1.2 金属的化学性质（举一反三·讲义）科学新教材浙教版九年级下册

1.2 金属的化学性质 【新教材浙教版】 【知识框架+知识精讲（4个知识归纳+4个题型）+课后作业】 模块二 知识精讲 情景导入 三星堆遗址是我国古巴蜀文化的瑰宝，考古发掘出大量的青铜器和金器等。青铜器、铁器总是锈迹斑斑，而金器仍金光闪闪，这是为什么? 知识归纳 【知识点1 金属的化学性质】 一、金属与氧气的反应 （一）有些金属常温下就能与氧气反应 (1)在常温下，金属铝的表面易生成一层致密的氧化铝保护膜，它能阻止金属铝继续被空气氧化，因此铝具有很好的抗腐蚀性能。反应的化学方程式为4A1+3O2 = 2Al2O3 (2)在常温下，铁在潮湿的空气中会被氧化而生锈(铁锈的主要成分是Fe2O3)。 （二）有些金属能在空气中燃烧 2Mg+O2点燃2MgO，现象是剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体(氧化镁)，放出热量。 （三）有些金属在空气中不燃烧，但能在氧气(纯氧)中燃烧 3Fe+2O2点燃Fe3O4，现象是剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体(四氧化三铁)，放出热量。 （四）有些金属虽不能燃烧，但在加热的条件下能与氧气反应生成氧化物 2Cu+O2 △ 2CuO，现象是铜丝表面由紫红色变成黑色。 （五）金等金属即使在高温下也不与氧气反应 【能力拓展】 ①洗涤铝制容器时，不要用钢丝球擦洗，以免破坏氧化膜。 ②越活泼的金属，越易与氧气反应，反应越剧烈。 二、金属与酸的反应 （一）金属与酸的反应 (1)镁、锌等金属能与稀盐酸或稀硫酸发生反应，生成相应的盐和氢气。金属表面会有气泡出现，反应的化学方程式为 Mg+2HCl = MgCl2+H2↑ Zn+2HCl = ZnCl2+H2↑ Mg+H2SO4 = MgSO4+H2↑ Zn+H2SO4 = ZnSO4+H2↑ 将燃着的木条接近有气泡产生的试管，松开拇指发现气体燃烧，此气体即为氢气。 (2)铜、银等金属不与稀盐酸或稀硫酸反应，放入两种酸中无明显现象。 （二）置换反应 (1)置换反应 ①概念：由一种单质跟一种化合物发生反应生成另一种单质和另一种化合物的反应。 ②形式： A+BC → AC+B ③特点：单换单 ④置换反应类型 a.活泼金属与酸反应，如Fe+2HC1 = FeCl2+H2 ↑ b.金属与盐溶液反应，如Cu+2AgNO3 = Cu(NO3)2+2Ag (2)四大基本反应类型：化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应，它们的区别如下： 反应类型 概念 特点 形式 化合反应 由两种或两种以上物质生成一种物质的反应 多变一 A+B+...→ C 分解反应 由一种物质生成两种或两种以上物质的反应 一变多 A → B+C+... 置换反应 由一种单质跟一种化合物发生反应生成另一种单质和另一种化合物反应 单换单 AB+C → A+CB 复分解反应 两种化合物互相交换成分生成两种新化合物反应 两交换、价不变 AB+CD → AD+CB 【例1】为探究铜与氧反应的规律，某同学借助氧气传感器在密闭装置中进行如图所示实验。观察实验现象并分析氧气含量随时间变化的曲线图。其中终点D（203，6.15%）表示时间为203秒时，装置中氧气含量为6.15%。结合图示判断下列说法错误的是（　　） A．加热前的空气样品中，氧气含量为20.99% B．铜在加热条件下能与氧气发生化学反应 C．拐点C至终点D所对应的时间范围内，装置内物质的总质量逐渐减少 D．本次实验结束后，装置内的氧气有残留 【答案】C 【解答】解：A、根据图示可知，加热前的空气样品中氧气含量为 20.99%，故选项说法正确； B、加热过程中氧气含量减少，说明铜在加热条件下能与氧气发生化学反应，故选项说法正确； C、在密闭装置中进行实验，化学反应遵循质量守恒定律，则拐点C至终点D所对应的时间范围内，铜与氧气发生反应生成氧化铜，但装置内物质的总质量不变，故选项说法错误； D、从拐点C开始反应加快，可能原因是终点D氧气含量为6.15%，大于0，说明实验结束后装置内仍有氧气残留，故选项说法正确。 故选：C。 【变式1-1】钠是一种活泼金属，常温下能与水剧烈反应，生成一种碱和一种可燃性气体。实验中，取绿豆大小的钠投入硫酸铜溶液中，充分反应后过滤，得到无色滤液和蓝色滤渣，未发现红色固体。下列有关说法错误的是（　　） A．生成的可燃性气体为氢气 B．充分反应后溶液的质量一定减少 C．滤液呈无色说明滤液中一定不存在CuSO4 D．生成蓝色滤渣的原理是2NaOH+CuSO4＝Na2SO4+Cu（OH）2↓ 【答案】B 【解答】解：A、由分析可知，钠和水反应生成氢氧化钠和氢气，生成的可燃性气体为氢气，故选项说法正确。 B、由分析可知，钠和水反应生成氢氧化钠和氢气，氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠，总反应的化学方程式为：2Na+2H2O+CuSO4＝Cu（OH）2↓+Na2SO4+H2↑，每46份质量的钠参与反应，进入溶液的质量为46份，析出的氢氧化铜和逸出氢气的质量为98份+2份＝100份，此时溶液质量减少100份﹣46份＝54份，但是如果钠过量，与硫酸铜反应后进入溶液的质量还大于54份，此时溶液的质量增大，故选项说法错误。 C、硫酸铜溶液呈蓝色，滤液呈无色说明滤液中一定不存在CuSO4，故选项说法正确。 D、由分析可知，生成蓝色滤渣的原理是2NaOH+CuSO4＝Na2SO4+Cu（OH）2↓，故选项说法正确。 故选：B。 【变式1-2】在探究“金属与酸反应规律”的实验中，小虞同学向盛有相同质量铝粉和铁粉的烧杯中分别逐滴滴加相同质量分数的稀硫酸（如图1所示），产生氢气的质量与加入稀硫酸的质量关系如图2所示。下列说法正确的是（　　） A．a点时两个烧杯中金属都有剩余 B．b点时B烧杯溶液中溶质只有一种 C．c点时两个烧杯中的酸都恰好完全反应 D．曲线甲对应金属铁，曲线乙对应金属铝 【答案】A 【解答】解：A、a点时够未反应完，故金属都有剩余，故A正确； B、甲产生的氢气多，乙产生的氢气少，故甲是铝，乙是铁，b 点时烧杯B中铁已经完全反应，故溶质有硫酸和硫酸亚铁，故B错误； C、c 点时，甲曲线氢气量出现拐点不再改变，说明铝烧杯中恰好完全反应；乙曲线的氢气量已稳定，说明铁烧杯中的铁已反应完，硫酸有剩余，故C错误； D、曲线甲对应金属铁，曲线乙对应金属铝，相同质量的铝产生氢气比铁多，所以曲线甲对应铝，乙对应铁，故D错误。 故选：A。 【变式1-3】（多选）将未经打磨的铝片放入盛有过量稀盐酸的密闭容器中，测得容器中气体压强与反应时间的关系如图。从图像中获取的下列信息中，正确的是（　　） A．a点是容器中化学反应的开始点 B．b点是容器中化学反应的结束点，溶质为氯化铝 C．0～400秒内溶液的pH都在增大 D．从图像可以得出金属与稀盐酸反应放热 【答案】CD 【解答】解：A、未经打磨的铝片，铝片上含有氧化铝，稀盐酸会与氧化铝先反应，根据图像可知，a点开始压强逐渐变大，说明这时有气体出现，故a点时铝和稀盐酸开始反应产生了氢气，故0﹣a点是氧化铝和稀盐酸反应，故a点不是容器中反应的开始点，故选项不正确。 B、b点压强最大，说明此时反应结束了，氧化铝和稀盐酸反应生成氯化铝和水，铝和稀盐酸反应生成氯化铝和氢气，故溶质中一定有氯化铝、氯化氢，故选项不正确。 C、0～400s盐酸不断消耗，溶液酸性逐渐减弱，pH逐渐在增大，故选项正确。 D、b﹣c阶段压强减小，然后不变，说明是反应结束后温度逐渐恢复到初始温度，说明了反应过程中有热量放出，故选项正确。 故选：CD。 【知识点2 金属活动性顺序】 （一）金属与某些盐溶液的反应 把经除油、除锈处理的洁净的铁丝、铜丝分别放入几种盐溶液中，实验记录如下表： 实验操作 实验现象 化学方程式 铁丝浸入硫酸铜溶液中 铁丝表面覆盖一层红色物质，溶液由蓝色变成浅绿色 Fe+CuSO4 = FeSO4+Cu 铜丝浸入硫酸亚铁溶液中 无现象 铜丝浸入硝酸银溶液中 铜丝表面覆盖一层银白色物质，溶液由无色变成蓝色 Cu+2AgNO3 = Cu(NO3)2+2Ag 结论：铁、铜、银的金属活动性顺序为铁>铜>银，即活动性较强的金属能把活动性较弱的金属从它的盐的水溶液中置换出来。 （二）金属活动性顺序 经过许多实验，入们总结出一些常见金属的金属活动性顺序如下： (1)在金属的活动性顺序中，金属位置越靠前，活动性就越强。 (2)排在氢前面的金属可以把酸(非氧化性酸)里的氢置换出来，而排在氢后面的金属不能把酸(非氧化性酸)里的氢置换出来。这里的酸通常指盐酸和稀硫酸而不是浓硫酸(或硝酸)，因为金属与浓硫酸(或硝酸)等反应不产生氢气。 (3)一种活动性较强的金属能把另一种活动性较弱的金属从它的盐的水溶液中置换出来。 (4)K、Ca、Na三种金属的活动性太强，在与盐溶液反应时，会先与溶液中的水发生反应，生成对应的碱和氢气，碱再与盐发生复分解反应。 （三）金属活动性顺序的应用湿法炼铜 湿法炼铜技术是我国古代劳动入民发明的，我国是世界上最早使用湿法炼铜的国家。其原理是先用硫酸将铜矿中的铜转变成可溶性的硫酸铜，再将铁放入硫酸铜溶液中把铜置换出来，反应的化学方程式为Fe+CuSO4 = Cu+FeSO4 【能力拓展】 验证三种金属的活动性顺序，一般采用两种方法：“中间金属、两边金属化合物溶液”或“两边金属、中间金属化合物溶液”。这里的“中间”“两边”指的是三种金属的活动性排序。 当多种金属盐溶液同时存在时，最不活泼的金属先从盐溶液中被置换出来，如向CuSO4、AgNO3的混合溶液中放入铁片，先置换出来银，当AgNO3完全反应后，若铁有剩余，再置换出CuSO4中的铜。 【例2】如图所示，R是滑动变阻器，它的金属滑片垂直固定在等臂金属杠杆的中央且可以随杠杆左右转动，杠杆两端分别悬挂等质量、等体积的铁球，此时杠杆平衡。再分别将铁球同时浸没到密度相同的稀硫酸和硫酸铜溶液中（小球体积变化忽略不计），反应一段时间后，下列判断正确的是（　　） A．左边烧杯中铁球表面产生气泡，烧杯中溶液质量变小 B．右边烧杯中铁球表面产生红色固体附着，整个球质量变小 C．杠杆失去平衡，左端下沉 D．金属滑片向右偏转，灯泡L比开始时变亮 【答案】D 【解答】解：A、左边烧杯中铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，反应的化学方程式为Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑，每98份质量的硫酸完全反应生成152份质量的硫酸亚铁，烧杯中溶液质量变大，故选项说法不正确。 B、右边烧杯中铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，反应的化学方程式为Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu，每56份质量的铁完全反应生成64份质量的铜，生成的铜会附着在铁球表面，整个球质量变大，故选项说法不正确。 C、左边铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，铁球质量变小，右边铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，铁球质量变大，所以杠杆失去平衡，右端下沉，故选项说法不正确。 D、左边铁球质量变小，右边铁球质量变大，金属滑片向右偏转，滑动变阻器接入电路电阻变小，根据欧姆定律I可知，电流变大，灯泡L比开始时变亮，故选项说法正确。 故选：D。 【变式2-1】现有颗粒大小相同且等质量的A、B两种金属，相对原子质量A＜B，将A和B分别放入质量相同、浓度相同的稀硫酸中，A、B参与反应的硫酸盐中的A、B均为+2价，产生氢气的质量随反应时间变化曲线如图。下列说法正确的是（　　） A．反应后A、B一定都有剩余 B．B的金属活动性比A活泼 C．反应生成ASO4的质量小于BSO4的质量 D．与A、B反应的硫酸质量不相等 【答案】C 【解答】解：A．反应后A、B不一定都有剩余，如65份质量的铁、锌分别与含有98份质量的溶质硫酸完全反应后，生成氢气质量相等，都是2份质量，锌恰好完全反应，铁过量，故选项说法不正确。 B．开始阶段，相同时间内，A产生的氢气质量较多，说明A比B活泼，故选项说法不正确。 C．反应的硫酸质量相等，反应生成的盐中硫酸根质量相等，A的相对原子质量小于B，则反应生成ASO4的质量小于BSO4的质量，故选项说法正确。 D．最终生成氢气质量相等，说明反应的硫酸质量相等，故选项说法不正确。 故选：C。 【变式2-2】把相同体积、相同质量分数的稀盐酸，分别滴到等质量、颗粒大小相同的X、Y、Z三种较活泼金属中，生成H2的质量与反应时间的关系如图所示。这三种金属的活动性顺序为（　　） A．Y＞Z＞X B．Z＞X＞Y C．Y＞X＞Z D．X＞Y＞Z 【答案】C 【解答】解：A、从图中可以看出，在相同时间内，X和Z相比，X产生的氢气最多，Z产生的氢气最少，说明X的反应速率比Z快，因此活动性Z＞X是错误的，故A错误； B、Z的反应速率最慢，活动性最弱，不可能排在X、Y前面，故B错误； C、图中斜线的陡度由大到小依次为Y、X、Z，说明反应速率由快到慢依次为Y、X、Z，因此这三种金属的活动性顺序为Y＞X＞Z，故C正确； D、Y的斜线比X陡，说明Y的活动性比X强，故D错误； 故选：C。 【变式2-3】为探究金属M与铜、铁的活动性顺序，某同学做了如下实验：①将M放入硫酸铜溶液，M表面析出红色固体；②将M放入硫酸亚铁溶液中，无明显现象。下列结论正确的是（　　） A．金属活动性：M＞铁＞铜 B．金属活动性：铁＞M＞铜 C．金属活动性：铜＞M＞铁 D．无法判断M与铁、铜的活动性顺序 【答案】B 【解答】解：①将M放入硫酸铜溶液，M表面析出红色固体，说明金属活动性M＞铜；②将M放入硫酸亚铁溶液中，无明显现象，说明金属活动性铁＞M；所以三种金属活动性：铁＞M＞铜。 故选：B。 【知识点3 金属的冶炼】 （一）金属在自然界中的存在 在自然界中，仅有少数金属(化学性质非常稳定)是以游离态(即单质)的形式存在的，大多数金属(化学性质活泼)是以化合态的形式存在的。 （二）金属的冶炼原理与方法 (1)冶炼原理:金属冶炼就是要把金属从化合态变成游离态。 (2)冶炼方法:用C、CO、H2等还原剂与金属氧化物反应，夺取金属氧化物中的氧，得到金属单质，如C+2CuO高温 CO2↑+2Cu CO+CuO高温 CO2↑+Cu H2+CuO = H2O+Cu （三）氢气与氧化铜反应 (1)实验器材:试管、酒精灯、铁架台(带铁夹)。 (2)实验装置:如图所示。 (3)实验步骤:检(检验氢气的纯度)、通(通氢气)、点(点燃酒精灯加热)、熄(实验完毕，先熄灭酒精灯)冷(继续通氢气，直到试管完全冷却)。 (4)实验现象:黑色固体逐渐变为红色，同时试管口出现小水珠。 (5)注意事项 ①试管口应略向下倾斜，且试管口不能塞塞子。向下倾斜的目的是避免反应中生成的水倒流而炸裂试管。 ②氧化铜要铺在试管底部，目的是增大反应物的受热面积，加快反应速率。 ③通氢气的导管应插到试管底部的氧化铜上方，一是为了避免氧化铜粉末堵塞导管口，二是易把试管里的空气排净，加热后不易发生危险。 ④实验之前先通氢气后加热，目的是排出试管内的空气，防止氢气和空气混合加热时发生爆炸。实验结束后先熄灭酒精灯，继续通氢气，直至试管冷却为止。目的是防止生成的铜在温度较高时再次被氧气氧化成氧化铜，使实验失败。 ⑤因为要先通氢气，实验结束后还要通氢气，所以实际所用氢气的量要远大于理论用量。 （四）还原反应 (1)还原反应:含氧化合物里的氧被夺取的反应，叫做还原反应。如CuO中的氧被C、H2、CO等夺取，CuO发生了还原反应。 (2)还原性:能从含氧化合物中夺取氧的性质叫做还原性。 (3)还原剂:具有还原性的物质可做还原剂。C、H2、CO是常见的还原剂。 （五）铁的冶炼 (1)反应原理:在高温下，用还原剂(主要是一氧化碳 )从铁矿石中把铁还原出来。 (2)反应方程式:3CO+Fe2O3 高温2Fe+3CO2 (3)实验现象:红色的固体逐渐变为黑色(铁粉),同时产生能使澄清石灰水变浑浊的气体。 (4)尾气处理:一氧化碳有毒，不能直接排放到空气中，可将尾气点燃或收集。 （六）有关纯度问题的计算 纯度 = 纯物质的质量/不纯物质的质量 x 100% (1)根据混合物的质量及纯度，计算纯净物的质量。纯净物的质量=混合物的质量x纯度。 (2)根据纯净物的质量，求其中组成元素的质量。 组成元素的质量=纯净物的质量x纯净物中某组成元素的质量分数。 (3)求工业产品中含杂质的物质的质量，即求混合物的质量。 混合物的质量=纯净物的质量/纯度 【能力拓展】 金、银等少数金属因为很不活泼，很难与别的物质反应，所以在自然界中多以单质形式存在，铁、铝等金属的化学性质比较活泼，在自然界中以化合物形式存在。 【例3】明代《天工开物》中记载的“炒钢法”，其主要过程如图表示。 （1）煤炭在炉内可夺取氧化铁中的氧，具有 性。 （2）向方塘中撒入潮泥灰（主要成分是CaCO3）的主要作用是利用高温条件下，将生铁水中含有的SiO2杂质转变为炉渣（主要成分是CaSiO3）和一种氧化物，反应中各元素化合价都不变，请写出生成炉渣的化学反应方程式 。 （3）“炒钢”过程中，需反复搅拌翻炒方塘中的生铁水才能获得钢，反复搅拌的主要目的是 。 【答案】（1）还原。 （2）CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑。 （3）使碳和氧气反应生成二氧化碳而除去。 【解答】解：（1）煤炭在高温炉内可夺取氧化铁中的氧，具有还原性。 故答案为：还原。 （2）高温条件下，碳酸钙和二氧化硅反应生成硅酸钙和二氧化碳，反应的化学反应方程式是CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑。 故答案为：CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑。 （3）“炒钢”过程中，需反复搅拌翻炒方塘中的生铁水才能获得钢，反复搅拌的主要目的是使碳和氧气反应生成二氧化碳而除去。 故答案为：使碳和氧气反应生成二氧化碳而除去。 【变式3-1】《采铜炼铜记》记载：“……炭八九千斤，不过得铜五六百斤”，照记载配比，开展如图所示的模拟古代竖炉炼铜实验，经高温煅烧，冷却后观察到方舟上下方均出现红色物质。 （1）方舟下方出现红色物质，是由于煤炭粉具有 性，会夺取氧化铜中的氧。 （2）方舟上方也会出现红色物质，这是由于炽热的炭能在高温条件下与二氧化碳反应，生成 ，与氧化铜发生反应。 （3）炼制后未完全冷却就打开坩埚的顶盖，会导致炼制的铜纯度降低是因为 。 【答案】（1）还原； （2）一氧化碳； （3）生成的铜会被空气中的氧气氧化。 【解答】解：（1）方舟下方出现红色物质，是由于煤炭粉具有还原性，会夺取氧化铜中的氧；故答案为：还原； （2）炽热的炭能在高温条件下与二氧化碳反应，生成一氧化碳，一氧化碳具有还原性，能将氧化铜还原为金属铜；故答案为：一氧化碳； （3）炼制后未完全冷却就打开坩埚的顶盖，生成的铜会被空气中的氧气氧化，导致炼制的铜纯度降低；故答案为：生成的铜会被空气中的氧气氧化。 【变式3-2】在比较高的温度下，木炭可以和氧化铜反应生成一种金属单质和某元素的最高价氧化物，如图为实验装置图。根据已知条件和实验装置图判断，下列说法正确的是（　　） A．给酒精灯加网罩，目的是使火焰集中并提高温度 B．反应过程中，铜元素化合价不变 C．木炭是使氧化铜还原为铜的物质，它具有氧化性 D．实验结束后，应先停止加热，再将导气管从澄清石灰水中撤出 【答案】A 【解答】解：A、在比较高的温度下，木炭可以和氧化铜反应生成一种金属单质和某元素的最高价氧化物，则给酒精灯加网罩，目的是使火焰集中并提高温度，故选项说法正确。 B、在比较高的温度下，木炭可以和氧化铜反应生成一种金属单质和某元素的最高价氧化物，金属单质是铜，反应过程中，铜元素化合价发生了改变，由+2价变为0，故选项说法错误。 C、木炭是使氧化铜还原为铜的物质，它具有还原性，故选项说法错误。 D、实验结束后，应先将导气管从澄清石灰水中撤出，再停止加热，以防止烧杯中的液体倒吸入试管中，使热的试管炸裂，故选项说法错误。 故选：A。 【变式3-3】在科学实验操作技能大赛中，小华同学用所学的科学知识迅速搭建了一套“模拟炼铁”的冶炼装置（铁矿石的主要成分为Fe2O3）。 （1）为确保制得较纯净的CO，还需在C、D间加装盛放 （选填“碱石灰”或“氢氧化钠溶液”）的装置。 （2）装置调整好以后，按照规范步骤进行实验，当观察到D装置出现：铁矿石颜色发生变化或 时，证明铁矿石一定有部分被还原了，请写出D装置中发生的化学反应方程式 。 （3）实验结束时，在拆卸装置前得进行以下操作：先熄灭C、D中的酒精喷灯，待装置冷却后再停止滴加稀盐酸。目的是 。 【答案】（1）碱石灰； （2）有黑色物质被磁铁吸引；Fe2O3+3CO2Fe+3CO2； （3）防止生成的铁在高温下重新被氧化，同时防止液体倒吸使玻璃仪器炸裂。 【解答】解：（1）为确保制得较纯净的CO，还需在C、D间加装盛放碱石灰的装置。因为在制取CO的过程中，可能会混有氯化氢气体和水蒸气，氢氧化钠溶液只能吸收氯化氢气体，而碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的混合物，既能吸收氯化氢气体又能吸收水蒸气，可更好地除去杂质，得到较纯净的CO。 （2）装置调整好以后，按照规范步骤进行实验，当观察到D装置出现：铁矿石颜色发生变化或有黑色物质被磁铁吸引时，证明铁矿石一定有部分被还原了。D装置中发生的化学反应方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。 （3）实验结束时，在拆卸装置前得进行以下操作：先熄灭C、D中的酒精喷灯，待装置冷却后再停止滴加稀盐酸。目的是防止生成的铁在高温下重新被氧化，同时防止液体倒吸使玻璃仪器炸裂。若先停止滴加稀盐酸，产生的一氧化碳会停止，装置内压强减小，可能导致澄清石灰水倒吸进入热的玻璃管，使玻璃管炸裂；且高温下的铁容易被空气中的氧气氧化，所以要先熄灭酒精喷灯，待装置冷却后再停止滴加稀盐酸。 故答案为： （1）碱石灰； （2）有黑色物质被磁铁吸引；Fe2O3+3CO2Fe+3CO2； （3）防止生成的铁在高温下重新被氧化，同时防止液体倒吸使玻璃仪器炸裂。 【知识点4 金属的防护】 四、防止金属腐蚀的常用方法 金属材料，特别是钢铁，日久之后表面往往会失去光泽，产生锈蚀现象，以致强度降低，不能继续使用。据统计，每年由于锈蚀而直接损失的钢铁材料约占钢铁年产量的四分之一。所以，研究金属的锈蚀原因，找到科学的防止金属锈蚀的方法显得尤为重要。 （一）金属锈蚀的条件 金属的锈蚀既与周围环境里水、空气等物质的作用有关，也与金属内部的结构有关。 （二）实验探究铁锈蚀的条件 (1)实验在3支试管中进行： A试管中是水和空气，B试管中是刚煮沸过的蒸馏水，C试管中是装有干燥剂(生石灰)的干燥空气，在3支试管中各放一枚铁钉，并用塞子塞紧试管口，实验装置图如图所示。 (2)一段时间后A中铁钉锈蚀严重，B、C中铁钉基本不锈蚀，说明铁生锈条件是与水和空气(氧气)同时接触。(3)因为纯铁和铁钉的内部结构不同，纯铁并未生锈。 （三）防止金属生锈的方法 根据金属锈蚀的条件，入们采取了一系列措施以防止金属生锈，如： (1)保持金属制品(特别是钢铁)表面的洁净和干燥。 (2)在金属制品(特别是钢铁)表面覆盖保护膜。例如，在金属表面覆盖保护层(涂油、刷漆，覆盖搪瓷、塑料等)、镀耐磨和耐锈蚀的金属(镀铬等)，在钢铁表面高温制成一层致密氧化膜等。 (3)改变金属的内部组织结构(制成合金)。如加入铬、镍制成不锈钢等。 【能力拓展】 1.使金属隔绝空气或隔绝水，保持金属制品表面干燥和洁净或在金属表面涂一层保护膜，把金属与外界氧气隔开，此法又叫保护膜法。如镀上金属或非金属涂层、生成自身的氧化膜。 2.如自行车钢圈上镀铬;刷油漆、涂机油、封塑料膜;铝表面生成氧化铝。改变金属内部的结构，制成合金，如制成不锈钢等。 3.金属锈蚀的条件缺一不可，而防锈只需破坏其中一个条件即可。如铁生锈时，铁必须与水和氧气同时接触，而防止铁生锈只需隔绝氧气或水即可。 【例4】如图是探究铁钉锈蚀条件的4个实验，一段时间后观察现象。下列说法不正确的是（　　） A．①中甲、乙、丙三处比较，生锈最明显的地方是甲 B．①②对比说明铁生锈需要空气，①③对比说明铁生锈需要水 C．③中附着在棉花上的氯化钙的作用是作干燥剂 D．四个实验中，生锈最快的是④中的铁钉 【答案】A 【解答】解：A、①中甲、乙、丙三处比较，生锈最明显的地方是乙，乙处铁钉最易与氧气、水充分接触，故选项说法错误。 B、①中的铁钉能与氧气、水充分接触；②中的铁钉只能与水接触；③中的铁钉只能与干燥的空气接触；一段时间后，①中的铁钉生锈，另外两支试管的铁钉没有生锈 ①②对比说明铁生锈需要空气，①③对比说明铁生锈需要水，故选项说法正确。 C、氯化钙具有吸水性，③中附着在棉花上的氯化钙的作用是作干燥剂，故选项说法正确。 D、④中铁钉接触到的是纯氧气，四个实验中，生锈最快的是④中的铁钉，故选项说法正确。 故选：A。 【变式4-1】某同学用如图所示的四支试管探究铁钉生锈的条件，以下说法不正确的是（　　） A．甲、乙试管对照，可探究铁钉生锈是否需要氧气 B．乙、丙试管对照，可以得出铁钉生锈需要水 C．一段时间后，最有可能生锈的是甲中铁钉 D．丁试管的实验是多余的操作，可以去掉 【答案】B 【解答】解：A、甲中铁与水和氧气接触，铁生锈；乙是煮沸过的凉水，除去了水中溶解的氧气，有水、几乎无氧气，铁不生锈。甲、乙对照，探究生锈是否需要氧气，说法正确，故不符合题意。 B、乙试管中有水、几乎无氧气，不生锈；丙试管中有氧气、无水（干燥剂吸水），不生锈。不能对照得出铁生锈需要水的结论，说法错误，故符合题意。 C、甲中铁钉同时接触水和氧气，满足生锈条件，最容易生锈，说法正确，故不符合题意。 D、甲、乙、丙三组已经可以探究铁生锈的两个条件（水、氧气），丁中氮气环境铁钉不生锈，属于多余对照，可以去掉，说法正确，故不符合题意。 故选：B。 【变式4-2】校园劳动实践课上，同学们分组用铁锅烹饪美食。活动结束后，有小组没及时擦干铁锅，隔天发现锅面出现了棕红色锈迹。