沪教版（2024）九年级上册 第6章 金属资源综合利用第2节 金属的性质和应用 题型专练（含解析）
文档属性
| 名称 | 沪教版（2024）九年级上册 第6章 金属资源综合利用第2节 金属的性质和应用 题型专练（含解析） |
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| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.5MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 沪教版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2026-01-14 00:00:00 | ||
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文档简介
沪教版（2024）九年级上册 第6章 金属资源综合利用第2节 金属的性质和应用 题型专练
【题型1】合金与合金的性质
【典型例题】金属材料包括纯金属及合金。下列物质不属于合金的是( )
A.黄铜 B.硬铝 C.不锈钢 D.黄金
【举一反三1】文物承载着文明的记忆。下列文物中，主要成分属于合金的是( )
A.青花瓷罐
B.素纱襌衣
C.兽首玛瑙
D.青铜面具
【举一反三2】山西航空：我省高度重视航空航天产业发展，并建立了山西航空产业综合馆。飞机制造过程中会大量使用铝合金和钛合金，合金属于 材料。铝合金和钛合金用于制造飞机利用了其具有 的优良特性。
用线段将下列物质与有关的描述连接起来。
青铜 不易生锈的铁合金
不锈钢 易生锈
硬铝 人类最早使用的合金
生铁 质轻、强度高
【题型2】合金的用途
【典型例题】铜是人类广泛使用的金属。下列铜制品中利用其导热性的是（ ）
A.
B.
C.
D.
【举一反三1】下列关于金属和金属材料的说法中正确的是( )
A.生铁和钢的含碳量不同
B.黄铜比纯铜硬度小
C.合金属于合成材料
D.大多数金属在自然界中以单质形式存在
【举一反三2】下列有关金属的说法正确的是( )
A.废旧电池随意丢弃不会污染环境
B.生铁和钢是含碳量不同的铁合金
C.银的导电性比铜弱，所以用铜作导线
D.铁矿石在地壳中含量很多，可以随意开采
【举一反三3】金、铜、银按一定比例制成合金，具有柔和的粉红玫瑰色彩，被称为“玫瑰金”，广泛用于首饰设计和加工。下列叙述不正确的是（ ）
A.“玫瑰金”的硬度比金、铜、银大
B.“玫瑰金”是一种混合物
C.“玫瑰金”的熔点比金、铜、银高
D.“玫瑰金”属于金属材料
【举一反三4】下列有关物质的性质及其应用错误的是（ ）
A.
B.
C.
D.
金属与合金的用途，很大程度上取决于它们的特性。请根据以下金属或合
金的用途，推断与此相关联的物理性质。
【举一反三6】2022年，我国完成了天宫空间站的全面建设工作，这推动了金属材料的研究。
(1)合金的很多性能与组成它们的纯金属不同。如图甲能表示锡铅合金的是____________ (填“a”“b”或“c”)。
(2)锡铅合金中某种金属的质量分数与合金的熔点有如图乙所示的关系，其中横坐标表示的是__________________ (填物质名称)的质量分数；当合金熔点最低时，合金中铅与锡的质量比为__________________。
【举一反三7】2024年4月25日，我国神舟十八号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，三位航天员顺利进入空问站，5月28日，两位航天员身着航天服完成出舱任务。请回答下列问题：
(1)钛和钛合金具有很多优良的性能，广泛用于火箭、航天飞机等。钛和钛合金属于 (填“金属材料“或“复合材料”)。
(2)火箭推进器常用的燃料为偏二甲肼和四氧化二氮。在四氧化二氮(N2O4)中，氮元素的化合价为 价。
(3)空间站实验舱使用的太阳能电池中含有镓(Ga)元素。金属镓由 (填“分子”或“原子”)构成。
(4)空间站核心舱内的气体组成和空气基本一致，其中含量最多的气体是 。
(5)航天服中有废气处理系统，能使呼吸产生的废气进入装有活性炭的装置进行净化，这是利用了活性炭的 性。
【举一反三8】2023年5月10日搭载天舟六号货运飞船的长征七号遥七运载火箭成功发射，中国空间站应用与发展阶段的首次“太空快递”成功“上新”。
(1)长征七号遥七运载火箭采用液氧煤油发动机。构成液氧的微观粒子是______（用化学符号表示）。
(2)“天宫空间站”采用众多先进科技，如钛镍“形状记忆合金”制成的天线，钛镍合金属于____________（填“金属材料”或“合成材料”）。
(3)飞船使用了大量的铝合金材料，铝合金相比纯铝的优点是____________（填字母）。
A．硬度高 B．熔点高 C．抗腐蚀性强
【题型3】金属材料
【典型例题】下列是甘肃省博物馆中的四件文物，其中由金属材料制成的是（ ）
A.莲花形玻璃托盏
B.鲵鱼纹彩陶瓶
C.《仪礼》木简
D.青铜大圆鼎
【举一反三1】我省武威市出土的“马踏飞燕”堪称我国古代青铜器艺术中无与伦比的珍品，其制作材料主要是（ ）
A.合成材料
B.金属材料
C.天然材料
D.复合材料
【举一反三2】据报道，科学家成功用液态氢冷却制得固态氢，在高压下，固态氢中的氢气分子破裂为氢原子，得到具有金属性质的金属氢（如图所示），下列叙述正确的是（ ）
A.金属氢属于金属材料
B.利用金属氢制炸药符合绿色化学的要求
C.金属氢不能导电
D.构成固态和金属氢的微粒相同
【举一反三3】如图是一个白炽灯灯泡的示意图，请根据图示回答下列问题：
（1）制作灯泡的物质中，属于金属材料的有 种；
（2）玻璃是一种复杂的混合物，其主要成分是由硅和氧两种元素组成的化合物，其化学式为 ；
（3）小小同学不小心打破了一个灯泡，他把破烂的灯泡进行拆解后，标记为 （选填“可回收”或“不可回收”）垃圾。
某金属材料的一些性质如下表所示，试推测该材料的可能用途，并与同学进行讨论。
熔点 1 000 ℃
密度 4 g/cm3
强度 高
导电性 良好
导热性 良好
抗腐蚀性 优异
【题型4】金属的物理性质及用途
【典型例题】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
【举一反三1】下列物质的用途不能体现物质物理性质的是（ ）
A.铜丝可用作导线
B.活性炭用于吸附冰箱内异味
C.铁锅用于炒菜烹饪
D.氢气作为氢能源燃料
【举一反三2】生活中金属材料得到越来越广泛的应用，下列属于金属共性的是（ ）
A.熔点高 B.能导电 C.硬度大 D.银白色的光泽
【举一反三3】龙年春晚西安的《山河诗长安》，在古代与现代的跨时空碰撞之下，呈现出其独特的文化魅力，彰显这座文化名城的历史底蕴。大数据显示，西安在春节期间成为入境游目的地第一名。
（1）西安分会场的灯光熠熠生辉，仿佛一道流动的彩虹。这些灯饰中大都填充了稀有气体，这利用了稀有气体的 （填“物理”或“化学”）性质。
（2）星河轮转，时光千载，李白仗剑今朝入长安。金属可被制作成精美的佩剑、头饰，利用的是金属的 性。
（3）李白吟诵的将进酒将节目的整个气氛推向高潮，打开酒瓶，就能闻到酒香，其微观原因是 。
【举一反三4】阅读材料，回答问题。
材料1：诗人陆游的笔记中记载“书灯勿用铜盏，惟瓷盏最省油。蜀中有夹瓷盏（如图1）……可省油之半”“一端作小窍，注清冷水于其中，每夕一易之”。
材料2：西汉青铜雁鱼灯及其工作原理如图2所示，青铜雁鱼灯里面是空的，腹部用于贮水。使用时燃烧产生的烟气（含SO2）通过雁脖子进入腹部。
（1）材料1中，①“书灯勿用铜盛”是因为铜具有良好的 性，易造成油的挥发。②省油灯的原理是 。
（2）材料2中，青铜雁鱼灯腹部贮水的目的是 。
柯柯和悦悦设计了如右图的实验来比较铜、铝、铁三种金属的导热性。金属棒的一端在酒精灯上加热，一段时间后另一端的石蜡受热熔化，小针掉落。小针掉落的先后反映了金属棒导热能力的强弱。请你从对比实验的角度，说说图中实验设计有无需要改进之处。
【题型5】金属与氧气的反应综合
【典型例题】下列关于金属与氧气反应的说法正确的是（ ）
A.所有的金属在常温下都能与氧气反应
B.金属与氧气反应都必须点燃或加热
C.镁只有点燃时才与空气中的氧气反应
D.铝表面易生成一层致密的氧化铝（Al2O3）薄膜
【举一反三1】金属与金属材料在人类文明进步和社会发展中起着至关重要的作用。下列有关金属材料的说法中，正确的是（ ）
A.金属在常温下都是固体
B.“真金不怕火炼”说明金的熔点高
C.金属元素均以化合物形式存在
D.铝制品不易被锈蚀是因为铝与氧气反应表面形成一层致密的氧化膜
【举一反三2】公元2世纪，我国古代炼丹家魏伯阳著有《周易参同契》，这是世界上最早的一部炼丹专著，书中描写道：“金入于猛火，色不夺精光。”这是指金的性质在加热条件下( )
A.易氧化 B.易还原 C.很稳定 D.很活泼
【举一反三3】下列关于金属与氧气反应的观点中正确的是（ ）
A.细铁丝在空气中不能燃烧，是因为温度没有达到其着火点
B.镁在空气中能与氧气发生化学反应，其化学方程式为Mg+O2═MgO2
C.“真金不怕火炼”说明即使在高温条件下金也不与氧气反应
D.金属与氧气发生化学反应时，都需要在点燃或加热的条件下才能发生
【举一反三4】很多成语、俗语、诗词中含着丰富的科学道理。下列用化学观点解释错误的是（ ）
A.“真金不怕火炼”——黄金在高温下也不与氧气反应
B.百炼成钢：在高温和捶打下，生铁中的碳与氧气反应转化成二氧化碳，从而降低碳含量
C.“冰，水为之，而寒于水”——物质的状态不同，化学性质不同
D.“釜底抽薪”——通过移除可燃物来灭火
【举一反三5】金属冶炼和利用在我国有着悠久的历史。
(1)《天工开物》记载“凡红铜(纯铜)升黄(黄铜)而后熔化造器”，由此可知黄铜的熔点比纯铜 (填“高”或“低”)。
(2)世界上最早的炼丹专著《周易参同契》中记载：“金入于猛火，色不夺精光。”这句话蕴含的化学知识是 。
【举一反三6】阅读材料，回答相关问题。
钠元素在自然界中分布很广，常以氯化钠、碳酸钠、硫酸钠等物质存在。
钠是一种银白色金属，质软。金属钠的性质很活泼，能与许多物质发生化学反应。钠暴露在空气中，与氧气反应生成氧化钠（Na2O）；钠遇水立即发生剧烈反应，生成氢氧化钠和氢气。因此，实验室常将钠保存在煤油中。金属钠的用途广泛。钠和钾形成的合金熔点低，常温下呈液态，可用作快中子反应堆的热交换剂。利用钠的强还原性，在一定条件下可以将钛（Ti）、锆（Zr）等稀有金属从其氯化物中置换出来。
（1）自然界中钠元素以 （填“单质”或“化合物”）形式存在；金属钠应保存在 中。
（2）氧化钠中的阳离子为Na+，1个Na+中含有的电子数为 。
（3）钠钾合金可用作热交换剂，由此推测钠钾合金具有良好的 性。
（4）写出钠暴露在空气中与氧气反应的化学方程式： 。
【举一反三7】金属在国防科技、工农业生产及生活中都有着非常广泛的应用,请回答下列问题。
(1)镁被称为“国防金属”,镁粉可用于制造照明弹、燃烧弹,这是因为______________________。
(2)铝合金制造的高铁车体具有能抗击强大气流的冲击和耐受雨雪侵蚀等特点。铝具有很好的抗腐蚀性能的原因是_____________________________。
(3)黄铜(铜锌合金)外观酷似黄金,可通过加热法辨别真假黄金,依据的原理是__________________(用化学方程式表示)。
【题型6】置换反应及其应用
【典型例题】下列反应属于置换反应的是（ ）
A.3Fe+2O2Fe3O4
B.2NaOH+CuSO4═Cu（OH）2↓+Na2SO4
C.C+2CuO2Cu+CO2↑
D.2H2O22H2O+O2↑
【举一反三1】与化学相关的知识常见于中国传统文化典籍之中。下列有关说法错误的是（ ）
A.《肘后备急方》载：“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁”，此提取青蒿素的方法属于蒸馏
B.某古剑“以剂钢为刃，铁为茎干，......”，“剂钢”指的是铁的合金
C.“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”，该过程发生了置换反应
D.《梦溪笔谈》载：“高奴县出脂水，燃之如麻，但烟甚浓”，所述“脂水”属于石油
【举一反三2】下列反应属于置换反应的是（ ）
A.3CO+Fe2O32Fe+3CO2
B.CaCO3CaO+CO2↑
C.CO2+C2CO
D.Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
【举一反三3】下列反应中，属于置换反应的是( )
A.3Fe＋2O2Fe3O4
B.Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2
C.Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O
D.Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
【举一反三4】已知有如下四个化学反应：①Mg+2HCl═MgCl +H ↑、2Mg+O22MgO、③2Cu+O22CuO、④2CuO+C2Cu+CO2↑，请回答下列有关问题。
(1)置换反应是由___________反应，生成___________的反应。
(2)根据(1)中置换反应的概念判断，已知反应中属于置换反应的是______ (填序号)。
(3)类比(2)中你的选择，再写出一个属于置换反应的化学方程式_________。
(4)总结有关置换反应的特点、规律，下列说法正确的是____ (填字母)。
A. 反应后一定有气体生成
B. 反应前后元素化合价一定改变
C. 反应物的物质类别不同
D. 反应前后微粒数目一定不变
【举一反三5】钛镍合金因其形状记忆效应，广泛用于航天领域，在我国空间站建设中起到了至关重要的作用。工业生产钛的过程涉及到如下反应：
①TiO2+2Cl2+2C2X
②TiCl4+2MgTi+2MgCl2
(1)反应①中X的化学式为 。
(2)反应②的基本反应类型是 反应。
【举一反三6】已知有如下四个化学反应：①Mg+2HCl═MgCl +H ↑、2Mg+O22MgO、③2Cu+O22CuO、④2CuO+C2Cu+CO2↑，请回答下列有关问题。
(1)置换反应是由___________反应，生成___________的反应。
(2)根据(1)中置换反应的概念判断，已知反应中属于置换反应的是______ (填序号)。
(3)类比(2)中你的选择，再写出一个属于置换反应的化学方程式_________。
(4)总结有关置换反应的特点、规律，下列说法正确的是____ (填字母)。
A. 反应后一定有气体生成
B. 反应前后元素化合价一定改变
C. 反应物的物质类别不同
D. 反应前后微粒数目一定不变
【举一反三7】钛镍合金因其形状记忆效应，广泛用于航天领域，在我国空间站建设中起到了至关重要的作用。工业生产钛的过程涉及到如下反应：
①TiO2+2Cl2+2C2X
②TiCl4+2MgTi+2MgCl2
(1)反应①中X的化学式为 。
(2)反应②的基本反应类型是 反应。
【题型7】金属和稀盐酸、稀硫酸反应
【典型例题】下列物质中，能由金属和稀盐酸直接反应制得的是( )
A. FeCl B. AgCl C. CuCl D. FeCl
下列同组金属都能与稀盐酸或稀硫酸反应并产生氢气的是( )
A.Au 、Cu 、Pt
B.Fe 、Pb 、Sn
C.Mg 、Fe 、Ag
D.Al 、Hg 、K
【举一反三2】某实验小组的学生把一定量的生铁屑放入烧杯中，并注入稀硫酸，使之充分反应，请回答下列问题：
(1)生铁屑表面有__________产生，溶液的颜色由无色逐渐变为__________色。
(2)充分反应后，发现烧杯底部有少量黑色残渣，该残渣主要为__________。
(3)该反应的化学方程式可表示为______________________________。
【举一反三3】某化学兴趣小组为验证某些金属的化学性质，进行如图实验。
（1）实验中无明显现象的是__________（选填字母）。
（2）实验C反应后溶液呈__________色。
【题型8】金属和酸反应的图像分析
【典型例题】分别向同质量、同浓度的稀盐酸中加入X、Y两种金属粉末，反应时的质量关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.加入金属的质量：X＝Y
B.金属的活动性：X＞Y
C.参加反应的稀盐酸的质量：X＝Y
D.最终所得溶液的质量：X＜Y
【举一反三1】质量相等的锌和铁分别和质量相等、浓度也相等的稀盐酸反应，反应情况如图所示。则下列叙述中正确的是( )
A.图线a、b分别表示铁、锌的反应情况
B.锌、铁均反应完，盐酸有剩余
C.盐酸均反应完，一定有铁剩余
D.盐酸均反应完，一定有锌剩余
【举一反三2】向两个盛有相同质量铝粉和铁粉的烧杯中，分别滴加等浓度的稀硫酸，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，两个烧杯中产生的氢气质量相同
C.该曲线能反映铝和铁的金属活动性强弱
D.c点时，两个烧杯中金属都有剩余
【举一反三3】向等质量的镁、铝、铁中分别滴入等体积、等浓度的盐酸，生成氢气的质量与时间的关系如图1、图2所示。
第1步：明确横纵坐标信息。纵坐标为氢气的质量，横坐标为___________。
第2步：排顺序、确定反应速率(即曲线斜率)。金属越活泼，反应速率越快，曲线越陡。三种金属的活动性由强到弱的顺序(与酸的反应速率)为__________ (用化学式表示，后同)。
第3步：确定产生氢气质量的大小关系。
①盐酸不足(如图1)，最终产生氢气质量由_____的质量决定，最终生成氢气的质量大小关系为________；根据反应前后物质的总质量不变可知，所得溶液的质量=(全部)盐酸的质量+消耗金属的质量-生成氢气的质量，故所得溶液的质量由大到小的关系为_____。
②盐酸足量(如图2)，最终产生氢气质量由___________
的质量决定，针对+2价的金属(铝化合价等效为+2价，相对原子质量等效为 18)，金属的相对原子质量越小(或“平台”越高)，产生氢气的质量越多。最终生成氢气的质量由大到小关系为______；根据反应前后物质总质量不变可知，所得溶液的质量=反应物的质量-生成氢气的质量，故生成氢气的质量越大，所得溶液的质量越_____。
【举一反三4】向等质量的镁、铁、锌中分别滴入足量、等浓度的稀硫酸。生成氢气的质量与加入稀硫酸的质量关系如图所示。
第1步：明确横纵坐标信息。
第2步：明确不同阶段产生氢气的质量关系。
(1)刚开始反应时，稀硫酸量不足(如a点)，生成氢气的质量由____的质量决定，此时上述三种金属产生氢气的质量大小关系为_____（用化学式表示，下同）。
特别提醒
(2)①此时反应后所得溶液质量的大小由消耗金属的质量决定，消耗金属的质量越大、反应后所得溶液的质量越__ (填“大”或“小”，下同)，故所得溶液的质量由大到小的关系为_______。
②随着稀硫酸的不断加入，稀硫酸过量(如 b 点)，金属被完全反应，生成氢气的质量由____的质量决定，此时上述三种金属产生氢气的质量由大到小的关系为_________。
③特别提醒
此时反应后所得溶液的质量由生成氢气的质量决定。生成氢气的质量越大，所得溶液的质量越_____，故所得溶液的质量由大到小的关系为_________。
④通过图3_____(填“能”或“不能”)判断出镁、铁、锌的金属活动性顺序。
【举一反三5】有一份铁粉与铜粉的混合物样品，为确定其组成，某同学将50 g样品加入100 g稀硫酸中，恰好完全反应，放出气体的质量与反应时间的关系如图所示。试求：
(1)生成氢气的质量为______g。
(2)样品中金属铁的质量分数是多少
【题型9】金属和酸反应的天平分析
【典型例题】在天平的两个托盘上各放一个烧杯，杯中盛有相同的稀硫酸，此时天平平衡。如果一边放入少许锌粒，另一边放入相同质量的铁，两者完全溶解后，天平指针( )
A.偏向有锌的一边 B.偏向有铁的一边 C.不偏转 D.无法判断
【举一反三1】如图所示，托盘天平两端的烧杯中分别盛有等质量和质量分数的稀硫酸，调整天平平衡后，同时向天平两端的烧杯中分别加入等质量的锌粒和铁粒。以下情况不可能出现的是( )
A.反应时天平指针先向右偏转
B.反应结束后天平指针居中
C.反应结束后天平指针偏左
D.反应结束后天平指针偏右
【举一反三2】如图所示，托盘天平两端的烧杯中分别盛有等质量和质量分数的稀硫酸，调整天平平衡后，同时向天平两端的烧杯中分别加入等质量的锌粒和铁粒。以下情况不可能出现的是( )
A.反应时天平指针先向右偏转
B.反应结束后天平指针居中
C.反应结束后天平指针偏左
D.反应结束后天平指针偏右
【举一反三3】在已经调平的托盘天平两边各放一只等质量的烧杯，向烧杯中各加入质量相同、质量分数相等的稀硫酸，然后在左右两盘的烧杯中分别放入等质量的锌粉和铁粉。下列实验现象不可能观察到的是( )
A.天平指针开始偏向放铁粉的烧杯一边
B.只有铁粉有剩余
C.天平指针最终偏向放锌粉的烧杯一边
D.只有锌粉有剩余
【题型10】金属与酸反应的有关计算
