金属性质复习
知识精讲
知识点一：金属与非金属
（1）金属与非金属的区别
①组成不同
→金属是由金属元素组成的，如铁、铜、钠、镁、汞等。
→非金属是由非金属元素组成的，如碳、硫、溴（Br2）、氧气、氢气等。
②性质不同
→金属的性质：都有特殊的光泽，大多数颜色是银白色或灰色（金为黄色，铜为紫红色），延展性好，硬度大，良好的导电性、导热性，密度高，熔点高。
→非金属的性质：没有光泽，质脆，有多种颜色，无延展性，硬度不一致，一般不导电、不导热，密度低，熔点低。
（2）金属的用途
①物质的性质决定物质的用途，物质的用途反映物质的性质，即：
性质用途
用途性质
②不同的金属有不同的用途。人们常根据金属的一般属性和每种金属的独特性质，如它们的密度、外观、价格等来选择使用金属。
知识点二：常见的金属材料
（1）金属材料：包括纯金属和它们的合金，人们日常使用的金属材料，大多数是合金。
（2）合金
①定义：把一种金属跟其他金属（或非金属）熔合而成的具有金属特性的物质，属于混合物。
②性能
→合金一般比其组分金属颜色更鲜艳。
→合金的硬度一般大于组成它们的金属。
→合金的熔点一般低于组成它们的金属。
→合金的抗腐蚀能力一般强于组成它们的金属。
（3）钢
①组成：由碳和铁等元素形成的合金。
②性能：质地坚硬，有弹性和延展性，机械性能好。
③用途：制作汽车车身、刀具、量具等。
知识点三：金属与氧气的反应
金属 空气 氧气 反应方程式
镁 在空气中剧烈燃烧，发出白光，生成白色固体。 比在空气中燃烧更剧烈。 2Mg+O22MgO
铁 在空气中不燃烧，只缓慢氧化。 在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体。 3Fe+2O2Fe3O4
铝 铝与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，阻止铝进一步氧化。 在氧气中剧烈燃烧，发出白光，生成白色固体。 4Al+3O22Al2O3
铜 在常温条件下，铜在干燥的空气中几乎不与氧气反应。 在加热条件下，铜能够与氧气反应，表面变黑。 2Cu+O22CuO
金 即使在高温条件下，也不与氧气反应。
（1）金属铁、铜在潮湿的空气中会被氧气所氧化而生锈[铁锈主要成分为Fe2O3,铜锈主要成分为Cu（OH）2CO3]。
（2）铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步被氧化，因此铝具有良好的抗腐蚀性能。
（3）金、铂一般不与空气中物质反应。
知识点四：金属的活动顺序
金属与盐酸、稀硫酸的反应
（1）金属与盐酸、稀硫酸的反应
金属 盐酸 稀硫酸
现象 化学方程式 现象 化学方程式
镁 剧烈反应，有大量气泡产生，溶液呈无色。 Mg+2HCl===MgCl2+H2↑ 剧烈反应，有大量气泡产生，溶液呈无色。 Mg+H2SO4===MgSO4+H2↑
锌 反应较快，有大量气泡产生，溶液呈无色。 Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑ 反应较快，有大量气泡产生，溶液呈无色。 Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
铁 有少量气泡产生，反应慢，溶液由无色变为浅绿色。 Fe+2HCl===FeCl2+H2↑ 有少量气泡产生，反应慢，溶液由无色变为浅绿色。 Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑
铜 无现象 不反应 无现象 不反应
①铜不与稀盐酸、稀硫酸反应，镁、锌、铁都能与稀盐酸、稀硫酸反应，但反应的剧烈程度不同。由此可知，这四种金属在溶液中的活动性质顺序是Mg＞Zn＞Fe＞Cu。
②并不是所有金属都能与酸反应放出氢气。
③单质铁与稀盐酸、稀硫酸发生反应时，生成的是亚铁盐，且亚铁盐溶液都为浅绿色。
④硝酸和浓硫酸具有强氧化性，与金属反应不生成H2，而生成水。
金属与盐
①钠与盐的溶液反应：钠不能置换出溶液中的金属，钠是直接与水反应。反应后的碱再与溶液中的其他物质反应。如钠投入到硫酸铜溶液的反应式：
2Na + CuSO4 + 2H2O == Cu（OH）2 ↓+ Na2SO4 + H2 ↑。
②铝与盐的溶液反应：如能置换出CuSO4、AgNO3等溶液中的金属。
③铁与某些盐反应：如Fe + CuSO4 == Cu + FeSO4 ,
Fe +2 FeCl3 == 3FeCl2等。
湿法炼铜
①原理：先用硫酸将铜矿中的铜转变成可溶性的硫酸铜，再讲铁放入硫酸铜溶液中把铜置换出来。
②主要化学方程式：Fe+CuSO4===FeSO4+Cu
置换反应
①定义：由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。置换反应是化学基本反应类型之一。
②特征：反应物和生成物都是一种单质和一种化合物。
③通式：A+BC→B+AC
④化合反应、分解反应、置换反应的比较
项目 特点 举例 简单表示
化合反应 多变一 C+O2===CO2 A+B+……→C
分解反应 一变多 2H2O2===2H2O+O2↑ A→B+C+……
置换反应 一换一 Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑ A+BC→B+AC
金属的活动性顺序
（1）金属的活动性顺序
K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、（H）Cu、Hg、Ag、Pt、Au
（2）金属活动性顺序在实际应用中的意义
①可判断金属的化学活动性
在金属活动性顺序中，金属的位置越靠前，它的活动性就越强。
②可判断金属能否与酸发生置换反应而产生氢气
在金属活动性顺序中，排在氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸里的氢，排在氢后面的金属不能置换酸里的氢。
③可判断金属能否跟盐溶液发生置换反应
在金属活动性顺序中，只有排在前面的金属，才能把排在后面的金属从它们的可溶性盐溶液里置换出来。根据金属单质和盐中金属离子在金属活动性顺序表中的位置，即可判断金属单质能否跟盐溶液发生置换反应。
（3）说明
①判断金属与某种金属化合物溶液能否发生置换反应，一要看金属是否排在化合物中的金属前面，二要看该化合物是否溶于水，如Fe与AgCl不能发生置换反应，因为AgCl不溶于水。
②用金属跟金属化合物溶液发生置换反应时，一般不用很活泼的K、Ca、Na等，因为这些金属常温下和水发生反应，不能置换出金属化合物溶液里金属。
知识点六：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。
1.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。
2.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。
3.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。
举一反三
考点一：金属材料及其物理性质
例1.有关金属与金属材料的说法中错误的是 （ B ）
A．银的导电性比铜好，但电线一般用铜制，主要与价格和资源等因素有关
B．生铁和钢都是铁合金，但钢中的含碳量比生铁中高
C．铝合金门窗耐腐蚀性好，硬度高
D．焊锡是锡和铅的合金，其熔点低，可以用于焊接金属
变式1.用有关金属性质填空．
（1）油罐车的尾部经常有一条铁链拖到地上，这是利用了铁的 性；
（2）铁常用来制作炊具，这是利用了铁的 性；
（3）用金属钨做白炽灯的灯丝，这是利用了钨的 性；
（4）铝能制成很薄的铝箔，这是利用了铝的 性．
【解答：导电；导热；熔点高或耐高温；延展．
例2.2018年3月9日，特朗普正式签署关税令“对进口钢铁和铝分别征收25%的关税”，这一做法严重违反国际贸易规则，严重损害我国利益。下列选项中不属于合金的是（ B ）
A．钢 B．金刚石 C．焊锡 D．黄铜
变式2.盐青、盐徐高铁开通运营，有效延伸我市发展空间。高铁车厢使用的铝合金材料属于（ B ）
A．合成材料 B．金属材料 C．天然材料 D．复合材料
考点二：金属与氧气的反应
例1. 下列实验现象描述错误的是（ B ）
A．镁在空气中燃烧，发出耀眼的白光
B．铁在空气中燃烧，火星四射
C．铜在空气中加热，表面变黑
D．金在氧气中加热到高温没有明显现象
变式1.钠是一种银白色固体，放置在空气中会迅速与氧气反应生成氧化钠，把钠投入水中，与水剧烈反应，熔化成闪亮的小球在水面上游动，生成了氢氧化钠和氢气。下列有关钠的叙述不正确的是（ B ）
A．金属钠必须隔绝空气保存
B．钠与水反应放热，使钠熔化，钠是熔点最低的金属
C．钠和水反应的化学方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
D．把钠投入硫酸铜溶液中会产生无色、无味的气体和蓝色沉淀
考点三：金属活动性的判断
1.比较两种金属的活动性强弱：可将一种金属放入另一金属的盐溶液中，或者将两种金属都放入酸中，然后根据置换反应能否发生或氢气产生的速率做出相应的判断。
2.比较三种金属的活动性强弱：一般采用“两金夹一盐”或“两盐夹一金”或“一酸一盐”的方法。取活动性居中的金属放入活动性在两端的盐溶液中或者取活动性在两端的金属放入活动性居中的盐溶液中，然后根据置换反应能否发生做出相应的判断。也可以分步利用金属、酸、盐溶液能否发生反应来判断。
3.比较四种或四种以上金属的活动性强弱：以H为依据，将四种金属分成两类，一类H前金属，一类H后金属。再用比较两种金属活动性强弱的方案在H前或H后金属中进行比较。
例1.化学小组为探究铝、铜、银三种金属的活动性顺序，设计了如图所示实验方案。下列说法不正确的是( D )
A．由实验甲可知金属活动性：Al>Cu
B．由实验乙可知金属活动性：Cu>Ag
C．由实验甲、乙、丙可知金属活动性：Al>Cu>Ag
D．实验甲中的CuSO4改为CuCl2后不能完成本实验探究
例2.为验证铁、铜、银的金属活动性顺序，某同学设计了以下四组实验。下列说法错误的是( D )
