第一单元物质的性质与应用1.5 金属与金属矿物(原卷版+解析版)

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名称 第一单元物质的性质与应用1.5 金属与金属矿物(原卷版+解析版)
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文件大小 9.9MB
资源类型 试卷
版本资源 人教版
科目 化学
更新时间 2024-12-31 22:54:04

文档简介

中小学教育资源及组卷应用平台
1.5 金属与金属矿物
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1 金属材料 ☆☆ 综合近几年中考试题,金属材料是学习金属相关知识的基础,考查学生对金属材料的认识和理解,以及对合金概念和性能的掌握。金属的化学性质是该部分的重点内容,命题趋势上,以实验探究的形式考查金属与氧气、酸、盐溶液的反应,要求学生根据实验现象分析金属的活动性顺序,并能运用金属活动性顺序解释一些实际问题,此外,还可能会将金属的化学性质与化学方程式的书写、计算相结合,考查学生的综合能力,金属资源的利用和保护与可持续发展理念紧密相关,引导学生树立环保和节约资源的意识。
考点2 金属的化学性质 ☆☆☆
考点3金属资源的利用与保护 ☆☆☆
■考点一 金属材料
金属材料包括 以及它们的 。
1.金属的物理性质
大多数金属具有 光泽,密度和硬度 ,熔点和沸点 ,具有良好的 性、 性和 性,除 外,金属在常温下都是 。
(1)金属之最
地壳中含量最多的金属元素— 人体中含量最多的金属元素—
目前世界年产量最多的金属— ( > > ) 导电、导热性最好的金属— ( > > > )
熔点最高的金属— 熔点最低的金属— 硬度 最大的金属—
(2)金属的应用
物质的性质在很大程度上决定了物质的用途,但这不是唯一的决定因素。在考虑物质的用途时,还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利,以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。
铜、铝 ——电线—— 好、价格低廉 钨——灯丝—— 高
铬——电镀—— 大 铁——菜刀、镰刀、锤子等
汞—— 液柱 银—— 内胆 铝——“ 粉”、锡箔纸
2. 合金是在一种金属中 其他 后形成的、具有 的物质。
(1)合金与纯金属性质对比
①合金的硬度一般比组成它的纯金属的
②合金的
③合金的 比纯金属好
④合金的熔点一般比组成它的纯金属的
(2)钛和钛合金:被认为是21世纪的重要金属材料,钛合金与人体具有良好的“相容性”,可用来造 。钛合金常用于 工业及化学工业。
钛和钛合金的优点:① 熔点高、密度小 ② 可塑性好、易于加工、机械性能好 ③ 能好。
【易错警示】
1.合金是混合物,各成分的化学性质不变。
2.生铁和钢都是铁和碳的合金,两者性能不同的原因是含碳量不同。
3. 金属氧化物不是合金。目前已制得的纯金属只有90多种,而合金已达几千种。
■考点二 金属的化学性质
1.金属与氧气,金属+氧气 →
大多数金属都能和氧气反应,但反应的 和 不同。
(1)镁:在空气中剧烈燃烧,发出 的白光,生成 固体。化学方程式
(2)铝:在空气中能与氧气反应生成一层 薄膜,从而阻止铝进一步被氧化。因此,铝具有很好的 性能。化学方程式 。
(3)铁:在氧气中剧烈燃烧, ,生 固体。化学方程式 。
(4)铜:在空气中加热 ,化学方程式 。
(5)金:“真金不怕火炼”说明金即使在高温时也不与氧气反应,金的化学性质 。
2. 金属与酸反应:活泼金属+酸 → +
(1)常见金属在溶液中的活动性顺序
①在金属活动性顺序里,金属的位置越 ,它的活动性就 。
②在金属活动性顺序里,位于 的金属能置换出盐酸、稀硫酸(不可以用浓硫酸和硝酸)中的 。
(2)置换反应是由一种 和一种 反应,生成 和 的反应。
反应的表达式可表示为 ,置换反应是化学反应的基本反应类型。
3.金属与盐溶液反应:金属+盐 → +
(1)在金属活动性顺序里,位于 的金属能把位于其后的金属从它们的 中置换出来。
(2)在活动性顺序中,金属的距离大的,反应先发生。一个置换反应结束后,另一个置换反应才会发生。如在硫酸亚铁和硫酸铜的混合溶液中加入锌粒,锌会先和 反应,反应完毕后锌才和 反应。
【易错警示】
1.铁丝燃烧时应预先在盛氧气的集气瓶里装入少量的水或铺一层细沙,防止高温熔化物溅落炸裂瓶底。铁丝要绕成螺旋状,增大可燃物与氧气的接触面积。
2.金属和酸反应时,只有金属镁和酸反应放热现象明显,其它金属反应放热不明显。
3.如果有铁、铜元素参加反应,一定要注意溶液颜色的变化。Fe2+的盐溶液是浅绿,Fe3+的盐溶液是黄色,Cu2+的盐溶液是蓝色。
■考点三 金属资源的利用与保护
少数很不活泼的金属如金、银等有 形式存在,其余金属都以 的形式存在。
工业上把能用来提炼金属的矿物叫做矿石。常见的矿石及主要成分: 、 、黄铁矿(FeS2)、菱铁矿(FeCO3)、铝土矿(Al2O3)、黄铜矿(CuFeS2)、辉铜矿(Cu2S)等。
1.铁的冶炼
(1)实验室—一氧化碳还原氧化铁
工业—高炉炼铁
设备:
原料:铁矿石(赤铁矿或磁铁矿)、
、石灰石、(空气)。
反应原理:
现象:硬质玻璃管内的 ,澄清石灰水 。
产品: (实验室中“炼”出的铁不含碳,而工业生产中炼出的铁含碳)。
尾气处理:实验室用一氧化碳还原氧化铁时要在装置末端 ,点燃 ,防止空气污染。
(2)还原反应
含氧化合物中的氧被 的反应属于还原反应。常用的还原剂有 、 、 。
2.金属资源保护
(1)金属的锈蚀
实验器材:大试管、试管夹(带铁夹的铁架台)、胶塞、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、洁净无锈的铁钉、棉花和干燥剂氯化钙等。
实验过程:取三根洁净无锈的铁钉,一根放在盛有蒸馏水的试管中,
并使铁钉外露一半;一根放在用植物油密封的蒸馏水中;一根放在干
燥的空气中,注意每天观察铁钉锈蚀的现象,连续观察约一周。
实验现象:第一个试管中的 ,而第二、三个试管中 。
实验分析:第二个试管内没有现象,证明了铁钉生锈需要 ;
第三个试管内没有现象,证明了铁钉生锈需要 。
实验结论:铁生锈实际上是铁与空气中的 、 共同作用的结果。
(2)防止铁制品锈蚀
①保持铁制品的 、 ;
②在金属表面涂覆保护层,涂 、 、覆盖 、 或 ;
③镀上一层 (铬、锌)或用 等方法形成致密保护层;
④改变金属的 (如制成 )等。
(3)金属资源的保护措施
① 防止金属的 ;
② 废旧金属;
③ 有计划、合理地 矿物;
④ 寻找金属的 (如用塑料来代替钢和其他合金制造管道、齿轮和汽车外壳等)。
【易错警示】
1. 实验室用一氧化碳还原氧化铁,实验开始要先通一氧化碳再加热,防止一氧化碳与空气的混合气体受热发生爆炸;实验结束要先停止加热再停止通一氧化碳,防止高温的铁被氧化。
2. 铁锈疏松多孔,不能阻止钢铁制品与空气和水接触,还会把空气中和水分保留在钢铁制品表面,进一步加速钢铁的锈蚀,钢铁制品可以全部被锈蚀。
■考点一 金属材料
◇典例1:(2024·江苏常州·中考真题)高层建筑建造时常使用铝合金材料。下列说法正确的是
A.铝合金材料属于复合材料 B.铝土矿是主要含铝矿物之一
C.铝合金的硬度小于单质铝 D.铝材致密氧化膜要及时除去
【答案】B
