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第2节 金属的化学性质
考点一、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
典例1：（2022九上·滨江期中）金属与氧气反应可以生成金属氧化物。小林同学绘制了三条表示某种金属质量和其与氧气反应生成的金属氧化物质量的关系曲线，如图，请回答：
（1）曲线________一定错误。
（2）表示Cu与CuO质量关系的曲线是________。
【答案】（1）A （2）B
【解析】（1）金属与氧气反应生成金属氧化物质量大于金属质量，而A图像金属质量大于金属氧化物质量，所以错误；
（2）铜与氧气反应方程式为2Cu＋O2＝2CuO，铜与氧化铜质量比为4：5，所以为B图像；
变式1：（2023·桐乡模拟）科学家一直致力于研发优异的压电材料，目前我国发现了一种具有广泛应用前景的压电材料钙铁矿晶体——钛酸钙(CaTiO3)，它可以用复合氧化物(CaO·TiO2)的形式表示。对上述信息分析错误的是（ ）
A．TiO2属于金属氧化物
B．CaTiO3中钛元素的质量分数最小
C．CaTiO3由3种元素组成
D．CaTiO3与 (CaO·TiO2）中Ti元素化合价相同
【答案】B
【解析】A.金属氧化物指由两种元素组成的，且一种为氧元素的化合物；
B.元素质量分数等于某元素的相对原子质量之和与相对分子质量之比；
C.物质是由元素组成的；
D.在化学式中各元素化合价代数和为零。
【解答】A. TiO2属于金属氧化物 ；
B.钙元素的质量分数最小；
C.钛酸钙 由钙，钛，氧元素组成；
D.两种物质中钛元素都为+4价；
变式2：下列关于金属与氧气反应的说法中正确的是（ ）
A．红热的铁丝在空气中能燃烧
B．根据金属与氧气反应的难易程度，可以初步比较一些金属的活动性
C．各种金属在常温下都能与氧气反应
D．在较高温度下能与氧气反应的金属，在常温下也能与氧气反应
【答案】B
【解析】根据金属的性质及与氧气反应的条件进行分析。
【解答】A.铁丝在空气中不能燃烧，在氧气中能燃烧，不符合题意；
B.根据金属与氧气反应的难易程度，可以初步比较一些金属的活动性，符合题意；
C.不是所有金属常温下都能与氧气反应，不符合题意；
D.在较高温度下能与氧气反应的金属，在常温下不一定与氧气反应，不符合题意；
变式3：（2023·宁波模拟）四川省广汉市三星堆遗址出土了青铜面具和黄金面具，是我国考古史上非常重要的文物。出土的青铜面具表面有不少铜锈(Cu2(OH)2CO3)，而黄金面具色泽光亮，最薄处仅2 mm。下列说法错误的是（ ）
A．铜裸露在干燥的空气中易生成铜锈
B．越活泼的金属在自然界中越容易生成氧化物
C．金具有较好的延展性，可用来做面具
D．铜生成铜锈的过程中，铜元素的化合价升高
考点二、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
形式： A+BC → AC+B
特点：单换单
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
c.H2和C与金属氧化物反应，如H2+CuO △ Cu+H2O
(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
典例1：（2023·绍兴）小敏阅读教材得知：将铜片和锌片同时插入稀H2SO4，可以组成一个电池(图甲)。那么该电池的正负极与什么有关呢？对此，小敏做了三组实验，并借助灵敏电流表进行判断(图乙)。发现该电池的正负极与金属活动性强弱有关且存在一定规律。据此判断，下列金属片组合可以使电流表指针向左偏转(图丙)的是（ ）
A．a铝片、b镁片 B．a铁片、b锌片 C．a铁片、b铜片 D．a铜片、b银片
【答案】C
【解析】由图乙可知，至少有一种金属与稀硫酸发生反应，且电流表指针偏向活动性强的一端，要使指针向左偏转，即偏向a端，说明a端金属的活动性大于b端，铝的活动性小于镁，铁的活动性小于锌、大于铜，铜和银都不与稀硫酸反应；
变式1：（2024九上·温州期中）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
【答案】C
【解析】根据酸的性质分析判断。
【解答】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。
变式2：（2024九上·余杭期末）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)。则下列说法正确的是（ ）
A．甲.乙.丙依次可能是Mg.Zn.Fe B．金属活动性：甲>乙>丙
C．相对原子质量：乙>丙>甲 D．消耗硫酸的质量：甲>乙>丙
【答案】D
【解析】（1）（2）金属越活泼，反应速率越快，反应需要时间越短；
（3）根据甲乙丙的化合价模拟写出方程式，从而找到生成氢气质量与相对原子质量的对应关系即可；
（4）反应生成的氢气中的氢元素完全来自于硫酸，据此分析判断。
【解答】A.由图中信息可知，完全反应所需时间：乙＜甲＜丙，金属活动性强弱是：乙＞甲＞丙，甲.乙.丙依次不可能是Mg.Zn.Fe，故A错误；
B.由上述分析可知，金属活动活动性强弱是乙＞甲＞丙，故B错误；
C.甲.乙.丙在生成物中均显+2价，稀硫酸足量，相对原子质量越大，生成的氢气质量越小，因此相对原子质量：丙＞乙＞甲，故C错误；
D.生成的氢气中的氢元素完全来自于硫酸，因此生成氢气质量越大，消耗硫酸质量越大，则消耗硫酸的质量：甲＞乙＞丙，故D正确。
变式3：（2024九上·鹿城月考）实验室为测定铜铁合金的含铁量，取该合金若干，向其中加入相应质量的稀硫酸溶液，充分反应后，称量剩余固体质量。实验数据如下表，请分析数据，回答下列问题：
实验组 1 2 3
稀硫酸质量/g 50 50 100
合金质量/g 5 15 25
反应后固体质量/g 2.2 9.4 n
（1）该合金中铁的质量分数为多少？
（2）实验所用的稀硫酸的溶质质量分数为多少？
（3）表中的n为 （填数值）
【答案】（1）解：
（2）解：设50g稀硫酸中溶质的质量为x，则
56 98
5.6g x
解得x=9.8g
样品中硫酸的质量分数为
（3）13.8
【解析】（1）根据表中数据，5g合金中含有铁的质量为2.8g来分析；
（2）根据表中数据，50g稀硫酸消耗铁的质量为5.6g，结合化学方程式的计算来分析；
（3）根据25g合金中含有14g铁，而100g稀硫酸只能与11.2g铁反应来分析。
考点三、金属的活动性顺序
（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 无
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
典例1：为探究锌.铁.铜.银的四种金属的活动性顺序，小科设计了如图所示的实验。
（1）运用控制变量法设计实验方案是科学研究的重要方法。在A.B.C三个实验中，需要控制的实验条件除了金属与稀硫酸的接触面积.稀硫酸的体积.温度以外还需要控制的条件是
。（2）你认为从中选择四个实验即可验证锌.铁.铜.银的金属活动性顺序。这四个实验的组合是 。
【答案】（1）稀硫酸的浓度 （2）ABCE 或 ABDE
【解析】（1）在其它条件相同时，稀硫酸的浓度越大，则与金属的反应速率会加快；
（2）在金属活动性顺序表中，活泼金属能够将后面的金属从盐溶液中置换出来，据此分析解答。
【解答】（1）在A.B.C三个实验中，需要控制的实验条件除了金属与稀硫酸的接触面积.稀硫酸的体积.温度以外还需要控制的条件是稀硫酸的浓度。
（2）组合：
①ABCE。锌片与稀硫酸反应生成气泡的速度明显大于铁，则活动性：锌>铁。铁能和稀硫酸反应，而铜不能与它反应，因此活动性：铁>铜。铜片能够和硝酸银溶液反应，则活动性：铜>银。
②ABDE。片与稀硫酸反应生成气泡的速度明显大于铁，则活动性：锌>铁。铁能够和硫酸铜反应，则活动性：铁>铜。铜片能够和硝酸银溶液反应，则活动性：铜>银。
变式1：（2024九上·诸暨月考）为探究Fe.Cu.Ag三种金属的活动性顺序，某兴趣小组设计了如图所示的四组实验方案，其中不能达到实验目的的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】D
【解析】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盐溶液中置换出来，据此分析判断。
【解答】A.铜不能和稀盐酸反应，而铁能够和稀盐酸反应，说明活动性铁>铜。铜能够和硝酸银反应，则活动性铜>银，那么活动性铁>铜>银，故A不合题意；
B.铜不能和硫酸亚铁反应，则活动性铁>铜；铜能够和硝酸银反应，则活动性铜>银，因此活动性铁>铜>银，故B不合题意；
C.铁能够和硫酸铜反应，则活动性铁>铜；银不能和硫酸铜反应，则活动性铜>银，因此活动性铁>铜>银，故C不合题意；
D.银和铜都不能与硫酸亚铁反应，则它们的活动性都小于铁，但是无法比较二者的活动性大小，故D符合题意。
变式2：（2024九上·诸暨月考）将一定质量的铁粉加入含AgNO3和Zn(NO3)2两种溶质的溶液中，反应结束后过滤，分别向滤液和滤渣中加入稀盐酸，均无明显现象，下列对滤渣和滤液的说明中，不正确的是（ ）
A．滤渣的成分只有银
B．滤液中的溶质是Zn(NO3)2.Fe (NO3)2
C．滤渣的成分可能是银.锌的混合物
D．所得滤液的质量小于反应前原溶液的质量
【答案】C
【解析】根据金属活动性顺序的应用分析，在金属活动性顺序表中，排在氢前的金属能与酸发生反应，排在前面的金属能与排在后面的金属的盐溶液反应。
【解答】铁粉加入含AgNO3和Zn(NO3)2两种溶质的溶液中，铁只能与硝酸银发生反应，反应结束后过滤，分别向滤液和滤渣中加入稀盐酸，均无明显现象 ，说明滤液中没有硝酸银，一定有硝酸锌和硝酸亚铁，滤渣中没有铁，只有银，A.B正确；C不正确；根据方程式可知，铁与硝酸银反应时，每56份质量的铁能置换出216份质量的银，溶液质量要减小，D正确；
变式3：（2024九上·诸暨月考）某化学兴趣小组为了探究铬与常见金属铝.铜在金属活动性顺序中的相对位置关系，进行了如下探究活动：
【查阅资料】铬（Cr）是银白色有光泽的金属，在空气中表面能生成抗腐蚀的致密氧化膜。铬能与稀硫酸反应，生成氢气和硫酸亚铬（CrSO4）。
【提出猜想】对这三种金属的活动性顺序提出了如下猜想：
猜想①：Cr＞Al＞Cu
猜想②：Cr＞Cu>Al 猜想③：Al＞Cr＞Cu
猜想④：Al＞Cu＞Cr
（1）【讨论交流】根据已学的金属活动性顺序和已查阅的资料分析，肯定不能成立的猜想有 （填序号）。
（2）【实验设计及过程】请将表中的内容填写完整。
实验操作 实验现象 实验结论
室温下，将大小相同并打磨光亮的铬片.铝片.铜片分别投入盛有体积相同.溶质质量分数相同的稀硫酸的试管中。 铬片表面产生气泡缓慢，铝片表面产生气泡较快，铜片表面无现象 猜想 .（填序号）成立
（3）【实验反思】有同学提出探究金属活动性强弱还可以依据“金属与盐溶液是否发生置换反应”来判断。为了验证甲.乙.丙三种金属的活动性依次减弱，某同学设计了如下方案：
① 把甲放入乙的盐溶液中 ②把乙放入丙的盐溶液中 ③把甲放入丙的盐溶液中
你认为该方案中的 （填序号）没有必要做。
【答案】（1）②④ （2）③ （3）③
【解析】（1）【讨论交流】铜的活动性比氢弱；
（2）【实验设计与过程】根据金属能否和酸反应，如果能够反应根据气泡的快慢确定活动性强弱；
（3）根据金属和盐溶液反应的规律设计实验并分析得出结论。【解答】（1）【讨论交流】由于铜的活动性比铝弱，因此猜想②错误；铬能与稀硫酸反应，说明铬的活动性位于氢前，而铜位于氢后，因此猜想④错误；
（2）【实验设计与过程】铜位于氢后，不能和稀硫酸反应，因此观察到没有气泡产生；根据铬片表面产生气泡缓慢，铝片表面产生气泡较快，铜片表面无气泡，说明铝的活动性最强，其次是铬，活动性最弱的是铜，因此猜想 ③正确；
（3）【实验反思】通过把甲翻入乙的盐溶液中来，可以比较甲和乙的活动性；通过把乙放入丙的盐溶液中，可以比较乙和丙的活动性大小，最后将二者连接起来即可，因此步骤③没必要做。
考点四、防止金属腐蚀的常用方法
（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。
典例1：（2024九上·诸暨月考）小明用普通铁钉，纯铁钉同时进行如图的四组实验，一段时间后只有实验A中观察到了锈斑，其他均无明显变化。
（1）对比 实验，说明铁制品锈蚀需要水；对比A和D实验，说明铁制品锈蚀与 因素有关；
（2）根据上述实验结论，下列措施中能有效防止金属锈蚀的是
①金属表面涂抹油漆 ②改变金属的内部结构
③用湿布擦拭，保持金属表面清洁 ④在金属表面进行电镀⑤使金属表面形成致密的氧化物薄膜
【答案】（1）AC；铁制品内部结构 （2）①②④⑤
【解析】根据铁生锈是铁与氧气和水共同作用，由对比实验的变量的唯一性选择对比实验探究各条件分析。
