5.1 金属的性质 第1课时（同步讲义）化学沪科版必修第二册

本高中化学讲义聚焦金属的物理性质与化学性质核心知识点，先梳理金属材料分类、物理共性及用途，再通过合金定义与性质过渡，最后深入钠、铁、铝与非金属、水、酸、盐溶液的反应，构建从共性到特性的知识支架。 资料以钠与水反应实验探究为亮点，通过现象分析培养科学探究与实践能力，结合青铜釭灯等文化实例渗透科学态度与责任，即学即练和考点分析助力学生巩固，课中辅助教师实验教学，课后帮助查漏补缺。

第五章 金属及其化合物 第一节 金属的性质 第1课时 金属的物理性质与化学性质 教学目标 1.知道金属的通性。 2.了解钠、铁的主要性质。 3.理解金属的还原性。 重点和难点 重点：不同条件下钠在空气中的反应。 难点：金属与水、酸和盐溶液的反应。 ◆知识点一 金属的物理性质 1．常见金属的物理性质 （1）金属材料包括： 和 。日常生活中使用的金属材料大多数是 。 （2）金属的物理共性 ①常温下大多数金属为固体（汞为 ），有金属光泽，密度较大，熔点较高。 ②大多数金属呈 色，（铜 ，金 ，铁粉 ，铁片银白色 ）。 ③大多数金属具有优良的 、 ，有 (延：拉成丝；展：压成片)， 能够弯曲。 （3）金属的用途 ①决定物质用途的影响因素：主要因素：物质的 。其他因素：价格、资源，废料是否 和对环境的影响，以及是否美观、使用是否 等。 ②金属物理性质对应的用途 金属的物理性质 钨 铜、铝 铬硬度大 铁 对应的用途 做灯泡的灯丝 作电缆、电线 做镀层金属 菜刀、镰刀、锤子等 ③生活物品中常使用的金属 干电池外皮 “银粉” 水银温度计 “锡箔”纸 保温瓶内胆 锌/锰 铝 汞 铝或锡 银 （4）金属之最 地壳中含量最多的金属元素 人体中含量最多的金属元素 目前世界年产量最多的金属（铁>铝>铜） 导电、导热性最好的金属（银>铜>金>铝） 铬 硬度最大的金属 钨 的金属 熔点最低的金属 2.合金 （1）定义：由两种或两种以上的 (或 )熔合而成的具有 的物质。 （2）组成 ①合金中一定含有 元素，可能含有 元素。 ②合金是 ，不是 。 ③在合金中各组成成分元素的化合价大都为 价 （3）物理性质：合金具有许多优良的物理或机械性能，在许多方面不同于各成分金属。 ①硬度：合金的硬度一般 成分金属，原因：改变了金属原子有规则的层状排列，使原子层间的相对滑动 。 ②熔点：合金的熔点多数 成分金属，原因：熔点的高低由物质内部微粒间作用力的大小决定，同一种金属原子间以金属键结合，作用力强，熔点高;当外来原子进入该晶体的时候，金属键遭到破坏，金属内部出现排列混乱的状态，这时整体金属内能增大，导致熔点降低。 （4）常见合金：青铜主要是 合金，钢铁属于 合金。 特别提醒 （1）构成合金的成分不一定是两种或两种以上的金属，也可以是金属与非金属，合金中一定含金属元素。合金一定是混合物。 （2）常温下，多数合金是固态，但钾、钠合金呈液态。 （3）合金的性质不是各成分金属的性质之和。合金具有许多良好的物理、化学和机械性能，在许多方面不同于各成分金属，不是简单加和；但在化学性质上，一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质。 即学即练 1．中华文明源远流长，化学与文化传承密不可分。大禾方鼎是商代晚期的铜器，是中国铜器制作史上的杰作之一，代表了商代晚期青铜器的高度艺术水平。下列有关大禾方鼎的说法错误的是 A．大禾方鼎是混合物 B．熔点比纯铜低 C．硬度比纯铜大 D．潮湿空气中易被还原为铜绿 2．下列有关金属或合金的说法中不正确的是 A．生铁属于合金 B．一般合金的熔点比各成分金属的低 C．合金的化学性质与其成分金属的化学性质不同 D．改变原料的配比、生成合金的条件，可以得到具有不同性能的合金 ◆知识点二 金属的化学性质 （一）金属与非金属单质的反应 1.钠 （1）钠的物理性质 ①颜色状态： 色固体； ②硬度：很 ，可以用小刀切，剩余的钠要 ； ③密度：比水的 ，而比煤油的 ，比酒精的 ； ④熔点：比较 ，原因： 。 （2）钠与非金属单质(如O2、Cl2、S、H2)的反应 O2 常温 4Na＋O2＝2Na2O 固体 加热 2Na＋O2Na2O2 固体 Cl2 2Na＋Cl22NaCl （产生 火焰，生成 ） S 2Na＋S＝Na2S （研磨时容易 ） H2 2Na＋H22NaH（金属氢化物中，氢为 价） 2.铁 （1）铁原子的结构示意图 铁元素性质活泼，单质有较强的 性，主要化合价为 价和 价。 （2）铁与非金属单质的反应 ①与O2的反应： a.常温：铁在潮湿的空气中被腐蚀生成铁锈，其主要成分为 。 b.点燃： 。 ②与Cl2的反应： 。 ③与S的反应： 。 ④与I2的反应： 3.铝与氧气的反应 （1）铝粉可以在纯氧中燃烧，发出耀眼的 ，生成 ， 。 （2）常温下铝在空气中极易与氧气反应，表面生成一层致密的薄膜，能阻止氧气与铝进一步反应。 （二）金属与水的反应 1.钠与水反应 （1）实验探究——【钠与水的反应】 实验装置 实验原理 实验用品 钠、水、酚酞溶液；滤纸、小刀、镊子、表面皿、烧杯。 预测产物 实验步骤 在烧杯中加一些水，滴入几滴酚酞溶液，然后把一小块钠投入水中。你看到什么现象？ 实验现象和分析及结论 实验现象 分析及结论 浮——钠浮在水面上 熔——钠熔化成光亮的小球 游——小球在水面上迅速游动 响——发生“嘶嘶”的响声，逐渐减小，最后消失 红——加入酚酥的溶液颜色变红 实验结论 钠的密度比水小，反应放热且钠的熔点低，反应剧烈，产生H2和NaOH。 实验说明 ①钠通常保存在煤油中，防止与氧气、水等反应。 ②未用完的钠必须放回原试剂瓶。 ③金属钠着火，不能用水（或 CO2）灭火，必须用干燥的沙土来灭火。 （2）钠与水反应剧烈，生成 ，化学方程式是 ，还原剂： ，氧化剂： 。离子方程式为 。 2.铁与水的反应 常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应： 。 特别提醒 通常铁与冷水或热水都不反应，但铁可与水蒸气反应。在高温下与水蒸气反应时，点燃生成的气体，可听到爆鸣声，说明生成了可燃性气体，根据元素守恒，气体应为氢气。从氧化还原角度分析，H20中H化合价由+1降低为0价，H2O作氧化剂；Fe有还原性，在反应中化合价升高，那么，Fe最终生成什么物质呢？经X射线衍射仪测定反应后固体物质，发现除铁粉外，有四氧化三铁生成；还可以用铁棒靠近，若黑色粉末被吸起，则说明发生了反应，而且生成物为四氧化三铁(四氧化三铁是磁铁矿，有磁性)。 【结论】常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。 3.铝与水的反应 用砂纸打磨过的铝片已擦除表面的保护膜氧化铝，铝与水反应： 。 （三）金属与酸、盐溶液的反应 1.