5.1 金属的性质(7大题型专项训练)化学沪科版必修第二册
2026-02-04
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2份
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学沪科版必修第二册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 5.1金属的性质 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 钠及其化合物,铁及其化合物,金属资源的开发与金属材料 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 312 KB |
| 发布时间 | 2026-02-04 |
| 更新时间 | 2026-03-10 |
| 作者 | xkw_083530491 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2026-02-04 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/56331389.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
5.1 金属的性质
题型01 金属的通性及用途
题型02 金属的性质与原子结构的关系
题型03 钠的物理性质
题型04 钠的化学性质
题型05 铁的化学性质
题型06 金属在自然界中的存在
题型07 常见金属的治炼方法
题型01 金属的通性及用途
1. 物理通性:大多数金属呈 ,有金属光泽(少数金属如铜呈紫红色、金呈黄色),具有良好的 、 和 ,这些物理性质决定了金属的广泛用途。常温下除 (俗称水银)外均为固态,不同金属的硬度、密度、熔点差异较大,如钨熔点极高可用于制灯丝,钠熔点低易熔化。
2. 化学通性:金属原子最外层电子数较少,原子核对最外层电子的吸引力较弱,易 ,表现出 ,是常见的还原剂,能与非金属(如氧气、氯气)、酸(非氧化性酸、强氧化性酸)、某些盐溶液(如硫酸铜溶液)发生反应。
3. 用途:金属的用途严格依据其物理、化学性质确定,做到物尽其用。如铜导电性优良且不易腐蚀,用于制导线和电器元件;铁硬度较大、机械性能好,用于制机械零件和建筑材料;铝密度小、延展性好且耐腐蚀性强,用于制门窗和航空材料。
【典例1】(25-26高一上·上海·开学考试)实验室有氧化镁和氧化铁的固体混合物32 g,使之与400 g质量分数为17.15%的硫酸恰好完全反应,将反应后的溶液蒸干得到88 g固体,则原混合物中金属元素的质量分数为
A.65% B.42.8% C.62% D.45.2%
【变式1-1】(24-25高一下·上海杨浦·期中)金属一般具有的特点是
A.有金属光泽,能导电,有延展性 B.熔点和沸点较低
C.能在空气中稳定存在, 不易被氧化 D.在反应中作氧化剂
【变式1-2】(24-25高一下·上海浦东新·期末)金属都具有的性质是
A.熔点较高 B.能导电 C.呈银白色 D.原子中电子数较少
【变式1-3】(24-25高一下·上海·月考)某合金和铁的有关性质如下表。试根据数据分析,该合金与铁相比可能最不适合的用途是
金属
硬度(数值越大表示硬度越大)
导电性(数值越大表示导电性越好)
某合金
2500
3.20
7.5
3.5
铁
1535
7.86
4.5
17
A.导线 B.门窗框 C.炉具 D.飞机机身
题型02 金属的性质与原子结构的关系
1. 核心关系:金属的化学性质(如还原性强弱、反应剧烈程度)主要由原子的 和 共同决定,二者相互影响,决定了金属原子的失电子能力。
2. 具体规律:① 最外层电子数:大多数金属原子最外层电子数为 ,电子层数越多,最外层电子越容易脱离原子核的束缚,易失去电子形成带正电荷的 ;② 原子半径:同周期金属原子(电子层数相同),核电荷数越大,原子半径随核电荷数增大而 ,原子核对最外层电子的吸引力增强,失电子能力减弱,金属性随之减弱;同主族金属原子(最外层电子数相同),原子半径随电子层数增多而 ,原子核对最外层电子的吸引力减弱,失电子能力增强,金属性随之增强;③ 副族金属原子结构相对复杂,除失去最外层电子外,还能失去内层的部分电子,因此可表现 ,化学性质更具多样性。
3. 结论:原子失电子能力越强,金属性越 ,其单质的还原性就越强,与其他物质反应时越剧烈,对应阳离子的得电子能力越弱,氧化性也就越弱。
【典例2】(24-25高一下·上海·月考)保存金属时首要考虑的是该金属暴露在空气中是否能稳定存在,下列说法正确的是
A.越活泼的金属,越难在空气中稳定存在
B.所有金属单质在空气中最终都生成氧化物
C.金属活动性排在H后的,不容易被空气氧化
D.实验室可以将钾保存在煤油中
【变式2-1】(24-25高一下·上海·期中)从青铜器时代到铁器时代,再到以铝为代表的活泼金属的使用,下列跟这个先后顺序有关的是
①地壳中金属元素的含量 ②金属活动性顺序 ③金属的导电性 ④金属冶炼的难易程度
A.①③ B.②③ C.③④ D.②④
【变式2-2】(24-25高一下·上海·期中)下列关于碱金属元素及其单质的叙述中,错误的是
A.保存碱金属时,都必须隔绝空气和水蒸气
B.碱金属一旦着火,要迅速用泡沫灭火剂扑灭
C.与水反应的剧烈程度:Li<Na<K<Rb
D.水溶液中正离子氧化性:
【变式2-3】(2025高一·上海·专题练习)两个烧杯中装有等质量的金属锌和镁,然后分别逐渐加入同浓度的稀硫酸,产生氢气的质量与加入硫酸的质量关系如图所示。下列说法正确的是
A.该图反映出镁比锌的金属活动性强
B.a点时,两个烧杯中的酸都恰好完全反应
C.b点时,两个烧杯中产生氢气的质量相同
D.c点时,两个烧杯中都有金属剩余
题型03 钠的物理性质