【知识点】铝与氧气反应原理及探究、金属材料和非金属材料、合金的认识、常见金属矿石
【详解】A、铝合金材料属于金属材料,故A错误;
B、铝土矿是主要含铝矿物之一,故B正确;
C、合金的硬度大于其组成纯金属的硬度,故铝合金的硬度大于单质铝,故C错误;
D、铝易与空气中氧气反应生成一层致密的氧化物薄膜而阻止进一步被氧化,其表面致密氧化膜对内部铝具有保护作用,故铝材致密氧化膜不能除去,故D错误。
故选B。
◆变式训练
1.1(2024·北京·中考真题)清明放风筝。下列与风筝制作、放飞相关的部件中,用到金属材料的是
A.竹质骨架 B.纸质风筝面 C.棉质捆扎线 D.不锈钢手握轮
1.2(2023·四川攀枝花·中考真题)下列水杯所使用材料中,属于金属材料的是
A.不锈钢水杯 B.玻璃水杯 C.塑料水杯 D.陶瓷水杯
■考点二 金属的化学性质
◇典例1:(2024·四川德阳·中考真题)室温时,利用压强传感器研究质量相同的一块镁片和一块锌片分别与等浓度、等质量的稀盐酸反应的实验如图甲,压强传感器测得装置内压强随时间的变化关系如图乙。下列说法正确的是
A.根据压强变化推测两个反应都有热量放出
B.曲线①的压强上升比曲线②高,说明①产生H2总量更多
C.曲线②是Mg与稀盐酸反应的压强变化曲线
D.反应结束后Zn一定有剩余
【答案】A
【知识点】金属与酸反应原理、金属与酸反应的图像、根据图像分析结论
【详解】A、镁、锌都能与稀盐酸反应生成氢气,根据图乙随着反应的进行,曲线①、曲线②的压强都是先增大,后小幅下降,可推测两个反应过程中都有热量放出,故选项说法正确;
B、根据图乙,曲线①、曲线②最后压强相等,说明两者产生的氢气质量相等,故选项说法不正确;
C、镁的活动性比锌强,则曲线①是镁与稀盐酸反应的压强变化曲线,故选项说法不正确;
D、最终压强相等,说明反应后生成氢气质量相等,生成氢气质量相等时,消耗镁、锌的质量比是24:65,因此镁片一定有剩余,而锌片不一定有剩余,故选项说法不正确;
故选A。
◆变式训练
1.1(2024·山东淄博·中考真题)镍是一种用途广泛的金属,可用作其他金属的保护层或用来生产耐腐蚀的合金钢、硬币及耐热元件。回答下列问题:
(1)镍在室温条件下能与稀硫酸反应生成硫酸镍(,易溶于水)和氢气,该反应的化学方程式为 。根据这一反应事实,可以得出镍和铜的金属活动性由强到弱的顺序为 。
(2)白铜是一种铜镍合金,属于 (填“纯净物”或“混合物”),其硬度比纯铜的硬度 (填“大”或“小”)。
1.2(2024·北京·中考真题)用如图所示实验验证金属的性质。
(1)实验1,观察到灯泡发光,说明铁具有的性质是 。
(2)实验2中反应的化学方程式为 。
(3)实验3能证明铁的金属活动性比铜的强,现象是 。
■考点三 金属资源的利用与保护
◇典例1:(2023·四川攀枝花·中考真题)根据铁锈蚀的条件判断,下列情况中,铁钉最容易生锈的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】铁生锈的条件是铁与水和氧气同时接触,氯化钠可以加速铁的锈蚀。
A、该实验中有铁、有水、有氯化钠、有氧气,铁生锈且氯化钠能加速锈蚀速率;
B、该实验中有铁、有氧气、无水,铁不易生锈;
C、该实验中有铁、有水、无氧气,铁不易生锈;
D、该实验中有铁、有水、有氧气,铁生锈;
则铁钉最容易生锈的是A,故选:A。
◆变式训练
1.1(2023·山东德州·中考真题)世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于金属年产量的20%~40%。下列做法不能有效防止钢铁生锈的是
A.表面刷漆 B.清洗锈迹 C.制成不锈钢 D.镀耐腐蚀的铬
1.2(2024·西藏·中考真题)青藏高原有丰富的金属矿产资源。下列有关金属资源的利用和保护不正确的是
A.将铁制品放在潮湿的空气里
B.在钢铁表面涂油、刷漆都能防止生锈
C.废旧金属回收利用可以节约金属资源
D.有计划、合理地开采矿物是保护金属资源的有效途径
1.(2024·青海西宁·中考真题)用下列各组物质进行实验,不能验证锌、银、铜三种金属活动性顺序的是
A.、、溶液
B.、、、稀盐酸
C.、溶液、溶液
D.、、溶液、溶液
2.(2024·江苏徐州·中考真题)人类开发利用金属的时间和金属的活动性有关。为探究金属的活动性强弱,用如图装置进行实验。下列说法不正确的是
A.实验前需要打磨金属片,除去表面的氧化膜
B.若向甲、乙试管加入稀盐酸,只有锌片表面能产生气泡
C.若向乙试管加入ZnSO4溶液,能得出锌的金属活动性比铜强
D.若向甲、乙试管加入AgNO3溶液,能得出三种金属的活动性:Zn>Cu>Ag
3.(2024·海南·中考真题)龙是中华民族的象征。下列与龙相关的文物中,由金属材料制成的是
A.红山玉龙 B.鎏金铁芯铜龙
C.墨龙图帛画 D.霁蓝釉白龙纹瓷瓶
4.(2023·江苏徐州·中考真题)下列实验设计能达到实验目的的是
A.探究铁钉生锈要有水参加,可利用如图所示装置进行实验
B.除去氮气中混有的氧气获得纯净的氮气,可将气体通过灼热的木炭
C.证明是分解的催化剂,可对比在反应前后的质量
D.验证、、金属活动性的强弱,可将铜片分别放入溶液、溶液
(2024·山东枣庄·中考真题)阅读下列材料,完成下面小题。
青铜是人类最早使用的合金,主要成分是铜(Cu)和锡(Sn),因其铜锈[主要成分为]呈青绿色,故名青铜。现在青铜依然广泛使用,某机械加工厂青铜废料经处理后得到CuCl2和SnCl2的混合液,向混合液中加入过量的锌粉,充分反应后过滤,得滤液和滤渣,对其进行分析,用以评估回收利用价值。
青铜纵目面具
附:青铜及其组分金属性质一览表
性质 金属 颜色 熔点/℃ 莫氏硬度(最大为10)
青铜 金黄色 800 5~6.6
铜 紫红色 1084 3.0
锡 银白色 232 3.75
5.根据上述材料信息,下列说法错误的是
A.青铜的硬度比铜和锡都大 B.青铜熔点低于铜是因为铜中熔入锡
C.青铜的颜色呈金黄色 D.铜锈是由铜与O2、H2O反应生成
6.对于上述材料中的滤渣和滤液,下列分析正确的是
A.滤渣中只有Cu、Zn B.滤渣中一定有Cu、Zn,可能有Sn
C.滤液中溶质只有ZnCl2 D.滤液中溶质一定有ZnCl2,可能有CuCl2
7.(2024·青海·中考真题)青海河湟谷地历史文化悠久,在互助县出土了魏晋时期的青铜艺术品玄武砚滴。
(1)青铜的硬度比纯铜 。
(2)我国是最早采用湿法冶铜的国家,《梦溪笔谈》中记载“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”,即在溶液中加入铁则可得到铜,该反应的化学方程式为 。
8.(2024·山东威海·中考真题)应用广泛的金属
(1)国宝中的金属
国宝“鎏金铁芯铜龙”是以铁铸造内芯,铁上包铜,外层鎏金(鎏金是一种金属加工工艺,经过鎏金处理后,金属表面会覆盖一层金)。整个龙身飞扬舒展,反映了唐代高超的铸造工艺。
①国宝历经千年,出土后表面仍金光灿灿,原因是 。
②工业上以赤铁矿为原料炼铁,原理是 (用化学方程式表示)。
③《淮南万毕术》中记载“曾青得铁则化为铜,外化而内不化”,“曾青”即硫酸铜溶液,该炼铜反应的原理是 (用化学方程式表示),反应中有效作用的微粒为 (用符号表示)。“外化而内不化”的原因是 。
(2)生活中的金属
铝制易拉罐主要由铝合金制成,除铝外,还含有锌、铜、硅等。
①请用化学方法证明:罐体的金属材料是铝合金而不是纯铝(提供药品:已打磨的罐体金属片,其他仪器、药品自选)。