活泼金属与酸反应 金属 与稀盐酸、稀硫酸反应的现象 与稀盐酸反应的化学方程式 与稀硫酸反应的化学方程式 镁 固体逐渐溶解， 产生气泡 锌 固体逐渐溶解，产生气泡 铁 固体逐渐溶解， 产生气泡，溶液由无色逐渐变成 色。 铜 无明显现象，不反应 结论 Mg、Zn、Fe能与盐酸和稀硫酸反应，而Cu不能与稀盐酸和稀硫酸反应。 金属活动性： 2.不活泼金属与酸反应 （1）金属与浓硫酸的反应 ①反应原理：金属+H2SO4（浓）高价金属硫酸盐+SO2↑+H2O ②Fe、Al的钝化 常温下，当Fe、Al遇到冷浓硫酸、浓硝酸时发生“钝化”，即 Fe、Al会与浓硫酸发生反应， ，从而阻止浓硫酸与内层金属进一步反应，这是浓硫酸强氧化性的表现，是金属与浓硫酸发生化学反应的结果。 （2）金属与硝酸的反应 不活泼金属 Cu＋4HNO3(浓)＝ 3Cu＋8HNO3(稀)＝ 即学即练 1．取一小块金属钠放在燃烧匙里加热，下列实验现象中描述正确的是 ①金属钠熔化    ②在空气中燃烧，火焰为紫色    ③燃烧后得到白色固体    ④燃烧时火焰为黄色    ⑤燃烧后生成浅黄色固体物质 A．①② B．①③④ C．①④⑤ D．④⑤ 2．下列物质反应后一定有+3价铁生成的是 ①过量的Fe与反应；②Fe与过量稀反应后，再向其中加入新制氯水；③Fe和的混合物溶于盐酸中；④铁丝在氧气中燃烧后的产物溶于盐酸中；⑤铁粉与水蒸气反应的产物 A．①②③⑤ B．①②④⑤ C．①③④⑤ D．全部 3．常温下，下列物质可以用铁制容器盛装的是 A．硫酸铜溶液 B．浓硝酸 C．稀盐酸 D．稀硫酸 一、钠与酸、碱、盐溶液反应的实质 物质类别 反应分析 酸 ①钠与酸反应时先与酸中的H＋反应，如2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑ ②如果钠过量，钠把酸消耗尽之后，再与水反应 碱 钠与碱溶液反应其实质是钠与水的反应 盐 钠与盐溶液反应时先与水反应，如果盐能与NaOH反应，则会发生复分解反应，如Na与CuSO4溶液的反应 实践应用 1．将一小块钠投入下列溶液时，既能产生气体又会出现白色沉淀的是 A．稀盐酸 B．Cu(NO3)2溶液 C．NaCl溶液 D．MgSO4溶液 2．在隔绝空气条件下让钠与溶液反应，实验时，往大试管中先加煤油，取三粒米粒大小的金属钠放入大试管后，塞上橡皮塞，通过长颈漏斗加入溶液使煤油的液面上升至橡胶塞，并夹紧弹簧夹(如图)。下列叙述不正确的是 A．金属钠将在煤油和水的分层处上下运动 B．上层煤油中有气泡生成 C．下层溶液中出现蓝色沉淀 D．钠与溶液反应的化学方程式为 考点一 金属的物理性质 【例1】我国汉代研制出带烟管的青铜灯，简称为“釭”，西汉彩绘鱼雁青铜釭灯是出土的典型文物，有很高的实用性、艺术性和科学价值。下列相关叙述不正确的是 A．青铜比纯铜的硬度大、熔点低 B．利用铜矿等冶炼青铜的过程属于化学变化 C．燃烧时产生的烟气可以通过鱼身雁颈进入盛水的雁体，可以减少室内污染 D．选择青铜而不用铁制作釭灯的原因是当时人们还没有掌握冶铁技术 【变式1-1】由中国自主研发的C919大型客机开启常态化商业运行。飞机上广泛应用了各种铝合金材料。 （1）合金具有许多优良的性能，下列物质属于合金的是___________。 A．水银 B．青铜 C．生铁 D．黄金 （2）铝的金属活动性比铁强，空气中铝却比铁具有更好的抗腐蚀性，原因是 。 （3）C919大型飞机上使用了大量新型材料铝锂合金，说出铝锂合金材料的主要优点是： 、 。 【变式1-2】“福建舰”解缆启航，标志着我国航母建设迈向新征程。 航母建造需使用纯铜、钢铁、钛合金等。 ①航母电缆用纯铜制作，主要利用铜的延展性和 性。 ②钢铁的硬度比纯铁 (填“大”或“小”)。 ③钛可由二氧化钛()制得，中Ti元素的化合价为 。 考点二 金属与非金属单质的反应 【例2】现用金属钠和空气制备纯度较高的Na2O2，可利用的装置如图所示。回答下列问题(注：Na2O2可以与H2O、CO2发生反应)：      （1）装置Ⅳ中盛放的药品是 (填物质名称)，其作用是 。 （2）若规定气体的气流方向从左到右，则组合实验装置时各仪器的正确连接顺序为 (按从左到右顺序写明仪器的编号Ⅰ、Ⅱ……)，各仪器接口的连接顺序是空气进入____，_______接___，_____接_____，_______接____(填字母) 。 （3）装置Ⅱ的作用为 。 （4）操作中通空气和加热的顺序为 。 【变式2-1】下列反应既可得到正二价铁又可得到正三价铁的是 A．铁在纯氧中燃烧 B．铁与稀硫酸反应 C．铁在氯气中燃烧 D．铁粉与硫粉混合加热 【变式2-2】下列化合物中，不能通过单质之间化合直接制取的是 A． B． C． D． 考点三 金属与水的反应 【例3】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1mol的Na得到1mol的电子 D．当火灾现场存放有大量金属钠时不能用水来灭火 【变式3-1】下列关于铁与水反应的描述不正确的是 A．常温下铁与水不反应 B．铁与水蒸气高温下反应生成可燃气体 C．铁与水蒸气高温下反应生成铁红 D．铁与水蒸气高温下的反应是置换反应 【变式3-2】将一小块钠放入滴有酚酞溶液的水中，下列结论与实验现象不相符的是 选项 实验现象 结论 A 钠浮在水面上 钠的密度比水的小 B 钠熔成光亮小球 钠的硬度小 C 钠球四处游动，发出“嘶嘶”声 有气体生成 D 反应后溶液变红 有碱性物质生成 考点四 金属与酸、盐溶液的反应 【例4】关于钠的叙述中，正确的是 A．钠是活泼金属，将其投入硫酸铜溶液中，可置换出铜 B．钠与氧气反应时，产物是由O2的用量决定的 C．加热时，金属钠先熔化，再剧烈燃烧，产生黄色火焰 D．4.6g金属钠投入95.4g水中，所得溶液中溶质的质量分数为8% 【变式4-1】除去铝制品表面的铜镀层，宜选用的试剂是(　　) A．稀盐酸 B．氯化钠溶液 C．水 D．浓硝酸 【变式4-2】下列关于铝单质的叙述中，正确的是( ) A．不能用铝制的器皿来盛放酸梅汤或碱水是因为铝会和酸或碱反应 B．铝制品在空气中有很强的抗腐蚀性是因为铝的化学性质很稳定 C．铝和NaOH溶液反应：Al＋2OH-＋2H2O=[Al(OH)4]-＋H2↑ D．用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，熔化后的液态铝会滴落下来，是因为金属铝的熔点较低 基础达标 1．“金缕玉衣”所用金丝的最细处仅有0.08 mm，体现了我国古代工匠精湛的技艺。金能制成金丝是利用了其 A．密度大 B．熔点高 C．延展性好 D．导热性好 2．下列物质中，不属于合金的是 A．用来制作仪表的黄铜 B．用来切割玻璃的金刚石 C．建造国产航母的新型钢材 D．制作装饰品的18K黄金 3．