阶段训练4--金属的性质 综合练习（含解析）

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阶段训练4--金属的性质
类型一 金属的物理性质及应用
1.下列有关“金属之最”描述中，属于金属物理性质的是（　　）
A.钙是人体中含量最多的金属元素 B.铁是世界年产量最高的金属
C.铝是地壳中含量最多的金属 D.银是最好的导电导热金属
2.下列有关金属及合金的说法中正确的是（)
A.“真金不怕火炼”说明金的熔点高 B.生铁和钢都是铁合金，钢的含碳量比生铁高
C.合金的抗腐蚀性一般比其组成金属强 D.铜片和黄铜片相互刻画，黄铜片上有划痕
3.下列有关金属的说法中,错误的是( ）
A.铜制插头是利用铜的导电性 B.钨制灯丝是利用钨的熔点低
C.铝制成铝箔是利用铝的延展性 D.用铁锅炒菜是利用铁的导热性
4.下列有关金属资源的利用与防护解释不合理的是（ ）
A.在001A型国产航母金属外壳覆盖涂料，主要是为了美观
B.用“烤蓝”的方法处理钢铁表面，可减缓钢铁的腐蚀
C.用铝合金制造国产大飞机C919机壳，是利用铝合金强度大、质量轻、抗腐蚀
D.切菜后的菜刀用清水洗净擦干，可减缓菜刀生锈
5.下表所示为四种金属的熔、沸点：
金属 Na Cu Al Fe
熔点/℃ 97.5 1083 660 1535
沸点/℃ 883 2595 2200 3000
根据以上数据判断下列金属不能形成合金的是（　　）
A.Cu与Al B.Fe与Cu C.Fe与Na D.Al与Na
类型二 金属的化学性质
6.[2022 温州]如图所示，两只燃烧匙里装有相同质量的镁粉与锌粉，分别在空气中加热燃烧，根据燃烧难易及剧烈程度不同，可推测镁与锌具有不同的（　　）
A.颜色 B.熔点 C.金属延展性 D.金属活动性
7.[2022 丽水]一般地说，金属越活泼，冶炼越困难，人类使用该金属的时间就越迟。如图
为铁、铜、钠、锌四种金属的最早冶炼历史年代，则甲代表的金属是（　　）
A.铁 B.铜 C.钠 D.锌
8.如图所示是X、Y、Z、W四种金属与稀盐酸反应情况的示意图,据此判断四种金属中活动性
最弱的是 (　　)
A.X B.Y C.Z D.W
9.下列关于金属的叙述中与金属活动性顺序无关的是 (　　)
