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专题3 金属和金属材料
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1 金属材料与金属资源 ☆ ①区别金属与非金属，列举金属和非金属的主要性质差异②概述金属与酸、金属与盐反应的条件，比较金属的活动性顺序，用金属活动性顺序说明某些现象
考点2 金属化学性质与应用 ☆☆☆
■考点一 金属材料与金属资源
金属的物理性质：金属都有特殊的光泽；大多数金属的颜色为银白色或灰色，但金为金黄色，铜为紫红色；金属在常温下为固态(除汞外，常温下为液态)；金属比较硬，具有良好的导热性、导电性和延展性。
非金属的物理性质：大多数非金属没有光泽，表面暗淡。大多数固体为灰黑色(磷为白色或暗红色)；多数气体无颜色，少数气体有颜色；溴是唯一在常温下呈液态的非金属单质。非金属硬度一般较小，但差异很大，一般不具备导电性、导热性，也没有延展性。
金属材料包括金属和合金两大类。当把金属材料变成纳米级的粒子时，金属的性质会发生变化，甚至与原来的性质完全不同。把一种金属跟其他一种或几种金属(或非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质，就称为合金。钢是一种由铁和碳等元素组成的合金，生活中常见的合金还有铜合金、铝合金及钛合金等，合金往往比纯金属具有更好的性能。
■考点二 金属化学性质与应用
1．金属与氧气的反应
金属 条件 反应的化学方程式 现象(或备注)
Mg 点燃 2Mg＋O22MgO 剧烈燃烧，耀眼白光，放出大量热，生成白色固体
Al 常温 4Al＋3O2===2Al2O3 表面生成致密保护膜
点燃(氧气中) 4Al＋3O22Al2O3 剧烈燃烧，放出大量热和耀眼白光，生成白色固体
Fe 常温、潮湿空气 4Fe＋3O2＋nH2O===2Fe2O3·nH2O 在氧气和水共同作用下，会生成暗红色疏松的铁锈
氧气中点燃 3Fe＋2O2Fe3O4 剧烈燃烧，火星四射，放出大量热，生成黑色固体
Cu 加热 2Cu＋O2 △ 2CuO 铜丝表面逐渐变为黑色
潮湿空气 2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3 铜表面生成一层绿色物质
Au、Ag 高温下也不与氧气反应，“真金不怕火炼”
大多数金属都能与氧气反应，但难易和剧烈程度不同。Mg、Al等在常温下就能与氧气反应；Fe、Cu等在常温下几乎不能单独与氧气反应，点燃或加热情况下可以发生反应；Au、Ag等在高温时也不与氧气反应。
2．金属与酸的反应
金属 现象 反应的化学方程式
镁 剧烈反应，大量气泡，溶液仍为无色，放热 Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑
铝 剧烈反应(比镁稍缓)，大量气泡，溶液仍为无色，放热 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑
锌 反应较剧烈，大量气泡，溶液仍为无色，放热 Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
铁 反应缓慢，有气泡产生，溶液由无色逐渐变为浅绿色 Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
铜 不反应
Mg、Al、Zn、Fe的金属活动性比氢强，能置换出稀硫酸或稀盐酸中的氢。
等质量的Mg、Al、Zn、Fe四种金属与足量稀硫酸或稀盐酸反应时产生氢气的量：Al＞Mg＞Fe＞Zn
3．金属与盐的反应
实验操作 现象 反应的化学方程式
铁丝浸入硫酸铜溶液 铁丝表面出现红色物质，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色 Fe＋CuSO4=== Cu＋FeSO4
铜丝浸入硝酸银溶液 铜丝表面出现银白色物质，溶液由无色逐渐变为蓝色 Cu＋2AgNO3=== Cu(NO3)2＋2Ag
表中三种金属的活动性由强到弱的顺序：Fe>Cu>Ag。活动性强的金属能把活动性弱的金属从它的盐的水溶液中置换出来。
【知识拓展】
1．此类反应一定在溶液中进行，不溶于水的化合物一般不与金属反应，如Cu与AgCl不能进行置换反应。
2．K、Ca、Na活动性非常强，但不能用它们置换化合物中的金属，因为能同溶液中的水剧烈反应。
■考点一 金属材料与金属资源
◇典例1：如图所示为今年在三星堆遗址中发现的金面具残片，经测定该面具含金量约为85%。下列有关说法正确的是（ ）
A．金的元素符号为aU B．金容易被锈蚀
C．金单质由金原子构成 D．金的相对原子质量为197g
【答案】C
【解析】根据有关金的知识分析判断。
【解答】A. 金的元素符号为Au，故A错误；
B.金的化学性质比较稳定，不容易被腐蚀，故B错误；
C.金单质由金原子构成，故C正确；
D. 金的相对原子质量为197，没有单位g，故D错误。
◆变式训练1：（2023·丽水）小明将纸条分别紧紧卷在木棒和铁棒上，加热纸条（如图），木棒上的纸条立即燃烧，面铁棒上的纸条不会立即燃烧。据此推测木棒和铁棒具有不同的（ ）
A．密度 B．导热性 C．硬度 D．延展性
【答案】B
【解析】燃烧的条件：①有可燃物；②与氧气接触；③温度得到着火点，据此分析判断。
【解答】两个纸条都是可燃物，且都与空气接触，而且着火点相同。木条上的纸条燃烧，说明它的温度达到着火点；铁棒上的纸条不燃烧，说明它的温度低于着火点，即它的热量通过铁棒传导出去了，故B正确，而A、C、D错误。
◆变式训练2：（2023·慈溪模拟）如图是太阳能电池路灯，白天太阳能电池板将太阳能转化为电能，这种能量通过再次转化储存在大容量蓄电池内，夜晚蓄电池给路灯供电，下列说法正确的是（ ）
A．灯柱用合金材料制成是因为合金比纯金属具有更好的性能
B．夜晚蓄电池给路灯供电时将光能转化为电能
C．白天给蓄电池充电时将化学能转化为电能
D．路灯的塑料和铝合金灯柱都属于有机合成材料
【答案】A
【解析】（1）根据合金的优点判断；（2）（3）根据能量转化的知识判断；
（4）有机合成材料包括合成塑料、合成橡胶和合成纤维。
【解答】A.灯柱用合金材料制成是因为合金比纯金属具有更好的性能，例如耐腐蚀性强，故A正确；
B.夜晚蓄电池给路灯供电时将电能转化为光能，故B错误；
C.白天给蓄电池充电时将光能转化为电能，故C错误；
D.灯的塑料属于有机合成材料，而铝合金不属于有机合成材料，故D错误。
◆变式训练3：（2023·温州模拟）2023年杭州亚运会火种灯采用双层玻璃结构，在低温、严寒、大风等环境下不会熄灭。其创意源自于青铜器精品“中华第一灯”——西汉长信宫灯。
（1）火种燃料使用的清洁能源是丙烷(C3H8)，丙烷属于化合物中的 (选填“有机物”或“无机物”)。
（2）如果灯体上部封闭，不与导烟气腔连通，火焰容易熄灭，原因是 。
（3）我国炼铜技术历史悠久。古人将赤铜(Cu2O)和炉甘石、木炭粉混合高温制得黄铜：X+Cu2O+CZn+2Cu+2CO2↑。则炉甘石主要成分X的化学式为 。
【答案】（1）有机物
（2）隔绝氧气（氧气或者空气不够）
（3）ZnCO3(碳酸锌)
【解析】（1）有机物是含碳化合物（一氧化碳、二氧化碳、碳酸、碳酸盐、碳酸氢盐、金属碳化物、氰化物、硫氰化物等氧化物除外）或碳氢化合物及其衍生物的总称。
（2）燃烧的条件：①有可燃物；②与氧气接触；③温度达到着火点；
（3）根据质量守恒定律可知，反应前后原子的种类和个数保持不变，据此分析解答。
【解答】（1）根据化学式 C3H8 可知，丙烷中含有碳元素，应该属于有机物。
（2）如果灯体上部封闭，不与导烟气腔连通，火焰容易熄灭，原因是隔绝氧气（氧气或者空气不够）。
（3）根据方程式 X+Cu2O+CZn+2Cu+2CO2↑ 得到：X+2Cu+1O+1C=1Zn+2Cu++4O+2C，解得：X=1Zn+3O+1C= ZnCO3 。
■考点二 金属化学性质与应用
◇典例1：（2024·鄞州模拟）在硫酸除铁锈的实验中，发现生锈的铁钉表面有一些气泡产生。小明猜想气泡是硫酸与铁反应生成的。为了验证小明的猜想，应选择以下哪几个实验进行验证 ( )
A．①② B．①②③ C．①②④ D．①②③④
【答案】C