下列有关合金的叙述中，正确的是 ①合金中的金属元素都以化合物形式存在    ②合金中至少含有两种纯金属 ③相较于钢，生铁是含碳较多的铁合金     ④合金中一定含有金属 ⑤合金的强度和硬度一般比组成它的纯金属更高，抗腐蚀性能地更好 ⑥合金一定是混合物 A．①③④ B．①②④ C．②⑤⑥ D．③④⑤⑥ 4．英国化学家汉弗里·戴维在十九世纪初通过电解的方式获得金属钠的单质。下面关于金属钠的描述正确的是 A．少量钠应保存在水中 B．钠离子性质很活泼 C．钠很软，在新材料领域没有用途 D．钠的化学性质很活泼，在自然界里不能以游离态存在 5．实验室进行钠燃烧实验，下列做法中正确的是 A．近距离俯视火焰 B．用手直接取钠 C．将钠带出实验室 D．用小刀切割钠 6．取黄豆大小的金属钠置于含纯水的烧杯中(如图)，反应过程中不可能观察到的现象是 A．溶液逐渐变红 B．金属钠四处游动 C．金属钠浮在水面上 D．金属钠熔化成光亮小球 7．某同学设计了如图所示的装置，进行还原铁粉与水蒸气反应的实验。下列说法错误的是 A．试管中发生的是置换反应 B．湿棉花的作用是提供水蒸气 C．点燃酒精灯的顺序是先后 D．加热时试管内生成红色物质，点燃肥皂泡可听到爆鸣声 8．下列关于铁的说法正确的是 A．铁在空气中点燃剧烈反应，火星四射 B．铁在硫蒸气中燃烧生成黑色的硫化铁 C．已知Fe和CuSO4溶液反应，推测Fe与AgNO3溶液也能反应 D．铁与过量的盐酸反应的离子方程式：2Fe＋6H＋=2Fe3＋＋3H2↑ 综合应用 9．下列有关金属钠的说法中正确的是 A．钠与氧气反应的产物与氧气的量有关 B．钠在化学反应中易得到1个电子，表现出还原性 C．金属钠可以从硫酸铜溶液中置换出金属铜 D．金属钠着火不能用水来灭火 10．利用如图所示装置进行金属钠与水反应的实验，液体添加完毕后，关闭活塞，打开右边胶塞，向煤油中加入一小块钠，立即塞好胶塞，可观察到的现象是 A．钠块始终保持在a处，直至完全消失 B．钠沉入U形管b处而后又慢慢浮到a处 C．钠块在水中上下跳动直至消失 D．随着反应进行，煤油与胶塞处液面下降，漏斗中液面上升 11．化学反应是有条件的，下列说法不正确的是 A．钠与氧气常温可生成，加热时生成 B．铁丝在纯氧中燃烧生成，在潮湿的空气中生锈生成 C．铁丝和浓硫酸常温下不反应，加热后可发生反应 D．双氧水微热条件下可生成少量，加入后迅速产生大量 12．某研究性学习小组请你参与“研究铁与水蒸气反应所得固体物质的成分、性质及再利用”实验探究，并回答下列问题： 探究一：设计如图所示装置进行“铁与水蒸气反应”的实验(夹持仪器略)。 （1）硬质玻璃管B中发生反应的化学方程式为： （2）装置D的作用是 。 探究二：设计如下实验方案确定反应后硬质玻璃管B中黑色固体的成分(已知酸性KMnO4溶液能与盐酸发生反应)。 （3）待硬质玻璃管B冷却后，取少许其中的固体物质继续进行如下实验： ①试剂A是 ，现象2为 。 ②若现象1中溶液未变血红色，请从硬质玻璃管B中固体物质的成分分析可能的原因： 。 拓展培优 13．向100mL稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中缓慢加入铁粉，产生气体的物质的量与铁粉质量的关系如下图所示（已知硝酸只被还原为NO）。下列有关判断正确的是 A．m的值为3.5 B． C．B点溶液中溶质只含FeSO4 D．原混合溶液中 14．某校化学兴趣小组在探究金属与盐溶液反应时，将金属钠放在硫酸铜溶液中发现有气泡和沉淀产生。小组同学对气体和固体沉淀的成分进行如下探究。请你参与探究并回答： （1）猜想气体可能为氢气。为进一步验证，他们先收集气体，然后将气体通过如图装置(已组装好并检验气密性良好)一段时间，再加热，当黑色粉末完全变红色后继续通入气体直至冷却。由此确定气体为氢气。 ①“先通气体一段时间后再加热”的原因是 ； ②“黑色粉末变红色”的化学方程式是 。 （2）猜想沉淀可能是氢氧化铜。他们先将溶液中的沉淀通过 (操作名称)后得到并洗涤；然后进行实验。请你设计实验验证沉淀是氢氧化铜： 。 （3）实验结论：钠与硫酸铜溶液反应产生气体和沉淀，写出反应的化学方程式是 。 （4）实验中钠没有置换出硫酸铜溶液中铜，反应不符合置换反应规律，能否说明钠的金属活动性不与铜： (填写“能”、“不能”、“无法判定”)。 （5）如果将金属钠投入氯化铁溶液中，剧烈反应，现象为产生 和 。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第五章 金属及其化合物 第一节 金属的性质 第1课时 金属的物理性质与化学性质 教学目标 1.知道金属的通性。 2.了解钠、铁的主要性质。 3.理解金属的还原性。 重点和难点 重点：不同条件下钠在空气中的反应。 难点：金属与水、酸和盐溶液的反应。 ◆知识点一 金属的物理性质 1．常见金属的物理性质 （1）金属材料包括：纯金属和合金。日常生活中使用的金属材料大多数是合金。 （2）金属的物理共性 ①常温下大多数金属为固体（汞为液体），有金属光泽，密度较大，熔点较高。 ②大多数金属呈银白色，（铜红色，金黄色，铁粉黑色，铁片银白色 ）。 ③大多数金属具有优良的导电性、导热性，有延展性(延：拉成丝；展：压成片)， 能够弯曲。 （3）金属的用途 ①决定物质用途的影响因素：主要因素：物质的性质。其他因素：价格、资源，废料是否易于回收和对环境的影响，以及是否美观、使用是否便利等。 ②金属物理性质对应的用途 金属的物理性质 钨熔点高 铜、铝导电性好 铬硬度大 铁硬度大 对应的用途 做灯泡的灯丝 作电缆、电线 做镀层金属 菜刀、镰刀、锤子等 ③生活物品中常使用的金属 干电池外皮 “银粉” 水银温度计 “锡箔”纸 保温瓶内胆 锌/锰 铝 汞 铝或锡 银 （4）金属之最 铝 地壳中含量最多的金属元素 钙 人体中含量最多的金属元素 铁 目前世界年产量最多的金属（铁>铝>铜） 银 导电、导热性最好的金属（银>铜>金>铝） 铬 硬度最大的金属 钨 熔点最高的金属 汞 熔点最低的金属 2.合金 （1）定义：由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。 （2）组成 ①合金中一定含有金属元素，可能含有非金属元素。 ②合金是混合物，不是化合物。 ③在合金中各组成成分元素的化合价大都为0价 （3）物理性质：合金具有许多优良的物理或机械性能，在许多方面不同于各成分金属。 ①硬度：合金的硬度一般大于成分金属，原因：改变了金属原子有规则的层状排列，使原子层间的相对滑动变得困难。 ②熔点：合金的熔点多数低于成分金属，原因：熔点的高低由物质内部微粒间作用力的大小决定，同一种金属原子间以金属键结合，作用力强，熔点高;当外来原子进入该晶体的时候，金属键遭到破坏，金属内部出现排列混乱的状态，这时整体金属内能增大，导致熔点降低。 （4）常见合金：青铜主要是铜合金，钢铁属于铁碳合金。 特别提醒 （1）构成合金的成分不一定是两种或两种以上的金属，也可以是金属与非金属，合金中一定含金属元素。