内容正文:
专题04 金属
题型1 金属材料及其性质
题型2 合金及其特性
题型3 金属矿物及其冶炼
题型4 金属的化学性质(重点)
题型5 金属活动性顺序(重点)
题型6 金属的锈蚀与防护
题型7 有关金属的实验探究(难点)
题型8 金属综合
题型1 金属材料及其性质
1.【金属材料的判断】(2025·四川·中考真题)2025年央视春晚,人形机器人惊艳亮相。机器人的一些部件用铝合金制造,铝合金属于( )
A.复合材料 B.高分子材料
C.无机非金属材料 D.金属材料
【答案】D
【解析】铝合金是铝与其他金属或非金属熔合而成的合金,具有金属特性,因此属于金属材料,选项D正确;
故选:D。
2.【金属的物理性质】(2025·山东东营·中考真题)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。
3.【物质性质的判断】(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
【解析】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。
解题要点
金属的物理性质和用途之间的关系
金属的物理性质
金属的用途
内容
有金属光泽
用金、银等制装饰品(项链、戒指等)
能够导电
用铜、铝等制电线、电缆
能够导热
用铁等制炊具
有良好的延展性
拉成丝、压成薄片
有一定的机械强度
制造车辆、门窗等
关系
题型2 合金及其特性
4.【合金的特性】(2024·山东临沂·中考真题)下列关于金属和金属材料的说法中正确的是( )
A.生铁和钢的含碳量不同
B.黄铜比纯铜硬度小
C.合金属于合成材料
D.大多数金属在自然界中以单质形式存在
【答案】A
【解析】A、根据生铁是指含碳量为 2%~4.3% 的铁的合金,钢是指含碳量为 0.03%~2% 的铁的合金可知,二者的主要区别为含碳量不同,故A选项说法正确,符合题意;
B、合金的硬度比组成它的纯金属大,因此黄铜是铜锌合金,其硬度比纯铜大,故B选项说法不正确,不符合题意;
C、合金属于金属材料,不属于合成材料,故C选项说法不正确,不符合题意;
D、大多数金属活化学性质较活泼,在自然界中以化合物形式存在;少数金属,如金、银等化学性质稳定,在自然界中以单质形式存在,故D选项说法正确,不符合题意。
故选A。
解题要点
①不锈钢并不是绝对不会生锈,只是其“自我保护能力”较强。
②生铁与钢性能差异的主要原因是它们的含碳量不同。
5.【合金的特性】(2023·湖南长沙·中考真题)2023 年我国自主研制的大型灭火、水上救援水陆两栖飞机“鲲龙”已成功首飞,制造该飞机使用了铝锂合金等多种合金。下列有关铝锂合金的说法正确的是( )
A.铝锂合金的熔点比纯铝更高 B.铝锂合金的抗腐蚀性能非常差
C.铝锂合金是混合物 D.铝锂合金的硬度比纯铝小
【答案】C
【解析】A、一般合金的熔点低于其组成金属的熔点,则铝锂合金的熔点比纯铝低,不符合题意;
B、一般合金的抗腐蚀性比其成分金属更强,因此铝锂合金的抗腐蚀性能非常强,不符合题意;
C、铝锂合金是由铝、锂等多种物质组成,属于混合物,符合题意;
D、一般合金的硬度大于其组成的金属的硬度,则铝锂合金的硬度比纯铝大,不符合题意;
故选C。
6.【合金材料的应用】(2025·四川自贡·中考真题)近年来,我市做大做强通航产业集群,已建成全国重要的大中型无人机产业基地。某无人机的结构模型如图所示,下列有关说法错误的是( )
A.碳纤维属于复合材料
B.铜制线圈用聚酯漆包裹可以起到绝缘和防腐的作用
C.镁合金和铝合金都有硬度大、密度小的优点
D.上述材料所使用的金属均为单质
【答案】D
【解析】A、碳纤维是由碳元素组成的特种纤维,属于复合材料,该选项说法正确;
B、铜制线圈用聚酯漆包裹,聚酯漆不导电,能起到绝缘作用,同时也能隔绝空气、水等,起到防腐作用,该选项说法正确;
C、镁合金和铝合金都具有硬度大、密度小的优点,这使得它们在航空航天等领域有广泛应用,该选项说法正确;
D、锂离子动力电池中金属锂以化合物显示存在,该选项说法错误。
故选D。
7.【合金材料的应用】(2025·黑龙江哈尔滨·中考真题)资料一:未来的“钢铁”——钛(Ti)它具有钢铁般的强度,却不像钢铁那么沉重;它又像铝,质轻、抗腐蚀,但其强度却比铝高得多。钛合金还有一种既耐高温又耐低温的特殊本领,是制造轮船、军舰的理想材料,工业上在高温和稀有气体的保护下,用镁和四氯化钛发生置换反应制取钛。
资料二:“敲不碎、砸不烂”的“玻璃之王”——金属玻璃又称非晶态合金,它既有金属和玻璃的优点,又克服了它们各自的弊病。如玻璃易碎,没有延展性,金属玻璃的强度却高于钢,硬度超过高硬工具钢,且具有一定的韧性和刚性,几乎所有的金属都可通过快速凝固的方式成为金属玻璃,人们最初使用的是一种金硅合金,现在常常用铁作为主要材料。
阅读资料,完成下列问题。
(1)金属玻璃属于 (填“合成材料”或“金属材料”)。
(2)根据材料,写出工业冶炼钛的化学方程式: 。
(3)钛合金的性能有 。配方价格较低可 生产成本。质轻化的主要意义表现在 。
A.节约材料 B.节约能源 C.便于加工
【答案】(1)金属材料
(2)
(3)强度高、质轻、抗腐蚀、既耐高温又耐低温 降低 BC
【解析】(1)由题干信息可知,几乎所有的金属都可通过快速凝固的方式成为金属玻璃,金属玻璃又称非晶态合金,合金属于金属材料;
(2)由题干信息可知,工业冶炼钛的原理是镁与四氯化钛在高温和稀有气体条件下发生置换反应生成钛和氯化镁,化学方程式为;
(3)由题干信息可知,钛合金的性能有强度高、质轻、抗腐蚀、既耐高温又耐低温;
配方价格较低可降低生产成本;
质轻化的主要意义表现在减少运输和运行中的能源消耗,同时也便于加工、安装和操作,故选:BC。
题型3 金属矿物及其冶炼
8.【高炉炼铁】(2025·海南·中考真题)我国科学家研发了一种闪速炼铁技术,用氢气还原铁矿石粉,只需3~6秒即可完成传统高炉5~6小时的炼铁过程,且还原率大于90%。如图为传统高炉炼铁和闪速炼铁的示意图。下列说法不正确的是( )
注:“品位”指矿石中有用元素或有用矿物含量的百分率,百分率越大,品位越高。传统高炉炼铁通常使用高品位铁矿石。
A.传统高炉炼铁是用焦炭直接还原铁矿石高温
B.闪速炼铁技术通过将粉状铁矿砂喷入高温还原塔内,实现快速还原
C.与传统高炉炼铁相比,闪速炼铁技术能有效处理低品位铁矿石
D.闪速炼铁技术通入过量氢气,出炉烟气中含有较多的氢气可回收利用
【答案】A
【解析】A、在传统高炉炼铁中,焦炭(C)通过反应最终转化成一氧化碳(CO),然后主要由CO将铁矿石还原成铁,错误,A选项符合题意;
B、状铁矿砂接触面积大,喷入高温还原塔内,可实现快速还原,正确,B选项不符合题意;
C、闪速炼铁技术,由于其反应条件和工艺特点,能够更有效地处理低品位铁矿石,可以在一定程度上降低对铁矿石品位的依赖,提高低品位铁矿石的利用率,正确,C选项不符合题意;
D、闪速炼铁技术,为保证铁矿砂能充分被还原,通入过量氢气,氢气作为还原剂参与反应,反应后未反应的氢气会随着炉烟气排出,由于氢气具有可燃性,可将氢气进行回收利用,正确,D选项不符合题意。
故选:A。
9.【高炉炼铁】(2025·黑龙江·中考真题)金属矿物是宝贵的自然资源。
(1)图一展示了古代炼铁的过程,其中将生铁炼成熟铁(钢)的原理是 。
(2)图二是现代高炉炼铁的过程,写出反应3的化学方程式 。
(3)世界上每年因腐蚀而报废的金属相当于年产量的20%-40%,请你提出一种预防金属锈蚀的具体方法 。
(4)某化工厂为回收废旧金属,向含有和的废液中加入一定质量的锌粉,充分反应后过滤,得到无色滤液和滤渣,滤渣中可能含有 (填化学式,下同),滤液中的溶质是 。
【答案】(1)降低含碳量
(2)
(3)刷漆、涂油(合理即可)
(4)Zn
【解析】(1)生铁含碳量为2%∼4.3%,钢的含碳量为0.03%∼2% ,将生铁炼成熟铁(钢)的原理是降低生铁中的含碳量。
(2)炼铁高炉中,反应 3 是一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳,化学方程式为。
(3)金属锈蚀是金属与氧气、水等发生化学反应。刷漆、涂油可在金属表面形成保护膜,隔绝氧气和水;电镀能在金属表面镀上一层其他金属,防止金属锈蚀。
(4)金属活动性Zn>Cu>Ag,向含有AgNO3和Cu(NO3)2的废液中加入锌粉,锌先与AgNO3反应:,AgNO3反应完,若还有锌粉,锌再与Cu(NO3)2反应:。得到无色滤液,说明Cu(NO3)2完全反应,滤渣中一定有Ag、Cu,可能有过量的Zn;滤液中的溶质只有Zn(NO3)2。
10.【一氧化碳还原氧化铁实验】(2024·山东临沂·中考真题)铁是生活生产中重要的金属材料。请完成下列问题:
(1)实验1硬质玻璃管中的现象为 。
(2)实验2模拟西汉时期湿法炼铜工艺,该反应的化学方程式为 。
(3)由实验3可知,铁制品锈蚀的过程,实际上是铁与 发生化学反应的过程。
【答案】(1)红棕色粉末变为黑色