钠是 有金属光泽的金属,新鲜切开的钠切面光泽明亮,暴露在空气中会迅速变暗。其质地 ,硬度很小,可用小刀轻松切割,切面呈银白色。钠的密度比水 (约0.97g/cm³),放入水中会浮在水面;密度比煤油大(约0.8g/cm³),因此实验室中常将钠保存在煤油中以隔绝空气。钠的熔点 (约97.8℃),受热时易熔化,同时钠也是热和电的 常温下为固态,是一种活泼性极强的金属。
【典例3】(24-25高一下·上海·期中)有关金属钠的描述,正确的是
A.金属钠着火时,可使用干冰灭火
B.钠很活泼,需用电解饱和食盐水的方法制备金属钠
C.金属钠投入氯化铜溶液,不能生成红色沉淀
D.金属钠的熔点低于钾
【变式3-1】(24-25高一下·上海浦东新·期末)钠原子和钠离子比较,下列说法错误的是
A.钠离子比钠原子稳定 B.钠是银白色金属,钠离子无色
C.两者化学性质相同 D.两者核外电子数不同
【变式3-2】(24-25高一上·上海·期中)下列关于金属钠的叙述中,说法正确的是
A.少量的钠保存在酒精中 B.钠的密度比水小
C.钠是银白色金属,硬度大,熔点高 D.钠着火时可以用泡末灭火剂扑灭
【变式3-3】(24-25高一下·上海·期末)向滴有酚酞溶液的水中加入一块绿豆大的钠,下列实验现象描述错误的是
A.钠沉入水底 B.钠熔成小球 C.发出“嘶嘶”声音 D.溶液变红
题型04 钠的化学性质
1. 与氧气反应:钠的活泼性强,易与氧气发生反应,反应产物随反应条件不同而不同。① 常温下:4Na + O₂ = 2Na₂O( ,碱性氧化物),钠切面暴露在空气中会迅速变暗,就是因为生成了氧化钠;② 加热/点燃时:2Na + O₂ △ Na₂O₂( ,过氧化物),反应时产生黄色火焰,放出大量热,过氧化钠是一种常用的氧化剂。
2. 与氯气反应:氯气是活泼非金属,钠与氯气在点燃条件下剧烈反应,2Na + Cl₂ 点燃 2NaCl(产生 ,白烟为氯化钠固体小颗粒),反应剧烈燃烧,放出大量热,生成的氯化钠是常见的盐类物质。
3. 与水反应:钠与水发生剧烈的置换反应,化学方程式为2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂↑,反应现象可概括为 、 、 、 、 (向反应后的溶液中滴加酚酞试液,溶液变红),该反应 ,放出的热量可使钠熔化,生成的氢氧化钠使溶液呈碱性。
4. 与酸反应:钠与酸反应时,会优先与酸电离出的H⁺反应,反应速率比与水反应更剧烈,因为酸中H⁺浓度远高于水中的H⁺浓度。当酸过量时,钠只与酸反应生成盐和氢气;当酸不足时,剩余的钠会继续与水发生反应,生成氢氧化钠和氢气。
5. 与盐溶液反应:钠的活泼性极强,放入盐溶液中时,不会直接置换出盐中的金属,而是先与水反应生成氢氧化钠和氢气,再考虑生成的氢氧化钠与盐溶液是否发生复分解反应(如钠与CuSO₄溶液反应,不生成Cu,而是生成氢氧化铜沉淀、硫酸钠和氢气)。
【典例4】(24-25高一下·上海·期末)根据金属钠与水(滴有酚酞)反应的现象,下列有关说法错误的是
A.钠熔化成闪亮的小球,说明钠的熔点低且反应放热
B.反应后溶液的颜色逐渐变红,说明反应生成了碱
C.该反应中每消耗1个Na得到1个电子
D.根据氧化还原反应规律,可以判断产生的气体为
【变式4-1】(24-25高一下·上海·期中)下列各组中的两种物质反应时,若温度、反应物浓度或用量等反应条件改变,不会引起生成物种类改变的是
A.Na和O2 B.NaOH和CO2 C.Al和O2 D.Fe和O2
【变式4-2】(24-25高一下·上海·期中)下列关于钠及其化合物的说法,正确的有
A.钠跟溶液反应生成的蓝色沉淀上有时出现黑色固体,这是析出了金属铜
B.分别向和的固体中加入少量水,碳酸氢钠伴有放热现象
C.与反应时,是还原剂
D.和中正、负离子的个数比均为2∶1
【变式4-3】(2024高三·上海·专题练习)钠的化学性质很活泼。下列叙述正确的是
A.将一小块钠放在石棉网上,加热后钠剧烈燃烧,生成淡黄色的氧化钠
B.钠与水反应时会熔化,说明钠比水轻
C.2.3gNa与氧气反应生成Na2O和Na2O2,转移电子数为0.1NA
D.将钠投入硫酸铜溶液中,可置换出金属铜
题型05 铁的化学性质
1. 与非金属反应:铁的还原性较强,能与多种非金属发生反应,产物中Fe的化合价取决于非金属的氧化性强弱。① 与O₂反应:3Fe + 2O₂ 点燃 Fe₃O₄( ,其中Fe既有+2价也有+3价),反应时剧烈燃烧、火星四射,放出大量热,是铁在氧气中燃烧的典型现象;② 与Cl₂反应:Cl₂氧化性强,2Fe + 3Cl₂ 点燃 2FeCl₃(生成+3价铁,反应产生棕黄色烟);③ 与S反应:S氧化性较弱,Fe + S △ FeS(生成+2价铁,产物为黑色固体),体现了非金属氧化性对反应产物的影响。
2. 与酸反应:铁与不同类型的酸反应,产物不同,取决于酸的氧化性强弱。① 非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸):铁与这类酸发生置换反应,生成亚铁盐和氢气,离子方程式为Fe + 2H⁺ = Fe²⁺ + H₂↑(生成+2价铁,反应中有气泡产生,溶液呈浅绿色);② 强氧化性酸(如冷的浓H₂SO₄、浓HNO₃):常温下,铁遇这类酸会发生 ,即铁表面形成一层致密的氧化膜,阻止反应继续进行,因此可用铁制容器盛装冷的浓H₂SO₄、浓HNO₃;热的强氧化性酸会破坏钝化膜,与铁发生反应,产物随反应物用量变化而不同。
3. 与水反应:铁与冷水、热水均不反应,但在高温条件下,能与水蒸气发生反应,化学方程式为3Fe + 4H₂O(g) 高温 Fe₃O₄ + 4H₂↑(注意反应物为水蒸气,标注“g”,产物为四氧化三铁和氢气)。
4. 与盐溶液反应:铁能与活动性比它弱的金属的盐溶液发生置换反应,也能与铁盐溶液发生归中反应。如Fe + Cu²⁺ = Fe²⁺ + Cu(置换反应,铁置换出铜,溶液由蓝色变为浅绿色);Fe + 2Fe³⁺ = 3Fe²⁺(归中反应,Fe³⁺被还原为Fe²⁺,Fe被氧化为Fe²⁺)。
