专题03 金属及其性质讲练-2025-2026学年浙教版九年级科学上册期末专题突破

专题03 金属及其性质 【考点1　金属材料】 【考点剖析】 一、金属与非金属 1、金属和非金属的物理性质比较 颜色 延展性 导电性 导热性 可锻性 硬度 密度 熔点 金属 有金属光泽，大多数为银白色或灰色 良好 良好 良好 良好 大 大 高（汞除外） 非金属 大多数没有光泽， 外表暗淡 不具有 除石墨外通常不导电 差 不具有 清脆易碎 小 一般 较低 2、常见金属的性质和用途 金属都具有金属光泽，有良好的导电性、导热性和延展性。 下表是一些常见金属的主要特性和用途： 金属 主要特性 用途 铁 纯铁质软，密度较大，熔、沸点较高，具有铁磁性 机械制品、建筑材料、刀具、炊具 铜 具有紫红色的金属光泽，密度大，有良好的导电性和导热性 导线、导热器皿 铝 密度小，有良好的延展性、导电性和导热性 制造电线和电缆、铝箱包装、建筑装饰材料和航天材料 金 延展性是金属中最好的，性质稳定 首饰装饰品 银 良好的金属光泽，质软，是电、热的优良导体 首饰、装饰品 钨 熔点高 灯丝 钛 耐腐蚀、质轻 眼镜架、制造飞船 （1）大多数金属的颜色是银白色或灰色，但金呈金黄色，铜为紫红色；除汞(俗称水银)外,其他金属在室温下都是固体。 （2）在常温下，大多数非金属单质是气体，也有一些是固体，溴是唯一在常温下呈液态的非金属单质；非金属中碳单质熔点较高，如金刚石的熔点是3550 ℃，硬度也很大。是天然存在的最硬的物质。 （3）金属是一定能导电、导热的单质，但能导电、导热的单质不一定是金属，如非金属单质石墨也能导电、导热。 二、常见的金属材料 1、金属材料 金属材料包括纯金属和它们的合金。人们日常使用的金属材料，大多数不是纯金属而是合金，如钢、铝合金等。 2、合金 把一种金属跟其他一种或几种金属(或非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质，就称为合金——混合物。 3、合金的性能 合金不仅组成上发生了变化，其内部结构也发生了变化，从而引起了性质的变化。合金往往比纯金属具有更好的性能。合金的硬度、强度一般比组成它们的纯金属更高，熔点更低，抗腐蚀性能等也更好，因此合金具有更广泛的用途。 4、常见的合金 钢是最常见、应用较广的一种合金材料。 （1）成分：一种由铁与少量碳等物质形成的合金。 （2）性质：机械性能好、质地坚硬、有弹性和延展性。 （3）用途：汽车车身、刀具、量具和模具等。 三、金属的污染和回收利用 1、金属污染来源 （1）日常生活废弃的金属垃圾。 （2）大量工业废弃的金属垃圾。 （3）工厂排出含重金属的污水。 （4）含铅汽油的使用及大量废弃电池。 2、金属污染的危害 （1）浪费大量资源。 （2）铝等金属在自然界不会自行分解，积累在土壤中，破坏土壤结构。 （3）像铅、镉等有毒的金属被腐蚀后会溶于水中形成金属离子，污染土壤和地下水源。 3、防治金属污染的方法 （1）垃圾进行分类回收。 （2）使用无铅汽油。 （3）废旧电池不能任意丢弃。 （4）工业废水和废渣处理后排放。 （5）回收各种废弃的金属材料。 基本上所有金属都可循环再生，而普遍回收的金属包括：铝、铅、铁、铜、锡、锌、银和金等。 【题目示例】 小科在探究金属化学性质时，做了如图甲、乙的两次实验。 （1）图甲中向滤液中加入稀盐酸观察到有白色沉淀产生。请写出产生滤渣的反应的化学方程式： 。 （2）图乙中向滤渣中加入过量的稀盐酸，观察到有无色气体产生。实验结束后所得滤液质量 （填大于、小于或等于）反应前原烧杯中混合溶液质量。 【变式巩固】 小柯和小妍用自制的扑克牌玩“物质接龙”游戏，其规则是“相邻扑克牌中的物质均可发生化学反应”，如图甲所示。请回答下列问题： （1）第5张牌轮到小柯出，此时小柯手里有下列几张牌，能出的牌为 。 A.硫酸铜 B.氯化锌 C.氢氧化钙 D.盐酸 （2）请写出第1张牌与第2张牌中两物质反应的化学方程式 。 （3）如图乙所示，用盛放氢氧化钠溶液的洗气瓶吸收CO2，则气体从导管 （选填“a”或“b”）进入。 【考点2　金属化学性质】 【考点剖析】 一、金属与氧气的反应 1、有些金属常温下就能与氧气反应 （1）在常温下，金属铝的表面易生成一层致密的氧化铝保护膜，它能阻止金属铝继续被空气氧化，因此铝具有很好的抗腐蚀性能。反应的化学方程式为4A1+3O2 = 2Al2O3。 注意：洗涤铝制容器时，不能用钢丝球擦洗，以免破坏氧化膜，Al2O3 + 6HCl == 2AlCl3 + 3H2O 铝制品不能盛放酸、碱性物质。 （2）在常温下，铁在潮湿的空气中会被氧化而生锈(铁锈的主要成分是Fe2O3)。 2、有些金属能在空气中燃烧 2Mg+O22MgO，现象：剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体(氧化镁)，放出热量。 3、有些金属在空气中不燃烧，但能在氧气(纯氧)中燃烧 3Fe+2O2Fe3O4，现象：剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体(四氧化三铁)，放出热量。 4、有些金属虽不能燃烧，但在加热的条件下能与氧气反应生成氧化物 2Cu+O2 △ 2CuO，现象：铜丝表面由紫红色变成黑色。 5、金等金属即使在高温下也不与氧气反应 【说明：不同的金属跟氧气反应的剧烈程度不同】 二、金属与酸的反应 1、金属与酸的反应 （1）镁、锌、铁等金属能与稀盐酸或稀硫酸发生反应，生成相应的盐和氢气。金属表面会有气泡出现，反应的化学方程式：（不同的金属与酸反应的剧烈程度不同） Mg+ 2HCl = MgCl2+H2↑ Mg+H2SO4 = MgSO4+H2↑ Zn+ 2HCl = ZnCl2+H2↑ Zn+H2SO4 = ZnSO4+H2↑(实验室制氢气原理) Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑ Fe+H2SO4 = FeSO4+ H2↑ 氢气的检验：将燃着的木条接近有气泡产生的试管，松开拇指发现气体燃烧，此气体即为H2。 （2）铜、银、铂、金等金属不与稀盐酸或稀硫酸反应，放入两种酸中无明显现象。 2、反应类型 （1）置换反应 ①概念：由一种单质跟一种化合物发生反应生成另一种单质和另一种化合物的反应。 ②形式：A+BC →AC+B ③特点：单换单 ④置换反应类型：a.活泼金属与酸反应，如：Fe+2HC1 = FeCl2+H2↑ b.金属与盐溶液反应，如：Cu+2AgNO3 = Cu(NO3)2+2Ag （2）四大基本反应类型： 反应类型 概念 特点 形式 化合反应 由两种或两种以上物质生成一种物质的反应 多变一 A+B+...→ C 分解反应 由一种物质生成两种或两种以上物质的反应 一变多 A → B+C+... 置换反应 由一种单质跟一种化合物发生反应生成另一种单质和另一种化合物反应 单换单 AB+C → A+CB 复分解反应 两种化合物互相交换成分生成两种新化合物反应 两交换 价不变 AB+CD→AD+CB 【题目示例】 小颖同学为比较Mg、Fe、Cu三种金属的活动性顺序进行了如图甲所示的实验，实验后把两试管中的物 质倒入烧杯中（如图乙），发现烧杯内的红色固体明显增多，充分反应后过滤，再向滤渣中加入适量稀盐酸，产生无色气泡。根据上述信息，判断下列说法正确的是（　　） A．原a、b试管中溶液都一定呈浅绿色 B．滤液中一定含有Mg2+、Fe2+，可能含有Cu2+ C．滤渣质量一定大于所加铁粉的总质量 D．滤渣含有三种固体物质 【变式巩固】 向Fe（NO3）2与AgNO3的混合溶液中加入一定量锌粉，充分反应后过滤，分别将滤渣和滤液装于两支试管中，实验过程如图所示。下列说法中错误的是（　　） A．操作Ⅰ用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒 B．若滤渣中无气泡产生，则滤渣中只有银 C．若滤液显浅绿色，则滤渣的质量一定大于加入的锌的质量 D．若滤液无色，向其中加入稀盐酸一定无白色沉淀产生 【考点3　金属活动性顺序及其应用】 【考点剖析】 一、金属活动性顺序 1、金属与某些盐溶液的反应 把经除油、除锈处理的洁净的铁丝、铜丝分别放入几种盐溶液中，实验记录如下表： 实验操作 实验现象 化学方程式 铁丝浸入硫酸铜溶液中 铁丝表面覆盖一层红色物质， 溶液由蓝色变成浅绿色 Fe+CuSO4 = FeSO4+Cu 铜丝浸入硫酸亚铁溶液中 无现象 / 铜丝浸入硝酸银溶液中 铜丝表面覆盖一层银白色物质， 溶液由无色变成蓝色 Cu+2AgNO3 = Cu(NO3)2+2Ag 结论：铁、铜、银的金属活动性顺序为铁>铜>银，即：活动性较强的金属能把活动性较弱的金属从它的盐的水溶液中置换出来。 2、金属活动性顺序 （1）在金属的活动性顺序中，金属位置越靠前，活动性就越强。 （2）排在氢前面的金属可以把酸(非氧化性酸)里的氢置换出来，而排在氢后面的金属不能把酸(非氧化性酸)里的氢置换出来。这里的酸通常指盐酸和稀硫酸而不是浓硫酸(或硝酸)，因为金属与浓硫酸(或硝酸)等反应不产生氢气。 （3）一种活动性较强的金属能把另一种活动性较弱的金属从它的盐的水溶液中置换出来。 （4）K、Ca、Na三种金属的活动性太强，在与盐溶液反应时，会先与溶液中的水发生反应，生成对应的碱和H2，碱再与盐发生复分解反应。 注意： ①该反应中金属(钾、钙、钠除外)的活动性必须要强于盐中金属阳离子对应的金属；盐必须可溶于水。 ②Fe若参与反应，一定生成Fe2+（亚铁离子）。 ③在金属活动顺序中距离远的优先置换（例：将铁放在硝酸铜和硝酸银混合溶液中，铁先置换出银）。 