下列关于铁锅生锈与防护的说法错误的是（　　） A．铁锅生锈是铁与氧气、水共同作用的结果 B．生锈过程属于缓慢氧化反应 C．铁锈的主要成分是Fe3O4 D．在铁锅表面涂食用油可防锈蚀 【答案】C 【解答】解：A、铁生锈是铁与氧气、水共同作用的结果，说法正确； B、生锈过程缓慢且不易察觉，属于缓慢氧化，说法正确； C、铁锈的主要成分是氧化铁（Fe2O3•xH2O），不是四氧化三铁（Fe3O4），说法错误； D、涂食用油可隔绝氧气和水，防止锈蚀，说法正确； 故选：C。 【变式4-3】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 【解答】解：A、用磁铁选出废铁板，利用了铁能被磁铁吸引的性质，故选项说法正确。 B、铁不能与氯化钠反应，②中稀盐酸不能用氯化钠溶液替代，故选项说法错误。 C、铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，④中铁板上会出现红色图案，故选项说法正确。 D、铁与氧气、水充分接触时容易生锈，⑤中塑封能隔绝氧气和水，是为了防止班徽生锈，故选项说法正确。 故选：B。 模块三 课后作业 1. 铁、铜分别加入等质量、相同质量分数的稀盐酸。下列有关说法正确的是（　　） A．反应过程中，甲试管溶液颜色保持不变 B．反应过程中，两支试管中均有气泡产生 C．反应结束后，甲试管溶液的质量会变小 D．该实验可用于比较铁和铜的金属活动性 【答案】D 【解答】解：A、甲试管中铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，溶液颜色由无色逐渐变为浅绿色，故选项说法不正确。 B、甲试管中铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，有气泡产生，乙试管中铜和稀盐酸不反应，没有气泡产生，故选项说法不正确。 C、甲试管中铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，反应的化学方程式为：Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑，每56份质量的铁进入溶液，只放出2份质量的氢气，反应后甲试管溶液的质量会变大，故选项说法不正确。 D、甲试管中铁能和盐酸反应，说明在金属活动性顺序中，铁排在氢前，乙试管中铜不能和盐酸反应，说明在金属活动性顺序中，铜排在氢后，说明金属活动性顺序：铁＞铜，即该实验可用于比较铁和铜的金属活动性，故选项说法正确。 故选：D。 2. 将一定质量的锌粉加入含硝酸银和硝酸铜的混合溶液中，充分反应。反应过程中固体质量与加入锌粉的质量关系如图所示。下列说法正确的是（　　） A．a点固体为锌和银 B．b点固体中加入稀盐酸有气泡产生 C．c点溶液为无色 D．d点固体为银和铜 【答案】C 【解答】解：A、由金属活动性Zn＞Cu＞Ag，将一定质量的锌粉加入含硝酸银和硝酸铜的混合溶液中，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。a点时硝酸银还没有完全反应，固体为银，故选项说法错误。 B、b点时，锌和硝酸银恰好完全反应，固体是银，加入稀盐酸，银和稀盐酸不反应，没有气泡产生，故选项说法错误。 C、c点时锌和硝酸铜恰好完全反应，所得溶液为硝酸锌溶液，溶液为无色，故选项说法正确。 D、至c点，锌和硝酸铜恰好完全反应，d固体为银、铜、锌，故选项说法错误。 故选：C。 3. 一艘钢制轮船停在海面上（如图所示），则船身的三个位置发生锈蚀的顺序是（　　） A．a部位最先锈蚀 B．b部位最先锈蚀 C．c部位最先锈蚀 D．三部位同时锈蚀 【答案】B 【解答】解：铁在空气中锈蚀，实际上是铁与空气中的氧气、水共同作用的结果，一艘钢制轮船停在海面上，b部位的铁最易和氧气、水充分接触，船身的三个位置发生锈蚀的顺序是b部位最先锈蚀，其次是a部位最先锈蚀，再次是c部位。 故选：B。 4. 小科在实验室里利用金属制盐，下列物质中，能由金属与盐酸直接反应制得的是（　　） A．FeCl3 B．MgCl2 C．CuCl2 D．AgCl 【答案】B 【解答】解：A．Fe与盐酸反应生成FeCl2，不是FeCl3，故A不符合题意； B．Mg排在氢前面，与盐酸反应生成MgCl2和H2，故B符合题意； C．Cu排在氢后面，不与盐酸反应，故C不符合题意； D．Ag排在氢后面，不与盐酸反应，故D不符合题意。 故选：B。 5. 小乐为了研究铁锈蚀的影响因素，设计了如图所示实验装置并进行了三组实验，三组实验的试剂及反应200s时瓶内O2的含量如表所示。则下列说法错误的是（　　） 组别 试剂 200s时瓶内O2的含量 ① 5克铁粉、0.1克炭粉、1克干燥剂 21% ② 5克铁粉、0.1克炭粉、10滴水 15% ③ 5克铁粉、0.1克炭粉、10滴水和1g食盐 8% A．②③中O2含量减少表明铁已锈蚀 B．①②证明水对铁锈蚀有影响 C．②③证明食盐能加快铁锈蚀 D．①②③证明炭粉对铁锈蚀有影响 【答案】D 【解答】解：A.在②③实验中，O2含量减少了。因为铁生锈的过程是铁与氧气发生反应的过程，所以O2含量减少表明铁已锈蚀，A正确； B.①实验中没有水，②实验中有水，其他条件相同（都有0.1g炭粉、10滴水、1.0g铁粉），②中氧气含量比①中少，这就说明水的存在对铁锈蚀产生了影响，B正确；C.②实验中有10滴水，无食盐，③实验中有10滴水和少量食盐，其他条件相同（都有0.1g炭粉、1.0g铁粉），③中氧气含量比②中少，这表明在有食盐的情况下铁锈蚀得更快，所以能证明食盐能加快铁锈蚀，C正确； D.①、②、③这三个实验中炭粉的量都是0.1g，是保持不变的，而其他试剂如水、食盐等是变量，所以不能根据这三个实验来证明炭粉对铁锈蚀有影响，D错误。 故选：D。 6. 小科将去除表面氧化膜的铁丝和铜丝分别伸入等质量的相同溶质质量分数的稀盐酸中，如图所示。下列有关说法正确的是（　　） A．反应过程中，甲试管溶液颜色保持不变 B．反应过程中，两支试管中均有气泡产生 C．反应结束后，甲试管溶液的质量会变小 D．该实验可用于比较铁和铜的金属活动性 【答案】D 【解答】解：A、甲试管中铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，溶液由无色逐渐变为浅绿色，故选项说法不正确。 B、甲试管中铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，有气泡产生，乙试管中铜不能和稀盐酸反应，无气泡产生，故选项说法不正确。 C、甲试管中铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，反应的化学方程式为：Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑，每56份质量的铁完全反应生成2份质量的氢气，反应后溶液的质量会变大，故选项说法不正确。 D、甲试管中有气泡产生，乙试管中无明显现象，由实验可证明铁的金属活动性比铜强，该实验可用于比较二者金属活动性，故选项说法正确。 故选：D。 7. 我国某科研团队从废旧银浆中高效回收高纯度白银，资源回收率达98%以上。为模拟其中关键步骤，小科将一段洁净的铜丝浸入硝酸银溶液中，如图所示，小科观察到铜丝表面有银白色固体析出，溶液颜色也有变化。下列分析正确的是（　　） A．反应说明银的金属活动性比铜的强 B．反应过程中，溶液的质量逐渐增大 C．反应过程中，溶液的颜色逐渐变蓝 D．反应结束后，试管中固体只有铜 【答案】C 【解答】解：A、铜能把银从硝酸银溶液中置换出来，说明铜的金属活动性比银强，故选项错误。 B、根据化学方程式可知，每64份质量的Cu反应，会析出216份质量的Ag，所以反应过程中固体质量增加，溶液质量逐渐减小，故选项错误。 C、反应生成了Cu（NO3）2，硝酸铜溶液呈蓝色，所以溶液的颜色逐渐变蓝，故选项正确。 D、反应结束后，试管中固体一定有生成的银，还可能有未反应完的铜，故选项错误。 故选：C。 8. 小科在甲、乙、丙三个广口瓶中分别放入三根洁净无锈的铁钉，甲瓶中放入少量生石灰，乙瓶中注满蒸馏水，两瓶密封；丙瓶中加入少量蒸馏水，瓶口敞开。三天后观察瓶中铁钉生锈情况。下列叙述错误的是（　　） A．甲瓶中生石灰可去除瓶内的水蒸气 B．乙瓶中的蒸馏水可用自来水代替 C．一段时间后最有可能出现红褐色物质的是丙瓶中铁钉 D．该实验说明铁生锈的条件是同时接触水和空气 【答案】B 【解答】解：A．生石灰是氧化钙的俗称，可以水反应生成氢氧化钙，所以甲瓶中生石灰可去除瓶内的水蒸气，故A正确； B．自来水中溶解了氧气，乙瓶中的蒸馏水不可用自来水代替，故B错误； C．铁生锈是铁与氧气、水共同作用的结果，一段时间后最有可能出现红褐色物质的是丙瓶中铁钉，故C正确； D．