A. 通过实验①、②，能验证金属活动性：Fe＞Cu
B. 通过实验①、②、③，能验证金属活动性：Fe＞Cu＞Ag
C. 实验④中若X为Cu，Y为FeSO4溶液，则能验证金属活动性：Fe＞Cu
D. 实验④中若X为Cu，Y为AgNO3溶液，则能验证金属活动性：Cu＞Ag
变式1.某同学欲用实验证明铁、铜、汞化学活动性顺序，他利用了铁片、铜片、硝酸汞溶液和稀盐酸4种物质，设计了下列实验方案，其中可行的是（ D ）
A．①Cu+HCl ②Fe+Hg（NO3）2 ③Cu+Hg（NO3）2
B．①Fe+HCl ②Cu+HCl ③Fe+Hg（NO3）2
C．①Fe+HCl ②Fe+Hg（NO3）2 ③Cu+Hg（NO3）2
D．①Fe+HCl ②Cu+HCl ③Cu+Hg（NO3）2
变式2.现有四种金属，将一种金属放入另一种金属的盐溶液中，结果得到如图所示的盐类转化，试分析 判断四种金属的活动性强弱关系是（ A ）
A． 丙>乙>甲>丁 B． 丁>甲>乙>丙 C． 甲>乙>丙>丁 D． 乙>丙>丁>甲
考点四：金属与酸的反应（质量变化，氢气产量与速度，图像）
活泼金属（Mg、Al、Zn、Fe）与酸（以盐酸为例）的反应
Mg+2HCl==MgCl2+H2↑ Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑
2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑ Fe+2HCl===FeCl2+H2↑
等质量的不同金属与足量酸（稀盐酸或稀硫酸）反应，生成氢气的质量大小，取决于元素的化合价与该金属相对原子质量的比值。
①等质量的金属、足量的酸，金属元素化合价相同时，金属的相对分子质量越小，产生氢气越多；
金属越活泼，反应速率越快，最先被消耗完，反映在m(H2)-时间图线上越陡
②酸等量、金属足量，生成氢气一样多。酸因量不足而在反应中完全消耗。
等质量的铝、镁、铁、锌分别与足量的稀硫酸反应，请在图中分别画出镁、锌生产氢气质量与反应时间之间的关系。
等质量的稀硫酸分别与足量的铝、镁、铁、锌三种金属反应，请在图中分别画出镁、锌生产氢气质量与反应时间之间的关系。
1.金属完全反应，酸有剩余
例题1.等质量的锌和铁与足量的稀硫酸反应，生成氢气的质量（ ）B
A．锌的多 B．铁的多 C．一样多 D．无法确定
变式1.相同质量的铝、镁、铁、锌四种金属分别投入到足量的相同质量的稀硫酸溶液中，待充分反应后，所得溶液的质量最小的是（ ）A
A．铝 B．镁 C．锌 D．铁
2.金属有剩余，酸全部反应
例题1、足量的镁、铁、锌三种金属分别与一定量的稀硫酸充分反应后，生成氢气的质量关系为（ ）D
A．镁放氢多 B．铁放氢多 C．锌放氢多 D．三种金属放氢一样多
变式1.在天平的两盘上各放一只质量相同的烧杯，分别盛装质量为98 g、质量分数为10 %的稀硫酸，此时天平平衡。
（1）若向两烧杯中投入足量的锌粒和镁条，如果天平仍平衡，加入镁、锌的质量分别为（ ）C
A．3gMg，3gZn B．1gMg，1gZn C．7gMg，7gZn D．5gMg，5gZn
（2）若向两烧杯中投入等质量的锌粒和镁条，待充分反应后，此时天平平衡，则反应后一定无剩余的是 ，一定有剩余的是 。 硫酸 镁
3.有关金属杂质问题
例题1.小明同学用6.5 g不纯的锌粉与足量盐酸完全反应，收集到H2的质量0.22 g。已知其中只含有另一种金属杂质。这种金属杂质不可能是下列物质中的（ ）C
A.铁 B.铝 C.铜 D.镁
变式1.某铁的样品中可能含有Zn、Mg、Al、Cu等杂质金属中的两种，取5.6g样品跟足量稀硫酸反应，得到0.2g氢气，则此铁样品中不可能含有的杂质金属组是（ ）C
A. Cu和Mg B. Zn和Al C. Mg和Al D. Zn和Cu
4.有关天平问题
例题1、在托盘天平两盘烧杯中，各放入质量浓度都相同的稀盐酸，调至天平平衡，在左、右两个烧杯中分别放入等质量了两种金属（保持盐酸过剩），反应完全后发现左杯升高、右杯下降，则左右两个烧杯中分别放入的金属可能是（ ） C
A．镁和铝 B．锌和镁 C．锌和铜 D．铜和铁
变式1.在托盘天平的左右两盘上，各放一只盛有相同浓度、相同质量的稀硫酸。天平平衡，在左杯中放入m g铁粉，在右杯中放入m g锌粉，充分反应后，两杯中都有金属剩余，此时天平指针（ ）B
A、偏右 B、指在中央 C、偏左 D、无法确定
变式2.在托盘天平两端的烧杯内,分别盛有等质量、等质量分数的足量稀硫酸,调节天平至平衡。现向左边烧杯中加入6.5g表面锈蚀的铁钉,同时向右边烧杯中加入6.5g锌粒。在实验过程中,观察到指针偏转的情况可能是（ ）D
①始终向左偏转 ②不发生偏转 ③始终向右偏转 ④最初向左偏转，然后向右偏转。
A .①② B .②③ C .③④ D .①④
5.图像问题
例1.根据金属与酸反应的知识绘制了如下关系图，下列选项正确的是( )D
A. ①表示向等质量的锌粉和铁粉中分别加入溶质质量分数相等的稀盐酸
B. ②表示向等质量的铝粉和铁粉中分别加入溶质质量分数相等的稀盐酸
C. ③表示向等质量、等质量分数的稀盐酸中分别加入铝粉和铁粉
D. ④表示向等质量、等质量分数的稀盐酸中分别加入锌粉和铁粉
例2.将物质的量相等的铝粉和铁粉分别与同体积、同浓度的稀硫酸反应。反应情况如右图所示。有关叙述中正确的是（ ）D
A．铝粉、铁粉和硫酸均有剩余
B．铝粉、铁粉均反应完，硫酸有剩余
C．硫酸、铝粉均反应完，铁粉有剩余
D．硫酸、铁粉均反应完，铝粉有剩余
例3.现有质量相等的甲、乙、丙三种金属，分别放入三份溶质质量分数相同的足量稀硫酸中，生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示（已知甲、乙、丙在生成物中均显+2价）。则下列说法错误的是（ ）C
A．完全反应所需时间：丙＞甲＞乙
B．生成氢气的质量：甲＞乙＞丙
C．相对原子质量：乙＞丙＞甲
D．消耗硫酸的质量：甲＞乙＞丙
变式1.如图所示的四个图像，分别对应四种过程，其中正确的是( )C
A. ①分别向等质量Mg和Cu中加入足量等质量、等浓度的稀硫酸
B. ②分别向等质量且足量的Zn中加入等质量、不同浓度的稀硫酸
C. ③分别向等质量且足量的Mg和Zn中加入等质量、等浓度的稀硫酸
D. ④分别向等质量的Mg和Zn中加入等质量、等浓度且足量的稀硫酸
变式2.将质量相等的镁粉和铁粉分别投入等质量等浓度的稀硫酸中，所得H2质量与稀硫酸质量关系曲线正确的是（ ）B
A． B． C． D．
变式3.将等质量的镁和铁分别放入等质量、相同质量分数的稀盐酸中，产生氢气的质量与反应时间的关系如图所示，下列说法错误的是( )C
A． 反应结束后镁一定有剩余
B． 反应消耗盐酸的总质量一定相等
C．O—t1时段，产生氢气的质量镁比铁大
D．O—t2时段，参加反应的镁的质量与铁相等
考点五：金属与盐反应（成分分析，图像问题）
1. 金属与混合盐溶液的反应
【举例】将一定量的铁粉加入到硝酸铜和硝酸银的混合溶液中
先：Fe＋2AgNO3=== Fe(NO3)2＋2Ag 后：Fe＋Cu(NO3)2=== Fe(NO3)2＋Cu
反应后滤液、滤渣的成分分析
序号 加入铁粉的量 滤液成分 滤渣成分
① 少量 Fe(NO3)2、AgNO3、Cu(NO3)2 Ag
② 恰好与AgNO3完全反应 Fe(NO3)2、Cu(NO3)2 Ag
③ 与Cu(NO3)2反应，没反应完 Fe(NO3)2、Cu(NO3)2 Ag、Cu
④ 恰好与Cu(NO3)2完全反应 Fe(NO3)2 Ag、Cu
⑤ 过量 Fe(NO3)2 Ag、Cu、Fe
2. 金属混合物与盐溶液的反应
【举例】将硝酸银溶液加入到铁和铜的混合物中
先：Fe＋2AgNO3=== Fe(NO3)2＋2Ag 后：Cu＋2AgNO3=== Cu(NO3)2＋2Ag
反应后滤液、滤渣的成分分析
序号 加入硝酸银溶液的量 滤液成分 滤渣成分
① 少量 Fe(NO3)2 Ag、Cu、Fe
② 恰好与Fe完全反应 Fe(NO3)2 Ag、Cu
③ 与Cu 反应，没反应完 Fe(NO3)2、Cu(NO3)2 Ag、Cu
④ 恰好与Cu 完全反应 Fe(NO3)2、Cu(NO3)2 Ag
⑤ 过量 Fe(NO3)2 Cu(NO3)2、AgNO3 Ag
1.成分分析
例1.将一定量的铁粉加入到含有Cu(NO3)2和AgNO3的废液中，充分反应后过滤，向滤渣中加入稀盐酸，无气泡产生。下列判断正确的是( )C
A. 滤渣中一定含有Ag和Cu，滤液中一定含有Fe(NO3)2
B. 滤渣中一定不含Fe，滤液中一定含有Fe(NO3)2和Cu(NO3)2
C. 滤渣中一定含有Ag，滤液中可能含有Cu(NO3)2和AgNO3
D. 滤渣中一定含有Ag和Cu，滤液中可能含有Cu(NO3)2和AgNO3
例2.将锌粉和铁粉的混合物加入到盛有一定量硝酸银溶液的烧杯中，充分反应后过滤，将所得滤渣放入稀盐酸中，有气泡产生。下列说法错误的是( )D
A. 滤液中最多含有两种溶质
B. 滤液中一定含有Zn(NO3)2，可能含有Fe(NO3)2
C. 滤渣里一定含有Fe和Ag，可能含有Zn
D. 若反应后所得滤液呈无色，则滤渣中一定含有Fe和Ag，一定没有Zn
例3.向AgNO3、Cu（NO3）2、Mg（NO3）2的混合溶液中加入一些锌粉，完全反应后过滤。不可能存在的情况是（ C ）
A．滤纸上有Ag，滤液中有Ag+、Cu2+、Zn2+、Mg2+
B．滤纸上有Ag、Cu，滤液中有Zn2+、Mg2+
C．滤纸上有 Ag、Cu、Zn、Mg，滤液中有Zn2+
D．滤纸上有Ag、Cu、Zn，滤液中有Zn2+、Mg2+
例4.向硝酸铜、硝酸银和硝酸镁的混合溶液中加入一定质量的金属锌，充分反应后，过滤，得到滤渣和滤液，以下推断正确的是( )C
A. 若滤液为蓝色，则滤渣中一定有银和铜
B. 若向滤液中加入稀盐酸无白色沉淀生成，则滤渣中一定有银和铜
C. 若向滤渣中加入稀盐酸有气泡生成，则滤液中只含有硝酸镁和硝酸锌
D. 若反应前加入的金属锌的质量和反应后滤渣的质量相等，则滤渣中一定不含锌和镁