3、金属活动性顺序的应用：湿法炼铜 原理是先用硫酸将铜矿中的铜转变成可溶性的硫酸铜，再将铁放入硫酸铜溶液中把铜置换出来，反应的化学方程式为Fe+CuSO4 = Cu+FeSO4。 二、混合金属溶液与金属—图像问题【补充】 1、足量的金属（Mg、Al、Zn、Fe）+等量的酸（酸不足） ①产生的H2质量相同； ②生成H2质量—反应时间图像的斜率表示：反应速率的快慢（金属活动性）； ③产生相同质量的氢气，消耗金属的质量关系：Al<Mg<Fe<Zn； ④若加入相同质量的金属，则剩余金属的质量：Al>Mg>Fe>Zn（只有Zn是可能剩余，其他都是一定剩余）。 2、等量的金属（Mg、Al、Zn、Fe）+足量的酸（金属不足） ①根据斜率判断（谁更活泼，谁的斜率更大） ②根据相同质量的金属产生氢气的质量的多少判断（看等效相对原子质量） 3、等质量金属与足量的酸反应（酸逐滴滴加） 三、防止金属腐蚀的常用方法 1、金属锈蚀的条件 金属的锈蚀既与周围环境里水、空气等物质的作用有关，也与金属内部的结构有关。 2、实验探究铁锈蚀的条件 （1）实验在3支试管中进行：A试管中是水和空气，B试管中是刚煮沸过的蒸馏水，C试管中是装有干燥剂(生石灰)的干燥空气，在3支试管中各放一枚铁钉，并用塞子塞紧试管口，实验装置图如图所示。 （2）一段时间后A中铁钉锈蚀严重，B、C中铁钉基本不锈蚀，说明铁生锈条件是与水和空气(氧气)同时接触。 （3）因为纯铁和铁钉的内部结构不同，纯铁并未生锈。 3、防止金属生锈的方法 （1）保持金属制品(特别是钢铁)表面的洁净和干燥。 （2）在金属制品(特别是钢铁)表面覆盖保护膜。如：在金属表面覆盖保护层(涂油、刷漆，覆盖搪瓷、塑料等)、镀耐磨和耐锈蚀的金属(镀铬等)，在钢铁表面高温制成一层致密氧化膜等。 （3）改变金属的内部组织结构(制成合金)。如：加入铬、镍制成不锈钢等。 【题目示例】 将质量均为m的镁、铝、铁三种金属分别加入到50g一定质量分数的稀硫酸中，它们产生的氢气质量分别用mMg、mAl、mFe表示，则不可能出现的情况是（　　） A．mMg＝mAl＝mFe B．mMg＝mAl＞mFe C．mAl＞mMg＞mFe D．mAl＜mMg＝mFe 【变式巩固】 向两份等质量、等质量分数的稀硫酸中，分别同时加入足量的镁粉和铁粉，下列图像中正确的是（　　） A． B． C． D． 题型一．金属材料 1. 东汉时期的“马踏飞燕”堪称我国古代青铜器艺术中无与伦比的珍品。其制作材料属于（　　） A．合成材料 B．高分子材料 C．金属材料 D．复合材料 2. 新型材料N10675主要由镍构成，添加了钼、铬等元素。具有极强的耐腐蚀性能和良好的加工性能，可用于化工、石油天然气、航天航空、电子等行业，该材料属于（　　） A．合成塑料 B．合成橡胶 C．合成纤维 D．金属材料 3. 2025年春晚舞台上，身穿大红棉袄的宇树科技机器人Unitree H1燃爆全球。机器人动作灵活，其中使用了二硫化钼（MoS2）作为润滑剂。它因其独特的层状结构和物理化学性质，在工业、材料科学和新兴技术领域有广泛应用。该机器人的肢体骨骼主要由PEEK材料制成。PEEK是一种性能优异的特种工程塑料，其化学式为 C19H10O3具有高强度和低密度的特性。以下说法正确的是（　　） A．PEEK属于金属材料 B．PEEK材料由碳原子、氢原子和氧原子构成 C．PEEK材料由碳、氢、氧元素组成 D．PEEK材料不会对环境造成污染 4. 为了减少汽车油耗，科学家通过研发新型泡沫金属材料，来减轻汽车的自重。为达到该目的，这种泡沫金属材料应具有的性质是（　　） A．硬度大 B．密度小 C．导电性好 D．着火点高 5. 家里的铁锅、菜刀等都是由金属或合金制成的。下列物质不属于金属材料制成的是（　　） A．黄金项链 B．黄铜 C．不锈钢 D．铁锈 6. 阅读下列材料。 新型铸铁材料—蠕墨铸铁在高碳铁液中加入稀土合金，得到断口呈“花斑”状，石墨为蠕虫状蠕墨铸铁（又称蠕铁）。蠕铁是具有片状和球状石墨之间的过渡形态铸铁，片状石墨和球状石墨内部原子排列方式不同。蠕铁是一种具有良好力学性能（耐高温、强度大、断面敏感性小）、导热率高和抗氧化性能的新型铸铁材料。蠕铁广泛用于制造汽车发动机、汽车制动零件、排气管等。国产蠕铁中的蠕化剂均含有稀土元素，如稀土硅铁镁合金、稀土硅钙合金等。国产蟠铁技术冲破了国外的技术封锁，助推我国发动机制造技术迈向世界领先水平。 回答下列问题： （1）蠕墨铸铁从材料分类看属于 材料（填“有机合成”或“金属”）。 （2）蠕墨铸铁作为发动机材料主要是利用其独特的 （填“物理”或“化学”）性质。 （3）片状石墨和球状石墨的组成元素 （填“相同”或“不同”）。 7. 如图甲是一款无人水下航行器，其内部装有控制系统、摄像模块、推进系统、电池模块，总质量为8千克，采用全封闭结构。此款无人水下航行器的外壳使用钛合金制成，它具有密度小、强度高、耐腐蚀性好的特点。它的底部还有一个活塞式浮力系统调节装置（如图乙），活塞缸中的活塞横截面积为30cm2，活塞位置可上下调节，从而改变航行器排开水的体积，以实现航行器在水中的运动或停留。 （1）此款无人水下航行器外壳所使用的钛合金属于 （选填“金属材料”、“复合材料”或“有机合成材料”）。 （2）工业上在高温条件下利用镁和四氯化钛发生反应来制取钛：TiCl4+2MgTi+2MgCl2，若要制取2.4kg金属钛，求理论上至少需要多少质量的金属镁。 （3）航行器在整个测试过程中，浮力最大的改变量为1.2牛，求活塞上下移动的最大距离是多少米。（水的密度取1.0×103kg/m3） 题型二．金属化学性质 8. 如图甲所示，相同条件下，在密闭容器中，分别将等质量的铁粉、镁粉和等体积、等浓度的足量稀硫酸反应；测得一段时间内密闭容器内压强与反应时间的关系如图乙所示。下列分析正确的是（　　） A．曲线①对应的反应为铁与稀硫酸的反应 B．曲线②对应的反应生成的氢气质量大 C．曲线②对应的反应生成的盐的质量大 D．压强先升后降说明了两种金属与稀硫酸反应放热 9. 下列图像能正确反映对应变化关系的是（　　） A．常温下，相同质量的锌和铁分别与足量的溶质质量分数相同的稀硫酸反应 B．向一定量的氢氧化钠溶液中滴加pH＝3的稀盐酸 C．加热一定质量的高锰酸钾 D．碳酸氢钠受热分解 10. 有关金属的实验如下，能达到相应目的的是（　　） A．比较合金与其组分金属的硬度 B．验证锌、铁和铜的金属活动性顺序 C．证明铜生锈与CO2、O2和H2O有关 D．验证质量守恒定律 11. 图像能直观表达化学中各种变化的关系。有关下列图像的描述正确的一项是（　　） A．①表示等质量的Mg、Fe分别与溶质质量分数相同的足量稀硫酸反应 B．②表示将氢氧化钠溶液逐渐滴入到盐酸溶液中 C．③不考虑水的蒸发，表示一定量浓盐酸被放置在空气中一段时间 D．④表示向盐酸和氯化钙的混合溶液中滴加碳酸钠溶液至过量 12. 下列图像与实验设计对应正确的有（　　） 图像 设计实验 甲：向未经磨的铝片中滴加适量稀盐酸 乙：向MnO2中滴加H2O2溶液 丙：分别向等质量的Mg和MgO中加入足量的稀盐酸 丁：足量红磷在密闭的集气瓶中燃烧 A．甲、乙 B．甲、丙 C．乙、丁 D．丙、丁 13. 冬天，轻便的暖贴是常用的取暖产品。能否通过对暖贴的研究完成暖贴的设计与制作？在老师带领下，小科开展了项目研究，项目历程如下： 小科拆开一包暖贴，发现是黑色固体颗粒，又观察到如图的说明，并通过实验和查阅资料等方式了解了暖贴的发热原理，他发现暖贴中的吸水树脂和蛭石粉不溶解于水、也不与常见的酸碱盐反应。由此作出了发热成分是铁粉的猜测。 小科使用以下物质检验袋内物质是否有铁粉。下列无法检验铁粉存在的物质是（　　） A．稀硫酸 B．硫酸铜溶液 C．硝酸银溶液 D．氯化镁溶液 14. 某兴趣小组通过如下方式得到单质银，将足量的铁粉和稀硫酸依次加入到一定量的硝酸银溶液中，搅拌使其充分反应。实验过程中，加入的物质质量与烧杯中剩余固体质量关系如图所示。下列说法正确的是（　　） A．m点剩余的固体为铁、银 B．n点溶液中的溶质为硝酸铁 C．a点固体表面产生气泡 D．b点溶液中有两种金属阳离子 15. 对图、表信息的处理能力，是学习科学的必备素养。分析图文，回答下面小题。如图是含铁（Fe）物质的化合价——物质类价图，下列说法正确的是（　　） A．物质a在空气中燃烧，火星四溅 B．物质b是铁锈，能被磁铁吸引 C．物质c能溶于水，形成黄色溶液 D．物质d的化学式可能是FeCl3 16. 现有铁和另一种金属组成的混合物，在5.6g该混合物中加入100g一定溶质质量分数的稀盐酸，两者恰好完全反应，产生氢气的质量为m。下列说法正确的是（　　） A．若混合物为Fe、Al，m可能是0.2g B．若混合物为Fe、Zn，m可能是0.2g C．若混合物为Fe、Zn，m可能是0.1g，则该混合物中铁的质量分数为50% D．若混合物为Fe、Al，则稀盐酸中溶质质量分数一定大于7.3% 17. 向硫酸铜与硝酸银的混合溶液中加入一定量锌粉，充分反应后过滤，分别将滤渣和滤液装于两支试管中，实验过程如图所示。下列说法中正确的（　　） A．若滤液呈无色，则向滤渣中加入稀盐酸会生成气泡 B．若滤液呈无色，则向滤液中加入稀盐酸一定没有白色沉淀 C．若滤液呈蓝色，则向滤渣中加入稀盐酸会生成气泡 D．若滤液呈蓝色，则向滤液加入稀盐酸一定没有白色沉淀 18. 图像法是学习科学的重要方法，下列图像能正确反映对应变化关系是（　　） A．图甲是用足量的铁单质置换硫酸铜溶液，剩余固体质量与反应时间的关系 B．图乙是等质量的锌、铁与足量的稀硫酸反应，产生氢气的质量与反应时间关系 C．图丙是向硫酸和硫酸铜混合溶液中加入氢氧化钠溶液，沉淀质量与加入量关系 D．