【典例5】(25-26高一上·上海·开学考试)下列实验方案能达到目的的是
选项
实验目的
实验方案
A
除去铁粉中混有的少量铜粉
加入足量的稀硫酸,过滤、洗涤、干燥
B
检验中的HCl气体
通入紫色石蕊溶液,观察溶液是否变红
C
除去NaCl溶液中的
加入过量的溶液,过滤
D
鉴别羊毛和合成纤维
灼烧,闻气味
A.A B.B C.C D.D
【变式5-1】(24-25高一下·上海·期末)下列物质中,不能通过化合反应可以得到的是
A. B. C. D.
【变式5-2】(24-25高一下·上海·期末)下列物质反应后一定有+3价铁生成的是
①过量的与反应 ②与过量稀硫酸反应
③与S反应 ④溶于盐酸中
A.① B.①④ C.①②③ D.全部
【变式5-3】(25-26高一上·上海·期中)设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.1mol的中子数,比1mol的多4个
B.1molFe与水蒸气完全反应生成四氧化三铁,生成的数目为
C.在0.1mol·L-1的溶液中,的数目为
D.常温常压下22.4L与足量反应,生成HCl分子的数目为
题型06 金属在自然界中的存在
1. 存在形态:自然界中的金属主要有两种存在形态,分别是 (以单质形式存在)和 (以化合物形式存在),金属的存在形态主要取决于金属的 ,金属活泼性越强,越难以单质形式存在。
2. 具体分布:① 游离态:仅 、 等极少数极不活泼金属,因其化学性质稳定,不易与其他物质发生反应,在自然界中能以单质形式存在,如金矿、铂矿中常能找到纯金、纯铂;② 化合态:大多数金属(如钠、铁、铝、铜等活泼或较活泼金属),在自然界中均以化合物形式存在,常见的存在形式有氧化物、硫化物、碳酸盐等(如铁的矿石有磁铁矿、赤铁矿,铝的矿石有铝土矿,铜的矿石有黄铜矿)。
3. 地壳中含量:地壳中元素含量前四位依次为O、Si、Al、Fe,其中含量最多的金属元素是 ,其次是 ,二者在工业生产中应用广泛;人体中含量最高的金属元素是钙,钙是人体骨骼和牙齿的主要组成成分,对人体健康至关重要。
【典例6】(24-25高一下·上海浦东新·期中)人体内最多的金属元素是
A.Fe B.Zn C.O D.Ca
【变式6-1】(2025高一·上海·专题练习)下列关于金属性质的叙述正确的是
A.金属一般都容易导电导热,有延展性
B.金属具有较高的硬度和熔点
C.所有金属都是固态
D.金属都是以化合态存在于自然界
【变式6-2】(2025高一·上海·专题练习)下列关于金属的通性说明不正确的是
A.元素周期表中,金属元素的种类比非金属多
B.在自然界中没有游离态的钠
C.金属单质在化学反应中既可作氧化剂又可作还原剂
D.银的导电性和导热性都比铝强
【变式6-3】(24-25高一下·上海杨浦·期中)我国古代文人常用诗词表达情意,闪耀着智慧的光芒。下列诗词文化中所蕴藏的化学知识表述正确的是
A.“遥知不是雪,为有暗香来”说明分子是由原子构成的
B.“爆竹声中一岁除,春风送暖入屠苏”说明有能量的变化就是化学变化
C.“煮豆燃豆萁,豆在釜中泣”,这里的能量变化主要是化学能转化为热能
D.“千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金”说明金在自然界中以化合态的形式存在于砂石中
题型07 常见金属的治炼方法
1. 冶炼原理:金属冶炼的核心是将金属从其化合物中 为单质(即由化合态转化为游离态),其本质是金属阳离子得到电子被还原为金属单质的过程,冶炼过程中需要加入合适的还原剂,或通过电解等方式提供电子。
2. 常用方法(依据金属活泼性分类):不同活泼性的金属,其阳离子的得电子能力不同,因此冶炼方法也不同,主要分为三种常用方法。
① 电解法:适用于 (如K、Ca、Na、Mg、Al),这类金属的阳离子得电子能力极弱,无法用普通还原剂将其还原,只能通过电解熔融态的金属化合物来冶炼。如电解熔融NaCl制金属Na:2NaCl(熔融) 电解 2Na + Cl₂↑;电解熔融Al₂O₃制金属Al(为降低Al₂O₃的熔点,需加入冰晶石):2Al₂O₃(熔融) 电解 4Al + 3O₂↑。
② 热还原法:适用于 (如Zn、Fe、Sn、Pb、Cu),这类金属的阳离子得电子能力中等,可使用合适的还原剂(如C、CO、Al等)在加热或高温条件下将其还原。如工业上冶炼铁常用赤铁矿或磁铁矿与CO反应:Fe₂O₃ + 3CO 高温 2Fe + 3CO₂;利用铝的还原性冶炼难熔金属的铝热反应:Fe₂O₃ + 2Al 高温 2Fe + Al₂O₃。
③ 热分解法:适用于 如Hg、Ag),这类金属的阳离子得电子能力较强,其氧化物稳定性较差,加热时即可分解生成金属单质。如加热氧化汞冶炼汞:2HgO △ 2Hg + O₂↑;加热氧化银也可得到银单质。
3. 冶炼步骤:工业上金属冶炼一般分为三步,分别是矿石富集(除去矿石中的杂质,提高矿石中金属化合物的含量)、冶炼(通过上述方法将金属化合物还原为金属单质)、精炼(提纯得到纯度较高的金属,满足工业或生活需求)。
【典例7】(24-25高一下·上海杨浦·期中)人类大规模冶炼和使用铝的时间晚于冶炼使用铜和铁的时间,其根本原因是
A.铝元素在地壳中的含量较低 B.铝及其合金密度较小
C.铝元素金属性较强 D.铝单质的熔点较低
【变式7-1】(24-25高一下·上海浦东新·期中)下列金属的冶炼原理错误的是
A.2Al2O34Al +3O2 ↑ B.2Na+CuSO4=Cu+Na2SO4
C.Fe2O3 +3CO2Fe +3CO2 D.2HgO2Hg +O2↑
【变式7-2】(2025高一·上海·专题练习)大气中的氮是取之不尽的天然资源。下列工业生产中以氮气作反应物的是
A.工业合成氨 B.湿法炼铜 C.高炉炼铁 D.接触法制硫酸
【变式7-3】(2025高一·上海·专题练习)下列关于碳和碳的氧化物的说法中,不正确的是
A.活性炭可以除去冰箱中的异味
B.可以利用CO的还原性炼铁