【解答】（1） ①中铁钉接触水和氧气，生锈，③中铁钉只接触水不接触氧气，不生锈，设计两实验对照，是为了探究 铁钉生锈可能与空气（氧气）有关 ；
变式1：某同学设计了如图装置探究铁锈蚀的条件。a管中装入的是少量煮沸的蒸馏水，b管中是干燥的空气。塞紧木塞，并调节L端与R端的液面高度一致，一段时间后观察。下列推断错误的是（ ）
A．a管中的铁钉会锈蚀
B．L端的液面低于R端
C．该实验可以证明铁的锈蚀需要空气和水
D．若将铁钉替换为相同大小的铜钉重复实验，常温下a中铜钉会生锈，b中铜钉很难生锈
【答案】D
【解析】根据铁和铜生锈的条件分析判断。
【解答】A.a管中的铁钉与水和氧气同时接触，会锈蚀，故A正确不合题意；
B.a管中的铁钉与水和氧气同时接触，会锈蚀，过程中消耗氧气，导致气压减小，从而导致L端的液面高于R端，故B错误不合题意；
C.a中浸泡在水中的铁钉不生锈，露出的生锈，证明需要空气。a中的铁钉生锈，b中的铁钉不生锈，说明生锈需要水，故C正确不合题意；
D.若将铁钉替换为相同大小的铜钉重复实验，常温下a中铜钉与水.氧气.二氧化碳同时接触，会生锈，b中铜钉与水隔绝，很难生锈，故D正确不合题意。
变式2：（2023·宁波）室外的铁制栏杆在多雨季节易生锈，小宁对铁生锈的条件进行了探索，实验装置如图。3天后，发现只有装置C中的铁丝生锈了。
（1）装置A中生石灰的作用是 。
（2）装置B、C中的实验现象说明与 接触是铁生锈的条件之一。
【答案】（1）吸收瓶内空气中的水分（2）空气
【解析】（1）根据氧化钙能与水反应分析；
（2）根据铁生锈与氧气或空气有关分析。
【解答】（1）氧化钙与水反应可生成氢氧化钙，装置A中生石灰的作用是吸收瓶内空气中的水分；
（2）装置B中铁丝不与氧气接触，不能生锈，C中铁丝与水和氧气接触，生锈，由此对比可说明与空气或氧气接触是铁生锈的条件之一。
变式3：（2024九下·舟山开学考）小科发现学校草地周围都做上了新的铁栅栏，师傅们在上面涂油漆。铁栅栏上为什么要涂油漆呢 某兴趣小组为此进行研究：
【方案】取四支试管编号为①.②.③.④，分别作如图处理，两周后，观察铁钉表面的锈蚀情况。
（1）若两周后观察到①中铁钉生锈而④中铁钉未生锈，据此可得出：铁钉生锈需要 。
（2）若观察到 现象，则可得出食盐会加快金属锈蚀。
（3）【应用】根据以上实验，请解释学校铁栅栏涂油漆能防锈的原因。
【答案】（1）水分
（2）试管②中铁钉生锈速度比①中快
（3）涂油漆可以使栅栏隔绝空气和水分，有利于减慢栅栏生锈速度。
【解析】根据铁生锈是铁与氧气和水共同作用，由对比实验的变量的唯一性选择对比实验探究各条件。
【解答】(1)①中铁钉接触水和氧气，生锈， ④ 中铁钉只接触空气不接触水，不生锈，设计两实验对照，是为了说明铁钉生锈与水分有关。
(2)试管①②中变量为是否加食盐，由试管②中铁钉生锈速度比①中快的现象可证明食盐会加速金属锈蚀。
(3)【解释】涂油漆可以使栅栏隔绝空气和水分，有利于减慢栅栏生锈速度。
1．（2023九上·永康期末）下图表示了金属活动性顺序表中铜、锡和铝被人类大规模冶炼、利用的大致年限。
分析该图的规律，你认为金属被大规模冶炼、利用的先后顺序跟下列哪个因素有关（ ）
A．金属的导电性 B．金属的延展性 C．金属的颜色 D．金属的活动性
【答案】D
【解析】根据图片提取信息，从而对各个选项进行判断即可。
【解答】根据图片可知，从左到右，金属的活动性越来越弱。而金属的活动性越弱，被发现的时间越早，故D正确，而A、B、C错误。
2．（2023·金华模拟）小明将甲、乙、丙三种金属与两种溶液反应，并根据实验现象编制了如图的检索表，根据检索表可知甲、乙、丙三种金属的活动性顺序为（ ）
A．甲＞乙＞丙 B．乙＞丙＞甲 C．丙＞甲＞乙 D．甲＞丙＞乙
【答案】A
【解析】本题考查的是金属的活动性顺序的应用。
在金属活动性顺序中，位于氢前面的金属能置换出酸中的氢，位于前面的金属能把排在它后面的金属从其盐溶液中置换出来，据此判断能否发生反应，进而可确定三种金属活动性由强到弱的顺序。
【解答】在金属活动性顺序中，位于氢前面的金属能置换出酸中的氢，甲能与盐酸反应，乙、丙不能与盐酸反应，说明甲的位置排在氢的前面，乙、丙的位置排在氢的后面，即甲＞H＞乙、丙。
如果把乙、丙分别放入硝酸银溶液中，乙能与硝酸银溶液反应，丙不能，说明乙的金属活动性比银强，丙的金属活动性比银弱，即乙＞银＞丙。
则三种金属的活动性顺序为：甲＞乙＞丙。
3．（2023·台州）硫酸锌(ZnSO4)可用于治疗锌缺乏引起的食欲不振、生长发育迟缓等病症。下列选项中的两种物质，不能直接反应制得硫酸锌的是（ ）
A．Zn和H2SO4 B．ZnO和H2SO4 C．ZnCO3和H2SO4 D．Zn和Na2SO4
【答案】D
【解析】制得硫酸锌可以利用金属锌或者其化合物与其他化合物之间的反应制得。
【解答】A. 反应生成硫酸锌和氢气；
B.反应生成硫酸锌和水；
C.反应生成硫酸锌，水和二氧化碳；
D.这两者物质不能反应。
4．（2024九上·拱墅期末）将一定量的金属M加入到ZnCl2和CuCl2的混合溶液中，充分反应后过滤，得固体滤渣，滤液为无色，向滤渣中滴加稀硫酸气泡产生，下列有关金属M.Zn.Cu的金属活动性判断一定正确的是（ ）
A．M>Zn B．Zn>M C．M>Cu D．Cu>M
【答案】C
【解析】金属活动性顺序的应用：活泼性强的金属能将活泼性弱的金属从他的盐溶液中置换出来。活泼性较强的金属能将氢从酸中置换出来。
【解答】滤液为无色，说明氯化铜已完全反应，则金属活动性：M>Cu；向滤渣中滴加稀硫酸，有气泡产生，说明滤渣中含有能与稀硫酸反应的金属，该金属可能是锌，也可能是M，所以无法确定M与锌的活动性强弱。故选C。
5．（2024九上·绍兴期末）锰(Mn)和镍(Ni)是两种不常见的金属，为了比较锰.镍和铁的金属活动性，小明在老师的指导下进行了实验，结果如下表：
加金属锰 加金属铁 加金属镍
硝酸锰溶液 ▲ 有金属析出 无金属出现
则三种金属的活动性顺序为（ ）
A．Fe>Ni>Mn B．Mn>Fe>Ni C．Ni>Mn>Fe D．Fe>Mn>Ni
【答案】D
【解析】在金属活动性顺序中，位于前面的金属能把排在它后面的金属从其盐溶液中置换出来。
【解答】向硝酸锰溶液中，加金属铁，有金属析出，说明铁的金属活动性比锰强，即Fe＞Mn；
向硝酸锰溶液中，加金属镍，无金属出现，说明镍的金属活动性比锰弱，即Mn＞Ni；
则三种金属的活动性顺序为Fe＞Mn＞Ni。
故答案为：D。
6．（2023·永嘉模拟）为验证Fe、Cu的金属活动性，下列方案中不可行的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】根据金属能否与酸或盐反应证明金属的活动性顺序分析。
【解答】A、由铁与硫酸反应产生氢气，铜不与硫酸反应，可得出铁的活动性大于铜，不符合题意；
B、铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，可得出铁的活动性大于铜，不符合题意；
C、铁和铜都不能与硫酸锌反应，不能证明铁和铜的活动性，符合题意；
D、铜不能与硫酸亚铁反应，可证明铁的活动性大于铜，不符合题意；
7．（2024九上·金东期末）钴(Co)的金属活动性与铁相似，钴的化合物相关性质如下.下列预测合理的是（ ）
物质 CoO Co(OH)2 CoCl2 CoCO3
在水中溶解性 难溶，灰绿色固体 难溶，粉红色固体 易溶，溶液呈粉红色 难溶，粉红色固体
A．Co能从MgCl2溶液中置换出Mg
B．CoO能与盐酸反应得到粉红色溶液
C．CoCO3能与盐酸反应生成H2
D．Co(OH)2可由Co与NaOH溶液反应制得
【答案】B
【解析】A.根据 Co的金属活动性与铁相似比镁弱分析；
B.根据金属氧化物与酸能反应生成盐和水分析；
C.根据碳酸盐与酸反应生成二氧化碳分析；
D.根据难溶性碱对应的金属与碱不能发生反应。
【解答】A.Co的金属活动性与铁相似，则小于镁，不能从MgCl2溶液中置换出Mg ，不符合题意；
B.CoO能与盐酸反应生成 CoCl2 ， CoCl2 易溶，溶液呈粉红色， CoO能与盐酸反应得到粉红色溶液 ，符合题意；
C.CoCO3能与盐酸反应生成CO2 ，不符合题意；
D.Co与NaOH溶液不能反应，不符合题意；
故选B。
8．（2024九上·瓯海期中）某合金由两种金属元素组成，取该合金60g投入足量稀硫酸中，反应完全后，测得生成H23g，则合金的组成不可能是（ ）
A．Fe与Zn B．Mg与Cu C．Na与Al D．Al与Fe
【答案】A
【解析】首先判断金属能否与酸反应，然后从金属与酸反应生成氢气的质量关系考虑。根据化学方程式，可得出如下金属与氢气的质量关系：Mg-H2：36-3 Al-H2：27-3 Fe-H2：84-3 Zn-H2：97.5-3；特殊地，钠的活动性很强，能与水反应放出氢气，所以要生成3g氢气，需要钠的质量为69g，利用平均值法来判断即可得出正确的答案。
【解答】根据化学方程式已知金属与氢气的质量关系：Mg-H2：24g-2g，即24g镁完全反应生成2g氢气，则36g-3g，即36g镁完全反应生成3g氢气；同理可知：Al-H2：27g-3g； Fe-H2：56g-2g，84g-3g；Zn-H2：65g-2g，则97.5g-3g；Na-H2：46g-2g，则69g-3g；利用平均值法得知要生成3克氢气，合金的质量应该符合：金属A的数值＜60g＜金属B的数值。
A.84g和 97.5g均大于60g，所以合金的组成不可能，故A正确；
B.36g小于60g，Cu不与酸反应，不产生氢气，所以合金的组成可能，故B错误；
C.27g＜60g＜69g，所以合金的组成可能，故C错误；
D.27g＜60g＜84g，所以合金的组成可能，故D错误。
故答案为：A
9．（2024九上·江北期末）有A.B两种金属放入等质量且等质量分数的稀硫酸中，生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示，下列结论合理的是（ ）
A．金属活动性A>B
B．相对原子质量AC．与金属A反应的硫酸一定是过量的
D．与金属B反应的硫酸一定是过量的
【答案】D
【解析】A.根据金属活动性顺序越强，与酸反应速率越快分析；
B.根据等质量金属与酸反应产生氢气质量与相对原子质量和元素化合价有关分析；
C.根据A反应产生氢气质量大于B，与A反应的硫酸可能是恰好完全反应分析；
D.根据A产生氢气质量大于B，B中硫酸一定过量分析。
【解答】A.由图示可知，B反应速率大于A，则金属活动性B>A，不符合题意；
B.因不确定A和B的化合价，通过两金属与酸反应产生氢气多少不能确定A和B相对原子质量，不符合题意；
C.与金属A反应的硫酸可能过量，也可能是恰好与A完全反应 ，不符合题意；
D.与A和B反应产生氢气质量A>B，由氢元素质量守恒可知，等质量稀硫酸发生反应时，也B反应的硫酸一定过量 ，不符合题意；
故选D。
10．（2024·绍兴）将质量相等的Mg.Al.Zn三种金属分别放入质量和质量分数均相等的三份稀硫酸中，反应结束后，生成氢气的质量关系不可能的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】根据金属和酸的质量是否过量，结合反应的方程式分析判断即可。
【解答】A.如果稀硫酸都不足，而三种金属都有剩余，那么生成氢气质量决定于硫酸，即生成氢气质量相等，故A不合题意；
B.如果稀硫酸都过量，生成氢气质量决定于金属单质，镁.铝.锌与稀硫酸反应的化学方程式及其质量关系：
Mg+H2SO4═MgSO4+H2↑，
24 98 2
m
2Al+3H2SO4═Al2（SO4）3+3H2↑，
54 294 6
m
Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑，
65 98 2
m
由以上质量关系可知，等质量的金属单质完全反应时，铝反应生成氢气质量最大，锌反应生成氢气质量最小，故B不合题意；
C.无论金属单质质量.稀硫酸质量是多少，不能出现铝反应生成氢气质量最大，镁和锌反应生成氢气质量相等的情况，故C符合题意；
D.假如稀硫酸恰好和镁反应，那么铝过量，铝.镁消耗硫酸质量相同，产生氢气质量相同；而锌与稀硫酸反应时，稀硫酸过量，实际消耗硫酸质量小，产生氢气质量小，故D不合题意。故选C。
11．（2024九上·诸暨月考）向两份装有等质量的镁粉和铁粉的烧杯中逐渐加入等浓度的稀硫酸直至过量，下列图像中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】（1）（2）金属越活泼，反应速率越快，反应需要时间越短；
（3）根据甲.乙.丙的化合价模拟写出方程式，从而找到生成氢气质量与相对原子质量的对应关系即可；
（4）反应生成的氢气中的氢元素完全来自于硫酸，据此分析判断。
12．（2024九上·杭州期末）在FeCl2和CuCl2的混合溶液中加入Zn粉，下列说法错误的是（ ）
A．若反应完成后Zn无剩余，溶液中若有CuCl2，则一定有FeCl2
B．若反应完成后Zn无剩余，溶液中若无CuCl2，则可能有FeCl2
