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第一部分 物质科学
第7讲 金属及其性质
01考情透视·目标导航
02知识导图·思维引航
03考点突破·考法探究
考点一 常见金属
考点二 合金
考点三 金属的化学性质
考点四 金属活动性顺序及其应用
考点五 金属的冶炼
考点六 金属资源的保护和利用
实验01实验探究铁锈蚀的条件
04题型精研·考向洞悉
题型一 金属的物理性质 合金
题型二 金属的化学性质
题型三 金属与酸反应 氢气制取图像
题型四 金属活动性顺序的应用
题型五 金属的还原实验
题型六 金属锈蚀 金属资源的保护
05分层训练·巩固提升
基础巩固
能力提升
考点要求 课标要求 考查频次 命题预测
金属及其性质 1.了解金属的主要物理性质及用途，辨析金属和非 金属。 2.认识常见金属的主要化学性质，知道金属活动性顺序。 3.列举金属锈蚀的条件和防止金属锈蚀的常用方法。 4.知道在一种金属中加入其他金属或非金属形成合金，可以改善金属材料的性能;了解新型金属材料的发展与应用。 5.举例说明金属冶炼技术的发展对社会进步的作用6.了解废弃金属对环境的影响，以及金属回收再利用的意义。 24年考查6分 1.金属材料的命题点有：①常见金属的物理性质及其应用；②合金及合金的优点；③常见几种合金如钢、生铁、铝合金、不锈钢等的成分和特点等，考察中多在简单的选择题中出现，结合国防、农业、环保等元素． 2.金属的化学性质命题点有：①常见金属和氧气反应及其现象；②常见金属和酸反应及其现象；③通过金属和氧气、酸反应得出比较金属活性的方法等，考察形式多样、在选择、填空、探究、解答题中均可以出现，其中在解答计算题中常用合金为背景，计算其中某金属的质量分数． 3.金属活动顺序与置换反应命题点有：①金属活动顺序关系；②金属活动顺序的意义；③实验探究金属之间的活泼性； 4.金属的腐蚀与防护命题点有：①金属腐蚀的条件；②利用控制变量法探究金属腐蚀的条件；③金属防腐的常用方法等，多在实验探究题中均可以出现
考点一 常见金属
金属材料：一般分为 和 两类。
1．金属的物理性质：
（1）常温下一般为 （汞为 ），有 光泽；
（2）密度和硬度 ，熔沸点 ；
（3）大多数呈 （铜为 色，金为 色）
（4）有良好的 性、 性、 性
2．金属之最：
（1）铝： 中含量最多的金属元素；
（2）钙： 中含量最多的金属元素；
（3）铁：目前世界年产量最多的金属（铁>铝>铜）；
（4）银：导电、导热性最好的金属（银>铜>金>铝）；
考点二 合金
1．定义：由一种 跟其他一种或几种 （或金属与 ）一起熔合而成的具有 的物质。
注意事项：（①合金是金属与金属或金属与非金属的混合物；②金属在熔合了其它金属和非金属后，不仅组成上发生了变化，其内部组成结构也发生了改变，从而引起 ）。
2．合金特点：一般说来，合金的 比各成分低， 比各成分大， 性能更好
3．举例：
（1）铁的合金： （含碳量2%～4.3%）和 （含碳量0.03%～2%）。区别：含碳量不同
（2）铜合金： ：铜、锌的合金； ：铜、锡的合金，它人类使用 的合金。
（3） ：被认为是21世纪的重要金属材料。
优点：I、熔点高、密度小；
II、可塑性好、易于加工、机械性能好；
III、抗腐蚀性能好；用途：广泛用于喷气式发动机、飞机机身、人造卫星外壳、火箭壳体、医学补形、人造骨、海水淡化设备、海轮、舰艇的外壳等。
（4） ：铝中加入镁、铜、锌等形成合金。广泛应用于制造飞机、舰艇和载重汽车等。
（2023 义乌市模拟）如图，小明将一张白纸紧紧地卷成棍状，在其表面缠绕一根铜丝。用蜡烛对铜丝处进行加热，纸棍不燃烧；而对纸棍未卷铜丝处进行加热，很快就能点燃。据此推测，铜丝在实验中的作用是（ ）
A．隔绝白纸周围氧气 B．升高白纸的着火点
C．降低白纸表面温度 D．降低蜡烛火焰温度
（2023 平湖市一模）1875年，科学家布瓦博得朗发现了门捷列夫预言的相对原子质量大约是68，性质与铝相似的元素一镓。若把金属镓放在手心，能观察到镓由固态变成了液态，该现象说明镓具有的性质是（ ）
A．比热小 B．沸点低 C．熔点低 D．硬度小
（2023 拱墅区校级模拟）合金的应用和发展印证了人类文明的进步，下列有关合金的说法不正确的是（ ）
A．人类生产和使用青铜器早于铁器
B．生铁和钢是铁、碳等元素形成的合金
C．合金属于合成材料
D．合金的应用范围要比纯金属广
考点三 金属的化学性质
1．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 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
(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 )。
2．有些金属能在空气中燃烧
2Mg+O2点燃2MgO，现象是 ，生成 ，放出 。3．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 ，生成 ，放出 。
4．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 。
5．金等金属即使在高温下也不与氧气反应
6．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 ，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。
（2024 西湖区模拟）将等量的Mg、Fe、Zn三种金属分别放入质量和溶质质量分数均相同的三份硫酸中，反应完成后生成氢气的质量关系可能的是（ ）
A． B．
C． D．
（2023 杭州模拟）如图，将等质量的锌和铁分别放入左、右试管中，加入等质量、等质量分数的稀盐酸，充分反应后，冷却到室温，金属均有剩余，（U型管内为水，初始液面相平，反应过程中装置气密性良好）下列说法正确的是（ ）
A．右试管中溶液为浅绿色
B．两试管中所得溶液的质量相等
C．U型管中液面左升右降
D．右试管比左试管中产生气泡的速率快
人类的生产、生活离不开金属材料。
（1）铝、铁、铜是我们生产、生活中使用比较广泛的金属。如图1所示用品中，利用金属导热性的是 ，利用金属导电性的是 （均填字母序号）。
（2）铜也容易生锈，铜锈的主要成分是碱式碳酸铜[Cu2（OH）2CO3]，是铜与空气中的氧气、水和 共同作用的结果。
（3）将等质量的镁、铁、锌分别放入三份溶质质量分数相同的稀盐酸中，反应生成的H2质量与反应时间的关系如图所示。根据图2中的信息，作出的判断不正确的是 。
A．图线x表示镁的反应情况
B．铁消耗的稀盐酸质量最大
C．镁、锌一定过量，铁可能反应完
D．镁一定过量，锌、铁可能反应完
考点四 金属活动性顺序及其应用
1.金属活动性顺序
在金属活动性顺序里：
（1）金属的位置越靠前，它的
（2）位于 的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢（不可用浓硫酸、硝酸）
（3）位于 的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢。（除K、Ca、Na）
（4）越活泼的，开发利用的 。
2.金属活动性顺序的应用
（1）根据所发生反应的情况判断金属的活动性强弱。比较金属活动性的强弱可根据其与氧气反应的难易，与酸反应的快慢、与另一种金属的盐溶液能否发生反应等情况做出判断。
（2）根据金属活动性顺序判断置换反应能否发生。
（3）根据金属活动性顺序判断金属与其他物质发生反应后所得物质的成分。
（4）用于物质除杂试剂的选择。
（2024 青田县模拟）图甲为烧烤用的“金属纸”，为了鉴别其主要成分是铝（Al）还是锡（Sn），根据图乙下列物质可行的是（ ）
A．稀H2SO4 B．MgSO4溶液 C．FeSO4溶液 D．AgNO3溶液
（2024 拱墅区一模）小乐将一定量的锌粉加入到Al（NO3）3、Fe（NO3）2和AgNO3的混合溶液中，充分反应后将混合物过滤得到滤液和滤渣。已知混合溶液中的某些阳离子个数随时间的变化如图所示，则下列分析正确的是（ ）
A．②表示的阳离子是Ag+
B．③表示的阳离子是Zn2+
C．过滤得到的滤渣中只有Ag和Fe
D．过滤得到的滤液中只有Zn（NO3）2和Al（NO3）3
（2024 镇海区模拟）小宁分别将不同质量的锌粉加入一定量的Cu（NO3）2和AgNO3混合溶液中，充分反应后过滤，以下是在不同情况下对滤渣或滤液成分的说法，错误的是（ ）
A．若滤液中只含一种溶质，滤渣一定含有Ag、Cu，可能含有Zn
B．当滤液含两种溶质时，滤渣一定含有Ag，可能含有Cu，一定不含Zn
C．若滤渣中有红色固体，滤液一定含有Zn（NO3）2，一定不含Cu（NO3）2
D．若向所得滤液中滴加稀盐酸有白色沉淀生成，滤渣一定只含有Ag
考点五 金属的冶炼
实验 木炭还原氧化铜 CO还原氧化铜
实验原理 C+2CuO══2Cu+CO2↑ CO+CuO══Cu+CO2
实验装置
实验现象 黑色粉末逐渐变 ，澄清石灰水变
注意事项 （1）试管口应略向下倾斜，目的是防止冷凝水回流到灼热的试管底部，使试管炸裂。 （2）加热时，在酒精灯火焰上加网罩的目的是使火焰集中并提高温度。 （3）加热时，在酒精灯火焰上加网罩的原因是 （4）反应结束时，先把导管从石灰水中撤出，再停止加热，原因是防止试管中液体倒流，炸裂试管。 （1）加热前先通一会儿CO，目的是 。 （2）反应结束后先停止加热，继续通CO至玻璃管冷却的作用是 。 （3）CO有毒，尾气必须进行处理，通常采用 法，防止污染空气
（2024 温州模拟）小龙利用氢气来还原氧化铜（如图所示），下列关于实验说法正确的是（ ）
A．此装置缺少尾气处理措施
B．右端管口处出现少量水珠
C．装置中的红色固体变黑色
D．先点燃酒精灯再挤压滴管
（2024 绍兴三模）《天工开物》中记载金属锌的冶炼方法：取炉甘石（主要成分：碳酸锌）十斤，装载入一泥罐内，然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红，罐中炉甘石熔化成团。冷定，毁罐取出，即获得金属锌（已知主要发生的反应为：2C+ZnCO3Zn+3CO↑）。下列分析错误的是（ ）
A．炉甘石属于混合物
B．该反应中一氧化碳为还原剂