C.CO2可作为生产尿素的原料
D.金刚石、石墨都是由碳原子构成的,性质相同
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5.1 金属的性质
题型01 金属的通性及用途
题型02 金属的性质与原子结构的关系
题型03 钠的物理性质
题型04 钠的化学性质
题型05 铁的化学性质
题型06 金属在自然界中的存在
题型07 常见金属的治炼方法
题型01 金属的通性及用途
1. 物理通性:大多数金属呈银白色,有金属光泽(少数金属如铜呈紫红色、金呈黄色),具有良好的导电性、导热性和延展性,这些物理性质决定了金属的广泛用途。常温下除汞(俗称水银)外均为固态,不同金属的硬度、密度、熔点差异较大,如钨熔点极高可用于制灯丝,钠熔点低易熔化。
2. 化学通性:金属原子最外层电子数较少,原子核对最外层电子的吸引力较弱,易失去电子,表现出还原性,是常见的还原剂,能与非金属(如氧气、氯气)、酸(非氧化性酸、强氧化性酸)、某些盐溶液(如硫酸铜溶液)发生反应。
3. 用途:金属的用途严格依据其物理、化学性质确定,做到物尽其用。如铜导电性优良且不易腐蚀,用于制导线和电器元件;铁硬度较大、机械性能好,用于制机械零件和建筑材料;铝密度小、延展性好且耐腐蚀性强,用于制门窗和航空材料。
【典例1】(25-26高一上·上海·开学考试)实验室有氧化镁和氧化铁的固体混合物32 g,使之与400 g质量分数为17.15%的硫酸恰好完全反应,将反应后的溶液蒸干得到88 g固体,则原混合物中金属元素的质量分数为
A.65% B.42.8% C.62% D.45.2%
【答案】B
【详解】设原混合物中MgO质量为x,Fe2O3质量为y,使之与400 g质量分数为17.15%的硫酸恰好完全反应,将反应后的溶液蒸干得到的88 g固体为硫酸镁(120g/mol)和硫酸铁(400g/mol),根据题意可列方程组:x+y=32,x+y=88,解得x=16 g,y=16 g。因此,原混合物中金属元素的质量为16 g×+16 g×=20.8 g。金属元素的质量分数为×100%=65%。
答案为A。
【变式1-1】(24-25高一下·上海杨浦·期中)金属一般具有的特点是
A.有金属光泽,能导电,有延展性 B.熔点和沸点较低
C.能在空气中稳定存在, 不易被氧化 D.在反应中作氧化剂
【答案】A
【详解】A.大多数金属具有金属光泽,具有良好的导电性,导热性,有延展性,能被压成片或拉成丝,A正确;
B.常温下除了金属汞,金属都是固体,熔点和沸点较高,B错误;
C.金属原子最外层电子一般小于4,容易失去电子,容易被空气中的氧气氧化,C错误;
D.金属原子最外层电子一般小于4,容易失去电子,在反应中作还原剂,D错误;
答案选A。
【变式1-2】(24-25高一下·上海浦东新·期末)金属都具有的性质是
A.熔点较高 B.能导电 C.呈银白色 D.原子中电子数较少
【答案】B
【详解】A.大部分金属的熔点都比较高,但是汞常温下是液体,其熔点就比较低,故A错误;
B.金属内有自由移动的电子,在电场的作用下发生定向移动,都能导电,故B正确;
C.大部分金属呈银白色,但也有少部分金属有自己的光泽并不是银白色,比如Au、Cu等,故C错误;
D.金属原子的质子数等于核外电子数,金属的最外层电子数比较少,但总电子数并不一定就少,故D错误;
故本题选B.
【变式1-3】(24-25高一下·上海·月考)某合金和铁的有关性质如下表。试根据数据分析,该合金与铁相比可能最不适合的用途是
金属
硬度(数值越大表示硬度越大)
导电性(数值越大表示导电性越好)
某合金
2500
3.20
7.5
3.5
铁
1535
7.86
4.5
17
A.导线 B.门窗框 C.炉具 D.飞机机身
【答案】A
【详解】根据某合金的密度比铁的密度小,硬度比铁的硬度大,熔点比铁的熔点高,因此适合作门窗框、炉具、飞机机身;某合金的导电性比铁弱,因此不适合作导线,故A符合题意。
综上所述,答案为A。
题型02 金属的性质与原子结构的关系
1. 核心关系:金属的化学性质(如还原性强弱、反应剧烈程度)主要由原子的最外层电子数和原子半径共同决定,二者相互影响,决定了金属原子的失电子能力。
2. 具体规律:① 最外层电子数:大多数金属原子最外层电子数为1-3个,电子层数越多,最外层电子越容易脱离原子核的束缚,易失去电子形成带正电荷的阳离子;② 原子半径:同周期金属原子(电子层数相同),核电荷数越大,原子半径随核电荷数增大而减小,原子核对最外层电子的吸引力增强,失电子能力减弱,金属性随之减弱;同主族金属原子(最外层电子数相同),原子半径随电子层数增多而增大,原子核对最外层电子的吸引力减弱,失电子能力增强,金属性随之增强;③ 副族金属原子结构相对复杂,除失去最外层电子外,还能失去内层的部分电子,因此可表现多种价态,化学性质更具多样性。
3. 结论:原子失电子能力越强,金属性越强,其单质的还原性就越强,与其他物质反应时越剧烈,对应阳离子的得电子能力越弱,氧化性也就越弱。
【典例2】(24-25高一下·上海·月考)保存金属时首要考虑的是该金属暴露在空气中是否能稳定存在,下列说法正确的是
A.越活泼的金属,越难在空气中稳定存在
B.所有金属单质在空气中最终都生成氧化物
C.金属活动性排在H后的,不容易被空气氧化
D.实验室可以将钾保存在煤油中
【答案】D
【详解】A.铝是活泼金属,单质铝在空气中易与氧气发生氧化反应,生成氧化铝,氧化铝可阻止内部的铝进一步反应,在空气中可以稳定存在,A错误;
B.金属钠在空气中最终生成碳酸钠,B错误;
C.Hg在空气中可直接被氧化生成氧化汞,C错误;
D.钾的密度大于煤油,可以在煤油中保存,D正确;
故选D。
【变式2-1】(24-25高一下·上海·期中)从青铜器时代到铁器时代,再到以铝为代表的活泼金属的使用,下列跟这个先后顺序有关的是
①地壳中金属元素的含量 ②金属活动性顺序 ③金属的导电性 ④金属冶炼的难易程度
A.①③ B.②③ C.③④ D.②④