变式1.为探究金属活动性顺序，学习小组设计并进行实验I和I1.实验结束，将两实验的废液全部倒入一洁净烧杯中， 反应后得到溶液A和固体B.实验过程及现象如图所示:
据此得出以下结论: ①通过实验I和II能验证Al、Ag. Cu的金属活动性顺序；②实验反应后固体中一定含有Cu；③若A是无色溶液，A中可能含有AgNO3；④若A呈蓝色，溶液A中至少有两种溶质⑤若A呈蓝色，固体B中定不含Cu；其中正确结论的个数有（ B ）
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
变式2.取一定量的Mg放入Cu(NO3)2和AgNO3的混合溶液中充分反应后过滤，得到固体和滤液。下列说法错误的是（ B ）
A．固体中只有Ag时，滤液一定呈蓝色
B．固体中有Cu和Ag时,滤液一定呈无色
C．固体中一定有 Ag,滤液中可能有AgNO3
D．固体中可能有Cu,滤液中一定有Mg(NO3)2
变式3.向 AgNO3、Cu(NO3)2、Mg((NO3)2 的混合溶液中，加入一定量的铁粉，充分反应后过滤， 滤液呈蓝色。下列判断正确的是（ D）
A．滤液中可能有 Fe(NO3)2、Mg(NO3)2 和 Cu(NO3)2
B．向滤渣中加入稀盐酸，可能有气泡产生
C．与原溶液相比，滤液的质量可能增大
D．向滤液中滴入稀盐酸，可能会有白色沉淀出现
变式4.（某学习小组同学做完铁与稀硫酸反应实验后，将反应后的混合物M全部倒入盛有一小块铜锌合金的烧杯中，发现有大量气泡产生。待充分反应后过滤，得到滤液和滤渣。他们得出的现象或结论如下：①M中一定不含铁单质；②烧杯中溶液由浅绿色变成蓝色；③滤液中一定含有ZnSO4；④滤渣中可能含有三种金属单质；⑤滤液中可能含有两种金属离子。其中正确的个数有（ ）A
A．4个 B．3个 C．2个 D．1个
2.金属与盐反应的图像问题
例1.向一定质量的AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入铁粉，反应过程中，测得混合物中溶液的质量与加入铁粉的质量关系如右图所示。有关该反应过程中的下列说法正确的是（ ）B
A.a点，向溶液中滴加稀盐酸，无白色沉淀
B.c点，向过滤后得到的固体中滴加稀盐酸，无气泡产生
C.d点，溶液中的溶质为Fe(NO3)2和Cu(NO3)2
D.e点，过滤后得到的固体中只含有2种物质
例2.有一包固体粉末X可能含有锌、铁、氧化铜中的一种或几种。 为探究其成分，将mg固体粉末加入到一定质量的稀盐酸中，充分反应后剩余ng固体。下列说法正确的是（）B
A．若固体粉末X含有铁，则m可能小于n
B．若充分反应后溶液中含有四种阳离子，则剩余固体一定为纯净物
C．若充分反应后溶液中含有三种阳离子，则固体粉末X一定由三种物质组成
D．剩余ng固体可能由铁和氧化铜组成
变式1.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( )B
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：t2D .t2时，溶液中的金属离子有Zn2+、Cu2+，固体中的金属单质有Zn、Ag
变式2.在一定量AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入铁粉，充分反应，下列相关变化曲线，一定不正确的是（ B ）
A． B． C． D．
考点六：金属的锈蚀条件实验
例1.世界上每年因锈蚀而报废的金属设备和材料，高达产量的20%～40%，某实验小组对铁的锈蚀进行如下探究。
如图所示，将包有样品的滤纸包用大头针固定在橡胶塞上，迅速塞紧，观察到量筒内水沿着细导管慢慢流进广口瓶（容积为146 mL）。当温度恢复至室温，且量筒内水面高度不变时读数（此时瓶内氧气含量近似为零）。记录起始和最终量筒的读数以及所需时间如下表。
序号 样品 量筒起始读数/ml 量筒最终读数/ml 所需时间/min
① 1g铁粉，0.2g碳和10滴水 100 72 约120
② 1g铁粉，0.2g碳、10滴水和少量NaCl 100 72 约70
③ ___________ \ \ \
（1）金属腐蚀的过程实际上就是金属元素化合价____（填“升高”或“降低”）的过程。
（2）实验①和②说明NaCl可以____（填“加快”或“减慢”）铁锈蚀的速率。
（3）实验开始后，广口瓶内温度有所上升，说明铁的锈蚀过程是____（填“放热”或“吸热”）
过程。
实验①和③是探究碳对铁锈蚀速率的影响，请在表格空白处填写实验③的样品组成
是 。
该装置还可用于测量空气中氧气的含量，根据上述数据计算氧气的体积含量是____%（精确
到小数点后1位），试分析该实验结果出现误差的原因 __________________（写任意一条即可）。
【答案】（1）升高（2）加快（3）放热（4）1g铁粉、10滴水（5）19．2 滤纸包占有一定体积
变式1.小金为探究铁制品锈蚀的条件，进行如下实验：
观察对象 现象
①干燥的普通铁丝 没有明显变化
②潮湿的普通铁丝 较多红褐色锈斑
③潮湿的纯铁丝 没有明显变化
步骤 1：利用图甲所示装置，将干燥的O2从导管 a 通入U形管（装置气密性良好，药品如图所示）；待U形管内充满O2后，在导管 b 处连接一活塞推至底部的注射器，收集20mLO2后在导管 a 处连接乳胶管并用止水夹夹紧，如图乙所示。
步骤 2：一段时间后，观察 U 形管内的铁丝，其现象如表所示。
（1）步骤一中，检查U形管内是否已充满O2的方法是________。
（2）铁制品的锈蚀条件之一是需要O2 ， 在此实验中能支持此条件的证据是________。
（3）通过对比实验现象，此实验还可得出铁制品锈蚀的条件是________。
【答案】（1）将带火星的木条放置在 b导管口,若木条复燃,则证明 U形管内已充満02
（2）观察到注射器活塞向左移动（或注射器内O2体积减少）（3）水分和金属的内部结构
考点七：金属冶炼
少数化学性质不活泼的金属，在自然界中能以游离态存在，如金、铂、银。
通常在金属氧化物中加入还原剂，夺取金属氧化物中的氧，从而使其还原成全属单质。
可以作还原剂的物质主要有 碳 、一氧化碳 和氢气 。
铜的冶炼
（1）木炭和氧化铜粉末在高温下的反应：
原理：C + 2CuO 2Cu + CO2 ↑
实验现象：黑色固体逐渐变为红色，澄清石灰水变浑浊。
氢气还原氧化铜
【实验】
原理：H2 + CuO△Cu + H2O
现象：黑色粉末状固体逐渐变为红色，试管口有水珠生成。
注意事项：
a试管口应略向下倾斜，为了避免反应中生成的水倒流而炸裂试管。
b氧化铜要铺在试管底部，为了增大反应物的受热面积，加快反应速率。
c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赶净，加热后不致发生危险。
d实验之前先通氢气再加热，为了排除试管内的空气，防止氢气与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，直到试管冷却为止，为了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。即气体通入顺序：早出晚归；酒精灯点燃顺序：迟到早退。
e在进行计算时，因为要先通氢气，实验结束后还要通氢气，实际所用氢气的量要远大于理论用量。
铁的冶炼
铁矿石的冶炼是一个复杂的过程,但它的主要反应原理是在高温下，用还原剂（主要是一氧化碳）从铁矿石里把铁还原出来
【实验】
一氧化碳还原氧化铁：3CO+Fe2O3 2Fe + 3CO2
特别提醒：实验最好在通风橱中进行。 实验时应该先通—会一氧化碳，以排除试管中的空气，防止一氧化碳与空气混合加热时引起爆炸。多余的一氧化碳不能直接排到空气中，应对着火焰烧掉。
还原反应与还原剂
含氧化合物里的氧被夺取的反应，叫做还原反应；
能从氧化物中夺取氧的能力叫做还原性，具有还原性的物质可作还原剂。如碳、一氧化碳和氢气。
有关纯度问题的汁算
（1）根据混合物质量及其纯度，计算纯净物质量： 纯净物质量 = 混合物质量 × 纯度
（2）根据纯净物的质量，求出其中组成元素的质量分数。
组成元素的质量分数 = 某组成元素的质量 ÷ 纯净物的质量
（3）求工业产品中的含杂质的物质的质量（即混合物质量）
混合物质量 = 纯净物质量 ÷ 纯度
例1.金属冶炼就是要把金属从化合态变成游离态，使金属氧化物还原成金属单质，如图为有关实验室用一氧化碳还原氧化铜的实验装置，装置乙中的溶液为澄清石灰水，请回答与该实验有关的问题：
（1）实验时，从甲装置的玻璃管中观察到的现象是
（2）装置乙中发生反应的化学方程式是
（3）现有含杂质的氧化铜样品10g（假设杂质不参加反应），为测定该样品中氧化铜的质量分数，某同学用如图所示的装置进行实验，得到下列两组数据：
反应前 氧化铜完全反应后
Ⅰ组 洗气瓶和石灰水的质量为185g 洗气瓶和瓶内物质的总质量为187g
Ⅱ组 玻璃管和氧化铜样品的质量为57.9g 玻璃管和玻璃管内物质的质量为56.1g
关于这两组数据，下列说法不正确的是 （选填相关的字母）
A．玻璃管中固体减少的质量即为氧化铜中氧元素的质量
B．利用这两个数据都可以计算出样品中氧化铜的质量分数
C．装置乙中石灰水增重的质量与反应产生二氧化碳的质量不相等
D．如果实验称量很准确，则玻璃管中固体减少的质量应等于装置乙中石灰水增重的质量
（4）通过计算该样品中氧化铜的质量分数为 ．
【答案】①一氧化碳还原氧化铜，把黑色氧化铜还原成红色的铜，故应填：黑色固体变成红色；
②装置乙中发生反应是二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀；一氧化碳燃烧生成二氧化碳；
化学方程式是：CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O，2CO+O22CO2；
③A、玻璃管中氧化铜还原成铜，固体减少的质量是氧元素的质量，故A正确；
B、第一组数据装置乙中石灰水增重的质量和反应产生二氧化碳的质量不相等，且装置中本身含有二氧化碳，因此不能计算氧化铜的质量分数，但第二组数据可以通过氧元素的质量计算出氧化铜的质量，进而计算氧化铜的质量分数，故B错误；
