2.2金属的化学性质 同步练习（含解析）

金属的化学性质
一、单选题
1.如下图是探究铁锈蚀条件的装置。调节L端与R端的液面高度一致，塞紧木塞，一周后下列推断正确的是（ ）
A. b管中铁钉一样会锈蚀 B. L端液面比R端液面低
C. 该实验能说明铁锈蚀与空气、水都有关． D. 若将a管中的水改为食盐水能加快铁的锈蚀
2.将4.2克铁粉和4.0克氧化铜粉末均匀混合，然后一次性投入盛有200克9.8%稀硫酸的大烧杯中。观察到如下现象，立即出现红色固体，前阶段没有明显的气泡产生，后阶段产生大量无色气泡，充分反应后上层清液呈浅绿色。由此做出下列判断，其中不合理的是( )
A. “立即出现红色固体”是由于很快发生了如下转化：CuO→CuSO4→Cu
B. “产生大量无色气泡”是由于发生了如下反应：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
C. 该实验条件下，硫酸铜比稀硫酸更容易跟铁粉发生反应
D. 在不同浓度的硫酸铜和稀硫酸的混合溶液中投入铁粉，都是硫酸铜先跟铁粉反应
3.将一定量的铜锌混合粉末放入盛有硝酸银溶液的烧杯中，不断搅拌，充分反应后过滤。向得到的滤渣和滤液中分别加入足量的稀盐酸，均无现象。则滤渣中（ ）
A. 一定有银，可能有铜和锌 B. 一定有银，可能有铜，一定没有锌
C. 一定有银和铜，可能有锌 D. 一定有银和铜，一定没有锌
4.如图为某化学兴趣小组同学设计的观察铁制品锈蚀的实验装置，下列叙述正确的是（ ）
①一段时间后,铁丝会由下至上出现锈蚀现象
②一段时间后，水面处铁丝锈蚀严重
③一段时间后，塑料瓶会膨胀，因为铁生锈要放热
④一段时间后，塑料瓶会变瘪，因为铁生锈要消耗氧气。
A. ①③ B. ②④ C. ②③ D. ①④
5.某同学探究金属单质的活泼性时发现：X、Y都能与稀硫酸反应放出氢气而Z不能；Y能在X的盐溶液中置换出X．则它们的金属的活动顺序为（ ）
A. X＞Y＞Z B. Y＞X＞Z C. X＞Z＞Y D. Y＞Z＞X
6.已知一铜、锌合金粉末，加入到AgNO3溶液中，如果过滤后得到的固体中物质的种类为a，滤液中溶质的种类为b,则下列说法正确的是（ ）
A. 若a+b=3，则滤液中可能不含AgNO3
B. 若a+b=4，则滤纸上一定有Ag和Cu，滤液中一定含有Zn(NO3）2和Cu（NO3）2。
C. 若溶液呈蓝色，则a=1
D. 若向固体中滴加稀盐酸，有气泡产生，则a+b=4
7.工程技术人员常用铝粉和氧化铁粉末来焊接钢轨的缝隙，其反应的化学方程式为Fe2O3+2Al=Al2O3+2Fe，该反应属于基本反应类型的（ ）
A. 置换反应 B. 分解反应 C. 化合反应 D. 复分解反应
8.用三块相同的铁片进行如下实验。
实验1：取第一块铁片，放入稀硫酸中，产生气泡
实验2：取第二块铁片，放入硫酸铜溶液中，铁片表面有红色物质析出
实验3：取第三块铁片，放入浓硫酸中，无明显的现象
对三个实验的分析，正确的是（ ）
A. 实验1的铁片与稀硫酸发生反应，生成硫酸铁和氢气
B. 实验2的铁片取出洗净、干燥后称量，其质量比原铁片小
C. 实验3的铁片与浓硫酸一定没有发生化学变化
D. 实验1和3，说明稀硫酸和浓硫酸的化学性质有差异
9.向AgNO3溶液中加入一定质量的铜锌混合粉末，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。下列说法正确的是（ ）