【答案】D
【详解】对比金属活动性强弱关系与人类利用金属的先后,可以发现人类使用较早的金属,其活动性较弱;结合学习中对金属铁、铝的冶炼的认识,可知:金属活动性越强,金属的冶炼难易程度越难,这也影响了人类对金属的使用,其它因素均与使用的前后顺序无关,故选D。
【变式2-2】(24-25高一下·上海·期中)下列关于碱金属元素及其单质的叙述中,错误的是
A.保存碱金属时,都必须隔绝空气和水蒸气
B.碱金属一旦着火,要迅速用泡沫灭火剂扑灭
C.与水反应的剧烈程度:Li<Na<K<Rb
D.水溶液中正离子氧化性:
【答案】B
【详解】A.碱金属活泼性强,易与氧气和水反应,故保存碱金属时,都必须隔绝空气和水蒸气,A正确;
B.泡沫灭火剂中含水,碱金属可以与水反应,故碱金属一旦着火,不能用泡沫灭火剂扑灭,B错误;
C.同主族元素从上到下,金属性增大,金属性越强,与水反应越剧烈,故与水反应的剧烈程度:Li<Na<K<Rb,C正确;
D.金属性越强,越易失电子,失电子后的阳离子越不易得电子,氧化性越弱,金属性Li<Na<K<Rb,故水溶液中正离子氧化性:Li⁺>Na⁺>K⁺>Rb⁺,D正确;
本题选B。
【变式2-3】(2025高一·上海·专题练习)两个烧杯中装有等质量的金属锌和镁,然后分别逐渐加入同浓度的稀硫酸,产生氢气的质量与加入硫酸的质量关系如图所示。下列说法正确的是
A.该图反映出镁比锌的金属活动性强
B.a点时,两个烧杯中的酸都恰好完全反应
C.b点时,两个烧杯中产生氢气的质量相同
D.c点时,两个烧杯中都有金属剩余
【答案】D
【详解】A.由于实验操作是把稀硫酸分别加入两种金属上,这样是无法比较金属活泼性的,A错误;
B.a点时,锌的反应早已结束,与锌反应的烧杯内硫酸过量了,B错误;
C.b点时,镁与硫酸反应的烧杯内产生氢气较多,C错误;
D.c点之后还能生成氢气,故说明c点时金属还有剩余,D正确;
故选D。
题型03 钠的物理性质
钠是银白色有金属光泽的金属,新鲜切开的钠切面光泽明亮,暴露在空气中会迅速变暗。其质地柔软,硬度很小,可用小刀轻松切割,切面呈银白色。钠的密度比水小(约0.97g/cm³),放入水中会浮在水面;密度比煤油大(约0.8g/cm³),因此实验室中常将钠保存在煤油中以隔绝空气。钠的熔点较低(约97.8℃),受热时易熔化,同时钠也是热和电的良导体,常温下为固态,是一种活泼性极强的金属。
【典例3】(24-25高一下·上海·期中)有关金属钠的描述,正确的是
A.金属钠着火时,可使用干冰灭火
B.钠很活泼,需用电解饱和食盐水的方法制备金属钠
C.金属钠投入氯化铜溶液,不能生成红色沉淀
D.金属钠的熔点低于钾
【答案】C
【详解】A.钠着火时生成的Na2O2会与干冰中的CO2反应生成助燃的O2,则钠着火时不能用干冰灭火,应用干燥沙土灭火,A错误;
B.电解饱和食盐水生成NaOH、氢气和氯气,无法制备金属钠,B错误;
C.金属钠投入氯化铜溶液,Na先与水反应生成NaOH和氢气,氯化铜和NaOH反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,不能发生置换反应生成红色沉淀Cu,C正确;
D.碱金属元素随着原子序数的增大,其单质的熔点、沸点依次降低,密度依次增大(但钾反常),则钠的熔点高于钾,D错误;
故选C。
【变式3-1】(24-25高一下·上海浦东新·期末)钠原子和钠离子比较,下列说法错误的是
A.钠离子比钠原子稳定 B.钠是银白色金属,钠离子无色
C.两者化学性质相同 D.两者核外电子数不同
【答案】C
【详解】A.Na+最外层有8个电子,是稳定结构,钠原子最外层有1个电子,不稳定,所以钠离子比钠原子稳定,故A正确;
B.钠是银白色金属,钠离子无色,故B正确;
C.Na+最外层有8个电子,是稳定结构,钠原子最外层有1个电子,容易失去一个电子体现还原性,所以两者化学性质不相同,故C错误;
D.Na+最外层有8个电子,钠原子最外层有1个电子,两者核外电子数不同,故D正确;
故选C。
【变式3-2】(24-25高一上·上海·期中)下列关于金属钠的叙述中,说法正确的是
A.少量的钠保存在酒精中 B.钠的密度比水小
C.钠是银白色金属,硬度大,熔点高 D.钠着火时可以用泡末灭火剂扑灭
【答案】B
【详解】A.钠与酒精会反应生成乙醇钠和氢气,则少量的钠不能保存在酒精中,且钠能与氧气及H2O发生反应,所以将少量的钠保存在石蜡油或煤油中,以隔绝空气,A错误;
B.金属钠的密度是0.97g/cm3,而水的密度是1.0g/cm3,则钠的密度比水小,B正确;
C.钠是银白色金属,质地软,硬度小,可以用小刀切,熔点也较低(97.81℃),C错误;
D.钠着火时生成的Na2O2能与泡末灭火剂中的H2O、CO2都会反应生成助燃的O2,导致金属钠燃烧更旺,不能起到灭火的作用,因此金属钠着火时不能用泡末灭火剂扑灭,而应用干燥的沙土进行扑灭,D错误;
故选B。
【变式3-3】(24-25高一下·上海·期末)向滴有酚酞溶液的水中加入一块绿豆大的钠,下列实验现象描述错误的是
A.钠沉入水底 B.钠熔成小球 C.发出“嘶嘶”声音 D.溶液变红
【答案】A
【详解】A.由于钠的密度比水的小,故钠块应该浮在水面,A错误;
B.由于钠与水的反应放热,且钠的熔点低,故钠熔成小球,B正确;
C.由于钠与水的反应会生成氢气,从而引发空气震动,产生嘶嘶声,C正确;
D.由于钠与水的反应生成氢氧化钠,溶液显碱性,酚酞遇到碱溶液变为红色,D正确;
故本题选A。
题型04 钠的化学性质
1. 与氧气反应:钠的活泼性强,易与氧气发生反应,反应产物随反应条件不同而不同。① 常温下:4Na + O₂ = 2Na₂O(白色固体,碱性氧化物),钠切面暴露在空气中会迅速变暗,就是因为生成了氧化钠;② 加热/点燃时:2Na + O₂ △ Na₂O₂(淡黄色固体,过氧化物),反应时产生黄色火焰,放出大量热,过氧化钠是一种常用的氧化剂。
