第八单元 课题2 金属的化学性质 寒假巩固（含解析） -2025-2026学年九年级化学人教版下册
文档属性
| 名称 | 第八单元 课题2 金属的化学性质 寒假巩固（含解析） -2025-2026学年九年级化学人教版下册 |
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| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 2.5MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2026-02-05 00:00:00 | ||
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文档简介
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人教版（2024）九年级下册 第八单元 金属和金属材料课题2 金属的化学性质 寒假巩固
【题型1】置换反应及其应用
【典型例题】下列化学反应属于置换反应的是（ ）
A.CO+CuO═Cu+CO2
B.Cl2+H2O═HCl+HClO
C.CaO+H2O═Ca（OH）2
D.3C+2Fe2O3 4Fe+3CO2↑
【举一反三1】下列反应中属于置换反应的是（ ）
A.S+O2SO2
B.C2H5OH+3O22CO2+3H2O
C.WO3+3H2W+3H2O
D.NaCl+AgNO3＝AgCl↓+NaNO3
【举一反三2】芯片是电脑、手机等电子产品的核心部件，芯片的主要成分是纯度极高的硅，其运算速率与硅的纯度有关。
（1）硅与金刚石结构相似，则硅是由 （填微粒名称）构成的。
（2）图为硅原子结构示意图及元素信息。
①图中n＝ ，硅属于 （填“金属”或者“非金属”）元素。图中“+14”中14的含义是 。
②硅酸钠（Na2SiO3）其水溶液俗称水玻璃。在高温下，硅酸钠溶液吸热水分蒸发，发生分解反应释放出SiO2（不可燃固体），可以用作木材防火剂。请简述其防火的原理 。
（3）制硅的主要化学方程式有①2C+SiO22CO↑+Si（得到粗硅）；②Si+2Cl2SiCl4；③2H2+SiCl4Si+4HCl。其中属于置换反应的是 （填序号）。
【举一反三3】我国古代的“湿法炼铜”原理是Fe+CuSO4═FeSO4+Cu。请根据化学方程式计算，用含40 g硫酸铜的溶液与足量的铁充分反应，理论上能得到铜的质量是多少？
【题型2】金属和稀盐酸、稀硫酸反应
【典型例题】把一枚硬币投入稀盐酸中，过一段时间观察到溶液变成浅绿色，说明硬币中一定含有（ ）
A.铝 B.镁 C.铁 D.铜
【举一反三1】铁钉和足量稀盐酸充分反应后，会留有残渣，残渣的主要成分是（ ）
A.铁
B.碳及其他不溶性杂质
C.氯化亚铁
D.氯化铁
【举一反三2】金属在生活、生产中有着广泛应用，金属材料已成为社会发展的重要物质基础。
（1）我国“天问一号”火星探测器成功降落火星，实现了中国航天史无前例的突破在探测器运行系统中使用了铜丝作电线，是因为铜具有良好的 性和延展性。
（2）铝化学性质比较活泼，但铝制品却耐腐蚀，原因是 （用化学方程式表示）。
（3）第24届冬奥会纪念币的材质为黄铜合金，强度高，耐腐蚀。若将少量黄铜合金投入到足量稀盐酸中， （“有”或“没有”）固体剩余。
（4）“嫦娥五号”使用的记忆合金再次让全世界关注新合金材料。Mg2Cu是一种能够储存氢能源的合金，它吸氢后生成MgCu2合金和MgH2，而MgH2和稀盐酸反应能产生氢气。MgH2和稀盐酸反应的化学方程式是 。
【举一反三3】某化学小组利用下图所示装置测定铜锌合金样品中锌的质量分数(图中固定装置已略去)。
探究过程如下：
Ⅰ.连接实验装置并检查装置气密性；
Ⅱ.向B中加入质量为m的铜锌合金粉末，由注射器A向B缓缓加入稀硫酸，待B中不再有气体产生气体时，夹紧弹簧夹，立即移出D中导管，准确读取并记录量筒内水的体积；
Ⅲ.经过滤等操作，准确称量并记录B中剩余固体物质的质量；
Ⅳ.该小组的甲同学根据反应前后B中固体物质的质量计算样品中锌的质量分数；乙同学认定量筒内测得水的体积即为反应生成气体的体积，并利用该气体在常温下的密度，根据化学方程式进行相关计算，得到样品中锌的质量分数。
请回答下列问题：
(1)B中发生反应的化学方程式为________________________________________________。
(2)Ⅲ中，正确的操作顺序是：过滤、________、________、称量。
(3)通过误差分析，化学小组发现乙同学所用数据不可靠。造成该数据不可靠的原因及其对计算结果的影响是：_____________________________________________________________。
①Ⅱ中，移出D中的导管内留存有水，导致计算结果偏________(填“大”或“小”或“无法确定”)。
②___________________________________________________________导致计算结果偏大。
【举一反三4】同学们学习了金属的化学性质后，在实验室设计并完成了如下实验，以比较铁、铜的金属活动性强弱。
实验方法：将打磨过的铁丝、铜丝分别浸入稀盐酸溶液中。
（1）实验原理：①中发生反应的化学方程式为 。
（2）实验现象：①中可观察到的现象是 ，②中无明显现象。
（3）实验结论： 。
（4）实验后，接下来必须要做的事情是 ，完善实验报告，离开实验室。
问题与交流：②中无明显现象的原因是 。
【题型3】金属和酸反应的图像分析
【典型例题】等质量的M、N两种金属，分别与相同质量分数的足量稀盐酸反应（已知M、N在生成物中均为+2价），生成氢气质量和反应时间的关系如图所示，下列叙述正确的是( )
A.M、N两种金属中较活泼的是N
B.生成H2的质量M＜N
C.相对原子质量较大的是N
D.产生H2的速率N＞M
【举一反三1】现有等质量甲、乙、丙三种金属，分别放入三份相同浓度的足量稀硫酸中，产生氢气的质量与反应时间的关系如图所示（已知甲、乙、丙在生成物中化合价均为+2价）。则下列说法中错误的是（ ）
A.金属活动性：乙＞甲＞丙
B.生成氢气的质量：甲＞乙＞丙
C.相对原子质量：乙＞丙＞甲
D.消耗硫酸的质量：甲＞乙＞丙
【举一反三2】相同质量的镁、铁、锌三种金属，分别与足量的、相同质量分数的稀硫酸充分反应，生成氢气质量与反应时间关系如图，分析图像判断，下面说法正确的是( )
A.金属锌反应速率最大
B.锌的金属活动性最强
C.金属镁生成氢气质量最多
D.金属铁消耗硫酸质量最多
【举一反三3】某兴趣小组为探究金属与酸反应的规律，将质量相等的甲乙两种金属分别放入质量分数相等的足量的稀盐酸中，经实验测定并绘出生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示。分析图像得出下列结论，其中一定正确的是( )
A.金属甲比金属乙活泼
B.金属甲比金属乙的相对原子质量大
C.金属乙比金属甲的反应速率大
D.金属乙比金属甲的化合价高
【举一反三4】小刚与小红分别做相同质量的不同金属与同质量、同质量分数的稀H2SO4反应的实验，实验结束后，分别交上的实验报告，并绘制出金属Zn、Fe分别与稀H2SO4反应放出H2的函数图像（如图所示）。两个图像中存在有错误的图像是 ，判断错误的理由是 ，图像不同的原因是 。由该实验可以得到的结论：①金属与酸反应的速率与有关。②金属与酸反应中若生成盐中金属价态相同，则生成的氢气量与有关。
【举一反三5】等质量的三种不同金属X、Y、Z分别和足量的溶质质量分数相同的稀硫酸反应，都生成相同价态硫酸盐，其反应情况如图所示。回答：
(1)三种金属的活动顺序由强到弱的是___________________________________。
(2)三种金属的相对原子质量由大到小的顺序是__________________________________。
(3)若Z代表铁，写出它跟稀硫酸反应的化学方程式：_________________________________。
【举一反三6】向等质量、等浓度的稀硫酸中分别加入足量的镁、铁、锌三种金属。生成氢气的质量与加入金属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，金属量不足(如m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由大到小的关系为_________。
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_______。
②待稀硫酸完全反应后，金属过量(如n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_________。
特别提醒
此时反应后所得溶液的质量由消耗金属的质量决定。消耗金属的质量越大，所得溶液的质量越_____，故所得溶液的质量 由大到小的关系为______。
③通过图4_____(填“能”或“不能”)判断出镁、铁、锌的金属活动性顺序。
【举一反三7】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_____。
特别提醒
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”，后同)，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_________。
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小的关系为_________。
③通过图3_____(填“能”或“不能”)判断出镁、铁、锌的金属活动性顺序。
【题型4】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】托盘天平左、右两边各放一只质量相等的烧杯，在两只烧杯中加入等质量、等质量分数的稀盐酸，此时天平保持平衡。然后在左盘烧杯中加入5 g锌粒，在右盘烧杯中加入5 g铁粉，充分反应后，两烧杯底部均有固体剩余，则此时天平（ ）
A.偏向左边 B.偏向右边 C.仍然平衡 D.无法判断
【举一反三2】欲测定Cu－Zn合金及Cu－Ag合金中铜的质量分数，实验室只提供一瓶未标明质量分数的稀硫酸和必要的仪器。
(1)你认为能测出铜的质量分数的是___________合金。
(2)取该合金的粉末26 g加入稀硫酸充分反应，所加稀硫酸与生成气体的质量关系如图所示。
①生成气体的质量为________g。
②请计算该合金中铜的质量分数。
【举一反三3】用镊子将一经砂纸打磨的铝片放于一洁净的烧杯中，然后向烧杯中滴加足量的稀盐酸。使其充分反应，生成1 g氢气。计算该铝片中单质铝的质量。
【题型5】金属和酸反应的天平分析
【典型例题】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
【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，托盘天平两边各放了一只盛有足量等质量、等质量分数稀硫酸的小烧杯，向左右两边分别加入等质量的不同的金属，实验开始后发现左边先下沉，一段时间后右边下沉。符合这一现象的组合是(前面的放左盘，后面的放右盘)( )
A.铁、锌 B.铁、铜 C.锌、铁 D.镁、铁
【举一反三3】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
【举一反三4】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6】金属与金属化合物溶液反应
【典型例题】有关反应：R+3AgNO3＝3Ag+R（NO3）3，说法正确的是（ ）
A.该反应属于置换反应
B.该金属可能是铜
C.R的金属活动性比Ag弱
D.反应后溶液质量一定增加
【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】在以下四种金属中，有一种金属的化合物溶液与其他三种金属都能发生置换反应，这种金属是( )
A.Fe B. Cu C.Zn D.Ag
【举一反三3】处理某废旧金属后的溶液中含有Cu（OH）2和AgNO3两种溶质，为回收其中的金属，向该溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，再向滤渣中加入稀盐酸，无气泡产生，则滤液中一定含有的金属离子是 ；滤渣中可能含有 。
【举一反三4】金属与人类的生活密切相关。回答下列有关金属性质的问题：
(1)铝较为活泼，为什么铝制品却很耐腐蚀？
(2)现将过量的锌粉加入到AgNO3和Mg(NO3)2的混合溶液中，充分反应后，过滤。过滤后留在滤纸上的固体是什么？请写出有关反应的化学方程式。
【题型7】金属与金属化合物溶液反应滤液、滤渣的判断
【典型例题】某些电子集成电路常用黄金镀膜。废旧电子产品上的黄金通过某种溶液的溶解后，加入某种金属，即可回收。对黄金在电子产品上的应用和回收过程，下列说法错误的是( )
A.集成电路用黄金镀膜可防止线路氧化
B.回收时往溶液中加入的金属可以选用铜
C.回收时溶解黄金的溶液不会是硫酸
D.回收时加入的金属与溶液发生了化合反应
【举一反三1】某溶液含有Cu(NO3)2和AgNO3，现向其中加入一定量的锌粉，参加反应的锌的质量与溶液中金属离子种类的关系(如下图所示)。下列说法不正确的是( )
A.a～b间(不含两点)的溶液中金属离子为Zn2＋、Ag＋、Cu2＋
B.c～d间(不含两点)的溶液中金属离子为Zn2＋、Cu2＋
C.当加入的锌的质量为m3时，溶液中金属离子为Zn2＋
D.当参加反应的锌的质量分别为m1、m2时，溶液中Cu(NO3)2的质量分数相等
【举一反三2】(双选)某金属加工厂生产过程中的废液中含有少量的硝酸银和硝酸铜，为回收利用资源和和防止污染，该厂向废液中加入一定量的铁粉，反应停止后过滤，向滤液中加入少量稀盐酸，无沉淀生成，下列说法正确的是( )
A.滤出的固体中一定含有银，可能含有铜
B.滤出的固体中一定含有银和铜，一定不含有铁
C.滤液中一定含有硝酸亚铁，一定没有硝酸银
D.滤液中一定含有硝酸亚铁，可能含有硝酸银和硝酸铜
【举一反三3】向AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，向滤出的固体中滴加稀盐酸，有气体生成，则滤出的固体一定为（ ）
A.Fe
B.Ag、Cu、Fe
C.Ag、Fe
D.Cu、Fe
【举一反三4】广西壮族自治区博物馆展厅中陈列了一件出土于百色市西林县西汉时期的“鎏金铜面具”，形呈人面，睁眼、鼓鼻、闭口，不仅栩栩如生，更有着独特的形状和细腻的工艺。
（1）青铜器“鎏金铜面具”属于金属材料中的 。（选填“纯金属”或“合金”）
（2）《周礼 考工记》中记载了铸造各类青铜器的配方。铜和青铜的相关性质见上表，推断铜冶炼过程中熔入锡的作用有 。
（3）晋葛洪《抱朴子内篇 黄白》中也有“以曾青涂铁，铁赤色如铜”的记载，即将曾青（胆矾溶液）涂在铁的表面即可得到铜，写出该反应的化学方程式 ，请解释铁能置换出铜的原因是 。
（4）为了保护青铜器并使其显得更加美观，文物保护工作者对青铜器进行了科学的防护处理，处理后得到含有AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液。若向其中加入一定量的金属Zn，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣，若向滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生，则滤渣成分为 。
【举一反三5】我市某化工厂排放的废液中含有硫酸铜和硫酸亚铁。某化学兴趣小组的同学取了适量的上述废液样品，将一定量锌粉加入样品中，充分反应后过滤，得到滤液A和固体B。
请回答下列有关问题：
(1)关于滤液A所含溶质的猜想中，不合理的是____________(填写序号)。
①猜想一：只有硫酸锌
②猜想二：硫酸锌、硫酸亚铁
③猜想三：硫酸锌、硫酸亚铁、硫酸铜
④猜想四：硫酸锌、硫酸铜
(2)设计简单实验，确定“猜想二”对应的固体B的成分：_____________________________________________。
(3)反应后析出金属的质量________(填“一定”或“不一定”)比参加反应的金属质量小。
【举一反三6】在Cu(NO3)2、Al(NO3)3和AgNO3的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，向滤出的固体上滴加稀硫酸时有气泡产生，则反应后所得溶液中含有的金属离子有________；反应后溶液的质量比原混合溶液的质量________(填“大”或“小”)；有关反应的化学方程式为_________________________________________________(写出一个即可)。
【题型8】金属活动性顺序的应用
【典型例题】有X、Y、Z三种金属，它们之间能够发生如下反应：Y+X（NO3）2═X+Y（NO3）2，X+Z（NO3）2═Z+X（NO3）2．问：X、Y、Z三种金属的活动性由强到弱的顺序是（ ）
A.Z＞Y＝X B.X＜Y＜Z C.Y＞X＞Z D.X＞Z＞Y
【举一反三1】钛合金是生产链条钢、锚链钢灯的重要材料。如果比较钛（Ti）和铁的金属活动顺序，以下方法不能达到的目的是（ ）
A.查阅初中化学课本上的金属活动顺序表
B.利用金属钛和FeCl2溶液进行实验
C.利用金属铁和TiSO4溶液进行实验
D.利用金属钛、金属铁与稀硫酸进行实验
【举一反三2】有X、Y、Z三种金属片，分别放入稀硫酸中，X、Z表面有气泡产生，Y没有明显现象，X放入Z的化合物溶液，没有明显现象。判断这三种金属的活动性由强到弱的顺序是（ ）
A.X＞Y＞Z
B.X＞Z＞Y
C.Z＞X＞Y
D.Y＞X＞Z
【举一反三3】铝的用途广泛。请回答下列问题：
（1）如图是铝在元素周期表中的信息以及原子结构示意图。
铝的相对原子质量是 ，铝离子的符号是 。
（2）下列原子结构示意图所对应的元素与铝元素化学性质相似的是 （填标号）。
（3）飞机外壳使用铝合金而不用纯铝的主要原因是 ；铝能制成包装糖果的铝箔，利用了它的 性。
（4）铝比铁活泼，但铝更耐锈蚀的原因是 。将铝粉加入油漆中涂于铁栏杆上防锈，其防锈原理是 。欲比较铝、铁的金属活动性，可选用的药品是 。
（5）铝热反应常用于焊接钢轨，其原理是：在高温条件下，铝热剂发生置换反应生成铁和氧化铝，放出的热量使铁水填充于钢轨缝隙中。该反应的化学方程式为 。
【举一反三4】人类的生产、生活离不开金属。请回答下列有关问题。
（1）家庭常备水银温度计测量体温。测量体温时，水银柱会上升，从微观角度解释产生该现象的原因 。
（2）乌铜是一种合金，广泛应用于制造高强度和高耐磨损的机械零件，其硬度比纯铜 （填“大”或“小”）；乌铜经锻打、碾压可做成不同厚度的乌铜片，说明乌铜具有良好的 性。
（3）新能源汽车常用锂电池提供动力，在化学反应中，锂原子容易 （填“得到”或“失去”）电子形成锂离子，锂离子的结构示意图为 。锂可以通过Al与Li2O在高温下发生置换反应得到，该反应的化学方程式为 。
（4）航天材料使用了大量的铝合金。铝具有优良的抗腐蚀性能，原因是 （用化学方程式表示）。
