内容正文:
专题06 金属和金属材料
一、考情剖析
考点要求
课标要求
命题预测
金属材料
· 知道金属具有一些共同的物理性质;知道在金属中加入其他元素形成合金可以改变金属材料的性能;了解金属、金属材料在生产生活和社会发展中的重要作用。
金属材料、金属的物理性质和用途可单独考查,也可与其他知识点一起考查,常结合工业生产、生活用品、航空航天等情境;题型一般以选择题为主,少数穿插于填空、探究、实验、流程等题型中。金属的化学性质的考查常见可在实验题、科学探究题和计算题中呈现,少数在选择题中考查。常见的考查方式有:金属与酸反应的图像及计算、金属活动性实验探究、实验现象和化学方程式书写等。金属冶炼的考查大多以填空题和流程题的形式呈现,少数以选择题的题型呈现。金属资源保护的考查一般在选择题中,也可以结合金属的其他考查内容穿插于非选择题中。常见的考点有:金属材料的判断、金属的性质与用途、金属活动性探究、铁的冶炼、铁生锈的条件、防止铁生锈的原理与方法。
金属的
化学性质
· 通过实验探究等活动认识常见金属的主要化学性质及金属活动性顺序。
金属的冶炼
· 知道大多数金属在自然界中是以金属矿物形式存在的,认识金属矿物是宝贵的自然资源。体会化学方法在金属冶炼中的重要性;
金属资源保护
· 以铁生锈为例,了解防止金属腐蚀的常用方法;了解废弃金属对环境的影响及金属回收再利用的价值。
二、思维导图
三、考点梳理
考点一 金属材料
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:
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
的金属
汞
熔点最低的金属
2.合金
(1)概念:在 中加热融合某些 或 ,制得具有 的合金。
①合金是混合物 ②形成合金的过程是物理变化 ③合金各成分的化学性质不变
(2)合金的优点:
一般来说,合金与组成它的纯金属相比较, , , 。
铁合金
生铁:含碳量
铁的合金主要含Fe、C,生铁和钢的主要区别是含碳量不同,也含有不同的成分,因此它们的 也不同。
钢:含碳量
锡合金
焊锡:熔点低,用于
伍德合金:熔点只有70℃,做
铜合金
黄铜: 合金。强度高、可塑性好、耐腐蚀;做零件、仪表
青铜:铜锡合金。强度高、可塑性好、耐腐蚀;做零件
铝合金
硬铝:强度和硬度大,用作飞机、火箭、轮船
钛合金
优点:熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、机械性能好、 好
用途:广泛用于火箭、导弹、航天器、化工设备、通信设备和医疗等。如:制造 和 ;
易错辨析
1.合金是 。
2.形成合金的过程是 变化 ,合金中的金属以 形式存在。
3.合金中各成分的化学性质 。
4.生铁和钢的主要区别是含碳量不同,“百炼成钢”的原理就是:通入纯氧的使生铁中的碳与氧气充分反应生成二氧化碳而降低生铁中的含碳量。化学方程式:
考点二 金属的化学性质
1.金属与氧气的反应
金属
反应事实
反应现象
反应的化学方程式
镁
常温下就能与氧气反应
常温下表面形成氧化膜
铝
常温下表面形成 氧化膜
铁
常温下几乎不与氧气反应,但在高温时能与氧气反应
铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,
生成 固体
铜
红色的铜片加热后
金
“真金不怕火炼”说明
结论
通过金属与氧气 及反应的 判断金属的活动性:镁、铝>铁、铜>金。
【特别提醒】
1.铝具有很好的抗腐蚀性能原因:铝与空气中氧气反应,表面生成一层致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步氧化。
2.在空气中加热铜片,观察到的现象是铜片由红色变为黑色。
2.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
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:
【特别提醒】
1.铁与稀盐酸和稀硫酸反应生成的铁的化合物中,铁元素的化合价都为+2价。
2.含有Fe2+的溶液为浅绿色:FeSO4、FeCl2、Fe(NO3)3溶液都呈浅绿色。
2.金属与其他金属化合物的溶液反应
实验
图示
现象
化学方程式
金属活动性
将铝丝浸入
硫酸铜溶液中
铝丝表面有 物质生成,溶液由 逐渐变为
将铜丝浸入
硝酸银溶液中
铜丝表面有 色物质生成,溶液由 逐渐变为
将铜丝浸入
硫酸铝溶液中
,不反应
将铁钉浸入
硫酸铜溶液中
铁钉表面有 色物质生成,溶液由 逐渐变为
【特别提醒】
1.FeSO4、FeCl2、Fe(NO3)3溶液都呈浅绿色,是因为溶液中都含有Fe2+;
2.CuSO4、CuCl2、Cu(NO3)2溶液都呈蓝色,是因为溶液中都含有Cu2+。
3.金属活动性顺序
(1)金属活动性顺序:
K Ca Na Al Sn Pb (H) Ag Pt Au
金属活动性顺序由 逐渐
(2)金属活动性顺序的应用:
①在金属活动性顺序表里,金属的位置越靠前,它的活动性就 。(前强后弱)
②在金属活动性顺序表里,只有位于氢之前的金属才能置换出 和 中的氢。(氢前换氢)
③在金属活动性顺序表里,只有位于 的金属能把位于 的金属从它们的化合物溶液中置换出来。(强置换弱)
【特别提醒】
1.金属与其他金属的化合物溶液反应时,钾钙钠三种金属除外,它们活泼性太强,会与水反应。
2.金属活动性顺序可用谐音记忆:嫁给那美女,身体细且轻,统共一百斤。
考点三 金属的冶炼
1.金属矿物
(1)地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中,除了 等有单质形式存在,其余金属都以
的形式存在。
(2)几种常见的金属矿石及其主要成分
金属矿石
赤铁矿
磁铁矿
铝土矿
赤铜矿
金红石
软锰矿
主要成分
TiO2
MnO2
(3)人类每年要从有开采价值的金属矿石中提炼大量的金属,其中,提炼量最大的是 。
【特别提醒】
1.只有金银以单质形式存在于自然界,其他金属大多以化合物形式存在于矿物中。
2.铁的冶炼
(1)铁的冶炼历史:春秋时期我国一生产和使用铁器;战国以后铁成为最主要的金属;《天工开物》有古代炼铁的记载。
(2)工业炼铁
设备
图示
原理
利用 的 性,将铁从化合物中还原出来
原料
、 、 、热空气
各原料的作用
焦炭
;
石灰石
将矿石中的二氧化硅变为 。
热空气
提供充足的 。
产品
,密度大于炉渣,故出铁口在出渣口 方。
高炉气体
主要成分: 等
处理方法:收集后集中处理,或用于工业生产制煤气。
3. 拓展提升:实验探究一氧化碳还原氧化铁
实验现象
化学方程式
装置图
实验现象
A处
红棕色粉末逐渐变成 色
B处
澄清石灰水
Ca(OH)2 +CO2 = CaCO3↓ + H2O
C处
产生 色火焰
2CO + O22CO2
注意事项
(1)先通入CO一会儿,再给氧化铁加热;原因: 。
(2)停止加热,继续通人CO至玻璃管冷却;原因: 。
(3)尾气处理:① ,使CO变成无毒的CO2;②用 将尾气 起来。
(4)澄清石灰水的作用: 。
考点四 金属资源保护
1.铁生锈条件的探究
(1)铁生锈的实验
实验方案
现象
A B C
试管A:铁与 同时接触
铁钉
试管B:铁只与水接触
铁钉无明显变化
试管C:铁只与氧气接触
铁钉无明显变化
(2)实验分析
试管A与试管B对比,A中铁钉 ,B中铁钉 ,说明铁生锈需要 。
试管A与试管C对比,A中铁钉 ,C中铁钉 ,说明铁生锈需要 。
结论:铁生锈的条件是 。
【特别提醒】
1.蒸馏水煮沸并迅速冷却的目的是除去水中溶解的氧气;植物油的作用是隔绝氧气;氯化钙具有吸水性,作用是吸收水分。
2.铁锈的成分
铁锈的主要成分是 ,颜色为 。铁锈的结构很 ,不能阻碍里层的铁继续与氧气、水等反应,铁制品会完全被腐蚀。
3. 防止铁制品锈蚀的原理和方法
(1)防止铁生锈的原理:隔绝 。
(2)防止铁生锈的方法:
①保持铁制品表面的
②涂 :如 、 、烧制搪瓷、喷塑、镀耐腐蚀的金属、通过化学反应在表面形成致密的氧化物保护膜如烤蓝、使用防锈纸和防锈膜等。
③改变内部结构,制成耐腐蚀的 ,如 。
4.保护金属资源
(1)理由:①金属矿物的储量有限,且不可再生;②废旧金属的随意丢弃不仅浪费资源还污染环境。
(2)有效途径:①防止 ;②回收利用 ;③有计划、合理地开采金属矿物;④寻找金属的代用品等。
代用品。
易错辨析
1.铁生锈是缓慢氧化。
2.铝比铁活泼,却比铁耐腐蚀的原因:铝常温下与空气中氧气反应,表面生成一层致密的氧化铝薄膜,阻止铝继续与氧气反应。铁锈结构疏松,不能阻碍里面的铁继续氧化。
实验活动•常见金属的物理和化学性质
【实验目的】
1.巩固和加深对金属性质的认识。
2.进一步提高实验设计的能力。
【实验用品】
试管、试管夹、坩埚钳、酒精灯、火柴、电池、导线、小灯泡、火柴
镁条、锌粒、铝片、铁片、铜片、黄铜片、稀盐酸、稀硫酸、硫酸铜溶液、硝酸盐溶液
你还需要的实验用品:
【实验步骤】:
1.金属的物理性质:
(1)金属的物理性质:观察并描述镁、铝、铁、铜的颜色和光泽。
镁、铝、铁是 固体, 金属光泽;铜是 固体, 金属光泽。
(2)通过相互刻画,比较铜片和铝片、铜片和黄铜片的硬度。
铜片和铝片相互刻画,铜片上没有划痕,铝片上有划痕,说明 。
铜片和黄铜片相互刻画,铜片上有划痕,黄铜片上没有划痕,说明 。
(3)设计并进行实验,证明金属有导电性(导热性、延展性)
①证明金属有导电性:
②证明金属有导热性:
③证明金属有延展性:
方法1:
方法2:
2.金属的化学性质:
(1)用坩埚钳取一块铜片,在酒精灯火焰上加热,观察到 。
(2)向5支试管中分别加入少量镁条、铝片、锌粒、铁片、铜片,再加入5ml稀盐酸(或稀硫酸),观察到
。用燃着的木条伸到放有镁条和铝片的试管口,有 ,说明产生的气体是 。
(3)设计和进行实验,比较铁、铜、银的金属活动性。
方法1:
方法2:
四、考点练习
考点一 金属材料
1.(2025·江西省)博物馆馆藏的下列文物中,主要由金属材料制成的是( )
A.青铜面具 B.龙凤玉佩 C.立人陶俑 D.青花瓷瓶
2.(2025·湖北省)中国空间站系统建设所使用的下列材料中,属于金属材料的是( )
A.建造空间站使用的碳纤维复合材料
B.制造载人飞船使用的滤紫外线石英玻璃
C.制作航天服使用的聚酰胺合成纤维
D.制造火箭使用的第三代铝锂合金
3.(2025·四川省宜宾市)《天工开物》记载“凡金箔每金七厘造方寸金一千片”。表明金具有良好的( )
A.导热性 B.延展性 C.导电性 D.抗腐蚀性
4.(2025·山东省青岛市)在国家级非遗珠宝工艺“花丝镶嵌”中,金能被加工成比发丝还细的金丝,体现了金具有的性质是( )
A.导电性 B.导热性 C.延展性 D.有金属光泽
5.(2025·湖南省)金属在改善人类生活方面发挥着巨大作用。下列相关叙述不正确的是( )
A.纯铜的硬度比黄铜的大 B.钛合金具有良好的抗腐蚀性能
C.铁制品刷漆可防止生锈 D.回收废旧金属可实现资源再利用
考点二 金属的化学性质
6.(2025·山东省威海市)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. Mg、 Ag 、CuSO4溶液 D. Cu 、MgSO4溶液、AgNO3溶液
7.(2025·山西省)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X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
8.(2025·广东省)用思维导图对常温或点燃条件下能与物质M发生反应的物质进行归纳整理,如图,则M可能是( )
A.碳 B.铁 C.氧化铜 D.碳酸钙
9.(2025·湖北省武汉市)某同学绘制了物质的转化关系如图所示(图中“→”表示一种物质可以转化为另一种物质,部分反应物、生成物及反应条件已略去)。下列说法错误的是( )
A.Fe能在空气中剧烈燃烧生成红色的Fe3O4
B.Fe3O4转化为Fe的反应可以是置换反应
C.H2可与CuO反应生成Cu,也可与Fe2O3反应生成Fe
D.将Cu浸入FeSO4溶液中可比较Fe和Cu的金属活动性
10.(2025·陕西省)将一定量铁粉加入含有Cu(NO3)2和AgNO3两种溶质的溶液中,充分反应后过滤,得到滤液和滤渣。则下列说法正确的是( )
A.若滤液中有AgNO3,则滤渣中一定没有Cu、Ag
B.若滤渣成分为Cu、Ag、Fe,则滤液中溶质只有一种
C.若滤渣成分为Cu、Ag,则滤液中一定有Fe(NO3)3
D.若滤液中有Cu(NO3)2,则滤渣中加入稀硫酸一定会有气泡产生
考点三 金属的冶炼
11.(2025·吉林省)竖炉炼铁的工艺流程如图所示。催化反应室中发生的反应之一为:。下列分析正确的是( )
A.赤铁矿石粉碎后可以增加铁元素的含量
B.原料是赤铁矿石、天然气、高温尾气
C.合成气中X的化学式为H2O
D.赤铁矿石和天然气的主要成分都属于化合物
12.(2025·湖南省)郑州古荥镇发现的汉代冶铁遗址,证实中原炼铁历史悠久。炼铁高炉内主要物质间转化关系如下图所示(“—”表示物质间能反应,“→”表示反应一步实现,部分物质和反应条件已略去)。已知B为固体燃料,C为赤铁矿的主要成分。写出物质A在生产、生活中的一种用途: ;A转化为D的化学方程式为 ;C与D反应的化学方程式为 。
13.(2025·黑龙江省龙东地区)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AgNO3和Cu(NO3)2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 。
考点四 金属资源保护
14.(2025·广西)下列对铁片的处理方式中,容易导致其生锈的是( )
A.在表面喷漆 B.制成不锈钢 C.在表面涂油 D.泡在海水中
15.(2025·山东省青岛市)下列做法有利于防止金属生锈的是( )
A.自行车淋雨后未及时擦干 B.给室外铁制篮球架刷油漆
C.将钢铁制品存放在潮湿的环境中 D.经常用食盐水清洗铁制品
16.(2025·湖南省长沙市)湖南已建成自然资源全要素市场平台,通过AI智能分析有效破解了供需信息壁垒。下列有关自然资源的说法正确的是( )
A.空气有自净能力,无需监测
B.大量使用化石燃料对环境没有污染
C.有计划、合理地开采矿产资源
D.回收废旧金属不能节约金属资源
17.(2025·陕西省)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)。
18.(2025·黑龙江省齐齐哈尔市)垃圾是放错位置的资源,合理的垃圾分类与有效的垃圾回收和利用必不可少。
(1)“垃圾分类,从我做起”,下列四种可回收物中,能获得金属的是___________。
A.废纸板 B.塑料矿泉水瓶 C.废旧铁锅 D.破损的玻璃瓶
(2)回收利用废旧金属具有什么意义?(答一点即可)
(3)铁制垃圾箱常采用喷漆的方法进行防锈,其防锈原理是什么?