【典型例题】如图所示，托盘天平两端的烧杯中分别盛有等质量和质量分数的稀硫酸，调整天平平衡后，同时向天平两端的烧杯中分别加入等质量的锌粒和铁粒。以下情况不可能出现的是( )
A.反应时天平指针先向右偏转
B.反应结束后天平指针居中
C.反应结束后天平指针偏左
D.反应结束后天平指针偏右
【举一反三1】将一定量镁粉、铝粉、铁粉的混合物与足量的稀硫酸完全反应,生成0.3 g氢气,则金属混合物的质量不可能为( )
A.3.6 g B.4.8 g C.5.6 g D.8.4 g
【举一反三2】已知混合金属质量求氢气质量范围：
有镁、锌、铁三种金属的混合物共30 g，与足量的盐酸发生反应，产生氢气的质量不可能是 ( )
A. 1 g B.1. 8 g C. 2. 2 g D. 2. 6 g
【举一反三3】金属材料广泛应用于生产生活中。含有锌粉6.5 g、铁粉5.6 g、铜粉3.2 g、铝粉1.8 g的混合物与一定质量的稀硫酸充分反应，反应停止后，有6 g固体剩余。则生成氢气的质量为 g。
【举一反三4】化学兴趣小组对某种粗锌(主要成分为锌，杂质不与酸反应)样品中锌的含量进行了测定。
如图所示，称10 g该粗锌样品置于质量为40 g的烧杯中，加入100 g稀硫酸(足量)，待粗锌完全反应后，称得烧杯及烧杯中剩余物总质量为149.8 g。
(1)反应过程中产生氢气的质量为_________g。
(2)计算该粗锌样品中锌的质量分数(写出计算过程及结果)。
【举一反三5】化学兴趣小组对某种粗锌(主要成分为锌，杂质不与酸反应)样品中锌的含量进行了测定。
如图所示，称10 g该粗锌样品置于质量为40 g的烧杯中，加入100 g稀硫酸(足量)，待粗锌完全反应后，称得烧杯及烧杯中剩余物总质量为149.8 g。
(1)反应过程中产生氢气的质量为________g。
(2)计算该粗锌样品中锌的质量分数(写出计算过程及结果)。
【题型11】制备氢气实验的探究
【典型例题】某兴趣小组在实验室制取H 的发生装置中连接压强传感器，测得的压强变化曲线如图所示，下列说法不正确的是（ ）
A.制取氢气用锌和稀硫酸，选择锌是因为反应速率适中
B.ab段压强上升的原因是生成气体，且弹簧夹关闭
C.c点操作是打开弹簧夹
D.cd段试管内液面下降
【举一反三1】下列实验设计合理的是（ ）
A.图1：实验室制取并收集氢气
B.图2：验证二氧化碳能与水反应
C.图3：证明酸碱发生了中和反应
D.图4：验证质量守恒定律
【举一反三2】我国科学家成功研发“液态太阳燃料合成”技术，其部分工艺流程如图所示。分析流程回答问题。
（1）电解器中发生的化学方程式为：______________________________。
（2）氢气作为高能燃料的优点____________________（写出一条即可）。
（3）实验室制取氢气的反应方程式为______________________________。
某同学设计了用锌与稀硫酸反应制取氢气的实验装置（如图所示）。
（1）如何检查该装置的气密性？
（2）金属锌在该装置中放置于何处？
（3） 在点燃氢气前为什么要检验其纯度？
（4）使用该装置制取氢气有什么优点？
【举一反三4】如图是实验室常用的气体发生装置和收集装置。请回答下列问题：
(1)小花同学用高锰酸钾制取并收集O2进行铁丝燃烧实验，应选用装置 (从A～G中选择)组合进行制取，该反应的化学方程式为 。
(2)图2实验中，观察到发出白光后铁丝并未燃烧，原因是 。
(3)选用发生装置C制取氧气平缓地通入图3中，观察到 ，证明可燃物燃烧需要的条件是 。
(4)用装置D制氢气时，装入试剂后，让反应开始发生的操作是 。进行图4实验，验纯后点燃H2，罩干冷烧杯的目的是 。
【题型12】铁与硫酸铜溶液的反应
【典型例题】下列化学现象描述正确的是（ ）
A.红磷在氧气中燃烧产生大量白雾
B.把一氧化碳通入灼热的氧化铁中，观察到黑色粉末变成红棕色粉末
C.铁与硫酸铜溶液反应，铁表面析出红色固体，溶液由蓝色变为浅绿色
D.一氧化碳还原氧化铜，红色固体变黑色，澄清石灰水变浑浊
【举一反三1】化学反应通常伴随着一定的现象，下列实验现象描述正确的是（ ）
A.镁条在空气中燃烧发出黄色的火焰
B.加热炭与氧化铜的粉末，固体由黑色变为红色
C.木炭在空气中燃烧发出白光，放热
D.铁与硫酸铜溶液反应，铁钉表面析出银白色固体
【举一反三2】同学们按照下面的知识结构图对核心物质铁进行了复习。请分析完成下列问题。
（1）铁由______________构成。
（2）铁与硫酸铜溶液反应的现象是_____________________。
（3）铁的用途之一是____________________________。
（4）____________________________（用化学方程式表示）。
【举一反三3】根据如图所示的实验回答问题：
（1）甲图：某化学兴趣小组结合传感器技术开展“测定空气中氧气含量”的实验探究。实验中要加入足量红磷的目的是 ；集气瓶中水的作用是 ；依据实验数据分析，“只要有氧气，可燃物就能持续燃烧”的观点是 的（填“正确”或“错误”）。
（2）乙图：在进行实验之前要对金属丝进行 处理；实验中能观察到的明显现象为 。
【举一反三4】某化学兴趣小组同学利用已学过的知识，准备利用含FeSO4和CuSO4的废水（无其他难溶杂质），从中获得硫酸亚铁晶体，其流程如图所示：
（1）整个流程中，进行了两次操作，操作1是 （填操作名称）。
（2）加入金属X后发生反应的化学方程式： 。
（3）固体A中含有 （填化学符号）。请你写出固体A与稀硫酸反应的主要现象： 。
【题型13】金属性质综合
下列关于铁、铝、铜的说法中正确的是（ ）
A.都是银白色的金属
B.都能与稀硫酸反应
C.都能与氧气反应
D.都能被磁铁吸引
下列有关金属的说法中正确的是（ ）
A. 所有金属都呈银白色
B. 常温下所有金属都是固体
C. 合金的硬度一般比各成分金属小
D. 铝制品耐腐蚀是因为表面生成了致密的氧化膜
某同学绘制了含铁元素的部分物质转化关系图（图中“”表示一种物质可以转化为另一种物质，部分反应物、生成物及反应条件已略去）。下列说法中，正确的是（ ）
A.铁丝能在空气中剧烈燃烧实现转化①
B.转化②可通过Fe3O4与CO在常温下反应实现
C.氧气和水同时存在是实现转化③的主要条件
D.通过Fe与ZnSO4溶液反应可实现转化④
请回答下列问题。
（1）工业冶炼铝的原理为电解熔融的Al2O3，生成铝和一种气体。该反应的化学方程式为_________________________________。
（2）向硫酸铜溶液中加入铁粉，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。向滤渣中加入稀硫酸，有气泡冒出，则滤液中含有的物质是_____________（填化学式，水除外）。
（3）钛与盐酸反应的化学方程式为2Ti+6HCl===2X+3H2↑,则X的化学式是__________。若将钛放入硝酸银溶液中，则________（填“有”或“没有”）银析出。
铁是一种重要的金属，认识以铁为代表的金属的性质与变化有重要意义。请你绘制以铁为中心的物质转化图。
写出镁、铜、氧气、稀盐酸两两间能发生反应的化学方程式，并注明反应类型。
沪教版（2024）九年级上册 第6章 金属资源综合利用第2节 金属的性质和应用 题型专练（参考答案）
【题型1】合金与合金的性质
【典型例题】金属材料包括纯金属及合金。下列物质不属于合金的是( )
A.黄铜 B.硬铝 C.不锈钢 D.黄金
【答案】D
【举一反三1】文物承载着文明的记忆。下列文物中，主要成分属于合金的是( )
A.青花瓷罐
B.素纱襌衣
C.兽首玛瑙
D.青铜面具
【答案】D
【举一反三2】山西航空：我省高度重视航空航天产业发展，并建立了山西航空产业综合馆。飞机制造过程中会大量使用铝合金和钛合金，合金属于 材料。铝合金和钛合金用于制造飞机利用了其具有 的优良特性。
【答案】金属；抗腐蚀性好。
【解析】合金属于金属材料，铝合金和钛合金具有抗腐蚀性好、硬度大、强度大、密度小等优良特性。
用线段将下列物质与有关的描述连接起来。
青铜 不易生锈的铁合金
不锈钢 易生锈
硬铝 人类最早使用的合金
生铁 质轻、强度高
【答案】
【题型2】合金的用途
【典型例题】铜是人类广泛使用的金属。下列铜制品中利用其导热性的是（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】铜导线利用了铜具有优良的导电性，A不符合题意；铜火锅，是利用了铜具有优良的导热性，B符合题意；黄铜饰品，不是利用其导热性，C不符合题意；青铜宝剑，不是利用其导热性，D不符合题意。
【举一反三1】下列关于金属和金属材料的说法中正确的是( )
A.生铁和钢的含碳量不同
B.黄铜比纯铜硬度小
C.合金属于合成材料
D.大多数金属在自然界中以单质形式存在
【答案】A
【解析】生铁和钢的含碳量不同，前者高于后者，A正确；
合金的硬度大于组成纯金属的硬度，因此黄铜比纯铜硬度大，B错误；
合金属于金属材料，合成材料包含塑料、合成橡胶和合成纤维，C错误；
大多数金属在自然界中以化合物的形式存在，只有少数很不活泼的金属元素如金等以单质形式存在，D错误。
【举一反三2】下列有关金属的说法正确的是( )
A.废旧电池随意丢弃不会污染环境
B.生铁和钢是含碳量不同的铁合金
C.银的导电性比铜弱，所以用铜作导线
D.铁矿石在地壳中含量很多，可以随意开采
【答案】B
【解析】废旧电池随意丢弃会污染环境，A错误；生铁和钢是含碳量不同的铁合金，B正确；银的导电性比铜强，但铜的价格更便宜，所以用铜作导线，C错误；矿石资源有限且不可再生，要合理开采利用，D错误。
【举一反三3】金、铜、银按一定比例制成合金，具有柔和的粉红玫瑰色彩，被称为“玫瑰金”，广泛用于首饰设计和加工。下列叙述不正确的是（ ）
A.“玫瑰金”的硬度比金、铜、银大
B.“玫瑰金”是一种混合物
C.“玫瑰金”的熔点比金、铜、银高
D.“玫瑰金”属于金属材料
【答案】C
【解析】“玫瑰金”是一种合金，所以是一种混合物，属于金属材料；合金的硬度一般比组成它们的纯金属更高，熔点更低，抗腐蚀性能也更好。
【举一反三4】下列有关物质的性质及其应用错误的是（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】铁具有导热性，可用于制作铁锅，故A选项说法正确；焊锡熔点低，可用于焊接金属，故B选项说法正确；青铜抗腐蚀性好，耐磨，用于制轴承、齿轮，故C选项说法正确；金属银导电性好，但熔点不高，不能用于制灯丝，一般用钨制灯丝，故D选项说法错误。
金属与合金的用途，很大程度上取决于它们的特性。请根据以下金属或合
金的用途，推断与此相关联的物理性质。
【答案】
质轻、硬度大 熔点高 液态金属，熔点低，比热容小，对温度变化敏感 硬度大，熔点低 导热性好，硬度大、韧性好 生物相容性好
【举一反三6】2022年，我国完成了天宫空间站的全面建设工作，这推动了金属材料的研究。
(1)合金的很多性能与组成它们的纯金属不同。如图甲能表示锡铅合金的是____________ (填“a”“b”或“c”)。
(2)锡铅合金中某种金属的质量分数与合金的熔点有如图乙所示的关系，其中横坐标表示的是__________________ (填物质名称)的质量分数；当合金熔点最低时，合金中铅与锡的质量比为__________________。
【答案】(1)a
(2)锡 2∶3
【解析】 (1)锡铅合金的熔点比锡、铅的熔点都低，因此题图甲能表示锡铅合金的是a。(2)题图乙中，横坐标表示的物质质量分数为0时，锡铅合金的熔点要比其质量分数为100%时高，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；合金熔点最低时锡的质量分数为60%，所以铅的质量分数为40%，此时合金中铅与锡的质量比为40%∶60%=2∶3。
【举一反三7】2024年4月25日，我国神舟十八号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，三位航天员顺利进入空问站，5月28日，两位航天员身着航天服完成出舱任务。请回答下列问题：
(1)钛和钛合金具有很多优良的性能，广泛用于火箭、航天飞机等。钛和钛合金属于 (填“金属材料“或“复合材料”)。
(2)火箭推进器常用的燃料为偏二甲肼和四氧化二氮。在四氧化二氮(N2O4)中，氮元素的化合价为 价。
(3)空间站实验舱使用的太阳能电池中含有镓(Ga)元素。金属镓由 (填“分子”或“原子”)构成。
(4)空间站核心舱内的气体组成和空气基本一致，其中含量最多的气体是 。
(5)航天服中有废气处理系统，能使呼吸产生的废气进入装有活性炭的装置进行净化，这是利用了活性炭的 性。
【答案】(1)金属材料 (2)+4 (3)原子 (4)氮气 (5)吸附
【解析】(2)在化合物中各元素的化合价代数和为0，在四氧化二氮(N2O4)中，氧元素为﹣2价，氮元素的化合价为+4价。
【举一反三8】2023年5月10日搭载天舟六号货运飞船的长征七号遥七运载火箭成功发射，中国空间站应用与发展阶段的首次“太空快递”成功“上新”。
(1)长征七号遥七运载火箭采用液氧煤油发动机。构成液氧的微观粒子是______（用化学符号表示）。
(2)“天宫空间站”采用众多先进科技，如钛镍“形状记忆合金”制成的天线，钛镍合金属于____________（填“金属材料”或“合成材料”）。
(3)飞船使用了大量的铝合金材料，铝合金相比纯铝的优点是____________（填字母）。
A．硬度高 B．熔点高 C．抗腐蚀性强
【答案】(1)O2
(2)金属材料
(3)AC
【解析】（1）氧气是由氧分子构成的，用O2表示，所以构成液氧的微观粒子是氧分子，化学符号是O2。
（2）合金、纯金属属于金属材料，所以钛镍合金属于金属材料。（3）铝合金相比纯铝的优点是硬度大、熔点低、抗腐蚀性强。
【题型3】金属材料
【典型例题】下列是甘肃省博物馆中的四件文物，其中由金属材料制成的是（ ）
A.莲花形玻璃托盏
B.鲵鱼纹彩陶瓶
C.《仪礼》木简
D.青铜大圆鼎
【答案】D
【解析】莲花形玻璃托盏是由玻璃制成，玻璃属于无机非金属材料，A错误；鲵鱼纹彩陶瓶是由陶瓷制成，陶瓷属于无机非金属材料，B错误；《仪礼》木简是由木材制成的，木材属于天然材料，C错误；青铜大圆鼎是由青铜制成的，青铜属于铜合金，属于金属材料，D正确。
【举一反三1】我省武威市出土的“马踏飞燕”堪称我国古代青铜器艺术中无与伦比的珍品，其制作材料主要是（ ）
A.合成材料
B.金属材料
C.天然材料
D.复合材料
【答案】B
【解析】合成材料包括塑料、合成橡胶、合成纤维，青铜器属于铜的合金，故A错误；青铜器属于铜的合金，合金属于金属材料，故B正确；天然材料主要指的是棉花、羊毛、麻、蚕丝、木头等，故C错误；复合材料主要指玻璃钢等，青铜器属于铜的合金，合金属于金属材料，故D错误。
【举一反三2】据报道，科学家成功用液态氢冷却制得固态氢，在高压下，固态氢中的氢气分子破裂为氢原子，得到具有金属性质的金属氢（如图所示），下列叙述正确的是（ ）
A.金属氢属于金属材料
B.利用金属氢制炸药符合绿色化学的要求
C.金属氢不能导电
D.构成固态和金属氢的微粒相同
【答案】B
【解析】金属氢是由氢元素组成的，属于非金属单质，不属于金属材料，故A错误；金属氢燃烧生成水，对环境没有污染，符合绿色化学的要求，故B正确；金属氢具有金属性质，具有导电性，故C错误；由题意可知，固态氢是由氢分子构成的，金属氢是由氢原子直接构成的，故D错误。
【举一反三3】如图是一个白炽灯灯泡的示意图，请根据图示回答下列问题：
（1）制作灯泡的物质中，属于金属材料的有 种；
（2）玻璃是一种复杂的混合物，其主要成分是由硅和氧两种元素组成的化合物，其化学式为 ；
（3）小小同学不小心打破了一个灯泡，他把破烂的灯泡进行拆解后，标记为 （选填“可回收”或“不可回收”）垃圾。
【答案】（1）3；（2）SiO2；（3）可回收。
【解析】（1）钨丝、铜丝和铝灯帽属于金属材料制成的；故答案为：3；
（2）在化合物中，硅元素显+4价，氧元素显﹣2价，则二者组成的化合物的化学式为SiO2；故答案为：SiO2；
（3）灯泡中的钨丝、铜丝、铝灯帽等均可回收重新利用，因此标记为可回收垃圾；故答案为：可回收。
某金属材料的一些性质如下表所示，试推测该材料的可能用途，并与同学进行讨论。
熔点 1 000 ℃
密度 4 g/cm3
强度 高
导电性 良好
导热性 良好
抗腐蚀性 优异
【答案】
该金属材料可用于航空航天、生物医疗等领域(或其他合理答案)
【题型4】金属的物理性质及用途
【典型例题】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
【答案】B
【举一反三1】下列物质的用途不能体现物质物理性质的是（ ）
A.铜丝可用作导线
B.活性炭用于吸附冰箱内异味
C.铁锅用于炒菜烹饪
D.氢气作为氢能源燃料
【答案】D
【解析】物质在化学变化过程中表现出来的性质叫作化学性质；物质不需要发生化学变化就表现出来的性质叫作物理性质；铜丝具有导电性，可用作导线，用途体现物质的物理性质，故A不符合题意；活性炭具有疏松多孔的结构，具有吸附性，用于吸附冰箱内异味，用途体现物质的物理性质，故B不符合题意；金属铁具有导热性，用于炒菜烹饪，用途体现物质的物理性质，故C不符合题意；氢气具有可燃性，用作氢能源燃料，发生化学变化，用途不能体现物质物理性质，故D符合题意。
【举一反三2】生活中金属材料得到越来越广泛的应用，下列属于金属共性的是（ ）
A.熔点高 B.能导电 C.硬度大 D.银白色的光泽
【答案】B
【解析】不是所有的金属熔点都很高，有一些金属熔点较低，例如：汞，A错误；金属具有良好的导电性，B正确；不是所有的金属硬度都很大，有一些金属的硬度很小，例如：铅硬度很小，C错误；金属不同金属的颜色可能不同，如铁是银白色但铜是紫红色，D错误。
【举一反三3】龙年春晚西安的《山河诗长安》，在古代与现代的跨时空碰撞之下，呈现出其独特的文化魅力，彰显这座文化名城的历史底蕴。大数据显示，西安在春节期间成为入境游目的地第一名。
（1）西安分会场的灯光熠熠生辉，仿佛一道流动的彩虹。这些灯饰中大都填充了稀有气体，这利用了稀有气体的 （填“物理”或“化学”）性质。
（2）星河轮转，时光千载，李白仗剑今朝入长安。金属可被制作成精美的佩剑、头饰，利用的是金属的 性。
（3）李白吟诵的将进酒将节目的整个气氛推向高潮，打开酒瓶，就能闻到酒香，其微观原因是 。
【答案】（1）物理；（2）延展；（3）分子在不断运动。
【解析】（1）稀有气体在通电后能够发出不同颜色的光，但由于没有生成新物质，属于物理变化，所以稀有气体在通电后能够发出不同颜色的光属于物理性质。
（2）金属可被制作成精美的佩剑、头饰，利用的是金属的延展性，因此易加工成各种形状。
（3）打开酒瓶就能闻到扑鼻的酒香，是因为分子在不断运动。
【举一反三4】阅读材料，回答问题。
材料1：诗人陆游的笔记中记载“书灯勿用铜盏，惟瓷盏最省油。蜀中有夹瓷盏（如图1）……可省油之半”“一端作小窍，注清冷水于其中，每夕一易之”。
材料2：西汉青铜雁鱼灯及其工作原理如图2所示，青铜雁鱼灯里面是空的，腹部用于贮水。使用时燃烧产生的烟气（含SO2）通过雁脖子进入腹部。
（1）材料1中，①“书灯勿用铜盛”是因为铜具有良好的 性，易造成油的挥发。②省油灯的原理是 。
（2）材料2中，青铜雁鱼灯腹部贮水的目的是 。
【答案】（1）①导热；②油燃烧时放热，下层盏内水吸热，减少了油的挥发；
（2）吸收烟气中的二氧化硫，减少空气污染。
【解析】（1）①“书灯勿用铜盛”，是因为铜具有良好的导热性，易造成油的挥发。
②省油灯的原理是：油燃烧时放热，下层盏内水吸热，减少了油的挥发，以达到省油的目的。
（2）青铜雁鱼灯里面是空的，腹部用于贮水。使用时燃烧产生的烟气（含SO2）通过雁脖子进入腹部，故青铜雁鱼灯腹部贮水的目的是吸收烟气中的二氧化硫，减少空气污染。
柯柯和悦悦设计了如右图的实验来比较铜、铝、铁三种金属的导热性。金属棒的一端在酒精灯上加热，一段时间后另一端的石蜡受热熔化，小针掉落。小针掉落的先后反映了金属棒导热能力的强弱。请你从对比实验的角度，说说图中实验设计有无需要改进之处。
【答案】不合理。根据对比实验的要求，应使用长短、粗细相同的铜棒、铝棒、铁棒，在其一端分别用等量的石蜡(热熔再冷却)固定长短、粗细相同的小针。并用酒精灯的外焰同时在三根金属棒另一端(距离石蜡相同长度的位置)加热，以小针掉落的时间来判断铜棒、铝棒和铁棒的导热性。(提示：图中金属棒的长短不同、小针的长短不同)
【题型5】金属与氧气的反应综合
【典型例题】下列关于金属与氧气反应的说法正确的是（ ）
A.所有的金属在常温下都能与氧气反应
B.金属与氧气反应都必须点燃或加热
C.镁只有点燃时才与空气中的氧气反应
D.铝表面易生成一层致密的氧化铝（Al2O3）薄膜
【答案】D
【解析】常温下有的金属不能和氧气反应，例如铜，A不正确。常温下铝能和氧气反应，B不正确。常温下镁能和氧气反应，C不正确。铝表面易生成一层致密的氧化铝（Al2O3）薄膜，D正确。
【举一反三1】金属与金属材料在人类文明进步和社会发展中起着至关重要的作用。下列有关金属材料的说法中，正确的是（ ）
A.金属在常温下都是固体
B.“真金不怕火炼”说明金的熔点高
C.金属元素均以化合物形式存在
D.铝制品不易被锈蚀是因为铝与氧气反应表面形成一层致密的氧化膜
【答案】D
