价代数和为零可知:x+(+2)+(-3)=0,x=+1,Li元素化合价是+1;
(4)A.合金的强度一般比组成它们的纯金属更大,正确;
B.合金的熔点一般比组成它们的纯金属更低,正确;
C.合金的抗腐蚀性能一般比组成它们的纯金属更好,正确;
故选:ABC。
(5)见答案
考向五 金属资源的保护
【典题1】(2025·江苏宿迁·中考真题)下列实验设计不能达到实验目的的是
A.探究燃烧需要充足的氧气
B.探究影响物质溶解性的因素
C.验证质量守恒定律
D.探究铁生锈需要氧气
【答案】A
【详解】A、观察,铜片上的白磷燃烧,红磷不燃烧,这是探究燃烧需要达到可燃物的着火点,而非充足的氧气,故选项不能达到实验目的;
B、溶剂种类不同,其他条件溶剂的体积与温度、溶质的种类与质量都相同,只有单一变量溶剂的种类,可探究溶剂种类对溶解性的影响,故选项能达到实验目的;
C、氢氧化钠与硫酸铜反应生成氢氧化铜和硫酸钠,反应前后物质的总质量不变,能够验证质量守恒定律,故选项能达到实验目的;
D、铁生锈需要和氧气、水接触。左侧试管内铁钉与氧气、水接触生锈,右侧试管内铁钉与水接触不与氧气接触不生锈,唯一变量氧气,可探究铁钉生锈需要氧气,故选项能达到实验目的;
故选:A。
◆一句话点评:探究铁生锈的条件,需要控制水和氧气两个变量做对比实验。
【仿照题】(2025·江苏南通·一模)下列实验方案不能达到实验目的的是
A.区分棉线和羊毛:取样,灼烧,闻气味
B.探究铁生锈是否需要氧气参与:按图所示进行实验
C.除去粗盐中的难溶性杂质:溶解、过滤、蒸发
D.区分氧化铜和木炭两种粉末:取样,在空气中灼烧,观察固体是否减少
【答案】B
【详解】A、羊毛的主要成分是蛋白质,燃烧时有烧焦羽毛的气味,棉花燃烧产生烧纸的气味,取样,灼烧,闻气味,鉴别羊毛和棉线,实验方法能达到目的,不符合题意;
B、左边试管中铁钉与水和氧气接触,生锈,右边试管中铁钉与氧气接触,不生锈,说明铁生锈需要水的参与,实验方法不能达到目的,符合题意;
C、粗盐的主要成分是氯化钠,粗盐提纯是通过溶解(把不溶物与食盐初步分离)、过滤(把不溶物彻底除去)、蒸发结晶(食盐从溶液中分离出来而得到食盐的过程),实验方法能达到实验目的,不符合题意。
D、取样,在空气中灼烧,木炭与氧气反应生成二氧化碳气体,黑色粉末减少,氧化铜不反应,黑色粉末不变,可以鉴别,实验方法能达到目的,不符合题意;
故选B。
【典题2】(2024·江苏连云港·中考真题)下列实验方案能达到实验目的的是
选项
实验目的
实验方案
A
防止自行车链条生锈
在链条表面涂油
B
除去CO2中少量的CO
点燃
C
鉴别NH4Cl和(NH4)2SO4
取样,加Ca(OH)2固体研磨,闻气味
D
稀释浓硫酸
取水倒入浓硫酸中,并用玻璃棒不断搅拌
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A、铁与水、氧气同时接触时容易生锈,防止铁生锈的原理是使铁与水或氧气隔绝;自行车的链条表面常涂油来防止生锈,故A能达到实验目的;
B、二氧化碳中混有少量的一氧化碳,不能点燃,这是因为当二氧化碳(不能燃烧且不支持燃烧)大量存在时,少量的一氧化碳是不会被点燃的,故B不能达到实验目的;
C、氯化铵和硫酸铵均属于铵态氮肥,与氢氧化钙混合研磨,均能反应产生有刺激性气味的氨气,现象相同,无法鉴别,故C不能达到实验目的;
D、稀释浓硫酸时,要把浓硫酸缓缓地沿器壁注入水中,同时用玻璃棒不断搅拌,以使热量及时地扩散,一定不能把水注入浓硫酸中,防止酸液飞溅,故D不能达到实验目的;
故选:A。
◆一句话点评:防止铁生锈的原理是隔绝氧气隔绝水,方法有:保持表面洁净和干燥、覆盖保护膜、制成不锈钢。
【仿照题】(2025·江苏徐州·二模)从化学视角研究铁的锈蚀有重要意义。下列说法错误的是
A.铁锈是一种疏松多孔的混合物 B.正常雨水显中性不会加速铁生锈
C.喷漆、涂油是防锈的重要措施 D.稀盐酸、稀硫酸常用于金属除锈
【答案】B
【详解】A、铁锈是一种疏松多孔的物质,并且它包含了多种成分,属于混合物,该说法正确,不符合题意;
B、空气中的二氧化碳与水反应生成显酸性的碳酸,正常雨水显酸性,酸性环境会加速铁生锈,该说法错误,符合题意;
C、喷漆、涂油可以隔绝氧气和水,从而防止铁生锈,是防锈的重要措施,该说法正确,不符合题意;
D、稀盐酸、稀硫酸能与铁锈(主要成分Fe2O3)发生反应生成氯化铁(或硫酸铁)和水,常用于金属除锈,该说法正确,不符合题意。
故选B。
【典题3】(2025·江苏无锡·中考真题)金属资源的循环利用可推动人类社会可持续发展。
I.铁的存在与冶炼
(1)FeCO3在自然环境中能发生变化,反应之一为:4FeCO3+O2=2R+4CO2,R的化学式为 。
(2)菱铁矿、磁铁矿和赤铁矿都可用于炼铁。写出高温条件下CO与磁铁矿炼铁反应的化学方程式: 。
II.铁的腐蚀与防护
铁在不同含水量、含氧量环境下会形成黄锈[Fe(OH)3]、红锈(Fe2O3·nH2O)、棕锈(Fe2O3)和黑锈(Fe3O4)等不同的锈。
(3)结合图和图信息,铁形成黄锈的环境条件是 。铁形成黄锈时,铁元素的化合价 (填“升高”或“降低”)。
(4)“烤蓝”的原理是在铁表面形成一层致密的四氧化三铁,其作用是 。
III.铁的再生与利用
由废铁(主要成分是Fe、Fe2O3)回收利用制铁红(Fe2O3)的过程如下:
(5)“酸浸”时加入过量的稀硫酸,X溶液中含有的金属阳离子有: 。“沉铁①“时将Fe2(SO4)3转化为Fe(OH)3,可使用的试剂是 。“还原“时向X溶液中加铁,铁的作用是:①将Fe2(SO4)3转变为FeSO4;② 。
(6)下列叙述正确的是 (填序号)。
a.铁在自然界中主要以化合物形式存在
b.铁系食品脱氧剂中的铁粉可吸收包装袋中的氧气和水
c.铁和铁的化合物在一定条件下的相互转化体现了物质的多样性
【答案】(1)Fe2O3
(2)
(3) 含水量高、含氧量高 升高
(4)隔绝氧气和水,防止铁生锈
(5) Fe2+、Fe3+ 氢氧化钠溶液(或可溶性碱溶液) 除去过量的稀硫酸(或消耗过量的H+)
(6)abc
【详解】(1)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:Fe原子有4个,C原子有4个,O原子有4×3+2=14个;反应后:C原子有4个,O原子有4×2=8个。那么2R中含有4个Fe原子和14—8=6个O原子,所以R的化学式为Fe2O3。
(2)磁铁矿主要成分是Fe3O4,在高温条件下,CO与Fe3O4反应生成铁和二氧化碳。化学方程式为:。