你的方案及预期现象是 。
②合金与纯金属相比较,性质存在差异。对比分析图1,从微观角度解释原因 (答两条)。
③合金中元素的配比不同会导致性能有差异。根据实际需求,罐盖硬度应大于罐体硬度。结合图2分析,生产易拉罐时,罐盖中铜元素的含量应 (填“大于”“小于”或“等于”)罐体中铜元素的含量。
④为比较铝、铜、锌的金属活动性,进行下图实验,则a、b、c可以选用的物质是 。
(3)航天中的金属
中国航天事业的成就令世界瞩目,火箭是航天飞行器的运载工具。
①运载火箭外壳材料也为铝合金。铝合金做外壳材料,具备的优良性能是 (答一条)。
②运载火箭固体推进剂的主要组分为高氯酸铵和铝粉。其中高氯酸铵()是供氧剂,氯元素的化合价是 。铝粉燃烧的化学方程式 ,反应过程中能量转化形式是 。
9.(2024·吉林长春·中考真题)实验是化学研究的重要手段。图1为教材中探究铁锈蚀条件的实验装置,约一周后能观察到明显现象。小组同学对部分实验进行了改进,使出现明显现象的时间缩短至5~10分钟,改进后的装置如图2所示(夹持装置已略去)。
(1)图1实验中,对比 (填序号)可知,铁生锈与氧气有关。
(2)图2实验中,证明铁生锈与水有关的现象为 。
(3)图2实验能够在较短时间内观察到明显现象,其主要原因是 。
(4)图2实验的优点是在一定程度上缩短了实验时间,但仍存在不足。请你指出该实验设计的不足之处 (答一条即可)。
10.(2024·内蒙古呼和浩特·中考真题)“沉睡三千年,一醒惊天下!”三星堆青铜器出土后立刻震惊了全世界。近日部分青铜器在呼和浩特市博物馆展出。
(1)青铜是由铜、锡熔合制成。相比于纯铜的质地柔软,青铜 ,而应用于农具和兵器的生产中。
(2)《淮南万毕术》记载“曾青(硫酸铜溶液)得铁则化为铜”的湿法炼铜工艺,反应的化学方程式为 。
(3)小琦同学查阅资料发现:(氯化亚锡)溶于水可形成无色溶液。请你帮她设计实验方案证明锡的金属活动性强于铜 (写出操作和现象)。
(4)出土的青铜器表面锈蚀物分为无害锈和有害锈。无害锈是一层致密薄膜,如铜绿;有害锈含氯,可加快青铜器锈蚀。锈层成分如图所示,下列叙述正确的是________。
A.图中的CuCl和粉状锈均是有害锈
B.形成铜绿的过程中有、参与,与无关
C.青铜器锈蚀的过程中铜元素的化合价未变化
D.保护青铜器最重要的是防氯
1.(2024·辽宁·中考真题)下列有关铁制品锈蚀与保护的说法不正确的是
A.铁与氧气、水等反应导致铁制品锈蚀 B.将铁制成不锈钢能减缓锈蚀
C.锈蚀的铁制品没有任何利用价值 D.铁栏杆表面刷漆能减缓锈蚀
2.(2024·四川内江·中考真题)如图是实验室模拟工业炼铁的装置。下列有关分析不正确的是
A.澄清石灰水变浑浊,说明有CO2生成
B.该反应中,失去氧的物质是CO
C.CO具有可燃性
D.硬质玻璃管中固体质量逐渐减小
3.学会识图能发展科学思维。一小块未打磨的铝片和一定质量的稀盐酸反应,产生气泡的快慢和反应时间的关系如图。下列猜想正确的有(  )
①0~t1阶段,可能是铝表面有层氧化膜
②t1~t2阶段,可能是铝和稀盐酸反应放出热量
③t3时刻,可能是稀盐酸过量
④t3时刻,可能是稀盐酸不足
A.1项 B.2项 C.3项 D.4项
4.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
5.取一段镁条放入盛有少量稀盐酸的试管中,用手摸试管外壁会感觉发烫,反应的化学方程式为Mg+2HCl═MgCl2+H2↑。下列有关说法正确的是(  )
A.反应中无明显现象 B.反应是一个吸热反应
C.反应后溶液中溶质质量减少 D.反应说明镁能置换出酸中的氢
6.现有X、Y两种金属,如果把X、Y分别放入稀盐酸中,X溶解并产生氢气,Y不反应;如果把Y放入到硝酸铜溶液中,无任何现象,则X、Y、Cu的金属活动性强弱顺序是(  )
A.Cu>X>Y B.X>Cu>Y C.X>Y>Cu D.Y>X>Cu
7.(2024·江苏常州·中考真题)“嫦娥六号”在月球背面顺利着陆(如图)。它表面覆盖了聚酰亚胺—铝箔多层复合材料,推进器用到了液氢和液氧,着陆后用高强度合金铲进行月壤采样。请用下列物质的序号填空。
①铝箔;②液氢;③液氧;④合金
(1)利用物质延展性的是 。
(2)利用硬度大的性质的是 。
(3)作为推进器燃料的是 。
(4)作为推进器助燃剂的是 。
8.常见的金属有镁、铝、铜、银等。请根据金属的化学性质回答下列问题:
(1)将一定质量的镁粉放入到含有溶质为硝酸铝、硝酸铜、硝酸银的溶液中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。
①若滤液呈蓝色,则滤渣中可能含有的金属是    。
②若向滤渣中加入稀盐酸无气泡产生,则滤液中一定含有的溶质是    。(填化学式)
(2)某金属粉末中含有镁、铝、铜、银中的一种或几种,取12g该金属粉末与足量稀盐酸反应产生1g氢气,则该金属粉末的组成有    种情况。
9.铁是生活生产中重要的金属材料。请完成下列问题:
(1)实验1硬质玻璃管中的现象为 。
(2)实验2模拟西汉时期湿法炼铜工艺,该反应的化学方程式为 。
(3)由实验3可知,铁制品锈蚀的过程,实际上是铁与 发生化学反应的过程。
10.2024年5月1日,我国第一艘电磁弹射型航空母舰——“福建”舰开展首次试航。航空母舰的建造涉及金属冶炼、材料性能等诸多领域。
(1)纯铜可制作航母电缆,主要利用了其优良的 性。
(2)《天工开物》中记载了我国古代“淘洗铁砂”“生熟炼铁”等钢铁冶炼技术。现代工业用赤铁矿和一氧化碳炼铁,反应的化学方程式为 。
(3)铁的合金比纯铁的应用更广泛,原因是 。
(4)废旧金属回收利用的意义在于 (写一条)。
(5)锰钢是建造航母常用的金属材料。已知锰加入稀硫酸中有气泡产生。实验室现有以下试剂:
①锰片②铜片③稀硫酸④硫酸铜溶液⑤硫酸锰溶液
请你选择一组试剂比较铜、锰的金属活动性强弱 (填序号)。
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1.5 金属与金属矿物
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1 金属材料 ☆☆ 综合近几年中考试题,金属材料是学习金属相关知识的基础,考查学生对金属材料的认识和理解,以及对合金概念和性能的掌握。金属的化学性质是该部分的重点内容,命题趋势上,以实验探究的形式考查金属与氧气、酸、盐溶液的反应,要求学生根据实验现象分析金属的活动性顺序,并能运用金属活动性顺序解释一些实际问题,此外,还可能会将金属的化学性质与化学方程式的书写、计算相结合,考查学生的综合能力,金属资源的利用和保护与可持续发展理念紧密相关,引导学生树立环保和节约资源的意识。
考点2 金属的化学性质 ☆☆☆
考点3金属资源的利用与保护 ☆☆☆
■考点一 金属材料
金属材料包括纯金属以及它们的合金。
1.金属的物理性质
大多数金属具有金属光泽,密度和硬度较大,熔点和沸点较高,具有良好的延展性、导电性和导热性,除汞外,金属在常温下都是固体。
(1)金属之最
地壳中含量最多的金属元素—铝 人体中含量最多的金属元素—钙
目前世界年产量最多的金属—铁(铁>铝>铜) 导电、导热性最好的金属—银(银>铜>金>铝)
熔点最高的金属—钨 熔点最低的金属—汞 硬度 最大的金属—铬
(2)金属的应用