C．若反应完成后Zn有剩余，则溶液中有ZnCl2，无CuCl2和FeCl2
D．若反应完成后Zn有剩余，则溶液中有ZnCl2，无CuCl2，可能有FeCl2
【答案】D
【解析】根据金属活动性顺序的应用分析，在金属活动性顺序表中，排在氢前的金属能与酸发生反应，排在前面的金属能与排在后面的金属的盐溶液反应，且两金属活动性相差越大越容易反应。
解答】在FeCl2和CuCl2的混合溶液中加入Zn粉， 锌要先与氯化铜反应，然后再与氯化亚铁反应。
A.若锌无剩余，氯化铜未全部反应，则溶液中一定有氯化亚铁没有反应，不符合题意；
B.若锌无剩余，溶液中无氯化铜，则氯化亚铁可能也全部反应，也可能剩余，不符合题意；
C.若锌有剩余，则溶液中一定没有氯化铜和氯化亚铁，不符合题意；
D.若锌有剩余，则溶液中一定没有氯化铜和氯化亚铁，符合题意；
故答案为：D。
13．（2024·余杭模拟）某废液中含有硝酸银和硝酸铜，为回收利用和减少污染，往废液中加入一定量的铁粉，充分反应后，过滤得到滤渣和滤液，向滤渣中加入少量稀盐酸，产生气泡，则下列判断正确的是（ ）
A．滤渣中一定含有银，可能含有铜
B．滤渣中一定含有银和铜，可能含有铁
C．滤液中一定含有硝酸亚铁，一定没有硝酸银和硝酸铜
D．滤液中一定含有硝酸亚铁，可能含有硝酸银和硝酸铜
【答案】C
【解析】向含有硝酸银和硝酸铜的废液中加入一定量铁粉，铁先与硝酸银反应，硝酸银完全反应后再与硝酸铜反应，银.铜都不能与盐酸反应，铁能与盐酸反应分析。
【解答】向含有硝酸银和硝酸铜的废液中加入一定量铁粉，铁先与硝酸银反应，硝酸银完全反应后再与硝酸铜反应， 向滤渣中加入少量稀盐酸，产生气泡， 银和铜都不能与盐酸反应，铁能与盐酸反应产生氢气，说明滤渣成分一定有铁.铜.银，则滤液中只有硝酸亚铁，没有硝酸银和硝酸铜。
A.滤渣中一定含有银.铜 .铁，不符合题意；
B.滤渣中一定含有银.铜 .铁，不符合题意；
C.滤液中一定含有硝酸亚铁，一定没有硝酸银和硝酸铜 ，符合题意；
D.滤液中一定含有硝酸亚铁，一定没有硝酸银和硝酸铜 ，符合题意；
故选C。
14．（2023九上·玉环月考）在杠杆的两端分别挂着质量体积都相同的铝球和铁球，此时杠杆平衡，然后将两球分别浸没在稀硫酸和硫酸铜溶液中片刻，如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．铝球一定是空心的 B．左边烧杯中的溶液质量减少了
C．去掉两烧杯杠杆仍平衡 D．右边铁球上出现红色物质
【答案】D
【解析】置换反应 ：一种单质与化合物反应生成另外一种单质和化合物的化学反应 ，包括金属与 金属盐 的反应，金属与酸的反应等。
【解答】A.相同的质量的铁球和铝球，因为铝的密度比铁小，所以实心的铝球体积比实心的铁球大，现在两个球的体积一样大，说明铁球一定是空心的，A错误；
B.左边的溶液质量增加了，因为铝变成铝离子进入了溶液中的质量比氢离子以氢气的质量跑出来的大；所以溶液质量增加了，B错误；
C.原先杠杆平衡， 两球分别浸没在稀硫酸和硫酸铜溶液中片刻 。现在左边的铝球质量减少，右边的铁球质量反而增加，因为铁置换出了溶液中的铜离子，所以此时的杠杆应该是右边下成，C错误；
D.右边的铁球质量反而增加，因为铁置换出了溶液中的铜离子，铜离子变成单质铜覆盖在铁球的外面，所以右边铁球上出现红色物质，D正确；
故答案为：D
15.（2022九上·金华期中）如图所示，烧杯中盛有质量相等、质量分数相等的稀盐酸，天平调平后，同时向其中分别加入等质量的过量锌 片和铁片，则反应开始到反应结束的过程中，天平指针指向的变化是（ ）
A．先向左偏后平衡 B．先向左偏后向右偏
C．先向右偏后平衡 D．先向右偏后向左
【答案】C
【解析】根据锌的活动性大于铁，产生氢气速率锌大于铁，锌和铁过量，盐酸完全反应，等质量盐酸反应产生氢气质量相等，由此判断天平各盘上增重质量确定指针偏向分析。
【解答】 烧杯中盛有质量相等、质量分数相等的稀盐酸，天平调平后，同时向其中分别加入等质量的过量锌片和铁片，锌的活动性大于铁，反应速率锌大于铁，即相同时间产生氢气质量锌大于铁，最终酸完全反应，产生氢气质量相等，所以反应开始时加锌一端增重质量小于铁，结束后两端增重质量相等，即指针先偏向右盘最终平衡；
16．将锌粉持续加入100g含有和两种溶质的混合溶液中，充分反应。当加入锌粉的质量为6.5g时，溶液质量最小；当加入锌粉的质量为13.0g时，恰好完全反应。下列是反应中的相关量随加入锌的质量变化的关系图，其中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【解析】将锌粉持续加入到100g含有AgNO3和Cu（NO3）2两种溶质的混合溶液中，锌先与硝酸银反应生成银和硝酸锌，化学方程式为Zn+2AgNO3=Zn（NO3）2+2Ag，每65份质量的锌完全反应生成216份质量的银，溶液质量减小，硝酸银反应结束，锌再与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，化学方程式为Zn+Cu（NO3）2=Zn（NO3）2+Cu，每65份质量的锌完全反应生成64份质量的铜，溶液质量增加，当加入锌粉的质量为6.5g时，溶液质量最小，说明硝酸银恰好完全反应。
Zn+2AgNO3=Zn（NO3）2+2Ag
65 340 189 216
6.5g 34g 18.9g 21.6g
Zn+Cu（NO3）2=Zn（NO3）2+Cu
65 188 189 64
6.5g 18.8g 18.9g 6.4g【解答】A.由分析可知，混合溶液中硝酸银质量为34g，当加入锌从0到6.5g，锌与硝酸银反应，硝酸银质量减小，锌为6.5g，硝酸银质量为0，故A错误；
B.锌先与硝酸银反应生成银和硝酸锌，此时硝酸铜质量不变，当锌大于6.5g锌与硝酸铜反应，硝酸铜质量减小，当锌质量为13g时硝酸铜完全反应，硝酸铜质量为0，故B错误；
C.由分析可知，6.5g锌反应生成银质量为21.6g，当锌的质量为13g时生成固体总质量为21.6g+6.4g=28.0g，故C正确；
D.当锌为6.5g时硝酸锌的质量分数为；
当锌质量为13g，硝酸锌的质量分数为；
故D错误。
17．（2023·上城模拟）某兴趣小组同学在做铜片与硝酸银溶液反应的实验，向盛有硝酸银溶液的烧杯中加入足量铜片至反应完全。如图“ ”、“○”、“ ”表示烧杯内溶液中由溶质电离产生的不同离子（不考虑大小)。
（1）写出该反应过程中的实验现象： 。
（2）其中“ ”表示 (填写离子符号)。
【答案】（1）溶液变蓝，铜片表面出现银白色固体（2）Cu
【解析】1、金属活动性顺序：钾K、钙Ca、钠Na、镁Mg、铝Al、锌Zn、铁Fe、锡Sn、铅Pb、铜Cu、汞Hg、银Ag、铂Pt、金Au，金属活动性依次减弱。2、金属活动性规律：（1）排在前面的金属可以将排在后面的金属从它们的金属溶液中置换出来。（若金属过于活泼， 则会直接与水反应，并不会与水中的金属离子反应）。（2）理论上讲，金属活动性表中铁及排在其前的金属均可置换出纯水中的氢。（3）若只考虑氢离子的氧化性，排在氢（H）前的金属才能和非氧化性酸反应，置换出氢.（4）排在越后的金属越容易，也越先从它们的化合物中被置换出来；排在越前的金属越容易，也越先把其他化合物中的金属置换出来。Cu2+在溶液中显蓝色，Fe3+在溶液中显黄色；
【解答】（1）金属铜的活动性比硝酸银中的银活动性强，所以铜可以把银从他的溶液中置换出来，所以现象是溶液变蓝，铜片表面出现银白色固体；
（2）Cu+2AgNO3=Cu（NO3）2+2Ag；白色圆圈是NO3-；黑色的圆圈是Ag+；斜线的圆圈是Cu2+
18．（2022·长兴模拟）在盐酸中加入过量的某种金属粉末，反应的微观模型如图所示，图中圆圈表示该反应前后溶液中存在的主要离子。
（1）该金属粉末可能是 。
A．Cu B．Mg C．Al D．Na
（2）图中“”所代表的离子是 (填离子符号)。
【答案】（1）B （2）Mg2+
【解析】（1）根据金属活动性顺序表的知识分析判断；
（2）根据图片确定离子种类即可。
【解答】（1）A.铜的金属活动性比氢弱，则它不能与酸反应，故A不合题意；
B.根据图片可知，反应后阴阳离子的个数比为2：1。根据MgCl2、AlCl3和NaCl可知，只有金属Mg符合题意，C、D不合题意。故选B。
（2）根据图片可知，图中“”应该为镁离子，带两个单位的正电荷，符号为Mg2+。
19.（2023·桐乡模拟）向硝酸铜、硝酸银的混合溶液中加入一定量锌粉，充分反应后过滤，得到固体A和液体B，回答下列问题。
①若液体B仍呈蓝色，则B中一定含有的溶质有 。
②若液体B呈无色，且向固体A中加入稀盐酸后产生气泡，则固体A中一定含有的物质有 。
【答案】Cu(NO3)2 、Zn(NO3)2；Ag、Cu、Zn
【解析】 向硝酸铜、硝酸银的混合溶液中加入一定量锌 ，锌粉先和硝酸银反应再与硝酸铜反应，过滤后的固体A能与稀盐酸反应，说明加入的锌粉是过量的。
【解答】1.液体B仍呈蓝色，则液体B中一定有硝酸铜，故一定无硝酸银，反应后会生成硝酸锌；
2.固体A中加入稀盐酸后产生气泡，说明锌粉过量，故原溶液中的铜和锌全部被置换出来了，固体一定有 Ag、Cu、Zn 。
20．（2022九上·舟山期中）等质量的A、B两种物质分别与等质量的同浓度的稀盐酸充分反应，反应产生气体的质量与反应时间的关系如甲图所示．请回答下列问题：
①若A，B为Mg、Zn中的一种，则A是 。
②若A，B为碳酸钠粉末和碳酸钙块状固体中的一种，反应结束后，则它们消耗的酸 （填“A多”、“B多”或“相等”）．B反应至a点时，所得溶液的溶质为
【答案】Mg；相等；氯化钙 氯化氢
【解析】根据镁的活动性大于锌，与酸反应时速率镁大于锌，碳酸钠和碳酸钙与等量酸反应产生相等二氧化碳时，消耗盐酸质量相等，酸过量时，溶液中溶质除生成物外还有反应物剩余分析。
【解答】 ①若A，B为Mg、Zn中的一种，由图像要中科大，相同时间A产生气体质量多，即A反应速率快，则A是活动性强的镁。②若A，B为碳酸钠粉末和碳酸钙块状固体中的一种，反应结束后，产生气体相等，由方程式
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
73 44 73 44
则它们消耗的酸相等，B反应速率慢，则为碳酸钙块状固体，反应至a点时，盐酸有剩余，所得溶液的溶质为氯化钙、氯化氢。
21．（2024九上·余杭期末）某溶液含有Cu(NO3)2和AgNO3，现向其中加入一定量的锌粉，参加反应的锌的质量与溶液中金属离子种类的关系如图所示。请回答下列问题。
（1）a~b间(不含两点)的溶液中滴加稀盐酸，观察到的现象是 。
（2）当参加反应的锌的质量分别为m1.m2时，溶液中Cu(NO3)2的质量分数 (填“增大”“减小"”或“相等")。
【答案】（1）有白色沉淀产生（2）增大
【解析】溶液含有Cu(NO3)2和AgNO3，现向其中加入一定量的锌粉，由于金属活动性，锌粉先与AgNO3反应，后与Cu(NO3)2反应。
【解答】（1）a~b间(不含两点)的溶液 含有银离子，银离子与盐酸反应，产生白色的氯化银沉淀。
（2）当参加反应的锌的质量分别为m1.m2时 ，锌质量越大，被反应的硝酸银质量越多，溶液质量越来越小， 溶液中Cu(NO3)2的质量分数增大。
22．（2023九上·瓯海会考）探究活动：在室温条件下进行如图所示实验。已知：试管内镁条和铁片表面均被打磨洁净，且形状.大小均相同；同时加入两支试管中的稀盐酸的质量和质量分数均相等。
（1）该实验的目的是 。两支长颈漏斗中产生的现象的不同之处是 。（2）若实验所用的金属均过量，则甲装置中产生的H2比乙装置中产生的H2质量 （填“多”.“少”或“相等”）。
【答案】（1）比较镁.铁与稀盐酸反应的剧烈程度；比较相同时间内镁.铁与稀盐酸反应放出热量的多少；甲装置长颈漏斗中的液面上升比乙装置中高（或快）
（2）相等
【解析】（1）根据镁与铁的活动性不同，因此与酸反应生成氢气的速率不同进行分析即可。
（2）如金属过量，生成氢气的多少就由酸的量决定。
【解答】（1）金属在外形上相同，酸的质量分数相同，而镁比铁活泼，因此与盐酸反应生成氢气的速率更大，产生的气泡更多，那么可以比较镁.铁与稀盐酸反应的剧烈程度的；产生的气体越多，容器内的气压越大，那么瓶内液体在气压作用下进入长颈漏斗中的液柱越高，因此根据长颈漏斗内液柱的高度可以比较相同时间内镁.铁与稀盐酸反应放出热量的多少的；因为镁和酸反应快，放出的热量多，所以甲装置长颈漏斗中的液面比乙装置中的高；
（2）如果金属过量，那么生成氢气的多少就由酸的量决定；因为酸的量是相同的，因此放出的氢气质量也相等。
23.（2023九上·嘉兴期末）小嘉发现学校草地周围都做上新的铁栅栏，师傅们在上面涂油漆。铁栅栏上为什么要涂油漆呢 某兴趣小组为此进行研究：
【方案】取四支试管编号为①、②、③、④，分别作如图处理，两周后，观察铁钉表面的锈蚀情况。
（1）设置①③两支试管对照，基于的猜想是 。
（2）若两周后观察到①中铁钉生锈而④中铁钉未生锈，据此可得出：导致铁钉生锈的因素为 。（3）若得出食盐会加速金属锈蚀，则实验中支持该结论的证据是 。