(3)观察左图(不同类型铁锈所处环境含水量%)和右图(不同铁锈所处环境含氧量%)对于黄锈Fe(OH)3,其对应的含水量是高(从左图中黄锈的含水量柱看,高含水量占比大),含氧量是高(从右图中黄锈的含氧量柱看,高含氧量占比大)。所以铁形成黄锈的环境条件是含水量高,含氧量高。
铁单质(Fe)中,铁元素化合价为0价;在Fe(OH)3中,根据化合物中各元素正负化合价代数和为0,设铁元素化合价为x,则x+(-1)×3=0,解x=+3价。所以铁形成黄锈时,铁元素的化合价升高。
(4)铁生锈是铁与空气中的氧气和水发生化学反应的过程。在铁表面形成一层致密的四氧化三铁(Fe3O4),这层致密的氧化膜可以隔绝氧气和水,阻止铁进一步与氧气、水接触发生锈蚀,从而起到防止铁生锈(或保护铁制品)的作用。
(5)废铁主要成分是Fe、Fe2O3,加入过量稀硫酸,发生反应:,产生Fe2+;,产生Fe3+。所以X溶液中含有的金属阳离子有Fe2+、Fe3+。
要将Fe2(SO4)3转化为Fe(OH)3,需要加入碱溶液,使Fe3+与OH—结合生成Fe(OH)3沉淀,常用的试剂可以是氢氧化钠溶液(或可溶性碱溶液),反应方程式为:。
X溶液中因为加入了过量稀硫酸,除了Fe2+、Fe3+,还有H+(来自过量的稀硫酸)。加入铁时,铁会与H+发生反应,所以铁的第二个作用是除去过量的稀硫酸(或消耗过量的H+)
(6)a、铁的化学性质比较活泼,在自然界中主要以化合物形式(如铁矿石中的Fe2O3、Fe3O4等)存在,a叙述正确。
b、铁粉食品脱氧剂中的铁粉能与包装袋中的氧气和水发生缓慢氧化,从而吸收氧气和水,起到脱氧、防潮的作用,b叙述正确。
c、铁可以通过不同反应转化为多种铁的化合物(如FeO、Fe2O3、Fe3O4、FeSO4、Fe(OH)3等),铁的化合物也可以在一定条件下相互转化或转化为铁单质,体现了物质的多样性,c叙述正确。
故选abc。
◆一句话点评:综合考查铁的冶炼和防护。
【仿照题】(2025·江苏无锡·一模)某校化学小组设计如图甲装置进行实验,用氧气传感器测定广口瓶中氧气的体积分数随时间的变化,所得数据如图乙所示。
已知:铁在潮湿空气中,易与氧气发生如下反应:
①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2②4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
下列有关描述错误的是
A.图甲中饱和食盐水的作用可能是加速铁与氧气的反应
B.Fe(OH)2在反应中作催化剂
C.图乙中t1的取值范围为t1<5
D.利用图甲可测定空气中O2的含量
【答案】B
【详解】A、铁生锈是铁与氧气和水共同作用的结果,则图甲中饱和食盐水的作用可能是加速铁与氧气的反应,说法正确,不符合题意;
B、已知铁在潮湿空气中,易与氧气发生如下反应:①;②,在反应①中为生成物,在反应②中为反应物,因此在反应中不是作催化剂,说法错误,符合题意;
C、图乙中0min时氧气体积分数为20%,t1时氧气体积分数为15%,10min时氧气体积分数为10%,开始时氧气的浓度较大反应速率较快,随着反应的进行氧气浓度减小,反应速率减慢,则t1的取值范围为t1<5,说法正确,不符合题意;
D、铁在潮湿空气中,易与氧气发生反应,生成氢氧化铁固体,使装置内压强差变化明显,可用于测定空气中的含量,说法正确,不符合题意。
故选:B。
考向一 金属材料
1.(2024·江苏苏州·中考真题)苏州是历史悠久的文化名城,古今建筑交相辉映。下列建筑材料属于金属材料的是
A.旧城墙的青砖 B.古城门的铜钉
C.火车站立柱的水泥 D.博物馆天窗的玻璃
【答案】B
【详解】A、青砖是用泥土烧制而成的,属于无机非金属材料,故选项错误;
B、铜钉属于金属材料,故选项正确;
C、水泥的主要成分是硅酸盐,属于无机非金属材料,故选项错误;
D、玻璃的主要成分是硅酸盐,属于无机非金属材料,故选项错误;
故选:B。
2.(2024·江苏南京·中考真题)国产C919飞机使用了大量的铝合金,铝合金属于
A.金属材料 B.复合材料 C.合成材料 D.天然材料
【答案】A
【详解】A、金属材料包括纯金属以及它们的合金,铝合金是铝与其他金属或非金属熔合而成的合金,属于金属材料,该选项正确;
B、复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料,通过物理或化学的方法,在宏观(微观)上组成具有新性能的材料,铝合金不属于复合材料,该选项错误;
C、合成材料是指通过化学合成方法制得的有机高分子材料,如塑料、合成纤维、合成橡胶等,铝合金不是合成材料,该选项错误;
D、天然材料是自然界原有的或经人工培植的植物上、人工饲养的动物上直接取得的材料,铝合金是人工制造的合金,不是天然材料,该选项错误。
故选A。
考向二 金属的性质、用途
3.(2024·江苏镇江·中考真题)下列物质的用途主要与化学性质有关的是
A.用镁粉制作照明弹 B.用活性炭除冰箱异味
C.用铜制作电线电缆 D.用干冰进行人工降雨
【答案】A
【详解】A、用镁粉制作照明弹,是因为镁燃烧发出耀眼白光,需要通过化学变化才能表现出来,利用的是其化学性质,符合题意;
B、用活性炭除冰箱异味,是因为活性炭结构疏松多孔,具有吸附性,吸附性不需要通过化学变化就能表现出来,属于物理性质,不符合题意;
C、用铜制作电线电缆,是因为铜具有良好的导电性,导电性不需要通过化学变化就能表现出来,属于物理性质,不符合题意;
D、用干冰进行人工降雨,是因为干冰升华吸热,能使周围温度降低,不需要通过化学变化就能表现出来,属于物理性质,不符合题意。
故选A。
4.(2024·江苏泰州·中考真题)下列实验设计不能达到目的的是
选项
实验设计
目的
A
取样,分别加熟石灰混合研磨,闻气味
区分KCl和NH4Cl固体
B
加过量稀硫酸充分反应后,过滤
除去Mg中混有的Cu
C
电解水,检验证明两极产生的气体
确定水的元素组成
D
取样,滴加过量稀盐酸,观察是否产生气泡
检验NaOH溶液中是否含有Na2CO3
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A、NH4Cl与熟石灰混合研磨会产生有刺激性气味的氨气,即,KCl与熟石灰不反应,可区分,能达到目的,不符合题意。
B、Mg能与稀硫酸反应(),Cu不与稀硫酸反应,加过量稀硫酸会将需要保留的Mg反应掉,不能达到除去Mg中混有Cu的目的,符合题意。
C、电解水生成氢气和氧气,氢气由氢元素组成,氧气由氧元素组成,可确定水由氢、氧元素组成,能达到目的,不符合题意。