【解析】根据题意，在硫酸除铁锈的实验中，发现生锈的铁钉表面有一些气泡产生，结合控制变量法，变量是铁，进行分析判断。
【解答】在硫酸除铁锈的实验中，发现生锈的铁钉表面有一些气泡产生，①与②对比，①中有气泡产生，②无明显现象，说明了铁与稀盐酸反应有气泡产生；①和④对比，说明了铁不能与水反应生成气体，通过这三组实验，可得出是盐酸与铁反应生成气体，产生了气泡，故应选择①②④三个实验进行验证。故答案为：C。
◆变式训练1：（2023·丽水）通过实验可以比较铁、铜、银三种金属的活动性强弱。下列装置能够达到实验目的的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【解析】根据金属能否与酸或盐溶液反应，从而证明金属活动性强弱分析。
【解答】A、银和铜都不与稀硫酸反应，只有铁能与稀硫酸反应，只能证明铁的活动性最强，不能证明银和铜的活动性强弱，不符合题意；
B、银和铜都不能与硫酸亚铁溶液反应，只能证明铁的活动性最强，不能证明银和铜的活动性强弱，不符合题意；
C、银和铜都不能与硫酸亚铁溶液反应，只能证明铁的活动性最强，不能证明银和铜的活动性强弱，不符合题意；
D、铁能与硫酸铜反应，银不能与硫酸铜反应，可证明铁的活动性大于铜，铜的活动性大于银，可证明三金属活动性强弱，符合题意；
◆变式训练2：（2024·嘉兴模拟）小科通过实验知道金属锌能与可溶性的硝酸银反应，他产生疑问：“金属锌是否能与不溶性的氯化银反应 ”，于是他进行如下研究：
【实验步骤】①取 10mL 的AgNO3溶液于烧杯中， 逐滴加入NaCl 溶液至过量；
②过滤后再用蒸馏水洗涤沉淀 3 次，向第 3 次所得洗涤液中加入AgNO3溶液， 无明显现象；
③将洗涤后的沉淀放入另一烧杯中，加入 50mL 蒸馏水，将锌片加入烧杯中，并搅拌 (如图)；
④10分钟后，将烧杯中的混合物进行过滤。过滤后，向滤液中滴加AgNO3溶液，观察现象。
【验证与推理】
（1）步骤②中，向第3 次洗涤液加入AgNO3溶液的目的是 。
（2）步骤③中，锌片放入前需进行预处理，消除表面氧化膜对实验的影响，预处理的具体操作是 。
（3）步骤④中若观察到有白色沉淀生成，可得出的结论是 。
（4）小科观察到锌片表面有灰黑色固体生成。取生成的灰黑色固体于试管中，加入稀硫酸，若发现 ，证明有Ag生成。
【答案】（1）检验沉淀中是否还含有 NaCl
（2）用砂纸打磨锌片表面
（3）金属锌能与不溶性的氯化银反应，且有ZnCl2生成
（4）无明显现象
【解析】①取 10mL 的AgNO3溶液于烧杯中， 逐滴加入NaCl 溶液至过量，硝酸银与氯化钠反应生成氯化银沉淀和硝酸钠；
②过滤后再用蒸馏水洗涤沉淀 3 次，向第 3 次所得洗涤液中加入AgNO3溶液， 无明显现象，则说明第3次洗涤后沉淀中没有氯化钠；
③将洗涤后的沉淀放入另一烧杯中，加入 50mL 蒸馏水，将锌片加入烧杯中，并搅拌；
④10分钟后，将烧杯中的混合物进行过滤。过滤后，向滤液中滴加AgNO3溶液，如出现白色沉淀，说明锌与氯化银反应生成银和氯化锌，如没有出现白色沉淀，说明锌与氯化银不反应，据此解答。
【解答】（1）步骤②中，向第3 次洗涤液加入AgNO3溶液的目的是检验沉淀中是否还含有 NaCl；
（2）步骤③中，锌片放入前需进行预处理，消除表面氧化膜对实验的影响，预处理的具体操作是用砂纸打磨锌片表面；
（3）步骤④中若观察到有白色沉淀生成，可得出的结论是金属锌能与不溶性的氯化银反应，且有ZnCl2生成；
（4）小科观察到锌片表面有灰黑色固体生成。取生成的灰黑色固体于试管中，加入稀硫酸，若发现无明显现象，证明有Ag生成。
故答案为：（1）检验沉淀中是否还含有 NaCl；（2）用砂纸打磨锌片表面；（3）金属锌能与不溶性的氯化银反应，且有ZnCl2生成；（4）无明显现象。
◆变式训练3：（2024九下·义乌模拟）已知影响金属与酸反应速度的因素有温度和酸溶液的溶质质量分数，绣绣为验证该结论，现将等质量的铁粉与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，组别设置如下表所示。
组别 盐酸的溶质质量分数% 温度（℃）
1 8 32
2 12 50
3 8 20
4 12 32
（1）写出该反应的化学方程式 。
（2）分析实验 （填组别）数据，可知盐酸溶质质量分数对金属与酸反应速率的影响。
（3）测得实验数据如图甲所示，绣绣分析数据得出温度越高，酸溶液溶质质量分数越大。则反应越快。那么图甲中表示第4组实验数据的曲线是 。（填字母）
（4）图乙为足量镁片与20mL10%的稀盐酸反应，利用压强传感器测得反应后瓶内气压变化如图丙中图像Ⅰ所示，而其气压变化理论计算结果如图线Ⅱ所示，发现实验测得的实际值比理论值偏大，请分析可能的原因（答一点） 。
【答案】Fe+2HCl=FeCl2+H2↑；1、4；b；稀盐酸有挥发性，挥发出的HCl使气压变大
【解析】（1）铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，据此书写化学方程式；
（2）根据实验变量选择对照实验组；
（3）根据实验数据分析回答此题；
（4）根据影响反应速率的因素分析回答此题。
【解答】（1）铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，所以化学方程式为Fe+2HCl=FeCl2+H2↑；
（2）实验变量为盐酸溶质质量分数，所以选择实验组1和4；
（3）第4组温度适中，盐酸溶质质量分数最大，所以反应速度处于第二位，因此曲线b符合其反应趋势；故答案为：b；
（4）盐酸具有挥发性，有氯化氢气体进入氢气，造成压强变大，反应属于放热反应，温度升高，也会使气体受热膨胀，造成压强增大。
1．（2021·绍兴）将铁丝、铜丝分别伸入盛有同种试剂的两支试管中，能迅速比较出铁、铜金属活动性强弱的是（ ）
A．蒸馏水 B．稀硫酸 C．硫酸钠溶液 D．氢氧化钠溶液
【答案】B
【解析】根据铁与铜不能与水、硫酸钠、氢氧化钠反应，不能比较活动性强弱，但能用加稀硫酸来比较分析。
【解答】A、铁铜都不能与水反应，无法比较铁、铜的活动性强弱，不符合题意；
B、铁能与稀硫酸反应，铜不能与稀硫酸反应，可以比较铁的活动性大于铜，符合题意；
C、铁和铜都不能与硫酸钠反应，无法比较铁、铜的活动性强弱，不符合题意；
D、铁和铜都不能与氢氧化钠溶液反应，无法比较铁、铜的活动性强弱，不符合题意；
2．（2021·绍兴）铁在海水中容易被锈蚀，通常在轮船的吃水线以下焊接比铁更活泼的金属块，用于保护铁质船壳。该金属块的材料可以是（ ）
A．金 B．银 C．铜 D．锌
【答案】D
【解析】在金属活动性顺序表中，排在前面的金属比后面的金属活泼性更强，据此分析解答。
【解答】在金属活动性顺序表中，从左到右依次排列为：锌>铁>铜>银>金，因为只有锌的活泼性比铁强，所以该金属块的材料可以是锌，故D正确，而A、B、C错误。
3．（2024·浙江）下列图示实验中的铁钉最容易生锈的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【解析】根据铁锈蚀的条件来分析。
【解答】A.该实验中的铁钉与氧气和水同时接触，发生锈蚀，故A符合题意；
B.该实验中的铁钉只与水接触，没有发生锈蚀，故B不合题意；
C.该实验中的铁钉只与氧气接触，没有发生锈蚀，故C不合题意；
D.该实验中的铁钉与氧气和水均未接触，没有发生锈蚀，故D不合题意。
故选A。
4．（2023·湖州）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。
5．（2023·丽水）小科为验证锌、铜、银三种金属的活动性顺序，设计了下列四种方案，其中合理的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】D
【解析】在金属活动性顺序表中，只有排在前面的金属才能将后面的金属从它的盐溶液中置换出来，据此分析判断。
【解答】A.锌和铜都能与硝酸银反应，只能说明它们的活动性比银强，但是不能判断锌和铜活动性的大小，故A错误；
B.银和硫酸锌不反应，则锌的活动性大于银；铜和硝酸银反应，则活动性铜大于银，但是无法比较锌和铜的活动性大小，故B错误；
C.银和铜都不能与硫酸锌反应，不能比较二者的活动性大小，故C错误；