【解释】根据以上实验，请解释学校铁栅栏涂漆能防锈的原因是： 。
【答案】（1）铁钉生锈可能与空气（氧气）有关 （2）水分
（3）试管②中铁钉生锈速度比①快；涂油漆可以使栅栏隔绝空气和水分，有利于减慢栅栏生锈速度
【解析】根据铁生锈是铁与氧气和水共同作用，由对比实验的变量的唯一性选择对比实验探究各条件分析。
【解答】（1） ①中铁钉接触水和氧气，生锈，③中铁钉只接触水不接触氧气，不生锈，设计两实验对照，是为了探究 铁钉生锈可能与空气（氧气）有关 ；
（2） ④中铁钉因不接触水而不生锈，与 ①实验对比可证明铁生锈的因素为水分；
（3）试管①②中变量为是否加食盐，由试管②中铁钉生锈速度比①中快的现象可证明食盐会加速金属锈蚀； 涂油漆可以使栅栏隔绝空气和水分，有利于减慢栅栏生锈速度 。
24．（2024九下·舟山开学考）2018年，我国首艘001A型国产航母开始海试，标志着我国在航海及军事领域取得重大突破。根据所学知识填空。
（1）金属和金属材料在生产生活中有广泛的用途。请回答下列问题：
我国自主研制的C919大型客机试飞成功，标志着我国飞机制造技术又有了新的突破。飞机外壳的主要材料是铝合金，“铝合金”属于 （填“金属材料”或“合成材料”）。
（2）为了探究航母材料中锌.铁.铜三种金属活动性强弱，某同学设计了下列实验（每步均充分反应），其中能达到目的的是____（填序号）。
A．稀盐酸中加入足量铁粉后，再加铜粉，最后加入锌粉
B．ZnCl2溶液中加入足量铁粉后，再加入CuCl2溶液
C．ZnCl2溶液中加入足量铜粉后，再加入铁粉
（3）根据上述实验结论，下列措施中能有效防止金属锈蚀的是
①金属表面涂抹油漆 ②改变金属的内部结构
③用湿布擦拭，保持金属表面清洁 ④在金属表面进行电镀⑤使金属表面形成致密的氧化物薄膜
【答案】（1）金属材料 （2）A；B （3）①②④⑤
【解析】（1）根据金属和合金都是金属材料分析；
（2）根据金属能否与盐溶液反应可验证金属的活动性强弱分析；
（3）根据金属生锈是与氧气和水的反应，由此确定各措施是否可防止生锈分析。
【解答】（1）“铝合金”属于金属材料。
（2）稀盐酸中加入足量铁粉后，铁能与盐酸反应生成氯化亚铁，再加铜粉，不反应，证明铁的活动性大于铜，最后加锌粉，锌与氯化亚铁反应，证明锌的活动性大于铁，A能达到目的；ZnCl2溶液中加入足量铁粉后，不反应，可证明锌的活动性大于铁，再加入CuCl2溶液，铁能与氯化铜反应，证明铁的活动性大于铜，B能达到目的；ZnCl2溶液中加入足量铜粉后，不，证明锌的活动笥大于铜，再加入铁，不反应，证明锌的活动性大于铁，不能证明铜和铁的活动性强弱，C不能达到目的；
（3）①金属表面涂抹油漆.②改变金属的内部结构.④在金属表面进行电镀.⑤使金属表面形成致密的氧化物薄膜都可防止金属锈蚀，③用湿布擦拭，保持金属表面清洁，使金属与水分充分接触，不能防止锈蚀，故不选③。故答案为：（1）金属材料 ；（2）AB；（3）①②④⑤。
25．（2023·浦江模拟）小科对Mg与稀盐酸反应后的废液成分产生了疑问，于是开始了实验探究。
【提出问题】Mg 与稀盐酸反应后的废液中有哪些溶质
（1）【猜想假设】猜想1：MgCl2； 猜想2：MgCl2和HCl。
【实验过程】小科取少量废液于试管中，滴加硝酸银溶液，再滴入足量稀硝酸，白色沉淀不消失。由上述现象，小科得出结论：猜想1正确。请评价小科的结论是否正确并说明理由。
（2）在听取老师建议后，小科用其他试剂进行实验，并得出猜想⒉正确。推测小科可能选择的试剂或药品并描述关键现象 。(写出一种即可)
（3）小科查阅相关资料发现镁与热水能发生反应生成氢气。在过量的镁与盐酸反应的过程中，小科发现试管很烫，那么此时镁与水反应了吗 小科又做了如下实验：
试管Ⅰ 试管2 试管3 试管4
试剂 和药品 镁条 冷水 镁条 热水 镁条 热水 氢氧化钠溶液 镁条 热水 氯化钠洛液
实验 现象 无气泡 少量气泡 少量气泡 大量气泡
分析上述实验，可以得出的结论是 。
【答案】不正确，HCI中也含有氯离子 ⑵在听取老师建议后，小科用其他试剂进行实验，并得出猜想⒉正确。推测小科可能选择的试剂或药品并描述关键现象 。(写出一种即可) 碳酸钠，有气泡(或pH试纸，PH<7 等) ⑶小科查阅相关资料发现镁与热水能发生反应生成氢气。在过量的镁与盐酸反应的过程中，小科发现试管很烫，那么此时镁与水反应了吗 小科又做了如下实验：
试管Ⅰ 试管2 试管3 试管4
试剂 和药品 镁条 冷水 镁条 热水 镁条 热水 氢氧化钠溶液 镁条 热水 氯化钠洛液
实验 现象 无气泡 少量气泡 少量气泡 大量气泡
分析上述实验，可以得出的结论是 。 镁能与热水反应，且氯离子能促进镁与水的反应
（1）不正确，HCl中也含有氯离子 （2）碳酸钠，有气泡(或pH试纸，pH<7 等)
（3）镁能与热水反应，且氯离子能促进镁与水的反应
【解析】（1）Cl-能与Ag-反应产生AgCl白色沉淀，MgCl2和HCl溶液中都含有Cl-，因此都能和硝酸银反应产生不溶于酸的白色沉淀。
（2）猜想1和猜想2的区别是是否还有HCl，只要验证是否含HCl即可，检测HCl的方法有：1，加入碳酸钠溶液，看是否产生气泡；2，测溶液的pH；3，加入紫色石蕊试液，看是否变红色等。
（3）通过试管1和试管2的现象可以得出镁条能与热水反应，试管3可以得出钠离子和氢氧根离子对镁与水的反应没有促进作用，试管4可以得出氯离子能促进镁与水的反应。
26．（2022·浙江丽水·中考真题）小丽和小科在做“金属与酸反应”的实验时，他们分别将镁条投入盛有稀盐酸的试管中，小丽加入少量镁条，而小科加入了足量镁条。一段时间后，小科的试管底部“意外”地出现了灰白色固体。为探究该固体是什么物质，他们开展了如下探究：
[提出问题]足量镁和稀盐酸反应生成的灰白色固体是什么
[查阅资料]氢氧化镁和碱式氯化镁[Mg(OH)Cl]都难溶于水，但都能与稀硝酸反应，后者能生成Mg(NO3)2
[建立假设]假设1：未溶解完的氯化镁；假设2：氢氧化镁；假设3：碱式氯化镁…
[进行实验]将灰白色固体过滤、充分洗涤后进行如下实验：
序号 实验操作 实验现象 实验结论
实验一 取灰白色固体于试管中，加入足量蒸馏水，充分振荡 固体不溶解 假设1______。
实验二 取灰白色固体于试管中，加入足量稀硝酸，充分振荡 固体溶解 假设2不成立
往上述溶液中滴加硝酸银溶液 ______。
[评价交流]小丽认为该灰白色固体平定是碱式氯化镁。小科认为上述探究还不足以说明该固体就是碱式氯化镁，其理由是______。
[继续探究]…
【答案】不成立 产生白色沉淀 只证明了氯元素的存在，未证明碱式氯化镁中的其他元素
【解析】{进行实验}
实验一：氯化镁溶于水，取灰白色固体于试管中，加入足量蒸馏水，充分振荡固体不溶解，说明白色固体不是未溶解的氯化镁，即假设1不成立，故填不成立。
实验二：假设2不成立，说明白色固体不是氢氧化镁，取灰白色固体于试管中，加入足量稀硝酸，充分振荡，固体溶解，说明固体可能是碱式氯化镁，或碱式氯化镁和氢氧化镁的混合物，根据碱式氯化镁[Mg(OH)Cl]难溶于水，但能与稀硝酸反应，生成Mg(NO3)2和HCl，所以往上述溶液中滴加硝酸银溶液，盐酸与硝酸银反应生成氯化银白色沉淀和硝酸，因此可以观察到的现象为产生白色沉淀，故填产生白色沉淀。
{评价交流}通过以上探究，只证明了氯元素的存在，未证明碱式氯化镁中的其它元素，因此上述探究还不足以说明该固体就是碱式氯化镁，故填只证明了氯元素的存在，未证明碱式氯化镁中的其它元素。
27．（2023九上·义乌月考）图一.图二是某兴趣小组探究金属，酸的化学性质时所做的两组实验。实验结束后，将两组实验试管中的物质分别全部倒入甲.乙两个洁净的烧杯中，据图回答：
（1）甲烧杯中的物质完全反应后，发现红色固体物质明显增多。下列说法正确的是____。（多选）
A．试管②反应后的固体中一定不含铁
B．完全反应后，甲烧杯中的固体一定含有铁
C．完全反应后，甲烧杯的溶液中可能含有Cu2＋
D．完全反应后，甲烧杯的溶液中一定含有Mg2＋.Fe2＋
（2）乙烧杯中的物质充分反应后，仅观察到有白色沉淀，无其他现象。则该白色沉淀是 （写化学式）。
（3）将乙烧杯内的物质进行过滤，对所得滤液中溶质成分进行了如下探究：
实验操作 实验现象 实验结论
步骤1：取少量滤液于试管中，向其中滴加足量硝酸钡溶液 有白色沉淀生成 滤液中的溶质是
步骤2：静置，向上层清液中滴加无色酚酞溶液 溶液变红
【答案】（1）A；C；D
（2）BaCO3
（3）Na2CO3.NaOH.NaCl
【解析】（1）根据铁不与氯化镁反应，铁与铜化铜反应生成氯化亚铁和铜，由此确定两试管中反应后溶液成分分析；
（2）根据钡离子和碳酸根离子结合成碳酸钡沉淀分析；
（3）根据碳酸钠与硝酸钡反应产生碳酸钡沉淀，氢氧化钠溶液呈碱性，反应后溶液中一定有生成物，反应物可能有剩余分析。
【解答】（1）试管①中铁不与氯化镁反应，试管②中铁与氯化铜反应生成铜和氯化亚铁， 甲烧杯中的物质完全反应后，发现红色固体物质明显增多，则说明②中氯化铜过量，试管②反应后的固体中一定不含铁 ，A正确； 完全反应后，甲烧杯中的固体中可能含有铁，也能不含铁，B错误； 完全反应后，甲烧杯的溶液中一定有氯化镁.氯化亚铁，可能有氯化铜，则可能含有Cu2＋，C正确； 完全反应后，甲烧杯的溶液中一定含有Mg2＋.Fe2＋，D正确。
（2）试管③中发生的氢氧化钡与盐酸生成氯化钡和水的反应，④发生的碳酸钠与盐酸生成氯化钠.水和二氧化碳的反应， 乙烧杯中的物质充分反应后，仅观察到有白色沉淀，无其他现象 ，则说明试管④中一定有碳酸钠剩余，碳酸钠与钡离子反应产生碳酸钡沉淀。
（3）乙烧杯溶液中一定有生成的氯化钠， 步骤1：取少量滤液于试管中，向其中滴加足量硝酸钡溶液 ，有白色沉淀生成，则证明乙中一定有碳酸钠， 步骤2：静置，向上层清液中滴加无色酚酞溶液，溶液变红，因碳酸钠全部与硝酸钡发生了反应，则说明滤液中溶质有氢氧化钠，即乙烧杯中滤液中溶质是Na2CO3.NaOH.NaCl 。
故答案为：（1）ACD；（2）BaCO3；（3）Na2CO3.NaOH.NaCl 。
28.（2023九上·上虞期末）某同学为了探究相关金属的化学性质，做了下列实验：
（1）A试管中实验现象是 。
（2）只通过A和B实验尚不能证明铜、银两种金属的活动性强弱，需补充一个实验来证明，补充实验所用试剂合理的是______(填字母)。
A．Cu、Ag、稀盐酸 B．Cu、AgNO3溶液
（3）实验C中物质充分反应后，某同学对试管中固体的成分提出以下四种猜想：这四种猜想中明显不合理的是______(填字母)。
A．Zn、Cu、Ag B．Zn、Cu C．Cu、Ag D．Ag
【答案】（1）锌片的表面有红色物质生成，溶液由蓝色逐渐变为无色 （2）B （3）B
【解析】（1）根据锌与硝酸铜的反应生成硝酸锌和铜分析；
（2）根据金属能否与酸反应或盐反应验证金属活动性强弱分析；
（3）根据向硝酸铜和硝酸银混合溶液加入锌片，锌先与硝酸银反应，然后再与硝酸铜反应分析。
【解答】（1） A试管中为锌与硝酸铜的反应，实验现象是锌片的表面有红色物质生成，溶液由蓝色逐渐变为无色。
（2）铜、银都不与稀盐酸反应，不能证明铜和银的活动性，A错误；铜能与硝酸银溶液反应，可证明铜的活动性大于银，B正确。
（3）向硝酸铜和硝酸银混合溶液加入锌片，锌先与硝酸银反应，然后再与硝酸铜反应，所以固体中一定有银，可能有铜或铜和锌，即固体中有锌则应该一定有铜，B不合理。
29．（2023九上·义乌期末）常温下，铁在潮湿的空气中容易生锈，产物主要为Fe2O3·nH2O；铁丝在纯氧气中燃烧，产物为黑色的Fe3O4。
【提出问题】铁在空气中用酒精灯加热时，是否与空气中氧气发生反应？产物是什么？
【查阅资料】①常见的铁的氧化物有三种：FeO、Fe2O3、Fe3O4，其中Fe3O4是磁性物质。
②FeCl3溶液呈黄色，FeCl2溶液呈浅绿色。
【探究】
①按图连接实验装置，检查★。向试管内加入铁粉，针筒活塞停在A刻度。
②加热铁粉的过程中，活塞发生移动。停止加热后，活塞逐渐向左移动，最终停在B刻度。
③用细线吊着洁净铁钉靠近加热后的固体粉末，发现没有粉末被铁钉吸上来。
④向试管内加入盐酸，发现有气泡产生，溶液立即出现黄色。
⑤另取一些未加热过的铁粉加入到盛有盐酸的
试管内，发现有气泡产生，溶液变为浅绿色。
经检验，步骤④.⑤产生的气体相同。
【实验结论与反思】
（1）步骤①中“★”处应填： 。
（2）步骤④.⑤中产生的气体是 。
（3）本实验探究的结论是：铁粉在空气中用酒精灯加热时，与空气中氧气发生反应，产物是 。
（4）结合已学知识和本次探究分析可得，铁与氧气反应的产物受反应温度.氧气的 等因素影响。
【答案】（1）装置气密性（2）氢气（3）氧化铁（4）浓度
【解析】根据密闭装置中进行的实验，需先检查装置气密性，铁与酸反应产生氢气，氧化铁与盐酸反应产生氯化铁溶液呈黄色，四氧化三铁具有铁磁性，反应产物与氧气浓度.温度等的关系分析。
【解答】（1）该实验需在密闭装置中进行，步骤①中“★”处应填检查装置气密性。
（2）步骤④.⑤中产生的气体是铁与盐酸反应产生的氢气。