合金一定是混合物。 （2）常温下，多数合金是固态，但钾、钠合金呈液态。 （3）合金的性质不是各成分金属的性质之和。合金具有许多良好的物理、化学和机械性能，在许多方面不同于各成分金属，不是简单加和；但在化学性质上，一般认为合金体现的是各成分金属的化学性质。 即学即练 1．中华文明源远流长，化学与文化传承密不可分。大禾方鼎是商代晚期的铜器，是中国铜器制作史上的杰作之一，代表了商代晚期青铜器的高度艺术水平。下列有关大禾方鼎的说法错误的是 A．大禾方鼎是混合物 B．熔点比纯铜低 C．硬度比纯铜大 D．潮湿空气中易被还原为铜绿 【答案】D 【解析】A．大禾方鼎是青铜器，青铜是合金，是混合物，故A正确；B．青铜是铜的合金，熔点比纯铜低，故B正确；C．青铜是铜的合金，硬度比纯铜大，故C正确；D．铜绿中铜元素是+2价，青铜变为铜绿是被氧化，故D错误；答案选D。 2．下列有关金属或合金的说法中不正确的是 A．生铁属于合金 B．一般合金的熔点比各成分金属的低 C．合金的化学性质与其成分金属的化学性质不同 D．改变原料的配比、生成合金的条件，可以得到具有不同性能的合金 【答案】C 【解析】A项，生铁由铁和碳等元素组成，属于合金，正确；B项，形成合金后，结构发生了改变，一般合金的熔点比各成分金属的低，正确；C项，合金的化学性质与其成分金属的化学性质相同，错误；D项，改变原料的配比、生成合金的条件，组成合金的成分、结构不同，对合金的性质产生不同的影响，可以得到具有不同性能的合金，正确，答案选C。 ◆知识点二 金属的化学性质 （一）金属与非金属单质的反应 1.钠 （1）钠的物理性质 ①颜色状态：银白色固体； ②硬度：很小，可以用小刀切，剩余的钠要放回原瓶； ③密度：比水的小，而比煤油的大，比酒精的大； ④熔点：比较低，原因：钠离子的比较大，电荷少，金属键弱，破坏金属键所需能量低。 （2）钠与非金属单质(如O2、Cl2、S、H2)的反应 O2 常温 4Na＋O2＝2Na2O 白色固体 加热 2Na＋O2Na2O2 淡黄色固体 Cl2 2Na＋Cl22NaCl （产生黄色火焰，生成白烟） S 2Na＋S＝Na2S （研磨时容易爆炸） H2 2Na＋H22NaH（金属氢化物中，氢为－1价） 2.铁 （1）铁原子的结构示意图 铁元素性质活泼，单质有较强的还原性，主要化合价为＋2价和＋3价。 （2）铁与非金属单质的反应 ①与O2的反应： a.常温：铁在潮湿的空气中被腐蚀生成铁锈，其主要成分为Fe2O3。 b.点燃：3Fe＋2O2Fe3O4。 ②与Cl2的反应：2Fe＋3Cl22FeCl3。 ③与S的反应：Fe＋SFeS。 ④与I2的反应：Fe＋I2FeI2 3.铝与氧气的反应 （1）铝粉可以在纯氧中燃烧，发出耀眼的白光，生成氧化铝，4Al＋3O22Al2O3。 （2）常温下铝在空气中极易与氧气反应，表面生成一层致密的薄膜，能阻止氧气与铝进一步反应。 （二）金属与水的反应 1.钠与水反应 （1）实验探究——【钠与水的反应】 实验装置 实验原理 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ 实验用品 钠、水、酚酞溶液；滤纸、小刀、镊子、表面皿、烧杯。 预测产物 氢氧化钠和氢气 实验步骤 在烧杯中加一些水，滴入几滴酚酞溶液，然后把一小块钠投入水中。你看到什么现象？ 实验现象和分析及结论 实验现象 分析及结论 浮——钠浮在水面上 钠的密度比水的小 熔——钠熔化成光亮的小球 钠与水反应放出热量，钠的熔点低 游——小球在水面上迅速游动 生成的气体推动钠球在水水面上迅速游动，球周围有水雾出现， 响——发生“嘶嘶”的响声，逐渐减小，最后消失 钠与水剧烈反应，有时可能有火花或伴有爆鸣声 红——加入酚酥的溶液颜色变红 反应生成的产物呈碱性 实验结论 钠的密度比水小，反应放热且钠的熔点低，反应剧烈，产生H2和NaOH。 实验说明 ①钠通常保存在煤油中，防止与氧气、水等反应。 ②未用完的钠必须放回原试剂瓶。 ③金属钠着火，不能用水（或 CO2）灭火，必须用干燥的沙土来灭火。 （2）钠与水反应剧烈，生成NaOH，化学方程式是2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，还原剂：Na，氧化剂：H2O。离子方程式为2Na＋2H2O===2Na＋＋OH-＋H2↑。 2.铁与水的反应 常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。 特别提醒 通常铁与冷水或热水都不反应，但铁可与水蒸气反应。在高温下与水蒸气反应时，点燃生成的气体，可听到爆鸣声，说明生成了可燃性气体，根据元素守恒，气体应为氢气。从氧化还原角度分析，H20中H化合价由+1降低为0价，H2O作氧化剂；Fe有还原性，在反应中化合价升高，那么，Fe最终生成什么物质呢？经X射线衍射仪测定反应后固体物质，发现除铁粉外，有四氧化三铁生成；还可以用铁棒靠近，若黑色粉末被吸起，则说明发生了反应，而且生成物为四氧化三铁(四氧化三铁是磁铁矿，有磁性)。 【结论】常温下铁与水不反应，在高温条件下与水蒸气反应：3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2。 3.铝与水的反应 用砂纸打磨过的铝片已擦除表面的保护膜氧化铝，铝与水反应：2A1+6H20=2A1(OH)3+3H2↑。 （三）金属与酸、盐溶液的反应 1.活泼金属与酸反应 金属 与稀盐酸、稀硫酸反应的现象 与稀盐酸反应的化学方程式 与稀硫酸反应的化学方程式 镁 固体逐渐溶解，快速产生气泡 Mg + 2HCl = MgCl2 + H2↑ Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2↑ 锌 固体逐渐溶解，产生气泡速度适中 Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑ Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑ 铁 固体逐渐溶解，缓慢产生气泡，溶液由无色逐渐变成浅绿色。 Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑ Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑ 铜 无明显现象，不反应 结论 Mg、Zn、Fe能与盐酸和稀硫酸反应，而Cu不能与稀盐酸和稀硫酸反应。 金属活动性：Mg、Zn、Fe>Cu 2.不活泼金属与酸反应 （1）金属与浓硫酸的反应 ①反应原理：金属+H2SO4（浓）高价金属硫酸盐+SO2↑+H2O ②Fe、Al的钝化 常温下，当Fe、Al遇到冷浓硫酸、浓硝酸时发生“钝化”，即 Fe、Al会与浓硫酸发生反应，在金属表面生成一层致密的氧化物薄膜，从而阻止浓硫酸与内层金属进一步反应，这是浓硫酸强氧化性的表现，是金属与浓硫酸发生化学反应的结果。 （2）金属与硝酸的反应 不活泼金属 Cu＋4HNO3(浓)＝Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O 3Cu＋8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 即学即练 1．取一小块金属钠放在燃烧匙里加热，下列实验现象中描述正确的是 ①金属钠熔化    ②在空气中燃烧，火焰为紫色    ③燃烧后得到白色固体    ④燃烧时火焰为黄色    ⑤燃烧后生成浅黄色固体物质 A．①② B．①③④ C．①④⑤ D．④⑤ 【答案】C 【解析】钠的熔点较低，钠在加热条件下与氧气发生反应时，先熔化，与氧气在加热条件下反应生成淡黄色过氧化钠固体，燃烧时火焰为黄色。①钠熔点低，反应放热，金属钠熔化，故正确；②在空气中燃烧，火焰为黄色，故错误；③燃烧后生成产物为过氧化钠，为淡黄色，故错误；④燃烧时火焰为黄色，故正确；⑤燃烧后生成产物为过氧化钠，为淡黄色，故正确；故答案选C。 2．下列物质反应后一定有+3价铁生成的是 ①过量的Fe与反应；②Fe与过量稀反应后，再向其中加入新制氯水；③Fe和的混合物溶于盐酸中；④铁丝在氧气中燃烧后的产物溶于盐酸中；⑤铁粉与水蒸气反应的产物 A．①②③⑤ B．①②④⑤ C．①③④⑤ D．全部 【答案】B 【解析】①过量的Fe与反应只能生成FeCl3；②Fe与过量稀反应生成硫酸亚铁，再向其中加入新制氯水，Fe2+被氧化为Fe3+；③Fe和的混合物溶于盐酸中，Fe3+可能被Fe还原为Fe2+；④铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，产物溶于盐酸中生成氯化铁和氯化亚铁；⑤铁粉与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气；一定有+3价铁生成的是①②④⑤，选B。 3．常温下，下列物质可以用铁制容器盛装的是 A．硫酸铜溶液 B．浓硝酸 C．稀盐酸 D．稀硫酸 【答案】B 【解析】A．常温下硫酸铜和铁发生置换反应生成硫酸亚铁和Cu，不能用铁制容器盛装，A不符合题意；B．常温下，铁在浓硝酸中发生钝化现象，表面生成一层致密氧化物薄膜阻止反应进行，可以用铁制容器盛装，B符合题意；C．常温下稀盐酸和铁反应生成氯化亚铁和氢气，不能用铁制容器盛装，C不符合题意；D．常温下稀硫酸和铁反应生成硫酸亚铁和氢气，不能用铁制容器盛装，D不符合题意；故选B。 一、钠与酸、碱、盐溶液反应的实质 物质类别 反应分析 酸 ①钠与酸反应时先与酸中的H＋反应，如2Na＋2HCl===2NaCl＋H2↑ ②如果钠过量，钠把酸消耗尽之后，再与水反应 碱 钠与碱溶液反应其实质是钠与水的反应 盐 钠与盐溶液反应时先与水反应，如果盐能与NaOH反应，则会发生复分解反应，如Na与CuSO4溶液的反应 实践应用 1．将一小块钠投入下列溶液时，既能产生气体又会出现白色沉淀的是 A．稀盐酸 B．Cu(NO3)2溶液 C．NaCl溶液 D．MgSO4溶液 【答案】D 【分析】不论把钠放在什么溶液里，都会有氢气产生，因为钠可以和水反应，据此分析解题。 【解析】A．因钠与盐酸溶液反应，生成物为氯化钠和氢气，有气体产生，不会产生白色沉淀，故A错误；B．因钠能与溶液中的水反应，生成物为氢氧化钠和氢气，有气体产生，氢氧化钠与硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀，故B错误；C．因钠与溶液中的水反应，生成物为氢氧化钠和氢气，有气体产生；但氢氧化钠不与氯化钠反应，故有气体产生，确无白色沉淀生成，故C错误；D．因为钠的化学性质活泼，投入MgSO4溶液中后，钠首先与水反应生成氢氧化钠和氢气，然后氢氧化钠和硫酸镁之间反应生成氢氧镁白色沉淀，故D正确；故选D。 2．在隔绝空气条件下让钠与溶液反应，实验时，往大试管中先加煤油，取三粒米粒大小的金属钠放入大试管后，塞上橡皮塞，通过长颈漏斗加入溶液使煤油的液面上升至橡胶塞，并夹紧弹簧夹(如图)。下列叙述不正确的是 A．金属钠将在煤油和水的分层处上下运动 B．上层煤油中有气泡生成 C．下层溶液中出现蓝色沉淀 D．钠与溶液反应的化学方程式为 【答案】D 【解析】A．金属钠的密度比水小，比煤油大，所以反应时金属钠将在煤油和水的分层处上下运动，故A正确；B．与溶液反应的实质是先与水反应放出氢气，上层煤油中有气泡生成，故B正确；C．与溶液反应的实质是先与水反应，反应生成的又与反应生成蓝色沉淀，故C正确；D．钠与溶液“先水后盐”反应的化学方程式为，故D错误；选D。 考点一 金属的物理性质 【例1】我国汉代研制出带烟管的青铜灯，简称为“釭”，西汉彩绘鱼雁青铜釭灯是出土的典型文物，有很高的实用性、艺术性和科学价值。下列相关叙述不正确的是 A．青铜比纯铜的硬度大、熔点低 B．利用铜矿等冶炼青铜的过程属于化学变化 C．燃烧时产生的烟气可以通过鱼身雁颈进入盛水的雁体，可以减少室内污染 D．选择青铜而不用铁制作釭灯的原因是当时人们还没有掌握冶铁技术 【答案】D 【解析】A、合金比组成它的纯金属硬度大，熔点低，耐腐蚀，青铜是铜的合金，故青铜比纯铜的硬度大、熔点低，不符合题意； B、利用铜矿等冶炼青铜的过程，有铜等新物质生成，属于化学变化，不符合题意； C、燃烧时产生的烟气可以通过鱼身雁颈进入盛水的雁体，水可吸收烟气中的一些物质，可以减少室内污染，不符合题意； D、西汉时期已经掌握冶铁技术，选择青铜而不用铁制作釭灯的原因是青铜硬度大，耐腐蚀，且青铜加工工艺成熟等，符合题意。 故选D。 【变式1-1】由中国自主研发的C919大型客机开启常态化商业运行。飞机上广泛应用了各种铝合金材料。 （1）合金具有许多优良的性能，下列物质属于合金的是___________。 A．水银 B．青铜 C．生铁 D．黄金 （2）铝的金属活动性比铁强，空气中铝却比铁具有更好的抗腐蚀性，原因是 。 （3）C919大型飞机上使用了大量新型材料铝锂合金，说出铝锂合金材料的主要优点是： 、 。 【答案】（1）BC （2）铝与空气中氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，可阻止内部铝继续反应 （3）低密度、高强度 更强的抗腐蚀性 【解析】（1）水银为Hg单质，黄金为Au单质，青铜和生铁均为合金，故BC正确； （2）铝较活泼，可与空气中氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，可阻止内部铝继续反应，从而起到防腐作用； （3）铝锂合金材料低密度、高强度、更强的抗腐蚀性等优点。 【变式1-2】“福建舰”解缆启航，标志着我国航母建设迈向新征程。 