物质的性质在很大程度上决定了物质的用途,但这不是唯一的决定因素。在考虑物质的用途时,还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利,以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。
铜、铝 ——电线——导电性好、价格低廉 钨——灯丝——熔点高
铬——电镀——硬度大 铁——菜刀、镰刀、锤子等
汞——体温计液柱 银——保温瓶内胆 铝——“银粉”、锡箔纸
2. 合金是在一种金属中加热熔合其他金属或非金属后形成的、具有金属特性的物质。
(1)合金与纯金属性质对比
①合金的硬度一般比组成它的纯金属的硬度大
②合金的抗腐蚀性强
③合金的颜色光泽比纯金属好
④合金的熔点一般比组成它的纯金属的熔点低
(2)钛和钛合金:被认为是21世纪的重要金属材料,钛合金与人体具有良好的“相容性”,可用来造人造骨。钛合金常用于航空航天工业及化学工业。
钛和钛合金的优点:① 熔点高、密度小 ② 可塑性好、易于加工、机械性能好 ③ 抗腐蚀性能好。
【易错警示】
1.合金是混合物,各成分的化学性质不变。
2.生铁和钢都是铁和碳的合金,两者性能不同的原因是含碳量不同。
3. 金属氧化物不是合金。目前已制得的纯金属只有90多种,而合金已达几千种。
■考点二 金属的化学性质
1.金属与氧气,金属+氧气 → 金属氧化物
大多数金属都能和氧气反应,但反应的难易和剧烈程度不同。
(1)镁:在空气中剧烈燃烧,发出耀眼的白光,生成白色固体。化学方程式2Mg+O2点燃2MgO
(2)铝:在空气中能与氧气反应生成一层致密而坚固的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步被氧化。因此,铝具有很好的抗腐蚀性能。化学方程式4Al+3O2=2Al2O3。
(3)铁:在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生黑色固体。化学方程式3Fe+2O2点燃Fe3O4。
(4)铜:在空气中加热红色固体变为黑色,化学方程式2Cu+O2△2CuO。
(5)金:“真金不怕火炼”说明金即使在高温时也不与氧气反应,金的化学性质稳定。
2. 金属与酸反应:活泼金属+酸 → 盐+H2↑
(1)常见金属在溶液中的活动性顺序
①在金属活动性顺序里,金属的位置越靠前,它的活动性就越强。
②在金属活动性顺序里,位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸(不可以用浓硫酸和硝酸)中的氢。
(2)置换反应是由一种单质和一种化合物反应,生成另一种单质和另一种化合物的反应。
反应的表达式可表示为A+BC→B+AC,置换反应是化学反应的基本反应类型。
3.金属与盐溶液反应:金属+盐 → 新金属+新盐
(1)在金属活动性顺序里,位于前面的金属能把位于其后的金属从它们的盐溶液中置换出来。
(2)在活动性顺序中,金属的距离大的,反应先发生。一个置换反应结束后,另一个置换反应才会发生。如在硫酸亚铁和硫酸铜的混合溶液中加入锌粒,锌会先和硫酸铜反应,反应完毕后锌才和硫酸亚铁反应。
【易错警示】
1.铁丝燃烧时应预先在盛氧气的集气瓶里装入少量的水或铺一层细沙,防止高温熔化物溅落炸裂瓶底。铁丝要绕成螺旋状,增大可燃物与氧气的接触面积。
2.金属和酸反应时,只有金属镁和酸反应放热现象明显,其它金属反应放热不明显。
3.如果有铁、铜元素参加反应,一定要注意溶液颜色的变化。Fe2+的盐溶液是浅绿,Fe3+的盐溶液是黄色,Cu2+的盐溶液是蓝色。
■考点三 金属资源的利用与保护
少数很不活泼的金属如金、银等有单质形式存在,其余金属都以化合物的形式存在。
工业上把能用来提炼金属的矿物叫做矿石。常见的矿石及主要成分:赤铁矿(Fe2O3)、磁铁矿(Fe3O4)、黄铁矿(FeS2)、菱铁矿(FeCO3)、铝土矿(Al2O3)、黄铜矿(CuFeS2)、辉铜矿(Cu2S)等。
1.铁的冶炼
(1)实验室—一氧化碳还原氧化铁
工业—高炉炼铁
设备:高炉
原料:铁矿石(赤铁矿或磁铁矿)、
焦炭、石灰石、(空气)。
反应原理:3CO+Fe2O3高温2Fe+3CO2
现象:硬质玻璃管内的红色固体变为黑色,澄清石灰水变浑浊。
产品:生铁(实验室中“炼”出的铁不含碳,而工业生产中炼出的铁含碳)。
尾气处理:实验室用一氧化碳还原氧化铁时要在装置末端添加一盏燃着的酒精灯,点燃一氧化碳,防止空气污染。
(2)还原反应
含氧化合物中的氧被夺去的反应属于还原反应。常用的还原剂有一氧化碳、氢气、碳。
2.金属资源保护
(1)金属的锈蚀
实验器材:大试管、试管夹(带铁夹的铁架台)、胶塞、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、洁净无锈的铁钉、棉花和干燥剂氯化钙等。
实验过程:取三根洁净无锈的铁钉,一根放在盛有蒸馏水的试管中,
并使铁钉外露一半;一根放在用植物油密封的蒸馏水中;一根放在干
燥的空气中,注意每天观察铁钉锈蚀的现象,连续观察约一周。
实验现象:第一个试管中的铁钉生锈,而第二、三个试管中没有明显现象。
实验分析:第二个试管内没有现象,证明了铁钉生锈需要氧气;
第三个试管内没有现象,证明了铁钉生锈需要水蒸气。
实验结论:铁生锈实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气共同作用的结果。
(2)防止铁制品锈蚀
①保持铁制品的洁净、干燥;
②在金属表面涂覆保护层,涂油漆、矿物油、覆盖搪瓷、塑料或银粉;
③镀上一层不易锈蚀的金属(铬、锌)或用烤蓝等方法形成致密保护层;
④改变金属的组成和结构(如制成合金)等。
(3)金属资源的保护措施
① 防止金属的腐蚀;
② 回收利用废旧金属;
③ 有计划、合理地开采矿物;
④ 寻找金属的代用品(如用塑料来代替钢和其他合金制造管道、齿轮和汽车外壳等)。
【易错警示】
1. 实验室用一氧化碳还原氧化铁,实验开始要先通一氧化碳再加热,防止一氧化碳与空气的混合气体受热发生爆炸;实验结束要先停止加热再停止通一氧化碳,防止高温的铁被氧化。
2. 铁锈疏松多孔,不能阻止钢铁制品与空气和水接触,还会把空气中和水分保留在钢铁制品表面,进一步加速钢铁的锈蚀,钢铁制品可以全部被锈蚀。
■考点一 金属材料
◇典例1:(2024·江苏常州·中考真题)高层建筑建造时常使用铝合金材料。下列说法正确的是
A.铝合金材料属于复合材料 B.铝土矿是主要含铝矿物之一
C.铝合金的硬度小于单质铝 D.铝材致密氧化膜要及时除去
【答案】B
【知识点】铝与氧气反应原理及探究、金属材料和非金属材料、合金的认识、常见金属矿石
【详解】A、铝合金材料属于金属材料,故A错误;
B、铝土矿是主要含铝矿物之一,故B正确;
C、合金的硬度大于其组成纯金属的硬度,故铝合金的硬度大于单质铝,故C错误;
D、铝易与空气中氧气反应生成一层致密的氧化物薄膜而阻止进一步被氧化,其表面致密氧化膜对内部铝具有保护作用,故铝材致密氧化膜不能除去,故D错误。
故选B。
◆变式训练
1.1(2024·北京·中考真题)清明放风筝。下列与风筝制作、放飞相关的部件中,用到金属材料的是
A.竹质骨架 B.纸质风筝面 C.棉质捆扎线 D.不锈钢手握轮
【答案】D
【详解】A、竹质骨架属于天然材料,错误;
B、纸质风筝面属于天然材料,错误;
C、棉质捆扎线属于天然材料,错误;
D、不锈钢手握轮是由不锈钢制成,不锈钢属于金属材料,正确;
故选D。
1.2(2023·四川攀枝花·中考真题)下列水杯所使用材料中,属于金属材料的是