C．冷却时锌由气态转化为液态需要放热
D．“冷定“后再“毁罐“取锌是为防止锌重新被氧化
（2024 西湖区校级二模）如图，甲和乙分别是氢气和一氧化碳还原氧化铜的实验，下列有关说法正确的是（ ）
A．甲实验试管口向下倾斜可防止氢气逸出
B．乙实验只能通过澄清石灰水是否变浑浊判断反应是否发生
C．甲、乙两实验中，都应先通入气体，再用酒精灯加热试管、玻璃管，以防止发生爆炸
D．甲、乙两实验中，氢气和一氧化碳都将氧化铜变成游离态的铜，都发生了置换反应
考点六 金属资源的保护和利用
1．铁的锈蚀
（1）铁生锈的条件是：铁与 、 接触（铁锈的主要成分：Fe2O3·xH2O）
（2）防止铁制品生锈的措施：①保持铁制品表面的 、 ；②表面涂 （涂油、 、电镀、 等）；③制成不锈钢；
（3）铁锈很 ，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气反应，因此铁制品可以全部被锈蚀。因而铁锈应及时除去。
（4）而铝与氧气反应 ，从而阻止铝进一步氧化，因此，铝具有很好的 性能。
实验01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。
2．保护金属资源途径
①防止 ；②回收利用 ；③合理开采矿物；④寻找金属的代用品
【创新实验】（2024 温州模拟）小龙利用注射器探究铁生锈的条件，一段时间后，只有乙注射器中的铁丝部分生锈，下列说法正确的是（ ）
A．取下橡皮帽，注射器前端浸入水中，推动活塞，有气泡冒出，该装置气密性良好
B．通过对比甲注射器和丙注射器中的现象，可以说明铁生锈的需要同时与水和氧气接触
C．实验设置的三套装置中，乙注射器是对照组，甲注射器和丙注射器都是实验组
D．实验后向乙注射器中注过量稀盐酸，观察到溶液变成黄色，不产生气泡
（2024 吴兴区校级模拟）在入役10年后，“辽宁”舰正式返回大连造船厂进行维护。进入船坞的“辽宁”舰可是“饱经风霜”，舰身上挂满了锈迹。同学们设计了如图1所示实验，探究“辽宁舰”锈蚀的主要原因。研究小组，实验一周后，发现试管A中铁钉几乎没有生锈，试管B中铁钉稍有生锈，试管C中铁钉明显锈蚀。
（1）试管B中使用“煮沸并迅速冷却的蒸馏水”，目的是 。
（2）试管C中铁钉明显锈蚀而试管A中铁钉几乎没有生锈，由此可得出的结论是 。
（3）你能否设置一个试管D来尝试验证，“辽宁舰”在海上更容易生锈的原因？请标识在图中，并用简单文字说明。 。
（4）对于试管B中铁钉稍有生锈，同学们深入研究，将煮沸并迅速冷却的蒸馏水倒入烧杯中，迅速倒入植物油铺满水面。然后将溶解氧传感器插入水中，通风环境中持续三天采集得到数据图像如图2所示（室温下。自然状况的水中溶解氧约为8﹣9mg/L）。据此可知B试管中铁钉也稍有生锈的原因是 。
（2024 西湖区校级二模）不锈钢保温杯美观、保温效果好，在日常生活中被广泛使用，其结构如图所示。请回答下列问题：
（1）不锈钢保温杯最外面的保护层通常喷涂一层具有良好致密性的漆。喷漆除美观外还具有不锈钢外层的作用是： 。
（2）不锈钢保温杯内层外面镀铜（Cu），选择所镀金属时，需要考虑该金属的活动性。请你最外层保护层写出一个能说明铜（Cu）的金属活动性比铁（Fe）弱的化学方程式： 。
“不锈钢是真的不生锈，还是不容易生锈？”针对这一问题，某化学兴趣小组的同学在查阅资料、与同学和老师讨论的基础上，选择一种不锈钢材料进行探究实验。实验方案和观察到的现象如表所示。
实验 ① ② ③
实验方案
实验现象 放置较长时间，观察到不锈钢片表面出现铁锈 放置与实验①相同的时间，观察不到不锈钢片发生明显变化 放置与实验①相同的时间，观察不到不锈钢片发生明显变化
（3）根据上述实验探究的结果，可以得到的结论是： 。
（4）根据上述实验，请为合理使用不锈钢器皿提一条建议： 。
题型一 金属的物理性质 合金
物质的性质决定用途。下列物质的性质和用途不一致的是（ ）
A．铜的导电性好，用作导线
B．铝的密度小，用作飞机材料
C．金的延展性好，做成金箔
D．银的导热性好，作装饰品
【新考向】去年10月初，小金参观了“神秘的古蜀文明”展览，他对用金箔制作的太阳神鸟（空气中保存完好）、用铜制作的太阳形器、用玉石（含Al2O3）制作的四节玉琮、用铜锡合金制作的青铜大立人作出以下判断，正确的是（ ）
A．保存太阳神鸟时需隔绝空气以防被氧化
B．加工太阳形器时未体现金属延展性
C．清洗玉琮时可使用稀盐酸等强酸性溶液
D．制作大立人时需几种金属熔合在一起
（2023 鹿城区模拟）合金是由两种或两种以上的金属或金属与非金属熔合而成的具有金属特性的物质。查阅资料可知合金的熔点低于其中任何一种金属的熔点。下表是几种金属熔点的数据。
金属 锡 铅 锑
熔点/℃ 232 327 630
（1）铅锡合金具有导电性，该性质属于合金的 性质。
（2）如图表示铅锡合金的熔点随其中一种金属的质量分数变化的图像，则该图中横坐标表示 金属的质量分数。
（3）一般家用保险丝大都是用铅（不少于98%）和锑（0.3～1.5%）制成的合金，根据以上信息及生活经验判断该合金的熔点可能为 。
A．20～40℃ B．232～300℃ C．327～600℃ D．630～900℃
题型二 金属的化学性质
（2023 北仑区一模）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
（2023 萧山区校级二模）在硫酸亚铁溶液中插入一根锌棒一段时间，反应前后溶液中存在的离子种类如图所示，其中“”“”“”表示不同的离子。
（1）“”表示 （填写离子符号）。
（2）反应后所得溶液的质量 （选填“大于”“小于”或“等于”）反应前溶液的质量。
（2023 慈溪市校级模拟）钴（Co）的化学性质与铁相似，但钴在常温下对水和空气都比较稳定。
（1）如图是含钴物质的化合价——物质类价图。其中物质a的化学式是 ；
（2）下列预测钴的化学性质合理的是 。
A.Co能在O2中燃烧
B.常温时钴易与H2O反应
C.Co能与稀H2SO4反应
D.CoCl3溶液中的杂质MgCl2可加入钴粉除去
（3）已知CoSO4易溶于水，利用复分解反应原理，写出一种生成CoSO4反应的化学方程式 。
题型三 金属与酸反应 氢气制取图像
相同质量的Mg、Fe、Zn三种金属，分别与足量的、质量相同、质量分数相同的稀H2SO4充分反应，生成氢气与消耗稀H2SO4的质量关系如图，分析图象所得的结论与事实相符的是（ ）
A．三种金属消耗稀H2SO4的质量：Mg＜Fe＜Zn
B．三种金属的失电子总数量：Mg＞Fe＞Zn
C．三种金属的活动性顺序：Mg＝Fe＝Zn
D．三种金属与稀H2SO4反应后溶液的质量：Mg＞Fe＞Zn
将等质量的锌分别与等质量等浓度的盐酸和硫酸反应，记录生成氢气质量变化关系如图所示，若继续加入等量的锌，则生成氢气质量关系图不可能出现的是（ ）
A． B．
C． D．
在定量研究金属与酸的化学反应时，绘制出如图所示金属与氢气质量关系的图象，分析图象得到的以下结论中，正确的是（ ）
①Na、Mg、Zn三种金属都能置换出酸中的氢
②生成相同质量的氢气消耗金属的质量为Na＞Mg＝Zn
③生成相同质量的氢气消耗Na、Mg、Zn三种金属的质量比为23：24：65
④生成相同质量的氢气消耗Na、Mg、Zn三种金属的原子个数比为2：1：1。
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
题型四 金属活动性顺序的应用
（2024 鹿城区模拟）如图为小明为比较甲、乙、丙三种金属的活动性而进行的实验，根据图中现象可得三种金属的活动性顺序为（ ）
A．乙＞甲＞丙 B．甲＞乙＞丙 C．丙＞乙＞甲 D．丙＞甲＞乙
（2024 鹿城区二模）如图所示的装置，甲、乙两个相同的瓶内分别装有等质量的铁粉和锌粉，同时加入等量等质量分数的稀硫酸，反应结束后金属均有剩余。则在反应过程中原先处于导管中点P的红色液柱移动的情况是（ ）
A．先向左移动，最后停在P左侧
B．先向左移动，最后停在P位置
C．先向右移动，最后停在P位置
D．先向右移动，最后停在P左侧
（2024 西湖区校级二模）将金属M的粉末放入盛有硝酸铜溶液的烧杯中，充分反应后，溶液呈无色，继续向烧杯中加入一定量的硝酸银溶液，充分反应后过滤，得到滤渣和蓝色滤液。根据上述实验分析，下列说法错误的是（ ）
A．金属活动性强弱顺序：M＞Cu＞Ag
B．滤渣中可能有金属M
C．滤液中至少含有两种溶质
D．滤渣中一定有Ag
（2024 浙江模拟）向三个烧杯中分别放入足量的Mg、Al、Fe粉末，同时加入质量分数相同的100g稀盐酸，充分反应。反应的有关图像错误的是（ ）
A． B．
C． D．
题型五 金属的还原实验
（2023 西湖区模拟）如图为CO还原CuO“微型”实验装置（夹持仪器等略），已知：HCOOHH2O+CO↑，下列说法错误的是（ ）
A．实验中所需CO可现制现用
B．“微型”装置可节约用品，污染小，现象明显
C．“微型”装置内空间较小，空气易排空，危险系数小
D．该实验中所涉及反应的基本类型有分解反应和置换反应
（2023 拱墅区校级模拟）如图，甲和乙分别是氢气和一氧化碳还原氧化铜的实验。下列有关说法正确的是（ ）
A．两实验中，都是先加热再通气体
B．甲实验试管内通氢气反应时发生的现象是亮红色固体变黑，试管口有小水珠
C．乙实验只能通过澄清石灰水是否变浑浊判断反应是否发生
D．两实验中，氢气和一氧化碳都能将氧化铜变成铜单质，都发生了氧化反应
（2024 浙江模拟）为探究碳和氧化铜反应生成的气体种类，小明进行如下实验。（B、C装置中药品足量，且所有反应均充分进行）
质量 装置 反应前的质量 反应后的质量
A（试管+固体） m1 m2
B+C（广口瓶+溶液） m3 m4
（1）实验时，若A处试管内壁出现光亮的红色物质，则说明碳具有 （填写性质）。
（2）若观察到 （填写现象），则说明一定有CO2生成。
（3）用电子天平测得数据记录如表，若还有CO生成，则理论上（m4﹣m3） （m1﹣m2）（填“＜”“＞”或“＝”）。
题型六 金属锈蚀 金属资源的保护
某同学用细尼龙线将三根大小相同的铁钉，分别固定在如图所示的三个液面高度相同的装置中，放置几天后观察现象，下列表述中正确的是（ ）
A．装置Ⅰ、Ⅱ中的铁钉锈蚀了
B．装置Ⅲ中的铁钉几乎没锈蚀
C．装置Ⅰ的铁钉这一侧的液面下降
D．装置Ⅱ的铁钉这一侧的液面上升