五、课后练习
1.(2025·吉林省)1956年,在吉林省诞生了新中国第一辆解放牌汽车。生产汽车的材料中,属于金属材料的是( )
A.合金 B.橡胶 C.塑料 D.玻璃
2.(2025·广西)下列广西壮族自治区博物馆的藏品中,主要由金属材料制成的是( )
A.弦纹玻璃杯 B.翔鹭纹铜鼓 C.工字形木器 D.龙形玉饰件
3.(2025·湖南省)下列项目中对应的化学知识不正确的是( )
选项
项目
化学知识
A
节约是中华民族的传统美德
回收利用废旧金属有利于节约资源
B
剧烈体育运动后可适量补充糖类
糖类能为人体提供能量
C
稀有气体可用于制作美丽的霓虹灯
稀有气体通电能发出不同颜色的光
D
劳动时使用铁合金工具
铁合金比纯铁熔点高
A.A B.B C.C D.D
4.(2025·福建省)镍是一种重要的金属。将废旧坡莫合金(含镍、铁和铜等)浸入800℃液态镁中形成镁镍合金,再经如右下图所示的真空蒸馏,可实现镁和镍的分离与回收。下列说法正确的是( )
A.合金的硬度一般比其组成金属的小
B.镁的沸点比镍的高
C.真空蒸馏过程中,镁原子间的间隙发生改变
D.坡莫合金可完全溶解于足量稀硫酸中
5.(2025·河北省)如图所示为某班学生用废旧金属制作班徽的过程。下列说法错误的是( )
A.①中利用了铁能被磁铁吸引的性质 B.②中稀盐酸可用氯化钠溶液替代
C.④中铁板上会出现红色图案 D.⑤中塑封是为了防止班徽生锈
6.(2025·黑龙江省齐齐哈尔市)将一定质量的锌粉放入硝酸亚铁和硝酸银的混合溶液中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。下列说法中正确的是( )
A.若滤液呈浅绿色,则滤渣中只含有银
B.若滤渣中加稀盐酸有气泡产生,则滤液中一定含有两种溶质
C.若滤液为无色,则滤液中一定含有硝酸锌,可能含有硝酸银
D.将所得滤渣洗涤、干燥后称量,质量可能与所加锌粉的质量相等
7.(2025·江苏省苏州市)为验证活性炭或食盐能加快铁粉生锈速率,进行实验。下表是铁粉、水与不同质量活性炭、食盐均匀混合后,在10分钟内温度上升的实验记录
实验编号
活性炭质量/g
食盐质量/g
温度上升值/℃
1
0
0
0.1
2
0.2
0
22.0
3
0.1
3.1
4
0.2
0.1
56.3
下列说法正确的是( )
A.铁的锈蚀不需要氧气参与
B.表中的值为0.2
C.欲得出结论“活性炭能加快铁粉生锈速率”可以对比实验1和2
D.对比实验1和4得出的结论是“食盐能加快铁粉生锈速率”
8.(2025·四川省广元市)我国古代很多发明创造与化学工艺有关。如图是西汉海昏侯墓出土的青铜雁鱼灯。
(1)雁鱼灯的灯体采用青铜材质,青铜与铜相比的优点是 (写一点即可)。
(2)将灯罩关闭即可将火焰熄灭,其原理是 。
(3)我国在西汉时期已经发现铁与硫酸铜溶液反应会生成铜,该反应的化学方程式为 。
(4)据《汉书》记载“高奴县有洧水可燃”,洧水即石油,石油属于 (填“可再生”或“不可再生”)能源。
(5)雁鱼灯出土时表面某些部分存在绿色锈斑。该绿色锈斑的主要成分是碱式碳酸铜【】,可以推知,铜锈蚀的过程是金属铜与、 (填两种物质的化学式)发生反应的过程。
(6)时至今日,防止金属腐蚀仍是保护金属资源的重要途径,请提出一条防止金属腐蚀的建议 。
9.(2025·湖南省)为探究金属活动性,某同学利用下图所示装置进行实验。将足量常见金属M加到Y形试管右管中,观察到溶液逐渐变蓝;充分反应后,倾斜Y形试管,使右管中溶液进入左管,观察到溶液蓝色变浅直至消失。
(1)判断M可能是 金属。
(2)用化学方程式说明左管中溶液蓝色消失的原因 。
(3)根据实验判断锌、银、M的金属活动性由强到弱的顺序 。
10.(2025·云南省)云南斑铜“妙在有斑,贵在浑厚”,其制作技艺是国家非物质文化遗产。
(1)《滇南闻见录》记载:“自来铜(铜基合金),不可经火,须生锤成器”,通过捶打将斑铜塑成不同形状,体现了金属的 性。斑铜的熔点比纯铜 (填“高”或“低”)。
(2)斑铜主要含有铜、锌、锡、铁等。用如图所示装置及药品,通过一次实验验证锌、铁、铜的金属活动性,回答下列问题。
①组装好装置,装入药品前,应先 。
②集气瓶中金属B和溶液X可能的组合为 (任填一组)。
11.(2025·山东省烟台市)国家非物质文化遗产“章丘铁锅”表面光滑如镜,炒菜不粘锅。制作时经过了冷锻、热锻等十二道工序,上万次捶打。兴趣小组以“章丘铁锅”为主题进行项目式学习。
任务一:认识铁料的来源
(1)自然界中的铁。因为铁的化学性质 ,所以自然界中的铁元素大多以 形式存在。
(2)炼铁。工业炼铁常用热还原法。一氧化碳在高温条件下还原氧化铁的化学方程式是 。
任务二:认识铁锅的制作
(3)裁料。在钢板上划线,沿线切出锅胚。传统工艺常用一种蓝色溶液划线,划线处会出现红色物质,该蓝色溶液可能是 (写一种物质)溶液。
(4)锻打。铁锅胚锻打成型,是利用铁具有 (性质)。
(5)淬火。将锻打好的铁锅加热,然后伸入到冷水中,铁在高温下与水蒸气反应生成一层致密的四氧化三铁,铁锅的硬度和耐磨性会显著增强,另外还生成一种气体单质。该反应的化学方程式是 。
(6)防锈。在制好的铁锅表面涂一层油防止锈蚀,其原理是 。
12.(2025·湖北省)钢铁工业加速绿色转型,由“碳冶金”向“氢冶金”升级。工程师在高炉炼铁(图甲)的基础上,开发了氢基竖炉炼铁新工艺,其流程如图(图乙)。
(1)赤铁矿石主要成分Fe2O3中铁元素的化合价为 。
(2)炼铁高炉进风口附近的反应,主要生成CO2而不是CO的原因是 。
(3)新工艺绿色环保,“还原反应室”中主反应为Fe2O3+3H22Fe+3X。
①X的化学式为 。
②该反应属于 (填字母)。
a.化合反应 b.分解反应 c.置换反应 d.复分解反应
(4)图乙中合成气由甲烷和水反应制得,也可由焦炭制得:C+H2OH2+CO。消耗相同质量的水时,理论上前者与后者制得H2的质量比为 。
13.(2025·江西省)化学社团探究金属的化学性质时进行了如图实验。
(1)用砂纸打磨铁片的目的是 。
(2)铁与硝酸银溶液发生置换反应的化学方程式为 ,证明铁的金属活动性比银 。
【查阅资料】室温下,氯化银是难溶于水的白色固体;粉末状的银为黑色
【提出问题】在水中,铁能与溶于水的硝酸银反应,是否也能与难溶于水的氯化银反应?