图丁是在一定量的AgNO3和Zn（NO3）2混合液中加入铁粉，溶质种类与加入量的关系 题型三．金属活动性顺序 19. 为了比较Al、Sn、Cu的活动性顺序，在相同温度下，取大小相同的上述三种金属薄片，分别放入等质量等浓度的足量稀盐酸中，观察现象如表，下列说法正确的是（　　） 金属 Al Sn Cu 现象 产生气泡较快 产生气泡较慢 不产生气泡 A．三种金属的活动性由强到弱的顺序为Sn、Al、Cu B．锡粉中混有铝粉，可用足量稀盐酸除去铝粉 C．铝片放入盐酸溶液后，溶液质量逐渐减少 D．根据实验现象，不能用铝制容器来盛放稀盐酸 20. 室温下，向含有CuSO4、MgSO4的混合溶液中加入ag锌粉，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液（不饱和）。取少许滤渣加入适量稀盐酸，有气泡生成。则下列判断中，合理的是（　　） A．滤液中一定含有Zn2+、Mg2+ B．滤液的颜色为蓝色 C．滤渣的质量一定大于ag D．滤渣中含有单质铜、单质镁和单质锌 21. 为探究镍（Ni）与Zn、Cu的金属活动性顺序，小金做了如图所示实验。根据实验现象判断，三种金属活动性顺序由强到弱正确的是（　　） A．Ni、Zn、Cu B．Zn、Cu、Ni C．Zn、Ni、Cu D．Ni、Cu、Zn 22. 向AgNO3、Cu（NO3）2、Mg（NO3）2的混合溶液中，加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，滤液呈蓝色。下列判断正确的是（　　） A．与原溶液相比，滤液的质量可能增大 B．向滤液中滴入稀盐酸，可能会有白色沉淀出现 C．滤液中可能有Fe（NO3）2、Mg（NO3）2和Cu（NO3）2 D．向滤渣中加入稀盐酸，一定有气泡产生 23. 为探究金属的活动性强弱，用如图装置进行实验。下列说法正确的是（　　） A．若向甲、乙试管加入CuSO4溶液，锌片表面会有金属析出 B．若向甲、乙试管加入稀盐酸，铜片表面会有气泡产生 C．若向甲、乙试管加入MgSO4溶液，锌片表面会有金属析出 D．若向甲、乙试管加入AgNO3溶液，能比较铜与锌的金属活动性 24. 某混合溶液中含有Cu（NO3）2、AgNO3、M（NO3）2（M表示某种金属元素），小虞对其进行如图实验，下列有关说法正确的是（　　） A．滤液A可能为蓝色 B．固体甲中可能含有金属M C．四种金属的活动性一定为M＞Zn＞Cu＞Ag D．固体乙中加入稀盐酸一定没有气泡产生 25. 置换反应是化学反应的基本类型之一。 （1）金属与金属的化合物溶液之间的置换反应，一般是活动性较强的金属可把活动性较弱的金属从其盐溶液中置换出来，如铜和硝酸银溶液反应，其化学方程式为 。 （2）非金属单质也具有类似金属与金属的化合物溶液之间的置换反应规律，即活动性较强的非金属可把活动性较弱的非金属从其金属的化合物溶液中置换出来，如在溶液中可发生下列反应： Cl2+2NaBr＝2NaCl+Br2；I2+Na2S＝2NaI+S↓；Br2+2KI＝2KBr+I2 由此可判断： ①S、Cl2、I2、Br2活动性由强到弱顺序是 。 ②下列化学方程式书写错误的是 。 （A）Cl2+2NaI═2NaCl+I2 （B）I2+2KBr═2KI+Br2 （C）Br2+Na2S═2NaBr+S↓ （D）Cl2+K2S═2KCl+S↓ 26. 兴趣小组按如图流程进行实验（每步均充分反应），反应结束后，将烧杯内物质进行过滤，向滤渣中加入少量稀盐酸，无明显现象。则按要求填空： （1）由实验现象可判断出铁、铜、锌的活动性由弱到强的顺序 ； （2）两支试管混合后，烧杯中固体总质量一定 （填“增加”、“减少”或“不变”）； （3）滤液中的一定含有的金属阳离子 。 27. 人类对科学规律的认识常需经历漫长的探索过程，对金属活动性规律的认识正是如此。 （1）1625年格劳贝尔发现将金属放入稀盐酸中会“消失”，为发现金属活动性顺序奠定了基础。小明选用镁、铜、锌三种金属进行验证实验，则“消失”的金属有 。 （2）1766年卡文迪许用金属与酸反应制取了一种可燃性气体，称之为“可燃空气”，为探索金属活动性打开了新思路。“可燃空气”是 。 （3）1865年贝开托夫设想找到一种化合物，使之与金属发生反应，根据反应的难易程度来判断金属活动性的强弱。小实运用该规律开展实验，向盛有一定质量AgNO3和Cu（NO3）2混合溶液的烧杯中加入过量的Zn粉，充分反应后所得溶液的质量与加入锌粉的质量关系如图所示，则图中a点时，烧杯内的金属单质是 。 题型四．金属制取氢气图像 28. 两烧杯中盛有等质量、等质量分数的稀盐酸，现向两烧杯中分别加入质量都为m的金属Zn和Fe，生成氢气的质量随加入金属质量的关系如图所示，由图可知（　　） A．Zn的活动性比Fe强 B．当m＝a时，放入Zn的烧杯中盐酸过量 C．当m＝b时，两烧杯中溶液的质量相等 D．当m＝c时，两烧杯中剩余的金属质量Zn＞Fe 29. 将等量的Mg、Fe、Zn三种金属分别放入质量和溶质质量分数均相同的三份硫酸中，反应完成后生成氢气的质量关系可能的是（　　） A． B． C． D． 30. 蚀刻印刷电路的溶液后的溶液为FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液，如图向200g该溶液中加入铁粉的质量与溶液质量的变化关系。下列说法正确的是（　　）（查阅资料：2FeCl3+Fe═3FeCl2） ①200～a段发生的反应为2FeCl3+Fe═3FeCl2 ②m点的溶液中溶质成分为：FeCl3和FeCl2 ③x＝16.8 ④原溶液中FeCl3与CuCl2的质量之比为65：81 A．①④ B．①③ C．②③ D．②④ 31. 用等质量的锌和铁，分别与足量的稀盐酸反应，能正确表示生成H2的质量（y轴）和反应时间（x轴）关系的图像是（　　） A． B． C． D． 32. 等质量的金属镁和锌与一定量的稀硫酸反应，获取生成的氢气与金属质量的关系如图所示。若增加反应的稀硫酸的质量并绘制氢气与金属质量的关系图，下列图形不可能出现的是（　　） A． B． C． D． 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 金属及其性质 【考点1　金属材料】 【考点剖析】 一、金属与非金属 1、金属和非金属的物理性质比较 颜色 延展性 导电性 导热性 可锻性 硬度 密度 熔点 金属 有金属光泽，大多数为银白色或灰色 良好 良好 良好 良好 大 大 高（汞除外） 非金属 大多数没有光泽， 外表暗淡 不具有 除石墨外通常不导电 差 不具有 清脆易碎 小 一般 较低 2、常见金属的性质和用途 金属都具有金属光泽，有良好的导电性、导热性和延展性。 下表是一些常见金属的主要特性和用途： 金属 主要特性 用途 铁 纯铁质软，密度较大，熔、沸点较高，具有铁磁性 机械制品、建筑材料、刀具、炊具 铜 具有紫红色的金属光泽，密度大，有良好的导电性和导热性 导线、导热器皿 铝 密度小，有良好的延展性、导电性和导热性 制造电线和电缆、铝箱包装、建筑装饰材料和航天材料 金 延展性是金属中最好的，性质稳定 首饰装饰品 银 良好的金属光泽，质软，是电、热的优良导体 首饰、装饰品 钨 熔点高 灯丝 钛 耐腐蚀、质轻 眼镜架、制造飞船 （1）大多数金属的颜色是银白色或灰色，但金呈金黄色，铜为紫红色；除汞(俗称水银)外,其他金属在室温下都是固体。 （2）在常温下，大多数非金属单质是气体，也有一些是固体，溴是唯一在常温下呈液态的非金属单质；非金属中碳单质熔点较高，如金刚石的熔点是3550 ℃，硬度也很大。是天然存在的最硬的物质。 （3）金属是一定能导电、导热的单质，但能导电、导热的单质不一定是金属，如非金属单质石墨也能导电、导热。 二、常见的金属材料 1、金属材料 金属材料包括纯金属和它们的合金。人们日常使用的金属材料，大多数不是纯金属而是合金，如钢、铝合金等。 2、合金 把一种金属跟其他一种或几种金属(或非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质，就称为合金——混合物。 3、合金的性能 合金不仅组成上发生了变化，其内部结构也发生了变化，从而引起了性质的变化。合金往往比纯金属具有更好的性能。合金的硬度、强度一般比组成它们的纯金属更高，熔点更低，抗腐蚀性能等也更好，因此合金具有更广泛的用途。 4、常见的合金 钢是最常见、应用较广的一种合金材料。 （1）成分：一种由铁与少量碳等物质形成的合金。 （2）性质：机械性能好、质地坚硬、有弹性和延展性。 （3）用途：汽车车身、刀具、量具和模具等。 三、金属的污染和回收利用 1、金属污染来源 （1）日常生活废弃的金属垃圾。 （2）大量工业废弃的金属垃圾。 （3）工厂排出含重金属的污水。 （4）含铅汽油的使用及大量废弃电池。 2、金属污染的危害 （1）浪费大量资源。 （2）铝等金属在自然界不会自行分解，积累在土壤中，破坏土壤结构。 （3）像铅、镉等有毒的金属被腐蚀后会溶于水中形成金属离子，污染土壤和地下水源。 3、防治金属污染的方法 （1）垃圾进行分类回收。 （2）使用无铅汽油。 （3）废旧电池不能任意丢弃。 （4）工业废水和废渣处理后排放。 （5）回收各种废弃的金属材料。 基本上所有金属都可循环再生，而普遍回收的金属包括：铝、铅、铁、铜、锡、锌、银和金等。 【题目示例】 小科在探究金属化学性质时，做了如图甲、乙的两次实验。 （1）图甲中向滤液中加入稀盐酸观察到有白色沉淀产生。请写出产生滤渣的反应的化学方程式： 。 （2）图乙中向滤渣中加入过量的稀盐酸，观察到有无色气体产生。实验结束后所得滤液质量 （填大于、小于或等于）反应前原烧杯中混合溶液质量。 