C、澄清石灰水一般用于检验二氧化碳，但不能保证将二氧化碳完全吸收，故C正确；
D、玻璃管中固体减少的质量是氧元素的质量（也就是二氧化碳和一氧化碳的质量差），如果实验称量很准确装置乙中石灰水增重的质量是反应生成的二氧化碳的质量，故D错误．
故选：BD；
④因为反应前玻璃管和固体样品的质量是57.9g，反应结束后玻璃管和固体样品的质量是56.1g，质量减少1.8g，设该反应中参加反应的CuO为x，则
CO+CuOCu+CO2 固体质量变化
80 64 80﹣64＝16
x 1.8g
解答x＝9g 所以CuO质量分数＝×100%＝90%；
故答案为：90%．
例2.科学兴趣小组成员就一氧化碳还原氧化铁实验作了绿色化改进后制取单质铁如图
（1）关闭K1、开启K2，可以验证CO还原Fe2O3的产物．
①在装置连接完成后，实验的第一个步骤是 。
②老师指出装置存在安全隐患，应如何改进？ 。
关闭K2开启K1，将d连接a，①已知c瓶装浓硫酸，b瓶中应装 （填序号）。
A．澄清石灰水 B．氢氧化钠溶液 C．石蕊溶液 D．碳酸钠溶液
②d连接a的目的 ．
【答案】（1）①关于气体的实验，实验前必须对装置进行气密性检验，气密性良好是实验成功的基础．
故填：气密性检验．
②一氧化碳是有毒的气体，故需要在d后加一个燃着的酒精灯，防止一氧化碳污染空气．
故填：d后加一个燃着的酒精灯．
（2）①b瓶中应装的是氢氧化钠溶液，以吸收二氧化碳．故填：B．
②d连接a能防止一氧化碳排放到空气中，防止污染空气，故填：防止一氧化碳排放到空气中．
变式1.如图所示为气体X（纯净物）与氧化铜反应制取铜的实验装置，回答问题：
（1）在对A中氧化铜进行加热前，需要先通一段时间的气体X，其目的是 。
（2）若实验中，观察到A中黑色氧化铜粉末变红，B中无水硫酸铜无明显现象， C中澄清石灰水变
浑浊，则通入的气体X为 。
（3）查阅资料得知：
①气体X与氧化铜反应处生成铜外还可能生成氧化亚铜（Cu2O）；
②铜和氧化亚铜均为不溶于水的红色固体，
③Cu2O + H2SO4====CuSO 4+ Cu +H2O。
小乐为了探究反应所得红色固体的成分，进行了如下实验：
实验操作 实验现象 实验结论
步骤一 取20g红色固体于烧杯中，加入足量稀硫酸
红色固体可能是氧化亚铜也可能是铜和氧化亚铜
步骤二 将步骤一反应所得的混合物经过滤、洗涤、干燥并称量剩余红色固体质量 剩余红色固体质量为12g 20g红色固体中，铜和氧化亚铜的质量比为 。
答案：（1）排尽A中的空气，防止加热时发生爆炸。 （2）一氧化碳（或CO）。
（3）实验现象：烧杯中有红色固体，溶液由无色变为蓝色。实验结论：7︰18。
变式2.早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器．工业炼铁的原理是利用一氧化碳和氧化铁的反应．某化学兴趣小组利用如图装置进行实验探究．请按要求填空：
（1）写出CO还原Fe2O3的化学方程式 ；
（2）实验中盛澄清石灰水的试管中可观察到的现象是 ；
（3）右边导气管口放置点燃的酒精灯的目的是 ；
（4）实验开始时要先通入CO，原因是 ．
【答案】（1）一氧化碳能与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，故填：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；
（2）二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，故可以观察到石灰水变浑浊的现象，故填：石灰水变浑浊；
（3）一氧化碳是有毒的气体，排放到空气中会污染空气，利用一氧化碳的可燃性采用点燃的方法处理一氧化碳，可以防止污染空气，故填：进行尾气处理，防止污染空气；
（4）一氧化碳是可燃性气体，不纯时点燃或加热会产生爆炸，加热前通入一氧化碳能将装置内的空气排出，防止加热时产生爆炸，故填：排出装置内的空气，防止加热产生爆炸．
课后巩固
1.下列有关金属及合金的说法错误的是（ B ）
A．金属在常温下大多数都是固体
B．铝合金的硬度比铝的硬度小
C．铁制品在潮湿的空气中易生锈
D．钢铁是使用最多的金属材料
2.我国第四套人民币硬币中，一元币为钢芯镀镍合金，伍角币为钢芯镀铜合金，一角币为铝合金或不锈钢，在选择铸造硬币的材料时，不需要考虑的因素是（ B ）
A．金属的硬度 B．金属的导热性
C．金属的耐腐蚀性 D．金属价格与硬币面值的吻合度
3.下列事实和解释相符的是（ A ）
A．铜丝作导线——铜有良好的导电性 B．盐酸清除铁锈——盐酸能与铁反应
C．汽油清洗油污——汽油起乳化作用 D．活性炭净水——活性炭能与水中的杂质反应
4.有 X、Y、Z 三种金属，如果把 X 和 Y 分别放入稀硫酸中，X 溶解并产生气泡，Z、Y 不 反应；如果把 Y 和 Z 分别放入硝酸银溶液中，在 Y表面有银白色物质析出，而 Z没有 变化。根据以上实验事实，判断这三种金属的活动性由强到弱的顺序为（ D ）
A． X、Z、Y B． Z、Y、X C． Y、X、Z D． X、Y、Z
5.等质量的Na、Mg、Al、Fe、Zn五种金属，分别与足量的稀盐酸充分反应，产生氢气的质量由多到少的顺序是（ B ）
A. Al、Na、Mg、Fe、Zn B. Al、Mg、Na、Fe、Zn
C. Na、Mg、Al、Fe、Zn D. Zn、Fe、Al、Mg、Na
6.在天平的两个托盘上各放一只烧杯，烧杯中都盛有足量的盐酸，此时天平保持平衡。如果一边投入少量的锌粒，另一边投入相同质量的铁粉，两者都完全溶解后，天平指针将( )A
A． 偏向放锌粒的烧杯一边 B． 不发生偏转
C． 偏向放铁粉的烧杯一边 D． 无法判断
7.向质量均为m的锌粉和铁粉中分别滴加100g相同质量分数的稀硫酸，反应过程中产生气体的质量与所加稀硫酸的质量关系如图所示，下列叙述正确的是（ ）C
A．反应后均得到无色溶液
B．反应结束后两种金属均有剩余
C．折线b表示的是铁和稀硫酸反应的情况
D．反应结束后所得溶液的质量相等
8.向等质量的相同的稀硫酸中分别加入足量的镁条、铁片、锌粒，有关量的关系图象如下，其中正确的是（B ）
A． B． C． D．
9.等质量的A、B、C三种金属的粉末，与足量的等浓度稀硫酸反应（A、B、C三种金属元素在生成物中都显+2价）生成H2的质量与时间的关系如图所示，下列说法错误的是（A ）
A．三种金属的活动性为B＞A＞C B．生成氢气的质量：A＞B＞C
C．相对原子质量：A＞B＞C D．消耗硫酸的质量：A＞B＞C
10.向硝酸银和硝酸铜的混合溶液中加入一定量的锌粉，充分反应后过滤，得到固体甲和滤液乙。下列说法中不正确是（ ）D
A.固体甲中一定含银，滤液乙中一定含硝酸锌
B.若滤液乙无色，则滤液乙中只含一种溶质
C.若向滤液乙中再加锌粉，有红色固体析出，则固体甲的组成有两种可能
D.若向滤液乙中滴加稀盐酸，有白色沉淀生成，则滤液乙中可能有3种溶质
11.向AgNO3和Cu（NO3）2的混合液中加入一定量的Fe、Cu的混合粉末，充分反应后过滤、洗涤，得到滤液和滤渣。下列说法不正确的是（ ）D
A．滤渣中一定有Ag，滤液中可能有Fe（NO3）2、Cu（NO3）2、AgNO3
B．当滤液为蓝色时，滤渣中一定有Ag，一定没有Fe，可能有Cu
C．向滤渣中加入盐酸，有气泡产生，则滤渣中一定有Fe、Cu、Ag
D．向滤液中加入KCl溶液，无明显现象，则滤液中一定有 Fe（NO3）2、Cu（NO3）2，滤渣中可能有Fe、Cu
12.将未知金属M和金属镁的粉末状混合物共ag，加入一定质量的Cu(NO3)2、Fe(NO3)2的混合溶液中，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣．下列有关判断中，正确的是（ ）D
A．若滤渣中含有Cu、Fe，则滤液一定为无色溶液
B．滤渣的质量一定大于ag
C．若向滤渣中加入稀盐酸没有气泡产生，则滤渣中一定只含有Cu
D．若滤液中金属离子只含有Mg2+，则金属活动性由强到弱的顺序有可能为Mg﹥Fe﹥M﹥Cu
13.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（ ）D
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
14.向一定量硝酸银和硝酸亚铁的混合溶液中加入锌粉，充分反应后所得溶液的质量与加入锌粉的质量关系如图所示。下列说法错误的是（ B ）
A．a点所得溶液中的溶质为硝酸银、硝酸亚铁和硝酸锌
B．d点所得溶液中的溶质为硝酸亚铁和硝酸锌
C．b点所得固体为银
D．c点所得固体为银、铁
15．向硝酸铜、硝酸银和硝酸亚铁的混合溶液的烧杯中，缓慢连续加入质量为m克的锌粉，溶液中析出固体的质量与参加反应的锌粉质量关系，如图所示。
①c点对应溶液中含有的金属离子为Zn2+和Cu2+
②b点对应溶液呈蓝色
③bc段（不含两端点）对应溶液中析出的金属是Fe
④ab段（不含两端点）对应溶液中含有的金属离子为Zn2+、Ag+、Cu2+和Fe2+
⑤若bc段和cd段对应溶液中析出固体质量相等，参加反应的锌粉质量分别为m1和m2，则m1＜m2
⑥若将d点的混合物过滤，滤渣一定有Zn、Fe、Cu和Ag
其中说法正确的个数有（ B ）
A．1个 B．2 个 C．3 个 D．4 个
16.某研究小组为探究“影响铁制品锈蚀快慢的因素”，取同浓度的稀氨水和稀醋酸用下图装置完成表中实验，回答下列问题。
实验序号 ① ② ③ ④
实验温度/℃ 25 25 70 70
试剂 稀氨水 稀醋酸 稀氨水 稀醋酸
出现铁锈 所需时间 1天 未见锈蚀 5分钟 1天 未见锈蚀 1分钟
（1）铁锈的主要成分是__________（填化学式）。
（2）实验②和④可探究_________ 因素对铁制品锈蚀快慢的因素；欲探究试剂酸碱性对铁制品锈蚀快慢的影响，应选择的实验是________（填实验序号）。
（3）根据表中实验现象得出的结论是 （写出1 点即可）。
（4）影响铁制品锈蚀快慢受除上述因素外，还有 （写出1 点即可），请设计实验方案 。
【答案】（1）Fe2O3（2）温度 ①②或③④
（3）相同条件下，酸性越强，金属生锈越快