（5）我国高铁技术遥遥领先，其中钢轨材料含有金属锰。已知锰的金属活动性介于镁和锌之间，下列试剂能够验证铁和锰的金属活动性强弱的是 （填字母序号）。
A.铁、锰、硫酸锌溶液
B.铁、锰、硫酸镁溶液
C.铜、硫酸亚铁溶液、硫酸锰溶液
【举一反三5】金属在生产和生活中应用广泛。请回答下列问题。
（1）生活中常用铁锅做饭，主要利用了铁的 性。
（2）某研究小组为探究铁、铜、锰（Mn）的金属活动性顺序，进行了如下三个实验（其中金属均已打磨，且形状、大小相同，试管中所用5%的盐酸体积相同）。
[实验记录与分析]
写出实验一试管中发生反应的化学方程式 。
（3）小马同学根据上述结果，为了进一步证明三种金属的活动性，进行了如图所示的实验：
通过以上实验，也得出了与（2）相同的结论。小杨同学认为实验①～④中，不需要做的实验是 （填序号）。
【举一反三6】补全实验报告。
【题型9】探究金属活动性顺序
【典型例题】将金属Cu投入金属X的盐溶液中，观察到Cu的表面出现银白色物质；金属Y投入稀硫酸中，观察到Y的表面有气泡产生。下列关于金属X、Y、Cu活动性的叙述正确的是( )
A.Y＞Cu＞X B.X＞Cu＞Y C.Y＞X＞Cu D.X＞Y＞Cu
【举一反三1】利用如图所示的四个实验验证铝、铁、铜的金属活动性顺序，下列实验组合中能得出正确结论的是（ ）
A.①③④ B.①②③ C.②③④ D.①②④
【举一反三2】为验证铜、银、铁的金属活动性顺序，某同学设计了如图所示的6个实验。图中“→”表示将金属加入盐溶液。
（1）⑤是古代湿法炼铜的主要原理，反应的化学方程式为 。此反应属于 反应（填基本反应类型）。
（2）设计②的目的是 。
【举一反三3】2024年1月8日，广西规划建设的最大跨海大桥钦州龙门大桥顺利合拢。龙门大桥建成后推动北部湾经济区高质量发展。
（1）龙门大桥采用钢箱梁悬索桥。钢和生铁的主要区别是 。
（2）龙门大桥的索股由锌铝合金镀层的钢丝组成。铝的金属活动性比铁强，但它的抗腐蚀性能却比铁好，其原因是 （用化学方程式表示）。
（3）为了探究金属的化学性质，某化学兴趣小组设计了以下实验探究Fe、Cu、Ag、R四种金属的活动性顺序（R为未知金属）。
①如图A所示，甲烧杯中可观察到的现象是 。
②一段时间后，将烧杯中铁丝替换为R进行实验，如图B所示。若甲烧杯中无现象，乙烧杯中R表面有红色固体析出，可得出Fe、Cu、Ag、R的活动性顺序由强到弱为 。
【举一反三4】小新同学买了水龙头，从说明书上了解到该水龙头是铜质镀铬的。他想起在学习金属化学性质时用到的金属活动性顺序表中没有铬，为了解铬与常见金属铝、铜在金属活动性顺序中的相关位置关系，进行如下探究活动。
[查阅资料]①铬（Cr）是银白色有光泽的金属，在空气中表面能生成抗腐蚀性的致密氧化膜。
②铬能与稀硫酸反应，生成蓝色的硫酸铬（CrSO4）溶液…
[作出猜想]三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系：
Ⅰ．Cr、Al、Cu
Ⅱ．Al、Cr、Cu
Ⅲ．Al、Cu、Cr
[实验过程]取大小相同的三种金属片，用砂纸打磨光亮。
[回答问题]
（1）在上表中划横线的位置填上适当的内容。
（2）用砂纸打磨金属片的目的是____________________。
（3）实验一发生反应的化学方程为____________________。
【举一反三5】同学们通过实验来验证Cu、Fe、Ag三种金属的活动性顺序．实验室提供的药品有：
Cu（NO3）2溶液、AgNO3溶液、Fe（NO3）2溶液、稀盐酸、铜丝、铁丝、银丝．
Ⅰ、小华同学设计并完成了如下实验：
①把铁丝插入装有稀盐酸的试管中； ②把铜丝插入装有稀盐酸的试管中；
③把银丝插入装有稀盐酸的试管中； ④把铜丝插入装有AgNO3溶液的试管中。
观察到①中的实验现象是 。
④中的化学方程式是 。
你认为小华所做的实验 （填序号）是多余的。
Ⅱ、后来，小贝只选用了上述药品中的三种，通过两步实验，也达到了实验目的．他选用的三种药品是 ．（写出一种药品组合即可）。
【题型10】常见金属活动性顺序
【典型例题】下列物质中金属活动性最强的是( )
A.银 B.钾 C. 铝 D.金
【举一反三1】我国古代第一部药物学专著《神农本草经》有“石硫黄能化金银铁铜，奇物”的记载，描述了硫与金属的反应。金、银、铁、铜四种金属中，活动性最强的是( )
A.铁 B.铜 C.银 D.金
【举一反三2】根据图判断下列说法错误的是( )
A.C可能是铜
B.将Fe放在B的化合物溶液中可能置挨出B
C.四种金属的活动性顺序是:A＞B＞Fe＞C
D.铁跟盐酸反应生产的化合物是氯化亚铁
【举一反三3】我国古代第一部药物学专著《神农本草经》有“石硫黄能化金银铁铜，奇物”的记载，描述了硫与金属的反应。金、银、铁、铜四种金属中，活动性最强的是( )
A.铁 B.铜 C.银 D.金
【题型11】铝与氧气的反应
【典型例题】2023年2月10日，神舟十五号航天员费仗龙、邓清明和张陆密切协同，圆满完成出舱活动全部任务，神舟十五号的飞船和火箭的主要结构用到了大量的金属材料，下列关于金属材料说法正确的是（ ）
A.黄铜片（铜锌合金）的硬度比纯铜片小
B.钢的含碳量比生铁高
C.铝比铁活泼，故铝制品比铁制品更容易被腐蚀
D.金属材料包括纯金属和合金
【举一反三1】老师告诉同学们铝合金密度小、硬度大、耐腐蚀。请你思考铝制品具有很好的抗腐蚀性的原因是( )
A.铝的密度比较小
B. 铝的硬度比较大
C.铝在常温下与氧气不发生反应
D. 铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜
【举一反三2】2023年2月10日，神舟十五号航天员费仗龙、邓清明和张陆密切协同，圆满完成出舱活动全部任务，神舟十五号的飞船和火箭的主要结构用到了大量的金属材料，下列关于金属材料说法正确的是（ ）
A.黄铜片（铜锌合金）的硬度比纯铜片小
B.钢的含碳量比生铁高
C.铝比铁活泼，故铝制品比铁制品更容易被腐蚀
D.金属材料包括纯金属和合金
【举一反三3】推理是化学学习中常用的思维方法，下列推理正确的是（ ）
A.铝比铁活泼，所以铝比铁更容易被锈蚀
B.氧气和臭氧都是由氧元素组成的单质，所以化学性质相同
C.氧气有助燃性，空气中含有氧气，所以铁丝可以在空气中燃烧
D.金刚石和石墨的碳原子排列方式不同，所以它们的物理性质存在差异
【举一反三4】铝是地壳中含量最多的金属元素，铝制品也是日常使用较多的金属，它的抗腐蚀性能比较强，这是因为它易与空气中的氧气反应，其表面生成一层致密的薄膜，对内部结构起保护作用，请写出该过程发生的化学反应方程式 ，该反应属于基本反应类型中的 反应。
【举一反三5】金属汞俗名水银，滴到铝板上，能溶解铝，形成液态合金（铝汞齐），使表层的铝原子浓度变低，从而使铝与氧气反应时无法形成致密氧化膜，内部的铝原子不停地与氧气反应（出现“长毛”现象如图甲），变化过程的微观模型如图乙。
（1）铝汞齐属于 （填“单质”、“化合物”和“混合物”）。
（2）写出图乙中铝被氧化的化学方程式 。
（3）中国民航局规定，工业水银温度计不允许携带（温馨提示：飞机的机体主要是铝制的）。原因是水银一旦泄漏，除了汞蒸气本身剧毒外，更主要是因为 。
（4）汞在空气蒸发，从微观的角度看是因为汞原子的 。
（5）若在表面清洁的铝板上滴上HgCl2溶液。也会出现“长毛”现象。该反应的方程式为： 。
【举一反三6】阅读下面科普短文，回答问题：
2023年，由我国自主研发，并拥有完全知识产权的大型四发无人机成功量产。一般小型无人机的基本组件有框架、发动机、螺旋桨、电池、传感器等。小型无人机的动力来源是锂离子电池，电池在工作过程中将化学能转化为电能，其中重要材料之一为电池级碳酸锂（化学式为Li2CO3），无人机框架一般选用铝合金，该材料除了密度小，强度大以外，还有一个原因是铝材耐腐蚀。
（1）Li2CO3中Li元素的化合价为 价。
（2）铝合金属于 材料（填“合成”或“金属”）。
（3）写出常温下铝与氧气反应生成氧化铝的化学方程式 。
【举一反三7】随着我国科学技术的发展，“中国制造”走在世界前列。
（1）中国高度：我国双湖加油站是世界海拔最高的加油站，汽油属于 （填“可再生”或“不可再生”）能源。
（2）中国密度：我国生产的一款动力电池能量密度达到255瓦时/千克，可实现整车1000公里续航。动力电池汽车相较于传统燃油汽车的优点是 。
（3）中国力度：金沙江上的白鹤滩水电站能承受1650万吨的最大水推力。水电站工作时的能量转换是将机械能转化为 能。
（4）中国速度：中国高铁时速已经达到了350公里/小时。高铁制造离不开铝合金，铝合金属于 （填“有机合成”或“金属”）材料；铝具有良好的耐腐蚀性，其原因是 （用化学方程式解释）。
【题型12】铁与氧气的反应
【典型例题】通常情况下，铁丝在氧气中燃烧的产物是( )
A.Fe3O4 B.FeO C.Fe2O3 D.Fe(OH)3
【举一反三1】下列物质物质在氧气中燃烧，生成黑色固体是( )
A.镁条 B.红磷 C.铁丝 D.金
【举一反三2】铁丝在空气中灼热发红，但不能燃烧，这一事实与下列哪一因素关系最密切( )
A.铁丝的表面积 B.氧气的浓度 C.燃烧时的温度 D.铁的着火点
【举一反三3】铁在点燃的条件下，能在纯氧中燃烧，________四射，生成一种________色固体，请写出该反应的化学方程式______________________________________________________。
【举一反三4】老师在课上演示了两个趣味实验。
(1)“火焰分割”。先将加热至红热的铁丝网a平伸到火焰上部，如图甲所示：再将常温的铁丝网b平伸到火焰下部，两张铁丝网中间的火焰熄灭，如图乙所示。
①铁块能拉成铁丝是利用了铁的 性。
②“两张铁丝网中间的火焰熄灭”的主要原因：铁丝网b吸收热量， (填字母)。
A.使酒精的着火点降低
B.使温度降低到酒精的着火点以下
(2)“铁花飞溅”。将铁粉抖撒到酒精灯火焰上方，铁粉剧烈燃烧，火星四射，宛如美丽的“铁花”。铁燃烧生成四氧化三铁的化学方程式为 。
【题型13】金属与氧气反应综合
【典型例题】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.“金（指铜）柔锡柔，合两柔则为刚”——合金的硬度比组成它的纯金属大
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
【举一反三1】下列有关金属及其合金的说法中正确的是（ ）
A.常温下金属都是固体
B.钛合金可用来制造人造骨
C.焊锡比组成它的纯金属的熔点高
D.金属都能与氧气反应
【举一反三2】很多成语、俗语、诗词中蕴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”——黄金高温下也不与氧气反应
B.“日照香炉生紫烟”——物质燃烧，属于化学变化
C.“冰，水为之，而寒于水”——物质的状态不同，物理性质不同
D.“人要实，火要虚”——增加可燃物与氧气的接触面积，可燃物燃烧得更旺
【举一反三3】关于下列实验现象，描述错误的是( )
A.铜粉在空气中加热，黑色粉末变红色
B.镁条在空气中剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体
C.铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体
D.氢气在空气中燃烧，发出淡蓝色火焰，放出大量的热
【举一反三4】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： 。
【举一反三5】火锅是中国独创的美食，历史悠久，老少皆宜。如图是人们常用的一种铜火锅，里面用木炭加热。关于铜火锅的使用，请结合物质的相关性质，回答下列问题：
（1）生活中木炭常作燃料，是因为其具有 。
（2）铜火锅不会因为加热熔化，是因为铜的 。用铜火锅煮熟食物主要是利用铜的 。
（3）长时间使用后，铜火锅烟囱部分会变黑，擦拭无法完全除去黑色物质，请用化学知识解释原因 。
【举一反三6】第24届冬奥会在北京举行，本届冬奥会彰显“绿色冬奥”、“科技冬奥”。
（1）国家游泳中心使用“水冰转换”技术，使水立方变冰立方，适合冰壶运动。“水冰转换”属于 （填“物理”或“化学”）变化。冰壶的成分有二氧化硅（SiO2），其中硅元素的化合价为 。
（2）火种灯灯体材料使用再生铝合金，铝制品抗腐蚀性 （填“强”或“弱”）。
（3）“飞扬”火炬采用氢气为燃料，燃烧系统包含高压储氢容器、大减压比供氢系统、氢燃烧装置。将氢气压缩到储氢容器中，氢分子间的间隔变 ，氢气燃烧的化学方程式为 。
人教版（2024）九年级下册 第八单元 金属和金属材料课题2 金属的化学性质 寒假巩固（参考答案）
【题型1】置换反应及其应用
【典型例题】下列化学反应属于置换反应的是（ ）
A.CO+CuO═Cu+CO2
B.Cl2+H2O═HCl+HClO
C.CaO+H2O═Ca（OH）2
D.3C+2Fe2O3 4Fe+3CO2↑
【答案】D
【解析】A项，CO+CuO═Cu+CO，该反应是两种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，不属于置换反应；B项，Cl2+H2O═HCl+HClO，该反应的生成物均为化合物，不属于置换反应；C项，CaO+H2O═Ca（OH）2，该反应是两种化合物生成一种新的化合物的反应，属于化合反应；D项，3C+2Fe2O3 4Fe+3CO2↑，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。
【举一反三1】下列反应中属于置换反应的是（ ）
A.S+O2SO2
B.C2H5OH+3O22CO2+3H2O
C.WO3+3H2W+3H2O
D.NaCl+AgNO3＝AgCl↓+NaNO3
【答案】C
【解析】A项，该反应中生成物只有一种，不属于置换反应；B项，该反应中生成物均为化合物，不属于置换反应；C项，该反应是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，该反应中反应物、生成物均为化合物，不属于置换反应。
【举一反三2】芯片是电脑、手机等电子产品的核心部件，芯片的主要成分是纯度极高的硅，其运算速率与硅的纯度有关。
（1）硅与金刚石结构相似，则硅是由 （填微粒名称）构成的。
（2）图为硅原子结构示意图及元素信息。
①图中n＝ ，硅属于 （填“金属”或者“非金属”）元素。图中“+14”中14的含义是 。
②硅酸钠（Na2SiO3）其水溶液俗称水玻璃。在高温下，硅酸钠溶液吸热水分蒸发，发生分解反应释放出SiO2（不可燃固体），可以用作木材防火剂。请简述其防火的原理 。
（3）制硅的主要化学方程式有①2C+SiO22CO↑+Si（得到粗硅）；②Si+2Cl2SiCl4；③2H2+SiCl4Si+4HCl。其中属于置换反应的是 （填序号）。
【答案】（1）硅原子；（2）①4；非金属；硅原子的质子数为14（或者硅原子的核电荷数为14）；②硅酸钠溶液吸热，使可燃物温度降低至着火点以下（或者反应生成的SiO2附着在可燃物表面，隔绝氧气等其他合理答案）；（3）①③。
【解析】（1）硅与金刚石结构相似，则硅是由硅原子构成的；（2）①原子中，核电荷数＝核外电子数，因此图中n＝14﹣2﹣8＝4；硅字带有“石”字旁，属于非金属元素。图中“+14”中14的含义是硅原子的质子数为14或者硅原子的核电荷数为14；②硅酸钠溶液吸热，使可燃物温度降低至着火点以下或者反应生成的SiO2附着在可燃物表面，隔绝氧气，因此硅酸钠可以用作木材防火剂；（3）单质与化合物起反应生成新的单质和新的化合物，该反应为置换反应，所以①2C+SiO22CO↑+Si（得到粗硅）；②Si+2Cl2SiCl4；③2H2+SiCl4Si+4HCl三个反应中，其中属于置换反应的是①③。
【举一反三3】我国古代的“湿法炼铜”原理是Fe+CuSO4═FeSO4+Cu。请根据化学方程式计算，用含40 g硫酸铜的溶液与足量的铁充分反应，理论上能得到铜的质量是多少？
【答案】16 g
【解析】设理论上能得到铜的质量为x。
Fe+CuSO4═FeSO4+Cu
160 64
40 g x
x＝16 g
答：理论上能得到铜的质量为16 g。
【题型2】金属和稀盐酸、稀硫酸反应
【典型例题】把一枚硬币投入稀盐酸中，过一段时间观察到溶液变成浅绿色，说明硬币中一定含有（ ）
A.铝 B.镁 C.铁 D.铜
【答案】C
【解析】铝与盐酸反应生成氯化铝溶液和氢气，氯化铝溶液显无色，故A错误；镁与盐酸反应生成氯化溶液和氢气，氯化镁溶液显无色，故B错误；铁与盐酸反应生成氯化亚铁溶液和氢气，氯化亚铁溶液显浅绿色，说明硬币中一定含有铁，故C正确；铜与盐酸不反应，故D错误。
【举一反三1】铁钉和足量稀盐酸充分反应后，会留有残渣，残渣的主要成分是（ ）
A.铁
B.碳及其他不溶性杂质
C.氯化亚铁
D.氯化铁
【答案】B
【解析】铁钉是由钢制成的，钢是铁的合金，主要成分是铁，还含有碳和其他不溶性杂质；加入足量稀盐酸，铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁溶液和氢气，碳及其他不溶性杂质不与稀盐酸反应，充分反应后，会留有残渣，则残渣的主要成分是碳及其他不溶性杂质。
【举一反三2】金属在生活、生产中有着广泛应用，金属材料已成为社会发展的重要物质基础。
（1）我国“天问一号”火星探测器成功降落火星，实现了中国航天史无前例的突破在探测器运行系统中使用了铜丝作电线，是因为铜具有良好的 性和延展性。
（2）铝化学性质比较活泼，但铝制品却耐腐蚀，原因是 （用化学方程式表示）。
（3）第24届冬奥会纪念币的材质为黄铜合金，强度高，耐腐蚀。若将少量黄铜合金投入到足量稀盐酸中， （“有”或“没有”）固体剩余。
（4）“嫦娥五号”使用的记忆合金再次让全世界关注新合金材料。Mg2Cu是一种能够储存氢能源的合金，它吸氢后生成MgCu2合金和MgH2，而MgH2和稀盐酸反应能产生氢气。MgH2和稀盐酸反应的化学方程式是 。
【答案】（1）导电；（2）4Al+3O2＝＝2Al2O3；（3）有；（4）MgH2+2HCl＝＝MgCl2+2H2↑。
【解析】（1）由于铜具有良好的导电性和延展性，所以使用铜丝作电线。
（2）常温下，铝与空气中氧气反应在表面生成一层致密的氧化铝薄膜，阻止铝进一步氧化，化学方程式为4Al+3O2＝＝2Al2O3，所以铝化学性质比较活泼，但铝制品却耐腐蚀。
（3）黄铜中含有的锌与盐酸反应生成氯化锌和氢气，铜与盐酸不反应，所以将少量黄铜合金投入到足量稀盐酸中，有固体铜剩余。
（4）MgH2和稀盐酸反应能产生氯化镁和氢气，化学方程式MgH2+2HCl＝＝MgCl2+2H2↑。
【举一反三3】某化学小组利用下图所示装置测定铜锌合金样品中锌的质量分数(图中固定装置已略去)。
探究过程如下：
Ⅰ.连接实验装置并检查装置气密性；
Ⅱ.向B中加入质量为m的铜锌合金粉末，由注射器A向B缓缓加入稀硫酸，待B中不再有气体产生气体时，夹紧弹簧夹，立即移出D中导管，准确读取并记录量筒内水的体积；
Ⅲ.经过滤等操作，准确称量并记录B中剩余固体物质的质量；
Ⅳ.该小组的甲同学根据反应前后B中固体物质的质量计算样品中锌的质量分数；乙同学认定量筒内测得水的体积即为反应生成气体的体积，并利用该气体在常温下的密度，根据化学方程式进行相关计算，得到样品中锌的质量分数。
请回答下列问题：
(1)B中发生反应的化学方程式为________________________________________________。