D.锌和硫酸铜反应，则锌的活动性大于铜；铜和硝酸银反应，则铜的活动性大于银，那么三种的金属活动性强弱：锌>铜>银，故D正确。
6.（2023·湖州）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】根据金属活动性顺序及图示中电流表指针偏转方向分析。
【解答】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；
7．（2021·绍兴）向一定质量的Mg(NO3)2和Cu(NO3)2混合溶液中加入a克锌粉和铁粉的混合物,充分反应后过滤,得到不饱和的滤液和滤渣,将滤渣洗涤、干燥后再称量,得到的固体质量仍为a克。下列分析合理的是（ ）
①滤渣中可能有铜 ②向滤渣中加稀盐酸,可能有气泡产生
③滤液中一定有Mg(NO3)2、Zn(NO3)2和Fe(NO3)2,可能有Cu(NO3)2
④若忽略过滤操作中溶液损失,滤液中溶质的质量一定大于原混合溶液溶质的质量
A．①② B．①③ C．②③ D．②④
【答案】C
【解析】根据向一定质量的Mg(NO3)2和Cu(NO3)2混合溶液中加入锌粉和铁粉的混合物, 锌和铁都能与硝酸铜反应，且锌先反应，然后铁再反应，锌与硝酸铜反应固体质量减少，铁与硝酸铜反应固体质量增加分析。【解答】向一定质量的Mg(NO3)2和Cu(NO3)2混合溶液中加入a克锌粉和铁粉的混合物, 锌和铁都能与硝酸铜反应，不能与硝酸镁反应，且锌与硝酸铜反应固体质量减少，铁与硝酸铜反应固体质量增加，反应后固体质量不变则说明锌和铁都与硝酸铜发生了反应，由金属活动性顺序可知，锌要与硝酸铜反应完全后铁才能与硝酸铜反应，说明反应后锌一定没有剩余，滤渣中一定有铜，一定没有锌，可能有铁，滤液中一定有硝酸镁、硝酸锌、硝酸亚铁，可能有硝酸铜，①滤渣中可能有铜，错误；②向滤渣中加稀盐酸,可能有气泡产生，正确；③滤液中一定有Mg(NO3)2、Zn(NO3)2和Fe(NO3)2,可能有Cu(NO3)2 ，正确；④若忽略过滤操作中溶液损失,滤液中溶质质量等于原混合溶液溶质的质量，错误。
8．（2023·湖州）实验室处理含铜废液的过程中，部分流程如下图：
（1）操作A的名称是 。
（2）沉淀物中一定含有 。
【答案】（1）过滤（2）铁和铜
【解析】（1）根据过滤原理分析；（2）根据铁与硫酸铜反应生成铜及铁的用量分析。
【解答】（1）操作A分离出溶液和沉淀物，为过滤操作。
（2）硫酸铜、硫酸酸中加过量铁，铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，铁过量，所以过滤后得到沉淀物为铁和铜。
9．（2023·湖州）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。
10．（2023·丽水）北宋沈括《梦溪笔谈》中记载：“信州铅山有苦泉，流以为涧。挹其水熬之则成胆矾，烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”。
（1）胆矾的化学式为CuSO4·5H2O。已知CuSO4中硫元素化合价为+6价，则铜元素的化合价为 价；
（2）由“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”可知铁与硫酸铜溶液反应生成铜，说明铁的金属活动性比铜 。
【答案】（1）+2（2）强
【解析】化学式各元素的化合价总价为零，以及考查了金属的活动性顺序。
【解答】（1）氧元素为-2价，故铜元素为+2价；
（2）活泼性强的金属可置换活泼性弱的金属， 故铁的金属活动性比铜强；
11．（2023·丽水）小科学习了物质的性质后，梳理单质、氧化物、酸、碱、盐与X之间的转化关系如图所示。“→”表示某一种物质经一步反应可转化为另一种物质，部分反应物，生成物及反应条件已略去。
（1）若X是氯化钠，它在物质分类上属于化合物中的 ，图中碱的化学式为 ；
（2）若X是水，则能实现图中物质转化的基本反应类型有 (填字母)。
A．化合反应 B．分解反应 C．置换反应 D．复分解反应
【答案】（1）盐；NaOH（2）A；B；C；D
【解析】物质中的纯净物分为单质和化合物，化合物中的无机化合物分为氧化物、酸、碱、盐等，其中的物质可在一定条件下进行转换。
【解答】（1）氯化钠属于盐类物质，由于 X是氯化钠，故碱中的金属元素为钠，其化学式为NaOH ；
（2）若x是水，则单质可为氢气，与氧气反应为化合反应；盐可为碳酸氢钠其分解分为碳酸钠，水和二氧化碳，其反应为分解反应；氧化物可为氧化铜，其为氢气发生置换反应，生成水哥和铜；酸可为盐酸，与碱发生复分解反应，生成水和盐，故四种基本反应类型都有。
12.（2023·湖州）如图是“铁粉和硫黄反应”的改进实验，将铁粉和硫黄混合物置于两块石英玻璃片之间，并铁粉与硫黄固定。在酒精灯上加热，产生红色火星，固体由棕灰色变为黑色。
（1）铁粉和硫黄在两块玻璃片之间，反应时几乎接触不到氧气，减少了 (填化学式)气体的生成，更加环保。
（2）向反应后的黑色固体滴入稀硫酸，有臭鸡蛋气味的硫化氢(H2S)气体产生，说明铁粉和硫黄发生反应。H2S中硫元素的化合价为 。
（3）反应后的黑色固体加入CuSO4溶液中，生成红色物质，说明黑色固体中有 剩余。
【答案】（1）SO2 （2）-2 （3）铁
【解析】铁和硫在加热的条件下反应生成硫化铁；化合物中各元素的化合价代数和为0；活泼性强的金属能够把活泼性弱的金属从他的盐溶液中置换出来；
【解答】（1）S和氧气反应会生成二氧化硫气体，所以铁粉和硫黄在两块玻璃片之间，反应时几乎接触不到氧气，减少了SO2气体的生成，更加环保。
（2）化合物中各元素的化合价代数和为0；化合物中H常显+1价，所以S元素显-2价；
（3）反应后的黑色固体加入CuSO4溶液中，生成红色物质， 说明发生了置换反应，因此可以确定黑色的固体中有单质铁剩余；
13．（2021·绍兴）科学兴趣小组采用不同方案对金属活动性的强弱进行了研究。
甲同学：将镁带和铜粉分别在酒精灯的外焰上加热，观察现象。
乙同学：把铁制容器和铝制容器放在同一潮湿环境中，一段时间后观察容器表面的锈蚀情况。
……
实验后，同学们进行汇报和评价交流。
（1）甲同学根据 的实验现象，得出金属镁的活动性比铜强。
（2）乙同学观察到铁制容器表面有明显的锈蚀现象，面铝制容器表面无明显变化，据此他得出铁的活动性比铝强的结论。小组讨论后一致认为乙同学的方案设计不合理，他们的理由是：铝制容器表面无明显变化是因为 导致容器中的铝无法与氧气接触发生反应，因此不能用此方法比较铁与铝的活动性强弱。
【答案】（1）镁带燃烧而铜丝不能燃烧（2）铝制容器表面有一层致密氧化膜
【解析】1、镁带在空气中点燃后即能燃烧，而铜丝只能变黑，所以可根据与氧气反应的现象判断两者金属活动性的强弱；
2、铝与铁在氧气中都会生锈，但两者的氧化物有区别，铝与氧气生成的氧化铝可形成一层致密的氧化铝保护膜阻止里面的铝进一步被氧化。而铁与氧气反应生成的氧化铁不能阻止里面的铁进一步被氧化。所以无法从锈蚀的情况判断活动性的强弱。
【解答】（1） 将镁带和铜粉分别在酒精灯的外焰上加热 ，镁带能剧烈燃烧，而铜会变黑，根据反应的剧烈程度可判断金属活动性强弱。所以可填： 镁带燃烧而铜丝不能燃烧 ；
（2）由铝和铁生锈时生成物质氧化铝和氧化铁的特点可知， 铝制容器表面无明显变化是因为铝制容器表面有一层致密氧化膜导致容器中的铝无法与氧气接触发生反应，因此不能用此方法比较铁与铝的活动性强弱。
14．（2021·绍兴）人类对科学规律的认识常需经历漫长的探索过程，对金属活动性规律的认识也是如此。
（1）1625年格劳贝尔发现将金属放入稀盐酸中会“消失"，这为发现金属活动性顺序奠定了基础。小嘉选用锡、铜、锌三种金属重温实验，则会“消失”的金属有 。
（2）1766年卡文迪许用金属与酸反应制取了一种可燃性气体，他称之为“可燃空气”，其实该气体就是 。从此为探索金属活动性打开了新思路。
（3）1865年贝开托夫经过大量的实验得出了金属活动性规律。小嘉运用该规律开展实验，向硝酸铜和硝酸银的混合溶液中逐渐加入铁粉，溶液质量变化如图所示，则B点时溶液中所含的金属阳离子有 。
【答案】（1）锡、锌（2）氢气（3）Cu2+、Fe2+
【解析】（1）在金属活动性顺序表中，只有排在氢前面的金属才能和酸反应生成氢气；