（2023 舟山模拟）如图所示是探究铁锈蚀条件的装置。调节L端与R端的液面高度一致，塞紧木塞，一周后观察。下列推断错误的是（ ）
A．b管中铁钉不会锈蚀
B．该实验说明铁锈蚀与水有关
C．L端与R端液面高度仍然保持一致
D．若将a管中的水改为食盐水能加快铁的锈蚀
基础巩固
2020年11月11日，中国的深海潜航器奋斗者号成功坐底10909米，创造了一项世界纪录。奋斗者号的成功，说明我国在钛合金材料的制造上有了较大突破。从物质分类角度判断，钛合金属于（ ）
A．金属 B．非金属 C．氧化物 D．混合物
3月22日，世界上第一颗使用磁系统收集太空垃圾的卫星发射升空。太空垃圾碎片中，能被磁铁吸引的材料是（ ）
A．铜 B．铁 C．铝 D．镁
（2024 杭州模拟）如图为铁的冶炼和铁制品循环利用的示意图，下列说法错误的是（ ）
A．铁矿石冶炼成铁的主要原理是：在高温下用还原剂从铁矿石里把铁还原出来
B．生铁是由铁和碳等元素组成的合金，在物质分类中属于化合物
C．铁制品废弃后易与周围环境中的水、空气等物质作用而锈蚀
D．废旧金属铁循环利用可节约资源，减少对环境的污染
（2024 绍兴模拟）向质量均为m的两种不同金属a和b中分别滴加50g相同浓度的稀硫酸，反应过程中产生氢气的质量与所加稀硫酸的质量关系如图所示，则下列说法不正确的是（ ）
A．滴加50g稀硫酸后的溶液质量关系为ma＞mb
B．滴加50g稀硫酸后溶液中均含有两种溶质
C．若金属a是铁，则金属b可能是锌
D．两种金属的活动性均排在H前面
【新考向】（2024 吴兴区校级模拟）半导体关键原材料钯、镍是重要战略性矿产，对国家的科技，军事有着重大意义。请根据数学图像表示的物质化学变化中的相关性质，得出铜、镍、钯三种金属的活动性强弱正确的是（ ）
A．铜＞钯＞镍 B．镍＞铜＞钯 C．镍＞钯＞铜 D．钯＞铜＞镍
（2024 湖州二模）为比较金属M与Fe、Zn的金属活动性强弱，实验小组设计了如图装置。待甲中充分反应后打开K1，使甲中溶液全部进入乙中，乙中无明显现象，打开K2使乙中溶液全部进入丙中，Zn片表面变黑（金属片均足量）。下列有关说法正确的是（ ）
A．甲中反应后得到黄色溶液
B．丙中反应后溶液质量增大
C．三种金属的活动性顺序为Zn＞M＞Fe
D．将M片和Zn片互换位置仍能达到实验目的
（2024 诸暨市二模）向两个盛有相同质量铝粉和铁粉的烧杯中，分别滴加相同质量分数的稀硫酸，产生氢气的质量与加入稀硫酸的质量关系如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．a点时，两个烧杯中的酸都恰好完全反应
B．b点时，两个烧杯中产生氢气的质量相同
C．c点时，B烧杯溶液中溶质只有硫酸铁
D．右侧曲线不能反映铁和铝的金属活动性强弱
（2024 柯桥区模拟）某兴趣小组通过如下方式得到单质银，将足量的铁粉和稀硫酸依次加入到一定量的硝酸银溶液中，搅拌使其充分反应。实验过程中，加入的物质质量与烧杯中剩余固体质量关系如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．m点剩余的固体为铁、银
B．n点溶液中的溶质为硝酸铁
C．a点固体表面产生气泡
D．b点溶液中有两种金属阳离子
（2024 江北区一模）兴趣小组为探究Fe、Cu、Ag三种金属的活动性，将铜片放入硝酸银溶液中，观察到铜片表面出现银白色物质。一段时间后将甲图试管中的物质过滤，向滤液中加铁片，析出固体的质量随时间变化如图乙所示，下列说法错误的是（ ）
A．该实验可以证明金属的活动性Fe＞Cu＞Ag
B．试管中的物质过滤后，滤液中的溶质有两种
C．a点对应的溶质有Cu（NO3）2、AgNO3
D．bc段析出的固体是铜
（2024 浙江模拟）小明将金、铜、铁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，根据检索表可知下列说法正确的是（ ）
A．三种金属活动性顺序为丙＞乙＞甲
B．金属丙是铁
C．金属乙是铜
D．金属甲是金
能力提升
（2024 杭州一模）常温下，相同质量的镁和铁分别与足量的溶质质量分数相同的稀硫酸反应，以下图像中纵坐标表示生成氢气的质量，横坐标表示相关的量。其中图像表示正确的是（ ）
A． B．
C． D．
（2024 瑞安市模拟）小明为探究铁制品锈蚀的条件，利用图甲装置进行实验：将干燥的氧气从导管a通入，使氧气充满U型管。一段时间后观察三处铁丝的变化情况。
（1）为确定U型管已经充满氧气，进行的实验操作是 。
（2）小明得出纯铁丝不易锈蚀的结论，他比较的铁丝是 。（用图中编号表示）
（3）在一次实验中，小明将装置密闭，测出内部的温度和气压变化趋势（图乙），在0到t1阶段气压下降的原因是 。
（2024 金华三模）锰钢（含Fe、Mn、C等）是具有优良金属性能的合金，在生产生活中有广泛的应用。
查阅文献得知：①锰是难溶于水的固体。②锰在水溶液中反应常显+2价，使溶液呈肉色。
兴趣小组同学为了解Mn、Fe、Cu三种金属的活动性顺序，进行了如下探究。
（1）根据金属活动性顺序（Fe＞Cu），对Mn的金属活动性提出了三种猜想：
猜想Ⅰ：Mn＞Fe＞Cu；猜想Ⅱ：Fe＞Cu＞Mn；猜想Ⅲ：Fe＞Mn＞Cu。
（2）初步探究：
实验序号 操作 现象 结论
1 将三种打磨好、粗细质量相同的金属片，分别放入相同的稀硫酸中 放入铁片溶液呈浅绿色，放入锰片溶质为肉色，放入铜片溶液为无色 猜想 错误
2 将打磨好的锰片放入硫酸亚铁溶液中 猜想Ⅰ正确
（3）进一步探究：兴趣小组同学认为有不同的方法可以比较铁、锰的活动性，兴趣小组又进行了新的探究：在盐酸中加入铁或锰进行反应。实验结果记录如下表：
实验编号 盐酸的浓度（均取20毫升） 金属（均取2克） 金属的形状 收集50毫升氢气所需时间/秒
① 10% 锰 粉状 70
② 10% 铁 片状 120
③ 20% 铁 片状 110
①依据以上实验结果能否推断出锰、铁活动性顺序？请判断并说明依据： 。
②你认为金属与酸的反应速度除了表中的影响因素还受哪些因素影响？ （说出一项即可）
（2024 温州三模）铁是人类社会使用最广泛的金属。图1是实验室模拟工业炼铁的装置。
（1）利用装置A制备CO，反应原理是HCOOHCO↑+H2O。该加热方式相较于用酒精灯加热的优点是 。（写1点）
（2）装置E 的作用是 。
（3）加热时C玻璃管中剩余固体质量随温度变化的曲线如图2。据图分析：若反应温度600℃＜t＜700℃，得到的固体有 （填化学式）。
（4）为提高铁的产率，可采取的措施是 。
（2023秋 鹿城区期末）生铁是铁和碳的合金．为测定某炼铁厂生产的生铁样品中铁的质量分数，化学兴趣小组的同学称得该生铁样品6.0g，放入烧杯中，向其中加入65.0g稀硫酸，恰好完全反应（假设杂质不参与反应）．测得的实验数据如表：
反应前 反应后
烧杯及其中物质的质量 97.0g 96.8g
请你完成有关计算（结果保留一位小数）：
（1）反应放出的氢气是多少？
（2）生铁样品中铁的质量分数是多少．
（2023秋 永康市校级月考）某样品为银锌合金，为测定样品中银的含量，小科取部分样品与稀硫酸反应（所用的稀硫酸均从同一试剂瓶倒出），进行了四次实验，测定的实验数据如表所示。
实验次数 一 二 三 四
所取样品质量（g） 20 15 9 15
加入稀硫酸的质量（g） 50 50 50 60
充分反应后剩余固体质量（g） 13.5 8.5 a 8.5
（1）表格中a的数值为 。
（2）第 次实验结束后，酸还有剩余。
（3）所用稀硫酸中溶质的质量分数是多少？ 。
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第一部分 物质科学
第7讲 金属及其性质
01考情透视·目标导航
02知识导图·思维引航
03考点突破·考法探究
考点一 常见金属
考点二 合金
考点三 金属的化学性质
考点四 金属活动性顺序及其应用
考点五 金属的冶炼
考点六 金属资源的保护和利用
实验01实验探究铁锈蚀的条件
04题型精研·考向洞悉
题型一 金属的物理性质 合金
题型二 金属的化学性质
题型三 金属与酸反应 氢气制取图像
题型四 金属活动性顺序的应用
题型五 金属的还原实验
题型六 金属锈蚀 金属资源的保护
05分层训练·巩固提升
基础巩固
能力提升
考点要求 课标要求 考查频次 命题预测
金属及其性质 1.了解金属的主要物理性质及用途，辨析金属和非 金属。 2.认识常见金属的主要化学性质，知道金属活动性顺序。 3.列举金属锈蚀的条件和防止金属锈蚀的常用方法。 4.知道在一种金属中加入其他金属或非金属形成合金，可以改善金属材料的性能;了解新型金属材料的发展与应用。 5.举例说明金属冶炼技术的发展对社会进步的作用6.了解废弃金属对环境的影响，以及金属回收再利用的意义。 24年考查6分 1.金属材料的命题点有：①常见金属的物理性质及其应用；②合金及合金的优点；③常见几种合金如钢、生铁、铝合金、不锈钢等的成分和特点等，考察中多在简单的选择题中出现，结合国防、农业、环保等元素． 2.金属的化学性质命题点有：①常见金属和氧气反应及其现象；②常见金属和酸反应及其现象；③通过金属和氧气、酸反应得出比较金属活性的方法等，考察形式多样、在选择、填空、探究、解答题中均可以出现，其中在解答计算题中常用合金为背景，计算其中某金属的质量分数． 3.金属活动顺序与置换反应命题点有：①金属活动顺序关系；②金属活动顺序的意义；③实验探究金属之间的活泼性； 4.金属的腐蚀与防护命题点有：①金属腐蚀的条件；②利用控制变量法探究金属腐蚀的条件；③金属防腐的常用方法等，多在实验探究题中均可以出现
考点一 常见金属
金属材料：一般分为纯金属和合金两类。
1．金属的物理性质：
（1）常温下一般为固态（汞为液态），有金属光泽；
（2）密度和硬度较大，熔沸点较高；
（3）大多数呈银白色（铜为紫红色，金为黄色）
（4）有良好的导热性、导电性、延展性
2．金属之最：
（1）铝：地壳中含量最多的金属元素；
（2）钙：人体中含量最多的金属元素；
（3）铁：目前世界年产量最多的金属（铁>铝>铜）；
（4）银：导电、导热性最好的金属（银>铜>金>铝）；
考点二 合金
1．定义：由一种金属跟其他一种或几种金属（或金属与非金属）一起熔合而成的具有金属特性的物质。