D、Na2CO3与稀盐酸反应会产生二氧化碳气泡(),NaOH与稀盐酸反应无气泡(),滴加过量稀盐酸,可检验NaOH溶液中是否含Na2CO3,能达到目的,不符合题意。
故选B。
5.(2025·江苏镇江·中考真题)利用镍铜矿烧渣(含NiO和少量CuO)制备磁性材料的流程如下。
(1)溶液X应选用 填字母)。
a.稀 b.稀HCl c.稀
(2)“除铜”中分离操作用到的玻璃仪器有烧杯、 、玻璃棒等。
(3)“除铜”中实际消耗Ni粉的质量大于除铜理论用量的原因是 。
(4)“沉镍”时将溶液换为溶液也可获得,但副产物会增多,原因是 。
(5)已知:焙烧生成镍的氧化物和气体。
取23.8 g 控制不同温度焙烧,测得固体质量随温度变化如图所示。制备应控制适宜的温度为 (填“360”或“620”)℃左右,生成发生反应的化学方程式为 。
【答案】(1)a
(2)漏斗
(3)部分Ni粉与发生反应
(4)溶液的碱性更强,溶液中的浓度更大
(5) 360
【详解】(1)由流程图可知,烧渣经过量的X溶液“酸浸”后,用Ni粉除铜所得溶液为溶液,可知“酸浸”时加入的溶液X含,即溶液X是稀硫酸。
故选a;
(2)“除铜”操作是将固体铜与溶液进行分离的过程,因此该操作名称是过滤,需要用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒等,故填:漏斗;
(3)由于“酸浸”时加入的稀硫酸过量,因此“除铜”时加入的部分Ni粉与发生反应,即实际消耗Ni粉的质量大于除铜理论用量,故填:部分Ni粉与发生反应;
(4)由于溶液的碱性比溶液更强,溶液中的浓度更大,因此将溶液换为溶液时副产物会增多,故填:溶液的碱性更强,溶液中的浓度更大;
(5)在焙烧的过程中Ni元素质量不发生变化,则设23.8 g 完全转化为的质量为x,则
对照图示曲线可知,制备应控制适宜的温度为360℃;
由流程可知,焙烧生成过程中,反应物还有参与,根据质量守恒定律,化学反应前后元素的种类不变,反应物中含碳元素,生成物还应有生成,反应的化学方程式为;
故填:360;。
6.(2025·江苏镇江·中考真题)实验探究金属与溶液的反应。
实验一:进行如图1实验,铁丝表面出现红色固体且产生气泡,溶液的pH变化曲线如图2所示。
(1)生成红色固体的化学方程式为 。
(2)由pH变化曲线获得信息:
①反应过程中溶液酸性 (填“增强”或“减弱”)。
②铁与溶液中的 (填离子符号)反应生成了。
(3)抽出附有红色固体的铁丝,静置,液面处逐渐出现红褐色固体,溶液pH明显下降,用化学方程式解释原因 。
实验二:将光亮镁条插入溶液,镁条逐渐溶解,产生 (填现象),生成红色固体和蓝绿色沉淀。充分反应,过滤、洗涤,低温干燥得固体样品。
资料:①实验二中铜元素转化为、和(碱式硫酸铜)。
②68℃时,发生分解。不溶于水,能溶于酸,300℃左右分解生成铜的氧化物和气体。
(4)取10.36 g样品进行实验:
①控制温度68℃充分加热,将生成气体用足量浓硫酸吸收,测得浓硫酸增重0.72 g。样品中的质量为 g。
②加热至更高温度,固体完全变成黑色后称得质量为8.00 g。
(5)另取10.36 g样品,溶于足量稀盐酸,分离得1.28 g红色固体;再向剩余溶液中加入过量溶液,得4.66 g沉淀。该碱式硫酸铜的化学式为 。
【答案】(1)
(2) 减弱
(3) 大量气泡
(4)3.92
(5)
【详解】(1)铁的金属活动性比铜强,因此将光亮的铁丝浸入溶液中时,Fe与溶液发生置换反应生成和Cu,因此可观察到铁丝表面生成红色固体,该反应的化学方程式为:。故填:。
(2)①由图2可以看出,随着反应的进行,溶液的pH逐渐增大,说明反应过程中溶液的酸性减弱。故填:减弱。
②由于溶液显酸性,因此其中含有的与铁丝发生反应生成氢气,所以可观察到铁丝表面产生气泡。故填:。
(3)铁与硫酸铜溶液反应后有硫酸亚铁生成,而硫酸亚铁在液面处接触空气中的氧气后被氧化生成氢氧化铁红褐色沉淀,发生反应的化学方程式为。故填:。
实验二:镁的金属活动性比铜强,且硫酸铜溶液呈酸性,因此将光亮的镁条插入硫酸铜溶液中时,可观察到镁条逐渐溶解,产生大量气泡,同时生成红色固体和蓝绿色沉淀。故填:大量气泡。
(4)①68℃时氢氧化铜发生分解生成氧化铜和水;浓硫酸具有吸水性,因此浓硫酸增重的质量即为氢氧化铜分解生成水的质量。设样品中氢氧化铜的质量为x,则:
解得:
故填:3.92。
(5)样品在高温下最终变成8.00 g黑色固体氧化铜,则样品中铜元素的总质量为:。
样品中加足量稀盐酸后,稀盐酸与氢氧化铜、碱式硫酸铜反应并使其溶解,最终分离出的1.28 g红色固体为样品中的铜单质,则碱式硫酸铜中铜元素的质量为:6.4 g-2.56 g-1.28 g=2.56 g;碱式硫酸铜与稀盐酸反应后的溶液与过量氯化钡溶液反应生成硫酸钡沉淀4.66 g,由此可计算碱式硫酸铜中硫酸根离子的质量,设碱式硫酸铜中硫酸根离子的质量为y,根据硫酸根的质量守恒,则:
解得:
10.36 g样品中碱式硫酸铜的质量为:10.36 g-1.28 g-3.92 g=5.16 g,碱式硫酸铜中的质量为:5.16 g-2.56 g-1.92 g=0.68 g,所以碱式硫酸铜中。由此可知,碱式硫酸铜的化学式。故填:。
考向三 金属活动性顺序
7.(2024·江苏徐州·中考真题)人类开发利用金属的时间和金属的活动性有关。为探究金属的活动性强弱,用如图装置进行实验。下列说法不正确的是
A.实验前需要打磨金属片,除去表面的氧化膜
B.若向甲、乙试管加入稀盐酸,只有锌片表面能产生气泡
C.若向乙试管加入ZnSO4溶液,能得出锌的金属活动性比铜强
D.若向甲、乙试管加入AgNO3溶液,能得出三种金属的活动性:Zn>Cu>Ag
【答案】D
【详解】A、实验前需要打磨金属片,是为了除去表面的氧化膜,从而防止氧化膜阻碍反应的进行,故选项说法正确;
B、由金属活动性:锌>氢>铜可知,若向甲、乙试管加入稀盐酸,只有锌片表面能产生气泡,故选项说法正确;
C、若向乙试管加入ZnSO4溶液,无明显现象,说明铜不与硫酸锌溶液反应,即铜的活动性比锌弱,锌的金属活动性比铜强,故选项说法正确;
D、由金属活动性锌>铜>银可知,若向甲、乙试管加入AgNO3溶液,锌和铜都能与硝酸银反应置换出银,能得出金属的活动性:Zn>Ag,Cu>Ag,但无法比较锌和铜的金属活动性,故选项说法错误;
故选:D。
8.(2025·江苏无锡·中考真题)利用图所示装置探究金属的活动性顺序。实验步骤如下:
步骤1:在试管①和②中分别加入等体积10%的稀盐酸,向两个直角导管中分别滴入等量红色水,标记水的高度;
步骤2:向试管①和②中分别投入均过量的镁条和锌粒各0.5g,同时套上小气球;