A.不能用铁制容器盛放波尔多液 B.真金不怕火炼
C.用稀硫酸能鉴别假黄金(铜锌合金) D.铝制品比铁制品更耐腐蚀
10.某同学为验证铁、铜、银三种金属的活动性顺序，他设计了以下四种实验方案，其中能
达到目的是（ ）
A.将Fe、Cu分别加入AgNO3溶液中 B.将Fe、Cu、Ag分别加入稀盐酸中
C.将Fe分别加入CuSO4、AgNO3溶液中 D.将Fe、Ag分别加入CuSO4溶液中
11.等质量的稀硫酸分别与足量的镁、铁、锌三种金属反应，下列图像能正确表示产生氢气
的质量与反应时间关系的是（ ）
A. B. C. D.
12.在等质量的锌、铁中分别滴加等质量分数的稀硫酸至过量，产生氢气的质量随硫酸的质
量变化曲线如图．下列说法正确的是（　　）
A.b曲线表示铁与稀硫酸反应产生氢气的过程
B.M点对应溶液的溶质是硫酸和硫酸亚铁
C.充分反应后，溶液的质量都增大
D.N点对应溶液中的溶质只有一种
13.向装有过量锌粉的烧杯中加入一定质量AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液，烧杯中固体的质
量随反应时间变化的情况如图所示．下列说法正确的是（　　）
A.t1时，向溶液中滴加氯化钠溶液，没有白色沉淀产生
B.t3和t5时，溶质种类不同，金属单质种类也不同
C.若向溶液中插入铝丝，铝丝表面有红色固体析出，则时间t的
取值范围是：t2＜t＜t4
D.t2时，溶液中的金属离子有Zn2+、Cu2+，固体中的金属单质有Zn、Ag
14.向100gCuSO4溶液中先逐渐加入一定量锌粉，再逐渐加入铁粉，
测得剩余固体质量与加入金属质量关系如图。下列说法正确的
是（ ）
A.a点对应的溶液为蓝色 B.n=6.5, m=9.6
C.b点对应的固体中加稀盐酸，有气泡产生
D.100gCuSO4溶液中CuSO4的质量为24g
15.向一定质量AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入Zn，溶液质量与加入Zn的质量关系如
图所示，下列说法正确的是（　　）
A.a点溶液中的溶质有4种
B.c点溶液中溶质为Zn（NO3）2
C.若取b～c段溶液，滴加稀盐酸，有白色沉淀
D.取d点的固体，加入稀盐酸，无气泡产生
16.某溶液含有Cu(NO3)2和AgNO3,现向其中加入一定量的锌粉
进行处理,并绘制溶液中金属离子种类与加入锌粉质量的关系图(如图所示)。下列说法中
不正确的是(　　)
A.Cu的金属活动性比Ag强,只用盐酸无法探究两者的
金属活动性强弱
B.当溶液中含有一种金属离子时,金属单质的种类可能
为一种
C.c～d(不含两点)间的溶液中金属离子为Zn2+、Cu2+
D.加入锌粉质量从m1 g增加到m2 g,溶液中硝酸铜的质量分数变大
17.在溶质为Cu（NO3）2、AgNO3和Al（NO3）3的溶液中加入一定量的锌粉，充分反应后过滤，
得到滤渣和蓝色滤液。下列判断正确的是（ ）
A.向滤渣中加入稀盐酸可能有气泡产生 B.滤渣中一定有Ag，可能有Cu和Zn
C.滤液中一定无AgNO3 D.滤液中可能有四种金属离子
18.[2020·余杭模拟改编] 在硫酸铜溶液中插入一根铁棒,反应前后溶液中存在的离子种类
如图所示,其中“”“”“”表示不同的离子。
（1）“”表示　　　　(填离子符号)。
（2）反应后所得溶液的质量　　　(填“大于”“小于”
或“等于”)反应前溶液的质量。
19.整理实验器材时,小柯将还在反应的锌和稀硫酸的残留物,倒入盛有少量硫酸铜溶液的废
液缸中,观察到锌粒表面产生气泡的速率大大加快。对此,他十分好奇:与硫酸铜溶液混合
为什么会加快锌和稀硫酸的反应速率 查阅资料:①相互接触的两种活动性不同的金属,
同时放入酸中,活动性较强的金属与酸反应产生氢气的速率会大大加快;②硫酸铜对锌和