【解答】解：（1）金属活动性顺序为Fe＞Cu＞Ag，向含有AgNO3、Cu（NO3）2的混合溶液中加入一定量的锌粉，铁优先与AgNO3反应生成硝酸亚铁和银，AgNO3反应完，若还有铁粉，铁才能与Cu（NO3）2反应生成硝酸亚铁和铜。图甲是向滤液中加入稀盐酸，观察到有白色沉淀产生，说明滤液中含有硝酸银，过量的硝酸银和盐酸反应生成白色沉淀氯化银和硝酸；产生滤渣，是因为铁和硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，反应的化学方程式为Fe+2AgNO3＝Fe（NO3）2+2Ag。 （2）图乙是向滤渣中加入稀盐酸，银、铜均不能与稀盐酸反应，观察到有无色气体产生，是因为铁是过量的，铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气；由Fe+2AgNO3═Fe（NO3）2+2Ag可知，每56份质量的铁可置换出216份质量的银，溶液的质量会减少；由Fe+Cu（NO3）2═Fe（NO3）2+Cu可知，每56份质量的铁可置换出64份质量的铜，溶液的质量会减少，所以反应后所得滤液的溶质质量小于原硝酸银和硝酸铜混合溶液的质量。 故答案为： （1）Fe+2AgNO3＝Fe（NO3）2+2Ag； （2）小于。 【变式巩固】 小柯和小妍用自制的扑克牌玩“物质接龙”游戏，其规则是“相邻扑克牌中的物质均可发生化学反应”，如图甲所示。请回答下列问题： （1）第5张牌轮到小柯出，此时小柯手里有下列几张牌，能出的牌为 。 A.硫酸铜 B.氯化锌 C.氢氧化钙 D.盐酸 （2）请写出第1张牌与第2张牌中两物质反应的化学方程式 。 （3）如图乙所示，用盛放氢氧化钠溶液的洗气瓶吸收CO2，则气体从导管 （选填“a”或“b”）进入。 【解答】解：（1）相邻扑克牌中的物质均可发生化学反应，铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，不会与氯化锌、氢氧化钙反应，所以能出的牌为AD； （2）二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，化学方程式为：2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2O； （3）洗气除杂应该长进短出，所以用盛放氢氧化钠溶液的洗气瓶吸收CO2，则气体从导管a进入。 【考点2　金属化学性质】 【考点剖析】 一、金属与氧气的反应 1、有些金属常温下就能与氧气反应 （1）在常温下，金属铝的表面易生成一层致密的氧化铝保护膜，它能阻止金属铝继续被空气氧化，因此铝具有很好的抗腐蚀性能。反应的化学方程式为4A1+3O2 = 2Al2O3。 注意：洗涤铝制容器时，不能用钢丝球擦洗，以免破坏氧化膜，Al2O3 + 6HCl == 2AlCl3 + 3H2O 铝制品不能盛放酸、碱性物质。 （2）在常温下，铁在潮湿的空气中会被氧化而生锈(铁锈的主要成分是Fe2O3)。 2、有些金属能在空气中燃烧 2Mg+O22MgO，现象：剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体(氧化镁)，放出热量。 3、有些金属在空气中不燃烧，但能在氧气(纯氧)中燃烧 3Fe+2O2Fe3O4，现象：剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体(四氧化三铁)，放出热量。 4、有些金属虽不能燃烧，但在加热的条件下能与氧气反应生成氧化物 2Cu+O2 △ 2CuO，现象：铜丝表面由紫红色变成黑色。 5、金等金属即使在高温下也不与氧气反应 【说明：不同的金属跟氧气反应的剧烈程度不同】 二、金属与酸的反应 1、金属与酸的反应 （1）镁、锌、铁等金属能与稀盐酸或稀硫酸发生反应，生成相应的盐和氢气。金属表面会有气泡出现，反应的化学方程式：（不同的金属与酸反应的剧烈程度不同） Mg+ 2HCl = MgCl2+H2↑ Mg+H2SO4 = MgSO4+H2↑ Zn+ 2HCl = ZnCl2+H2↑ Zn+H2SO4 = ZnSO4+H2↑(实验室制氢气原理) Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑ Fe+H2SO4 = FeSO4+ H2↑ 氢气的检验：将燃着的木条接近有气泡产生的试管，松开拇指发现气体燃烧，此气体即为H2。 （2）铜、银、铂、金等金属不与稀盐酸或稀硫酸反应，放入两种酸中无明显现象。 2、反应类型 （1）置换反应 ①概念：由一种单质跟一种化合物发生反应生成另一种单质和另一种化合物的反应。 ②形式：A+BC →AC+B ③特点：单换单 ④置换反应类型：a.活泼金属与酸反应，如：Fe+2HC1 = FeCl2+H2↑ b.金属与盐溶液反应，如：Cu+2AgNO3 = Cu(NO3)2+2Ag （2）四大基本反应类型： 反应类型 概念 特点 形式 化合反应 由两种或两种以上物质生成一种物质的反应 多变一 A+B+...→ C 分解反应 由一种物质生成两种或两种以上物质的反应 一变多 A → B+C+... 置换反应 由一种单质跟一种化合物发生反应生成另一种单质和另一种化合物反应 单换单 AB+C → A+CB 复分解反应 两种化合物互相交换成分生成两种新化合物反应 两交换 价不变 AB+CD→AD+CB 【题目示例】 小颖同学为比较Mg、Fe、Cu三种金属的活动性顺序进行了如图甲所示的实验，实验后把两试管中的物 质倒入烧杯中（如图乙），发现烧杯内的红色固体明显增多，充分反应后过滤，再向滤渣中加入适量稀盐酸，产生无色气泡。根据上述信息，判断下列说法正确的是（　　） A．原a、b试管中溶液都一定呈浅绿色 B．滤液中一定含有Mg2+、Fe2+，可能含有Cu2+ C．滤渣质量一定大于所加铁粉的总质量 D．滤渣含有三种固体物质 【解答】解：由于镁的活动性大于铁，铁不能与硫酸镁反应；铁的活动性大于铜，铁能将铜从其溶液中置换出来，由题意可知，实验后把两试管中的物质倒入烧杯中（如图乙）发现烧杯内的红色固体明显增多，说明了b中的铁完全反应了，a中的铁又与硫酸铜发生了反应。充分反应后过滤，再向滤渣中加入适量稀盐酸，产生无色气泡说了滤渣中有剩余的铁，由此可知： A、由于b中的铁完全反应了，硫酸铜有剩余，溶液为蓝色，故错误； B、由于铁有剩余，滤液中一定不含有Cu2+，故错误； C、由发生的反应可知，由于每56份质量的铁能与置换出64份质量的铜，滤渣质量一定大于所加铁粉的总质量，故正确。 D、由于镁的活动性大于铁，铁不能与硫酸镁反应；铁的活动性大于铜，铁能将铜从其溶液中置换出来，再向滤渣中加入适量稀盐酸，产生无色气泡说了滤渣中有剩余的铁，滤渣含有铜，铁两种固体物质，故错误； 故选：C。 【变式巩固】 向Fe（NO3）2与AgNO3的混合溶液中加入一定量锌粉，充分反应后过滤，分别将滤渣和滤液装于两支试管中，实验过程如图所示。下列说法中错误的是（　　） A．操作Ⅰ用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒 B．若滤渣中无气泡产生，则滤渣中只有银 C．若滤液显浅绿色，则滤渣的质量一定大于加入的锌的质量 D．若滤液无色，向其中加入稀盐酸一定无白色沉淀产生 【解答】解：A.操作Ⅰ是过滤，用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒，故正确； B.滤渣中无气泡产生，说明滤渣不能与盐酸反应，即滤渣中只有银，故正确； C.若滤液显浅绿色，说明溶液中含有硝酸亚铁，即硝酸亚铁没有或部分被锌反应，若硝酸银部分反应，滤渣中一定含有银，但数量不确定，可能含有铁，故滤渣的质量不一定大于加入的锌的质量，故错误； D.若滤液无色，说明溶液中无硝酸亚铁，即硝酸亚铁完全反应，滤渣中一定含有银、铁，可能含有锌，滤液中一定含有硝酸铝，不存在银离子，故加入稀盐酸，一定无白色沉淀产生，故正确； 故选：C。 【考点3　金属活动性顺序及其应用】 【考点剖析】 一、金属活动性顺序 1、金属与某些盐溶液的反应 把经除油、除锈处理的洁净的铁丝、铜丝分别放入几种盐溶液中，实验记录如下表： 实验操作 实验现象 化学方程式 铁丝浸入硫酸铜溶液中 铁丝表面覆盖一层红色物质， 溶液由蓝色变成浅绿色 Fe+CuSO4 = FeSO4+Cu 铜丝浸入硫酸亚铁溶液中 无现象 / 铜丝浸入硝酸银溶液中 铜丝表面覆盖一层银白色物质， 溶液由无色变成蓝色 Cu+2AgNO3 = Cu(NO3)2+2Ag 结论：铁、铜、银的金属活动性顺序为铁>铜>银，即：活动性较强的金属能把活动性较弱的金属从它的盐的水溶液中置换出来。 2、金属活动性顺序 （1）在金属的活动性顺序中，金属位置越靠前，活动性就越强。 （2）排在氢前面的金属可以把酸(非氧化性酸)里的氢置换出来，而排在氢后面的金属不能把酸(非氧化性酸)里的氢置换出来。这里的酸通常指盐酸和稀硫酸而不是浓硫酸(或硝酸)，因为金属与浓硫酸(或硝酸)等反应不产生氢气。 （3）一种活动性较强的金属能把另一种活动性较弱的金属从它的盐的水溶液中置换出来。 （4）K、Ca、Na三种金属的活动性太强，在与盐溶液反应时，会先与溶液中的水发生反应，生成对应的碱和H2，碱再与盐发生复分解反应。 注意： ①该反应中金属(钾、钙、钠除外)的活动性必须要强于盐中金属阳离子对应的金属；盐必须可溶于水。 ②Fe若参与反应，一定生成Fe2+（亚铁离子）。 ③在金属活动顺序中距离远的优先置换（例：将铁放在硝酸铜和硝酸银混合溶液中，铁先置换出银）。 