A. 滤液中加入稀HCl，一定有沉淀产生 B. 滤渣中加入稀HCl，一定没有气体产生
C. 滤渣中一定没有Zn，但一定有Ag、Cu D. 滤渣中一定有Ag，可能有Cu、Zn
10.小柯为比较Mg、Fe、Cu三种金属的活动性顺序，进行了如上图甲所示的实验，实验后把两试管中的物质倒入烧杯中（如图乙）发现烧杯内的红色固体明显增多，充分反应后过滤。则滤液中含有的金属离子一定有（ ）
① Mg2+ ②Mg2+和Fe2+ ③Fe2+和Cu2+ ④Mg2+、Fe2+和Cu2+
A. ① B. ② C. ③ D. ④
11.将一定质量的锌粒加入到硝酸银和硝酸铜的混合溶液中，反应一段时间后，过滤，向滤液中滴加盐酸，无现象，则下列说法不正确的是（ ）
A. 滤渣中肯定含有铜，可能含有锌 B. 滤液中肯定存在Zn2+
C. 滤渣中肯定含有银，可能含有锌和铜 D. 滤液中的溶质不可能是3种
12.铜是人类最早发现的金属之一，早在三千多年前人类就开始使用铜。在实验室里我们常用氢气和一氧化碳还原氧化铜来得到金属铜，下图甲和乙分别是氢气和一氧化碳还原氧化制的实验装置，有关甲、乙两实验说法正确的是（ ）
A. 都应先使试管、玻璃管均匀受热，再通入气体，以防止发生爆炸
B. 氢气和二氧化碳都将氧化铜变成单质铜，都发生了置换反应
C. 当实验结束后，都应继续通入气体，直到试管、玻璃管冷却
D. 所有酒精灯的作用均相同
二、填空题
13.金属的锈蚀与其在周围环境中接触的物质有关，如铁与空气中的，和 接触容易生锈，同时金属生锈还与金属的 有关。根据生锈的条件，防止金属生锈的方法可以是在金属表面涂上一层 ， 如汽车表面喷 ， 自行车钢圈表面镀铬，搪瓷碗表面覆盖一层瓷等，也可以改变金属的 ， 如在金属中掺入一些其他成分。
14.请回答下列有关金属的问题。
（1）铝是活泼金属，为什么通常铝锅却很耐腐蚀？________。
（2）图是某探究实验装置图。一段时间后，能观察到U形管中液面________(填“左高右低”“左低右高”或“左右相平”)(装置气密性良好，且开始时U形管两端的红墨水液面相平)。
（3）X、Y、Z是三种金属固体，将X和Y浸入稀硫酸中，Y溶解并产生氢气，X无变化；将X和Z浸入硝酸银溶液中，X表面有银析出而Z无变化。
①判断X、Y、Z和银四种金属的活动性由强到弱的顺序是________。
②具体确定一种X后，写出X与硝酸银溶液反应的化学方程式________。
三、解答题
15. 某合金由铝、铁、铜三种金属组成．现要测定一定质量该合金中铝的质量．设计以下流程并实验．
（1）通过以上实验也可验证三种金属的活动性顺序，写出判断依据．
（2）为什么要向合金粉末中加人适量的稀硫酸？
（3）为达到实验目的，需要称量上述流程中哪些物质的质量？如何确定铝的质量？
四、实验探究题
16.古往今来，金属材料和制品在我们的社会生活中一直起着非常重要的作用。
（1）考古工作者发现铁质的出土文物往往锈蚀严重，铁生锈的条件是________。在实验室常用稀盐酸清除铁锈，化学方程式为________。
（2）近年来，我国高铁建设促进了经济、社会的快速发展。制造铁轨的材料是合金钢，主要原因是合金钢具有________的优越性能(要求只答一条)。
（3）某同学在实验室进行了两个有关金属性质的实验：
实验Ⅰ：硫酸铝溶液和铁粉混合；
实验Ⅱ：硫酸铜溶液与铁粉混合。