稀硫酸的反应没有催化作用。小柯根据下表进行实验,观察并记录现象。
组　别 第一组 第二组
A B C D
金　属 锌片 绑有铜片的锌片 铁片 绑有铜片的铁片
30%硫酸溶液体积/mL 20 20 20
产生气泡快慢 快 明显加快 慢 明显加快
（1）第一组实验中“ ”处的数据应为　　　　。
（2）为了定量比较产生气体的快慢,可以测量收集相同体积的氢气所需的时间或测
量 　,然后进行比较。
（3）请推测与废液缸中少量硫酸铜溶液混合后,锌粒与稀硫酸反应速率加快的原因:
　。
类型三 金属的锈蚀
20.[2020·北仑模拟] 如图为铁钉发生的一系列变化,据图回答下列问题。
（1）①中铁钉变红的原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）③中除去铁锈的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）如果用a、b、c分别代表图中的光亮铁钉、锈蚀铁钉、无锈铁钉,则它们的质量由
大到小的顺序为　　　　(用字母表示)。
21.某科学兴趣小组用如图所示实验探究铁生锈的条件(每支试管中均放有完全相同的洁净
铁钉)。
（1）甲同学认为,试管A中发生的现象就能够说明铁的锈蚀是铁与空气中的氧气、水共
同作用的结果。乙同学不同意他的观点,认为必须全面观察试管　　　(填字母)
产生的现象,并经过科学严谨的推理,才能得出上述结论。
（2）试管D和E的实验目的是进一步探究铁在　　　　　的环境中是否更容易生锈。
（3）写出一种防止铁生锈的方法:　 。
类型四 金属的回收
22.利用废旧电池铜帽（含Cu、Zn）制取海绵铜（Cu），并得到硫酸锌溶液的主要流程如下：（反应条件已略去）
已知：
下列说法正确的是（ ）
A．步骤II中分离操作必须用到的玻璃仪器是烧杯和漏斗
B．溶液A中溶质是H2SO4、CuSO4
C．上述流程中物质B是锌，物质D是盐酸
D．A~E中都含有铜、锌两种元素的物质有A和C
类型五 金属与酸或盐反应的计算
23.北宋沈括编撰的《梦溪笔谈》中，记录了用CuSO4溶液熬制胆矾的铁釜，使用时间久了也
可以化作铜。
（1）由上述材料分析，Fe比Cu的金属活动性 （填“强”或“弱”）。
（2）如果向足量的CuSO4溶液中加入5.6gFe粉，充分反应后，理论上可以得到Cu的质
量是多少？
24.铜锌合金又称假黄金。向盛有30g铜锌合金粉末样品的烧杯中逐渐加入稀硫酸，生成氢
气的质量与加入稀硫酸的质量关系如图所示，计算：
(1)充分反应后生成氢气的质量为 g。
(2)合金样品中锌的质量。
(3)恰好完全反应时，所得溶液溶质的质量分数。
25.某化学兴趣小组为了分析生铁中铁的含量，进行了实验研究，即取60g经粉碎后的生铁，
把800稀硫酸分4次加入到该样品中，测得数据记录如下表：
第1次 第2次 第3次 第4次
加入稀硫酸质量（g） 200 200 200 200
剩余固体质量（g） 37.6 15.2 4 4
（说明：生铁中杂质不溶于水，也不与硫酸反应）
（1）第2次测得剩余固体质量为15.2g，其成分为 。
A.铁 B.铁和碳 C.碳
（2）生铁中铁的质量分数为多少？（写出计算过程，结果保留到小数点后一位）
（3）计算所用稀硫酸的溶质质量分数为多少？（写出计算过程，结果保留到小数点后一
位）并画出反应生成的氢气质量与
加入稀硫酸质量的关系图。
26.某兴趣小组用15 g镁条与溶质质量分数为49%的稀硫酸反应,测得产生氢气的质量与稀硫
酸的质量关系如图(假设镁条中除表面含有氧化镁外,还含有其他难溶性杂质,但杂质不
与稀硫酸反应),试分析回答:
（1）当加入稀硫酸质量为90 g时,取出部分溶液加入碳酸
钡粉末,则会产生的现象是　　　　　　。
（2）加入稀硫酸的质量在0~20 g范围内,试用化学方程式解
释未产生气体的原因:　　　　　　　。