3、金属活动性顺序的应用：湿法炼铜 原理是先用硫酸将铜矿中的铜转变成可溶性的硫酸铜，再将铁放入硫酸铜溶液中把铜置换出来，反应的化学方程式为Fe+CuSO4 = Cu+FeSO4。 二、混合金属溶液与金属—图像问题【补充】 1、足量的金属（Mg、Al、Zn、Fe）+等量的酸（酸不足） ①产生的H2质量相同； ②生成H2质量—反应时间图像的斜率表示：反应速率的快慢（金属活动性）； ③产生相同质量的氢气，消耗金属的质量关系：Al<Mg<Fe<Zn； ④若加入相同质量的金属，则剩余金属的质量：Al>Mg>Fe>Zn（只有Zn是可能剩余，其他都是一定剩余）。 2、等量的金属（Mg、Al、Zn、Fe）+足量的酸（金属不足） ①根据斜率判断（谁更活泼，谁的斜率更大） ②根据相同质量的金属产生氢气的质量的多少判断（看等效相对原子质量） 3、等质量金属与足量的酸反应（酸逐滴滴加） 三、防止金属腐蚀的常用方法 1、金属锈蚀的条件 金属的锈蚀既与周围环境里水、空气等物质的作用有关，也与金属内部的结构有关。 2、实验探究铁锈蚀的条件 （1）实验在3支试管中进行：A试管中是水和空气，B试管中是刚煮沸过的蒸馏水，C试管中是装有干燥剂(生石灰)的干燥空气，在3支试管中各放一枚铁钉，并用塞子塞紧试管口，实验装置图如图所示。 （2）一段时间后A中铁钉锈蚀严重，B、C中铁钉基本不锈蚀，说明铁生锈条件是与水和空气(氧气)同时接触。 （3）因为纯铁和铁钉的内部结构不同，纯铁并未生锈。 3、防止金属生锈的方法 （1）保持金属制品(特别是钢铁)表面的洁净和干燥。 （2）在金属制品(特别是钢铁)表面覆盖保护膜。如：在金属表面覆盖保护层(涂油、刷漆，覆盖搪瓷、塑料等)、镀耐磨和耐锈蚀的金属(镀铬等)，在钢铁表面高温制成一层致密氧化膜等。 （3）改变金属的内部组织结构(制成合金)。如：加入铬、镍制成不锈钢等。 【题目示例】 将质量均为m的镁、铝、铁三种金属分别加入到50g一定质量分数的稀硫酸中，它们产生的氢气质量分别用mMg、mAl、mFe表示，则不可能出现的情况是（　　） A．mMg＝mAl＝mFe B．mMg＝mAl＞mFe C．mAl＞mMg＞mFe D．mAl＜mMg＝mFe 【解答】解：假设硫酸的质量分数是19.6%，参加反应的硫酸的质量都是50g×19.6%＝9.8g， Mg+H2SO4＝MgSO4+H2↑ 24 98 2 2.4 9.8 0.2 2Al+3H2SO4＝Al2（SO4）3+3H2↑ 54 294 6 18 98 2 1.8g 9.8g 0.2g Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑ 56 98 2 5.6g 9.8g 0.2g 由化学方程式可知， ①5.6g≤m，三种金属与硫酸反应时，金属都是过量的，酸中的氢元素都被置换出来，mMg＝mAl＝mFe， ②2.4g≤m＜5.6g，铁和硫酸反应时，铁是不足的，镁、铝足量，所以生成的氢气质量mMg＝mAl＞mFe， ③1.8g≤m＜2.4g，镁、铁与硫酸反应时，不足量，但是等质量镁、铁与足量的酸反应，镁生成的氢气多，所以所以生成的氢气质量mAl＞mMg＞mFe， ④m＜1.8g，三种金属都不足量了，等质量的镁、铝、铁与足量的稀硫酸反应时，铝生成的氢气最多，铁生成的氢气质量最少，所以所以所以生成的氢气质量mAl＞mMg＞mFe， 故选：D。 【变式巩固】 向两份等质量、等质量分数的稀硫酸中，分别同时加入足量的镁粉和铁粉，下列图像中正确的是（　　） A． B． C． D． 【解答】解：稀硫酸完全反应，最终生成氢气质量相等，选项ABC不正确，反应的金属质量相等时，镁反应生成的氢气比铁多，D选项正确。 故选：D。 题型一．金属材料 1. 东汉时期的“马踏飞燕”堪称我国古代青铜器艺术中无与伦比的珍品。其制作材料属于（　　） A．合成材料 B．高分子材料 C．金属材料 D．复合材料 【解答】解：青铜器是用青铜制成的，青铜是铜的合金，属于金属材料。 故选：C。 2. 新型材料N10675主要由镍构成，添加了钼、铬等元素。具有极强的耐腐蚀性能和良好的加工性能，可用于化工、石油天然气、航天航空、电子等行业，该材料属于（　　） A．合成塑料 B．合成橡胶 C．合成纤维 D．金属材料 【解答】解：金属材料包括纯金属和合金。新型材料N10675主要由镍构成，添加了钼、铬等元素，是一种合金，因此属于金属材料。 故选：D。 3. 2025年春晚舞台上，身穿大红棉袄的宇树科技机器人Unitree H1燃爆全球。机器人动作灵活，其中使用了二硫化钼（MoS2）作为润滑剂。它因其独特的层状结构和物理化学性质，在工业、材料科学和新兴技术领域有广泛应用。该机器人的肢体骨骼主要由PEEK材料制成。PEEK是一种性能优异的特种工程塑料，其化学式为 C19H10O3具有高强度和低密度的特性。以下说法正确的是（　　） A．PEEK属于金属材料 B．PEEK材料由碳原子、氢原子和氧原子构成 C．PEEK材料由碳、氢、氧元素组成 D．PEEK材料不会对环境造成污染 【解答】解：A、PEEK是一种性能优异的特种工程塑料，属于合成材料，故A说法错误； B、PEEK材料是由C19H10O3分子构成的，C19H10O3分子是由碳原子、氢原子和氧原子构成，故B说法错误； C、由化学式可知，PEEK材料由碳、氢、氧元素组成，故C说法正确； D、PEEK材料在自然界中很难降解，会对环境造成污染，故D说法错误。 故选：C。 4. 为了减少汽车油耗，科学家通过研发新型泡沫金属材料，来减轻汽车的自重。为达到该目的，这种泡沫金属材料应具有的性质是（　　） A．硬度大 B．密度小 C．导电性好 D．着火点高 【解答】解：为了减少汽车油耗，科学家通过研发新型泡沫金属材料，来减轻汽车的自重，减轻汽车的自重需要材料的密度小； 故选：B。 5. 家里的铁锅、菜刀等都是由金属或合金制成的。下列物质不属于金属材料制成的是（　　） A．黄金项链 B．黄铜 C．不锈钢 D．铁锈 【解答】解：金属材料包括纯金属和合金。 A、黄金属于金属材料，不合题意； B、黄铜是一种铜合金，属于金属材料，不合题意； C、不锈钢是一种铁合金，属于金属材料，不合题意； D、铁锈是一种含氧化铁的混合物，不属于金属材料，符合题意。 故选：D。 6. 阅读下列材料。 新型铸铁材料—蠕墨铸铁在高碳铁液中加入稀土合金，得到断口呈“花斑”状，石墨为蠕虫状蠕墨铸铁（又称蠕铁）。蠕铁是具有片状和球状石墨之间的过渡形态铸铁，片状石墨和球状石墨内部原子排列方式不同。蠕铁是一种具有良好力学性能（耐高温、强度大、断面敏感性小）、导热率高和抗氧化性能的新型铸铁材料。蠕铁广泛用于制造汽车发动机、汽车制动零件、排气管等。国产蠕铁中的蠕化剂均含有稀土元素，如稀土硅铁镁合金、稀土硅钙合金等。国产蟠铁技术冲破了国外的技术封锁，助推我国发动机制造技术迈向世界领先水平。 回答下列问题： （1）蠕墨铸铁从材料分类看属于 材料（填“有机合成”或“金属”）。 （2）蠕墨铸铁作为发动机材料主要是利用其独特的 （填“物理”或“化学”）性质。 （3）片状石墨和球状石墨的组成元素 （填“相同”或“不同”）。 【解答】解：（1）金属材料包括纯金属和合金。蠕墨铸铁是一种合金，属于金属材料。 （2）蠕铁是一种具有良好力学性能（耐高温、强度大、断面敏感性小），这些性质不需要发生化学变化就能表现出来，所以蠕墨铸铁作为发动机材料主要是利用其独特的物理性质。 （3）片状石墨和球状石墨内部原子排列方式不同，但都是由碳原子构成，所以它们的组成元素相同，都是由碳元素组成的。 故答案为： （1）金属； （2）物理； （3）相同。 7. 如图甲是一款无人水下航行器，其内部装有控制系统、摄像模块、推进系统、电池模块，总质量为8千克，采用全封闭结构。此款无人水下航行器的外壳使用钛合金制成，它具有密度小、强度高、耐腐蚀性好的特点。它的底部还有一个活塞式浮力系统调节装置（如图乙），活塞缸中的活塞横截面积为30cm2，活塞位置可上下调节，从而改变航行器排开水的体积，以实现航行器在水中的运动或停留。 （1）此款无人水下航行器外壳所使用的钛合金属于 （选填“金属材料”、“复合材料”或“有机合成材料”）。 （2）工业上在高温条件下利用镁和四氯化钛发生反应来制取钛：TiCl4+2MgTi+2MgCl2，若要制取2.4kg金属钛，求理论上至少需要多少质量的金属镁。 （3）航行器在整个测试过程中，浮力最大的改变量为1.2牛，求活塞上下移动的最大距离是多少米。（水的密度取1.0×103kg/m3） 【解答】解：（1）金属材料包括纯金属和合金，钛合金是合金，所以钛合金属于金属材料；（2）设需要金属镁的质量为x， TiCl4+2MgTi+2MgCl2 48 48 x 2.4kg ，x＝2.4kg； （3）阿基米德原理F浮＝ρ液gV排，浮力的改变量ΔF浮＝ρ水gΔV排；ΔF浮＝1.2N，ρ水＝1.0×103kg/m3，g ＝10N/kg。ΔV排＝1.2N÷（1.0×103kg/m3×10N/kg）＝1.2×10﹣4m3；ΔV排＝SΔh，S＝30cm2＝30×10﹣4m2。Δh＝（1.2×10﹣4m3）÷（30×10﹣4m2）＝0.04m。故答案为： （1）金属材料； （2）2.4kg； （3）0.04m。 题型二．金属化学性质 8. 如图甲所示，相同条件下，在密闭容器中，分别将等质量的铁粉、镁粉和等体积、等浓度的足量稀硫酸反应；测得一段时间内密闭容器内压强与反应时间的关系如图乙所示。下列分析正确的是（　　） A．曲线①对应的反应为铁与稀硫酸的反应 B．曲线②对应的反应生成的氢气质量大 C．曲线②对应的反应生成的盐的质量大 D．压强先升后降说明了两种金属与稀硫酸反应放热 【解答】解：A.