步骤3:红色水面上升高度稳定后,记录水面上升的高度见表3。
表3红色水面上升的高度
金属
红色水面上升的高度/cm
镁条
4.5
锌粒
1.2
(1)写出镁与稀盐酸反应的化学方程式: 。
(2)实验时,观察到试管①和②的管口处气球均变大,气球变大的原因是: 、 。
(3)反应结束后,冷却至室温。两侧气球体积相同,原因是 。
(4)实验结论:镁的金属活动性比锌强。该结论的依据是 。
【答案】(1)
(2) 生成氢气(合理即可) 反应放出热量(合理即可)
(3)镁条与锌粒生成的氢气一样多
(4)其他条件相同时,镁条红色水面上升的比锌粒高
【详解】(1)镁与稀盐酸反应生成氯化镁和氢气,反应的化学方程式为;
(2)金属活动性顺序中,镁、锌均位于氢之前,故镁、锌粒均能与稀盐酸反应生成氢气,且反应放出热量,则实验时,观察到试管①和②的管口处气球均变大,气球变大的原因是:生成氢气、反应放出热量;
(3)过量的镁条和锌粒与等体积10%的稀盐酸反应,金属过量,酸消耗完,生成的氢气一样多,则反应结束后,冷却至室温。两侧气球体积相同,原因是镁条与锌粒生成的氢气一样多;
(4)其他条件相同时,镁条红色水面上升的比锌粒高,根据题意,在生成相同量的氢气时,镁与稀盐酸反应放出的热量更多,则说明镁的活动性比锌强
考向四 金属的冶炼
9.(2024·江苏南京·中考真题)空气中氧气含量测定的经典赏析。
(1)《天工开物》中记述了金、铜、锌、铁等金属的开采和冶炼方法。其中关于铜的冶炼记述:“凡铜供世用,出山与出炉止有赤铜。以炉甘石或倭铅参和,转色为黄铜。”请写出炉甘石(ZnCO3)和木炭粉在高温下反应生成倭铅(锌的古称)和二氧化碳的化学方程式 。
(2)用废铜屑(含Cu、CuO、Fe2O3等)制备胆矾的流程如图:
①“溶解”时,铜发生的反应为:Cu+H2SO4+H2O2=CuSO4+2X,其中X为 。
②请写出用氧化铜调节pH的化学方程式 。
(3)《天工开物》另记述:“烧铁器淬于胆矾水中,即成铜色也”,其中蕴含的化学原理主要是铁与硫酸铜反应。若有80g硫酸铜参加反应,理论上最多生成铜的质量是多少?(利用化学方程式计算,写出完整计算过程。)
【答案】(1)
(2) H2O CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
(3)设理论上最多生成铜的质量为x,则
=
x=32g
答:理论上最多生成铜的质量为。
【详解】(1)碳酸锌和碳在高温条件下生成锌和二氧化碳,反应的化学方程式为:。
(2)①反应前后原子的种类和个数不变,等号左边Cu、H、S、O的个数分别为1、4、1、6,等号右边除2X外,Cu、H、S、O的个数分别为1、0、1、4,则2X中含有4个氢原子和2个氧原子,则X的化学式为H2O。
②氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水,反应的化学方程式为:。
(3)见答案。
10.(2025·江苏泰州·中考真题)银是一种应用广泛的贵金属。
I.银的冶炼
(1)《天工开物》中有关于炼银的记载“以铅力熔化……向诸郡购铅佐炼”,炼银场景和铅、银的熔点如图1 所示。从合金性质角度分析,炼银时加铅可助熔的原因是 。
金属
熔点/℃
铅(Pb)
327.50
银(Ag)
960.15
Ⅱ.银的应用
(2)古人用银作为货币材料,考虑因素除了银不易锈蚀外,还有 等。在空气中,银锭很难和氧气反应,纳米银粉却较易和氧气反应,原因是 。
(3)在酸性环境中,纳米银粉能与水中微量的溶解氧(溶解于水的)反应,产生具有杀菌能力的;当溶解氧浓度过高时,产生难溶于水的,此时抗菌能力下降,主要原因是 。
(4)法庭科学中指纹被誉为“证据之首”。指纹显影法主要过程如图2所示。
【反应原理】步骤a:和指纹中残留的NaCl等氯化物反应生成AgCl。
步骤b:。
【注意事项】见光会逐渐分解,使用显影法时应注意曝光时间。
①步骤a中和NaCl反应的化学方程式为 。
②实验室溶液应保存在棕色试剂瓶中,目的是 。
Ⅲ.银的回收
(5)一种纽扣电池的正极材料含、石墨和Ag。
①电池放电时,将 能转化为电能。
②电池废弃后,设计方案从正极材料中回收Ag。补充完整回收方案:向正极材料中边搅拌边滴加稀,至固体不再溶解,静置,过滤,洗涤并合并滤液;向滤液中 ;静置,过滤,洗涤,干燥,得到纯净的Ag。(实验中可供选用的试剂:锌粉、铜粉、稀盐酸)
已知:i.Zn、Cu、Ag、均能与稀反应,分别生成、、。
ii.石墨不与稀反应。
【答案】(1)形成合金后熔点降低
(2) 价值稳定,质地适中,便于分割和铸造等 纳米银粉与氧气接触面积大幅增加
(3)难溶于水,溶液中浓度降低
(4) 防止见光分解
(5) 化学 向滤液中加入过量锌粉,充分反应后过滤,向滤渣中加入足量稀盐酸
【详解】(1)银的熔点为960.15℃,铅的熔点为327.50℃,合金的熔点一般比组分金属的熔点更低,炼银时加铅可助熔的原因是形成合金后熔点降低;
(2)古人用银作为货币材料,考虑因素除了银不易锈蚀外,还有价值稳定,质地适中,便于分割和铸造等;在空气中,银锭很难和氧气反应,纳米银粉却较易和氧气反应,原因是纳米银粉与氧气接触面积大幅增加;
(3)在酸性环境中,纳米银粉能与水中微量的溶解氧反应,产生具有杀菌能力的,当溶解氧浓度过高时,产生难溶于水的,此时抗菌能力下降,主要原因是难溶于水,溶液中浓度降低;
(4)①步骤a中和反应生成氯化银沉淀和硝酸钠,反应的化学方程式为; ②见光会逐渐分解,实验室溶液应保存在棕色试剂瓶中,目的是防止见光分解;
(5)①电池放电时,将化学能转化为电能;
②向正极材料中边搅拌边滴加稀,银、氧化银都与硝酸反应生成硝酸银,至固体不再溶解,静置,过滤,滤液中含有硝酸银和硝酸,锌能与硝酸和硝酸银反应,锌过量能确保硝酸银完全反应,再加入稀盐酸除去过量的锌,静置,过滤,洗涤,干燥,得到纯净的。
考向五 金属资源的保护
11.(2025·江苏南通·中考真题)化学与人类的生产、生活密切相关。下列说法正确的是
A.水是一种重要的溶剂 B.植物油的主要成分是葡萄糖
C.人体缺钙易导致贫血 D.铁在干燥的空气中容易生锈
【答案】A
【详解】A、在人类生产、生活中,水作为溶剂广泛应用于医药、农业、工业和生物体内,是一种重要的溶剂,符合题意。
B、植物油是从植物种子或果实中提取的,属于油脂,葡萄糖属于糖类,植物油的主要成分不是葡萄糖,不符合题意。
C、人体缺钙会导致骨骼问题,如骨质疏松或佝偻病,缺铁会导致贫血,不符合题意。
D、铁生锈是铁与水和氧气共同发生化学反应的结果,干燥空气中缺乏水分,铁在干燥的空气中不容易生锈,不符合题意。