（3）求生成氢气的质量。
（4）当加入稀硫酸的质量为70 g时,所得溶液中溶质质量分
数是多少 (结果精确至0.1%)
阶段训练4--金属的性质
参考答案及部分解析
1D 2.C 3.C
4.A
【解析】A、在001A型国产航母金属外壳覆盖涂料，除了美观，更重要的是可以隔绝氧气和水，起到防锈的目的，符合题意；B、用“烤蓝”的方法处理钢铁表面，可以隔绝氧气和水，减缓钢铁的腐蚀，不符合题意；C、铝合金是铝的合金，具有质轻、硬度大，耐腐蚀等特点，故可用铝合金制造国产大飞机C919机壳，不符合题意；D、铁生锈的条件是铁与氧气和水接触，切菜后的菜刀用清水洗净擦干，保持菜刀表面干燥，可减缓菜刀生锈，不符合题意。故选A。
5.C
【解析】合金是不同种金属在熔化状态下形成的一种熔合物，即两种金属都成为液态时进行混合；
A．铜的熔点低于铝的沸点，两种金属能够形成合金，故A错误；
B．铁的熔点低于铜的沸点，两种金属能够形成合金，故B错误；
C．由于金属钠的沸点较低，铁的熔点1535℃高于钠的沸点883℃，在铁熔化时温度达1535℃，而此时金属钠已变成气态，无法完成液态时混合，故钠和铁不能形成合金，故C正确；
D．铝的熔点低于钠的沸点，两种金属能够形成合金，故D错误；
故选C
6.D 7.B 8.B 9.D
10.D
【解析】A、铁、铜都能与AgNO3溶液反应，证明铁、铜的活动性比银强，但不能比较铁、铜的活动性的强弱，故该方案不能达到目的；B、铁和稀盐酸反应，铜、银和稀盐酸不反应，而则得出：铁＞铜、银，但不能比较铜、银的活动性的强弱，故该方案不能达到目的；C、铁与CuSO4、AgNO3溶液反应，说明了活动性铁＞铜、银，但不能比较铜、银的活动性的强弱，故该方案不能达到目的；D、铁与CuSO4溶液反应置换出铜，说明了活动性铁＞铜；银与CuSO4溶液不反应，说明了活动性铜＞银，由此可得的三种金属活动性铁＞铜＞银，故该方案能达到目的。故选D。
11.B
【解析】在金属活动性顺序中，Mg＞Zn＞Fe，则镁的反应速率最快，铁的反应速率最慢，等质量的硫酸与足量的镁、铁、锌反应，则酸全部参加反应，生成氢气的质量相同，
A、此图象中生成氢气的质量不同，故A错误；
B、此图象中生成氢气的质量相同，且镁的斜线最陡，表明镁反应的速率最快，铁的斜线最平缓，表明铁的反应速率最慢，故B正确；
C、此图中铁的斜线比锌的斜线陡，表明是铁比锌反应的速率快，故C错误；
D、此图中反应生成的氢气质量不同，故D错误；故选B．
12.C
【解析】A、由方程式Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑；Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
56 2 65 2
可知等质量的铁放出的气体大于锌放出的气体，所以b曲线表示锌与稀硫酸反应产生氢气的过程，故错误；
B、a曲线表示铁与稀硫酸反应产生氢气的过程，M点表示铁过量，硫酸不足，对应溶液的溶质只有硫酸亚铁，故错误；
C、由方程式Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑；Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
56 2 65 2
充分反应后，溶液的质量都增大，故正确；
D、b曲线表示锌与稀硫酸反应产生氢气的过程，N点表示稀硫酸过量，对应溶液中的溶质是硫酸和硫酸锌，故错误；故选：C．
13.D
【解析】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固体质量增加的过程；
Zn+Cu（NO3）2=Zn（NO3）2+Cu
65 64
所以析出铜的过程是固体质量减小的过程，所以