（2）活泼金属和酸反应，生成盐和氢气；氢气具有可燃性，遇明火容易爆炸；
（3）跟机铁粉和两种盐的反应过程分析判断。
【解答】（1）锡、铜、锌中，只有锡和锌排在氢的前面，因此会“消失”的金属是锡和锌。
（2）1766年卡文迪许用金属与酸反应制取了一种可燃性气体，他称之为“可燃空气”，其实该气体就是氢气，从此为探索金属活动性打开了新思路。
（3）铁粉先和硝酸银反应，生成硝酸亚铁和银单质，再和硝酸铜反应，生成硝酸亚铁和铜单质。由于银和铜的原子量都大于铁，所以溶液的质量都会减小，且前者质量减小的速度大于后者，那么AB段为铁和硝酸银的反应，B点时硝酸银完全反应，硝酸铜还没有开始反应，因此溶质为硝酸亚铁和硝酸铜，溶液中的阳离子为 Cu2+、Fe2+ 。
15．（2023·湖州）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 。
16．（2023·丽水）1823年德贝菜纳发现氢气在空气中遇到铂会起火，并研制出以他名字命名的世界上第一个化学打火机，如图甲所示。德贝菜纳打火机的结构如图所示。使用时，将顶盖上的开关打开，从内管中冲出的氢气贝点燃。开关关闭，喷嘴被堵住、火焰熄灭，随后氢气停止产生，请你用所学过的科学知识介绍德贝菜纳打火机的使用原理。
【答案】①内管气压大于外界大气压，开关打开时，氢气出，氢气在空气中遇到粉发生燃烧
②锌和稀硫酸反应不断产生氢气。
③没有氢气喷出，火焰灭
④开关关后，与稀硫酸仍续反应产生氢气，使内管的气压变大
⑤内管液面下降，使锌与硫酸分离，停止产生氢气
【解析】①内管气压大于外界大气压，开关打开时，氢气出，氢气在空气中遇到粉发生燃烧；
②锌和稀硫酸反应不断产生氢气；
③没有氢气喷出，火焰灭；
④开关关后，与稀硫酸仍续反应产生氢气，使内管的气压变大；
⑤内管液面下降，使锌与硫酸分离，停止产生氢气，据此分析解答。
【解答】打火机的开关打开时，锌和稀硫酸反应不断产生氢气，由于内管气压大于外界大气压，所以氢气从管中冲出，在空气中遇到铂发生燃烧，开关关掉后，锌与稀硫酸仍续反应产生氢气，使内管的气压变大，内管液面下降，使锌与硫酸分离，停止产生氢气。由于没有氢气喷出，所以打火机的火焰熄灭。
1．（2023·鹿城模拟）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】根据金属能否与盐反应可与说明 金属的活动性，铜不与酸反应分析。
【解答】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 ，铜不与硫酸反应，说明滤渣中一定有与酸反应的金属，即M的活动性大于铜，可能大于氢小于锌，也可能大于锌；
故选C。
2．（2024·杭州模拟）某研究性学习小组利用如图所示的装置进行CO还原 的实验，并检验该反应的气体生成物，已知一氧化碳发生装置产生的气体中混有杂质( 和水蒸气。下列说法正确的是 ( )
A．B装置玻璃管内发生的是置换反应
B．该实验结束后应先停止通CO，再熄灭B处酒精喷灯
C．若去掉C装置，则无法证明CO和Fe2O3发生了反应
D．若无A装置，该实验无法达到检验气体生成物的目的
【答案】D
【解析】A、根据置换反应的特点进行分析；
B、根据热的铁容易被氧化进行分析；
C、根据氧化铁的颜色变化进行分析；
D、根据装置A的作用进行分析。
【解答】A、B中一氧化碳和氧化铁反应，反应物都是化合物，不是置换反应，错误；
B、实验结束后，先熄灭酒精喷灯，等到装置冷却到室温时再停止通一氧化碳，错误；
C、B中红色粉末逐渐变为黑色，可以证明一氧化碳和氧化铁发生了反应，错误；
D、装置A可以除去原气体中混有的少量的二氧化碳，没有A装置，则无法证明使澄清石灰水变浑浊的二氧化碳气体是原来的还是生成的，正确。
故答案为：D。
3．（2024·杭州模拟）绿色化学也称环境友好化学，就是利用化学原理，实现从生产源头减少或消除对环境的污染。某科学小组的同学欲利用单质铜制备硫酸铜，设计了如下甲、乙两个制备实验方案：甲： CuSO4 乙 下列有关甲、乙实验方案的评价合理的是 ( )
A．铜的活动性排在H前，所以能和浓硫酸发生反应
B．铜和氧气反应属于化合反应，铜和浓硫酸反应属于置换反应
C．取等质量的铜，理论上通过两种不同方案制取的硫酸铜质量不等
D．甲方案不会产生污染性气体，乙方案产生SO2不符合绿色化学理念
【答案】D
【解析】A、根据金属的活动性来分析；
B、置换反应是指由一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应；
C、根据化学反应的原理来分析；
D、根据反应的生成物来分析。
【解答】A、在金属活动性顺序中，铜排在氢的后面，故A错误；
B、铜和浓硫酸反应的生成物是三种化合物，不属于置换反应，故B错误；
C、根据质量守恒定律，由反应的化学方程式可知，每64份质量的Cu完全反应生成160份质量的CuSO4，若取相同质量的单质铜，分别用上述两方案制备硫酸铜，将两者理论上最多可制备硫酸铜的质量进行比较，结果为二者相等，故C错误；
D、甲方案不会产生污染性气体，乙方案产生有毒的SO2，不符合绿色化学理念，故D正确。
故答案为：D。
4． 向CuO和铁粉的混合物中加入一定量的稀硫酸，微热，充分反应后冷却、过滤，在滤液中放入一枚洁净的铁钉．发现铁钉表面无任何变化，据此判断，下列结论正确的是（ ）
A．滤液中一定含有FeSO4，可能含有H2SO4
B．滤液中可能有CuSO4
C．滤渣里一定有Cu，可能有Fe和CuO
D．滤渣里一定有Cu和Fe
【答案】C
【解析】根据金属活动顺序可知向滤液中加入薄铁片，而氧化铜可以和硫酸反应生成硫酸铜，铁可以硫酸铜反应铁片无任何变化，说明没有稀硫酸，也没有硫酸铜可以据此结合题给的选项进行分析判断即可.
【解答】A、铁可以和硫酸反应生成FeSO4，所以在滤液中一定含有FeSO4，但是加入铁钉后铁片没有明显变化，所以可以判断滤液中没有H2SO4，故A结论不正确；
B、在滤液中放入一枚洁净的铁钉，发现铁钉表面无任何变化，所以可以判断滤液中没有CuSO4，故B结论不正确；
C、加入铁钉后没有明显变化，说明氧化铜和硫酸反应生成的硫酸铜被铁置换出来，故在不溶物中含有Cu，如果硫酸的量不足，那么滤渣里就可能有Fe和CuO，故C结论正确；
D、加入铁钉后没有明显变化，说明氧化铜和硫酸反应生成的硫酸铜被铁置换出来，故在不溶物中含有Cu，题中没有提及铁粉的质量，所以反应后滤出的不溶物中可能含有Fe也可能不含Fe，故D结论不正确．
故选C．
5．（2023·宁波模拟）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
【答案】C
【解析】金属活动性顺序中锌的活动性大于铜，铜大于银，反应时活动性差距大的先反应。
【解答】A.锌先于硝酸银反应，再与硝酸铜反应，若溶质只有一种其溶质为硝酸锌，滤渣为 Ag、Cu ，可能有Zn，故正确；
B.若有两种溶质，则此时硝酸银反应完了，溶质为硝酸铜和硝酸锌，固体中无锌，可能有铜，一定有银；
C.红色固体为铜，故硝酸银一定反应完，但硝酸铜不一定反应完，故其错误；
D. 滴加稀盐酸有白色沉淀生成 ，故一定有硝酸银，即硝酸银还没反应完，故滤渣中一定只含有银；
故答案为：C
6．（2024·浙江模拟）一架平衡天平两边托盘上的烧杯中，各放入等质量的等质量分数稀硫酸，再加入下列物质，使稀硫酸恰好反应，天平两边仍然平衡的是 ( )
A．镁和碳酸镁 B．氧化镁和碳酸镁
C．氧化镁和氢氧化镁 D．镁和氧化镁
【答案】B
【解析】根据反应的化学方程式计算出稀硫酸恰好完全反应时溶液质量是否相同即可。
【解答】设稀硫酸的质量为9.8g，
A. Mg + H2SO4═MgSO4+H2↑
24 98 2
2.4g 9.8g 0.2g
则反应后溶液质量增大：2.4g-0.2g=2.2g；
MgCO3 + H2SO4═MgSO4+H2O+CO2↑
84 98 44
8.4g 9.8g 4.4g
则反应后溶液质量增大：8.4g-4.4g=4g；
故A不合题意；
B.MgO+H2SO4═MgSO4+H2O
40 98
4g 9.8g
则反应后溶液质量增大：4g；
MgCO3 + H2SO4═MgSO4+H2O+CO2↑
84 98 44
8.4g 9.8g 4.4g
则反应后溶液质量增大：8.4g-4.4g=4g；
故B符合题意；