（4）酸的浓度 相同条件下，取两份浓度不同的醋酸分别在25℃时，观察铁钉生锈时间
17.已知在不同的温度下，CO与铁的氧化物反应能生成另一种铁的氧化物（或铁单质）和CO2。现利用下图1的实验装置进行实验，反应过程中管内的固体质量随温度的变化曲线如图2。
注：图1中的仪器甲是一种加热仪器，图2中A、B点的固体组成分别是铁的氧化物中的一种。
（1）查阅资料发现，酒精灯加热时玻璃管的受热温度是400～500℃，酒精喷灯加热时玻璃管的受热温度是800～1200℃。实验室要利用图1来制取金属铁，仪器甲应选用的加热仪器是________（填“酒精灯”或“酒精喷灯”）；图l装置明显存在的不足之处是____________。
（2）利用图2显示的相关信息，回答如下问题。
①在0～400℃温度范围内，管内固体质量不变，其原因是_____________。
②图中x=__________g。
答案：（1）酒精喷灯、没有尾气处理装置（2）①未达到反应所需最低温度 ②1.68
18.金属冶炼就是要把金属从化合态变成游离态，使金属氧化物还原成金属单质，如图为有关实验室用一氧化碳还原氧化铜的实验装置，装置乙中的溶液为澄清石灰水，请回答与该实验有关的问题：
（1）实验时，从甲装置的玻璃管中观察到的现象是_____________________现有含杂质的氧化铜样品10g（假设杂质不参加反应），为测定该样品中氧化铜的质量分数，某同学用如图所示的装置进行实验，得到下列两组数据：
（2）关于这两组数据，下列说法不正确的是__________（选填字母）
A、玻璃管中固体减少的质量即为氧化铜中氧元素的质量
B、利用这两个数据都可以计算出样品中氧化铜的质量分数
C、装置乙中石灰水增重的质量与反应产生二氧化碳的质量不相等
D、如果实验称量很准确，则玻璃管中固体减少的质量应等于装置乙中石灰水增重的质量
（3）通过计算该样品中氧化铜的质量分数为________。
答案（1）黑色固体变成红色（2）BD（3）80%金属性质复习
知识精讲
知识点一：金属与非金属
（1）金属与非金属的区别
①组成不同
→金属是由金属元素组成的，如铁、铜、钠、镁、汞等。
→非金属是由非金属元素组成的，如碳、硫、溴（Br2）、氧气、氢气等。
②性质不同
→金属的性质：都有特殊的光泽，大多数颜色是银白色或灰色（金为黄色，铜为紫红色），延展性好，硬度大，良好的导电性、导热性，密度高，熔点高。
→非金属的性质：没有光泽，质脆，有多种颜色，无延展性，硬度不一致，一般不导电、不导热，密度低，熔点低。
（2）金属的用途
①物质的性质决定物质的用途，物质的用途反映物质的性质，即：
性质用途
用途性质
②不同的金属有不同的用途。人们常根据金属的一般属性和每种金属的独特性质，如它们的密度、外观、价格等来选择使用金属。
知识点二：常见的金属材料
（1）金属材料：包括纯金属和它们的合金，人们日常使用的金属材料，大多数是合金。
（2）合金
①定义：把一种金属跟其他金属（或非金属）熔合而成的具有金属特性的物质，属于混合物。
②性能
→合金一般比其组分金属颜色更鲜艳。
→合金的硬度一般大于组成它们的金属。
→合金的熔点一般低于组成它们的金属。
→合金的抗腐蚀能力一般强于组成它们的金属。
（3）钢
①组成：由碳和铁等元素形成的合金。
②性能：质地坚硬，有弹性和延展性，机械性能好。
③用途：制作汽车车身、刀具、量具等。
知识点三：金属与氧气的反应
金属 空气 氧气 反应方程式
镁 在空气中剧烈燃烧，发出白光，生成白色固体。 比在空气中燃烧更剧烈。 2Mg+O22MgO
铁 在空气中不燃烧，只缓慢氧化。 在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体。 3Fe+2O2Fe3O4
铝 铝与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，阻止铝进一步氧化。 在氧气中剧烈燃烧，发出白光，生成白色固体。 4Al+3O22Al2O3
铜 在常温条件下，铜在干燥的空气中几乎不与氧气反应。 在加热条件下，铜能够与氧气反应，表面变黑。 2Cu+O22CuO
金 即使在高温条件下，也不与氧气反应。
（1）金属铁、铜在潮湿的空气中会被氧气所氧化而生锈[铁锈主要成分为Fe2O3,铜锈主要成分为Cu（OH）2CO3]。
（2）铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步被氧化，因此铝具有良好的抗腐蚀性能。
（3）金、铂一般不与空气中物质反应。
知识点四：金属的活动顺序
金属与盐酸、稀硫酸的反应
（1）金属与盐酸、稀硫酸的反应
金属 盐酸 稀硫酸
现象 化学方程式 现象 化学方程式
镁 剧烈反应，有大量气泡产生，溶液呈无色。 Mg+2HCl===MgCl2+H2↑ 剧烈反应，有大量气泡产生，溶液呈无色。 Mg+H2SO4===MgSO4+H2↑
锌 反应较快，有大量气泡产生，溶液呈无色。 Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑ 反应较快，有大量气泡产生，溶液呈无色。 Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
铁 有少量气泡产生，反应慢，溶液由无色变为浅绿色。 Fe+2HCl===FeCl2+H2↑ 有少量气泡产生，反应慢，溶液由无色变为浅绿色。 Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑
铜 无现象 不反应 无现象 不反应
①铜不与稀盐酸、稀硫酸反应，镁、锌、铁都能与稀盐酸、稀硫酸反应，但反应的剧烈程度不同。由此可知，这四种金属在溶液中的活动性质顺序是Mg＞Zn＞Fe＞Cu。
②并不是所有金属都能与酸反应放出氢气。
③单质铁与稀盐酸、稀硫酸发生反应时，生成的是亚铁盐，且亚铁盐溶液都为浅绿色。
④硝酸和浓硫酸具有强氧化性，与金属反应不生成H2，而生成水。
金属与盐
①钠与盐的溶液反应：钠不能置换出溶液中的金属，钠是直接与水反应。反应后的碱再与溶液中的其他物质反应。如钠投入到硫酸铜溶液的反应式：
2Na + CuSO4 + 2H2O == Cu（OH）2 ↓+ Na2SO4 + H2 ↑。
②铝与盐的溶液反应：如能置换出CuSO4、AgNO3等溶液中的金属。
③铁与某些盐反应：如Fe + CuSO4 == Cu + FeSO4 ,
Fe +2 FeCl3 == 3FeCl2等。
湿法炼铜
①原理：先用硫酸将铜矿中的铜转变成可溶性的硫酸铜，再讲铁放入硫酸铜溶液中把铜置换出来。
②主要化学方程式：Fe+CuSO4===FeSO4+Cu
置换反应
①定义：由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。置换反应是化学基本反应类型之一。
②特征：反应物和生成物都是一种单质和一种化合物。
③通式：A+BC→B+AC
④化合反应、分解反应、置换反应的比较
项目 特点 举例 简单表示
化合反应 多变一 C+O2===CO2 A+B+……→C
分解反应 一变多 2H2O2===2H2O+O2↑ A→B+C+……
置换反应 一换一 Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑ A+BC→B+AC
金属的活动性顺序
（1）金属的活动性顺序
K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、（H）Cu、Hg、Ag、Pt、Au
（2）金属活动性顺序在实际应用中的意义
①可判断金属的化学活动性
在金属活动性顺序中，金属的位置越靠前，它的活动性就越强。
②可判断金属能否与酸发生置换反应而产生氢气
在金属活动性顺序中，排在氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸里的氢，排在氢后面的金属不能置换酸里的氢。
③可判断金属能否跟盐溶液发生置换反应
在金属活动性顺序中，只有排在前面的金属，才能把排在后面的金属从它们的可溶性盐溶液里置换出来。根据金属单质和盐中金属离子在金属活动性顺序表中的位置，即可判断金属单质能否跟盐溶液发生置换反应。
（3）说明
①判断金属与某种金属化合物溶液能否发生置换反应，一要看金属是否排在化合物中的金属前面，二要看该化合物是否溶于水，如Fe与AgCl不能发生置换反应，因为AgCl不溶于水。
②用金属跟金属化合物溶液发生置换反应时，一般不用很活泼的K、Ca、Na等，因为这些金属常温下和水发生反应，不能置换出金属化合物溶液里金属。
知识点六：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。
1.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。
2.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。
3.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。
举一反三
考点一：金属材料及其物理性质
例1.有关金属与金属材料的说法中错误的是 （ ）
A．银的导电性比铜好，但电线一般用铜制，主要与价格和资源等因素有关
B．生铁和钢都是铁合金，但钢中的含碳量比生铁中高
C．铝合金门窗耐腐蚀性好，硬度高
D．焊锡是锡和铅的合金，其熔点低，可以用于焊接金属
变式1.用有关金属性质填空．
（1）油罐车的尾部经常有一条铁链拖到地上，这是利用了铁的 性；
（2）铁常用来制作炊具，这是利用了铁的 性；
（3）用金属钨做白炽灯的灯丝，这是利用了钨的 性；
（4）铝能制成很薄的铝箔，这是利用了铝的 性．
例2.2018年3月9日，特朗普正式签署关税令“对进口钢铁和铝分别征收25%的关税”，这一做法严重违反国际贸易规则，严重损害我国利益。下列选项中不属于合金的是（ ）
A．钢 B．金刚石 C．焊锡 D．黄铜
变式2.盐青、盐徐高铁开通运营，有效延伸我市发展空间。高铁车厢使用的铝合金材料属于（ ）
