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专题14 金属的相关问题
【课程标准】
1.金属和非金属
①区别金属与非金属
②列举金属和非金属的主要性质差异（如导电性、导热性、延展性、金属光泽等）
2.金属活动性顺序
①概述金属与酸、金属与盐反应的条件；②比较金属的活动性顺序
③用金属活动性顺序说明某些现象
3.金属的防腐
①列举金属腐蚀条件；②列举防止金属腐蚀的常用方法
4．废弃金属对环境的影响
①知道废弃金属对环境的影响；②知道回收废弃金属的意义
5.金属材料的发展：列举改善金属材料性能的主要方法
6.氧化性和还原性
①举例说出氧化反应、还原反应；②说明氧气具有氧化性
③说明氢气和一氧化碳具有还原性
7.物质间的相互转化
①说明金属、金属氧化物、碱之间的转化关系
②说明
【学业要求】
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比较金属的活动性顺序，用金属活动性顺序说明某些现象
③列举金属腐蚀条件，列举改善金属材料性能的主要方法
④说明金属、金属氧化物、碱之间的转化关系，非金属、非金属氧化物、酸之间的转化关系
【命题重点】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，金属、金属氧化物、碱之间的转化关系，非金属、非金属氧化物、酸之间的转化关系，题型较分散:选择、填空、计算、实验等都会出现。
考点1：金属与非金属
考点解读：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。
例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。
考点2：常见金属材料
考点解读：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。
例2：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。
考点3：金属与氧气反应
考点解读：1．有些金属在常温下就能与氧气反应，如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；酸性或碱性物质会破坏铝的氧化膜，故不可用铝制容器盛酸性或碱性物质，也不要用铁丝球等来擦洗铝制品。有些金属能在氧气中燃烧，写出镁在氧气中燃烧的化学方程式：2Mg＋O22MgO；写出铁在氧气中燃烧的化学方程式：3Fe＋2O2Fe3O4。有些金属不能燃烧，但能生成氧化物，如铜在加热条件下能生成黑色的氧化铜。铁、铜在潮湿的空气中会生锈，铁锈的主要成分是Fe2O3，铜锈的主要成分是Cu2(OH)2CO3。
例3：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；
考点4：金属与酸反应
考点解读：反应特性：金属＋酸→盐＋H2↑。
(1)铝与稀盐酸反应 现象：反应较剧烈，产生大量气泡，放出热量；
化学方程式：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑。
(2)镁或锌与稀盐酸或稀硫酸反应 现象：金属表面都有气泡产生；
化学方程式：Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑；Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑。
结论：能跟酸反应并产生氢气的金属，是较活泼的金属。
(3)铜与稀盐酸或稀硫酸反应 现象：没有明显现象。
例4：（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。
考点5：判断金属活动性强弱