【作出猜想】猜想I:能反应 猜想II:不能反应
【实验预测】
(3)若猜想I正确,则可观察到反应后溶液的颜色为 。
【进行实验】
(4)取少量氯化银于烧杯中,加入蒸馏水,再加入过量的铁粉,充分搅拌,静置后液体颜色无明显变化。甲同学据此认为猜想II正确,乙同学认为影响液体颜色变化的因素很多,液体颜色无明显变化不能说明反应没有发生。于是他们将烧杯中的物质过滤,继续实验。请完成表格中①~③处填空。
实验操作
实验现象
实验分析与结论
a.取少量滤液于试管中,滴加硝酸银溶液
滤液中含有氯化亚铁,滤渣的成分为 。猜想I正确
b.取滤渣于另一支试管中,向其中加入足量
产生气泡,烧杯内有黑色固体剩余
【反思提升】科学探究中,我们要敢于质疑、收集证据、修正错误观点,提高科学思维能力。
14.(2025·天津市)金属及金属材料具有广泛用途
(1)铜能被加工成厚度仅为的超薄铜箔,说明铜具有良好的 (填“延展性”或“导电性”)。
(2)炼铁的主要原理是一氧化碳与氧化铁在高温下反应,其化学方程式为 。
(3)将一定量的铁粉加入硝酸银和硝酸铜的混合溶液中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。向滤渣中加入稀盐酸有气泡产生。则滤渣的成分为 (填化学式)。
(4)铝镁合金是飞机制造、建筑等行业的重要材料。为测定某铝镁合金(不含其他元素)中铝的质量分数,现将4.8g的铝镁合金与足量稀硫酸充分反应,生成0.5g氢气。该合金中铝的质量分数为 。
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初中化学中考一轮复习
金属和
金属材料
中考化学一轮复习专题
录
目
CONTENTS
01
知识导图
02
考点梳理
03
考点练习
01
知识导图
知识导图
金属材料
纯金属
金属的物理共性
大多数金属具有优良的导电性、导热性,有延展性,能够弯曲。
大多数金属呈银白色(铜红色,金黄色,铁粉黑色,铁片银白色)。
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。
金属的用途
常见金属性质对应的用途:熔点高做灯泡的灯丝;铜、铝导电性好做电缆、电线;铬硬度大做镀层金属;铁硬度大做菜刀、镰刀、锤子等。
决定物质用途的主要因素是物质的性质。另外还要考虑价格、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。
金属之最
合金
概念
合金的优点
常见合金
在纯金属中加热融合某些金属或非金属,制得具有金属特征的合金。
铁合金:生铁(含碳量2%~4.3%)和钢(含碳量0.03%~2%),二者主要区别是含碳量不同。
合金与组成它的纯金属相比,硬度更大,熔点更低,抗腐蚀性更好。。
其他合金:铜合金、钛合金
知识导图
金属的化学性质
金属与
氧气反应
铁、铜常温下几乎不与氧气反应,但在高温高温时能与氧气反应。细铁丝能在氧气中燃烧,铜在空气中加热表面变黑。
镁铝常温下就能与氧气反应。铝表面能形成一层致密的氧化物膜,阻止铝继续与氧气反应,因此铝有很好的抗腐蚀性能。
金属与
酸反应
金属与盐
溶液反应
真金不怕火炼说明金即使在高温条件下也不与氧气反应。
金属活动性:镁、铝>铁、铜>金
镁、锌与稀盐酸或稀硫酸反应,产生气泡速度较快,溶液颜色不变。
铁与稀盐酸或稀硫酸反应,产生气泡速度很慢,溶液由无色变成浅绿色。
铜与稀盐酸或硫酸不反应,无产生气泡。
金属活动性:镁、锌、铁>铜
铝丝漫入硫酸铜溶液:铝丝表面有红色物质生成,溶液由蓝色变为无色
铜丝漫入硝酸银溶液:铜丝表面有银白色物质生成,溶液由无色变为蓝色
铜丝浸入酸铝溶液:无明显现象
金属活动性:铝>铜>银
知识导图
金属活动性顺序
内容
K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au
应用
金属的位置越靠前,它的活动性就越强。
只有位于氮之前的金属才能置换出盐酸和稀硫酸中的氢
只有位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的化合物溶液中置接出来
知识导图
金属资源的利用和保护
金属矿物
原理:利用一氧化碳的还原性,将钱从化合物中还原出来
金、银以单质形式存在,其余金属都以化合物的形式存在。
铁的冶炼
铁的锈蚀
原料:赤铁矿石、焦炭、石灰石、热空气
原料的作用:焦炭提供热量和一氧化碳作还原剂;石石将矿石中郎三氧化硅变成炉渣、热空气提供充足的氧气
产品:生铁
铁生锈的条件:与氧气和水同时接触
防锈措施:保持表面的洁净和干燥;涂保护层;制成合金(如不锈钢)
保护金属资源的途径:防止金属腐蚀;回收利用废旧金属;
有计划、合理地开采金属矿物;寻找金属的代用品等。
02
考点梳理
考点一
金属材料
知识梳理
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______。
纯金属
合金
合金
黄铜配件
66%的铜
和34%的锌
高纯度铜配件
铜含量
99.7%~99.95%
考点一
金属材料
知识梳理
(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。
液体
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。
银白
红色
黄色
黑色
导电性
导热性
延展性
考点一
金属材料
知识梳理
(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
性质
易于回收
便利
熔点高
导电性好
硬度大
考点一
金属材料
知识梳理
(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
铝
钙
铁
银
熔点最高
汞
考点一
金属材料
知识梳理
2.合金
(1)概念:在________中加热融合某些______或________,制得具有__________的合金。
①合金是混合物 ②形成合金的过程是物理变化
③合金各成分的化学性质不变
纯金属
金属
非金属
金属特征
考点一
金属材料
知识梳理
(2)合金的优点:
一般来说,合金与组成它的纯金属相比较,_________,_________,______________。
硬度更大
熔点更低
抗腐蚀性更好
铁合金 生铁:含碳量 _____________ 铁的合金主要含、C,生铁和钢的主要区别是含碳量不同,也含有不同的成分,因此它们的______也不同。
钢:含碳量______________
锡合金 焊锡:熔点低,用于__________
伍德合金:熔点只有,做________
铜合金 黄铜:______合金。强度高、可塑性好、耐腐蚀;做零件、仪表
青铜:铜锡合金。强度高、可塑性好、耐腐蚀;做零件
性能
焊接金属
保险丝
铜锌
考点一
金属材料
知识梳理
铝合金 硬铝:强度和硬度大,用作飞机、火箭、轮船
钛合金 优点:熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、机械性能好、____________好
用途:广泛用于火箭、导弹、航天器、化工设备、通信设备和医疗等。如:制造________和_______________;
抗腐蚀性能
人造骨
形状记忆合金
(2)合金的优点:
一般来说,合金与组成它的纯金属相比较,_________,_________,______________。
硬度更大
熔点更低
抗腐蚀性更好
考点一
质量守恒定律
易混易错
合金是________ 。
01
混合物
铝合金
铝、镁、铜、硅
钛合金
钛、铝、镓等
形成合金的过程是______变化 ,合金中的金属以______形式存在。
02
物理
单质
合金中各成分的化学性质______ 。
03
不变
生铁和钢的主要区别是含碳量不同,“百炼成钢”的原理就是:通入纯氧的使生铁中的碳与氧气充分反应生成二氧化碳而降低生铁中的含碳量。
化学方程式:
04
考点二
金属的化学性质
知识梳理
1.金属与氧气的反应
金属 反应事实 反应现象 反应的化学方程式
镁 常温下就能与氧气反应 常温下表面形成氧化膜
铝 常温下表面形成________氧化膜
铁 常温下几乎不与氧气反应,但在高温时能与氧气反应 铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成
______固体 3Fe+2O2Fe3O4
铜 红色的铜片加热后______
金 “真金不怕火炼”说明__________________________________
结论 通过金属与氧气__________及反应的__________判断金属的活动性:镁、铝>铁、铜>金。
致密的
黑色
变黑
即使在高温时金也不与氧气反应
能否反应
难易程度
特别提醒
01
铝具有很好的抗腐蚀性能原因:铝与空气中氧气反应,表面生成一层致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步氧化。
02
在空气中加热铜片,观察到的现象是铜片由红色变为黑色。
考点二
金属的化学性质
知识梳理
2.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 能与盐酸和稀硫酸反应,而不能与稀盐酸和稀硫酸反应。
金属活动性:_________________
快速
速度
适中
缓慢
浅绿
特别提醒
01
铁与稀盐酸和稀硫酸反应生成的铁的化合物中,铁元素的化合价都为+2。
02
含有Fe2+的溶液为浅绿色:FeSO4、FeCl2、Fe(NO3)3溶液都呈浅绿色。
Fe(NO3)3溶液
FeCl2溶液
FeSO4溶液
浅绿色
浅绿色
浅绿色
考点二
金属的化学性质
知识梳理
2.金属与其他金属化合物的溶液反应
实验 图示 现象 化学方程式 金属活动性
将铝丝浸入
硫酸铜溶液中 铝丝表面有______物质生成,溶液由______逐渐变为______ ________
将铜丝浸入
硝酸银溶液中 铜丝表面有______色物质生成,溶液由______逐渐变为______ ________
红色
蓝色
无色
铝>铜
银白
无色
蓝色
铜>银
考点二
金属的化学性质
知识梳理
2.金属与其他金属化合物的溶液反应
实验 图示 现象 化学方程式 金属活动性
将铜丝浸入
硫酸铝溶液中 ____________,不反应 ________
将铁钉浸入
硫酸铜溶液中 铁钉表面有____色物质生成,溶液由______逐渐变为________ ______________________ ________
无明显现象
铝>铜
红
蓝色
浅绿色
铁>铜
特别提醒
01
FeSO4、FeCl2、Fe(NO3)3溶液都呈浅绿色,是因为溶液中都含有Fe2+;
02
CuSO4、CuCl2、Cu(NO3)2溶液都呈蓝色,是因为溶液中都含有Cu2+。
Fe2+:绿
Cu2+:蓝
考点二
金属的化学性质
知识梳理
3.金属活动性顺序
(1)金属活动性顺序:
K Ca Na ____ Al ______ Sn Pb (H) _______ Ag Pt Au
金属活动性顺序由____逐渐______
Zn Fe
Cu Hg
强
减弱
钾钙钠镁铝,锌铁锡铅氢,铜汞银铂金
和酸来反应,氢后难进行,稀酸常用盐酸和硫酸。
和盐液反应,前金换后金,盐需溶于水。
特殊情况要记牢,单质铁变亚铁盐,钾钙钠,不可行
考点二
金属的化学性质
知识梳理
(2)金属活动性顺序的应用:
①在金属活动性顺序表里,金属的位置越靠前,它的活动性就______。(前强后弱)
②在金属活动性顺序表里,只有位于氢之前的金属才能置换出______和________中的氢。(氢前换氢)
③在金属活动性顺序表里,只有位于______的金属能把位于______的金属从它们的化合物溶液中置换出来。(强置换弱)
越强
盐酸
稀硫酸
前面
后面
特别提醒
01
金属与其他金属的化合物溶液反应时,钾钙钠三种金属除外,它们活泼性太强,会与水反应
02
金属活动性顺序可用谐音记忆:嫁给那美女,身体细且轻,统共一百斤。
特别提醒
01
只有金银以单质形式存在于自然界,其他金属大多以化合物形式存在于矿物中。
金银:单质
考点三
金属的冶炼
知识梳理
2.铁的冶炼
设备 ______ 图示
原理 利用__________的______性,将铁从化合物中还原出来
______________________________
原料 __________、 ______、________、热空气
(1)铁的冶炼历史:春秋时期我国一生产和使用铁器;战国以后铁成为最主要的金属;
《天工开物》有古代炼铁的记载。
(2)工业炼铁
高炉
一氧化碳
还原
赤铁矿石
焦炭
石灰石
考点三
金属的冶炼
知识梳理
2.铁的冶炼
各原料
的作用 焦炭 ______________;_____________ __________
石灰石 将矿石中的二氧化硅变为______。
热空气 提供充足的______。
产品 ______,密度大于炉渣,故出铁口在出
渣口____方。
高炉气体 主要成分:______________等
处理方法:收集后集中处理,或用于工业生产制煤气。
续表
①提供热量
②生成CO
炉渣
氧气
生铁
下
、CO、
考点三
金属的冶炼
知识梳理
3.拓展提升:实验探究一氧化碳还原氧化铁
实验现象 化学方程式
装置图 ________________________________
实验
现象 A处 红棕色粉末逐渐变成____色 ___________________________
B处 澄清石灰水________
C处 产生____色火焰
黑
变浑浊
蓝
考点三
金属的冶炼
知识梳理