A.不锈钢水杯 B.玻璃水杯 C.塑料水杯 D.陶瓷水杯
【答案】A
【详解】A、不锈钢是一种铁合金,属于金属材料,选项正确;
B、玻璃属于无机非金属材料,选项错误;
C、塑料属于有机合成材料,选项错误;
D、陶瓷属于无机非金属材料,选项错误;
故选A。
■考点二 金属的化学性质
◇典例1:(2024·四川德阳·中考真题)室温时,利用压强传感器研究质量相同的一块镁片和一块锌片分别与等浓度、等质量的稀盐酸反应的实验如图甲,压强传感器测得装置内压强随时间的变化关系如图乙。下列说法正确的是
A.根据压强变化推测两个反应都有热量放出
B.曲线①的压强上升比曲线②高,说明①产生H2总量更多
C.曲线②是Mg与稀盐酸反应的压强变化曲线
D.反应结束后Zn一定有剩余
【答案】A
【知识点】金属与酸反应原理、金属与酸反应的图像、根据图像分析结论
【详解】A、镁、锌都能与稀盐酸反应生成氢气,根据图乙随着反应的进行,曲线①、曲线②的压强都是先增大,后小幅下降,可推测两个反应过程中都有热量放出,故选项说法正确;
B、根据图乙,曲线①、曲线②最后压强相等,说明两者产生的氢气质量相等,故选项说法不正确;
C、镁的活动性比锌强,则曲线①是镁与稀盐酸反应的压强变化曲线,故选项说法不正确;
D、最终压强相等,说明反应后生成氢气质量相等,生成氢气质量相等时,消耗镁、锌的质量比是24:65,因此镁片一定有剩余,而锌片不一定有剩余,故选项说法不正确;
故选A。
◆变式训练
1.1(2024·山东淄博·中考真题)镍是一种用途广泛的金属,可用作其他金属的保护层或用来生产耐腐蚀的合金钢、硬币及耐热元件。回答下列问题:
(1)镍在室温条件下能与稀硫酸反应生成硫酸镍(,易溶于水)和氢气,该反应的化学方程式为 。根据这一反应事实,可以得出镍和铜的金属活动性由强到弱的顺序为 。
(2)白铜是一种铜镍合金,属于 (填“纯净物”或“混合物”),其硬度比纯铜的硬度 (填“大”或“小”)。
【答案】(1) /镍>铜
(2) 混合物 大
【详解】(1)镍与稀硫酸反应生成硫酸镍和氢气,反应的化学方程式为;镍能与稀硫酸反应,而铜不与稀硫酸反应,说明镍的活动性排在前,而铜的金属活动性排在后,所以镍的活动性比铜的活动性强,即。
(2)白铜是由铜和镍熔合形成具有金属特性的混合物,所以白铜属于混合物;合金比组成它的纯金属硬度大,熔点低,所以白铜的硬度比纯铜的硬度大。
1.2(2024·北京·中考真题)用如图所示实验验证金属的性质。
(1)实验1,观察到灯泡发光,说明铁具有的性质是 。
(2)实验2中反应的化学方程式为 。
(3)实验3能证明铁的金属活动性比铜的强,现象是 。
【答案】(1)具有导电性
(2)Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑
(3)铁片表面有红色固体析出,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色
【详解】(1)实验 1,观察到灯泡发光,说明铁具有导电性;
(2)在金属活动顺序中,铁排在氢之前,能置换出酸中的氢,铜排在氢之后,不能置换出酸中的氢,实验 2 中发生的反应是铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,化学方程式为:Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑;
(3)在金属活动性顺序里,位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来; 实验 3 中,将铁丝放入硫酸铜溶液中,若能证明铁的金属活动性比铜的强,现象是铁片表面有红色固体析出,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色。
■考点三 金属资源的利用与保护
◇典例1:(2023·四川攀枝花·中考真题)根据铁锈蚀的条件判断,下列情况中,铁钉最容易生锈的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】铁生锈的条件是铁与水和氧气同时接触,氯化钠可以加速铁的锈蚀。
A、该实验中有铁、有水、有氯化钠、有氧气,铁生锈且氯化钠能加速锈蚀速率;
B、该实验中有铁、有氧气、无水,铁不易生锈;
C、该实验中有铁、有水、无氧气,铁不易生锈;
D、该实验中有铁、有水、有氧气,铁生锈;
则铁钉最容易生锈的是A,故选:A。
◆变式训练
1.1(2023·山东德州·中考真题)世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于金属年产量的20%~40%。下列做法不能有效防止钢铁生锈的是
A.表面刷漆 B.清洗锈迹 C.制成不锈钢 D.镀耐腐蚀的铬
【答案】B
【详解】A、在钢铁表面刷一层油漆,可以隔绝空气和水防锈,从而防止钢铁生锈,故A不符合题意;
B、清洗锈迹不能防止钢铁生锈,故B符合题意;
C、制成不锈钢可以改变铁内部的结构,能防止铁生锈,故C不符合题意;
D、在钢铁表面镀一层耐腐蚀的铬,可以防止生锈,能防止金属被腐蚀,故D不符合题意。
故选B。
1.2(2024·西藏·中考真题)青藏高原有丰富的金属矿产资源。下列有关金属资源的利用和保护不正确的是
A.将铁制品放在潮湿的空气里
B.在钢铁表面涂油、刷漆都能防止生锈
C.废旧金属回收利用可以节约金属资源
D.有计划、合理地开采矿物是保护金属资源的有效途径
【答案】A
【详解】A、铁在潮湿的环境中容易生锈,不利于金属资源的利用和保护,故A符合题意;
B、在钢铁表面涂油、刷漆都能防止生锈,有利于金属资源的利用和保护,故B不符合题意;
C、废旧金属回收利用可以节约金属资源,有利于金属资源的利用和保护,故C不符合题意;
D、有计划、合理地开采矿物是保护金属资源的有效途径,有利于金属资源的利用和保护,故D不符合题意。
故选A。
1.(2024·青海西宁·中考真题)用下列各组物质进行实验,不能验证锌、银、铜三种金属活动性顺序的是
A.、、溶液
B.、、、稀盐酸
C.、溶液、溶液
D.、、溶液、溶液
【答案】B
【分析】排在氢前的金属能与酸反应;排在前面的金属能把排在它后面的金属从化合物溶液中置换出来。
【详解】A、锌能置换出硝酸铜中的铜,说明锌比铜活泼;银不能置换出硝酸铜中的铜,说明铜比银活泼,能验证锌、银、铜三种金属活动性顺序,不符合题意;
B、锌能与稀盐酸反应产生氢气,说明锌排在氢前;银和铜都不与稀盐酸反应,说明银和铜都排在氢后,说明锌比银和铜活泼,但不能验证银和铜的金属活动性顺序,符合题意;
C、铜不能置换出硝酸锌中的锌,说明锌比铜活泼;铜能置换出硝酸银中的银,说明铜比银活泼,能验证锌、银、铜三种金属活动性顺序,不符合题意;
D、锌能置换出硝酸亚铁中的铁,铜不能置换出硝酸亚铁中的铁,说明锌比铁活泼,铁比铜活泼;铜能置换出硝酸银中的银,说明铜比银活泼,验证锌、银、铜三种金属活动性顺序,不符合题意;
故选B。
2.(2024·江苏徐州·中考真题)人类开发利用金属的时间和金属的活动性有关。为探究金属的活动性强弱,用如图装置进行实验。下列说法不正确的是
A.实验前需要打磨金属片,除去表面的氧化膜
B.若向甲、乙试管加入稀盐酸,只有锌片表面能产生气泡
C.若向乙试管加入ZnSO4溶液,能得出锌的金属活动性比铜强
D.若向甲、乙试管加入AgNO3溶液,能得出三种金属的活动性:Zn>Cu>Ag
【答案】D