故选A。
12.(2025·江苏苏州·中考真题)为验证活性炭或食盐能加快铁粉生锈速率,进行实验。下表是铁粉、水与不同质量活性炭、食盐均匀混合后,在10分钟内温度上升的实验记录
实验编号
活性炭质量/g
食盐质量/g
温度上升值/℃
1
0
0
0.1
2
0.2
0
22.0
3
0.1
3.1
4
0.2
0.1
56.3
下列说法正确的是x
A.铁的锈蚀不需要氧气参与
B.表中的值为0.2
C.欲得出结论“活性炭能加快铁粉生锈速率”可以对比实验1和2
D.对比实验1和4得出的结论是“食盐能加快铁粉生锈速率”
【答案】C
【详解】A、铁的锈蚀需要氧气和水共同作用,故铁的锈蚀需要氧气参与,不符合题意;
B、该实验需要验证活性炭或食盐能加快铁粉生锈速率,由表可知,实验1和2的变量为是否有活性炭,是探究活性炭对铁粉生锈速率的影响,则实验1和3应是探究食盐对铁粉生锈速率的影响,根据控制变量法,变量是是否含食盐,其他因素相同,则x的值为0,不符合题意;
C、实验1(无活性炭、无食盐)与实验2(有活性炭0.2g、无食盐)的变量仅为活性炭。实验2温度显著升高,说明活性炭能加快铁粉生锈速率,故欲得出结论“活性炭能加快铁粉生锈速率”可以对比实验1和2,符合题意;
D、实验1(无活性炭、无食盐)与实验4(有活性炭0.2g、食盐0.1g)的变量为活性炭和食盐,无法单独证明食盐的作用。正确对比应为实验1(无活性炭、无食盐)和实验3(无活性炭、有食盐),不符合题意。
故选C。
13.(2025·江苏镇江·中考真题)铁及其化合物在生产、生活中应用广泛。
一、铁的有关知识
(1)东汉“铁书刀”用于削除汉简上的错字。
①书刀表面铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O,铁生锈主要与空气中的 有关。
②生活中的废铁应放入标有 (填字母)的垃圾箱。
a.可回收物 b.有害垃圾 c.厨余垃圾 d.其他垃圾
(2)《梦溪笔谈》中记载“用柔铁屈盘之,乃以生铁陷其间,封泥炼之。锻令相入,谓之灌钢”。
①以赤铁矿为原料炼铁反应的化学方程式为 。
②柔铁和生铁经炼、锻得到钢,柔铁的含碳量比钢 (填“高”或“低”)。
(3)“纳米零价铁—H2O2体系”可除去工业烟气中的NO。将H2O2溶液和稀盐酸雾化后与烟气混合通入装有纳米零价铁的装置,发生反应:
①铁与稀盐酸反应,化学方程式为 。
②,NO脱除率随温度的变化如图2所示。当温度高于120℃后,NO脱除率下降的主要原因是 。
二、制备活性Fe2O3·H2O
用废铁(含Fe、Fe2O3和少量ZnO)制备活性Fe2O3·H2O的流程如下。
资料:“还原”反应为。
(4)废铁应研磨成粉末,目的是 。
(5)“酸溶”时,Fe2O3和稀H2SO4反应的化学方程式为 ;所加稀H2SO4可略低于理论消耗量,原因是 。
(6)“沉淀”时加入Fe2O3控制溶液的pH为3.2~6.2,参考下表数据说明:若溶液的pH为7.5,会导致 。
沉淀物
开始沉淀的pH
沉淀完全的pH
Fe(OH)3
1.5
3.2
Zn(OH)2
6.2
8.2
(7)“洗涤”时判断固体已洗净的方法是 。
三、活性Fe2O3·H2O脱硫
活性Fe2O3·H2O可脱除天然气中的H2S,原理如下:
(8)脱硫:Fe2O3·H2O将H2S吸入其孔隙进行反应,转化成Fe2S3·H2O。反应的化学方程式为 。
再生:通入O2使Fe2S3·H2O转化为Fe2O3·H2O和S。
(9)多次“再生”后,266.0gFe2S3·H2O与O2反应获得的Fe2O3·H2O可脱除的H2S比理论脱除量减少了5.1g。分析可能原因:
①再生不彻底:活性Fe2O3·H2O再生率()为 %。
②脱硫不完全:活性Fe2O3·H2O的脱硫效果变差,原因可能是 。
【答案】(1) 和(合理即可) a
(2) 低
(3) 双氧水的分解速率随温度升高而加快,双氧水浓度降低
(4)增大反应物间的接触面积,使反应更快、更充分
(5) 还原生成的可以循环使用
(6)产品中会混有或ZnO
(7)取最后一次洗涤后的滤液,加入或者Ba(NO3)2溶液,若无现象,则已洗净
(8)
(9) 由“再生”前后铁元素质量守恒,设活性的理论再生质量为。
z≈209.5g
可脱除的比理论脱除量减少了5.1g,设减少的活性Fe2O3·H2O再生质量为m。
m=8.9g
则实际的活性Fe2O3·H2O再生质量为
则活性Fe2O3·H2O再生率。 多次“再生”后,活性的孔隙被S覆盖,使其脱硫效果变差
【详解】(1)①铁锈的主要成分是,根据化学变化中元素种类不变,可知铁生锈与空气中的和有关。
②废铁属于可回收的金属资源,因此应放入标有可回收物的垃圾箱,故选a;
(2)①赤铁矿石的主要成分是,以赤铁矿为原料炼铁发生反应为一氧化碳与氧化铁高温生成铁和二氧化碳,反应的化学方程式为;
②生铁的含碳量比钢高,柔铁和生铁经炼、锻后得到钢,说明柔铁的含碳量比钢低。
(3)①铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,反应的化学方程式为;
②由于双氧水的分解速率随温度升高而加快,因此当温度高于120℃后,双氧水分解速率加快,浓度降低,因此NO的脱除率下降;
(4)废铁研磨成粉末的目的是增大反应物间的接触面积,使反应更快更充分
(5)Fe2O3和稀H2SO4反应生成硫酸铁和水,反应的化学方程式为;
由于“还原”过程有硫酸生成,且生成的硫酸可以循环使用,因此所加稀硫酸可略低于理论消耗量;
(6)由于开始沉淀的pH为6.2,因此若溶液的pH为7.5,则在产品中会混有或ZnO,使产品纯度降低;
(7)“过滤”后所得滤渣表面有残留,能与结合生成沉淀,因此判断固体已洗净的方法是取最后一次洗涤后的滤液,加入或者Ba(NO3)2溶液,若无现象,则已洗净;
(8)由题意可知,Fe2O3·H2O将吸入其孔隙进行反应,生成Fe2S3·H2O和H2O,发生反应的化学方程式为。
(9)①见答案;
②由于多次“再生”后,活性Fe2O3·H2O的孔隙被S覆盖,因此会使活性Fe2O3·H2O的脱硫效果变差。
一、 金属材料
1.日常生活中接触到的金属制品大多数是合金,纯金属制品较少。
2.大多数金属是银白色,不是白色。铁粉黑色,铁片、铁块为银白色。
3.形成合金的过程是物理变化
4.制成合金的金属熔点应该接近,熔点相差太大的金属不容易形成合金。
5.合金的三个特点是合金和它的成分纯金属相比,而不能跟其他的金属比。
6. “百炼成钢”的原理:降低含碳量,使生铁中的碳与氧气反应生成二氧化碳气体而除去。
二、 金属的化学性质