A、在t1时，硝酸银没有全部参加反应，溶液中含有硝酸银，滴加稀盐酸，会生成白色沉淀，故A错误；
B、t5时表示锌和硝酸铜完全反应，溶质是硝酸锌，t3时，溶液中的溶质是硝酸锌、硝酸铜，金属是铜、银，t5时，溶液中的溶质是硝酸锌，金属是铜、银，所以溶质种类不相同，金属单质种类相同，故B错误；
C、若向溶液中插入铝丝，铝丝表面有红色固体析出，说明溶液中还有硝酸铜，则时间t的取值范围是：0＜t＜t4，故C错误；
D、t2时，溶液中的金属离子有Zn2+、Cu2+，固体中的金属单质有Ag、Zn，故D正确．
故选：D．
14.A
15.B
【解析】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
A、在a点时，硝酸银没有全部参加反应，溶液中含有硝酸银、硝酸铜和生成的硝酸锌，溶质是三种，故A错误；
B、c点时硝酸铜恰好完全反应，溶液中只有硝酸锌，故B正确；
C、b～c段是硝酸银全部参加反应完后锌和硝酸铜反应的过程，因此滴加稀盐酸，不会产生沉淀，故C错误；
D、d点时锌过量，因此加入稀盐酸会产生氢气，故D错误；
故选：B．
16.B　[解析] 银的金属活动性比铜弱,锌会优先与硝酸银发生置换反应,待硝酸银反应完后,锌再与硝酸铜发生置换反应。当溶液中金属离子种类为一种时,说明溶液中只存在硝酸锌,银和铜被完全置换出,此时金属单质的种类可能为两种,若锌过量则为三种,不可能为一种。
17.D
【解析】A、滤液中含有硝酸铜，则锌不可能有剩余，则向滤渣中加入稀盐酸，不可能有气泡产生，故选项说法错误；B、滤渣中一定有Ag，无法确定硝酸铜是否参加了反应，可能是部分参加了反应，可能有Cu，但不可能含有锌，故选项说法错误；C、滤液中含有硝酸铜，无法确定硝酸银是否完全参加了反应，滤液中可能含有AgNO3，故选项说法错误；D、滤液中含有硝酸铜，无法确定硝酸银是否完全参加了反应，滤液中可能含有AgNO3，则滤液中可能有银离子、铜离子、锌离子、铝离子四种金属离子，故选项说法正确。故选D。
18..(1)S　(2)小于
[解析] 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+CuSO4FeSO4+Cu,每56份质量的铁置换出64份质量的铜,因此溶液的质量减少。
19.(1)20
(2)相同时间收集到氢气(气体)的体积
(3)锌与硫酸铜溶液发生置换反应产生的铜附着在锌粒表面,加快了锌与稀硫酸的反应速率
[解析] (1)在进行对比实验时,相同条件可以多个,但不同条件只能有一个,第一组对比实验中的不同条件是锌片和绑有铜片的锌片,其他条件应相同,所以稀硫酸的量应是相同的。(2)定量比较产生气体的快慢,可以测量收集相同体积的气体所需的时间或测量相同时间内收集到的气体体积,然后进行比较。(3)由资料可知,相互接触的两种活动性不同的金属,同时放入酸中,活动性较强的金属与酸反应产生氢气的速率会大大加快。本实验中,与废液缸中少量硫酸铜溶液混合后,锌与硫酸铜发生置换反应产生的铜附着在锌粒表面,加快了锌与稀硫酸的反应速
20.(1)铁与铜的盐溶液反应生成金属铜,覆盖在铁钉表面
(2)Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O
(3)b>a>c
【解析】 (1)铁与蓝色溶液反应生成红色的物质,蓝色溶液为含有铜离子的盐溶液,①中铁钉变红的原因是铁与铜的盐溶液反应生成了金属铜覆盖在铁钉表面。(2)铁锈的主要成分是氧化铁,与盐酸反应生成氯化铁和水,反应的化学方程式:Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O。(3)铁与氧气、水发生化学反应生成铁锈,由质量守恒定律可得它们的质量关系是ac;故它们的质量由大到小的顺序为b>a>c。
21.(1)A、B、C　
(2)盐、酸存在
(3)刷油漆(合理即可)