(2)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
(3)氧气和水
【解析】(1)实验1硬质玻璃管中发生的反应为氧化铁和一氧化碳在高温条件下反应生成铁和二氧化碳,该反应的现象为红棕色粉末变为黑色。
(2)铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,该反应的化学方程式为Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。
(3)由实验3可知,只有水,没有氧气,铁钉不生锈;只有氧气,没有水,铁钉也不生锈;只有氧气和水同时存在时,铁钉才会生锈,说明铁制品锈蚀的过程,实际上是铁与氧气和水发生化学反应的过程。
题型4 金属的化学性质(重点)
11.【金属与氧气的反应】(2023·山东潍坊·中考真题)某化学学习小组为探究铁丝生锈、铁丝燃烧的影响因素,进行如下实验(点燃操作已略去)。下列说法错误的是( )
A.对比①③可知:水是铁丝生锈的条件之一
B.对比①②可知:氧气是铁丝生锈的条件之一
C.对比②③可知:氧气是铁丝燃烧的条件之一
D.对比③④可知:铁丝形状能影响铁丝的燃烧
【答案】B
【解析】A、①中的铁丝只与氧气接触,③中的铁丝与氧气、水接触,对比①③可知,①中铁丝不生锈,③中铁丝生锈,说明水是铁丝生锈的条件之一,故选项说法正确。
B、①中的铁丝只与氧气接触,②中的铁丝与氮气、水接触,对比①②可知,变量有氧气、水,不能得出氧气是铁丝生锈的条件之一,故选项说法错误。
C、②中的铁丝与氮气、水接触,③中的铁丝与氧气、水接触,对比②③可知,除了氧气外,其它条件均相同,可得出氧气是铁丝燃烧的条件之一,故选项说法正确。
D、③中的铁丝(螺旋状)与氧气、水接触,④中的铁丝(直线状)与氧气、水接触,对比③④可知,除了铁丝形状不同外,其它条件均相同,可得出铁丝形状能影响铁丝的燃烧,故选项说法正确。
故选B。
12.【金属与酸的反应】(2025·四川·中考真题)下列金属不能与稀反应的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】A、铁能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,不符合题意;
B、锌能与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,不符合题意;
C、镁能与稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气,不符合题意;
D、在金属活动性顺序里,铜排在氢后,铜与稀硫酸不反应,符合题意。
故选D。
解题要点
金属与酸反应的条件:氢之前,能置换;常见酸,稀盐酸,稀硫酸。(硝酸、浓硫酸具有氧化性,与金属不发生置换反应)
13.【金属与盐溶液的反应】(2025·山西·中考真题)分析下列实验过程的相关信息,推理判断正确的一项是
A.操作2是过滤 B.固体是纯铜 C.反应中溶液颜色没有变化 D.铁的金属活动性比铜强
【答案】D
【解析】A、操作2是将硫酸亚铁溶液转化为硫酸亚铁晶体,该操作是通过结晶法得到晶体,不是过滤,过滤是用于分离固体和液体的操作;A错误 。
B、铁与硫酸铜反应Fe+CuSO4=FeSO4+Cu ,铁片过量,所以固体X是生成的铜和过量的铁的混合物,不是纯铜,B错误 。
C、反应前硫酸铜溶液是蓝色,反应后生成硫酸亚铁溶液是浅绿色,所以反应中溶液颜色发生了变化,C错误 。
D、铁能与硫酸铜溶液反应,根据金属活动性顺序, 活动性强的金属能把活动性弱的金属从其盐溶液中置换出来,说明铁的金属活动性比铜强,D正确 。
故选D 。
14.【金属与酸的反应】(2025·陕西·中考真题)如图所示,盛有饱和澄清石灰水的烧杯内有底部放有镁条的试管,向试管中加入少量稀盐酸,观察到试管内产生气泡,烧杯内溶液逐渐变浑浊,恢复至室温后,将试管内的溶液倒入烧杯中,此时下列相关说法正确的是( )
A.烧杯内有两种白色沉淀 B.稀盐酸与镁条反应吸收热量
C.烧杯内溶液质量变大 D.烧杯内溶液的pH变大
【答案】C
【分析】镁条和少量的稀盐酸反应生成氯化镁和氢气,所以观察到试管内有大量气泡产生,反应后的溶液为氯化镁溶液;烧杯内的饱和石灰水逐渐变浑浊,但没有向烧杯内加入其他物质,所以是镁条和稀盐酸反应导致溶液变浑浊,而试管内的物质和石灰水没有接触,因此是该反应的能量变化使石灰水变浑浊。饱和石灰水的溶质为氢氧化钙,其溶解度随温度升高而减小,饱和石灰水变浑浊,说明有氢氧化钙析出,从而说明镁与稀盐酸反应放热,使饱和石灰水的温度升高,氢氧化钙的溶解度减小,氢氧化钙析出,溶液变浑浊。
【解析】A.将试管中的溶液倒入烧杯中,试管中的氯化镁与氢氧化钙反应生成氢氧化镁沉淀和氯化钙,氯化钙溶液于水,所以只有一种沉淀产生,故A选项错误;
B.由分析可知,稀盐酸与镁条反应属于放热反应,故B选项错误;
C.向烧杯中倒入试管内的物质后,烧杯中的溶液较倒入之前质量增加还是减小,要根据产生的气体或沉淀的质量与倒入的溶液的质量大小来判断,该过程中没有气体产生;产生的沉淀为氯化镁与氢氧化钙反应生成的氢氧化镁,该反应过程中氯化镁与氢氧化镁的质量关系如下:,可以看出生成沉淀氢氧化镁的质量小于倒入氯化镁溶液的质量,故倒入试管中的物质后,烧杯内的溶液较倒入之前变大了,故C选项正确;
D.烧杯内溶液为氢氧化钙溶液,溶液呈碱性,倒入试管中的溶液后,氢氧化钙发生反应,氢氧化钙减少或消失,溶液的pH变小,故D选项错误;
故选C。
15.【金属与盐溶液的反应】(2025·江苏盐城·中考真题)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。
16.【化学反应类型的判断】(2025·黑龙江哈尔滨·中考真题)下列叙述对应的化学方程式及基本反应类型都正确的是( )
A.实验室制氧气 分解反应
B.以赤铁矿石为原料炼铁 复分解反应
C.验证铜和铝的金属活动性顺序 置换反应
D.生石灰作干燥剂 化合反应
【答案】D
【解析】A、实验室制氧气:正确的化学方程式为 ,原选项未配平;该反应虽然属于分解反应(一种物质生成多种物质)的类型正确,但方程式错误,错误;
B、赤铁矿石炼铁:正确的化学方程式为 ,原选项方程式缺少反应条件,该反应的生成物为一种单质和一种化合物,不符合两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物,不属于复分解反应,错误;
C、验证铜和铝的金属活动性:金属活动性顺序中,Al在Cu之前,Al应能置换Cu,而非反之。此外,硫酸铝的正确化学式为 ,原式书写错误,错误;
D、生石灰作干燥剂:正确的化学方程式 ,符合化合反应定义(两种物质生成一种物质),正确。
故选D。
题型5 金属活动性顺序(重点)
17.【金属活动性顺序的应用】(2023·山东青岛·中考真题)锰()在钢铁、电池等领域有广泛应用,其金属活动性介于锌和铁之间。以下对金属锰化学性质的预测,不合理的是( )
A.能在氧气中燃烧 B.能与氢氧化钠溶液反应
C.能与稀盐酸反应 D.能与硫酸铜溶液反应
【答案】B
【解析】A、锰( Mn )的金属活动性介于锌和铁之间,铁能在氧气中燃烧,所以推测锰能在氧气中燃烧,故A合理;
B、锰( Mn )的金属活动性介于锌和铁之间,铁和锌都不能与氢氧化钠溶液反应,所以锰不能与氢氧化钠溶液反应,故B不合理;
C、在金属活动性顺序中,排在氢前面的金属能与稀盐酸反应,锰( Mn )的金属活动性介于锌和铁之间,锰也能与稀盐酸反应,故C合理;
D、在金属活动性顺序中,位置排在铜前面的金属,能与硫酸铜溶液反应,锰( Mn )的金属活动性介于锌和铁之间,锰能与硫酸铜溶液反应,故D合理;
故选B。
18.【金属活动性顺序的验证】(2025·山东威海·中考真题)欲探究Mg、Cu、Ag的金属活动性顺序,仅用组内试剂无法实现的是
A.Mg、Cu、稀硫酸、AgNO3溶液 B.Mg、Cu、Ag、稀硫酸
C.溶液 D.溶液、溶液
【答案】B
【解析】A、分别将镁、铜放入稀硫酸中,镁能和硫酸反应,但铜不能,则说明镁比铜活泼,再将铜放入硝酸银溶液中,铜能将银从硝酸银溶液中置换出来,则说明铜比银活泼,则可得到金属活动性顺序:锌>铜>银,该选项不符合题意;
B、镁能和硫酸反应,铜、银不能和硫酸反应,只能说明镁最活泼,但不能比较铜、银的金属活动性顺序,该选项符合题意;
C、镁能将铜从硫酸铜溶液中置换出来,但银不能,说明金属活动性顺序:镁>铜>银,该选项不符合题意;
D、铜不能和硫酸镁反应,但能和硝酸银反应,说明金属活动性顺序:镁>铜>银,该选项不符合题意。
故选B。
19.【金属活动性顺序的验证】(2023·山东聊城·中考真题)为证明Fe、Cu、Ag三种金属的活动性强弱,下列实验方案能达到目的的是( )
A.将Fe、Cu、Ag分别放入稀盐酸中
B.将Cu分别放入FeCl2、AgNO3溶液中
C.将Cu、Ag分别放入FeSO4溶液中
D.将Fe放入稀盐酸、Cu放入AgNO3溶液中
【答案】B