2. 与氯气反应:氯气是活泼非金属,钠与氯气在点燃条件下剧烈反应,2Na + Cl₂ 点燃 2NaCl(产生白烟,白烟为氯化钠固体小颗粒),反应剧烈燃烧,放出大量热,生成的氯化钠是常见的盐类物质。
3. 与水反应:钠与水发生剧烈的置换反应,化学方程式为2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂↑,反应现象可概括为浮、熔、游、响、红(向反应后的溶液中滴加酚酞试液,溶液变红),该反应放热,放出的热量可使钠熔化,生成的氢氧化钠使溶液呈碱性。
4. 与酸反应:钠与酸反应时,会优先与酸电离出的H⁺反应,反应速率比与水反应更剧烈,因为酸中H⁺浓度远高于水中的H⁺浓度。当酸过量时,钠只与酸反应生成盐和氢气;当酸不足时,剩余的钠会继续与水发生反应,生成氢氧化钠和氢气。
5. 与盐溶液反应:钠的活泼性极强,放入盐溶液中时,不会直接置换出盐中的金属,而是先与水反应生成氢氧化钠和氢气,再考虑生成的氢氧化钠与盐溶液是否发生复分解反应(如钠与CuSO₄溶液反应,不生成Cu,而是生成氢氧化铜沉淀、硫酸钠和氢气)。
【典例4】(24-25高一下·上海·期末)根据金属钠与水(滴有酚酞)反应的现象,下列有关说法错误的是
A.钠熔化成闪亮的小球,说明钠的熔点低且反应放热
B.反应后溶液的颜色逐渐变红,说明反应生成了碱
C.该反应中每消耗1个Na得到1个电子
D.根据氧化还原反应规律,可以判断产生的气体为
【答案】C
【详解】A.钠与水反应过程中,钠熔化成闪亮的小球,说明钠与水的反应放热,且钠的熔点低,A正确;
B.反应后滴加酚酞,溶液的颜色逐渐变红,说明溶液呈碱性,反应生成了碱,B正确;
C.该反应方程式为:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,Na元素由0价上升到+1价,每消耗1个钠失去1个电子,C错误;
D.钠与水反应过程中,钠元素化合价升高,H2O中只有H元素化合价能降低,故产生的气体为,D正确;
故选C。
【变式4-1】(24-25高一下·上海·期中)下列各组中的两种物质反应时,若温度、反应物浓度或用量等反应条件改变,不会引起生成物种类改变的是
A.Na和O2 B.NaOH和CO2 C.Al和O2 D.Fe和O2
【答案】C
【详解】A.Na和O2在常温下生成Na2O,加热生成Na2O2,产物随温度变化,故A不选;
B.NaOH与少量CO2生成Na2CO3,过量CO2生成NaHCO3,产物随用量变化,故B不选;
C.Al和O2无论常温或高温均生成Al2O3,产物种类不变,故C选;
D.Fe在纯氧中燃烧生成Fe3O4,但在高温或不同浓度下可能生成FeO或Fe2O3(如潮湿环境),产物可能随反应条件变化而不同,故D不选;
故选C。
【变式4-2】(24-25高一下·上海·期中)下列关于钠及其化合物的说法,正确的有
A.钠跟溶液反应生成的蓝色沉淀上有时出现黑色固体,这是析出了金属铜
B.分别向和的固体中加入少量水,碳酸氢钠伴有放热现象
C.与反应时,是还原剂
D.和中正、负离子的个数比均为2∶1
【答案】D
【详解】A.钠与硫酸铜溶液反应时,钠先与水反应生成NaOH和H2,NaOH再与CuSO4生成蓝色Cu(OH)2沉淀。黑色固体是Cu(OH)2受热分解生成的CuO,而非金属铜,故A错误;
B.Na2CO3固体溶于水放热,而NaHCO3溶于水吸热,故B错误;
C.Na2O2与H2O反应生成氢氧化钠和氧气,Na2O2中O的化合价从-1变为0和-2,Na2O2自身发生歧化反应,H2O中元素化合价不变,H2O不是还原剂,故C错误;
D.Na2O中Na+与O2-的个数比为2:1,Na2O2中Na+与的个数比也为2:1,故D正确;
选D。
【变式4-3】(2024高三·上海·专题练习)钠的化学性质很活泼。下列叙述正确的是
A.将一小块钠放在石棉网上,加热后钠剧烈燃烧,生成淡黄色的氧化钠
B.钠与水反应时会熔化,说明钠比水轻
C.2.3gNa与氧气反应生成Na2O和Na2O2,转移电子数为0.1NA
D.将钠投入硫酸铜溶液中,可置换出金属铜
【答案】C
【详解】A.钠在石棉网上加热燃烧生成淡黄色的过氧化钠(Na2O2),而非氧化钠(Na2O),故A错误;
B.钠与水反应时熔化是因为反应放热且钠的熔点低,钠浮在水面才说明其密度比水小,故B错误;
C.2.3g钠为0.1mol,每个钠原子失去1个电子,无论生成Na2O或Na2O2,总转移电子数均为0.1NA,故C正确;
D.钠会优先与水反应生成NaOH和H2,NaOH再与硫酸铜反应生成Cu(OH)2沉淀,无法置换出铜,故D错误;
答案选C。
题型05 铁的化学性质
1. 与非金属反应:铁的还原性较强,能与多种非金属发生反应,产物中Fe的化合价取决于非金属的氧化性强弱。① 与O₂反应:3Fe + 2O₂ 点燃 Fe₃O₄(黑色晶体,其中Fe既有+2价也有+3价),反应时剧烈燃烧、火星四射,放出大量热,是铁在氧气中燃烧的典型现象;② 与Cl₂反应:Cl₂氧化性强,2Fe + 3Cl₂ 点燃 2FeCl₃(生成+3价铁,反应产生棕黄色烟);③ 与S反应:S氧化性较弱,Fe + S △ FeS(生成+2价铁,产物为黑色固体),体现了非金属氧化性对反应产物的影响。
2. 与酸反应:铁与不同类型的酸反应,产物不同,取决于酸的氧化性强弱。① 非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸):铁与这类酸发生置换反应,生成亚铁盐和氢气,离子方程式为Fe + 2H⁺ = Fe²⁺ + H₂↑(生成+2价铁,反应中有气泡产生,溶液呈浅绿色);② 强氧化性酸(如冷的浓H₂SO₄、浓HNO₃):常温下,铁遇这类酸会发生钝化,即铁表面形成一层致密的氧化膜,阻止反应继续进行,因此可用铁制容器盛装冷的浓H₂SO₄、浓HNO₃;热的强氧化性酸会破坏钝化膜,与铁发生反应,产物随反应物用量变化而不同。