注意事项：（①合金是金属与金属或金属与非金属的混合物；②金属在熔合了其它金属和非金属后，不仅组成上发生了变化，其内部组成结构也发生了改变，从而引起性质的变化）。
2．合金特点：一般说来，合金的熔点比各成分低，硬度比各成分大，抗腐蚀性能更好
3．举例：
（1）铁的合金：生铁（含碳量2%～4.3%）和钢（含碳量0.03%～2%）。区别：含碳量不同
（2）铜合金：黄铜：铜、锌的合金；青铜：铜、锡的合金，它人类使用最早的合金。
（3）钛合金：被认为是21世纪的重要金属材料。
优点：I、熔点高、密度小；
II、可塑性好、易于加工、机械性能好；
III、抗腐蚀性能好；用途：广泛用于喷气式发动机、飞机机身、人造卫星外壳、火箭壳体、医学补形、人造骨、海水淡化设备、海轮、舰艇的外壳等。
（4）铝合金：铝中加入镁、铜、锌等形成合金。广泛应用于制造飞机、舰艇和载重汽车等。
（2023 义乌市模拟）如图，小明将一张白纸紧紧地卷成棍状，在其表面缠绕一根铜丝。用蜡烛对铜丝处进行加热，纸棍不燃烧；而对纸棍未卷铜丝处进行加热，很快就能点燃。据此推测，铜丝在实验中的作用是（ ）
A．隔绝白纸周围氧气 B．升高白纸的着火点
C．降低白纸表面温度 D．降低蜡烛火焰温度
【解答】解：小明将一张白纸紧紧地卷成棍状，在其表面缠绕一根铜丝。用蜡烛对铜丝处进行加热，纸根不燃烧；而对纸棍未卷铜丝处进行加热，很快就能点燃，是因为铜丝具有导热性，吸收热量，能降低白纸表面温度，使温度达不到白纸的着火点。
故选：C。
（2023 平湖市一模）1875年，科学家布瓦博得朗发现了门捷列夫预言的相对原子质量大约是68，性质与铝相似的元素一镓。若把金属镓放在手心，能观察到镓由固态变成了液态，该现象说明镓具有的性质是（ ）
A．比热小 B．沸点低 C．熔点低 D．硬度小
【解答】解：把金属镓放在手心，能观察到镓由固态变成了液态，该现象说明镓具有的性质是熔点低。
故选：C。
（2023 拱墅区校级模拟）合金的应用和发展印证了人类文明的进步，下列有关合金的说法不正确的是（ ）
A．人类生产和使用青铜器早于铁器
B．生铁和钢是铁、碳等元素形成的合金
C．合金属于合成材料
D．合金的应用范围要比纯金属广
【解答】解：A、人类生产和使用青铜器早于铁器，说法正确；
B、生铁和钢是铁、碳等元素形成的合金，说法正确；
C、合金属于金属材料，而不是合成材料，说法错误；
D、合金与组成合金的纯金属相比，硬度增大、熔点降低、抗腐蚀性增强，因此合金的应用范围要比纯金属广，说法正确。
故选：C。
考点三 金属的化学性质
1．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)。
2．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。3．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。
4．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。
5．金等金属即使在高温下也不与氧气反应
6．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。
（2024 西湖区模拟）将等量的Mg、Fe、Zn三种金属分别放入质量和溶质质量分数均相同的三份硫酸中，反应完成后生成氢气的质量关系可能的是（ ）
A． B．
C． D．
【解答】解：A、如果稀硫酸足量，镁反应生成氢气最多，锌反应生成氢气最少，该选项正确。
B、当铁、锌反应生成的氢气质量相等时，应该是稀硫酸过量，则镁反应生成的氢气和锌、铁一样多，该选项不正确。
C、当三种金属都过量时，稀硫酸完全反应，生成氢气质量相等，该选项正确。
D、锌完全反应，铁和镁有剩余的时候，该选项正确。
故选：ACD。
（2023 杭州模拟）如图，将等质量的锌和铁分别放入左、右试管中，加入等质量、等质量分数的稀盐酸，充分反应后，冷却到室温，金属均有剩余，（U型管内为水，初始液面相平，反应过程中装置气密性良好）下列说法正确的是（ ）
A．右试管中溶液为浅绿色
B．两试管中所得溶液的质量相等
C．U型管中液面左升右降
D．右试管比左试管中产生气泡的速率快
【解答】解：A、右试管中产生的溶液是氯化亚铁溶液，溶液为浅绿色，该选项说法正确；
B、因为产生的氢气质量相等，因此反应的锌和铁不相等，形成的溶液质量不相等，该选项说法不正确；
C、因为产生的氢气质量相等，压强相等，U型管中液面不变，该选项说法不正确；
D、铁不如锌活泼，因此右试管比左试管中产生气泡的速率慢，该选项说法不正确。
故选：A。
人类的生产、生活离不开金属材料。
（1）铝、铁、铜是我们生产、生活中使用比较广泛的金属。如图1所示用品中，利用金属导热性的是 ，利用金属导电性的是 （均填字母序号）。
（2）铜也容易生锈，铜锈的主要成分是碱式碳酸铜[Cu2（OH）2CO3]，是铜与空气中的氧气、水和 共同作用的结果。
（3）将等质量的镁、铁、锌分别放入三份溶质质量分数相同的稀盐酸中，反应生成的H2质量与反应时间的关系如图所示。根据图2中的信息，作出的判断不正确的是 。
A．图线x表示镁的反应情况
B．铁消耗的稀盐酸质量最大
C．镁、锌一定过量，铁可能反应完
D．镁一定过量，锌、铁可能反应完
【解答】解：（1）如图1所示用品中，利用金属导热性的是A。利用金属导电性的是B。
故答案为：A；B。
（2）反应前后元素种类不变，铜也容易生锈，铜锈的主要成分是碱式碳酸铜[Cu2（OH）2CO3]，碱式碳酸铜中的碳元素来自于空气中的二氧化碳，是铜与空气中的氧气、水和二氧化碳共同作用的结果。
故答案为：二氧化碳。
（3）A．镁最活泼，反应时间最短，图线x表示镁的反应情况，该选项正确。
B．铁反应生成的氢气最多，消耗的稀盐酸质量最大，该选项正确。
C．锌、铁、镁等质量，锌剩余时，铁一定剩余，该选项不正确。
D．镁一定过量，锌、铁可能反应完，该选项正确。
故答案为：C。
考点四 金属活动性顺序及其应用
1.金属活动性顺序
在金属活动性顺序里：
（1）金属的位置越靠前，它的活动性就越强
（2）位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢（不可用浓硫酸、硝酸）
（3）位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢。（除K、Ca、Na）
（4）越活泼的，开发利用的越晚。
2.金属活动性顺序的应用
（1）根据所发生反应的情况判断金属的活动性强弱。比较金属活动性的强弱可根据其与氧气反应的难易，与酸反应的快慢、与另一种金属的盐溶液能否发生反应等情况做出判断。
（2）根据金属活动性顺序判断置换反应能否发生。
（3）根据金属活动性顺序判断金属与其他物质发生反应后所得物质的成分。
（4）用于物质除杂试剂的选择。
（2024 青田县模拟）图甲为烧烤用的“金属纸”，为了鉴别其主要成分是铝（Al）还是锡（Sn），根据图乙下列物质可行的是（ ）
A．稀H2SO4 B．MgSO4溶液 C．FeSO4溶液 D．AgNO3溶液
【解答】解：A、铝、锡均能与稀硫酸反应生成氢气，不能鉴别其主要成分是铝还是锡，故选项错误。
B、铝、锡的金属活动性均比镁弱，均不能与MgSO4溶液反应，不能鉴别其主要成分是铝还是锡，故选项错误。
C、铝的金属活动性比铁强，锡的金属活动性比铁弱，铝能与FeSO4溶液反应，锡不能与FeSO4溶液反应，能鉴别其主要成分是铝还是锡，故选项正确。
D、铝、锡的金属活动性均比银强，均能与AgNO3溶液反应，不能鉴别其主要成分是铝还是锡，故选项错误。
故选：C。
（2024 拱墅区一模）小乐将一定量的锌粉加入到Al（NO3）3、Fe（NO3）2和AgNO3的混合溶液中，充分反应后将混合物过滤得到滤液和滤渣。已知混合溶液中的某些阳离子个数随时间的变化如图所示，则下列分析正确的是（ ）
A．②表示的阳离子是Ag+
B．③表示的阳离子是Zn2+
C．过滤得到的滤渣中只有Ag和Fe
D．过滤得到的滤液中只有Zn（NO3）2和Al（NO3）3
【解答】解：A、②表示的阳离子是亚铁离子，故选项不正确。
B、③表示的阳离子是铝离子，故选项不正确。
C、亚铁离子有剩余，说明硝酸亚铁部分反应，滤渣中含有银和铁，故选项正确。
D、过滤得到的滤液中只有Zn（NO3）2和Al（NO3）3和硝酸亚铁，故选项不正确。
故选：C。
（2024 镇海区模拟）小宁分别将不同质量的锌粉加入一定量的Cu（NO3）2和AgNO3混合溶液中，充分反应后过滤，以下是在不同情况下对滤渣或滤液成分的说法，错误的是（ ）
A．若滤液中只含一种溶质，滤渣一定含有Ag、Cu，可能含有Zn
B．当滤液含两种溶质时，滤渣一定含有Ag，可能含有Cu，一定不含Zn
C．若滤渣中有红色固体，滤液一定含有Zn（NO3）2，一定不含Cu（NO3）2
D．若向所得滤液中滴加稀盐酸有白色沉淀生成，滤渣一定只含有Ag
【解答】解：分别将不同质量的锌粉加入一定量的Cu（NO3）2和AgNO3混合溶液中，锌先和硝酸银反应生成硝酸锌和银，后和硝酸铜反应生成硝酸锌和铜。
A、若滤液中只含一种溶质，滤渣一定含有Ag、Cu，可能含有Zn，例如锌过量时，该选项正确。
B、当滤液含两种溶质时，滤渣一定含有Ag，可能含有Cu，例如硝酸银完全反应，硝酸铜部分反应时，一定不含Zn，该选项正确。
C、若滤渣中有红色固体，滤液一定含有Zn（NO3）2，可能含Cu（NO3）2，例如硝酸铜部分反应时，该选项不正确。
D、若向所得滤液中滴加稀盐酸有白色沉淀生成，是因为盐酸和硝酸银反应生成白色沉淀氯化银和硝酸，即硝酸银部分反应，滤渣一定只含有Ag，该选项正确。
故选：C。
考点五 金属的冶炼
实验 木炭还原氧化铜 CO还原氧化铜
实验原理 C+2CuO══2Cu+CO2↑ CO+CuO══Cu+CO2
实验装置
实验现象 黑色粉末逐渐变红色，澄清石灰水变浑浊
注意事项 （1）试管口应略向下倾斜，目的是防止冷凝水回流到灼热的试管底部，使试管炸裂。 （2）加热时，在酒精灯火焰上加网罩的目的是使火焰集中并提高温度。 （3）加热时，在酒精灯火焰上加网罩的原因是增大药品的加热接触面积，受热均匀，使反应更充分。 （4）反应结束时，先把导管从石灰水中撤出，再停止加热，原因是防止试管中液体倒流，炸裂试管。 （1）加热前先通一会儿CO，目的是排出装置内的空气,防止CO不纯，加热后发生爆炸。 （2）反应结束后先停止加热，继续通CO至玻璃管冷却的作用是防止灼热的铜重新被氧化。 （3）CO有毒，尾气必须进行处理，通常采用点燃法，防止污染空气