3.拓展提升:实验探究一氧化碳还原氧化铁
注意
事项 (1)先通入CO一会儿,再给氧化铁加热;原因:__________________________________________________________。
(2)停止加热,继续通人CO至玻璃管冷却;原因:_____________________________。
(3)尾气处理:①______,使CO变成无毒的;②用________________将尾气______起来。
(4)澄清石灰水的作用:____________________。
排尽装置中的空气,
防止加热CO与空气的混合气体发生爆炸
防止热的铁被空气
再次氧化
点燃
气球或用排水法
收集
检验生成的二氧化碳
考点四
金属资源保护
知识梳理
1.铁生锈条件的探究
(1)铁生锈的实验
实验方案 现象
__________________
A B C 试管A:铁与__________同时接触 铁钉______
试管B:铁只与水接触 铁钉无明显变化
试管C:铁只与氧气接触 铁钉无明显变化
水、氧气
生锈
考点四
金属资源保护
知识梳理
1.铁生锈条件的探究
(2)实验分析
试管A与试管B对比,A中铁钉______,B中铁钉________,说明铁生锈需要____________。
试管A与试管C对比,A中铁钉______,C中铁钉________,说明铁生锈需要__________。
结论:铁生锈的条件是______________________。
铁钉
铁钉
煮沸后迅速冷却的蒸馏水
植物油
铁钉
棉花和干燥剂
生锈
不生锈
与氧气接触
生锈
不生锈
与水接触
铁与水、氧气同时接触
特别提醒
01
蒸馏水煮沸并迅速冷却的目的是除去水中溶解的氧气;植物油的作用是隔绝氧气;氯化钙具有吸水性,作用是吸收水分。
去氧:气体溶解度随温度升高而减小
隔绝氧气:油脂分子较大,与氧气之间的分子作用力较弱
氯化钙吸水后呈胶凝状
考点四
金属资源保护
知识梳理
2.铁锈的成分
铁锈的主要成分是____________,颜色为______。铁锈的结构很______,不能阻碍里层的铁继续与氧气、水等反应,铁制品会完全被腐蚀。
红色
疏松
考点四
金属资源保护
知识梳理
3. 防止铁制品锈蚀的原理和方法
(1)防止铁生锈的原理:隔绝__________。
(2)防止铁生锈的方法:
①保持铁制品表面的____________
②涂________:如______、______、烧制搪瓷、喷塑、镀耐腐蚀的金属、通过化学反应在表面形成致密的氧化物保护膜如烤蓝、使用防锈纸和防锈膜等。
③改变内部结构,制成耐腐蚀的______,如________。
氧气或水
清洁、干燥
保护层
涂油
刷漆
合金
不锈钢
考点四
金属资源保护
知识梳理
4.保护金属资源
(1)理由:①金属矿物的储量有限,且不可再生;②废旧金属的随意丢弃不仅浪费资源还污染环境。
(2)有效途径:①防止__________;②回收利用__________;③有计划、合理地开采金属矿物;④寻找金属的代用品等。
金属腐蚀
废旧金属
考点二
金属的化学性质
易混易错
铁生锈是___________。
01
缓慢氧化
铝比铁活泼,却比铁耐腐蚀的原因:铝常温下与空气中______反应,表面生成一层____________________,阻止铝继续与氧气反应。铁锈结构疏松,不能阻碍里面的铁继续氧化。
02
氧气
致密的氧化铝薄膜
实验活动
常见金属的物理和化学性质
知识梳理
【实验目的】
1.巩固和加深对金属性质的认识。
2.进一步提高实验设计的能力。
【实验用品】
试管、试管夹、坩埚钳、酒精灯、火柴、电池、导线、小灯泡、火柴、
镁条、锌粒、铝片、铁片、铜片、黄铜片、稀盐酸、稀硫酸、硫酸铜溶液、硝酸盐溶液
你还需要的实验用品:____________________________________________
坩埚钳、锤子、粗铁丝、硫酸亚铁溶液
实验活动
常见金属的物理和化学性质
知识梳理
【实验步骤】
1.金属的物理性质:
(1)金属的物理性质:观察并描述镁、铝、铁、铜的颜色和光泽。
镁、铝、铁是________固体,____金属光泽;铜是______固体,____金属光泽。
(2)通过相互刻画,比较铜片和铝片、铜片和黄铜片的硬度。
铜片和铝片相互刻画,铜片上没有划痕,铝片上有划痕,说明________________。铜片和黄铜片相互刻画,铜片上有划痕,黄铜片上没有划痕,说明__________________。
银白色
有
红色
有
铜的硬度比铝大
黄铜的硬度比铜大
实验活动
常见金属的物理和化学性质
知识梳理
(3)设计并进行实验,证明金属有导电性(导热性、延展性)
①证明金属有导电性:__________________________________
______________________________________________________________________。
②证明金属有导热性:__________________________________
_________________________________________________________________________________________________。
分别将铜片、铁片、铝片接入由电池、导线和小灯泡连接而成的电路中,都能观察到小灯泡亮了,说明金属有导电性
取一根火柴折下火柴头,放在铜片的一端,用坩埚钳夹住铜片将另一端放在酒精灯火焰上灼烧,一段时间后,观察到火柴头燃烧,说明金属有导热性
实验活动
常见金属的物理和化学性质
知识梳理
③证明金属有延展性:
方法1:_______________________________________________
________________。
方法2:查阅资料,饰品店做的___________是将金做成很薄的金箔包裹在银的外面;古代出土的金缕玉衣用的是金片和金线;电线中用的是铜线;铁能制成铁锅等。
以上事例都说明金属有良好的延展性。
取一根粗铁丝,用锤子锤几次,观察到铁丝被锤扁了,说明铁有延展性
“金包银”
实验活动
常见金属的物理和化学性质
知识梳理
2.金属的化学性质:
(1)用坩埚钳取一块铜片,在酒精灯火焰上加热,观察到______________。
(2)向5支试管中分别加入少量镁条、铝片、锌粒、铁片、铜片,再加入5ml稀盐酸(或稀硫酸),观察到____________________________
___________________________________________________________________________。用燃着的木条伸到放有镁条和铝片的试管口,有__________________,说明产生的气体是______。
铜片表面变黑
镁条和铝片表面产生气泡速度很快,锌粒表面产生气泡速度较快,铁片表面产生气泡速度很慢,铜片表面无气泡产生
爆鸣声和蓝色火焰
氢气
实验活动
常见金属的物理和化学性质
知识梳理
(3)设计和进行实验,比较铁、铜、银的金属活动性。
方法1: _______________________________________________________
_________________________________________________________________________________________________________________________ 。
方法2: _______________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 。
向2支试管中分别加入铜片,再分别加入硫酸亚铁溶液和硝酸银溶液,观察到加入硝酸银溶液的试管中铜片表面有银白色物质析出,另一支试管中无明显变化。证明活动性由强到弱的顺序为铁、铜、银
向2支试管中分别加入铁片和铜片,加入稀盐酸(或稀硫酸),观察到铁片表面有气泡产生,铜片表面无明显变化,证明铁的活动性比铜强。另取一支试管放入铜片,加入硝酸银溶液,观察到铜片表面有银白色物质析出,证明铜的活动性比银强
03
考点练习
考点一 金属材料
1.(2025·江西省)博物馆馆藏的下列文物中,主要由金属材料制成的是( )
A.青铜面具 B.龙凤玉佩 C.立人陶俑 D.青花瓷瓶
2.(2025·湖北省)中国空间站系统建设所使用的下列材料中,属于金属材料的是( )
A.建造空间站使用的碳纤维复合材料
B.制造载人飞船使用的滤紫外线石英玻璃
C.制作航天服使用的聚酰胺合成纤维
D.制造火箭使用的第三代铝锂合金
3.(2025·四川省宜宾市)《天工开物》记载“凡金箔每金七厘造方寸金一千片”。表明金具有良好的( )
A.导热性 B.延展性 C.导电性 D.抗腐蚀性
A
D
B
考点一 金属材料
4.(2025·山东省青岛市)在国家级非遗珠宝工艺“花丝镶嵌”中,金能被加工成比发丝还细的金丝,体现了金具有的性质是( )
A.导电性 B.导热性 C.延展性 D.有金属光泽
5.(2025·湖南省)金属在改善人类生活方面发挥着巨大作用。下列相关叙述不正确的是( )
A.纯铜的硬度比黄铜的大 B.钛合金具有良好的抗腐蚀性能
C.铁制品刷漆可防止生锈 D.回收废旧金属可实现资源再利用
C
A
考点二 金属的化学性质
6.(2025·山东省威海市)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. Mg、 Ag 、CuSO4溶液
D. Cu 、MgSO4溶液、AgNO3溶液
B
考点二 金属的化学性质
7.(2025·山西省)分析下列实验过程的相关信息,推理判断正确的一项是( )
D
A.操作2是过滤 B.固体X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
考点二 金属的化学性质
8.(2025·广东省)用思维导图对常温或点燃条件下能与物质M发生反应的物质进行归纳整理,如图,则M可能是( )
B
A.碳 B.铁
C.氧化铜 D.碳酸钙
考点二 金属的化学性质
9.(2025·湖北省武汉市)某同学绘制了物质的转化关系如图所示(图中“→”表示一种物质可以转化为另一种物质,部分反应物、生成物及反应条件已略去)。下列说法错误的是( )
A
A.Fe能在空气中剧烈燃烧生成红色的Fe3O4
B.Fe3O4转化为Fe的反应可以是置换反应
C.H2可与CuO反应生成Cu,也可与Fe2O3反应生成Fe
D.将Cu浸入FeSO4溶液中可比较Fe和Cu的金属活动性
考点二 金属的化学性质
10.(2025·陕西省)将一定量铁粉加入含有Cu(NO3)2和AgNO3两种溶质的溶液中,充分反应后过滤,得到滤液和滤渣。则下列说法正确的是( )
A.若滤液中有AgNO3,则滤渣中一定没有Cu、Ag
B.若滤渣成分为Cu、Ag、Fe,则滤液中溶质只有一种
C.若滤渣成分为Cu、Ag,则滤液中一定有Fe(NO3)3
D.若滤液中有Cu(NO3)2,则滤渣中加入稀硫酸一定会有气泡产生
B
考点二 金属的化学性质
11.(2025·吉林省)竖炉炼铁的工艺流程如图所示。催化反应室中发生的反应之一为:
下列分析正确的是( )
A.赤铁矿石粉碎后可以增加铁元素的含量
B.原料是赤铁矿石、天然气、高温尾气
C.合成气中X的化学式为H2O
D.赤铁矿石和天然气的主要成分都属于化合物
D
考点三 金属的冶炼
12.(2025·湖南省)郑州古荥镇发现的汉代冶铁遗址,证实中原炼铁历史悠久。炼铁高炉内主要物质间转化关系如下图所示(“—”表示物质间能反应,“→”表示反应一步实现,部分物质和反应条件已略去)。已知B为固体燃料,C为赤铁矿的主要成分。写出物质A在生产、生活中的一种用途: ;A转化为D的化学方程式为 ;C与D反应的化学方程式为 。
【答案】 灭火(合理即可)
考点三 金属的冶炼
13.(2025·黑龙江省龙东地区)金属矿物是宝贵的自然资源。
【答案】(1)降低含碳量 (2)
(3)刷漆、涂油(合理即可) (4) Zn Zn(NO3)2
(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AgNO3和Cu(NO3)2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 。
3CO
考点四 金属资源保护
14.(2025·广西)下列对铁片的处理方式中,容易导致其生锈的是( )
A.在表面喷漆 B.制成不锈钢 C.在表面涂油 D.泡在海水中
15.(2025·山东省青岛市)下列做法有利于防止金属生锈的是( )
A.自行车淋雨后未及时擦干 B.给室外铁制篮球架刷油漆
C.将钢铁制品存放在潮湿的环境中 D.经常用食盐水清洗铁制品
16.(2025·湖南省长沙市)湖南已建成自然资源全要素市场平台,通过AI智能分析有效破解了供需信息壁垒。下列有关自然资源的说法正确的是( )
A.空气有自净能力,无需监测
B.大量使用化石燃料对环境没有污染
C.有计划、合理地开采矿产资源
D.回收废旧金属不能节约金属资源
B
B
B
考点四 金属资源保护
17.(2025·陕西省)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)
考点四 金属资源保护
18.(2025·黑龙江省齐齐哈尔市)垃圾是放错位置的资源,合理的垃圾分类与有效的垃圾回收和利用必不可少。
(1)“垃圾分类,从我做起”,下列四种可回收物中,能获得金属的是___________。
A.废纸板 B.塑料矿泉水瓶 C.废旧铁锅 D.破损的玻璃瓶
(2)回收利用废旧金属具有什么意义?(答一点即可)
(3)铁制垃圾箱常采用喷漆的方法进行防锈,其防锈原理是什么?