（3）由实验可知，铁粉在空气中用酒精灯加热时，与空气中氧气发生反应产物不具有铁磁性，且能与酸反应产生三价铁离子的盐溶液，说明该产物为氧化铁。
（4）结合已学知识和本次探究分析可得，铁与氧气反应的产物受反应温度.氧气的浓度等因素影响。
故答案为：（1）装置气密性；（2）氢气；（3）氧化铁；（4）浓度。
30.（2022·浙江宁波·中考真题）久置的镁带表面会有一层灰黑色固体。为了测量久置镁带中金属镁的质量分数，同学们提出了两种实验方法：
物理方法：取一定质量的镁带，用砂纸打磨，除尽表面的灰黑色固体，根据剩余固体质量计算金属镁的质量分数。
化学方法：取一定质量的镁带，与足量的稀硫酸反应，根据测得生成气体体积计算金属镁的质量分数。
（1）经讨论，同学们否定了物理方法。理由是：打磨过程中___________。
（2）常温常压下氢气密度已知，因此大家认为化学方法可行。
（提示：镁与稀硫酸反应放热；灰黑色固体除氧化镁外，还存在少量碱式碳酸镁【MgCO3 Mg（OH）2】，它与酸反应会产生CO2气体；碱石灰是CaO和NaOH的混合物）同学们从下列装置中选择合适的装置，组装并进行实验，
A． B． C． D．
①图C、D虚线框内有一种测量体积的仪器（未画出），该仪器是___________。
②完成该实验应选择的装置为___________（填字母）。
③结合实验方法和选择的装置分析，会造成实验结果不准确的是___________。
A．加入稀硫酸不足，镁带有剩余 B．装置气密性不好 C．反应结束，立即读数
【答案】可能会除去部分镁 量筒 ABC ABC
【解析】（1）物理方法：取一定质量的镁带，用砂纸打磨，除尽表面的灰黑色固体，根据剩余固体质量计算金属镁的质量分数，否定了物理方法，是因为打磨过程中可能会除去部分镁。
（2）①测量液体体积的仪器是量筒；
②镁带与硫酸反应是固液不加热型，用A做发生装置；由于灰黑色固体除了氧化镁之外，还存在少量碱式碳酸镁MgCO3 Mg（OH）2，它与酸反应会产生CO2气体，故可用碱石灰吸收二氧化碳，选用的装置是B，氢气密度比水小，难溶于水，因此用装置C收集氢气，从短管进入，水从长管排出到量筒，量筒内水的体积即为生成氢气体积，故完成该实验应选择的装置为ABC；
③A．加入稀硫酸不足，镁带有剩余，金属镁的质量分数偏小，会造成实验结果不准确；
B．装置气密性不好，氢气体积不准确，求得镁质量不准确，会造成实验结果不准确；
C．镁与稀硫酸反应放热，反应结束，立即读数，氢气体积受热膨胀偏大，会造成实验结果不准确。
故选ABC。
31．（2023·温州）金属与酸反应会放出热量。为深入研究金属和酸反应的特点，小明用如图甲所示装置进行实验：在烧瓶中加入0.48克镁和足量的溶质质量分数为的稀盐酸，塞紧瓶塞，利用传感器记录160秒内瓶内气压变化。用等质量的铁和锌重复上述实验，得到相关曲线如图乙。
（1）图乙中，能支持锌比铁活动性强的证据是 。
（2）实验中，若0.48克镁完全反应，至少需要稀盐酸多少克？（镁与盐酸反应的化学方程式为：）
（3）解释镁与稀盐酸反应，0~80秒瓶内气压发生如图乙变化的原因： 。
【答案】（1）相同时间内锌与盐酸反应时增大的气压比铁大
（2）解：设需要盐酸溶质的质量为x
Mg + =
24 73
0.48克 x
解得： 克
稀盐酸溶液质量 克
答：需要加入稀盐酸的质量为10克。
（3）0~40秒，镁与盐酸反应生成氢气并放出大量的热，气压快速增大；40~80秒，温度降低，气压下降
【解析】（1）根据活动性越强的金属与酸反应速率越快分析；
（2）根据反应的镁的质量及方程式中物质间质量关系计算盐酸中溶质质量，从而计算盐酸的溶质质量分数分析；
（3）根据镁与盐酸反应放热分析。
【解答】（1） 相同时间内锌与盐酸反应时增大的气压比铁大，即锌与盐酸反应速率比铁大，可证明锌比铁活动性强。
（3） 0~40秒，镁与盐酸反应生成氢气并放出大量的热，气压快速增大；40~80秒，温度降低，气压下降 ，所以镁与稀盐酸反应 0~80秒瓶内气压发生如图乙变化 。
32．（2023九下·宁波月考）普通黄铜仅由铜和锌组成，广泛用于制造板材、管材等，也用于铸造机械零件。现有一块50.00g黄铜样品，某同学利用一种未知浓度的稀盐酸来测定样品中Cu的质量分数。有关数据如图：
求：
（1）黄铜中Cu的质量分数。
（2）样品完全反应产生的H2的质量。
（3）稀盐酸的溶质质量分数。
【答案】（1）根据铜不能与盐酸反应，由图1可得黄铜中铜的质量为33.75g；
黄铜中Cu的质量分数： ×100%＝67.5%；
答：黄铜中Cu的质量分数为67.5%；
（2）铜中锌的质量＝50.00g﹣33.75g＝16.25g
设完全反应产生的H2的质量为x，设完全反应时消耗盐酸的质量为y。
Zn+ 2HCl═ZnCl2+ H2↑
65 73 2
16.25g y x
x＝0.5g y＝18.25g
答：样品完全反应产生的H2的质量为0.5g；
（3）稀盐酸的溶质质量分数：
答：稀盐酸的溶质质量分数为10%。
【解析】（1）根据反应后剩余固体为铜的质量，从而计算铜的质量分数分析；
（2）根据反应的锌的质量及方程式中物质间质量关系计算氯化氢、氢气质量，再由溶质质量分数＝溶质质量/溶液质量计算盐酸的溶质质量分数分析。
33．（2023九上·平湖期中）钢铁工业是一个国家的支柱产业之一，某同学采集了一些生铁样品（含杂质，杂质不溶于水，不与稀硫酸反应）采用如下左图所示装置进行分析。分别称得锥形瓶与棉花的质量为44.1g，生铁样品的质量为9.0g。在锥形瓶中加入足量稀硫酸后，立即开始记录电子天平的示数，记录数据如下右图。
请认真分析数据，回答下列问题：
（1）小军数据处理的图象中正确的是
（2）计算样品中铁的质量分数；
（3）计算反应后所得溶液中硫酸亚铁的质量分数。
【答案】（1）B （2）93.33% （3）20%
【解析】根据反应记录数据，完全反应放出氢气质量=159.0g-158.7g=0.3g，加入稀硫酸的质量=159.0g-44.1g-9.0g=105.9g。
先设未知数，正确写出铁与硫酸反应的化学方程式；再找准有关物质，已知量是生成氢气的质量，未知量是参加反应铁.生成硫酸亚铁的质量；列比例式计算。
【解答】（1）A.由于生铁样品中的杂质不溶于水且不与酸发生反应，因此反应停止后样品的质量不为0，故错误；
B.随着生铁不断与稀硫酸反应，放出氢气质量逐渐增大，至完全反应，放出氢气的质量=159.0g-158.7g=0.3g，故正确；
C.加入稀硫酸的质量=159.0g-44.1g-9.0g=105.9g，反应使溶液的质量逐渐增大，直到反应停止溶液质量不再改变，故错误；
故答案为：B；
（2）设反应的铁的质量为x，生成的硫酸亚铁的质量为y，
Fe +H2SO4═ FeSO4+ H2↑
56 152 2
x y 0.3g
x=8.4g
y=22.8g
铁的质量分数=×100%=93.3%。
（3）硫酸亚铁的溶质质量分数=×100%=20%。
34．（2024九上·诸暨月考）某化学兴趣小组为了测定镁铜合金中镁的质量分数，取出2克合金样品，每次加入稀硫酸10克，共加入稀硫酸4次，充分反应后，过滤.洗涤.干燥.称重，得到的实验数据如图所示：
（1）这四次实验中，第 次实验开始加入的稀硫酸已经过量。
（2）合金样品中镁的质量分数为 ；
（3）计算稀硫酸的质量分数为多少？（写出计算过程，结果保留到小数点后一位）
【答案】（1）3
（2）70%
（3）H2SO4%=×100%=20.4%
35．（2023九上·平湖期中）人类的生产生活离不开金属。
（1）下列铜制品的用途中，利用金属导电性的是 。
（2）某兴趣小组为了测定铜钱（铜锌合金）中铜的质量分数，取多枚铜钱放入烧杯中，另取80克稀硫酸，分四次等质量加入，每次均充分反应，实验数据记录如下表。
实验次数 1 2 3 4
稀硫酸的用量/克 20 20 20 20
剩余固体的质量/克 20.0 17.4 14.8 13.8
分析上述数据，请回答下列问题：
①第4次实验结束后溶液的pH ▲ 7(填“＞”.“＝”或“＜”)。
②计算铜钱中铜的质量分数(计算结果精确到0.1%)。
③计算参加反应的稀硫酸中的溶质质量（计算结果保留一位小数）。
【答案】（1）B
（2）解：①＜；
②铜钱总质量： 20克 +（20克-17.4克）= 22.6克
铜钱中铜的质量为： 13.8克
铜钱中铜的质量分数 Cu% = 13.8克/22.6克×100% = 61.1%
③ 铜钱中锌的质量为：22.6克-13.8克 = 8.8克
设参加反应的稀硫酸中含H2SO4的质量为x
Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑
65 98
8.8克 x
65：98=8.8g：x
X=13.3g
【解析】（1）物质的性质决定物质的用途，根据常见金属的性质与用途分析。
（2）根据第一次.第二次和第三次固体都是减少了2.6g，第四次只减少了1g，所以此时硫酸过量。
结合生成固体的质量求算样品中铜的质量分数，参加反应的稀硫酸中的溶质质量。
【解答】（1）A.铜火锅，利用了铜具有良好的导热性，故不符合题意。
B.铜导线，利用了铜具有良好的导电性，故符合题意。
C.铜钟，利用了铜振动时发声的性质，故不符合题意。
故答案为：B。
（2）①第一次.第二次和第三次固体都是减少了2.6g，第四次只减少了1g，所以此时硫酸过量。所以第4次实验结束后溶液的pH＜7。
36．（2024九上·温州期中）铁的锈蚀对社会生产造成较大损害，但也有可利用的一面。如某些食品包装袋内常放入以还原性铁粉为主要成分的“双吸剂”，以防止食品腐败。某课外兴趣小组在实验室发现一包包装破损的“双吸剂”他们取六份样品，分别加入不同质量的稀硫酸(该过程中产生的气体全部来自铁粉与稀硫酸的反应)，测得部分数据如下，请根据有关信息问答问题：
实验次数 1 2 3 4 5 6
取样品质量（g） 30.0 30.0 30.0 30.0 30.0 30.0
取稀硫酸质量（g） 30.0 60.0 90.0 120.0 150.0 180.0
产生气体质量（g） 0 0 0.1 0.3 0.4 a
（1）表格a中的数值为 。
（2）食品袋内放入“双吸剂”能防止食品腐败的原因是 。
（3）列式计算该实验中稀硫酸的溶质质量分数 (结果保留至0.1%)。
【答案】（1）0.4 （2）铁粉与氧气.水分反应，吸收了食品袋内的氧气.水蒸气 （3）32.7％
【解析】破损的包装中有铁粉及三氧化二铁
【解答】（1）3-4，30克样品增加0.2克气体，4-5，30克样品增加0.1克气体，证明150克硫酸足以将铁完全反应，故第六组为0.4
（3）取硫酸完全反应的实验，根3-4次实验，增加的30克硫酸与铁生成0.2克氢气
Fe+H2SO4=FeSO4+H2
98 2
m 0.2g m=9.8g m%=9.8g/30g=32.7%
37．（2024九上·南浔期末）现有一份质量为20ｇ的金属混合物，已知该金属混合物由镁.铁和铜三种金属粉末混合而成。某课外兴趣小组为探究该金属混合物的组成，将250ｇ稀硫酸分五次加到盛有该金属混合物的烧杯中，经测定得到如下数据：
次数 第1次 第2次 第3次 第4次 第5次
加入稀硫酸质量／ｇ 50 50 50 50 50
剩余固体质量／ｇ 17.6 15.2 11.2 ａ 2.8
（1）表格中ａ的值为 ；
（2）所用稀硫酸的溶质质量分数是 ；
（3）该金属混合物中铁的质量是多少？
【答案】（1）5.6 （2）19.6%
（3）设第3次反应中消耗的Mg的质量为x，消耗的Fe的质量为（4-x），
与Mg反应的硫酸溶质的质量为y1，与Fe反应的硫酸溶质的质量为y2。
Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑ Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
24 98 56 98
x y1 (4-x) y2
y1=98x/24 y2=[98(4-x)]/56
98x/24+[98(4-x)]/56=9.8g
得x＝1.2g
Mg的质量＝2.4g+2.4g+1.2g＝6g
Fe的质量=20g-6g-2.8g=11.2g
【解析】根据表中所给数据及金属活动性顺序，确定先镁反应，由固体质量计算出50克稀硫酸完全反应消耗镁的质量，再由镁的质量计算硫酸的溶质质量分数，由参加反应的硫酸的质量计算出a的值及混合物中铁的质量分析。
【解答】镁的活动性大于铁，铜不与酸反应，加入硫酸，先镁发生反应，然后铁再反应，铜不参与反应，由表中数据可知，前2次加入50克稀硫酸是镁与硫酸反应，50g稀硫酸完全反应消耗镁的质量为2.4g，第3次铁开始反应，每加入50克稀硫酸完全反应，设所用稀硫酸溶质质量分数为x
Mg+ H2SO4 =MgSO4+ H2↑
24 98
2.4g 50gx
24：98=2.4g：50gx
x=19.6%
设50g稀硫酸完全反应消耗铁的质量为y
Fe+ H2SO4 =FeSO4+ H2↑
56 98
y 50g19.6%
56：98=y：(50g19.6%)
y=5.6g，则a的值为11.2g-5.6g=5.6g.