(2)Ⅲ中，正确的操作顺序是：过滤、________、________、称量。
(3)通过误差分析，化学小组发现乙同学所用数据不可靠。造成该数据不可靠的原因及其对计算结果的影响是：_____________________________________________________________。
①Ⅱ中，移出D中的导管内留存有水，导致计算结果偏________(填“大”或“小”或“无法确定”)。
②___________________________________________________________导致计算结果偏大。
【答案】(1)Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
(2)洗涤 干燥
(3)小 未冷却到室温就夹紧弹簧夹
【解析】(1)由于铜排在了氢的后面，所以与酸不反应，反应物是锌和硫酸，反应的化学方程式为Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。(2)从铜和硫酸锌溶液的混合物中得到铜，先进行过滤，得到带有硫酸锌溶液的铜，进行洗涤除去表面的硫酸锌，再进行干燥除去水即可称量。(3)移出D中的导管内留存有水，那么从量筒中读出的示数就应该是由于生成氢气而排出的水再减去导管中留存的水，所以会误认为得到的氢气少，导致计算结果偏小；由于锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气时，放出热量，如果没等冷却到室温，根据热涨冷缩的原理可知进入量筒中水偏多，所以误认为得到的氢气多，计算的结果就偏大。
【举一反三4】同学们学习了金属的化学性质后，在实验室设计并完成了如下实验，以比较铁、铜的金属活动性强弱。
实验方法：将打磨过的铁丝、铜丝分别浸入稀盐酸溶液中。
（1）实验原理：①中发生反应的化学方程式为 。
（2）实验现象：①中可观察到的现象是 ，②中无明显现象。
（3）实验结论： 。
（4）实验后，接下来必须要做的事情是 ，完善实验报告，离开实验室。
问题与交流：②中无明显现象的原因是 。
【答案】（1）Fe+2HCl═FeCl2+H2↑；（2）有气泡产生，溶液颜色由无色变为浅绿色；（3）铁的金属活动性比铜强；（4）整理洗涤仪器；（5）在金属活动性顺序中，铜的位置排在氢的后面。
【解析】（1）铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，反应的化学方程式为：Fe+2HCl═FeCl2+H2↑。
（2）铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，①中可观察到的现象是有气泡产生，溶液颜色由无色变为浅绿色。
（3）①中有气泡产生，溶液颜色由无色变为浅绿色，②中无明显现象，说明铁的位置排在氢的前面，铜的位置排在氢的后面，即铁＞氢＞铜，铁的金属活动性比铜强。
（4）实验后，接下来必须要做的事情是整理洗涤仪器，完善实验报告，离开实验室。
②中无明显现象的原因是在金属活动性顺序中，铜的位置排在氢的后面。
【题型3】金属和酸反应的图像分析
【典型例题】等质量的M、N两种金属，分别与相同质量分数的足量稀盐酸反应（已知M、N在生成物中均为+2价），生成氢气质量和反应时间的关系如图所示，下列叙述正确的是( )
A.M、N两种金属中较活泼的是N
B.生成H2的质量M＜N
C.相对原子质量较大的是N
D.产生H2的速率N＞M
【答案】C
【解析】根据图表中M反应时间短，可知M的活动性比N强，故A不正确；根据图表中纵坐标可知，生成H2的质量M＞N，故B不正确；金属是等质量的，化合价相等，所以氢气的质量越多，该金属的相对原子质量越小，相对原子质量较大的是N，故C正确；根据反应时间，可知产生氢气的速率M＞N，故D不正确。
【举一反三1】现有等质量甲、乙、丙三种金属，分别放入三份相同浓度的足量稀硫酸中，产生氢气的质量与反应时间的关系如图所示（已知甲、乙、丙在生成物中化合价均为+2价）。则下列说法中错误的是（ ）
A.金属活动性：乙＞甲＞丙
B.生成氢气的质量：甲＞乙＞丙
C.相对原子质量：乙＞丙＞甲
D.消耗硫酸的质量：甲＞乙＞丙
【答案】C
【解析】根据所学知识和题中信息知，金属活动性：乙＞甲＞丙，等质量甲、乙、丙三种金属，分别放入三份浓度相同的足量稀硫酸中，越活泼反应越快，故A正确；生成氢气的质量：甲＞乙＞丙，故B正确；等质量甲、乙、丙三种金属，分别放入三份浓度相同的足量稀硫酸中，说明金属均已全部反应完，甲、乙、丙在生成物中化合价均为+2价，生成氢气质量是甲＞乙＞丙，则相对原子质量是甲＜乙＜丙，故C错误；消耗硫酸的质量：甲＞乙＞丙，氢来源于酸，产生的氢气质量越多，消耗硫酸的质量越多，故D正确。
【举一反三2】相同质量的镁、铁、锌三种金属，分别与足量的、相同质量分数的稀硫酸充分反应，生成氢气质量与反应时间关系如图，分析图像判断，下面说法正确的是( )
A.金属锌反应速率最大
B.锌的金属活动性最强
C.金属镁生成氢气质量最多
D.金属铁消耗硫酸质量最多
【答案】C
【解析】 反应结束前，三种金属在相同的时间内， 镁产生的氢气的质量最大，说明 Mg的反应速率最快，金属活动性最强，A、B错误；由题图可知，充分反应后金属Mg产生的氢气质量最多，C正确；金属与稀硫酸反应产生的氢气中的氢元素来源于稀硫酸，因而产生的氢气越多，消耗的酸的质量就越多，故金属Mg消耗的硫酸的质量最多，D错误。
【举一反三3】某兴趣小组为探究金属与酸反应的规律，将质量相等的甲乙两种金属分别放入质量分数相等的足量的稀盐酸中，经实验测定并绘出生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示。分析图像得出下列结论，其中一定正确的是( )
A.金属甲比金属乙活泼
B.金属甲比金属乙的相对原子质量大
C.金属乙比金属甲的反应速率大
D.金属乙比金属甲的化合价高
【答案】C
【解析】观察图像可知，在两种金属都反应的时候，乙反应更快，相对的应该更活泼故A错，C对。反应结束后，产生的氢气甲比乙要多，故选项BD都不全面。选C。
【举一反三4】小刚与小红分别做相同质量的不同金属与同质量、同质量分数的稀H2SO4反应的实验，实验结束后，分别交上的实验报告，并绘制出金属Zn、Fe分别与稀H2SO4反应放出H2的函数图像（如图所示）。两个图像中存在有错误的图像是 ，判断错误的理由是 ，图像不同的原因是 。由该实验可以得到的结论：①金属与酸反应的速率与有关。②金属与酸反应中若生成盐中金属价态相同，则生成的氢气量与有关。
【答案】小红；Zn的反应速率较Fe快，因此图像象中Fe与Zn标反了；小刚取的金属量较少，金属完全反应，而小红取的酸量较少，酸完全反应。
【解析】两个图像中存在有错误的是小红的图像，判断错误的理由是Zn的反应速率较Fe快，因此图像中Fe与Zn标反了；图像不同的原因是：小刚取的金属量较少，金属完全反应，而小红取的酸量较少，酸完全反应。
【举一反三5】等质量的三种不同金属X、Y、Z分别和足量的溶质质量分数相同的稀硫酸反应，都生成相同价态硫酸盐，其反应情况如图所示。回答：
(1)三种金属的活动顺序由强到弱的是___________________________________。
(2)三种金属的相对原子质量由大到小的顺序是__________________________________。
(3)若Z代表铁，写出它跟稀硫酸反应的化学方程式：_________________________________。
【答案】(1)X>Z>Y (2)Z>Y>X (3)Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
【解析】(1)三种金属的活动性顺序与反应速率一致，顺序为X>Z>Y。(2)相同价态的金属，产生氢气的质量与相对原子质量成反比，故相对原子质量由大到小顺序为Z>Y>X。(3)铁与硫酸反应的化学方程式为Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑。
【举一反三6】向等质量、等浓度的稀硫酸中分别加入足量的镁、铁、锌三种金属。生成氢气的质量与加入金属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，金属量不足(如m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由大到小的关系为_________。
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_______。
②待稀硫酸完全反应后，金属过量(如n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_________。
特别提醒
此时反应后所得溶液的质量由消耗金属的质量决定。消耗金属的质量越大，所得溶液的质量越_____，故所得溶液的质量 由大到小的关系为______。
③通过图4_____(填“能”或“不能”)判断出镁、铁、锌的金属活动性顺序。
【答案】第2步：①金属 Mg>Fe>Zn 小 ZnSO >FeSO >MgSO ②稀硫酸 Mg=Zn=Fe 大 ZnSO >FeSO >MgSO ③不能
【举一反三7】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_____。
特别提醒
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”，后同)，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_________。
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小的关系为_________。
③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】第2步：①稀硫酸 Mg=Zn=Fe 大 ZnSO >FeSO >MgSO ②金属 Mg>Fe>Zn 小 ZnSO >FeSO >MgSO ③不能
【题型4】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】托盘天平左、右两边各放一只质量相等的烧杯，在两只烧杯中加入等质量、等质量分数的稀盐酸，此时天平保持平衡。然后在左盘烧杯中加入5 g锌粒，在右盘烧杯中加入5 g铁粉，充分反应后，两烧杯底部均有固体剩余，则此时天平（ ）
A.偏向左边 B.偏向右边 C.仍然平衡 D.无法判断
【答案】C
【解析】锌和铁都会和酸发生反应，而最后固体都有剩余，说明酸都反应完，加入等质量、等浓度的稀盐酸，说明酸的质量相等，而其中氢元素被置换，所以生成氢气的质量相等，即逸出装置的氢气质量相等，最终天平平衡。
【举一反三2】欲测定Cu－Zn合金及Cu－Ag合金中铜的质量分数，实验室只提供一瓶未标明质量分数的稀硫酸和必要的仪器。
(1)你认为能测出铜的质量分数的是___________合金。
(2)取该合金的粉末26 g加入稀硫酸充分反应，所加稀硫酸与生成气体的质量关系如图所示。
①生成气体的质量为________g。
②请计算该合金中铜的质量分数。
【答案】（1）Cu－Zn
（2）①0.2
②设：生成0.2 g氢气需锌的质量为x。
x=6.5 g
该合金中铜的质量分数= ×100%=75%。
【解析】（1）铜的活动性比氢弱，不与稀酸发生反应，锌的活动性比氢强，能与稀酸发生反应，因此能测定出Cu－Zn合金中铜的质量分数；而银的活动性比氢弱，不与稀酸发生反应，因此不能测定出Cu－Ag合金中铜的质量分数；
【举一反三3】用镊子将一经砂纸打磨的铝片放于一洁净的烧杯中，然后向烧杯中滴加足量的稀盐酸。使其充分反应，生成1 g氢气。计算该铝片中单质铝的质量。
【答案】解：设该铝片中铝的质量为x。
X=9 g
答：该铝片中铝的质量为9 g。
【题型5】金属和酸反应的天平分析
【典型例题】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。
【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，托盘天平两边各放了一只盛有足量等质量、等质量分数稀硫酸的小烧杯，向左右两边分别加入等质量的不同的金属，实验开始后发现左边先下沉，一段时间后右边下沉。符合这一现象的组合是(前面的放左盘，后面的放右盘)( )
A.铁、锌 B.铁、铜 C.锌、铁 D.镁、铁
【答案】A
【解析】天平的指针先偏向左边，说明天平左边质量减少地较慢，即右边金属与酸反应比左边反应剧烈，右边金属活动性比左边的活动性强；金属Mg、Fe、Zn、Cu的活动性从强到弱的顺序为：Mg＞Zn＞Fe＞Cu；所以只有A符合。最后偏向右边，说明到反应结束时右边产生气体较少即等质量金属完全反应右边产生氢气的量小于左边；等质量的Mg、Cu、Fe、Zn与足量的酸完全反应产生氢气质量从大到小的顺序为Mg＞Fe＞Zn＞Cu，所以有A、B、D三项符合。综上选A。
【举一反三3】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。
【举一反三4】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6】金属与金属化合物溶液反应
【典型例题】有关反应：R+3AgNO3＝3Ag+R（NO3）3，说法正确的是（ ）
A.该反应属于置换反应
B.该金属可能是铜
C.R的金属活动性比Ag弱
D.反应后溶液质量一定增加
【答案】A
【解析】由R+3AgNO3＝3Ag+R（NO3）3可知，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，A正确；R（NO3）3中硝酸根显﹣1价，则R元素显+3价，铜在化合物中通常显+2价，该金属不可能是铜，B错误；由R+3AgNO3＝3Ag+R（NO3）3可知，R能与硝酸银反应置换出银，说明R的金属活动性比银强，C错误；由于R不能确定，则无法判断反应后溶液质量的变化，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】在以下四种金属中，有一种金属的化合物溶液与其他三种金属都能发生置换反应，这种金属是( )
A.Fe B. Cu C.Zn D.Ag
【答案】D
【解析】Ag、Cu、Fe、Zn四种金属的活动性由强到弱的顺序是Zn＞Fe＞Cu＞Ag。根据金属活动性顺序表中，位于前面的金属能把位于它后面的金属从其化合物溶液中置换出来的规律，可知Ag的活动性最弱；所以只有银的化合物溶液与其他三种金属都能发生置换反应。故选D。
【举一反三3】处理某废旧金属后的溶液中含有Cu（OH）2和AgNO3两种溶质，为回收其中的金属，向该溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，再向滤渣中加入稀盐酸，无气泡产生，则滤液中一定含有的金属离子是 ；滤渣中可能含有 。
【答案】亚铁离子；铜。
【解析】根据金属活动性顺序：铁＞铜＞银；向含有Cu（NO3）2和AgNO3的溶液中加入一定量的铁粉，铁先与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，硝酸银反应完后，若还有铁粉剩余，铁再与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜；充分反应后过滤，再向滤渣中加入稀盐酸，无气泡产生，说明滤渣中不含铁，则一定发生硝酸银和铁的反应，不一定发生铁和硝酸铜的反应。滤液中一定含有的金属离子是Fe2+；滤渣中一定含有银，可能含有铜。
【举一反三4】金属与人类的生活密切相关。回答下列有关金属性质的问题：
(1)铝较为活泼，为什么铝制品却很耐腐蚀？
(2)现将过量的锌粉加入到AgNO3和Mg(NO3)2的混合溶液中，充分反应后，过滤。过滤后留在滤纸上的固体是什么？请写出有关反应的化学方程式。
【答案】(1)铝与氧气反应，其表面生成致密的氧化铝薄膜 (2)固体是银和锌 Zn+2AgNO3===Zn(NO3)2+2Ag
【解析】(1)铝能和氧气反应生成致密的氧化铝保护膜，阻止反应的进行。(2)根据金属活动性Mg＞Zn＞Ag，金属活动性强的金属能将金属活动性弱的金属从其盐溶液中置换出来，可以判断出锌不能与硝酸镁反应，故过滤后滤液中的溶质含有原混合液中的Mg(NO3)2；过量的锌与硝酸银反应生成银和硝酸锌，反应生成了Zn(NO3)2，故过滤后滤液中溶质有Mg(NO3)2、Zn(NO3)2，过滤后滤渣有置换出来的Ag以及剩余的Zn。
【题型7】金属与金属化合物溶液反应滤液、滤渣的判断
【典型例题】某些电子集成电路常用黄金镀膜。废旧电子产品上的黄金通过某种溶液的溶解后，加入某种金属，即可回收。对黄金在电子产品上的应用和回收过程，下列说法错误的是( )
A.集成电路用黄金镀膜可防止线路氧化
B.回收时往溶液中加入的金属可以选用铜
C.回收时溶解黄金的溶液不会是硫酸
D.回收时加入的金属与溶液发生了化合反应
【答案】D
【解析】金的化学性质稳定，用黄金镀膜可防止线路氧化，所以A说法正确；加入的金属是排在金前面的金属，且不能是钾、钙、钠就可以，所以B说法正确；由于金排在氢的后面，所以金不能与硫酸反应，所以硫酸不能溶解金，所以C说法正确；回收时加入的金属与溶液发生了置换反应，所以D说法错误。故选D。
【举一反三1】某溶液含有Cu(NO3)2和AgNO3，现向其中加入一定量的锌粉，参加反应的锌的质量与溶液中金属离子种类的关系(如下图所示)。下列说法不正确的是( )
A.a～b间(不含两点)的溶液中金属离子为Zn2＋、Ag＋、Cu2＋
B.c～d间(不含两点)的溶液中金属离子为Zn2＋、Cu2＋
C.当加入的锌的质量为m3时，溶液中金属离子为Zn2＋
D.当参加反应的锌的质量分别为m1、m2时，溶液中Cu(NO3)2的质量分数相等
【答案】D
【解析】A项，a～b代表Zn与AgNO3反应，溶液中的金属离子有反应生成的Zn2＋、剩余的Ag＋、未参加反应的Cu2＋。B项，c～d代表Zn与Cu(NO3)2反应，溶液中的金属离子有反应生成的Zn2＋、剩余的Cu2＋。C项，当参加入的锌质量为m3时，锌粉过量，溶液中的金属离子只有Zn2＋。D项，当参加反应的锌的质量分别为m1、m2时，溶液中Cu(NO3)2还未参加反应，质量相等，但锌和硝酸银反应，溶液的质量不相等，故溶液中Cu(NO3)2的质量分数不相等。故选D。
【举一反三2】(双选)某金属加工厂生产过程中的废液中含有少量的硝酸银和硝酸铜，为回收利用资源和和防止污染，该厂向废液中加入一定量的铁粉，反应停止后过滤，向滤液中加入少量稀盐酸，无沉淀生成，下列说法正确的是( )
A.滤出的固体中一定含有银，可能含有铜
B.滤出的固体中一定含有银和铜，一定不含有铁
C.滤液中一定含有硝酸亚铁，一定没有硝酸银
D.滤液中一定含有硝酸亚铁，可能含有硝酸银和硝酸铜
【答案】AC
【解析】在金属活动性顺序中，铁>铜>银。根据金属活动性差别大的金属优先反应，加入的铁粉优先和硝酸银反应，生成银和硝酸亚铁，所以滤出的固体中一定有银，滤液中一定有硝酸亚铁。如果铁过量，才会发生铁和硝酸铜的反应。根据题意，向滤液中加入少量稀盐酸，无沉淀生成，可知溶液中一定没有硝酸银，第一个反应中硝酸银无剩余，至于第二个反应是否发生，由于不确定铁的用量，所以无法判断，故溶液中可能有硫酸铜，滤渣中也可能有铜。故选AC。
【举一反三3】向AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，向滤出的固体中滴加稀盐酸，有气体生成，则滤出的固体一定为（ ）
A.Fe
B.Ag、Cu、Fe
C.Ag、Fe
D.Cu、Fe
【答案】B
【解析】金属活动性顺序为Fe＞Cu＞Ag，向AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入一定量的铁粉，铁优先与AgNO3反应生成硝酸亚铁和银，AgNO3反应完，若还有铁粉，锌才能与Cu（NO3）2反应生成硝酸亚铁和铜。向滤出的固体中滴加稀硫酸，银、铜均不能与稀盐酸反应，有气泡产生，说明固体中含有铁，即铁是过量的，滤出的固体一定为Ag、Cu、Fe。
【举一反三4】广西壮族自治区博物馆展厅中陈列了一件出土于百色市西林县西汉时期的“鎏金铜面具”，形呈人面，睁眼、鼓鼻、闭口，不仅栩栩如生，更有着独特的形状和细腻的工艺。
（1）青铜器“鎏金铜面具”属于金属材料中的 。（选填“纯金属”或“合金”）
（2）《周礼 考工记》中记载了铸造各类青铜器的配方。铜和青铜的相关性质见上表，推断铜冶炼过程中熔入锡的作用有 。
（3）晋葛洪《抱朴子内篇 黄白》中也有“以曾青涂铁，铁赤色如铜”的记载，即将曾青（胆矾溶液）涂在铁的表面即可得到铜，写出该反应的化学方程式 ，请解释铁能置换出铜的原因是 。
（4）为了保护青铜器并使其显得更加美观，文物保护工作者对青铜器进行了科学的防护处理，处理后得到含有AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液。若向其中加入一定量的金属Zn，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣，若向滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生，则滤渣成分为 。
【答案】（1）合金；（2）降低了铜的熔点，提高了铜的硬度；（3）Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu；金属活动性顺序中，铁比铜活泼；（4）Ag、Cu、Zn。
【解析】（1）青铜是铜合金，属于金属材料中的合金；（2）根据表中铜和青铜的相关性质，可以推断铜冶炼过程中熔入锡的作用有降低了铜的熔点，提高了铜的硬度；（3）铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，化学方程式为：Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu；在金属活动性顺序中，铁比铜活泼，所以铁能置换出铜；（4）根据金属活动性顺序Zn＞H＞Cu＞Ag，向含有AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入一定量的金属Zn，锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银，待硝酸银反应完全，若锌有剩余，锌与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣，若向滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生，说明滤渣中一定含有排在氢前的锌，即锌过量，则硝酸银和硝酸铜均反应完全，则滤渣成分为银、铜、锌。
【举一反三5】我市某化工厂排放的废液中含有硫酸铜和硫酸亚铁。某化学兴趣小组的同学取了适量的上述废液样品，将一定量锌粉加入样品中，充分反应后过滤，得到滤液A和固体B。
请回答下列有关问题：
(1)关于滤液A所含溶质的猜想中，不合理的是____________(填写序号)。
①猜想一：只有硫酸锌
②猜想二：硫酸锌、硫酸亚铁
③猜想三：硫酸锌、硫酸亚铁、硫酸铜
④猜想四：硫酸锌、硫酸铜
(2)设计简单实验，确定“猜想二”对应的固体B的成分：_____________________________________________。
(3)反应后析出金属的质量________(填“一定”或“不一定”)比参加反应的金属质量小。
【答案】(1)④
(2)向固体B中滴加稀盐酸，如果产生无色气泡，则固体B成分为铁、铜，如果没有现象，则固体B成分为铜
(3)一定
【解析】在金属活动性顺序中，锌>铁>铜。向含有硫酸铜和硫酸亚铁的混合液中加入一定量的锌粉，锌会优先和硫酸铜反应，生成硫酸锌和铜；若锌还有剩余，才会和硫酸亚铁反应，生成硫酸锌和铁。(1)对于反应后的溶液，溶质猜想不合理的是④，若溶质为硫酸锌和硫酸铜，那么铁就会以单质的形式存在，但铁与硫酸铜不共存，故该猜想不合理。(2)猜想二溶液A中的溶质为硫酸锌、硫酸亚铁，则对应的固体B成分可能为铜或铜、铁的混合物。要确定其成分，只需确定铁是否存在即可，可加稀盐酸以确定。(3)若只发生锌与硫酸铜的反应，根据化学方程式的计算可知，每有65份质量的锌溶解，就会析出64份质量的铜，所得金属质量减小；若锌过量，则会发生第二个反应，锌与硫酸亚铁反应，根据化学方程式计算可知，每有65份质量的锌溶解，就会析出56份质量的铁，所得金属质量减小。
【举一反三6】在Cu(NO3)2、Al(NO3)3和AgNO3的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，向滤出的固体上滴加稀硫酸时有气泡产生，则反应后所得溶液中含有的金属离子有________；反应后溶液的质量比原混合溶液的质量________(填“大”或“小”)；有关反应的化学方程式为_________________________________________________(写出一个即可)。
【答案】Al3＋、Fe2＋ 小 Fe＋2AgNO3===Fe(NO3)2＋2Ag或Fe＋Cu(NO3)2===Fe(NO3)2＋Cu
【解析】在金属活动性顺序中，铝>铁>铜>银。向混合液中加入一定量的铁粉，铁会优先和硝酸银反应，生成银和硝酸亚铁；若铁还有剩余，就会和硝酸铜反应，生成铜和硝酸亚铁。根据题意，充分反应后过滤，向滤出的固体上滴加稀硫酸时有气泡产生，说明滤出的固体中含有氢之前的金属，在这里氢之前的金属有铝和铁，但铁不能与硝酸铝反应，故这里能滴加稀硫酸产生气体的金属只有铁，说明铁已经过量，而且有剩余，那么硝酸铜和硝酸银都被反应完，溶液中的溶质只有硝酸铝和硝酸亚铁，即金属离子为Al3＋、Fe2＋。根据化学方程式计算可知，每56份质量的铁溶解，就会析出64份质量的铜、或析出216份质量的银，所以反应后溶液的质量一定会比原混合溶液的质量小。在这里发生了两个反应——分别是铁和硝酸银反应Fe＋2AgNO3===Fe(NO3)2＋2Ag，铁和硝酸铜反应Fe＋Cu(NO3)2===Fe(NO3)2＋Cu。
【题型8】金属活动性顺序的应用
【典型例题】有X、Y、Z三种金属，它们之间能够发生如下反应：Y+X（NO3）2═X+Y（NO3）2，X+Z（NO3）2═Z+X（NO3）2．问：X、Y、Z三种金属的活动性由强到弱的顺序是（ ）
A.Z＞Y＝X B.X＜Y＜Z C.Y＞X＞Z D.X＞Z＞Y
【答案】C
【解析】置换反应的规律是：金属活动性强的置换出金属活动性弱的。由反应可知：
①Y+X（NO3）2═X+Y（NO3）2 金属活动性：Y＞X
②X+Z（NO3）2═Z+X（NO3）2 金属活动性：X＞Z
由①、②可知：金属活动性：Y＞X＞Z
【举一反三1】钛合金是生产链条钢、锚链钢灯的重要材料。如果比较钛（Ti）和铁的金属活动顺序，以下方法不能达到的目的是（ ）
A.查阅初中化学课本上的金属活动顺序表
B.利用金属钛和FeCl2溶液进行实验
C.利用金属铁和TiSO4溶液进行实验
D.利用金属钛、金属铁与稀硫酸进行实验
【答案】A
【解析】A项，初中化学课本上的金属活动顺序表中，不包含钛；B项，利用金属钛和FeCl2溶液进行实验，根据反应是否能发生，能比较钛和铁的金属活动顺序；C项，利用金属铁和TiSO4溶液进行实验，根据反应是否能发生，能比较钛和铁的金属活动顺序；D项，利用金属钛、金属铁与稀硫酸进行实验，根据反应是否能发生以及反应的剧烈程度，能比较钛和铁的金属活动顺序。
【举一反三2】有X、Y、Z三种金属片，分别放入稀硫酸中，X、Z表面有气泡产生，Y没有明显现象，X放入Z的化合物溶液，没有明显现象。判断这三种金属的活动性由强到弱的顺序是（ ）
A.X＞Y＞Z
B.X＞Z＞Y
C.Z＞X＞Y
D.Y＞X＞Z
【答案】C
【解析】由题意可知，X、Y、Z三种金属分别放入稀硫酸中，X、Z表面有气泡产生，Y无变化，说明X、Z的金属活动性比氢强，Y的金属活动性比氢弱，即X、Z＞H＞Y；X放入Z的化合物溶液，没有明显现象，说明Z的活动性比X强，故这三种金属的活动性由强到弱的顺序为：Z＞X＞Y。
【举一反三3】铝的用途广泛。请回答下列问题：
（1）如图是铝在元素周期表中的信息以及原子结构示意图。
铝的相对原子质量是 ，铝离子的符号是 。
（2）下列原子结构示意图所对应的元素与铝元素化学性质相似的是 （填标号）。
（3）飞机外壳使用铝合金而不用纯铝的主要原因是 ；铝能制成包装糖果的铝箔，利用了它的 性。
（4）铝比铁活泼，但铝更耐锈蚀的原因是 。将铝粉加入油漆中涂于铁栏杆上防锈，其防锈原理是 。欲比较铝、铁的金属活动性，可选用的药品是 。
（5）铝热反应常用于焊接钢轨，其原理是：在高温条件下，铝热剂发生置换反应生成铁和氧化铝，放出的热量使铁水填充于钢轨缝隙中。该反应的化学方程式为 。
【答案】（1）26.98；Al3+；（2）C；（3）铝合金的硬度比纯铝大；延展；（4）铝能和氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，阻止里面的铝进一步反应；铝粉在空气中能形成致密的氧化铝薄膜，从而使铁和空气隔开，避免铁栏杆生锈；氯化亚铁；（5）2Al+Fe2O32Fe+Al2O3。
【解析】（1）由图可知，铝的相对原子质量是：26.98；铝原子的最外层电子数是3，容易失去3个电子，带3个单位的正电荷，则铝离子的符号是：Al3+；（2）原子的最外层电子数相同，化学性质相似，铝原子的最外层电子数是3，则下列原子结构示意图所对应的元素与铝元素化学性质相似的是：C；（3）飞机外壳使用铝合金而不用纯铝的主要原因是：铝合金的硬度比纯铝大；铝能制成包装糖果的铝箔，利用了它的延展性；（4）铝比铁活泼，但铝更耐锈蚀的原因是：铝能和氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，阻止里面的铝进一步反应。将铝粉加入油漆中涂于铁栏杆上防锈，其防锈原理是：铝粉在空气中能形成致密的氧化铝薄膜，从而使铁和空气隔开，避免铁栏杆生锈。活动性强的金属能把活动性弱的金属从它的盐溶液中置换出来，欲比较铝、铁的金属活动性，可选用的药品是：氯化亚铁（合理即可），铝能置换氯化亚铁中的铁，说明铝的活动性强于铁；（5）铝热反应常用于焊接钢轨，其原理是：在高温条件下，铝热剂中的铝和氧化铁发生置换反应生成铁和氧化铝，放出的热量使铁水填充于钢轨缝隙中。该反应的化学方程式为：2Al+Fe2O32Fe+Al2O3。
【举一反三4】人类的生产、生活离不开金属。请回答下列有关问题。
（1）家庭常备水银温度计测量体温。测量体温时，水银柱会上升，从微观角度解释产生该现象的原因 。
（2）乌铜是一种合金，广泛应用于制造高强度和高耐磨损的机械零件，其硬度比纯铜 （填“大”或“小”）；乌铜经锻打、碾压可做成不同厚度的乌铜片，说明乌铜具有良好的 性。
（3）新能源汽车常用锂电池提供动力，在化学反应中，锂原子容易 （填“得到”或“失去”）电子形成锂离子，锂离子的结构示意图为 。锂可以通过Al与Li2O在高温下发生置换反应得到，该反应的化学方程式为 。
（4）航天材料使用了大量的铝合金。铝具有优良的抗腐蚀性能，原因是 （用化学方程式表示）。
（5）我国高铁技术遥遥领先，其中钢轨材料含有金属锰。已知锰的金属活动性介于镁和锌之间，下列试剂能够验证铁和锰的金属活动性强弱的是 （填字母序号）。
A.铁、锰、硫酸锌溶液
B.铁、锰、硫酸镁溶液
C.铜、硫酸亚铁溶液、硫酸锰溶液
【答案】（1）温度升高时，汞原子之间的间隔变大。（2）大；延展。（3）失去；；2Al+3Li2O6Li+Al2O3。（4）4Al+3O2═2Al2O3。（5）A。
【解析】（1）家庭常备水银温度计测量体温。测量体温时，水银柱会上升，是因为温度升高时，汞原子之间的间隔变大；（2）乌铜是一种合金，广泛应用于制造高强度和高耐磨损的机械零件，其硬度比纯铜大；乌铜经锻打、碾压可做成不同厚度的乌铜片，说明乌铜具有良好的延展性；
（3）新能源汽车常用锂电池提供动力，在化学反应中，锂原子容易失去电子形成锂离子，锂离子的结构示意图为。锂可以通过Al与Li2O在高温下发生置换反应得到，该反应的化学方程式为2Al+3Li2O6Li+Al2O3；（4）航天材料使用了大量的铝合金。铝具有优良的抗腐蚀性能，原因是铝能和氧气反应生成致密的氧化铝保护膜，反应的化学方程式是4Al+3O2═2Al2O3；（5）铁不能和硫酸锌反应，说明锌比铁活泼，锰能和硫酸锌反应，说明锰比锌、铁活泼，A正确；铁和锰都不能和硫酸镁反应，说明镁最活泼，不能比较铁和锰的活动性顺序，B错误；铜不能和硫酸亚铁、硫酸锰反应，说明铜最不活泼，不能比较铁和锰的活动性顺序，C错误；
【举一反三5】金属在生产和生活中应用广泛。请回答下列问题。
（1）生活中常用铁锅做饭，主要利用了铁的 性。
（2）某研究小组为探究铁、铜、锰（Mn）的金属活动性顺序，进行了如下三个实验（其中金属均已打磨，且形状、大小相同，试管中所用5%的盐酸体积相同）。
[实验记录与分析]
写出实验一试管中发生反应的化学方程式 。
（3）小马同学根据上述结果，为了进一步证明三种金属的活动性，进行了如图所示的实验：
通过以上实验，也得出了与（2）相同的结论。小杨同学认为实验①～④中，不需要做的实验是 （填序号）。
【答案】（1）传热。（2）锰＞铁＞铜；Fe+2HCl＝FeCl2+H2．（3）④。
【解析】（1）生活中常用铁锅做饭，主要利用了铁的传热性；（2）根据实验现象，锰与盐酸反应的速率大于铁与盐酸反应的速率，故锰的活泼性大于铁，铜不与盐酸反应，故铜最不活泼，从而得出三种金属的活动性顺序从强到弱依次为：锰＞铁＞铜；实验一试管中铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，反应的化学方程式为：Fe+2HCl＝FeCl2+H2；（3）通过前三个实验已经得出了三种金属的活动性顺序，故实验①～④中，不需要做的实验是④。
【举一反三6】补全实验报告。
【答案】（1）比较合金和组成它的纯金属的硬度大小；（2）蜡烛熔化掉下，火柴燃烧；（3）铁的金属活动性比铜强。
【解析】（1）黄铜能在铜片表面刻画出明显痕迹，结论是黄铜的硬度比纯铜大，则实验的目的是比较合金和组成它的纯金属的硬度大小；（2）由实验结论：金属具有导热性，则实验现象是蜡烛熔化掉下，火柴燃烧；（3）铜与硫酸亚铁溶液混合，无明显现象，说明两者不反应，则铁的金属活动性比铜强。
【题型9】探究金属活动性顺序
【典型例题】将金属Cu投入金属X的盐溶液中，观察到Cu的表面出现银白色物质；金属Y投入稀硫酸中，观察到Y的表面有气泡产生。下列关于金属X、Y、Cu活动性的叙述正确的是( )
A.Y＞Cu＞X B.X＞Cu＞Y C.Y＞X＞Cu D.X＞Y＞Cu
【答案】A
【解析】将金属Cu投入金属X的盐溶液中，观察到Cu的表面出现银白色物质，可判断Cu>X；金属Y投入稀硫酸中，观察到Y的表面有气泡产生，可判断Y>H；根据金属活动性顺序可知H>Cu。综上分析，可知Y＞Cu＞X。故选A。
【举一反三1】利用如图所示的四个实验验证铝、铁、铜的金属活动性顺序，下列实验组合中能得出正确结论的是（ ）
A.①③④ B.①②③ C.②③④ D.①②④
【答案】B
【解析】①铁和稀硫酸反应生成氢气，说明铁的位置排在氢的前面；②铁与硫酸铝不反应，说明了铁的位置排在铝的后面；③铜与稀硫酸不反应，说明了铜的位置排在氢的后面；④铜与硫酸铝不反应，说明了铜的位置排在铝的后面；①③④无法确定铝和铁的活动性强弱，A错误；①②③可得出三种金属活动性铝＞铁＞铜，B正确②③④无法确定铜和铁的活动性强弱，C错误；①②④无法确定铜和铁的活动性强弱，D错误。
【举一反三2】为验证铜、银、铁的金属活动性顺序，某同学设计了如图所示的6个实验。图中“→”表示将金属加入盐溶液。
（1）⑤是古代湿法炼铜的主要原理，反应的化学方程式为 。此反应属于 反应（填基本反应类型）。
（2）设计②的目的是 。
【答案】（1）Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4；置换；（2）比较Cu和Ag的金属活动性。
【解析】（1）铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，反应的化学方程式为：Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu；
该反应为一种单质和一种化合物的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；（2）铜能将银从硝酸银溶液中置换出来，则说明铜比银活泼，则目的为比较Cu和Ag的金属活动性。
【举一反三3】2024年1月8日，广西规划建设的最大跨海大桥钦州龙门大桥顺利合拢。龙门大桥建成后推动北部湾经济区高质量发展。
（1）龙门大桥采用钢箱梁悬索桥。钢和生铁的主要区别是 。
（2）龙门大桥的索股由锌铝合金镀层的钢丝组成。铝的金属活动性比铁强，但它的抗腐蚀性能却比铁好，其原因是 （用化学方程式表示）。
（3）为了探究金属的化学性质，某化学兴趣小组设计了以下实验探究Fe、Cu、Ag、R四种金属的活动性顺序（R为未知金属）。
①如图A所示，甲烧杯中可观察到的现象是 。
②一段时间后，将烧杯中铁丝替换为R进行实验，如图B所示。若甲烧杯中无现象，乙烧杯中R表面有红色固体析出，可得出Fe、Cu、Ag、R的活动性顺序由强到弱为 。
【答案】（1）含碳量不同；（2）4Al+3O2═2Al2O3；（3）①铁片表面有气泡产生，溶液颜色由无色变为浅绿色，铜片表面无明显现象；②铁＞R＞铜＞银。
【解析】（1）生铁是含碳量为2%～4.3%的铁合金，钢是含碳量为0.03%～2%的铁合金，钢和生铁的主要区别是含碳量不同；（2）铝具有很好的抗腐蚀性能，是因为铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化，反应的化学方程式为4Al+3O2═2Al2O3；（3）①甲烧杯中铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，铜不能与稀硫酸反应，甲烧杯中可观察到的现象是铁片表面有气泡产生，溶液颜色由无色变为浅绿色，铜片表面无明显现象；②一段时间后，将烧杯中铁丝替换为R进行实验，若甲烧杯中无现象，说明R、铜的金属活动性均比铁弱，即铁＞R、铜；乙烧杯中R表面有红色固体析出，说明R的金属活动性比铜强，银的金属活动性比铜弱，即R＞铜＞银；可得出Fe、Cu、Ag、R的活动性顺序由强到弱为铁＞R＞铜＞银。
【举一反三4】小新同学买了水龙头，从说明书上了解到该水龙头是铜质镀铬的。他想起在学习金属化学性质时用到的金属活动性顺序表中没有铬，为了解铬与常见金属铝、铜在金属活动性顺序中的相关位置关系，进行如下探究活动。
[查阅资料]①铬（Cr）是银白色有光泽的金属，在空气中表面能生成抗腐蚀性的致密氧化膜。
②铬能与稀硫酸反应，生成蓝色的硫酸铬（CrSO4）溶液…
[作出猜想]三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系：
Ⅰ．Cr、Al、Cu
人教版（2024）九年级下册 第八单元 金属和金属材料课题2 金属的化学性质 寒假巩固
【题型1】置换反应及其应用
【典型例题】下列化学反应属于置换反应的是（ ）
A.CO+CuO═Cu+CO2
B.Cl2+H2O═HCl+HClO
C.CaO+H2O═Ca（OH）2
D.3C+2Fe2O3 4Fe+3CO2↑
【举一反三1】下列反应中属于置换反应的是（ ）
A.S+O2SO2
B.C2H5OH+3O22CO2+3H2O
C.WO3+3H2W+3H2O
D.NaCl+AgNO3＝AgCl↓+NaNO3
【举一反三2】芯片是电脑、手机等电子产品的核心部件，芯片的主要成分是纯度极高的硅，其运算速率与硅的纯度有关。
（1）硅与金刚石结构相似，则硅是由 （填微粒名称）构成的。
（2）图为硅原子结构示意图及元素信息。
①图中n＝ ，硅属于 （填“金属”或者“非金属”）元素。图中“+14”中14的含义是 。
②硅酸钠（Na2SiO3）其水溶液俗称水玻璃。在高温下，硅酸钠溶液吸热水分蒸发，发生分解反应释放出SiO2（不可燃固体），可以用作木材防火剂。请简述其防火的原理 。
（3）制硅的主要化学方程式有①2C+SiO22CO↑+Si（得到粗硅）；②Si+2Cl2SiCl4；③2H2+SiCl4Si+4HCl。其中属于置换反应的是 （填序号）。
【举一反三3】我国古代的“湿法炼铜”原理是Fe+CuSO4═FeSO4+Cu。请根据化学方程式计算，用含40 g硫酸铜的溶液与足量的铁充分反应，理论上能得到铜的质量是多少？
【题型2】金属和稀盐酸、稀硫酸反应
【典型例题】把一枚硬币投入稀盐酸中，过一段时间观察到溶液变成浅绿色，说明硬币中一定含有（ ）
A.铝 B.镁 C.铁 D.铜
【举一反三1】铁钉和足量稀盐酸充分反应后，会留有残渣，残渣的主要成分是（ ）
A.铁
B.碳及其他不溶性杂质
C.氯化亚铁
D.氯化铁
【举一反三2】金属在生活、生产中有着广泛应用，金属材料已成为社会发展的重要物质基础。
（1）我国“天问一号”火星探测器成功降落火星，实现了中国航天史无前例的突破在探测器运行系统中使用了铜丝作电线，是因为铜具有良好的 性和延展性。
（2）铝化学性质比较活泼，但铝制品却耐腐蚀，原因是 （用化学方程式表示）。
（3）第24届冬奥会纪念币的材质为黄铜合金，强度高，耐腐蚀。若将少量黄铜合金投入到足量稀盐酸中， （“有”或“没有”）固体剩余。
（4）“嫦娥五号”使用的记忆合金再次让全世界关注新合金材料。Mg2Cu是一种能够储存氢能源的合金，它吸氢后生成MgCu2合金和MgH2，而MgH2和稀盐酸反应能产生氢气。MgH2和稀盐酸反应的化学方程式是 。
【举一反三3】某化学小组利用下图所示装置测定铜锌合金样品中锌的质量分数(图中固定装置已略去)。
探究过程如下：
Ⅰ.连接实验装置并检查装置气密性；
Ⅱ.向B中加入质量为m的铜锌合金粉末，由注射器A向B缓缓加入稀硫酸，待B中不再有气体产生气体时，夹紧弹簧夹，立即移出D中导管，准确读取并记录量筒内水的体积；
Ⅲ.经过滤等操作，准确称量并记录B中剩余固体物质的质量；
Ⅳ.该小组的甲同学根据反应前后B中固体物质的质量计算样品中锌的质量分数；乙同学认定量筒内测得水的体积即为反应生成气体的体积，并利用该气体在常温下的密度，根据化学方程式进行相关计算，得到样品中锌的质量分数。
请回答下列问题：
(1)B中发生反应的化学方程式为________________________________________________。
(2)Ⅲ中，正确的操作顺序是：过滤、________、________、称量。
(3)通过误差分析，化学小组发现乙同学所用数据不可靠。造成该数据不可靠的原因及其对计算结果的影响是：_____________________________________________________________。
①Ⅱ中，移出D中的导管内留存有水，导致计算结果偏________(填“大”或“小”或“无法确定”)。
②___________________________________________________________导致计算结果偏大。
【举一反三4】同学们学习了金属的化学性质后，在实验室设计并完成了如下实验，以比较铁、铜的金属活动性强弱。
实验方法：将打磨过的铁丝、铜丝分别浸入稀盐酸溶液中。
（1）实验原理：①中发生反应的化学方程式为 。
（2）实验现象：①中可观察到的现象是 ，②中无明显现象。
（3）实验结论： 。
（4）实验后，接下来必须要做的事情是 ，完善实验报告，离开实验室。
问题与交流：②中无明显现象的原因是 。
【题型3】金属和酸反应的图像分析
【典型例题】等质量的M、N两种金属，分别与相同质量分数的足量稀盐酸反应（已知M、N在生成物中均为+2价），生成氢气质量和反应时间的关系如图所示，下列叙述正确的是( )
A.M、N两种金属中较活泼的是N
B.生成H2的质量M＜N
C.相对原子质量较大的是N
D.产生H2的速率N＞M
【举一反三1】现有等质量甲、乙、丙三种金属，分别放入三份相同浓度的足量稀硫酸中，产生氢气的质量与反应时间的关系如图所示（已知甲、乙、丙在生成物中化合价均为+2价）。则下列说法中错误的是（ ）
A.金属活动性：乙＞甲＞丙
B.生成氢气的质量：甲＞乙＞丙
C.相对原子质量：乙＞丙＞甲
D.消耗硫酸的质量：甲＞乙＞丙
【举一反三2】相同质量的镁、铁、锌三种金属，分别与足量的、相同质量分数的稀硫酸充分反应，生成氢气质量与反应时间关系如图，分析图像判断，下面说法正确的是( )
A.金属锌反应速率最大
B.锌的金属活动性最强
C.金属镁生成氢气质量最多
D.金属铁消耗硫酸质量最多
【举一反三3】某兴趣小组为探究金属与酸反应的规律，将质量相等的甲乙两种金属分别放入质量分数相等的足量的稀盐酸中，经实验测定并绘出生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示。分析图像得出下列结论，其中一定正确的是( )
A.金属甲比金属乙活泼
B.金属甲比金属乙的相对原子质量大
C.金属乙比金属甲的反应速率大
D.金属乙比金属甲的化合价高
【举一反三4】小刚与小红分别做相同质量的不同金属与同质量、同质量分数的稀H2SO4反应的实验，实验结束后，分别交上的实验报告，并绘制出金属Zn、Fe分别与稀H2SO4反应放出H2的函数图像（如图所示）。两个图像中存在有错误的图像是 ，判断错误的理由是 ，图像不同的原因是 。由该实验可以得到的结论：①金属与酸反应的速率与有关。②金属与酸反应中若生成盐中金属价态相同，则生成的氢气量与有关。
【举一反三5】等质量的三种不同金属X、Y、Z分别和足量的溶质质量分数相同的稀硫酸反应，都生成相同价态硫酸盐，其反应情况如图所示。回答：
(1)三种金属的活动顺序由强到弱的是___________________________________。
(2)三种金属的相对原子质量由大到小的顺序是__________________________________。
(3)若Z代表铁，写出它跟稀硫酸反应的化学方程式：_________________________________。
【举一反三6】向等质量、等浓度的稀硫酸中分别加入足量的镁、铁、锌三种金属。生成氢气的质量与加入金属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，金属量不足(如m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由大到小的关系为_________。
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_______。
②待稀硫酸完全反应后，金属过量(如n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_________。
特别提醒
此时反应后所得溶液的质量由消耗金属的质量决定。消耗金属的质量越大，所得溶液的质量越_____，故所得溶液的质量 由大到小的关系为______。
③通过图4_____(填“能”或“不能”)判断出镁、铁、锌的金属活动性顺序。
【举一反三7】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_____。
特别提醒
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”，后同)，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_________。
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小的关系为_________。
③通过图3_____(填“能”或“不能”)判断出镁、铁、锌的金属活动性顺序。
【题型4】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】托盘天平左、右两边各放一只质量相等的烧杯，在两只烧杯中加入等质量、等质量分数的稀盐酸，此时天平保持平衡。然后在左盘烧杯中加入5 g锌粒，在右盘烧杯中加入5 g铁粉，充分反应后，两烧杯底部均有固体剩余，则此时天平（ ）
A.偏向左边 B.偏向右边 C.仍然平衡 D.无法判断
【举一反三2】欲测定Cu－Zn合金及Cu－Ag合金中铜的质量分数，实验室只提供一瓶未标明质量分数的稀硫酸和必要的仪器。
(1)你认为能测出铜的质量分数的是___________合金。
(2)取该合金的粉末26 g加入稀硫酸充分反应，所加稀硫酸与生成气体的质量关系如图所示。
①生成气体的质量为________g。
②请计算该合金中铜的质量分数。
【举一反三3】用镊子将一经砂纸打磨的铝片放于一洁净的烧杯中，然后向烧杯中滴加足量的稀盐酸。使其充分反应，生成1 g氢气。计算该铝片中单质铝的质量。
【题型5】金属和酸反应的天平分析
【典型例题】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
【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，托盘天平两边各放了一只盛有足量等质量、等质量分数稀硫酸的小烧杯，向左右两边分别加入等质量的不同的金属，实验开始后发现左边先下沉，一段时间后右边下沉。符合这一现象的组合是(前面的放左盘，后面的放右盘)( )
A.铁、锌 B.铁、铜 C.锌、铁 D.镁、铁
【举一反三3】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
【举一反三4】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6】金属与金属化合物溶液反应
【典型例题】有关反应：R+3AgNO3＝3Ag+R（NO3）3，说法正确的是（ ）
A.该反应属于置换反应
B.该金属可能是铜
C.R的金属活动性比Ag弱
D.反应后溶液质量一定增加
【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】在以下四种金属中，有一种金属的化合物溶液与其他三种金属都能发生置换反应，这种金属是( )
A.Fe B. Cu C.Zn D.Ag
【举一反三3】处理某废旧金属后的溶液中含有Cu（OH）2和AgNO3两种溶质，为回收其中的金属，向该溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，再向滤渣中加入稀盐酸，无气泡产生，则滤液中一定含有的金属离子是 ；滤渣中可能含有 。
【举一反三4】金属与人类的生活密切相关。回答下列有关金属性质的问题：
(1)铝较为活泼，为什么铝制品却很耐腐蚀？
(2)现将过量的锌粉加入到AgNO3和Mg(NO3)2的混合溶液中，充分反应后，过滤。过滤后留在滤纸上的固体是什么？请写出有关反应的化学方程式。
【题型7】金属与金属化合物溶液反应滤液、滤渣的判断
【典型例题】某些电子集成电路常用黄金镀膜。废旧电子产品上的黄金通过某种溶液的溶解后，加入某种金属，即可回收。对黄金在电子产品上的应用和回收过程，下列说法错误的是( )
A.集成电路用黄金镀膜可防止线路氧化
B.回收时往溶液中加入的金属可以选用铜
C.回收时溶解黄金的溶液不会是硫酸
D.回收时加入的金属与溶液发生了化合反应
【举一反三1】某溶液含有Cu(NO3)2和AgNO3，现向其中加入一定量的锌粉，参加反应的锌的质量与溶液中金属离子种类的关系(如下图所示)。下列说法不正确的是( )
A.a～b间(不含两点)的溶液中金属离子为Zn2＋、Ag＋、Cu2＋
B.c～d间(不含两点)的溶液中金属离子为Zn2＋、Cu2＋
C.当加入的锌的质量为m3时，溶液中金属离子为Zn2＋
D.当参加反应的锌的质量分别为m1、m2时，溶液中Cu(NO3)2的质量分数相等
【举一反三2】(双选)某金属加工厂生产过程中的废液中含有少量的硝酸银和硝酸铜，为回收利用资源和和防止污染，该厂向废液中加入一定量的铁粉，反应停止后过滤，向滤液中加入少量稀盐酸，无沉淀生成，下列说法正确的是( )
A.滤出的固体中一定含有银，可能含有铜
B.滤出的固体中一定含有银和铜，一定不含有铁
C.滤液中一定含有硝酸亚铁，一定没有硝酸银
D.滤液中一定含有硝酸亚铁，可能含有硝酸银和硝酸铜
【举一反三3】向AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，向滤出的固体中滴加稀盐酸，有气体生成，则滤出的固体一定为（ ）
A.Fe
B.Ag、Cu、Fe
C.Ag、Fe
D.Cu、Fe
【举一反三4】广西壮族自治区博物馆展厅中陈列了一件出土于百色市西林县西汉时期的“鎏金铜面具”，形呈人面，睁眼、鼓鼻、闭口，不仅栩栩如生，更有着独特的形状和细腻的工艺。
（1）青铜器“鎏金铜面具”属于金属材料中的 。（选填“纯金属”或“合金”）
（2）《周礼 考工记》中记载了铸造各类青铜器的配方。铜和青铜的相关性质见上表，推断铜冶炼过程中熔入锡的作用有 。
（3）晋葛洪《抱朴子内篇 黄白》中也有“以曾青涂铁，铁赤色如铜”的记载，即将曾青（胆矾溶液）涂在铁的表面即可得到铜，写出该反应的化学方程式 ，请解释铁能置换出铜的原因是 。
（4）为了保护青铜器并使其显得更加美观，文物保护工作者对青铜器进行了科学的防护处理，处理后得到含有AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液。若向其中加入一定量的金属Zn，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣，若向滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生，则滤渣成分为 。
【举一反三5】我市某化工厂排放的废液中含有硫酸铜和硫酸亚铁。某化学兴趣小组的同学取了适量的上述废液样品，将一定量锌粉加入样品中，充分反应后过滤，得到滤液A和固体B。
请回答下列有关问题：
(1)关于滤液A所含溶质的猜想中，不合理的是____________(填写序号)。
①猜想一：只有硫酸锌
②猜想二：硫酸锌、硫酸亚铁
③猜想三：硫酸锌、硫酸亚铁、硫酸铜
④猜想四：硫酸锌、硫酸铜
(2)设计简单实验，确定“猜想二”对应的固体B的成分：_____________________________________________。
(3)反应后析出金属的质量________(填“一定”或“不一定”)比参加反应的金属质量小。
【举一反三6】在Cu(NO3)2、Al(NO3)3和AgNO3的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，向滤出的固体上滴加稀硫酸时有气泡产生，则反应后所得溶液中含有的金属离子有________；反应后溶液的质量比原混合溶液的质量________(填“大”或“小”)；有关反应的化学方程式为_________________________________________________(写出一个即可)。
【题型8】金属活动性顺序的应用
【典型例题】有X、Y、Z三种金属，它们之间能够发生如下反应：Y+X（NO3）2═X+Y（NO3）2，X+Z（NO3）2═Z+X（NO3）2．问：X、Y、Z三种金属的活动性由强到弱的顺序是（ ）
A.Z＞Y＝X B.X＜Y＜Z C.Y＞X＞Z D.X＞Z＞Y
【举一反三1】钛合金是生产链条钢、锚链钢灯的重要材料。如果比较钛（Ti）和铁的金属活动顺序，以下方法不能达到的目的是（ ）
A.查阅初中化学课本上的金属活动顺序表
B.利用金属钛和FeCl2溶液进行实验
C.利用金属铁和TiSO4溶液进行实验
D.利用金属钛、金属铁与稀硫酸进行实验
【举一反三2】有X、Y、Z三种金属片，分别放入稀硫酸中，X、Z表面有气泡产生，Y没有明显现象，X放入Z的化合物溶液，没有明显现象。判断这三种金属的活动性由强到弱的顺序是（ ）
A.X＞Y＞Z
B.X＞Z＞Y
C.Z＞X＞Y
D.Y＞X＞Z
【举一反三3】铝的用途广泛。请回答下列问题：
（1）如图是铝在元素周期表中的信息以及原子结构示意图。
铝的相对原子质量是 ，铝离子的符号是 。
（2）下列原子结构示意图所对应的元素与铝元素化学性质相似的是 （填标号）。
（3）飞机外壳使用铝合金而不用纯铝的主要原因是 ；铝能制成包装糖果的铝箔，利用了它的 性。
（4）铝比铁活泼，但铝更耐锈蚀的原因是 。将铝粉加入油漆中涂于铁栏杆上防锈，其防锈原理是 。欲比较铝、铁的金属活动性，可选用的药品是 。
（5）铝热反应常用于焊接钢轨，其原理是：在高温条件下，铝热剂发生置换反应生成铁和氧化铝，放出的热量使铁水填充于钢轨缝隙中。该反应的化学方程式为 。
【举一反三4】人类的生产、生活离不开金属。请回答下列有关问题。
（1）家庭常备水银温度计测量体温。测量体温时，水银柱会上升，从微观角度解释产生该现象的原因 。
（2）乌铜是一种合金，广泛应用于制造高强度和高耐磨损的机械零件，其硬度比纯铜 （填“大”或“小”）；乌铜经锻打、碾压可做成不同厚度的乌铜片，说明乌铜具有良好的 性。
（3）新能源汽车常用锂电池提供动力，在化学反应中，锂原子容易 （填“得到”或“失去”）电子形成锂离子，锂离子的结构示意图为 。锂可以通过Al与Li2O在高温下发生置换反应得到，该反应的化学方程式为 。
（4）航天材料使用了大量的铝合金。铝具有优良的抗腐蚀性能，原因是 （用化学方程式表示）。
（5）我国高铁技术遥遥领先，其中钢轨材料含有金属锰。已知锰的金属活动性介于镁和锌之间，下列试剂能够验证铁和锰的金属活动性强弱的是 （填字母序号）。
A.铁、锰、硫酸锌溶液
B.铁、锰、硫酸镁溶液
C.铜、硫酸亚铁溶液、硫酸锰溶液
【举一反三5】金属在生产和生活中应用广泛。请回答下列问题。
（1）生活中常用铁锅做饭，主要利用了铁的 性。
（2）某研究小组为探究铁、铜、锰（Mn）的金属活动性顺序，进行了如下三个实验（其中金属均已打磨，且形状、大小相同，试管中所用5%的盐酸体积相同）。
[实验记录与分析]
写出实验一试管中发生反应的化学方程式 。
（3）小马同学根据上述结果，为了进一步证明三种金属的活动性，进行了如图所示的实验：
通过以上实验，也得出了与（2）相同的结论。小杨同学认为实验①～④中，不需要做的实验是 （填序号）。
【举一反三6】补全实验报告。
【题型9】探究金属活动性顺序
【典型例题】将金属Cu投入金属X的盐溶液中，观察到Cu的表面出现银白色物质；金属Y投入稀硫酸中，观察到Y的表面有气泡产生。下列关于金属X、Y、Cu活动性的叙述正确的是( )
A.Y＞Cu＞X B.X＞Cu＞Y C.Y＞X＞Cu D.X＞Y＞Cu
【举一反三1】利用如图所示的四个实验验证铝、铁、铜的金属活动性顺序，下列实验组合中能得出正确结论的是（ ）
A.①③④ B.①②③ C.②③④ D.①②④
【举一反三2】为验证铜、银、铁的金属活动性顺序，某同学设计了如图所示的6个实验。图中“→”表示将金属加入盐溶液。
（1）⑤是古代湿法炼铜的主要原理，反应的化学方程式为 。此反应属于 反应（填基本反应类型）。
（2）设计②的目的是 。
【举一反三3】2024年1月8日，广西规划建设的最大跨海大桥钦州龙门大桥顺利合拢。龙门大桥建成后推动北部湾经济区高质量发展。
（1）龙门大桥采用钢箱梁悬索桥。钢和生铁的主要区别是 。
（2）龙门大桥的索股由锌铝合金镀层的钢丝组成。铝的金属活动性比铁强，但它的抗腐蚀性能却比铁好，其原因是 （用化学方程式表示）。
（3）为了探究金属的化学性质，某化学兴趣小组设计了以下实验探究Fe、Cu、Ag、R四种金属的活动性顺序（R为未知金属）。
①如图A所示，甲烧杯中可观察到的现象是 。
②一段时间后，将烧杯中铁丝替换为R进行实验，如图B所示。若甲烧杯中无现象，乙烧杯中R表面有红色固体析出，可得出Fe、Cu、Ag、R的活动性顺序由强到弱为 。
【举一反三4】小新同学买了水龙头，从说明书上了解到该水龙头是铜质镀铬的。他想起在学习金属化学性质时用到的金属活动性顺序表中没有铬，为了解铬与常见金属铝、铜在金属活动性顺序中的相关位置关系，进行如下探究活动。
[查阅资料]①铬（Cr）是银白色有光泽的金属，在空气中表面能生成抗腐蚀性的致密氧化膜。
②铬能与稀硫酸反应，生成蓝色的硫酸铬（CrSO4）溶液…
[作出猜想]三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系：
Ⅰ．Cr、Al、Cu
Ⅱ．Al、Cr、Cu
Ⅲ．Al、Cu、Cr
[实验过程]取大小相同的三种金属片，用砂纸打磨光亮。
[回答问题]
（1）在上表中划横线的位置填上适当的内容。
（2）用砂纸打磨金属片的目的是____________________。
（3）实验一发生反应的化学方程为____________________。
【举一反三5】同学们通过实验来验证Cu、Fe、Ag三种金属的活动性顺序．实验室提供的药品有：
Cu（NO3）2溶液、AgNO3溶液、Fe（NO3）2溶液、稀盐酸、铜丝、铁丝、银丝．
Ⅰ、小华同学设计并完成了如下实验：
①把铁丝插入装有稀盐酸的试管中； ②把铜丝插入装有稀盐酸的试管中；
③把银丝插入装有稀盐酸的试管中； ④把铜丝插入装有AgNO3溶液的试管中。
观察到①中的实验现象是 。
④中的化学方程式是 。
你认为小华所做的实验 （填序号）是多余的。
Ⅱ、后来，小贝只选用了上述药品中的三种，通过两步实验，也达到了实验目的．他选用的三种药品是 ．（写出一种药品组合即可）。
【题型10】常见金属活动性顺序
【典型例题】下列物质中金属活动性最强的是( )
A.银 B.钾 C. 铝 D.金
【举一反三1】我国古代第一部药物学专著《神农本草经》有“石硫黄能化金银铁铜，奇物”的记载，描述了硫与金属的反应。金、银、铁、铜四种金属中，活动性最强的是( )
A.铁 B.铜 C.银 D.金
【举一反三2】根据图判断下列说法错误的是( )
A.C可能是铜
B.将Fe放在B的化合物溶液中可能置挨出B
C.四种金属的活动性顺序是:A＞B＞Fe＞C
D.铁跟盐酸反应生产的化合物是氯化亚铁
【举一反三3】我国古代第一部药物学专著《神农本草经》有“石硫黄能化金银铁铜，奇物”的记载，描述了硫与金属的反应。金、银、铁、铜四种金属中，活动性最强的是( )
A.铁 B.铜 C.银 D.金
【题型11】铝与氧气的反应
【典型例题】2023年2月10日，神舟十五号航天员费仗龙、邓清明和张陆密切协同，圆满完成出舱活动全部任务，神舟十五号的飞船和火箭的主要结构用到了大量的金属材料，下列关于金属材料说法正确的是（ ）
A.黄铜片（铜锌合金）的硬度比纯铜片小
B.钢的含碳量比生铁高
C.铝比铁活泼，故铝制品比铁制品更容易被腐蚀
D.金属材料包括纯金属和合金
【举一反三1】老师告诉同学们铝合金密度小、硬度大、耐腐蚀。请你思考铝制品具有很好的抗腐蚀性的原因是( )
A.铝的密度比较小
B. 铝的硬度比较大
C.铝在常温下与氧气不发生反应
D. 铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜
【举一反三2】2023年2月10日，神舟十五号航天员费仗龙、邓清明和张陆密切协同，圆满完成出舱活动全部任务，神舟十五号的飞船和火箭的主要结构用到了大量的金属材料，下列关于金属材料说法正确的是（ ）
A.黄铜片（铜锌合金）的硬度比纯铜片小
B.钢的含碳量比生铁高
C.铝比铁活泼，故铝制品比铁制品更容易被腐蚀
D.金属材料包括纯金属和合金
【举一反三3】推理是化学学习中常用的思维方法，下列推理正确的是（ ）
A.铝比铁活泼，所以铝比铁更容易被锈蚀
B.氧气和臭氧都是由氧元素组成的单质，所以化学性质相同
C.氧气有助燃性，空气中含有氧气，所以铁丝可以在空气中燃烧
D.金刚石和石墨的碳原子排列方式不同，所以它们的物理性质存在差异
【举一反三4】铝是地壳中含量最多的金属元素，铝制品也是日常使用较多的金属，它的抗腐蚀性能比较强，这是因为它易与空气中的氧气反应，其表面生成一层致密的薄膜，对内部结构起保护作用，请写出该过程发生的化学反应方程式 ，该反应属于基本反应类型中的 反应。
【举一反三5】金属汞俗名水银，滴到铝板上，能溶解铝，形成液态合金（铝汞齐），使表层的铝原子浓度变低，从而使铝与氧气反应时无法形成致密氧化膜，内部的铝原子不停地与氧气反应（出现“长毛”现象如图甲），变化过程的微观模型如图乙。
（1）铝汞齐属于 （填“单质”、“化合物”和“混合物”）。
（2）写出图乙中铝被氧化的化学方程式 。
（3）中国民航局规定，工业水银温度计不允许携带（温馨提示：飞机的机体主要是铝制的）。原因是水银一旦泄漏，除了汞蒸气本身剧毒外，更主要是因为 。
（4）汞在空气蒸发，从微观的角度看是因为汞原子的 。
（5）若在表面清洁的铝板上滴上HgCl2溶液。也会出现“长毛”现象。该反应的方程式为： 。
【举一反三6】阅读下面科普短文，回答问题：
2023年，由我国自主研发，并拥有完全知识产权的大型四发无人机成功量产。一般小型无人机的基本组件有框架、发动机、螺旋桨、电池、传感器等。小型无人机的动力来源是锂离子电池，电池在工作过程中将化学能转化为电能，其中重要材料之一为电池级碳酸锂（化学式为Li2CO3），无人机框架一般选用铝合金，该材料除了密度小，强度大以外，还有一个原因是铝材耐腐蚀。
（1）Li2CO3中Li元素的化合价为 价。
（2）铝合金属于 材料（填“合成”或“金属”）。
（3）写出常温下铝与氧气反应生成氧化铝的化学方程式 。
【举一反三7】随着我国科学技术的发展，“中国制造”走在世界前列。
（1）中国高度：我国双湖加油站是世界海拔最高的加油站，汽油属于 （填“可再生”或“不可再生”）能源。
（2）中国密度：我国生产的一款动力电池能量密度达到255瓦时/千克，可实现整车1000公里续航。动力电池汽车相较于传统燃油汽车的优点是 。
（3）中国力度：金沙江上的白鹤滩水电站能承受1650万吨的最大水推力。水电站工作时的能量转换是将机械能转化为 能。
（4）中国速度：中国高铁时速已经达到了350公里/小时。高铁制造离不开铝合金，铝合金属于 （填“有机合成”或“金属”）材料；铝具有良好的耐腐蚀性，其原因是 （用化学方程式解释）。
【题型12】铁与氧气的反应
【典型例题】通常情况下，铁丝在氧气中燃烧的产物是( )
A.Fe3O4 B.FeO C.Fe2O3 D.Fe(OH)3
【举一反三1】下列物质物质在氧气中燃烧，生成黑色固体是( )
A.镁条 B.红磷 C.铁丝 D.金
【举一反三2】铁丝在空气中灼热发红，但不能燃烧，这一事实与下列哪一因素关系最密切( )
A.铁丝的表面积 B.氧气的浓度 C.燃烧时的温度 D.铁的着火点
【举一反三3】铁在点燃的条件下，能在纯氧中燃烧，________四射，生成一种________色固体，请写出该反应的化学方程式______________________________________________________。
【举一反三4】老师在课上演示了两个趣味实验。
(1)“火焰分割”。先将加热至红热的铁丝网a平伸到火焰上部，如图甲所示：再将常温的铁丝网b平伸到火焰下部，两张铁丝网中间的火焰熄灭，如图乙所示。
①铁块能拉成铁丝是利用了铁的 性。
②“两张铁丝网中间的火焰熄灭”的主要原因：铁丝网b吸收热量， (填字母)。
A.使酒精的着火点降低
B.使温度降低到酒精的着火点以下
(2)“铁花飞溅”。将铁粉抖撒到酒精灯火焰上方，铁粉剧烈燃烧，火星四射，宛如美丽的“铁花”。铁燃烧生成四氧化三铁的化学方程式为 。
【题型13】金属与氧气反应综合
【典型例题】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.“金（指铜）柔锡柔，合两柔则为刚”——合金的硬度比组成它的纯金属大
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
【举一反三1】下列有关金属及其合金的说法中正确的是（ ）
A.常温下金属都是固体
B.钛合金可用来制造人造骨
C.焊锡比组成它的纯金属的熔点高
D.金属都能与氧气反应
【举一反三2】很多成语、俗语、诗词中蕴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”——黄金高温下也不与氧气反应
B.“日照香炉生紫烟”——物质燃烧，属于化学变化
C.“冰，水为之，而寒于水”——物质的状态不同，物理性质不同
D.“人要实，火要虚”——增加可燃物与氧气的接触面积，可燃物燃烧得更旺
【举一反三3】关于下列实验现象，描述错误的是( )
A.铜粉在空气中加热，黑色粉末变红色
B.镁条在空气中剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体
C.铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体
D.氢气在空气中燃烧，发出淡蓝色火焰，放出大量的热
【举一反三4】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： 。
【举一反三5】火锅是中国独创的美食，历史悠久，老少皆宜。如图是人们常用的一种铜火锅，里面用木炭加热。关于铜火锅的使用，请结合物质的相关性质，回答下列问题：
（1）生活中木炭常作燃料，是因为其具有 。
（2）铜火锅不会因为加热熔化，是因为铜的 。用铜火锅煮熟食物主要是利用铜的 。
（3）长时间使用后，铜火锅烟囱部分会变黑，擦拭无法完全除去黑色物质，请用化学知识解释原因 。
【举一反三6】第24届冬奥会在北京举行，本届冬奥会彰显“绿色冬奥”、“科技冬奥”。
（1）国家游泳中心使用“水冰转换”技术，使水立方变冰立方，适合冰壶运动。“水冰转换”属于 （填“物理”或“化学”）变化。冰壶的成分有二氧化硅（SiO2），其中硅元素的化合价为 。
（2）火种灯灯体材料使用再生铝合金，铝制品抗腐蚀性 （填“强”或“弱”）。
（3）“飞扬”火炬采用氢气为燃料，燃烧系统包含高压储氢容器、大减压比供氢系统、氢燃烧装置。将氢气压缩到储氢容器中，氢分子间的间隔变 ，氢气燃烧的化学方程式为 。
人教版（2024）九年级下册 第八单元 金属和金属材料课题2 金属的化学性质 寒假巩固（参考答案）
【题型1】置换反应及其应用
【典型例题】下列化学反应属于置换反应的是（ ）
A.CO+CuO═Cu+CO2
B.Cl2+H2O═HCl+HClO
C.CaO+H2O═Ca（OH）2
D.3C+2Fe2O3 4Fe+3CO2↑
【答案】D
【解析】A项，CO+CuO═Cu+CO，该反应是两种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，不属于置换反应；B项，Cl2+H2O═HCl+HClO，该反应的生成物均为化合物，不属于置换反应；C项，CaO+H2O═Ca（OH）2，该反应是两种化合物生成一种新的化合物的反应，属于化合反应；D项，3C+2Fe2O3 4Fe+3CO2↑，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。
【举一反三1】下列反应中属于置换反应的是（ ）
A.S+O2SO2
B.C2H5OH+3O22CO2+3H2O
C.WO3+3H2W+3H2O
D.NaCl+AgNO3＝AgCl↓+NaNO3
【答案】C
【解析】A项，该反应中生成物只有一种，不属于置换反应；B项，该反应中生成物均为化合物，不属于置换反应；C项，该反应是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，该反应中反应物、生成物均为化合物，不属于置换反应。
【举一反三2】芯片是电脑、手机等电子产品的核心部件，芯片的主要成分是纯度极高的硅，其运算速率与硅的纯度有关。
（1）硅与金刚石结构相似，则硅是由 （填微粒名称）构成的。
（2）图为硅原子结构示意图及元素信息。
①图中n＝ ，硅属于 （填“金属”或者“非金属”）元素。图中“+14”中14的含义是 。
②硅酸钠（Na2SiO3）其水溶液俗称水玻璃。在高温下，硅酸钠溶液吸热水分蒸发，发生分解反应释放出SiO2（不可燃固体），可以用作木材防火剂。请简述其防火的原理 。
（3）制硅的主要化学方程式有①2C+SiO22CO↑+Si（得到粗硅）；②Si+2Cl2SiCl4；③2H2+SiCl4Si+4HCl。其中属于置换反应的是 （填序号）。
【答案】（1）硅原子；（2）①4；非金属；硅原子的质子数为14（或者硅原子的核电荷数为14）；②硅酸钠溶液吸热，使可燃物温度降低至着火点以下（或者反应生成的SiO2附着在可燃物表面，隔绝氧气等其他合理答案）；（3）①③。
【解析】（1）硅与金刚石结构相似，则硅是由硅原子构成的；（2）①原子中，核电荷数＝核外电子数，因此图中n＝14﹣2﹣8＝4；硅字带有“石”字旁，属于非金属元素。图中“+14”中14的含义是硅原子的质子数为14或者硅原子的核电荷数为14；②硅酸钠溶液吸热，使可燃物温度降低至着火点以下或者反应生成的SiO2附着在可燃物表面，隔绝氧气，因此硅酸钠可以用作木材防火剂；（3）单质与化合物起反应生成新的单质和新的化合物，该反应为置换反应，所以①2C+SiO22CO↑+Si（得到粗硅）；②Si+2Cl2SiCl4；③2H2+SiCl4Si+4HCl三个反应中，其中属于置换反应的是①③。
【举一反三3】我国古代的“湿法炼铜”原理是Fe+CuSO4═FeSO4+Cu。请根据化学方程式计算，用含40 g硫酸铜的溶液与足量的铁充分反应，理论上能得到铜的质量是多少？
【答案】16 g
【解析】设理论上能得到铜的质量为x。
Fe+CuSO4═FeSO4+Cu
160 64
40 g x
x＝16 g
答：理论上能得到铜的质量为16 g。
【题型2】金属和稀盐酸、稀硫酸反应
【典型例题】把一枚硬币投入稀盐酸中，过一段时间观察到溶液变成浅绿色，说明硬币中一定含有（ ）
A.铝 B.镁 C.铁 D.铜
【答案】C
【解析】铝与盐酸反应生成氯化铝溶液和氢气，氯化铝溶液显无色，故A错误；镁与盐酸反应生成氯化溶液和氢气，氯化镁溶液显无色，故B错误；铁与盐酸反应生成氯化亚铁溶液和氢气，氯化亚铁溶液显浅绿色，说明硬币中一定含有铁，故C正确；铜与盐酸不反应，故D错误。
【举一反三1】铁钉和足量稀盐酸充分反应后，会留有残渣，残渣的主要成分是（ ）
A.铁
B.碳及其他不溶性杂质
C.氯化亚铁
D.氯化铁
【答案】B
【解析】铁钉是由钢制成的，钢是铁的合金，主要成分是铁，还含有碳和其他不溶性杂质；加入足量稀盐酸，铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁溶液和氢气，碳及其他不溶性杂质不与稀盐酸反应，充分反应后，会留有残渣，则残渣的主要成分是碳及其他不溶性杂质。
【举一反三2】金属在生活、生产中有着广泛应用，金属材料已成为社会发展的重要物质基础。
（1）我国“天问一号”火星探测器成功降落火星，实现了中国航天史无前例的突破在探测器运行系统中使用了铜丝作电线，是因为铜具有良好的 性和延展性。
（2）铝化学性质比较活泼，但铝制品却耐腐蚀，原因是 （用化学方程式表示）。
（3）第24届冬奥会纪念币的材质为黄铜合金，强度高，耐腐蚀。若将少量黄铜合金投入到足量稀盐酸中， （“有”或“没有”）固体剩余。
（4）“嫦娥五号”使用的记忆合金再次让全世界关注新合金材料。Mg2Cu是一种能够储存氢能源的合金，它吸氢后生成MgCu2合金和MgH2，而MgH2和稀盐酸反应能产生氢气。MgH2和稀盐酸反应的化学方程式是 。
【答案】（1）导电；（2）4Al+3O2＝＝2Al2O3；（3）有；（4）MgH2+2HCl＝＝MgCl2+2H2↑。
【解析】（1）由于铜具有良好的导电性和延展性，所以使用铜丝作电线。
（2）常温下，铝与空气中氧气反应在表面生成一层致密的氧化铝薄膜，阻止铝进一步氧化，化学方程式为4Al+3O2＝＝2Al2O3，所以铝化学性质比较活泼，但铝制品却耐腐蚀。
（3）黄铜中含有的锌与盐酸反应生成氯化锌和氢气，铜与盐酸不反应，所以将少量黄铜合金投入到足量稀盐酸中，有固体铜剩余。
（4）MgH2和稀盐酸反应能产生氯化镁和氢气，化学方程式MgH2+2HCl＝＝MgCl2+2H2↑。
【举一反三3】某化学小组利用下图所示装置测定铜锌合金样品中锌的质量分数(图中固定装置已略去)。
探究过程如下：
Ⅰ.连接实验装置并检查装置气密性；
Ⅱ.向B中加入质量为m的铜锌合金粉末，由注射器A向B缓缓加入稀硫酸，待B中不再有气体产生气体时，夹紧弹簧夹，立即移出D中导管，准确读取并记录量筒内水的体积；
Ⅲ.经过滤等操作，准确称量并记录B中剩余固体物质的质量；
Ⅳ.该小组的甲同学根据反应前后B中固体物质的质量计算样品中锌的质量分数；乙同学认定量筒内测得水的体积即为反应生成气体的体积，并利用该气体在常温下的密度，根据化学方程式进行相关计算，得到样品中锌的质量分数。
请回答下列问题：
(1)B中发生反应的化学方程式为________________________________________________。
(2)Ⅲ中，正确的操作顺序是：过滤、________、________、称量。
(3)通过误差分析，化学小组发现乙同学所用数据不可靠。造成该数据不可靠的原因及其对计算结果的影响是：_____________________________________________________________。
①Ⅱ中，移出D中的导管内留存有水，导致计算结果偏________(填“大”或“小”或“无法确定”)。
②___________________________________________________________导致计算结果偏大。
【答案】(1)Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
(2)洗涤 干燥
(3)小 未冷却到室温就夹紧弹簧夹
【解析】(1)由于铜排在了氢的后面，所以与酸不反应，反应物是锌和硫酸，反应的化学方程式为Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。(2)从铜和硫酸锌溶液的混合物中得到铜，先进行过滤，得到带有硫酸锌溶液的铜，进行洗涤除去表面的硫酸锌，再进行干燥除去水即可称量。(3)移出D中的导管内留存有水，那么从量筒中读出的示数就应该是由于生成氢气而排出的水再减去导管中留存的水，所以会误认为得到的氢气少，导致计算结果偏小；由于锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气时，放出热量，如果没等冷却到室温，根据热涨冷缩的原理可知进入量筒中水偏多，所以误认为得到的氢气多，计算的结果就偏大。
【举一反三4】同学们学习了金属的化学性质后，在实验室设计并完成了如下实验，以比较铁、铜的金属活动性强弱。
实验方法：将打磨过的铁丝、铜丝分别浸入稀盐酸溶液中。
（1）实验原理：①中发生反应的化学方程式为 。
（2）实验现象：①中可观察到的现象是 ，②中无明显现象。
（3）实验结论： 。
（4）实验后，接下来必须要做的事情是 ，完善实验报告，离开实验室。
问题与交流：②中无明显现象的原因是 。
【答案】（1）Fe+2HCl═FeCl2+H2↑；（2）有气泡产生，溶液颜色由无色变为浅绿色；（3）铁的金属活动性比铜强；（4）整理洗涤仪器；（5）在金属活动性顺序中，铜的位置排在氢的后面。
【解析】（1）铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，反应的化学方程式为：Fe+2HCl═FeCl2+H2↑。
（2）铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，①中可观察到的现象是有气泡产生，溶液颜色由无色变为浅绿色。
（3）①中有气泡产生，溶液颜色由无色变为浅绿色，②中无明显现象，说明铁的位置排在氢的前面，铜的位置排在氢的后面，即铁＞氢＞铜，铁的金属活动性比铜强。
（4）实验后，接下来必须要做的事情是整理洗涤仪器，完善实验报告，离开实验室。
②中无明显现象的原因是在金属活动性顺序中，铜的位置排在氢的后面。
【题型3】金属和酸反应的图像分析
【典型例题】等质量的M、N两种金属，分别与相同质量分数的足量稀盐酸反应（已知M、N在生成物中均为+2价），生成氢气质量和反应时间的关系如图所示，下列叙述正确的是( )
A.M、N两种金属中较活泼的是N
B.生成H2的质量M＜N
C.相对原子质量较大的是N
D.产生H2的速率N＞M
【答案】C
【解析】根据图表中M反应时间短，可知M的活动性比N强，故A不正确；根据图表中纵坐标可知，生成H2的质量M＞N，故B不正确；金属是等质量的，化合价相等，所以氢气的质量越多，该金属的相对原子质量越小，相对原子质量较大的是N，故C正确；根据反应时间，可知产生氢气的速率M＞N，故D不正确。
【举一反三1】现有等质量甲、乙、丙三种金属，分别放入三份相同浓度的足量稀硫酸中，产生氢气的质量与反应时间的关系如图所示（已知甲、乙、丙在生成物中化合价均为+2价）。则下列说法中错误的是（ ）
A.金属活动性：乙＞甲＞丙
B.生成氢气的质量：甲＞乙＞丙
C.相对原子质量：乙＞丙＞甲
D.消耗硫酸的质量：甲＞乙＞丙
【答案】C
【解析】根据所学知识和题中信息知，金属活动性：乙＞甲＞丙，等质量甲、乙、丙三种金属，分别放入三份浓度相同的足量稀硫酸中，越活泼反应越快，故A正确；生成氢气的质量：甲＞乙＞丙，故B正确；等质量甲、乙、丙三种金属，分别放入三份浓度相同的足量稀硫酸中，说明金属均已全部反应完，甲、乙、丙在生成物中化合价均为+2价，生成氢气质量是甲＞乙＞丙，则相对原子质量是甲＜乙＜丙，故C错误；消耗硫酸的质量：甲＞乙＞丙，氢来源于酸，产生的氢气质量越多，消耗硫酸的质量越多，故D正确。
【举一反三2】相同质量的镁、铁、锌三种金属，分别与足量的、相同质量分数的稀硫酸充分反应，生成氢气质量与反应时间关系如图，分析图像判断，下面说法正确的是( )
A.金属锌反应速率最大
B.锌的金属活动性最强
C.金属镁生成氢气质量最多
D.金属铁消耗硫酸质量最多
【答案】C
【解析】 反应结束前，三种金属在相同的时间内， 镁产生的氢气的质量最大，说明 Mg的反应速率最快，金属活动性最强，A、B错误；由题图可知，充分反应后金属Mg产生的氢气质量最多，C正确；金属与稀硫酸反应产生的氢气中的氢元素来源于稀硫酸，因而产生的氢气越多，消耗的酸的质量就越多，故金属Mg消耗的硫酸的质量最多，D错误。
【举一反三3】某兴趣小组为探究金属与酸反应的规律，将质量相等的甲乙两种金属分别放入质量分数相等的足量的稀盐酸中，经实验测定并绘出生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示。分析图像得出下列结论，其中一定正确的是( )
A.金属甲比金属乙活泼
B.金属甲比金属乙的相对原子质量大
C.金属乙比金属甲的反应速率大
D.金属乙比金属甲的化合价高
【答案】C
【解析】观察图像可知，在两种金属都反应的时候，乙反应更快，相对的应该更活泼故A错，C对。反应结束后，产生的氢气甲比乙要多，故选项BD都不全面。选C。
【举一反三4】小刚与小红分别做相同质量的不同金属与同质量、同质量分数的稀H2SO4反应的实验，实验结束后，分别交上的实验报告，并绘制出金属Zn、Fe分别与稀H2SO4反应放出H2的函数图像（如图所示）。两个图像中存在有错误的图像是 ，判断错误的理由是 ，图像不同的原因是 。由该实验可以得到的结论：①金属与酸反应的速率与有关。②金属与酸反应中若生成盐中金属价态相同，则生成的氢气量与有关。
【答案】小红；Zn的反应速率较Fe快，因此图像象中Fe与Zn标反了；小刚取的金属量较少，金属完全反应，而小红取的酸量较少，酸完全反应。
【解析】两个图像中存在有错误的是小红的图像，判断错误的理由是Zn的反应速率较Fe快，因此图像中Fe与Zn标反了；图像不同的原因是：小刚取的金属量较少，金属完全反应，而小红取的酸量较少，酸完全反应。
【举一反三5】等质量的三种不同金属X、Y、Z分别和足量的溶质质量分数相同的稀硫酸反应，都生成相同价态硫酸盐，其反应情况如图所示。回答：
(1)三种金属的活动顺序由强到弱的是___________________________________。
(2)三种金属的相对原子质量由大到小的顺序是__________________________________。
(3)若Z代表铁，写出它跟稀硫酸反应的化学方程式：_________________________________。
【答案】(1)X>Z>Y (2)Z>Y>X (3)Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
【解析】(1)三种金属的活动性顺序与反应速率一致，顺序为X>Z>Y。(2)相同价态的金属，产生氢气的质量与相对原子质量成反比，故相对原子质量由大到小顺序为Z>Y>X。(3)铁与硫酸反应的化学方程式为Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑。
【举一反三6】向等质量、等浓度的稀硫酸中分别加入足量的镁、铁、锌三种金属。生成氢气的质量与加入金属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，金属量不足(如m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由大到小的关系为_________。
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_______。
②待稀硫酸完全反应后，金属过量(如n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_________。
特别提醒
此时反应后所得溶液的质量由消耗金属的质量决定。消耗金属的质量越大，所得溶液的质量越_____，故所得溶液的质量 由大到小的关系为______。
③通过图4_____(填“能”或“不能”)判断出镁、铁、锌的金属活动性顺序。
【答案】第2步：①金属 Mg>Fe>Zn 小 ZnSO >FeSO >MgSO ②稀硫酸 Mg=Zn=Fe 大 ZnSO >FeSO >MgSO ③不能
【举一反三7】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_____。
特别提醒
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”，后同)，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_________。
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小的关系为_________。
③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】第2步：①稀硫酸 Mg=Zn=Fe 大 ZnSO >FeSO >MgSO ②金属 Mg>Fe>Zn 小 ZnSO >FeSO >MgSO ③不能
【题型4】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】托盘天平左、右两边各放一只质量相等的烧杯，在两只烧杯中加入等质量、等质量分数的稀盐酸，此时天平保持平衡。然后在左盘烧杯中加入5 g锌粒，在右盘烧杯中加入5 g铁粉，充分反应后，两烧杯底部均有固体剩余，则此时天平（ ）
A.偏向左边 B.偏向右边 C.仍然平衡 D.无法判断
【答案】C
【解析】锌和铁都会和酸发生反应，而最后固体都有剩余，说明酸都反应完，加入等质量、等浓度的稀盐酸，说明酸的质量相等，而其中氢元素被置换，所以生成氢气的质量相等，即逸出装置的氢气质量相等，最终天平平衡。
【举一反三2】欲测定Cu－Zn合金及Cu－Ag合金中铜的质量分数，实验室只提供一瓶未标明质量分数的稀硫酸和必要的仪器。
(1)你认为能测出铜的质量分数的是___________合金。
(2)取该合金的粉末26 g加入稀硫酸充分反应，所加稀硫酸与生成气体的质量关系如图所示。
①生成气体的质量为________g。
②请计算该合金中铜的质量分数。
【答案】（1）Cu－Zn
（2）①0.2
②设：生成0.2 g氢气需锌的质量为x。
x=6.5 g
该合金中铜的质量分数= ×100%=75%。
【解析】（1）铜的活动性比氢弱，不与稀酸发生反应，锌的活动性比氢强，能与稀酸发生反应，因此能测定出Cu－Zn合金中铜的质量分数；而银的活动性比氢弱，不与稀酸发生反应，因此不能测定出Cu－Ag合金中铜的质量分数；
【举一反三3】用镊子将一经砂纸打磨的铝片放于一洁净的烧杯中，然后向烧杯中滴加足量的稀盐酸。使其充分反应，生成1 g氢气。计算该铝片中单质铝的质量。
【答案】解：设该铝片中铝的质量为x。
X=9 g
答：该铝片中铝的质量为9 g。
【题型5】金属和酸反应的天平分析
【典型例题】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。
【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，托盘天平两边各放了一只盛有足量等质量、等质量分数稀硫酸的小烧杯，向左右两边分别加入等质量的不同的金属，实验开始后发现左边先下沉，一段时间后右边下沉。符合这一现象的组合是(前面的放左盘，后面的放右盘)( )
A.铁、锌 B.铁、铜 C.锌、铁 D.镁、铁
【答案】A
【解析】天平的指针先偏向左边，说明天平左边质量减少地较慢，即右边金属与酸反应比左边反应剧烈，右边金属活动性比左边的活动性强；金属Mg、Fe、Zn、Cu的活动性从强到弱的顺序为：Mg＞Zn＞Fe＞Cu；所以只有A符合。最后偏向右边，说明到反应结束时右边产生气体较少即等质量金属完全反应右边产生氢气的量小于左边；等质量的Mg、Cu、Fe、Zn与足量的酸完全反应产生氢气质量从大到小的顺序为Mg＞Fe＞Zn＞Cu，所以有A、B、D三项符合。综上选A。
【举一反三3】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。
【举一反三4】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6】金属与金属化合物溶液反应
【典型例题】有关反应：R+3AgNO3＝3Ag+R（NO3）3，说法正确的是（ ）
A.该反应属于置换反应
B.该金属可能是铜
C.R的金属活动性比Ag弱
D.反应后溶液质量一定增加
【答案】A
【解析】由R+3AgNO3＝3Ag+R（NO3）3可知，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，A正确；R（NO3）3中硝酸根显﹣1价，则R元素显+3价，铜在化合物中通常显+2价，该金属不可能是铜，B错误；由R+3AgNO3＝3Ag+R（NO3）3可知，R能与硝酸银反应置换出银，说明R的金属活动性比银强，C错误；由于R不能确定，则无法判断反应后溶液质量的变化，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】在以下四种金属中，有一种金属的化合物溶液与其他三种金属都能发生置换反应，这种金属是( )
A.Fe B. Cu C.Zn D.Ag
【答案】D
【解析】Ag、Cu、Fe、Zn四种金属的活动性由强到弱的顺序是Zn＞Fe＞Cu＞Ag。根据金属活动性顺序表中，位于前面的金属能把位于它后面的金属从其化合物溶液中置换出来的规律，可知Ag的活动性最弱；所以只有银的化合物溶液与其他三种金属都能发生置换反应。故选D。
【举一反三3】处理某废旧金属后的溶液中含有Cu（OH）2和AgNO3两种溶质，为回收其中的金属，向该溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，再向滤渣中加入稀盐酸，无气泡产生，则滤液中一定含有的金属离子是 ；滤渣中可能含有 。
【答案】亚铁离子；铜。
【解析】根据金属活动性顺序：铁＞铜＞银；向含有Cu（NO3）2和AgNO3的溶液中加入一定量的铁粉，铁先与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，硝酸银反应完后，若还有铁粉剩余，铁再与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜；充分反应后过滤，再向滤渣中加入稀盐酸，无气泡产生，说明滤渣中不含铁，则一定发生硝酸银和铁的反应，不一定发生铁和硝酸铜的反应。滤液中一定含有的金属离子是Fe2+；滤渣中一定含有银，可能含有铜。
【举一反三4】金属与人类的生活密切相关。回答下列有关金属性质的问题：
(1)铝较为活泼，为什么铝制品却很耐腐蚀？
(2)现将过量的锌粉加入到AgNO3和Mg(NO3)2的混合溶液中，充分反应后，过滤。过滤后留在滤纸上的固体是什么？请写出有关反应的化学方程式。
【答案】(1)铝与氧气反应，其表面生成致密的氧化铝薄膜 (2)固体是银和锌 Zn+2AgNO3===Zn(NO3)2+2Ag
【解析】(1)铝能和氧气反应生成致密的氧化铝保护膜，阻止反应的进行。(2)根据金属活动性Mg＞Zn＞Ag，金属活动性强的金属能将金属活动性弱的金属从其盐溶液中置换出来，可以判断出锌不能与硝酸镁反应，故过滤后滤液中的溶质含有原混合液中的Mg(NO3)2；过量的锌与硝酸银反应生成银和硝酸锌，反应生成了Zn(NO3)2，故过滤后滤液中溶质有Mg(NO3)2、Zn(NO3)2，过滤后滤渣有置换出来的Ag以及剩余的Zn。
【题型7】金属与金属化合物溶液反应滤液、滤渣的判断
【典型例题】某些电子集成电路常用黄金镀膜。废旧电子产品上的黄金通过某种溶液的溶解后，加入某种金属，即可回收。对黄金在电子产品上的应用和回收过程，下列说法错误的是( )
A.集成电路用黄金镀膜可防止线路氧化
B.回收时往溶液中加入的金属可以选用铜
C.回收时溶解黄金的溶液不会是硫酸
D.回收时加入的金属与溶液发生了化合反应
【答案】D
【解析】金的化学性质稳定，用黄金镀膜可防止线路氧化，所以A说法正确；加入的金属是排在金前面的金属，且不能是钾、钙、钠就可以，所以B说法正确；由于金排在氢的后面，所以金不能与硫酸反应，所以硫酸不能溶解金，所以C说法正确；回收时加入的金属与溶液发生了置换反应，所以D说法错误。故选D。
【举一反三1】某溶液含有Cu(NO3)2和AgNO3，现向其中加入一定量的锌粉，参加反应的锌的质量与溶液中金属离子种类的关系(如下图所示)。下列说法不正确的是( )
A.a～b间(不含两点)的溶液中金属离子为Zn2＋、Ag＋、Cu2＋
B.c～d间(不含两点)的溶液中金属离子为Zn2＋、Cu2＋
C.当加入的锌的质量为m3时，溶液中金属离子为Zn2＋
D.当参加反应的锌的质量分别为m1、m2时，溶液中Cu(NO3)2的质量分数相等
【答案】D
【解析】A项，a～b代表Zn与AgNO3反应，溶液中的金属离子有反应生成的Zn2＋、剩余的Ag＋、未参加反应的Cu2＋。B项，c～d代表Zn与Cu(NO3)2反应，溶液中的金属离子有反应生成的Zn2＋、剩余的Cu2＋。C项，当参加入的锌质量为m3时，锌粉过量，溶液中的金属离子只有Zn2＋。D项，当参加反应的锌的质量分别为m1、m2时，溶液中Cu(NO3)2还未参加反应，质量相等，但锌和硝酸银反应，溶液的质量不相等，故溶液中Cu(NO3)2的质量分数不相等。故选D。
【举一反三2】(双选)某金属加工厂生产过程中的废液中含有少量的硝酸银和硝酸铜，为回收利用资源和和防止污染，该厂向废液中加入一定量的铁粉，反应停止后过滤，向滤液中加入少量稀盐酸，无沉淀生成，下列说法正确的是( )
A.滤出的固体中一定含有银，可能含有铜
B.滤出的固体中一定含有银和铜，一定不含有铁
C.滤液中一定含有硝酸亚铁，一定没有硝酸银
D.滤液中一定含有硝酸亚铁，可能含有硝酸银和硝酸铜
【答案】AC
【解析】在金属活动性顺序中，铁>铜>银。根据金属活动性差别大的金属优先反应，加入的铁粉优先和硝酸银反应，生成银和硝酸亚铁，所以滤出的固体中一定有银，滤液中一定有硝酸亚铁。如果铁过量，才会发生铁和硝酸铜的反应。根据题意，向滤液中加入少量稀盐酸，无沉淀生成，可知溶液中一定没有硝酸银，第一个反应中硝酸银无剩余，至于第二个反应是否发生，由于不确定铁的用量，所以无法判断，故溶液中可能有硫酸铜，滤渣中也可能有铜。故选AC。
【举一反三3】向AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，向滤出的固体中滴加稀盐酸，有气体生成，则滤出的固体一定为（ ）
A.Fe
B.Ag、Cu、Fe
C.Ag、Fe
D.Cu、Fe
【答案】B
【解析】金属活动性顺序为Fe＞Cu＞Ag，向AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入一定量的铁粉，铁优先与AgNO3反应生成硝酸亚铁和银，AgNO3反应完，若还有铁粉，锌才能与Cu（NO3）2反应生成硝酸亚铁和铜。向滤出的固体中滴加稀硫酸，银、铜均不能与稀盐酸反应，有气泡产生，说明固体中含有铁，即铁是过量的，滤出的固体一定为Ag、Cu、Fe。
【举一反三4】广西壮族自治区博物馆展厅中陈列了一件出土于百色市西林县西汉时期的“鎏金铜面具”，形呈人面，睁眼、鼓鼻、闭口，不仅栩栩如生，更有着独特的形状和细腻的工艺。
（1）青铜器“鎏金铜面具”属于金属材料中的 。（选填“纯金属”或“合金”）
（2）《周礼 考工记》中记载了铸造各类青铜器的配方。铜和青铜的相关性质见上表，推断铜冶炼过程中熔入锡的作用有 。
（3）晋葛洪《抱朴子内篇 黄白》中也有“以曾青涂铁，铁赤色如铜”的记载，即将曾青（胆矾溶液）涂在铁的表面即可得到铜，写出该反应的化学方程式 ，请解释铁能置换出铜的原因是 。
（4）为了保护青铜器并使其显得更加美观，文物保护工作者对青铜器进行了科学的防护处理，处理后得到含有AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液。若向其中加入一定量的金属Zn，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣，若向滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生，则滤渣成分为 。
【答案】（1）合金；（2）降低了铜的熔点，提高了铜的硬度；（3）Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu；金属活动性顺序中，铁比铜活泼；（4）Ag、Cu、Zn。
【解析】（1）青铜是铜合金，属于金属材料中的合金；（2）根据表中铜和青铜的相关性质，可以推断铜冶炼过程中熔入锡的作用有降低了铜的熔点，提高了铜的硬度；（3）铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，化学方程式为：Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu；在金属活动性顺序中，铁比铜活泼，所以铁能置换出铜；（4）根据金属活动性顺序Zn＞H＞Cu＞Ag，向含有AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入一定量的金属Zn，锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银，待硝酸银反应完全，若锌有剩余，锌与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣，若向滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生，说明滤渣中一定含有排在氢前的锌，即锌过量，则硝酸银和硝酸铜均反应完全，则滤渣成分为银、铜、锌。
【举一反三5】我市某化工厂排放的废液中含有硫酸铜和硫酸亚铁。某化学兴趣小组的同学取了适量的上述废液样品，将一定量锌粉加入样品中，充分反应后过滤，得到滤液A和固体B。
请回答下列有关问题：
(1)关于滤液A所含溶质的猜想中，不合理的是____________(填写序号)。
①猜想一：只有硫酸锌
②猜想二：硫酸锌、硫酸亚铁
③猜想三：硫酸锌、硫酸亚铁、硫酸铜
④猜想四：硫酸锌、硫酸铜
(2)设计简单实验，确定“猜想二”对应的固体B的成分：_____________________________________________。
(3)反应后析出金属的质量________(填“一定”或“不一定”)比参加反应的金属质量小。
【答案】(1)④
(2)向固体B中滴加稀盐酸，如果产生无色气泡，则固体B成分为铁、铜，如果没有现象，则固体B成分为铜
(3)一定
【解析】在金属活动性顺序中，锌>铁>铜。向含有硫酸铜和硫酸亚铁的混合液中加入一定量的锌粉，锌会优先和硫酸铜反应，生成硫酸锌和铜；若锌还有剩余，才会和硫酸亚铁反应，生成硫酸锌和铁。(1)对于反应后的溶液，溶质猜想不合理的是④，若溶质为硫酸锌和硫酸铜，那么铁就会以单质的形式存在，但铁与硫酸铜不共存，故该猜想不合理。(2)猜想二溶液A中的溶质为硫酸锌、硫酸亚铁，则对应的固体B成分可能为铜或铜、铁的混合物。要确定其成分，只需确定铁是否存在即可，可加稀盐酸以确定。(3)若只发生锌与硫酸铜的反应，根据化学方程式的计算可知，每有65份质量的锌溶解，就会析出64份质量的铜，所得金属质量减小；若锌过量，则会发生第二个反应，锌与硫酸亚铁反应，根据化学方程式计算可知，每有65份质量的锌溶解，就会析出56份质量的铁，所得金属质量减小。
【举一反三6】在Cu(NO3)2、Al(NO3)3和AgNO3的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，向滤出的固体上滴加稀硫酸时有气泡产生，则反应后所得溶液中含有的金属离子有________；反应后溶液的质量比原混合溶液的质量________(填“大”或“小”)；有关反应的化学方程式为_________________________________________________(写出一个即可)。
【答案】Al3＋、Fe2＋ 小 Fe＋2AgNO3===Fe(NO3)2＋2Ag或Fe＋Cu(NO3)2===Fe(NO3)2＋Cu
【解析】在金属活动性顺序中，铝>铁>铜>银。向混合液中加入一定量的铁粉，铁会优先和硝酸银反应，生成银和硝酸亚铁；若铁还有剩余，就会和硝酸铜反应，生成铜和硝酸亚铁。根据题意，充分反应后过滤，向滤出的固体上滴加稀硫酸时有气泡产生，说明滤出的固体中含有氢之前的金属，在这里氢之前的金属有铝和铁，但铁不能与硝酸铝反应，故这里能滴加稀硫酸产生气体的金属只有铁，说明铁已经过量，而且有剩余，那么硝酸铜和硝酸银都被反应完，溶液中的溶质只有硝酸铝和硝酸亚铁，即金属离子为Al3＋、Fe2＋。根据化学方程式计算可知，每56份质量的铁溶解，就会析出64份质量的铜、或析出216份质量的银，所以反应后溶液的质量一定会比原混合溶液的质量小。在这里发生了两个反应——分别是铁和硝酸银反应Fe＋2AgNO3===Fe(NO3)2＋2Ag，铁和硝酸铜反应Fe＋Cu(NO3)2===Fe(NO3)2＋Cu。
【题型8】金属活动性顺序的应用
【典型例题】有X、Y、Z三种金属，它们之间能够发生如下反应：Y+X（NO3）2═X+Y（NO3）2，X+Z（NO3）2═Z+X（NO3）2．问：X、Y、Z三种金属的活动性由强到弱的顺序是（ ）
A.Z＞Y＝X B.X＜Y＜Z C.Y＞X＞Z D.X＞Z＞Y
【答案】C
【解析】置换反应的规律是：金属活动性强的置换出金属活动性弱的。由反应可知：
①Y+X（NO3）2═X+Y（NO3）2 金属活动性：Y＞X
②X+Z（NO3）2═Z+X（NO3）2 金属活动性：X＞Z
由①、②可知：金属活动性：Y＞X＞Z
【举一反三1】钛合金是生产链条钢、锚链钢灯的重要材料。如果比较钛（Ti）和铁的金属活动顺序，以下方法不能达到的目的是（ ）
A.查阅初中化学课本上的金属活动顺序表
B.利用金属钛和FeCl2溶液进行实验
C.利用金属铁和TiSO4溶液进行实验
D.利用金属钛、金属铁与稀硫酸进行实验
【答案】A
【解析】A项，初中化学课本上的金属活动顺序表中，不包含钛；B项，利用金属钛和FeCl2溶液进行实验，根据反应是否能发生，能比较钛和铁的金属活动顺序；C项，利用金属铁和TiSO4溶液进行实验，根据反应是否能发生，能比较钛和铁的金属活动顺序；D项，利用金属钛、金属铁与稀硫酸进行实验，根据反应是否能发生以及反应的剧烈程度，能比较钛和铁的金属活动顺序。
【举一反三2】有X、Y、Z三种金属片，分别放入稀硫酸中，X、Z表面有气泡产生，Y没有明显现象，X放入Z的化合物溶液，没有明显现象。判断这三种金属的活动性由强到弱的顺序是（ ）
A.X＞Y＞Z
B.X＞Z＞Y
C.Z＞X＞Y
D.Y＞X＞Z
【答案】C
【解析】由题意可知，X、Y、Z三种金属分别放入稀硫酸中，X、Z表面有气泡产生，Y无变化，说明X、Z的金属活动性比氢强，Y的金属活动性比氢弱，即X、Z＞H＞Y；X放入Z的化合物溶液，没有明显现象，说明Z的活动性比X强，故这三种金属的活动性由强到弱的顺序为：Z＞X＞Y。
【举一反三3】铝的用途广泛。请回答下列问题：
（1）如图是铝在元素周期表中的信息以及原子结构示意图。
铝的相对原子质量是 ，铝离子的符号是 。
（2）下列原子结构示意图所对应的元素与铝元素化学性质相似的是 （填标号）。
（3）飞机外壳使用铝合金而不用纯铝的主要原因是 ；铝能制成包装糖果的铝箔，利用了它的 性。
（4）铝比铁活泼，但铝更耐锈蚀的原因是 。将铝粉加入油漆中涂于铁栏杆上防锈，其防锈原理是 。欲比较铝、铁的金属活动性，可选用的药品是 。
（5）铝热反应常用于焊接钢轨，其原理是：在高温条件下，铝热剂发生置换反应生成铁和氧化铝，放出的热量使铁水填充于钢轨缝隙中。该反应的化学方程式为 。
【答案】（1）26.98；Al3+；（2）C；（3）铝合金的硬度比纯铝大；延展；（4）铝能和氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，阻止里面的铝进一步反应；铝粉在空气中能形成致密的氧化铝薄膜，从而使铁和空气隔开，避免铁栏杆生锈；氯化亚铁；（5）2Al+Fe2O32Fe+Al2O3。
【解析】（1）由图可知，铝的相对原子质量是：26.98；铝原子的最外层电子数是3，容易失去3个电子，带3个单位的正电荷，则铝离子的符号是：Al3+；（2）原子的最外层电子数相同，化学性质相似，铝原子的最外层电子数是3，则下列原子结构示意图所对应的元素与铝元素化学性质相似的是：C；（3）飞机外壳使用铝合金而不用纯铝的主要原因是：铝合金的硬度比纯铝大；铝能制成包装糖果的铝箔，利用了它的延展性；（4）铝比铁活泼，但铝更耐锈蚀的原因是：铝能和氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，阻止里面的铝进一步反应。将铝粉加入油漆中涂于铁栏杆上防锈，其防锈原理是：铝粉在空气中能形成致密的氧化铝薄膜，从而使铁和空气隔开，避免铁栏杆生锈。活动性强的金属能把活动性弱的金属从它的盐溶液中置换出来，欲比较铝、铁的金属活动性，可选用的药品是：氯化亚铁（合理即可），铝能置换氯化亚铁中的铁，说明铝的活动性强于铁；（5）铝热反应常用于焊接钢轨，其原理是：在高温条件下，铝热剂中的铝和氧化铁发生置换反应生成铁和氧化铝，放出的热量使铁水填充于钢轨缝隙中。该反应的化学方程式为：2Al+Fe2O32Fe+Al2O3。
【举一反三4】人类的生产、生活离不开金属。请回答下列有关问题。
（1）家庭常备水银温度计测量体温。测量体温时，水银柱会上升，从微观角度解释产生该现象的原因 。
（2）乌铜是一种合金，广泛应用于制造高强度和高耐磨损的机械零件，其硬度比纯铜 （填“大”或“小”）；乌铜经锻打、碾压可做成不同厚度的乌铜片，说明乌铜具有良好的 性。
（3）新能源汽车常用锂电池提供动力，在化学反应中，锂原子容易 （填“得到”或“失去”）电子形成锂离子，锂离子的结构示意图为 。锂可以通过Al与Li2O在高温下发生置换反应得到，该反应的化学方程式为 。
（4）航天材料使用了大量的铝合金。铝具有优良的抗腐蚀性能，原因是 （用化学方程式表示）。
（5）我国高铁技术遥遥领先，其中钢轨材料含有金属锰。已知锰的金属活动性介于镁和锌之间，下列试剂能够验证铁和锰的金属活动性强弱的是 （填字母序号）。
A.铁、锰、硫酸锌溶液
B.铁、锰、硫酸镁溶液
C.铜、硫酸亚铁溶液、硫酸锰溶液
【答案】（1）温度升高时，汞原子之间的间隔变大。（2）大；延展。（3）失去；；2Al+3Li2O6Li+Al2O3。（4）4Al+3O2═2Al2O3。（5）A。
【解析】（1）家庭常备水银温度计测量体温。测量体温时，水银柱会上升，是因为温度升高时，汞原子之间的间隔变大；（2）乌铜是一种合金，广泛应用于制造高强度和高耐磨损的机械零件，其硬度比纯铜大；乌铜经锻打、碾压可做成不同厚度的乌铜片，说明乌铜具有良好的延展性；
（3）新能源汽车常用锂电池提供动力，在化学反应中，锂原子容易失去电子形成锂离子，锂离子的结构示意图为。锂可以通过Al与Li2O在高温下发生置换反应得到，该反应的化学方程式为2Al+3Li2O6Li+Al2O3；（4）航天材料使用了大量的铝合金。铝具有优良的抗腐蚀性能，原因是铝能和氧气反应生成致密的氧化铝保护膜，反应的化学方程式是4Al+3O2═2Al2O3；（5）铁不能和硫酸锌反应，说明锌比铁活泼，锰能和硫酸锌反应，说明锰比锌、铁活泼，A正确；铁和锰都不能和硫酸镁反应，说明镁最活泼，不能比较铁和锰的活动性顺序，B错误；铜不能和硫酸亚铁、硫酸锰反应，说明铜最不活泼，不能比较铁和锰的活动性顺序，C错误；
【举一反三5】金属在生产和生活中应用广泛。请回答下列问题。
（1）生活中常用铁锅做饭，主要利用了铁的 性。
（2）某研究小组为探究铁、铜、锰（Mn）的金属活动性顺序，进行了如下三个实验（其中金属均已打磨，且形状、大小相同，试管中所用5%的盐酸体积相同）。
[实验记录与分析]
写出实验一试管中发生反应的化学方程式 。
（3）小马同学根据上述结果，为了进一步证明三种金属的活动性，进行了如图所示的实验：
通过以上实验，也得出了与（2）相同的结论。小杨同学认为实验①～④中，不需要做的实验是 （填序号）。
【答案】（1）传热。（2）锰＞铁＞铜；Fe+2HCl＝FeCl2+H2．（3）④。
【解析】（1）生活中常用铁锅做饭，主要利用了铁的传热性；（2）根据实验现象，锰与盐酸反应的速率大于铁与盐酸反应的速率，故锰的活泼性大于铁，铜不与盐酸反应，故铜最不活泼，从而得出三种金属的活动性顺序从强到弱依次为：锰＞铁＞铜；实验一试管中铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，反应的化学方程式为：Fe+2HCl＝FeCl2+H2；（3）通过前三个实验已经得出了三种金属的活动性顺序，故实验①～④中，不需要做的实验是④。
【举一反三6】补全实验报告。
【答案】（1）比较合金和组成它的纯金属的硬度大小；（2）蜡烛熔化掉下，火柴燃烧；（3）铁的金属活动性比铜强。
【解析】（1）黄铜能在铜片表面刻画出明显痕迹，结论是黄铜的硬度比纯铜大，则实验的目的是比较合金和组成它的纯金属的硬度大小；（2）由实验结论：金属具有导热性，则实验现象是蜡烛熔化掉下，火柴燃烧；（3）铜与硫酸亚铁溶液混合，无明显现象，说明两者不反应，则铁的金属活动性比铜强。
【题型9】探究金属活动性顺序
【典型例题】将金属Cu投入金属X的盐溶液中，观察到Cu的表面出现银白色物质；金属Y投入稀硫酸中，观察到Y的表面有气泡产生。下列关于金属X、Y、Cu活动性的叙述正确的是( )
A.Y＞Cu＞X B.X＞Cu＞Y C.Y＞X＞Cu D.X＞Y＞Cu
【答案】A
【解析】将金属Cu投入金属X的盐溶液中，观察到Cu的表面出现银白色物质，可判断Cu>X；金属Y投入稀硫酸中，观察到Y的表面有气泡产生，可判断Y>H；根据金属活动性顺序可知H>Cu。综上分析，可知Y＞Cu＞X。故选A。
【举一反三1】利用如图所示的四个实验验证铝、铁、铜的金属活动性顺序，下列实验组合中能得出正确结论的是（ ）
A.①③④ B.①②③ C.②③④ D.①②④
【答案】B
【解析】①铁和稀硫酸反应生成氢气，说明铁的位置排在氢的前面；②铁与硫酸铝不反应，说明了铁的位置排在铝的后面；③铜与稀硫酸不反应，说明了铜的位置排在氢的后面；④铜与硫酸铝不反应，说明了铜的位置排在铝的后面；①③④无法确定铝和铁的活动性强弱，A错误；①②③可得出三种金属活动性铝＞铁＞铜，B正确②③④无法确定铜和铁的活动性强弱，C错误；①②④无法确定铜和铁的活动性强弱，D错误。
【举一反三2】为验证铜、银、铁的金属活动性顺序，某同学设计了如图所示的6个实验。图中“→”表示将金属加入盐溶液。
（1）⑤是古代湿法炼铜的主要原理，反应的化学方程式为 。此反应属于 反应（填基本反应类型）。
（2）设计②的目的是 。
【答案】（1）Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4；置换；（2）比较Cu和Ag的金属活动性。
【解析】（1）铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，反应的化学方程式为：Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu；
该反应为一种单质和一种化合物的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；（2）铜能将银从硝酸银溶液中置换出来，则说明铜比银活泼，则目的为比较Cu和Ag的金属活动性。
【举一反三3】2024年1月8日，广西规划建设的最大跨海大桥钦州龙门大桥顺利合拢。龙门大桥建成后推动北部湾经济区高质量发展。
（1）龙门大桥采用钢箱梁悬索桥。钢和生铁的主要区别是 。
（2）龙门大桥的索股由锌铝合金镀层的钢丝组成。铝的金属活动性比铁强，但它的抗腐蚀性能却比铁好，其原因是 （用化学方程式表示）。
（3）为了探究金属的化学性质，某化学兴趣小组设计了以下实验探究Fe、Cu、Ag、R四种金属的活动性顺序（R为未知金属）。
①如图A所示，甲烧杯中可观察到的现象是 。
②一段时间后，将烧杯中铁丝替换为R进行实验，如图B所示。若甲烧杯中无现象，乙烧杯中R表面有红色固体析出，可得出Fe、Cu、Ag、R的活动性顺序由强到弱为 。
【答案】（1）含碳量不同；（2）4Al+3O2═2Al2O3；（3）①铁片表面有气泡产生，溶液颜色由无色变为浅绿色，铜片表面无明显现象；②铁＞R＞铜＞银。
【解析】（1）生铁是含碳量为2%～4.3%的铁合金，钢是含碳量为0.03%～2%的铁合金，钢和生铁的主要区别是含碳量不同；（2）铝具有很好的抗腐蚀性能，是因为铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化，反应的化学方程式为4Al+3O2═2Al2O3；（3）①甲烧杯中铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，铜不能与稀硫酸反应，甲烧杯中可观察到的现象是铁片表面有气泡产生，溶液颜色由无色变为浅绿色，铜片表面无明显现象；②一段时间后，将烧杯中铁丝替换为R进行实验，若甲烧杯中无现象，说明R、铜的金属活动性均比铁弱，即铁＞R、铜；乙烧杯中R表面有红色固体析出，说明R的金属活动性比铜强，银的金属活动性比铜弱，即R＞铜＞银；可得出Fe、Cu、Ag、R的活动性顺序由强到弱为铁＞R＞铜＞银。
【举一反三4】小新同学买了水龙头，从说明书上了解到该水龙头是铜质镀铬的。他想起在学习金属化学性质时用到的金属活动性顺序表中没有铬，为了解铬与常见金属铝、铜在金属活动性顺序中的相关位置关系，进行如下探究活动。
[查阅资料]①铬（Cr）是银白色有光泽的金属，在空气中表面能生成抗腐蚀性的致密氧化膜。
②铬能与稀硫酸反应，生成蓝色的硫酸铬（CrSO4）溶液…
[作出猜想]三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系：
Ⅰ．Cr、Al、Cu
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