【答案】(1)C
(2)节约金属资源;节约能源;减少对环境的污染(答一点即可,合理即可)
(3)隔绝水和氧气(或空气)
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专题06 金属和金属材料
一、考情剖析
考点要求
课标要求
命题预测
金属材料
· 知道金属具有一些共同的物理性质;知道在金属中加入其他元素形成合金可以改变金属材料的性能;了解金属、金属材料在生产生活和社会发展中的重要作用。
金属材料、金属的物理性质和用途可单独考查,也可与其他知识点一起考查,常结合工业生产、生活用品、航空航天等情境;题型一般以选择题为主,少数穿插于填空、探究、实验、流程等题型中。金属的化学性质的考查常见可在实验题、科学探究题和计算题中呈现,少数在选择题中考查。常见的考查方式有:金属与酸反应的图像及计算、金属活动性实验探究、实验现象和化学方程式书写等。金属冶炼的考查大多以填空题和流程题的形式呈现,少数以选择题的题型呈现。金属资源保护的考查一般在选择题中,也可以结合金属的其他考查内容穿插于非选择题中。常见的考点有:金属材料的判断、金属的性质与用途、金属活动性探究、铁的冶炼、铁生锈的条件、防止铁生锈的原理与方法。
金属的
化学性质
· 通过实验探究等活动认识常见金属的主要化学性质及金属活动性顺序。
金属的冶炼
· 知道大多数金属在自然界中是以金属矿物形式存在的,认识金属矿物是宝贵的自然资源。体会化学方法在金属冶炼中的重要性;
金属资源保护
· 以铁生锈为例,了解防止金属腐蚀的常用方法;了解废弃金属对环境的影响及金属回收再利用的价值。
二、思维导图
三、考点梳理
考点一 金属材料
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)概念:在纯金属中加热融合某些金属或非金属,制得具有金属特征的合金。
①合金是混合物 ②形成合金的过程是物理变化 ③合金各成分的化学性质不变
(2)合金的优点:
一般来说,合金与组成它的纯金属相比较,硬度更大,熔点更低,抗腐蚀性更好。
铁合金
生铁:含碳量 2%~4.3%
铁的合金主要含Fe、C,生铁和钢的主要区别是含碳量不同,也含有不同的成分,因此它们的性能也不同。
钢:含碳量0.03%~2%
锡合金
焊锡:熔点低,用于焊接金属
伍德合金:熔点只有70℃,做保险丝
铜合金
黄铜:铜锌合金。强度高、可塑性好、耐腐蚀;做零件、仪表
青铜:铜锡合金。强度高、可塑性好、耐腐蚀;做零件
铝合金
硬铝:强度和硬度大,用作飞机、火箭、轮船
钛合金
优点:熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、机械性能好、抗腐蚀性能好
用途:广泛用于火箭、导弹、航天器、化工设备、通信设备和医疗等。如:制造人造骨和形状记忆合金;
易错辨析
1.合金是混合物 。
2.形成合金的过程是物理变化 ,合金中的金属以单质形式存在。
3.合金中各成分的化学性质不变 。
4.生铁和钢的主要区别是含碳量不同,“百炼成钢”的原理就是:通入纯氧的使生铁中的碳与氧气充分反应生成二氧化碳而降低生铁中的含碳量。化学方程式:C+O2CO2
考点二 金属的化学性质
1.金属与氧气的反应
金属
反应事实
反应现象
反应的化学方程式
镁
常温下就能与氧气反应
常温下表面形成氧化膜
2Mg+O2=2MgO
铝
常温下表面形成致密的氧化膜
4Al+3O2=2Al2O3
铁
常温下几乎不与氧气反应,但在高温时能与氧气反应
铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,
生成黑色固体
3Fe+2O2Fe3O4
铜
红色的铜片加热后变黑
2Cu+O22CuO
金
“真金不怕火炼”说明即使在高温时金也不与氧气反应
结论
通过金属与氧气能否反应及反应的难易程度判断金属的活动性:镁、铝>铁、铜>金。
【特别提醒】
1.铝具有很好的抗腐蚀性能原因:铝与空气中氧气反应,表面生成一层致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步氧化。
2.在空气中加热铜片,观察到的现象是铜片由红色变为黑色。
2.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
【特别提醒】
1.铁与稀盐酸和稀硫酸反应生成的铁的化合物中,铁元素的化合价都为+2价。
2.含有Fe2+的溶液为浅绿色:FeSO4、FeCl2、Fe(NO3)3溶液都呈浅绿色。
2.金属与其他金属化合物的溶液反应
实验
图示
现象
化学方程式
金属活动性
将铝丝浸入
硫酸铜溶液中
铝丝表面有红色物质生成,溶液由蓝色逐渐变为无色
2Al+3CuSO4 =Al2(SO4)3 +3Cu
铝>铜
将铜丝浸入
硝酸银溶液中
铜丝表面有银白色物质生成,溶液由无色逐渐变为蓝色
Cu+2AgNO3 =2Ag+Cu(NO3)2
铜>银
将铜丝浸入
硫酸铝溶液中
无明显现象,不反应
铝>铜
将铁钉浸入
硫酸铜溶液中
铁钉表面有红色物质生成,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色
Fe+CuSO4 =FeSO4 +Cu
铁>铜
【特别提醒】
1.FeSO4、FeCl2、Fe(NO3)3溶液都呈浅绿色,是因为溶液中都含有Fe2+;
2.CuSO4、CuCl2、Cu(NO3)2溶液都呈蓝色,是因为溶液中都含有Cu2+。
3.金属活动性顺序
(1)金属活动性顺序:
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
金属活动性顺序由强逐渐减弱
(2)金属活动性顺序的应用:
①在金属活动性顺序表里,金属的位置越靠前,它的活动性就越强。(前强后弱)
②在金属活动性顺序表里,只有位于氢之前的金属才能置换出盐酸和稀硫酸中的氢。(氢前换氢)
③在金属活动性顺序表里,只有位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的化合物溶液中置换出来。(强置换弱)
【特别提醒】
1.金属与其他金属的化合物溶液反应时,钾钙钠三种金属除外,它们活泼性太强,会与水反应。
2.金属活动性顺序可用谐音记忆:嫁给那美女,身体细且轻,统共一百斤。
考点三 金属的冶炼
1.金属矿物
(1)地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中,除了金、银等有单质形式存在,其余金属都以化合物的形式存在。
(2)几种常见的金属矿石及其主要成分
金属矿石
赤铁矿
磁铁矿
铝土矿
赤铜矿
金红石
软锰矿
主要成分
Fe2O3
Fe3O4
Al2O3
Cu2O
TiO2
MnO2
(3)人类每年要从有开采价值的金属矿石中提炼大量的金属,其中,提炼量最大的是铁。
【特别提醒】
1.只有金银以单质形式存在于自然界,其他金属大多以化合物形式存在于矿物中。
2.铁的冶炼
(1)铁的冶炼历史:春秋时期我国一生产和使用铁器;战国以后铁成为最主要的金属;《天工开物》有古代炼铁的记载。
(2)工业炼铁
设备
高炉
图示
原理
利用一氧化碳的还原性,将铁从化合物中还原出来
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
原料
赤铁矿石、 焦炭、石灰石、热空气
各原料的作用
焦炭
①提供热量;②生成CO
石灰石
将矿石中的二氧化硅变为炉渣。
热空气
提供充足的氧气。
产品
生铁,密度大于炉渣,故出铁口在出渣口下方。
高炉气体
主要成分:N2、CO、CO2等
处理方法:收集后集中处理,或用于工业生产制煤气。
3.拓展提升:实验探究一氧化碳还原氧化铁
实验现象
化学方程式
装置图
实验现象
A处
红棕色粉末逐渐变成黑色
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
B处
澄清石灰水变浑浊
Ca(OH)2 +CO2 = CaCO3↓ + H2O
C处
产生蓝色火焰
2CO + O22CO2
注意事项
(1)先通入CO一会儿,再给氧化铁加热;原因:排尽装置中的空气,防止加热CO与空气的混合气体发生爆炸。
(2)停止加热,继续通人CO至玻璃管冷却;原因:防止热的铁被空气再次氧化。
(3)尾气处理:①点燃,使CO变成无毒的CO2;②用气球或用排水法将尾气收集起来。
(4)澄清石灰水的作用:检验生成的二氧化碳。
考点四 金属资源保护
1.铁生锈条件的探究
(1)铁生锈的实验
实验方案
现象
A B C
试管A:铁与水、氧气同时接触
铁钉生锈
试管B:铁只与水接触
铁钉无明显变化
试管C:铁只与氧气接触
铁钉无明显变化
(2)实验分析
试管A与试管B对比,A中铁钉生锈,B中铁钉不生锈,说明铁生锈需要与氧气接触。
试管A与试管C对比,A中铁钉生锈,C中铁钉不生锈,说明铁生锈需要与水接触。
结论:铁生锈的条件是铁与水、氧气同时接触。
【特别提醒】
1.蒸馏水煮沸并迅速冷却的目的是除去水中溶解的氧气;植物油的作用是隔绝氧气;氯化钙具有吸水性,作用是吸收水分。
2.铁锈的成分
铁锈的主要成分是Fe2O3•xH2O,颜色为红色。铁锈的结构很疏松,不能阻碍里层的铁继续与氧气、水等反应,铁制品会完全被腐蚀。
3. 防止铁制品锈蚀的原理和方法
(1)防止铁生锈的原理:隔绝氧气或水。
(2)防止铁生锈的方法:
①保持铁制品表面的清洁、干燥
②涂保护层:如涂油、刷漆、烧制搪瓷、喷塑、镀耐腐蚀的金属、通过化学反应在表面形成致密的氧化物保护膜如烤蓝、使用防锈纸和防锈膜等。
③改变内部结构,制成耐腐蚀的合金,如不锈钢。
4.保护金属资源
(1)理由:①金属矿物的储量有限,且不可再生;②废旧金属的随意丢弃不仅浪费资源还污染环境。
(2)有效途径:①防止金属腐蚀;②回收利用废旧金属;③有计划、合理地开采金属矿物;④寻找金属的代用品等。
代用品。
易错辨析
1.铁生锈是缓慢氧化。
2.铝比铁活泼,却比铁耐腐蚀的原因:铝常温下与空气中氧气反应,表面生成一层致密的氧化铝薄膜,阻止铝继续与氧气反应。铁锈结构疏松,不能阻碍里面的铁继续氧化。
实验活动•常见金属的物理和化学性质
【实验目的】
1.巩固和加深对金属性质的认识。
2.进一步提高实验设计的能力。
【实验用品】
试管、试管夹、坩埚钳、酒精灯、火柴、电池、导线、小灯泡、火柴
镁条、锌粒、铝片、铁片、铜片、黄铜片、稀盐酸、稀硫酸、硫酸铜溶液、硝酸盐溶液
你还需要的实验用品:坩埚钳、锤子、粗铁丝、硫酸亚铁溶液
【实验步骤】
1.金属的物理性质:
(1)金属的物理性质:观察并描述镁、铝、铁、铜的颜色和光泽。
镁、铝、铁是银白色固体,有金属光泽;铜是红色固体,有金属光泽。
(2)通过相互刻画,比较铜片和铝片、铜片和黄铜片的硬度。
铜片和铝片相互刻画,铜片上没有划痕,铝片上有划痕,说明铜的硬度比铝大。
铜片和黄铜片相互刻画,铜片上有划痕,黄铜片上没有划痕,说明黄铜的硬度比铜大。
(3)设计并进行实验,证明金属有导电性(导热性、延展性)
①证明金属有导电性:分别将铜片、铁片、铝片接入由电池、导线和小灯泡连接而成的电路中,都能观察到小灯泡亮了,说明金属有导电性。
②证明金属有导热性:取一根火柴折下火柴头,放在铜片的一端,用坩埚钳夹住铜片将另一端放在酒精灯火焰上灼烧,一段时间后,观察到火柴头燃烧,说明金属有导热性。
③证明金属有延展性:
方法1:取一根粗铁丝,用锤子锤几次,观察到铁丝被锤扁了,说明铁有延展性。
方法2:查阅资料,饰品店做的“金包银”是将金做成很薄的金箔包裹在银的外面;古代出土的金缕玉衣用的是金片和金线;电线中用的是铜线;铁能制成铁锅等。以上事例都说明金属有良好的延展性。
2.金属的化学性质:
(1)用坩埚钳取一块铜片,在酒精灯火焰上加热,观察到铜片表面变黑。
(2)向5支试管中分别加入少量镁条、铝片、锌粒、铁片、铜片,再加入5ml稀盐酸(或稀硫酸),观察到镁条和铝片表面产生气泡速度很快,锌粒表面产生气泡速度较快,铁片表面产生气泡速度很慢,铜片表面无气泡产生。用燃着的木条伸到放有镁条和铝片的试管口,有爆鸣声和蓝色火焰,说明产生的气体是氢气。
(3)设计和进行实验,比较铁、铜、银的金属活动性。
方法1:向2支试管中分别加入铜片,再分别加入硫酸亚铁溶液和硝酸银溶液,观察到加入硝酸银溶液的试管中铜片表面有银白色物质析出,另一支试管中无明显变化。证明活动性由强到弱的顺序为铁、铜、银。
方法2:向2支试管中分别加入铁片和铜片,加入稀盐酸(或稀硫酸),观察到铁片表面有气泡产生,铜片表面无明显变化,证明铁的活动性比铜强。另取一支试管放入铜片,加入硝酸银溶液,观察到铜片表面有银白色物质析出,证明铜的活动性比银强。
四、考点练习
考点一 金属材料
1.(2025·江西省)博物馆馆藏的下列文物中,主要由金属材料制成的是
A.青铜面具 B.龙凤玉佩 C.立人陶俑 D.青花瓷瓶
【答案】A