【解析】A、将Fe、Cu、Ag分别放入稀盐酸中,只有铁与稀盐酸反应生成气体产生气泡,而铜、银都不与稀盐酸反应,只能够证明铁的金属活动性比铜、银强,但不能验证铜、银活动性的关系,选项错误;
B、将Cu分别放入FeCl2、AgNO3溶液中,铜不与氯化亚铁反应,证明铜的活动性比铁弱,铜能够与硝酸银反应生成银和硝酸铜,证明铜的活动性比银强,选项正确;
C、将Cu、Ag分别放入FeSO4溶液中,铜、银都不与硫酸亚铁反应,证明铜、银的活动性都比铁弱,但不能验证铜、银活动性的关系,选项错误;
D、将Fe放入稀盐酸,铁与稀盐酸反应生成氢气产生气泡,证明铁位于金属活动性顺序表中氢的前面,Cu放入AgNO3溶液中反应生成硝酸铜和银,证明铜的活动性比银强,但不能验证铁与铜的活动性的关系,选项错误,故选B。
20.【金属活动性顺序的应用】(2023·山东青岛·中考真题)向含有硝酸银和硝酸铜的废液中加入—定质量的锌粉,充分反应后过滤,将滤渣洗涤、干燥、称量,所得滤渣的质量与加入锌粉的质量相等。下列说法不正确的是( )
A.滤液可能呈蓝色 B.滤渣中至少含有两种物质
C.向滤渣中滴加稀盐酸,一定没有气泡产生 D.向滤液中滴加稀盐酸,一定没有白色沉淀生成
【答案】C
【解析】由于金属活动性Zn>Cu>Ag,向含有硝酸银和硝酸铜的废液中加入—定质量的锌粉,锌先与AgNO3反应生成硝酸锌和银,AgNO3反应完,若还有锌粉,锌才能与Cu(NO3)2反应生成硝酸锌和铜。根据Zn+2AgNO3═Zn(NO3)2+2Ag可知,每65份质量的锌可置换出216份质量的银;根据Zn+Cu(NO3)2═Zn(NO3)2+Cu,每65份质量的锌可置换出64份质量的铜,充分反应后过滤,将滤渣洗涤、干燥、称量,所得滤渣的质量与加入锌粉的质量相等,说明同时发生了上述两个反应。
A、根据分析可知,硝酸铜溶液可能有剩余,滤液可能呈蓝色,说法正确;
B、根据分析可知,同时发生了锌与AgNO3反应生成硝酸锌和银,锌与Cu(NO3)2反应生成硝酸锌和铜,滤渣中至少银、铜含有两种物质,说法正确;
C、根据分析可知,锌可能有剩余,向滤渣中滴加稀盐酸,可能会有气泡产生,说法错误;
D、根据分析可知,同时发生了锌与AgNO3反应生成硝酸锌和银,锌与Cu(NO3)2反应生成硝酸锌和铜,滤液中一定不含硝酸银,则向滤液中滴加稀盐酸,一定没有白色沉淀生成,说法正确。
故选C。
解题要点
金属活动性顺序的应用
(1)判断金属的活动性强弱
在金属活动性顺序里,金属的位置越靠前,它的活动性就越强。如金属活动性:Zn>Fe,Cu>Ag。
(2)判断金属与稀盐酸、稀硫酸能否发生置换反应
在金属活动性顺序里,位于氢前面的金属能置换出稀盐酸、稀硫酸中的氢。如Fe+2HCl===FeCl2+H2↑,而Cu位于氢后面,不能与稀盐酸、稀硫酸反应。
(3)判断金属与金属化合物溶液能否发生置换反应
在金属活动性顺序里,位于前面的金属(K、Ca、Na除外)能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来,如Cu+2AgNO₃===2Ag+Cu(NO3)2
21.【金属活动性顺序的验证】(2023·山东淄博·中考真题)金属与金属材料在人类文明进步和社会发展中起着至关重要的作用。回答下列问题:
(1)利用物理方法可以把黄金压成厚度只有1/10000mm的薄片,说明金具有良好的______(填字母)。
A.金属光泽 B.导电性 C.延展性 D.导热性
(2)在钢铁制品表面刷油漆可防止锈蚀,其原因是 。
(3)某同学设计下图所示实验方案,验证铁、铜、银三种金属的活动性强弱。
能证明铁的金属活动性比铜强的实验现象是 ;要验证铜的金属活动性比银强,试管C中应加入 (填化学式)溶液。
【答案】(1)C
(2)隔绝空气和水
(3)A 中有气泡产生,B 中没有气泡产生 AgNO3
【解析】(1)黄金可以压成厚度只有1/10000mm的薄片,说明其具有良好的延展性,故选C。
(2)铁与氧气和水共同接触时会生锈,在钢铁制品表面刷油漆,能隔绝氧气和水,从而防止锈蚀。
(3)铁能与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,铜不能与硫酸反应,则可说明铁比铜活泼,则现象为A 中有气泡产生,B 中没有气泡产生;
若想验证铜的金属活动性比银强,可通过证明铜能将银从其化合物溶液中置换出来,则试管C中可加入硝酸银溶液。
22.【金属的性质与活动性顺序的验证】(2023·山东临沂·中考真题)金属及其制品是现代生活中不可缺少的材料和工具。请完成下列问题:
(1)铜经常用作导线,这是利用了铜的 性。
(2)铝的化学性质很活泼,通常铝制品却很耐腐蚀,原因是 。
(3)如图是探究铜、铝、银三种金属活动性顺序的实验。
①实验b中发生反应的化学方程式是 。
②通过实验a、b得出三种金属活动性由强到弱的顺序是 。
【答案】(1)导电
(2)在常温下铝与氧气反应生成一层致密的氧化铝保护膜,阻止内部铝的进一步氧化
(3) 铝>铜>银
【解析】(1)铜具有导电性,经常用作导线;
(2)铝的化学性质很活泼,通常铝制品却很耐腐蚀,是因为在常温下铝与氧气反应生成一层致密的氧化铝保护膜,阻止内部铝的进一步氧化;
(3)①试管b中铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银,该反应的化学方程式为:;
②试管a中铜不能与硝酸铝溶液反应,说明铝比铜活泼,试管b中铜与硝酸银溶液反应,说明铜比银活泼,故通过实验a、b得出三种金属活动性由强到弱的顺序是铝>铜>银。
23.【实验探究金属的性质】(2025·山东淄博·中考真题)某兴趣小组对金属的物理性质和化学性质进行实验探究。
(1)将黄铜片与铜片相互刻画,铜片表面有明显划痕,由此得出的结论是 。手持铜丝一端,在酒精灯火焰上灼烧另一端,手指感觉发烫,这说明金属铜具有 。
(2)为探究镉(Cd)、锌、铜的金属活动性顺序,小组同学开展了如下实验探究。
[作出猜想]结合已知的金属活动性顺序,作出如下猜想。
猜想一:Cd>Zn>Cu;
猜想二:Zn>Cd>Cu;
猜想三: 。
[实验探究]
供选用的试剂:镉片、锌片、铜片、稀硫酸、CdSO4溶液、ZnSO4溶液、CuSO4溶液。
实验序号
实验操作
实验现象
实验结论
I
镉片上有气泡产生
II
将用砂纸打磨过的锌片放入试管中,向试管中加入适量CdSO4溶液
锌片上
金属活动性:Zn>Cd
实验II中反应的化学方程式为 。
[得出结论]猜想 正确。
【答案】(1) 黄铜的硬度比纯铜大 良好导热性
(2) Zn>Cu>Cd 将镉片放入试管中,再加入稀硫酸 活动性∶Cd>H(或Cd>Cu) 有固体析出 二
【解析】(1)将黄铜片与铜片相互刻画,铜片表面有明显划痕,说明黄铜片比铜片硬度大;手持铜丝一端,在酒精灯火焰上灼烧另一端,手指感觉发烫,这说明金属铜具有导热性;
(2)由于锌比铜活泼,再结合其他猜想,可知镉、锌、铜的金属活动性顺序还可能为:Zn>Cu>Cd;依据镉片上有气泡产生,操作为将镉片放入试管中,再加入稀硫酸,产生气泡,说明镉能与稀硫酸反应,说明活动性Cd>H(或Cd>Cu);依据结论:金属活动性:Zn>Cd,将锌片放入CdSO4溶液中,锌与硫酸镉反应生成镉和硫酸锌,能观察到有固体析出;化学方程式为;故可得出活动性:Zn>Cd>Cu,猜想二正确。
24.【实验探究金属活动性顺序】(2023·山东烟台·中考真题)垃圾是放错地方的资源,城市的废旧电器是一座“金属矿山”,某废旧电器中含有锌、铜、镍三种金属,兴趣小组的同学为了从中回收金属铜和镍,做了如下的探究。
已知:硫酸镍(化学式)能溶于水。
实验一:探究锌、铜、镍三种金属在溶液中的活动性强弱
【提出猜想】兴趣小组结合常见金属活动性顺序,提出了以下猜想。
猜想一:;猜想二:;猜想三: 。
【进行实验】兴趣小组进行了如下的实验,请完成实验报告。
实验步骤
实验现象
解释与结论
取三支试管,分别向其中加入等质量、等浓度的稀硫酸,然后将大小、形状相同的锌、铜、镍三种金属片分别插入三支试管中。
锌片表面产生的气泡较快;镍片表面产生的气泡较慢;铜片无明显现象。
猜想 正确。镍与稀硫酸反应的化学方程式是 。
实验二:从含有锌、铜、镍三种金属的废旧电器中回收铜和镍
【设计方案】兴趣小组设计了如图所示的物质转化流程。
步骤①中得到的A是 。步骤②中生成C的化学方程式是 。
【反思评价】合理开发城市“金属矿山”的意义是 (答1条)。
【答案】 一 铜/ 节约金属资源,减少对环境的污染(合理即可)
【解析】实验一:[提出猜想]由于锌的活动性比铜强,再结合其它猜想,则猜想三为Ni>Zn>Cu。
[进行实验]根据现象可知,锌、镍均能与硫酸反应,铜不能与硫酸反应,且锌反应比镍快,则说明金属活动性顺序Zn>Ni>Cu,即猜想一成立;
镍与稀硫酸反应生成硫酸镍和氢气反应的化学方程式为。
实验二:[设计方案]锌、镍的活动性比氢强,铜的活动性比氢弱,加入过量的稀硫酸,锌、镍分别与硫酸反应生成硫酸锌、硫酸镍和氢气,铜不与硫酸反应,则金属A为铜,溶液B为硫酸锌、硫酸镍、硫酸;
由于锌的活动性比镍的活动性强,锌与硫酸镍反应硫酸锌和镍,反应的化学方程式为。