镁的金属活动性比铁强，相同条件下，等质量的镁粉与稀硫酸反应的速率比铁粉快，产生氢气的速率也更快。由图乙可知，曲线①压强增大的速率比曲线②快，所以曲线①对应的反应为镁粉与稀硫酸的反应，曲线②对应的反应为铁粉与稀硫酸的反应，故A错误；B.等质量的铁粉、镁粉和足量的稀硫酸反应，根据化学方程式Mg+H2SO4＝MgSO4+H2↑，Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑，设金属质量为m，镁生成氢气的质量为，铁生成氢气的质量为，所以镁生成氢气的质量大，故B错误； C.因为铁粉、镁粉等质量且硫酸足量，根据化学方程式可知，镁的相对原子质量小于铁，等质量的镁和铁与足量硫酸反应，镁生成的盐（硫酸镁）的质量大，即曲线①对应的反应生成的盐的质量大，故C错误； D.开始时压强增大是因为金属与稀硫酸反应生成氢气，气体增多，压强增大；之后压强减小是因为反应放热，温度升高，气体膨胀，压强增大，反应结束后，温度逐渐降低，压强减小，所以压强先升后降说明了两种金属与稀硫酸反应放热，故D正确； 故选：D。 9. 下列图像能正确反映对应变化关系的是（　　） A．常温下，相同质量的锌和铁分别与足量的溶质质量分数相同的稀硫酸反应 B．向一定量的氢氧化钠溶液中滴加pH＝3的稀盐酸 C．加热一定质量的高锰酸钾 D．碳酸氢钠受热分解 【解答】解：A、锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，反应中锌和氢气的质量比为65：2，铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，反应中铁和氢气的质量比为56：2，则常温下，相同质量的锌和铁分别与足量的溶质质量分数相同的稀硫酸反应，铁生成的氢气的质量多一些，故选项不符合题意。 B、向一定量的氢氧化钠溶液中滴加pH＝3的稀盐酸，氢氧化钠与稀盐酸反应生成氯化钠和水，溶液的碱性减弱，酸性增强，溶液的pH逐渐较小，但不会小于3，故选项不符合题意。 C、加热条件下，一定质量的高锰酸钾反应生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，固体的质量逐渐减小，但其中锰元素的质量不变，固体中锰元素的质量逐渐增加，直至反应停止，故选项符合题意。 D、碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，反应中固体的质量逐渐减少，由于生成了碳酸钠，最终固体的质量不为零，故选项不符合题意。 故选：C。 10. 有关金属的实验如下，能达到相应目的的是（　　） A．比较合金与其组分金属的硬度 B．验证锌、铁和铜的金属活动性顺序 C．证明铜生锈与CO2、O2和H2O有关 D．验证质量守恒定律 【解答】解：A、不锈钢的组成成分中不含铝，图中实验，不能用于比较合金与其组分金属的硬度，故选项不能达到相应目的。 B、铜片和锌粒分别放入硫酸亚铁溶液中，Zn与硫酸亚铁溶液反应置换出铁，说明了金属活动性Zn＞Fe；铜片与硫酸亚铁溶液不反应，说明了金属活动性Fe＞Cu；由此可得出三种金属活动性Zn＞Fe＞Cu，故选项能达到相应目的。 C、第一支试管中的铜片能与二氧化碳、水充分接触，第二支试管中的铜片能与氧气、水充分接触，第三支试管中的铜片能与二氧化碳、氧气、水接触；一段时间后，前两支试管中的铜片没有生锈，第三支试管中的铜片生锈，可用于探究铜生锈条件是与二氧化碳、氧气有关，无法证明是否与水有关，故选项不能达到相应目的。 D、铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，反应过程中氢气逸出，反应后烧杯中的物质质量减少，不能直接用于验证质量守恒定律，故选项不能达到相应目的。 故选：B。 11. 图像能直观表达化学中各种变化的关系。有关下列图像的描述正确的一项是（　　） A．①表示等质量的Mg、Fe分别与溶质质量分数相同的足量稀硫酸反应 B．②表示将氢氧化钠溶液逐渐滴入到盐酸溶液中 C．③不考虑水的蒸发，表示一定量浓盐酸被放置在空气中一段时间 D．④表示向盐酸和氯化钙的混合溶液中滴加碳酸钠溶液至过量 【解答】解：A、等质量的Mg、Fe分别与溶质质量分数相同的足量稀硫酸反应，最终镁反应生成的氢气比铁多，故选项不正确。 B、将氢氧化钠溶液逐渐滴入到盐酸溶液中，溶液pH由小于7逐渐升高至大于7，故选项不正确。 C、浓盐酸易挥发，随着氯化氢不断挥发除去，盐酸质量分数逐渐减小，当氯化氢挥发到一定程度时，盐酸质量分数不再变化，故选项正确。 D、向盐酸和氯化钙的混合溶液中滴加碳酸钠溶液至过量，碳酸钠先和盐酸反应生成氯化钠、水和二氧化碳，盐酸完全反应后，碳酸钠再和氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，因此开始一段时间不产生沉淀，故选项不正确。 故选：C。 12. 下列图像与实验设计对应正确的有（　　） 图像 设计实验 甲：向未经磨的铝片中滴加适量稀盐酸 乙：向MnO2中滴加H2O2溶液 丙：分别向等质量的Mg和MgO中加入足量的稀盐酸 丁：足量红磷在密闭的集气瓶中燃烧 A．甲、乙 B．甲、丙 C．乙、丁 D．丙、丁 【解答】解：向未经打磨的铝片中滴加适量稀盐酸，氧化铝先与稀盐酸反应生成氯化铝和水，氧化铝反应完，铝再与稀盐酸反应生成氯化铝和氢气，故气体的质量先是零，滴加一定量的稀盐酸后，再不断上升，最后形成一条水平直线；故图像正确。 过氧化氢溶液在硫酸铜溶液的催化作用下生成水和氧气，硫酸铜溶液作催化剂，反应前后质量不变，氧气的质量逐渐增加，故图像正确。 分别向等质量的Mg和MgO中加入足量的稀盐酸，若消耗稀盐酸的质量相同，则生成氯化镁的质量相同，故开始两斜线重合，等质量的Mg和MgO中，镁中含有的镁元素的质量多，生成的氯化镁的质量多，拐点高些，故图像错误。 红磷燃烧放出大量的热，温度升高，压强增大；随着反应的进行氧气被消耗，温度恢复至室温，压强逐渐减小，最终压强一定比反应前小，故图像错误。 故选：A。 13. 冬天，轻便的暖贴是常用的取暖产品。能否通过对暖贴的研究完成暖贴的设计与制作？在老师带领下，小科开展了项目研究，项目历程如下： 小科拆开一包暖贴，发现是黑色固体颗粒，又观察到如图的说明，并通过实验和查阅资料等方式了解了暖贴的发热原理，他发现暖贴中的吸水树脂和蛭石粉不溶解于水、也不与常见的酸碱盐反应。由此作出了发热成分是铁粉的猜测。 小科使用以下物质检验袋内物质是否有铁粉。下列无法检验铁粉存在的物质是（　　） A．稀硫酸 B．硫酸铜溶液 C．硝酸银溶液 D．氯化镁溶液 【解答】解：A、如果固体部分溶解，产生气泡，溶液由无色变成浅绿色，说明含有铁粉，是因为铁能和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，故选项正确。 B、如果析出红色固体，溶液由蓝色变成浅绿色，说明含有铁粉，是因为铁能和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，故选项正确。 C、如果产生银白色固体，溶液由无色变成浅绿色，说明含有铁粉，是因为铁能和硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，故选项正确。 D、氯化镁不能和铁反应，不能判断是否含有铁粉，故选项不正确。 故选：D。 14. 某兴趣小组通过如下方式得到单质银，将足量的铁粉和稀硫酸依次加入到一定量的硝酸银溶液中，搅拌使其充分反应。实验过程中，加入的物质质量与烧杯中剩余固体质量关系如图所示。下列说法正确的是（　　） A．m点剩余的固体为铁、银 B．n点溶液中的溶质为硝酸铁 C．a点固体表面产生气泡 D．b点溶液中有两种金属阳离子 【解答】解：A、由上述分析可知，m点时，铁与硝酸银恰好反应完，固体物质是银，故A错误； B、由上述分析可知，n点时，铁粉剩余，硝酸银反应完，溶液中的溶质为硝酸亚铁，故B错误； C、由图示可知，a点时，加入了稀硫酸，剩余的铁与稀硫酸反应生成了硫酸亚铁和氢气，固体表面产生气泡，故C正确； D、b点时，铁与稀硫酸恰好反应完，银与稀硫酸不反应，此时溶液中只有一种金属阳离子Fe2+，故D错误； 故选：C。 15. 对图、表信息的处理能力，是学习科学的必备素养。分析图文，回答下面小题。如图是含铁（Fe）物质的化合价——物质类价图，下列说法正确的是（　　） A．物质a在空气中燃烧，火星四溅 B．物质b是铁锈，能被磁铁吸引 C．物质c能溶于水，形成黄色溶液 D．物质d的化学式可能是FeCl3 【解答】解：A、物质a是铁，在空气中不能燃烧，故错误； B、物质b是氧化亚铁，不是铁锈，故错误； C、物质c是氢氧化铁，不能溶于水，故错误； D、物质d可能是氯化铁，故正确。 故选：D。 16. 现有铁和另一种金属组成的混合物，在5.6g该混合物中加入100g一定溶质质量分数的稀盐酸，两者恰好完全反应，产生氢气的质量为m。下列说法正确的是（　　） A．若混合物为Fe、Al，m可能是0.2g B．若混合物为Fe、Zn，m可能是0.2g C．若混合物为Fe、Zn，m可能是0.1g，则该混合物中铁的质量分数为50% D．