【详解】A. 青铜是铜与锡的合金,属于金属材料。合金是由金属与其他金属或非金属熔合而成,具有金属特性,因此青铜面具由金属材料制成;符合题意。
B. 玉佩由玉石(如翡翠、和田玉等)制成,玉石属于无机非金属材料;不符合题意。
C. 陶俑以黏土为原料,经高温烧制而成,属于陶瓷,是无机非金属材料;不符合题意。
D. 青花瓷是陶瓷的一种,主要成分为硅酸盐,属于无机非金属材料;不符合题意。
故选A。
2.(2025·湖北省)中国空间站系统建设所使用的下列材料中,属于金属材料的是
A.建造空间站使用的碳纤维复合材料
B.制造载人飞船使用的滤紫外线石英玻璃
C.制作航天服使用的聚酰胺合成纤维
D.制造火箭使用的第三代铝锂合金
【答案】D
【详解】A、碳纤维复合材料由碳纤维与树脂等基体结合而成,属于复合材料,并非金属材料,故A错误;
B、石英玻璃主要成分为二氧化硅(SiO2),属于无机非金属材料(硅酸盐材料),故B错误;
C、聚酰胺合成纤维(如尼龙)属于有机高分子合成材料,非金属材料,故C错误;
D、铝锂合金是铝(金属)与锂(金属)熔合而成的合金,属于金属材料(合金是金属材料的重要类别),故D正确。
故选D。
3.(2025·四川省宜宾市)《天工开物》记载“凡金箔每金七厘造方寸金一千片”。表明金具有良好的
A.导热性 B.延展性 C.导电性 D.抗腐蚀性
【答案】B
【详解】“凡金箔每金七厘造方寸金一千片”,说明金能被加工成很薄的金箔,体现金具有良好的延展性,选 B。
4.(2025·山东省青岛市)在国家级非遗珠宝工艺“花丝镶嵌”中,金能被加工成比发丝还细的金丝,体现了金具有的性质是
A.导电性 B.导热性 C.延展性 D.有金属光泽
【答案】C
【详解】A、导电性是指金属能传导电流的性质,如铜用于电线。但题干中金被加工成细丝,强调的是形状变化,而不是导电功能,因此不体现导电性。结论:错误。
B、导热性是指金属能传递热量的性质,如铝用于锅具。题干中金丝的加工过程不涉及热量传递,只涉及物理变形,因此不体现导热性。结论:错误。
C、延展性是指金属能被拉伸成细丝或压成薄片的性质。题干中金被加工成比发丝还细的金丝,正是金在受力时被拉伸而不破裂的体现,这直接对应延展性。结论:正确。
D、金属光泽是指金属表面有闪亮的光泽,如金首饰的外观。但题干强调的是加工过程(拉成细丝),而不是最终产品的外观,因此不体现金属光泽。结论:错误。
故选C。
5.(2025·湖南省)金属在改善人类生活方面发挥着巨大作用。下列相关叙述不正确的是
A.纯铜的硬度比黄铜的大 B.钛合金具有良好的抗腐蚀性能
C.铁制品刷漆可防止生锈 D.回收废旧金属可实现资源再利用
【答案】A
【详解】A、合金的硬度通常比其成分金属更高,黄铜是铜和锌的合金,因此硬度应大于纯铜,故A错误;
B、钛合金因表面易形成致密氧化膜,抗腐蚀性能优异,常用于耐腐蚀材料,故B正确;
C、铁生锈需接触水和氧气,刷漆可隔绝二者,从而防锈,故C正确;
D、回收金属能减少资源浪费、降低污染,符合可持续发展理念,故D正确。
故选A。
考点二 金属的化学性质
6.(2025·山东省威海市)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
【详解】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。
7.(2025·山西省)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
【详解】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 。
8.(2025·广东省)用思维导图对常温或点燃条件下能与物质M发生反应的物质进行归纳整理,如图,则M可能是
A.碳 B.铁 C.氧化铜 D.碳酸钙
【答案】B
【详解】A、碳在氧气中燃烧生成二氧化碳,碳与潮湿空气、硫酸铜溶液、稀盐酸不反应,不符合题意;
B、铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁,铁在潮湿空气中会锈蚀生成铁锈,铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,符合题意;
C、氧化铜与氧气、潮湿空气、硫酸铜溶液不反应,氧化铜与稀盐酸反应生成氯化铜和水,不符合题意;
D、碳酸钙与氧气、潮湿空气、硫酸铜溶液不反应,碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,不符合题意。
故选:B。
9.(2025·湖北省武汉市)某同学绘制了物质的转化关系如图所示(图中“→”表示一种物质可以转化为另一种物质,部分反应物、生成物及反应条件已略去)。下列说法错误的是
A.Fe能在空气中剧烈燃烧生成红色的
B.转化为Fe的反应可以是置换反应
C.可与CuO反应生成Cu,也可与反应生成Fe
D.将Cu浸入溶液中可比较Fe和Cu的金属活动性
【答案】A
【详解】A、铁在空气中不能燃烧,只能烧至红热,铁能在氧气中燃烧生成黑色的四氧化三铁,符合题意;
B、四氧化三铁转化为铁的反应可以是碳和四氧化三铁在高温下反应生成铁和二氧化碳,该反应符合“一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物”的反应,属于置换反应,不符合题意;
C、氢气能与氧化铜在加热的条件下反应生成铜和水,氢气也能与氧化铁在高温下反应生成铁和水,不符合题意;
D、将Cu浸入溶液中,铜与硫酸亚铁不反应,无明显现象,说明铁比铜活泼,可以比较铁和铜的金属活动性,不符合题意。
故选A。
10.(2025·陕西省)将一定量铁粉加入含有Cu(NO3)2和AgNO3两种溶质的溶液中,充分反应后过滤,得到滤液和滤渣。则下列说法正确的是
A.若滤液中有AgNO3,则滤渣中一定没有Cu、Ag
B.若滤渣成分为Cu、Ag、Fe,则滤液中溶质只有一种
C.若滤渣成分为Cu、Ag,则滤液中一定有Fe(NO3)3
D.若滤液中有Cu(NO3)2,则滤渣中加入稀硫酸一定会有气泡产生
【答案】B
【分析】根据金属活动性顺序(Fe > Cu > Ag),铁粉优先置换AgNO3中的Ag,同时产生硝酸亚铁,如果铁过量,铁再置换硝酸铜中的Cu,同时产生硝酸亚铁。
【详解】A. 若滤液中有AgNO3,说明AgNO3未完全反应,此时Fe仅置换部分银离子,滤渣中必然含有Ag,但Cu未被置换(因AgNO3未反应完时Fe不会置换Cu)。因此,滤渣中一定含有Ag,而非“没有Cu、Ag”。A错误。
B. 若滤渣含Fe、Cu、Ag,说明Fe过量,AgNO3和Cu(NO3)2已完全反应。Fe在置换反应中生成Fe2+,溶质仅剩硝酸亚铁。B正确。
C. 若滤渣含Cu、Ag,说明Fe已置换Ag和Cu,但Fe可能未完全反应。Fe在置换反应中生成Fe2+,而非Fe3+。因此,滤液中应一定含有硝酸亚铁,而非硝酸铁。C错误。
D. 若滤液含硝酸铜,说明Fe可能未与硝酸铜反应或者只反应了部分硝酸铜,此时滤渣中一定含有银,可能含有铜,而无Fe。加入稀硫酸时,无Fe则无气泡。因此,“一定会有气泡”不成立。D错误。
故选B。
考点三 金属的冶炼
11.(2025·吉林省)竖炉炼铁的工艺流程如图所示。催化反应室中发生的反应之一为:。下列分析正确的是
A.赤铁矿石粉碎后可以增加铁元素的含量
B.原料是赤铁矿石、天然气、高温尾气
C.合成气中X的化学式为
D.赤铁矿石和天然气的主要成分都属于化合物
【答案】D
【详解】A.赤铁矿石粉碎后可以增大反应物的接触面积,使反应更充分,并不能增加铁元素的含量,故A错误;
B.由流程图可知,原料是赤铁矿石、天然气,高温尾气可循环使用,但不是原料,故B错误;
C.根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变,反应物中C、H、O原子的个数分别为2、4、2,生成物中C、O原子的个数分别为2、2,所以2X中应有4个氢原子,X的化学式为H2,故C错误;
D.赤铁矿石的主要成分氧化铁(),天然气的主要成分是甲烷(),它们都是由不同种元素组成的纯净物,都属于化合物,故D正确。
故选:D。
12.(2025·湖南省)郑州古荥镇发现的汉代冶铁遗址,证实中原炼铁历史悠久。炼铁高炉内主要物质间转化关系如下图所示(“—”表示物质间能反应,“→”表示反应一步实现,部分物质和反应条件已略去)。已知B为固体燃料,C为赤铁矿的主要成分。写出物质A在生产、生活中的一种用途: ;A转化为D的化学方程式为 ;C与D反应的化学方程式为 。
【答案】 灭火(合理即可)
【分析】因为已知B为固体燃料,C为赤铁矿的主要成分,则推断B是碳,C是氧化铁,D物质可以与氧化铁反应,碳也能与氧气不充分燃烧生成一氧化碳,故推断D是一氧化碳,一氧化碳和氧气反应生成二氧化碳,二氧化碳和碳在高温条件下反应生成一氧化碳,故A推断是二氧化碳,碳也能与氧气反应生成二氧化碳,代入物质符合图示转化关系。
【详解】①因为 A 是由碳反应生成且能转化为具有还原性的物质 D ,所以 A 是二氧化碳。二氧化碳在生产、生活中的用途有灭火等。
②由上述分析可知 A 是二氧化碳, D 是一氧化碳,二氧化碳和碳在高温条件下反应生成一氧化碳,化学方程式为:。
③C 是氧化铁, D 是一氧化碳,一氧化碳和氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳,化学方程式为:。
13.(2025·黑龙江省龙东地区)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 Zn(NO3)2
【详解】(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。
考点四 金属资源保护
14.(2025·广西)下列对铁片的处理方式中,容易导致其生锈的是
A.在表面喷漆 B.制成不锈钢 C.在表面涂油 D.泡在海水中
【答案】D
【详解】A、铁生锈实际上是铁与空气中的氧气和水等发生化学反应的过程,在铁片表面喷漆,可以隔绝水和氧气,达到防锈的目的,故选项不符合题意;
B、将铁片制成不锈钢,由于不锈钢是铁合金,合金结构更稳定,抗腐蚀性更强,故选项不符合题意;
C、在铁片表面涂油,可以隔绝水和氧气,达到防锈的目的,故选项不符合题意;
D、将铁片泡在海水中,海水含盐,能加速电化学腐蚀,促进生锈,故选项符合题意。
故选D。
15.(2025·山东省青岛市)下列做法有利于防止金属生锈的是
A.自行车淋雨后未及时擦干 B.给室外铁制篮球架刷油漆
C.将钢铁制品存放在潮湿的环境中 D.经常用食盐水清洗铁制品
【答案】B
【详解】A. 自行车淋雨后表面残留水分,提供生锈所需的水分条件,会加速生锈。因此,这种做法不利于防止金属生锈。故A错误。
B. 油漆能形成一层致密的保护层,隔绝铁与氧气和水分的接触,从而有效防止生锈。因此,这种做法有利于防止金属生锈。故B正确。
C. 潮湿环境含有大量水分,会促进铁与氧气、水的反应,加速生锈。因此,这种做法不利于防止金属生锈。故C错误。
D.食盐水中的盐分会加速铁的腐蚀,使生锈更快。因此,这种做法不利于防止金属生锈。故D错误。
故选B。
16.(2025·湖南省长沙市)湖南已建成自然资源全要素市场平台,通过AI智能分析有效破解了供需信息壁垒。下列有关自然资源的说法正确的是
A.空气有自净能力,无需监测
B.大量使用化石燃料对环境没有污染
C.有计划、合理地开采矿产资源
D.回收废旧金属不能节约金属资源
【答案】C
【详解】A、空气虽然有自净能力(如污染物扩散、雨水冲刷等),但若污染物排放超过其自净能力,会导致空气污染(如雾霾),因此仍需监测空气质量,该选项说法不正确;
B、化石燃料(煤、石油等)燃烧会释放二氧化硫、氮氧化物等污染物,导致酸雨、温室效应等环境问题,大量使用必然污染环境,该选项说法不正确;
C、矿产资源不可再生,有计划、合理开采能避免资源枯竭,符合可持续发展原则,该选项说法正确;
D、回收废旧金属可减少矿石开采量,降低能源消耗和污染,是节约金属资源的重要途径,该选项说法不正确。
故选C。
17.(2025·陕西省)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)、
【详解】(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:。
18.(2025·黑龙江省齐齐哈尔市)垃圾是放错位置的资源,合理的垃圾分类与有效的垃圾回收和利用必不可少。
(1)“垃圾分类,从我做起”,下列四种可回收物中,能获得金属的是___________。
A.废纸板 B.塑料矿泉水瓶 C.废旧铁锅 D.破损的玻璃瓶
(2)回收利用废旧金属具有什么意义?(答一点即可)
(3)铁制垃圾箱常采用喷漆的方法进行防锈,其防锈原理是什么?