[反思评价]合理开发城市“金属矿山”可以节约金属资源,减少对环境的污染,故答案为:节约金属资源,减少对环境的污染(合理即可)。
题型6 金属的锈蚀与防护
25.【减缓金属腐蚀的方法】(2024·山东滨州·中考真题)下列做法不能减缓或防止钢铁锈蚀的是( )
A.经常用食盐水清洗铁制品 B.保持铁制品表面清洁干燥
C.在铁制品表面涂油漆 D.在钢铁的表面镀一层不易锈蚀的金属
【答案】A
【解析】铁生锈实际上是铁与空气中的氧气和水共同作用的结果,因此减缓或防止钢铁锈蚀的原理是避免铁制品同时与水和空气接触;
A、经常用食盐水清洗铁制品,盐水会加快铁锈蚀的速率,不能减缓或防止钢铁锈蚀,符合题意;
B、保持铁制品表面清洁干燥,能减缓或防止钢铁锈蚀,不符合题意;
C、在铁制品表面涂油漆,能隔绝氧气和水,能减缓或防止钢铁锈蚀,不符合题意;
D、在钢铁的表面镀一层不易锈蚀的金属,能隔绝氧气和水,能减缓或防止钢铁锈蚀,不符合题意。
故选:A。
26.【探究铁生锈的条件】(2025·山东泰安·中考真题)下列运用控制变量法进行的实验设计,不能达到该实验设计目的的是( )
A.探究燃烧的条件
B.比较Zn和Fe的金属活动性强弱
C.探究铁生锈的条件
D.探究温度对分子运动快慢的影响
【答案】B
【解析】A、薄铜片上的白磷和红磷是一组对照实验,变量是着火点,薄铜片上的白磷和热水中的白磷是一组对照实验,变量是氧气,该实验能达到实验目的,不符合题意;
B、该实验有两个变量,一个是金属种类不同,一个是盐酸的浓度不同,不能达到实验目的,符合题意;
C、该实验中①和②是一组对照实验,变量是氧气,①和③是一组对照实验,变量是水,能达到实验目的,不符合题意;
D、该实验的变量是温度,其他条件相同且适宜,能达到实验目的,不符合题意;
故选B。
27.【实验探究铁的锈蚀】(2025·陕西·中考真题)某学习小组同学探究铁钉锈蚀的条件时做了如图所示的实验。
(1)一段时间后,实验①中铁钉锈蚀最严重的部位是 (填“a”“b”或“c”)。
(2)上述实验能证明铁钉锈蚀与 有关。
(3)用稀盐酸或稀硫酸清除上述实验后锈蚀铁钉表面的铁锈时,发生反应的化学方程式为 (任写一个)。
【答案】(1)b
(2)氧气和水
(3)、
【解析】(1)实验①b处铁钉与氧气和水直接接触,故实验①中铁钉锈蚀最严重的部位是b;
(2)实验①中铁钉与氧气和水接触,生锈;实验②中铁钉与氧气接触,不生锈;实验③中铁钉与水接触,不生锈,实验①②对比可知,铁生锈需要与水接触,实验①③对比可知,铁生锈需要与氧气接触,故上述实验能证明铁钉锈蚀与氧气和水有关;
(3)铁锈的主要成分是氧化铁,氧化铁和稀盐酸反应生成氯化铁和水,该反应的化学方程式为:,
氧化铁和稀硫酸反应生成硫酸铁和水,该反应的化学方程式为:。
28.【实验探究铁的锈蚀与除锈】(2024·山东菏泽·中考真题)某化学兴趣小组在研学期间,发现路边栅栏和工厂内有些钢铁部件有锈蚀现象,同学们想根据所学知识,设计一个除锈和防锈的方案。
任务一、除锈剂的选择
【提出问题】
盐酸和硫酸都可以作为除锈剂,相同浓度的盐酸和硫酸除锈效果一样吗?
【实验探究】
(1)完善下列表格
实验序号
实验操作
实验现象
实验结论
1
取一枚生锈的铁钉放入试管中,加入5mL的稀盐酸,加热
铁钉表面有气泡产生,铁锈少量剥落,溶液迅速变黄,铁锈很快消失
两者除锈效果几乎相同。铁锈发生反应的化学方程式为 (写出其中一个即可)
2
取与实验1相同的一枚生锈铁钉放入另一试管中,加入5mL同浓度的稀硫酸,加热
铁钉表面有气泡产生,铁锈少量剥落,溶液呈浅棕色,铁锈很快消失
【反思评价】
(2)酸除铁锈时有产生,这说明除锈的同时会造成钢铁的 ,产生的氢气也会渗透进金属中引起“氢脆”现象,影响钢铁强度。为了避免以上现象的发生,可采取的措施有 (答出一点即可)。
任务二、除锈防锈方案的制定
同学们发现工厂内许多锈蚀的钢铁表面有很多油污,于是又做了以下探究实验。
实验序号
实验操作
实验现象
实验结论
3
取与以上相同的一枚生锈铁钉,沾满油污,放入试管中,加入5mL与实验1相同浓度的稀盐酸,加热
铁锈没有明显变化
油污影响除锈
【观察分析】①结合以上实验和所学知识,同学们一致认为锈蚀钢铁如果表面有油污,应先选择碱性油污清洁剂“碱洗”去油污,再进行“酸洗”除锈。
②同学们发现从实验1中取出的铁钉在空气中放置一段时间后又发生锈蚀。
【论证完善】
(3)实际除锈防锈方案中主要涉及到以下操作:a.酸洗b.烘干c.水洗d.碱洗e.刷漆或涂油。结合实验探究和分析,方案中合理的操作顺序应为d→a→___________→___________→___________(用字母填写)。
【反思评价】
(4)①除锈后的废液呈酸性,该如何处理 。
②钢铁生锈会造成很大损失,但利用铁生锈的原理也可服务于生活。请举出铁生锈原理应用于生活的一个实例 。
任务三、除锈防锈方案的评价
除上述方法除锈外,在实际生产生活中,除锈的方法还有多种。比如:
1.人工除锈 用砂纸、钢丝球等工具,打磨铁锈。适合小型、少量钢铁零件除锈。
2.机械除锈 利用高速石英砂流的冲击力打磨铁锈。适合于大面积除锈。
【整合归纳】
(5)结合实际,你认为设计一个除锈防锈方案要综合考虑的因素有 。
【答案】(1)
(2)损耗 采用喷淋方式,用酸液冲洗铁锈器件
(3)c 、b、e
(4)用熟石灰与酸性废液反应 食品的保鲜剂
(5)操作难易、工作效率、经济成本、效果如何、是否环保等
【解析】(1)铁锈的主要成分是氧化铁,用酸除铁锈,可以为稀盐酸和氧化铁反应生成氯化铁和水,化学方程式为:;或用稀硫酸和氧化铁反应生成硫酸铁和水,化学方程式为:;
(2)酸除铁锈时有产生,这是酸和钢铁反应生成的,这说明除锈的同时会造成钢铁的损耗;为了避免“氢脆”现象,影响钢铁强度,可采取的措施有避免钢铁长时间浸泡在酸溶液中,不断打捞确定铁锈是否除尽;采用喷淋方式,用酸液冲洗铁锈器件;除尽铁锈后立即用蒸馏水冲洗;适当延迟烘干时间,让钢铁基体中的气体尽可能的逸出;
(3)实际除锈防锈中,应先“碱洗”去油污,再进行“酸洗”除锈,再水洗、烘干,最后刷漆或涂油防锈,故操作顺序应为d→a→c→b→e;
(4)废液呈酸性,根据酸碱中和的化学性质可知:可用廉价的熟石灰(氢氧化钙)与酸反应,处理酸性废液;铁会与氧气、水反应而生锈,所以如果将“铁生锈”原理应用得当,同样可以造福人类,如:食品的保鲜剂;
(5)结合实际,设计一个除锈防锈方案要综合考虑的因素有:操作难易、工作效率、经济成本、效果如何、是否环保等。
题型7 有关金属的实验探究(难点)
29.【实验探究铁的性质】(2023·山东威海·中考真题)化学视角认识蒸汽眼罩
蒸汽眼罩逐渐走进日常生活,它借助铁生锈产生热量,使材料内部的水分稳定蒸发,利用产生的热度和湿度缓解眼部疲劳。
【实验探究】
(1)探究一:检验蒸汽眼罩内部材料中有铁粉(用化学方法)
选用试剂
预计观察到的实验现象
涉及的化学方程式
(2)探究二:蒸汽眼罩快速发热的原因
铁生锈,是铁与 共同作用的结果,但放热缓慢。哪些因素能加快反应,使蒸汽眼罩快速发热?某小组同学采用对照实验展开探究,设计实验方案如下:
(查阅资料:蒸汽眼罩内部材料有铁粉、活性炭、氯化钠、水等。)
药品
方案一
4g铁粉、2mL水
方案二
4g铁粉、2mL水、2g氯化钠
方案三
4g铁粉、2mL水、2g活性炭
方案四
4g铁粉、2mL水、2g活性炭、2g氯化钠
下列方案之间能否形成对照?若能,请指出变量;若不能,请说明理由。
方案二与方案四
方案一与方案四
使用温度传感器收集数据并生成图像如图:
对比分析图像,你获得的结论是
(3)探究三:测量蒸汽眼罩内部材料中铁的质量分数
温馨提示:①实验仪器和药品自选。②实验中的数据可分别用等来表示。
你的实验方案 。处理数据,计算蒸汽眼罩内部材料中铁的质量分数。
【反思评价】
①除上述探究中的因素外,影响铁生锈速率的因素还有 (写一点即可)。
②如何保存蒸汽眼罩 。
③结合上述探究谈谈你对铁生锈的辩证认识 。
【答案】(1)稀硫酸/稀盐酸 有气泡产生,溶液由无色变为浅绿色
(2)水、氧气 能形成对照,变量是活性炭 不能形成对照,变量不唯一 活性炭和氯化钠共同作用可以使蒸汽眼罩快速发热
(3)取质量为m1的蒸汽眼罩内部材料于烧杯1中,称量总质量为m2,在烧杯2中加入过量的稀硫酸,称量总质量为m3,将稀硫酸全部倒入烧杯1中,待反应完全后称取烧杯1内剩余物、烧杯1及烧杯2的总质量为m4 温度(其它答案合理也可)
密封保存
既有利又有弊。利:利用反应产生的能量;弊:造成金属锈蚀,资源浪费。
【解析】(1)由于铁能与盐酸或硫酸反应生成亚铁盐和氢气,则可将铁反应稀盐酸或稀硫酸中,可观察到有气泡产生,溶液由无色变为浅绿色,反应的化学方程式为或。
(2)铁生锈是铁与氧气和水共同作用的结果。
方案二和方案四中一个有活性炭,一个没有,其它条件均相同,对比可知活性炭对反应的影响。
方案一和方案四中有两个变量,则不能形成对照。
对比方案一、二,只加入氯化钠对反应没有影响,对比方案一、三,只加入活性炭对反应也没有影响,但对比二、三、四,同时加入氯化钠和活性炭能加快反应,使蒸汽眼罩快速发热。