考点解读：掌握一个规律：在金属活动性顺序中，金属的位置越靠前，金属在水溶液中就越容易失去电子变成离子，它的活动性就越强；金属的位置越靠后，该金属的阳离子在水溶液中就越容易获得电子变成原子。记住两种应用：(1)判断金属与酸的反应：排在氢前面的金属能置换出酸中的氢，而排在氢后面的金属不能置换出酸中的氢；(2)判断金属与盐的反应：排在前面的金属一般能把排在后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。注意三个要点：(1)适用范围：金属活动性顺序仅适用于在水溶液中的反应，超出此范围则不一定适用；(2)判断金属跟酸反应时的要点：①酸：这里的酸一般是指稀硫酸、稀盐酸等非氧化性强酸，不包括浓硫酸和硝酸等强氧化性酸；②金属：铁与酸(如：稀硫酸、稀盐酸)反应，生成+2价的亚铁盐；(3)判断金属跟盐反应时的要点：①盐：盐必须是可溶的，因为金属与盐的反应必须在溶液中进行；②金属：铁与盐反应，生成+2价的铁盐。
例5：（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；
考点6：金属的锈蚀及其保护
考点解读：金属的锈蚀既与周围环境中的空气、水等物质有关，也与金属内部的结构有关。根据金属锈蚀的条件，防止金属生锈的方法可以是：(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)表面涂上一层保护膜，如涂油、喷漆、覆盖搪瓷、塑料等；(3)改变金属的自身结构，如加入铬、镍等制成不锈钢。
例6：（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。
考点7：置换反应中滤液、滤渣成分的分析
考点解读：向AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入铁粉，反应后过滤，得滤渣和滤液，则滤渣和滤液的成分可能是：(铁先和AgNO3 反应，再和Cu(NO3)2反应)
①铁粉的量不足，AgNO3 没有反应完(向滤渣中加入稀盐酸，没有气泡产生)
滤渣：Ag 滤液：AgNO3、Cu(NO3)2 、Fe(NO3)2
②铁粉与AgNO3溶液恰好完全反应，CuSO4溶液没有参与反应(向滤渣中加入稀盐酸，没有气泡产生)
滤渣：Ag 滤液：Cu(NO3)2 、Fe(NO3)2
③铁粉与CuSO4溶液发生反应，但CuSO4溶液没有反应完(向滤渣中加入稀盐酸，没有气泡产生)
滤渣：Ag 、Cu 滤液：Cu(NO3)2 、Fe(NO3)2
④铁粉与CuSO4溶液恰好完全反应(向滤渣中加入稀盐酸，没有气泡产生)
滤渣：Ag 、Cu 滤液： Fe(NO3)2
⑤CuSO4溶液恰好完全反应完，铁粉没有反应完(向滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生)
滤渣：Ag 、Cu、Fe 滤液： Fe(NO3)2
例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。
考点8：金属与酸反应图像
考点解读：解题关键：
一看：横、纵坐标的含义；
二看：化学反应中的折点的含义：一般认为每一折点代表一个反应的开始或结束；
三看：理解曲线的变化或趋势。即图像是上升，下降，还是平直。
一般规律：
①反应快慢：看倾斜角度(只有时间图像才能说反应快慢)；
②产物质量：看图像纵坐标最大值；由完全反应掉反应物质量决定；
③反应起始时间：若反应条件为加热(高温)，开始时间大于零。
催化剂能改变反应所需时间但不影响生成物质量。
例8：（2023·温州模拟）将质量均为10克的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稀硫酸中，反应完成后有2种金属剩余，则它们生成氢气的质量关系可能是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】C
【解析】等质量的酸分别与足量的金属反应，酸均反应完，产生的氢气一样多，若横坐标表示时间，则图像斜率表示反应速率，可判断金属的种类；