【答案】(1)C
(2)节约金属资源;节约能源;减少对环境的污染(答一点即可,合理即可)
(3)隔绝水和氧气(或空气)
【详解】(1)A、废纸板属于纸类,没有金属材料,不符合题意;
B、塑料瓶属于塑料,没有金属材料,不符合题意;
C、旧铁锅属于金属制品,回收后可通过冶炼重新获得金属,符合题意;
D、玻璃瓶属于玻璃,没有金属材料,不符合题意。
故选C;
(2)回收废旧金属可减少对矿石的开采,节约自然资源;同时减少冶炼新金属所需的能源消耗和污染排放,降低环境负担。
(3)铁生锈需与氧气和水接触。喷漆后,铁表面被覆盖,阻隔了氧气和水的接触,从而防止锈蚀。这是初中化学中常见的金属防锈方法。
五、课后练习
1.(2025·吉林省)1956年,在吉林省诞生了新中国第一辆解放牌汽车。生产汽车的材料中,属于金属材料的是
A.合金 B.橡胶 C.塑料 D.玻璃
【答案】A
【详解】A、合金是由一种金属跟其他金属(或非金属)熔合形成的具有金属特性的物质,属于金属材料,汽车很多关键部件如发动机、车架等会用到合金材料,A 选项正确;
B、橡胶是有机高分子材料,分为天然橡胶和合成橡胶,常用于汽车轮胎、密封件等,但不属于金属材料,B 选项错误;
C、塑料是有机合成材料,具有质轻、耐腐蚀等特点,可用于汽车内饰等部件,并非金属材料,C 选项错误;
D、玻璃属于无机非金属材料,在汽车上主要用于车窗等部位,不属于金属材料,D 选项错误。
故选A。
2.(2025·广西)下列广西壮族自治区博物馆的藏品中,主要由金属材料制成的是
A.弦纹玻璃杯 B.翔鹭纹铜鼓 C.工字形木器 D.龙形玉饰件
【答案】B
【详解】A、弦纹玻璃杯:玻璃属于硅酸盐材料,属于无机非金属材料,故A错误;
B、翔鹭纹铜鼓:铜鼓由铜合金(如青铜)制成,铜是金属,合金属于金属材料,故B正确;
C、工字形木器:木材是天然有机材料,不属于金属材料,故C错误;
D、龙形玉饰件:玉是硅酸盐矿物,属于无机非金属材料,不属于金属材料,故D错误。
故选B。
3.(2025·湖南省)下列项目中对应的化学知识不正确的是
选项
项目
化学知识
A
节约是中华民族的传统美德
回收利用废旧金属有利于节约资源
B
剧烈体育运动后可适量补充糖类
糖类能为人体提供能量
C
稀有气体可用于制作美丽的霓虹灯
稀有气体通电能发出不同颜色的光
D
劳动时使用铁合金工具
铁合金比纯铁熔点高
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A、回收利用废旧金属可以减少资源浪费,节约能源,并减少污染。金属属于不可再生资源,回收利用符合节约理念,项目中对应的化学知识正确,不符合题意;
B、糖类是人体主要的供能物质,剧烈运动后补充糖类可快速补充能量,项目中对应的化学知识正确,不符合题意;
C、稀有气体在通电时会发出不同颜色的光(如氖气发红光),因此用于霓虹灯,项目中对应的化学知识正确,不符合题意;
D、合金的熔点一般低于纯金属,铁合金的熔点通常比纯铁低(如生铁熔点低于纯铁),而非更高,项目中对应的化学知识不正确,符合题意。
故选D。
4.(2025·福建省)镍是一种重要的金属。将废旧坡莫合金(含镍、铁和铜等)浸入800℃液态镁中形成镁镍合金,再经如右下图所示的真空蒸馏,可实现镁和镍的分离与回收。下列说法正确的是
A.合金的硬度一般比其组成金属的小
B.镁的沸点比镍的高
C.真空蒸馏过程中,镁原子间的间隙发生改变
D.坡莫合金可完全溶解于足量稀硫酸中
【答案】C
【详解】A、合金的硬度一般比其组成金属的大,而不是小,A 错误。
B、从真空蒸馏能够分离镁和镍,且镁以气态形式被收集,可推断出镁的沸点比镍的低,B 错误。
C、真空蒸馏过程中,镁由液态变为气态,物质的状态发生变化,分子(原子)间的间隙会发生改变,C 正确。
D、坡莫合金中含铜,铜不与稀硫酸反应,所以坡莫合金不能完全溶解于足量稀硫酸中,D 错误。
故选:C。
5.(2025·河北省)如图所示为某班学生用废旧金属制作班徽的过程。下列说法错误的是
A.①中利用了铁能被磁铁吸引的性质 B.②中稀盐酸可用氯化钠溶液替代
C.④中铁板上会出现红色图案 D.⑤中塑封是为了防止班徽生锈
【答案】B
【详解】A、用磁铁选出废铁板,利用了铁能被磁铁吸引的性质,选项正确;
B、氯化钠不能与铁锈(主要成分氧化铁)反应,不能代替稀盐酸,选项错误;
C、铁与硫酸铜反应生成红色固体铜和硫酸亚铁,故铁板上会出现红色图案,选项正确;
D、塑封能隔绝氧气和水,防止班徽生锈,选项正确;
故选B。
6.(2025·黑龙江省齐齐哈尔市)将一定质量的锌粉放入硝酸亚铁和硝酸银的混合溶液中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。下列说法中正确的是
A.若滤液呈浅绿色,则滤渣中只含有银
B.若滤渣中加稀盐酸有气泡产生,则滤液中一定含有两种溶质
C.若滤液为无色,则滤液中一定含有硝酸锌,可能含有硝酸银
D.将所得滤渣洗涤、干燥后称量,质量可能与所加锌粉的质量相等
【答案】D
【详解】根据金属活动性顺序(Zn > Fe > Ag),锌粉优先置换硝酸银中的银,随后置换硝酸亚铁中的铁。分析各选项:
A. 若滤液呈浅绿色(含Fe²+),说明硝酸亚铁未完全反应。此时锌可能仅置换部分或全部银,但未置换铁。若锌仅置换银,滤渣为银;若置换银后继续置换铁,滤渣含银和铁。因此滤渣中“只含银”不一定成立,A错误。
B. 若滤渣与稀盐酸反应产生气泡,说明滤渣含活泼金属。若此时锌过量,硝酸银和硝酸亚铁均被完全置换,滤液中仅剩硝酸锌(一种溶质)。选项B中“两种溶质”错误,B错误。
C. 若滤液无色,说明Fe²+完全反应(硝酸亚铁被置换完全)。锌需先置换完银才能置换铁,因此硝酸银此时应已完全反应,滤液中不可能含硝酸银。选项C中“可能含硝酸银”错误,C错误。
D. 置换反应中,锌与银、铁的质量变化不同:置换银时滤渣质量增加,置换铁时减少。通过调整置换比例(如部分置换银和较多铁),总质量可能等于消耗锌的质量。因此滤渣质量可能与锌粉质量相等,D正确。
故选:D。
7.(2025·江苏省苏州市)为验证活性炭或食盐能加快铁粉生锈速率,进行实验。下表是铁粉、水与不同质量活性炭、食盐均匀混合后,在10分钟内温度上升的实验记录
实验编号
活性炭质量/g
食盐质量/g
温度上升值/℃
1
0
0
0.1
2
0.2
0
22.0
3
0.1
3.1
4
0.2
0.1
56.3
下列说法正确的是x
A.铁的锈蚀不需要氧气参与
B.表中的值为0.2
C.欲得出结论“活性炭能加快铁粉生锈速率”可以对比实验1和2
D.对比实验1和4得出的结论是“食盐能加快铁粉生锈速率”
【答案】C
【详解】A、铁的锈蚀需要氧气和水共同作用,故铁的锈蚀需要氧气参与,不符合题意;
B、该实验需要验证活性炭或食盐能加快铁粉生锈速率,由表可知,实验1和2的变量为是否有活性炭,是探究活性炭对铁粉生锈速率的影响,则实验1和3应是探究食盐对铁粉生锈速率的影响,根据控制变量法,变量是是否含食盐,其他因素相同,则x的值为0,不符合题意;
C、实验1(无活性炭、无食盐)与实验2(有活性炭0.2g、无食盐)的变量仅为活性炭。实验2温度显著升高,说明活性炭能加快铁粉生锈速率,故欲得出结论“活性炭能加快铁粉生锈速率”可以对比实验1和2,符合题意;
D、实验1(无活性炭、无食盐)与实验4(有活性炭0.2g、食盐0.1g)的变量为活性炭和食盐,无法单独证明食盐的作用。正确对比应为实验1(无活性炭、无食盐)和实验3(无活性炭、有食盐),不符合题意。
故选C。
8.(2025·四川省广元市)我国古代很多发明创造与化学工艺有关。如图是西汉海昏侯墓出土的青铜雁鱼灯。
(1)雁鱼灯的灯体采用青铜材质,青铜与铜相比的优点是 (写一点即可)。
(2)将灯罩关闭即可将火焰熄灭,其原理是 。
(3)我国在西汉时期已经发现铁与硫酸铜溶液反应会生成铜,该反应的化学方程式为 。
(4)据《汉书》记载“高奴县有洧水可燃”,洧水即石油,石油属于 (填“可再生”或“不可再生”)能源。
(5)雁鱼灯出土时表面某些部分存在绿色锈斑。该绿色锈斑的主要成分是碱式碳酸铜【】,可以推知,铜锈蚀的过程是金属铜与、 (填两种物质的化学式)发生反应的过程。
(6)时至今日,防止金属腐蚀仍是保护金属资源的重要途径,请提出一条防止金属腐蚀的建议 。
【答案】(1)硬度大
(2)隔绝空气或氧气
(3)
(4)不可再生
(5)、
(6)保持金属表面洁净干燥
【详解】(1)一般情况下,合金的硬度比组成它的纯金属的硬度大,因此青铜与铜相比的优点是硬度大;
(2)将灯罩关闭即可将火焰熄灭,其原理是隔绝空气或氧气;
(3)铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,化学方程式为;
(4)石油在短时间内不能从自然界中得到补充,属于不可再生能源;
(5)根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,生成物碱式碳酸铜中含有铜元素、氧元素、氢元素和碳元素,反应物铜、氧气中含有铜元素和氧元素,还需要含碳元素和氢元素的物质,空气中的二氧化碳、水中含有碳元素、氢元素,由此可知铜锈蚀的过程是金属铜与、、发生反应的过程;
(6)防止金属腐蚀的建议:保持金属表面洁净干燥、刷漆等。
9.(2025·湖南省)为探究金属活动性,某同学利用下图所示装置进行实验。将足量常见金属M加到Y形试管右管中,观察到溶液逐渐变蓝;充分反应后,倾斜Y形试管,使右管中溶液进入左管,观察到溶液蓝色变浅直至消失。
(1)判断M可能是 金属。
(2)用化学方程式说明左管中溶液蓝色消失的原因 。
(3)根据实验判断锌、银、M的金属活动性由强到弱的顺序 。
【答案】(1)铜
(2)