【详解】A、实验前需要打磨金属片,是为了除去表面的氧化膜,从而防止氧化膜阻碍反应的进行,故选项说法正确;
B、由金属活动性:锌>氢>铜可知,若向甲、乙试管加入稀盐酸,只有锌片表面能产生气泡,故选项说法正确;
C、若向乙试管加入ZnSO4溶液,无明显现象,说明铜不与硫酸锌溶液反应,即铜的活动性比锌弱,锌的金属活动性比铜强,故选项说法正确;
D、由金属活动性锌>铜>银可知,若向甲、乙试管加入AgNO3溶液,锌和铜都能与硝酸银反应置换出银,能得出金属的活动性:Zn>Ag,Cu>Ag,但无法比较锌和铜的金属活动性,故选项说法错误;
故选:D。
3.(2024·海南·中考真题)龙是中华民族的象征。下列与龙相关的文物中,由金属材料制成的是
A.红山玉龙 B.鎏金铁芯铜龙
C.墨龙图帛画 D.霁蓝釉白龙纹瓷瓶
【答案】B
【详解】A、红山玉龙得主要成分为硅酸盐,不属于金属材料,故A不符合题意;
B、鎏金铁芯铜龙是由金属材料制成,故B符合题意;
C、墨龙图帛画的主要成分是蛋白质,不属于金属材料,故C不符合题意;
D、霁蓝釉白龙纹瓷瓶的主要成分是硅酸盐,不属于金属材料,故D不符合题意。
故选B。
4.(2023·江苏徐州·中考真题)下列实验设计能达到实验目的的是
A.探究铁钉生锈要有水参加,可利用如图所示装置进行实验
B.除去氮气中混有的氧气获得纯净的氮气,可将气体通过灼热的木炭
C.证明是分解的催化剂,可对比在反应前后的质量
D.验证、、金属活动性的强弱,可将铜片分别放入溶液、溶液
【答案】D
【详解】A、左边试管中的铁钉同时接触氧气和水,符合铁生锈的条件,能生锈,右边试管内的铁钉,只与水接触,没有与氧气接触,故不能生锈,因此对比得出铁钉生锈需要氧气参加,故选项A错误;
B、将氮气和氧气的混合气体通过灼热的木炭时,氧气和木炭会发生反应生成二氧化碳气体,除去氧气时引入新杂质,故选项B错误;
C、催化剂在化学反应前后质量和化学性质不变,因此要证明二氧化锰是氯酸钾分解的催化剂,首先要比较加入二氧化锰前后,氯酸钾分解的快慢,其次要对比反应前后二氧化锰的质量,最后要验证反应前后二氧化锰的化学性质是否改变,故选项C错误;
D、铜片放入,溶液中不能发生反应,说明铜的金属活动性比Zn弱,将铜片放入,溶液中,铜的表面生成银白色物质,溶液颜色由无色变成蓝色说明铜的金属活动性比Ag强,故可以得出三种金属的活动性顺序为.故选项D正确。
故选:D。
(2024·山东枣庄·中考真题)阅读下列材料,完成下面小题。
青铜是人类最早使用的合金,主要成分是铜(Cu)和锡(Sn),因其铜锈[主要成分为]呈青绿色,故名青铜。现在青铜依然广泛使用,某机械加工厂青铜废料经处理后得到CuCl2和SnCl2的混合液,向混合液中加入过量的锌粉,充分反应后过滤,得滤液和滤渣,对其进行分析,用以评估回收利用价值。
青铜纵目面具
附:青铜及其组分金属性质一览表
性质 金属 颜色 熔点/℃ 莫氏硬度(最大为10)
青铜 金黄色 800 5~6.6
铜 紫红色 1084 3.0
锡 银白色 232 3.75
5.根据上述材料信息,下列说法错误的是
A.青铜的硬度比铜和锡都大 B.青铜熔点低于铜是因为铜中熔入锡
C.青铜的颜色呈金黄色 D.铜锈是由铜与O2、H2O反应生成
6.对于上述材料中的滤渣和滤液,下列分析正确的是
A.滤渣中只有Cu、Zn B.滤渣中一定有Cu、Zn,可能有Sn
C.滤液中溶质只有ZnCl2 D.滤液中溶质一定有ZnCl2,可能有CuCl2
【答案】5.D 6.C
【解析】12.A、青铜为铜、锡合金,合金的硬度比组成的纯金属的大,该选项说法正确;
B、合金的熔点比组成的纯金属的低,则青铜熔点比铜低,该选项说法正确;
C、由表中内容可知,青铜的颜色为金黄色,该选项说法正确;
D、铜锈的主要成分为Cu2(OH)2CO3,根据反应前后元素种类不变,说明铜生锈不仅与氧气和水有关,还和二氧化碳有关,该选项说法不正确。
故选D。
13.由于金属活动性顺序:Zn>Sn>Cu,则加入的锌先和氯化铜反应生成氯化锌和铜,然后与SnCl2反应生成锡和氯化锌,由于加入的锌过量,则充分反应后,滤渣中含有铜、锡、锌,滤液中只有氯化锌,故选C。
7.(2024·青海·中考真题)青海河湟谷地历史文化悠久,在互助县出土了魏晋时期的青铜艺术品玄武砚滴。
(1)青铜的硬度比纯铜 。
(2)我国是最早采用湿法冶铜的国家,《梦溪笔谈》中记载“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”,即在溶液中加入铁则可得到铜,该反应的化学方程式为 。
【答案】(1)大(或高等其他合理答案均给分)
(2)
【知识点】化学方程式的书写、合金的认识
【详解】(1)金属制成合金后,硬度变大,所以青铜的硬度比纯铜大。
(2)铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁、铜,反应的化学方程式为:Fe+CuSO4=Cu+FeSO4。
8.(2024·山东威海·中考真题)应用广泛的金属
(1)国宝中的金属
国宝“鎏金铁芯铜龙”是以铁铸造内芯,铁上包铜,外层鎏金(鎏金是一种金属加工工艺,经过鎏金处理后,金属表面会覆盖一层金)。整个龙身飞扬舒展,反映了唐代高超的铸造工艺。
①国宝历经千年,出土后表面仍金光灿灿,原因是 。
②工业上以赤铁矿为原料炼铁,原理是 (用化学方程式表示)。
③《淮南万毕术》中记载“曾青得铁则化为铜,外化而内不化”,“曾青”即硫酸铜溶液,该炼铜反应的原理是 (用化学方程式表示),反应中有效作用的微粒为 (用符号表示)。“外化而内不化”的原因是 。
(2)生活中的金属
铝制易拉罐主要由铝合金制成,除铝外,还含有锌、铜、硅等。
①请用化学方法证明:罐体的金属材料是铝合金而不是纯铝(提供药品:已打磨的罐体金属片,其他仪器、药品自选)。
你的方案及预期现象是 。
②合金与纯金属相比较,性质存在差异。对比分析图1,从微观角度解释原因 (答两条)。
③合金中元素的配比不同会导致性能有差异。根据实际需求,罐盖硬度应大于罐体硬度。结合图2分析,生产易拉罐时,罐盖中铜元素的含量应 (填“大于”“小于”或“等于”)罐体中铜元素的含量。
④为比较铝、铜、锌的金属活动性,进行下图实验,则a、b、c可以选用的物质是 。
(3)航天中的金属
中国航天事业的成就令世界瞩目,火箭是航天飞行器的运载工具。
①运载火箭外壳材料也为铝合金。铝合金做外壳材料,具备的优良性能是 (答一条)。
②运载火箭固体推进剂的主要组分为高氯酸铵和铝粉。其中高氯酸铵()是供氧剂,氯元素的化合价是 。铝粉燃烧的化学方程式 ,反应过程中能量转化形式是 。
【答案】(1) 金的化学性质稳定 Fe、Cu2+ 铁和硫酸铜反应生成的铜覆盖在铁的表面,阻止内部的铁继续反应
(2) 将已打磨的罐体金属片,剪成小碎片,取少量小碎片于试管中,加入足量稀盐酸并加热,使之充分反应,最终在试管底部残留少于固体物质 原子的排列方式不同、物质的原子构成种类不同 大于 铝、铜、硫酸锌溶液
(3) 强度高(或密度小、耐腐蚀) +7 化学能转化为动能
【详解】(1)①国宝历经千年,出土后表面仍金光灿灿,是因为金的化学性质稳定;
②赤铁矿的主要成分氧化铁和一氧化碳在高温条件下反应生成铁和二氧化碳,反应的化学方程式为:;
③铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,反应的化学方程式为:;反应中有效作用的微粒为Fe、Cu2+;“外化而内不化”,是因为铁和硫酸铜反应生成的铜覆盖在铁的表面,阻止内部的铁继续反应;
(2)①铝制易拉罐主要由铝合金制成,除铝外,还含有锌、铜、硅等,铜和硅都不与稀盐酸反应,将已打磨的罐体金属片,剪成小碎片,取少量小碎片于试管中,加入足量稀盐酸并加热,使之充分反应,最终在试管底部残留少于固体物质,说明罐体的金属材料是铝合金而不是纯铝;
②合金与纯金属相比较,性质存在差异,是因为原子的排列方式不同、物质的原子构成种类不同;
③由图2可知,铜的含量越高,铝合金硬度越大,则生产易拉罐时,罐盖中铜元素的含量应大于罐体中铜元素的含量;
④铝和硫酸锌反应生成硫酸铝和锌,说明铝的金属活动性强于锌,铜和硫酸铝不反应,说明锌的金属活动性强于铜,所以比较铝、铜、锌的金属活动性,a、b、c可以选用的物质是铝、硫酸锌溶液、铜;
(3)①运载火箭外壳材料也为铝合金。铝合金做外壳材料,具备的优良性能是强度高(或密度小、耐腐蚀);
②高氯酸铵(NH4ClO4)中氮元素的化合价为-3价,氢元素的化合价为+1价,氧元素的化合价为-2价。设氯元素的化合价为,在化合物中各元素正负化合价代数和为零,则,解得,所以氯元素的化合价是+7价;铝和氧气在点燃的条件下生成氧化铝,反应的化学方程式为:;反应过程中能量转化形式是化学能转化为动能。
9.(2024·吉林长春·中考真题)实验是化学研究的重要手段。图1为教材中探究铁锈蚀条件的实验装置,约一周后能观察到明显现象。小组同学对部分实验进行了改进,使出现明显现象的时间缩短至5~10分钟,改进后的装置如图2所示(夹持装置已略去)。
(1)图1实验中,对比 (填序号)可知,铁生锈与氧气有关。
(2)图2实验中,证明铁生锈与水有关的现象为 。
(3)图2实验能够在较短时间内观察到明显现象,其主要原因是 。
(4)图2实验的优点是在一定程度上缩短了实验时间,但仍存在不足。请你指出该实验设计的不足之处 (答一条即可)。
【答案】(1)AB
(2)U型管左侧铁丝生锈,右侧铁丝不生锈
(3)氧气浓度较大
(4)未能探究铁生锈是否与氧气有关
【详解】(1)图1实验中,试管A内的铁钉与氧气、水同时接触,试管B内的铁钉只与水接触,试管C内的铁钉只与氧气接触,最终只有试管A内的铁钉生锈,所以对比AB可知,铁生锈与氧气有关。
(2)图2实验中,H2O2溶液在MnO2的催化作用下产生大量氧气,并且产生的氧气带有水分,而U型管内的干燥剂可以吸收水分,右侧干燥管内的干燥剂也可以吸收水分,所以U型管左侧的光亮铁丝同时接触氧气、水,很快生锈,右侧光亮铁丝只接触氧气,不生锈,因此证明铁生锈与水有关的现象为:U型管左侧铁丝生锈,右侧铁丝不生锈。
(3)铁生锈是铁与氧气、水发生反应所致,而H2O2溶液在MnO2的催化作用下产生大量氧气,所以图2实验能够在较短时间内观察到明显现象,其主要原因是:氧气浓度较大。
(4)铁生锈是铁与氧气、水发生反应所致,图2实验的变量是水分,因此不足之处是:未能探究铁生锈是否与氧气有关。
10.(2024·内蒙古呼和浩特·中考真题)“沉睡三千年,一醒惊天下!”三星堆青铜器出土后立刻震惊了全世界。近日部分青铜器在呼和浩特市博物馆展出。
(1)青铜是由铜、锡熔合制成。相比于纯铜的质地柔软,青铜 ,而应用于农具和兵器的生产中。
(2)《淮南万毕术》记载“曾青(硫酸铜溶液)得铁则化为铜”的湿法炼铜工艺,反应的化学方程式为 。
(3)小琦同学查阅资料发现:(氯化亚锡)溶于水可形成无色溶液。请你帮她设计实验方案证明锡的金属活动性强于铜 (写出操作和现象)。
(4)出土的青铜器表面锈蚀物分为无害锈和有害锈。无害锈是一层致密薄膜,如铜绿;有害锈含氯,可加快青铜器锈蚀。锈层成分如图所示,下列叙述正确的是________。
A.图中的CuCl和粉状锈均是有害锈
B.形成铜绿的过程中有、参与,与无关
C.青铜器锈蚀的过程中铜元素的化合价未变化
D.保护青铜器最重要的是防氯
【答案】(1)硬度大
(2)
(3)将打磨光亮的锡片插入氯化铜溶液中,锡片上有红色固体析出,溶液由蓝色变为无色,说明锡的金属活动性强于铜
(4)AD
【详解】(1)青铜是铜的合金,合金比组成它的纯金属硬度大,故相比于纯铜的质地柔软,青铜硬度大,而应用于农具和兵器的生产中;
(2)“曾青(硫酸铜溶液)得铁则化为铜”的反应为铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,该反应的化学方程式为:;
(3)锡的金属活动性强于铜,则锡能与氯化铜反应生成氯化亚锡和铜,则设计实验方案证明锡的金属活动性强于铜:将打磨光亮的锡片插入氯化铜溶液中,锡片上有红色固体析出,溶液由蓝色变为无色,说明锡的金属活动性强于铜;
(4)A、有害锈含氯,可加快青铜器锈蚀,由化学式可知,CuCl和粉状锈均含氯,故图中的CuCl和粉状锈均是有害锈,符合题意;
B、形成铜绿的过程,是铜和空气中的氧气、二氧化碳、水发生了反应,不符合题意;
C、青铜器锈蚀的过程中单质铜参与了反应,单质铜中铜元素的化合价为0,生成的铜锈中铜元素化合价不是零,故铜元素的化合价一定发生了改变,不符合题意;
D、出土的青铜器表面锈蚀物分为无害锈和有害锈。无害锈是一层致密薄膜,如铜绿;有害锈含氯,可加快青铜器锈蚀,故保护青铜器最重要的是防氯,符合题意。
故选AD。
1.(2024·辽宁·中考真题)下列有关铁制品锈蚀与保护的说法不正确的是
A.铁与氧气、水等反应导致铁制品锈蚀 B.将铁制成不锈钢能减缓锈蚀
C.锈蚀的铁制品没有任何利用价值 D.铁栏杆表面刷漆能减缓锈蚀
【答案】C
【详解】A、铁制品锈蚀实际上是铁与空气中的氧气和水共同作用的结果,说法正确;
B、不锈钢抗腐蚀性能较强,将铁制成不锈钢能减缓锈蚀,说法正确;
C、锈蚀的铁制品具有回收价值,回收废旧金属能节约金属资源,减少环境污染,说法不正确;
D、铁栏杆表面刷漆能减缓锈蚀,说法正确。
故选:C。
2.(2024·四川内江·中考真题)如图是实验室模拟工业炼铁的装置。下列有关分析不正确的是
A.澄清石灰水变浑浊,说明有CO2生成
B.该反应中,失去氧的物质是CO
C.CO具有可燃性
D.硬质玻璃管中固体质量逐渐减小
【答案】B
【详解】A、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,澄清石灰水变浑浊,说明有CO2生成,故选项说法正确;
B、一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳,该反应中,失去氧的物质是氧化铁,故选项说法错误;
C、一氧化碳有毒,直接排放到空气中会污染环境,常在装置末端的导管口放一盏燃着的酒精灯,是为了点燃尾气,利用的是一氧化碳具有可燃性,故选项说法正确;
D、一氧化碳具有还原性,高温下与氧化铁反应生成铁和二氧化碳,随着反应的进行,硬质玻璃管中固体质量逐渐减小,故选项说法正确;
故选:B。
3.学会识图能发展科学思维。一小块未打磨的铝片和一定质量的稀盐酸反应,产生气泡的快慢和反应时间的关系如图。下列猜想正确的有(  )
①0~t1阶段,可能是铝表面有层氧化膜
②t1~t2阶段,可能是铝和稀盐酸反应放出热量
③t3时刻,可能是稀盐酸过量
④t3时刻,可能是稀盐酸不足
A.1项 B.2项 C.3项 D.4项
【答案】D
【解析】①0~t1阶段,没有气泡产生,说明铝和稀盐酸还没有反应,可能是铝表面有层氧化膜,正确;
②t1~t2阶段,产生气泡变快,可能是铝和稀盐酸反应且放出热量,正确;
③t2时刻以后产气泡的速率下降,是因为稀盐酸的浓度降低,t3时刻,刚好不再产生气泡,则可能是稀盐酸过量,正确;
④t3时刻,可能是稀盐酸不足,正确。
4.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
【答案】D
【解析】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,说明镁与锌具有不同的金属活动性。
5.取一段镁条放入盛有少量稀盐酸的试管中,用手摸试管外壁会感觉发烫,反应的化学方程式为Mg+2HCl═MgCl2+H2↑。下列有关说法正确的是(  )
A.反应中无明显现象 B.反应是一个吸热反应
C.反应后溶液中溶质质量减少 D.反应说明镁能置换出酸中的氢
【答案】D
【解析】A、取一段镁条放入盛有少量稀盐酸的试管中,反应的化学方程式为Mg+2HCl═MgCl2+H2↑,由气泡产生,错误;
B、取一段镁条放入盛有少量稀盐酸的试管中,用手摸试管外壁会感觉发烫,说明放出了热量,错误;
C、由反应的化学方程式为Mg+2HCl═MgCl2+H2↑,每24份质量的镁可置换出2份质量的氢气,溶液的质量会增加,错误;
D、由反应的化学方程式为Mg+2HCl═MgCl2+H2↑,反应说明镁能置换出酸中的氢,正确。
6.现有X、Y两种金属,如果把X、Y分别放入稀盐酸中,X溶解并产生氢气,Y不反应;如果把Y放入到硝酸铜溶液中,无任何现象,则X、Y、Cu的金属活动性强弱顺序是(  )
A.Cu>X>Y B.X>Cu>Y C.X>Y>Cu D.Y>X>Cu
【答案】B
【解析】现有X、Y两种金属,如果把X、Y分别放入稀盐酸中,X溶解并产生氢气,Y不反应,说明X的位置排在氢的前面,Y的位置排在氢的后面,即X>H>Y。如果把Y放入到硝酸铜溶液中,无任何现象,说明Y的金属活动性比铜弱,即铜>Y。X的位置排在氢的前面,则X、Y、Cu的金属活动性强弱顺序是X>Cu>Y。
7.(2024·江苏常州·中考真题)“嫦娥六号”在月球背面顺利着陆(如图)。它表面覆盖了聚酰亚胺—铝箔多层复合材料,推进器用到了液氢和液氧,着陆后用高强度合金铲进行月壤采样。请用下列物质的序号填空。
①铝箔;②液氢;③液氧;④合金
(1)利用物质延展性的是 。
(2)利用硬度大的性质的是 。
(3)作为推进器燃料的是 。
(4)作为推进器助燃剂的是 。
【答案】(1)①
(2)④
(3)②
(4)③
【详解】(1)金属具有良好的延展性,故选①。
(2)合金的硬度比纯金属的高,故选④。
(3)氢气具有可燃性,液氢可作为推进器的燃料,故选②。
(4)氧气具有助燃性,液氧可作为推进器的助燃剂,故选③。
8.常见的金属有镁、铝、铜、银等。请根据金属的化学性质回答下列问题:
(1)将一定质量的镁粉放入到含有溶质为硝酸铝、硝酸铜、硝酸银的溶液中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。
①若滤液呈蓝色,则滤渣中可能含有的金属是    。
②若向滤渣中加入稀盐酸无气泡产生,则滤液中一定含有的溶质是    。(填化学式)
(2)某金属粉末中含有镁、铝、铜、银中的一种或几种,取12g该金属粉末与足量稀盐酸反应产生1g氢气,则该金属粉末的组成有    种情况。
【答案】(1)①铜 ②Al(NO3)3、Mg(NO3)2 (2)7
【解析】(1)将一定质量的镁粉放入到含有溶质为硝酸铝、硝酸铜、硝酸银的溶液中,镁会先与硝酸银反应,再与硝酸铜反应,最后与硝酸铝反应,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液;
①若滤液呈蓝色,说明滤液中一定含有硝酸铜,硝酸铝还没有反应,硝酸银可能全部、可能部分反应,所以滤渣中可能含有的金属是铜;
②若向滤渣中加入稀盐酸无气泡产生,说明滤渣中不含铝、镁,所以滤液中一定含有的溶质是:Al(NO3)3、Mg(NO3)2;
(2)某金属粉末中含有镁、铝、铜、银中的一种或几种,取12g该金属粉末与足量稀盐酸反应产生1g氢气,12g镁生成氢气质量为(12g2)/24=1g,12g铝生成氢气质量为(12g3)/27≈1.3g,可能是①镁,②铝、铜,③铝、银,④铝、铜、银,⑤铝、铜、镁;⑥铝、银、镁,⑦铝、铜、银、镁,所以该金属粉末的组成有7种情况。
9.铁是生活生产中重要的金属材料。请完成下列问题:
(1)实验1硬质玻璃管中的现象为 。
(2)实验2模拟西汉时期湿法炼铜工艺,该反应的化学方程式为 。
(3)由实验3可知,铁制品锈蚀的过程,实际上是铁与 发生化学反应的过程。
【答案】(1)红棕色粉末变为黑色
(2)Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
(3)氧气和水
【详解】(1)实验1硬质玻璃管中发生的反应为氧化铁和一氧化碳在高温条件下反应生成铁和二氧化碳,该反应的现象为红棕色粉末变为黑色。
(2)铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,该反应的化学方程式为Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。
(3)由实验3可知,只有水,没有氧气,铁钉不生锈;只有氧气,没有水,铁钉也不生锈;只有氧气和水同时存在时,铁钉才会生锈,说明铁制品锈蚀的过程,实际上是铁与氧气和水发生化学反应的过程。
10.2024年5月1日,我国第一艘电磁弹射型航空母舰——“福建”舰开展首次试航。航空母舰的建造涉及金属冶炼、材料性能等诸多领域。
(1)纯铜可制作航母电缆,主要利用了其优良的 性。
(2)《天工开物》中记载了我国古代“淘洗铁砂”“生熟炼铁”等钢铁冶炼技术。现代工业用赤铁矿和一氧化碳炼铁,反应的化学方程式为 。
(3)铁的合金比纯铁的应用更广泛,原因是 。
(4)废旧金属回收利用的意义在于 (写一条)。
(5)锰钢是建造航母常用的金属材料。已知锰加入稀硫酸中有气泡产生。实验室现有以下试剂:
①锰片②铜片③稀硫酸④硫酸铜溶液⑤硫酸锰溶液
请你选择一组试剂比较铜、锰的金属活动性强弱 (填序号)。
【答案】(1)导电
(2)3CO+Fe2O32Fe+3CO2
(3)铁的合金比纯铁抗腐蚀性能更好(或铁的合金比纯铁硬度和强度更高)
(4)保护金属资源(合理即可)
(5)①②③(或①④或②⑤)
【详解】(1)纯铜可制作航母电缆,主要利用了其优良的导电性。故填:导电。
(2)现代工业用赤铁矿和一氧化碳炼铁,赤铁矿的主要成分是氧化铁,氧化铁与一氧化碳高温条件下反应生成铁和二氧化碳。化学方程式为
3CO+Fe2O32Fe+3CO2。故填:。
(3)由于铁的合金比纯铁抗腐蚀性能更好、铁的合金比纯铁硬度和强度更高,所以铁的合金比纯铁的应用更广泛。故填:铁的合金比纯铁抗腐蚀性能更好(或铁的合金比纯铁硬度和强度更高)。
(4)为了保护金属资源、节约金属资源、减少对环境的污染等,废旧金属回收利用。故填:保护金属资源(合理即可)。
(5)由于锰加入稀盐酸中有气泡产生,则说明锰位于氢前面。
方法1:分别将锰片和铜片插入稀硫酸溶液中,铜与稀硫酸不反应,没有明显现象,而锰与硫酸反应产生气体,可以证明锰的活泼性大于铜。选①②③。
方法2:将锰片放入硫酸铜中,锰能够置换铜,可证明锰的活泼性大于铜。选①④。
方法3:将铜片插入硫酸锰溶液中,没有明显现象,铜不能置换出锰,可证明锰的活泼性大于铜。选②⑤。
故填:①②③(或①④或②⑤)。
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