等质量的金属与足量的酸发生反应，以生成+2价盐溶液为例，金属的相对质量越大，能产生的氢气质量越小，若横坐标表示时间，则图像斜率表示反应速率，可判断金属的种类。
【解答】
Mg+ H2SO4= MgSO4+ H2↑
24 98 2
Fe+ H2SO4= FeSO4+ H2↑
56 98 2
Zn+ H2SO4= ZnSO4+ H2↑
65 98 2
由上表可知，等质量的Mg、Fe、Zn分别与质量和溶质质量分数均相同的三份稀硫酸反应，且反应完成后有2种金属剩余，则剩余的金属是Mg和Fe，完全反应的是Zn。
剩余的金属是Mg和Fe，所以与它们反应的硫酸均完全反应，Mg和Fe反应产生的氢气质量相等。
完全反应的金属是Zn，若Zn和硫酸恰好完全反应，则Zn反应产生的氢气质量与另外两个反应相等，即产生氢气的质量：Mg=Fe=Zn。若硫酸过量，则Zn反应产生的氢气质量比另外两个反应小，即产生氢气的质量：Mg=Fe>Zn。故答案为：C
考点9：金属的冶炼
考点解读：实验操作：在一支试管中加入少量的氧化铜，观察颜色，通入氢气，过一会儿，再给氧化铜加热，注意观察试管中变化，反应结束后继续通入氢气直至试管冷却。实验现象：加热前氧化铜为黑色粉末状固体，加热反应一段时间后可观察到黑色的固体逐渐变成红色。实验结论：氢气也可以使氧化铜变成铜。注意：点燃酒精灯前需要通入一段时间的氢气，是为了排尽装置内的空气，反应结束后仍然需要通入一段时间的氢气，目的是为了避免铜又重新被氧化为氧化铜。
例9：（2020·金华·丽水）小金利用图示装置进行“一氧化碳还原氧化铁”及产物检验的实验。实验步骤如下
步骤1：连接装置并检查装置的气密性，在确保装置气密性良好的基础上，按图示在各装置中添加药品；
步骤2：缓慢推注射器活塞，利用甲酸(一种无色溶液，溶质为HCOOH)与浓硫酸在80℃水浴的条件下制备一氧化碳(反应原理：HCOOH CO↑+H2O)；
步骤3：待万用瓶中澄清石灰水下降至安全线以下后再点燃酒精灯，当W型管右侧弯管处的氧化铁全部变为黑色时，继续加热2分钟后熄灭酒精灯；
步骤4：撤去酒精灯和盛热水的烧杯，用磁铁吸引黑色物质至W型管左侧弯管处进行固体产物的检验。
（1）进行气密性检査时，可在万用瓶中盛适量水，然后推注射器活塞，当观察到 (填写现象)，说明装置气密性良好。
（2）点燃酒精灯前，需要“待万用瓶中澄清石灰水下降至安全线以下”的原因是
（3）步骤3后，W型管左侧弯管处为反应后得到的稀硫酸，若固体产物全部是铁，步骤4中能观察到的现象是
【答案】（1）万用瓶中的水会进入导管并形成一段稳定的水柱
（2）排尽W型管内的空气，防止点燃酒精灯进行加热时发生爆炸
（3）有气泡产生，固体有溶解，且溶液呈浅绿色(写出有气泡产生即可)
【解析】（1）在注射器活塞的推力作用下，万用瓶中的水会进入导管。如果装置的气密性良好，那么装置内的压强不会改变，因此在外界大气压强作用下托住的水柱长度会保持不变；
（2）一氧化碳中如果混入空气，一旦点燃很容易发生爆炸。利用一氧化碳的压力，将装置内的空气完全排放出去，可以保证加热时的安全性。
（3）铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，且含有2价铁离子的溶液呈浅绿色。
【解答】（1）进行气密性检査时，可在万用瓶中盛适量水，然后推注射器活塞，当观察到万用瓶中的水会进入导管并形成一段稳定的水柱，说明装置气密性良好。
（2）点燃酒精灯前，需要“待万用瓶中澄清石灰水下降至安全线以下”的原因是：排尽W型管内的空气，防止点燃酒精灯进行加热时发生爆炸；
（3）步骤3后，W型管左侧弯管处为反应后得到的稀硫酸，若固体产物全部是铁，步骤4中能观察到的现象是：有气泡产生，固体有溶解，且溶液呈浅绿色。
一、选择题
1．（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。
2．（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。
3.（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；