C.MgO + H2SO4═MgSO4+H2O
40 98
4g 9.8g
则反应后溶液质量增大4g；
Mg（OH）2+H2SO4═MgSO4+2H2O
58 98
5.8g 9.8g
则反应后溶液质量增大5.8g；
故C不合题意；
D.Mg + H2SO4═MgSO4+H2↑
24 98 2
2.4g 9.8g 0.2g
则反应后溶液质量增大：2.4g-0.2g=2.2g；
MgO + H2SO4═MgSO4+H2O
40 98
4g 9.8g
则反应后溶液质量增大4g；
故D不合题意。
故选B。
7．（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+
8．（2023·温州模拟）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 。
9．（2023·温州模拟） 黄铜（铜锌合金）长期使用会锈蚀，铜锈主要成分为Cu2（OH）2CO3.查阅资料：铜锈可以与稀硫酸反应，其化学方程式为：Cu2（OH）2CO3+2H2SO4=2CuSO4+3H2O+CO2↑，杂质不与稀硫酸反应。回收废黄铜有用成分，调配锌铜比例，可以铸造新的黄铜，变废为宝。其工艺流程图如下：
（1）系列处理二后获得锌的质量 原废黄铜中锌的质量。（选填“<”“=”或“>）
（2）黄铜颜色与黄金相似，人称“愚人金”，常被不法商贩冒充黄金牟取暴利。下列选项中能区别黄铜与黄金的方法是 。
A．用磁铁吸引 B．浸入稀盐酸溶液，观察有无气泡 C．在空气中灼烧后观察颜色
【答案】（1）> （2）B C
【解析】（1）根据锌与硫酸反应生成硫酸锌分析；
（2）根据锌、铜、金的性质分析。
【解答】（1） 步骤二中加入过量的锌生成了硫酸锌，所以经过系列处理二后获得锌的质量大于原废黄铜中的锌的质量。
（2）铜、锌、黄金都不能被磁铁吸引，A错误； 浸入稀盐酸溶液，有气泡产生的为黄铜，无气泡的为黄金，B正确； 在空气中灼烧后观察颜色，黄铜中铜与氧气变黑，黄金无明显变化，可以鉴别，C正确；
10．（2024·宁波模拟）铝箔是现代生活中常见的包装材料，放置久了，其银白色光泽会变暗淡，故又称假银箔。
（1）小科用放置很久的铝箔与稀盐酸反应，产生氢气质量和反应时间关系如图所示。在0~t1时间段内，铝箔表面看不到明显的气泡，原因是 。
（2）为进一步测量铝箔中单质铝的质量分数，小科取1.9g铝箔样品与50.0g稀盐酸充分反应
(2Al 铝箔完全溶解后剩余溶液的总质量为51.7g。计算样品中单质铝的质量分数。
（3）在 时间段产生气泡的速度逐渐放缓，直到反应停止时，铝箔还有大量剩余。 时间段产生气泡速度放缓的原因是 。
【答案】（1）铝在空气中被氧化，生成了一层致密的氧化膜，阻止了铝与稀盐酸反应；
（2）生成氢气的质量：1.9g+50g-51.7g=0.2g设需要参加反应的单质铝的质量为x
单质铝的质量分数
（3）稀盐酸溶质的质量分数在降低
【解析】（1）根据铝的性质分析回答；
（2）由于铝与稀盐酸反应放出了氢气，减少的质量就是生成的氢气的质量，由氢气的质量求出铝的质量再计算出样品中单质铝的质量分数；
（3）根据溶液的浓度逐渐降低分析回答。
【解答】（1）在0～t1时间段内，铝箔表面看不到明显的气泡，原因是：铝在空气中被氧气氧化，生成一层致密的氧化铝保护膜，氧化铝与稀盐酸反应；故答案为：铝在空气中被氧气氧化，生成一层致密的氧化铝保护膜，阻止铝与稀盐酸反应；
（3）t2～t3时间段产生气泡速度放缓的原因是稀盐酸的溶质质量分数在反应中逐渐降低；故答案为：稀盐酸的溶质质量分数在反应中逐渐降低。
11．（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）根据离子共存原理分析
（2）根据酸的性质分析
（3）通过实验现象分析结论
【解答】（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。
故答案为（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
12．俄乌冲突导致欧洲天然气断供，欧洲居民争相囤积煤炭。但使用煤炭的过程中，易发生中毒事件，这是灼热的煤炭与水反应所生成的气体导致的。那么生成的气体中有哪些成分呢？同学们进行了以下探究。
【查阅资料】煤炭主要成分是碳，遇水或氧气不足时会生成有毒气体一氧化碳。
【建立猜想】同学们对生成的气体成分做了以下猜想。
猜想1：有、；
猜想2：有、；
猜想3：有、和；
猜想4：有、、和
【初步分析】（1）小组讨论后，很快否定了猜想1，理由是 。
【实验操作】他们利用下列实验装置进行探究。
（2）如何连接组装实验装置，同学们意见不一。某同学按照C→A→C→B→B→D→B→C的顺序连接装置，将生成的气体通过该装置，请评价该方案是否可行，理由是 。
（3）同学们最终选择了如图的实验装置进行实验，假设C、D装置内的反应都完全。
①该实验中判断氢气存在的关键现象是 。
②在该实验探究过程中，G装置的作用是 。
【答案】违背质量守恒定律（合理即可）；不可行，无法检验原气体中是否含有水蒸气；F中的无水硫酸铜变蓝；检验CO2，收集尾气
【解析】（1）猜想一不符合质量守恒定律，所以不合理。
（2）检验气体时，要先检验水。
（3）一氧化碳和氢气都具有还原性，都能使氧化铜变红，不能说明含有氢气，但氧化铜和氢气反应生成水，一氧化碳和氧化铜反应产生的二氧化碳，所以可通过检验是否有水生成来判断是否存在氢气。【解答】（1）根据质量守恒定律可知，化学反应前后元素的种类不发生改变，反应前元素的种类为C、H、O，则反应后物质中元素也为C、H、O，猜想1中只含有C、O两种元素，则不合理。
（2）气体先通过C装置检验是否含有CO2，则出来的气体含有水蒸气，后面无法检验原气体中是否含有H2O，故该同学的设计不合理。
（3）①H2能还原CuO生成Cu与H2O，CO能还原CuO生成Cu与CO2，无水硫酸铜遇水会变蓝色，若观察到F装置中无水硫酸铜变蓝，则可以证明气体中含有氢气。
故答案为：F中的无水硫酸铜变蓝。
②该实验中的尾气中会含有有毒气体CO，CO不易溶于水，则G装置中澄清的石灰水可以用来验证CO2，也能用该装置收集尾气，防止污染空气。
13．（2024九下·绍兴模拟）向一定量镁铜混合粉末中加入足量的稀硫酸（该过程称为“酸溶”），充分反应后过滤，将洗净的滤渣在氧气中灼烧至固体质量不再发生改变，实验中固体质量的变化情况如图所示。
（1）原混合粉末中Cu的质量为 ；
（2）d处固体中成分为 ；
（3）求加入足量的稀硫酸后产生氢气的质量。
【答案】9.6g；氧化铜；Cu的质量为9.6g，灼烧生成氧化铜为x 。
x=12g即m=12；设生成氢气的质量为y。
y =0.2g答：加入足量的稀硫酸后产生氢气的质量为0.2g。
【解析】（1）稀硫酸能与活动性强的金属发生置换反应，镁属于活泼金属，铜是不活泼金属，所以减少的质量是镁的质量，剩余的固体是铜。
（2）D点后固体的质量不再增加是，说明铜已经完全反应，所以d处的固体是氧化铜。
（3）由图可知，氧化铜的质量等于反应前固体的质量，利用方程式先计算出氧化铜的质量，即反应前固体的质量，再减去铜的质量，即为镁的质量，再根据镁的质量通过方程式计算出产生氢气的质量。【解答】（1）铜活动性比氢弱，镁活动性比氢强，开始加入稀硫酸只有镁和硫酸反应生成硫酸镁和氢气。因加入足量的硫酸，所以过滤后的固体只有铜，则原混合粉末中Cu的质量为9.6g。
（2）c点还未与氧气反应，则固体只有铜；d之后固体质量不变，则d点铜完全反应，只有氧化铜（CuO）。
14．（2023·宁波模拟）取铜镁合金20 g放入烧杯，将280 g 稀硫酸分4次加入烧杯中，充分反应后，测得剩余固体的质量记录如下。请计算：
次数 1 2 3 4
加入稀硫酸质量/g 70 70 70 70
剩余固体质量/g 18.2 16.4 14.6 13.2
（1）合金中铜﹑镁的质量比。
（2）所加稀硫酸的溶质的质量分数。(写出计算过程)
【答案】（1）铜不与知硫酸反应，镁与稀硫酸反应，由表中数据可知，加入70克稀硫酸完全反应，消耗的镁的质量为1.8g，第4次加入70克硫酸消耗镁的质量为1.4g，说明第4次硫酸过量，镁完全反应，则剩余13.2g固体全部为铜，合金中铜和镁的质量比为13.2：6.8＝33：17.