若混合物为Fe、Al，则稀盐酸中溶质质量分数一定大于7.3% 【解答】解：假设合金中铁的质量为5.6 g，根据化学反应方程式：Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑可计算出此时产生氢气的质量为0.2 g，同理可计算出5.6 gAl与足量盐酸反应产生氢气的质量大于0.2 g，5.6gZn与足量盐酸反应产生氢气的质量小于0.2 g， A、若混合物为Fe、Al，m一定大于0.2g，故错误； B、若混合物为Fe、Zn，m一定小于0.2g，故错误； C、若混合物为Fe、Zn，m一定小于0.2g，混合物中铁的质量分数为50%，则m一定大于0.1g，故错误； D、当粉末为Fe、Al合金时，因相同质量的铝消耗稀盐酸的质量比铁消耗盐酸的质量大，而5.6 g铁时，消耗盐酸的质量为7.3 g，所以合金为Fe﹣Al合金时，所需盐酸溶质质量分数一定大于7.3%，故正确； 故选：D。 17. 向硫酸铜与硝酸银的混合溶液中加入一定量锌粉，充分反应后过滤，分别将滤渣和滤液装于两支试管中，实验过程如图所示。下列说法中正确的（　　） A．若滤液呈无色，则向滤渣中加入稀盐酸会生成气泡 B．若滤液呈无色，则向滤液中加入稀盐酸一定没有白色沉淀 C．若滤液呈蓝色，则向滤渣中加入稀盐酸会生成气泡 D．若滤液呈蓝色，则向滤液加入稀盐酸一定没有白色沉淀 【解答】解：A、若滤液呈无色，说明硝酸银、硫酸铜完全反应，则向滤渣中加入稀盐酸，不一定会生成气泡，例如锌和硝酸银、硫酸铜恰好完全反应时，加入稀盐酸不产生气泡，故选项不正确。 B、若滤液呈无色，说明硝酸银、硫酸铜完全反应，则向滤液中加入稀盐酸一定没有白色沉淀，故选项正确。 C、若滤液呈蓝色，说明硫酸铜没有反应或部分反应，滤渣中不含有锌，则向滤渣中加入稀盐酸，不会生成气泡，故选项不正确。 D、若滤液呈蓝色，说明硫酸铜没有反应或部分反应，如果硝酸银没有完全反应，则向滤液加入稀盐酸有白色沉淀，故选项不正确。 故选：B。 18. 图像法是学习科学的重要方法，下列图像能正确反映对应变化关系是（　　） A．图甲是用足量的铁单质置换硫酸铜溶液，剩余固体质量与反应时间的关系 B．图乙是等质量的锌、铁与足量的稀硫酸反应，产生氢气的质量与反应时间关系 C．图丙是向硫酸和硫酸铜混合溶液中加入氢氧化钠溶液，沉淀质量与加入量关系 D．图丁是在一定量的AgNO3和Zn（NO3）2混合液中加入铁粉，溶质种类与加入量的关系 【解答】解：A、铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，反应后有铜，固体的质量不为0，故错误； B、锌比铁活泼，因此锌与硫酸反应速率快；锌和铁都是二价金属，锌的相对原子质量比铁大，因此等质量的锌、铁与足量的稀硫酸反应最终锌生成的氢气少，故正确； C、向一定量的硫酸和硫酸铜的混合溶液中滴入氢氧化钠溶液，氢氧化钠先和硫酸反应生成硫酸钠和水，后和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，因此开始一段时间不产生沉淀，故错误； D、向一定量AgNO3、Zn（NO3）2的混合溶液中加入铁粉时，铁不能和硝酸锌反应，铁和硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，加入铁前，溶质是硝酸银和硝酸锌，当硝酸银恰好完全反应时，溶液中的溶质是硝酸锌和硝酸亚铁两种，反应过程中溶液中的溶质由3种变成2种，故错误； 故选：B。 题型三．金属活动性顺序 19. 为了比较Al、Sn、Cu的活动性顺序，在相同温度下，取大小相同的上述三种金属薄片，分别放入等质量等浓度的足量稀盐酸中，观察现象如表，下列说法正确的是（　　） 金属 Al Sn Cu 现象 产生气泡较快 产生气泡较慢 不产生气泡 A．三种金属的活动性由强到弱的顺序为Sn、Al、Cu B．锡粉中混有铝粉，可用足量稀盐酸除去铝粉 C．铝片放入盐酸溶液后，溶液质量逐渐减少 D．根据实验现象，不能用铝制容器来盛放稀盐酸 【解答】解：A、在金属活动性顺序中，金属与酸反应越剧烈，金属活动性越强。由实验现象可知，铝与稀盐酸反应产生气泡较快，锡产生气泡较慢，铜不产生气泡，所以三种金属的活动性由强到弱的顺序为Al、Sn、Cu，A错误。 B、因为Al和Sn都能与稀盐酸反应，所以锡粉中混有铝粉，不能用足量稀盐酸除去铝粉，否则锡也会被反应掉，B错误。 C、铝片放入盐酸溶液中，发生反应，每54份质量的铝参加反应会生成6份质量的氢气，进入溶液的铝的质量大于从溶液中逸出氢气的质量，所以溶液质量逐渐增加，C错误。 D、根据实验现象，铝能与稀盐酸发生反应，所以不能用铝制容器来盛放稀盐酸，D正确。 故选：D。 20. 室温下，向含有CuSO4、MgSO4的混合溶液中加入ag锌粉，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液（不饱和）。取少许滤渣加入适量稀盐酸，有气泡生成。则下列判断中，合理的是（　　） A．滤液中一定含有Zn2+、Mg2+ B．滤液的颜色为蓝色 C．滤渣的质量一定大于ag D．滤渣中含有单质铜、单质镁和单质锌 【解答】解：A.根据分析可知，滤渣中一定含有铜和锌，没有金属镁，所以滤液中一定含有Zn2+、Mg2+，故正确； B.根据分析可知，当有锌剩余时，不可能存在铜离子，即滤液的颜色为无色，故错误； C.铜的相对原子质量为64，锌的相对原子质量为65，每有65份质量的锌完全反应，就会有64份质量的铜析出，因此滤渣的质量一定小于ag，故错误； D.结合以上分析可知，滤渣中含有单质铜、单质锌，不含单质镁，故错误； 故选：A。 21. 为探究镍（Ni）与Zn、Cu的金属活动性顺序，小金做了如图所示实验。根据实验现象判断，三种金属活动性顺序由强到弱正确的是（　　） A．Ni、Zn、Cu B．Zn、Cu、Ni C．Zn、Ni、Cu D．Ni、Cu、Zn 【解答】解：将镍丝放入硫酸锌溶液中，无明显现象，说明镍和硫酸锌不反应，说明镍的金属活动性比锌弱，即Zn＞Ni；将镍丝放入硫酸铜溶液中，表面出现红色物质，说明镍的金属活动性比铜强，即Ni＞Cu；则三种金属活动性顺序由强到弱的顺序是Zn＞Ni＞Cu、 故选：C。 22. 向AgNO3、Cu（NO3）2、Mg（NO3）2的混合溶液中，加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，滤液呈蓝色。下列判断正确的是（　　） A．与原溶液相比，滤液的质量可能增大 B．向滤液中滴入稀盐酸，可能会有白色沉淀出现 C．滤液中可能有Fe（NO3）2、Mg（NO3）2和Cu（NO3）2 D．向滤渣中加入稀盐酸，一定有气泡产生 【解答】解：A、金属活动性顺序为Mg＞Fe＞Cu＞Ag，向AgNO3、Cu（NO3）2、Mg（NO3）2的混合溶液中，加入一定量的铁粉，铁不能与Mg（NO3）2溶液反应，铁优先与AgNO3反应生成硝酸亚铁和银，AgNO3反应完，若还有铁粉，铁才能与Cu（NO3）2反应生成硝酸亚铁和铜。充分反应后过滤，滤液呈蓝色，说明硝酸铜没有参加反应或部分参加了反应，由Fe+2AgNO3═Fe（NO3）2+2Ag可知，每56份质量的铁可置换出216份质量的银，溶液的质量会减少；由Fe+Cu（NO3）2═Fe（NO3）2+Cu可知，每56份质量的铁可置换出64份质量的铜，溶液的质量会减少，与原溶液相比，滤液的质量不可能增大，故选项说法错误。 B、硝酸银可能有剩余，向滤液中滴入稀盐酸，硝酸银和盐酸反应生成氯化银沉淀，则可能会有白色沉淀出现，故选项说法正确。 C、充分反应后过滤，滤液呈蓝色，说明硝酸铜没有参加反应或部分参加了反应，滤液中一定有Fe（NO3）2、Mg（NO3）2和Cu（NO3）2，故选项说法错误。 D、硝酸铜有剩余，滤渣中不可能有铁，一定有最不活泼的金属银，可能有铜，向滤渣中加入稀盐酸，不可能有气泡产生，故选项说法错误。 故选：B。 23. 为探究金属的活动性强弱，用如图装置进行实验。下列说法正确的是（　　） A．若向甲、乙试管加入CuSO4溶液，锌片表面会有金属析出 B．若向甲、乙试管加入稀盐酸，铜片表面会有气泡产生 C．若向甲、乙试管加入MgSO4溶液，锌片表面会有金属析出 D．若向甲、乙试管加入AgNO3溶液，能比较铜与锌的金属活动性 【解答】解：A、在甲试管中，锌会与CuSO4反应，生成硫酸锌和铜，因此锌片表面会有红色的铜析出，故正确。 B、在甲试管中，锌会与稀盐酸反应，生成氯化锌和氢气，因此锌片表面会有气泡产生；在乙试管中，铜不会与稀盐酸反应，因为铜的活动性比氢弱，所以铜片表面不会有气泡产生，故错误。 C、锌和铜的活动性都比镁弱，因此它们都不会与MgSO4反应，故错误。 D、锌和铜都会与AgNO3反应，生成银和相应的硝酸盐。这个反应并不能用来比较锌和铜的活动性，因为两者都能置换出银，故错误。 故选：A。 24. 某混合溶液中含有Cu（NO3）2、AgNO3、M（NO3）2（M表示某种金属元素），小虞对其进行如图实验，下列有关说法正确的是（　　） A．滤液A可能为蓝色 B．固体甲中可能含有金属M C．四种金属的活动性一定为M＞Zn＞Cu＞Ag D．固体乙中加入稀盐酸一定没有气泡产生 【解答】解：金属活动性顺序为Zn＞Cu＞Ag，向含有Cu（NO3）2、AgNO3、M（NO3）2加入一定量的锌粉，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，无法确定锌是否能与M（NO3）2溶液反应；向滤液A中加入agM，得到乙bg，a≠b，说明M和滤液A中的溶质发生了化学反应；固体甲能与稀盐酸反应生成氢气，银、铜不能与稀盐酸反应，说明固体甲中一定含有锌或M，说明滤液A中一定不含硝酸银、硝酸铜，则说明M和滤液A中的溶质发生的是M和硝酸锌的反应，说明M的金属活动性比锌强。 A、滤液A中不含硝酸铜，滤液A不可能为蓝色，故选项说法错误。 B、M的金属活动性比锌强，则固体甲中不可能含有金属M，故选项说法错误。 C、由上述解析，四种金属的活动性一定为M＞Zn＞Cu＞Ag，故选项说法正确。 