1.铝比铁的化学性质活泼,却比铁更耐腐蚀的原因:铝表面形成一层致密的氧化物薄膜,阻止铝继续与氧气反应,而铁表面形成的铁锈却很疏松,能吸水,会加快铁的生锈。
2. “真金不怕火炼”说明金的化学性质很稳定,即使高温也不与氧气反应。
3.铁与稀盐酸和稀硫酸反应生成氯化亚铁和硫酸亚铁,铁化合价为+2价。
4.含有Fe2+的溶液为浅绿色,氯化亚铁和硫酸亚铁的溶液均为浅绿色。
5.金属与金属化合物反应时,金属化合物必须是溶液。
6.设计实验验证金属活动性顺序时,铁的化合物溶液只能选择+2价的铁的化合物的溶液,如氯化亚铁溶液、硫酸亚铁溶液、硝酸亚铁溶液。
7.“CO+金属氧化物→金属单质+CO2”不是置换反应,也不属于其他任何一种基本反应类型。
三、 金属资源的利用和保护
1.酸性环境、氯化钠溶液会加快铁锈蚀。
2.铁生锈是缓慢氧化,铁锈呈红棕色,其主要成分是Fe2O3•xH2O。
3.铝比铁活泼,却比铁耐腐蚀的原因:铝常温下与空气中氧气反应,表面生成一层致密的氧化铝薄膜。铁锈结构疏松,不能阻碍里面的铁继续氧化。
1.(2025·江苏苏州·一模)某新型无人机使用铝合金制作螺旋桨,铝合金属于
A.金属材料 B.天然材料 C.合成材料 D.复合材料
【答案】A
【详解】A、金属材料包括纯金属及其合金。铝合金属于合金,属于金属材料,符合题意;
B、天然材料是自然界直接存在的材料(如木材、石料)。铝合金是人工合成的,不属于天然材料,不符合题意;
C、合成材料通常指有机高分子材料(如塑料、合成纤维)。铝合金是无机金属材料,不属于合成材料,不符合题意;
D、复合材料由两种及以上不同性质的材料复合而成(如玻璃钢)。铝合金是单一类型的合金,属于金属材料,而非复合材料,不符合题意。
故选A。
2.(2025·江苏盐城·三模)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是
A.铜具有导电性,可用于制作炊具 B.浓硫酸具有腐蚀性,可用作干燥剂
C.盐酸具有挥发性,可用于除铁锈 D.活性炭具有吸附性,可用于净化水
【答案】D
【详解】A、铜具有良好的导电性,可用于制作电线,铜具有良好的导热性,可用于制作炊具,不符合题意;
B、浓硫酸具有吸水性,可用作干燥剂,不符合题意;
C、盐酸显酸性,能与铁锈的主要成分氧化铁反应生成氯化铁和水,故可用于除铁锈,不符合题意;
D、活性炭结构疏松多孔,具有吸附性,可以吸附水中的色素和异味,符合题意。
故选D。
3.(2025·江苏南京·二模)下列关于金属材料的说法正确的是
A.生铁是铁和碳的化合物 B.用导电性最好的银取代铜作导线
C.在钢铁表面涂油可防止钢铁生锈 D.合金的硬度一般比其组成金属的小
【答案】C
【详解】A、生铁是铁和碳的合金,属于混合物,说法错误,不符合题意;
B、虽然银的导电性最好,但是银的价格昂贵,储量相对较少,用银取代铜制作导线,成本极高,说法错误,不符合题意;
C、在钢铁表面涂油可隔绝氧气和水,防止钢铁生锈,说法正确,符合题意;
D、合金的硬度一般比其组成金属的硬度大,说法错误,不符合题意。
故选:C。
4.(2025·江苏扬州·二模)铁是人类应用早、用量大的金属。下列有关铁及其化合物的说法正确的是
A.Fe粉可做保存食品的脱氧剂
B.丹霞地貌岩层因含 Fe3O4而呈红色
C.Fe 与 CuCl2溶液反应生成FeCl3和 Cu
D.工业炼铁的主要反应是C与Fe2O3的反应
【答案】A
【详解】A、铁能与空气中的氧气和水反应而锈蚀,则Fe粉可做保存食品的脱氧剂,说法正确,符合题意;
B、丹霞地貌岩层因含而呈红色,说法错误,不符合题意;
C、铁与氯化铜反应生成铜和氯化亚铁,而不是氯化铁,说法错误,不符合题意;
D、工业炼铁的主要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,说法错误,不符合题意。
故选:A。
5.(2025·江苏常州·一模)在给定条件下,下列物质间的转化能直接实现的是
A. B.
C. D.溶液
【答案】D
【详解】A、硫(S)与氧气(O2)点燃生成二氧化硫(SO2),不能直接转化成三氧化硫(SO3),选项错误;
B、铜的金属活动性排在氢后,不能直接与稀硫酸(H2SO4)反应生成硫酸铜(CuSO4),选项错误;
C、氧化铁(Fe2O3)与稀盐酸反应生成氯化铁(FeCl3)和水,不能直接转化成氯化亚铁(FeCl2),选项错误;
D、铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银,可以直接转化,选项正确;
故选D。
6.(2025·江苏镇江·二模)金属M与AgNO3 溶液发生反应的化学方程式为M+2AgNO3= M(NO3)2+2Ag,下列说法中不正确的是
A.M一定不是铝 B.M的金属活动性一定比H强
C.该反应是置换反应 D.若M为Fe,反应后溶液质量减少
【答案】B
【详解】A、铝在化合物中通常显+3价,其硝酸盐为 。但方程式中生成 ,表明 M 为+2价,因此 M 不可能是铝(铝是+3价)。该说法正确。
B、金属活动性顺序为:钾、钙、钠、镁、铝、锌、铁、锡、铅、(氢)、铜、汞、银、金。位于氢之前的金属活动性比氢强,能置换酸中的氢;位于氢之后的金属活动性比氢弱,不能置换酸中的氢。M 能置换银(银在氢之后),说明 M 的活动性比银强,但 M 不一定比氢强。例如,M 可以是铜,该说法不正确。
C、置换反应是指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。本反应中,单质 M 与化合物 反应,生成新单质 Ag 和新化合物 M(NO3)2,符合置换反应定义。该说法正确。
D、若M为Fe,根据化学方程式Fe + 2AgNO3 = Fe(NO3)2 + 2Ag,每56份质量的铁置换出216份质量的银,反应后溶液质量减少,该说法正确。
故选B。
7.(2025·江苏连云港·三模)下列可用于验证 Fe、Cu、Ag 三种金属的活动性顺序的一组药品是
A.Fe、Cu、H2SO4 溶液 B.Cu、Ag、FeSO4 溶液
C.Fe、Ag、CuSO4 溶液 D.Ag、FeSO4 溶液、CuSO4 溶液
【答案】C
【详解】A、铁能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,产生气泡,说明在金属活动性顺序里,铁排在氢前,铜与稀硫酸不反应,无明显现象,说明在金属活动性顺序里,铜排在氢后,则铁比铜活泼,未涉及银,不符合题意;
B、铜、银均与硫酸亚铁不反应,均无明显现象,说明铁比铜、银活泼,无法比较铜、银的金属活动性顺序,不符合题意;