【解析】 (1)通过试管B可知,在没有氧气的情况下铁不容易生锈;通过试管C可知,在没有水的情况下铁不容易生锈,试管A中的铁和水、氧气同时接触容易生锈,通过试管A、B、C可知,铁在水和氧气同时存在的情况下容易生锈。(2)试管D和E中,铁钉与水和氧气接触的同时和盐、酸接触,目的是进一步探究铁在盐、酸存在的环境中是否更容易生锈。
率。
22.D
【解析】A、依据框图可知：操作Ⅱ后得到固体和液态，所以操作Ⅱ为过滤，用到的玻璃仪器：烧杯、漏斗、玻璃棒，说法错误；B、铜与氧气、稀硫酸反应生成硫酸铜，锌与稀硫酸反应生成硫酸锌，所以溶液A含有溶质硫酸铜、硫酸锌，和过量的硫酸，说法错误；C、上述流程中加入的物质B为锌，物质D为盐酸，则溶液E中含有杂质氯化锌，所以D不能用盐酸，应该用硫酸，说法错误；D、依据分析可知：A为硫酸铜、硫酸锌、稀硫酸，B为锌，C为铜和锌，D为硫酸，E为硫酸锌，所以A～E中含铜、锌两种元素的物质有A和C，说法正确；故选D。
23.（1）强；（2）6.4g
【解析】（1）用CuSO4溶液熬制胆矾的铁釜，使用时间久了也可以化作铜，说明铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，说明Fe比Cu的金属活动性强；
（2）设理论上可以得到Cu的质量为x。
Fe+CuSO4FeSO4+Cu
56 64
5.6g x 解得x=6.4g
答：理论上可得到Cu的质量为6.4g。
24.（1）根据图可知生成的氢气的质量为0.2g。（2）6.5g (3)15.1%
【解析】设合金样品中锌的质量为x，充分反应后生成硫酸锌的质量为y
Zn + H2SO4===ZnSO4 + H2↑
65　　　　 161　 2
x　　　　 y　　0.2g 解得x=6.5g y=16.1g
恰好完全反应后所得溶液溶质的质量分数：16.1g100g+6.5g-0.2g×100%=15.1%
25.(1)B (2)93.3% (3)19.6%
【解析】（1）分析图表可发现向第二次的剩余固体中加硫酸，固体继续减少，说明第二次剩余固体中铁剩余，当然碳不反应，也剩余．
（2）分析图表可知最终剩余固体的4g为碳
所以生铁中铁的质量分数为：(60-4)/60×100%=93.3%
（3）分析图表可得出结论：每200g硫酸可以反应37.6-15.2=22.4g铁，
设200g稀硫酸中的溶质质量为x，22.4g铁反应生成氢气的质量为y则
Fe + H2SO4 = FeSO4+H2↑
56 98 2
22.4g x y 解之得：x=39.2g，y=0.8g
稀硫酸的溶质质量分数为：39.2g/200g=19.6%
可得出56g铁反应生成氢气的质量为0.8g×(56/22.4)=2g，
恰好反应消耗的硫酸质量为500g
由于铁和硫酸反应生成氢气的质量和反应的500g硫酸成正比，所以图象如上：
答：生铁中铁的质量分数为93.3%，稀硫酸的溶质质量分数为19.6%．
26.(1)有气泡产生,同时产生白色沉淀
(2)MgO+H2SO4MgSO4+H2O （3）0.5 g(4)所得溶液中溶质质量分数为52.8%。
解:(3)产生氢气过程中,消耗硫酸的质量为70 g-20 g=50 g。设镁的质量为x,镁与硫酸反应生成硫酸镁的质量为a,生成氢气的质量为p。
Mg+H2SO4　　MgSO4+H2↑
24 98 120 2
x 50 g×49% a p
　解得x=6 g a=30g p=0.5g
(4)设氧化镁的质量为y,与氧化镁反应生成硫酸镁的质量为b。
MgO+H2SO4　　MgSO4+H2O
40 98 120
y 20 g×49% b
解得y=4g b=12g
所得溶液中溶质质量分数为×100%≈52.8%。
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