航母建造需使用纯铜、钢铁、钛合金等。 ①航母电缆用纯铜制作，主要利用铜的延展性和 性。 ②钢铁的硬度比纯铁 (填“大”或“小”)。 ③钛可由二氧化钛()制得，中Ti元素的化合价为 。 【答案】导电 大 +4 考点二 金属与非金属单质的反应 【例2】现用金属钠和空气制备纯度较高的Na2O2，可利用的装置如图所示。回答下列问题(注：Na2O2可以与H2O、CO2发生反应)：      （1）装置Ⅳ中盛放的药品是 (填物质名称)，其作用是 。 （2）若规定气体的气流方向从左到右，则组合实验装置时各仪器的正确连接顺序为 (按从左到右顺序写明仪器的编号Ⅰ、Ⅱ……)，各仪器接口的连接顺序是空气进入____，_______接___，_____接_____，_______接____(填字母) 。 （3）装置Ⅱ的作用为 。 （4）操作中通空气和加热的顺序为 。 【答案】（1）氢氧化钠溶液 吸收通入的空气中的二氧化碳 （2）Ⅳ、Ⅲ、Ⅰ、Ⅱ hgfea(或b)b(或a)c （3）防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置Ⅰ （4）先通一段时间的空气后再加热装置Ⅰ 【分析】用金属钠和空气制备纯度较高的Na2O2的过程中，要避免生成的Na2O2与空气中的水蒸气和二氧化碳发生反应，因此在制取过程中通入空气时要除去这两种物质，且最后要防止外界空气中的水蒸气和二氧化碳进入反应装置。 【解析】（1）装置Ⅳ中盛放的药品是氢氧化钠溶液，其作用是吸收通入的空气中的二氧化碳避免进入装置内； （2）根据以上分析可知，先除去空气中二氧化碳再干燥，然后钠再与空气加热制备Na2O2，为了避免空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置，最后还需接一个装有碱石灰的干燥管，若规定气体的气流方向从左到右，则组合实验装置时各仪器的正确连接顺序为Ⅳ、Ⅲ、Ⅰ、Ⅱ，各仪器接口的连接顺序是空气进入h，g接f，e接a(或b)，b(或a) 接c； （3）装置Ⅱ的作用为防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置Ⅰ； （4）操作中通空气和加热的顺序为：先通一段时间的空气排除装置内的水蒸气和二氧化碳后再加热装置Ⅰ。 【变式2-1】下列反应既可得到正二价铁又可得到正三价铁的是 A．铁在纯氧中燃烧 B．铁与稀硫酸反应 C．铁在氯气中燃烧 D．铁粉与硫粉混合加热 【答案】A 【解析】A．铁在纯氧中燃烧生成四氧化三铁，既可得到正二价铁又可得到正三价铁，A符合题意； B．铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，B不符合题意； C．铁在氯气中燃烧生成氯化铁，C不符合题意； D．铁粉与硫粉混合加热生成硫化亚铁，D不符合题意； 故选A。 【变式2-2】下列化合物中，不能通过单质之间化合直接制取的是 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】A．铜与氯气在加热条件下化合生成氯化铜，通过两种单质间化合能够生成氯化铜，A不符合； B．因为Fe和O2在点燃条件下化合生成Fe3O4，所以可以通过单质直接化合制取Fe3O4，B不符合； C．钠与氧气加热后化合生成Na2O2，C不符合； D．氯气与铁发生化合反应生成FeCl3，得不到氯化亚铁，D符合； 故答案为：D。 考点三 金属与水的反应 【例3】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1mol的Na得到1mol的电子 D．当火灾现场存放有大量金属钠时不能用水来灭火 【答案】C 【解析】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1mol的钠失去1mol的电子，C错误；D．因为钠与水剧烈反应，生成易燃气体H2，所以当火灾现场存放有大量金属钠时，不能用水来灭火，D正确；故选C。 【变式3-1】下列关于铁与水反应的描述不正确的是 A．常温下铁与水不反应 B．铁与水蒸气高温下反应生成可燃气体 C．铁与水蒸气高温下反应生成铁红 D．铁与水蒸气高温下的反应是置换反应 【答案】C 【解析】A．铁为较活泼金属，但常温下铁与水不反应，A正确；B．高温下Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，氢气为可燃性气体，B正确；C．高温下Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁，四氧化三铁为黑色，不生成铁红(氧化铁)，C错误；D．高温下Fe与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，为单质、化合物反应生成新单质、化合物，属于置换反应，D正确；故答案为：C。 【变式3-2】将一小块钠放入滴有酚酞溶液的水中，下列结论与实验现象不相符的是 选项 实验现象 结论 A 钠浮在水面上 钠的密度比水的小 B 钠熔成光亮小球 钠的硬度小 C 钠球四处游动，发出“嘶嘶”声 有气体生成 D 反应后溶液变红 有碱性物质生成 【答案】B 【解析】A. 钠密度小于水浮水面，钠块浮在水面上，故A正确； B. 钠投入水中，钠和水反应放热，钠熔点低，钠熔成金属小球，故B错误； C. 反应过程中生成氢气，有“嘶嘶”的响声发出，故C正确； D. 反应后溶液生成氢氧化钠遇到酚酞溶液变红，反应为2Na+2H2O═2NaOH+H2↑，故D正确； 故选：B。 考点四 金属与酸、盐溶液的反应 【例4】关于钠的叙述中，正确的是 A．钠是活泼金属，将其投入硫酸铜溶液中，可置换出铜 B．钠与氧气反应时，产物是由O2的用量决定的 C．加热时，金属钠先熔化，再剧烈燃烧，产生黄色火焰 D．4.6g金属钠投入95.4g水中，所得溶液中溶质的质量分数为8% 【答案】C 【解析】A．钠投入硫酸铜溶液中，实质上是钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠再与硫酸铜发生复分解反应生成蓝色Cu(OH)2沉淀，不能置换出铜，故A错误；B．常温下钠与氧气反应生成氧化钠，点燃下、钠与氧气反应生成过氧化钠，产物是由反应条件决定的，故B错误；C．钠的熔点较低，加热时，金属钠先熔成闪亮的小球并剧烈燃烧，产生黄色火焰，故C正确；D．4.6 g钠与水反应生成溶质氢氧化钠的质量为8 g，氢气的质量为0.2 g，溶液的质量为4.6 g+95.4 g-0.2 g=99.8 g，故溶液中溶质的质量分数大于8%，故D错误；故选C。 【变式4-1】除去铝制品表面的铜镀层，宜选用的试剂是(　　) A．稀盐酸 B．氯化钠溶液 C．水 D．