3. 与水反应:铁与冷水、热水均不反应,但在高温条件下,能与水蒸气发生反应,化学方程式为3Fe + 4H₂O(g) 高温 Fe₃O₄ + 4H₂↑(注意反应物为水蒸气,标注“g”,产物为四氧化三铁和氢气)。
4. 与盐溶液反应:铁能与活动性比它弱的金属的盐溶液发生置换反应,也能与铁盐溶液发生归中反应。如Fe + Cu²⁺ = Fe²⁺ + Cu(置换反应,铁置换出铜,溶液由蓝色变为浅绿色);Fe + 2Fe³⁺ = 3Fe²⁺(归中反应,Fe³⁺被还原为Fe²⁺,Fe被氧化为Fe²⁺)。
【典例5】(25-26高一上·上海·开学考试)下列实验方案能达到目的的是
选项
实验目的
实验方案
A
除去铁粉中混有的少量铜粉
加入足量的稀硫酸,过滤、洗涤、干燥
B
检验中的HCl气体
通入紫色石蕊溶液,观察溶液是否变红
C
除去NaCl溶液中的
加入过量的溶液,过滤
D
鉴别羊毛和合成纤维
灼烧,闻气味
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.铁与稀硫酸反应而铜不能与稀硫酸反应,加入足量的稀硫酸,导致铁被溶解,无法除去铜,A错误;
B.CO2通入紫色石蕊溶液,与水反应生成碳酸,碳酸和HCl均能使石蕊变红,无法区分,B错误;
C.过量Ba(NO3)2虽然会除去硫酸根,但会引入杂质硝酸根和钡离子,不能达到除杂目的,C错误;
D.羊毛主要成分为蛋白质,灼烧时有烧焦羽毛的气味,合成纤维灼烧有特殊气味,可鉴别,D正确;
故答案为:D。
【变式5-1】(24-25高一下·上海·期末)下列物质中,不能通过化合反应可以得到的是
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】A.铁和氯化铁发生化合反应生成氯化亚铁,A不符合题意;
B.铁和氯气化合反应生成氯化铁,B不符合题意;
C.无法通过两种物质的直接化合反应生成,通常需通过复分解反应生成,C符合题意;
D.氢氧化亚铁和氧气、水反应生成氢氧化铁,D不符合题意;
故选C。
【变式5-2】(24-25高一下·上海·期末)下列物质反应后一定有+3价铁生成的是
①过量的与反应 ②与过量稀硫酸反应
③与S反应 ④溶于盐酸中
A.① B.①④ C.①②③ D.全部
【答案】B
【详解】①Cl2氧化性强,它能将铁氧化成+3价,由于不是在溶液中进行,因此过量的铁不会将氯化铁氧化,故①符合题意;
②Fe和过量稀硫酸反应只能生成硫酸亚铁,不含+3价铁,故②不符合题意;
③S的氧化性较弱,只能将铁从0价氧化为+2价,故③符合题意;
④溶于盐酸中,三氧化二铁与盐酸反应生成氯化铁和水,含三价铁离子,故④符合题意;
故选B。
【变式5-3】(25-26高一上·上海·期中)设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.1mol的中子数,比1mol的多4个
B.1molFe与水蒸气完全反应生成四氧化三铁,生成的数目为
C.在0.1mol·L-1的溶液中,的数目为
D.常温常压下22.4L与足量反应,生成HCl分子的数目为
【答案】B
【详解】A.的中子数为10,的中子数为8,每个O2分子含2个O原子,1mol比1mol多4NA个中子,A错误;
B.Fe与水蒸气反应生成Fe3O4和H2,方程式为:,1mol Fe生成mol H2,数目为NA,B正确;
C.溶液体积未知,无法计算溶液中的数目,C错误;
D.常温常压下,气体摩尔体积不是22.4L/mol,22.4L的体积不是1mol,生成HCl分子的数目不为2NA,D错误;
故选B。
题型06 金属在自然界中的存在
1. 存在形态:自然界中的金属主要有两种存在形态,分别是游离态(以单质形式存在)和化合态(以化合物形式存在),金属的存在形态主要取决于金属的活泼性,金属活泼性越强,越难以单质形式存在。
2. 具体分布:① 游离态:仅金、铂、银等极少数极不活泼金属,因其化学性质稳定,不易与其他物质发生反应,在自然界中能以单质形式存在,如金矿、铂矿中常能找到纯金、纯铂;② 化合态:大多数金属(如钠、铁、铝、铜等活泼或较活泼金属),在自然界中均以化合物形式存在,常见的存在形式有氧化物、硫化物、碳酸盐等(如铁的矿石有磁铁矿、赤铁矿,铝的矿石有铝土矿,铜的矿石有黄铜矿)。
3. 地壳中含量:地壳中元素含量前四位依次为O、Si、Al、Fe,其中含量最多的金属元素是铝,其次是铁,二者在工业生产中应用广泛;人体中含量最高的金属元素是钙,钙是人体骨骼和牙齿的主要组成成分,对人体健康至关重要。
【典例6】(24-25高一下·上海浦东新·期中)人体内最多的金属元素是
A.Fe B.Zn C.O D.Ca
【答案】D
【详解】人体内最多的金属元素是Ca,故选D;
答案选D。
【变式6-1】(2025高一·上海·专题练习)下列关于金属性质的叙述正确的是
A.金属一般都容易导电导热,有延展性
B.金属具有较高的硬度和熔点
C.所有金属都是固态
D.金属都是以化合态存在于自然界
【答案】A
【详解】A.金属一般都容易导电导热,有延展性,故A正确;
B.有的金属具有较高的硬度和熔点,但有的金属硬度和熔点都比较低,如金属钠,故B错误;
C.汞在常温下为液态,故C错误;
D.大部分金属以化合态存在于自然界,但极不活泼的金属如金在自然界以游离态存在,故D错误;
故选A。
【变式6-2】(2025高一·上海·专题练习)下列关于金属的通性说明不正确的是
A.元素周期表中,金属元素的种类比非金属多
B.在自然界中没有游离态的钠
C.金属单质在化学反应中既可作氧化剂又可作还原剂
D.银的导电性和导热性都比铝强
【答案】C
【详解】A.在元素周期表中,金属元素大约占元素总数的4/5,选项A正确;
B.单质钠很活泼,在自然界中全部以化合态存在,选项B正确;
C.金属元素没有负化合价,金属单质在化学反应中只能作还原剂,不能作氧化剂,故C错误;
D.银的导电性和导热性都比铝强,故D正确;
故选C。
【变式6-3】(24-25高一下·上海杨浦·期中)我国古代文人常用诗词表达情意,闪耀着智慧的光芒。下列诗词文化中所蕴藏的化学知识表述正确的是