C、铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,有红色固体析出,说明铁比铜活泼,银与硫酸铜不反应,无明显现象,说明铜比银活泼,可以验证三种金属的活动性顺序,符合题意;
D、银与硫酸亚铁不反应,无明显现象,说明铁比银活泼,银与硫酸铜不反应,无明显现象,说明铜比银活泼,但是无法比较铁、铜的金属活动性顺序,不符合题意。
故选C。
8.(2025·江苏淮安·一模)下列实验方案能达到实验目的是
A.鉴别黄铜和黄金:在酒精灯火焰上充分加热
B.除去硝酸铜溶液中的硝酸银:加入足量的锌,过滤
C.分离Fe粉和粉末:溶解、过滤、洗涤并烘干,蒸发滤液
D.检验变质程度:取样,加适量溶液,过滤,滤液中滴加酚酞
【答案】A
【详解】A、黄铜是铜锌合金,其中铜在加热条件下能与氧气反应生成黑色的氧化铜。而黄金化学性质稳定,在加热时不与氧气反应,在酒精灯火焰上充分加热,若表面变黑则为黄铜,不变色的是黄金,该实验方案能达到鉴别目的,正确。
B、加入足量的锌,锌不仅会与硝酸银反应,还会与硝酸铜反应,这样会把原物质硝酸铜也除去,不能达到除杂目的,错误;
C、Fe粉和CuSO4粉末溶解时,铁会与硫酸铜发生反应生成硫酸亚铁和铜,消耗了硫酸铜,无法实现分离的目的,错误;
D、氢氧化钠变质是因为与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠。加入适量Ba(OH)2溶液,Ba(OH)2会与碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和氢氧化钠,反应后生成了氢氧化钠,无论原氢氧化钠是否完全变质,过滤后向滤液中滴加酚酞都会变红,无法确定NaOH的变质程度,错误。
故选A。
9.(2025·江苏徐州·中考真题)铁与溶液接触,表面有红色固体析出,还有气泡产生。经测定溶液显酸性,且反应过程中溶液酸性先增强后略减弱。为探究酸性变化原因,用冷却后的沸水配制4%的溶液,与洁净的铁钉进行如下实验。下列分析不合理的是
实验1
实验2
实验3
酸性不变
酸性略减弱
酸性先增强后略减弱
A.红色固体为Cu,说明Fe的金属活动性比Cu强
B.溶液显酸性,推测铁钉表面气泡一定是氢气
C.实验2中加入植物油的作用是为了隔绝氧气
D.实验2、3对比证明,溶液酸性增强与、Fe有关
【答案】B
【详解】A、红色固体为铜,说明铁能置换出硫酸铜的铜,由此可得出铁的金属活动性比铜强,故选项说法正确;
B、CuSO4溶液显酸性是由于Cu2⁺水解产生的H⁺,铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,同时与酸反应可能产生氢气,也可能是产生的Fe2⁺被氧化过程中伴随气体生成,因此铁钉表面气泡不一定是氢气,故选项说法不正确;
C、实验2中加入植物油,其目的是隔绝氧气,防止氧气对反应的影响,如防止氧化反应或影响酸性变化,故选项说法正确;
D、实验2中铁的隔绝氧气,铁只与硫酸铜反应,酸性略减弱;而实验3中的铁与氧气接触,酸性先增强后减弱,对比表明氧气和铁共同作用导致酸性增强,故选项说法正确。
故选B。
10.(2025·江苏南京·二模)工业上将赤铁矿石、焦炭和石灰石一起加入高炉中进行炼铁。下列有关炼铁的说法正确的是
A.赤铁矿石的主要成分为Fe3O4
B.石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅转变为炉渣
C.工业炼铁得到的是生铁,其含碳量比钢低
D.炼铁的原理是:在高温下,利用焦炭将铁从铁的氧化物中还原出来
【答案】B
【详解】A. 赤铁矿石的主要成分是氧化铁(),而是磁铁矿的主要成分。A错误。
B. 石灰石(主要成分)在高温下分解生成生石灰()和二氧化碳()。生石灰()与矿石中的杂质二氧化硅(SiO2)反应,形成硅酸钙(CaSiO3),即炉渣。炉渣可被分离,从而去除杂质。B正确。
C. 工业炼铁得到的产品是生铁,生铁的含碳量为2%~4.3%,而钢的含碳量为0.02%~2%。生铁含碳量更高,C错误。
D. 炼铁的本质是还原反应。焦炭(主要成分碳)在高温下燃烧,首先生成二氧化碳(),二氧化碳再与碳反应生成一氧化碳()。一氧化碳()作为还原剂,将铁的氧化物(如赤铁矿)还原为铁。焦炭提供还原剂CO和热量, D错误。
故选B。
11.(2025·江苏无锡·一模)将金属R的粉末放入硝酸铜溶液的烧杯中,充分反应后,溶液呈无色,继续向烧杯中加入一定量的硝酸银溶液,充分反应后过滤,得到滤渣和蓝色滤液。根据上述实验分析,下列说法正确的是
A.金属活动性强弱顺序:Cu>R>Ag B.滤渣中一定有铜
C.滤液中至少含有两种溶质 D.滤渣中可能有银
【答案】C
【详解】A、R能与硝酸铜反应,说明R的活动性比铜强,而铜的活动性比银强,可得出金属活动性强弱顺序:R>Cu>Ag,故选项说法不正确;
B、向烧杯中加入一定量的硝酸银溶液,充分反应后过滤,滤液显蓝色,说明R已反应完全,铜已经参加了反应,由于硝酸银的量未知,则滤渣中一定有银,可能含有铜,一定没有R,故选项说法不正确;
C、由选项B分析可知,R已反应完全,铜已经参加了反应,则滤液中一定含有R的硝酸盐、硝酸铜,可能含有硝酸银,故选项说法正确;
D、由选项B分析可知,滤渣中一定有银,故选项说法不正确。
故选C。
12.(2025·江苏苏州·二模)“氢冶金”技术有助于钢铁行业绿色化转型,其主要生产流程如下。下列说法不正确的是
A.“氢冶金”技术最大特点是节能环保
B.电解池中得到的氢气和氧气的体积比为1:2
C.氢气和铁矿石反应时有单质铁生成
D.和高炉炼铁相比,“氢冶金”获得铁水纯度高
【答案】B
【详解】A、氢冶金技术用氢气作为还原剂替代传统高炉炼铁的焦炭,能减少一氧化碳、可吸入颗粒物等污染物和二氧化碳的排放,同时制备氢气的过程中利用了风、光等新能源,能节约能源,所以该技术最大特点是节能环保,选项正确;
B、根据电解水“正氧负氢、氢二氧一”可知,电解池中得到的氢气和氧气的体积比为2:1,选项错误;
C、氢冶金的核心反应是氢气还原铁矿石(如Fe2O3),生成单质铁和水,选项正确;
D、传统高炉炼铁得到的产物中含有碳等杂质,而氢气还原过程无碳参与,铁水纯度更高。选项正确。
故选B。
13.(2025·江苏盐城·三模)中华传统文化、前沿科技、环境保护等领域蕴含着丰富的化学知识。
(1)传统文化
① 锡也是人类最早使用的金属之一。《天开开物》记载:“水锡其黑色愈经淘取”是指通过水淘洗获得固体锡矿石(主要成分为SnO2),则SnO2 (填“易”或“难”)溶于水.