(3)Zn>M>Ag
【详解】(1)溶液中铜离子显蓝色,将足量常见金属M加到Y形试管右管中,观察到溶液逐渐变蓝,铜能与硝酸银反应生成硝酸铜和银,则M可能是金属铜。
(2)充分反应后,倾斜Y形试管,使右管中溶液进入左管,锌与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜,左管中溶液蓝色消失,反应的化学方程式为:。
(3)铜能与硝酸银反应生成硝酸铜和银,说明金属活动性Cu(M)>Ag,锌能与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜,说明金属活动性Zn>Cu(M),则锌、银、M的金属活动性由强到弱的顺序Zn>M>Ag。
10.(2025·云南省)云南斑铜“妙在有斑,贵在浑厚”,其制作技艺是国家非物质文化遗产。
(1)《滇南闻见录》记载:“自来铜(铜基合金),不可经火,须生锤成器”,通过捶打将斑铜塑成不同形状,体现了金属的 性。斑铜的熔点比纯铜 (填“高”或“低”)。
(2)斑铜主要含有铜、锌、锡、铁等。用如图所示装置及药品,通过一次实验验证锌、铁、铜的金属活动性,回答下列问题。
①组装好装置,装入药品前,应先 。
②集气瓶中金属B和溶液X可能的组合为 (任填一组)。
【答案】(1) 延展 低
(2) 检查装置气密性 Fe与稀硫酸(合理即可)
【详解】(1)金属有延展性,可通过捶打塑形;合金熔点一般比组成它的纯金属低,斑铜是铜基合金,斑铜的熔点比纯铜低。
(2)①实验前需确保装置不漏气,防止气体逸出影响实验,故填:检查装置气密性。
②金属B与溶液X 反应产生气体(H2),使集气瓶内压强增大,将液体含有盐溶液压入两侧烧杯,与金属A、C 接触,通过观察A、C 表面是否有金属析出,判断金属活动性。则金属B为Fe,溶液X为稀硫酸(或稀盐酸);铁和稀硫酸反应产生硫酸亚铁和氢气,氢气使集气瓶内压强增大,将硫酸亚铁溶液压入两侧烧杯,与金属A、C 接触;金属A选Zn、金属C选Cu;左侧:Zn与硫酸亚铁溶液反应,说明活动性Zn>Fe;右侧:Cu与硫酸亚铁溶液不反应,说明活动性Fe>Cu;综上,实现 “一次实验验证Zn>Fe>Cu”;故填:Fe与稀硫酸(合理即可)。
11.(2025·山东省烟台市)国家非物质文化遗产“章丘铁锅”表面光滑如镜,炒菜不粘锅。制作时经过了冷锻、热锻等十二道工序,上万次捶打。兴趣小组以“章丘铁锅”为主题进行项目式学习。
任务一:认识铁料的来源
(1)自然界中的铁。因为铁的化学性质 ,所以自然界中的铁元素大多以 形式存在。
(2)炼铁。工业炼铁常用热还原法。一氧化碳在高温条件下还原氧化铁的化学方程式是 。
任务二:认识铁锅的制作
(3)裁料。在钢板上划线,沿线切出锅胚。传统工艺常用一种蓝色溶液划线,划线处会出现红色物质,该蓝色溶液可能是 (写一种物质)溶液。
(4)锻打。铁锅胚锻打成型,是利用铁具有 (性质)。
(5)淬火。将锻打好的铁锅加热,然后伸入到冷水中,铁在高温下与水蒸气反应生成一层致密的四氧化三铁,铁锅的硬度和耐磨性会显著增强,另外还生成一种气体单质。该反应的化学方程式是 。
(6)防锈。在制好的铁锅表面涂一层油防止锈蚀,其原理是 。
【答案】(1) 比较活泼 化合物
(2)
(3)硫酸铜
(4)延展性
(5)
(6)隔绝氧气和水
【详解】(1)铁的化学性质比较活泼,容易与水、氧气等反应;所以自然界中的铁元素大多以化合物形式存在。
(2)一氧化碳在高温条件下还原氧化铁生成铁和二氧化碳,化学方程式是;
(3)蓝色溶液可能是硫酸铜 溶液,因为铁能与硫酸铜发生置换反应,生成红色的铜和硫酸亚铁。
(4)铁锅胚锻打成型,是利用铁具有延展性 。
(5)依据质量守恒定律,反应前有铁(Fe)、氢(H )、氧(O)元素,反应后已知生成Fe3O4(含Fe、O元素 ),所以缺失的气体单质必含氢元素,即为氢气;铁在高温下与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,化学方程式是;
(6)在制好的铁锅表面涂一层油防止锈蚀,原理是隔绝氧气和水。
12.(2025·湖北省)钢铁工业加速绿色转型,由“碳冶金”向“氢冶金”升级。工程师在高炉炼铁(图甲)的基础上,开发了氢基竖炉炼铁新工艺,其流程如图(图乙)。
(1)赤铁矿石主要成分Fe2O3中铁元素的化合价为 。
(2)炼铁高炉进风口附近的反应,主要生成CO2而不是CO的原因是 。
(3)新工艺绿色环保,“还原反应室”中主反应为Fe2O3+3H22Fe+3X。
①X的化学式为 。
②该反应属于 (填字母)。
a.化合反应 b.分解反应 c.置换反应 d.复分解反应
(4)图乙中合成气由甲烷和水反应制得,也可由焦炭制得:C+H2OH2+CO。消耗相同质量的水时,理论上前者与后者制得H2的质量比为 。
【答案】(1)+3
(2)进风口氧气充足,碳在氧气充足时燃烧生成二氧化碳
(3) c
(4)3:1
【详解】(1)化合物中元素化合价代数和为0,氧化铁中铁元素化合价为x,则
(2)根据碳在充足的氧气中燃烧会生成二氧化碳但不会生成一氧化碳,故进风口出生成的主要是二氧化碳;
(3)①根据质量守恒定律反应前后原子的种类和个数都不变,反应前有2Fe、3O、6H,反应后有2Fe,故3X中含有6H和3O,故X的化学式是H2O;
②该反应符合一种化合物和一种单质反应生成另一种单质和化合物的反应,属于置换反应,故填:c;
(4)根据题意,,,由此可知一个水分子前者生成3个氢分子,后者生成1个氢分子,故等量的水理论上生成氢气的质量比是3:1.
13.(2025·江西省)化学社团探究金属的化学性质时进行了如图实验。
(1)用砂纸打磨铁片的目的是 。
(2)铁与硝酸银溶液发生置换反应的化学方程式为 ,证明铁的金属活动性比银 。
【查阅资料】室温下,氯化银是难溶于水的白色固体;粉末状的银为黑色
【提出问题】在水中,铁能与溶于水的硝酸银反应,是否也能与难溶于水的氯化银反应?
【作出猜想】猜想I:能反应 猜想II:不能反应
【实验预测】
(3)若猜想I正确,则可观察到反应后溶液的颜色为 。
【进行实验】
(4)取少量氯化银于烧杯中,加入蒸馏水,再加入过量的铁粉,充分搅拌,静置后液体颜色无明显变化。甲同学据此认为猜想II正确,乙同学认为影响液体颜色变化的因素很多,液体颜色无明显变化不能说明反应没有发生。于是他们将烧杯中的物质过滤,继续实验。请完成表格中①~③处填空。
实验操作
实验现象
实验分析与结论
a.取少量滤液于试管中,滴加硝酸银溶液
滤液中含有氯化亚铁,滤渣的成分为 。猜想I正确
b.取滤渣于另一支试管中,向其中加入足量
产生气泡,烧杯内有黑色固体剩余
【反思提升】科学探究中,我们要敢于质疑、收集证据、修正错误观点,提高科学思维能力。
【答案】(1)除去铁片表面的杂质
(2) Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag 强
(3)浅绿色
(4) 产生白色沉淀 稀盐酸(或稀硫酸) 铁、银(或Fe、Ag)
【详解】(1)铁片表面有铁锈等杂质,用砂纸打磨铁片的目的是除去铁片表面的杂质,使铁与硝酸银溶液充分接触反应 故填:除去铁片表面的杂质。
(2)铁与硝酸银溶液发生置换反应,生成硝酸亚铁和银,化学方程式为;在金属活动性顺序中,前面的金属能把后面的金属从其盐溶液中置换出来,铁能置换出硝酸银中的银,证明铁的金属活动性比银强 。
(3)若猜想I正确,铁与氯化银反应生成氯化亚铁和银,氯化亚铁溶液呈浅绿色 ,所以可观察到反应后溶液的颜色为浅绿色。
(4)a.结论中滤液含有氯化亚铁,取少量滤液于试管中,滴加硝酸银溶液,氯化亚铁和硝酸银反应产生氯化银沉淀和硝酸亚铁,所以现象是产生白色沉淀。
b.根据实验现象 “产生气泡”,及实验中用了过量的铁粉,可知加入的是足量酸,铁和稀盐酸反应会产生氯化亚铁和氢气,所以填:稀盐酸(或稀硫酸 )。
取滤渣,向其中加入足量稀盐酸(或稀硫酸 ) ,铁已经完全反应酸足量;烧杯内有黑色固体剩余,说明是不能酸反应的银,则黑色固体是银(粉末状银为黑色 ),所以滤渣的成分为银和铁(或Fe、Ag)。
14.(2025·天津市)金属及金属材料具有广泛用途
(1)铜能被加工成厚度仅为的超薄铜箔,说明铜具有良好的 (填“延展性”或“导电性”)。
(2)炼铁的主要原理是一氧化碳与氧化铁在高温下反应,其化学方程式为 。
(3)将一定量的铁粉加入硝酸银和硝酸铜的混合溶液中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。向滤渣中加入稀盐酸有气泡产生。则滤渣的成分为 (填化学式)。
(4)铝镁合金是飞机制造、建筑等行业的重要材料。为测定某铝镁合金(不含其他元素)中铝的质量分数,现将4.8g的铝镁合金与足量稀硫酸充分反应,生成0.5g氢气。该合金中铝的质量分数为 。
【答案】(1)延展性
(2)
(3)Ag、Cu、Fe
(4)75%
【详解】(1)铜能被加工成厚度仅为的超薄铜箔,说明铜具有良好的延展性;
(2)炼铁的原理是一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳,反应的化学方程式为:;
(3)金属活动性顺序为Fe>H>Cu>Ag。铁粉优先置换硝酸银中的Ag,再置换硝酸铜中的Cu。若铁过量,滤渣中会残留未反应的Fe,同时含被置换出的Cu和Ag,加入稀盐酸产生气泡,说明滤渣中含Fe,则滤渣的成分为Ag、Cu、Fe;
(4)设合金中Al质量为,Mg质量为,铝和硫酸反应生成氢气的质量为,镁和硫酸反应生成氢气的质量为
则
解得
则该合金中铝的质量分数为。
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