在上述两个实验结束后，该同学将实验Ⅰ和Ⅱ的物质全部倒入同一个烧杯中，发现烧杯内的红色固体明显增多，原因是________(用文字说明)。一段时间后过滤，向滤渣中滴加盐酸，结果没有气泡产生。那么，滤液中所含金属离子的情况可能是________ (填序号)。
①Al3＋②Al3＋、Fe2＋③Al3＋、Fe3＋
④Fe2＋、Cu2＋⑤Al3＋、Fe2＋、Cu2＋
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 D
【解析】【分析】根据铁生锈实质是铁与氧气和水共同作用分析，由图中铁钉接触的条件判断是否生锈及生锈时装置内压强的变化确定液面的高度变化。
【解答】A、b管中铁钉不接触水，不会锈蚀，不符合题意；
B、a中铁会生锈，使试管内压强变小， b试管铁不生锈，所以L端液面比R端液面高 ，不符合题意；
C、该对比实验只证明了铁生锈与水有关，不符合题意；
D、 食盐溶液可加快铁生锈速率， 若将a管中的水改为食盐水能加快铁的锈蚀 ，符合题意；
故选D。
2.【答案】 D
【解析】【分析】本题主要考查稀硫酸和氧化铜以及铁粉反应产生的情况知识点。
【解答】A、“立即出现红色固体”是因为氧化铜和硫酸铜反应生成硫酸铜和水，硫酸铜和铁反应生成硫酸亚铁和铜，立即发生了如下变化： ， A不符合题意。
B、产生大量无色气泡，是因为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ ，B不符合题意。
C、因为由题意可知“立即出现红色固体”，所以硫酸铜比稀硫酸更容易跟铁粉发生反应，C不符合题意。
D、在不同浓度的硫酸铜和稀硫酸的混合溶液中投入铁粉，并不都是硫酸铜先跟铁粉反应，也可能是硫酸先和铁反应，因为稀硫酸的浓度大时，铁会优先和稀硫酸反应，D符合题意。
故答案为：D
3.【答案】 B
【解析】【分析】根据在金属活动性顺序中，排在前面的金属能与排在后面的金属的盐溶液发生反应，排在氢前的金属能与酸发生反应分析。
【解答】 将一定量的铜锌混合粉末放入盛有硝酸银溶液的烧杯中，铜和锌都能与硝酸银溶液反应，向得到的滤渣和滤液中分别加入足量的稀盐酸，均无现象 ，说明固体中没有锌剩余，溶液中没有硝酸银剩余，则固体中一定有银，可能有铜，一定没有锌。
故答案为：B。
4.【答案】 B
【解析】【分析】氧气和水与铁接触越是充分，那么铁生锈就会更加严重。
【解答】①一段时间后，水面处铁丝锈蚀严重，但是水上、水下部分生锈不明显，①不符合题意。
②一段时间后，水面处铁丝锈蚀严重，而水上、水下部分生锈不明显，②符合题意。
③铁生锈会吸收空气中的氧气，因此塑料瓶一段时间后塑料瓶子会变瘪，③不符合题意。
④一段时间后，塑料瓶会变瘪，这充分说明了铁生锈与空气有关，消耗了氧气，④符合题意。
故答案为：B
5.【答案】 B
【解析】【分析】（1）在金属活动性顺序表中，排在氢前面的金属能够将氢置换出来；
（2）排在前面的金属能够将后面的金属从它的盐溶液中置换出来，据此排序即可。
【解答】X、Y都能与稀硫酸反应放出氢气而Z不能，那么它们的排序为：X（Y）>氢>Z；
Y能在X的盐溶液中置换出X，说明它们的排序为：Y>X；
这三种金属的活动性排序为：Y>X>Z。
故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
6.【答案】 D
【解析】【分析】（1）在金属活动性顺序表中，排在前面的金属能够将后面的金属从它的盐溶液中置换出来；
（2）如果一种金属的盐溶液中有两种以上单质金属且都在该金属的前面，那么排在最前面的先反应，后面的依次反应；
（3）假设固体a的数值从1~3，结合硝酸银是否过量，对各个选项描述的情形进行判断即可。
【解答】由金属活动性顺序表可知，金属的活动性Zn>Cu>Ag，
向AgNO3溶液中加入一定质量的Zn和Cu的混合粉末，Zn首先与硝酸银溶液反应，Zn反应完成时，Cu再与硝酸银反应，化学方程式为：
①Zn+2AgNO3 2Ag+Zn（NO3）2；
②Cu+2AgNO3 2Ag+Cu（NO3）2；
当a=1时，得到的金属为银，Cu和Zn全部反应，硝酸银溶液足量，恰好反应时，溶液中的溶质为硝酸铜和硝酸锌，此时b=2，即a+b=3，则一定没有硝酸银，故A不符合题意；
结合A的分析，若硝酸银过量时，溶液中的溶质为硝酸铜、硝酸锌和硝酸银，此时b=3，则a+b=4，故B不符合题意；
若溶液呈蓝色，说明铜和硝酸银发生反应产生硝酸铜溶液，则滤渣一定含有银，一定没有锌，可能含有铜，因此可能a=1或2，故C不符合题意；
若滴加稀盐酸产生气泡，说明锌有剩余，则滤渣是锌、铜、银，即a=3，滤液只含有硝酸锌，即b=1，因此a+b=4，故D符合题意。
故答案为：D
7.【答案】 A
【解析】【分析】根据置换反应符合“单化化单”的特点分析。
【解答】该反应反应物和生成物都是一种单质和一种化合物，为置换反应；
故答案为：A。
8.【答案】 D
【解析】【分析】根据金属活动性顺序和稀硫酸、浓硫酸的性质进行分析。
【解答】A.排在氢前面的金属会与稀硫酸发生反应生成盐和氢气，铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，A错误，不符合题意。
B.根据“前金置后金”的原则，铁排在铜前面，铁会与硫酸铜发生置换反应，又因铁的相对原子质量小于铜，因此铜被置换出来附在铁片上，使铁片质量比原铁片大，B错误，不符合题意。
C.浓硫酸具有强氧化性，可以将铁氧化，使其钝化，C错误，不符合题意。
D.浓硫酸具有强氧化性，稀硫酸没有，D正确，符合题意。
故答案为：D
9.【答案】 D
【解析】【分析】加入的粉末只有锌与硝酸银反应：.
【解答】A、加入的锌质量不确定，硝酸银是否剩余不知道，所以在滤液中加入盐酸，可能会有沉淀，也可能没有；
B：加入的锌质量不确定，所以是否反应结束不能确定滤渣中加盐酸可能有气体，也可能没有，错误；
C：加入的锌质量不确定，所以滤渣中是否有锌不确定，但一定会有银、铜，错误；
D:加入锌，一定会反应产生银，铜不参与反应，也存在，而锌只是可能会有，正确；
故选：D
10.【答案】 B
【解析】【分析】根据金属活动性顺序分析，在金属活动性顺序表中，排在前面的金属能与排在后面的金属的盐溶液发生反应。
【解答】铁不与硫酸镁溶液反应，能与硫酸铜溶液反应， 实验后把两试管中的物质倒入烧杯中（如图乙）发现烧杯内的红色固体明显增多， 说明a试管中铁与b中剩余的硫酸铜发生了反应，所以滤液中一定有未反应的镁离子和生成的亚铁离子，铜离子可能有；
故答案为：B。
11.【答案】 A
【解析】【分析】反应过程：；
【解答】A：滤液中滴加盐酸，无现象，则说明没有硝酸银的存在，滤渣里可能有铜也可能没有，错误；
B：加入锌就一定生成硝酸锌，一定存在锌离子，正确；
C：硝酸银已经反应完，则滤渣中一定有银，正确；
D;滤液中一定有硝酸锌，可能含有硝酸铜，可能存在三种情况，错误；
故选：A
12.【答案】 C
【解析】【分析】实验室炼铁：一氧化碳：早出晚归 ；酒精灯：迟到早退 .