故答案为：（1）5.6；（2）19.65；（3）11.2g 。
38．（2022九上·义乌期中）Cu，Zn合金称为黄铜，有优良的导热性和耐腐蚀性，可用作各种仪器零件。化学兴趣小组的同学为了测定某黄铜的组成，取20g该黄铜样品于烧杯中，向其中分5次加入相同溶质质量分数的稀硫酸，使之充分反应。每次所用稀硫酸的质量及剩余固体的质量记录于下表：
加入稀硫酸的质量 (g) 充分反应后剩余固体的质量 (g)
第 1 次 40 m
第 2 次 40 14.8
第 3 次 40 12.2
第 4 次 40 11.2
第 5 次 40 11.2
试回答下列问题：
（1）从以上数据可知，最后剩余的 11.2g 固体的成分是 ；表格中，m= ．
（2）黄铜样品中锌的质量分数为 ．
（3）计算所用稀硫酸中硫酸的质量分数是多少？
【答案】（1）Cu；17.4
（2）44%
（3）设稀硫酸质量分数为X
Zn+ H2SO4= ZnSO4+ H2↑
65 98
2.6g 40gx
65：98=2.6g：40gx
x=9.8%
【解析】（1）根据黄铜中锌能与稀硫酸反应，铜不能与稀硫酸反应，反应结束后剩余固体为铜分析；
（2）根据样品中铜的质量计算出锌的质量及质量分数分析；
（3）根据反应的锌的质量及方程式中锌与硫酸质量比计算硫酸的质量分数分析。
【解答】（1）黄铜中锌能与稀硫酸反应，铜不能与稀硫酸反应，由表中数据可知，所加稀硫酸过量，最后剩余11.2克固体为铜，加入40克稀硫酸完全反应消耗锌的质量为14.8－12.2＝2.6克，则m＝14.8+2.6＝17.4g.
（2）黄铜样品中锌的质量分数为.
39．（2023九上·玉环月考）航空母舰作为一个国家综合国力的象征，是技术含量.建造难度.系统集成度最高的水面舰艇。航母很多设备中的许多电子元件使用了黄铜。为测定某黄铜（假设合金中仅含铜.锌）中铜的质量分数，兴趣小组同学称取20g黄铜粉末于烧杯中，将80g稀硫酸分四次加入，充分反应，测得实验数据如下表所示：
第一次 第二次 第三次 第四次
加入稀硫酸的质量/g 20 20 20 20
烧杯中剩余物的质量/g 39.92 59.84 79.80 m
（1）黄铜粉末完全反应生成氢气的总质量为 ，
（2）该黄铜中铜的质量分数为多少？（写出计算过程）
（3）第三次实验溶液中的溶质为 。
【答案】（1）0.2；99.8
（2）65 2
0.2g
（3）
【解析】（1）根据表中的数据分析，每加入20g的稀硫酸生成的氢气的质量为：0.08g，第三次加入20g的稀硫酸产生的氢气的质量=59.84g+20g-79.80g=0.04g＜0.08g，说明有剩余的稀硫酸，再结合质量守恒定律分析。
（2）先设未知数，正确写出锌与硫酸反应的化学方程式；再找准有关物质，已知量是生成氢气的质量，未知量是参加反应锌的质量；列比例式计算。
（3）根据（1）分析，第三次加入20g的稀硫酸后，硫酸过量分析。
【解答】（1）由表中的数据可知，每加入20g的稀硫酸生成的氢气的质量为：0.08g，第三次加入20g的稀硫酸产生的氢气的质量=59.84g+20g-79.80g=0.04g＜0.08g，说明有剩余的稀硫酸。
第三次加入的20g稀硫酸有剩余，则第四次加入的20g稀硫酸没有反应，所以m=79.80+20=99.80。
根据质量守恒定律知，生成氢气的总质量为0.08g+0.08g+0.04g=0.2g。
（3）根据（1）的分析，第三次加入20g的稀硫酸产生的氢气的质量=59.84g+20g-79.80g=0.04g＜0.08g，说明有剩余的稀硫酸，所以第三次实验溶液中的溶质为硫酸.硫酸锌。
40．（2021九上·嵊州期末）如图所示，在细木棒AB的两端分别悬挂两个相同的小铁环，把细线系在木棒的中点O，并悬挂起来，使之恰好在水平位置平衡。再将铁坏同时分别浸没到密度相等的硫酸和硫酸铜溶液中,放置一段时间后，可现察到什么现象 对此现象作出合理的解释。
【答案】现象：左边铁环表面产生大量气泡，右边铁环表面析出一层红色固体，小木棒A端上升，B端下沉。
解释：铁的金属活动性顺序排在氢和铜前面，所以铁能和左边烧杯中的稀硫酸反应产生氢气，能和右边烧杯中的硫酸铜溶液反应转换出红色的铜；左边铁环质量变小，右边铁环质量变大，根据杠杆平衡条件可知：F左L左【解析】（1）铁和稀硫酸反应，生成硫酸亚铁和氢气，溶液密度变大。铁和硫酸铜反应，生成硫酸亚铁和铜单质，溶液密度减小；
（2）根据生成物分析左右两个铁环重力的变化，再结合杠杆的平衡调节F1L1=F2L2分析小木棒的倾斜情况。
41．（2024九上·绍兴期末）“自热火锅”给我们的生活带来一定的便利。小明同学就某种自热火锅的“自热”原理产生了兴趣，查阅到的相关资料如下：
①自热火锅食用方法：下层底盒中倒入适量冷水，打开加热包塑料膜，将加热包放入凉水中：放上上层食材盒，倒入一定食用冷水，盖上盖子，15分钟后，即可开盖食用。(图乙为自热火锅结构示意图)
②加热包内含有铁粉.铝粉.焦炭粉.生石灰等物质，其中的金属粉末与碳粉在热水中发生化学反应，可短时间放出大量的热，后续缓慢放热。
③自热火锅工作时，下层加热盒中空气温度随时间变化的图像如图丙所示。
为解释自热火锅的工作原理，请结合上述材料，对oa.ab.bc各段的温度变化做出解释。
【答案】oa段：冷水进入加热包，与CaO反应，放出热量，在20S内使下层底盒中的水温度升高到60℃。ab段：水温升高后，加热包内的铁粉.铝粉与碳粉发生化学反应，放出大量热，短时间内使水沸腾，蒸汽温度高达200℃，高温蒸汽对上层食盒持续加热，使上层食盒中的水沸腾，15分钟后，即可煮熟食物。bc段：食物煮熟后，化学反应持续缓慢放热，蒸汽从盒盖小孔出去，散热大于产热，盒内温度逐渐下降。
【解析】根据氧化钙与水反应，铁生锈等放热使水沸腾，煮熟食物及热传递结合题中图像温度的变化进行分析。
【解答】对0a段，冷水进入热包，与氧化钙反应放热；在20s内使下层底盒中的水温升高到60℃；ab段，水温升高后，加热包内的铁粉.铝粉与炭粉发生化学反应，放出大量的热，短时间内使水沸腾，蒸气温度高达200℃，高温蒸气对上层食盒持续加热，使上层食盒中的水沸腾，15分钟后即可煮熟食物；bc段，食物煮熟后，化学反应持续放热，蒸汽从食盒小孔出去，散热大于产热，盒内温度逐渐下降。
思维导图
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
课后巩固
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第2节 金属的化学性质
考点一、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
典例1：（2022九上·滨江期中）金属与氧气反应可以生成金属氧化物。小林同学绘制了三条表示某种金属质量和其与氧气反应生成的金属氧化物质量的关系曲线，如图，请回答：
（1）曲线________一定错误。
（2）表示Cu与CuO质量关系的曲线是________。
变式1：（2023·桐乡模拟）科学家一直致力于研发优异的压电材料，目前我国发现了一种具有广泛应用前景的压电材料钙铁矿晶体——钛酸钙(CaTiO3)，它可以用复合氧化物(CaO·TiO2)的形式表示。对上述信息分析错误的是（ ）
A．TiO2属于金属氧化物
B．CaTiO3中钛元素的质量分数最小
C．CaTiO3由3种元素组成
D．CaTiO3与 (CaO·TiO2）中Ti元素化合价相同
变式2：下列关于金属与氧气反应的说法中正确的是（ ）
A．红热的铁丝在空气中能燃烧
B．根据金属与氧气反应的难易程度，可以初步比较一些金属的活动性
C．各种金属在常温下都能与氧气反应
D．在较高温度下能与氧气反应的金属，在常温下也能与氧气反应
变式3：（2023·宁波模拟）四川省广汉市三星堆遗址出土了青铜面具和黄金面具，是我国考古史上非常重要的文物。出土的青铜面具表面有不少铜锈(Cu2(OH)2CO3)，而黄金面具色泽光亮，最薄处仅2 mm。下列说法错误的是（ ）
A．铜裸露在干燥的空气中易生成铜锈
B．越活泼的金属在自然界中越容易生成氧化物
C．金具有较好的延展性，可用来做面具
D．铜生成铜锈的过程中，铜元素的化合价升高
考点二、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
形式： A+BC → AC+B
特点：单换单
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
c.H2和C与金属氧化物反应，如H2+CuO △ Cu+H2O
(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
典例1：（2023·绍兴）小敏阅读教材得知：将铜片和锌片同时插入稀H2SO4，可以组成一个电池(图甲)。那么该电池的正负极与什么有关呢？对此，小敏做了三组实验，并借助灵敏电流表进行判断(图乙)。发现该电池的正负极与金属活动性强弱有关且存在一定规律。据此判断，下列金属片组合可以使电流表指针向左偏转(图丙)的是（ ）
A．a铝片、b镁片 B．a铁片、b锌片 C．a铁片、b铜片 D．a铜片、b银片
变式1：（2024九上·温州期中）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
变式2：（2024九上·余杭期末）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)。则下列说法正确的是（ ）
A．甲.乙.丙依次可能是Mg.Zn.Fe B．金属活动性：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3：（2024九上·鹿城月考）实验室为测定铜铁合金的含铁量，取该合金若干，向其中加入相应质量的稀硫酸溶液，充分反应后，称量剩余固体质量。实验数据如下表，请分析数据，回答下列问题：
实验组 1 2 3
稀硫酸质量/g 50 50 100
合金质量/g 5 15 25
反应后固体质量/g 2.2 9.4 n
（1）该合金中铁的质量分数为多少？
（2）实验所用的稀硫酸的溶质质量分数为多少？
（3）表中的n为 （填数值）
考点三、金属的活动性顺序
（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 无
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
典例1：为探究锌.铁.铜.银的四种金属的活动性顺序，小科设计了如图所示的实验。
（1）运用控制变量法设计实验方案是科学研究的重要方法。在A.B.C三个实验中，需要控制的实验条件除了金属与稀硫酸的接触面积.稀硫酸的体积.温度以外还需要控制的条件是
。（2）你认为从中选择四个实验即可验证锌.铁.铜.银的金属活动性顺序。这四个实验的组合是 。
变式1：（2024九上·诸暨月考）为探究Fe.Cu.Ag三种金属的活动性顺序，某兴趣小组设计了如图所示的四组实验方案，其中不能达到实验目的的是（ ）
A． B． C． D．
变式2：（2024九上·诸暨月考）将一定质量的铁粉加入含AgNO3和Zn(NO3)2两种溶质的溶液中，反应结束后过滤，分别向滤液和滤渣中加入稀盐酸，均无明显现象，下列对滤渣和滤液的说明中，不正确的是（ ）
A．滤渣的成分只有银
B．滤液中的溶质是Zn(NO3)2.Fe (NO3)2
C．滤渣的成分可能是银.锌的混合物
D．所得滤液的质量小于反应前原溶液的质量
变式3：（2024九上·诸暨月考）某化学兴趣小组为了探究铬与常见金属铝.铜在金属活动性顺序中的相对位置关系，进行了如下探究活动：
【查阅资料】铬（Cr）是银白色有光泽的金属，在空气中表面能生成抗腐蚀的致密氧化膜。铬能与稀硫酸反应，生成氢气和硫酸亚铬（CrSO4）。
【提出猜想】对这三种金属的活动性顺序提出了如下猜想：
猜想①：Cr＞Al＞Cu
猜想②：Cr＞Cu>Al 猜想③：Al＞Cr＞Cu
猜想④：Al＞Cu＞Cr
（1）【讨论交流】根据已学的金属活动性顺序和已查阅的资料分析，肯定不能成立的猜想有 （填序号）。