4．（2020·金华·丽水）如图为氢气还原氧化铜的实验装置图，下列有关分析正确的是（ ）
A．装置中试管口需略向下倾斜，主要是为了利于通入氢气
B．在给试管内药品加热前，需先通氢气排尽试管内的空气
C．待药品完全反应后，需同时撤去酒精灯和通氢气的导管
D．该实验装置也可直接用于一氧化碳还原氧化铜的实验
【答案】B
【解析】该题考查了氢气还原氧化铜过程中，相关的操作及实验安全问题；
【解答】A、试管略微向下倾斜是为了防止冷凝水倒流，导致试管炸裂；故A错误；
B.氢气是可燃性气体，所以在加热前要提前通入氢气一段时间；故B正确；
C.炽热的铜会与空气中的氧气反应生成氧化铜，所以要在撤离酒精灯后，继续通入氢气一段时间；故C错误；
D.一氧化碳是一种有毒性气体，需要通风设置，故D错误；
5.（2023·湖州）工业炼铁的部分反应如图所示，则（ ）
A．X可以是木炭 B．X与CO都具有氧化性
C．③反应后的尾气可直接排放 D．Y中铁元素以游离态存在
【答案】A
【解析】根据碳、一氧化碳、二氧化碳间的转化关系分析，结合CO的毒性及元素的存在形态解答。
【解答】A.X与氧气反应生成二氧化碳，二氧化碳与X反应生成一氧化碳，X为碳 ，符合题意；
B.X与CO都具有还原性，不具有氧化性 ，不符合题意；
C.③反应后的尾气中含有CO，不可直接排放 ，不符合题意；
D.Y为铁的氧化物，铁元素以化合态存在 ，不符合题意；
6．（2020·金华·丽水）如图，给出了三种物质可能存在的转化关系，根据所学的物质性质及化学变化规律，判断下列选项正确的是（ ）
A．不能一步实现转化的有①②
B．实现③转化，可通至氯化钠溶液
C．实现⑤转化，可加入碳酸钙粉末
D．实现⑥转化，可加入氢氧化钾溶液
【答案】A
【解析】（1）复分解反应发生的条件：有沉淀生成；有气体生成；有水或弱酸弱碱生成；
（2）酸性氧化物只能和碱反应生成盐；碱性氧化物只能和酸反应生成盐，据此解答。
【解答】A.由于酸性氧化物只能和碱反应生成盐，而不能生成碱，所以CO2与NaOH不能直接转化，故A正确；
B.二氧化碳和氯化钠溶液不能反应，因此③不可以直接转化，故B错误；
C.由于碳酸钙不溶于水，因此和NaOH无法反应，故C错误；
D.Na2CO3如果和氢氧化钾反生复分解反应，生成物中既没有沉淀，也没有气体，更没有水生成，因此它们不能反应，故D错误。
二、填空
7．（2023·绍兴）小敏对妈妈说：“你说菠菜中富含铁，为什么我用磁铁无法把菠菜吸起来呢？”
（1）小敏认为的“铁”，是指 （选填“铁元素”或“铁单质”）。
（2）通过 可以把铁矿石中的铁元素转变成铁单质，此反应利用了CO的 性。
【答案】（1）铁单质（2）还原
【解析】还原性是指在化学反应中原子、分子或离子失去电子的能力。物质含有的粒子失电子能力越强，物质本身的还原性就越强；反之越弱，而其还原性就越弱。
【解答】（1）能够被磁铁吸引的是铁单质；故答案为：铁单质；（2）把金属氧化物转换为金属单质，是利用反应物的还原性；故答案为：还原；
8．（2023·湖州）如图是某科学老师设计的一氧化碳还原氧化铁的实验装置。
（1）在B装置的液面下降到安全线之前，不能加热氧化铁，这是因为 。
（2）反应结束后停止加热，继续通CO，此时B装置的作用是 。
【答案】（1）CO和空气混合，加热可能会发生爆炸（2）收集CO，防止污染空气
【解析】根据CO与氧化铁反应要先通CO然后再加热，以防止加热CO与空气混合气发生爆炸及CO实验要有尾气处理装置以防止污染空气分析。
【解答】（1）因 CO和空气混合，加热可能会发生爆炸 ，所以一氧化碳还原氧化铁实验要先通入CO，然后再加热，所以 在B装置的液面下降到安全线之前，不能加热氧化铁 ；
（2）一氧化碳有毒，排放到空气中会污染空气，B装置可收集一氧化碳，防止污染空气；
故答案为：（1） CO和空气混合，加热可能会发生爆炸 ；（2） 收集CO，防止污染空气 。
9．（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。