（2024 温州模拟）小龙利用氢气来还原氧化铜（如图所示），下列关于实验说法正确的是（ ）
A．此装置缺少尾气处理措施
B．右端管口处出现少量水珠
C．装置中的红色固体变黑色
D．先点燃酒精灯再挤压滴管
【解答】解：A、锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，氢气具有还原性，能与氧化铜在加热条件下反应生成铜和水，没有污染空气的气体生成，无需设计尾气处理措施，故选项说法错误。
B、氢气具有还原性，能与氧化铜在加热条件下反应生成铜和水，右端管口处出现少量水珠，故选项说法正确。
C、氢气具有还原性，能与氧化铜在加热条件下反应生成铜和水，装置中的黑色固体变红色，故选项说法错误。
D、先挤压滴管，产生的氢气将装置中的空气排尽，再点燃酒精灯，以防止加热时发生爆炸，故选项说法错误。
故选：B。
（2024 绍兴三模）《天工开物》中记载金属锌的冶炼方法：取炉甘石（主要成分：碳酸锌）十斤，装载入一泥罐内，然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红，罐中炉甘石熔化成团。冷定，毁罐取出，即获得金属锌（已知主要发生的反应为：2C+ZnCO3Zn+3CO↑）。下列分析错误的是（ ）
A．炉甘石属于混合物
B．该反应中一氧化碳为还原剂
C．冷却时锌由气态转化为液态需要放热
D．“冷定“后再“毁罐“取锌是为防止锌重新被氧化
【解答】解：A、炉甘石的主要成分是碳酸锌，还含有其他杂质，属于混合物，故选项说法正确。
B、在还原反应中，夺取氧的物质是还原剂，所以该反应中碳为还原剂，故选项说法错误。
C、物质由气态转化为液态放出热量，所以冷却时锌由气态转化为液态会放热，故选项说法正确。
D、在加热条件下锌会和氧气反应，所以“冷定“后再“毁罐“取锌是为防止锌重新被氧化，故选项说法正确。
故选：B。
（2024 西湖区校级二模）如图，甲和乙分别是氢气和一氧化碳还原氧化铜的实验，下列有关说法正确的是（ ）
A．甲实验试管口向下倾斜可防止氢气逸出
B．乙实验只能通过澄清石灰水是否变浑浊判断反应是否发生
C．甲、乙两实验中，都应先通入气体，再用酒精灯加热试管、玻璃管，以防止发生爆炸
D．甲、乙两实验中，氢气和一氧化碳都将氧化铜变成游离态的铜，都发生了置换反应
【解答】解：A．氢气还原氧化铜生成水，为了防止冷水倒流回试管底部将试管炸裂，所以试管口应略向下倾斜，故错误；
B．乙实验中还会观察到黑色的粉末慢慢变成红色，来判断反应的发生，故错误；
C．两实验都先通入一段时间的气体，以排净装置内的空气，再进行加热，以免发生爆炸，故正确；
D．一氧化碳与氧化铜在加热的条件下反应生成铜和二氧化碳，反应物是两种化合物，不属于置换反应，故错误。
故选：C。
考点六 金属资源的保护和利用
1．铁的锈蚀
（1）铁生锈的条件是：铁与O2、水接触（铁锈的主要成分：Fe2O3·xH2O）
（2）防止铁制品生锈的措施：①保持铁制品表面的清洁、干燥；②表面涂保护膜（涂油、刷漆、电镀、烤蓝等）；③制成不锈钢；
（3）铁锈很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气反应，因此铁制品可以全部被锈蚀。因而铁锈应及时除去。
（4）而铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化，因此，铝具有很好的抗腐蚀性能。
实验01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。
2．保护金属资源途径
①防止金属腐蚀；②回收利用废旧金属；③合理开采矿物；④寻找金属的代用品
【创新实验】（2024 温州模拟）小龙利用注射器探究铁生锈的条件，一段时间后，只有乙注射器中的铁丝部分生锈，下列说法正确的是（ ）
A．取下橡皮帽，注射器前端浸入水中，推动活塞，有气泡冒出，该装置气密性良好
B．通过对比甲注射器和丙注射器中的现象，可以说明铁生锈的需要同时与水和氧气接触
C．实验设置的三套装置中，乙注射器是对照组，甲注射器和丙注射器都是实验组
D．实验后向乙注射器中注过量稀盐酸，观察到溶液变成黄色，不产生气泡
【解答】解：A、该装置检查气密性，可采用堵住注射口，拉动活塞，看是否能恢复原位的方法；取下橡皮帽，注射器前端浸入水中，推动活塞，若装置漏气，但漏气的程度不大，也有气泡冒出，不一定能说明该装置气密性是否良好，故选项说法错误。
B、一段时间后，甲注射器和丙注射器中铁丝均没有生锈，通过对比甲注射器和丙注射器中的现象，不能说明铁生锈的需要同时与水和氧气接触，故选项说法错误。
C、实验设置的三套装置中，乙注射器是对照组，甲注射器和丙注射器都是实验组，故选项说法正确。
D、乙注射器中的铁丝部分生锈，实验后向乙注射器中注过量稀盐酸，铁锈的主要成分氧化铁先与稀盐酸反应生成氯化铁和水，铁再与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，观察到铁锈溶解，溶液变成黄色，后产生气泡，故选项说法错误。
故选：C。
（2024 吴兴区校级模拟）在入役10年后，“辽宁”舰正式返回大连造船厂进行维护。进入船坞的“辽宁”舰可是“饱经风霜”，舰身上挂满了锈迹。同学们设计了如图1所示实验，探究“辽宁舰”锈蚀的主要原因。研究小组，实验一周后，发现试管A中铁钉几乎没有生锈，试管B中铁钉稍有生锈，试管C中铁钉明显锈蚀。
（1）试管B中使用“煮沸并迅速冷却的蒸馏水”，目的是 。
（2）试管C中铁钉明显锈蚀而试管A中铁钉几乎没有生锈，由此可得出的结论是 。
（3）你能否设置一个试管D来尝试验证，“辽宁舰”在海上更容易生锈的原因？请标识在图中，并用简单文字说明。 。
（4）对于试管B中铁钉稍有生锈，同学们深入研究，将煮沸并迅速冷却的蒸馏水倒入烧杯中，迅速倒入植物油铺满水面。然后将溶解氧传感器插入水中，通风环境中持续三天采集得到数据图像如图2所示（室温下。自然状况的水中溶解氧约为8﹣9mg/L）。据此可知B试管中铁钉也稍有生锈的原因是 。
【解答】解：（1）因为气体溶解度随温度升高而减小，试管B中使用“煮沸并迅速冷却的蒸馏水”，目的是排出溶于水的氧气。故答案为：排出溶于水的氧气；
（2）试管C中铁钉明显锈蚀而试管A中铁钉几乎没有生锈，由此可得出的结论是铁生锈需要水。故答案为：铁生锈需要水；
（3）试管D中有食盐水，加快铁锈蚀，“辽宁舰”在海上更容易生锈的原因是：海水中有盐加快铁生锈。故答案为：
（4）B试管中铁钉也稍有生锈的原因是随着时间的推移，水中溶解的氧气增多。故答案为：随着时间的推移，水中溶解的氧气增多。
（2024 西湖区校级二模）不锈钢保温杯美观、保温效果好，在日常生活中被广泛使用，其结构如图所示。请回答下列问题：
（1）不锈钢保温杯最外面的保护层通常喷涂一层具有良好致密性的漆。喷漆除美观外还具有不锈钢外层的作用是： 。
（2）不锈钢保温杯内层外面镀铜（Cu），选择所镀金属时，需要考虑该金属的活动性。请你最外层保护层写出一个能说明铜（Cu）的金属活动性比铁（Fe）弱的化学方程式： 。
“不锈钢是真的不生锈，还是不容易生锈？”针对这一问题，某化学兴趣小组的同学在查阅资料、与同学和老师讨论的基础上，选择一种不锈钢材料进行探究实验。实验方案和观察到的现象如表所示。
实验 ① ② ③
实验方案
实验现象 放置较长时间，观察到不锈钢片表面出现铁锈 放置与实验①相同的时间，观察不到不锈钢片发生明显变化 放置与实验①相同的时间，观察不到不锈钢片发生明显变化
（3）根据上述实验探究的结果，可以得到的结论是： 。
（4）根据上述实验，请为合理使用不锈钢器皿提一条建议： 。
【解答】解：（1）不锈钢保温杯最外面的保护层通常喷涂一层具有良好致密性的漆。喷漆除美观外还具有不锈钢外层的作用是：隔绝氧气和水，防止生锈。
故答案为：隔绝氧气和水，防止生锈。
（2）铁能和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，说明铁比铜活泼，化学方程式：Fe+CuSO4═FeSO4+Cu。
故答案为：Fe+CuSO4═FeSO4+Cu。
（3）根据上述实验①②探究的结果，可以得到的结论是：不锈钢不容易生锈。
故答案为：不锈钢不容易生锈。
（4）根据上述实验，使用不锈钢器皿提一条建议：隔绝水或隔绝氧气或与氯化钠溶液隔绝等。
故答案为：隔绝水或隔绝氧气或与氯化钠溶液隔绝等。
题型一 金属的物理性质 合金
物质的性质决定用途。下列物质的性质和用途不一致的是（ ）
A．铜的导电性好，用作导线
B．铝的密度小，用作飞机材料
C．金的延展性好，做成金箔
D．银的导热性好，作装饰品
【解答】解：A、铜的导电性好，可用作导线，对应一致；
B、铝的密度小，可用作飞机材料，对应一致；
C、金的延展性好，可做成金箔，对应一致；
D、银具有光泽好、耐磨、易加工的特点，可做装饰品，与导热性无关，对应不一致。
故选：D。
【新考向】去年10月初，小金参观了“神秘的古蜀文明”展览，他对用金箔制作的太阳神鸟（空气中保存完好）、用铜制作的太阳形器、用玉石（含Al2O3）制作的四节玉琮、用铜锡合金制作的青铜大立人作出以下判断，正确的是（ ）
A．保存太阳神鸟时需隔绝空气以防被氧化
B．加工太阳形器时未体现金属延展性
C．清洗玉琮时可使用稀盐酸等强酸性溶液
D．制作大立人时需几种金属熔合在一起
【解答】解：A、金的化学性质稳定，保存太阳神鸟时不需隔绝空气，该选项不正确。
B、加工太阳形器时体现金属延展性，该选项不正确。
C、洗玉琮时，不能用稀盐酸，是因为稀盐酸和氧化铝反应生成氯化铝和水，该选项不正确。
D、制作大立人时需几种金属熔合在一起，例如铜锡合金就是铜和锡熔合在一起形成的，该选项正确。
故选：D。
（2023 鹿城区模拟）合金是由两种或两种以上的金属或金属与非金属熔合而成的具有金属特性的物质。查阅资料可知合金的熔点低于其中任何一种金属的熔点。下表是几种金属熔点的数据。
金属 锡 铅 锑
熔点/℃ 232 327 630
（1）铅锡合金具有导电性，该性质属于合金的 性质。
（2）如图表示铅锡合金的熔点随其中一种金属的质量分数变化的图像，则该图中横坐标表示 金属的质量分数。