（2）【实验设计及过程】请将表中的内容填写完整。
实验操作 实验现象 实验结论
室温下，将大小相同并打磨光亮的铬片.铝片.铜片分别投入盛有体积相同.溶质质量分数相同的稀硫酸的试管中。 铬片表面产生气泡缓慢，铝片表面产生气泡较快，铜片表面无现象 猜想 .（填序号）成立
（3）【实验反思】有同学提出探究金属活动性强弱还可以依据“金属与盐溶液是否发生置换反应”来判断。为了验证甲.乙.丙三种金属的活动性依次减弱，某同学设计了如下方案：
① 把甲放入乙的盐溶液中 ②把乙放入丙的盐溶液中 ③把甲放入丙的盐溶液中
你认为该方案中的 （填序号）没有必要做。
考点四、防止金属腐蚀的常用方法
（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。
典例1：（2024九上·诸暨月考）小明用普通铁钉，纯铁钉同时进行如图的四组实验，一段时间后只有实验A中观察到了锈斑，其他均无明显变化。
（1）对比 实验，说明铁制品锈蚀需要水；对比A和D实验，说明铁制品锈蚀与 因素有关；
（2）根据上述实验结论，下列措施中能有效防止金属锈蚀的是
①金属表面涂抹油漆 ②改变金属的内部结构
③用湿布擦拭，保持金属表面清洁 ④在金属表面进行电镀⑤使金属表面形成致密的氧化物薄膜
变式1：某同学设计了如图装置探究铁锈蚀的条件。a管中装入的是少量煮沸的蒸馏水，b管中是干燥的空气。塞紧木塞，并调节L端与R端的液面高度一致，一段时间后观察。下列推断错误的是（ ）
A．a管中的铁钉会锈蚀
B．L端的液面低于R端
C．该实验可以证明铁的锈蚀需要空气和水
D．若将铁钉替换为相同大小的铜钉重复实验，常温下a中铜钉会生锈，b中铜钉很难生锈
变式2：（2023·宁波）室外的铁制栏杆在多雨季节易生锈，小宁对铁生锈的条件进行了探索，实验装置如图。3天后，发现只有装置C中的铁丝生锈了。
（1）装置A中生石灰的作用是 。
（2）装置B、C中的实验现象说明与 接触是铁生锈的条件之一。
变式3：（2024九下·舟山开学考）小科发现学校草地周围都做上了新的铁栅栏，师傅们在上面涂油漆。铁栅栏上为什么要涂油漆呢 某兴趣小组为此进行研究：
【方案】取四支试管编号为①.②.③.④，分别作如图处理，两周后，观察铁钉表面的锈蚀情况。
（1）若两周后观察到①中铁钉生锈而④中铁钉未生锈，据此可得出：铁钉生锈需要 。
（2）若观察到 现象，则可得出食盐会加快金属锈蚀。
（3）【应用】根据以上实验，请解释学校铁栅栏涂油漆能防锈的原因。
1．（2023九上·永康期末）下图表示了金属活动性顺序表中铜、锡和铝被人类大规模冶炼、利用的大致年限。
分析该图的规律，你认为金属被大规模冶炼、利用的先后顺序跟下列哪个因素有关（ ）
A．金属的导电性 B．金属的延展性 C．金属的颜色 D．金属的活动性
2．（2023·金华模拟）小明将甲、乙、丙三种金属与两种溶液反应，并根据实验现象编制了如图的检索表，根据检索表可知甲、乙、丙三种金属的活动性顺序为（ ）
A．甲＞乙＞丙 B．乙＞丙＞甲 C．丙＞甲＞乙 D．甲＞丙＞乙
3．（2023·台州）硫酸锌(ZnSO4)可用于治疗锌缺乏引起的食欲不振、生长发育迟缓等病症。下列选项中的两种物质，不能直接反应制得硫酸锌的是（ ）
A．Zn和H2SO4 B．ZnO和H2SO4 C．ZnCO3和H2SO4 D．Zn和Na2SO4
4．（2024九上·拱墅期末）将一定量的金属M加入到ZnCl2和CuCl2的混合溶液中，充分反应后过滤，得固体滤渣，滤液为无色，向滤渣中滴加稀硫酸气泡产生，下列有关金属M.Zn.Cu的金属活动性判断一定正确的是（ ）
A．M>Zn B．Zn>M C．M>Cu D．Cu>M
5．（2024九上·绍兴期末）锰(Mn)和镍(Ni)是两种不常见的金属，为了比较锰.镍和铁的金属活动性，小明在老师的指导下进行了实验，结果如下表：
加金属锰 加金属铁 加金属镍
硝酸锰溶液 ▲ 有金属析出 无金属出现
则三种金属的活动性顺序为（ ）
A．Fe>Ni>Mn B．Mn>Fe>Ni C．Ni>Mn>Fe D．Fe>Mn>Ni
6．（2023·永嘉模拟）为验证Fe、Cu的金属活动性，下列方案中不可行的是（ ）
A． B． C． D．
7．（2024九上·金东期末）钴(Co)的金属活动性与铁相似，钴的化合物相关性质如下.下列预测合理的是（ ）
物质 CoO Co(OH)2 CoCl2 CoCO3
在水中溶解性 难溶，灰绿色固体 难溶，粉红色固体 易溶，溶液呈粉红色 难溶，粉红色固体
A．Co能从MgCl2溶液中置换出Mg
B．CoO能与盐酸反应得到粉红色溶液
C．CoCO3能与盐酸反应生成H2
D．Co(OH)2可由Co与NaOH溶液反应制得
8．（2024九上·瓯海期中）某合金由两种金属元素组成，取该合金60g投入足量稀硫酸中，反应完全后，测得生成H23g，则合金的组成不可能是（ ）
A．Fe与Zn B．Mg与Cu C．Na与Al D．Al与Fe
9．（2024九上·江北期末）有A.B两种金属放入等质量且等质量分数的稀硫酸中，生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示，下列结论合理的是（ ）
A．金属活动性A>B
B．相对原子质量AC．与金属A反应的硫酸一定是过量的
D．与金属B反应的硫酸一定是过量的
10．（2024·绍兴）将质量相等的Mg.Al.Zn三种金属分别放入质量和质量分数均相等的三份稀硫酸中，反应结束后，生成氢气的质量关系不可能的是（ ）
A． B． C． D．
11．（2024九上·诸暨月考）向两份装有等质量的镁粉和铁粉的烧杯中逐渐加入等浓度的稀硫酸直至过量，下列图像中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
12．（2024九上·杭州期末）在FeCl2和CuCl2的混合溶液中加入Zn粉，下列说法错误的是（ ）
A．若反应完成后Zn无剩余，溶液中若有CuCl2，则一定有FeCl2
B．若反应完成后Zn无剩余，溶液中若无CuCl2，则可能有FeCl2
C．若反应完成后Zn有剩余，则溶液中有ZnCl2，无CuCl2和FeCl2
D．若反应完成后Zn有剩余，则溶液中有ZnCl2，无CuCl2，可能有FeCl2
13．（2024·余杭模拟）某废液中含有硝酸银和硝酸铜，为回收利用和减少污染，往废液中加入一定量的铁粉，充分反应后，过滤得到滤渣和滤液，向滤渣中加入少量稀盐酸，产生气泡，则下列判断正确的是（ ）
A．滤渣中一定含有银，可能含有铜
B．滤渣中一定含有银和铜，可能含有铁
C．滤液中一定含有硝酸亚铁，一定没有硝酸银和硝酸铜
D．滤液中一定含有硝酸亚铁，可能含有硝酸银和硝酸铜
14．（2023九上·玉环月考）在杠杆的两端分别挂着质量体积都相同的铝球和铁球，此时杠杆平衡，然后将两球分别浸没在稀硫酸和硫酸铜溶液中片刻，如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．铝球一定是空心的 B．左边烧杯中的溶液质量减少了
C．去掉两烧杯杠杆仍平衡 D．右边铁球上出现红色物质
15.（2022九上·金华期中）如图所示，烧杯中盛有质量相等、质量分数相等的稀盐酸，天平调平后，同时向其中分别加入等质量的过量锌 片和铁片，则反应开始到反应结束的过程中，天平指针指向的变化是（ ）
A．先向左偏后平衡 B．先向左偏后向右偏
C．先向右偏后平衡 D．先向右偏后向左
16．将锌粉持续加入100g含有和两种溶质的混合溶液中，充分反应。当加入锌粉的质量为6.5g时，溶液质量最小；当加入锌粉的质量为13.0g时，恰好完全反应。下列是反应中的相关量随加入锌的质量变化的关系图，其中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
17．（2023·上城模拟）某兴趣小组同学在做铜片与硝酸银溶液反应的实验，向盛有硝酸银溶液的烧杯中加入足量铜片至反应完全。如图“ ”、“○”、“ ”表示烧杯内溶液中由溶质电离产生的不同离子（不考虑大小)。
（1）写出该反应过程中的实验现象： 。
（2）其中“ ”表示 (填写离子符号)。
18．（2022·长兴模拟）在盐酸中加入过量的某种金属粉末，反应的微观模型如图所示，图中圆圈表示该反应前后溶液中存在的主要离子。
（1）该金属粉末可能是 。
A．Cu B．Mg C．Al D．Na
（2）图中“”所代表的离子是 (填离子符号)。
19.（2023·桐乡模拟）向硝酸铜、硝酸银的混合溶液中加入一定量锌粉，充分反应后过滤，得到固体A和液体B，回答下列问题。
①若液体B仍呈蓝色，则B中一定含有的溶质有 。
②若液体B呈无色，且向固体A中加入稀盐酸后产生气泡，则固体A中一定含有的物质有 。
20．（2022九上·舟山期中）等质量的A、B两种物质分别与等质量的同浓度的稀盐酸充分反应，反应产生气体的质量与反应时间的关系如甲图所示．请回答下列问题：
①若A，B为Mg、Zn中的一种，则A是 。
②若A，B为碳酸钠粉末和碳酸钙块状固体中的一种，反应结束后，则它们消耗的酸 （填“A多”、“B多”或“相等”）．B反应至a点时，所得溶液的溶质为
21．（2024九上·余杭期末）某溶液含有Cu(NO3)2和AgNO3，现向其中加入一定量的锌粉，参加反应的锌的质量与溶液中金属离子种类的关系如图所示。请回答下列问题。
（1）a~b间(不含两点)的溶液中滴加稀盐酸，观察到的现象是 。
（2）当参加反应的锌的质量分别为m1.m2时，溶液中Cu(NO3)2的质量分数 (填“增大”“减小"”或“相等")。
22．（2023九上·瓯海会考）探究活动：在室温条件下进行如图所示实验。已知：试管内镁条和铁片表面均被打磨洁净，且形状.大小均相同；同时加入两支试管中的稀盐酸的质量和质量分数均相等。
（1）该实验的目的是 。两支长颈漏斗中产生的现象的不同之处是 。（2）若实验所用的金属均过量，则甲装置中产生的H2比乙装置中产生的H2质量 （填“多”.“少”或“相等”）。
23.（2023九上·嘉兴期末）小嘉发现学校草地周围都做上新的铁栅栏，师傅们在上面涂油漆。铁栅栏上为什么要涂油漆呢 某兴趣小组为此进行研究：
【方案】取四支试管编号为①、②、③、④，分别作如图处理，两周后，观察铁钉表面的锈蚀情况。
（1）设置①③两支试管对照，基于的猜想是 。
（2）若两周后观察到①中铁钉生锈而④中铁钉未生锈，据此可得出：导致铁钉生锈的因素为 。（3）若得出食盐会加速金属锈蚀，则实验中支持该结论的证据是 。
【解释】根据以上实验，请解释学校铁栅栏涂漆能防锈的原因是： 。
24．（2024九下·舟山开学考）2018年，我国首艘001A型国产航母开始海试，标志着我国在航海及军事领域取得重大突破。根据所学知识填空。
（1）金属和金属材料在生产生活中有广泛的用途。请回答下列问题：
我国自主研制的C919大型客机试飞成功，标志着我国飞机制造技术又有了新的突破。飞机外壳的主要材料是铝合金，“铝合金”属于 （填“金属材料”或“合成材料”）。
（2）为了探究航母材料中锌.铁.铜三种金属活动性强弱，某同学设计了下列实验（每步均充分反应），其中能达到目的的是____（填序号）。
A．稀盐酸中加入足量铁粉后，再加铜粉，最后加入锌粉
B．ZnCl2溶液中加入足量铁粉后，再加入CuCl2溶液
C．ZnCl2溶液中加入足量铜粉后，再加入铁粉
（3）根据上述实验结论，下列措施中能有效防止金属锈蚀的是
①金属表面涂抹油漆 ②改变金属的内部结构
③用湿布擦拭，保持金属表面清洁 ④在金属表面进行电镀⑤使金属表面形成致密的氧化物薄膜
25．（2023·浦江模拟）小科对Mg与稀盐酸反应后的废液成分产生了疑问，于是开始了实验探究。
【提出问题】Mg 与稀盐酸反应后的废液中有哪些溶质
（1）【猜想假设】猜想1：MgCl2； 猜想2：MgCl2和HCl。
【实验过程】小科取少量废液于试管中，滴加硝酸银溶液，再滴入足量稀硝酸，白色沉淀不消失。由上述现象，小科得出结论：猜想1正确。请评价小科的结论是否正确并说明理由。
（2）在听取老师建议后，小科用其他试剂进行实验，并得出猜想⒉正确。推测小科可能选择的试剂或药品并描述关键现象 。(写出一种即可)