D、固体乙中一定含有锌，可能含有M，加入稀盐酸一定产生气泡，故选项说法错误。 故选：C。 25. 置换反应是化学反应的基本类型之一。 （1）金属与金属的化合物溶液之间的置换反应，一般是活动性较强的金属可把活动性较弱的金属从其盐溶液中置换出来，如铜和硝酸银溶液反应，其化学方程式为 。 （2）非金属单质也具有类似金属与金属的化合物溶液之间的置换反应规律，即活动性较强的非金属可把活动性较弱的非金属从其金属的化合物溶液中置换出来，如在溶液中可发生下列反应： Cl2+2NaBr＝2NaCl+Br2；I2+Na2S＝2NaI+S↓；Br2+2KI＝2KBr+I2 由此可判断： ①S、Cl2、I2、Br2活动性由强到弱顺序是 。 ②下列化学方程式书写错误的是 。 （A）Cl2+2NaI═2NaCl+I2 （B）I2+2KBr═2KI+Br2 （C）Br2+Na2S═2NaBr+S↓ （D）Cl2+K2S═2KCl+S↓ 【解答】解：（1）铜和硝酸银溶液反应生成了银和硝酸铜，反应的方程式是：Cu+2AgNO3═Cu（NO3）2+2Ag；铜的表面附着着银灰色固体，溶液由无色变成蓝色； （2）①根据活动性较强的非金属可把活动性较弱的非金属从其溶液中置换出来，由反应Cl2+2NaBr＝2NaCl+Br2可判断Cl2的活动性比Br2强；由Br2+2KI＝2KBr+I2可判断Br2的活动性比I2强；由I2+Na2S＝2NaI+S↓可判断I2的活动性比S强，综合以上判断，可得四种非金属单质Cl2、I2、Br2、S活动性的强弱关系为：Cl2＞Br2＞I2＞S； ②A．Cl2+2NaI＝2NaCl+I2 方程式书写正确； B、I2+2KBr＝2KI+Br2；由于Br2的活动性比I2强，该反应不能发生，方程式书写错误； C、Br2+Na2S＝2NaBr+S↓，方程式书写正确； D、Cl2+K2S═2KCl+S↓，方程式书写正确． 故答案为：（1）Cu+2AgNO3═Cu（NO3）2+2Ag；（2）①Cl2＞Br2＞I2＞S，②B． 26. 兴趣小组按如图流程进行实验（每步均充分反应），反应结束后，将烧杯内物质进行过滤，向滤渣中加入少量稀盐酸，无明显现象。则按要求填空： （1）由实验现象可判断出铁、铜、锌的活动性由弱到强的顺序 ； （2）两支试管混合后，烧杯中固体总质量一定 （填“增加”、“减少”或“不变”）； （3）滤液中的一定含有的金属阳离子 。 【解答】解：（1）铁与氯化锌溶液混合，无明显现象，说明铁不能与氯化锌溶液反应，则金属活动性锌＞铁；铁与氯化铜溶液混合，有红色固体析出，说明铁能与氯化铜反应，则金属活动性铁＞铜。铁、铜、锌的活动性由弱到强的顺序是Cu、Fe、Zn。 （2）铁与氯化铜反应生成氯化亚铁和铜，反应的化学方程式为Fe+CuCl2═FeCl2+Cu，由反应时的质量比可知，每56份质量的铁可置换出64份质量的铜，两支试管混合后，烧杯中固体总质量一定会增加。 （3）反应结束后，将烧杯内物质进行过滤，向滤渣中加入少量稀盐酸，无明显现象，说明滤渣中不含铁，说明第一支试管中的铁与第二支试管中的氯化铜发生了置换反应，且铁完全反应，铁与氯化铜反应生成氯化亚铁和铜，滤液中的一定含有的氯化亚铁和氯化锌，可能含有氯化铜，一定含有的金属阳离子是亚铁离子和锌离子，其离子符号分别为Fe2+、Zn2+。 故答案为： （1）Cu、Fe、Zn； （2）增加； （3）Fe2+、Zn2+。 27. 人类对科学规律的认识常需经历漫长的探索过程，对金属活动性规律的认识正是如此。 （1）1625年格劳贝尔发现将金属放入稀盐酸中会“消失”，为发现金属活动性顺序奠定了基础。小明选用镁、铜、锌三种金属进行验证实验，则“消失”的金属有 。 （2）1766年卡文迪许用金属与酸反应制取了一种可燃性气体，称之为“可燃空气”，为探索金属活动性打开了新思路。“可燃空气”是 。 （3）1865年贝开托夫设想找到一种化合物，使之与金属发生反应，根据反应的难易程度来判断金属活动性的强弱。小实运用该规律开展实验，向盛有一定质量AgNO3和Cu（NO3）2混合溶液的烧杯中加入过量的Zn粉，充分反应后所得溶液的质量与加入锌粉的质量关系如图所示，则图中a点时，烧杯内的金属单质是 。 【解答】解：（1）小明选用镁、铜、锌三种金属进行验证实验，在金属活动性顺序中，镁、锌位于氢前，能和稀盐酸反应，铜位于氢后，不能和稀盐酸反应，则“消失”的金属有镁、锌；故答案为：镁、锌； （2）活泼金属与酸反应生成可燃性的氢气，卡文迪许称之为“可燃空气”，则“可燃空气”是氢气；故答案为：氢气； （3）在硝酸银和硝酸亚铁的混合溶液中加入锌粉，锌先和硝酸银反应生成硝酸锌和银，由化学方程式的质量关系可知，反应后溶液质量减小，硝酸银反应完后，锌再和硝酸亚铁反应生成硝酸锌和铁，由化学方程式的质量关系可知，反应后溶液质量增大，则a点时硝酸银恰好完全反应，烧杯中所含的金属单质为银；故答案为：银。 题型四．金属制取氢气图像 28. 两烧杯中盛有等质量、等质量分数的稀盐酸，现向两烧杯中分别加入质量都为m的金属Zn和Fe，生成氢气的质量随加入金属质量的关系如图所示，由图可知（　　） A．Zn的活动性比Fe强 B．当m＝a时，放入Zn的烧杯中盐酸过量 C．当m＝b时，两烧杯中溶液的质量相等 D．当m＝c时，两烧杯中剩余的金属质量Zn＞Fe 【解答】解：A.金属活动性强弱是通过反应速率来判断的，根据图像信息无法得出Zn的活动性比Fe强，故A错误； B.从图像可以看出，当加入金属质量为a时，锌产生的氢气质量比铁产生的氢气质量少，说明此时锌已经完全反应，且锌完全反应产生的氢气质量比等质量铁完全反应产生的氢气质量少，所以放入Zn的烧杯中盐酸过量，故B正确； C.当m＝b时，铁和锌都完全反应，根据化学方程式Zn+2HCl＝ZnCl2+H2↑，Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑，等质量的锌和铁与足量盐酸反应，锌产生的氢气少，进入溶液的锌的质量比铁多，所以两烧杯中溶液的质量不相等，故C错误； D.当m＝c时，金属都有剩余，等质量的锌和铁，铁的相对原子质量比锌小，所以铁的物质的量比锌大，那么剩余的金属质量Fe＞Zn，故D错误。 故选：B。 29. 将等量的Mg、Fe、Zn三种金属分别放入质量和溶质质量分数均相同的三份硫酸中，反应完成后生成氢气的质量关系可能的是（　　） A． B． C． D． 【解答】解：A、如果稀硫酸足量，镁反应生成氢气最多，锌反应生成氢气最少，该选项正确。 B、当铁、锌反应生成的氢气质量相等时，应该是稀硫酸过量，则镁反应生成的氢气和锌、铁一样多，该选项不正确。 C、当三种金属都过量时，稀硫酸完全反应，生成氢气质量相等，该选项正确。 D、锌完全反应，铁和镁有剩余的时候，该选项正确。 故选：ACD。 30. 蚀刻印刷电路的溶液后的溶液为FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液，如图向200g该溶液中加入铁粉的质量与溶液质量的变化关系。下列说法正确的是（　　）（查阅资料：2FeCl3+Fe═3FeCl2） ①200～a段发生的反应为2FeCl3+Fe═3FeCl2 ②m点的溶液中溶质成分为：FeCl3和FeCl2 ③x＝16.8 ④原溶液中FeCl3与CuCl2的质量之比为65：81 A．①④ B．①③ C．②③ D．②④ 【解答】解：A．向FeCl3、FeCl2和CuCl2的混合溶液中加入铁粉后，由图可知，200～a段溶液的质量随着铁粉的加入不断增大，发生的反应是2FeCl3+Fe＝3FeCl2；，故A说法正确； B．a～b段溶液的质量随着铁粉的加入不断减少，发生的化学反应是CuCl2+Fe＝FeCl2+Cu，m点氯化铜没完全反应，m点的溶液中溶质成分为FeCl2和CuCl2；故B说法错误； C．设a～b段加入的铁粉的质量为y，根据质量守恒定律，固体增加的质量＝溶液减少的质量＝205.6g﹣203.2g＝2.4g； CuCl2+Fe＝FeCl2+Cu 固体增加量 56 64 64﹣56＝8 y 2.4g y＝16.8g 参加反应的铁粉质量为16.8g，所以x＝5.6g+16.8g＝22.4g，C说法错误； D．由图可知，200～a段参加反应的铁粉质量为5.6g，代入A中的化学方程式即可算出FeCl3的质量为32.5g，同理，根据选项B中的化学方程式可以计算出CuCl2的质量为40.5g，则原溶液中FeCl3与CuCl2的质量比为：32.5g：40.5g＝65：81，D说法正确； 故选：A。 31. 用等质量的锌和铁，分别与足量的稀盐酸反应，能正确表示生成H2的质量（y轴）和反应时间（x轴）关系的图像是（　　） A． B． C． D． 【解答】解：锌的活动性比铁强，分别与足量的稀盐酸反应，锌的反应速率快，至完全反应所需时间短；等质量的锌和铁分别与足量的稀盐酸反应，铁生成氢气的质量比锌多；观察选项，D符合变化过程。 故选：D。 32. 等质量的金属镁和锌与一定量的稀硫酸反应，获取生成的氢气与金属质量的关系如图所示。若增加反应的稀硫酸的质量并绘制氢气与金属质量的关系图，下列图形不可能出现的是（　　） A． B． C． D． 【解答】解：A、金属都有剩余时，若增加反应的稀硫酸的质量，生成氢气质量增大，但是仍然相等，该选项对应关系可能出现； B、如果锌完全反应，镁过量，若增加反应的稀硫酸的质量，生成氢气质量增大，但是仍然相等，该选项对应关系可能出现； C、金属都完全反应，若增加反应的稀硫酸的质量，生成氢气质量增大，但是不相等，该选项对应关系可能出现； D、金属都有剩余时，若增加反应的稀硫酸的质量，生成氢气质量增大，但是仍然相等，该选项对应关系不可能出现。 故选：D。 学科网（北京）股份有限公司 $