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；
三、解答
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．（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
15．（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+ 。
16．（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 。
17．（2020·金华·丽水）除H2、CO能还原氧化铜外，CH4及其它一些具有还原性的气体也能与氧化铜发生反应。如：加热时，CH4能与CuO反应生成Cu、CO2和H2O。某拓展小组同学设计了如图所示实验装置(夹持装置省略)，分别对有关气体问题进行探究。请按要求回答相关问题。
（1）【探究Ⅰ】对已知气体性质的探究。
将CH4气体按如图所示装置进行规范实验，可观察到的实验现象有 (填序号)；
①A装置中的黑色粉末变成光亮的红色物质
②B装置中的固体由白色变蓝色
③C装置中溶液变浑浊
（2）【探究Ⅱ】对气体组成的探究。
气体X可能由H2、CH4中一种或两种组成，同学们按如图所示实验装置对其组成进行探究。
①C装置中溶液变浑浊，可证明气体X中含有 ；
②根据B装置中的固体由白色变蓝色的现象，得出气体X中含有H2的结论，请对此结论作出评价，并说明理由 。
（3）【探究Ⅲ】对未知气体的探究。
将某火箭燃料X通过如图所示装置，观察到A装置中的黑色粉末变成光亮的红色物质；B装置中的固体由白色变蓝色，C装置中溶液不变浑浊。C中导出的气体是空气中含量最多的物质。已知燃料X是由2种元素组成的纯净物，其相对分子质量为32。根据现象及信息推断并写出：A装置中发生反应的化学方程式为 。
【答案】（1）①②③
（2）CH4；不合理，因为CH4与氧化铜反应后也生成了水
（3）N2H4+2CuO 2Cu+N2+2H2O
【解析】（1）氧化铜为黑色固体，铜单质为红色固体；无水硫酸铜粉末为白色，而一旦吸水会变成蓝色的五水硫酸铜晶体；二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀，根据甲烷和氧化铜的反应产物分析即可；
（2）①氢氧化钙溶液变浑浊，说明有二氧化碳气体产生。氢气中不含碳元素，而甲烷中含有碳元素，因此肯定有甲烷存在；
②固体由白色变成蓝色，说明硫酸铜粉末吸收了水，即反应中有水生成。由于氧化铜中只含有氧元素，所以水中的氢元素肯定来自于气体X，由于氢气和甲烷中都含有氢元素，所以无法判断是否有氢气的存在。
（3）根据反应现象分析火箭燃料X与氧化铜反应的产物，然后根据质量守恒定律确定X的元素组成，并对它的化学式进行推断，最后写出反应的化学方程式。
【解答】（1） 加热时，CH4能与CuO反应生成Cu、CO2和H2O ， 那么将CH4气体按如图所示装置进行规范实验，可观察到的实验现象有： A装置中的黑色粉末变成光亮的红色物质 ； B装置中的固体由白色变蓝色 ； C装置中溶液变浑浊 ，故选①②③。
（2）① C装置中溶液变浑浊，可证明气体X中含有CH4；
② 根据B装置中的固体由白色变蓝色的现象，得出气体X中含有H2的结论， 我认为这个结论不合理，理由是： CH4与氧化铜反应后也生成了水 。
（3）A装置中的黑色粉末变成光亮的红色物质，肯定有铜单质生成；B装置中的固体由白色变蓝色，肯定有水生成；C装置中溶液不变浑浊，肯定没有二氧化碳产生。C中导出的气体是空气中含量最多的物质，肯定有氮气生成。据此可知，反应产物是Cu、H2O和N2。由于氧化铜中只含有Cu和O元素，而X只由两种元素组成，根据质量守恒定律可知，那么X肯定有N和H元素组成。设它的化学式为NxHy，根据它的相对分子质量为32得到：14x+1y=32，解得：x=2，y=4，因此X的化学式为N2H4，那么反应的化学方程式为：N2H4+2CuO 2Cu+N2+2H2O.