(3)由于铁能与硫酸反应生成氢气,则可通过产生氢气的质量计算铁的质量,从而计算铁的质量分数,则可取质量为m1的蒸气网罩内壁材料于烧杯1中,称量总质量为m2,然后在烧杯2中加入过量的稀硫酸,称量总质量为m3,将稀硫酸全部倒入烧杯1中,待反应完全后称取烧杯1内剩余物、烧杯1及烧杯2的总质量为 m4,根据质量守恒,m2+m3-m4的质量即为产生的氢气的质量,然后根据氢气的质量求出铁的质量,再结合m1即可求出蒸汽眼罩内部材料中铁的质量分数。
[反思评价]①影响铁生锈的因素除以上探究因素外,应还受温度等影响。
②由于铁与氧气和水共同接触会生锈,则蒸汽眼罩需要密封保存。
③铁生锈有利有弊,可根据铁生锈产生的能量,但铁生锈会造成金属锈蚀,浪费资源。
30.【实验探究暖身贴】(2025·山东·中考真题)暖身贴可持续发热,能用于身体局部热敷。某品牌暖身贴的发热包内含有铁粉、活性炭、吸水树脂(具有吸水、保水功能)、盐。兴趣小组对发热包的发热原理开展探究活动。
(1)验证发热包中含有铁粉
将未使用的发热包中原料取出,进行实验。
步骤
操作
现象
结论
I
将磁铁靠近原料
部分黑色粉末被磁铁吸引
原料中含有铁粉
II
将磁铁吸引的黑色粉末加入试管内,加入适量 振荡
黑色粉末溶解,产生气泡,溶液变成浅绿色
(2)探究发热包的发热原理
打开使用后的发热包,发现其中有红棕色物质,同学们猜想发热包的发热原理可能与铁钉(含等)生锈的原理相同。利用图1装置(夹持装置已略去)进行实验。
步骤I:组装好仪器后,需进行的操作为 。
步骤II:向三颈烧瓶内加入一定量铁粉、活性炭和氯化钠,向注射器内加入少量蒸馏水。
步骤III:进行以下操作,测得装置内的体积分数和温度变化如图2,正确的操作顺序为 (用①②③④表示)
①推动注射器,向装置内注入蒸馏水,静置1000s。
②打开止水夹a、b,向装置内迅速充满干燥的空气,关闭止水夹a、b,静置1000s。
③打开止水夹a、b,向装置内迅速充满干燥的,关闭止水夹a、b,静置1000s。
④打开止水夹a、b,向装置内迅速充满干燥的,关闭止水夹a、b,静置1000s。
由实验可知,发热包的发热原理与铁钉生锈的原理 (选填“相同”或“不同”)。
(3)拓展应用
另取图1装置,加入未使用的发热包中原料,并注入少量蒸馏水。一段时间后,装置内的体积分数降至,由此预测该原料还可用作___________(填标号)。
A.除味剂 B.脱氧剂 C.补铁剂
(4)反思交流
经过本次探究,结合已有知识可知“铁生锈”有利有弊,我们要辩证地看待问题,让科学更好地服务于生活。结合实例谈一谈对“铁生锈”利弊的理解。 。
【答案】(1)稀硫酸或稀盐酸
(2)检验装置气密性 ②③④① 相同
(3)B
(4)
铁生锈有利有弊。例如,利:利用铁生锈放热可制作暖宝宝,为人们在寒冷时提供热量;弊:铁制品生锈会导致其损坏,如铁锅生锈会缩短使用寿命,造成资源浪费。
【解析】(1)铁能被磁铁吸引,实验步骤I中部分黑色粉末被磁铁吸引,说明原料中可能含有铁粉。 步骤Ⅱ 铁能与稀盐酸或稀硫酸反应生成氯化亚铁和氢气,会观察到黑色粉末溶解,产生气泡,溶液变成浅绿色。所以应向被磁铁吸引的黑色粉末中加入适量稀盐酸或稀硫酸振荡。
(2)步骤I:有气体参与的反应,在实验开始前需要检查装置的气密性,防止装置漏气影响实验结果。所以组装好仪器后,需进行的操作为检查装置的气密性。
步骤III:要探究发热包的发热原理与铁钉生锈原理是否相同,需要先排除其他气体的干扰,所以充满干燥的空气,空气包含多种成分,观察整体情况,即操作②;然后充满干燥的二氧化碳,观察在没有氧气和水时装置内的情况,即操作③;单独探究氧气的影响,即操作④;最后注入蒸馏水,探究水和氧气共同作用的情况,即操作①。所以正确的操作顺序为②③④①;由实验中装置内氧气的体积分数下降且温度升高,这与铁钉生锈时消耗氧气并放热的现象一致,所以发热包的发热原理与铁钉生锈的原理相同。
(3)加入未使用的发热包中原料并注入少量蒸馏水后,装置内O2的体积分数降至2.8%,说明该原料能消耗氧气,因此可作脱氧剂(B)。除味剂一般利用吸附性,该原料不具备此性质;补铁剂需要含有能被人体吸收的铁元素,此处原料并非用于补铁,所以A、C不符合。故选B。
(4)铁生锈有利有弊。例如,利:利用铁生锈放热可制作暖宝宝,为人们在寒冷时提供热量;弊:铁制品生锈会导致其损坏,如铁锅生锈会缩短使用寿命,造成资源浪费。
题型8 金属综合
31.【有关金属制备的工艺流程】(2025·四川巴中·中考真题)废旧手机中含有一定量的铝、铜、金等金属。从废旧手机中回收金和制取硫酸铜溶液流程如下:
(1)塑料属于 (填序号)。
①金属材料 ②有机合成材料 ③无机非金属材料
(2)操作1中玻璃棒的作用是 。
(3)向物质B中加入稀硫酸,发生反应的化学方程式为 ,其基本反应类型为 。
(4)“曾青得铁化为铜”,铁和硫酸铜溶液反应可用于湿法炼铜。工业用100吨质量分数为16%的硫酸铜溶液最多可炼出多少吨铜?(利用化学方程式计算,写出计算过程)。
【答案】(1)②
(2)引流(合理表述即可)
(3) 复分解反应
(4)解:设最多可炼出铜的质量为x
答:最多可炼出铜的质量为6.4吨。
【解析】(1)塑料是三大合成材料之一,故塑料属于有机合成材料,故填:②;
(2)操作1实现了固液分离,名称是过滤,过滤时玻璃棒的作用是:引流;
(3)铜能与氧气在加热的条件下反应生成氧化铜,金的化学性质稳定,高温下也与氧气不反应,故物质B中含氧化铜和金,加入适量稀硫酸,金与稀硫酸不反应,氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜和水,该反应的化学方程式为:;
该反应符合“两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物”的反应,属于复分解反应;
(4)见答案。
32.【金属综合】(2025·山东·中考真题)我国的铜矿产资源比较丰富,需要根据矿石种类的不同选用适当的方法冶炼。
(1)我国古代即有湿法炼铜的技术,南北朝时期又将湿法炼铜中铜盐的范围扩大到所有的可溶性铜盐(如)。铁与氯化铜溶液反应的化学方程式为 。
(2)蓝铜矿的主要成分可溶于稀硫酸。先用稀硫酸浸取矿石,再电解浸取液使铜沉积。电解时能量的主要转化形式为 。
(3)黄铜矿的主要成分为,其冶炼过程大致如下:
①为了增强浮选剂对矿石的富集效果,提高沸腾炉中化学反应的反应速率和原料利用率,需预先对矿石进行的操作为 。
②沸腾炉中,发生反应,X的化学式为 。
③反射炉中,沙子与杂质形成熔渣浮于上层,和FeS熔融生成的“冰铜”沉于下层。中硫元素的化合价为-2,则铜元素的化合价为 。
④转炉中,沙子与杂质形成炉渣,在高温条件下发生的反应过程如下:
判断生成的气体能否直接排放并说明原因 ;的化学方程式为 。
(4)兴趣小组利用如图装置(夹持装置已略去)对我国古代“竖炉炼铜”进行模拟实验,实验原理为。
①依据上述化学方程式计算C与CuO的质量比为 (填最简整数比),烘干CuO粉末和木炭后,将木炭在研钵中研磨,按此质量比进行实验。效果不佳。
②为获得最佳实验效果,控制C与CuO的总质量一定,按不同质量比进行实验所得反应后物质状态如表,由实验知C和CuO质量比为1:10时实验效果最佳,判断依据是 ,利用数据分析其原因可能是 。
C与CuO的质量比
反应后物质状态(“√”代表有,“”代表无)
红色块状金属
金属光泽
黑色物质
1:9
√
√
少量
1:10
√
√
几乎无
1:11
√
×
很少
1:12
√
×
少量
1:13
√
×
较多
【答案】(1)
(2)电能转化为化学能
(3)将矿石粉碎为碎石块以增大接触面积 +1 不能,二氧化硫为污染物并会对人体造成伤害
(4)3:40 反应后得到的红色块状金属有金属光泽且黑色物质几乎无 质量比不合适时会有未反应完的氧化铜或碳残留,影响实验效果,1:10 时反应能充分进行
【解析】(1)铁与氯化铜溶液反应生成铜和氯化亚铁,反应的化学方程式为Fe+CuCl2=Cu+FeCl2;
(2)电解过程中,电能促使浸取液中的铜离子发生还原反应沉积出来,能量的主要转化形式就是电能转化为化学能;
(3)①为了增强浮选剂对矿石的富集效果,提高沸腾炉中化学反应的反应速率和原料利用率,需预先对矿石进行粉碎操作,因为将矿石粉碎可以增大反应物的接触面积,使反应更加充分,提高原料利用率;
②在反应中,根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变,反应前有2个Cu原子、2个Fe原子、4个S原子、2个O原子,反应后有2个Fe原子、3个S原子、2个Cu原子,所以X中含有1个S原子和2个O原子,则X的化学式为SO2;
③在Cu2S中,硫元素的化合价为-2价,设铜元素的化合价为x,根据化合物中各元素正负化合价代数和为零,可得2x+(-2)=0,x=+1,所以铜元素的化合价为+1价;
④Cu2S在高温条件下与氧气反应生成SO2,SO2是一种有毒气体,会污染空气,所以不能直接排放,Cu2S和Cu2O在高温条件下反应生成铜和二氧化硫,反应的化学方程式为;
(4)①依据化学方程式可知,C与CuO的质量比为12:[2×(64+16)]=3:40;
②当C和CuO质量比为 1:10 时,反应后得到的红色块状金属(铜)有金属光泽,且黑色物质几乎无。表明在该质量比下,反应进行得比较完全,生成的铜的质量较多且杂质较少,所以实验效果最佳,原因可能是质量比不合适时会有未反应完的氧化铜或碳残留,影响实验效果,1:10 时反应能充分进行。
33.【金属综合】(2024·山东烟台·中考真题)在日常生活中能看到很多精美的金属蚀刻画。兴趣小组利用废弃的金属片进行制作金属蚀刻画的项目活动,请你一起参与下列任务。
【任务一】到垃圾回收站筛选金属底板
(1)区分铝片和铁片的物理方法是 (写1种)。
【任务二】预处理金属底板
(2)用砂纸打磨掉铝片表面的氧化膜。用化学方法除去铁片表面的铁锈,可以用 (写1种物质名称)。
【任务三】选择蚀刻液进行蚀刻
(3)首先将有镂空图案的不干胶保护膜(能隔绝蚀刻液与金属底板接触)分别贴到处理好的铝片和铁片上,然后将铝片浸入足量的甲蚀刻液中,将铁片浸入足量的乙蚀刻液中,一段时间后取出。小组同学看到铝片上有凹陷图案,没有附着物;铁片上出现红色附着物图案。则他们选择的甲蚀刻液、乙蚀刻液分别是下列中的 、 (填序号)。
①硫酸铜溶液 ②硝酸银溶液 ③稀盐酸 ④氯化亚铁溶液 ⑤氯化钠溶液
【任务四】金属蚀刻画的后处理
(4)将蚀刻好的金属片清洗掉废液,去掉不干胶保护膜,进行装饰。为防止铁片蚀刻画生锈,可采取的措施是 (写1种合理的方法)。
【任务五】废液回收利用
(5)铝片蚀刻废液处理,可加入足量铝片,得到 溶液,回收保存。
(6)铁片蚀刻废液处理,如下图所示:
过程①加入的物质X是 ,过程②加入稀硫酸反应的化学方程式是 。
【答案】(1)用磁铁吸引
(2)稀盐酸
(3)③ ①
(4)保持铁片蚀刻画表面清洁干燥
(5)氯化铝/AlCl3
(6)铁粉
【解析】(1)由于磁铁能吸引铁片,不能吸引铝片,所以可用磁铁吸引的方法区分铝片和铁片。故填:用磁铁吸引。
(2)由于稀盐酸能与主要成分为氧化铁的铁锈反应生成氯化铁和水,所以用化学方法除去铁片表面的铁锈,可以用稀盐酸。故填:稀盐酸。
(3)由于铝片上有凹陷图案,没有附着物,说明铝与甲蚀刻液反应没有生成新的金属,铝与稀盐酸反应生成氯化铝和氢气,所以甲蚀刻液只能是③稀盐酸。
由于铁片上出现红色附着物图案,说明铁与①硫酸铜溶液反应生成红色的铜。所以乙蚀刻液是①硫酸铜溶液 。故填:③;①。
(4)由于铁的锈蚀是铁制品与空气中的氧气和水共同作用的结果。防止铁制品生锈的原理是破坏铁锈蚀的条件,即隔绝氧气或水。所以为防止铁片蚀刻画生锈,可采取的措施是保持铁片蚀刻画表面清洁干燥。故填:保持铁片蚀刻画表面清洁干燥。
(5)由于铝片蚀刻废液是铝与盐酸反应生成的氯化铝和剩余的稀盐酸的混合溶液,所以铝片蚀刻废液处理,可加入足量铝片,与稀盐酸完全反应,得到氯化铝溶液,回收保存。故填:氯化铝。
(6)由于铁片蚀刻废液是铁与硫酸铜反应生成的硫酸亚铁与剩余的硫酸铜的混合溶液,所以过程①加入的物质X是与硫酸铜反应生成硫酸亚铁的铁粉,铁粉与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,滤渣中的铁粉与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,所以过程②加入稀硫酸反应的化学方程式是。故填:铁粉;。
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专题04 金属
题型1 金属材料及其性质
题型2 合金及其特性
题型3 金属矿物及其冶炼
题型4 金属的化学性质(重点)
题型5 金属活动性顺序(重点)
题型6 金属的锈蚀与防护
题型7 有关金属的实验探究(难点)
题型8 金属综合
题型1 金属材料及其性质
1.【金属材料的判断】(2025·四川·中考真题)2025年央视春晚,人形机器人惊艳亮相。机器人的一些部件用铝合金制造,铝合金属于( )
A.复合材料 B.高分子材料
C.无机非金属材料 D.金属材料
2.【金属的物理性质】(2025·山东东营·中考真题)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
3.【物质性质的判断】(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
解题要点
金属的物理性质和用途之间的关系
金属的物理性质
金属的用途
内容
有金属光泽
用金、银等制装饰品(项链、戒指等)
能够导电
用铜、铝等制电线、电缆
能够导热
用铁等制炊具
有良好的延展性
拉成丝、压成薄片
有一定的机械强度
制造车辆、门窗等
关系
题型2 合金及其特性
4.【合金的特性】(2024·山东临沂·中考真题)下列关于金属和金属材料的说法中正确的是( )
A.生铁和钢的含碳量不同
B.黄铜比纯铜硬度小
C.合金属于合成材料
D.大多数金属在自然界中以单质形式存在
解题要点
①不锈钢并不是绝对不会生锈,只是其“自我保护能力”较强。
②生铁与钢性能差异的主要原因是它们的。
5.【合金的特性】(2023·湖南长沙·中考真题)2023 年我国自主研制的大型灭火、水上救援水陆两栖飞机“鲲龙”已成功首飞,制造该飞机使用了铝锂合金等多种合金。下列有关铝锂合金的说法正确的是( )
A.铝锂合金的熔点比纯铝更高 B.铝锂合金的抗腐蚀性能非常差
C.铝锂合金是混合物 D.铝锂合金的硬度比纯铝小
6.【合金材料的应用】(2025·四川自贡·中考真题)近年来,我市做大做强通航产业集群,已建成全国重要的大中型无人机产业基地。某无人机的结构模型如图所示,下列有关说法错误的是( )
A.碳纤维属于复合材料
B.铜制线圈用聚酯漆包裹可以起到绝缘和防腐的作用
C.镁合金和铝合金都有硬度大、密度小的优点
D.上述材料所使用的金属均为单质
7.【合金材料的应用】(2025·黑龙江哈尔滨·中考真题)资料一:未来的“钢铁”——钛(Ti)它具有钢铁般的强度,却不像钢铁那么沉重;它又像铝,质轻、抗腐蚀,但其强度却比铝高得多。钛合金还有一种既耐高温又耐低温的特殊本领,是制造轮船、军舰的理想材料,工业上在高温和稀有气体的保护下,用镁和四氯化钛发生置换反应制取钛。
资料二:“敲不碎、砸不烂”的“玻璃之王”——金属玻璃又称非晶态合金,它既有金属和玻璃的优点,又克服了它们各自的弊病。如玻璃易碎,没有延展性,金属玻璃的强度却高于钢,硬度超过高硬工具钢,且具有一定的韧性和刚性,几乎所有的金属都可通过快速凝固的方式成为金属玻璃,人们最初使用的是一种金硅合金,现在常常用铁作为主要材料。
阅读资料,完成下列问题。
(1)金属玻璃属于 (填“合成材料”或“金属材料”)。
(2)根据材料,写出工业冶炼钛的化学方程式: 。
(3)钛合金的性能有 。配方价格较低可 生产成本。质轻化的主要意义表现在 。
A.节约材料 B.节约能源 C.便于加工
题型3 金属矿物及其冶炼
8.【高炉炼铁】(2025·海南·中考真题)我国科学家研发了一种闪速炼铁技术,用氢气还原铁矿石粉,只需3~6秒即可完成传统高炉5~6小时的炼铁过程,且还原率大于90%。如图为传统高炉炼铁和闪速炼铁的示意图。下列说法不正确的是( )
注:“品位”指矿石中有用元素或有用矿物含量的百分率,百分率越大,品位越高。传统高炉炼铁通常使用高品位铁矿石。
A.传统高炉炼铁是用焦炭直接还原铁矿石高温
B.闪速炼铁技术通过将粉状铁矿砂喷入高温还原塔内,实现快速还原
C.与传统高炉炼铁相比,闪速炼铁技术能有效处理低品位铁矿石
D.闪速炼铁技术通入过量氢气,出炉烟气中含有较多的氢气可回收利用
9.【高炉炼铁】(2025·黑龙江·中考真题)金属矿物是宝贵的自然资源。
(1)图一展示了古代炼铁的过程,其中将生铁炼成熟铁(钢)的原理是 。
(2)图二是现代高炉炼铁的过程,写出反应3的化学方程式 。
(3)世界上每年因腐蚀而报废的金属相当于年产量的20%-40%,请你提出一种预防金属锈蚀的具体方法 。
(4)某化工厂为回收废旧金属,向含有和的废液中加入一定质量的锌粉,充分反应后过滤,得到无色滤液和滤渣,滤渣中可能含有 (填化学式,下同),滤液中的溶质是 。
10.【一氧化碳还原氧化铁实验】(2024·山东临沂·中考真题)铁是生活生产中重要的金属材料。请完成下列问题:
(1)实验1硬质玻璃管中的现象为 。
(2)实验2模拟西汉时期湿法炼铜工艺,该反应的化学方程式为 。
(3)由实验3可知,铁制品锈蚀的过程,实际上是铁与 发生化学反应的过程。
题型4 金属的化学性质(重点)
11.【金属与氧气的反应】(2023·山东潍坊·中考真题)某化学学习小组为探究铁丝生锈、铁丝燃烧的影响因素,进行如下实验(点燃操作已略去)。下列说法错误的是( )
A.对比①③可知:水是铁丝生锈的条件之一
B.对比①②可知:氧气是铁丝生锈的条件之一
C.对比②③可知:氧气是铁丝燃烧的条件之一
D.对比③④可知:铁丝形状能影响铁丝的燃烧
12.【金属与酸的反应】(2025·四川·中考真题)下列金属不能与稀反应的是( )
A. B.
C. D.
解题要点
金属与酸反应的条件:氢之前,能置换;常见酸,稀盐酸,稀硫酸。(硝酸、浓硫酸具有氧化性,与金属不发生置换反应)
13.【金属与盐溶液的反应】(2025·山西·中考真题)分析下列实验过程的相关信息,推理判断正确的一项是
A.操作2是过滤 B.固体是纯铜 C.反应中溶液颜色没有变化 D.铁的金属活动性比铜强
14.【金属与酸的反应】(2025·陕西·中考真题)如图所示,盛有饱和澄清石灰水的烧杯内有底部放有镁条的试管,向试管中加入少量稀盐酸,观察到试管内产生气泡,烧杯内溶液逐渐变浑浊,恢复至室温后,将试管内的溶液倒入烧杯中,此时下列相关说法正确的是( )
A.烧杯内有两种白色沉淀 B.稀盐酸与镁条反应吸收热量
C.烧杯内溶液质量变大 D.烧杯内溶液的pH变大
15.【金属与盐溶液的反应】(2025·江苏盐城·中考真题)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
16.【化学反应类型的判断】(2025·黑龙江哈尔滨·中考真题)下列叙述对应的化学方程式及基本反应类型都正确的是( )
A.实验室制氧气 分解反应
B.以赤铁矿石为原料炼铁 复分解反应
C.验证铜和铝的金属活动性顺序 置换反应
D.生石灰作干燥剂 化合反应
题型5 金属活动性顺序(重点)
17.【金属活动性顺序的应用】(2023·山东青岛·中考真题)锰()在钢铁、电池等领域有广泛应用,其金属活动性介于锌和铁之间。以下对金属锰化学性质的预测,不合理的是( )
A.能在氧气中燃烧 B.能与氢氧化钠溶液反应
C.能与稀盐酸反应 D.能与硫酸铜溶液反应
18.【金属活动性顺序的验证】(2025·山东威海·中考真题)欲探究Mg、Cu、Ag的金属活动性顺序,仅用组内试剂无法实现的是
A.Mg、Cu、稀硫酸、AgNO3溶液 B.Mg、Cu、Ag、稀硫酸
C.溶液 D.溶液、溶液
19.【金属活动性顺序的验证】(2023·山东聊城·中考真题)为证明Fe、Cu、Ag三种金属的活动性强弱,下列实验方案能达到目的的是( )
A.将Fe、Cu、Ag分别放入稀盐酸中
B.将Cu分别放入FeCl2、AgNO3溶液中
C.将Cu、Ag分别放入FeSO4溶液中
D.将Fe放入稀盐酸、Cu放入AgNO3溶液中
20.【金属活动性顺序的应用】(2023·山东青岛·中考真题)向含有硝酸银和硝酸铜的废液中加入—定质量的锌粉,充分反应后过滤,将滤渣洗涤、干燥、称量,所得滤渣的质量与加入锌粉的质量相等。下列说法不正确的是( )
A.滤液可能呈蓝色 B.滤渣中至少含有两种物质
C.向滤渣中滴加稀盐酸,一定没有气泡产生 D.向滤液中滴加稀盐酸,一定没有白色沉淀生成
解题要点
金属活动性顺序的应用
(1)判断金属的活动性强弱
在金属活动性顺序里,金属的位置越靠前,它的活动性就越强。如金属活动性:Zn>Fe,Cu>Ag。
(2)判断金属与稀盐酸、稀硫酸能否发生置换反应
在金属活动性顺序里,位于氢前面的金属能置换出稀盐酸、稀硫酸中的氢。如Fe+2HCl===FeCl2+H2↑,而Cu位于氢后面,不能与稀盐酸、稀硫酸反应。
(3)判断金属与金属化合物溶液能否发生置换反应
在金属活动性顺序里,位于前面的金属(K、Ca、Na除外)能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来,如Cu+2AgNO₃===2Ag+Cu(NO3)2
21.【金属活动性顺序的验证】(2023·山东淄博·中考真题)金属与金属材料在人类文明进步和社会发展中起着至关重要的作用。回答下列问题:
(1)利用物理方法可以把黄金压成厚度只有1/10000mm的薄片,说明金具有良好的______(填字母)。
A.金属光泽 B.导电性 C.延展性 D.导热性
(2)在钢铁制品表面刷油漆可防止锈蚀,其原因是 。
(3)某同学设计下图所示实验方案,验证铁、铜、银三种金属的活动性强弱。
能证明铁的金属活动性比铜强的实验现象是 ;要验证铜的金属活动性比银强,试管C中应加入 (填化学式)溶液。
22.【金属的性质与活动性顺序的验证】(2023·山东临沂·中考真题)金属及其制品是现代生活中不可缺少的材料和工具。请完成下列问题:
(1)铜经常用作导线,这是利用了铜的 性。
(2)铝的化学性质很活泼,通常铝制品却很耐腐蚀,原因是 。
(3)如图是探究铜、铝、银三种金属活动性顺序的实验。
①实验b中发生反应的化学方程式是 。
②通过实验a、b得出三种金属活动性由强到弱的顺序是 。
23.【实验探究金属的性质】(2025·山东淄博·中考真题)某兴趣小组对金属的物理性质和化学性质进行实验探究。
(1)将黄铜片与铜片相互刻画,铜片表面有明显划痕,由此得出的结论是 。手持铜丝一端,在酒精灯火焰上灼烧另一端,手指感觉发烫,这说明金属铜具有 。
(2)为探究镉(Cd)、锌、铜的金属活动性顺序,小组同学开展了如下实验探究。
[作出猜想]结合已知的金属活动性顺序,作出如下猜想。
猜想一:Cd>Zn>Cu;
猜想二:Zn>Cd>Cu;
猜想三: 。
[实验探究]
供选用的试剂:镉片、锌片、铜片、稀硫酸、CdSO4溶液、ZnSO4溶液、CuSO4溶液。
实验序号
实验操作
实验现象
实验结论
I
镉片上有气泡产生
II
将用砂纸打磨过的锌片放入试管中,向试管中加入适量CdSO4溶液
锌片上
金属活动性:Zn>Cd
实验II中反应的化学方程式为 。
[得出结论]猜想 正确。
24.【实验探究金属活动性顺序】(2023·山东烟台·中考真题)垃圾是放错地方的资源,城市的废旧电器是一座“金属矿山”,某废旧电器中含有锌、铜、镍三种金属,兴趣小组的同学为了从中回收金属铜和镍,做了如下的探究。
已知:硫酸镍(化学式)能溶于水。
实验一:探究锌、铜、镍三种金属在溶液中的活动性强弱
【提出猜想】兴趣小组结合常见金属活动性顺序,提出了以下猜想。
猜想一:;猜想二:;猜想三: 。
【进行实验】兴趣小组进行了如下的实验,请完成实验报告。
实验步骤
实验现象
解释与结论
取三支试管,分别向其中加入等质量、等浓度的稀硫酸,然后将大小、形状相同的锌、铜、镍三种金属片分别插入三支试管中。
锌片表面产生的气泡较快;镍片表面产生的气泡较慢;铜片无明显现象。
猜想 正确。镍与稀硫酸反应的化学方程式是 。
实验二:从含有锌、铜、镍三种金属的废旧电器中回收铜和镍
【设计方案】兴趣小组设计了如图所示的物质转化流程。
步骤①中得到的A是 。步骤②中生成C的化学方程式是 。
【反思评价】合理开发城市“金属矿山”的意义是 (答1条)。
题型6 金属的锈蚀与防护
25.【减缓金属腐蚀的方法】(2024·山东滨州·中考真题)下列做法不能减缓或防止钢铁锈蚀的是( )
A.经常用食盐水清洗铁制品 B.保持铁制品表面清洁干燥
C.在铁制品表面涂油漆 D.在钢铁的表面镀一层不易锈蚀的金属
26.【探究铁生锈的条件】(2025·山东泰安·中考真题)下列运用控制变量法进行的实验设计,不能达到该实验设计目的的是( )
A.探究燃烧的条件
B.比较Zn和Fe的金属活动性强弱
C.探究铁生锈的条件
D.探究温度对分子运动快慢的影响
27.【实验探究铁的锈蚀】(2025·陕西·中考真题)某学习小组同学探究铁钉锈蚀的条件时做了如图所示的实验。
(1)一段时间后,实验①中铁钉锈蚀最严重的部位是 (填“a”“b”或“c”)。
(2)上述实验能证明铁钉锈蚀与 有关。
(3)用稀盐酸或稀硫酸清除上述实验后锈蚀铁钉表面的铁锈时,发生反应的化学方程式为 (任写一个)。
28.【实验探究铁的锈蚀与除锈】(2024·山东菏泽·中考真题)某化学兴趣小组在研学期间,发现路边栅栏和工厂内有些钢铁部件有锈蚀现象,同学们想根据所学知识,设计一个除锈和防锈的方案。
任务一、除锈剂的选择
【提出问题】
盐酸和硫酸都可以作为除锈剂,相同浓度的盐酸和硫酸除锈效果一样吗?