甲中的铁钉只与氧气接触，没有发生锈蚀，乙中的铁钉只与水接触，没有发生锈蚀，丙中的铁钉与水和氧气同时接触，发生锈蚀，该实验说明铁生锈的条件是同时接触水和空气，故D正确。 故选：B。 9. 兴趣小组为探究金属的化学性质，设计了如图所示的实验。下列说法正确的是（　　） A．试管②中溶液逐渐变为蓝色 B．试管③中固体质量减小 C．实验前需要对金属进行打磨 D．对比实验①②，不能比较Zn、Cu的金属活动性强弱 【答案】C 【解答】解：A.试管②中，铜的金属活动性比氢弱，不能与稀硫酸发生反应，所以溶液颜色无变化，故A错误； B.试管③中，铁片与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜，化学方程式为Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu，根据相对原子质量，每56份质量的铁反应会生成64份质量的铜，因此固体质量是增加的，故B错误； C.金属在空气中放置，其表面可能会形成一层氧化膜或附着污物，这会阻碍金属与溶液的直接接触。实验前对金属进行打磨，可以除去这些物质，保证实验现象的准确观察，是必要的实验操作，故C正确； D.实验①中，锌能与稀硫酸反应，说明锌的金属活动性比氢强，实验②中，铜不能与稀硫酸反应，说明铜的金属活动性比氢弱，通过这两个实验可以得出金属活动性顺序为Zn＞H＞Cu，因此可以比较出锌和铜的金属活动性强弱，故D错误； 故选：C。 10. 烧杯中盛有一定量的铁和金属R的混合粉末，现加入过量的硫酸铜溶液，烧杯中溶液的质量随时间变化情况如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．三种金属的活动性强弱为Fe＞R＞Cu B．a点时，烧杯中的溶液只含一种阳离子 C．b点时，烧杯中的固体一定含有铜和铁 D．c点时，烧杯中的固体质量大于原混合粉末质量 【答案】C 【解答】解：A、烧杯中盛有一定量的铁和金属R的混合粉末，现加入过量的硫酸铜溶液，结合溶液质量的变化情况图，溶液的质量先增加后减小，最终不变，说明铁和金属R均能与硫酸铜溶液反应，铁和硫酸铜反应的化学方程式为Fe+CuSO4═FeSO4+Cu，每56份质量的铁可置换出64份质量的铜，溶液的质量会减少，则先发生的是R和硫酸铜溶液的反应，后发生的是铁和硫酸铜溶液的反应，说明金属活动性R＞铁，则三种金属的活动性强弱为R＞Fe＞Cu，故选项说法错误。 B、a点时，发生的反应是R和硫酸铜溶液的反应，硫酸铜溶液有剩余，a点时，烧杯中的溶液含铜离子、R离子两种阳离子，故选项说法错误。 C、b点时，R和硫酸铜溶液恰好完全反应，烧杯中的固体一定含有铜和铁，故选项说法正确。 D、R和硫酸铜溶液反应时，溶液的质量增加，说明固体的质量会减少；c点时，铁和硫酸铜已经完全反应，铁和硫酸铜反应的化学方程式为Fe+CuSO4═FeSO4+Cu，每56份质量的铁可置换出64份质量的铜，固体的质量会增加；由图可知，溶液增加的质量大于溶液减少的质量，则c点时，烧杯中的固体质量小于原混合粉末质量，故选项说法错误。 故选：C。 11. 根据示意图中的情景，下列符合反应条件的金属组别是（　　） 组别 金属1 金属2 ① Cu Fe ② Fe Zn ③ Ag Mg ④ Cu Ag A．① B．② C．③ D．④ 【答案】D 【解答】解：A、铜不能与铁的盐溶液反应，故A错误； B、铁不能与锌的盐溶液反应，故B错误； C、银不能与镁的盐溶液反应，故C错误； D、铜能与银的盐溶液反应，可以证明铜的活动性强于银，故D正确； 故选：D。 12. 图像法是分析化学反应规律、解决科学问题的重要方法，能直观呈现物质的量的变化关系。下列图像能正确反映对应实验操作中相关量变化的是（　　） A．图甲是氯酸钾固体制氧气实验，剩余固体质量与反应时间的关系 B．图乙是等质量的锌、铁与足量的稀盐酸反应，产生氢气的质量与反应时间的关系 C．图丙是向硫酸和硫酸铜混合溶液中加入氢氧化钠溶液，沉淀质量与加入量的关系 D．图丁是在一定量Cu（NO3）2和Zn（NO3）2混合液中加入铁粉，溶质种类与加入量的关系 【答案】B 【解答】解：A、氯酸钾固体制氧气，剩余固体为氯化钾和二氧化锰，质量不会减少到零，图像错误，故A错误； B、等质量的锌、铁与足量稀盐酸反应，锌反应速率快，但铁生成氢气质量多，图像中最终氢气质量应铁大于锌，故B正确； C、向硫酸和硫酸铜混合溶液中加入氢氧化钠溶液，氢氧化钠先与硫酸反应，无沉淀，待硫酸反应完后再与硫酸铜反应生成沉淀，图像中沉淀应从加入一定量后才开始生成，图像显示一开始就有沉淀，错误，故C错误； D、向一定量Cu（NO3）2和Zn（NO3）2混合液中加入铁粉，铁只能置换铜，不能置换锌。初始溶质为Cu（NO3）2和Zn（NO3）2（2种）；加入铁粉后，铁与Cu（NO3）2反应生成Fe（NO3）2，溶质变为3种；待Cu（NO3）2完全反应后，溶质变为Zn（NO3）2和Fe（NO3）2（2种），因此溶质种类先由2种变为3种，再变为2种，图像错误，故D错误； 故选：B。 13. 回答下列问题。 （1）为了测定X、Y、Z、P的金属活动性，某化学小组进行如下反应：①将X、Y、Z、P单质放入稀硫酸中，Y中产生大量气泡，Z中有少量气泡，X、P上无明显现象；②将X的单质放入PCl2溶液中：X+PCl2＝XCl2+P；则X、Y、Z、P的金属活动性顺序是 。 （2）把铁片和铜片同时放入盛有硝酸银溶液的试管中充分反应后过滤，在滤纸上留下少量的金属。然后在滤液里滴入盐酸，若滴加盐酸后产生白色沉淀，则滤纸上的金属是 。 【答案】（1）Y＞Z＞X＞P。 （2）银。 【解答】解：（1）Y和稀硫酸反应产生大量气泡，Z只有少量气泡，说明Y、Z都在氢前，且Y活动性比Z强；X、P和稀硫酸无明显现象，说明二者在氢后，活动性弱于Y、Z。X能把P从它的盐溶液中置换出来，说明X活动性强于P。综上得到活动性顺序Y＞Z＞X＞P。 （2）铁、铜都能置换硝酸银中的银，且铁的活动性比铜更强，会优先和硝酸银发生反应。向滤液中滴加盐酸产生白色沉淀，说明滤液里还有剩余的硝酸银，说明铁、铜都已经完全和硝酸银反应被消耗，因此滤纸上仅有的金属是被置换出的银。 故答案为：（1）Y＞Z＞X＞P。 （2）银。 14. 当相同质量的A、B两种活泼金属（化合价均为+2价）与足量稀盐酸反应时，产生H2的质量与反应时间的关系如图所示。 （1）A、B两种金属的活动性顺序是A B。（填“＞”、“＜”或“＝”） （2）A、B两种金属的相对原子质量大小是A B。（填“＞”、“＜”或“＝”） 【答案】（1）＞； （2）＞。 【解答】解：（1）等质量的金属完全反应时A用的时间较少，则反应速度较快，其活动性较强； （2）根据化学方程式可以判断金属的相对原子质量大小，得到的通式是在足量稀盐酸中，等质量的两种金属完全反应，放出氢气的质量金属质量；因此生成相同+2价盐时，两种金属的质量相等，则产生的氢气越多，相对原子质量越小，B生成的氢气较多，相对原子质量则较小，相对原子质量是A＞B； 故答案为： （1）＞； （2）＞。 15. 生活中处处有科学，请解释下列现象。 （1）“庄稼一枝花，全靠肥当家。”下列属于复合肥料的是 。 A．CO（NH2）2 B．Ca（H2PO4）2 C．K2SO4 D．KNO3 （2）共享单车、共享电动车为人们的出行带来极大便利，请利用所学知识，提出一种防止它们生锈的措施 。 （3）“工业用盐”亚硝酸钠（NaNO2）和食盐外观十分相似，若误把它当作食盐放入食物，会造成严重的中毒事故。根据亚硝酸钠的化学式，推测其中有毒的离子是 。 【答案】（1）D； （2）刷漆（答案不唯一）； （3）亚硝酸根离子。 【解答】解：（1）A、CO（NH2）2中只含有氮、磷、钾这三种营养元素中的氮元素，属于氮肥，故说法错误； B、Ca（H2PO4）2中只含有氮、磷、钾这三种营养元素中的磷元素，属于磷肥，故说法错误； C、K2SO4中只含有氮、磷、钾这三种营养元素中的钾元素，属于钾肥，故说法错误； D、KNO3中含有氮、磷、钾这三种营养元素中的钾元素和氮元素，属于复合肥，故说法正确； 故选：D； （2）铁与氧气和水同时接触会生锈，防止铁生锈，可以隔绝氧气和水，例如刷漆或镀金属或表面清洁干燥；故答案为：刷漆（答案不唯一）； （3）亚硝酸钠和食盐中均含有钠离子，食盐没有毒，则亚硝酸钠中有毒的离子是亚硝酸根离子。故答案为：亚硝酸根离子。 16. 金属材料的使用作为一个时代的标志，见证了人类文明发展的过程。人类冶炼不同金属的大致年代如图所示，人类使用的金属材料中，铜先被冶炼出来。请结合金属活动性顺序分析其主要原因： ，现将金属Zn、Fe的混合物加入一定量的Cu（NO3）2溶液中，过滤得到蓝色滤液，则滤液中一定含有的溶质是 。 【答案】铜的金属活动性比较弱，容易被冶炼（答案不唯一）；Cu（NO3）2、Zn（NO3）2、Fe（NO3）2。 