（3）小科查阅相关资料发现镁与热水能发生反应生成氢气。在过量的镁与盐酸反应的过程中，小科发现试管很烫，那么此时镁与水反应了吗 小科又做了如下实验：
试管Ⅰ 试管2 试管3 试管4
试剂 和药品 镁条 冷水 镁条 热水 镁条 热水 氢氧化钠溶液 镁条 热水 氯化钠洛液
实验 现象 无气泡 少量气泡 少量气泡 大量气泡
分析上述实验，可以得出的结论是 。
26．（2022·浙江丽水·中考真题）小丽和小科在做“金属与酸反应”的实验时，他们分别将镁条投入盛有稀盐酸的试管中，小丽加入少量镁条，而小科加入了足量镁条。一段时间后，小科的试管底部“意外”地出现了灰白色固体。为探究该固体是什么物质，他们开展了如下探究：
[提出问题]足量镁和稀盐酸反应生成的灰白色固体是什么
[查阅资料]氢氧化镁和碱式氯化镁[Mg(OH)Cl]都难溶于水，但都能与稀硝酸反应，后者能生成Mg(NO3)2
[建立假设]假设1：未溶解完的氯化镁；假设2：氢氧化镁；假设3：碱式氯化镁…
[进行实验]将灰白色固体过滤、充分洗涤后进行如下实验：
序号 实验操作 实验现象 实验结论
实验一 取灰白色固体于试管中，加入足量蒸馏水，充分振荡 固体不溶解 假设1______。
实验二 取灰白色固体于试管中，加入足量稀硝酸，充分振荡 固体溶解 假设2不成立
往上述溶液中滴加硝酸银溶液 ______。
[评价交流]小丽认为该灰白色固体平定是碱式氯化镁。小科认为上述探究还不足以说明该固体就是碱式氯化镁，其理由是______。
[继续探究]…
27．（2023九上·义乌月考）图一.图二是某兴趣小组探究金属，酸的化学性质时所做的两组实验。实验结束后，将两组实验试管中的物质分别全部倒入甲.乙两个洁净的烧杯中，据图回答：
（1）甲烧杯中的物质完全反应后，发现红色固体物质明显增多。下列说法正确的是____。（多选）
A．试管②反应后的固体中一定不含铁
B．完全反应后，甲烧杯中的固体一定含有铁
C．完全反应后，甲烧杯的溶液中可能含有Cu2＋
D．完全反应后，甲烧杯的溶液中一定含有Mg2＋.Fe2＋
（2）乙烧杯中的物质充分反应后，仅观察到有白色沉淀，无其他现象。则该白色沉淀是 （写化学式）。
（3）将乙烧杯内的物质进行过滤，对所得滤液中溶质成分进行了如下探究：
实验操作 实验现象 实验结论
步骤1：取少量滤液于试管中，向其中滴加足量硝酸钡溶液 有白色沉淀生成 滤液中的溶质是
步骤2：静置，向上层清液中滴加无色酚酞溶液 溶液变红
28.（2023九上·上虞期末）某同学为了探究相关金属的化学性质，做了下列实验：
（1）A试管中实验现象是 。
（2）只通过A和B实验尚不能证明铜、银两种金属的活动性强弱，需补充一个实验来证明，补充实验所用试剂合理的是______(填字母)。
A．Cu、Ag、稀盐酸 B．Cu、AgNO3溶液
（3）实验C中物质充分反应后，某同学对试管中固体的成分提出以下四种猜想：这四种猜想中明显不合理的是______(填字母)。
A．Zn、Cu、Ag B．Zn、Cu C．Cu、Ag D．Ag
29．（2023九上·义乌期末）常温下，铁在潮湿的空气中容易生锈，产物主要为Fe2O3·nH2O；铁丝在纯氧气中燃烧，产物为黑色的Fe3O4。
【提出问题】铁在空气中用酒精灯加热时，是否与空气中氧气发生反应？产物是什么？
【查阅资料】①常见的铁的氧化物有三种：FeO、Fe2O3、Fe3O4，其中Fe3O4是磁性物质。
②FeCl3溶液呈黄色，FeCl2溶液呈浅绿色。
【探究】
①按图连接实验装置，检查★。向试管内加入铁粉，针筒活塞停在A刻度。
②加热铁粉的过程中，活塞发生移动。停止加热后，活塞逐渐向左移动，最终停在B刻度。
③用细线吊着洁净铁钉靠近加热后的固体粉末，发现没有粉末被铁钉吸上来。
④向试管内加入盐酸，发现有气泡产生，溶液立即出现黄色。
⑤另取一些未加热过的铁粉加入到盛有盐酸的
试管内，发现有气泡产生，溶液变为浅绿色。
经检验，步骤④.⑤产生的气体相同。
【实验结论与反思】
（1）步骤①中“★”处应填： 。
（2）步骤④.⑤中产生的气体是 。
（3）本实验探究的结论是：铁粉在空气中用酒精灯加热时，与空气中氧气发生反应，产物是 。
（4）结合已学知识和本次探究分析可得，铁与氧气反应的产物受反应温度.氧气的 等因素影响。
30.（2022·浙江宁波·中考真题）久置的镁带表面会有一层灰黑色固体。为了测量久置镁带中金属镁的质量分数，同学们提出了两种实验方法：
物理方法：取一定质量的镁带，用砂纸打磨，除尽表面的灰黑色固体，根据剩余固体质量计算金属镁的质量分数。
化学方法：取一定质量的镁带，与足量的稀硫酸反应，根据测得生成气体体积计算金属镁的质量分数。
（1）经讨论，同学们否定了物理方法。理由是：打磨过程中___________。
（2）常温常压下氢气密度已知，因此大家认为化学方法可行。
（提示：镁与稀硫酸反应放热；灰黑色固体除氧化镁外，还存在少量碱式碳酸镁【MgCO3 Mg（OH）2】，它与酸反应会产生CO2气体；碱石灰是CaO和NaOH的混合物）同学们从下列装置中选择合适的装置，组装并进行实验，
A． B． C． D．
①图C、D虚线框内有一种测量体积的仪器（未画出），该仪器是___________。
②完成该实验应选择的装置为___________（填字母）。
③结合实验方法和选择的装置分析，会造成实验结果不准确的是___________。
A．加入稀硫酸不足，镁带有剩余 B．装置气密性不好 C．反应结束，立即读数
31．（2023·温州）金属与酸反应会放出热量。为深入研究金属和酸反应的特点，小明用如图甲所示装置进行实验：在烧瓶中加入0.48克镁和足量的溶质质量分数为的稀盐酸，塞紧瓶塞，利用传感器记录160秒内瓶内气压变化。用等质量的铁和锌重复上述实验，得到相关曲线如图乙。
（1）图乙中，能支持锌比铁活动性强的证据是 。
（2）实验中，若0.48克镁完全反应，至少需要稀盐酸多少克？（镁与盐酸反应的化学方程式为：）
（3）解释镁与稀盐酸反应，0~80秒瓶内气压发生如图乙变化的原因： 。
32．（2023九下·宁波月考）普通黄铜仅由铜和锌组成，广泛用于制造板材、管材等，也用于铸造机械零件。现有一块50.00g黄铜样品，某同学利用一种未知浓度的稀盐酸来测定样品中Cu的质量分数。有关数据如图：
求：
（1）黄铜中Cu的质量分数。
（2）样品完全反应产生的H2的质量。
（3）稀盐酸的溶质质量分数。
33．（2023九上·平湖期中）钢铁工业是一个国家的支柱产业之一，某同学采集了一些生铁样品（含杂质，杂质不溶于水，不与稀硫酸反应）采用如下左图所示装置进行分析。分别称得锥形瓶与棉花的质量为44.1g，生铁样品的质量为9.0g。在锥形瓶中加入足量稀硫酸后，立即开始记录电子天平的示数，记录数据如下右图。
请认真分析数据，回答下列问题：
（1）小军数据处理的图象中正确的是
（2）计算样品中铁的质量分数；
（3）计算反应后所得溶液中硫酸亚铁的质量分数。
34．（2024九上·诸暨月考）某化学兴趣小组为了测定镁铜合金中镁的质量分数，取出2克合金样品，每次加入稀硫酸10克，共加入稀硫酸4次，充分反应后，过滤.洗涤.干燥.称重，得到的实验数据如图所示：
（1）这四次实验中，第 次实验开始加入的稀硫酸已经过量。
（2）合金样品中镁的质量分数为 ；
（3）计算稀硫酸的质量分数为多少？（写出计算过程，结果保留到小数点后一位）
35．（2023九上·平湖期中）人类的生产生活离不开金属。
（1）下列铜制品的用途中，利用金属导电性的是 。
（2）某兴趣小组为了测定铜钱（铜锌合金）中铜的质量分数，取多枚铜钱放入烧杯中，另取80克稀硫酸，分四次等质量加入，每次均充分反应，实验数据记录如下表。
实验次数 1 2 3 4
稀硫酸的用量/克 20 20 20 20
剩余固体的质量/克 20.0 17.4 14.8 13.8
分析上述数据，请回答下列问题：
①第4次实验结束后溶液的pH ▲ 7(填“＞”.“＝”或“＜”)。
②计算铜钱中铜的质量分数(计算结果精确到0.1%)。
③计算参加反应的稀硫酸中的溶质质量（计算结果保留一位小数）。
36．（2024九上·温州期中）铁的锈蚀对社会生产造成较大损害，但也有可利用的一面。如某些食品包装袋内常放入以还原性铁粉为主要成分的“双吸剂”，以防止食品腐败。某课外兴趣小组在实验室发现一包包装破损的“双吸剂”他们取六份样品，分别加入不同质量的稀硫酸(该过程中产生的气体全部来自铁粉与稀硫酸的反应)，测得部分数据如下，请根据有关信息问答问题：
实验次数 1 2 3 4 5 6
取样品质量（g） 30.0 30.0 30.0 30.0 30.0 30.0
取稀硫酸质量（g） 30.0 60.0 90.0 120.0 150.0 180.0
产生气体质量（g） 0 0 0.1 0.3 0.4 a
（1）表格a中的数值为 。
（2）食品袋内放入“双吸剂”能防止食品腐败的原因是 。
（3）列式计算该实验中稀硫酸的溶质质量分数 (结果保留至0.1%)。
37．（2024九上·南浔期末）现有一份质量为20ｇ的金属混合物，已知该金属混合物由镁.铁和铜三种金属粉末混合而成。某课外兴趣小组为探究该金属混合物的组成，将250ｇ稀硫酸分五次加到盛有该金属混合物的烧杯中，经测定得到如下数据：
次数 第1次 第2次 第3次 第4次 第5次
加入稀硫酸质量／ｇ 50 50 50 50 50
剩余固体质量／ｇ 17.6 15.2 11.2 ａ 2.8
（1）表格中ａ的值为 ；
（2）所用稀硫酸的溶质质量分数是 ；
（3）该金属混合物中铁的质量是多少？
38．（2022九上·义乌期中）Cu，Zn合金称为黄铜，有优良的导热性和耐腐蚀性，可用作各种仪器零件。化学兴趣小组的同学为了测定某黄铜的组成，取20g该黄铜样品于烧杯中，向其中分5次加入相同溶质质量分数的稀硫酸，使之充分反应。每次所用稀硫酸的质量及剩余固体的质量记录于下表：
加入稀硫酸的质量 (g) 充分反应后剩余固体的质量 (g)
第 1 次 40 m
第 2 次 40 14.8
第 3 次 40 12.2
第 4 次 40 11.2
第 5 次 40 11.2
试回答下列问题：
（1）从以上数据可知，最后剩余的 11.2g 固体的成分是 ；表格中，m= ．
（2）黄铜样品中锌的质量分数为 ．
（3）计算所用稀硫酸中硫酸的质量分数是多少？
39．（2023九上·玉环月考）航空母舰作为一个国家综合国力的象征，是技术含量.建造难度.系统集成度最高的水面舰艇。航母很多设备中的许多电子元件使用了黄铜。为测定某黄铜（假设合金中仅含铜.锌）中铜的质量分数，兴趣小组同学称取20g黄铜粉末于烧杯中，将80g稀硫酸分四次加入，充分反应，测得实验数据如下表所示：
第一次 第二次 第三次 第四次
加入稀硫酸的质量/g 20 20 20 20
烧杯中剩余物的质量/g 39.92 59.84 79.80 m
（1）黄铜粉末完全反应生成氢气的总质量为 ，
（2）该黄铜中铜的质量分数为多少？（写出计算过程）
（3）第三次实验溶液中的溶质为 。
40．（2021九上·嵊州期末）如图所示，在细木棒AB的两端分别悬挂两个相同的小铁环，把细线系在木棒的中点O，并悬挂起来，使之恰好在水平位置平衡。再将铁坏同时分别浸没到密度相等的硫酸和硫酸铜溶液中,放置一段时间后，可现察到什么现象 对此现象作出合理的解释。
41．（2024九上·绍兴期末）“自热火锅”给我们的生活带来一定的便利。小明同学就某种自热火锅的“自热”原理产生了兴趣，查阅到的相关资料如下：
①自热火锅食用方法：下层底盒中倒入适量冷水，打开加热包塑料膜，将加热包放入凉水中：放上上层食材盒，倒入一定食用冷水，盖上盖子，15分钟后，即可开盖食用。(图乙为自热火锅结构示意图)
②加热包内含有铁粉.铝粉.焦炭粉.生石灰等物质，其中的金属粉末与碳粉在热水中发生化学反应，可短时间放出大量的热，后续缓慢放热。
③自热火锅工作时，下层加热盒中空气温度随时间变化的图像如图丙所示。
为解释自热火锅的工作原理，请结合上述材料，对oa.ab.bc各段的温度变化做出解释。
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