【实验探究】
(1)完善下列表格
实验序号
实验操作
实验现象
实验结论
1
取一枚生锈的铁钉放入试管中,加入5mL的稀盐酸,加热
铁钉表面有气泡产生,铁锈少量剥落,溶液迅速变黄,铁锈很快消失
两者除锈效果几乎相同。铁锈发生反应的化学方程式为 (写出其中一个即可)
2
取与实验1相同的一枚生锈铁钉放入另一试管中,加入5mL同浓度的稀硫酸,加热
铁钉表面有气泡产生,铁锈少量剥落,溶液呈浅棕色,铁锈很快消失
【反思评价】
(2)酸除铁锈时有产生,这说明除锈的同时会造成钢铁的 ,产生的氢气也会渗透进金属中引起“氢脆”现象,影响钢铁强度。为了避免以上现象的发生,可采取的措施有 (答出一点即可)。
任务二、除锈防锈方案的制定
同学们发现工厂内许多锈蚀的钢铁表面有很多油污,于是又做了以下探究实验。
实验序号
实验操作
实验现象
实验结论
3
取与以上相同的一枚生锈铁钉,沾满油污,放入试管中,加入5mL与实验1相同浓度的稀盐酸,加热
铁锈没有明显变化
油污影响除锈
【观察分析】①结合以上实验和所学知识,同学们一致认为锈蚀钢铁如果表面有油污,应先选择碱性油污清洁剂“碱洗”去油污,再进行“酸洗”除锈。
②同学们发现从实验1中取出的铁钉在空气中放置一段时间后又发生锈蚀。
【论证完善】
(3)实际除锈防锈方案中主要涉及到以下操作:a.酸洗b.烘干c.水洗d.碱洗e.刷漆或涂油。结合实验探究和分析,方案中合理的操作顺序应为d→a→___________→___________→___________(用字母填写)。
【反思评价】
(4)①除锈后的废液呈酸性,该如何处理 。
②钢铁生锈会造成很大损失,但利用铁生锈的原理也可服务于生活。请举出铁生锈原理应用于生活的一个实例 。
任务三、除锈防锈方案的评价
除上述方法除锈外,在实际生产生活中,除锈的方法还有多种。比如:
1.人工除锈 用砂纸、钢丝球等工具,打磨铁锈。适合小型、少量钢铁零件除锈。
2.机械除锈 利用高速石英砂流的冲击力打磨铁锈。适合于大面积除锈。
【整合归纳】
(5)结合实际,你认为设计一个除锈防锈方案要综合考虑的因素有 。
题型7 有关金属的实验探究(难点)
29.【实验探究铁的性质】(2023·山东威海·中考真题)化学视角认识蒸汽眼罩
蒸汽眼罩逐渐走进日常生活,它借助铁生锈产生热量,使材料内部的水分稳定蒸发,利用产生的热度和湿度缓解眼部疲劳。
【实验探究】
(1)探究一:检验蒸汽眼罩内部材料中有铁粉(用化学方法)
选用试剂
预计观察到的实验现象
涉及的化学方程式
(2)探究二:蒸汽眼罩快速发热的原因
铁生锈,是铁与 共同作用的结果,但放热缓慢。哪些因素能加快反应,使蒸汽眼罩快速发热?某小组同学采用对照实验展开探究,设计实验方案如下:
(查阅资料:蒸汽眼罩内部材料有铁粉、活性炭、氯化钠、水等。)
药品
方案一
4g铁粉、2mL水
方案二
4g铁粉、2mL水、2g氯化钠
方案三
4g铁粉、2mL水、2g活性炭
方案四
4g铁粉、2mL水、2g活性炭、2g氯化钠
下列方案之间能否形成对照?若能,请指出变量;若不能,请说明理由。
方案二与方案四
方案一与方案四
使用温度传感器收集数据并生成图像如图:
对比分析图像,你获得的结论是
(3)探究三:测量蒸汽眼罩内部材料中铁的质量分数
温馨提示:①实验仪器和药品自选。②实验中的数据可分别用等来表示。
你的实验方案 。处理数据,计算蒸汽眼罩内部材料中铁的质量分数。
【反思评价】
①除上述探究中的因素外,影响铁生锈速率的因素还有 (写一点即可)。
②如何保存蒸汽眼罩 。
③结合上述探究谈谈你对铁生锈的辩证认识 。
30.【实验探究暖身贴】(2025·山东·中考真题)暖身贴可持续发热,能用于身体局部热敷。某品牌暖身贴的发热包内含有铁粉、活性炭、吸水树脂(具有吸水、保水功能)、盐。兴趣小组对发热包的发热原理开展探究活动。
(1)验证发热包中含有铁粉
将未使用的发热包中原料取出,进行实验。
步骤
操作
现象
结论
I
将磁铁靠近原料
部分黑色粉末被磁铁吸引
原料中含有铁粉
II
将磁铁吸引的黑色粉末加入试管内,加入适量 振荡
黑色粉末溶解,产生气泡,溶液变成浅绿色
(2)探究发热包的发热原理
打开使用后的发热包,发现其中有红棕色物质,同学们猜想发热包的发热原理可能与铁钉(含等)生锈的原理相同。利用图1装置(夹持装置已略去)进行实验。
步骤I:组装好仪器后,需进行的操作为 。
步骤II:向三颈烧瓶内加入一定量铁粉、活性炭和氯化钠,向注射器内加入少量蒸馏水。
步骤III:进行以下操作,测得装置内的体积分数和温度变化如图2,正确的操作顺序为 (用①②③④表示)
①推动注射器,向装置内注入蒸馏水,静置1000s。
②打开止水夹a、b,向装置内迅速充满干燥的空气,关闭止水夹a、b,静置1000s。
③打开止水夹a、b,向装置内迅速充满干燥的,关闭止水夹a、b,静置1000s。
④打开止水夹a、b,向装置内迅速充满干燥的,关闭止水夹a、b,静置1000s。
由实验可知,发热包的发热原理与铁钉生锈的原理 (选填“相同”或“不同”)。
(3)拓展应用
另取图1装置,加入未使用的发热包中原料,并注入少量蒸馏水。一段时间后,装置内的体积分数降至,由此预测该原料还可用作___________(填标号)。
A.除味剂 B.脱氧剂 C.补铁剂
(4)反思交流
经过本次探究,结合已有知识可知“铁生锈”有利有弊,我们要辩证地看待问题,让科学更好地服务于生活。结合实例谈一谈对“铁生锈”利弊的理解。 。
题型8 金属综合
31.【有关金属制备的工艺流程】(2025·四川巴中·中考真题)废旧手机中含有一定量的铝、铜、金等金属。从废旧手机中回收金和制取硫酸铜溶液流程如下:
(1)塑料属于 (填序号)。
①金属材料 ②有机合成材料 ③无机非金属材料
(2)操作1中玻璃棒的作用是 。
(3)向物质B中加入稀硫酸,发生反应的化学方程式为 ,其基本反应类型为 。
(4)“曾青得铁化为铜”,铁和硫酸铜溶液反应可用于湿法炼铜。工业用100吨质量分数为16%的硫酸铜溶液最多可炼出多少吨铜?(利用化学方程式计算,写出计算过程)。
32.【金属综合】(2025·山东·中考真题)我国的铜矿产资源比较丰富,需要根据矿石种类的不同选用适当的方法冶炼。
(1)我国古代即有湿法炼铜的技术,南北朝时期又将湿法炼铜中铜盐的范围扩大到所有的可溶性铜盐(如)。铁与氯化铜溶液反应的化学方程式为 。
(2)蓝铜矿的主要成分可溶于稀硫酸。先用稀硫酸浸取矿石,再电解浸取液使铜沉积。电解时能量的主要转化形式为 。
(3)黄铜矿的主要成分为,其冶炼过程大致如下:
①为了增强浮选剂对矿石的富集效果,提高沸腾炉中化学反应的反应速率和原料利用率,需预先对矿石进行的操作为 。
②沸腾炉中,发生反应,X的化学式为 。
③反射炉中,沙子与杂质形成熔渣浮于上层,和FeS熔融生成的“冰铜”沉于下层。中硫元素的化合价为-2,则铜元素的化合价为 。
④转炉中,沙子与杂质形成炉渣,在高温条件下发生的反应过程如下:
判断生成的气体能否直接排放并说明原因 ;的化学方程式为 。
(4)兴趣小组利用如图装置(夹持装置已略去)对我国古代“竖炉炼铜”进行模拟实验,实验原理为。
①依据上述化学方程式计算C与CuO的质量比为 (填最简整数比),烘干CuO粉末和木炭后,将木炭在研钵中研磨,按此质量比进行实验。效果不佳。
②为获得最佳实验效果,控制C与CuO的总质量一定,按不同质量比进行实验所得反应后物质状态如表,由实验知C和CuO质量比为1:10时实验效果最佳,判断依据是 ,利用数据分析其原因可能是 。
C与CuO的质量比
反应后物质状态(“√”代表有,“”代表无)
红色块状金属
金属光泽
黑色物质
1:9
√
√
少量
1:10
√
√
几乎无
1:11
√
×
很少
1:12
√
×
少量
1:13
√
×
较多
33.【金属综合】(2024·山东烟台·中考真题)在日常生活中能看到很多精美的金属蚀刻画。兴趣小组利用废弃的金属片进行制作金属蚀刻画的项目活动,请你一起参与下列任务。
【任务一】到垃圾回收站筛选金属底板
(1)区分铝片和铁片的物理方法是 (写1种)。
【任务二】预处理金属底板
(2)用砂纸打磨掉铝片表面的氧化膜。用化学方法除去铁片表面的铁锈,可以用 (写1种物质名称)。
【任务三】选择蚀刻液进行蚀刻
(3)首先将有镂空图案的不干胶保护膜(能隔绝蚀刻液与金属底板接触)分别贴到处理好的铝片和铁片上,然后将铝片浸入足量的甲蚀刻液中,将铁片浸入足量的乙蚀刻液中,一段时间后取出。小组同学看到铝片上有凹陷图案,没有附着物;铁片上出现红色附着物图案。则他们选择的甲蚀刻液、乙蚀刻液分别是下列中的 、 (填序号)。
①硫酸铜溶液 ②硝酸银溶液 ③稀盐酸 ④氯化亚铁溶液 ⑤氯化钠溶液
【任务四】金属蚀刻画的后处理
(4)将蚀刻好的金属片清洗掉废液,去掉不干胶保护膜,进行装饰。为防止铁片蚀刻画生锈,可采取的措施是 (写1种合理的方法)。
【任务五】废液回收利用
(5)铝片蚀刻废液处理,可加入足量铝片,得到 溶液,回收保存。
(6)铁片蚀刻废液处理,如下图所示:
过程①加入的物质X是 ,过程②加入稀硫酸反应的化学方程式是 。
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