18．（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。
19．（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%
20．（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%。
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专题14 金属的相关问题
【课程标准】
1.金属和非金属
①区别金属与非金属
②列举金属和非金属的主要性质差异（如导电性、导热性、延展性、金属光泽等）
2.金属活动性顺序
①概述金属与酸、金属与盐反应的条件；②比较金属的活动性顺序
③用金属活动性顺序说明某些现象
3.金属的防腐
①列举金属腐蚀条件；②列举防止金属腐蚀的常用方法
4．废弃金属对环境的影响
①知道废弃金属对环境的影响；②知道回收废弃金属的意义
5.金属材料的发展：列举改善金属材料性能的主要方法
6.氧化性和还原性
①举例说出氧化反应、还原反应；②说明氧气具有氧化性
③说明氢气和一氧化碳具有还原性
7.物质间的相互转化
①说明金属、金属氧化物、碱之间的转化关系
②说明
【学业要求】
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比较金属的活动性顺序，用金属活动性顺序说明某些现象
③列举金属腐蚀条件，列举改善金属材料性能的主要方法
④说明金属、金属氧化物、碱之间的转化关系，非金属、非金属氧化物、酸之间的转化关系
【命题重点】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，金属、金属氧化物、碱之间的转化关系，非金属、非金属氧化物、酸之间的转化关系，题型较分散:选择、填空、计算、实验等都会出现。
考点1：金属与非金属
考点解读：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。
例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
考点2：常见金属材料
考点解读：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。
例2：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
考点3：金属与氧气反应
考点解读：1．有些金属在常温下就能与氧气反应，如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；酸性或碱性物质会破坏铝的氧化膜，故不可用铝制容器盛酸性或碱性物质，也不要用铁丝球等来擦洗铝制品。有些金属能在氧气中燃烧，写出镁在氧气中燃烧的化学方程式：2Mg＋O22MgO；写出铁在氧气中燃烧的化学方程式：3Fe＋2O2Fe3O4。有些金属不能燃烧，但能生成氧化物，如铜在加热条件下能生成黑色的氧化铜。铁、铜在潮湿的空气中会生锈，铁锈的主要成分是Fe2O3，铜锈的主要成分是Cu2(OH)2CO3。
例3：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
考点4：金属与酸反应
考点解读：反应特性：金属＋酸→盐＋H2↑。
(1)铝与稀盐酸反应 现象：反应较剧烈，产生大量气泡，放出热量；
化学方程式：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑。
(2)镁或锌与稀盐酸或稀硫酸反应 现象：金属表面都有气泡产生；
化学方程式：Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑；Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑。
结论：能跟酸反应并产生氢气的金属，是较活泼的金属。
(3)铜与稀盐酸或稀硫酸反应 现象：没有明显现象。
例4：（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） 。
考点5：判断金属活动性强弱