【解答】解：人类使用的金属材料中，铜先被冶炼出来，其主要原因是铜的金属活动性比较弱，容易被冶炼。 三种金属活动性顺序为Zn＞Fe＞Cu，将金属Zn、Fe的混合物加入一定量的Cu（NO3）2溶液中，锌优先与Cu（NO3）2反应生成硝酸锌和铜，锌反应完，若还有Cu（NO3）2，铁才能与Cu（NO3）2反应生成硝酸亚铁和铜，若滤液呈蓝色，说明反应后滤液中有硝酸铜存在，锌、铁完全反应，则滤液中一定含有的溶质是Fe（NO3）2、Cu（NO3）2、Zn（NO3）2。 故答案为： 铜的金属活动性比较弱，容易被冶炼（答案不唯一）；Cu（NO3）2、Zn（NO3）2、Fe（NO3）2。 17. 如图1所示为探究铁锈蚀条件的实验装置，约一周后能观察到明显现象。如图2所示是对部分实验进行改进后的实验装置，使出现明显现象的时间缩短至5～10分钟。 （1）图1实验中，对比 （填字母）可知，铁生锈与氧气有关。 （2）图2实验中，对比U型管左右两边铁丝生锈情况可证明铁生锈与 有关。 （3）图2实验能够在较短时间内观察到明显现象，其主要原因是 。 【答案】（1）AB； （2）水； （3）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下快速生成氧气和水。 【解答】解：（1）A中铁钉与水和氧气同时接触，发生锈蚀；C中铁钉只与水接触（煮沸过的蒸馏水中没有氧气），未锈蚀，通过对比这两组实验，可证明铁生锈与氧气有关。故答案为：AB； （2）U型管左侧铁丝接触水（过氧化氢分解生成水）和氧气，生锈，右侧铁丝只接触氧气（干燥剂除去了水），未锈蚀，对比两者的生锈情况，能证明铁生锈与水有关。故答案为：水； （3）过氧化氢在二氧化锰的催化作用下快速生成氧气和水，使铁丝接触的氧气和水浓度增大，加快了铁的锈蚀速率。故答案为：过氧化氢在二氧化锰的催化作用下快速生成氧气和水。 18. 图1为教材中探究铁锈蚀条件的实验装置，大约要24小时后才能观察到明显的实验现象。小组同学对教材实验进行了改进，采用了图2所示装置（夹持装置已略去），实验过程中出现明显现象的时间缩短至5～10分钟。 （1）图1实验中，对比 （填字母）可知，铁生锈与氧气有关。 （2）图2实验中，可证明铁生锈与水有关的现象为 。 （3）图2实验能够在较短时间内观察到明显现象，其主要原因是 。 【答案】（1）A、B； （2）左侧管内的铁丝生锈，右侧管内的铁丝不生锈； （3）管内氧气浓度高。 【解答】解：（1）A试管中的铁钉能与氧气、水充分接触，B试管中的铁钉只能与水接触，C试管中的铁钉只能与干燥的空气接触，一段时间后，A试管中的铁钉生锈，B、C试管中的铁钉没有生锈，A与B对比说明铁生锈与氧气有关，A与C对比可知，铁生锈与水有关；故答案为：A、B； （2）U型管左侧铁丝能与水、氧气充分接触，右侧铁丝只能与干燥的空气接触，则证明铁生锈与水有关的现象为U型管左侧铁丝生锈，右侧铁丝不生锈，故答案为：左侧管内的铁丝生锈，右侧管内的铁丝不生锈； （3）图2实验能够在较短时间内观察到明显现象，其主要原因是过氧化氢分解生成氧气，提供了充足的氧气，管内氧气浓度高，使反应速率加快；故答案为：管内氧气浓度高。 第 1 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 1.2 金属的化学性质 【新教材浙教版】 【知识框架+知识精讲（4个知识归纳+4个题型）+课后作业】 模块二 知识精讲 情景导入 三星堆遗址是我国古巴蜀文化的瑰宝，考古发掘出大量的青铜器和金器等。青铜器、铁器总是锈迹斑斑，而金器仍金光闪闪，这是为什么? 知识归纳 【知识点1 金属的化学性质】 一、金属与氧气的反应 （一）有些金属常温下就能与氧气反应 (1)在常温下，金属铝的表面易生成一层致密的氧化铝保护膜，它能阻止金属铝继续被空气氧化，因此铝具有很好的抗腐蚀性能。反应的化学方程式为4A1+3O2 = 2Al2O3 (2)在常温下，铁在潮湿的空气中会被氧化而生锈(铁锈的主要成分是Fe2O3)。 （二）有些金属能在空气中燃烧 2Mg+O2点燃2MgO，现象是剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体(氧化镁)，放出热量。 （三）有些金属在空气中不燃烧，但能在氧气(纯氧)中燃烧 3Fe+2O2点燃Fe3O4，现象是剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体(四氧化三铁)，放出热量。 （四）有些金属虽不能燃烧，但在加热的条件下能与氧气反应生成氧化物 2Cu+O2 △ 2CuO，现象是铜丝表面由紫红色变成黑色。 （五）金等金属即使在高温下也不与氧气反应 【能力拓展】 ①洗涤铝制容器时，不要用钢丝球擦洗，以免破坏氧化膜。 ②越活泼的金属，越易与氧气反应，反应越剧烈。 二、金属与酸的反应 （一）金属与酸的反应 (1)镁、锌等金属能与稀盐酸或稀硫酸发生反应，生成相应的盐和氢气。金属表面会有气泡出现，反应的化学方程式为 Mg+2HCl = MgCl2+H2↑ Zn+2HCl = ZnCl2+H2↑ Mg+H2SO4 = MgSO4+H2↑ Zn+H2SO4 = ZnSO4+H2↑ 将燃着的木条接近有气泡产生的试管，松开拇指发现气体燃烧，此气体即为氢气。 (2)铜、银等金属不与稀盐酸或稀硫酸反应，放入两种酸中无明显现象。 （二）置换反应 (1)置换反应 ①概念：由一种单质跟一种化合物发生反应生成另一种单质和另一种化合物的反应。 ②形式： A+BC → AC+B ③特点：单换单 ④置换反应类型 a.活泼金属与酸反应，如Fe+2HC1 = FeCl2+H2 ↑ b.金属与盐溶液反应，如Cu+2AgNO3 = Cu(NO3)2+2Ag (2)四大基本反应类型：化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应，它们的区别如下： 反应类型 概念 特点 形式 化合反应 由两种或两种以上物质生成一种物质的反应 多变一 A+B+...→ C 分解反应 由一种物质生成两种或两种以上物质的反应 一变多 A → B+C+... 置换反应 由一种单质跟一种化合物发生反应生成另一种单质和另一种化合物反应 单换单 AB+C → A+CB 复分解反应 两种化合物互相交换成分生成两种新化合物反应 两交换、价不变 AB+CD → AD+CB 【例1】为探究铜与氧反应的规律，某同学借助氧气传感器在密闭装置中进行如图所示实验。观察实验现象并分析氧气含量随时间变化的曲线图。其中终点D（203，6.15%）表示时间为203秒时，装置中氧气含量为6.15%。结合图示判断下列说法错误的是（　　） A．加热前的空气样品中，氧气含量为20.99% B．铜在加热条件下能与氧气发生化学反应 C．拐点C至终点D所对应的时间范围内，装置内物质的总质量逐渐减少 D．本次实验结束后，装置内的氧气有残留 【变式1-1】钠是一种活泼金属，常温下能与水剧烈反应，生成一种碱和一种可燃性气体。实验中，取绿豆大小的钠投入硫酸铜溶液中，充分反应后过滤，得到无色滤液和蓝色滤渣，未发现红色固体。下列有关说法错误的是（　　） A．生成的可燃性气体为氢气 B．充分反应后溶液的质量一定减少 C．滤液呈无色说明滤液中一定不存在CuSO4 D．生成蓝色滤渣的原理是2NaOH+CuSO4＝Na2SO4+Cu（OH）2↓ 【变式1-2】在探究“金属与酸反应规律”的实验中，小虞同学向盛有相同质量铝粉和铁粉的烧杯中分别逐滴滴加相同质量分数的稀硫酸（如图1所示），产生氢气的质量与加入稀硫酸的质量关系如图2所示。下列说法正确的是（　　） A．a点时两个烧杯中金属都有剩余 B．b点时B烧杯溶液中溶质只有一种 C．c点时两个烧杯中的酸都恰好完全反应 D．曲线甲对应金属铁，曲线乙对应金属铝 【变式1-3】（多选）将未经打磨的铝片放入盛有过量稀盐酸的密闭容器中，测得容器中气体压强与反应时间的关系如图。从图像中获取的下列信息中，正确的是（　　） A．a点是容器中化学反应的开始点 B．b点是容器中化学反应的结束点，溶质为氯化铝 C．0～400秒内溶液的pH都在增大 D．从图像可以得出金属与稀盐酸反应放热 【知识点2 金属活动性顺序】 （一）金属与某些盐溶液的反应 把经除油、除锈处理的洁净的铁丝、铜丝分别放入几种盐溶液中，实验记录如下表： 实验操作 实验现象 化学方程式 铁丝浸入硫酸铜溶液中 铁丝表面覆盖一层红色物质，溶液由蓝色变成浅绿色 Fe+CuSO4 = FeSO4+Cu 铜丝浸入硫酸亚铁溶液中 无现象 铜丝浸入硝酸银溶液中 铜丝表面覆盖一层银白色物质，溶液由无色变成蓝色 Cu+2AgNO3 = Cu(NO3)2+2Ag 结论：铁、铜、银的金属活动性顺序为铁>铜>银，即活动性较强的金属能把活动性较弱的金属从它的盐的水溶液中置换出来。 （二）金属活动性顺序 经过许多实验，入们总结出一些常见金属的金属活动性顺序如下： (1)在金属的活动性顺序中，金属位置越靠前，活动性就越强。 (2)排在氢前面的金属可以把酸(非氧化性酸)里的氢置换出来，而排在氢后面的金属不能把酸(非氧化性酸)里的氢置换出来。这里的酸通常指盐酸和稀硫酸而不是浓硫酸(或硝酸)，因为金属与浓硫酸(或硝酸)等反应不产生氢气。 (3)一种活动性较强的金属能把另一种活动性较弱的金属从它的盐的水溶液中置换出来。 (4)K、Ca、Na三种金属的活动性太强，在与盐溶液反应时，会先与溶液中的水发生反应，生成对应的碱和氢气，碱再与盐发生复分解反应。 （三）金属活动性顺序的应用湿法炼铜 湿法炼铜技术是我国古代劳动入民发明的，我国是世界上最早使用湿法炼铜的国家。其原理是先用硫酸将铜矿中的铜转变成可溶性的硫酸铜，再将铁放入硫酸铜溶液中把铜置换出来，反应的化学方程式为Fe+CuSO4 = Cu+FeSO4 【能力拓展】 验证三种金属的活动性顺序，一般采用两种方法：“中间金属、两边金属化合物溶液”或“两边金属、中间金属化合物溶液”。这里的“中间”“两边”指的是三种金属的活动性排序。 当多种金属盐溶液同时存在时，最不活泼的金属先从盐溶液中被置换出来，如向CuSO4、AgNO3的混合溶液中放入铁片，先置换出来银，当AgNO3完全反应后，若铁有剩余，再置换出CuSO4中的铜。 【例2】如图所示，R是滑动变阻器，它的金属滑片垂直固定在等臂金属杠杆的中央且可以随杠杆左右转动，杠杆两端分别悬挂等质量、等体积的铁球，此时杠杆平衡。再分别将铁球同时浸没到密度相同的稀硫酸和硫酸铜溶液中（小球体积变化忽略不计），反应一段时间后，下列判断正确的是（　　） A．左边烧杯中铁球表面产生气泡，烧杯中溶液质量变小 B．右边烧杯中铁球表面产生红色固体附着，整个球质量变小 C．杠杆失去平衡，左端下沉 D．金属滑片向右偏转，灯泡L比开始时变亮 【变式2-1】现有颗粒大小相同且等质量的A、B两种金属，相对原子质量A＜B，将A和B分别放入质量相同、浓度相同的稀硫酸中，A、B参与反应的硫酸盐中的A、B均为+2价，产生氢气的质量随反应时间变化曲线如图。下列说法正确的是（　　） A．反应后A、B一定都有剩余 B．B的金属活动性比A活泼 C．反应生成ASO4的质量小于BSO4的质量 D．与A、B反应的硫酸质量不相等 【变式2-2】把相同体积、相同质量分数的稀盐酸，分别滴到等质量、颗粒大小相同的X、Y、Z三种较活泼金属中，生成H2的质量与反应时间的关系如图所示。这三种金属的活动性顺序为（　　） A．Y＞Z＞X B．Z＞X＞Y C．Y＞X＞Z D．X＞Y＞Z 【变式2-3】为探究金属M与铜、铁的活动性顺序，某同学做了如下实验：①将M放入硫酸铜溶液，M表面析出红色固体；②将M放入硫酸亚铁溶液中，无明显现象。下列结论正确的是（　　） A．金属活动性：M＞铁＞铜 B．金属活动性：铁＞M＞铜 C．金属活动性：铜＞M＞铁 D．无法判断M与铁、铜的活动性顺序 【知识点3 金属的冶炼】 （一）金属在自然界中的存在 在自然界中，仅有少数金属(化学性质非常稳定)是以游离态(即单质)的形式存在的，大多数金属(化学性质活泼)是以化合态的形式存在的。 （二）金属的冶炼原理与方法 (1)冶炼原理:金属冶炼就是要把金属从化合态变成游离态。 (2)冶炼方法:用C、CO、H2等还原剂与金属氧化物反应，夺取金属氧化物中的氧，得到金属单质，如C+2CuO高温 CO2↑+2Cu CO+CuO高温 CO2↑+Cu H2+CuO = H2O+Cu （三）氢气与氧化铜反应 (1)实验器材:试管、酒精灯、铁架台(带铁夹)。 (2)实验装置:如图所示。 (3)实验步骤:检(检验氢气的纯度)、通(通氢气)、点(点燃酒精灯加热)、熄(实验完毕，先熄灭酒精灯)冷(继续通氢气，直到试管完全冷却)。 (4)实验现象:黑色固体逐渐变为红色，同时试管口出现小水珠。 (5)注意事项 ①试管口应略向下倾斜，且试管口不能塞塞子。向下倾斜的目的是避免反应中生成的水倒流而炸裂试管。 ②氧化铜要铺在试管底部，目的是增大反应物的受热面积，加快反应速率。 ③通氢气的导管应插到试管底部的氧化铜上方，一是为了避免氧化铜粉末堵塞导管口，二是易把试管里的空气排净，加热后不易发生危险。 ④实验之前先通氢气后加热，目的是排出试管内的空气，防止氢气和空气混合加热时发生爆炸。实验结束后先熄灭酒精灯，继续通氢气，直至试管冷却为止。目的是防止生成的铜在温度较高时再次被氧气氧化成氧化铜，使实验失败。 ⑤因为要先通氢气，实验结束后还要通氢气，所以实际所用氢气的量要远大于理论用量。 （四）还原反应 (1)还原反应:含氧化合物里的氧被夺取的反应，叫做还原反应。如CuO中的氧被C、H2、CO等夺取，CuO发生了还原反应。 (2)还原性:能从含氧化合物中夺取氧的性质叫做还原性。 (3)还原剂:具有还原性的物质可做还原剂。C、H2、CO是常见的还原剂。 （五）铁的冶炼 (1)反应原理:在高温下，用还原剂(主要是一氧化碳 )从铁矿石中把铁还原出来。 (2)反应方程式:3CO+Fe2O3 高温2Fe+3CO2 (3)实验现象:红色的固体逐渐变为黑色(铁粉),同时产生能使澄清石灰水变浑浊的气体。 (4)尾气处理:一氧化碳有毒，不能直接排放到空气中，可将尾气点燃或收集。 （六）有关纯度问题的计算 纯度 = 纯物质的质量/不纯物质的质量 x 100% (1)根据混合物的质量及纯度，计算纯净物的质量。纯净物的质量=混合物的质量x纯度。 (2)根据纯净物的质量，求其中组成元素的质量。 组成元素的质量=纯净物的质量x纯净物中某组成元素的质量分数。 (3)求工业产品中含杂质的物质的质量，即求混合物的质量。 混合物的质量=纯净物的质量/纯度 【能力拓展】 金、银等少数金属因为很不活泼，很难与别的物质反应，所以在自然界中多以单质形式存在，铁、铝等金属的化学性质比较活泼，在自然界中以化合物形式存在。 【例3】明代《天工开物》中记载的“炒钢法”，其主要过程如图表示。 （1）煤炭在炉内可夺取氧化铁中的氧，具有 性。 （2）向方塘中撒入潮泥灰（主要成分是CaCO3）的主要作用是利用高温条件下，将生铁水中含有的SiO2杂质转变为炉渣（主要成分是CaSiO3）和一种氧化物，反应中各元素化合价都不变，请写出生成炉渣的化学反应方程式 。 （3）“炒钢”过程中，需反复搅拌翻炒方塘中的生铁水才能获得钢，反复搅拌的主要目的是 。 【变式3-1】《采铜炼铜记》记载：“……炭八九千斤，不过得铜五六百斤”，照记载配比，开展如图所示的模拟古代竖炉炼铜实验，经高温煅烧，冷却后观察到方舟上下方均出现红色物质。 （1）方舟下方出现红色物质，是由于煤炭粉具有 性，会夺取氧化铜中的氧。 （2）方舟上方也会出现红色物质，这是由于炽热的炭能在高温条件下与二氧化碳反应，生成 ，与氧化铜发生反应。 （3）炼制后未完全冷却就打开坩埚的顶盖，会导致炼制的铜纯度降低是因为 。 【变式3-2】在比较高的温度下，木炭可以和氧化铜反应生成一种金属单质和某元素的最高价氧化物，如图为实验装置图。根据已知条件和实验装置图判断，下列说法正确的是（　　） A．给酒精灯加网罩，目的是使火焰集中并提高温度 B．反应过程中，铜元素化合价不变 C．木炭是使氧化铜还原为铜的物质，它具有氧化性 D．实验结束后，应先停止加热，再将导气管从澄清石灰水中撤出 【变式3-3】在科学实验操作技能大赛中，小华同学用所学的科学知识迅速搭建了一套“模拟炼铁”的冶炼装置（铁矿石的主要成分为Fe2O3）。 （1）为确保制得较纯净的CO，还需在C、D间加装盛放 （选填“碱石灰”或“氢氧化钠溶液”）的装置。 （2）装置调整好以后，按照规范步骤进行实验，当观察到D装置出现：铁矿石颜色发生变化或 时，证明铁矿石一定有部分被还原了，请写出D装置中发生的化学反应方程式 。 （3）实验结束时，在拆卸装置前得进行以下操作：先熄灭C、D中的酒精喷灯，待装置冷却后再停止滴加稀盐酸。目的是 。 【知识点4 金属的防护】 四、防止金属腐蚀的常用方法 金属材料，特别是钢铁，日久之后表面往往会失去光泽，产生锈蚀现象，以致强度降低，不能继续使用。据统计，每年由于锈蚀而直接损失的钢铁材料约占钢铁年产量的四分之一。所以，研究金属的锈蚀原因，找到科学的防止金属锈蚀的方法显得尤为重要。 （一）金属锈蚀的条件 金属的锈蚀既与周围环境里水、空气等物质的作用有关，也与金属内部的结构有关。 （二）实验探究铁锈蚀的条件 (1)实验在3支试管中进行： A试管中是水和空气，B试管中是刚煮沸过的蒸馏水，C试管中是装有干燥剂(生石灰)的干燥空气，在3支试管中各放一枚铁钉，并用塞子塞紧试管口，实验装置图如图所示。 (2)一段时间后A中铁钉锈蚀严重，B、C中铁钉基本不锈蚀，说明铁生锈条件是与水和空气(氧气)同时接触。(3)因为纯铁和铁钉的内部结构不同，纯铁并未生锈。 （三）防止金属生锈的方法 根据金属锈蚀的条件，入们采取了一系列措施以防止金属生锈，如： (1)保持金属制品(特别是钢铁)表面的洁净和干燥。 (2)在金属制品(特别是钢铁)表面覆盖保护膜。例如，在金属表面覆盖保护层(涂油、刷漆，覆盖搪瓷、塑料等)、镀耐磨和耐锈蚀的金属(镀铬等)，在钢铁表面高温制成一层致密氧化膜等。 (3)改变金属的内部组织结构(制成合金)。如加入铬、镍制成不锈钢等。 【能力拓展】 1.使金属隔绝空气或隔绝水，保持金属制品表面干燥和洁净或在金属表面涂一层保护膜，把金属与外界氧气隔开，此法又叫保护膜法。如镀上金属或非金属涂层、生成自身的氧化膜。 2.如自行车钢圈上镀铬;刷油漆、涂机油、封塑料膜;铝表面生成氧化铝。改变金属内部的结构，制成合金，如制成不锈钢等。 3.金属锈蚀的条件缺一不可，而防锈只需破坏其中一个条件即可。如铁生锈时，铁必须与水和氧气同时接触，而防止铁生锈只需隔绝氧气或水即可。 【例4】如图是探究铁钉锈蚀条件的4个实验，一段时间后观察现象。下列说法不正确的是（　　） A．①中甲、乙、丙三处比较，生锈最明显的地方是甲 B．①②对比说明铁生锈需要空气，①③对比说明铁生锈需要水 C．③中附着在棉花上的氯化钙的作用是作干燥剂 D．四个实验中，生锈最快的是④中的铁钉 【变式4-1】某同学用如图所示的四支试管探究铁钉生锈的条件，以下说法不正确的是（　　） A．甲、乙试管对照，可探究铁钉生锈是否需要氧气 B．乙、丙试管对照，可以得出铁钉生锈需要水 C．一段时间后，最有可能生锈的是甲中铁钉 D．丁试管的实验是多余的操作，可以去掉 【变式4-2】校园劳动实践课上，同学们分组用铁锅烹饪美食。活动结束后，有小组没及时擦干铁锅，隔天发现锅面出现了棕红色锈迹。下列关于铁锅生锈与防护的说法错误的是（　　） A．铁锅生锈是铁与氧气、水共同作用的结果 B．生锈过程属于缓慢氧化反应 C．铁锈的主要成分是Fe3O4 D．在铁锅表面涂食用油可防锈蚀 【变式4-3】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 模块三 课后作业 1. 铁、铜分别加入等质量、相同质量分数的稀盐酸。下列有关说法正确的是（　　） A．反应过程中，甲试管溶液颜色保持不变 B．反应过程中，两支试管中均有气泡产生 C．反应结束后，甲试管溶液的质量会变小 D．该实验可用于比较铁和铜的金属活动性 2. 将一定质量的锌粉加入含硝酸银和硝酸铜的混合溶液中，充分反应。反应过程中固体质量与加入锌粉的质量关系如图所示。下列说法正确的是（　　） A．a点固体为锌和银 B．b点固体中加入稀盐酸有气泡产生 C．c点溶液为无色 D．d点固体为银和铜 3. 一艘钢制轮船停在海面上（如图所示），则船身的三个位置发生锈蚀的顺序是（　　） A．a部位最先锈蚀 B．b部位最先锈蚀 C．c部位最先锈蚀 D．三部位同时锈蚀 4. 小科在实验室里利用金属制盐，下列物质中，能由金属与盐酸直接反应制得的是（　　） A．FeCl3 B．MgCl2 C．CuCl2 D．AgCl 5. 小乐为了研究铁锈蚀的影响因素，设计了如图所示实验装置并进行了三组实验，三组实验的试剂及反应200s时瓶内O2的含量如表所示。则下列说法错误的是（　　） 组别 试剂 200s时瓶内O2的含量 ① 5克铁粉、0.1克炭粉、1克干燥剂 21% ② 5克铁粉、0.1克炭粉、10滴水 15% ③ 5克铁粉、0.1克炭粉、10滴水和1g食盐 8% A．②③中O2含量减少表明铁已锈蚀 B．①②证明水对铁锈蚀有影响 C．②③证明食盐能加快铁锈蚀 D．①②③证明炭粉对铁锈蚀有影响 6. 小科将去除表面氧化膜的铁丝和铜丝分别伸入等质量的相同溶质质量分数的稀盐酸中，如图所示。下列有关说法正确的是（　　） A．反应过程中，甲试管溶液颜色保持不变 B．反应过程中，两支试管中均有气泡产生 C．反应结束后，甲试管溶液的质量会变小 D．该实验可用于比较铁和铜的金属活动性 7. 我国某科研团队从废旧银浆中高效回收高纯度白银，资源回收率达98%以上。为模拟其中关键步骤，小科将一段洁净的铜丝浸入硝酸银溶液中，如图所示，小科观察到铜丝表面有银白色固体析出，溶液颜色也有变化。下列分析正确的是（　　） A．反应说明银的金属活动性比铜的强 B．反应过程中，溶液的质量逐渐增大 C．反应过程中，溶液的颜色逐渐变蓝 D．反应结束后，试管中固体只有铜 8. 小科在甲、乙、丙三个广口瓶中分别放入三根洁净无锈的铁钉，甲瓶中放入少量生石灰，乙瓶中注满蒸馏水，两瓶密封；丙瓶中加入少量蒸馏水，瓶口敞开。三天后观察瓶中铁钉生锈情况。下列叙述错误的是（　　） A．甲瓶中生石灰可去除瓶内的水蒸气 B．乙瓶中的蒸馏水可用自来水代替 C．一段时间后最有可能出现红褐色物质的是丙瓶中铁钉 D．该实验说明铁生锈的条件是同时接触水和空气 9. 兴趣小组为探究金属的化学性质，设计了如图所示的实验。下列说法正确的是（　　） A．试管②中溶液逐渐变为蓝色 B．试管③中固体质量减小 C．实验前需要对金属进行打磨 D．对比实验①②，不能比较Zn、Cu的金属活动性强弱 10. 烧杯中盛有一定量的铁和金属R的混合粉末，现加入过量的硫酸铜溶液，烧杯中溶液的质量随时间变化情况如图所示。下列叙述正确的是（　　） A．三种金属的活动性强弱为Fe＞R＞Cu B．a点时，烧杯中的溶液只含一种阳离子 C．b点时，烧杯中的固体一定含有铜和铁 D．c点时，烧杯中的固体质量大于原混合粉末质量 11. 根据示意图中的情景，下列符合反应条件的金属组别是（　　） 组别 金属1 金属2 ① Cu Fe ② Fe Zn ③ Ag Mg ④ Cu Ag A．① B．② C．③ D．④ 12. 图像法是分析化学反应规律、解决科学问题的重要方法，能直观呈现物质的量的变化关系。下列图像能正确反映对应实验操作中相关量变化的是（　　） A．图甲是氯酸钾固体制氧气实验，剩余固体质量与反应时间的关系 B．图乙是等质量的锌、铁与足量的稀盐酸反应，产生氢气的质量与反应时间的关系 C．图丙是向硫酸和硫酸铜混合溶液中加入氢氧化钠溶液，沉淀质量与加入量的关系 D．图丁是在一定量Cu（NO3）2和Zn（NO3）2混合液中加入铁粉，溶质种类与加入量的关系 13. 回答下列问题。 （1）为了测定X、Y、Z、P的金属活动性，某化学小组进行如下反应：①将X、Y、Z、P单质放入稀硫酸中，Y中产生大量气泡，Z中有少量气泡，X、P上无明显现象；②将X的单质放入PCl2溶液中：X+PCl2＝XCl2+P；则X、Y、Z、P的金属活动性顺序是 。 （2）把铁片和铜片同时放入盛有硝酸银溶液的试管中充分反应后过滤，在滤纸上留下少量的金属。然后在滤液里滴入盐酸，若滴加盐酸后产生白色沉淀，则滤纸上的金属是 。 14. 当相同质量的A、B两种活泼金属（化合价均为+2价）与足量稀盐酸反应时，产生H2的质量与反应时间的关系如图所示。 （1）A、B两种金属的活动性顺序是A B。（填“＞”、“＜”或“＝”） （2）A、B两种金属的相对原子质量大小是A B。（填“＞”、“＜”或“＝”） 15. 生活中处处有科学，请解释下列现象。 （1）“庄稼一枝花，全靠肥当家。”下列属于复合肥料的是 。 A．CO（NH2）2 B．Ca（H2PO4）2 C．K2SO4 D．KNO3 （2）共享单车、共享电动车为人们的出行带来极大便利，请利用所学知识，提出一种防止它们生锈的措施 。 （3）“工业用盐”亚硝酸钠（NaNO2）和食盐外观十分相似，若误把它当作食盐放入食物，会造成严重的中毒事故。根据亚硝酸钠的化学式，推测其中有毒的离子是 。 16. 金属材料的使用作为一个时代的标志，见证了人类文明发展的过程。人类冶炼不同金属的大致年代如图所示，人类使用的金属材料中，铜先被冶炼出来。请结合金属活动性顺序分析其主要原因： ，现将金属Zn、Fe的混合物加入一定量的Cu（NO3）2溶液中，过滤得到蓝色滤液，则滤液中一定含有的溶质是 。 17. 如图1所示为探究铁锈蚀条件的实验装置，约一周后能观察到明显现象。如图2所示是对部分实验进行改进后的实验装置，使出现明显现象的时间缩短至5～10分钟。 （1）图1实验中，对比 （填字母）可知，铁生锈与氧气有关。 （2）图2实验中，对比U型管左右两边铁丝生锈情况可证明铁生锈与 有关。 （3）图2实验能够在较短时间内观察到明显现象，其主要原因是 。 18. 图1为教材中探究铁锈蚀条件的实验装置，大约要24小时后才能观察到明显的实验现象。小组同学对教材实验进行了改进，采用了图2所示装置（夹持装置已略去），实验过程中出现明显现象的时间缩短至5～10分钟。 （1）图1实验中，对比 （填字母）可知，铁生锈与氧气有关。 （2）图2实验中，可证明铁生锈与水有关的现象为 。 （3）图2实验能够在较短时间内观察到明显现象，其主要原因是 。 第 1 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $