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第37讲 金属及金属材料
考点 常见题型 考点分值
1．区别金属与非金属 选择、填空 2～4分
2．列举金属和非金属的主要性质差异（如导电性、导热性、延展性、金属光泽等） 选择(综合型)、填空 2～4分
3．概述金属与酸、金属与盐反应的条件 选择(综合型)、填空 2～4分
4．比较金属的活动性顺序 选择(综合型)、填空 2～6分
5．用金属活动性顺序说明某些现象 选择(综合型)、填空 2～4分
6．列举金属腐蚀条件 选择(综合型)、填空 2～4分
7．列举防止金属腐蚀的常用方法 选择(综合型)、填空 2～4分
8．知道废弃金属对环境的影响 选择(综合型)、填空 2～4分
9．知道回收废弃金属的意义 选择(综合型)、填空 2～4分
10.列举改善金属材料性能的主要方法 选择(综合型)、填空 2～4分
一、金属与非金属 常见金属的主要性质和用途
1.金属
共性 金属光泽 可以做装饰品
拉铁丝、打锄头、做铝箱等
铝丝、铜丝等做导线
用铁锅炒菜、铝茶壶烧水等
特性 ①大多数金属的颜色为银白色或灰色，但金呈______，铜呈______，铁粉呈______；②除______(液态)外，所有金属在室温下都是固体；③不同的金属熔点、沸点不同。其中钨的熔点最高。
【备考补充】常见金属的用途主要从金属的性质、价格、回收等各个方面考虑。如：银是电和热的最佳导体，但其价格昂贵且密度大，因此一般不用作导线和加热器皿。
2.非金属
常温下，大部分非金属元素所组成的单质是气体，也有一些是固体，溴(Br2)是唯一常温下的液态非金属单质。非金属的导电、导热性能均比较差，也没有延展性。
3．常见的金属材料
铁：纯铁为________色有光泽，质软。生铁、钢铁、熟铁都是铁的合金，生铁与钢铁相比，________有脆性，________是世界上产量最大的金属材料。
铜：纯铜呈______色，具有良好的延展性，是______和______的良导体，可制造导线和电键。铜是人类历史上使用最早的金 属，主要用于制造各种合金(如______铜、黄铜和白铜)。
铝：纯铝呈________色，是地壳中含量__________。铝表面 易生成致密的__________膜，可以保护内部金属不被腐蚀，据此性质可用于制造医疗器械、冷冻装置、液态天然气的输送管道。铝的密度较______，形成的合金可用于航天、船舶、汽车等多个领域。铝富有延展性，可制成极薄的铝箔用于食品、药品的包装。
钛：是______色金属。表面易形成抗腐蚀的__________薄 膜，不怕磁性水雷，可用于核潜艇的制造。能够耐高、低温，可用于制作火箭发动机壳体、导弹。对人体无毒，不与人体肌肉、骨骼反应，且可与人体器官长成一体，可广泛用于制作医疗器械及人工关节、人工心瓣、人造齿根。
二、金属的化学性质
1．金属与氧气反应
(1)通式：金属＋氧气 ―→ 金属氧化物
活泼金属常温下即能与O2反应，活动性次之的金属与O2反应则需点燃、加热或高温等条件，不活泼金属即使在高温条件下也不与O2反应。
(2)常见金属与氧气反应(化合反应)
条件 金属 现象 化学方程式
常温 铝 缓慢氧化，放出热量，不易察觉 ___________________
点燃 镁 剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出大量的热，生成白色固体 ___________________
铁 剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体 ___________________
加热 铜 生成黑色固体 ___________________
高温 金 不反应 金很稳定，高温时也不与氧气反应
【特别提醒】常温下铝比铁耐腐蚀的原因是金属铝的表面易与氧气反应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。
2．金属与酸反应
(1)通式：金属＋酸―→盐＋氢气
(2)反应发生的条件：金属活动性必须排在H之前(K、Ca、Na除外)，活动性越靠前的金属反应越剧烈。
(3)常见金属与酸的反应(置换反应)
金属 现象 化学方程式(与稀盐酸、稀硫酸)
镁 剧烈反应，产生大量气泡，溶液为无色 _______________________、_______________________
铝 反应比较剧烈，产生大量气泡，溶液为无色 _______________________、_______________________
锌 反应比较剧烈，产生大量气泡，溶液为无色 _______________________、_______________________
铁 反应缓慢，有气泡产生，溶液由无色逐渐变为浅绿色 _______________________、_______________________
【特别提醒】金属与酸反应为放热反应。
3．金属与盐反应
(1)通式：金属＋盐(可溶)―→新盐＋新金属
(2)反应发生的条件：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溶液中置换出来(K、Ca、Na除外)。
(3)常见金属与盐的反应(置换反应)
反应 现象 化学方程式
铁粉与硫酸铜溶液反应 溶液由______色逐渐变为______色 ________________
铜丝与硝酸银溶液反应 铜丝表面有银白色固体析出，溶液由______色逐渐变为______色 ________________
铝与硫酸铜溶液反应 溶液由______色逐渐变为______色 ________________
三、金属互动性顺序
1．金属活动性顺序表
K>Ca>Na> >Al> >Fe>Sn>Pb>(H)> >Hg> >Pt>Au
金属活动性由 逐渐
2．金属活动性顺序的判断
(1)根据金属活动性顺序判断：金属越靠前，活动性越强。
(2)金属与氧气反应的难易程度：反应越容易，金属活动性越强。
(3)金属能否与酸发生反应及反应的剧烈程度：能与酸反应，反应越剧烈，金属活动性越强。
(4)金属能否与金属盐溶液发生置换反应：活动性较强的金属可以把活动性较弱的金属从其盐溶液里置换出来。
(5)金属在自然界的存在形式：以化合态存在的金属比以单质形式存在的金属活动性强。
3．金属活动性顺序的探究
（1）金属活动性顺序的判断依据，图解如下：
（2）金属与酸反应的坐标曲线图
1．等质氢图(如图1)
(1)酸不足，金属过量。
(2)酸足量，金属质量不同。
(3)金属越活泼，图示反应物的曲线越陡，如铝比铁活泼，Al与酸反应的坐标曲线比Fe与酸反应的坐标曲线陡。可简单概括为：越陡越活。
2．等质等价金属图(如图2)
相同质量的金属与酸反应，金属的相对原子质量越小，与酸反应产生的氢气越多，曲线的拐点越高，消耗的酸也越多。可简单概括为：越高越小。
3．等质不等价金属图(如图3)
铝、镁、锌与酸反应生成金属离子的化合价分别为＋3价、＋2价、＋2价，此图反应出等质不等价金属与酸反应不仅速率不同，而且产生的氢气的质量与金属化合价有关。计算氢气质量的公式为m(H2)＝ 。
4．金属活动性顺序的应用
(1)判断某些置换反应能否发生
①判断金属与酸能否反应
金属必须位于氢_____
条件 酸一般指稀盐酸或稀硫酸
金属不包括K、Ca、Na
②判断金属与盐溶液能否反应
单质金属必须排在盐中金属的前面
条件 盐必须能溶于水
金属不包含K、Ca、Na
(2)根据金属与盐溶液的反应情况判断滤液、滤渣的成分。
(3)利用金属活动性顺序探究金属锈蚀的快慢程度。金属活动性越强，锈蚀速度越快；金属活动性越弱，锈蚀速度越慢。
(4)利用金属活动性顺序研究金属冶炼的历史。
①金属活动性越弱，从其矿石中还原出单质越容易；
②金属活动性越强，从其矿石中还原出单质越难。
实验：比较铁、铜、银的金属活动性
1．实验原理：根据金属与酸及盐溶液能否发生反应及反应的速率来判断金属的活动性强弱。
判断方法 操作方法 现象与结论
金属能否与稀硫酸或稀盐酸反应及反应速率 将两种金属插入到稀硫酸或稀盐酸中，观察是否产生气体，以及气体产生的快慢 ①有气体产生，说明该金属在金属活动性顺序中排在氢之前，否则排在氢之后②产生气体速率快的金属比产生气体速率慢的金属活动性强
金属能否与盐溶液发生置换反应 将一种金属插入另一种金属盐溶液中，观察现象(金属表面是不是有另一种金属析出及溶液颜色变化) 如果能将盐溶液中的金属置换出来，说明插入溶液的金属比盐溶液中所含金属的活动性强，反之盐溶液中所含金属比插入溶液的金属活动性强
2. 实验方案设计
(1)比较两种金属的活动性强弱
验证项目 实验方案 判定理由
比较两种金属的活动性强弱，如Cu、Ag 金属和盐溶液 将金属铜放入银的盐溶液中 置换反应能发生，则金属活动性顺序为：铜＞银
将金属银放入铜的盐溶液中 置换反应不能发生，则金属活动性顺序为：银＜铜
比较金属A、B的活动性顺序 金属和酸溶液 将金属A、B分别放入稀盐酸中 若A与酸反应，B与酸不反应，则金属活动性顺序为：A＞B；若A、B均与酸反应，A产生气泡的速率比B快，则金属活动性顺序为：A＞B，若A、B均不与酸反应，则无法判断
(2) 比较三种金属的活动性顺序(如Fe、Cu、Ag)
实验方案 判定理由
两盐夹一金 取铁和银的盐溶液，将金属铜分别放入两种盐溶液中 铁的盐溶液中铜片无明显现象，银的盐溶液中铜片上有银白色固体附着，溶液由无色变为蓝色，则金属活动性顺序为：银＜铜＜铁
两金夹一盐 取等量CuSO4溶液2份，向其中分别加入铁片、银片 加入铁片的溶液由蓝色变成浅绿色，而加入银片的溶液无明显现象，则金属活动性顺序为：银＜铜＜铁
3. 实验注意事项
(1)实验前金属必须打磨除去表面的氧化膜或污物。
(2)做金属与酸的反应时一般用稀盐酸或稀硫酸，不用硝酸或浓硫酸，且所选酸的质量和浓度相同。
(3)金属与盐溶液的反应，盐必须可溶。
(4)大于三种的金属判断其金属活动性顺序可先用酸将其分类，再根据以上操作进行探究。
(5)用以上方法判断金属活动性顺序时金属K、Ca、Na除外。
四、金属的冶炼、腐蚀和防护
1．金属在自然界中的存在
在自然界中，仅有少数金属是以游离态(即单质)的形式存在，而大多数金属是以化合态的形式存在的。
2．常见金属的冶炼
(1)金属冶炼就是要把金属从化合态变为游离态。
(2)常见的冶炼方法
实验一：氢气还原氧化铜
1．实验原理：氢气具有________，能在加热条件下与氧化铜反应生成铜单质。反应的化学方程式为__________________________。
2．实验装置
3．实验步骤
(1)在试管中加入少量氧化铜粉末，按照装置图安装固定实验仪器。
(2)通入氢气，过一段时间，再给氧化铜加热。
(3)反应完成后停止加热，继续通入氢气，直至试管冷却。
4．实验现象：试管中的________粉末逐渐变为________，试管口有水珠出现。
5．注意事项：试管口略向下倾斜，防止冷凝水倒流至试管底部导致试管炸裂。
6．装置拓展
实验二：一氧化碳还原氧化铁
1．实验原理：一氧化碳具有________，能在高温条件下将氧化铁中的铁还原出来。反应的化学方程式为____________________________。
2．实验装置
3．实验步骤
(1)将氧化铁粉末装入玻璃管后固定在铁架台上。
(2)点燃C处酒精灯。
(3)通入一氧化碳，持续一段时间后，点燃酒精喷灯，给氧化铁加热。
(4)熄灭A处酒精喷灯，继续通入一氧化碳直至玻璃管冷却。
(5)停止通入一氧化碳，再熄灭C处酒精灯。
【特别提醒】一氧化碳有毒，需要通过点燃进行尾气处理。
4．实验现象：玻璃管中的________粉末变为______；试管B中澄清石灰水变浑浊；导管尖嘴处有淡蓝色火焰。
5．装置拓展
(1)一氧化碳还原氧化铜也可使用上述装置。
(2)尾气处理装置还可选择使用气球收集等。
3．金属锈蚀的条件
(1)外因：金属的锈蚀与周围环境里水、空气等物质有关，如铁与空气中的________和________同时接触易生锈。
(2)内因：金属的锈蚀同时也与金属的________有关，不同的金属生锈的难易程度不同。
4．金属锈蚀条件的探究
1．实验原理
铁与空气中的氧气、水蒸气等物质反应发生锈蚀，生成铁锈。铁锈的主要成分是________。
2．实验设计
编号 A B C D
条件 铁钉与空气和水同时接触 铁钉在干燥的空气中 铁钉全部在水中 铁钉与水和氧气接触
图示
生锈程度 易生锈 不生锈 不生锈 最易生锈
分析 ①通过对比A和B两组实验可知，影响铁生锈的因素是_______；②通过对比A和C两组实验可知，影响铁生锈的因素是_______；③通过对比A和D两组实验可知，影响铁生锈的因素是_________。
结论 铁制品锈蚀的条件是与空气中的______和________同时接触
5．金属锈蚀的防护
(1)破坏金属锈蚀的外在条件：①表面覆盖保护膜，如刷油漆、抹油、电镀等；②保持金属表面干燥，如用过的菜刀擦干、放置干燥剂等。
(2)改变金属的内在结构，如在普通钢中加入铬、镍等金属元素制成不锈钢。
五、废弃金属对环境的影响
1．金属污染
垃圾填埋处理后，像铅、镉等有毒金属被腐蚀后会溶于水形成金属离子，污染土壤和地下水源。在潮湿的空气中，金属的氧化和锈蚀也会污染土壤，危害生态环境。
2．回收废弃金属的意义
既可以节约大量的金属资源，又能减少重金属对环境的污染。
6、金属材料的发展
1. 改善金属材料性能的主要方法：改变金属的________和外部条件。
2．合金
(1)概念：把一种金属跟其他一种或几种________(或________)一起________而成的具有金属特性的物质称为合金。合金属于混合物。
(2)性质特点：与组成它的成分金属相比，合金有硬度______、熔点______、抗腐蚀性______的优点。
(3)常见的合金
①铁合金：根据碳含量的不同，铁合金分为生铁和钢两种类型。钢质地坚硬，有弹性和延展性，机械性能好，可用来制作坚硬的汽车车身及刀具、量具和模具等，是最常见、应用较广的一种合金材料。
②铝合金：密度低，但强度比较高，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗腐蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢，可作建筑装饰材料及汽车、飞机、火箭、人造卫星的材料。
③其他合金：镍钛合金、黄铜(铜锌合金)、焊锡(锡与铝的合金)等。
知识点1：金属材料及其用途
例1：随着量子学的发展，纳米材料应用越来越广。有科学家发明了一种“碳纳米管温度计”这种温度计被认定是目前世界上最小的温度计．研究人员在很微小的碳纳米管中充入液态的金属镓．当温度升高时，管中镓就会膨胀，通过电子显微镜就能读取温度值．这种温度计测量的范围可从 30℃到 490℃，并且精确度较高，可用于检查电子线路是否异常、测量毛细血管的温度等许多方面．根据以上信息判断下列推测中正确的是---（ ）
A. 碳纳米管的体积在 10℃至 500℃之间随温度变化很小，可忽略不计
B. 金属镓的熔点、沸点都很低
C. 在 30℃到 490℃之间金属镓的体积与温度变化呈反比
D. 金属镓的体积在 30℃到 490℃之间随温度变化很小，可忽略不计
◆变式训练
1. 下列生活用品中，主要利用金属材料的导热性的是---（ ）
A. 塑料脸盆 B. 烧菜铁锅 C. 导线铜丝 D. 玻璃茶壶
2．小科通过微信公众号“胜哥课程”学习了元素的知识后，知道了在一百多种元素中金属元素占绝大多数。铝、铁、铜是人类广泛使用的三种金属，与我们的生活息息相关．
（1）用铜块制成铜片、铜丝利用了铜的 性．钢铁制品容易发生锈蚀，在其表面涂油漆的防锈原理是 ．
（2）钢铁是用量最大、用途最广的含 量不同的铁合金．
（3）将纯铝和铝合金相互刻划，纯铝上留下明显划痕．请你解释其中的原因 _ __ ．
知识点2：金属的化学性质
例2：将等质量的锌粉和铁粉的混合物放入烧杯中，向烧杯中不断加入氯化铜溶液，测定烧杯中剩余固体的质量与加入氯化铜溶液质量的关系如图所示。下列相关说法正确的是---（ ）
A. ab段发生的是铁与氯化铜的反应 B. 向b点所得固体中加入稀盐酸，无气泡产生
C. c点所得溶液呈浅绿色 D. d点所得溶液中的溶质有2种
◆变式训练
1. 下列物质中不能通过金属与硫酸反应得到的是---( )
A. FeSO4 B. Al2(SO4)3 C. Fe2(SO4)3 D. ZnSO4
2．小科通过微信公众号“胜哥课程”了解地球最多的金属是铝，而且它的化学性质很活泼。有关铝与硫酸铜溶液的反应，下列说法错误的是---（ ）
A．溶液蓝色逐渐变浅
B．铝丝在与硫酸铜溶液反应前需要砂纸打磨
C．铝的金属活动性强于铜
D．反应的化学方程式为Al+CuSO4=Cu+AlSO4
知识点3：金属活动性顺序的探究
例3：小科通过微信公众号“胜哥课程”学习了金属的活动性顺序的相关知识。下列事实可用于判断X、Y两种金属的活动性顺序的是---（ ）
①X能和稀盐酸反应而Y不能 ②X能从Y的盐溶液中置换出Y
③在化合物中X显+3价Y显+2 ④X能在空气中燃烧而Y不能
A. ①② B. ①②④ C. ①②③ D. ①②③④
◆变式训练
1．小科通过微信公众号“胜哥课程”学习了元素的知识后，知道了在一百多种元素中金属元素占绝大多数。金属在日常生活中有着广泛的用途，常见金属的活动性顺序如图：
请回答下面问题：
（1）金属活动性顺序表中的X是 元素．
（2）把一根用砂纸打磨过的铝丝浸入硫酸铜溶液中，过了一会儿，观察到的现象有 ________________________ ，该反应的化学方程式为 ．
（3）向一定质量AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入过量的Zn粉，溶液质量随反应时间的变化情况如图所示，图中B点溶液中含有的溶质有 Cu（NO3）2、Zn（NO3）2 ．
知识点4：金属的冶炼、腐蚀和防护
例4：“胜哥”与小科为了了解铁生锈耗氧量的情况，做了如下实验：
①连接实验仪器并进行气密性检查；
②称取一定量铁粉和2.0克活性炭，在研钵内混合均匀待用，将浸有饱和食盐水的棉花平铺在锥形瓶底部；
③用纸槽将取出的铁粉和活性炭粉快速均匀平铺在棉花上，迅速把带有氧气传感器的单孔橡皮塞旋紧，如图甲所示；
④多次测量，绘制氧气浓度的变化曲线，如图乙所示，得到气压测量仪器上的数据，发现气压先上升后下降，手触摸锥形瓶外壁，有明显的发热现象；
⑤将铁粉换成是等量的粗铁丝，重复上述实验，刚开始无明显现象，几天后粗铁丝表面红色物质明显增多，氧气浓度不断下降。
【查阅资料】采用活性炭可使铁粉疏松、透气；饱和食盐水可促进耗氧反应。
结合上述过程，完成下列问题：
（1）实验中，小科用 来反映耗氧量的多少。
（2）铁粉比等量的粗铁丝耗氧量加快的操作是 。
（3）铁粉生锈耗氧量情况的实验中，气压先升高后下降。请解释气压上升的原因 。
（4）铁粉比等量的粗铁丝耗氧量快的原因是________________________________________________。
◆变式训练
1．小科为研究相同条件下一氧化碳和氢气哪个还原氧化铁的量更多，将一氧化碳和氢气等体积混合后先通过图甲装置，再通过图乙中的仪器组合。为达到实验目的，图乙中仪器选择和连接最好的是---( )
A．cba B．cda C．cbd D．Bca
1.“胜哥”为了检查同学们通过微信公众号“胜哥课程”的自学效果，对班里的同学进行了检测。下列有关金属的说法正确的是---（ ）
A．铝元素在地壳中含量最多，使用也最早
B．不锈钢的抗腐蚀性强于纯铁，硬度小于纯铁
C．灯泡里的灯丝常用钨制成
D．地球上金属矿物资源储量有限，可再生
2.向AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量锌粉,充分反应后过滤,得到滤渣和蓝色滤液。关于该滤渣和滤液说法正确的是( )
A. 向滤渣中加入稀盐酸,可能有气泡产生
B. 滤液中一定有Cu(NO3)2和Zn(NO3)2
C. 滤渣中一定有Ag,可能有Cu和Zn
D. 滤液中一定无AgNO3,可能有Zn(NO3)2
3．铝、铁、铜三种金属与我们的生活密切相关，下列关于铝、铁、铜的说法错误的是---( )
A．铝与硫酸铜溶液反应的化学方程式为Al＋CuSO4=== AlSO4＋Cu
B．用硫酸铝溶液、氯化铜溶液、单质铁三种物质可探究出三种金属活动性顺序
C．铝制品具有抗腐蚀性，是因为铝制品表面可形成致密的氧化物薄膜
D．我国历史上最早使用的金属是铜
4．金属活动性顺序表在化学学习中有重要作用，下列说法正确的是---（ ）
A．Zn不能置换出稀硫酸中的氢
B．Ag能将硝酸铜溶液中的铜置换出来
C．在Al、Mg、Fe中金属活动性最强的是Al
D．“真金不怕火炼”说明金在高温时也不与氧气反应
5. 下列金属中，活动性最强的是---（ ）
A．Zn B．Cu C．Fe D．Mg
6．科学课上，“胜哥”将一定量的锌粉加入到Mg(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3三种物质的混合溶液中，充分反应后过滤，将滤渣放入稀盐酸溶液里，有气泡产生。则下列情况不可能存在的是---( )
A．滤渣是Ag、Cu、Zn
B．滤渣是Ag、Cu、Mg
C．滤液中含有Zn2＋、Mg2＋、NO3－
D．金属活动性顺序是Ag7. 在CuSO4 和AgNO 的混合液中，加入一定的铁片，充分反应后，试管中仍有部分固体，关于该固体成分的说法不正确的是---( )
A. 一定有Ag B. 可能有Cu C. 可能有Ag D. 可能有Fe
8．某汽车车轮厂的电镀车间需要处理含硝酸银、硝酸铜的废液，向该混合溶液中加入铁粉，随着铁粉质量的增加，下列变化关系图不正确的是---( )
9.小科利用图示装置进行甲、乙对比实验，探究温度对CO和Fe2O3反应的影响(固定装置略)。
(1)从实验安全角度考虑，图示装置还应采取的改进措施是______________________。
(2)完全反应后，两组的生成物均为黑色粉末(纯净物)，分别用两组生成物进行以下实验：
步骤 操作 甲组现象 乙组现象
1 称量黑色粉末质量/g m1 m2
2 取黑色粉末，用磁铁吸引 能被吸引 能被吸引
3 取黑色粉末，加入稀盐酸 全部溶解，有大量气泡 无明显现象
4 取黑色粉末，加入足量CuSO4溶液 有红色物质产生 无明显现象
①甲组的黑色粉末与稀盐酸反应的化学方程式是________________________。
②小科查阅资料后发现Fe3O4在常温下不与稀盐酸、CuSO4溶液反应，故猜想乙组的生成物为Fe3O4。他又发现m2恰好为________ g ，这可成为支持上述猜想的新证据。
(3)甲、乙两组实验说明温度对CO和Fe2O3反应有影响，且均体现出CO的_________(填写化学性质)。
10．建国初期，我国的工、农、科、军等得到了迅猛发展。短短几十年，将满目苍夷的旧中国建设成有着完整体系的工业；有着完整水利的农业；有着安全保障的军队；有着良好氛围的科研的新中国。遗憾的是原本大飞机的项目因某种原因下马。最终在2017年，我国国产大型客机C919在上海浦东机场首飞成功，标志着我国航空事业有了重大突破。结合所学知识回答下列问题：
(1)大型客机大量使用了铝锂合金、钛合金等，其原因是合金比纯金属具有___________。
(2)空气中，铝比铁具有更好的抗腐蚀性，原因是___________________(用文字叙述)。
(3)已知金属M和N能够发生如下反应：
Fe＋MCl2=== M＋FeCl2，N＋FeCl2=== Fe＋NCl2，判断Fe、M、N三种金属的活动性由强到弱的顺序是________________。
11. 2图为铜片A的系列变化，据图回答问题：
（1）若方法1中的X物质为常见气体，且发生置换反应，则X是 （填化学式）；
（2）写出方法2的化学方程式 ；
（3）铜片A、铜片B、铜片C的质量分别为mA、mB、mC，其中方法1和方法2均完全反应，则mA、mB、mC的大小关系为 ．
12.小科爷爷遇到一伙用黄铜冒充黄金的骗子，在他们巧舌如簧之下，有点心动。黄铜(铜锌合金)的外观与黄金极为相似、容易以假乱真。小科同学刚通过微信公众号“胜哥课程”学习了金属活动性的相关知识，觉得可以用来鉴别真伪。他称取20g黄铜样品放入烧杯中，加入足量稀硫酸充分反应后，测得生成氢气的质量为0.2g。
(1)该反应属于____________(填基本反应类型)。
(2)求黄铜样品中锌的质量分数为________(写计算过程)。
1.（2021·温州）小明将纸条分别紧紧卷在木棒和铁棒上，加热纸条（如图），木棒上的纸条立即燃烧，面铁棒上的纸条不会立即燃烧。据此推测木棒和铁棒具有不同的---（ ）
A. 密度 B. 导热性 C. 硬度 D. 延展性
2.（2021·衢州）小科为验证锌、铜、银三种金属的活动性顺序，设计了下列四种方案，其中合理的是---( )
A. B. C. D.
3.（2021·杭州）下列有关说法正确的是---( )
A. O2具有助燃性 B. 铁生锈属于物理变化
C. 金属活动性Cu比Mg强 D. KClO3属于氧化物
4.（2021·温州）通过实验可以比较铁、铜、银三种金属的活动性强弱。下列装置能够达到实验目的的是---( )
A. B. C. D.
5.（2021·温州）铕（Eu）是非常活泼的金属，能与冷水反应，应保存在氩气中。铕与水反应的化学方程式为：Eu+2H2O=Eu(OH)2↓+H2↑。该反应属于---( )
A. 化合反应 B. 分解反应 C. 置换反应 D. 复分解反应
6.（2021·绍兴）我国发明的新型钛合金,为“奋斗者”号下潜万米海底、从事科考任务解决了材料难题。工业制取金属钛的主要反应式是: ① 2FeTiO3+6C+7Cl2 一定条件 2FeCl3+2TiCl4+6CO；②2Mg+TiCl4高温2MgCl2+Ti 下列说法合理的是---( )
A. FeTiO3属于氧化物 B. 钛合金是一种金属单质
C. 反应②属于置换反应 D. TiCl4中钛元素和氯元素的质量比为96:71
7.（2021·嘉兴）现有锌、氧化铜、硫酸钡和石灰石四种固体，为了区分它们，小嘉参照二歧分类检索表制作了一个物质检索表，如表所示。
下列叙述错误的是---( )
A. 甲表示的是石灰石 B. 乙表示的是锌
C. 表中“ “应该表示为“黑色固体” D. 也可根据是否含有氧元素对丙、丁分类
8.（2021·宁波）在5.6g铁粉中，先逐滴加入一定量的Cu(NO3)2溶液， 充分反应后再逐滴加入AgNO3溶液，剩余固体质量与所加溶液总质量的关系如图所示。下列说法正确的是---( )
A. 所加溶液质量为M1g时，生成Cu的质量为m1g
B. bc段发生的是Cu和AgNO3溶液的反应
C. m3的值为21.6
D. e点溶液中不含Cu(NO3)2
9.（2021·绍兴）向一定质量的Mg(NO3)2和Cu(NO3)2混合溶液中加入a克锌粉和铁粉的混合物,充分反应后过滤,得到不饱和的滤液和滤渣,将滤渣洗涤、干燥后再称量,得到的固体质量仍为a克。下列分析合理的是---( )
①滤渣中可能有铜 ②向滤渣中加稀盐酸,可能有气泡产生
③滤液中一定有Mg(NO3)2、Zn(NO3)2和Fe(NO3)2,可能有Cu(NO3)2
④若忽略过滤操作中溶液损失,滤液中溶质的质量一定大于原混合溶液溶质的质量
A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ②④
10.（2021·嘉兴）如图所示为今年在三星堆遗址中发现的金面具残片，经测定该面具含金量约为85%。下列有关说法正确的是---( )
A. 金的元素符号为aU B. 金容易被锈蚀
C. 金单质由金原子构成 D. 金的相对原子质量为197g
11.（2021·嘉兴）如图所示为小嘉构建的甲、乙、丙，丁四种不同物质的关系图，“---”表示相邻的两种物质能发生反应。若甲为铁， 乙、丙、丁分别是稀H2SO4、CuCl2溶液、NaOH溶液中的任意一种， 则下列判断错误的是---( )
A. 乙可能是CuCl2溶液 B. 丙一定是NaOH溶液
C. 丁一定是稀H2SO4 D. 丙不可能是稀H2SO4
12.（2021·丽水）将铁丝、铜丝分别伸入盛有同种试剂的两支试管中，能迅速比较出铁、铜金属活动性强弱的是---( )
A. 蒸馏水 B. 稀硫酸 C. 硫酸钠溶液 D. 氢氧化钠溶液
13.（2021·台州）如图所示，将铁片和铜片插入稀硫酸中，电流表指针发生偏转，此时指针位置如图乙所示，则电流大小为________安。装置中的虚线框部分相当于电路中的电源、铜片是电源的________极。在其它都不变时，将铁换成更活泼的金属X，产生了更大的电流、则金属X可能是________（选填“锌”、“银”或“铜")
14.（2021·杭州）实验室常用锌和稀硫酸来制取氢气，向盛有稀硫酸溶液的烧杯中加入足量的锌至反应完全。
（1）写出该反应的化学方程式________。
（2）如图的 表示溶液中由溶质电离产生的不同离子，则“●”表示________(填写离子符号)
15.（2021·绍兴） 2021年3月,四川三星堆遗址进行了新一轮考古发掘。至今三星堆已出土了黄金面具、青铜纵目面具等一批珍贵文物,如图。
（1）出土的黄金面具仍金光灿灿,而青铜纵目面具已锈迹斑斑,这说明金的活动性比铜________(选填“强”或“弱”)。
（2）古代制作青铜器的铜来源于铜矿,如黄铜矿。黄铜矿的主要成分为二硫化亚铁铜 (CuFeS2),其中铁元素和铜元素均为+2价,硫元素的化合价为 ________。
（3）应用碳-14测出三星堆遗址距今3000年左右,碳-12和碳-14是碳元素的两种同位素原子,它们的主要区别是原子核中________ 数不同。
16.（2021·杭州）小金为了探究氧化铜与氢气的反应和反应产物，用如图所示装置进行实验。注射器内装满氢气，并将注射器针头扎200m注射器入橡皮塞中，将少许氧化铜粉末送入长柄U形石英玻璃管内并平铺于管底。将少量白色的无水硫酸铜粉末送入长柄U形石英玻璃管中并平铺于直管中部。然后将一个气球套在长柄U形石英玻璃管的直管出口处，连接好整个实验装置并检查装置气密性……
（1）为确保实验安全，在点燃酒精灯加热前的操作是________。
（2）装置末端连接的气球的作用是________。
（3）实验过程中，当观察到________现象时可判断一定有产物水生成。
（4）实验开始时加入a克纯氧化铜粉末，实验结束后取出U形管底的固体称量为b克，当b为________(用含有a式子表示)时，可判断氧化铜已完全转化为铜。
17.（2021·台州）1823年德贝菜纳发现氢气在空气中遇到铂会起火，并研制出以他名字命名的世界上第一个化学打火机，如图甲所示。德贝菜纳打火机的结构如图所示。使用时，将顶盖上的开关打开，从内管中冲出的氢气被点燃。开关关闭，喷嘴被堵住、火焰熄灭，随后氢气停止产生，请你用所学过的科学知识介绍德贝菜纳打火机的使用原理。
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第37讲 金属及金属材料
考点 常见题型 考点分值
1．区别金属与非金属 选择、填空 2～4分
2．列举金属和非金属的主要性质差异（如导电性、导热性、延展性、金属光泽等） 选择(综合型)、填空 2～4分
3．概述金属与酸、金属与盐反应的条件 选择(综合型)、填空 2～4分
4．比较金属的活动性顺序 选择(综合型)、填空 2～6分
5．用金属活动性顺序说明某些现象 选择(综合型)、填空 2～4分
6．列举金属腐蚀条件 选择(综合型)、填空 2～4分
7．列举防止金属腐蚀的常用方法 选择(综合型)、填空 2～4分
8．知道废弃金属对环境的影响 选择(综合型)、填空 2～4分
9．知道回收废弃金属的意义 选择(综合型)、填空 2～4分
10.列举改善金属材料性能的主要方法 选择(综合型)、填空 2～4分
一、金属与非金属 常见金属的主要性质和用途
1.金属
共性 金属光泽 可以做装饰品
延展性 拉铁丝、打锄头、做铝箱等
导电性 铝丝、铜丝等做导线
导热性 用铁锅炒菜、铝茶壶烧水等
特性 ①大多数金属的颜色为银白色或灰色，但金呈_金黄色_，铜呈_紫红色，铁粉呈_黑色_；②除__汞_(液态)外，所有金属在室温下都是固体；③不同的金属熔点、沸点不同。其中钨的熔点最高。
【备考补充】常见金属的用途主要从金属的性质、价格、回收等各个方面考虑。如：银是电和热的最佳导体，但其价格昂贵且密度大，因此一般不用作导线和加热器皿。
2.非金属
常温下，大部分非金属元素所组成的单质是气体，也有一些是固体，溴(Br2)是唯一常温下的液态非金属单质。非金属的导电、导热性能均比较差，也没有延展性。
3．常见的金属材料
铁：纯铁为_银白色_色有光泽，质软。生铁、钢铁、熟铁都是铁的合金，生铁与钢铁相比，__硬度高__有脆性，__钢_是世界上产量最大的金属材料。
铜：纯铜呈_紫红色_色，具有良好的延展性，是_电_和__热_的良导体，可制造导线和电键。铜是人类历史上使用最早的金 属，主要用于制造各种合金(如_青_铜、黄铜和白铜)。
铝：纯铝呈__银白__色，是地壳中含量__多___。铝表面 易生成致密的__氧化_膜，可以保护内部金属不被腐蚀，据此性质可用于制造医疗器械、冷冻装置、液态天然气的输送管道。铝的密度较_小_，形成的合金可用于航天、船舶、汽车等多个领域。铝富有延展性，可制成极薄的铝箔用于食品、药品的包装。
钛：是__灰_色金属。表面易形成抗腐蚀的_氧化__薄 膜，不怕磁性水雷，可用于核潜艇的制造。能够耐高、低温，可用于制作火箭发动机壳体、导弹。对人体无毒，不与人体肌肉、骨骼反应，且可与人体器官长成一体，可广泛用于制作医疗器械及人工关节、人工心瓣、人造齿根。
二、金属的化学性质
1．金属与氧气反应
(1)通式：金属＋氧气 ―→ 金属氧化物
活泼金属常温下即能与O2反应，活动性次之的金属与O2反应则需点燃、加热或高温等条件，不活泼金属即使在高温条件下也不与O2反应。
(2)常见金属与氧气反应(化合反应)
条件 金属 现象 化学方程式
常温 铝 缓慢氧化，放出热量，不易察觉 __4Al+3O2 2Al2O3__
点燃 镁 剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出大量的热，生成白色固体 _2Mg+O2 2MgO_
铁 剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体 _3Fe+2O2 Fe3O4_
加热 铜 生成黑色固体 _2Cu+O2 2CuO_
高温 金 不反应 金很稳定，高温时也不与氧气反应
【特别提醒】常温下铝比铁耐腐蚀的原因是金属铝的表面易与氧气反应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。
2．金属与酸反应
(1)通式：金属＋酸―→盐＋氢气
(2)反应发生的条件：金属活动性必须排在H之前(K、Ca、Na除外)，活动性越靠前的金属反应越剧烈。
(3)常见金属与酸的反应(置换反应)
金属 现象 化学方程式(与稀盐酸、稀硫酸)
镁 剧烈反应，产生大量气泡，溶液为无色 _Mg+2HClMgCl2+H2↑、_Mg+H2SO4MgSO4+H2↑_
铝 反应比较剧烈，产生大量气泡，溶液为无色 _2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑、_2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2↑
锌 反应比较剧烈，产生大量气泡，溶液为无色 _Zn+2HClZnCl2+H2↑_、__Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑__
铁 反应缓慢，有气泡产生，溶液由无色逐渐变为浅绿色 _Fe+2HClFeCl2+H2↑__、_Fe+H2SO4FeSO4+H2↑__
【特别提醒】金属与酸反应为放热反应。
3．金属与盐反应
(1)通式：金属＋盐(可溶)―→新盐＋新金属
(2)反应发生的条件：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溶液中置换出来(K、Ca、Na除外)。
(3)常见金属与盐的反应(置换反应)
反应 现象 化学方程式
铁粉与硫酸铜溶液反应 溶液由_蓝__色逐渐变为_浅绿_色 Fe+CuSO4FeSO4+Cu_
铜丝与硝酸银溶液反应 铜丝表面有银白色固体析出，溶液由__无_色逐渐变为__蓝_色 _Cu+2AgNO3Cu(NO3)2+2Ag__
铝与硫酸铜溶液反应 溶液由_蓝_色逐渐变为_无_色 _2Al＋3CuSO4==Al2(SO4)3+3Cu_
三、金属互动性顺序
1．金属活动性顺序表
K>Ca>Na> Mg >Al> Zn >Fe>Sn>Pb>(H)> Cu >Hg> Ag >Pt>Au
金属活动性由 强 逐渐 变弱
2．金属活动性顺序的判断
(1)根据金属活动性顺序判断：金属越靠前，活动性越强。
(2)金属与氧气反应的难易程度：反应越容易，金属活动性越强。
(3)金属能否与酸发生反应及反应的剧烈程度：能与酸反应，反应越剧烈，金属活动性越强。
(4)金属能否与金属盐溶液发生置换反应：活动性较强的金属可以把活动性较弱的金属从其盐溶液里置换出来。
(5)金属在自然界的存在形式：以化合态存在的金属比以单质形式存在的金属活动性强。
3．金属活动性顺序的探究
（1）金属活动性顺序的判断依据，图解如下：
（2）金属与酸反应的坐标曲线图
1．等质氢图(如图1)
(1)酸不足，金属过量。
(2)酸足量，金属质量不同。
(3)金属越活泼，图示反应物的曲线越陡，如铝比铁活泼，Al与酸反应的坐标曲线比Fe与酸反应的坐标曲线陡。可简单概括为：越陡越活。
2．等质等价金属图(如图2)
相同质量的金属与酸反应，金属的相对原子质量越小，与酸反应产生的氢气越多，曲线的拐点越高，消耗的酸也越多。可简单概括为：越高越小。
3．等质不等价金属图(如图3)
铝、镁、锌与酸反应生成金属离子的化合价分别为＋3价、＋2价、＋2价，此图反应出等质不等价金属与酸反应不仅速率不同，而且产生的氢气的质量与
金属化合价有关。
4．金属活动性顺序的应用
(1)判断某些置换反应能否发生
①判断金属与酸能否反应
金属必须位于氢_前面__
条件 酸一般指稀盐酸或稀硫酸
金属不包括K、Ca、Na
②判断金属与盐溶液能否反应
单质金属必须排在盐中金属的前面
条件 盐必须能溶于水
金属不包含K、Ca、Na
(2)根据金属与盐溶液的反应情况判断滤液、滤渣的成分。
(3)利用金属活动性顺序探究金属锈蚀的快慢程度。金属活动性越强，锈蚀速度越快；金属活动性越弱，锈蚀速度越慢。
(4)利用金属活动性顺序研究金属冶炼的历史。
①金属活动性越弱，从其矿石中还原出单质越容易；
②金属活动性越强，从其矿石中还原出单质越难。
实验：比较铁、铜、银的金属活动性
1．实验原理：根据金属与酸及盐溶液能否发生反应及反应的速率来判断金属的活动性强弱。
判断方法 操作方法 现象与结论
金属能否与稀硫酸或稀盐酸反应及反应速率 将两种金属插入到稀硫酸或稀盐酸中，观察是否产生气体，以及气体产生的快慢 ①有气体产生，说明该金属在金属活动性顺序中排在氢之前，否则排在氢之后②产生气体速率快的金属比产生气体速率慢的金属活动性强
金属能否与盐溶液发生置换反应 将一种金属插入另一种金属盐溶液中，观察现象(金属表面是不是有另一种金属析出及溶液颜色变化) 如果能将盐溶液中的金属置换出来，说明插入溶液的金属比盐溶液中所含金属的活动性强，反之盐溶液中所含金属比插入溶液的金属活动性强
2. 实验方案设计
(1)比较两种金属的活动性强弱
验证项目 实验方案 判定理由
比较两种金属的活动性强弱，如Cu、Ag 金属和盐溶液 将金属铜放入银的盐溶液中 置换反应能发生，则金属活动性顺序为：铜＞银
将金属银放入铜的盐溶液中 置换反应不能发生，则金属活动性顺序为：银＜铜
比较金属A、B的活动性顺序 金属和酸溶液 将金属A、B分别放入稀盐酸中 若A与酸反应，B与酸不反应，则金属活动性顺序为：A＞B；若A、B均与酸反应，A产生气泡的速率比B快，则金属活动性顺序为：A＞B，若A、B均不与酸反应，则无法判断
(2) 比较三种金属的活动性顺序(如Fe、Cu、Ag)
实验方案 判定理由
两盐夹一金 取铁和银的盐溶液，将金属铜分别放入两种盐溶液中 铁的盐溶液中铜片无明显现象，银的盐溶液中铜片上有银白色固体附着，溶液由无色变为蓝色，则金属活动性顺序为：银＜铜＜铁
两金夹一盐 取等量CuSO4溶液2份，向其中分别加入铁片、银片 加入铁片的溶液由蓝色变成浅绿色，而加入银片的溶液无明显现象，则金属活动性顺序为：银＜铜＜铁
3. 实验注意事项
(1)实验前金属必须打磨除去表面的氧化膜或污物。
(2)做金属与酸的反应时一般用稀盐酸或稀硫酸，不用硝酸或浓硫酸，且所选酸的质量和浓度相同。
(3)金属与盐溶液的反应，盐必须可溶。
(4)大于三种的金属判断其金属活动性顺序可先用酸将其分类，再根据以上操作进行探究。
(5)用以上方法判断金属活动性顺序时金属K、Ca、Na除外。
四、金属的冶炼、腐蚀和防护
1．金属在自然界中的存在
在自然界中，仅有少数金属是以游离态(即单质)的形式存在，而大多数金属是以化合态的形式存在的。
2．常见金属的冶炼
(1)金属冶炼就是要把金属从化合态变为游离态。
(2)常见的冶炼方法
实验一：氢气还原氧化铜
1．实验原理：氢气具有_还原性_，能在加热条件下与氧化铜反应生成铜单质。反应的化学方程式为__H2+CuO Cu+H2O___。
2．实验装置
3．实验步骤
(1)在试管中加入少量氧化铜粉末，按照装置图安装固定实验仪器。
(2)通入氢气，过一段时间，再给氧化铜加热。
(3)反应完成后停止加热，继续通入氢气，直至试管冷却。
4．实验现象：试管中的_黑色_粉末逐渐变为_红__，试管口有水珠出现。
5．注意事项：试管口略向下倾斜，防止冷凝水倒流至试管底部导致试管炸裂。
6．装置拓展
实验二：一氧化碳还原氧化铁
1．实验原理：一氧化碳具有__还原性_，能在高温条件下将氧化铁中的铁还原出来。反应的化学方程式为__CO+CuO Cu+CO2___。
2．实验装置
3．实验步骤
(1)将氧化铁粉末装入玻璃管后固定在铁架台上。
(2)点燃C处酒精灯。
(3)通入一氧化碳，持续一段时间后，点燃酒精喷灯，给氧化铁加热。
(4)熄灭A处酒精喷灯，继续通入一氧化碳直至玻璃管冷却。
(5)停止通入一氧化碳，再熄灭C处酒精灯。
【特别提醒】一氧化碳有毒，需要通过点燃进行尾气处理。
4．实验现象：玻璃管中的_黑色_粉末变为_红_；试管B中澄清石灰水变浑浊；导管尖嘴处有淡蓝色火焰。
5．装置拓展
(1)一氧化碳还原氧化铜也可使用上述装置。
(2)尾气处理装置还可选择使用气球收集等。
3．金属锈蚀的条件
(1)外因：金属的锈蚀与周围环境里水、空气等物质有关，如铁与空气中的__氧气_和__水_同时接触易生锈。
(2)内因：金属的锈蚀同时也与金属的_活动性_有关，不同的金属生锈的难易程度不同。
4．金属锈蚀条件的探究
1．实验原理
铁与空气中的氧气、水蒸气等物质反应发生锈蚀，生成铁锈。铁锈的主要成分是_Fe2O3__。
2．实验设计
编号 A B C D
条件 铁钉与空气和水同时接触 铁钉在干燥的空气中 铁钉全部在水中 铁钉与水和氧气接触
图示
生锈程度 易生锈 不生锈 不生锈 最易生锈
分析 ①通过对比A和B两组实验可知，影响铁生锈的因素是__水_；②通过对比A和C两组实验可知，影响铁生锈的因素是__氧气_；③通过对比A和D两组实验可知，影响铁生锈的因素是_氧气的浓度__。
结论 铁制品锈蚀的条件是与空气中的_水_和__氧气__同时接触
5．金属锈蚀的防护
(1)破坏金属锈蚀的外在条件：①表面覆盖保护膜，如刷油漆、抹油、电镀等；②保持金属表面干燥，如用过的菜刀擦干、放置干燥剂等。
(2)改变金属的内在结构，如在普通钢中加入铬、镍等金属元素制成不锈钢。
五、废弃金属对环境的影响
1．金属污染
垃圾填埋处理后，像铅、镉等有毒金属被腐蚀后会溶于水形成金属离子，污染土壤和地下水源。在潮湿的空气中，金属的氧化和锈蚀也会污染土壤，危害生态环境。
2．回收废弃金属的意义
既可以节约大量的金属资源，又能减少重金属对环境的污染。
6、金属材料的发展
1. 改善金属材料性能的主要方法：改变金属的_内部结构__和外部条件。
2．合金
(1)概念：把一种金属跟其他一种或几种__金属__(或_非金属_)一起_高温熔合_而成的具有金属特性的物质称为合金。合金属于混合物。
(2)性质特点：与组成它的成分金属相比，合金有硬度_大_、熔点_低_、抗腐蚀性_强_的优点。
(3)常见的合金
①铁合金：根据碳含量的不同，铁合金分为生铁和钢两种类型。钢质地坚硬，有弹性和延展性，机械性能好，可用来制作坚硬的汽车车身及刀具、量具和模具等，是最常见、应用较广的一种合金材料。
②铝合金：密度低，但强度比较高，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗腐蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢，可作建筑装饰材料及汽车、飞机、火箭、人造卫星的材料。
③其他合金：镍钛合金、黄铜(铜锌合金)、焊锡(锡与铝的合金)等。
知识点1：金属材料及其用途
例1：随着量子学的发展，纳米材料应用越来越广。有科学家发明了一种“碳纳米管温度计”这种温度计被认定是目前世界上最小的温度计．研究人员在很微小的碳纳米管中充入液态的金属镓．当温度升高时，管中镓就会膨胀，通过电子显微镜就能读取温度值．这种温度计测量的范围可从 30℃到 490℃，并且精确度较高，可用于检查电子线路是否异常、测量毛细血管的温度等许多方面．根据以上信息判断下列推测中正确的是---（ ）
A. 碳纳米管的体积在 10℃至 500℃之间随温度变化很小，可忽略不计
B. 金属镓的熔点、沸点都很低
C. 在 30℃到 490℃之间金属镓的体积与温度变化呈反比
D. 金属镓的体积在 30℃到 490℃之间随温度变化很小，可忽略不计
解析：本题考查金属的物理性质及用途。根据题意结合金属镓的物理性质分析。
金属镓：淡蓝色金属，在29.76℃时变为银白色液体。液态镓很容易过冷即冷却至0℃而不固化。微溶于汞，形成镓汞齐。受热至熔点时变为液体，再冷却至0℃而不固化，由液体转变为固体时，其体积约增大3.2%。硬度1.5～2.5。常温时镓在干燥空气中稳定，很容易水解。
A.因纳米碳管的热膨胀率极低，所以纳米碳管的体积在测定温度范围内随温度变化很小，可忽略不计；符合题意；
B.因液态家用于纳米碳管内制成温度计可知其熔点较低，沸点很高；故不符合题意；
C.金属家在纳米碳管制成的温度计内受热膨胀，所以金属家在此温度测定范围内变化明显、均匀，但不会成反比例；故不符合题意；
D.金属家的体积在此温度测定范围内变化很小，但由于其用于温度计测定温度变化情况，并且通过电子显微镜观察变化读取数值，绝对不能忽略不计；故不符合题意。
答案： A
◆变式训练
1. 下列生活用品中，主要利用金属材料的导热性的是---（ ）
A. 塑料脸盆 B. 烧菜铁锅 C. 导线铜丝 D. 玻璃茶壶
解析：性质决定用途，可根据用途推测材料的性质，据此分析判断。
A.塑料脸盆本身导热性较差，故A不合题意；
B.烧菜铁锅利用了铁的导热性强，故B符合题意；
C.导线铜丝利用铜的导电性强，故C不合题意；
D.玻璃茶壶不是金属材料，故D不合题意。
答案：B
2．小科通过微信公众号“胜哥课程”学习了元素的知识后，知道了在一百多种元素中金属元素占绝大多数。铝、铁、铜是人类广泛使用的三种金属，与我们的生活息息相关．
（1）用铜块制成铜片、铜丝利用了铜的 性．钢铁制品容易发生锈蚀，在其表面涂油漆的防锈原理是 ．
（2）钢铁是用量最大、用途最广的含 量不同的铁合金．
（3）将纯铝和铝合金相互刻划，纯铝上留下明显划痕．请你解释其中的原因 _ __ ．
解析：（1）用铜块制成铜片、铜丝利用了铜的延展性．钢铁制品容易发生锈蚀，在其表面涂油漆的防锈原理是隔绝了水和氧气，故填：延展；隔绝水和氧气。
（2）钢铁是用量最大、用途最广的含碳量不同的铁合金，故答案为：碳。
（3）将纯铝和铝合金相互刻划，纯铝上留下明显划痕．是因为制成合金以后硬度增大。
答案：（1）延展 隔绝水和氧气 （2）碳 （3）铝合金的硬度比纯铝大
知识点2：金属的化学性质
例2：将等质量的锌粉和铁粉的混合物放入烧杯中，向烧杯中不断加入氯化铜溶液，测定烧杯中剩余固体的质量与加入氯化铜溶液质量的关系如图所示。下列相关说法正确的是---（ ）
A. ab段发生的是铁与氯化铜的反应 B. 向b点所得固体中加入稀盐酸，无气泡产生
C. c点所得溶液呈浅绿色 D. d点所得溶液中的溶质有2种
解析：将等质量的锌粉和铁粉的混合物放入烧杯中，向烧杯中不断加入氯化铜溶液，锌先和氯化铜反应生成氯化锌和铜，铁后和氯化铜反应生成氯化亚铁和铜，据此分析判断。
A.ab段固体质量减小，是因为锌和氯化铜反应生成氯化锌和铜，发生的是锌与氯化铜的反应，故A错误；
B.b点时，锌恰好完全反应，则所得固体是还没开始反应的铁和反应生成的铜。加入稀盐酸，产生气泡，是因为盐酸和铁反应生成氯化亚铁和氢气，故B错误；
C.c点时，剩余固体的质量保持不变，即铁和氯化铜完全反应，溶液中含有氯化锌和氯化亚铁，所得溶液呈浅绿色，故C正确；
D.d点时，加入的氯化铜过量，则所得溶液中的溶质有3种，即氯化锌、氯化亚铁和过量的氯化铜，该故D错误。
答案：C
◆变式训练
1. 下列物质中不能通过金属与硫酸反应得到的是---( )
A. FeSO4 B. Al2(SO4)3 C. Fe2(SO4)3 D. ZnSO4
解析：根据酸的性质分析判断。
AC.铁和稀硫酸反应，生成硫酸亚铁和氢气，故A不合题意，C符合题意；
B.铝和稀硫酸反应，生成硫酸铝和氢气，故B不合题意；
D.锌和稀硫酸反应，生成硫酸锌和氢气，故D不合题意。
答案：C
2．小科通过微信公众号“胜哥课程”了解地球最多的金属是铝，而且它的化学性质很活泼。有关铝与硫酸铜溶液的反应，下列说法错误的是---（ ）
A．溶液蓝色逐渐变浅
B．铝丝在与硫酸铜溶液反应前需要砂纸打磨
C．铝的金属活动性强于铜
D．反应的化学方程式为Al+CuSO4=Cu+AlSO4
解析：
A.铝能与与硫酸铜溶液的反应生成了硫酸铝和铜，故B说法正确；
B.铝易与空气中的氧气反应生成了氧化铝，铝丝需要砂纸打磨，故A说法正确；
C.铝的金属活动性强于铜，能与与硫酸铜溶液的反应，故C说法正确；
D.铝与硫酸铜溶液的反应生成硫酸铝和铜，反应的化学方程式为：2Al+3CuSO4=3Cu+Al2（SO4）3，故D说法错误。
答案：D
知识点3：金属活动性顺序的探究
例3：小科通过微信公众号“胜哥课程”学习了金属的活动性顺序的相关知识。下列事实可用于判断X、Y两种金属的活动性顺序的是---（ ）
①X能和稀盐酸反应而Y不能 ②X能从Y的盐溶液中置换出Y
③在化合物中X显+3价Y显+2 ④X能在空气中燃烧而Y不能
A. ①② B. ①②④ C. ①②③ D. ①②③④
解析：
在金属活动性顺序表中，位置越靠前，它的活动性越强；活动性强的金属能够将弱的金属从盐溶液中置换出来，据此分析解答。
①X能和稀盐酸反应而Y不能，说明X的活动性大于氢，而Y的活动性小于氢，最终活动性X>Y；
②X能从Y的盐溶液中置换出Y，说明X的活动性>Y。
③在化合物中X显+3价Y显+2，无法确定二者活动性的强弱；
④X能在空气中燃烧而Y不能，说明活动性X>Y。
故B正确，而A、C、D错误。
答案：B
◆变式训练
1．小科通过微信公众号“胜哥课程”学习了元素的知识后，知道了在一百多种元素中金属元素占绝大多数。金属在日常生活中有着广泛的用途，常见金属的活动性顺序如图：
请回答下面问题：
（1）金属活动性顺序表中的X是 元素．
（2）把一根用砂纸打磨过的铝丝浸入硫酸铜溶液中，过了一会儿，观察到的现象有 ________________________ ，该反应的化学方程式为 ．
（3）向一定质量AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入过量的Zn粉，溶液质量随反应时间的变化情况如图所示，图中B点溶液中含有的溶质有 Cu（NO3）2、Zn（NO3）2 ．
解析：（1）根据金属的活动性顺序，金属活动性顺序表中的X是Hg元素．
（2）在金属活动性顺序中，铝在铜的前面，能与硫酸铜反应生成铜，化学方程式为：2Al+3CuSO4=3Cu+Al2（SO4）3。
（3）在金属活动性顺序中，Zn＞Cu＞Ag，向一定质量AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入Zn，与两种溶质依次发生反应
Zn+2AgNO3=Zn（NO3）2+2Ag
65 216
所以析出银的过程是溶液质量减少的过程；
Zn+Cu（NO3）2=Zn（NO3）2+Cu
65 64
所以析出铜的过程是溶液质量增加的过程
B点时锌与AgNO3恰好完全反应，没有与Cu（NO3）2反应，此时溶液中含有Cu（NO3）2、Zn（NO3）2。
答案：（1）Hg （2） 铝丝上附着红色固体，溶液蓝色变浅 2Al+3CuSO4=3Cu+Al2（SO4）3
（3）Cu（NO3）2、Zn（NO3）2．
知识点4：金属的冶炼、腐蚀和防护
例4：“胜哥”与小科为了了解铁生锈耗氧量的情况，做了如下实验：
①连接实验仪器并进行气密性检查；
②称取一定量铁粉和2.0克活性炭，在研钵内混合均匀待用，将浸有饱和食盐水的棉花平铺在锥形瓶底部；
③用纸槽将取出的铁粉和活性炭粉快速均匀平铺在棉花上，迅速把带有氧气传感器的单孔橡皮塞旋紧，如图甲所示；
④多次测量，绘制氧气浓度的变化曲线，如图乙所示，得到气压测量仪器上的数据，发现气压先上升后下降，手触摸锥形瓶外壁，有明显的发热现象；
⑤将铁粉换成是等量的粗铁丝，重复上述实验，刚开始无明显现象，几天后粗铁丝表面红色物质明显增多，氧气浓度不断下降。
【查阅资料】采用活性炭可使铁粉疏松、透气；饱和食盐水可促进耗氧反应。
结合上述过程，完成下列问题：
（1）实验中，小科用 来反映耗氧量的多少。
（2）铁粉比等量的粗铁丝耗氧量加快的操作是 。
（3）铁粉生锈耗氧量情况的实验中，气压先升高后下降。请解释气压上升的原因 。
（4）铁粉比等量的粗铁丝耗氧量快的原因是________________________________________________。
解析：（1）铁消耗氧气生成铁锈，随着氧气浓度的下降，装置内氧气的含量逐渐减小；
（2）反应物的温度、接触面积都会影响化学反应的速率，据此分析铁粉比粗铁丝耗氧量快的原因；
（3）生成铁锈消耗氧气，会造成气压减小；同时放出热量，里面气体体积膨胀，会造成气压增大。因为放出热量造成的气压增大大于浓度下降造成的气压减小，所以反应时气压会升高。当反应结束后，不再产生热量，温度降低，自然装置内气压减小，据此分析解答。
（1）实验中，该兴趣小组的同学用氧气浓度下降量来反映耗氧量的多少。
（2）铁粉比等量的粗铁丝耗氧量加快的操作是：①铁粉； ②将铁粉与炭粉混合； ③将混合均匀的铁粉和炭粉均匀放在棉花上。
（3）铁粉生锈耗氧量情况的实验中，气压先升高后下降。则气压上升的原因：温度升高对气压的影响大于浓度降低对气压的影响。
（4）铁粉比等量的粗铁丝耗氧量快的原因是温度升高对气压的影响大于浓度降低对气压的影响。
答案：（1）氧气浓度下降量
（2）②将铁粉与炭粉混合 ③将混合均匀的铁粉和炭粉均匀放在棉花上
（3）温度升高对气压的影响大于浓度降低对气压的影响（答案合理即可)
（4）铁粉比等质量的粗铁丝耗氧量快的原因是等质量的铁粉比粗铁丝与氧气的接触面积大。
◆变式训练
1．小科为研究相同条件下一氧化碳和氢气哪个还原氧化铁的量更多，将一氧化碳和氢气等体积混合后先通过图甲装置，再通过图乙中的仪器组合。为达到实验目的，图乙中仪器选择和连接最好的是---( )
A．cba B．cda C．cbd D．Bca
解析：要研究相同条件下一氧化碳和氢气哪个还原氧化铁的量更多，将混合气体通过氧化铁，两种气体都发生反应，显然不能分清哪部分氧化铁是氢气还原的，哪部分是一氧化碳还原的，所以实验的目的是通过另外的生成物水和二氧化碳的质量来计算二者分别还原了多少氧化铁，所以图乙装置就是来检测生成的水和二氧化碳的质量大小。因为生成的水蒸气和二氧化碳混合在一起，所以要先用浓硫酸吸收水蒸气，以防止气体通过其他洗气瓶时带出水蒸气，然后再用氢氧化钠浓溶液吸收二氧化碳气体，最后用燃着的酒精灯处理未反应完的可燃性气体，故选A。
答案：：A
1.“胜哥”为了检查同学们通过微信公众号“胜哥课程”的自学效果，对班里的同学进行了检测。下列有关金属的说法正确的是---（ ）
A．铝元素在地壳中含量最多，使用也最早
B．不锈钢的抗腐蚀性强于纯铁，硬度小于纯铁
C．灯泡里的灯丝常用钨制成
D．地球上金属矿物资源储量有限，可再生
解析：A、地壳中含量最多的元素是氧元素，地壳中含量最多的金属元素是铝，铝的活动性比铁还强，难以炼制铝的单质，所以到近代才被大量应用，故A错误；
B、不锈钢属于铁的合金，不锈钢的抗腐蚀性强于纯铁，硬度大于纯铁，故B错误；
C、电灯泡里的灯丝常用钨制成，因为钨的熔点高，故C正确；
D、金属矿物储量是有限的，并且不能再生，故D错误；
答案：C
2.向AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量锌粉,充分反应后过滤,得到滤渣和蓝色滤液。关于该滤渣和滤液说法正确的是( )
A. 向滤渣中加入稀盐酸,可能有气泡产生
B. 滤液中一定有Cu(NO3)2和Zn(NO3)2
C. 滤渣中一定有Ag,可能有Cu和Zn
D. 滤液中一定无AgNO3,可能有Zn(NO3)2
解析：锌粉先和硝酸银反应，生成硝酸锌和银单质，再和硝酸铜反应，生成硝酸锌和铜单质，根据题目条件确定反应的完成情况即可。
锌粉先和硝酸银反应，生成硝酸锌和银单质，再和硝酸铜反应，生成硝酸锌和铜单质。充分反应后，得到蓝色溶液，说明溶液中还存在硝酸铜，那么加入的锌肯定完全反应，即滤渣中肯定存在银，可能存在铜，故C错误；
由于滤渣中肯定没有锌单质，一定含有银单质，可能含有铜单质，因此加入稀盐酸后，肯定没有气泡产生，故A错误；
反应后的溶液呈蓝色，则滤液肯定含有硝酸铜。无论锌是否和硝酸铜开始反应，但是锌肯定和硝酸银开始反应，则滤液中肯定存在反应产物硝酸锌。如果硝酸银全部反应，那么溶液中没有硝酸银；否则，滤液中存在硝酸银，故B正确，D错误。
答案：B
3．铝、铁、铜三种金属与我们的生活密切相关，下列关于铝、铁、铜的说法错误的是---( )
A．铝与硫酸铜溶液反应的化学方程式为Al＋CuSO4=== AlSO4＋Cu
B．用硫酸铝溶液、氯化铜溶液、单质铁三种物质可探究出三种金属活动性顺序
C．铝制品具有抗腐蚀性，是因为铝制品表面可形成致密的氧化物薄膜
D．我国历史上最早使用的金属是铜
解析：铝和硫酸铜反应生成硫酸铝和铜，硫酸铝的化学式为Al2(SO4)3，反应的化学方程式为2Al＋3CuSO4 === Al2(SO4)3 ＋ 3Cu，A错误；把铁放入硫酸铝溶液中，无变化，说明铝比铁活泼，而把铁放入氯化铜溶液中，铁的表面有红色固体析出，说明铁比铜活泼，故可用硫酸铝溶液、氯化铜溶液、单质铁三种物质探究出三种金属的活动性顺序，B正确；铝具有很好的抗腐蚀性，由于在常温条件下，铝和氧气反应，表面形成一层致密的氧化铝薄膜，阻止铝进一步被氧化，C正确；三种金属中，铜最不活泼，是最早被使用的金属，D正确。
答案：A
4．金属活动性顺序表在化学学习中有重要作用，下列说法正确的是---（ ）
A．Zn不能置换出稀硫酸中的氢
B．Ag能将硝酸铜溶液中的铜置换出来
C．在Al、Mg、Fe中金属活动性最强的是Al
D．“真金不怕火炼”说明金在高温时也不与氧气反应
解析：
A、在金属活动性顺序中，锌位于氢的前边，Zn能置换出稀硫酸中的氢，故A错误；
B、在金属活动性顺序中，银位于铜的后边，Ag不能将硝酸铜溶液中的铜置换出来，故B错误；
C、在Al、Mg、Fe中金属活动性最强的是Mg，故C错误；
D、“真金不怕火炼”说明金在高温时也不与氧气反应，故D正确。
答案：D
5. 下列金属中，活动性最强的是---（ ）
A．Zn B．Cu C．Fe D．Mg
解析：解：根据常见金属的活动性顺序，可知选项中给出的金属的活泼性强弱顺序是：Mg＞Zn＞Fe＞Cu．所以Mg的活动性最强。
答案：D
6．科学课上，“胜哥”将一定量的锌粉加入到Mg(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3三种物质的混合溶液中，充分反应后过滤，将滤渣放入稀盐酸溶液里，有气泡产生。则下列情况不可能存在的是---( )
A．滤渣是Ag、Cu、Zn
B．滤渣是Ag、Cu、Mg
C．滤液中含有Zn2＋、Mg2＋、NO3－
D．金属活动性顺序是Ag解析：将滤渣放入稀盐酸中有气体产生，说明滤渣中含有活泼金属，锌不能把镁从它的盐溶液中置换出来，但可将铜、银从其盐溶液中置换出来，则滤渣中一定不含镁，一定含有锌、铜和银，A正确、B错误；由于锌不能置换出溶液中的镁，但能将铜、银全部置换出来，因此滤液中有锌离子、镁离子和硝酸根离子，C正确；根据金属活动顺序表可得出它们的活动性顺序是正确的，D正确。
答案：B
7. 在CuSO4 和AgNO 的混合液中，加入一定的铁片，充分反应后，试管中仍有部分固体，关于该固体成分的说法不正确的是---( )
A. 一定有Ag B. 可能有Cu C. 可能有Ag D. 可能有Fe
解析：根据铁和两种物质的反应顺序分析判断。
在CuSO4 和AgNO 的混合液中，加入一定的铁片，铁先和硝酸银反应，生成硝酸亚铁和银单质，再和硫酸铜反应，生成硫酸亚铁和铜单质。既然反应进行了一段时间，那么铁肯定与硝酸银发生了反应，即固体中肯定有银存在。如果铁的量足够，那么可能铜被全部置换出来，即固体中可能含有铜；如果铁过量，那么固体中可能含有铁，故C错误符合题意，而A、B、D正确不合题意。
答案：C
8．某汽车车轮厂的电镀车间需要处理含硝酸银、硝酸铜的废液，向该混合溶液中加入铁粉，随着铁粉质量的增加，下列变化关系图不正确的是---( )
解析：加入铁粉后，首先置换出银，溶液质量减少，硝酸铜质量不变，故硝酸铜的质量分数会随着铁粉的加入发生改变。故B错误。
答案：：B
9.小科利用图示装置进行甲、乙对比实验，探究温度对CO和Fe2O3反应的影响(固定装置略)。
(1)从实验安全角度考虑，图示装置还应采取的改进措施是______________________。
(2)完全反应后，两组的生成物均为黑色粉末(纯净物)，分别用两组生成物进行以下实验：
步骤 操作 甲组现象 乙组现象
1 称量黑色粉末质量/g m1 m2
2 取黑色粉末，用磁铁吸引 能被吸引 能被吸引
3 取黑色粉末，加入稀盐酸 全部溶解，有大量气泡 无明显现象
4 取黑色粉末，加入足量CuSO4溶液 有红色物质产生 无明显现象
①甲组的黑色粉末与稀盐酸反应的化学方程式是________________________。
②小科查阅资料后发现Fe3O4在常温下不与稀盐酸、CuSO4溶液反应，故猜想乙组的生成物为Fe3O4。他又发现m2恰好为________ g ，这可成为支持上述猜想的新证据。
(3)甲、乙两组实验说明温度对CO和Fe2O3反应有影响，且均体现出CO的_________(填写化学性质)。
解析：(1)因为一氧化碳对人体有毒，直接排放会污染环境，且一氧化碳具有可燃性，因此在装置末端尖嘴导管处，放置一盏酒精灯，点燃尾气即可；(2)①甲组：黑色粉末能被磁铁吸引，且与盐酸反应有大量气泡，即有氢气生成，因此化学方程式为Fe ＋2HCl === FeCl2＋H2↑；②根据质量守恒定律，4.80 g氧化铁中，含铁元素的质量为：4.80 g××100%＝4.80 g×＝3.36 g，则生成的Fe3O4的质量为：＝＝4.64 g，可作为支持猜想的证据；(3)氧化铁中有氧元素，一氧化碳与氧化铁反应获得氧化铁中的氧，即一氧化碳具有还原性。
答案：：(1)在装置末端尖嘴导管处，放置一盏燃着的酒精灯(合理即可)(2分) (2)①Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑(2分) ②4.64(2分) (3)还原性和可燃性(写出还原性即可)(2分)
10．建国初期，我国的工、农、科、军等得到了迅猛发展。短短几十年，将满目苍夷的旧中国建设成有着完整体系的工业；有着完整水利的农业；有着安全保障的军队；有着良好氛围的科研的新中国。遗憾的是原本大飞机的项目因某种原因下马。最终在2017年，我国国产大型客机C919在上海浦东机场首飞成功，标志着我国航空事业有了重大突破。结合所学知识回答下列问题：
(1)大型客机大量使用了铝锂合金、钛合金等，其原因是合金比纯金属具有___________。
(2)空气中，铝比铁具有更好的抗腐蚀性，原因是___________________(用文字叙述)。
(3)已知金属M和N能够发生如下反应：
Fe＋MCl2=== M＋FeCl2，N＋FeCl2=== Fe＋NCl2，判断Fe、M、N三种金属的活动性由强到弱的顺序是________________。
解析：(1)合金比纯金属具有更好的抗腐蚀性，可作大型客机的制作材料。(2)铝在常温下与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，覆盖在铝制品表面，阻止内部的铝进一步被氧化，因此铝比铁具有更好的抗腐蚀性能。(3)在金属活动顺序表中，排在前面的金属能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来，分析题中反应，可知铁的活动性排在M前，N的活动性排在铁前，则三种金属的活动性顺序由强到弱的顺序是N、Fe、M。
答案：(1)耐腐蚀性 (2)铝在常温下与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，覆盖在铝制品表面，阻止内部的铝进一步被氧化 (3)N、Fe、M
11. 2图为铜片A的系列变化，据图回答问题：
（1）若方法1中的X物质为常见气体，且发生置换反应，则X是 （填化学式）；
（2）写出方法2的化学方程式 ；
（3）铜片A、铜片B、铜片C的质量分别为mA、mB、mC，其中方法1和方法2均完全反应，则mA、mB、mC的大小关系为 ．
解析：解：（1）常见的还原剂有碳单质、一氧化碳和氢气，X物质为常见气体，且发生置换反应，所以X是氢气，化学式为：H2；
（2）氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水，化学方程式为：CuO+H2SO4=CuSO4+H2O；
（3）方法1是将已经部分氧化的铜片重新用氢气还原，依据质量守恒中的原子守恒，方法1反应结束后，铜被重新还原，所以mA=mB，方法2中部分氧化的铜片产生了氧化铜，氧化铜与硫酸反应，有部分铜元素进入溶液中，剩余的铜单质的质量为mC，所以小于mA、mB，所以mA、mB、mC的大小关系为mA=mB＞mC．
答案：（1）H2；（2）CuO+H2SO4=CuSO4+H2O；（3）mA=mB＞mC
12.小科爷爷遇到一伙用黄铜冒充黄金的骗子，在他们巧舌如簧之下，有点心动。黄铜(铜锌合金)的外观与黄金极为相似、容易以假乱真。小科同学刚通过微信公众号“胜哥课程”学习了金属活动性的相关知识，觉得可以用来鉴别真伪。他称取20g黄铜样品放入烧杯中，加入足量稀硫酸充分反应后，测得生成氢气的质量为0.2g。
(1)该反应属于____________(填基本反应类型)。
(2)求黄铜样品中锌的质量分数为________(写计算过程)。
解析：(1)锌位于金属活动性表氢前，能置换出稀硫酸中的氢，属于置换反应；
(2)设样品中锌的质量为x。
Zn+2H2SO4=ZnSO4+H2↑
65 2
x 0.2g
x=6.5g
黄铜样品中锌的质量分数为×100％=32.5%
答：黄铜样品中锌的质量分数为32.5%。
答案：(1)置换反应；(2) 32.5%
1.（2021·温州）小明将纸条分别紧紧卷在木棒和铁棒上，加热纸条（如图），木棒上的纸条立即燃烧，面铁棒上的纸条不会立即燃烧。据此推测木棒和铁棒具有不同的---（ ）
A. 密度 B. 导热性 C. 硬度 D. 延展性
解析：燃烧的条件：①有可燃物；②与氧气接触；③温度得到着火点，据此分析判断。
两个纸条都是可燃物，且都与空气接触，而且着火点相同。木条上的纸条燃烧，说明它的温度达到着火点；铁棒上的纸条不燃烧，说明它的温度低于着火点，即它的热量通过铁棒传导出去了，故B正确，而A、C、D错误。
答案：B
2.（2021·衢州）小科为验证锌、铜、银三种金属的活动性顺序，设计了下列四种方案，其中合理的是---( )
A. B. C. D.
解析：在金属活动性顺序表中，只有排在前面的金属才能将后面的金属从它的盐溶液中置换出来，据此分析判断。
A.锌和铜都能与硝酸银反应，只能说明它们的活动性比银强，但是不能判断锌和铜活动性的大小，故A错误；
B.银和硫酸锌不反应，则锌的活动性大于银；铜和硝酸银反应，则活动性铜大于银，但是无法比较锌和铜的活动性大小，故B错误；
C.银和铜都不能与硫酸锌反应，不能比较二者的活动性大小，故C错误；
D.锌和硫酸铜反应，则锌的活动性大于铜；铜和硝酸银反应，则铜的活动性大于银，那么三种的金属活动性强弱：锌>铜>银，故D正确。
答案：D
3.（2021·杭州）下列有关说法正确的是---( )
A. O2具有助燃性 B. 铁生锈属于物理变化
C. 金属活动性Cu比Mg强 D. KClO3属于氧化物
解析：A.根据氧气的助燃性分析；
B.有新物质生成的变化为化学变化分析；
C.根据镁的活动性比铜强分析；
D.根据氯酸钾属于盐分析。
A、 O2具有助燃性 ，符合题意；
B、 铁生锈属于化学变化 ，不符合题意；
C、 金属活动性Cu比Mg弱 ，不符合题意；
D、 KClO3由三种元素组成，不属于氧化物 ，不符合题意；
答案：A
4.（2021·温州）通过实验可以比较铁、铜、银三种金属的活动性强弱。下列装置能够达到实验目的的是---( )
A. B. C. D.
解析：根据金属能否与酸或盐溶液反应，从而证明金属活动性强弱分析。
A、银和铜都不与稀硫酸反应，只有铁能与稀硫酸反应，只能证明铁的活动性最强，不能证明银和铜的活动性强弱，不符合题意；
B、银和铜都不能与硫酸亚铁溶液反应，只能证明铁的活动性最强，不能证明银和铜的活动性强弱，不符合题意；
C、银和铜都不能与硫酸亚铁溶液反应，只能证明铁的活动性最强，不能证明银和铜的活动性强弱，不符合题意；
D、铁能与硫酸铜反应，银不能与硫酸铜反应，可证明铁的活动性大于铜，铜的活动性大于银，可证明三金属活动性强弱，符合题意；
答案：D
5.（2021·温州）铕（Eu）是非常活泼的金属，能与冷水反应，应保存在氩气中。铕与水反应的化学方程式为：Eu+2H2O=Eu(OH)2↓+H2↑。该反应属于---( )
A. 化合反应 B. 分解反应 C. 置换反应 D. 复分解反应
解析：根据置换反应是由一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物的反应分析。
由反应方程式可知，该反应反应物和生成物都是一种单质和一种化合物，属于置换反应，C正确；
答案：C
6.（2021·绍兴）我国发明的新型钛合金,为“奋斗者”号下潜万米海底、从事科考任务解决了材料难题。工业制取金属钛的主要反应式是: ① 2FeTiO3+6C+7Cl2 一定条件 2FeCl3+2TiCl4+6CO；②2Mg+TiCl4高温2MgCl2+Ti 下列说法合理的是---( )
A. FeTiO3属于氧化物 B. 钛合金是一种金属单质
C. 反应②属于置换反应 D. TiCl4中钛元素和氯元素的质量比为96:71
解析： A、 FeTiO3由三种元素组成，不属于氧化物 ，不符合题意；
B、 钛合金是混合物，不符合题意；
C、 反应②属于置换反应反应物和生成物都一种单质和一种化合物，属于置换反应，符合题意；
D、 TiCl4中钛元素和氯元素的质量比为48：142 ，不符合题意；
答案：C
7.（2021·嘉兴）现有锌、氧化铜、硫酸钡和石灰石四种固体，为了区分它们，小嘉参照二歧分类检索表制作了一个物质检索表，如表所示。
下列叙述错误的是---( )
A. 甲表示的是石灰石 B. 乙表示的是锌
C. 表中“ “应该表示为“黑色固体” D. 也可根据是否含有氧元素对丙、丁分类
解析：根据物质分类的知识分析判断。
A.甲中含有多种物质，那么它应该是混合物，而石灰石的主要成分为碳酸钙，同时含有其它杂质，应该是混合物，故A正确不合题意；
B.乙中只含有一种元素，那么它应该是单质，而锌就是单质，故B正确不合题意；
C.硫酸钡为白色固体，故丁是硫酸钡，而丙为黑色固体氧化铜，故C正确不合题意；
D.硫酸钡和氧化铜中都含有氧元素，无法利用是否含有氧元素对二者分类，故D错误符合题意。
答案：D
8.（2021·宁波）在5.6g铁粉中，先逐滴加入一定量的Cu(NO3)2溶液， 充分反应后再逐滴加入AgNO3溶液，剩余固体质量与所加溶液总质量的关系如图所示。下列说法正确的是---( )
A. 所加溶液质量为M1g时，生成Cu的质量为m1g
B. bc段发生的是Cu和AgNO3溶液的反应
C. m3的值为21.6
D. e点溶液中不含Cu(NO3)2
解析：根据图像可知，铁粉先和硝酸铜反应，生成硝酸亚铁和铜单质，然后再和硝酸银反应生成硝酸亚铁和银单质，接下来铜单质再和硝酸银反应生成硝酸铜和银单质，据此分析判断。
A.根据图像可知，ab段为铁和硝酸铜的反应，所加溶液质量为M1g时，生成Cu的质量和剩余铁的质量之和为m1g ，故A错误；
B.bc段发生的是Fe和AgNO3溶液的反应，故B错误；
C.在整个实验过程中，铁置换出铜，铜再置换出银，其实最终置换出的银都是铁置换而出的。
设置换出银的质量m3为x，
Fe+2AgNO3=Fe（NO3）2+2Ag；
56 216
5.6g x
；
解得：x=21.6g。
故C正确；
D.cd段铜和硝酸银反应，生成硝酸铜和银单质，则e点溶液中肯定含Cu(NO3)2 ， 故D错误。
答案：C
9.（2021·绍兴）向一定质量的Mg(NO3)2和Cu(NO3)2混合溶液中加入a克锌粉和铁粉的混合物,充分反应后过滤,得到不饱和的滤液和滤渣,将滤渣洗涤、干燥后再称量,得到的固体质量仍为a克。下列分析合理的是---( )
①滤渣中可能有铜 ②向滤渣中加稀盐酸,可能有气泡产生
③滤液中一定有Mg(NO3)2、Zn(NO3)2和Fe(NO3)2,可能有Cu(NO3)2
④若忽略过滤操作中溶液损失,滤液中溶质的质量一定大于原混合溶液溶质的质量
A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ②④
解析：根据向一定质量的Mg(NO3)2和Cu(NO3)2混合溶液中加入锌粉和铁粉的混合物, 锌和铁都能与硝酸铜反应，且锌先反应，然后铁再反应，锌与硝酸铜反应固体质量减少，铁与硝酸铜反应固体质量增加分析。
向一定质量的Mg(NO3)2和Cu(NO3)2混合溶液中加入a克锌粉和铁粉的混合物, 锌和铁都能与硝酸铜反应，不能与硝酸镁反应，且锌与硝酸铜反应固体质量减少，铁与硝酸铜反应固体质量增加，反应后固体质量不变则说明锌和铁都与硝酸铜发生了反应，由金属活动性顺序可知，锌要与硝酸铜反应完全后铁才能与硝酸铜反应，说明反应后锌一定没有剩余，滤渣中一定有铜，一定没有锌，可能有铁，滤液中一定有硝酸镁、硝酸锌、硝酸亚铁，可能有硝酸铜，①滤渣中可能有铜，错误；②向滤渣中加稀盐酸,可能有气泡产生，正确；③滤液中一定有Mg(NO3)2、Zn(NO3)2和Fe(NO3)2,可能有Cu(NO3)2 ， 正确；④若忽略过滤操作中溶液损失,滤液中溶质的质量等于原混合溶液溶质的质量，错误。
答案：C
10.（2021·嘉兴）如图所示为今年在三星堆遗址中发现的金面具残片，经测定该面具含金量约为85%。下列有关说法正确的是---( )
A. 金的元素符号为aU B. 金容易被锈蚀
C. 金单质由金原子构成 D. 金的相对原子质量为197g
解析：根据有关金的知识分析判断。
A. 金的元素符号为Au，故A错误；
B.金的化学性质比较稳定，不容易被腐蚀，故B错误；
C.金单质由金原子构成，故C正确；
D. 金的相对原子质量为197，没有单位g，故D错误。
答案：C
11.（2021·嘉兴）如图所示为小嘉构建的甲、乙、丙，丁四种不同物质的关系图，“---”表示相邻的两种物质能发生反应。若甲为铁， 乙、丙、丁分别是稀H2SO4、CuCl2溶液、NaOH溶液中的任意一种， 则下列判断错误的是---( )
A. 乙可能是CuCl2溶液 B. 丙一定是NaOH溶液
C. 丁一定是稀H2SO4 D. 丙不可能是稀H2SO4
解析：根据金属和盐的性质分析判断。
铁和稀硫酸反应，生成硫酸亚铁和氢气；铁和氯化铜反应，生成氯化亚铁和铜单质。如果甲为铁，那么乙和丁为稀硫酸和氯化铜，但是无法判断谁是稀硫酸；剩下的丙肯定是氢氧化钠，故C错误符合题意，而A、B、D正确不合题意。、
答案：C
12.（2021·丽水）将铁丝、铜丝分别伸入盛有同种试剂的两支试管中，能迅速比较出铁、铜金属活动性强弱的是---( )
A. 蒸馏水 B. 稀硫酸 C. 硫酸钠溶液 D. 氢氧化钠溶液
解析：根据铁与铜不能与水、硫酸钠、氢氧化钠反应，不能比较活动性强弱，但能用加稀硫酸来比较分析。
A、铁铜都不能与水反应，无法比较铁、铜的活动性强弱，不符合题意；
B、铁能与稀硫酸反应，铜不能与稀硫酸反应，可以比较铁的活动性大于铜，符合题意；
C、铁和铜都不能与硫酸钠反应，无法比较铁、铜的活动性强弱，不符合题意；
D、铁和铜都不能与氢氧化钠溶液反应，无法比较铁、铜的活动性强弱，不符合题意；
答案：B
13.（2021·台州）如图所示，将铁片和铜片插入稀硫酸中，电流表指针发生偏转，此时指针位置如图乙所示，则电流大小为________安。装置中的虚线框部分相当于电路中的电源、铜片是电源的________极。在其它都不变时，将铁换成更活泼的金属X，产生了更大的电流、则金属X可能是________（选填“锌”、“银”或“铜")
解析：（1）根据图片确定电流表的量程和分度值，然后根据指针的位置读出示数；
（2）根据电流表的接线方法判断；
（3）在金属活动性顺序表中，位置越靠前，活动性越强，据此分析解答。
（1）根据右图可知，电流表选择量程0~0.6A，分度值为0.02A，示数为0.1A；
（2）电流表的“+”接线柱与正极相连。根据甲图可知，电流表的“0.6”接线柱与铜片相连，因此铜片为正极；
（3）在金属活动性顺序表中，锌排在铁的前面，比铁活泼，因此金属X可能是锌。
答案：0.1； 正； 锌
14.（2021·杭州）实验室常用锌和稀硫酸来制取氢气，向盛有稀硫酸溶液的烧杯中加入足量的锌至反应完全。
（1）写出该反应的化学方程式________。
（2）如图的 表示溶液中由溶质电离产生的不同离子，则“●”表示________(填写离子符号)
解析：（1）根据锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气分析；
（2）根据反应前后烧杯中离子种类分析。
（1）锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气，反应方程式为Zn+H2SO4=ZnSO4 +H2↑ ；
（2）反应前烧杯中为氢离子和硫酸根离子，反应后为锌离子和硫酸根离子，则“●”表示SO42- ；
答案：（1）Zn+H2SO4=ZnSO4 +H2↑ ；（2） SO42-
15.（2021·绍兴） 2021年3月,四川三星堆遗址进行了新一轮考古发掘。至今三星堆已出土了黄金面具、青铜纵目面具等一批珍贵文物,如图。
（1）出土的黄金面具仍金光灿灿,而青铜纵目面具已锈迹斑斑,这说明金的活动性比铜________(选填“强”或“弱”)。
（2）古代制作青铜器的铜来源于铜矿,如黄铜矿。黄铜矿的主要成分为二硫化亚铁铜 (CuFeS2),其中铁元素和铜元素均为+2价,硫元素的化合价为 ________。
（3）应用碳-14测出三星堆遗址距今3000年左右,碳-12和碳-14是碳元素的两种同位素原子,它们的主要区别是原子核中________ 数不同。
解析：（1）根据金的活动性比铜弱分析；
（2）根据化合物中元素化合价代数和为0分析；
（3）根据同种元素中不同种原子中子数不同分析。
（1） 出土的黄金面具仍金光灿灿,而青铜纵目面具已锈迹斑斑，说明铜的发生了缓慢氧化，而金没有，即金的活动性比铜弱；
（2） 二硫化亚铁铜 (CuFeS2),其中铁元素和铜元素均为+2价,根据化合物中元素化合价代数和为0可知，硫元素的化合价为－2价；
（3） 碳-12和碳-14是碳元素的两种同位素原子,它们的主要区别是原子核中的中子数不同；
答案：（1）弱；（2）－2；（3）中子
16.（2021·杭州）小金为了探究氧化铜与氢气的反应和反应产物，用如图所示装置进行实验。注射器内装满氢气，并将注射器针头扎200m注射器入橡皮塞中，将少许氧化铜粉末送入长柄U形石英玻璃管内并平铺于管底。将少量白色的无水硫酸铜粉末送入长柄U形石英玻璃管中并平铺于直管中部。然后将一个气球套在长柄U形石英玻璃管的直管出口处，连接好整个实验装置并检查装置气密性……
（1）为确保实验安全，在点燃酒精灯加热前的操作是________。
（2）装置末端连接的气球的作用是________。
（3）实验过程中，当观察到________现象时可判断一定有产物水生成。
（4）实验开始时加入a克纯氧化铜粉末，实验结束后取出U形管底的固体称量为b克，当b为________(用含有a式子表示)时，可判断氧化铜已完全转化为铜。
解析：根据氢气与氧化铜反应生成铜和水，进行实验时为防止发生爆炸要先排除装置内空气及氧化铜中铜元素质量即为生成铜的质量分析。
（1）氢气与空气混合气体受热易发生爆炸，所以为确保实验安全，在点燃酒精灯加热前应先通入纯净氢气排除装置内空气；
（2）空气中水蒸气会干扰实验结果，装置末端连接的气球可收集尾气且防止空气中的水蒸气进入；
（3）硫酸铜遇水会变蓝， U形石英玻璃管的直管中部白色粉末变蓝可判断有水生成；
（4）a克氧化铜中铜元素质量为 ， 若生成0.8a则说明氧化铜已完全转化为铜。
答案：（1）通入氢气；（2） 收集尾气(或防止空气中的水蒸气进入) ；（3） U形石英玻璃管的直管中部白色粉末变蓝 ；（4）0.8a.
17.（2021·台州）1823年德贝菜纳发现氢气在空气中遇到铂会起火，并研制出以他名字命名的世界上第一个化学打火机，如图甲所示。德贝菜纳打火机的结构如图所示。使用时，将顶盖上的开关打开，从内管中冲出的氢气被点燃。开关关闭，喷嘴被堵住、火焰熄灭，随后氢气停止产生，请你用所学过的科学知识介绍德贝菜纳打火机的使用原理。
解析：①内管气压大于外界大气压，开关打开时，氢气出，氢气在空气中遇到粉发生燃烧；
②锌和稀硫酸反应不断产生氢气； ③没有氢气喷出，火焰灭；④开关关后，与稀硫酸仍续反应产生氢气，使内管的气压变大；
⑤内管液面下降，使锌与硫酸分离，停止产生氢气，据此分析解答。
答案：打火机的开关打开时，锌和稀硫酸反应不断产生氢气，由于内管气压大于外界大气压，所以氢气从管中冲出，在空气中遇到铂发生燃烧，开关关掉后，锌与稀硫酸继续反应产生氢气，使内管的气压变大，内管液面下降，使锌与硫酸分离，停止产生氢气。由于没有氢气喷出，所以打火机的火焰熄灭。
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