考点解读：掌握一个规律：在金属活动性顺序中，金属的位置越靠前，金属在水溶液中就越容易失去电子变成离子，它的活动性就越强；金属的位置越靠后，该金属的阳离子在水溶液中就越容易获得电子变成原子。记住两种应用：(1)判断金属与酸的反应：排在氢前面的金属能置换出酸中的氢，而排在氢后面的金属不能置换出酸中的氢；(2)判断金属与盐的反应：排在前面的金属一般能把排在后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。注意三个要点：(1)适用范围：金属活动性顺序仅适用于在水溶液中的反应，超出此范围则不一定适用；(2)判断金属跟酸反应时的要点：①酸：这里的酸一般是指稀硫酸、稀盐酸等非氧化性强酸，不包括浓硫酸和硝酸等强氧化性酸；②金属：铁与酸(如：稀硫酸、稀盐酸)反应，生成+2价的亚铁盐；(3)判断金属跟盐反应时的要点：①盐：盐必须是可溶的，因为金属与盐的反应必须在溶液中进行；②金属：铁与盐反应，生成+2价的铁盐。
例5：（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
考点6：金属的锈蚀及其保护
考点解读：金属的锈蚀既与周围环境中的空气、水等物质有关，也与金属内部的结构有关。根据金属锈蚀的条件，防止金属生锈的方法可以是：(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)表面涂上一层保护膜，如涂油、喷漆、覆盖搪瓷、塑料等；(3)改变金属的自身结构，如加入铬、镍等制成不锈钢。
例6：（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。
考点7：置换反应中滤液、滤渣成分的分析
考点解读：向AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入铁粉，反应后过滤，得滤渣和滤液，则滤渣和滤液的成分可能是：(铁先和AgNO3 反应，再和Cu(NO3)2反应)
①铁粉的量不足，AgNO3 没有反应完(向滤渣中加入稀盐酸，没有气泡产生)
滤渣：Ag 滤液：AgNO3、Cu(NO3)2 、Fe(NO3)2
②铁粉与AgNO3溶液恰好完全反应，CuSO4溶液没有参与反应(向滤渣中加入稀盐酸，没有气泡产生)
滤渣：Ag 滤液：Cu(NO3)2 、Fe(NO3)2
③铁粉与CuSO4溶液发生反应，但CuSO4溶液没有反应完(向滤渣中加入稀盐酸，没有气泡产生)
滤渣：Ag 、Cu 滤液：Cu(NO3)2 、Fe(NO3)2
④铁粉与CuSO4溶液恰好完全反应(向滤渣中加入稀盐酸，没有气泡产生)
滤渣：Ag 、Cu 滤液： Fe(NO3)2
⑤CuSO4溶液恰好完全反应完，铁粉没有反应完(向滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生)
滤渣：Ag 、Cu、Fe 滤液： Fe(NO3)2
例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
考点8：金属与酸反应图像
考点解读：解题关键：
一看：横、纵坐标的含义；
二看：化学反应中的折点的含义：一般认为每一折点代表一个反应的开始或结束；
三看：理解曲线的变化或趋势。即图像是上升，下降，还是平直。
一般规律：
①反应快慢：看倾斜角度(只有时间图像才能说反应快慢)；
②产物质量：看图像纵坐标最大值；由完全反应掉反应物质量决定；
③反应起始时间：若反应条件为加热(高温)，开始时间大于零。
催化剂能改变反应所需时间但不影响生成物质量。
例8：（2023·温州模拟）将质量均为10克的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稀硫酸中，反应完成后有2种金属剩余，则它们生成氢气的质量关系可能是（ ）
A． B．
C． D．
考点9：金属的冶炼
考点解读：实验操作：在一支试管中加入少量的氧化铜，观察颜色，通入氢气，过一会儿，再给氧化铜加热，注意观察试管中变化，反应结束后继续通入氢气直至试管冷却。实验现象：加热前氧化铜为黑色粉末状固体，加热反应一段时间后可观察到黑色的固体逐渐变成红色。实验结论：氢气也可以使氧化铜变成铜。注意：点燃酒精灯前需要通入一段时间的氢气，是为了排尽装置内的空气，反应结束后仍然需要通入一段时间的氢气，目的是为了避免铜又重新被氧化为氧化铜。
例9：（2020·金华·丽水）小金利用图示装置进行“一氧化碳还原氧化铁”及产物检验的实验。实验步骤如下
步骤1：连接装置并检查装置的气密性，在确保装置气密性良好的基础上，按图示在各装置中添加药品；
步骤2：缓慢推注射器活塞，利用甲酸(一种无色溶液，溶质为HCOOH)与浓硫酸在80℃水浴的条件下制备一氧化碳(反应原理：HCOOH CO↑+H2O)；
步骤3：待万用瓶中澄清石灰水下降至安全线以下后再点燃酒精灯，当W型管右侧弯管处的氧化铁全部变为黑色时，继续加热2分钟后熄灭酒精灯；
步骤4：撤去酒精灯和盛热水的烧杯，用磁铁吸引黑色物质至W型管左侧弯管处进行固体产物的检验。
（1）进行气密性检査时，可在万用瓶中盛适量水，然后推注射器活塞，当观察到 (填写现象)，说明装置气密性良好。
（2）点燃酒精灯前，需要“待万用瓶中澄清石灰水下降至安全线以下”的原因是
（3）步骤3后，W型管左侧弯管处为反应后得到的稀硫酸，若固体产物全部是铁，步骤4中能观察到的现象是
一、选择题
1．（2024·浙江）下列图示实验中的铁钉最容易生锈的是（ ）
A． B． C． D．
2．（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
3.（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．
4．（2020·金华·丽水）如图为氢气还原氧化铜的实验装置图，下列有关分析正确的是（ ）
A．装置中试管口需略向下倾斜，主要是为了利于通入氢气
B．在给试管内药品加热前，需先通氢气排尽试管内的空气
C．待药品完全反应后，需同时撤去酒精灯和通氢气的导管
D．该实验装置也可直接用于一氧化碳还原氧化铜的实验
5.（2023·湖州）工业炼铁的部分反应如图所示，则（ ）
A．X可以是木炭 B．X与CO都具有氧化性
C．③反应后的尾气可直接排放 D．Y中铁元素以游离态存在
6．（2020·金华·丽水）如图，给出了三种物质可能存在的转化关系，根据所学的物质性质及化学变化规律，判断下列选项正确的是（ ）
A．不能一步实现转化的有①②
B．实现③转化，可通至氯化钠溶液
C．实现⑤转化，可加入碳酸钙粉末
D．实现⑥转化，可加入氢氧化钾溶液
二、填空
7．（2023·绍兴）小敏对妈妈说：“你说菠菜中富含铁，为什么我用磁铁无法把菠菜吸起来呢？”
（1）小敏认为的“铁”，是指 （选填“铁元素”或“铁单质”）。
（2）通过 可以把铁矿石中的铁元素转变成铁单质，此反应利用了CO的 性。
8．（2023·湖州）如图是某科学老师设计的一氧化碳还原氧化铁的实验装置。
（1）在B装置的液面下降到安全线之前，不能加热氧化铁，这是因为 。
（2）反应结束后停止加热，继续通CO，此时B装置的作用是 。
9．（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 。
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。
三、解答
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．（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 。
15．（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 。
16．（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： 。
17．（2020·金华·丽水）除H2、CO能还原氧化铜外，CH4及其它一些具有还原性的气体也能与氧化铜发生反应。如：加热时，CH4能与CuO反应生成Cu、CO2和H2O。某拓展小组同学设计了如图所示实验装置(夹持装置省略)，分别对有关气体问题进行探究。请按要求回答相关问题。
（1）【探究Ⅰ】对已知气体性质的探究。
将CH4气体按如图所示装置进行规范实验，可观察到的实验现象有 (填序号)；
①A装置中的黑色粉末变成光亮的红色物质
②B装置中的固体由白色变蓝色
③C装置中溶液变浑浊
（2）【探究Ⅱ】对气体组成的探究。
气体X可能由H2、CH4中一种或两种组成，同学们按如图所示实验装置对其组成进行探究。
①C装置中溶液变浑浊，可证明气体X中含有 ；
②根据B装置中的固体由白色变蓝色的现象，得出气体X中含有H2的结论，请对此结论作出评价，并说明理由 。
（3）【探究Ⅲ】对未知气体的探究。
将某火箭燃料X通过如图所示装置，观察到A装置中的黑色粉末变成光亮的红色物质；B装置中的固体由白色变蓝色，C装置中溶液不变浑浊。C中导出的气体是空气中含量最多的物质。已知燃料X是由2种元素组成的纯净物，其相对分子质量为32。根据现象及信息推断并写出：A装置中发生反应的化学方程式为 。
18．（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)
19．（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）
20．（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？
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