（3）一般家用保险丝大都是用铅（不少于98%）和锑（0.3～1.5%）制成的合金，根据以上信息及生活经验判断该合金的熔点可能为 。
A．20～40℃ B．232～300℃ C．327～600℃ D．630～900℃
【解答】解：（1）铅锡合金具有导电性，不需要通过化学变化表现出来，属于物理性质；
（2）横坐标质量分数为零时熔点要比质量分数为100%时熔点高，因为铅的熔点比锡的熔点高，所以横坐标表示锡的质量分数；
（3）合金的熔点比它的组成成分熔点要低，铅、锑这两种物质熔点最低的是327℃，最高是630℃，所以保险丝应该选择熔点比327℃低，且必须要高于室温，选项B符合题意。
故答案为：（1）物理；
（2）锡；
（3）B。
题型二 金属的化学性质
（2023 北仑区一模）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
【解答】解：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，故选项说法错误。
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，故选项说法错误。
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，故选项说法错误。
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，故选项说法正确。
故选：D。
（2023 萧山区校级二模）在硫酸亚铁溶液中插入一根锌棒一段时间，反应前后溶液中存在的离子种类如图所示，其中“”“”“”表示不同的离子。
（1）“”表示 （填写离子符号）。
（2）反应后所得溶液的质量 （选填“大于”“小于”或“等于”）反应前溶液的质量。
【解答】解：（1）反应前硫酸亚铁中含有水分子、亚铁离子、硫酸根离子，锌和硫酸亚铁反应生成硫酸锌和铁，反应后溶液中增加的离子是锌离子，结合图中信息可知，“”表示Zn2+。
故答案为：Zn2+。
（2）锌和硫酸亚铁反应生成硫酸锌和铁，65份质量的锌反应生成56份质量的铁，反应后所得溶液的质量大于反应前溶液的质量。
故答案为：大于。
（2023 慈溪市校级模拟）钴（Co）的化学性质与铁相似，但钴在常温下对水和空气都比较稳定。
（1）如图是含钴物质的化合价——物质类价图。其中物质a的化学式是 ；
（2）下列预测钴的化学性质合理的是 。
A.Co能在O2中燃烧
B.常温时钴易与H2O反应
C.Co能与稀H2SO4反应
D.CoCl3溶液中的杂质MgCl2可加入钴粉除去
（3）已知CoSO4易溶于水，利用复分解反应原理，写出一种生成CoSO4反应的化学方程式 。
【解答】解：（1）+3价钴的氧化物的化学式为：Co2O3；金属阳离子与酸根离子组成的化合物为盐，因此R处对应的物质类别是盐；
（2）A．钴（Co）的化学性质与铁相似，铁能在氧气中燃烧，故Co能在O2中燃烧，故正确；
B．钴在常温下对水和空气都比较稳定，因此常温时钴不易与H2O反应，故错误；
C．钴（Co）的化学性质与铁相似，铁能与稀硫酸反应，故Co也能与稀H2SO4反应，正确；
D．钴（Co）的化学性质与铁相似，镁的活泼性大于钴，因此钴不能置换镁，即CoCl3溶液中的杂质MgCl2可加入钴粉不能除去，错误；
故选：AC；
（3）根据酸碱中和反应可知，生成CoSO4反应的化学方程式为：Co（OH）2+H2SO4＝CoSO4+2H2O；其它合理也可。
故答案为：（1）Co2O3；
（2）AC；
（3）Co（OH）2+H2SO4＝CoSO4+2H2O（合理即可）。
题型三 金属与酸反应 氢气制取图像
相同质量的Mg、Fe、Zn三种金属，分别与足量的、质量相同、质量分数相同的稀H2SO4充分反应，生成氢气与消耗稀H2SO4的质量关系如图，分析图象所得的结论与事实相符的是（ ）
A．三种金属消耗稀H2SO4的质量：Mg＜Fe＜Zn
B．三种金属的失电子总数量：Mg＞Fe＞Zn
C．三种金属的活动性顺序：Mg＝Fe＝Zn
D．三种金属与稀H2SO4反应后溶液的质量：Mg＞Fe＞Zn
【解答】解：A、最终镁反应生成的氢气最多，锌反应生成的氢气最少，生成的氢气中的氢元素完全来自于硫酸，三种金属消耗稀H2SO4的质量：Mg＞Fe＞Zn，该选项说法不正确；
B、反应时，镁、铁、锌的1个原子都是失去2个电子，因此三种金属的失电子总数量：Mg＞Fe＞Zn，该选项说法正确；
C、三种金属的活动性顺序：Mg＞Zn＞Fe，该选项说法不正确；
D、反应生成氢气越多，最终形成溶液质量越小，三种金属与稀H2SO4反应后溶液的质量：Mg＜Fe＜Zn，该选项说法不正确。
故选：B。
将等质量的锌分别与等质量等浓度的盐酸和硫酸反应，记录生成氢气质量变化关系如图所示，若继续加入等量的锌，则生成氢气质量关系图不可能出现的是（ ）
A． B．
C． D．
【解答】解：Zn+2HCl＝ZnCl2+H2↑
65 73 2
Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑
65 98 2
由方程式中的质量关系可知，若继续加入等量的锌，并且锌不足，最终生成氢气的量取决于锌的质量，生成氢气的量会继续增加至不变，氢气的质量相等，A图可能出现；若继续加入等量的锌，并且锌过量，最终生成氢气的量取决于酸的质量，所以氢气的质量会继续增加，D图可能出现；若继续加入等量的锌，并且锌与盐酸反应中不足量，生成氢气的量会继续增加至不变，锌与硫酸反应中过量，氢气的质量会继续增加，但少于锌与盐酸反应生成的氢气，C图可能出现；而不会出现B图中，与一种反应不足并且生成氢气量少的情况。
故选：B。
在定量研究金属与酸的化学反应时，绘制出如图所示金属与氢气质量关系的图象，分析图象得到的以下结论中，正确的是（ ）
①Na、Mg、Zn三种金属都能置换出酸中的氢
②生成相同质量的氢气消耗金属的质量为Na＞Mg＝Zn
③生成相同质量的氢气消耗Na、Mg、Zn三种金属的质量比为23：24：65
④生成相同质量的氢气消耗Na、Mg、Zn三种金属的原子个数比为2：1：1。
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
【解答】解：由图象中的数据，1.2g镁会生成0.10g氢气，3.25g锌会生成0.10g氢气，2.3g的钠会生成0.10g的氢气，所以
①Na、Mg、Zn三种金属都能置换出酸中的氢，故正确；
②生成相同质量的氢气消耗金属的质量为Zn＞Na＞Mg，故错误；
③生成相同质量的氢气消耗Na、Mg、Zn三种金属的质量比为46：24：65，故错误；
④生成相同质量的氢气消耗Na、Mg、Zn三种金属的原子个数比为：：：2：1：1，故正确。
故选：D。
题型四 金属活动性顺序的应用
（2024 鹿城区模拟）如图为小明为比较甲、乙、丙三种金属的活动性而进行的实验，根据图中现象可得三种金属的活动性顺序为（ ）
A．乙＞甲＞丙 B．甲＞乙＞丙 C．丙＞乙＞甲 D．丙＞甲＞乙
【解答】解：甲和稀硫酸不反应，无现象，乙和稀硫酸反应产生气泡，说明乙的位置排在氢的前面，甲的位置排在氢的后面，即乙＞H＞甲。甲和氯化铜溶液反应出现红色物质，丙和氯化铜溶液不反应，无现象，说明甲的金属活动性比铜强，丙的金属活动性比铜弱，即甲＞Cu＞丙；则三种金属的金属活动性顺序为：乙＞甲＞丙。
故选：A。
（2024 鹿城区二模）如图所示的装置，甲、乙两个相同的瓶内分别装有等质量的铁粉和锌粉，同时加入等量等质量分数的稀硫酸，反应结束后金属均有剩余。则在反应过程中原先处于导管中点P的红色液柱移动的情况是（ ）
A．先向左移动，最后停在P左侧
B．先向左移动，最后停在P位置
C．先向右移动，最后停在P位置
D．先向右移动，最后停在P左侧
【解答】解：锌比铁活泼，锌和稀硫酸反应的速率比铁快，单位时间内产生的氢气比铁多，开始红色液柱向左移动，完全反应后金属均有剩余，稀硫酸完全反应，生成氢气质量相等，导致红色液柱向右移动至P点，导管中点P的红色液柱移动的情况是先向左移动，最后停在P位置。
故选：B。
（2024 西湖区校级二模）将金属M的粉末放入盛有硝酸铜溶液的烧杯中，充分反应后，溶液呈无色，继续向烧杯中加入一定量的硝酸银溶液，充分反应后过滤，得到滤渣和蓝色滤液。根据上述实验分析，下列说法错误的是（ ）
A．金属活动性强弱顺序：M＞Cu＞Ag
B．滤渣中可能有金属M
C．滤液中至少含有两种溶质
D．滤渣中一定有Ag
【解答】解：A、将金属M的粉末放入盛有硝酸铜溶液的烧杯中，充分反应后，溶液呈无色，是因为M和硝酸铜发生了反应，说明M比铜活泼，继续向烧杯中加入一定量的硝酸银溶液，充分反应后过滤，得到蓝色滤液，是因为铜和硝酸银发生了反应，说明铜比银活泼，因此金属活动性强弱顺序：M＞Cu＞Ag，该选项说法正确；
B、滤渣中不可能有金属M，这是因为如果含有M，则M和硝酸铜反应，滤液是无色溶液，该选项说法不正确；
C、滤液中至少含有两种溶质，即M的硝酸盐和硝酸铜，该选项说法正确；
D、滤渣中一定含有反应生成的银，该选项说法正确。
故选：B。
（2024 浙江模拟）向三个烧杯中分别放入足量的Mg、Al、Fe粉末，同时加入质量分数相同的100g稀盐酸，充分反应。反应的有关图像错误的是（ ）
A． B．
C． D．
【解答】解：A、向三个烧杯中分别放入足量的Mg、Al、Fe粉末，同时加入质量分数相同的100g稀盐酸，若消耗盐酸相同，则生成氢气质量相同，根据方程式的质量关系可知消耗相同质量的盐酸，同时消耗金属的质量关系为Fe＞Mg＞Al，故溶液质量增加关系为Fe＞Mg＞Al，故选项图像正确。
B、金属与酸反应时氢气来源于酸中的氢元素，因为酸的量相同，金属过量，故最终生成的氢气应该相等，生成等质量的氢气，消耗的金属的质量为Fe＞Mg＞Al，故选项图像正确。
C、金属活动性为Mg＞Al＞Fe，则镁的反应速率最快，至完全反应所需时间短，铝的次之，最后是铁；向三个烧杯中分别放入足量的Mg、Al、Fe粉末，同时加入质量分数相同的100g稀盐酸，充分反应，最后生成的氢气的质量相等，故选项图像正确。
D、金属活动性为Mg＞Al＞Fe，所以相同时间消耗金属的质量关系为：Mg＞Al＞Fe，根据方程式的质量关系可知消耗相同质量的盐酸，同时消耗金属的质量关系为Fe＞Mg＞Al，故选项图像错误。
故选：D。
题型五 金属的还原实验
（2023 西湖区模拟）如图为CO还原CuO“微型”实验装置（夹持仪器等略），已知：HCOOHH2O+CO↑，下列说法错误的是（ ）
A．实验中所需CO可现制现用
B．“微型”装置可节约用品，污染小，现象明显
C．“微型”装置内空间较小，空气易排空，危险系数小
D．该实验中所涉及反应的基本类型有分解反应和置换反应
【解答】解：A.实验中所需CO可以通过胶头滴管加入甲酸的方法来制取一氧化碳，可现制现用，故正确；
B.该套装置比较小，节约药品，产生的污染物也比较少，现象明显，故正确；
C.此装置内空间较小，空气易排空，危险系数小，故正确；
D.甲酸在热的浓硫酸的作用下分解产生水和一氧化碳，属于分解反应；一氧化碳在加热的条件下与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，反应物是两种化合物，不符合置换反应的特征，故错误；
故选：D。
（2023 拱墅区校级模拟）如图，甲和乙分别是氢气和一氧化碳还原氧化铜的实验。下列有关说法正确的是（ ）
A．两实验中，都是先加热再通气体
B．甲实验试管内通氢气反应时发生的现象是亮红色固体变黑，试管口有小水珠
C．乙实验只能通过澄清石灰水是否变浑浊判断反应是否发生
D．两实验中，氢气和一氧化碳都能将氧化铜变成铜单质，都发生了氧化反应
【解答】解：A、两实验中，都是先通气体再加热，以排尽装置中的空气，发生发生爆炸，故选项说法错误。
B、氢气与氧化铜在加热条件下反应生成铜和水，甲实验试管内通氢气反应时发生的现象是黑色固体变亮红色，试管口有小水珠，故选项说法错误。
C、乙实验不是只能通过澄清石灰水是否变浑浊判断反应是否发生，还可以通过玻璃管中黑色粉末变红色判断反应是否发生，故选项说法错误。
D、两实验中，氢气和一氧化碳都能将氧化铜变成铜单质，都夺取了氧化铜中的氧，都发生了氧化反应，故选项说法正确。
故选：D。
（2024 浙江模拟）为探究碳和氧化铜反应生成的气体种类，小明进行如下实验。（B、C装置中药品足量，且所有反应均充分进行）
质量 装置 反应前的质量 反应后的质量
A（试管+固体） m1 m2
B+C（广口瓶+溶液） m3 m4
（1）实验时，若A处试管内壁出现光亮的红色物质，则说明碳具有 （填写性质）。
（2）若观察到 （填写现象），则说明一定有CO2生成。
（3）用电子天平测得数据记录如表，若还有CO生成，则理论上（m4﹣m3） （m1﹣m2）（填“＜”“＞”或“＝”）。
【解答】解：（1）C+2CuO2Cu+CO2↑，碳可以夺取氧化铜中的氧，实验时，若A处试管内壁出现光亮的红色物质，则说明碳具有还原性；
（2）C+2CuO2Cu+CO2↑，二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，若观察到B中澄清的石灰水变浑浊，则说明一定有CO2生成；
（3）若还有CO生成，则气体为一氧化碳和二氧化碳，一氧化碳不能被吸收，所以固体减少质量大于B、C装置吸收的气体质量，故（m4﹣m3）＜（m1﹣m2）。
题型六 金属锈蚀 金属资源的保护
某同学用细尼龙线将三根大小相同的铁钉，分别固定在如图所示的三个液面高度相同的装置中，放置几天后观察现象，下列表述中正确的是（ ）
A．装置Ⅰ、Ⅱ中的铁钉锈蚀了
B．装置Ⅲ中的铁钉几乎没锈蚀
C．装置Ⅰ的铁钉这一侧的液面下降
D．装置Ⅱ的铁钉这一侧的液面上升
【解答】解：A、装置Ⅰ（与水和氧气同时接触）、Ⅱ（与水和氧气同时接触，同时和盐酸反应）中的铁钉锈蚀了，该选项正确。
B、装置Ⅲ中的铁钉几乎没锈蚀，是因为浓硫酸能够吸收水蒸气，导致铁钉不能和水接触，该选项正确。
C、装置Ⅰ的铁钉这一侧的氧气消耗，液面上升，该选项不正确。
D、装置Ⅱ的铁钉这一侧氧气消耗，盐酸挥发，和铁反应生成氢气，不能判断液面的升降情况，该选项不正确。
故选：AB。
（2023 舟山模拟）如图所示是探究铁锈蚀条件的装置。调节L端与R端的液面高度一致，塞紧木塞，一周后观察。下列推断错误的是（ ）
A．b管中铁钉不会锈蚀
B．该实验说明铁锈蚀与水有关
C．L端与R端液面高度仍然保持一致
D．若将a管中的水改为食盐水能加快铁的锈蚀
【解答】解：A、b中是干燥的空气，铁钉不与水接触，不会生锈，故A正确，该选项不符合题意；
B、b中铁钉只与空气接触，没有生锈，而a中铁钉与水和空气同时接触会生锈，说明铁钉生锈需要与水和空气同时接触，故B正确，该选项不符合题意；
C、a中铁钉生锈消耗氧气，会导致a中的压强变小，b中的压强大于a，故L端会上升，R端会下降，故C错误，该选项符合题意；
D、食盐能加快铁的锈蚀，故将a管中的水改为食盐水能加快铁的锈蚀，故D正确，该选项不符合题意；
故选：C。
基础巩固
2020年11月11日，中国的深海潜航器奋斗者号成功坐底10909米，创造了一项世界纪录。奋斗者号的成功，说明我国在钛合金材料的制造上有了较大突破。从物质分类角度判断，钛合金属于（ ）
A．金属 B．非金属 C．氧化物 D．混合物
【解答】解：A、合金是指在一种金属中加热熔合其它金属或非金属而形成的具有金属特性的物质，钛合金不是金属，故选项错误。
B、钛合金属于合金，不属于非金属，故选项错误。
C、钛合金属于合金，属于混合物，不属于氧化物，故选项说法错误。
D、钛合金属于合金，属于混合物，故选项正确。
故选：D。
3月22日，世界上第一颗使用磁系统收集太空垃圾的卫星发射升空。太空垃圾碎片中，能被磁铁吸引的材料是（ ）
A．铜 B．铁 C．铝 D．镁
【解答】解：A、铜不能被磁铁吸引，故选项错误。
B、铁能被磁铁吸引，故选项正确；
C、铝不能被磁铁吸引，故选项错误。
D、镁不能被磁铁吸引，故选项错误。
故选：B。
（2024 杭州模拟）如图为铁的冶炼和铁制品循环利用的示意图，下列说法错误的是（ ）
A．铁矿石冶炼成铁的主要原理是：在高温下用还原剂从铁矿石里把铁还原出来
B．生铁是由铁和碳等元素组成的合金，在物质分类中属于化合物
C．铁制品废弃后易与周围环境中的水、空气等物质作用而锈蚀
D．废旧金属铁循环利用可节约资源，减少对环境的污染
【解答】解：A.铁矿石冶炼成铁的主要原理是：在高温下用还原剂从铁矿石里把铁还原出来，故正确；
B.由两种或两种以上成分组成的物质属于混合物，生铁是由铁和碳等元素组成的，在物质分类中属于混合物，故错误；
C.铁制品废弃后易与周围环境中的水、空气等物质作用而锈蚀，故正确；
D.废旧金属铁循环利用可节约资源，减少对环境的污染，故正确。
故选：B。
（2024 绍兴模拟）向质量均为m的两种不同金属a和b中分别滴加50g相同浓度的稀硫酸，反应过程中产生氢气的质量与所加稀硫酸的质量关系如图所示，则下列说法不正确的是（ ）
A．滴加50g稀硫酸后的溶液质量关系为ma＞mb
B．滴加50g稀硫酸后溶液中均含有两种溶质
C．若金属a是铁，则金属b可能是锌
D．两种金属的活动性均排在H前面
【解答】解：A、滴加50g稀硫酸后的溶液质量关系为ma小于mb，是因为最终a反应生成的氢气较多，故选项不正确。
B、滴加50g稀硫酸后溶液中均含有两种溶质，即a、b对应的盐和过量的硫酸，故选项正确。
C、若金属a是铁，则金属b可能是锌，是因为相等质量的铁和锌完全反应后，铁生成的氢气较多，故选项正确。
D、两种金属的活动性均排在H前面，是因为都能和稀硫酸反应，故选项正确。
故选：A。
【新考向】（2024 吴兴区校级模拟）半导体关键原材料钯、镍是重要战略性矿产，对国家的科技，军事有着重大意义。请根据数学图像表示的物质化学变化中的相关性质，得出铜、镍、钯三种金属的活动性强弱正确的是（ ）
A．铜＞钯＞镍 B．镍＞铜＞钯 C．镍＞钯＞铜 D．钯＞铜＞镍
【解答】解：由左边的图像可知，镍能与硫酸反应，铜不能与硫酸反应，说明了金属的活动性顺序是镍＞铜；由右边的图像可知，铜能与氯化钯溶液反应，说明了金属的活动性顺序是铜＞钯，综合以上分析可知，铜、镍、钯三种金属的活动性强弱是镍＞铜＞钯。
故选：B。
（2024 湖州二模）为比较金属M与Fe、Zn的金属活动性强弱，实验小组设计了如图装置。待甲中充分反应后打开K1，使甲中溶液全部进入乙中，乙中无明显现象，打开K2使乙中溶液全部进入丙中，Zn片表面变黑（金属片均足量）。下列有关说法正确的是（ ）
A．甲中反应后得到黄色溶液
B．丙中反应后溶液质量增大
C．三种金属的活动性顺序为Zn＞M＞Fe
D．将M片和Zn片互换位置仍能达到实验目的
【解答】A、甲中发生铁与稀盐酸的反应，生成氯化亚铁和氢气，溶液由无色变为浅绿色，故A错误；
B、丙中发生锌与氯化亚铁反应生成铁和氯化锌，因为锌的相对原子质量与铁相比较大，所以反应后溶液的质量增大，故B正确；
C、因为乙中无明显现象，说明M与氯化亚铁不反应，则M的金属活动性比Fe小，故三种金属的活动性顺序为Zn＞Fe＞M，故C错误；
D、将M片与Zn片互换位置，只能得到Zn＞Fe、Zn＞M的结论，并不能比较M与Fe的金属活动性，故D错误；
故选：B。
（2024 诸暨市二模）向两个盛有相同质量铝粉和铁粉的烧杯中，分别滴加相同质量分数的稀硫酸，产生氢气的质量与加入稀硫酸的质量关系如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．a点时，两个烧杯中的酸都恰好完全反应
B．b点时，两个烧杯中产生氢气的质量相同
C．c点时，B烧杯溶液中溶质只有硫酸铁
D．右侧曲线不能反映铁和铝的金属活动性强弱
【解答】解：A、a点时，A烧杯中的酸恰好完全反应，B烧杯中的酸有剩余，故选项说法错误。
B、由图示可知，b点时，两个烧杯中产生氢气的质量不相同，故选项说法错误。
C、c点时，两个烧杯都能继续产生氢气，则c点时，两个烧杯中都有金属剩余，故B烧杯溶液中溶质只有硫酸亚铁，故选项说法错误；
D、右侧曲线不能反映反应的速率，不能反映铁和铝的金属活动性强弱，故选项说法正确；
故选：D。
（2024 柯桥区模拟）某兴趣小组通过如下方式得到单质银，将足量的铁粉和稀硫酸依次加入到一定量的硝酸银溶液中，搅拌使其充分反应。实验过程中，加入的物质质量与烧杯中剩余固体质量关系如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．m点剩余的固体为铁、银
B．n点溶液中的溶质为硝酸铁
C．a点固体表面产生气泡
D．b点溶液中有两种金属阳离子
【解答】解：A、由上述分析可知，m点时，铁与硝酸银恰好反应完，固体物质是银，故A错误；