【解析】汞是金属，常温下是液体，A错误；“真金不怕火炼”说明金的化学性质稳定，B错误；金中的金元素主要以单质形式存在，C错误；铝制品不易被锈蚀是因为铝与氧气反应表面形成一层致密的氧化膜，D正确。
【举一反三2】公元2世纪，我国古代炼丹家魏伯阳著有《周易参同契》，这是世界上最早的一部炼丹专著，书中描写道：“金入于猛火，色不夺精光。”这是指金的性质在加热条件下( )
A.易氧化 B.易还原 C.很稳定 D.很活泼
【答案】C
【解析】“入于猛火”却“色不夺精光”，是指黄金颜色没有发生变化，说明黄金性质稳定，在加热的条件下不容易与其他物质发生化学反应。
【举一反三3】下列关于金属与氧气反应的观点中正确的是（ ）
A.细铁丝在空气中不能燃烧，是因为温度没有达到其着火点
B.镁在空气中能与氧气发生化学反应，其化学方程式为Mg+O2═MgO2
C.“真金不怕火炼”说明即使在高温条件下金也不与氧气反应
D.金属与氧气发生化学反应时，都需要在点燃或加热的条件下才能发生
【答案】C
【解析】细铁丝在空气中不能燃烧，是因为空气中氧气的浓度小，A错误。镁在空气中能与氧气发生化学反应，其化学方程式为2Mg+O2═2MgO，B错误。“真金不怕火炼”意思是金即使在高温时也不与氧气反应，说明金的化学性质不活泼，C正确。金属与氧气发生化学反应时，不一定都需要在点燃或加热的条件下才能发生，如铝在空气中能与氧气反应，不需要点燃或加热，D错误。
【举一反三4】很多成语、俗语、诗词中含着丰富的科学道理。下列用化学观点解释错误的是（ ）
A.“真金不怕火炼”——黄金在高温下也不与氧气反应
B.百炼成钢：在高温和捶打下，生铁中的碳与氧气反应转化成二氧化碳，从而降低碳含量
C.“冰，水为之，而寒于水”——物质的状态不同，化学性质不同
D.“釜底抽薪”——通过移除可燃物来灭火
【答案】C
【解析】“真金不怕火炼”意思是金即使在高温时也不与氧气反应，说明金的化学性质不活泼，A正确；生铁和钢的主要区别在于含碳量不同，钢的碳含量低，在空气中锤打，目的是在高温和捶打下，让碳和氧气反应生成二氧化碳，从而降低含碳量，B正确；“冰，水为之，而寒于水”，冰是固态的水，说明物质的状态不同，物理性质不同，但它们的化学性质相同，C错误；釜底抽薪，含义是抽去锅底下的柴火，清除了可燃物，达到灭火的目的，D正确。
【举一反三5】金属冶炼和利用在我国有着悠久的历史。
(1)《天工开物》记载“凡红铜(纯铜)升黄(黄铜)而后熔化造器”，由此可知黄铜的熔点比纯铜 (填“高”或“低”)。
(2)世界上最早的炼丹专著《周易参同契》中记载：“金入于猛火，色不夺精光。”这句话蕴含的化学知识是 。
【答案】(1)低 (2)金的化学性质稳定(或金在高温下不与氧气反应)
【举一反三6】阅读材料，回答相关问题。
钠元素在自然界中分布很广，常以氯化钠、碳酸钠、硫酸钠等物质存在。
钠是一种银白色金属，质软。金属钠的性质很活泼，能与许多物质发生化学反应。钠暴露在空气中，与氧气反应生成氧化钠（Na2O）；钠遇水立即发生剧烈反应，生成氢氧化钠和氢气。因此，实验室常将钠保存在煤油中。金属钠的用途广泛。钠和钾形成的合金熔点低，常温下呈液态，可用作快中子反应堆的热交换剂。利用钠的强还原性，在一定条件下可以将钛（Ti）、锆（Zr）等稀有金属从其氯化物中置换出来。
（1）自然界中钠元素以 （填“单质”或“化合物”）形式存在；金属钠应保存在 中。
（2）氧化钠中的阳离子为Na+，1个Na+中含有的电子数为 。
（3）钠钾合金可用作热交换剂，由此推测钠钾合金具有良好的 性。
（4）写出钠暴露在空气中与氧气反应的化学方程式： 。
【答案】（1）化合物；煤油；（2）10；（3）导热；（4）4Na+O2＝2Na2O。
【解析】（1）由材料可知，钠元素在自然界中常以氯化钠、硫酸钠等物质存在，则以化合物形式存在；由材料可知，实验室常将钠保存在煤油中；（2）钠为11号元素，原子序数＝原子的质子数＝核外电子数，则1个钠原子有11个电子，而Na+是由钠原子失去1个电子形成的，则1个Na+中含有的电子数为11﹣1＝10个；（3）钠钾合金可用作热交换剂，说明钾合金具有良好的导热性；（4）钠和氧气反应生成氧化钠，反应的化学方程式为：4Na+O2＝2Na2O。
【举一反三7】金属在国防科技、工农业生产及生活中都有着非常广泛的应用,请回答下列问题。
(1)镁被称为“国防金属”,镁粉可用于制造照明弹、燃烧弹,这是因为______________________。
(2)铝合金制造的高铁车体具有能抗击强大气流的冲击和耐受雨雪侵蚀等特点。铝具有很好的抗腐蚀性能的原因是_____________________________。
(3)黄铜(铜锌合金)外观酷似黄金,可通过加热法辨别真假黄金,依据的原理是__________________(用化学方程式表示)。
【答案】(1)镁燃烧能发出耀眼的白光 (2)铝在空气中能与氧气反应,其表面生成一层致密的氧化铝薄膜,阻止铝进一步氧化 (3)2Cu+O22CuO
【解析】(3)可通过加热法辨别真假黄金,加热时铜与氧气反应生成氧化铜,黄铜会变黑;金的化学性质稳定,加热条件下不发生反应。
【题型6】置换反应及其应用
【典型例题】下列反应属于置换反应的是（ ）
A.3Fe+2O2Fe3O4
B.2NaOH+CuSO4═Cu（OH）2↓+Na2SO4
C.C+2CuO2Cu+CO2↑
D.2H2O22H2O+O2↑
【答案】C
【解析】A项，该反应符合“多变一”的形式，属于化合反应；B项，该反应的反应物均为化合物，不属于置换反应；C项，该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，属于置换反应；D项，该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应。
【举一反三1】与化学相关的知识常见于中国传统文化典籍之中。下列有关说法错误的是（ ）
A.《肘后备急方》载：“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁”，此提取青蒿素的方法属于蒸馏
B.某古剑“以剂钢为刃，铁为茎干，......”，“剂钢”指的是铁的合金
C.“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”，该过程发生了置换反应
D.《梦溪笔谈》载：“高奴县出脂水，燃之如麻，但烟甚浓”，所述“脂水”属于石油
【答案】A
【解析】青嵩一握，以水二升渍，绞取汁为萃取，而不是蒸馏，A错误；剑刃所需金属材料应具有硬度大的性质，所以剂钢应为铁的合金，B正确；“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”，即铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，符合“一种单质跟一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物”的特点，属于置换反应，C正确；“脂水燃之如麻，但烟甚浓”，说明脂水具有可燃性，由实验现象可知，“脂水”属于石油，D正确。
【举一反三2】下列反应属于置换反应的是（ ）
A.3CO+Fe2O32Fe+3CO2
B.CaCO3CaO+CO2↑
C.CO2+C2CO
D.Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
【答案】D
【解析】解：A项，该反应的反应物均为化合物，不属于置换反应；B项，该反应符合“一变多”的形式，属于分解反应；C项，该反应符合“多变一”的形式，属于化合反应；D项，该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，属于置换反应。
【举一反三3】下列反应中，属于置换反应的是( )
A.3Fe＋2O2Fe3O4
B.Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2
C.Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O
D.Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
【答案】D
【解析】置换反应是指一种单质和一种化合物反应，生成另一种单质与另一种化合物的反应。
【举一反三4】已知有如下四个化学反应：①Mg+2HCl═MgCl +H ↑、2Mg+O22MgO、③2Cu+O22CuO、④2CuO+C2Cu+CO2↑，请回答下列有关问题。
(1)置换反应是由___________反应，生成___________的反应。
(2)根据(1)中置换反应的概念判断，已知反应中属于置换反应的是______ (填序号)。
(3)类比(2)中你的选择，再写出一个属于置换反应的化学方程式_________。
(4)总结有关置换反应的特点、规律，下列说法正确的是____ (填字母)。
A. 反应后一定有气体生成
B. 反应前后元素化合价一定改变
C. 反应物的物质类别不同
D. 反应前后微粒数目一定不变
【答案】(1)一种单质和一种化合物 另一种单质和另一种化合物
(2)①④
(3)CuO+H2Cu+H O(合理即可)
(4)BC
【解析】利用置换反应的概念进行分析。置换反应是指一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应；其中单质中所含元素的化合价一定发生改变。
【举一反三5】钛镍合金因其形状记忆效应，广泛用于航天领域，在我国空间站建设中起到了至关重要的作用。工业生产钛的过程涉及到如下反应：
①TiO2+2Cl2+2C2X
②TiCl4+2MgTi+2MgCl2
(1)反应①中X的化学式为 。
(2)反应②的基本反应类型是 反应。
【答案】(1)CO (2)置换
【解析】(1)由反应的化学方程式可知，反应前含有Ti、Cl、C、O的原子个数分别为1、4、2、2，反应后除去2X外，含有Ti、Cl、C、O的原子个数分别为1、4、0、0，根据反应前后原子的种类和个数不变，2X中含有2个碳原子和2个氧原子，则每个X分子由1个碳原子和1个氧原子构成，则物质X的化学式为CO。(2)该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，属于置换反应。
【举一反三6】已知有如下四个化学反应：①Mg+2HCl═MgCl +H ↑、2Mg+O22MgO、③2Cu+O22CuO、④2CuO+C2Cu+CO2↑，请回答下列有关问题。
(1)置换反应是由___________反应，生成___________的反应。
(2)根据(1)中置换反应的概念判断，已知反应中属于置换反应的是______ (填序号)。
(3)类比(2)中你的选择，再写出一个属于置换反应的化学方程式_________。
(4)总结有关置换反应的特点、规律，下列说法正确的是____ (填字母)。
A. 反应后一定有气体生成
B. 反应前后元素化合价一定改变
C. 反应物的物质类别不同
D. 反应前后微粒数目一定不变
【答案】(1)一种单质和一种化合物 另一种单质和另一种化合物
(2)①④
(3)CuO+H2Cu+H O(合理即可)
(4)BC
【解析】利用置换反应的概念进行分析。置换反应是指一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应；其中单质中所含元素的化合价一定发生改变。
【举一反三7】钛镍合金因其形状记忆效应，广泛用于航天领域，在我国空间站建设中起到了至关重要的作用。工业生产钛的过程涉及到如下反应：
①TiO2+2Cl2+2C2X
②TiCl4+2MgTi+2MgCl2
(1)反应①中X的化学式为 。
(2)反应②的基本反应类型是 反应。
【答案】(1)CO (2)置换
【解析】(1)由反应的化学方程式可知，反应前含有Ti、Cl、C、O的原子个数分别为1、4、2、2，反应后除去2X外，含有Ti、Cl、C、O的原子个数分别为1、4、0、0，根据反应前后原子的种类和个数不变，2X中含有2个碳原子和2个氧原子，则每个X分子由1个碳原子和1个氧原子构成，则物质X的化学式为CO。(2)该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，属于置换反应。
【题型7】金属和稀盐酸、稀硫酸反应
【典型例题】下列物质中，能由金属和稀盐酸直接反应制得的是( )
A. FeCl B. AgCl C. CuCl D. FeCl
【答案】D
【解析】铁与稀盐酸反应的化学方程式为Fe+2HCl===FeCl +H ↑,生成的是氯化亚铁，而不是氯化铁，故A错误，D正确；铜、银不能与稀盐酸反应，故B、C错误。
下列同组金属都能与稀盐酸或稀硫酸反应并产生氢气的是( )
A.Au 、Cu 、Pt
B.Fe 、Pb 、Sn
C.Mg 、Fe 、Ag
D.Al 、Hg 、K
【答案】B
【举一反三2】某实验小组的学生把一定量的生铁屑放入烧杯中，并注入稀硫酸，使之充分反应，请回答下列问题：
(1)生铁屑表面有__________产生，溶液的颜色由无色逐渐变为__________色。
(2)充分反应后，发现烧杯底部有少量黑色残渣，该残渣主要为__________。
(3)该反应的化学方程式可表示为______________________________。
【答案】(1)气泡 浅绿
(2)碳
(3) Fe+H SO ===FeSO +H ↑
【解析】 生铁是含碳量为2%～4.3%的铁合金，铁可以与酸反应，碳与酸不反应，铁与酸反应产生H 时，生成亚铁离子，而亚铁离子在溶液中呈浅绿色。（1）生铁屑表面有气泡产生，溶液的颜色由无色逐渐变为浅绿色。(2)充分反应后烧杯底部有黑色残渣，该残渣主要为碳。(3)化学方程式为Fe+H SO ===FeSO +H ↑。
【举一反三3】某化学兴趣小组为验证某些金属的化学性质，进行如图实验。
（1）实验中无明显现象的是__________（选填字母）。
（2）实验C反应后溶液呈__________色。
【答案】（1）E
（2）浅绿
【解析】（1）稀盐酸不能和铜反应，所以实验中无明显现象的是E；（2）实验C中，稀盐酸和铁反应生成氯化亚铁和氢气，氯化亚铁溶液是浅绿色的，反应后溶液呈浅绿色。
【题型8】金属和酸反应的图像分析
【典型例题】分别向同质量、同浓度的稀盐酸中加入X、Y两种金属粉末，反应时的质量关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.加入金属的质量：X＝Y
B.金属的活动性：X＞Y
C.参加反应的稀盐酸的质量：X＝Y
D.最终所得溶液的质量：X＜Y
【答案】C
【解析】由题图可知，加入金属的质量：X＞Y，故A错误；由于题图横坐标不是时间，则无法比较金属活动性，故B错误；由题图可知，最终生成的氢气的质量相同，根据氢元素守恒，则说明参加反应的稀盐酸的质量相同，故C正确；根据质量守恒定律，由于消耗的金属质量：X＞Y，生成的氢气的质量相同，消耗的稀盐酸的质量相同，则最终所得溶液的质量：X＞Y，故D错误。
【举一反三1】质量相等的锌和铁分别和质量相等、浓度也相等的稀盐酸反应，反应情况如图所示。则下列叙述中正确的是( )
A.图线a、b分别表示铁、锌的反应情况
B.锌、铁均反应完，盐酸有剩余
C.盐酸均反应完，一定有铁剩余
D.盐酸均反应完，一定有锌剩余
【答案】C
【解析】由于在金属活动性顺序中，锌在铁前，锌的金属活动性比铁强，所以图线a、b分别表示锌、铁的反应情况，故A错误；等质量金属完全反应放出氢气质量大小关系：Fe＞Zn，由于得到的氢气一样多，说明稀盐酸全部参与反应，消耗的铁的质量小于锌的质量，所以这两种金属都有剩余或铁有剩余，故B错误，C正确；由上述分析可知，等质量的稀盐酸消耗的锌多，又因生成的气体一样多，因此铁一定有剩余，故D错误。
【举一反三2】向两个盛有相同质量铝粉和铁粉的烧杯中，分别滴加等浓度的稀硫酸，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，两个烧杯中产生的氢气质量相同
C.该曲线能反映铝和铁的金属活动性强弱
D.c点时，两个烧杯中金属都有剩余
【答案】D
【解析】由图可知，a点时，Al与稀硫酸恰好完全反应，盛铁的烧杯中的酸有剩余；由图可知，b点时，铁已经完全反应，铝还在反应，两个烧杯中消耗硫酸不相等，产生氢气的质量不相同，铝产生氢气的质量大于铁产生的；由图可知，该曲线不是氢气与时间的曲线，故该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；由图可知，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。
【举一反三3】向等质量的镁、铝、铁中分别滴入等体积、等浓度的盐酸，生成氢气的质量与时间的关系如图1、图2所示。
第1步：明确横纵坐标信息。纵坐标为氢气的质量，横坐标为___________。
第2步：排顺序、确定反应速率(即曲线斜率)。金属越活泼，反应速率越快，曲线越陡。三种金属的活动性由强到弱的顺序(与酸的反应速率)为__________ (用化学式表示，后同)。
第3步：确定产生氢气质量的大小关系。
①盐酸不足(如图1)，最终产生氢气质量由_____的质量决定，最终生成氢气的质量大小关系为________；根据反应前后物质的总质量不变可知，所得溶液的质量=(全部)盐酸的质量+消耗金属的质量-生成氢气的质量，故所得溶液的质量由大到小的关系为_____。
②盐酸足量(如图2)，最终产生氢气质量由___________
的质量决定，针对+2价的金属(铝化合价等效为+2价，相对原子质量等效为 18)，金属的相对原子质量越小(或“平台”越高)，产生氢气的质量越多。最终生成氢气的质量由大到小关系为______；根据反应前后物质总质量不变可知，所得溶液的质量=反应物的质量-生成氢气的质量，故生成氢气的质量越大，所得溶液的质量越_____。
【答案】第1步：时间
第2步： Mg>Al>Fe
第3步：①盐酸 Mg=Al=Fe FeCl >MgCl >AlCl ②金属 Al>Mg>Fe 小
【举一反三4】向等质量的镁、铁、锌中分别滴入足量、等浓度的稀硫酸。生成氢气的质量与加入稀硫酸的质量关系如图所示。
第1步：明确横纵坐标信息。
第2步：明确不同阶段产生氢气的质量关系。
(1)刚开始反应时，稀硫酸量不足(如a点)，生成氢气的质量由____的质量决定，此时上述三种金属产生氢气的质量大小关系为_____（用化学式表示，下同）。
特别提醒
(2)①此时反应后所得溶液质量的大小由消耗金属的质量决定，消耗金属的质量越大、反应后所得溶液的质量越__ (填“大”或“小”，下同)，故所得溶液的质量由大到小的关系为_______。
②随着稀硫酸的不断加入，稀硫酸过量(如 b 点)，金属被完全反应，生成氢气的质量由____的质量决定，此时上述三种金属产生氢气的质量由大到小的关系为_________。
③特别提醒
此时反应后所得溶液的质量由生成氢气的质量决定。生成氢气的质量越大，所得溶液的质量越_____，故所得溶液的质量由大到小的关系为_________。
④通过图3_____(填“能”或“不能”)判断出镁、铁、锌的金属活动性顺序。
【答案】(1)①稀硫酸 Mg=Zn=Fe
（2）①大 ZnSO >FeSO >MgSO
②金属 Mg>Fe>Zn
③小 ZnSO >FeSO >MgSO
④不能
【举一反三5】有一份铁粉与铜粉的混合物样品，为确定其组成，某同学将50 g样品加入100 g稀硫酸中，恰好完全反应，放出气体的质量与反应时间的关系如图所示。试求：
(1)生成氢气的质量为______g。
(2)样品中金属铁的质量分数是多少
【答案】
【题型9】金属和酸反应的天平分析
【典型例题】在天平的两个托盘上各放一个烧杯，杯中盛有相同的稀硫酸，此时天平平衡。如果一边放入少许锌粒，另一边放入相同质量的铁，两者完全溶解后，天平指针( )
A.偏向有锌的一边 B.偏向有铁的一边 C.不偏转 D.无法判断
【答案】A
【解析】锌和铁都能与稀硫酸反应，所以谁产生的氢气少，哪一边就重，天平指针就偏向这一边。根据题意分析，天平两侧都是金属完全参加反应，稀硫酸有剩余，根据化学方程式的计算，等质量的金属与足量的酸反应，产生的氢气锌比铁少，所以天平指针向这一侧偏。故选A。
【举一反三1】如图所示，托盘天平两端的烧杯中分别盛有等质量和质量分数的稀硫酸，调整天平平衡后，同时向天平两端的烧杯中分别加入等质量的锌粒和铁粒。以下情况不可能出现的是( )
A.反应时天平指针先向右偏转
B.反应结束后天平指针居中
C.反应结束后天平指针偏左
D.反应结束后天平指针偏右
【答案】D
【解析】锌的金属活动性强于铁，反应开始时左盘烧杯中产生氢气快，故天平指针先向右偏转，A 正确；烧杯内物质增加的质量=加入金属的质量-生成气体的质量，若稀硫酸少量，则左右两烧杯中产生的氢气质量相等，且加入的金属质量也相等，反应结束后天平指针居中，B正确；若稀硫酸过量，设加入锌粒和铁粒的质量为x，产生氢气的质量分别是y、z。
Zn + H SO === ZnSO + H ↑
65 2
x y
y=
Fe + H SO ===FeSO + H ↑
56 2
x z
z=
则左盘烧杯中产生的氢气质量小于右盘烧杯中产生的氢气质量，反应结束后左盘烧杯中物质质量大，天平指针偏左，C正确，D 错误。
【举一反三2】如图所示，托盘天平两端的烧杯中分别盛有等质量和质量分数的稀硫酸，调整天平平衡后，同时向天平两端的烧杯中分别加入等质量的锌粒和铁粒。以下情况不可能出现的是( )
A.反应时天平指针先向右偏转
B.反应结束后天平指针居中
C.反应结束后天平指针偏左
D.反应结束后天平指针偏右
【答案】D
【解析】锌的金属活动性强于铁，反应开始时左盘烧杯中产生氢气快，故天平指针先向右偏转，A 正确；烧杯内物质增加的质量=加入金属的质量-生成气体的质量，若稀硫酸少量，则左右两烧杯中产生的氢气质量相等，且加入的金属质量也相等，反应结束后天平指针居中，B正确；若稀硫酸过量，设加入锌粒和铁粒的质量为x，产生氢气的质量分别是y、z。
Zn + H SO === ZnSO + H ↑
65 2
x y
y=
Fe + H SO ===FeSO + H ↑
56 2
x z
z=
则左盘烧杯中产生的氢气质量小于右盘烧杯中产生的氢气质量，反应结束后左盘烧杯中物质质量大，天平指针偏左，C正确，D 错误。
【举一反三3】在已经调平的托盘天平两边各放一只等质量的烧杯，向烧杯中各加入质量相同、质量分数相等的稀硫酸，然后在左右两盘的烧杯中分别放入等质量的锌粉和铁粉。下列实验现象不可能观察到的是( )
A.天平指针开始偏向放铁粉的烧杯一边
B.只有铁粉有剩余
C.天平指针最终偏向放锌粉的烧杯一边
D.只有锌粉有剩余
【答案】D
【解析】金属与酸反应生成的氢气越少，天平指针就偏向这一侧。A项，在金属与酸开始反应时，由于锌的活动性比铁强，故锌产生的氢气比铁快，即相同时间内锌产生的氢气比较多，天平指针偏向放铁粉的烧杯一边；C项，当两种金属完全参加反应时，铁产生的氢气比锌多，故天平指针最终偏向放锌粉的烧杯一边；根据化学方程式的计算，可以知道，相同质量的酸参加反应，消耗的锌要比铁多，故若有一种金属剩余，会剩下的是铁粉。所以不会观察到的现象是D。
【题型10】金属与酸反应的有关计算
【典型例题】如图所示，托盘天平两端的烧杯中分别盛有等质量和质量分数的稀硫酸，调整天平平衡后，同时向天平两端的烧杯中分别加入等质量的锌粒和铁粒。以下情况不可能出现的是( )
A.反应时天平指针先向右偏转
B.反应结束后天平指针居中
C.反应结束后天平指针偏左
D.反应结束后天平指针偏右
【答案】D
【解析】 锌的金属活动性强于铁，反应开始时左盘烧杯中产生氢气快，故天平指针先向右偏转，A 正确；烧杯内物质增加的质量=加入金属的质量-生成气体的质量，若稀硫酸少量，则左右两烧杯中产生的氢气质量相等，且加入的金属质量也相等，反应结束后天平指针居中，B正确；若稀硫酸过量，设加入锌粒和铁粒的质量为x，产生氢气的质量分别是y、z。
Zn + H SO === ZnSO + H ↑
65 2
x y
y=
Fe + H SO ===FeSO + H ↑
56 2
x z
z=
则左盘烧杯中产生的氢气质量小于右盘烧杯中产生的氢气质量，反应结束后左盘烧杯中物质质量大，天平指针偏左，C正确，D 错误。
【举一反三1】将一定量镁粉、铝粉、铁粉的混合物与足量的稀硫酸完全反应,生成0.3 g氢气,则金属混合物的质量不可能为( )
A.3.6 g B.4.8 g C.5.6 g D.8.4 g
【答案】D
【解析】由化学方程式可知,等质量的镁、铝、铁三种金属与稀硫酸完全反应时,铝生成的氢气最多,铁生成的氢气最少,可采用极值法进行分析。设生成0.3 g氢气需要铝的质量是x,铁的质量是y。
2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑
54 6
x 0.3 g
Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑
56 2
y 0.3 g
所以2.7 g<金属混合物的质量<8.4 g,金属混合物的质量不可能为8.4 g。
【举一反三2】已知混合金属质量求氢气质量范围：
有镁、锌、铁三种金属的混合物共30 g，与足量的盐酸发生反应，产生氢气的质量不可能是 ( )
A. 1 g B.1. 8 g C. 2. 2 g D. 2. 6 g
【答案】D
【解析】 由镁、锌、铁分别与盐酸反应的化学方程式可知，30 g镁、30 g锌、30 g铁分别与足量盐酸反应时，生成氢气的质量分别约为2.5 g、0.923 1 g、1.071 4 g；因此镁、锌、铁三种金属的混合物共30 g与足量盐酸反应时，产生氢气的质量一定在0.9231 g～2.5 g之间，故选 D。
【举一反三3】金属材料广泛应用于生产生活中。含有锌粉6.5 g、铁粉5.6 g、铜粉3.2 g、铝粉1.8 g的混合物与一定质量的稀硫酸充分反应，反应停止后，有6 g固体剩余。则生成氢气的质量为 g。
【答案】0.5。
【解析】因为Cu的金属活动性在（H）之后，不能与稀硫酸发生置换反应，所以剩余的6克固体里肯定有全部的铜；除了铜外还剩6 g﹣3.2 g＝2.8 g固体应该是铁，因为锌和铝的活动性都比铁强，所以酸先与Zn、Al反应。那么就是6.5 g Zn、1.8 g Al、5.6 g﹣2.8 g＝2.8 g铁和硫酸完全反应了；设锌与硫酸反应生成氢气质量为x，铁与硫酸反应生成氢气质量为y，铝与硫酸反应生成氢气质量为z，
Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑
65 2
6.5 g x
x＝0.2 g
Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑
56 2
2.8 g y
y＝0.1 g
2Al+3H2SO4＝Al2（SO4）3+3H2↑
54 6
1.8 g z
z＝0.2 g
则生成氢气的总质量为：0.2 g+0.1 g+0.2 g＝0.5 g
【举一反三4】化学兴趣小组对某种粗锌(主要成分为锌，杂质不与酸反应)样品中锌的含量进行了测定。
如图所示，称10 g该粗锌样品置于质量为40 g的烧杯中，加入100 g稀硫酸(足量)，待粗锌完全反应后，称得烧杯及烧杯中剩余物总质量为149.8 g。
(1)反应过程中产生氢气的质量为_________g。
(2)计算该粗锌样品中锌的质量分数(写出计算过程及结果)。
【答案】 (1)0.2
(2)解：设该粗锌样品中锌的质量分数为x。
Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
65 2
10 g×x 0.2 g
x=65%
答：该粗锌样品中锌的质量分数为65%。
【解析】(1)由质量守恒定律可知，反应过程中产生氢气的质量为10 g+40 g+100 g-149.8 g=0.2 g。
【举一反三5】化学兴趣小组对某种粗锌(主要成分为锌，杂质不与酸反应)样品中锌的含量进行了测定。
如图所示，称10 g该粗锌样品置于质量为40 g的烧杯中，加入100 g稀硫酸(足量)，待粗锌完全反应后，称得烧杯及烧杯中剩余物总质量为149.8 g。
(1)反应过程中产生氢气的质量为________g。
(2)计算该粗锌样品中锌的质量分数(写出计算过程及结果)。
【答案】(1)0.2
(2)解：设该粗锌样品中锌的质量分数为x。
Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
65 2
10 g×x 0.2 g
x=65%
答：该粗锌样品中锌的质量分数为65%。
【解析】(1)由质量守恒定律可知，反应过程中产生氢气的质量为10 g+40 g+100 g-149.8 g=0.2 g。
【题型11】制备氢气实验的探究
【典型例题】某兴趣小组在实验室制取H 的发生装置中连接压强传感器，测得的压强变化曲线如图所示，下列说法不正确的是（ ）
A.制取氢气用锌和稀硫酸，选择锌是因为反应速率适中
B.ab段压强上升的原因是生成气体，且弹簧夹关闭
C.c点操作是打开弹簧夹
D.cd段试管内液面下降
【答案】D
【解析】制取氢气用锌和稀硫酸，锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气，选择锌是因为反应速率适中，A正确；ab段压强上升，说明反应进行，生成的气体增多，此时弹簧夹关闭，产生的气体无法排出，压强增大，将液体压入长颈漏斗，b点后，压强不变，试管中液面低于多孔隔板，固液分离，反应停止，B正确；c点之后压强减小，气体输出，所以此时是打开了弹簧夹，C正确；cd段压强逐渐减小，则说明试管中气体被排出，长颈漏斗中的液体试剂又流入试管中，则会观察到试管中的液面逐渐上升，高于多孔隔板，固液接触，反应发生，D错误。
【举一反三1】下列实验设计合理的是（ ）
A.图1：实验室制取并收集氢气
B.图2：验证二氧化碳能与水反应
C.图3：证明酸碱发生了中和反应
D.图4：验证质量守恒定律
【答案】B
【解析】实验室制取氢气，应选择不具挥发性的稀硫酸，氢气的密度比空气小，收集氢气应选择向下排空气法；二氧化碳通过干紫色石蕊纸花，纸花不变色，通过湿的紫色石蕊纸花，纸花变红，说明二氧化碳能与水反应生成能够使石蕊变色的物质；稀硫酸能够与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀和盐酸，氢氧化钠与稀硫酸反应生成的硫酸钠也能够与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠，通过沉淀的生成，不能判断氢氧化钠与稀硫酸发生了中和反应；过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下分解产生水和氧气，有气体逸出，造成烧杯内物质质量逐渐减轻，若要用其验证质量守恒定律，应在密闭容器中进行。
【举一反三2】我国科学家成功研发“液态太阳燃料合成”技术，其部分工艺流程如图所示。分析流程回答问题。
（1）电解器中发生的化学方程式为：______________________________。
（2）氢气作为高能燃料的优点____________________（写出一条即可）。
（3）实验室制取氢气的反应方程式为______________________________。
【答案】（1）2H2O2H2↑+O2↑
（2）热值大或产物无污染
（3）Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑
【解析】（1）水通电分解生成氢气和氧气，化学方程式为：2H2O2H2↑+O2↑；
（2）氢气燃烧热值高，氢气燃烧产物只有水，对环境无污染等（合理即可）；
（3）实验室利用锌粒和稀硫酸反应制取氢气，稀硫酸和锌反应生成硫酸锌和氢气，化学方程式为：Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑。
某同学设计了用锌与稀硫酸反应制取氢气的实验装置（如图所示）。
（1）如何检查该装置的气密性？
（2）金属锌在该装置中放置于何处？
（3） 在点燃氢气前为什么要检验其纯度？
（4）使用该装置制取氢气有什么优点？
【答案】
(1)连接装置，关闭止水夹，通过长颈漏斗向试管中注水至长颈漏斗中液面高于试管中的液面，静置一段时间后液面差不发生变化，则装置气密性良好
(2)置于多孔隔板上
(3)H 与 O (或空气)混合物达到一定比例，遇明火会发生爆炸，因此要检验其纯度
(4)可随时控制反应进行或停止
【举一反三4】如图是实验室常用的气体发生装置和收集装置。请回答下列问题：
(1)小花同学用高锰酸钾制取并收集O2进行铁丝燃烧实验，应选用装置 (从A～G中选择)组合进行制取，该反应的化学方程式为 。
(2)图2实验中，观察到发出白光后铁丝并未燃烧，原因是 。
(3)选用发生装置C制取氧气平缓地通入图3中，观察到 ，证明可燃物燃烧需要的条件是 。
(4)用装置D制氢气时，装入试剂后，让反应开始发生的操作是 。进行图4实验，验纯后点燃H2，罩干冷烧杯的目的是 。
【答案】(1)E
(2)火柴燃烧消耗了过多氧气，使氧气不足等（合理即可）
(3)甲中白磷燃烧，乙中白磷不燃烧 温度达到可燃物的着火点
(4)打开弹簧夹 检验氢气燃烧的产物是否为水
【解析】（1）用高锰酸钾制取氧气，属于固体加热型反应，发生装置应选A，进行铁在氧气中燃烧实验，需要收集较纯净的氧气，集气瓶底部预留少量水（防止高温熔融物溅落炸裂集气瓶底），氧气不易溶于水，排水法收集的氧气更纯净，且方便预留少量的水，所以收集装置选E，故用高锰酸钾制取并收集氧气进行铁丝燃烧实验，应选用装置AE；
（2）图2实验中，观察到发出白光后铁丝并未燃烧，原因是火柴燃烧消耗了过多氧气，使氧气不足等，合理即可；
（3）选用C装置制取氧气，C装置为固液常温型发生装置，适用于过氧化氢在二氧化锰催化下分解制取氧气，将氧气平缓地通入图3中，甲中白磷与氧气接触，但温度未达到白磷的着火点，不燃烧；乙中白磷与氧气接触，温度达到白磷的着火点，燃烧；故可观察到甲中白磷不燃烧，乙中白磷燃烧，证明可燃物燃烧需要的条件是温度达到可燃物的着火点；
（4）用装置D制取氢气时，装入试剂后，让反应开始发生的操作是打开弹簧夹，使稀硫酸滴入锥形瓶中与锌粒接触；验纯后点燃氢气，氢气燃烧生成水，可观察到干冷烧杯内壁出现水雾，罩干冷烧杯的目的是检验氢气燃烧的产物是否为水。
【题型12】铁与硫酸铜溶液的反应
【典型例题】下列化学现象描述正确的是（ ）
A.红磷在氧气中燃烧产生大量白雾
B.把一氧化碳通入灼热的氧化铁中，观察到黑色粉末变成红棕色粉末
C.铁与硫酸铜溶液反应，铁表面析出红色固体，溶液由蓝色变为浅绿色
D.一氧化碳还原氧化铜，红色固体变黑色，澄清石灰水变浑浊
【答案】C
【解析】红磷在氧气中燃烧，产生大量白烟，而不是大量白雾，A错误；把一氧化碳通入灼热的氧化铁中，一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳气体，可观察到的现象为红棕色粉末变成黑色粉末，B错误；铁与硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁，则铁表面析出红色固体，溶液由蓝色变为浅绿色，C正确；一氧化碳还原氧化铜生成铜和二氧化碳，则黑色固体变红色，澄清石灰水变浑浊，D错误。
【举一反三1】化学反应通常伴随着一定的现象，下列实验现象描述正确的是（ ）
A.镁条在空气中燃烧发出黄色的火焰
B.加热炭与氧化铜的粉末，固体由黑色变为红色
C.木炭在空气中燃烧发出白光，放热
D.铁与硫酸铜溶液反应，铁钉表面析出银白色固体
【答案】B
【解析】镁条在空气中燃烧，发出耀眼的白光，放热，生成一种白色固体，A错误；加热炭与氧化铜的粉末生成铜和二氧化碳，炭与氧化铜为黑色固体末，铜为红色固体，固体由黑色变为红色，B正确；木炭在空气中只能加热到红热，不会放出白光，C错误；铁钉放在硫酸铜溶液中，铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，铁钉表面有紫红色固体析出，溶液由蓝色变为浅绿色，D错误。
【举一反三2】同学们按照下面的知识结构图对核心物质铁进行了复习。请分析完成下列问题。
（1）铁由______________构成。
（2）铁与硫酸铜溶液反应的现象是_____________________。
（3）铁的用途之一是____________________________。
（4）____________________________（用化学方程式表示）。
【答案】（1）铁原子
（2）铁表面有红色固体附着，溶液由蓝色变为浅绿色
（3）制炒锅（合理即可）
（4）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
【解析】（1）铁由铁原子构成。（2）铁与硫酸铜溶液的反应为：Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4，则现象是：铁表面有红色固体附着，溶液由蓝色变为浅绿色。（3）铁具有良好的导热性，用途之一是制炒锅。（4）自然界中的铁以化合物形式存在，用含铁的矿石可冶炼铁，反应的化学方程式为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。
【举一反三3】根据如图所示的实验回答问题：
（1）甲图：某化学兴趣小组结合传感器技术开展“测定空气中氧气含量”的实验探究。实验中要加入足量红磷的目的是 ；集气瓶中水的作用是 ；依据实验数据分析，“只要有氧气，可燃物就能持续燃烧”的观点是 的（填“正确”或“错误”）。
（2）乙图：在进行实验之前要对金属丝进行 处理；实验中能观察到的明显现象为 。
【答案】（1）确保将氧气完全消耗（合理即可）；降温，吸收五氧化二磷，防止污染空气；错误；（2）打磨；铁丝表面有红色物质析出。
【解析】（1）实验中加入足量红磷，目的是确保将氧气完全消耗（合理即可）；集气瓶中水的主要作用是有利于容器内温度的降低，节约了实验的时间，同时能吸收生成的五氧化二磷，防止污染空气；由图可知，该观点错误，原因是当氧气浓度降低至一定程度，红磷不能燃烧；（2）金属丝表面可能有锈，应用砂纸打磨去锈；铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，银不与硫酸铜反应，实验中能观察到的明显现象为铁丝表面有红色物质析出。
【举一反三4】某化学兴趣小组同学利用已学过的知识，准备利用含FeSO4和CuSO4的废水（无其他难溶杂质），从中获得硫酸亚铁晶体，其流程如图所示：
（1）整个流程中，进行了两次操作，操作1是 （填操作名称）。
（2）加入金属X后发生反应的化学方程式： 。
（3）固体A中含有 （填化学符号）。请你写出固体A与稀硫酸反应的主要现象： 。
【答案】（1）过滤；（2）Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu；（3）Fe、Cu；固体部分溶解，溶液中有气泡产生，溶液变成浅绿色。
【解析】（1）固体A中只有Fe与稀硫酸反应生成硫酸亚铁与氢气，Cu不与稀硫酸反应，则操作1为将铜与溶液分离，为过滤操作；（2）根据上述分析得出X为Fe，Fe与硫酸铜反应生成硫酸亚铁与铜，反应的化学方程式为：Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu；（3）根据上述分析得出固体A中成分为反应产生的Cu与过量的Fe；铜不与稀硫酸反应，Fe能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁与氢气，硫酸亚铁的溶液呈浅绿色，则在A中加入稀硫酸能观察到实验现象为：固体部分溶解，溶液中有气泡产生，溶液变成浅绿色。
【题型13】金属性质综合
下列关于铁、铝、铜的说法中正确的是（ ）
A.都是银白色的金属
B.都能与稀硫酸反应
C.都能与氧气反应
D.都能被磁铁吸引
【答案】C
下列有关金属的说法中正确的是（ ）
A. 所有金属都呈银白色
B. 常温下所有金属都是固体
C. 合金的硬度一般比各成分金属小
D. 铝制品耐腐蚀是因为表面生成了致密的氧化膜
【答案】D
某同学绘制了含铁元素的部分物质转化关系图（图中“”表示一种物质可以转化为另一种物质，部分反应物、生成物及反应条件已略去）。下列说法中，正确的是（ ）
A.铁丝能在空气中剧烈燃烧实现转化①
B.转化②可通过Fe3O4与CO在常温下反应实现
C.氧气和水同时存在是实现转化③的主要条件
D.通过Fe与ZnSO4溶液反应可实现转化④
【答案】C
请回答下列问题。
（1）工业冶炼铝的原理为电解熔融的Al2O3，生成铝和一种气体。该反应的化学方程式为_________________________________。
（2）向硫酸铜溶液中加入铁粉，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。向滤渣中加入稀硫酸，有气泡冒出，则滤液中含有的物质是_____________（填化学式，水除外）。
（3）钛与盐酸反应的化学方程式为2Ti+6HCl===2X+3H2↑,则X的化学式是__________。若将钛放入硝酸银溶液中，则________（填“有”或“没有”）银析出。
【答案】
(1)2Al2O34Al+3O2↑ (2)FeSO (3)TiCl3 有
铁是一种重要的金属，认识以铁为代表的金属的性质与变化有重要意义。请你绘制以铁为中心的物质转化图。
【答案】
写出镁、铜、氧气、稀盐酸两两间能发生反应的化学方程式，并注明反应类型。
【答案】
2Mg+O22MgO(化合反应)
Mg+2HCl=MgCl +H ↑(置换反应)
2Cu+O22CuO(化合反应)
【题型1】合金与合金的性质
【典型例题】金属材料包括纯金属及合金。下列物质不属于合金的是( )
A.黄铜 B.硬铝 C.不锈钢 D.黄金
【举一反三1】文物承载着文明的记忆。下列文物中，主要成分属于合金的是( )
A.青花瓷罐
B.素纱襌衣
C.兽首玛瑙
D.青铜面具
【举一反三2】山西航空：我省高度重视航空航天产业发展，并建立了山西航空产业综合馆。飞机制造过程中会大量使用铝合金和钛合金，合金属于 材料。铝合金和钛合金用于制造飞机利用了其具有 的优良特性。
用线段将下列物质与有关的描述连接起来。
青铜 不易生锈的铁合金
不锈钢 易生锈
硬铝 人类最早使用的合金
生铁 质轻、强度高
【题型2】合金的用途
【典型例题】铜是人类广泛使用的金属。下列铜制品中利用其导热性的是（ ）
A.
B.
C.
D.
【举一反三1】下列关于金属和金属材料的说法中正确的是( )
A.生铁和钢的含碳量不同
B.黄铜比纯铜硬度小
C.合金属于合成材料
D.大多数金属在自然界中以单质形式存在
【举一反三2】下列有关金属的说法正确的是( )
A.废旧电池随意丢弃不会污染环境
B.生铁和钢是含碳量不同的铁合金
C.银的导电性比铜弱，所以用铜作导线
D.铁矿石在地壳中含量很多，可以随意开采
【举一反三3】金、铜、银按一定比例制成合金，具有柔和的粉红玫瑰色彩，被称为“玫瑰金”，广泛用于首饰设计和加工。下列叙述不正确的是（ ）
A.“玫瑰金”的硬度比金、铜、银大
B.“玫瑰金”是一种混合物
C.“玫瑰金”的熔点比金、铜、银高
D.“玫瑰金”属于金属材料
【举一反三4】下列有关物质的性质及其应用错误的是（ ）
A.
B.
C.
D.
金属与合金的用途，很大程度上取决于它们的特性。请根据以下金属或合
金的用途，推断与此相关联的物理性质。
【举一反三6】2022年，我国完成了天宫空间站的全面建设工作，这推动了金属材料的研究。
(1)合金的很多性能与组成它们的纯金属不同。如图甲能表示锡铅合金的是____________ (填“a”“b”或“c”)。
(2)锡铅合金中某种金属的质量分数与合金的熔点有如图乙所示的关系，其中横坐标表示的是__________________ (填物质名称)的质量分数；当合金熔点最低时，合金中铅与锡的质量比为__________________。
【举一反三7】2024年4月25日，我国神舟十八号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，三位航天员顺利进入空问站，5月28日，两位航天员身着航天服完成出舱任务。请回答下列问题：
(1)钛和钛合金具有很多优良的性能，广泛用于火箭、航天飞机等。钛和钛合金属于 (填“金属材料“或“复合材料”)。
(2)火箭推进器常用的燃料为偏二甲肼和四氧化二氮。在四氧化二氮(N2O4)中，氮元素的化合价为 价。
(3)空间站实验舱使用的太阳能电池中含有镓(Ga)元素。金属镓由 (填“分子”或“原子”)构成。
(4)空间站核心舱内的气体组成和空气基本一致，其中含量最多的气体是 。
(5)航天服中有废气处理系统，能使呼吸产生的废气进入装有活性炭的装置进行净化，这是利用了活性炭的 性。
【举一反三8】2023年5月10日搭载天舟六号货运飞船的长征七号遥七运载火箭成功发射，中国空间站应用与发展阶段的首次“太空快递”成功“上新”。
(1)长征七号遥七运载火箭采用液氧煤油发动机。构成液氧的微观粒子是______（用化学符号表示）。
(2)“天宫空间站”采用众多先进科技，如钛镍“形状记忆合金”制成的天线，钛镍合金属于____________（填“金属材料”或“合成材料”）。
(3)飞船使用了大量的铝合金材料，铝合金相比纯铝的优点是____________（填字母）。
A．硬度高 B．熔点高 C．抗腐蚀性强
【题型3】金属材料
【典型例题】下列是甘肃省博物馆中的四件文物，其中由金属材料制成的是（ ）
A.莲花形玻璃托盏
B.鲵鱼纹彩陶瓶
C.《仪礼》木简
D.青铜大圆鼎
【举一反三1】我省武威市出土的“马踏飞燕”堪称我国古代青铜器艺术中无与伦比的珍品，其制作材料主要是（ ）
A.合成材料
B.金属材料
C.天然材料
D.复合材料
【举一反三2】据报道，科学家成功用液态氢冷却制得固态氢，在高压下，固态氢中的氢气分子破裂为氢原子，得到具有金属性质的金属氢（如图所示），下列叙述正确的是（ ）
A.金属氢属于金属材料
B.利用金属氢制炸药符合绿色化学的要求
C.金属氢不能导电
D.构成固态和金属氢的微粒相同
【举一反三3】如图是一个白炽灯灯泡的示意图，请根据图示回答下列问题：
（1）制作灯泡的物质中，属于金属材料的有 种；
（2）玻璃是一种复杂的混合物，其主要成分是由硅和氧两种元素组成的化合物，其化学式为 ；
（3）小小同学不小心打破了一个灯泡，他把破烂的灯泡进行拆解后，标记为 （选填“可回收”或“不可回收”）垃圾。
某金属材料的一些性质如下表所示，试推测该材料的可能用途，并与同学进行讨论。
熔点 1 000 ℃
密度 4 g/cm3
强度 高
导电性 良好
导热性 良好
抗腐蚀性 优异
【题型4】金属的物理性质及用途
【典型例题】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
【举一反三1】下列物质的用途不能体现物质物理性质的是（ ）
A.铜丝可用作导线
B.活性炭用于吸附冰箱内异味
C.铁锅用于炒菜烹饪
D.氢气作为氢能源燃料
【举一反三2】生活中金属材料得到越来越广泛的应用，下列属于金属共性的是（ ）
A.熔点高 B.能导电 C.硬度大 D.银白色的光泽
【举一反三3】龙年春晚西安的《山河诗长安》，在古代与现代的跨时空碰撞之下，呈现出其独特的文化魅力，彰显这座文化名城的历史底蕴。大数据显示，西安在春节期间成为入境游目的地第一名。
（1）西安分会场的灯光熠熠生辉，仿佛一道流动的彩虹。这些灯饰中大都填充了稀有气体，这利用了稀有气体的 （填“物理”或“化学”）性质。
（2）星河轮转，时光千载，李白仗剑今朝入长安。金属可被制作成精美的佩剑、头饰，利用的是金属的 性。
（3）李白吟诵的将进酒将节目的整个气氛推向高潮，打开酒瓶，就能闻到酒香，其微观原因是 。
【举一反三4】阅读材料，回答问题。
材料1：诗人陆游的笔记中记载“书灯勿用铜盏，惟瓷盏最省油。蜀中有夹瓷盏（如图1）……可省油之半”“一端作小窍，注清冷水于其中，每夕一易之”。
材料2：西汉青铜雁鱼灯及其工作原理如图2所示，青铜雁鱼灯里面是空的，腹部用于贮水。使用时燃烧产生的烟气（含SO2）通过雁脖子进入腹部。
（1）材料1中，①“书灯勿用铜盛”是因为铜具有良好的 性，易造成油的挥发。②省油灯的原理是 。
（2）材料2中，青铜雁鱼灯腹部贮水的目的是 。
柯柯和悦悦设计了如右图的实验来比较铜、铝、铁三种金属的导热性。金属棒的一端在酒精灯上加热，一段时间后另一端的石蜡受热熔化，小针掉落。小针掉落的先后反映了金属棒导热能力的强弱。请你从对比实验的角度，说说图中实验设计有无需要改进之处。
【题型5】金属与氧气的反应综合
【典型例题】下列关于金属与氧气反应的说法正确的是（ ）
A.所有的金属在常温下都能与氧气反应
B.金属与氧气反应都必须点燃或加热
C.镁只有点燃时才与空气中的氧气反应
D.铝表面易生成一层致密的氧化铝（Al2O3）薄膜
【举一反三1】金属与金属材料在人类文明进步和社会发展中起着至关重要的作用。下列有关金属材料的说法中，正确的是（ ）
A.金属在常温下都是固体
B.“真金不怕火炼”说明金的熔点高
C.金属元素均以化合物形式存在
D.铝制品不易被锈蚀是因为铝与氧气反应表面形成一层致密的氧化膜
【举一反三2】公元2世纪，我国古代炼丹家魏伯阳著有《周易参同契》，这是世界上最早的一部炼丹专著，书中描写道：“金入于猛火，色不夺精光。”这是指金的性质在加热条件下( )
A.易氧化 B.易还原 C.很稳定 D.很活泼
【举一反三3】下列关于金属与氧气反应的观点中正确的是（ ）
A.细铁丝在空气中不能燃烧，是因为温度没有达到其着火点
B.镁在空气中能与氧气发生化学反应，其化学方程式为Mg+O2═MgO2
C.“真金不怕火炼”说明即使在高温条件下金也不与氧气反应
D.金属与氧气发生化学反应时，都需要在点燃或加热的条件下才能发生
【举一反三4】很多成语、俗语、诗词中含着丰富的科学道理。下列用化学观点解释错误的是（ ）
A.“真金不怕火炼”——黄金在高温下也不与氧气反应
B.百炼成钢：在高温和捶打下，生铁中的碳与氧气反应转化成二氧化碳，从而降低碳含量
C.“冰，水为之，而寒于水”——物质的状态不同，化学性质不同
D.“釜底抽薪”——通过移除可燃物来灭火
【举一反三5】金属冶炼和利用在我国有着悠久的历史。
(1)《天工开物》记载“凡红铜(纯铜)升黄(黄铜)而后熔化造器”，由此可知黄铜的熔点比纯铜 (填“高”或“低”)。
(2)世界上最早的炼丹专著《周易参同契》中记载：“金入于猛火，色不夺精光。”这句话蕴含的化学知识是 。
【举一反三6】阅读材料，回答相关问题。
钠元素在自然界中分布很广，常以氯化钠、碳酸钠、硫酸钠等物质存在。
钠是一种银白色金属，质软。金属钠的性质很活泼，能与许多物质发生化学反应。钠暴露在空气中，与氧气反应生成氧化钠（Na2O）；钠遇水立即发生剧烈反应，生成氢氧化钠和氢气。因此，实验室常将钠保存在煤油中。金属钠的用途广泛。钠和钾形成的合金熔点低，常温下呈液态，可用作快中子反应堆的热交换剂。利用钠的强还原性，在一定条件下可以将钛（Ti）、锆（Zr）等稀有金属从其氯化物中置换出来。
（1）自然界中钠元素以 （填“单质”或“化合物”）形式存在；金属钠应保存在 中。
（2）氧化钠中的阳离子为Na+，1个Na+中含有的电子数为 。
（3）钠钾合金可用作热交换剂，由此推测钠钾合金具有良好的 性。
（4）写出钠暴露在空气中与氧气反应的化学方程式： 。
【举一反三7】金属在国防科技、工农业生产及生活中都有着非常广泛的应用,请回答下列问题。
(1)镁被称为“国防金属”,镁粉可用于制造照明弹、燃烧弹,这是因为______________________。
(2)铝合金制造的高铁车体具有能抗击强大气流的冲击和耐受雨雪侵蚀等特点。铝具有很好的抗腐蚀性能的原因是_____________________________。
(3)黄铜(铜锌合金)外观酷似黄金,可通过加热法辨别真假黄金,依据的原理是__________________(用化学方程式表示)。
【题型6】置换反应及其应用
【典型例题】下列反应属于置换反应的是（ ）
A.3Fe+2O2Fe3O4
B.2NaOH+CuSO4═Cu（OH）2↓+Na2SO4
C.C+2CuO2Cu+CO2↑
D.2H2O22H2O+O2↑
【举一反三1】与化学相关的知识常见于中国传统文化典籍之中。下列有关说法错误的是（ ）
A.《肘后备急方》载：“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁”，此提取青蒿素的方法属于蒸馏
B.某古剑“以剂钢为刃，铁为茎干，......”，“剂钢”指的是铁的合金
C.“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”，该过程发生了置换反应
D.《梦溪笔谈》载：“高奴县出脂水，燃之如麻，但烟甚浓”，所述“脂水”属于石油
【举一反三2】下列反应属于置换反应的是（ ）
A.3CO+Fe2O32Fe+3CO2
B.CaCO3CaO+CO2↑
C.CO2+C2CO
D.Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
【举一反三3】下列反应中，属于置换反应的是( )
A.3Fe＋2O2Fe3O4
B.Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2
C.Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O
D.Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
【举一反三4】已知有如下四个化学反应：①Mg+2HCl═MgCl +H ↑、2Mg+O22MgO、③2Cu+O22CuO、④2CuO+C2Cu+CO2↑，请回答下列有关问题。
(1)置换反应是由___________反应，生成___________的反应。
(2)根据(1)中置换反应的概念判断，已知反应中属于置换反应的是______ (填序号)。
(3)类比(2)中你的选择，再写出一个属于置换反应的化学方程式_________。
(4)总结有关置换反应的特点、规律，下列说法正确的是____ (填字母)。
A. 反应后一定有气体生成
B. 反应前后元素化合价一定改变
C. 反应物的物质类别不同
D. 反应前后微粒数目一定不变
【举一反三5】钛镍合金因其形状记忆效应，广泛用于航天领域，在我国空间站建设中起到了至关重要的作用。工业生产钛的过程涉及到如下反应：
①TiO2+2Cl2+2C2X
②TiCl4+2MgTi+2MgCl2
(1)反应①中X的化学式为 。
(2)反应②的基本反应类型是 反应。
【举一反三6】已知有如下四个化学反应：①Mg+2HCl═MgCl +H ↑、2Mg+O22MgO、③2Cu+O22CuO、④2CuO+C2Cu+CO2↑，请回答下列有关问题。
(1)置换反应是由___________反应，生成___________的反应。
(2)根据(1)中置换反应的概念判断，已知反应中属于置换反应的是______ (填序号)。
(3)类比(2)中你的选择，再写出一个属于置换反应的化学方程式_________。
(4)总结有关置换反应的特点、规律，下列说法正确的是____ (填字母)。
A. 反应后一定有气体生成
B. 反应前后元素化合价一定改变
C. 反应物的物质类别不同
D. 反应前后微粒数目一定不变
【举一反三7】钛镍合金因其形状记忆效应，广泛用于航天领域，在我国空间站建设中起到了至关重要的作用。工业生产钛的过程涉及到如下反应：
①TiO2+2Cl2+2C2X
②TiCl4+2MgTi+2MgCl2
(1)反应①中X的化学式为 。
(2)反应②的基本反应类型是 反应。
【题型7】金属和稀盐酸、稀硫酸反应
【典型例题】下列物质中，能由金属和稀盐酸直接反应制得的是( )
A. FeCl B. AgCl C. CuCl D. FeCl
下列同组金属都能与稀盐酸或稀硫酸反应并产生氢气的是( )
A.Au 、Cu 、Pt
B.Fe 、Pb 、Sn
C.Mg 、Fe 、Ag
D.Al 、Hg 、K
【举一反三2】某实验小组的学生把一定量的生铁屑放入烧杯中，并注入稀硫酸，使之充分反应，请回答下列问题：
(1)生铁屑表面有__________产生，溶液的颜色由无色逐渐变为__________色。
(2)充分反应后，发现烧杯底部有少量黑色残渣，该残渣主要为__________。
(3)该反应的化学方程式可表示为______________________________。
【举一反三3】某化学兴趣小组为验证某些金属的化学性质，进行如图实验。
（1）实验中无明显现象的是__________（选填字母）。
（2）实验C反应后溶液呈__________色。
【题型8】金属和酸反应的图像分析
【典型例题】分别向同质量、同浓度的稀盐酸中加入X、Y两种金属粉末，反应时的质量关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.加入金属的质量：X＝Y
B.金属的活动性：X＞Y
C.参加反应的稀盐酸的质量：X＝Y
D.最终所得溶液的质量：X＜Y
【举一反三1】质量相等的锌和铁分别和质量相等、浓度也相等的稀盐酸反应，反应情况如图所示。则下列叙述中正确的是( )
A.图线a、b分别表示铁、锌的反应情况
B.锌、铁均反应完，盐酸有剩余
C.盐酸均反应完，一定有铁剩余
D.盐酸均反应完，一定有锌剩余
【举一反三2】向两个盛有相同质量铝粉和铁粉的烧杯中，分别滴加等浓度的稀硫酸，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，两个烧杯中产生的氢气质量相同
C.该曲线能反映铝和铁的金属活动性强弱
D.c点时，两个烧杯中金属都有剩余
【举一反三3】向等质量的镁、铝、铁中分别滴入等体积、等浓度的盐酸，生成氢气的质量与时间的关系如图1、图2所示。
第1步：明确横纵坐标信息。纵坐标为氢气的质量，横坐标为___________。
第2步：排顺序、确定反应速率(即曲线斜率)。金属越活泼，反应速率越快，曲线越陡。三种金属的活动性由强到弱的顺序(与酸的反应速率)为__________ (用化学式表示，后同)。
第3步：确定产生氢气质量的大小关系。
①盐酸不足(如图1)，最终产生氢气质量由_____的质量决定，最终生成氢气的质量大小关系为________；根据反应前后物质的总质量不变可知，所得溶液的质量=(全部)盐酸的质量+消耗金属的质量-生成氢气的质量，故所得溶液的质量由大到小的关系为_____。
②盐酸足量(如图2)，最终产生氢气质量由___________
的质量决定，针对+2价的金属(铝化合价等效为+2价，相对原子质量等效为 18)，金属的相对原子质量越小(或“平台”越高)，产生氢气的质量越多。最终生成氢气的质量由大到小关系为______；根据反应前后物质总质量不变可知，所得溶液的质量=反应物的质量-生成氢气的质量，故生成氢气的质量越大，所得溶液的质量越_____。
【举一反三4】向等质量的镁、铁、锌中分别滴入足量、等浓度的稀硫酸。生成氢气的质量与加入稀硫酸的质量关系如图所示。
第1步：明确横纵坐标信息。
第2步：明确不同阶段产生氢气的质量关系。
(1)刚开始反应时，稀硫酸量不足(如a点)，生成氢气的质量由____的质量决定，此时上述三种金属产生氢气的质量大小关系为_____（用化学式表示，下同）。
特别提醒
(2)①此时反应后所得溶液质量的大小由消耗金属的质量决定，消耗金属的质量越大、反应后所得溶液的质量越__ (填“大”或“小”，下同)，故所得溶液的质量由大到小的关系为_______。
②随着稀硫酸的不断加入，稀硫酸过量(如 b 点)，金属被完全反应，生成氢气的质量由____的质量决定，此时上述三种金属产生氢气的质量由大到小的关系为_________。
③特别提醒
此时反应后所得溶液的质量由生成氢气的质量决定。生成氢气的质量越大，所得溶液的质量越_____，故所得溶液的质量由大到小的关系为_________。
④通过图3_____(填“能”或“不能”)判断出镁、铁、锌的金属活动性顺序。
【举一反三5】有一份铁粉与铜粉的混合物样品，为确定其组成，某同学将50 g样品加入100 g稀硫酸中，恰好完全反应，放出气体的质量与反应时间的关系如图所示。试求：
(1)生成氢气的质量为______g。
(2)样品中金属铁的质量分数是多少
【题型9】金属和酸反应的天平分析
【典型例题】在天平的两个托盘上各放一个烧杯，杯中盛有相同的稀硫酸，此时天平平衡。如果一边放入少许锌粒，另一边放入相同质量的铁，两者完全溶解后，天平指针( )
A.偏向有锌的一边 B.偏向有铁的一边 C.不偏转 D.无法判断
【举一反三1】如图所示，托盘天平两端的烧杯中分别盛有等质量和质量分数的稀硫酸，调整天平平衡后，同时向天平两端的烧杯中分别加入等质量的锌粒和铁粒。以下情况不可能出现的是( )
A.反应时天平指针先向右偏转
B.反应结束后天平指针居中
C.反应结束后天平指针偏左
D.反应结束后天平指针偏右
【举一反三2】如图所示，托盘天平两端的烧杯中分别盛有等质量和质量分数的稀硫酸，调整天平平衡后，同时向天平两端的烧杯中分别加入等质量的锌粒和铁粒。以下情况不可能出现的是( )
A.反应时天平指针先向右偏转
B.反应结束后天平指针居中
C.反应结束后天平指针偏左
D.反应结束后天平指针偏右
【举一反三3】在已经调平的托盘天平两边各放一只等质量的烧杯，向烧杯中各加入质量相同、质量分数相等的稀硫酸，然后在左右两盘的烧杯中分别放入等质量的锌粉和铁粉。下列实验现象不可能观察到的是( )
A.天平指针开始偏向放铁粉的烧杯一边
B.只有铁粉有剩余
C.天平指针最终偏向放锌粉的烧杯一边
D.只有锌粉有剩余
【题型10】金属与酸反应的有关计算
【典型例题】如图所示，托盘天平两端的烧杯中分别盛有等质量和质量分数的稀硫酸，调整天平平衡后，同时向天平两端的烧杯中分别加入等质量的锌粒和铁粒。以下情况不可能出现的是( )
A.反应时天平指针先向右偏转
B.反应结束后天平指针居中
C.反应结束后天平指针偏左
D.反应结束后天平指针偏右
【举一反三1】将一定量镁粉、铝粉、铁粉的混合物与足量的稀硫酸完全反应,生成0.3 g氢气,则金属混合物的质量不可能为( )
A.3.6 g B.4.8 g C.5.6 g D.8.4 g
【举一反三2】已知混合金属质量求氢气质量范围：
有镁、锌、铁三种金属的混合物共30 g，与足量的盐酸发生反应，产生氢气的质量不可能是 ( )
A. 1 g B.1. 8 g C. 2. 2 g D. 2. 6 g
【举一反三3】金属材料广泛应用于生产生活中。含有锌粉6.5 g、铁粉5.6 g、铜粉3.2 g、铝粉1.8 g的混合物与一定质量的稀硫酸充分反应，反应停止后，有6 g固体剩余。则生成氢气的质量为 g。
【举一反三4】化学兴趣小组对某种粗锌(主要成分为锌，杂质不与酸反应)样品中锌的含量进行了测定。
如图所示，称10 g该粗锌样品置于质量为40 g的烧杯中，加入100 g稀硫酸(足量)，待粗锌完全反应后，称得烧杯及烧杯中剩余物总质量为149.8 g。
(1)反应过程中产生氢气的质量为_________g。
(2)计算该粗锌样品中锌的质量分数(写出计算过程及结果)。
【举一反三5】化学兴趣小组对某种粗锌(主要成分为锌，杂质不与酸反应)样品中锌的含量进行了测定。
如图所示，称10 g该粗锌样品置于质量为40 g的烧杯中，加入100 g稀硫酸(足量)，待粗锌完全反应后，称得烧杯及烧杯中剩余物总质量为149.8 g。
(1)反应过程中产生氢气的质量为________g。
(2)计算该粗锌样品中锌的质量分数(写出计算过程及结果)。
【题型11】制备氢气实验的探究
【典型例题】某兴趣小组在实验室制取H 的发生装置中连接压强传感器，测得的压强变化曲线如图所示，下列说法不正确的是（ ）
A.制取氢气用锌和稀硫酸，选择锌是因为反应速率适中
B.ab段压强上升的原因是生成气体，且弹簧夹关闭
C.c点操作是打开弹簧夹
D.cd段试管内液面下降
【举一反三1】下列实验设计合理的是（ ）
A.图1：实验室制取并收集氢气
B.图2：验证二氧化碳能与水反应
C.图3：证明酸碱发生了中和反应
D.图4：验证质量守恒定律
【举一反三2】我国科学家成功研发“液态太阳燃料合成”技术，其部分工艺流程如图所示。分析流程回答问题。
（1）电解器中发生的化学方程式为：______________________________。
（2）氢气作为高能燃料的优点____________________（写出一条即可）。
（3）实验室制取氢气的反应方程式为______________________________。
某同学设计了用锌与稀硫酸反应制取氢气的实验装置（如图所示）。
（1）如何检查该装置的气密性？
（2）金属锌在该装置中放置于何处？
（3） 在点燃氢气前为什么要检验其纯度？
（4）使用该装置制取氢气有什么优点？
【举一反三4】如图是实验室常用的气体发生装置和收集装置。请回答下列问题：
(1)小花同学用高锰酸钾制取并收集O2进行铁丝燃烧实验，应选用装置 (从A～G中选择)组合进行制取，该反应的化学方程式为 。
(2)图2实验中，观察到发出白光后铁丝并未燃烧，原因是 。
(3)选用发生装置C制取氧气平缓地通入图3中，观察到 ，证明可燃物燃烧需要的条件是 。
(4)用装置D制氢气时，装入试剂后，让反应开始发生的操作是 。进行图4实验，验纯后点燃H2，罩干冷烧杯的目的是 。
【题型12】铁与硫酸铜溶液的反应
【典型例题】下列化学现象描述正确的是（ ）
A.红磷在氧气中燃烧产生大量白雾
B.把一氧化碳通入灼热的氧化铁中，观察到黑色粉末变成红棕色粉末
C.铁与硫酸铜溶液反应，铁表面析出红色固体，溶液由蓝色变为浅绿色
D.一氧化碳还原氧化铜，红色固体变黑色，澄清石灰水变浑浊
【举一反三1】化学反应通常伴随着一定的现象，下列实验现象描述正确的是（ ）
A.镁条在空气中燃烧发出黄色的火焰
B.加热炭与氧化铜的粉末，固体由黑色变为红色
C.木炭在空气中燃烧发出白光，放热
D.铁与硫酸铜溶液反应，铁钉表面析出银白色固体
【举一反三2】同学们按照下面的知识结构图对核心物质铁进行了复习。请分析完成下列问题。
（1）铁由______________构成。
（2）铁与硫酸铜溶液反应的现象是_____________________。
（3）铁的用途之一是____________________________。
（4）____________________________（用化学方程式表示）。
【举一反三3】根据如图所示的实验回答问题：
（1）甲图：某化学兴趣小组结合传感器技术开展“测定空气中氧气含量”的实验探究。实验中要加入足量红磷的目的是 ；集气瓶中水的作用是 ；依据实验数据分析，“只要有氧气，可燃物就能持续燃烧”的观点是 的（填“正确”或“错误”）。
（2）乙图：在进行实验之前要对金属丝进行 处理；实验中能观察到的明显现象为 。
【举一反三4】某化学兴趣小组同学利用已学过的知识，准备利用含FeSO4和CuSO4的废水（无其他难溶杂质），从中获得硫酸亚铁晶体，其流程如图所示：
（1）整个流程中，进行了两次操作，操作1是 （填操作名称）。
（2）加入金属X后发生反应的化学方程式： 。
（3）固体A中含有 （填化学符号）。请你写出固体A与稀硫酸反应的主要现象： 。
【题型13】金属性质综合
下列关于铁、铝、铜的说法中正确的是（ ）
A.都是银白色的金属
B.都能与稀硫酸反应
C.都能与氧气反应
D.都能被磁铁吸引
下列有关金属的说法中正确的是（ ）
A. 所有金属都呈银白色
B. 常温下所有金属都是固体
C. 合金的硬度一般比各成分金属小
D. 铝制品耐腐蚀是因为表面生成了致密的氧化膜
某同学绘制了含铁元素的部分物质转化关系图（图中“”表示一种物质可以转化为另一种物质，部分反应物、生成物及反应条件已略去）。下列说法中，正确的是（ ）
A.铁丝能在空气中剧烈燃烧实现转化①
B.转化②可通过Fe3O4与CO在常温下反应实现
C.氧气和水同时存在是实现转化③的主要条件
D.通过Fe与ZnSO4溶液反应可实现转化④
请回答下列问题。
（1）工业冶炼铝的原理为电解熔融的Al2O3，生成铝和一种气体。该反应的化学方程式为_________________________________。
（2）向硫酸铜溶液中加入铁粉，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。向滤渣中加入稀硫酸，有气泡冒出，则滤液中含有的物质是_____________（填化学式，水除外）。
（3）钛与盐酸反应的化学方程式为2Ti+6HCl===2X+3H2↑,则X的化学式是__________。若将钛放入硝酸银溶液中，则________（填“有”或“没有”）银析出。
铁是一种重要的金属，认识以铁为代表的金属的性质与变化有重要意义。请你绘制以铁为中心的物质转化图。
写出镁、铜、氧气、稀盐酸两两间能发生反应的化学方程式，并注明反应类型。
沪教版（2024）九年级上册 第6章 金属资源综合利用第2节 金属的性质和应用 题型专练（参考答案）
【题型1】合金与合金的性质
【典型例题】金属材料包括纯金属及合金。下列物质不属于合金的是( )
A.黄铜 B.硬铝 C.不锈钢 D.黄金
【答案】D
【举一反三1】文物承载着文明的记忆。下列文物中，主要成分属于合金的是( )
A.青花瓷罐
B.素纱襌衣
C.兽首玛瑙
D.青铜面具
【答案】D
【举一反三2】山西航空：我省高度重视航空航天产业发展，并建立了山西航空产业综合馆。飞机制造过程中会大量使用铝合金和钛合金，合金属于 材料。铝合金和钛合金用于制造飞机利用了其具有 的优良特性。
【答案】金属；抗腐蚀性好。
【解析】合金属于金属材料，铝合金和钛合金具有抗腐蚀性好、硬度大、强度大、密度小等优良特性。
用线段将下列物质与有关的描述连接起来。
青铜 不易生锈的铁合金
不锈钢 易生锈
硬铝 人类最早使用的合金
生铁 质轻、强度高
【答案】
【题型2】合金的用途
【典型例题】铜是人类广泛使用的金属。下列铜制品中利用其导热性的是（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】铜导线利用了铜具有优良的导电性，A不符合题意；铜火锅，是利用了铜具有优良的导热性，B符合题意；黄铜饰品，不是利用其导热性，C不符合题意；青铜宝剑，不是利用其导热性，D不符合题意。
【举一反三1】下列关于金属和金属材料的说法中正确的是( )
A.生铁和钢的含碳量不同
B.黄铜比纯铜硬度小
C.合金属于合成材料
D.大多数金属在自然界中以单质形式存在
【答案】A
【解析】生铁和钢的含碳量不同，前者高于后者，A正确；
合金的硬度大于组成纯金属的硬度，因此黄铜比纯铜硬度大，B错误；
合金属于金属材料，合成材料包含塑料、合成橡胶和合成纤维，C错误；
大多数金属在自然界中以化合物的形式存在，只有少数很不活泼的金属元素如金等以单质形式存在，D错误。
【举一反三2】下列有关金属的说法正确的是( )
A.废旧电池随意丢弃不会污染环境
B.生铁和钢是含碳量不同的铁合金
C.银的导电性比铜弱，所以用铜作导线
D.铁矿石在地壳中含量很多，可以随意开采
【答案】B
【解析】废旧电池随意丢弃会污染环境，A错误；生铁和钢是含碳量不同的铁合金，B正确；银的导电性比铜强，但铜的价格更便宜，所以用铜作导线，C错误；矿石资源有限且不可再生，要合理开采利用，D错误。
【举一反三3】金、铜、银按一定比例制成合金，具有柔和的粉红玫瑰色彩，被称为“玫瑰金”，广泛用于首饰设计和加工。下列叙述不正确的是（ ）
A.“玫瑰金”的硬度比金、铜、银大
B.“玫瑰金”是一种混合物
C.“玫瑰金”的熔点比金、铜、银高
D.“玫瑰金”属于金属材料
【答案】C
【解析】“玫瑰金”是一种合金，所以是一种混合物，属于金属材料；合金的硬度一般比组成它们的纯金属更高，熔点更低，抗腐蚀性能也更好。
【举一反三4】下列有关物质的性质及其应用错误的是（ ）
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】铁具有导热性，可用于制作铁锅，故A选项说法正确；焊锡熔点低，可用于焊接金属，故B选项说法正确；青铜抗腐蚀性好，耐磨，用于制轴承、齿轮，故C选项说法正确；金属银导电性好，但熔点不高，不能用于制灯丝，一般用钨制灯丝，故D选项说法错误。
金属与合金的用途，很大程度上取决于它们的特性。请根据以下金属或合
金的用途，推断与此相关联的物理性质。
【答案】
质轻、硬度大 熔点高 液态金属，熔点低，比热容小，对温度变化敏感 硬度大，熔点低 导热性好，硬度大、韧性好 生物相容性好
【举一反三6】2022年，我国完成了天宫空间站的全面建设工作，这推动了金属材料的研究。
(1)合金的很多性能与组成它们的纯金属不同。如图甲能表示锡铅合金的是____________ (填“a”“b”或“c”)。
(2)锡铅合金中某种金属的质量分数与合金的熔点有如图乙所示的关系，其中横坐标表示的是__________________ (填物质名称)的质量分数；当合金熔点最低时，合金中铅与锡的质量比为__________________。
【答案】(1)a
(2)锡 2∶3
【解析】 (1)锡铅合金的熔点比锡、铅的熔点都低，因此题图甲能表示锡铅合金的是a。(2)题图乙中，横坐标表示的物质质量分数为0时，锡铅合金的熔点要比其质量分数为100%时高，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；合金熔点最低时锡的质量分数为60%，所以铅的质量分数为40%，此时合金中铅与锡的质量比为40%∶60%=2∶3。
【举一反三7】2024年4月25日，我国神舟十八号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，三位航天员顺利进入空问站，5月28日，两位航天员身着航天服完成出舱任务。请回答下列问题：
(1)钛和钛合金具有很多优良的性能，广泛用于火箭、航天飞机等。钛和钛合金属于 (填“金属材料“或“复合材料”)。
(2)火箭推进器常用的燃料为偏二甲肼和四氧化二氮。在四氧化二氮(N2O4)中，氮元素的化合价为 价。
(3)空间站实验舱使用的太阳能电池中含有镓(Ga)元素。金属镓由 (填“分子”或“原子”)构成。
(4)空间站核心舱内的气体组成和空气基本一致，其中含量最多的气体是 。
(5)航天服中有废气处理系统，能使呼吸产生的废气进入装有活性炭的装置进行净化，这是利用了活性炭的 性。
【答案】(1)金属材料 (2)+4 (3)原子 (4)氮气 (5)吸附
【解析】(2)在化合物中各元素的化合价代数和为0，在四氧化二氮(N2O4)中，氧元素为﹣2价，氮元素的化合价为+4价。
【举一反三8】2023年5月10日搭载天舟六号货运飞船的长征七号遥七运载火箭成功发射，中国空间站应用与发展阶段的首次“太空快递”成功“上新”。
(1)长征七号遥七运载火箭采用液氧煤油发动机。构成液氧的微观粒子是______（用化学符号表示）。
(2)“天宫空间站”采用众多先进科技，如钛镍“形状记忆合金”制成的天线，钛镍合金属于____________（填“金属材料”或“合成材料”）。
(3)飞船使用了大量的铝合金材料，铝合金相比纯铝的优点是____________（填字母）。
A．硬度高 B．熔点高 C．抗腐蚀性强
【答案】(1)O2
(2)金属材料
(3)AC
【解析】（1）氧气是由氧分子构成的，用O2表示，所以构成液氧的微观粒子是氧分子，化学符号是O2。
（2）合金、纯金属属于金属材料，所以钛镍合金属于金属材料。（3）铝合金相比纯铝的优点是硬度大、熔点低、抗腐蚀性强。
【题型3】金属材料
【典型例题】下列是甘肃省博物馆中的四件文物，其中由金属材料制成的是（ ）
A.莲花形玻璃托盏
B.鲵鱼纹彩陶瓶
C.《仪礼》木简
D.青铜大圆鼎
【答案】D
【解析】莲花形玻璃托盏是由玻璃制成，玻璃属于无机非金属材料，A错误；鲵鱼纹彩陶瓶是由陶瓷制成，陶瓷属于无机非金属材料，B错误；《仪礼》木简是由木材制成的，木材属于天然材料，C错误；青铜大圆鼎是由青铜制成的，青铜属于铜合金，属于金属材料，D正确。
【举一反三1】我省武威市出土的“马踏飞燕”堪称我国古代青铜器艺术中无与伦比的珍品，其制作材料主要是（ ）
A.合成材料
B.金属材料
C.天然材料
D.复合材料
【答案】B
【解析】合成材料包括塑料、合成橡胶、合成纤维，青铜器属于铜的合金，故A错误；青铜器属于铜的合金，合金属于金属材料，故B正确；天然材料主要指的是棉花、羊毛、麻、蚕丝、木头等，故C错误；复合材料主要指玻璃钢等，青铜器属于铜的合金，合金属于金属材料，故D错误。
【举一反三2】据报道，科学家成功用液态氢冷却制得固态氢，在高压下，固态氢中的氢气分子破裂为氢原子，得到具有金属性质的金属氢（如图所示），下列叙述正确的是（ ）
A.金属氢属于金属材料
B.利用金属氢制炸药符合绿色化学的要求
C.金属氢不能导电
D.构成固态和金属氢的微粒相同
【答案】B
【解析】金属氢是由氢元素组成的，属于非金属单质，不属于金属材料，故A错误；金属氢燃烧生成水，对环境没有污染，符合绿色化学的要求，故B正确；金属氢具有金属性质，具有导电性，故C错误；由题意可知，固态氢是由氢分子构成的，金属氢是由氢原子直接构成的，故D错误。
【举一反三3】如图是一个白炽灯灯泡的示意图，请根据图示回答下列问题：
（1）制作灯泡的物质中，属于金属材料的有 种；
（2）玻璃是一种复杂的混合物，其主要成分是由硅和氧两种元素组成的化合物，其化学式为 ；
（3）小小同学不小心打破了一个灯泡，他把破烂的灯泡进行拆解后，标记为 （选填“可回收”或“不可回收”）垃圾。
【答案】（1）3；（2）SiO2；（3）可回收。
【解析】（1）钨丝、铜丝和铝灯帽属于金属材料制成的；故答案为：3；
（2）在化合物中，硅元素显+4价，氧元素显﹣2价，则二者组成的化合物的化学式为SiO2；故答案为：SiO2；
（3）灯泡中的钨丝、铜丝、铝灯帽等均可回收重新利用，因此标记为可回收垃圾；故答案为：可回收。
某金属材料的一些性质如下表所示，试推测该材料的可能用途，并与同学进行讨论。
熔点 1 000 ℃
密度 4 g/cm3
强度 高
导电性 良好
导热性 良好
抗腐蚀性 优异
【答案】
该金属材料可用于航空航天、生物医疗等领域(或其他合理答案)
【题型4】金属的物理性质及用途
【典型例题】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
【答案】B
【举一反三1】下列物质的用途不能体现物质物理性质的是（ ）
A.铜丝可用作导线
B.活性炭用于吸附冰箱内异味
C.铁锅用于炒菜烹饪
D.氢气作为氢能源燃料
【答案】D
【解析】物质在化学变化过程中表现出来的性质叫作化学性质；物质不需要发生化学变化就表现出来的性质叫作物理性质；铜丝具有导电性，可用作导线，用途体现物质的物理性质，故A不符合题意；活性炭具有疏松多孔的结构，具有吸附性，用于吸附冰箱内异味，用途体现物质的物理性质，故B不符合题意；金属铁具有导热性，用于炒菜烹饪，用途体现物质的物理性质，故C不符合题意；氢气具有可燃性，用作氢能源燃料，发生化学变化，用途不能体现物质物理性质，故D符合题意。
【举一反三2】生活中金属材料得到越来越广泛的应用，下列属于金属共性的是（ ）
A.熔点高 B.能导电 C.硬度大 D.银白色的光泽
【答案】B
【解析】不是所有的金属熔点都很高，有一些金属熔点较低，例如：汞，A错误；金属具有良好的导电性，B正确；不是所有的金属硬度都很大，有一些金属的硬度很小，例如：铅硬度很小，C错误；金属不同金属的颜色可能不同，如铁是银白色但铜是紫红色，D错误。
【举一反三3】龙年春晚西安的《山河诗长安》，在古代与现代的跨时空碰撞之下，呈现出其独特的文化魅力，彰显这座文化名城的历史底蕴。大数据显示，西安在春节期间成为入境游目的地第一名。
（1）西安分会场的灯光熠熠生辉，仿佛一道流动的彩虹。这些灯饰中大都填充了稀有气体，这利用了稀有气体的 （填“物理”或“化学”）性质。
（2）星河轮转，时光千载，李白仗剑今朝入长安。金属可被制作成精美的佩剑、头饰，利用的是金属的 性。
（3）李白吟诵的将进酒将节目的整个气氛推向高潮，打开酒瓶，就能闻到酒香，其微观原因是 。
【答案】（1）物理；（2）延展；（3）分子在不断运动。
【解析】（1）稀有气体在通电后能够发出不同颜色的光，但由于没有生成新物质，属于物理变化，所以稀有气体在通电后能够发出不同颜色的光属于物理性质。
（2）金属可被制作成精美的佩剑、头饰，利用的是金属的延展性，因此易加工成各种形状。
（3）打开酒瓶就能闻到扑鼻的酒香，是因为分子在不断运动。
【举一反三4】阅读材料，回答问题。
材料1：诗人陆游的笔记中记载“书灯勿用铜盏，惟瓷盏最省油。蜀中有夹瓷盏（如图1）……可省油之半”“一端作小窍，注清冷水于其中，每夕一易之”。
材料2：西汉青铜雁鱼灯及其工作原理如图2所示，青铜雁鱼灯里面是空的，腹部用于贮水。使用时燃烧产生的烟气（含SO2）通过雁脖子进入腹部。
（1）材料1中，①“书灯勿用铜盛”是因为铜具有良好的 性，易造成油的挥发。②省油灯的原理是 。
（2）材料2中，青铜雁鱼灯腹部贮水的目的是 。
【答案】（1）①导热；②油燃烧时放热，下层盏内水吸热，减少了油的挥发；
（2）吸收烟气中的二氧化硫，减少空气污染。
【解析】（1）①“书灯勿用铜盛”，是因为铜具有良好的导热性，易造成油的挥发。
②省油灯的原理是：油燃烧时放热，下层盏内水吸热，减少了油的挥发，以达到省油的目的。
（2）青铜雁鱼灯里面是空的，腹部用于贮水。使用时燃烧产生的烟气（含SO2）通过雁脖子进入腹部，故青铜雁鱼灯腹部贮水的目的是吸收烟气中的二氧化硫，减少空气污染。
柯柯和悦悦设计了如右图的实验来比较铜、铝、铁三种金属的导热性。金属棒的一端在酒精灯上加热，一段时间后另一端的石蜡受热熔化，小针掉落。小针掉落的先后反映了金属棒导热能力的强弱。请你从对比实验的角度，说说图中实验设计有无需要改进之处。
【答案】不合理。根据对比实验的要求，应使用长短、粗细相同的铜棒、铝棒、铁棒，在其一端分别用等量的石蜡(热熔再冷却)固定长短、粗细相同的小针。并用酒精灯的外焰同时在三根金属棒另一端(距离石蜡相同长度的位置)加热，以小针掉落的时间来判断铜棒、铝棒和铁棒的导热性。(提示：图中金属棒的长短不同、小针的长短不同)
【题型5】金属与氧气的反应综合
【典型例题】下列关于金属与氧气反应的说法正确的是（ ）
A.所有的金属在常温下都能与氧气反应
B.金属与氧气反应都必须点燃或加热
C.镁只有点燃时才与空气中的氧气反应
D.铝表面易生成一层致密的氧化铝（Al2O3）薄膜
【答案】D
【解析】常温下有的金属不能和氧气反应，例如铜，A不正确。常温下铝能和氧气反应，B不正确。常温下镁能和氧气反应，C不正确。铝表面易生成一层致密的氧化铝（Al2O3）薄膜，D正确。
【举一反三1】金属与金属材料在人类文明进步和社会发展中起着至关重要的作用。下列有关金属材料的说法中，正确的是（ ）
A.金属在常温下都是固体
B.“真金不怕火炼”说明金的熔点高
C.金属元素均以化合物形式存在
D.铝制品不易被锈蚀是因为铝与氧气反应表面形成一层致密的氧化膜
【答案】D
【解析】汞是金属，常温下是液体，A错误；“真金不怕火炼”说明金的化学性质稳定，B错误；金中的金元素主要以单质形式存在，C错误；铝制品不易被锈蚀是因为铝与氧气反应表面形成一层致密的氧化膜，D正确。
【举一反三2】公元2世纪，我国古代炼丹家魏伯阳著有《周易参同契》，这是世界上最早的一部炼丹专著，书中描写道：“金入于猛火，色不夺精光。”这是指金的性质在加热条件下( )
A.易氧化 B.易还原 C.很稳定 D.很活泼
【答案】C
【解析】“入于猛火”却“色不夺精光”，是指黄金颜色没有发生变化，说明黄金性质稳定，在加热的条件下不容易与其他物质发生化学反应。
【举一反三3】下列关于金属与氧气反应的观点中正确的是（ ）
A.细铁丝在空气中不能燃烧，是因为温度没有达到其着火点
B.镁在空气中能与氧气发生化学反应，其化学方程式为Mg+O2═MgO2
C.“真金不怕火炼”说明即使在高温条件下金也不与氧气反应
D.金属与氧气发生化学反应时，都需要在点燃或加热的条件下才能发生
【答案】C
【解析】细铁丝在空气中不能燃烧，是因为空气中氧气的浓度小，A错误。镁在空气中能与氧气发生化学反应，其化学方程式为2Mg+O2═2MgO，B错误。“真金不怕火炼”意思是金即使在高温时也不与氧气反应，说明金的化学性质不活泼，C正确。金属与氧气发生化学反应时，不一定都需要在点燃或加热的条件下才能发生，如铝在空气中能与氧气反应，不需要点燃或加热，D错误。
【举一反三4】很多成语、俗语、诗词中含着丰富的科学道理。下列用化学观点解释错误的是（ ）
A.“真金不怕火炼”——黄金在高温下也不与氧气反应
B.百炼成钢：在高温和捶打下，生铁中的碳与氧气反应转化成二氧化碳，从而降低碳含量
C.“冰，水为之，而寒于水”——物质的状态不同，化学性质不同
D.“釜底抽薪”——通过移除可燃物来灭火
【答案】C
【解析】“真金不怕火炼”意思是金即使在高温时也不与氧气反应，说明金的化学性质不活泼，A正确；生铁和钢的主要区别在于含碳量不同，钢的碳含量低，在空气中锤打，目的是在高温和捶打下，让碳和氧气反应生成二氧化碳，从而降低含碳量，B正确；“冰，水为之，而寒于水”，冰是固态的水，说明物质的状态不同，物理性质不同，但它们的化学性质相同，C错误；釜底抽薪，含义是抽去锅底下的柴火，清除了可燃物，达到灭火的目的，D正确。
【举一反三5】金属冶炼和利用在我国有着悠久的历史。
(1)《天工开物》记载“凡红铜(纯铜)升黄(黄铜)而后熔化造器”，由此可知黄铜的熔点比纯铜 (填“高”或“低”)。
(2)世界上最早的炼丹专著《周易参同契》中记载：“金入于猛火，色不夺精光。”这句话蕴含的化学知识是 。
【答案】(1)低 (2)金的化学性质稳定(或金在高温下不与氧气反应)
【举一反三6】阅读材料，回答相关问题。
钠元素在自然界中分布很广，常以氯化钠、碳酸钠、硫酸钠等物质存在。
钠是一种银白色金属，质软。金属钠的性质很活泼，能与许多物质发生化学反应。钠暴露在空气中，与氧气反应生成氧化钠（Na2O）；钠遇水立即发生剧烈反应，生成氢氧化钠和氢气。因此，实验室常将钠保存在煤油中。金属钠的用途广泛。钠和钾形成的合金熔点低，常温下呈液态，可用作快中子反应堆的热交换剂。利用钠的强还原性，在一定条件下可以将钛（Ti）、锆（Zr）等稀有金属从其氯化物中置换出来。
（1）自然界中钠元素以 （填“单质”或“化合物”）形式存在；金属钠应保存在 中。
（2）氧化钠中的阳离子为Na+，1个Na+中含有的电子数为 。
（3）钠钾合金可用作热交换剂，由此推测钠钾合金具有良好的 性。
（4）写出钠暴露在空气中与氧气反应的化学方程式： 。
【答案】（1）化合物；煤油；（2）10；（3）导热；（4）4Na+O2＝2Na2O。
【解析】（1）由材料可知，钠元素在自然界中常以氯化钠、硫酸钠等物质存在，则以化合物形式存在；由材料可知，实验室常将钠保存在煤油中；（2）钠为11号元素，原子序数＝原子的质子数＝核外电子数，则1个钠原子有11个电子，而Na+是由钠原子失去1个电子形成的，则1个Na+中含有的电子数为11﹣1＝10个；（3）钠钾合金可用作热交换剂，说明钾合金具有良好的导热性；（4）钠和氧气反应生成氧化钠，反应的化学方程式为：4Na+O2＝2Na2O。
【举一反三7】金属在国防科技、工农业生产及生活中都有着非常广泛的应用,请回答下列问题。
(1)镁被称为“国防金属”,镁粉可用于制造照明弹、燃烧弹,这是因为______________________。
(2)铝合金制造的高铁车体具有能抗击强大气流的冲击和耐受雨雪侵蚀等特点。铝具有很好的抗腐蚀性能的原因是_____________________________。
(3)黄铜(铜锌合金)外观酷似黄金,可通过加热法辨别真假黄金,依据的原理是__________________(用化学方程式表示)。
【答案】(1)镁燃烧能发出耀眼的白光 (2)铝在空气中能与氧气反应,其表面生成一层致密的氧化铝薄膜,阻止铝进一步氧化 (3)2Cu+O22CuO
【解析】(3)可通过加热法辨别真假黄金,加热时铜与氧气反应生成氧化铜,黄铜会变黑;金的化学性质稳定,加热条件下不发生反应。
【题型6】置换反应及其应用
【典型例题】下列反应属于置换反应的是（ ）
A.3Fe+2O2Fe3O4
B.2NaOH+CuSO4═Cu（OH）2↓+Na2SO4
C.C+2CuO2Cu+CO2↑
D.2H2O22H2O+O2↑
【答案】C
【解析】A项，该反应符合“多变一”的形式，属于化合反应；B项，该反应的反应物均为化合物，不属于置换反应；C项，该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，属于置换反应；D项，该反应符合“一变多”的特点，属于分解反应。
【举一反三1】与化学相关的知识常见于中国传统文化典籍之中。下列有关说法错误的是（ ）
A.《肘后备急方》载：“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁”，此提取青蒿素的方法属于蒸馏
B.某古剑“以剂钢为刃，铁为茎干，......”，“剂钢”指的是铁的合金
C.“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”，该过程发生了置换反应
D.《梦溪笔谈》载：“高奴县出脂水，燃之如麻，但烟甚浓”，所述“脂水”属于石油
【答案】A
【解析】青嵩一握，以水二升渍，绞取汁为萃取，而不是蒸馏，A错误；剑刃所需金属材料应具有硬度大的性质，所以剂钢应为铁的合金，B正确；“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”，即铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，符合“一种单质跟一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物”的特点，属于置换反应，C正确；“脂水燃之如麻，但烟甚浓”，说明脂水具有可燃性，由实验现象可知，“脂水”属于石油，D正确。
【举一反三2】下列反应属于置换反应的是（ ）
A.3CO+Fe2O32Fe+3CO2
B.CaCO3CaO+CO2↑
C.CO2+C2CO
D.Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑
【答案】D
【解析】解：A项，该反应的反应物均为化合物，不属于置换反应；B项，该反应符合“一变多”的形式，属于分解反应；C项，该反应符合“多变一”的形式，属于化合反应；D项，该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，属于置换反应。
【举一反三3】下列反应中，属于置换反应的是( )
A.3Fe＋2O2Fe3O4
B.Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2
C.Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O
D.Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
【答案】D
【解析】置换反应是指一种单质和一种化合物反应，生成另一种单质与另一种化合物的反应。
【举一反三4】已知有如下四个化学反应：①Mg+2HCl═MgCl +H ↑、2Mg+O22MgO、③2Cu+O22CuO、④2CuO+C2Cu+CO2↑，请回答下列有关问题。
(1)置换反应是由___________反应，生成___________的反应。
(2)根据(1)中置换反应的概念判断，已知反应中属于置换反应的是______ (填序号)。
(3)类比(2)中你的选择，再写出一个属于置换反应的化学方程式_________。
(4)总结有关置换反应的特点、规律，下列说法正确的是____ (填字母)。
A. 反应后一定有气体生成
B. 反应前后元素化合价一定改变
C. 反应物的物质类别不同
D. 反应前后微粒数目一定不变
【答案】(1)一种单质和一种化合物 另一种单质和另一种化合物
(2)①④
(3)CuO+H2Cu+H O(合理即可)
(4)BC
【解析】利用置换反应的概念进行分析。置换反应是指一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应；其中单质中所含元素的化合价一定发生改变。
【举一反三5】钛镍合金因其形状记忆效应，广泛用于航天领域，在我国空间站建设中起到了至关重要的作用。工业生产钛的过程涉及到如下反应：
①TiO2+2Cl2+2C2X
②TiCl4+2MgTi+2MgCl2
(1)反应①中X的化学式为 。
(2)反应②的基本反应类型是 反应。
【答案】(1)CO (2)置换
【解析】(1)由反应的化学方程式可知，反应前含有Ti、Cl、C、O的原子个数分别为1、4、2、2，反应后除去2X外，含有Ti、Cl、C、O的原子个数分别为1、4、0、0，根据反应前后原子的种类和个数不变，2X中含有2个碳原子和2个氧原子，则每个X分子由1个碳原子和1个氧原子构成，则物质X的化学式为CO。(2)该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，属于置换反应。
【举一反三6】已知有如下四个化学反应：①Mg+2HCl═MgCl +H ↑、2Mg+O22MgO、③2Cu+O22CuO、④2CuO+C2Cu+CO2↑，请回答下列有关问题。
(1)置换反应是由___________反应，生成___________的反应。
(2)根据(1)中置换反应的概念判断，已知反应中属于置换反应的是______ (填序号)。
(3)类比(2)中你的选择，再写出一个属于置换反应的化学方程式_________。
(4)总结有关置换反应的特点、规律，下列说法正确的是____ (填字母)。
A. 反应后一定有气体生成
B. 反应前后元素化合价一定改变
C. 反应物的物质类别不同
D. 反应前后微粒数目一定不变
【答案】(1)一种单质和一种化合物 另一种单质和另一种化合物
(2)①④
(3)CuO+H2Cu+H O(合理即可)
(4)BC
【解析】利用置换反应的概念进行分析。置换反应是指一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应；其中单质中所含元素的化合价一定发生改变。
【举一反三7】钛镍合金因其形状记忆效应，广泛用于航天领域，在我国空间站建设中起到了至关重要的作用。工业生产钛的过程涉及到如下反应：
①TiO2+2Cl2+2C2X
②TiCl4+2MgTi+2MgCl2
(1)反应①中X的化学式为 。
(2)反应②的基本反应类型是 反应。
【答案】(1)CO (2)置换
【解析】(1)由反应的化学方程式可知，反应前含有Ti、Cl、C、O的原子个数分别为1、4、2、2，反应后除去2X外，含有Ti、Cl、C、O的原子个数分别为1、4、0、0，根据反应前后原子的种类和个数不变，2X中含有2个碳原子和2个氧原子，则每个X分子由1个碳原子和1个氧原子构成，则物质X的化学式为CO。(2)该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，属于置换反应。
【题型7】金属和稀盐酸、稀硫酸反应
【典型例题】下列物质中，能由金属和稀盐酸直接反应制得的是( )
A. FeCl B. AgCl C. CuCl D. FeCl
【答案】D
【解析】铁与稀盐酸反应的化学方程式为Fe+2HCl===FeCl +H ↑,生成的是氯化亚铁，而不是氯化铁，故A错误，D正确；铜、银不能与稀盐酸反应，故B、C错误。
下列同组金属都能与稀盐酸或稀硫酸反应并产生氢气的是( )
A.Au 、Cu 、Pt
B.Fe 、Pb 、Sn
C.Mg 、Fe 、Ag
D.Al 、Hg 、K
【答案】B
【举一反三2】某实验小组的学生把一定量的生铁屑放入烧杯中，并注入稀硫酸，使之充分反应，请回答下列问题：
(1)生铁屑表面有__________产生，溶液的颜色由无色逐渐变为__________色。
(2)充分反应后，发现烧杯底部有少量黑色残渣，该残渣主要为__________。
(3)该反应的化学方程式可表示为______________________________。
【答案】(1)气泡 浅绿
(2)碳
(3) Fe+H SO ===FeSO +H ↑
【解析】 生铁是含碳量为2%～4.3%的铁合金，铁可以与酸反应，碳与酸不反应，铁与酸反应产生H 时，生成亚铁离子，而亚铁离子在溶液中呈浅绿色。（1）生铁屑表面有气泡产生，溶液的颜色由无色逐渐变为浅绿色。(2)充分反应后烧杯底部有黑色残渣，该残渣主要为碳。(3)化学方程式为Fe+H SO ===FeSO +H ↑。
【举一反三3】某化学兴趣小组为验证某些金属的化学性质，进行如图实验。
（1）实验中无明显现象的是__________（选填字母）。
（2）实验C反应后溶液呈__________色。
【答案】（1）E
（2）浅绿
【解析】（1）稀盐酸不能和铜反应，所以实验中无明显现象的是E；（2）实验C中，稀盐酸和铁反应生成氯化亚铁和氢气，氯化亚铁溶液是浅绿色的，反应后溶液呈浅绿色。
【题型8】金属和酸反应的图像分析
【典型例题】分别向同质量、同浓度的稀盐酸中加入X、Y两种金属粉末，反应时的质量关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.加入金属的质量：X＝Y
B.金属的活动性：X＞Y
C.参加反应的稀盐酸的质量：X＝Y
D.最终所得溶液的质量：X＜Y
【答案】C
【解析】由题图可知，加入金属的质量：X＞Y，故A错误；由于题图横坐标不是时间，则无法比较金属活动性，故B错误；由题图可知，最终生成的氢气的质量相同，根据氢元素守恒，则说明参加反应的稀盐酸的质量相同，故C正确；根据质量守恒定律，由于消耗的金属质量：X＞Y，生成的氢气的质量相同，消耗的稀盐酸的质量相同，则最终所得溶液的质量：X＞Y，故D错误。
【举一反三1】质量相等的锌和铁分别和质量相等、浓度也相等的稀盐酸反应，反应情况如图所示。则下列叙述中正确的是( )
A.图线a、b分别表示铁、锌的反应情况
B.锌、铁均反应完，盐酸有剩余
C.盐酸均反应完，一定有铁剩余
D.盐酸均反应完，一定有锌剩余
【答案】C
【解析】由于在金属活动性顺序中，锌在铁前，锌的金属活动性比铁强，所以图线a、b分别表示锌、铁的反应情况，故A错误；等质量金属完全反应放出氢气质量大小关系：Fe＞Zn，由于得到的氢气一样多，说明稀盐酸全部参与反应，消耗的铁的质量小于锌的质量，所以这两种金属都有剩余或铁有剩余，故B错误，C正确；由上述分析可知，等质量的稀盐酸消耗的锌多，又因生成的气体一样多，因此铁一定有剩余，故D错误。
【举一反三2】向两个盛有相同质量铝粉和铁粉的烧杯中，分别滴加等浓度的稀硫酸，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，两个烧杯中产生的氢气质量相同
C.该曲线能反映铝和铁的金属活动性强弱
D.c点时，两个烧杯中金属都有剩余
【答案】D
【解析】由图可知，a点时，Al与稀硫酸恰好完全反应，盛铁的烧杯中的酸有剩余；由图可知，b点时，铁已经完全反应，铝还在反应，两个烧杯中消耗硫酸不相等，产生氢气的质量不相同，铝产生氢气的质量大于铁产生的；由图可知，该曲线不是氢气与时间的曲线，故该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；由图可知，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。
【举一反三3】向等质量的镁、铝、铁中分别滴入等体积、等浓度的盐酸，生成氢气的质量与时间的关系如图1、图2所示。
第1步：明确横纵坐标信息。纵坐标为氢气的质量，横坐标为___________。
第2步：排顺序、确定反应速率(即曲线斜率)。金属越活泼，反应速率越快，曲线越陡。三种金属的活动性由强到弱的顺序(与酸的反应速率)为__________ (用化学式表示，后同)。
第3步：确定产生氢气质量的大小关系。
①盐酸不足(如图1)，最终产生氢气质量由_____的质量决定，最终生成氢气的质量大小关系为________；根据反应前后物质的总质量不变可知，所得溶液的质量=(全部)盐酸的质量+消耗金属的质量-生成氢气的质量，故所得溶液的质量由大到小的关系为_____。
②盐酸足量(如图2)，最终产生氢气质量由___________
的质量决定，针对+2价的金属(铝化合价等效为+2价，相对原子质量等效为 18)，金属的相对原子质量越小(或“平台”越高)，产生氢气的质量越多。最终生成氢气的质量由大到小关系为______；根据反应前后物质总质量不变可知，所得溶液的质量=反应物的质量-生成氢气的质量，故生成氢气的质量越大，所得溶液的质量越_____。
【答案】第1步：时间
第2步： Mg>Al>Fe
第3步：①盐酸 Mg=Al=Fe FeCl >MgCl >AlCl ②金属 Al>Mg>Fe 小
【举一反三4】向等质量的镁、铁、锌中分别滴入足量、等浓度的稀硫酸。生成氢气的质量与加入稀硫酸的质量关系如图所示。
第1步：明确横纵坐标信息。
第2步：明确不同阶段产生氢气的质量关系。
(1)刚开始反应时，稀硫酸量不足(如a点)，生成氢气的质量由____的质量决定，此时上述三种金属产生氢气的质量大小关系为_____（用化学式表示，下同）。
特别提醒
(2)①此时反应后所得溶液质量的大小由消耗金属的质量决定，消耗金属的质量越大、反应后所得溶液的质量越__ (填“大”或“小”，下同)，故所得溶液的质量由大到小的关系为_______。
②随着稀硫酸的不断加入，稀硫酸过量(如 b 点)，金属被完全反应，生成氢气的质量由____的质量决定，此时上述三种金属产生氢气的质量由大到小的关系为_________。
③特别提醒
此时反应后所得溶液的质量由生成氢气的质量决定。生成氢气的质量越大，所得溶液的质量越_____，故所得溶液的质量由大到小的关系为_________。
④通过图3_____(填“能”或“不能”)判断出镁、铁、锌的金属活动性顺序。
【答案】(1)①稀硫酸 Mg=Zn=Fe
（2）①大 ZnSO >FeSO >MgSO
②金属 Mg>Fe>Zn
③小 ZnSO >FeSO >MgSO
④不能
【举一反三5】有一份铁粉与铜粉的混合物样品，为确定其组成，某同学将50 g样品加入100 g稀硫酸中，恰好完全反应，放出气体的质量与反应时间的关系如图所示。试求：
(1)生成氢气的质量为______g。
(2)样品中金属铁的质量分数是多少
【答案】
【题型9】金属和酸反应的天平分析
【典型例题】在天平的两个托盘上各放一个烧杯，杯中盛有相同的稀硫酸，此时天平平衡。如果一边放入少许锌粒，另一边放入相同质量的铁，两者完全溶解后，天平指针( )
A.偏向有锌的一边 B.偏向有铁的一边 C.不偏转 D.无法判断
【答案】A
【解析】锌和铁都能与稀硫酸反应，所以谁产生的氢气少，哪一边就重，天平指针就偏向这一边。根据题意分析，天平两侧都是金属完全参加反应，稀硫酸有剩余，根据化学方程式的计算，等质量的金属与足量的酸反应，产生的氢气锌比铁少，所以天平指针向这一侧偏。故选A。
【举一反三1】如图所示，托盘天平两端的烧杯中分别盛有等质量和质量分数的稀硫酸，调整天平平衡后，同时向天平两端的烧杯中分别加入等质量的锌粒和铁粒。以下情况不可能出现的是( )
A.反应时天平指针先向右偏转
B.反应结束后天平指针居中
C.反应结束后天平指针偏左
D.反应结束后天平指针偏右
【答案】D
【解析】锌的金属活动性强于铁，反应开始时左盘烧杯中产生氢气快，故天平指针先向右偏转，A 正确；烧杯内物质增加的质量=加入金属的质量-生成气体的质量，若稀硫酸少量，则左右两烧杯中产生的氢气质量相等，且加入的金属质量也相等，反应结束后天平指针居中，B正确；若稀硫酸过量，设加入锌粒和铁粒的质量为x，产生氢气的质量分别是y、z。
Zn + H SO === ZnSO + H ↑
65 2
x y
y=
Fe + H SO ===FeSO + H ↑
56 2
x z
z=
则左盘烧杯中产生的氢气质量小于右盘烧杯中产生的氢气质量，反应结束后左盘烧杯中物质质量大，天平指针偏左，C正确，D 错误。
【举一反三2】如图所示，托盘天平两端的烧杯中分别盛有等质量和质量分数的稀硫酸，调整天平平衡后，同时向天平两端的烧杯中分别加入等质量的锌粒和铁粒。以下情况不可能出现的是( )
A.反应时天平指针先向右偏转
B.反应结束后天平指针居中
C.反应结束后天平指针偏左
D.反应结束后天平指针偏右
【答案】D
【解析】锌的金属活动性强于铁，反应开始时左盘烧杯中产生氢气快，故天平指针先向右偏转，A 正确；烧杯内物质增加的质量=加入金属的质量-生成气体的质量，若稀硫酸少量，则左右两烧杯中产生的氢气质量相等，且加入的金属质量也相等，反应结束后天平指针居中，B正确；若稀硫酸过量，设加入锌粒和铁粒的质量为x，产生氢气的质量分别是y、z。
Zn + H SO === ZnSO + H ↑
65 2
x y
y=
Fe + H SO ===FeSO + H ↑
56 2
x z
z=
则左盘烧杯中产生的氢气质量小于右盘烧杯中产生的氢气质量，反应结束后左盘烧杯中物质质量大，天平指针偏左，C正确，D 错误。
【举一反三3】在已经调平的托盘天平两边各放一只等质量的烧杯，向烧杯中各加入质量相同、质量分数相等的稀硫酸，然后在左右两盘的烧杯中分别放入等质量的锌粉和铁粉。下列实验现象不可能观察到的是( )
A.天平指针开始偏向放铁粉的烧杯一边
B.只有铁粉有剩余
C.天平指针最终偏向放锌粉的烧杯一边
D.只有锌粉有剩余
【答案】D
【解析】金属与酸反应生成的氢气越少，天平指针就偏向这一侧。A项，在金属与酸开始反应时，由于锌的活动性比铁强，故锌产生的氢气比铁快，即相同时间内锌产生的氢气比较多，天平指针偏向放铁粉的烧杯一边；C项，当两种金属完全参加反应时，铁产生的氢气比锌多，故天平指针最终偏向放锌粉的烧杯一边；根据化学方程式的计算，可以知道，相同质量的酸参加反应，消耗的锌要比铁多，故若有一种金属剩余，会剩下的是铁粉。所以不会观察到的现象是D。
【题型10】金属与酸反应的有关计算
【典型例题】如图所示，托盘天平两端的烧杯中分别盛有等质量和质量分数的稀硫酸，调整天平平衡后，同时向天平两端的烧杯中分别加入等质量的锌粒和铁粒。以下情况不可能出现的是( )
A.反应时天平指针先向右偏转
B.反应结束后天平指针居中
C.反应结束后天平指针偏左
D.反应结束后天平指针偏右
【答案】D
【解析】 锌的金属活动性强于铁，反应开始时左盘烧杯中产生氢气快，故天平指针先向右偏转，A 正确；烧杯内物质增加的质量=加入金属的质量-生成气体的质量，若稀硫酸少量，则左右两烧杯中产生的氢气质量相等，且加入的金属质量也相等，反应结束后天平指针居中，B正确；若稀硫酸过量，设加入锌粒和铁粒的质量为x，产生氢气的质量分别是y、z。
Zn + H SO === ZnSO + H ↑
65 2
x y
y=
Fe + H SO ===FeSO + H ↑
56 2
x z
z=
则左盘烧杯中产生的氢气质量小于右盘烧杯中产生的氢气质量，反应结束后左盘烧杯中物质质量大，天平指针偏左，C正确，D 错误。
【举一反三1】将一定量镁粉、铝粉、铁粉的混合物与足量的稀硫酸完全反应,生成0.3 g氢气,则金属混合物的质量不可能为( )
A.3.6 g B.4.8 g C.5.6 g D.8.4 g
【答案】D
【解析】由化学方程式可知,等质量的镁、铝、铁三种金属与稀硫酸完全反应时,铝生成的氢气最多,铁生成的氢气最少,可采用极值法进行分析。设生成0.3 g氢气需要铝的质量是x,铁的质量是y。
2Al+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2↑
54 6
x 0.3 g
Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑
56 2
y 0.3 g
所以2.7 g<金属混合物的质量<8.4 g,金属混合物的质量不可能为8.4 g。
【举一反三2】已知混合金属质量求氢气质量范围：
有镁、锌、铁三种金属的混合物共30 g，与足量的盐酸发生反应，产生氢气的质量不可能是 ( )
A. 1 g B.1. 8 g C. 2. 2 g D. 2. 6 g
【答案】D
【解析】 由镁、锌、铁分别与盐酸反应的化学方程式可知，30 g镁、30 g锌、30 g铁分别与足量盐酸反应时，生成氢气的质量分别约为2.5 g、0.923 1 g、1.071 4 g；因此镁、锌、铁三种金属的混合物共30 g与足量盐酸反应时，产生氢气的质量一定在0.9231 g～2.5 g之间，故选 D。
【举一反三3】金属材料广泛应用于生产生活中。含有锌粉6.5 g、铁粉5.6 g、铜粉3.2 g、铝粉1.8 g的混合物与一定质量的稀硫酸充分反应，反应停止后，有6 g固体剩余。则生成氢气的质量为 g。
【答案】0.5。
【解析】因为Cu的金属活动性在（H）之后，不能与稀硫酸发生置换反应，所以剩余的6克固体里肯定有全部的铜；除了铜外还剩6 g﹣3.2 g＝2.8 g固体应该是铁，因为锌和铝的活动性都比铁强，所以酸先与Zn、Al反应。那么就是6.5 g Zn、1.8 g Al、5.6 g﹣2.8 g＝2.8 g铁和硫酸完全反应了；设锌与硫酸反应生成氢气质量为x，铁与硫酸反应生成氢气质量为y，铝与硫酸反应生成氢气质量为z，
Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑
65 2
6.5 g x
x＝0.2 g
Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑
56 2
2.8 g y
y＝0.1 g
2Al+3H2SO4＝Al2（SO4）3+3H2↑
54 6
1.8 g z
z＝0.2 g
则生成氢气的总质量为：0.2 g+0.1 g+0.2 g＝0.5 g
【举一反三4】化学兴趣小组对某种粗锌(主要成分为锌，杂质不与酸反应)样品中锌的含量进行了测定。
如图所示，称10 g该粗锌样品置于质量为40 g的烧杯中，加入100 g稀硫酸(足量)，待粗锌完全反应后，称得烧杯及烧杯中剩余物总质量为149.8 g。
(1)反应过程中产生氢气的质量为_________g。
(2)计算该粗锌样品中锌的质量分数(写出计算过程及结果)。
【答案】 (1)0.2
(2)解：设该粗锌样品中锌的质量分数为x。
Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
65 2
10 g×x 0.2 g
x=65%
答：该粗锌样品中锌的质量分数为65%。
【解析】(1)由质量守恒定律可知，反应过程中产生氢气的质量为10 g+40 g+100 g-149.8 g=0.2 g。
【举一反三5】化学兴趣小组对某种粗锌(主要成分为锌，杂质不与酸反应)样品中锌的含量进行了测定。
如图所示，称10 g该粗锌样品置于质量为40 g的烧杯中，加入100 g稀硫酸(足量)，待粗锌完全反应后，称得烧杯及烧杯中剩余物总质量为149.8 g。
(1)反应过程中产生氢气的质量为________g。
(2)计算该粗锌样品中锌的质量分数(写出计算过程及结果)。
【答案】(1)0.2
(2)解：设该粗锌样品中锌的质量分数为x。
Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
65 2
10 g×x 0.2 g
x=65%
答：该粗锌样品中锌的质量分数为65%。
【解析】(1)由质量守恒定律可知，反应过程中产生氢气的质量为10 g+40 g+100 g-149.8 g=0.2 g。
【题型11】制备氢气实验的探究
【典型例题】某兴趣小组在实验室制取H 的发生装置中连接压强传感器，测得的压强变化曲线如图所示，下列说法不正确的是（ ）
A.制取氢气用锌和稀硫酸，选择锌是因为反应速率适中
B.ab段压强上升的原因是生成气体，且弹簧夹关闭
C.c点操作是打开弹簧夹
D.cd段试管内液面下降
【答案】D
【解析】制取氢气用锌和稀硫酸，锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气，选择锌是因为反应速率适中，A正确；ab段压强上升，说明反应进行，生成的气体增多，此时弹簧夹关闭，产生的气体无法排出，压强增大，将液体压入长颈漏斗，b点后，压强不变，试管中液面低于多孔隔板，固液分离，反应停止，B正确；c点之后压强减小，气体输出，所以此时是打开了弹簧夹，C正确；cd段压强逐渐减小，则说明试管中气体被排出，长颈漏斗中的液体试剂又流入试管中，则会观察到试管中的液面逐渐上升，高于多孔隔板，固液接触，反应发生，D错误。
【举一反三1】下列实验设计合理的是（ ）
A.图1：实验室制取并收集氢气
B.图2：验证二氧化碳能与水反应
C.图3：证明酸碱发生了中和反应
D.图4：验证质量守恒定律
【答案】B
【解析】实验室制取氢气，应选择不具挥发性的稀硫酸，氢气的密度比空气小，收集氢气应选择向下排空气法；二氧化碳通过干紫色石蕊纸花，纸花不变色，通过湿的紫色石蕊纸花，纸花变红，说明二氧化碳能与水反应生成能够使石蕊变色的物质；稀硫酸能够与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀和盐酸，氢氧化钠与稀硫酸反应生成的硫酸钠也能够与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠，通过沉淀的生成，不能判断氢氧化钠与稀硫酸发生了中和反应；过氧化氢在二氧化锰作催化剂的条件下分解产生水和氧气，有气体逸出，造成烧杯内物质质量逐渐减轻，若要用其验证质量守恒定律，应在密闭容器中进行。
【举一反三2】我国科学家成功研发“液态太阳燃料合成”技术，其部分工艺流程如图所示。分析流程回答问题。
（1）电解器中发生的化学方程式为：______________________________。
（2）氢气作为高能燃料的优点____________________（写出一条即可）。
（3）实验室制取氢气的反应方程式为______________________________。
【答案】（1）2H2O2H2↑+O2↑
（2）热值大或产物无污染
（3）Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑
【解析】（1）水通电分解生成氢气和氧气，化学方程式为：2H2O2H2↑+O2↑；
（2）氢气燃烧热值高，氢气燃烧产物只有水，对环境无污染等（合理即可）；
（3）实验室利用锌粒和稀硫酸反应制取氢气，稀硫酸和锌反应生成硫酸锌和氢气，化学方程式为：Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑。
某同学设计了用锌与稀硫酸反应制取氢气的实验装置（如图所示）。
（1）如何检查该装置的气密性？
（2）金属锌在该装置中放置于何处？
（3） 在点燃氢气前为什么要检验其纯度？
（4）使用该装置制取氢气有什么优点？
【答案】
(1)连接装置，关闭止水夹，通过长颈漏斗向试管中注水至长颈漏斗中液面高于试管中的液面，静置一段时间后液面差不发生变化，则装置气密性良好
(2)置于多孔隔板上
(3)H 与 O (或空气)混合物达到一定比例，遇明火会发生爆炸，因此要检验其纯度
(4)可随时控制反应进行或停止
【举一反三4】如图是实验室常用的气体发生装置和收集装置。请回答下列问题：
(1)小花同学用高锰酸钾制取并收集O2进行铁丝燃烧实验，应选用装置 (从A～G中选择)组合进行制取，该反应的化学方程式为 。
(2)图2实验中，观察到发出白光后铁丝并未燃烧，原因是 。
(3)选用发生装置C制取氧气平缓地通入图3中，观察到 ，证明可燃物燃烧需要的条件是 。
(4)用装置D制氢气时，装入试剂后，让反应开始发生的操作是 。进行图4实验，验纯后点燃H2，罩干冷烧杯的目的是 。
【答案】(1)E
(2)火柴燃烧消耗了过多氧气，使氧气不足等（合理即可）
(3)甲中白磷燃烧，乙中白磷不燃烧 温度达到可燃物的着火点
(4)打开弹簧夹 检验氢气燃烧的产物是否为水
【解析】（1）用高锰酸钾制取氧气，属于固体加热型反应，发生装置应选A，进行铁在氧气中燃烧实验，需要收集较纯净的氧气，集气瓶底部预留少量水（防止高温熔融物溅落炸裂集气瓶底），氧气不易溶于水，排水法收集的氧气更纯净，且方便预留少量的水，所以收集装置选E，故用高锰酸钾制取并收集氧气进行铁丝燃烧实验，应选用装置AE；
（2）图2实验中，观察到发出白光后铁丝并未燃烧，原因是火柴燃烧消耗了过多氧气，使氧气不足等，合理即可；
（3）选用C装置制取氧气，C装置为固液常温型发生装置，适用于过氧化氢在二氧化锰催化下分解制取氧气，将氧气平缓地通入图3中，甲中白磷与氧气接触，但温度未达到白磷的着火点，不燃烧；乙中白磷与氧气接触，温度达到白磷的着火点，燃烧；故可观察到甲中白磷不燃烧，乙中白磷燃烧，证明可燃物燃烧需要的条件是温度达到可燃物的着火点；
（4）用装置D制取氢气时，装入试剂后，让反应开始发生的操作是打开弹簧夹，使稀硫酸滴入锥形瓶中与锌粒接触；验纯后点燃氢气，氢气燃烧生成水，可观察到干冷烧杯内壁出现水雾，罩干冷烧杯的目的是检验氢气燃烧的产物是否为水。
【题型12】铁与硫酸铜溶液的反应
【典型例题】下列化学现象描述正确的是（ ）
A.红磷在氧气中燃烧产生大量白雾
B.把一氧化碳通入灼热的氧化铁中，观察到黑色粉末变成红棕色粉末
C.铁与硫酸铜溶液反应，铁表面析出红色固体，溶液由蓝色变为浅绿色
D.一氧化碳还原氧化铜，红色固体变黑色，澄清石灰水变浑浊
【答案】C
【解析】红磷在氧气中燃烧，产生大量白烟，而不是大量白雾，A错误；把一氧化碳通入灼热的氧化铁中，一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳气体，可观察到的现象为红棕色粉末变成黑色粉末，B错误；铁与硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁，则铁表面析出红色固体，溶液由蓝色变为浅绿色，C正确；一氧化碳还原氧化铜生成铜和二氧化碳，则黑色固体变红色，澄清石灰水变浑浊，D错误。
【举一反三1】化学反应通常伴随着一定的现象，下列实验现象描述正确的是（ ）
A.镁条在空气中燃烧发出黄色的火焰
B.加热炭与氧化铜的粉末，固体由黑色变为红色
C.木炭在空气中燃烧发出白光，放热
D.铁与硫酸铜溶液反应，铁钉表面析出银白色固体
【答案】B
【解析】镁条在空气中燃烧，发出耀眼的白光，放热，生成一种白色固体，A错误；加热炭与氧化铜的粉末生成铜和二氧化碳，炭与氧化铜为黑色固体末，铜为红色固体，固体由黑色变为红色，B正确；木炭在空气中只能加热到红热，不会放出白光，C错误；铁钉放在硫酸铜溶液中，铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，铁钉表面有紫红色固体析出，溶液由蓝色变为浅绿色，D错误。
【举一反三2】同学们按照下面的知识结构图对核心物质铁进行了复习。请分析完成下列问题。
（1）铁由______________构成。
（2）铁与硫酸铜溶液反应的现象是_____________________。
（3）铁的用途之一是____________________________。
（4）____________________________（用化学方程式表示）。
【答案】（1）铁原子
（2）铁表面有红色固体附着，溶液由蓝色变为浅绿色
（3）制炒锅（合理即可）
（4）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
【解析】（1）铁由铁原子构成。（2）铁与硫酸铜溶液的反应为：Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4，则现象是：铁表面有红色固体附着，溶液由蓝色变为浅绿色。（3）铁具有良好的导热性，用途之一是制炒锅。（4）自然界中的铁以化合物形式存在，用含铁的矿石可冶炼铁，反应的化学方程式为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。
【举一反三3】根据如图所示的实验回答问题：
（1）甲图：某化学兴趣小组结合传感器技术开展“测定空气中氧气含量”的实验探究。实验中要加入足量红磷的目的是 ；集气瓶中水的作用是 ；依据实验数据分析，“只要有氧气，可燃物就能持续燃烧”的观点是 的（填“正确”或“错误”）。
（2）乙图：在进行实验之前要对金属丝进行 处理；实验中能观察到的明显现象为 。
【答案】（1）确保将氧气完全消耗（合理即可）；降温，吸收五氧化二磷，防止污染空气；错误；（2）打磨；铁丝表面有红色物质析出。
【解析】（1）实验中加入足量红磷，目的是确保将氧气完全消耗（合理即可）；集气瓶中水的主要作用是有利于容器内温度的降低，节约了实验的时间，同时能吸收生成的五氧化二磷，防止污染空气；由图可知，该观点错误，原因是当氧气浓度降低至一定程度，红磷不能燃烧；（2）金属丝表面可能有锈，应用砂纸打磨去锈；铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，银不与硫酸铜反应，实验中能观察到的明显现象为铁丝表面有红色物质析出。
【举一反三4】某化学兴趣小组同学利用已学过的知识，准备利用含FeSO4和CuSO4的废水（无其他难溶杂质），从中获得硫酸亚铁晶体，其流程如图所示：
（1）整个流程中，进行了两次操作，操作1是 （填操作名称）。
（2）加入金属X后发生反应的化学方程式： 。
（3）固体A中含有 （填化学符号）。请你写出固体A与稀硫酸反应的主要现象： 。
【答案】（1）过滤；（2）Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu；（3）Fe、Cu；固体部分溶解，溶液中有气泡产生，溶液变成浅绿色。
【解析】（1）固体A中只有Fe与稀硫酸反应生成硫酸亚铁与氢气，Cu不与稀硫酸反应，则操作1为将铜与溶液分离，为过滤操作；（2）根据上述分析得出X为Fe，Fe与硫酸铜反应生成硫酸亚铁与铜，反应的化学方程式为：Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu；（3）根据上述分析得出固体A中成分为反应产生的Cu与过量的Fe；铜不与稀硫酸反应，Fe能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁与氢气，硫酸亚铁的溶液呈浅绿色，则在A中加入稀硫酸能观察到实验现象为：固体部分溶解，溶液中有气泡产生，溶液变成浅绿色。
【题型13】金属性质综合
下列关于铁、铝、铜的说法中正确的是（ ）
A.都是银白色的金属
B.都能与稀硫酸反应
C.都能与氧气反应
D.都能被磁铁吸引
【答案】C
下列有关金属的说法中正确的是（ ）
A. 所有金属都呈银白色
B. 常温下所有金属都是固体
C. 合金的硬度一般比各成分金属小
D. 铝制品耐腐蚀是因为表面生成了致密的氧化膜
【答案】D
某同学绘制了含铁元素的部分物质转化关系图（图中“”表示一种物质可以转化为另一种物质，部分反应物、生成物及反应条件已略去）。下列说法中，正确的是（ ）
A.铁丝能在空气中剧烈燃烧实现转化①
B.转化②可通过Fe3O4与CO在常温下反应实现
C.氧气和水同时存在是实现转化③的主要条件
D.通过Fe与ZnSO4溶液反应可实现转化④
【答案】C
请回答下列问题。
（1）工业冶炼铝的原理为电解熔融的Al2O3，生成铝和一种气体。该反应的化学方程式为_________________________________。
（2）向硫酸铜溶液中加入铁粉，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。向滤渣中加入稀硫酸，有气泡冒出，则滤液中含有的物质是_____________（填化学式，水除外）。
（3）钛与盐酸反应的化学方程式为2Ti+6HCl===2X+3H2↑,则X的化学式是__________。若将钛放入硝酸银溶液中，则________（填“有”或“没有”）银析出。
【答案】
(1)2Al2O34Al+3O2↑ (2)FeSO (3)TiCl3 有
铁是一种重要的金属，认识以铁为代表的金属的性质与变化有重要意义。请你绘制以铁为中心的物质转化图。
【答案】
写出镁、铜、氧气、稀盐酸两两间能发生反应的化学方程式，并注明反应类型。
【答案】
2Mg+O22MgO(化合反应)
Mg+2HCl=MgCl +H ↑(置换反应)
2Cu+O22CuO(化合反应)
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