A.“遥知不是雪,为有暗香来”说明分子是由原子构成的
B.“爆竹声中一岁除,春风送暖入屠苏”说明有能量的变化就是化学变化
C.“煮豆燃豆萁,豆在釜中泣”,这里的能量变化主要是化学能转化为热能
D.“千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金”说明金在自然界中以化合态的形式存在于砂石中
【答案】C
【详解】A. “遥知不是雪,为有暗香来”说明分子在不断的运动,与分子的构成无关,故A错误;
B.物理变化中也可能存在能量变化,如水结成冰会放热,所以有能量的变化不一定是化学变化,故B错误;
C.豆萁燃烧过程中主要是化学能转化为热能,故C正确;
D.金是一种活泼性很弱的金属,在自然界中以游离态形式存在,故D错误。
题型07 常见金属的治炼方法
1. 冶炼原理:金属冶炼的核心是将金属从其化合物中还原为单质(即由化合态转化为游离态),其本质是金属阳离子得到电子被还原为金属单质的过程,冶炼过程中需要加入合适的还原剂,或通过电解等方式提供电子。
2. 常用方法(依据金属活泼性分类):不同活泼性的金属,其阳离子的得电子能力不同,因此冶炼方法也不同,主要分为三种常用方法。
① 电解法:适用于活泼金属(如K、Ca、Na、Mg、Al),这类金属的阳离子得电子能力极弱,无法用普通还原剂将其还原,只能通过电解熔融态的金属化合物来冶炼。如电解熔融NaCl制金属Na:2NaCl(熔融) 电解 2Na + Cl₂↑;电解熔融Al₂O₃制金属Al(为降低Al₂O₃的熔点,需加入冰晶石):2Al₂O₃(熔融) 电解 4Al + 3O₂↑。
② 热还原法:适用于较活泼金属(如Zn、Fe、Sn、Pb、Cu),这类金属的阳离子得电子能力中等,可使用合适的还原剂(如C、CO、Al等)在加热或高温条件下将其还原。如工业上冶炼铁常用赤铁矿或磁铁矿与CO反应:Fe₂O₃ + 3CO 高温 2Fe + 3CO₂;利用铝的还原性冶炼难熔金属的铝热反应:Fe₂O₃ + 2Al 高温 2Fe + Al₂O₃。
③ 热分解法:适用于不活泼金属(如Hg、Ag),这类金属的阳离子得电子能力较强,其氧化物稳定性较差,加热时即可分解生成金属单质。如加热氧化汞冶炼汞:2HgO △ 2Hg + O₂↑;加热氧化银也可得到银单质。
3. 冶炼步骤:工业上金属冶炼一般分为三步,分别是矿石富集(除去矿石中的杂质,提高矿石中金属化合物的含量)、冶炼(通过上述方法将金属化合物还原为金属单质)、精炼(提纯得到纯度较高的金属,满足工业或生活需求)。
【典例7】(24-25高一下·上海杨浦·期中)人类大规模冶炼和使用铝的时间晚于冶炼使用铜和铁的时间,其根本原因是
A.铝元素在地壳中的含量较低 B.铝及其合金密度较小
C.铝元素金属性较强 D.铝单质的熔点较低
【答案】C
【详解】A.铝元素在地壳中的含量居第三位,含量较高,A不符合题意;
B.铝及其合金密度较小,与铝冶炼和使用时间的早晚无关,B不符合题意;
C.铝元素金属性较强,则让铝离子还原为铝单质需要使用强还原剂,或采用电解法,实验条件要求高,所以冶炼和使用的时间晚,C符合题意;
D.铝单质的熔点较低,易于熔化,从此角度看应该易于冶炼,显然不是冶炼时间较晚的原因,D不符合题意;
故选C。
【变式7-1】(24-25高一下·上海浦东新·期中)下列金属的冶炼原理错误的是
A.2Al2O34Al +3O2 ↑ B.2Na+CuSO4=Cu+Na2SO4
C.Fe2O3 +3CO2Fe +3CO2 D.2HgO2Hg +O2↑
【答案】B
【分析】金属的冶炼一般是依据金属的活泼性选择相应的方法,活泼金属利用电解法,较活泼金属采用还原法,不活泼的金属采用热分解法,由此分析。
【详解】A.铝是活泼的金属,工业上用电解法得到铝,电解熔融氧化铝可以得到铝和氧气,加入冰晶石可以降低氧化铝的熔点,化学反应为:2Al2O34Al +3O2 ↑,故A不符合题意;
B.钠投入硫酸铜溶液中,钠先与水反应,生成的氢氧化钠再与硫酸铜发生反应生成氢氧化铜和硫酸钠,不能得到铜,发生的化学反应为:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,2NaOH+CuSO4=Cu(OH)↓+Na2SO4,故B符合题意;
C.工业上利用热还原法得到铁,利用高温下一氧化碳还原三氧化二铁,化学方程式为:Fe2O3 +3CO2Fe +3CO2,故C不符合题意;
D.工业上采用热分解法得到汞,化学方程式为:2HgO2Hg +O2↑,故D不符合题意;
答案选B。
【变式7-2】(2025高一·上海·专题练习)大气中的氮是取之不尽的天然资源。下列工业生产中以氮气作反应物的是
A.工业合成氨 B.湿法炼铜 C.高炉炼铁 D.接触法制硫酸
【答案】A
【详解】A.工业合成氨的反应为N2 和H2 反应生成NH3,氮气是直接反应物,A正确;
B.湿法炼铜通过Fe置换CuSO4中的Cu,反应不涉及氮气,B错误;
C.高炉炼铁中氮气作为空气成分进入高炉,但未参与还原铁矿石的主要反应,C错误;
D.接触法制硫酸涉及硫或硫化物的氧化,氮气未参与反应,D错误;
故选A。
【变式7-3】(2025高一·上海·专题练习)下列关于碳和碳的氧化物的说法中,不正确的是
A.活性炭可以除去冰箱中的异味
B.可以利用CO的还原性炼铁
C.CO2可作为生产尿素的原料
D.金刚石、石墨都是由碳原子构成的,性质相同
【答案】D
【详解】A.活性炭具有吸附性,可以吸附异味从而除去冰箱中的异味,A正确;
B.炼铁是将金属铁从含铁矿物(主要为铁的氧化物)中提炼出来,可以利用CO的还原性炼铁,B正确;
C.生产尿素的主要原材料是工业上用的氨气和二氧化碳,C正确;
D.金刚石和石墨虽然都是由碳原子构成,但是碳原子排列方式不同,物理性质差别很大,D错误;
故答案选D。
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