B、由上述分析可知，n点时，铁粉剩余，硝酸银反应完，溶液中的溶质为硝酸亚铁，故B错误；
C、由图示可知，a点时，加入了稀硫酸，剩余的铁与稀硫酸反应生成了硫酸亚铁和氢气，固体表面产生气泡，故C正确；
D、b点时，铁与稀硫酸恰好反应完，银与稀硫酸不反应，此时溶液中只有一种金属阳离子Fe2+，故D错误；
故选：C。
（2024 江北区一模）兴趣小组为探究Fe、Cu、Ag三种金属的活动性，将铜片放入硝酸银溶液中，观察到铜片表面出现银白色物质。一段时间后将甲图试管中的物质过滤，向滤液中加铁片，析出固体的质量随时间变化如图乙所示，下列说法错误的是（ ）
A．该实验可以证明金属的活动性Fe＞Cu＞Ag
B．试管中的物质过滤后，滤液中的溶质有两种
C．a点对应的溶质有Cu（NO3）2、AgNO3
D．bc段析出的固体是铜
【解答】解：甲试管中的物质一定含有硝酸铜，可能含有硝酸银。向滤液中加铁片，铁的金属活动性比银、铜强，若含硝酸银，铁先与AgNO3反应生成硝酸亚铁和银，AgNO3反应完，若还有铁，铁才能与Cu（NO3）2反应生成硝酸亚铁和铜，由图示可知，一定发生了上述两个反应，0﹣b段发生是铁与硝酸银的反应，b﹣c段发生的是铁与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，
A、将铜片放入硝酸银溶液中，观察到铜片表面出现银白色物质，说明金属活动性铜＞银；向滤液中加铁片，析出固体的质量，可以看出，铁先与AgNO3反应，铁后与Cu（NO3）2反应，说明金属活动性Fe＞Cu＞Ag，故正确；
B、由乙图可知，析出固体有两个拐点，说明加入铁后有两个反应发生，试管中的物质过滤后，滤液中的溶质有两种，故正确；
C、a点对应铁与部分硝酸银反应，溶液中所含的溶质是剩余的硝酸银、硝酸铜和生成的硝酸亚铁，故错误；
D、bc段发生的是铁与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，析出的固体是铜，故正确。
故选：C。
（2024 浙江模拟）小明将金、铜、铁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，根据检索表可知下列说法正确的是（ ）
A．三种金属活动性顺序为丙＞乙＞甲
B．金属丙是铁
C．金属乙是铜
D．金属甲是金
【解答】解：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，故甲为铁，乙为铜，丙为金。
A、三种金属的活动性顺序为甲＞乙＞丙，故A说法错误；
B、金属丙为金，故B说法错误；
C、金属乙为铜，故C说法正确；
D、金属甲为铁，故D说法错误；
故选：C。
能力提升
（2024 杭州一模）常温下，相同质量的镁和铁分别与足量的溶质质量分数相同的稀硫酸反应，以下图像中纵坐标表示生成氢气的质量，横坐标表示相关的量。其中图像表示正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【解答】解：恰好完全反应时，24份质量的镁和稀硫酸反应生成2份质量的氢气，56份质量的铁和稀硫酸反应生成2份质量的氢气，稀硫酸足量时，相同质量的镁和铁完全反应时，镁生成的氢气较多。
A、镁比铁活泼，反应需要时间较短，故选项不正确。
B、完全反应后镁反应生成的氢气较多，故选项不正确。
C、反应的硫酸质量相等时，生成氢气质量相等，最终镁反应生成的氢气较多，故选项正确。
D、最终镁反应生成的氢气较多，故选项不正确。
故选：C。
（2024 瑞安市模拟）小明为探究铁制品锈蚀的条件，利用图甲装置进行实验：将干燥的氧气从导管a通入，使氧气充满U型管。一段时间后观察三处铁丝的变化情况。
（1）为确定U型管已经充满氧气，进行的实验操作是 。
（2）小明得出纯铁丝不易锈蚀的结论，他比较的铁丝是 。（用图中编号表示）
（3）在一次实验中，小明将装置密闭，测出内部的温度和气压变化趋势（图乙），在0到t1阶段气压下降的原因是 。
【解答】解：（1）为确定U型管已经充满氧气，进行的实验操作是把带火星的木条放在b导管口，带火星的木条复燃，说明U型管已经充满氧气。
故答案为：把带火星的木条放在b导管口，带火星的木条复燃，说明U型管已经充满氧气。
（2）小明得出纯铁丝不易锈蚀的结论，他比较的铁丝是②③，是因为②③除去铁纯度不同外，其它条件相同。
故答案为：②③。
（3）在一次实验中，小明将装置密闭，测出内部的温度和气压变化趋势（图乙），在0到t1阶段气压下降的原因是氧气消耗导致气压减小幅度大于温度升高导致气压增大幅度。
故答案为：氧气消耗导致气压减小幅度大于温度升高导致气压增大幅度。
（2024 金华三模）锰钢（含Fe、Mn、C等）是具有优良金属性能的合金，在生产生活中有广泛的应用。
查阅文献得知：①锰是难溶于水的固体。②锰在水溶液中反应常显+2价，使溶液呈肉色。
兴趣小组同学为了解Mn、Fe、Cu三种金属的活动性顺序，进行了如下探究。
（1）根据金属活动性顺序（Fe＞Cu），对Mn的金属活动性提出了三种猜想：
猜想Ⅰ：Mn＞Fe＞Cu；猜想Ⅱ：Fe＞Cu＞Mn；猜想Ⅲ：Fe＞Mn＞Cu。
（2）初步探究：
实验序号 操作 现象 结论
1 将三种打磨好、粗细质量相同的金属片，分别放入相同的稀硫酸中 放入铁片溶液呈浅绿色，放入锰片溶质为肉色，放入铜片溶液为无色 猜想 错误
2 将打磨好的锰片放入硫酸亚铁溶液中 猜想Ⅰ正确
（3）进一步探究：兴趣小组同学认为有不同的方法可以比较铁、锰的活动性，兴趣小组又进行了新的探究：在盐酸中加入铁或锰进行反应。实验结果记录如下表：
实验编号 盐酸的浓度（均取20毫升） 金属（均取2克） 金属的形状 收集50毫升氢气所需时间/秒
① 10% 锰 粉状 70
② 10% 铁 片状 120
③ 20% 铁 片状 110
①依据以上实验结果能否推断出锰、铁活动性顺序？请判断并说明依据： 。
②你认为金属与酸的反应速度除了表中的影响因素还受哪些因素影响？ （说出一项即可）
【解答】解：（2）实验1：将三种打磨好、粗细质量相同的金属片，分别放入相同的稀硫酸中，放入铁片溶液呈浅绿色，放入锰片溶质为肉色，说明铁片和锰片能与稀硫酸反应，而放入铜片溶液为无色，说明铜不与稀硫酸反应，则锰的活动性大于铜，因此猜想Ⅱ错误；
实验2：结论是猜想Ⅰ正确，说明锰的活动性比铁强，则将打磨好的锰片放入硫酸亚铁溶液中，锰与硫酸亚铁溶液反应生成硫酸锰和铁，则可观察到溶液由浅绿色变为肉色；
（3）①实验①②的金属种类不同、金属形状不同，实验中存在两个变量，不能通过金属与酸反应的快慢来比较铁、锰的活动性，实验①③的盐酸浓度、金属种类、金属形状都不同，实验中存在三个变量，不能通过金属与酸反应的快慢来比较铁、锰的活动性，则依据以上实验结果不能推断出锰、铁活动性顺序，依据是实验过程中变量不唯一；
②同形状、同质量的铁分别与同浓度的稀盐酸和稀硫酸反应，生成相同体积氢气所用时间不同，则金属与酸的反应速度还与酸的种类有关。
故答案为：（2）实验1：Ⅱ；
实验2：溶液由浅绿色变为肉色；
（3）①不能，实验过程中变量不唯一；
②酸的种类。
（2024 温州三模）铁是人类社会使用最广泛的金属。图1是实验室模拟工业炼铁的装置。
（1）利用装置A制备CO，反应原理是HCOOHCO↑+H2O。该加热方式相较于用酒精灯加热的优点是 。（写1点）
（2）装置E 的作用是 。
（3）加热时C玻璃管中剩余固体质量随温度变化的曲线如图2。据图分析：若反应温度600℃＜t＜700℃，得到的固体有 （填化学式）。
（4）为提高铁的产率，可采取的措施是 。
【解答】解：（1）A装置采用水浴加热，该加热方式相较于用酒精灯加热的优点是受热更均匀；
（2）一氧化碳有毒，会污染空气，且一氧化碳具有可燃性，则E装置可用于处理尾气，防止污染空气；
（3）由图可知，当反应温度控制于600℃～700℃之间，得到的固体有 Fe3O4和FeO；
（4）由图可知，若想提高产率，应将温度高于850℃，此时剩余铁的质量较少。
（2023秋 鹿城区期末）生铁是铁和碳的合金．为测定某炼铁厂生产的生铁样品中铁的质量分数，化学兴趣小组的同学称得该生铁样品6.0g，放入烧杯中，向其中加入65.0g稀硫酸，恰好完全反应（假设杂质不参与反应）．测得的实验数据如表：
反应前 反应后
烧杯及其中物质的质量 97.0g 96.8g
请你完成有关计算（结果保留一位小数）：
（1）反应放出的氢气是多少？
（2）生铁样品中铁的质量分数是多少．
【解答】解：根据质量守恒定律可得，生成氢气的质量为97.0g﹣96.8g＝0.2g
设参加反应的铁的质量为x
Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑
56 2
x 0.2g
x＝5.6g
则生铁样品中铁的质量分数为100%≈93.3%
答：（1）反应放出的氢气是0.2g．
（2）生铁样品中铁的质量分数是93.3%．
（2023秋 永康市校级月考）某样品为银锌合金，为测定样品中银的含量，小科取部分样品与稀硫酸反应（所用的稀硫酸均从同一试剂瓶倒出），进行了四次实验，测定的实验数据如表所示。
实验次数 一 二 三 四
所取样品质量（g） 20 15 9 15
加入稀硫酸的质量（g） 50 50 50 60
充分反应后剩余固体质量（g） 13.5 8.5 a 8.5
（1）表格中a的数值为 。
（2）第 次实验结束后，酸还有剩余。
（3）所用稀硫酸中溶质的质量分数是多少？ 。
【解答】解：（1）根据二、四组数据可知，每15g样品中含铜8.5g、锌6.5g；通过二、三组对照可得，三组中硫酸过量，充分反应后剩余固体质量为铜的质量，则9g样品中含有铜的质量为5.1g，则表格中a的数值为5.1；
（2）根据二、四组数据可知，每15g样品中含铜8.5g、锌6.5g；可知20g样品中含有铜的质量为11.33g，可知第一次中样品有剩余，硫酸不足，并且可得每50g稀硫酸完全反应会消耗锌（即固体质量减少）6g，所以第二次为恰好完全反应，三、四次实验结束后，酸还有剩余；
（3）设50g稀硫酸中溶质的质量为x。
Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑
65 98
6.5g x
x＝9.8g
则所用稀硫酸中溶质的质量分数是100%＝19.6%。
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