A．合成材料 B．金属材料 C．天然材料 D．复合材料
考点二：金属与氧气的反应
例1. 下列实验现象描述错误的是（ ）
A．镁在空气中燃烧，发出耀眼的白光
B．铁在空气中燃烧，火星四射
C．铜在空气中加热，表面变黑
D．金在氧气中加热到高温没有明显现象
变式1.钠是一种银白色固体，放置在空气中会迅速与氧气反应生成氧化钠，把钠投入水中，与水剧烈反应，熔化成闪亮的小球在水面上游动，生成了氢氧化钠和氢气。下列有关钠的叙述不正确的是（ ）
A．金属钠必须隔绝空气保存
B．钠与水反应放热，使钠熔化，钠是熔点最低的金属
C．钠和水反应的化学方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
D．把钠投入硫酸铜溶液中会产生无色、无味的气体和蓝色沉淀
考点三：金属活动性的判断
1.比较两种金属的活动性强弱：可将一种金属放入另一金属的盐溶液中，或者将两种金属都放入酸中，然后根据置换反应能否发生或氢气产生的速率做出相应的判断。
2.比较三种金属的活动性强弱：一般采用“两金夹一盐”或“两盐夹一金”或“一酸一盐”的方法。取活动性居中的金属放入活动性在两端的盐溶液中或者取活动性在两端的金属放入活动性居中的盐溶液中，然后根据置换反应能否发生做出相应的判断。也可以分步利用金属、酸、盐溶液能否发生反应来判断。
3.比较四种或四种以上金属的活动性强弱：以H为依据，将四种金属分成两类，一类H前金属，一类H后金属。再用比较两种金属活动性强弱的方案在H前或H后金属中进行比较。
例1.化学小组为探究铝、铜、银三种金属的活动性顺序，设计了如图所示实验方案。下列说法不正确的是( )
A．由实验甲可知金属活动性：Al>Cu
B．由实验乙可知金属活动性：Cu>Ag
C．由实验甲、乙、丙可知金属活动性：Al>Cu>Ag
D．实验甲中的CuSO4改为CuCl2后不能完成本实验探究
例2.为验证铁、铜、银的金属活动性顺序，某同学设计了以下四组实验。下列说法错误的是( )
A. 通过实验①、②，能验证金属活动性：Fe＞Cu
B. 通过实验①、②、③，能验证金属活动性：Fe＞Cu＞Ag
C. 实验④中若X为Cu，Y为FeSO4溶液，则能验证金属活动性：Fe＞Cu
D. 实验④中若X为Cu，Y为AgNO3溶液，则能验证金属活动性：Cu＞Ag
变式1.某同学欲用实验证明铁、铜、汞化学活动性顺序，他利用了铁片、铜片、硝酸汞溶液和稀盐酸4种物质，设计了下列实验方案，其中可行的是（ ）
A．①Cu+HCl ②Fe+Hg（NO3）2 ③Cu+Hg（NO3）2
B．①Fe+HCl ②Cu+HCl ③Fe+Hg（NO3）2
C．①Fe+HCl ②Fe+Hg（NO3）2 ③Cu+Hg（NO3）2
D．①Fe+HCl ②Cu+HCl ③Cu+Hg（NO3）2
变式2.现有四种金属，将一种金属放入另一种金属的盐溶液中，结果得到如图所示的盐类转化，试分析 判断四种金属的活动性强弱关系是（ ）
A． 丙>乙>甲>丁 B． 丁>甲>乙>丙 C． 甲>乙>丙>丁 D． 乙>丙>丁>甲
考点四：金属与酸的反应（质量变化，氢气产量与速度，图像）
活泼金属（Mg、Al、Zn、Fe）与酸（以盐酸为例）的反应
Mg+2HCl==MgCl2+H2↑ Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑
2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑ Fe+2HCl===FeCl2+H2↑
等质量的不同金属与足量酸（稀盐酸或稀硫酸）反应，生成氢气的质量大小，取决于元素的化合价与该金属相对原子质量的比值。
①等质量的金属、足量的酸，金属元素化合价相同时，金属的相对分子质量越小，产生氢气越多；
金属越活泼，反应速率越快，最先被消耗完，反映在m(H2)-时间图线上越陡
②酸等量、金属足量，生成氢气一样多。酸因量不足而在反应中完全消耗。
等质量的铝、镁、铁、锌分别与足量的稀硫酸反应，请在图中分别画出镁、锌生产氢气质量与反应时间之间的关系。
等质量的稀硫酸分别与足量的铝、镁、铁、锌三种金属反应，请在图中分别画出镁、锌生产氢气质量与反应时间之间的关系。
1.金属完全反应，酸有剩余
例题1.等质量的锌和铁与足量的稀硫酸反应，生成氢气的质量（ ）
A．锌的多 B．铁的多 C．一样多 D．无法确定
变式1.相同质量的铝、镁、铁、锌四种金属分别投入到足量的相同质量的稀硫酸溶液中，待充分反应后，所得溶液的质量最小的是（ ）
A．铝 B．镁 C．锌 D．铁
2.金属有剩余，酸全部反应
例题1、足量的镁、铁、锌三种金属分别与一定量的稀硫酸充分反应后，生成氢气的质量关系为（ ）
A．镁放氢多 B．铁放氢多 C．锌放氢多 D．三种金属放氢一样多
变式1.在天平的两盘上各放一只质量相同的烧杯，分别盛装质量为98 g、质量分数为10 %的稀硫酸，此时天平平衡。
（1）若向两烧杯中投入足量的锌粒和镁条，如果天平仍平衡，加入镁、锌的质量分别为（ ）
A．3gMg，3gZn B．1gMg，1gZn C．7gMg，7gZn D．5gMg，5gZn
（2）若向两烧杯中投入等质量的锌粒和镁条，待充分反应后，此时天平平衡，则反应后一定无剩余的是 ，一定有剩余的是 。
3.有关金属杂质问题
例题1.小明同学用6.5 g不纯的锌粉与足量盐酸完全反应，收集到H2的质量0.22 g。已知其中只含有另一种金属杂质。这种金属杂质不可能是下列物质中的（ ）
A.铁 B.铝 C.铜 D.镁
变式1.某铁的样品中可能含有Zn、Mg、Al、Cu等杂质金属中的两种，取5.6g样品跟足量稀硫酸反应，得到0.2g氢气，则此铁样品中不可能含有的杂质金属组是（ ）
A. Cu和Mg B. Zn和Al C. Mg和Al D. Zn和Cu
4.有关天平问题
例题1、在托盘天平两盘烧杯中，各放入质量浓度都相同的稀盐酸，调至天平平衡，在左、右两个烧杯中分别放入等质量了两种金属（保持盐酸过剩），反应完全后发现左杯升高、右杯下降，则左右两个烧杯中分别放入的金属可能是（ ）
A．镁和铝 B．锌和镁 C．锌和铜 D．铜和铁
变式1.在托盘天平的左右两盘上，各放一只盛有相同浓度、相同质量的稀硫酸。天平平衡，在左杯中放入m g铁粉，在右杯中放入m g锌粉，充分反应后，两杯中都有金属剩余，此时天平指针（ ）
A、偏右 B、指在中央 C、偏左 D、无法确定
变式2.在托盘天平两端的烧杯内,分别盛有等质量、等质量分数的足量稀硫酸,调节天平至平衡。现向左边烧杯中加入6.5g表面锈蚀的铁钉,同时向右边烧杯中加入6.5g锌粒。在实验过程中,观察到指针偏转的情况可能是（ ）
①始终向左偏转 ②不发生偏转 ③始终向右偏转 ④最初向左偏转，然后向右偏转。
A .①② B .②③ C .③④ D .①④
5.图像问题
例1.根据金属与酸反应的知识绘制了如下关系图，下列选项正确的是( )
A. ①表示向等质量的锌粉和铁粉中分别加入溶质质量分数相等的稀盐酸
B. ②表示向等质量的铝粉和铁粉中分别加入溶质质量分数相等的稀盐酸
C. ③表示向等质量、等质量分数的稀盐酸中分别加入铝粉和铁粉
D. ④表示向等质量、等质量分数的稀盐酸中分别加入锌粉和铁粉
例2.将物质的量相等的铝粉和铁粉分别与同体积、同浓度的稀硫酸反应。反应情况如右图所示。有关叙述中正确的是（ ）
A．铝粉、铁粉和硫酸均有剩余
B．铝粉、铁粉均反应完，硫酸有剩余
C．硫酸、铝粉均反应完，铁粉有剩余
D．硫酸、铁粉均反应完，铝粉有剩余
例3.现有质量相等的甲、乙、丙三种金属，分别放入三份溶质质量分数相同的足量稀硫酸中，生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示（已知甲、乙、丙在生成物中均显+2价）。则下列说法错误的是（ ）
A．完全反应所需时间：丙＞甲＞乙
B．生成氢气的质量：甲＞乙＞丙
C．相对原子质量：乙＞丙＞甲
D．消耗硫酸的质量：甲＞乙＞丙
变式1.如图所示的四个图像，分别对应四种过程，其中正确的是( )
A. ①分别向等质量Mg和Cu中加入足量等质量、等浓度的稀硫酸
B. ②分别向等质量且足量的Zn中加入等质量、不同浓度的稀硫酸
C. ③分别向等质量且足量的Mg和Zn中加入等质量、等浓度的稀硫酸
D. ④分别向等质量的Mg和Zn中加入等质量、等浓度且足量的稀硫酸
变式2.将质量相等的镁粉和铁粉分别投入等质量等浓度的稀硫酸中，所得H2质量与稀硫酸质量关系曲线正确的是（ ）
A． B． C． D．
变式3.将等质量的镁和铁分别放入等质量、相同质量分数的稀盐酸中，产生氢气的质量与反应时间的关系如图所示，下列说法错误的是( )
A． 反应结束后镁一定有剩余
B． 反应消耗盐酸的总质量一定相等
C．O—t1时段，产生氢气的质量镁比铁大
D．O—t2时段，参加反应的镁的质量与铁相等
考点五：金属与盐反应（成分分析，图像问题）
1. 金属与混合盐溶液的反应
【举例】将一定量的铁粉加入到硝酸铜和硝酸银的混合溶液中
先：Fe＋2AgNO3=== Fe(NO3)2＋2Ag 后：Fe＋Cu(NO3)2=== Fe(NO3)2＋Cu
反应后滤液、滤渣的成分分析
序号 加入铁粉的量 滤液成分 滤渣成分
① 少量 Fe(NO3)2、AgNO3、Cu(NO3)2 Ag
② 恰好与AgNO3完全反应 Fe(NO3)2、Cu(NO3)2 Ag
③ 与Cu(NO3)2反应，没反应完 Fe(NO3)2、Cu(NO3)2 Ag、Cu
④ 恰好与Cu(NO3)2完全反应 Fe(NO3)2 Ag、Cu
⑤ 过量 Fe(NO3)2 Ag、Cu、Fe
2. 金属混合物与盐溶液的反应
【举例】将硝酸银溶液加入到铁和铜的混合物中
先：Fe＋2AgNO3=== Fe(NO3)2＋2Ag 后：Cu＋2AgNO3=== Cu(NO3)2＋2Ag
反应后滤液、滤渣的成分分析
序号 加入硝酸银溶液的量 滤液成分 滤渣成分
① 少量 Fe(NO3)2 Ag、Cu、Fe
② 恰好与Fe完全反应 Fe(NO3)2 Ag、Cu
③ 与Cu 反应，没反应完 Fe(NO3)2、Cu(NO3)2 Ag、Cu
④ 恰好与Cu 完全反应 Fe(NO3)2、Cu(NO3)2 Ag
⑤ 过量 Fe(NO3)2 Cu(NO3)2、AgNO3 Ag
1.成分分析
例1.将一定量的铁粉加入到含有Cu(NO3)2和AgNO3的废液中，充分反应后过滤，向滤渣中加入稀盐酸，无气泡产生。下列判断正确的是( )
A. 滤渣中一定含有Ag和Cu，滤液中一定含有Fe(NO3)2
B. 滤渣中一定不含Fe，滤液中一定含有Fe(NO3)2和Cu(NO3)2
C. 滤渣中一定含有Ag，滤液中可能含有Cu(NO3)2和AgNO3
D. 滤渣中一定含有Ag和Cu，滤液中可能含有Cu(NO3)2和AgNO3
例2.将锌粉和铁粉的混合物加入到盛有一定量硝酸银溶液的烧杯中，充分反应后过滤，将所得滤渣放入稀盐酸中，有气泡产生。下列说法错误的是( )
A. 滤液中最多含有两种溶质
B. 滤液中一定含有Zn(NO3)2，可能含有Fe(NO3)2
C. 滤渣里一定含有Fe和Ag，可能含有Zn
D. 若反应后所得滤液呈无色，则滤渣中一定含有Fe和Ag，一定没有Zn
例3.向AgNO3、Cu（NO3）2、Mg（NO3）2的混合溶液中加入一些锌粉，完全反应后过滤。不可能存在的情况是（ ）
A．滤纸上有Ag，滤液中有Ag+、Cu2+、Zn2+、Mg2+
B．滤纸上有Ag、Cu，滤液中有Zn2+、Mg2+
C．滤纸上有 Ag、Cu、Zn、Mg，滤液中有Zn2+
D．滤纸上有Ag、Cu、Zn，滤液中有Zn2+、Mg2+
例4.向硝酸铜、硝酸银和硝酸镁的混合溶液中加入一定质量的金属锌，充分反应后，过滤，得到滤渣和滤液，以下推断正确的是( )
A. 若滤液为蓝色，则滤渣中一定有银和铜
B. 若向滤液中加入稀盐酸无白色沉淀生成，则滤渣中一定有银和铜
C. 若向滤渣中加入稀盐酸有气泡生成，则滤液中只含有硝酸镁和硝酸锌
D. 若反应前加入的金属锌的质量和反应后滤渣的质量相等，则滤渣中一定不含锌和镁
变式1.为探究金属活动性顺序，学习小组设计并进行实验I和I1.实验结束，将两实验的废液全部倒入一洁净烧杯中， 反应后得到溶液A和固体B.实验过程及现象如图所示:
据此得出以下结论: ①通过实验I和II能验证Al、Ag. Cu的金属活动性顺序；②实验反应后固体中一定含有Cu；③若A是无色溶液，A中可能含有AgNO3；④若A呈蓝色，溶液A中至少有两种溶质⑤若A呈蓝色，固体B中定不含Cu；其中正确结论的个数有（ ）
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
变式2.取一定量的Mg放入Cu(NO3)2和AgNO3的混合溶液中充分反应后过滤，得到固体和滤液。下列说法错误的是（ ）
A．固体中只有Ag时，滤液一定呈蓝色
B．固体中有Cu和Ag时,滤液一定呈无色
C．固体中一定有 Ag,滤液中可能有AgNO3
D．固体中可能有Cu,滤液中一定有Mg(NO3)2
变式3.向 AgNO3、Cu(NO3)2、Mg((NO3)2 的混合溶液中，加入一定量的铁粉，充分反应后过滤， 滤液呈蓝色。下列判断正确的是（ ）
A．滤液中可能有 Fe(NO3)2、Mg(NO3)2 和 Cu(NO3)2
B．向滤渣中加入稀盐酸，可能有气泡产生
C．与原溶液相比，滤液的质量可能增大
D．向滤液中滴入稀盐酸，可能会有白色沉淀出现
变式4.（某学习小组同学做完铁与稀硫酸反应实验后，将反应后的混合物M全部倒入盛有一小块铜锌合金的烧杯中，发现有大量气泡产生。待充分反应后过滤，得到滤液和滤渣。他们得出的现象或结论如下：①M中一定不含铁单质；②烧杯中溶液由浅绿色变成蓝色；③滤液中一定含有ZnSO4；④滤渣中可能含有三种金属单质；⑤滤液中可能含有两种金属离子。其中正确的个数有（ ）
A．4个 B．3个 C．2个 D．1个
2.金属与盐反应的图像问题
例1.向一定质量的AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入铁粉，反应过程中，测得混合物中溶液的质量与加入铁粉的质量关系如右图所示。有关该反应过程中的下列说法正确的是（ ）
A.a点，向溶液中滴加稀盐酸，无白色沉淀
B.c点，向过滤后得到的固体中滴加稀盐酸，无气泡产生
C.d点，溶液中的溶质为Fe(NO3)2和Cu(NO3)2
D.e点，过滤后得到的固体中只含有2种物质
例2.有一包固体粉末X可能含有锌、铁、氧化铜中的一种或几种。 为探究其成分，将mg固体粉末加入到一定质量的稀盐酸中，充分反应后剩余ng固体。下列说法正确的是（ ）
A．若固体粉末X含有铁，则m可能小于n
B．若充分反应后溶液中含有四种阳离子，则剩余固体一定为纯净物
C．若充分反应后溶液中含有三种阳离子，则固体粉末X一定由三种物质组成
D．剩余ng固体可能由铁和氧化铜组成
变式1.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：t2D .t2时，溶液中的金属离子有Zn2+、Cu2+，固体中的金属单质有Zn、Ag
变式2.在一定量AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入铁粉，充分反应，下列相关变化曲线，一定不正确的是（ ）
A． B． C． D．
考点六：金属的锈蚀条件实验
例1.世界上每年因锈蚀而报废的金属设备和材料，高达产量的20%～40%，某实验小组对铁的锈蚀进行如下探究。
如图所示，将包有样品的滤纸包用大头针固定在橡胶塞上，迅速塞紧，观察到量筒内水沿着细导管慢慢流进广口瓶（容积为146 mL）。当温度恢复至室温，且量筒内水面高度不变时读数（此时瓶内氧气含量近似为零）。记录起始和最终量筒的读数以及所需时间如下表。
序号 样品 量筒起始读数/ml 量筒最终读数/ml 所需时间/min
① 1g铁粉，0.2g碳和10滴水 100 72 约120
② 1g铁粉，0.2g碳、10滴水和少量NaCl 100 72 约70
③ ___________ \ \ \
（1）金属腐蚀的过程实际上就是金属元素化合价____（填“升高”或“降低”）的过程。
（2）实验①和②说明NaCl可以____（填“加快”或“减慢”）铁锈蚀的速率。
（3）实验开始后，广口瓶内温度有所上升，说明铁的锈蚀过程是____（填“放热”或“吸热”）
过程。
实验①和③是探究碳对铁锈蚀速率的影响，请在表格空白处填写实验③的样品组成
是 。
该装置还可用于测量空气中氧气的含量，根据上述数据计算氧气的体积含量是____%（精确
到小数点后1位），试分析该实验结果出现误差的原因 __________________（写任意一条即可）。
变式1.小金为探究铁制品锈蚀的条件，进行如下实验：
观察对象 现象
①干燥的普通铁丝 没有明显变化
②潮湿的普通铁丝 较多红褐色锈斑
③潮湿的纯铁丝 没有明显变化
步骤 1：利用图甲所示装置，将干燥的O2从导管 a 通入U形管（装置气密性良好，药品如图所示）；待U形管内充满O2后，在导管 b 处连接一活塞推至底部的注射器，收集20mLO2后在导管 a 处连接乳胶管并用止水夹夹紧，如图乙所示。
步骤 2：一段时间后，观察 U 形管内的铁丝，其现象如表所示。
（1）步骤一中，检查U形管内是否已充满O2的方法是________。
（2）铁制品的锈蚀条件之一是需要O2 ， 在此实验中能支持此条件的证据是________。
（3）通过对比实验现象，此实验还可得出铁制品锈蚀的条件是________。
考点七：金属冶炼
少数化学性质不活泼的金属，在自然界中能以游离态存在，如金、铂、银。
通常在金属氧化物中加入还原剂，夺取金属氧化物中的氧，从而使其还原成全属单质。
可以作还原剂的物质主要有 碳 、一氧化碳 和氢气 。
铜的冶炼
（1）木炭和氧化铜粉末在高温下的反应：
原理：C + 2CuO 2Cu + CO2 ↑
实验现象：黑色固体逐渐变为红色，澄清石灰水变浑浊。
氢气还原氧化铜
【实验】
原理：H2 + CuO△Cu + H2O
现象：黑色粉末状固体逐渐变为红色，试管口有水珠生成。
注意事项：
a试管口应略向下倾斜，为了避免反应中生成的水倒流而炸裂试管。
b氧化铜要铺在试管底部，为了增大反应物的受热面积，加快反应速率。
c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赶净，加热后不致发生危险。
d实验之前先通氢气再加热，为了排除试管内的空气，防止氢气与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，直到试管冷却为止，为了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。即气体通入顺序：早出晚归；酒精灯点燃顺序：迟到早退。
e在进行计算时，因为要先通氢气，实验结束后还要通氢气，实际所用氢气的量要远大于理论用量。
铁的冶炼
铁矿石的冶炼是一个复杂的过程,但它的主要反应原理是在高温下，用还原剂（主要是一氧化碳）从铁矿石里把铁还原出来
【实验】
一氧化碳还原氧化铁：3CO+Fe2O3 2Fe + 3CO2
特别提醒：实验最好在通风橱中进行。 实验时应该先通—会一氧化碳，以排除试管中的空气，防止一氧化碳与空气混合加热时引起爆炸。多余的一氧化碳不能直接排到空气中，应对着火焰烧掉。
还原反应与还原剂
含氧化合物里的氧被夺取的反应，叫做还原反应；
能从氧化物中夺取氧的能力叫做还原性，具有还原性的物质可作还原剂。如碳、一氧化碳和氢气。
有关纯度问题的汁算
（1）根据混合物质量及其纯度，计算纯净物质量： 纯净物质量 = 混合物质量 × 纯度
（2）根据纯净物的质量，求出其中组成元素的质量分数。
组成元素的质量分数 = 某组成元素的质量 ÷ 纯净物的质量
（3）求工业产品中的含杂质的物质的质量（即混合物质量）
混合物质量 = 纯净物质量 ÷ 纯度
例1.金属冶炼就是要把金属从化合态变成游离态，使金属氧化物还原成金属单质，如图为有关实验室用一氧化碳还原氧化铜的实验装置，装置乙中的溶液为澄清石灰水，请回答与该实验有关的问题：
（1）实验时，从甲装置的玻璃管中观察到的现象是
（2）装置乙中发生反应的化学方程式是
（3）现有含杂质的氧化铜样品10g（假设杂质不参加反应），为测定该样品中氧化铜的质量分数，某同学用如图所示的装置进行实验，得到下列两组数据：
反应前 氧化铜完全反应后
Ⅰ组 洗气瓶和石灰水的质量为185g 洗气瓶和瓶内物质的总质量为187g
Ⅱ组 玻璃管和氧化铜样品的质量为57.9g 玻璃管和玻璃管内物质的质量为56.1g
关于这两组数据，下列说法不正确的是 （选填相关的字母）
A．玻璃管中固体减少的质量即为氧化铜中氧元素的质量
B．利用这两个数据都可以计算出样品中氧化铜的质量分数
C．装置乙中石灰水增重的质量与反应产生二氧化碳的质量不相等
D．如果实验称量很准确，则玻璃管中固体减少的质量应等于装置乙中石灰水增重的质量
（4）通过计算该样品中氧化铜的质量分数为 ．
例2.科学兴趣小组成员就一氧化碳还原氧化铁实验作了绿色化改进后制取单质铁如图
（1）关闭K1、开启K2，可以验证CO还原Fe2O3的产物．
①在装置连接完成后，实验的第一个步骤是 。
②老师指出装置存在安全隐患，应如何改进？ 。
关闭K2开启K1，将d连接a，①已知c瓶装浓硫酸，b瓶中应装 （填序号）。
A．澄清石灰水 B．氢氧化钠溶液 C．石蕊溶液 D．碳酸钠溶液
②d连接a的目的 ．
变式1.如图所示为气体X（纯净物）与氧化铜反应制取铜的实验装置，回答问题：
（1）在对A中氧化铜进行加热前，需要先通一段时间的气体X，其目的是 。
（2）若实验中，观察到A中黑色氧化铜粉末变红，B中无水硫酸铜无明显现象， C中澄清石灰水变
浑浊，则通入的气体X为 。
（3）查阅资料得知：
①气体X与氧化铜反应处生成铜外还可能生成氧化亚铜（Cu2O）；
②铜和氧化亚铜均为不溶于水的红色固体，
③Cu2O + H2SO4====CuSO 4+ Cu +H2O。
小乐为了探究反应所得红色固体的成分，进行了如下实验：
实验操作 实验现象 实验结论
步骤一 取20g红色固体于烧杯中，加入足量稀硫酸
红色固体可能是氧化亚铜也可能是铜和氧化亚铜
步骤二 将步骤一反应所得的混合物经过滤、洗涤、干燥并称量剩余红色固体质量 剩余红色固体质量为12g 20g红色固体中，铜和氧化亚铜的质量比为 。
变式2.早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器．工业炼铁的原理是利用一氧化碳和氧化铁的反应．某化学兴趣小组利用如图装置进行实验探究．请按要求填空：
（1）写出CO还原Fe2O3的化学方程式 ；
（2）实验中盛澄清石灰水的试管中可观察到的现象是 ；
（3）右边导气管口放置点燃的酒精灯的目的是 ；
（4）实验开始时要先通入CO，原因是 ．
课后巩固
1.下列有关金属及合金的说法错误的是（ ）
A．金属在常温下大多数都是固体
B．铝合金的硬度比铝的硬度小
C．铁制品在潮湿的空气中易生锈
D．钢铁是使用最多的金属材料
2.我国第四套人民币硬币中，一元币为钢芯镀镍合金，伍角币为钢芯镀铜合金，一角币为铝合金或不锈钢，在选择铸造硬币的材料时，不需要考虑的因素是（ ）
A．金属的硬度 B．金属的导热性
C．金属的耐腐蚀性 D．金属价格与硬币面值的吻合度
3.下列事实和解释相符的是（ ）
A．铜丝作导线——铜有良好的导电性 B．盐酸清除铁锈——盐酸能与铁反应
C．汽油清洗油污——汽油起乳化作用 D．活性炭净水——活性炭能与水中的杂质反应
4.有 X、Y、Z 三种金属，如果把 X 和 Y 分别放入稀硫酸中，X 溶解并产生气泡，Z、Y 不 反应；如果把 Y 和 Z 分别放入硝酸银溶液中，在 Y表面有银白色物质析出，而 Z没有 变化。根据以上实验事实，判断这三种金属的活动性由强到弱的顺序为（ ）
A． X、Z、Y B． Z、Y、X C． Y、X、Z D． X、Y、Z
5.等质量的Na、Mg、Al、Fe、Zn五种金属，分别与足量的稀盐酸充分反应，产生氢气的质量由多到少的顺序是（ ）
A. Al、Na、Mg、Fe、Zn B. Al、Mg、Na、Fe、Zn
C. Na、Mg、Al、Fe、Zn D. Zn、Fe、Al、Mg、Na
6.在天平的两个托盘上各放一只烧杯，烧杯中都盛有足量的盐酸，此时天平保持平衡。如果一边投入少量的锌粒，另一边投入相同质量的铁粉，两者都完全溶解后，天平指针将( )
A． 偏向放锌粒的烧杯一边 B． 不发生偏转
C． 偏向放铁粉的烧杯一边 D． 无法判断
7.向质量均为m的锌粉和铁粉中分别滴加100g相同质量分数的稀硫酸，反应过程中产生气体的质量与所加稀硫酸的质量关系如图所示，下列叙述正确的是（ ）
A．反应后均得到无色溶液
B．反应结束后两种金属均有剩余
C．折线b表示的是铁和稀硫酸反应的情况
D．反应结束后所得溶液的质量相等
8.向等质量的相同的稀硫酸中分别加入足量的镁条、铁片、锌粒，有关量的关系图象如下，其中正确的是（ ）
A． B． C． D．
9.等质量的A、B、C三种金属的粉末，与足量的等浓度稀硫酸反应（A、B、C三种金属元素在生成物中都显+2价）生成H2的质量与时间的关系如图所示，下列说法错误的是（ ）
A．三种金属的活动性为B＞A＞C B．生成氢气的质量：A＞B＞C
C．相对原子质量：A＞B＞C D．消耗硫酸的质量：A＞B＞C
10.向硝酸银和硝酸铜的混合溶液中加入一定量的锌粉，充分反应后过滤，得到固体甲和滤液乙。下列说法中不正确是（ ）
A.固体甲中一定含银，滤液乙中一定含硝酸锌
B.若滤液乙无色，则滤液乙中只含一种溶质
C.若向滤液乙中再加锌粉，有红色固体析出，则固体甲的组成有两种可能
D.若向滤液乙中滴加稀盐酸，有白色沉淀生成，则滤液乙中可能有3种溶质
11.向AgNO3和Cu（NO3）2的混合液中加入一定量的Fe、Cu的混合粉末，充分反应后过滤、洗涤，得到滤液和滤渣。下列说法不正确的是（ ）
A．滤渣中一定有Ag，滤液中可能有Fe（NO3）2、Cu（NO3）2、AgNO3
B．当滤液为蓝色时，滤渣中一定有Ag，一定没有Fe，可能有Cu
C．向滤渣中加入盐酸，有气泡产生，则滤渣中一定有Fe、Cu、Ag
D．向滤液中加入KCl溶液，无明显现象，则滤液中一定有 Fe（NO3）2、Cu（NO3）2，滤渣中可能有Fe、Cu
12.将未知金属M和金属镁的粉末状混合物共ag，加入一定质量的Cu(NO3)2、Fe(NO3)2的混合溶液中，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣．下列有关判断中，正确的是（ ）
A．若滤渣中含有Cu、Fe，则滤液一定为无色溶液 B．滤渣的质量一定大于ag
C．若向滤渣中加入稀盐酸没有气泡产生，则滤渣中一定只含有Cu
D．若滤液中金属离子只含有Mg2+，则金属活动性由强到弱的顺序有可能为Mg﹥Fe﹥M﹥Cu
13.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
14.向一定量硝酸银和硝酸亚铁的混合溶液中加入锌粉，充分反应后所得溶液的质量与加入锌粉的质量关系如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．a点所得溶液中的溶质为硝酸银、硝酸亚铁和硝酸锌
B．d点所得溶液中的溶质为硝酸亚铁和硝酸锌
C．b点所得固体为银
D．c点所得固体为银、铁
15．向硝酸铜、硝酸银和硝酸亚铁的混合溶液的烧杯中，缓慢连续加入质量为m克的锌粉，溶液中析出固体的质量与参加反应的锌粉质量关系，如图所示。
①c点对应溶液中含有的金属离子为Zn2+和Cu2+
②b点对应溶液呈蓝色
③bc段（不含两端点）对应溶液中析出的金属是Fe
④ab段（不含两端点）对应溶液中含有的金属离子为Zn2+、Ag+、Cu2+和Fe2+
⑤若bc段和cd段对应溶液中析出固体质量相等，参加反应的锌粉质量分别为m1和m2，则m1＜m2
⑥若将d点的混合物过滤，滤渣一定有Zn、Fe、Cu和Ag
其中说法正确的个数有（ ）
A．1个 B．2 个 C．3 个 D．4 个
16.某研究小组为探究“影响铁制品锈蚀快慢的因素”，取同浓度的稀氨水和稀醋酸用下图装置完成表中实验，回答下列问题。
实验序号 ① ② ③ ④
实验温度/℃ 25 25 70 70
试剂 稀氨水 稀醋酸 稀氨水 稀醋酸
出现铁锈 所需时间 1天 未见锈蚀 5分钟 1天 未见锈蚀 1分钟
（1）铁锈的主要成分是__________（填化学式）。
（2）实验②和④可探究_________ 因素对铁制品锈蚀快慢的因素；欲探究试剂酸碱性对铁制品锈蚀快慢的影响，应选择的实验是________（填实验序号）。
（3）根据表中实验现象得出的结论是 （写出1 点即可）。
（4）影响铁制品锈蚀快慢受除上述因素外，还有 （写出1 点即可），请设计实验方案 。
17.已知在不同的温度下，CO与铁的氧化物反应能生成另一种铁的氧化物（或铁单质）和CO2。现利用下图1的实验装置进行实验，反应过程中管内的固体质量随温度的变化曲线如图2。
注：图1中的仪器甲是一种加热仪器，图2中A、B点的固体组成分别是铁的氧化物中的一种。
（1）查阅资料发现，酒精灯加热时玻璃管的受热温度是400～500℃，酒精喷灯加热时玻璃管的受热温度是800～1200℃。实验室要利用图1来制取金属铁，仪器甲应选用的加热仪器是________（填“酒精灯”或“酒精喷灯”）；图l装置明显存在的不足之处是____________。
（2）利用图2显示的相关信息，回答如下问题。
①在0～400℃温度范围内，管内固体质量不变，其原因是_____________。
②图中x=__________g。
18.金属冶炼就是要把金属从化合态变成游离态，使金属氧化物还原成金属单质，如图为有关实验室用一氧化碳还原氧化铜的实验装置，装置乙中的溶液为澄清石灰水，请回答与该实验有关的问题：
（1）实验时，从甲装置的玻璃管中观察到的现象是_____________________现有含杂质的氧化铜样品10g（假设杂质不参加反应），为测定该样品中氧化铜的质量分数，某同学用如图所示的装置进行实验，得到下列两组数据：
（2）关于这两组数据，下列说法不正确的是__________（选填字母）
A、玻璃管中固体减少的质量即为氧化铜中氧元素的质量
B、利用这两个数据都可以计算出样品中氧化铜的质量分数
C、装置乙中石灰水增重的质量与反应产生二氧化碳的质量不相等
D、如果实验称量很准确，则玻璃管中固体减少的质量应等于装置乙中石灰水增重的质量
（3）通过计算该样品中氧化铜的质量分数为________。