浓硝酸 【答案】D 【解析】室温下，铜和浓硝酸反应生成硝酸铜而溶解，铝在冷的浓硝酸中钝化而不溶解，因此除去铝制品表面的铜镀层，宜选用的试剂是浓硝酸，故D正确； 答案选D。 【变式4-2】下列关于铝单质的叙述中，正确的是( ) A．不能用铝制的器皿来盛放酸梅汤或碱水是因为铝会和酸或碱反应 B．铝制品在空气中有很强的抗腐蚀性是因为铝的化学性质很稳定 C．铝和NaOH溶液反应：Al＋2OH-＋2H2O=[Al(OH)4]-＋H2↑ D．用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，熔化后的液态铝会滴落下来，是因为金属铝的熔点较低 【答案】A 【解析】A项，无论是铝还是其氧化物都能与酸或碱反应，A项正确；B项，铝制品在空气，其表面形成致密的氧化膜，铝的化学性质不稳定，B项错误；C项，电荷、电子均不守恒，正确的离子方程式为2Al＋2OH-＋6H2O===2[Al(OH)4]-＋3H2↑，C项错误；D项，打磨后的铝箔在酒精灯上灼烧表面生成Al2O3，高熔点的Al2O3兜住了熔融的液态铝，不会滴落，D项错误；故选A。 基础达标 1．“金缕玉衣”所用金丝的最细处仅有0.08 mm，体现了我国古代工匠精湛的技艺。金能制成金丝是利用了其 A．密度大 B．熔点高 C．延展性好 D．导热性好 【答案】C 【解析】A、密度指单位体积的质量，制成金丝是形状变化，不依赖密度。因此，该选项不符合题意。 B、熔点高表示熔化需要高温，但制成金丝是通过机械拉伸，而非熔化铸造。因此，该选项不符合题意。 C、延展性是金属在受力时变形而不破裂的性质，包括被拉伸成细丝（延性）或锤打成薄片（展性）。题目中“制成金丝”直接对应此性质。因此，该选项符合题意。 D、导热性指传递热量的能力，金是良好热导体，但这与制成细丝的加工过程无关。因此，该选项不符合题意。 故选C。 2．下列物质中，不属于合金的是 A．用来制作仪表的黄铜 B．用来切割玻璃的金刚石 C．建造国产航母的新型钢材 D．制作装饰品的18K黄金 【答案】B 【分析】合金是由两种或更多种元素组成的物质，其中至少一种是金属元素，并且具有金属特性（如导电性、延展性等）。合金通常是混合物，而非纯净物。 【解析】A、黄铜是铜与锌熔合而成的合金，具有金属特性，属于合金，该选项正确。 B、金刚石是由碳元素组成的单质，不具有合金 “金属特性” 和 “混合物” 的特点，不属于合金，该选项错误。 C、钢材是以铁为主要成分，熔合了碳等元素的合金，属于合金，该选项正确。 D、18K 黄金是金与其他金属（如银、铜等）熔合而成的合金（含金量 75%），属于合金，该选项正确。 故选B。 3．下列有关合金的叙述中，正确的是 ①合金中的金属元素都以化合物形式存在    ②合金中至少含有两种纯金属 ③相较于钢，生铁是含碳较多的铁合金     ④合金中一定含有金属 ⑤合金的强度和硬度一般比组成它的纯金属更高，抗腐蚀性能地更好 ⑥合金一定是混合物 A．①③④ B．①②④ C．②⑤⑥ D．③④⑤⑥ 【答案】D 【分析】合金是指由一种金属与其它金属或非金属熔合而成的具有金属特性的物质。 【解析】①合金中的元素以单质形式存在，故说法错误；    ②由合金的概念可知，合金中至少含有一种金属，故说法错误； ③生铁与钢都是铁的合金，其中生铁的含碳量较高，故说法正确；     ④合金中一定含有金属，故说法正确； ⑤合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高，抗腐蚀性能等也更好，故说法正确； ⑥合金一定是混合物，故说法正确。 故选D。 4．英国化学家汉弗里·戴维在十九世纪初通过电解的方式获得金属钠的单质。下面关于金属钠的描述正确的是 A．少量钠应保存在水中 B．钠离子性质很活泼 C．钠很软，在新材料领域没有用途 D．钠的化学性质很活泼，在自然界里不能以游离态存在 【答案】D 【解析】A．钠很活泼能与氧气和水反应，所以少量钠应保存在煤油中，故A错误；B．钠原子最外层一个电子，易失去，所以钠原子具有较强的还原性，而钠离子只能得电子，具有弱氧化性，故B错误；C．钠的导电和导热性较好，在新材料领域有用途，故C错误；D．钠与氧气、水等都能发生剧烈反应，性质活泼，在自然界里不能以游离态存在，故D正确；故答案选D。 5．实验室进行钠燃烧实验，下列做法中正确的是 A．近距离俯视火焰 B．用手直接取钠 C．将钠带出实验室 D．用小刀切割钠 【答案】D 【解析】A．金属钠在空气中的燃烧非常剧烈且放出大量的热，不能近距离俯视火焰，以免对人体造成伤害，A错误；B．做实验时，所有药品都不能直接和手接触以免污染试剂或对人体产生伤害，手上可能有汗水，Na和水反应生成的NaOH具有强腐蚀性，所以不能用手直接将金属钠从煤油中取出，而要用镊子夹取，B错误；C．实验剩余的钠要放回原试剂瓶，不能随意丢弃或带出实验室，C错误；D．钠的硬度较小，可以用小刀切割钠，D正确；故选D。 6．取黄豆大小的金属钠置于含纯水的烧杯中(如图)，反应过程中不可能观察到的现象是 A．溶液逐渐变红 B．金属钠四处游动 C．金属钠浮在水面上 D．金属钠熔化成光亮小球 【答案】A 【解析】A．将金属钠放热水中反应生成氢氧化钠和氢气，水中未滴加酚酞试剂，溶液不变红，A符合题意；B．钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，推动金属钠四处游动，B不符题意；C．钠的密度比水小，浮在水面，C不符题意；D．钠与水反应放热，将金属钠融化成小球，D不符题意；答案选A。 7．某同学设计了如图所示的装置，进行还原铁粉与水蒸气反应的实验。下列说法错误的是 A．试管中发生的是置换反应 B．湿棉花的作用是提供水蒸气 C．点燃酒精灯的顺序是先后 D．加热时试管内生成红色物质，点燃肥皂泡可听到爆鸣声 【答案】D 【分析】由实验装置图可知，试管底部的湿棉花受热提供水蒸气，试管中部的铁粉与水蒸气共热反应生成四氧化三铁和氢气，蒸发皿中盛有的肥皂液用于收集和验证氢气的生成，为防止铁与空气中的氧气反应，实验时应先点燃a处酒精灯后点燃b处酒精灯，实验结束后为防止倒吸应该先撤导管后熄灭酒精灯。 【解析】A．由分析可知，试管中发生的反应为铁粉与水蒸气共热反应生成四氧化三铁和氢气，该反应是有单质参加和有单质生成的置换反应，故A正确；B．由分析可知，试管底部的湿棉花的作用是受热提供水蒸气，故B正确；C．由分析可知，为防止铁与空气中的氧气反应，实验时应先点燃a处酒精灯后点燃b处酒精灯，故C正确；D．由分析可知，试管中发生的反应为铁粉与水蒸气共热反应生成四氧化三铁和氢气，四氧化三铁是黑色固体，不是红色固体，故D错误；故选D。 8．下列关于铁的说法正确的是 A．铁在空气中点燃剧烈反应，火星四射 B．铁在硫蒸气中燃烧生成黑色的硫化铁 C．已知Fe和CuSO4溶液反应，推测Fe与AgNO3溶液也能反应 D．铁与过量的盐酸反应的离子方程式：2Fe＋6H＋=2Fe3＋＋3H2↑ 【答案】C 【解析】A．