【解答】A、玻璃管不需要预热，不符合题意；
B、二氧化碳不具有还原性，不能使氧化铜变成铜，不符合题意；
C、实验结束时，试管或者玻璃管中温度很高，如果停止气体通入，空气中的氧气会进入，使得还原出的金属单质又被氧化，符合题意；
D、乙图中第二个酒精灯起到的作用是处理尾气，不符合题意；
故答案为：C
二、填空题
13.【答案】 氧气；水蒸气；内部结构；保护膜；油漆自身结构
【解析】【分析】根据铁生锈是铁与氧气和水接触及防锈措施分析。
【解答】铁生锈是铁与氧气和水接触，防止金属锈蚀可在金属表面涂一层保护膜，如汽车表面喷漆， 自行车钢圈表面镀铬，搪瓷碗表面覆盖一层瓷等，改变金属的内部结构，防止锈蚀；
故答案为：氧气；水蒸气；保护膜；油漆；内部结构。
14.【答案】 （1）铝与氧气反应，其表面生成致密的氧化铝薄膜起保护作用
（2）左高右低
（3）Y＞X＞Ag＞Z；Cu＋2AgNO3=Cu(NO3)2＋2Ag
【解析】【分析】（1）根据铝的化学性质分析；
（2）根据铁生锈的原理分析；
（3）根据能与酸反应的金属活动性大于不能与酸反应的活动性，金属能与盐溶液反应时则金属的活动性大于盐中金属的活动性分析。
【解答】（1） 铝与氧气反应，其表面生成致密的氧化铝薄膜起保护作用，所以铝虽是活泼金属 ，但却很耐腐蚀；
（2）铁生锈消耗装置中的氧气，使左侧装置压强减小，U型管液面会 左高右低 ；
（3） 将X和Y浸入稀硫酸中，Y溶解并产生氢气，X无变化，说明X的活动性小于Y；将X和Z浸入硝酸银溶液中，X表面有银析出而Z无变化，说明X的活动性大于Z， ①X、Y、Z和银四种金属的活动性由强到弱的顺序是 Y＞X＞Ag＞Z ； ②X可是以铜，与硝酸银溶液反应的化学方程式为 Cu＋2AgNO3=Cu(NO3)2＋2Ag ；
故答案为：（1） 铝与氧气反应，其表面生成致密的氧化铝薄膜起保护作用 ；（2） 左高右低 ；（3） Y＞X＞Ag＞Z ； Cu＋2AgNO3=Cu(NO3)2＋2Ag 。

三、解答题
15.【答案】 （1）铝和铁都能和硫酸反应，铜不能和硫酸反应，说明铝和铁都位于氢前，铜位于氢后；铝能够和硫酸亚铁反应，说明铝比铁活泼，因此说明三种金属的活动性顺序为：铝＞铁＞铜；
（2）加入适量的稀硫酸可将合金中的铝、铁恰好溶解，既能测量出铜的质量，还能保证步骤②中所加的铝只能与硫酸亚铁反应，继而确定铁的质量；
（3） 称量步骤①中的铜的质量、步骤②中加入铝粉的质量（假设为a），和铁铝混合物的质量（假设为b）；根据铝与硫酸亚铁反应的化学方程式，求出铁的质量（设铁 为x，剩余的铝为b﹣x，参加反应的铝质量为a﹣（b﹣x），利用二者的比例关系计算，此处过程可不写）因混合物质量已知，铜和铁已测出，则铝的质量可知．
【解析】【解答】（1）根据金属的活泼性顺序：铝＞铁＞氢＞铜，所以向三种金属混合物中加入稀硫酸，铝、铁能够反应产生硫酸铝和硫酸亚铁，而铜不反应，得到的滤液再加入过量的铝，铝和硫酸亚铁反应产生硫酸铝和铁，因此说明铁的活动性比铁强，且位于氢前，而铜位于氢后，因此可以验证三种金属的活动性顺序；
（2）加入适量的稀硫酸可以把铝和铁都溶解；
（3）要测定混合物中铝的质量，需要知道混合物的质量、分离出铜和铁的质量，剩下的为铝，因此需要测量的量有：称量步骤①中的铜的质量、步骤②中加入铝粉的质量（假设为a），和铁铝混合物的质量（假设为b）；铁的质量可以通过铝和硫酸亚铁的反应关系利用参加反应的铝的质量与铁的关系进行计算．
故答案为：（1）铝和铁都能和硫酸反应，铜不能和硫酸反应，说明铝和铁都位于氢前，铜位于氢后；铝能够和硫酸亚铁反应，说明铝比铁活泼，因此说明三种金属的活动性顺序为：铝＞铁＞铜；
（2）加入适量的稀硫酸可将合金中的铝、铁恰好溶解，既能测量出铜的质量，还能保证步骤②中所加的铝只能与硫酸亚铁反应，继而确定铁的质量；
（3）称量步骤①中的铜的质量、步骤②中加入铝粉的质量（假设为a），和铁铝混合物的质量（假设为b）；根据铝与硫酸亚铁反应的化学方程式，求出铁的质量（设铁为x，剩余的铝为b﹣x，参加反应的铝质量为a﹣（b﹣x），利用二者的比例关系计算，此处过程可不写）因混合物质量已知，铜和铁已测出，则铝的质量可知．
【分析】根据金属能与酸反应的排在氢前面，不能与酸反应的排在氢的后面，活泼的金属能把不活泼的金属从盐溶液中置换出来分析金属活动性的顺序及反应过程中发生的反应及试剂的作用并利用化学方程式进行计算．
四、实验探究题
16.【答案】 （1）铁与氧气、水同时接触；Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O
（2）硬度大(或机械强度好，或韧性好等)
（3）实验Ⅱ中硫酸铜溶液有剩余，而实验Ⅰ中的铁粉又能与实验Ⅱ中剩余的硫酸铜发生置换反应生成铜和硫酸亚铁；②⑤
【解析】【分析】（1）根据铁生锈实质及氧化铁与盐酸反应生成氯化铁和水分析；
（2）根据合金的性质分析；
（3）根据金属活动性顺序中排在前面的金属能与排在后面的金属的盐溶液发生反应分析。
【解答】（1） 铁生锈的条件是铁与氧气、水同时接触， 在实验室常用稀盐酸清除铁锈，化学方程式为 Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O ；
（2） 合金钢具有硬度大、机械强度好、韧性好等性能；
（3）铁不能与硫酸铝反应，能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，将两实验中物质倒入同一烧杯中， 烧杯内的红色固体明显增多， 说明实验 Ⅱ中硫酸铜过量，与实验Ⅰ 中铁发生了反应生成了铜；一段时间后向滤渣中加盐酸，没有气泡产生，说明铁全部反应，滤液中成分可能是硫酸亚铁、硫酸铝，也可能是硫酸亚铁、硫酸铝、硫酸铜，所含金属离子情况可能是 ②⑤ ；
故答案为：（1） 铁与氧气、水同时接触 ； Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O ；（2） 硬度大(或机械强度好，或韧性好等) ；（3） 实验Ⅱ中硫酸铜溶液有剩余，而实验Ⅰ中的铁粉又能与实验Ⅱ中剩余的硫酸铜发生置换反应生成铜和硫酸亚铁 ；②⑤ 。