（2）设稀硫酸的溶质质量分数为x
Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑
24 98
1.8g 70gx
x=10.5%
【解析】（1）根据铜不与知硫酸反应，镁与稀硫酸反应，由表中数据确定反应结束后固体为铜，由此计算合金中铜和镁的质量比分析；
（2）由反应的镁的质量代入方程式中，利用方程式中物质间质量关系计算硫酸质量及溶质质量分数。
15．（2024九上·杭州模拟）通讯需要大量光纤连接各种基站，在光纤的表面涂布合金层的金属涂层光纤是其中一种。为测定金属涂层光纤的Cu-Al合金层中铝的质量分数，小乐进行了相关实验，测得实验数据如表所示，则：
甲 乙 丙
加入Cu-Al合金层样品粉末的质量g 10 10 20
加入稀硫酸的质量g 100 50 50
烧杯中剩余物的质量g 109 59 69
（1）实验中Cu-Al合金层样品粉末与稀硫酸恰好完全反应的实验是 （选填“甲”“乙”或“丙”）；
（2）该Cu-Al合金层样品粉末中铝的质量分数为多少？ （写出计算过程）
【答案】乙；）90%
16．（2023·杭州模拟）某些食品包装袋内常放入还原性铁粉作“双吸剂”以防止食品腐败。某课外兴趣小组在实验室发现了一包破损的还原性铁粉（含少量杂质，杂质既不溶于水也不溶于酸），他们取六份样品，分别加稀硫酸反应。测得部分数据如表，请根据有关信息回答问题
实验次数 1 3 4 5 6
取样品质量（g) 31.0 31.0 31.0 31.0 31.0
取稀硫酸质量（g) 30.0 90.0 120.0 150.0 180.0
产生气体质量（g) 0 a 0.3 0.5 0.6
（1）“双吸剂”的原理是
（2）a的数值为
（3）计算该稀硫酸的溶质质量分数？
【答案】（1）还原性铁粉能与水和氧气反应从而吸收，使铝减慢腐蚀
（2）0.1
（3）30.0克稀硫酸完全反应产生0.2克氢气，设稀硫酸的溶质质量分数为x
Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑
98 2
30.0gx 0.2g
98：2=30.0gx：0.2g
x=32.7%
【解析】（1）根据铁生锈实质分析；
（2）根据表中所给数据结合质量守恒定律分析；
（3）根据产生氢气质量代入方程式中计算稀硫酸的质量分数分析。
【解答】（1）铁粉能与水和氧气反应，使铝减慢腐蚀；
（2）铁锈与硫酸反应没有气体产生，铁与硫酸反应产生氢气，由表中数据可知，增加30.0克稀硫酸完全反应产生0.2克气体，加入120.0克稀硫酸产生0.3克氢气，所以加入90.0克稀硫酸，产生氢气质量为0.1克；
（3）30.0克稀硫酸完全反应产生0.2克氢气，设稀硫酸的溶质质量分数为x
Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑
98 2
30.0gx 0.2g
98：2=30.0gx：0.2g
x=32.7%
故答案为：（1）还原性铁粉能与水和氧气反应从而吸收，使铝减慢腐蚀 ；（2）0.1；（3）32.7%。
17．（2024九下·绍兴模拟）2024年春节，绍兴安昌古镇上演“打铁花”，它是一种民间传统焰火，属于国家级非物质文化遗产．化学兴趣小组的同学利用所学化学知识对“打铁花”进行了探究．
【查阅资料】①铁水打花的主要原料为生铁、锯末等．“打铁花”表演者往往光着膀子进行，打花前先热身出汗，将生铁放到熔炉中加热至熔化，然后用坩埚舀出铁水轻轻抛起，再用木板奋力一击，铁水在空中霎时间分散开来，万千燃烧着的铁屑犹如银珠飞溅，金丝飞驰．
②自然界存在一种现象：当液体接触到一个远高于其沸点的热表面时，液体不会立即蒸发，而是在液体和热表面之间形成一个蒸汽层，这个蒸汽层能够有效地隔绝液体和热表面的直接接触，从而减缓液体的蒸发速度．
同学们产生了疑问：铁丝在空气中不能燃烧，为什么“打铁花”能使铁屑在空气中剧烈燃烧？“打铁花”表演者为什么不会被烫伤？请你分析原因
【答案】“打铁花”使达到着火点的铁屑与空气充分接触，增大了铁屑和氧气的反应面积，所以能使铁屑在空气中剧烈燃烧；①表演者奋力击打，将铁水抛向高空，燃烧后颗粒小，在空中充分冷却；②表演者身上有汗，形成蒸汽层，隔绝了物体与皮肤直接接触。
【解析】（1）铁屑与空气中氧气接触面积比铁丝与空气中氧气接触面积大，进行分析；
（2）阅读材料，当液体接触到一个远高于其沸点的热表面时，液体不会立即蒸发，而是在液体和热表面之间形成一个蒸汽层，这个蒸汽层能够有效地隔绝液体和热表面的直接接触，从而减缓液体的蒸发速度。
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专题3 金属和金属材料
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1 金属材料与金属资源 ☆ ①区别金属与非金属，列举金属和非金属的主要性质差异②概述金属与酸、金属与盐反应的条件，比较金属的活动性顺序，用金属活动性顺序说明某些现象
考点2 金属化学性质与应用 ☆☆☆
■考点一 金属材料与金属资源
金属的物理性质：金属都有特殊的光泽；大多数金属的颜色为银白色或灰色，但金为金黄色，铜为紫红色；金属在常温下为固态(除汞外，常温下为液态)；金属比较硬，具有良好的导热性、导电性和延展性。
非金属的物理性质：大多数非金属没有光泽，表面暗淡。大多数固体为灰黑色(磷为白色或暗红色)；多数气体无颜色，少数气体有颜色；溴是唯一在常温下呈液态的非金属单质。非金属硬度一般较小，但差异很大，一般不具备导电性、导热性，也没有延展性。
金属材料包括金属和合金两大类。当把金属材料变成纳米级的粒子时，金属的性质会发生变化，甚至与原来的性质完全不同。把一种金属跟其他一种或几种金属(或非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质，就称为合金。钢是一种由铁和碳等元素组成的合金，生活中常见的合金还有铜合金、铝合金及钛合金等，合金往往比纯金属具有更好的性能。
■考点二 金属化学性质与应用
1．金属与氧气的反应
金属 条件 反应的化学方程式 现象(或备注)
Mg 点燃 2Mg＋O22MgO 剧烈燃烧，耀眼白光，放出大量热，生成白色固体
Al 常温 4Al＋3O2===2Al2O3 表面生成致密保护膜
点燃(氧气中) 4Al＋3O22Al2O3 剧烈燃烧，放出大量热和耀眼白光，生成白色固体
Fe 常温、潮湿空气 4Fe＋3O2＋nH2O===2Fe2O3·nH2O 在氧气和水共同作用下，会生成暗红色疏松的铁锈
氧气中点燃 3Fe＋2O2Fe3O4 剧烈燃烧，火星四射，放出大量热，生成黑色固体
Cu 加热 2Cu＋O2 △ 2CuO 铜丝表面逐渐变为黑色
潮湿空气 2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3 铜表面生成一层绿色物质
Au、Ag 高温下也不与氧气反应，“真金不怕火炼”
大多数金属都能与氧气反应，但难易和剧烈程度不同。Mg、Al等在常温下就能与氧气反应；Fe、Cu等在常温下几乎不能单独与氧气反应，点燃或加热情况下可以发生反应；Au、Ag等在高温时也不与氧气反应。
2．金属与酸的反应
金属 现象 反应的化学方程式
镁 剧烈反应，大量气泡，溶液仍为无色，放热 Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑
铝 剧烈反应(比镁稍缓)，大量气泡，溶液仍为无色，放热 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑
锌 反应较剧烈，大量气泡，溶液仍为无色，放热 Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
铁 反应缓慢，有气泡产生，溶液由无色逐渐变为浅绿色 Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
铜 不反应
Mg、Al、Zn、Fe的金属活动性比氢强，能置换出稀硫酸或稀盐酸中的氢。
等质量的Mg、Al、Zn、Fe四种金属与足量稀硫酸或稀盐酸反应时产生氢气的量：Al＞Mg＞Fe＞Zn
3．金属与盐的反应
实验操作 现象 反应的化学方程式
铁丝浸入硫酸铜溶液 铁丝表面出现红色物质，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色 Fe＋CuSO4=== Cu＋FeSO4
铜丝浸入硝酸银溶液 铜丝表面出现银白色物质，溶液由无色逐渐变为蓝色 Cu＋2AgNO3=== Cu(NO3)2＋2Ag
表中三种金属的活动性由强到弱的顺序：Fe>Cu>Ag。活动性强的金属能把活动性弱的金属从它的盐的水溶液中置换出来。
【知识拓展】
1．此类反应一定在溶液中进行，不溶于水的化合物一般不与金属反应，如Cu与AgCl不能进行置换反应。
2．K、Ca、Na活动性非常强，但不能用它们置换化合物中的金属，因为能同溶液中的水剧烈反应。
■考点一 金属材料与金属资源
◇典例1：如图所示为今年在三星堆遗址中发现的金面具残片，经测定该面具含金量约为85%。下列有关说法正确的是（ ）
A．金的元素符号为aU B．金容易被锈蚀
C．金单质由金原子构成 D．金的相对原子质量为197g
◆变式训练1：（2023·丽水）小明将纸条分别紧紧卷在木棒和铁棒上，加热纸条（如图），木棒上的纸条立即燃烧，面铁棒上的纸条不会立即燃烧。据此推测木棒和铁棒具有不同的（ ）
A．密度 B．导热性 C．硬度 D．延展性
◆变式训练2：（2023·慈溪模拟）如图是太阳能电池路灯，白天太阳能电池板将太阳能转化为电能，这种能量通过再次转化储存在大容量蓄电池内，夜晚蓄电池给路灯供电，下列说法正确的是（ ）
A．灯柱用合金材料制成是因为合金比纯金属具有更好的性能
B．夜晚蓄电池给路灯供电时将光能转化为电能
C．白天给蓄电池充电时将化学能转化为电能
D．路灯的塑料和铝合金灯柱都属于有机合成材料
◆变式训练3：（2023·温州模拟）2023年杭州亚运会火种灯采用双层玻璃结构，在低温、严寒、大风等环境下不会熄灭。其创意源自于青铜器精品“中华第一灯”——西汉长信宫灯。
（1）火种燃料使用的清洁能源是丙烷(C3H8)，丙烷属于化合物中的 (选填“有机物”或“无机物”)。
（2）如果灯体上部封闭，不与导烟气腔连通，火焰容易熄灭，原因是 。
（3）我国炼铜技术历史悠久。古人将赤铜(Cu2O)和炉甘石、木炭粉混合高温制得黄铜：X+Cu2O+CZn+2Cu+2CO2↑。则炉甘石主要成分X的化学式为 。
■考点二 金属化学性质与应用
◇典例1：（2024·鄞州模拟）在硫酸除铁锈的实验中，发现生锈的铁钉表面有一些气泡产生。小明猜想气泡是硫酸与铁反应生成的。为了验证小明的猜想，应选择以下哪几个实验进行验证 ( )
A．①② B．①②③ C．①②④ D．①②③④
◆变式训练1：（2023·丽水）通过实验可以比较铁、铜、银三种金属的活动性强弱。下列装置能够达到实验目的的是（ ）
A． B．
C． D．
◆变式训练2：（2024·嘉兴模拟）小科通过实验知道金属锌能与可溶性的硝酸银反应，他产生疑问：“金属锌是否能与不溶性的氯化银反应 ”，于是他进行如下研究：
【实验步骤】①取 10mL 的AgNO3溶液于烧杯中， 逐滴加入NaCl 溶液至过量；
②过滤后再用蒸馏水洗涤沉淀 3 次，向第 3 次所得洗涤液中加入AgNO3溶液， 无明显现象；
③将洗涤后的沉淀放入另一烧杯中，加入 50mL 蒸馏水，将锌片加入烧杯中，并搅拌 (如图)；
④10分钟后，将烧杯中的混合物进行过滤。过滤后，向滤液中滴加AgNO3溶液，观察现象。
【验证与推理】
（1）步骤②中，向第3 次洗涤液加入AgNO3溶液的目的是 。
（2）步骤③中，锌片放入前需进行预处理，消除表面氧化膜对实验的影响，预处理的具体操作是 。
（3）步骤④中若观察到有白色沉淀生成，可得出的结论是 。
（4）小科观察到锌片表面有灰黑色固体生成。取生成的灰黑色固体于试管中，加入稀硫酸，若发现 ，证明有Ag生成。
◆变式训练3：（2024九下·义乌模拟）已知影响金属与酸反应速度的因素有温度和酸溶液的溶质质量分数，绣绣为验证该结论，现将等质量的铁粉与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，组别设置如下表所示。
组别 盐酸的溶质质量分数% 温度（℃）
1 8 32
2 12 50
3 8 20
4 12 32
（1）写出该反应的化学方程式 。
（2）分析实验 （填组别）数据，可知盐酸溶质质量分数对金属与酸反应速率的影响。
（3）测得实验数据如图甲所示，绣绣分析数据得出温度越高，酸溶液溶质质量分数越大。则反应越快。那么图甲中表示第4组实验数据的曲线是 。（填字母）
（4）图乙为足量镁片与20mL10%的稀盐酸反应，利用压强传感器测得反应后瓶内气压变化如图丙中图像Ⅰ所示，而其气压变化理论计算结果如图线Ⅱ所示，发现实验测得的实际值比理论值偏大，请分析可能的原因（答一点） 。
1．（2021·绍兴）将铁丝、铜丝分别伸入盛有同种试剂的两支试管中，能迅速比较出铁、铜金属活动性强弱的是（ ）
A．蒸馏水 B．稀硫酸 C．硫酸钠溶液 D．氢氧化钠溶液
2．（2021·绍兴）铁在海水中容易被锈蚀，通常在轮船的吃水线以下焊接比铁更活泼的金属块，用于保护铁质船壳。该金属块的材料可以是（ ）
A．金 B．银 C．铜 D．锌
3．（2024·浙江）下列图示实验中的铁钉最容易生锈的是（ ）
A． B． C． D．
4．（2023·湖州）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
5．（2023·丽水）小科为验证锌、铜、银三种金属的活动性顺序，设计了下列四种方案，其中合理的是（ ）
A． B． C． D．
6.（2023·湖州）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
7．（2021·绍兴）向一定质量的Mg(NO3)2和Cu(NO3)2混合溶液中加入a克锌粉和铁粉的混合物,充分反应后过滤,得到不饱和的滤液和滤渣,将滤渣洗涤、干燥后再称量,得到的固体质量仍为a克。下列分析合理的是（ ）
①滤渣中可能有铜 ②向滤渣中加稀盐酸,可能有气泡产生
③滤液中一定有Mg(NO3)2、Zn(NO3)2和Fe(NO3)2,可能有Cu(NO3)2
④若忽略过滤操作中溶液损失,滤液中溶质的质量一定大于原混合溶液溶质的质量
A．①② B．①③ C．②③ D．②④
8．（2023·湖州）实验室处理含铜废液的过程中，部分流程如下图：
（1）操作A的名称是 。
（2）沉淀物中一定含有 。
9．（2023·湖州）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。
10．（2023·丽水）北宋沈括《梦溪笔谈》中记载：“信州铅山有苦泉，流以为涧。挹其水熬之则成胆矾，烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”。
（1）胆矾的化学式为CuSO4·5H2O。已知CuSO4中硫元素化合价为+6价，则铜元素的化合价为 价；
（2）由“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”可知铁与硫酸铜溶液反应生成铜，说明铁的金属活动性比铜 。
11．（2023·丽水）小科学习了物质的性质后，梳理单质、氧化物、酸、碱、盐与X之间的转化关系如图所示。“→”表示某一种物质经一步反应可转化为另一种物质，部分反应物，生成物及反应条件已略去。
（1）若X是氯化钠，它在物质分类上属于化合物中的 ，图中碱的化学式为 ；
（2）若X是水，则能实现图中物质转化的基本反应类型有 (填字母)。
A．化合反应 B．分解反应 C．置换反应 D．复分解反应
12.（2023·湖州）如图是“铁粉和硫黄反应”的改进实验，将铁粉和硫黄混合物置于两块石英玻璃片之间，并铁粉与硫黄固定。在酒精灯上加热，产生红色火星，固体由棕灰色变为黑色。
（1）铁粉和硫黄在两块玻璃片之间，反应时几乎接触不到氧气，减少了 (填化学式)气体的生成，更加环保。
（2）向反应后的黑色固体滴入稀硫酸，有臭鸡蛋气味的硫化氢(H2S)气体产生，说明铁粉和硫黄发生反应。H2S中硫元素的化合价为 。
（3）反应后的黑色固体加入CuSO4溶液中，生成红色物质，说明黑色固体中有 剩余。
13．（2021·绍兴）科学兴趣小组采用不同方案对金属活动性的强弱进行了研究。
甲同学：将镁带和铜粉分别在酒精灯的外焰上加热，观察现象。
乙同学：把铁制容器和铝制容器放在同一潮湿环境中，一段时间后观察容器表面的锈蚀情况。
……
实验后，同学们进行汇报和评价交流。
（1）甲同学根据 的实验现象，得出金属镁的活动性比铜强。
（2）乙同学观察到铁制容器表面有明显的锈蚀现象，面铝制容器表面无明显变化，据此他得出铁的活动性比铝强的结论。小组讨论后一致认为乙同学的方案设计不合理，他们的理由是：铝制容器表面无明显变化是因为 导致容器中的铝无法与氧气接触发生反应，因此不能用此方法比较铁与铝的活动性强弱。
14．（2021·绍兴）人类对科学规律的认识常需经历漫长的探索过程，对金属活动性规律的认识也是如此。
（1）1625年格劳贝尔发现将金属放入稀盐酸中会“消失"，这为发现金属活动性顺序奠定了基础。小嘉选用锡、铜、锌三种金属重温实验，则会“消失”的金属有 。
（2）1766年卡文迪许用金属与酸反应制取了一种可燃性气体，他称之为“可燃空气”，其实该气体就是 。从此为探索金属活动性打开了新思路。
（3）1865年贝开托夫经过大量的实验得出了金属活动性规律。小嘉运用该规律开展实验，向硝酸铜和硝酸银的混合溶液中逐渐加入铁粉，溶液质量变化如图所示，则B点时溶液中所含的金属阳离子有 。
15．（2023·湖州）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： 。
16．（2023·丽水）1823年德贝菜纳发现氢气在空气中遇到铂会起火，并研制出以他名字命名的世界上第一个化学打火机，如图甲所示。德贝菜纳打火机的结构如图所示。使用时，将顶盖上的开关打开，从内管中冲出的氢气贝点燃。开关关闭，喷嘴被堵住、火焰熄灭，随后氢气停止产生，请你用所学过的科学知识介绍德贝菜纳打火机的使用原理。
1．（2023·鹿城模拟）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
2．（2024·杭州模拟）某研究性学习小组利用如图所示的装置进行CO还原 的实验，并检验该反应的气体生成物，已知一氧化碳发生装置产生的气体中混有杂质( 和水蒸气。下列说法正确的是 ( )
A．B装置玻璃管内发生的是置换反应
B．该实验结束后应先停止通CO，再熄灭B处酒精喷灯
C．若去掉C装置，则无法证明CO和Fe2O3发生了反应
D．若无A装置，该实验无法达到检验气体生成物的目的
3．（2024·杭州模拟）绿色化学也称环境友好化学，就是利用化学原理，实现从生产源头减少或消除对环境的污染。某科学小组的同学欲利用单质铜制备硫酸铜，设计了如下甲、乙两个制备实验方案：甲： CuSO4 乙 下列有关甲、乙实验方案的评价合理的是 ( )
A．铜的活动性排在H前，所以能和浓硫酸发生反应
B．铜和氧气反应属于化合反应，铜和浓硫酸反应属于置换反应
C．取等质量的铜，理论上通过两种不同方案制取的硫酸铜质量不等
D．甲方案不会产生污染性气体，乙方案产生SO2不符合绿色化学理念
4． 向CuO和铁粉的混合物中加入一定量的稀硫酸，微热，充分反应后冷却、过滤，在滤液中放入一枚洁净的铁钉．发现铁钉表面无任何变化，据此判断，下列结论正确的是（ ）
A．滤液中一定含有FeSO4，可能含有H2SO4
B．滤液中可能有CuSO4
C．滤渣里一定有Cu，可能有Fe和CuO
D．滤渣里一定有Cu和Fe
5．（2023·宁波模拟）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
6．（2024·浙江模拟）一架平衡天平两边托盘上的烧杯中，各放入等质量的等质量分数稀硫酸，再加入下列物质，使稀硫酸恰好反应，天平两边仍然平衡的是 ( )
A．镁和碳酸镁 B．氧化镁和碳酸镁
C．氧化镁和氢氧化镁 D．镁和氧化镁
7．（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)。
8．（2023·温州模拟）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 。
9．（2023·温州模拟） 黄铜（铜锌合金）长期使用会锈蚀，铜锈主要成分为Cu2（OH）2CO3.查阅资料：铜锈可以与稀硫酸反应，其化学方程式为：Cu2（OH）2CO3+2H2SO4=2CuSO4+3H2O+CO2↑，杂质不与稀硫酸反应。回收废黄铜有用成分，调配锌铜比例，可以铸造新的黄铜，变废为宝。其工艺流程图如下：
（1）系列处理二后获得锌的质量 原废黄铜中锌的质量。（选填“<”“=”或“>）
（2）黄铜颜色与黄金相似，人称“愚人金”，常被不法商贩冒充黄金牟取暴利。下列选项中能区别黄铜与黄金的方法是 。
A．用磁铁吸引 B．浸入稀盐酸溶液，观察有无气泡 C．在空气中灼烧后观察颜色
10．（2024·宁波模拟）铝箔是现代生活中常见的包装材料，放置久了，其银白色光泽会变暗淡，故又称假银箔。
（1）小科用放置很久的铝箔与稀盐酸反应，产生氢气质量和反应时间关系如图所示。在0~t1时间段内，铝箔表面看不到明显的气泡，原因是 。
（2）为进一步测量铝箔中单质铝的质量分数，小科取1.9g铝箔样品与50.0g稀盐酸充分反应
(2Al 铝箔完全溶解后剩余溶液的总质量为51.7g。计算样品中单质铝的质量分数。
（3）在 时间段产生气泡的速度逐渐放缓，直到反应停止时，铝箔还有大量剩余。 时间段产生气泡速度放缓的原因是 。
11．（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 。
12．俄乌冲突导致欧洲天然气断供，欧洲居民争相囤积煤炭。但使用煤炭的过程中，易发生中毒事件，这是灼热的煤炭与水反应所生成的气体导致的。那么生成的气体中有哪些成分呢？同学们进行了以下探究。
【查阅资料】煤炭主要成分是碳，遇水或氧气不足时会生成有毒气体一氧化碳。
【建立猜想】同学们对生成的气体成分做了以下猜想。
猜想1：有、；
猜想2：有、；
猜想3：有、和；
猜想4：有、、和
【初步分析】（1）小组讨论后，很快否定了猜想1，理由是 。
【实验操作】他们利用下列实验装置进行探究。
（2）如何连接组装实验装置，同学们意见不一。某同学按照C→A→C→B→B→D→B→C的顺序连接装置，将生成的气体通过该装置，请评价该方案是否可行，理由是 。
（3）同学们最终选择了如图的实验装置进行实验，假设C、D装置内的反应都完全。
①该实验中判断氢气存在的关键现象是 。
②在该实验探究过程中，G装置的作用是 。
13．（2024九下·绍兴模拟）向一定量镁铜混合粉末中加入足量的稀硫酸（该过程称为“酸溶”），充分反应后过滤，将洗净的滤渣在氧气中灼烧至固体质量不再发生改变，实验中固体质量的变化情况如图所示。
（1）原混合粉末中Cu的质量为 ；
（2）d处固体中成分为 ；
（3）求加入足量的稀硫酸后产生氢气的质量。
14．（2023·宁波模拟）取铜镁合金20 g放入烧杯，将280 g 稀硫酸分4次加入烧杯中，充分反应后，测得剩余固体的质量记录如下。请计算：
次数 1 2 3 4
加入稀硫酸质量/g 70 70 70 70
剩余固体质量/g 18.2 16.4 14.6 13.2
（1）合金中铜﹑镁的质量比。
（2）所加稀硫酸的溶质的质量分数。(写出计算过程)
15．（2024九上·杭州模拟）通讯需要大量光纤连接各种基站，在光纤的表面涂布合金层的金属涂层光纤是其中一种。为测定金属涂层光纤的Cu-Al合金层中铝的质量分数，小乐进行了相关实验，测得实验数据如表所示，则：
甲 乙 丙
加入Cu-Al合金层样品粉末的质量g 10 10 20
加入稀硫酸的质量g 100 50 50
烧杯中剩余物的质量g 109 59 69
（1）实验中Cu-Al合金层样品粉末与稀硫酸恰好完全反应的实验是 （选填“甲”“乙”或“丙”）；
（2）该Cu-Al合金层样品粉末中铝的质量分数为多少？ （写出计算过程）
16．（2023·杭州模拟）某些食品包装袋内常放入还原性铁粉作“双吸剂”以防止食品腐败。某课外兴趣小组在实验室发现了一包破损的还原性铁粉（含少量杂质，杂质既不溶于水也不溶于酸），他们取六份样品，分别加稀硫酸反应。测得部分数据如表，请根据有关信息回答问题
实验次数 1 3 4 5 6
取样品质量（g) 31.0 31.0 31.0 31.0 31.0
取稀硫酸质量（g) 30.0 90.0 120.0 150.0 180.0
产生气体质量（g) 0 a 0.3 0.5 0.6
（1）“双吸剂”的原理是
（2）a的数值为
（3）计算该稀硫酸的溶质质量分数？
17．（2024九下·绍兴模拟）2024年春节，绍兴安昌古镇上演“打铁花”，它是一种民间传统焰火，属于国家级非物质文化遗产．化学兴趣小组的同学利用所学化学知识对“打铁花”进行了探究．
【查阅资料】①铁水打花的主要原料为生铁、锯末等．“打铁花”表演者往往光着膀子进行，打花前先热身出汗，将生铁放到熔炉中加热至熔化，然后用坩埚舀出铁水轻轻抛起，再用木板奋力一击，铁水在空中霎时间分散开来，万千燃烧着的铁屑犹如银珠飞溅，金丝飞驰．
②自然界存在一种现象：当液体接触到一个远高于其沸点的热表面时，液体不会立即蒸发，而是在液体和热表面之间形成一个蒸汽层，这个蒸汽层能够有效地隔绝液体和热表面的直接接触，从而减缓液体的蒸发速度．
同学们产生了疑问：铁丝在空气中不能燃烧，为什么“打铁花”能使铁屑在空气中剧烈燃烧？“打铁花”表演者为什么不会被烫伤？请你分析原因
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