② 炼锡过程的关键步骤是“点铅勾锡”,即加铅能使锡更熔化流出,说明锡合金的熔点比纯锡 (填“高”或“低”)。
③ 《周礼·考工记》中记载,古人将含碳酸钙的贝壳制成石灰乳,在草木灰(含K2CO3)的水溶液中加石灰乳,生成物能除去丝帛污渍。以上反应中不涉及的基本反应类型是 。
A.化合反应 B.分解反应 C.置换反应 D.复分解反应
(2)前沿科技。
① 半导体材料升级推动着智能芯片的革新。半导体材料历经硅、锗→砷化镓→氮化镓→氧化镓四代。第一代半导体以硅、锗代表,硅、错具有相似化学性质的原因可能是 。
② 第三代半导体材料氮化镓(GaN)的一种制备方法是利用金属镓(Ga)和氨气(NH3)在高温下发生置换反应,该反应的化学方程式为 。
(3)环境保护
① 硫酸厂排出的酸性废水中含有硫酸,下列物质适合用于处理该酸性废水的是 (填序号)。
A.CaO B.Ca(OH)2 C. CaCO3 D.NaCl
一种已经过初步处理的蚀刻废液中含有FeCl2和CuCl2。某化学兴趣小组为实现金属回收和保护环境,设计了以下实验流程。
② 操作I和Ⅱ都用到了玻璃棒,玻璃棒的作用是 ;加入过量铁粉发生反应的方程式是 ;加入适量稀盐酸的目的是 。
【答案】(1) 难 低 C
(2) 原子最外层电子数相同
(3) AB 引流 Fe+CuCl2=Cu+FeCl2 除去过量的铁粉
【详解】(1)①从文段中通过水淘洗获得固体锡矿石(主要成分为SnO2),说明SnO2难溶于水。②文段中“加铅能使锡更熔化流出,说明锡合金的熔点比纯锡低。③古人将含碳酸钙的贝壳制成石灰乳即氢氧化钙,碳酸钙高温煅烧得到氧化钙和二氧化碳,为分解反应,氧化钙和水反应生成氢氧化钙,为化合反应。在草木灰(含K2CO3)的水溶液中加石灰乳,碳酸钾和氢氧化钙发生反应,生成碳酸钙和氢氧化钾,为复分解反应,综上,没有涉及的反应类型是置换反应,选C;
(2)①硅、错具有相似化学性质的原因:原子的最外层电子数相同。②利用金属镍(Ga)和氨气(NH3)在高温下发生置换反应,根据质量守恒定律中的元素守恒,置换反应的特点,可知生成物有氮化钙(GaN)和氢气(H2),化学方程式为:;
(3)①硫酸厂排出的酸性废水中含有硫酸,根据硫酸的性质,可以推知氧化钙和氢氧化钙合适,故选AB。②操作Ⅰ和Ⅱ之后都得到了滤液和滤渣,故操作Ⅰ和Ⅱ为过滤,玻璃棒的作用是引流。蚀刻废液中含有FeCl2和CuCl2,加入过量的铁粉,铁粉可以与CuCl2发生置换反应,化学方程式为:Fe+CuCl2=Cu+FeCl2。滤渣B中含有单质铜和铁,稀盐酸可以跟铁粉反应,与铜不反应,故加入适量的稀盐酸可以除去过量的铁粉。
14.(2025·江苏扬州·三模)活性氧化锌在橡胶工业、陶瓷工业中有着重要的应用。以废氧化铜锌矿(主要成分为ZnO和CuO,其余成分不溶于硫酸)为原料制备活性氧化锌的流程如图1所示。
资料:Zn2(OH)2CO32ZnO + H2O + CO2↑
(1)酸浸。为加快酸浸时反应速率,可采取的具体措施有 (写一条即可)。
(2)除铜。“除铜”时发生反应的化学方程式为 (写一个即可)。滤渣中的金属有 (填化学式)。
(3)沉锌。加入NH4HCO3将Zn2+转化为碱式碳酸锌[Zn2(OH)2CO3]沉淀。一定条件下,浸出液pH和浸出温度对碱式碳酸锌产率的影响如图2所示。结合曲线分析,适宜条件为 。
(4)焙烧。取50g质量分数为89.6%的Zn2(OH)2CO3样品(杂质不含锌)高温得到活性氧化锌。计算分解得到ZnO的质量(写出计算过程)。
(5)设计实验证明新制氧化锌的反应活性大于普通氧化锌。补充完整实验方案:取等质量的新制氧化锌和普通氧化锌于烧杯中, ,以相同速度搅拌,记录 所需时间,进行比较。(可供选择的试剂有:10%稀硫酸、10%硫酸铜溶液)新制氧化锌测定时间较短的原因是 。
(6)反思。“沉锌”过程中,pH过大,碱式碳酸锌产率下降是因为生成了 (填化学式),温度过高碱式碳酸锌产率下降的原因是 (用化学方程式表示)。
【答案】(1)将废氧化铜锌矿粉碎
(2) (或) Zn、Cu
(3)pH为10、温度为40℃
(4)解:设分解得到氧化锌的质量为x
x=32.4g
答:分解得到氧化锌的质量为32.4g
(5) 加入等体积10%稀硫酸 氧化锌完全溶解 新制氧化锌的反应活性大于普通氧化锌,相同条件下,新制氧化锌反应速率快
(6) Zn(OH)2、ZnCO3
【详解】(1)为加快酸浸时反应速率,可采取的具体措施有:将废氧化铜锌矿粉碎,增大反应物之间的接触面积,使反应更快更充分;
(2)废氧化铜锌矿主要成分为ZnO和CuO,其余成分不溶于硫酸,加入过量稀硫酸,氧化锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和水,氧化铜和稀硫酸反应生成硫酸铜和水,加入过量锌,锌与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,锌与过量稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,则“除铜”时发生反应的化学方程式为:、;则滤渣中的金属是过量的锌和反应生成的铜,故填:Zn、Cu;
(3)由图可知,pH=10,温度为40℃时,碱式碳酸锌的产率最高,此时是适宜的条件;
(4)见答案;
(5)氧化锌能与稀硫酸反应生成硫酸锌和水,氧化锌和硫酸铜不反应,故应选择的试剂是10%的稀硫酸,根据控制变量法,氧化锌的种类不同,其他因素相同,则设计实验方案为:取等质量的新制氧化锌和普通氧化锌于烧杯中,加入等体积10%稀硫酸,以相同速度搅拌,记录氧化锌完全溶解所需时间,进行比较;
新制氧化锌测定时间较短,是因为新制氧化锌的反应活性大于普通氧化锌,相同条件下,新制氧化锌反应速率快;
(6)“沉锌”过程中,加入碳酸氢铵,pH过大,溶液中可能含有氢氧根离子、碳酸根离子,锌离子能与氢氧根离子结合生成氢氧化锌沉淀,锌离子能与碳酸根离子结合生成碳酸锌沉淀,故碱式碳酸锌产率下降是因为生成了ZnCO3、Zn(OH)2;
温度过高碱式碳酸锌产率下降,是因为碱式碳酸锌受热易分解生成氧化锌、二氧化碳和水,该反应的化学方程式为:。
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