铁在空气中不能燃烧，A错误；B．铁在硫蒸气中燃烧生成黑色的硫化亚铁，B错误；C．在金属活动顺序表中，Ag排在Cu的后面，可推测Fe与AgNO3溶液也能反应置换出银，C正确；D．铁与盐酸反应的离子方程式为Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，反应产物与量的多少无关，D错误；答案为：C。 综合应用 9．下列有关金属钠的说法中正确的是 A．钠与氧气反应的产物与氧气的量有关 B．钠在化学反应中易得到1个电子，表现出还原性 C．金属钠可以从硫酸铜溶液中置换出金属铜 D．金属钠着火不能用水来灭火 【答案】D 【解析】A．钠与氧气反应的产物与反应条件有关，常温生成氧化钠，加热则生成过氧化钠，A错误；B．钠在化学反应中易失去1个电子，表现出还原性，B错误；C．金属钠与硫酸铜溶液反应，优先和水发生反应，不能把铜置换出来，C错误；D．金属钠会与水反应，故钠着火不能用水来灭火，D正确；故答案为：D。 10．利用如图所示装置进行金属钠与水反应的实验，液体添加完毕后，关闭活塞，打开右边胶塞，向煤油中加入一小块钠，立即塞好胶塞，可观察到的现象是 A．钠块始终保持在a处，直至完全消失 B．钠沉入U形管b处而后又慢慢浮到a处 C．钠块在水中上下跳动直至消失 D．随着反应进行，煤油与胶塞处液面下降，漏斗中液面上升 【答案】D 【解析】A．a上面为煤油，b为水，钠的密度比煤油大，比水小，所以开始会在a处，但反应中有气体产生，所以会上下浮动，故A错误；B．a上面为煤油，b为水，钠的密度比煤油大，比水小，不会沉入U形管b处，故B错误；C．a上面为煤油，b为水，钠的密度比煤油大，比水小，所以开始会在a处，但反应中有气体产生，所以钠块在煤油中上下跳动直至消失，故C错误；D．因为有气体生成会将水排入漏斗中，所以煤油与胶塞处液面下降，漏斗中液面升高，故D正确；故选：D。 11．化学反应是有条件的，下列说法不正确的是 A．钠与氧气常温可生成，加热时生成 B．铁丝在纯氧中燃烧生成，在潮湿的空气中生锈生成 C．铁丝和浓硫酸常温下不反应，加热后可发生反应 D．双氧水微热条件下可生成少量，加入后迅速产生大量 【答案】C 【解析】A．钠与氧气常温可生成，加热时和氧气生成黄色的，A正确； B．铁丝在纯氧中剧烈燃烧时生成四氧化三铁，在潮湿的空气中和氧气、水生锈生成氧化铁，B正确； C．铁丝和浓硫酸常温下发生钝化反应，不是不反应，C错误；    D．催化剂能加快反应速率，二氧化锰能催化过氧化氢分解，迅速生成氧气，D正确； 故选C。 12．某研究性学习小组请你参与“研究铁与水蒸气反应所得固体物质的成分、性质及再利用”实验探究，并回答下列问题： 探究一：设计如图所示装置进行“铁与水蒸气反应”的实验(夹持仪器略)。 （1）硬质玻璃管B中发生反应的化学方程式为： （2）装置D的作用是 。 探究二：设计如下实验方案确定反应后硬质玻璃管B中黑色固体的成分(已知酸性KMnO4溶液能与盐酸发生反应)。 （3）待硬质玻璃管B冷却后，取少许其中的固体物质继续进行如下实验： ①试剂A是 ，现象2为 。 ②若现象1中溶液未变血红色，请从硬质玻璃管B中固体物质的成分分析可能的原因： 。 【答案】（1）3Fe + 4H2O(g)Fe3O4 + 4H2 （2）可除去H2中的水蒸气，防止E的玻璃管破裂 （3）稀硫酸 酸性K MnO4溶液褪色 B中固体可能有Fe3O4和Fe，Fe将Fe3+全部还原为Fe2+ 【解析】（1）硬质玻璃管B中发生反应的化学方程式为3Fe + 4H2O(g)Fe3O4 + 4H2； （2）碱石灰具有吸水性，可除去H2中的水蒸气，防止E的玻璃管破裂； （3）①试剂A为稀硫酸，可用于溶解氧化物，反应如生成亚铁离子，具有还原性，可用高锰酸钾检验，可观察到酸性K MnO4溶液褪色； ②B中固体可能有Fe3O4和Fe，Fe将Fe3+全部还原为Fe2+，则现象1中溶液未变血红； 拓展培优 13．向100mL稀硫酸和稀硝酸的混合溶液中缓慢加入铁粉，产生气体的物质的量与铁粉质量的关系如下图所示（已知硝酸只被还原为NO）。下列有关判断正确的是 A．m的值为3.5 B． C．B点溶液中溶质只含FeSO4 D．原混合溶液中 【答案】D 【分析】由图象可知，由于铁粉过量，OA段发生的反应为：，AB段发生的反应为：，BC段发生的反应为：；最终消耗铁粉质量为9.8g，溶液中的溶质为硫酸亚铁。 【解析】A．由图可知，A点生成了0.05mol，根据OA段发生的反应方程式可知，消耗了0.05mol，质量为：，故A错误；B．BC段消耗的铁粉质量为，其物质的量为0.1mol，，故B错误；C．根据分析可知，B点溶液中溶质为FeSO4含和H2SO4，故C错误；D．C点溶液中溶质为FeSO4，反应一共消耗了9.8g铁粉，其物质的量为0.175mol，即，所以原混合溶液中，故D正确；故选D。 14．某校化学兴趣小组在探究金属与盐溶液反应时，将金属钠放在硫酸铜溶液中发现有气泡和沉淀产生。小组同学对气体和固体沉淀的成分进行如下探究。请你参与探究并回答： （1）猜想气体可能为氢气。为进一步验证，他们先收集气体，然后将气体通过如图装置(已组装好并检验气密性良好)一段时间，再加热，当黑色粉末完全变红色后继续通入气体直至冷却。由此确定气体为氢气。 ①“先通气体一段时间后再加热”的原因是 ； ②“黑色粉末变红色”的化学方程式是 。 （2）猜想沉淀可能是氢氧化铜。他们先将溶液中的沉淀通过 (操作名称)后得到并洗涤；然后进行实验。请你设计实验验证沉淀是氢氧化铜： 。 （3）实验结论：钠与硫酸铜溶液反应产生气体和沉淀，写出反应的化学方程式是 。 （4）实验中钠没有置换出硫酸铜溶液中铜，反应不符合置换反应规律，能否说明钠的金属活动性不与铜： (填写“能”、“不能”、“无法判定”)。 （5）如果将金属钠投入氯化铁溶液中，剧烈反应，现象为产生 和 。 【答案】（1）排尽空气，防止发生爆炸 H2+CuOCu+H2O （2）过滤 将沉淀加入试管，再加入稀硫酸，振荡，沉淀溶解，溶液呈蓝色，由此确定沉淀是氢氧化铜 （3）2Na+2H2O+CuSO4=Cu(OH)2↓+H2↑+Na2SO4 （4）不能 （5）无色气体 红褐色沉淀 【解析】（1）①装置中的空气与氧气混合会发生爆炸，故先通气体排除装置内的空气； ②氢气在加热条件下还原氧化铜生成铜和水，方程式为： （2）从溶液中得到固体，操作为过滤；取样于试管中，加入稀硫酸使其溶解，生成了蓝色溶液，就可以证明该固体是氢氧化铜。 （3）钠与硫酸铜溶液反应生成硫酸钠、氢氧化铜和氢气，其方程式为 （4）钠的活动性太强，会先与水反应而不能置换出铜，故不能说明钠的金属活动性小于铜。 （5）钠与水反应产生气泡，生成的氢氧化钠与氯化铁溶液反应生成红褐色的沉淀。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $