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专题3 金属和金属材料
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1 金属材料与金属资源 ☆ ①区别金属与非金属，列举金属和非金属的主要性质差异②概述金属与酸、金属与盐反应的条件，比较金属的活动性顺序，用金属活动性顺序说明某些现象
考点2 金属化学性质与应用 ☆☆☆
■考点一 金属材料与金属资源
金属的物理性质：金属都有特殊的光泽；大多数金属的颜色为银白色或灰色，但金为金黄色，铜为紫红色；金属在常温下为固态(除汞外，常温下为液态)；金属比较硬，具有良好的导热性、导电性和延展性。
非金属的物理性质：大多数非金属没有光泽，表面暗淡。大多数固体为灰黑色(磷为白色或暗红色)；多数气体无颜色，少数气体有颜色；溴是唯一在常温下呈液态的非金属单质。非金属硬度一般较小，但差异很大，一般不具备导电性、导热性，也没有延展性。
金属材料包括金属和合金两大类。当把金属材料变成纳米级的粒子时，金属的性质会发生变化，甚至与原来的性质完全不同。把一种金属跟其他一种或几种金属(或非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质，就称为合金。钢是一种由铁和碳等元素组成的合金，生活中常见的合金还有铜合金、铝合金及钛合金等，合金往往比纯金属具有更好的性能。
■考点二 金属化学性质与应用
1．金属与氧气的反应
金属 条件 反应的化学方程式 现象(或备注)
Mg 点燃 2Mg＋O22MgO 剧烈燃烧，耀眼白光，放出大量热，生成白色固体
Al 常温 4Al＋3O2===2Al2O3 表面生成致密保护膜
点燃(氧气中) 4Al＋3O22Al2O3 剧烈燃烧，放出大量热和耀眼白光，生成白色固体
Fe 常温、潮湿空气 4Fe＋3O2＋nH2O===2Fe2O3·nH2O 在氧气和水共同作用下，会生成暗红色疏松的铁锈
氧气中点燃 3Fe＋2O2Fe3O4 剧烈燃烧，火星四射，放出大量热，生成黑色固体
Cu 加热 2Cu＋O2 △ 2CuO 铜丝表面逐渐变为黑色
潮湿空气 2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3 铜表面生成一层绿色物质
Au、Ag 高温下也不与氧气反应，“真金不怕火炼”
大多数金属都能与氧气反应，但难易和剧烈程度不同。Mg、Al等在常温下就能与氧气反应；Fe、Cu等在常温下几乎不能单独与氧气反应，点燃或加热情况下可以发生反应；Au、Ag等在高温时也不与氧气反应。
2．金属与酸的反应
金属 现象 反应的化学方程式
镁 剧烈反应，大量气泡，溶液仍为无色，放热 Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑
铝 剧烈反应(比镁稍缓)，大量气泡，溶液仍为无色，放热 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑
锌 反应较剧烈，大量气泡，溶液仍为无色，放热 Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
铁 反应缓慢，有气泡产生，溶液由无色逐渐变为浅绿色 Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
铜 不反应
Mg、Al、Zn、Fe的金属活动性比氢强，能置换出稀硫酸或稀盐酸中的氢。
等质量的Mg、Al、Zn、Fe四种金属与足量稀硫酸或稀盐酸反应时产生氢气的量：Al＞Mg＞Fe＞Zn
3．金属与盐的反应
实验操作 现象 反应的化学方程式
铁丝浸入硫酸铜溶液 铁丝表面出现红色物质，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色 Fe＋CuSO4=== Cu＋FeSO4
铜丝浸入硝酸银溶液 铜丝表面出现银白色物质，溶液由无色逐渐变为蓝色 Cu＋2AgNO3=== Cu(NO3)2＋2Ag
表中三种金属的活动性由强到弱的顺序：Fe>Cu>Ag。活动性强的金属能把活动性弱的金属从它的盐的水溶液中置换出来。
【知识拓展】
1．此类反应一定在溶液中进行，不溶于水的化合物一般不与金属反应，如Cu与AgCl不能进行置换反应。
2．K、Ca、Na活动性非常强，但不能用它们置换化合物中的金属，因为能同溶液中的水剧烈反应。
■考点一 金属材料与金属资源
◇典例1：（2025·金华模拟）聚脲是一种新型的涂料，其致密无缝的涂层结构能有效隔绝氧气、水等，具有很强的防锈蚀能力。以下防锈蚀措施与其原理不一致的是 ( )
A．铁与铬、镍制成合金不锈钢 B．在钢铁表面喷涂油漆
C．菜刀洗净后擦干并刷油保存 D．金属表面镀防护层
◆变式训练1：如图所示为今年在三星堆遗址中发现的金面具残片，经测定该面具含金量约为85%。下列有关说法正确的是（ ）
A．金的元素符号为aU B．金容易被锈蚀
C．金单质由金原子构成 D．金的相对原子质量为197g
◆变式训练2：2023年杭州亚运会火种灯采用双层玻璃结构，在低温、严寒、大风等环境下不会熄灭。其创意源自于青铜器精品“中华第一灯”——西汉长信宫灯。
（1）火种燃料使用的清洁能源是丙烷(C3H8)，丙烷属于化合物中的 (选填“有机物”或“无机物”)。
（2）如果灯体上部封闭，不与导烟气腔连通，火焰容易熄灭，原因是 。
（3）我国炼铜技术历史悠久。古人将赤铜(Cu2O)和炉甘石、木炭粉混合高温制得黄铜：X+Cu2O+CZn+2Cu+2CO2↑。则炉甘石主要成分X的化学式为 。
■考点二 金属化学性质与应用
◇典例1：（2025·浙江）小科模拟我国古代劳动人民发明的湿法炼铜技术，在硫酸铜溶液中加入过量铁粉制铜，如图所示。下列分析正确的是 （ ）
A．反应过程中，溶液的颜色保持不变
B．反应过程中，溶液的质量保持不变
C．反应结束后，烧杯中的固体仅有铜
D．反应说明铁的金属活动性比铜的强
◆变式训练1：（2025·浙江）如图所示为金属腐蚀的探究实验中部分装置图，由图可知，铁生锈的主要条件是直接接触( )
A．空气 B．空气和水 C．水 D．水和食盐
◆变式训练2：（2025·义乌模拟）化学图像可以直观形象地反映化学反应中相关量之间的关系。如图为一定质量的锌粒与足量稀硫酸反应的图像，若把锌粒改为等量的锌粉，则图中的A点的移动方向是（ ）
A．竖直上移 B．水平左移 C．水平右移 D．竖直下移
◆变式训练3：（2025九下·衢州模拟）某科学兴趣小组用金属片制作金属蚀刻画，先用砂纸打磨铝片、铁片表面的氧化膜。请参与后续任务：
（1）【任务一】选择蚀刻液蚀刻
首先将不干胶保护膜(能隔绝蚀刻液与金属底板接触)分别贴到处理好的铝片和铁片上，在不干胶上镂刻出图案，去除图案处的不干胶，如图甲。将处理好的铁片浸入硫酸铜蚀刻液中，一段时间后取出，铁片上不干胶镂空处出现红色附着物。将铝片浸入另一种蚀刻液中，铝片上不干胶镂空处有凹陷，没有附着物。则铝片选择的蚀刻液可以是 (填序号)。
①氯化钠溶液 ②硝酸银溶液 ③稀盐酸 ④氯化亚铁溶液
（2）【任务二】蚀刻后装饰防锈
将蚀刻好的铁片用较强水流清洗掉表面残留物质到蚀刻液中，去掉不干胶保护膜并进行装饰。为防止铁片蚀刻画生锈，可采取的措施是 (写1种合理的方法)。
（3）【任务三】废液的回收利用:铁片蚀刻后的废液处理，如图乙所示。
已知硫酸铜蚀刻液的质量是200克，若蚀刻过程中产生的铜全部被冲入到废液中，最后回收金属铜12.8克。请用化学方程计算硫酸铜蚀刻液的溶质质量分数是多少
1．（2021·绍兴）将铁丝、铜丝分别伸入盛有同种试剂的两支试管中，能迅速比较出铁、铜金属活动性强弱的是（ ）
A．蒸馏水 B．稀硫酸 C．硫酸钠溶液 D．氢氧化钠溶液
2．（2021·绍兴）铁在海水中容易被锈蚀，通常在轮船的吃水线以下焊接比铁更活泼的金属块，用于保护铁质船壳。该金属块的材料可以是（ ）
A．金 B．银 C．铜 D．锌
3．（2024·浙江）下列图示实验中的铁钉最容易生锈的是（ ）
A． B． C． D．
4．（2023·湖州）硫酸锌(ZnSO4)可用于治疗锌缺乏引起的食欲不振、生长发育迟缓等病症。下列选项中的两种物质，不能直接反应制得硫酸锌的是（ ）
A．Zn和H2SO4 B．ZnO和H2SO4
C．ZnCO3和H2SO4 D．Zn和Na2SO4
5．（2023·丽水）小科为验证锌、铜、银三种金属的活动性顺序，设计了下列四种方案，其中合理的是（ ）
A． B． C． D．
6.（2023·丽水）通过实验可以比较铁、铜、银三种金属的活动性强弱。下列装置能够达到实验目的的是（ ）
A． B．
C． D．
7.（2023·湖州）小敏阅读教材得知：将铜片和锌片同时插入稀H2SO4，可以组成一个电池(图甲)。那么该电池的正负极与什么有关呢？对此，小敏做了三组实验，并借助灵敏电流表进行判断(图乙)。发现该电池的正负极与金属活动性强弱有关且存在一定规律。据此判断，下列金属片组合可以使电流表指针向左偏转(图丙)的是（ ）
A．a铝片、b镁片 B．a铁片、b锌片 C．a铁片、b铜片 D．a铜片、b银片
8．（2021·绍兴）向一定质量的Mg(NO3)2和Cu(NO3)2混合溶液中加入a克锌粉和铁粉的混合物,充分反应后过滤,得到不饱和的滤液和滤渣,将滤渣洗涤、干燥后再称量,得到的固体质量仍为a克。下列分析合理的是（ ）
①滤渣中可能有铜 ②向滤渣中加稀盐酸,可能有气泡产生
③滤液中一定有Mg(NO3)2、Zn(NO3)2和Fe(NO3)2,可能有Cu(NO3)2
④若忽略过滤操作中溶液损失,滤液中溶质的质量一定大于原混合溶液溶质的质量
A．①② B．①③ C．②③ D．②④
9．（2023·湖州）实验室处理含铜废液的过程中，部分流程如下图：
（1）操作A的名称是 。
（2）沉淀物中一定含有 。
10．（2023·湖州）室外的铁制栏杆在多雨季节易生锈，小宁对铁生锈的条件进行了探索，实验装置如图。3天后，发现只有装置C中的铁丝生锈了。
（1）装置A中生石灰的作用是 。
（2）装置B、C中的实验现象说明与 接触是铁生锈的条件之一。
11．（2023·丽水）北宋沈括《梦溪笔谈》中记载：“信州铅山有苦泉，流以为涧。挹其水熬之则成胆矾，烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”。
（1）胆矾的化学式为CuSO4·5H2O。已知CuSO4中硫元素化合价为+6价，则铜元素的化合价为 价；
（2）由“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”可知铁与硫酸铜溶液反应生成铜，说明铁的金属活动性比铜 。
12．（2023·丽水）小科学习了物质的性质后，梳理单质、氧化物、酸、碱、盐与X之间的转化关系如图所示。“→”表示某一种物质经一步反应可转化为另一种物质，部分反应物，生成物及反应条件已略去。
（1）若X是氯化钠，它在物质分类上属于化合物中的 ，图中碱的化学式为 ；
（2）若X是水，则能实现图中物质转化的基本反应类型有 (填字母)。
A．化合反应 B．分解反应 C．置换反应 D．复分解反应
13.（2023·湖州）如图是“铁粉和硫黄反应”的改进实验，将铁粉和硫黄混合物置于两块石英玻璃片之间，并铁粉与硫黄固定。在酒精灯上加热，产生红色火星，固体由棕灰色变为黑色。
（1）铁粉和硫黄在两块玻璃片之间，反应时几乎接触不到氧气，减少了 (填化学式)气体的生成，更加环保。
（2）向反应后的黑色固体滴入稀硫酸，有臭鸡蛋气味的硫化氢(H2S)气体产生，说明铁粉和硫黄发生反应。H2S中硫元素的化合价为 。
（3）反应后的黑色固体加入CuSO4溶液中，生成红色物质，说明黑色固体中有 剩余。
14．（2021·绍兴）科学兴趣小组采用不同方案对金属活动性的强弱进行了研究。
甲同学：将镁带和铜粉分别在酒精灯的外焰上加热，观察现象。
乙同学：把铁制容器和铝制容器放在同一潮湿环境中，一段时间后观察容器表面的锈蚀情况。
……
实验后，同学们进行汇报和评价交流。
（1）甲同学根据 的实验现象，得出金属镁的活动性比铜强。
（2）乙同学观察到铁制容器表面有明显的锈蚀现象，面铝制容器表面无明显变化，据此他得出铁的活动性比铝强的结论。小组讨论后一致认为乙同学的方案设计不合理，他们的理由是：铝制容器表面无明显变化是因为 导致容器中的铝无法与氧气接触发生反应，因此不能用此方法比较铁与铝的活动性强弱。
15．（2021·绍兴）人类对科学规律的认识常需经历漫长的探索过程，对金属活动性规律的认识也是如此。
（1）1625年格劳贝尔发现将金属放入稀盐酸中会“消失"，这为发现金属活动性顺序奠定了基础。小嘉选用锡、铜、锌三种金属重温实验，则会“消失”的金属有 。
（2）1766年卡文迪许用金属与酸反应制取了一种可燃性气体，他称之为“可燃空气”，其实该气体就是 。从此为探索金属活动性打开了新思路。
（3）1865年贝开托夫经过大量的实验得出了金属活动性规律。小嘉运用该规律开展实验，向硝酸铜和硝酸银的混合溶液中逐渐加入铁粉，溶液质量变化如图所示，则B点时溶液中所含的金属阳离子有 。
16．（2025·浙江）某兴趣小组的同学对“蜡烛燃烧的产物”进行探究。
【查阅资料】蜡烛的主要成分是石蜡，石蜡由碳、氢两种元素组成。
【做出猜想】蜡烛燃烧的产物是二氧化碳和水。
【实验验证一】
（1）用干冷的小烧杯罩在蜡烛火焰上，观察到 ，证明有水生成。
（2）用涂有饱和石灰水的小烧杯罩在蜡烛火焰上，石灰水变浑浊，证明有二氧化碳生成。
【交流讨论】实验中，小明观察到一个意外现象：烧杯内壁上有少量黑色物质。
经分析，同学们一致认为黑色物质是石蜡不充分燃烧生成的 ，由此，他们猜想还可能生成了一氧化碳。
为验证是否有一氧化碳生成，他们设计了如图所示的实验。
（3）【实验验证二】
实验前，先在玻璃管的中部放入一团棉花。将a 端插入蜡烛的焰心。用酒精灯加热b 端的糊状物，一段时间后，观察到黑色物质变成红色，证明蜡烛不充分燃烧有一氧化碳生成。为防止玻璃管中的红色物质又被氧化变成黑色，接下来的操作是 。
17．（2023·湖州）金属与酸反应会放出热量。为深入研究金属和酸反应的特点，小明用如图甲所示装置进行实验：在烧瓶中加入0.48克镁和足量的溶质质量分数为的稀盐酸，塞紧瓶塞，利用传感器记录160秒内瓶内气压变化。用等质量的铁和锌重复上述实验，得到相关曲线如图乙。
（1）图乙中，能支持锌比铁活动性强的证据是 。
（2）实验中，若0.48克镁完全反应，至少需要稀盐酸多少克？（镁与盐酸反应的化学方程式为：）
（3）解释镁与稀盐酸反应，0~80秒瓶内气压发生如图乙变化的原因： 。
18．（2025·浙江）化学反应遵守质量守恒定律，科学小组设计实验进行了验证和应用(如图)请回答：
（1）锥形瓶中盛有 40g质量分数为5%的 CuSO4溶液，要与其恰好完全反应，需固体NaOH 多少克
（2）用图1装置进行实验，发现实际使用NaOH 的量小于题(1)计算值就达到了验证质量守恒定律的目的。从实验现象的角度说明用少量NaOH 就可完成验证的理由： 。
（3）如图2所示，在矿泉水瓶中装入水、氧气和铁钉，拧紧瓶盖；保持环境条件不变，一段时间后，发现矿泉水瓶变瘪，但实验前后装置的总质量不变。结合物质变化，解释矿泉水瓶变瘪的原因： ，
（4）从质量守恒定律的微观角度，将水电解的微观示意图补充完整。
1．将一定量的金属M加入到ZnCl2和CuCl2的混合溶液中，充分反应后过滤，得固体滤渣，滤液为无色，向滤渣中滴加稀硫酸气泡产生，下列有关金属M、Zn、Cu的金属活动性判断一定正确的是（ ）
A．M＞Zn B．Zn＞M C．M＞Cu D．Cu＞M
2．某研究性学习小组利用如图所示的装置进行CO还原 的实验，并检验该反应的气体生成物，已知一氧化碳发生装置产生的气体中混有杂质( 和水蒸气。下列说法正确的是 ( )
A．B装置玻璃管内发生的是置换反应
B．该实验结束后应先停止通CO，再熄灭B处酒精喷灯
C．若去掉C装置，则无法证明CO和Fe2O3发生了反应
D．若无A装置，该实验无法达到检验气体生成物的目的
3．（2024·杭州模拟）绿色化学也称环境友好化学，就是利用化学原理，实现从生产源头减少或消除对环境的污染。某科学小组的同学欲利用单质铜制备硫酸铜，设计了如下甲、乙两个制备实验方案：甲： CuSO4 乙 下列有关甲、乙实验方案的评价合理的是 ( )
A．铜的活动性排在H前，所以能和浓硫酸发生反应
B．铜和氧气反应属于化合反应，铜和浓硫酸反应属于置换反应
C．取等质量的铜，理论上通过两种不同方案制取的硫酸铜质量不等
D．甲方案不会产生污染性气体，乙方案产生SO2不符合绿色化学理念
4．（2025·镇海区模拟）小科发现菜刀长时间不用会生锈，金属在什么情况下容易被锈蚀 小科设计了如图所示实验，放置2~3天，发现只有丙瓶中的铁钉生锈了。下列分析错误的是（ ）
A．乙瓶中用凉开水的目的是保证瓶内没有氧气
B．铁钉在潮湿的空气中容易生锈
C．为防止菜刀生锈，可将菜刀放在干燥通风处
D．本实验的对照组是甲
5．（2025·温州模拟）某同学设计了如图装置探究铁锈蚀的条件。a管中装入的是少量煮沸的蒸馏水，b管中是干燥的空气。塞紧木塞，并调节L端与R端的液面高度一致，一段时间后观察。下列推断错误的是
A．A、B、C三处中最容易生锈的部位是A
B．A、B、C三处中最容易生锈的部位是B
C．L 端的液面高于 R端
D．若将a管中的水换成食盐水能加快铁的锈蚀
6．（2025·金华模拟）有关金属的实验如下，能达到相应目的的是( )
A．比较合金与其组分金属的硬度
B．验证锌、铁和铜的金属活动性顺序
C．证明铜生锈与 CO2、O2和H2O有关
D．验证质量守恒定律
7．（2025·绍兴模拟）两烧杯中盛有等质量(等质量分数的稀盐酸，现向两烧杯中分别加入质量都为m的金属 Zn和Fe，生成氢气的质量随加入金属质量的关系如图所示，由图可知（ ）
A．Zn的活动性比 Fe强
B．当m=a时，放入 Zn的烧杯中盐酸过量
C．当m=b时，两烧杯中溶液的质量相等
D．当m=c时，两烧杯中剩余的金属质量 Zn>Fe
8．（2025·温州模拟）用图像能较清晰地反映化学变化中离子个数关系。将一定质量铁片放入某一溶液中(含 Cu2+、Ca2+和Ag+数量相同)，反应一段时间后烧杯内相关离子数量关系可能成立的是 （ ）
A． B．
C． D．
9．（2025·浙江模拟）完成图甲所示的实验后，把a、b两支试管中的物质全部倒入烧杯中(如图乙)，发现烧杯内的红色固体明显增多，充分反应后过滤，再向滤渣中加入适量稀盐酸，产生无色气泡。根据上述信息，判断下列说法正确的是（）
A．滤渣中含有三种固体物质
B．原a、b试管中溶液都一定呈浅绿色
C．滤渣质量一定大于所加铁粉的总质量
D．滤液中一定含有 可能含有
10．（2025·浙江模拟）小白做完制备氢气实验后，将还在反应的锌和稀硫酸的残留物倒入有少量硫酸铜溶液的废液缸中，发现锌粒表面产生气泡的速度变得更快。为什么残留物与硫酸铜溶液混合后锌粒表面产生气泡的速度变得更快
查阅资料：①相互接触的两种活动性不同的金属，同时放入酸中，活动性较强的金属与酸反应产生氢气的速度会大大加快。②硫酸铜对锌和稀硫酸反应没有催化作用。小白按下表进行实验，观察并记录实验现象。
组别 第一组 第二组
A B C D
金属 锌片 绑有铜片的锌片 铁片 绑有铜片的铁片
30%的硫酸溶液/毫升 20 ____ ____ 20 20
产生气泡的快慢 快 明显加快 慢 明显加快
（1）B组实验中“ ”处的数据应为 。
（2）为了定量比较产生气体的快慢，可以测量收集相同体积的氢气所需的时间或测量 ，然后进行比较。
（3）请推测与废液缸中少量硫酸铜溶液混合后，锌粒与稀硫酸反应速度加快的原因： 。
11．（2025·钱塘模拟）小塘利用图甲装置来比较不同金属与稀盐酸反应的快慢情况，压强传感器能够测出密闭容器内的气压大小．现将铁、锌、铝与等质量、等质量分数的稀盐酸反应，相关数据记录如图乙．已知在等温、等体积条件下，装置内气压与气体的质量成正比．
（1）实验选择的金属，除了颗粒大小相似外，还要控制成一致的变量是 ．
（2）分析图乙数据后，小塘得出“本次实验的三种金属，铝与稀盐酸反应最快”这一结论，他基于的依据是 ．同时又根据 可判断出三次实验的盐酸都已经反应完全．
（3）在进行上述实验过程中，发现每组的实验测得的装置内压强的实际值都比计算得到的理论值大，请分析可能的原因有 ．（写出1点）
12．（2025·镇海区模拟）小明同学取镁、铝、锌三种金属，分别放入盛有质量和质量分数都相等的稀盐酸的锥形瓶中，实验装置如图1，得到如图2所示的气压变化曲线。
（1）镁、铝、锌与稀盐酸反应产生的相同气体是 (填化学式)。
（2）铝对应的曲线是B，反应速率先慢后快，其主要原因是 .
（3）从图2分析，以下结论正确的是 (填序号)。
①金属镁对应的气压变化曲线是A
②M点时参加反应的镁锌质量相等
③实验时取用的镁铝质量可能相等
13．（2025·绍兴模拟）科学小组在比较铝、铜金属活动性强弱时，将等量未打磨的铝片(含铝的氧化膜)分别放入一定浓度的等量氯化铜(CuCl2)溶液和硫酸铜(CuSO4)溶液中。发现前者铝片表面覆盖红色固体，溶液蓝色逐渐变浅，一段时间后有气泡产生，而后者无明显变化。
【问题1】为什么未打磨的铝片在两种溶液中会产生不同的现象
【猜想】（1）可能是 离子破坏了铝的氧化膜。
【实验与结论】取等量未打磨的铝片，进行了A、B实验，如图1。观察到A实验无现象，B实验铝片表面覆盖红色固体，溶液蓝色逐渐变浅，一段时间后有气泡产生，说明猜想是正确的。
【问题2】铝片与氯化铜溶液反应为什么会出现气泡
【猜想】可能是氯化铜溶液呈酸性，铝片与溶液中的H反应产生气泡。
【实验与结论】（2）小科用 测得氯化铜溶液的pH<7，证实了自己的猜想。
【拓展与应用】
（3）一位同学提出可以将A、B实验替换成C、D实验来解决问题1，如图2。请你对该方案进行评价： 。
（4）根据实验结果，请解释生活中为什么不能用铝质器皿盛放咸菜： 。
14．（2025·舟山模拟）小浙通过实验知道金属锌能与可溶性的硝酸银反应，他产生疑问：“金属锌是否能与不溶性的氯化银反应 ”，于是他进行如下研究：
【实验步骤】
①取10mL 的AgNO3溶液于烧杯中，逐滴加入 NaCl 溶液至过量。
②过滤后再用蒸馏水洗涤沉淀3次，向第3次所得洗涤液中加入AgNO3溶液，无明显现象。
③将洗涤后的沉淀放入另一烧杯中，加入50mL 蒸馏水，将锌片加入烧杯中，并搅拌(如图)。
④10分钟后，将烧杯中的混合物进行过滤。过滤后，向滤液中滴加AgNO3溶液，观察现象。
【验证与推理】
（1）步骤②中，向第3次洗涤液加入AgNO3溶液的目的是 。
（2）步骤③中，锌片放入前需进行预处理，消除表面氧化膜对实验的影响，预处理的具体操作是 。
（3）步骤④中若观察到有白色沉淀生成，可得出的结论是 。
（4）小浙观察到锌片表面有灰黑色固体生成。取生成的灰黑色固体于试管中，加入稀硫酸，若发现 ，证明有 Ag生成。
15．（2025·普陀模拟）小科利用“铁与硫酸铜溶液反应”探究质量守恒定律，实验装置如图甲所示。
（1）【发现问题】有同学质疑：该方案中既没有气体参加反应，也没有气体生成，为什么也要用密闭装置呢 于是在老师的指导下，小组同学再次实验，并使用pH传感器测定锥形瓶内溶液pH，其数据如图。分析图像可知，反应开始阶段溶液的酸性逐渐 (填“增强”或“减弱”)。那么导致这一现象出现的原因又是什么呢
（2）【提出猜想】猜想一：可能是硫酸铜溶液和铁作用所致。
猜想二：可能是硫酸铜溶液和空气作用所致。
猜想三：可能是硫酸铜溶液、铁及空气共同作用所致。
【进行实验】为验证上述猜想，现提供如下用品：用煮沸并迅速冷却的蒸馏水配成4%的硫酸铜溶液、洁净的铁钉、pH传感器等。实验过程如下表，请完成表格中★处的填空。 。
实验序号 实验1 实验2 实验3
实验内容
实验现象 pH 先减小后略增大 pH略增大 pH不变
实验结论 猜想 成立
（3）【反思拓展】通过以上探究活动，请分析该方案采用密闭装置的原因是 。
16．（2025·杭州模拟）某小组用耐强碱的反应管等仪器组装成如图1实验装置，以研究铜酸钠跟 的反应，此反应的化学方程式为： 实验中观察到如下现象：①固体中出现紫红色物质：②试管中无水硫酸铜由白色变为蓝色。
请回答：
（1）若实验过程中包含下列步骤(没有根据操作顺序排列)：①停止通H2；②通纯净H2排净装置里空气；③点燃酒精灯加热：④熄灭酒精灯停止加热。正确的操作顺序是 (填序号)。
（2）根据题干中给出的实验现象 (选填“①”或“②”)，可直接判断氢气发生了化学变化。
（3）完全反应后，为了测定固体产物中 Cu的质量，要用蒸馏水多次洗涤后晾干，称量。在洗涤环节中判断洗涤干净的操作方法是 。
（4）如图2所示装置，利用铁生锈的原理可以比较准确地测出空气中氧气的含量。 【已知：铜能与空气中氧气、水、二氧化碳反应生成铜绿。化学方程式： 若将此装置中的细铁丝换成足量的细铜丝进行实验，能否比较准确地测出空气中氧气的含量，并说明理由 。
17．（2025·金华模拟） 科学学习小组对钢铁锈蚀进行探。
【提出问题】铁锈蚀与哪些因素有关。
【查阅资料】碳粉可加快铁的锈蚀，碳粉不与盐酸反应；氧化铁能与盐酸反应，不产生气体。
【设计实验】
实验一：定性探究铁锈蚀的因素。
取四枚大小相同的洁净某型号无锈铁钉，分别放入四支相同的试管，进行图1实验。现象如下表。
试管编号 A B C D
一周后铁钉表面现象 有一层铁锈 无明显变化 无明显变化 有较厚铁锈
（1）对比A、B、C试管中实验现象，说明铁锈蚀化学反应的发生，需要空气中的 。
（2）对比A和D试管中实验现象，说明铁锈蚀快慢与 (填化学式)有关。实验二：定量探究影响铁锈蚀的因素。
小组同学设计了图2，检查气密性，将5克铁粉和2克碳粉加入三颈烧瓶，并在t1时刻加入2毫升饱和食盐水后，再将一只装有5毫升稀盐酸的注射器插到烧瓶上(没有推动注射器活塞)，采集数据。
（3）根据图3，说明铁生锈是 (填“放热”或“吸热”)反应。
（4）据图2、图4分析t3时刻后压强突然变大，原因是 。
18．（2025·温岭模拟）某环保小组在实验室研究垃圾分类处理技术。他们发现，旧电器中含有黑色铜丝网(仅含有铜和氧化铜)，设计两种回收铜的方案。
方案甲：通入CO气体并加热；方案乙：加入稀硫酸微热。
（1）小组同学利用方案甲装置回收铜，反应一段时间后观察，硬质玻璃管中的实验现象为 。
（2）若采用方案甲将黑色铜丝网完全反应后回收到铜的质量为a，若采用方案乙将同一黑色铜丝网完全反应后回收到铜的质量为b，则a b(选填“<”、“>”或“=”)。
（3）装置 C处的酒精灯的作用是 。
（4）小组同学重新收集16克黑色铜丝网，利用方案甲回收铜，实验结束后测出A装置中固体质量为14.4克，反应的氧化铜质量为 克。
19．（2025·浙江模拟）含镁3%~5%的镁铝合金是轮船制造、化工生产、机械制造等行业的重要原材料。某研究性学习小组为了测定其中镁的质量分数，取质量为m的镁铝合金进行实验。【查阅资料】已知铝能与 NaOH溶液反应生成易溶于水的偏铝酸钠( 和 H2，化学方程式： ；镁不能与NaOH溶液反应。氢氧化铝能与氢氧化钠溶液发生反应生成易溶于水的偏铝酸钠(NaAlO2)和 H2O，化学方程式为： 2H2O；氢氧化镁不能与氢氧化钠溶液反应。
【提出猜想】可以利用镁铝与酸、铝与碱、氢氧化铝与碱的反应来测定合金中镁的质量分数。
【设计方案】研究小组设计了不同的实验方案
方案1：镁铝合金与过量盐酸反应，测定生成气体在标准状况下的体积V。
方案2：镁铝合金与过量的 NaOH溶液充分反应后，过滤、洗涤、干燥，称量剩余固体的质量m1。
方案3：镁铝合金与过量盐酸反应后再与过量NaOH溶液反应，过滤、洗涤、干燥，称量沉淀的质量m2。
方案4：将镁铝合金粉末放在足量氧气流中加热，充分反应后冷却，称量固体质量为m3。
【问题讨论】请你参与研究小组的研究过程，并回答下列问题。
（1）研究小组利用如图所示实验装置，按照方案1进行了实验。实验时读取量筒中水的体积时，俯视读数，则所测得的镁的质量分数会 (选填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
（2）根据方案2的数据，所测得的镁的质量分数为 。
（3）方案3中过滤操作得到的沉淀是 。
（4）方案4 中将合金块研磨成粉末的目的是 。
20．（2025·温州模拟）在用锌和稀硫酸制取氢气的实验上，有同学发现，不同小组实验时反应速率有些差异，这和哪些因素有关呢 小明设计了如图实验，通过测量完全反应用时来反映反应速率，最终记录数据如表所示：
实验编号 硫酸的质量分数 反应起始温度/℃ 完全反应用时/s
① 10% 20 500
② 10% 25 270
③ 20% 20 300
④ 20% 25 a
⑤ 20% 30 80
（1）在进行不同组别实验时，对锌粒的要求是需控制它们的颗粒大小和 相同。
（2）小明观察到 现象，即可判断反应已结束。
（3）通过比较 (填实验编号)组别，可以判断硫酸浓度对反应快慢有影响。
（4）根据表格信息，请你推测实验④中，完全反应用时a 的取值范围： 。
21．（2025九下·杭州模拟）1.某研究小组为验证铁、铜、锌、银的金属活动性顺序，设计如图1所示三个实验(三种金属均已用砂纸打磨过，其形状和大小相同，稀盐酸的浓度和用量也相同)。
（1）一段时间后，观察到实验B中的现象 。
（2）乙同学认为仅仅通过上述实验不足以得出四种金属的活动性顺序，因此在上述实验的基础上，补做了一个实验，装置均如图2所示，且实现了探究目的。
乙同学的实验：X是 金属，Y是 溶液。
（3）将表面锈蚀的铁钉放入烧杯中，然后加入溶质质量分数为14.6%的稀盐酸，产生氢气的质量和加入稀盐酸的质量如图所示。生成氢气的质量为多少克
22．（2025·舟山模拟）有一种污水处理设备，包括废液处理器和恒温反应釜等。如图1为实验室废液处理器工作过程示意图。该处理器主要用于酸或碱废液的处理，通过加入适量的酸液或碱液处理废液，利用酸度计检测废液pH为7时再排放废液。请回答：
（1）图1中搅拌器的作用是 。
（2）图2是某班级同学在实验室完成的探究金属活动性的实验。实验后，将废液集中倒入反应槽检测pH，处理后废液进入过滤槽过滤，则过滤槽的滤渣中一定存在的金属固体有 。
（3）图3是恒温反应釜中加热装置的简化电路图，通过自动开关S的接通和断开，可自动切换加热与保温模式。图中R2是加热用的电阻丝，阻值为55欧，R1是电阻，阻值是145欧，求：在保温状态下，反应釜消耗的电功率是多少
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专题3 金属和金属材料
考点分布 考查频率 命题趋势
考点1 金属材料与金属资源 ☆ ①区别金属与非金属，列举金属和非金属的主要性质差异②概述金属与酸、金属与盐反应的条件，比较金属的活动性顺序，用金属活动性顺序说明某些现象
考点2 金属化学性质与应用 ☆☆☆
■考点一 金属材料与金属资源
金属的物理性质：金属都有特殊的光泽；大多数金属的颜色为银白色或灰色，但金为金黄色，铜为紫红色；金属在常温下为固态(除汞外，常温下为液态)；金属比较硬，具有良好的导热性、导电性和延展性。
非金属的物理性质：大多数非金属没有光泽，表面暗淡。大多数固体为灰黑色(磷为白色或暗红色)；多数气体无颜色，少数气体有颜色；溴是唯一在常温下呈液态的非金属单质。非金属硬度一般较小，但差异很大，一般不具备导电性、导热性，也没有延展性。
金属材料包括金属和合金两大类。当把金属材料变成纳米级的粒子时，金属的性质会发生变化，甚至与原来的性质完全不同。把一种金属跟其他一种或几种金属(或非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质，就称为合金。钢是一种由铁和碳等元素组成的合金，生活中常见的合金还有铜合金、铝合金及钛合金等，合金往往比纯金属具有更好的性能。
■考点二 金属化学性质与应用
1．金属与氧气的反应
金属 条件 反应的化学方程式 现象(或备注)
Mg 点燃 2Mg＋O22MgO 剧烈燃烧，耀眼白光，放出大量热，生成白色固体
Al 常温 4Al＋3O2===2Al2O3 表面生成致密保护膜
点燃(氧气中) 4Al＋3O22Al2O3 剧烈燃烧，放出大量热和耀眼白光，生成白色固体
Fe 常温、潮湿空气 4Fe＋3O2＋nH2O===2Fe2O3·nH2O 在氧气和水共同作用下，会生成暗红色疏松的铁锈
氧气中点燃 3Fe＋2O2Fe3O4 剧烈燃烧，火星四射，放出大量热，生成黑色固体
Cu 加热 2Cu＋O2 △ 2CuO 铜丝表面逐渐变为黑色
潮湿空气 2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3 铜表面生成一层绿色物质
Au、Ag 高温下也不与氧气反应，“真金不怕火炼”
大多数金属都能与氧气反应，但难易和剧烈程度不同。Mg、Al等在常温下就能与氧气反应；Fe、Cu等在常温下几乎不能单独与氧气反应，点燃或加热情况下可以发生反应；Au、Ag等在高温时也不与氧气反应。
2．金属与酸的反应
金属 现象 反应的化学方程式
镁 剧烈反应，大量气泡，溶液仍为无色，放热 Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑
铝 剧烈反应(比镁稍缓)，大量气泡，溶液仍为无色，放热 2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑
锌 反应较剧烈，大量气泡，溶液仍为无色，放热 Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
铁 反应缓慢，有气泡产生，溶液由无色逐渐变为浅绿色 Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
铜 不反应
Mg、Al、Zn、Fe的金属活动性比氢强，能置换出稀硫酸或稀盐酸中的氢。
等质量的Mg、Al、Zn、Fe四种金属与足量稀硫酸或稀盐酸反应时产生氢气的量：Al＞Mg＞Fe＞Zn
3．金属与盐的反应
实验操作 现象 反应的化学方程式
铁丝浸入硫酸铜溶液 铁丝表面出现红色物质，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色 Fe＋CuSO4=== Cu＋FeSO4
铜丝浸入硝酸银溶液 铜丝表面出现银白色物质，溶液由无色逐渐变为蓝色 Cu＋2AgNO3=== Cu(NO3)2＋2Ag
表中三种金属的活动性由强到弱的顺序：Fe>Cu>Ag。活动性强的金属能把活动性弱的金属从它的盐的水溶液中置换出来。
【知识拓展】
1．此类反应一定在溶液中进行，不溶于水的化合物一般不与金属反应，如Cu与AgCl不能进行置换反应。
2．K、Ca、Na活动性非常强，但不能用它们置换化合物中的金属，因为能同溶液中的水剧烈反应。
■考点一 金属材料与金属资源
◇典例1：（2025·金华模拟）聚脲是一种新型的涂料，其致密无缝的涂层结构能有效隔绝氧气、水等，具有很强的防锈蚀能力。以下防锈蚀措施与其原理不一致的是 ( )
A．铁与铬、镍制成合金不锈钢 B．在钢铁表面喷涂油漆
C．菜刀洗净后擦干并刷油保存 D．金属表面镀防护层
【答案】A
【解析】铁同时接触水和空气中的氧气会生锈。
【解答】A通过改变金属的结构来达到防锈蚀的目的，而BCD均是通过隔绝空气和水分的方式来达到防锈蚀的目的。
故答案为：A。
◆变式训练1：如图所示为今年在三星堆遗址中发现的金面具残片，经测定该面具含金量约为85%。下列有关说法正确的是（ ）
A．金的元素符号为aU B．金容易被锈蚀
C．金单质由金原子构成 D．金的相对原子质量为197g
【答案】C
【解析】根据有关金的知识分析判断。
【解答】A. 金的元素符号为Au，故A错误；
B.金的化学性质比较稳定，不容易被腐蚀，故B错误；
C.金单质由金原子构成，故C正确；
D. 金的相对原子质量为197，没有单位g，故D错误。
◆变式训练2：2023年杭州亚运会火种灯采用双层玻璃结构，在低温、严寒、大风等环境下不会熄灭。其创意源自于青铜器精品“中华第一灯”——西汉长信宫灯。
（1）火种燃料使用的清洁能源是丙烷(C3H8)，丙烷属于化合物中的 (选填“有机物”或“无机物”)。
（2）如果灯体上部封闭，不与导烟气腔连通，火焰容易熄灭，原因是 。
（3）我国炼铜技术历史悠久。古人将赤铜(Cu2O)和炉甘石、木炭粉混合高温制得黄铜：X+Cu2O+CZn+2Cu+2CO2↑。则炉甘石主要成分X的化学式为 。
【答案】（1）有机物
（2）隔绝氧气（氧气或者空气不够）
（3）ZnCO3(碳酸锌)
【解析】（1）有机物是含碳化合物（一氧化碳、二氧化碳、碳酸、碳酸盐、碳酸氢盐、金属碳化物、氰化物、硫氰化物等氧化物除外）或碳氢化合物及其衍生物的总称。
（2）燃烧的条件：①有可燃物；②与氧气接触；③温度达到着火点；
（3）根据质量守恒定律可知，反应前后原子的种类和个数保持不变，据此分析解答。
【解答】（1）根据化学式 C3H8 可知，丙烷中含有碳元素，应该属于有机物。
（2）如果灯体上部封闭，不与导烟气腔连通，火焰容易熄灭，原因是隔绝氧气（氧气或者空气不够）。
（3）根据方程式 X+Cu2O+CZn+2Cu+2CO2↑ 得到：X+2Cu+1O+1C=1Zn+2Cu++4O+2C，解得：X=1Zn+3O+1C= ZnCO3 。
■考点二 金属化学性质与应用
◇典例1：（2025·浙江）小科模拟我国古代劳动人民发明的湿法炼铜技术，在硫酸铜溶液中加入过量铁粉制铜，如图所示。下列分析正确的是 （ ）
A．反应过程中，溶液的颜色保持不变
B．反应过程中，溶液的质量保持不变
C．反应结束后，烧杯中的固体仅有铜
D．反应说明铁的金属活动性比铜的强
【答案】D
【解析】金属单质可以将其他活动性弱的金属从可溶性盐中置换出来。
【解答】铁比铜活泼，可以将铜从其可溶性盐中置换出来，铁和硫酸铜反应的方程式为，溶液由蓝色变为浅绿色，铁的质量小于铜，可知溶液的质量将变小，由于所加铁粉是过量的，所以烧杯内的固体有铜和铁。
故答案为：D。
◆变式训练1：（2025·浙江）如图所示为金属腐蚀的探究实验中部分装置图，由图可知，铁生锈的主要条件是直接接触( )
A．空气 B．空气和水 C．水 D．水和食盐
【答案】B
【解析】三幅图中的铁钉均在水和空气的交界处生锈，据此可得铁生锈需同时接触水和空气。
【解答】由图可知，锈迹出现可以同时接触水和空气的部位，可知铁生锈的主要条件是同时接触水和空气。故答案为：B。
◆变式训练2：（2025·义乌模拟）化学图像可以直观形象地反映化学反应中相关量之间的关系。如图为一定质量的锌粒与足量稀硫酸反应的图像，若把锌粒改为等量的锌粉，则图中的A点的移动方向是（ ）
A．竖直上移 B．水平左移 C．水平右移 D．竖直下移
【答案】B
【解析】改变反应物的表面积，不会影响最终生成物的质量，只会影响反应速度。
【解答】把锌粒改为等量的锌粉，接触面积变大，反应速度加快，但产生的氢气的质量相同，可知A点应水平向左移动。
故答案为：B。
◆变式训练3：（2025九下·衢州模拟）某科学兴趣小组用金属片制作金属蚀刻画，先用砂纸打磨铝片、铁片表面的氧化膜。请参与后续任务：
（1）【任务一】选择蚀刻液蚀刻
首先将不干胶保护膜(能隔绝蚀刻液与金属底板接触)分别贴到处理好的铝片和铁片上，在不干胶上镂刻出图案，去除图案处的不干胶，如图甲。将处理好的铁片浸入硫酸铜蚀刻液中，一段时间后取出，铁片上不干胶镂空处出现红色附着物。将铝片浸入另一种蚀刻液中，铝片上不干胶镂空处有凹陷，没有附着物。则铝片选择的蚀刻液可以是 (填序号)。
①氯化钠溶液 ②硝酸银溶液 ③稀盐酸 ④氯化亚铁溶液
（2）【任务二】蚀刻后装饰防锈
将蚀刻好的铁片用较强水流清洗掉表面残留物质到蚀刻液中，去掉不干胶保护膜并进行装饰。为防止铁片蚀刻画生锈，可采取的措施是 (写1种合理的方法)。
（3）【任务三】废液的回收利用:铁片蚀刻后的废液处理，如图乙所示。
已知硫酸铜蚀刻液的质量是200克，若蚀刻过程中产生的铜全部被冲入到废液中，最后回收金属铜12.8克。请用化学方程计算硫酸铜蚀刻液的溶质质量分数是多少
【答案】（1）③
（2）保持铁片蚀刻画表面清洁干燥、涂防锈油等
（3）设200克溶液中有CuSO4X克
；
解得：X=32克；
CuSO4%=32克/200克×100%=16%
答：硫酸铜蚀刻液的溶质质量分数是16%
【解析】（1）铝片上不干胶镂空处有凹陷，说明铝片与蚀刻液发生了反应，且没有附着物，据此分析解答；
（2）防锈的方法：隔绝空气或隔绝氧气等；
（3）写出铁和硫酸铜反应的方程式，根据生成铜的质量计算出参加反应的硫酸铜的质量，最后与 硫酸铜蚀刻液的质量作比即可。
【解答】（1）铝片与氯化钠不反应，故①不合题意；
铝片和硝酸银反应生成银单质，故②不合题意；
铝片和稀盐酸反应生成氢气，故③符合题意；
铝片和氯化亚铁反应，生成铁单质，故④不合题意。
故选③。
（2）将蚀刻好的铁片用较强水流清洗掉表面残留物质到蚀刻液中，去掉不干胶保护膜并进行装饰。为防止铁片蚀刻画生锈，可采取的措施是保持铁片蚀刻画表面清洁干燥、涂防锈油等。
1．（2021·绍兴）将铁丝、铜丝分别伸入盛有同种试剂的两支试管中，能迅速比较出铁、铜金属活动性强弱的是（ ）
A．蒸馏水 B．稀硫酸 C．硫酸钠溶液 D．氢氧化钠溶液
【答案】B
【解析】根据铁与铜不能与水、硫酸钠、氢氧化钠反应，不能比较活动性强弱，但能用加稀硫酸来比较分析。
【解答】A、铁铜都不能与水反应，无法比较铁、铜的活动性强弱，不符合题意；
B、铁能与稀硫酸反应，铜不能与稀硫酸反应，可以比较铁的活动性大于铜，符合题意；
C、铁和铜都不能与硫酸钠反应，无法比较铁、铜的活动性强弱，不符合题意；
D、铁和铜都不能与氢氧化钠溶液反应，无法比较铁、铜的活动性强弱，不符合题意；
2．（2021·绍兴）铁在海水中容易被锈蚀，通常在轮船的吃水线以下焊接比铁更活泼的金属块，用于保护铁质船壳。该金属块的材料可以是（ ）
A．金 B．银 C．铜 D．锌
【答案】D
【解析】在金属活动性顺序表中，排在前面的金属比后面的金属活泼性更强，据此分析解答。
【解答】在金属活动性顺序表中，从左到右依次排列为：锌>铁>铜>银>金，因为只有锌的活泼性比铁强，所以该金属块的材料可以是锌，故D正确，而A、B、C错误。
3．（2024·浙江）下列图示实验中的铁钉最容易生锈的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】A
【解析】根据铁锈蚀的条件来分析。
【解答】A.该实验中的铁钉与氧气和水同时接触，发生锈蚀，故A符合题意；
B.该实验中的铁钉只与水接触，没有发生锈蚀，故B不合题意；
C.该实验中的铁钉只与氧气接触，没有发生锈蚀，故C不合题意；
D.该实验中的铁钉与氧气和水均未接触，没有发生锈蚀，故D不合题意。
故选A。
4．（2023·湖州）硫酸锌(ZnSO4)可用于治疗锌缺乏引起的食欲不振、生长发育迟缓等病症。下列选项中的两种物质，不能直接反应制得硫酸锌的是（ ）
A．Zn和H2SO4 B．ZnO和H2SO4
C．ZnCO3和H2SO4 D．Zn和Na2SO4
【答案】D
【解析】制得硫酸锌可以利用金属锌或者其化合物与其他化合物之间的反应制得。
【解答】A. 反应生成硫酸锌和氢气；
B.反应生成硫酸锌和水；
C.反应生成硫酸锌，水和二氧化碳；
D.这两者物质不能反应。
5．（2023·丽水）小科为验证锌、铜、银三种金属的活动性顺序，设计了下列四种方案，其中合理的是（ ）
A． B． C． D．
【答案】D
【解析】在金属活动性顺序表中，只有排在前面的金属才能将后面的金属从它的盐溶液中置换出来，据此分析判断。
【解答】A.锌和铜都能与硝酸银反应，只能说明它们的活动性比银强，但是不能判断锌和铜活动性的大小，故A错误；
B.银和硫酸锌不反应，则锌的活动性大于银；铜和硝酸银反应，则活动性铜大于银，但是无法比较锌和铜的活动性大小，故B错误；
C.银和铜都不能与硫酸锌反应，不能比较二者的活动性大小，故C错误；
D.锌和硫酸铜反应，则锌的活动性大于铜；铜和硝酸银反应，则铜的活动性大于银，那么三种的金属活动性强弱：锌>铜>银，故D正确。
6.（2023·丽水）通过实验可以比较铁、铜、银三种金属的活动性强弱。下列装置能够达到实验目的的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【解析】根据金属能否与酸或盐溶液反应，从而证明金属活动性强弱分析。
【解答】A、银和铜都不与稀硫酸反应，只有铁能与稀硫酸反应，只能证明铁的活动性最强，不能证明银和铜的活动性强弱，不符合题意；
B、银和铜都不能与硫酸亚铁溶液反应，只能证明铁的活动性最强，不能证明银和铜的活动性强弱，不符合题意；
C、银和铜都不能与硫酸亚铁溶液反应，只能证明铁的活动性最强，不能证明银和铜的活动性强弱，不符合题意；
D、铁能与硫酸铜反应，银不能与硫酸铜反应，可证明铁的活动性大于铜，铜的活动性大于银，可证明三金属活动性强弱，符合题意；
7.（2023·湖州）小敏阅读教材得知：将铜片和锌片同时插入稀H2SO4，可以组成一个电池(图甲)。那么该电池的正负极与什么有关呢？对此，小敏做了三组实验，并借助灵敏电流表进行判断(图乙)。发现该电池的正负极与金属活动性强弱有关且存在一定规律。据此判断，下列金属片组合可以使电流表指针向左偏转(图丙)的是（ ）
A．a铝片、b镁片 B．a铁片、b锌片 C．a铁片、b铜片 D．a铜片、b银片
【答案】C
【解析】根据金属活动性顺序及图示中电流表指针偏转方向分析。
【解答】由图乙可知，至少有一种金属与稀硫酸发生反应，且电流表指针偏向活动性强的一端，要使指针向左偏转，即偏向a端，说明a端金属的活动性大于b端，铝的活动性小于镁，铁的活动性小于锌、大于铜，铜和银都不与稀硫酸反应；
8．（2021·绍兴）向一定质量的Mg(NO3)2和Cu(NO3)2混合溶液中加入a克锌粉和铁粉的混合物,充分反应后过滤,得到不饱和的滤液和滤渣,将滤渣洗涤、干燥后再称量,得到的固体质量仍为a克。下列分析合理的是（ ）
①滤渣中可能有铜 ②向滤渣中加稀盐酸,可能有气泡产生
③滤液中一定有Mg(NO3)2、Zn(NO3)2和Fe(NO3)2,可能有Cu(NO3)2
④若忽略过滤操作中溶液损失,滤液中溶质的质量一定大于原混合溶液溶质的质量
A．①② B．①③ C．②③ D．②④
【答案】C
【解析】根据向一定质量的Mg(NO3)2和Cu(NO3)2混合溶液中加入锌粉和铁粉的混合物, 锌和铁都能与硝酸铜反应，且锌先反应，然后铁再反应，锌与硝酸铜反应固体质量减少，铁与硝酸铜反应固体质量增加分析。【解答】向一定质量的Mg(NO3)2和Cu(NO3)2混合溶液中加入a克锌粉和铁粉的混合物, 锌和铁都能与硝酸铜反应，不能与硝酸镁反应，且锌与硝酸铜反应固体质量减少，铁与硝酸铜反应固体质量增加，反应后固体质量不变则说明锌和铁都与硝酸铜发生了反应，由金属活动性顺序可知，锌要与硝酸铜反应完全后铁才能与硝酸铜反应，说明反应后锌一定没有剩余，滤渣中一定有铜，一定没有锌，可能有铁，滤液中一定有硝酸镁、硝酸锌、硝酸亚铁，可能有硝酸铜，①滤渣中可能有铜，错误；②向滤渣中加稀盐酸,可能有气泡产生，正确；③滤液中一定有Mg(NO3)2、Zn(NO3)2和Fe(NO3)2,可能有Cu(NO3)2 ，正确；④若忽略过滤操作中溶液损失,滤液中溶质质量等于原混合溶液溶质质量，错误。
9．（2023·湖州）实验室处理含铜废液的过程中，部分流程如下图：
（1）操作A的名称是 。
（2）沉淀物中一定含有 。
【答案】（1）过滤（2）铁和铜
【解析】（1）根据过滤原理分析；（2）根据铁与硫酸铜反应生成铜及铁的用量分析。
【解答】（1）操作A分离出溶液和沉淀物，为过滤操作。
（2）硫酸铜、硫酸酸中加过量铁，铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，铁过量，所以过滤后得到沉淀物为铁和铜。
10．（2023·湖州）室外的铁制栏杆在多雨季节易生锈，小宁对铁生锈的条件进行了探索，实验装置如图。3天后，发现只有装置C中的铁丝生锈了。
（1）装置A中生石灰的作用是 。
（2）装置B、C中的实验现象说明与 接触是铁生锈的条件之一。
【答案】（1）吸收瓶内空气中的水分（2）空气
【解析】（1）根据氧化钙能与水反应分析；
（2）根据铁生锈与氧气或空气有关分析。
【解答】（1） 氧化钙与水反应可生成氢氧化钙，装置A中生石灰的作用是吸收瓶内空气中的水分；
（2）装置B中铁丝不与氧气接触，不能生锈，C中铁丝与水和氧气接触，生锈，由此对比可说明与空气或氧气接触是铁生锈的条件之一。
11．（2023·丽水）北宋沈括《梦溪笔谈》中记载：“信州铅山有苦泉，流以为涧。挹其水熬之则成胆矾，烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”。
（1）胆矾的化学式为CuSO4·5H2O。已知CuSO4中硫元素化合价为+6价，则铜元素的化合价为 价；
（2）由“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”可知铁与硫酸铜溶液反应生成铜，说明铁的金属活动性比铜 。
【答案】（1）+2（2）强
【解析】化学式各元素的化合价总价为零，以及考查了金属的活动性顺序。
【解答】（1）氧元素为-2价，故铜元素为+2价；
（2）活泼性强的金属可置换活泼性弱的金属， 故铁的金属活动性比铜强；
12．（2023·丽水）小科学习了物质的性质后，梳理单质、氧化物、酸、碱、盐与X之间的转化关系如图所示。“→”表示某一种物质经一步反应可转化为另一种物质，部分反应物，生成物及反应条件已略去。
（1）若X是氯化钠，它在物质分类上属于化合物中的 ，图中碱的化学式为 ；
（2）若X是水，则能实现图中物质转化的基本反应类型有 (填字母)。
A．化合反应 B．分解反应 C．置换反应 D．复分解反应
【答案】（1）盐；NaOH（2）A；B；C；D
【解析】物质中的纯净物分为单质和化合物，化合物中的无机化合物分为氧化物、酸、碱、盐等，其中的物质可在一定条件下进行转换。
【解答】（1）氯化钠属于盐类物质，由于 X是氯化钠，故碱中的金属元素为钠，其化学式为NaOH ；
（2）若x是水，则单质可为氢气，与氧气反应为化合反应；盐可为碳酸氢钠其分解分为碳酸钠，水和二氧化碳，其反应为分解反应；氧化物可为氧化铜，其为氢气发生置换反应，生成水哥和铜；酸可为盐酸，与碱发生复分解反应，生成水和盐，故四种基本反应类型都有。
13.（2023·湖州）如图是“铁粉和硫黄反应”的改进实验，将铁粉和硫黄混合物置于两块石英玻璃片之间，并铁粉与硫黄固定。在酒精灯上加热，产生红色火星，固体由棕灰色变为黑色。
（1）铁粉和硫黄在两块玻璃片之间，反应时几乎接触不到氧气，减少了 (填化学式)气体的生成，更加环保。
（2）向反应后的黑色固体滴入稀硫酸，有臭鸡蛋气味的硫化氢(H2S)气体产生，说明铁粉和硫黄发生反应。H2S中硫元素的化合价为 。
（3）反应后的黑色固体加入CuSO4溶液中，生成红色物质，说明黑色固体中有 剩余。
【答案】（1）SO2 （2）-2 （3）铁
【解析】铁和硫在加热的条件下反应生成硫化铁；化合物中各元素的化合价代数和为0；活泼性强的金属能够把活泼性弱的金属从他的盐溶液中置换出来；
【解答】（1）S和氧气反应会生成二氧化硫气体，所以铁粉和硫黄在两块玻璃片之间，反应时几乎接触不到氧气，减少了SO2气体的生成，更加环保。
（2）化合物中各元素的化合价代数和为0；化合物中H常显+1价，所以S元素显-2价；
（3）反应后的黑色固体加入CuSO4溶液中，生成红色物质， 说明发生了置换反应，因此可以确定黑色的固体中有单质铁剩余；
14．（2021·绍兴）科学兴趣小组采用不同方案对金属活动性的强弱进行了研究。
甲同学：将镁带和铜粉分别在酒精灯的外焰上加热，观察现象。
乙同学：把铁制容器和铝制容器放在同一潮湿环境中，一段时间后观察容器表面的锈蚀情况。
……
实验后，同学们进行汇报和评价交流。
（1）甲同学根据 的实验现象，得出金属镁的活动性比铜强。
（2）乙同学观察到铁制容器表面有明显的锈蚀现象，面铝制容器表面无明显变化，据此他得出铁的活动性比铝强的结论。小组讨论后一致认为乙同学的方案设计不合理，他们的理由是：铝制容器表面无明显变化是因为 导致容器中的铝无法与氧气接触发生反应，因此不能用此方法比较铁与铝的活动性强弱。
【答案】（1）镁带燃烧而铜丝不能燃烧（2）铝制容器表面有一层致密氧化膜
【解析】1、镁带在空气中点燃后即能燃烧，而铜丝只能变黑，所以可根据与氧气反应的现象判断两者金属活动性的强弱；
2、铝与铁在氧气中都会生锈，但两者的氧化物有区别，铝与氧气生成的氧化铝可形成一层致密的氧化铝保护膜阻止里面的铝进一步被氧化。而铁与氧气反应生成的氧化铁不能阻止里面的铁进一步被氧化。所以无法从锈蚀的情况判断活动性的强弱。
【解答】（1） 将镁带和铜粉分别在酒精灯的外焰上加热 ，镁带能剧烈燃烧，而铜会变黑，根据反应的剧烈程度可判断金属活动性强弱。所以可填： 镁带燃烧而铜丝不能燃烧 ；
（2）由铝和铁生锈时生成物质氧化铝和氧化铁的特点可知， 铝制容器表面无明显变化是因为铝制容器表面有一层致密氧化膜导致容器中的铝无法与氧气接触发生反应，因此不能用此方法比较铁与铝的活动性强弱。
15．（2021·绍兴）人类对科学规律的认识常需经历漫长的探索过程，对金属活动性规律的认识也是如此。
（1）1625年格劳贝尔发现将金属放入稀盐酸中会“消失"，这为发现金属活动性顺序奠定了基础。小嘉选用锡、铜、锌三种金属重温实验，则会“消失”的金属有 。
（2）1766年卡文迪许用金属与酸反应制取了一种可燃性气体，他称之为“可燃空气”，其实该气体就是 。从此为探索金属活动性打开了新思路。
（3）1865年贝开托夫经过大量的实验得出了金属活动性规律。小嘉运用该规律开展实验，向硝酸铜和硝酸银的混合溶液中逐渐加入铁粉，溶液质量变化如图所示，则B点时溶液中所含的金属阳离子有 。
【答案】（1）锡、锌（2）氢气（3）Cu2+、Fe2+
【解析】（1）在金属活动性顺序表中，只有排在氢前面的金属才能和酸反应生成氢气；
（2）活泼金属和酸反应，生成盐和氢气；氢气具有可燃性，遇明火容易爆炸；
（3）跟机铁粉和两种盐的反应过程分析判断。
【解答】（1）锡、铜、锌中，只有锡和锌排在氢的前面，因此会“消失”的金属是锡和锌。
（2）1766年卡文迪许用金属与酸反应制取了一种可燃性气体，他称之为“可燃空气”，其实该气体就是氢气，从此为探索金属活动性打开了新思路。
（3）铁粉先和硝酸银反应，生成硝酸亚铁和银单质，再和硝酸铜反应，生成硝酸亚铁和铜单质。由于银和铜的原子量都大于铁，所以溶液的质量都会减小，且前者质量减小的速度大于后者，那么AB段为铁和硝酸银的反应，B点时硝酸银完全反应，硝酸铜还没有开始反应，因此溶质为硝酸亚铁和硝酸铜，溶液中的阳离子为 Cu2+、Fe2+ 。
16．（2025·浙江）某兴趣小组的同学对“蜡烛燃烧的产物”进行探究。
【查阅资料】蜡烛的主要成分是石蜡，石蜡由碳、氢两种元素组成。
【做出猜想】蜡烛燃烧的产物是二氧化碳和水。
【实验验证一】
（1）用干冷的小烧杯罩在蜡烛火焰上，观察到 ，证明有水生成。
（2）用涂有饱和石灰水的小烧杯罩在蜡烛火焰上，石灰水变浑浊，证明有二氧化碳生成。
【交流讨论】实验中，小明观察到一个意外现象：烧杯内壁上有少量黑色物质。
经分析，同学们一致认为黑色物质是石蜡不充分燃烧生成的 ，由此，他们猜想还可能生成了一氧化碳。
为验证是否有一氧化碳生成，他们设计了如图所示的实验。
（3）【实验验证二】
实验前，先在玻璃管的中部放入一团棉花。将a 端插入蜡烛的焰心。用酒精灯加热b 端的糊状物，一段时间后，观察到黑色物质变成红色，证明蜡烛不充分燃烧有一氧化碳生成。为防止玻璃管中的红色物质又被氧化变成黑色，接下来的操作是 。
【答案】（1）烧杯内壁有水雾)
（2）炭黑(或碳单质)
（3）先撤去酒精灯，稍后再撤去蜡烛
【解析】（1）烧杯内壁出现水珠，说明有水生成。
（2）由“蜡烛的主要成分是石蜡，石蜡由碳、氢两种元素组成”可知，黑色固体是碳。
（3）等固体降温后再与氧气接触不易被氧化。
【解答】（1）烧杯内壁上出现的水珠，是由水蒸气越冷液化形成的，说明有水生成。
（2）由质量守恒定律可知，该黑色固体是碳。
（3）灼热的铜接触空气容易被氧化成氧化铜，为了防止铜被氧化，应先撤去酒精灯，继续通气体，即继续加热蜡烛，直至固体冷却。
17．（2023·湖州）金属与酸反应会放出热量。为深入研究金属和酸反应的特点，小明用如图甲所示装置进行实验：在烧瓶中加入0.48克镁和足量的溶质质量分数为的稀盐酸，塞紧瓶塞，利用传感器记录160秒内瓶内气压变化。用等质量的铁和锌重复上述实验，得到相关曲线如图乙。
（1）图乙中，能支持锌比铁活动性强的证据是 。
（2）实验中，若0.48克镁完全反应，至少需要稀盐酸多少克？（镁与盐酸反应的化学方程式为：）
（3）解释镁与稀盐酸反应，0~80秒瓶内气压发生如图乙变化的原因： 。
【答案】（1）相同时间内锌与盐酸反应时增大的气压比铁大
（2）解：设需要盐酸溶质的质量为x
Mg + =
24 73
0.48克 x
解得： 克
稀盐酸溶液质量 克
答：需要加入稀盐酸的质量为10克。
（3）0~40秒，镁与盐酸反应生成氢气并放出大量的热，气压快速增大；40~80秒，温度降低，气压下降
【解析】（1）根据活动性越强的金属与酸反应速率越快分析；
（2）根据反应的镁的质量及方程式中物质间质量关系计算盐酸中溶质质量，从而计算盐酸的溶质质量分数分析；
（3）根据镁与盐酸反应放热分析。
【解答】（1） 相同时间内锌与盐酸反应时增大的气压比铁大，即锌与盐酸反应速率比铁大，可证明锌比铁活动性强。
（3） 0~40秒，镁与盐酸反应生成氢气并放出大量的热，气压快速增大；40~80秒，温度降低，气压下降 ，所以镁与稀盐酸反应 0~80秒瓶内气压发生如图乙变化 。
18．（2025·浙江）化学反应遵守质量守恒定律，科学小组设计实验进行了验证和应用(如图)请回答：
（1）锥形瓶中盛有 40g质量分数为5%的 CuSO4溶液，要与其恰好完全反应，需固体NaOH 多少克
（2）用图1装置进行实验，发现实际使用NaOH 的量小于题(1)计算值就达到了验证质量守恒定律的目的。从实验现象的角度说明用少量NaOH 就可完成验证的理由： 。
（3）如图2所示，在矿泉水瓶中装入水、氧气和铁钉，拧紧瓶盖；保持环境条件不变，一段时间后，发现矿泉水瓶变瘪，但实验前后装置的总质量不变。结合物质变化，解释矿泉水瓶变瘪的原因： ，
（4）从质量守恒定律的微观角度，将水电解的微观示意图补充完整。
【答案】（1）CuSO4的质量：40g×5%=2g
设需固体 NaOH的质量为x，
答：需固体 NaOH质量1g
（2）因为仅用少量 NaOH 即可观察到蓝色絮状沉淀，说明NaOH与 CuSO4发生了化学反应；天平两边保持平衡，说明反应前后质量相等
（3）铁钉生锈消耗氧气，使瓶内气压小于大气压，大气压将瓶身压瘪
（4）
【解析】（1）根据方程式和硫酸铜溶液中溶质质量计算消耗的氢氧化钠固体的质量。
（2）质量守恒定律只适用于化学变化。
（3）铁生锈的条件：同时接触水和氧气，铁生锈会导致瓶内压强减小。
（4）水电解的方程式为 2H2O→2H2+O2 （条件为通直流电）。
【解答】（2）验证质量守恒定律，只需观察到现象，说明发生化学变化即可，不一定要将物体完全反应，所以用少了氢氧化钠就可完成验证。
（3）矿泉水瓶变瘪的原因是铁钉与氧气和水反应生成了铁锈（Fe2O3·xH2O），消耗了瓶内的氧气，导致瓶内气压降低，在外界大气压作用下瓶子变瘪。
（4）水电解产生氢气和氧气，由质量守恒定律可知，反应前后元素的种类和个数保持不变，结合图像可知，缺少的是一个氧分子。
1．将一定量的金属M加入到ZnCl2和CuCl2的混合溶液中，充分反应后过滤，得固体滤渣，滤液为无色，向滤渣中滴加稀硫酸气泡产生，下列有关金属M、Zn、Cu的金属活动性判断一定正确的是（ ）
A．M＞Zn B．Zn＞M C．M＞Cu D．Cu＞M
【答案】C
【解析】根据金属能否与盐反应可与说明 金属的活动性，铜不与酸反应分析。
【解答】将一定量的金属M加入到ZnCl2和CuCl2的混合溶液中， 充分反应后过滤，得固体滤渣，滤液为无色，向滤渣中滴加稀硫酸气泡产生 ，铜不与硫酸反应，说明滤渣中一定有与酸反应的金属，即M的活动性大于铜，可能大于氢小于锌，也可能大于锌；
故选C。
2．某研究性学习小组利用如图所示的装置进行CO还原 的实验，并检验该反应的气体生成物，已知一氧化碳发生装置产生的气体中混有杂质( 和水蒸气。下列说法正确的是 ( )
A．B装置玻璃管内发生的是置换反应
B．该实验结束后应先停止通CO，再熄灭B处酒精喷灯
C．若去掉C装置，则无法证明CO和Fe2O3发生了反应
D．若无A装置，该实验无法达到检验气体生成物的目的
【答案】D
【解析】A、根据置换反应的特点进行分析；
B、根据热的铁容易被氧化进行分析；
C、根据氧化铁的颜色变化进行分析；
D、根据装置A的作用进行分析。
【解答】A、B中一氧化碳和氧化铁反应，反应物都是化合物，不是置换反应，错误；
B、实验结束后，先熄灭酒精喷灯，等到装置冷却到室温时再停止通一氧化碳，错误；
C、B中红色粉末逐渐变为黑色，可以证明一氧化碳和氧化铁发生了反应，错误；
D、装置A可以除去原气体中混有的少量的二氧化碳，没有A装置，则无法证明使澄清石灰水变浑浊的二氧化碳气体是原来的还是生成的，正确。
故答案为：D。
3．（2024·杭州模拟）绿色化学也称环境友好化学，就是利用化学原理，实现从生产源头减少或消除对环境的污染。某科学小组的同学欲利用单质铜制备硫酸铜，设计了如下甲、乙两个制备实验方案：甲： CuSO4 乙 下列有关甲、乙实验方案的评价合理的是 ( )
A．铜的活动性排在H前，所以能和浓硫酸发生反应
B．铜和氧气反应属于化合反应，铜和浓硫酸反应属于置换反应
C．取等质量的铜，理论上通过两种不同方案制取的硫酸铜质量不等
D．甲方案不会产生污染性气体，乙方案产生SO2不符合绿色化学理念
【答案】D
【解析】A、根据金属的活动性来分析；
B、置换反应是指由一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应；
C、根据化学反应的原理来分析；
D、根据反应的生成物来分析。
【解答】A、在金属活动性顺序中，铜排在氢的后面，故A错误；
B、铜和浓硫酸反应的生成物是三种化合物，不属于置换反应，故B错误；
C、根据质量守恒定律，由反应的化学方程式可知，每64份质量的Cu完全反应生成160份质量的CuSO4，若取相同质量的单质铜，分别用上述两方案制备硫酸铜，将两者理论上最多可制备硫酸铜的质量进行比较，结果为二者相等，故C错误；
D、甲方案不会产生污染性气体，乙方案产生有毒的SO2，不符合绿色化学理念，故D正确。
故答案为：D。
4．（2025·镇海区模拟）小科发现菜刀长时间不用会生锈，金属在什么情况下容易被锈蚀 小科设计了如图所示实验，放置2~3天，发现只有丙瓶中的铁钉生锈了。下列分析错误的是（ ）
A．乙瓶中用凉开水的目的是保证瓶内没有氧气
B．铁钉在潮湿的空气中容易生锈
C．为防止菜刀生锈，可将菜刀放在干燥通风处
D．本实验的对照组是甲
【答案】D
【解析】根据铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟空气中的氧气、水共同作用的结果，进行分析判断。
【解答】A.乙瓶中用凉开水的目的是保证瓶内没有氧气，故A正确不合题意；
B.由A选项的分析，铁与氧气、水充分接触容易生锈，铁钉在潮湿的空气中容易生锈，故B正确不合题意；
C.铁与氧气、水充分接触时容易生锈，为防止菜刀生锈，可将菜刀放在干燥通风处，故C正确不合题意；
D.第一支试管中的铁钉只能与干燥的空气接触，第二支试管中的铁钉只能与水接触，第三支试管的铁钉能与氧气、水充分接触，放置2～3天，发现只有丙瓶中的铁钉生锈了，对比甲、丙两支试管中的铁钉，说明铁生锈需要与水接触；对比乙、丙两支试管中的铁钉，说明铁生锈需要与水接触，本实验的对照组是丙，故D错误符合题意。
故选D。
5．（2025·温州模拟）某同学设计了如图装置探究铁锈蚀的条件。a管中装入的是少量煮沸的蒸馏水，b管中是干燥的空气。塞紧木塞，并调节L端与R端的液面高度一致，一段时间后观察。下列推断错误的是
A．A、B、C三处中最容易生锈的部位是A
B．A、B、C三处中最容易生锈的部位是B
C．L 端的液面高于 R端
D．若将a管中的水换成食盐水能加快铁的锈蚀
【答案】B
【解析】铁生锈的条件是与氧气和水同时接触。在该装置中，a管内铁钉A处既接触水又接触空气，a管中B处、b管内铁钉只接触干燥空气。
【解答】A、A处铁钉同时接触氧气和水，满足铁生锈的条件，所以A、B、C三处中最容易生锈的部位是A，故正确。
B、B处铁钉只接触干燥的空气，缺少水，不容易生锈，B不是最容易生锈的部位，故错误。
C、b管内铁钉只接触干燥空气，不生锈，压强基本不变，a管中铁钉生锈消耗氧气，使a管内压强减小，大气压将红墨水压向L端，导致L端的液面高于R端，故正确。
D、食盐水能加速铁的锈蚀，若将a管中的水换成食盐水能加快铁的锈蚀，故正确。
故答案为：B。
6．（2025·金华模拟）有关金属的实验如下，能达到相应目的的是( )
A．比较合金与其组分金属的硬度
B．验证锌、铁和铜的金属活动性顺序
C．证明铜生锈与 CO2、O2和H2O有关
D．验证质量守恒定律
【答案】B
【解析】金属能将比它不活泼的金属从其可溶性盐中置换出来。
【解答】A、不锈钢的主要成分是铁不是铝，故A错误；
B、铜不能将硫酸亚铁中的铁置换出来，锌能将硫酸亚铁中的铁置换出来，可知锌的活动性强于铁，铁的活动性强于铜，故B正确；
C、三个试管中均有水，不能说明铜生锈是否与水有关，故C错误；
D、铁片与稀硫酸反应产生的氢气会逸出，天平不再平衡，不能用于验证质量守恒定律，故D错误。
故答案为：B。
7．（2025·绍兴模拟）两烧杯中盛有等质量(等质量分数的稀盐酸，现向两烧杯中分别加入质量都为m的金属 Zn和Fe，生成氢气的质量随加入金属质量的关系如图所示，由图可知（ ）
A．Zn的活动性比 Fe强
B．当m=a时，放入 Zn的烧杯中盐酸过量
C．当m=b时，两烧杯中溶液的质量相等
D．当m=c时，两烧杯中剩余的金属质量 Zn>Fe
【答案】B
【解析】图像出现拐点，说明反应已结束，金属固体不溶于水，不属于溶液中的成分。
【解答】A、图中横坐标不是时间，不能说明金属活动性强弱，故A错误；
B、由图可知，当m大于等于b时，表示锌的曲线不再有氢气产生，说明酸已完全反应，可知在b点前，酸过量，锌完全反应，故B正确；
C、m等于b时，两个烧杯中产生的氢气的质量一样多，m等于a时铁中酸完全反应，所以从a到b铁过量，烧杯中溶液的质量等于参与反应的铁或锌的质量加酸溶液的质量减去氢气的质量，因铁过量，所以参与反应的铁的质量小于锌，所以溶液质量不相同，故C错误；
D、由C可知，铁中酸先反应完，所以剩余铁的质量比锌多，故D错误。
故答案为：B。
8．（2025·温州模拟）用图像能较清晰地反映化学变化中离子个数关系。将一定质量铁片放入某一溶液中(含 Cu2+、Ca2+和Ag+数量相同)，反应一段时间后烧杯内相关离子数量关系可能成立的是 （ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】金属单质能将比它不活泼的金属从其可溶性盐中置换出来。
【解答】铁比铜和银活泼，没有钙活泼，所以铁能将铜离子和银离子转化为单质，铁转化为亚铁离子，且铁先与银离子反应，铁不能与钙离子反应，可知钙离子的数量保持不变。
A、图中没有铜离子，说明铜离子被铁还原，但存在银离子，不符合铁先与银离子反应的原理，故A错误；
B、由方程式可知，亚铁离子数量是银离子的一半，。可知产生的亚铁离子的数量参与反应的铜离子数量相同。图中钙离子和亚铁离子个数相同，说明银离子完全反应且有一半的铜离子参与反应，则剩余的铜离子的数量是溶液中亚铁离子的一半，故B正确；
C、由B可知，参与反应的银离子的数量是生成亚铁离子的两倍，所以在铜离子未参与反应前，亚铁离子的数量少于铜离子的数量，故C错误；
D、铁与银离子、铜离子反应产生的是亚铁离子，并不是铁离子，故D错误。
故答案为：B。
9．（2025·浙江模拟）完成图甲所示的实验后，把a、b两支试管中的物质全部倒入烧杯中(如图乙)，发现烧杯内的红色固体明显增多，充分反应后过滤，再向滤渣中加入适量稀盐酸，产生无色气泡。根据上述信息，判断下列说法正确的是（）
A．滤渣中含有三种固体物质
B．原a、b试管中溶液都一定呈浅绿色
C．滤渣质量一定大于所加铁粉的总质量
D．滤液中一定含有 可能含有
【答案】C
【解析】金属能将比它不活泼的金属从其可溶性盐中置换出来。
【解答】a不发生反应，可知一定含有的物质是硫酸镁和铁，b反应后一定含有硫酸亚铁和铜，可能有过量的铁或硫酸铜。混合后红色固体明显增多，即铜变多，可知存在b中过量的硫酸铜与a中的铁反应，可知混合前b中的物质为硫酸亚铁、硫酸铜和铜。
A、向滤渣中加稀盐酸，有气泡产生，可知铁过量，所以滤渣的成分为铁和铜，故A错误；
B、a中不含亚铁离子，可知溶液不呈浅绿色，故B错误；
C、整个过程只发生一个反应：铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，铁的相对原子质量小于铜，可知滤渣的质量一定大于铁的质量，故C正确；
D、最终有铁剩余，可知铜离子均被还原为铜单质，可知滤液中只含有镁离子和亚铁离子，故D错误。
故答案为：C。
10．（2025·浙江模拟）小白做完制备氢气实验后，将还在反应的锌和稀硫酸的残留物倒入有少量硫酸铜溶液的废液缸中，发现锌粒表面产生气泡的速度变得更快。为什么残留物与硫酸铜溶液混合后锌粒表面产生气泡的速度变得更快
查阅资料：①相互接触的两种活动性不同的金属，同时放入酸中，活动性较强的金属与酸反应产生氢气的速度会大大加快。②硫酸铜对锌和稀硫酸反应没有催化作用。小白按下表进行实验，观察并记录实验现象。
组别 第一组 第二组
A B C D
金属 锌片 绑有铜片的锌片 铁片 绑有铜片的铁片
30%的硫酸溶液/毫升 20 ____ ____ 20 20
产生气泡的快慢 快 明显加快 慢 明显加快
（1）B组实验中“ ”处的数据应为 。
（2）为了定量比较产生气体的快慢，可以测量收集相同体积的氢气所需的时间或测量 ，然后进行比较。
（3）请推测与废液缸中少量硫酸铜溶液混合后，锌粒与稀硫酸反应速度加快的原因： 。
【答案】（1）20
（2）相同时间收集到的氢气的体积
（3）硫酸铜与锌发生置换反应产生的铜附着在锌粒表面，加快了锌与硫酸的反应速度
【解析】（1）根据对比实验中不同条件只有一个进行分析；
（2）根据定量比较产生气体的快慢，可以测量“收集相同体积的气体所需的时间”或测量“相同时间内收集的气体体积”来进行比较分析；
（3）根据锌会把硫酸铜中的铜置换出来进行分析；
【解答】 （1）在进行对比实验时，相同条件可以多个，但不同条件只有一个，该对比实验中的不同条件是锌片和绑有铜片的锌片，其它条件应相同，所以稀硫酸的量应是相同的，故B组实验中“ ”处的数据为20；
（2）定量比较产生气体的快慢，可以测量“收集相同体积的气体所需的时间”或测量“相同时间内收集的气体体积”，然后进行比较；
（3）由资料可知，相互接触的两种活动性不同的金属，同时放入酸中，活动性较强的金属与酸反应产生氢气的速度会大大加快．本实验中，与废液缸中少量硫酸铜溶液混合后，硫酸铜与锌发生置换反应产生的铜附着在锌粒表面，加快了锌与稀硫酸的反应速度。
11．（2025·钱塘模拟）小塘利用图甲装置来比较不同金属与稀盐酸反应的快慢情况，压强传感器能够测出密闭容器内的气压大小．现将铁、锌、铝与等质量、等质量分数的稀盐酸反应，相关数据记录如图乙．已知在等温、等体积条件下，装置内气压与气体的质量成正比．
（1）实验选择的金属，除了颗粒大小相似外，还要控制成一致的变量是 ．
（2）分析图乙数据后，小塘得出“本次实验的三种金属，铝与稀盐酸反应最快”这一结论，他基于的依据是 ．同时又根据 可判断出三次实验的盐酸都已经反应完全．
（3）在进行上述实验过程中，发现每组的实验测得的装置内压强的实际值都比计算得到的理论值大，请分析可能的原因有 ．（写出1点）
【答案】（1）金属的质量
（2）在相同时间内，铝与稀盐酸反应使装置内气压上升得最快；实验最后得到瓶内气压相同，产生气体相同；最终装置内气压相同
（3）氢气中混入了氯化氢气体或水蒸气
【解析】金属活动性顺序中，排在氢前面的金属，能和稀盐酸或稀硫酸反应生成盐和氢气，排在前面的金属能把排在后面的金属从它的盐溶液中置换出来，并且金属越活泼，越容易先和盐溶液反应。
【解答】（1）实验中还要控制成一致的变量是铁、锌、铝三种金属的质量；
（2）分析乙图，根据气压越大，即生成气气体积的越多，得出三个实验在相同时间内，铝与稀盐酸反应使装置内气压上升得最快，反应速度最快；根据三次实验最终气压相等，即生成氢气体积相等得出三次实验的盐酸都已反应完全；
（3）在进行上述实验过程中，发现每组实验测得的装置内压强的实际值都比计算得到的理论值大，如图丙所示，可能的原因是反应放热，温度升高，气体热胀冷缩，盐酸和水蒸发加快，导致氢气中混有氯化氢和水蒸气，使得气压变大；
故答案为：
（1）金属的质量；
（2）在相同时间内，铝与稀盐酸反应使装置内气压上升得最快；实验最后得到瓶内气压相同，产生气体相同；
（3）氢气中混入了氯化氢气体或水蒸气。
12．（2025·镇海区模拟）小明同学取镁、铝、锌三种金属，分别放入盛有质量和质量分数都相等的稀盐酸的锥形瓶中，实验装置如图1，得到如图2所示的气压变化曲线。
（1）镁、铝、锌与稀盐酸反应产生的相同气体是 (填化学式)。
（2）铝对应的曲线是B，反应速率先慢后快，其主要原因是 .
（3）从图2分析，以下结论正确的是 (填序号)。
①金属镁对应的气压变化曲线是A
②M点时参加反应的镁锌质量相等
③实验时取用的镁铝质量可能相等
【答案】（1）H2
（2）铝的表面有一层致密的氧化铝薄膜，氧化铝先与稀盐酸反应生成氯化铝和水，氧化铝反应完，铝再与稀盐酸反应生成氯化铝和氢气；
（3）①③
【解析】（1）根据金属的化学性质，进行分析解答。
（2）根据金属的化学性质，进行分析解答。
（3）①根据镁、铝、锌三种金属中镁的金属活动性最强，进行分析判断。
②根据M点时AC曲线对应的气压相等，进行分析判断。
③根据最终铝产生的氢气的质量大于镁，进行分判断
【解答】（1）镁、铝、锌与稀盐酸反应产生的相同气体是氢气，其化学式为H2。
（2）铝的表面有一层致密的氧化铝薄膜，氧化铝先与稀盐酸反应生成氯化铝和水，氧化铝反应完，铝再与稀盐酸反应生成氯化铝和氢气，故铝对应的曲线是B，反应速率先慢后快。
（3）①镁、铝、锌三种金属中镁的金属活动性最强，反应速率最快，则金属镁对应的气压变化曲线是A，故①正确；
②M点时AC曲线对应的气压相等，生成氢气的质量相等，生成等质量的氢气，消耗的锌的质量多，则M点时参加反应的镁锌质量不相等，故②错误；
③稀盐酸的质量相等，最终铝产生的氢气的质量大于镁，等质量的镁和铝与足量的酸反应，铝产生的氢气的质量多，则实验时取用的镁铝质量可能相，故③正确。
故选①③。
13．（2025·绍兴模拟）科学小组在比较铝、铜金属活动性强弱时，将等量未打磨的铝片(含铝的氧化膜)分别放入一定浓度的等量氯化铜(CuCl2)溶液和硫酸铜(CuSO4)溶液中。发现前者铝片表面覆盖红色固体，溶液蓝色逐渐变浅，一段时间后有气泡产生，而后者无明显变化。
【问题1】为什么未打磨的铝片在两种溶液中会产生不同的现象
【猜想】（1）可能是 离子破坏了铝的氧化膜。
【实验与结论】取等量未打磨的铝片，进行了A、B实验，如图1。观察到A实验无现象，B实验铝片表面覆盖红色固体，溶液蓝色逐渐变浅，一段时间后有气泡产生，说明猜想是正确的。
【问题2】铝片与氯化铜溶液反应为什么会出现气泡
【猜想】可能是氯化铜溶液呈酸性，铝片与溶液中的H反应产生气泡。
【实验与结论】（2）小科用 测得氯化铜溶液的pH<7，证实了自己的猜想。
【拓展与应用】
（3）一位同学提出可以将A、B实验替换成C、D实验来解决问题1，如图2。请你对该方案进行评价： 。
（4）根据实验结果，请解释生活中为什么不能用铝质器皿盛放咸菜： 。
【答案】（1）Cl-
（2）pH试纸/pH计
（3）不科学，酸中的氢离子会与氧化铝反应，干扰实验
（4）食盐中的 Cl-会破坏铝制器皿表面的氧化膜
【解析】（1）比较加入的氯化铜和硫酸铜中哪种粒子不同即可；
（2）根据溶液pH值的测量方法解答；
（3）注意氧化铝和酸反应生成盐和水；
（4）铝制品表面的氧化铝薄膜，是保证铝制品不易腐蚀的原因，而氯化钠中存在氯离子，结合氯离子和氧化铝的反应分析。
【解答】（1）加入的氯化铜和硫酸铜溶液中，铜离子相同，只有阴离子不同，则可能是氯化铜中的氯离子Cl-破坏了氧化膜；
（2）小科用pH试纸/pH计测得氯化铜溶液的pH<7，证实了自己的猜想。
（3）一位同学提出可以将A、B实验替换成C、D实验来解决问题1，如图2。我认为这种方案不科学，理由是：酸中的氢离子会与氧化铝反应，干扰实验。
（4）生活中为什么不能用铝质器皿盛放咸菜的原因：食盐中的 Cl-会破坏铝制器皿表面的氧化膜。
14．（2025·舟山模拟）小浙通过实验知道金属锌能与可溶性的硝酸银反应，他产生疑问：“金属锌是否能与不溶性的氯化银反应 ”，于是他进行如下研究：
【实验步骤】
①取10mL 的AgNO3溶液于烧杯中，逐滴加入 NaCl 溶液至过量。
②过滤后再用蒸馏水洗涤沉淀3次，向第3次所得洗涤液中加入AgNO3溶液，无明显现象。
③将洗涤后的沉淀放入另一烧杯中，加入50mL 蒸馏水，将锌片加入烧杯中，并搅拌(如图)。
④10分钟后，将烧杯中的混合物进行过滤。过滤后，向滤液中滴加AgNO3溶液，观察现象。
【验证与推理】
（1）步骤②中，向第3次洗涤液加入AgNO3溶液的目的是 。
（2）步骤③中，锌片放入前需进行预处理，消除表面氧化膜对实验的影响，预处理的具体操作是 。
（3）步骤④中若观察到有白色沉淀生成，可得出的结论是 。
（4）小浙观察到锌片表面有灰黑色固体生成。取生成的灰黑色固体于试管中，加入稀硫酸，若发现 ，证明有 Ag生成。
【答案】（1）检验沉淀是否洗涤干净
（2）用砂纸打磨；打磨锌片去除氧化膜
（3）锌能与氯化银反应
（4）无气泡产生
【解析】（1）根据氯化钠和硝酸银溶液反应生成氯化银沉淀和硝酸钠来分析解答；
（2）根据用砂纸打磨锌片可除去表面氧化膜来分析解答；
（3）根据金属锌能氯化银反应生成氯化锌来分析解答；
（4）根据银和稀硫酸不反应来分析解答。
【解答】 （1）氯化钠和硝酸银溶液反应生成氯化银沉淀和硝酸钠，则步骤②中，向第3次洗涤液加入AgNO3溶液的目的是检验沉淀中是否还含有氯化钠；
（2）锌片放入前需进行预处理，消除表面氧化膜对实验的影响，预处理的具体操作是用砂纸打磨锌片表面至光亮；
（3）氯化银不溶于水，与硝酸银不反应，过滤后，向滤液中加入硝酸银溶液，有白色沉淀生成，说明溶液中有氯离子，是因为锌和氯化银反应生成银和氯化锌，则步骤④中若观察到有白色沉淀生成，可得出的结论是金属锌能与不溶性的氯化银反应，且有氯化锌生成；
（4）结论是有Ag生成，因为银和稀硫酸不反应，所以取生成的灰黑色固体于试管中，加入稀硫酸，若发现无明显现象，证明有Ag生成。
15．（2025·普陀模拟）小科利用“铁与硫酸铜溶液反应”探究质量守恒定律，实验装置如图甲所示。
（1）【发现问题】有同学质疑：该方案中既没有气体参加反应，也没有气体生成，为什么也要用密闭装置呢 于是在老师的指导下，小组同学再次实验，并使用pH传感器测定锥形瓶内溶液pH，其数据如图。分析图像可知，反应开始阶段溶液的酸性逐渐 (填“增强”或“减弱”)。那么导致这一现象出现的原因又是什么呢
（2）【提出猜想】猜想一：可能是硫酸铜溶液和铁作用所致。
猜想二：可能是硫酸铜溶液和空气作用所致。
猜想三：可能是硫酸铜溶液、铁及空气共同作用所致。
【进行实验】为验证上述猜想，现提供如下用品：用煮沸并迅速冷却的蒸馏水配成4%的硫酸铜溶液、洁净的铁钉、pH传感器等。实验过程如下表，请完成表格中★处的填空。 。
实验序号 实验1 实验2 实验3
实验内容
实验现象 pH 先减小后略增大 pH略增大 pH不变
实验结论 猜想 成立
（3）【反思拓展】通过以上探究活动，请分析该方案采用密闭装置的原因是 。
【答案】（1）增强
（2）4%的硫酸铜溶液5mL；三
（3）防止空气中的物质参加反应或防止溶液因酸性增强与铁反应生成氢气
【解析】（1）常温下pH值小于7的溶液呈酸性，且pH值越小，酸性越强。
（2）根据现象可知，只有硫酸铜溶液、空气和铁均存在时，pH值会减小，可知猜想三正确。
（3）铁是活泼金属，能与酸反应产生氢气，若装置敞口，氢气会逸出，影响探究。
【解答】（1）由图乙可知，刚开始时pH值逐渐减小，说明酸性逐渐增强。
（2）根据控制变量法可知，★处的内容为：4%的硫酸铜溶液5mL。
由实验现象可知，当硫酸铜溶液、空气和铁均存在时，pH值先减小后略增大，可知导致pH值减小是硫酸铜溶液、铁及空气共同作用所致，故猜想三正确。
（3）由（2）可知，当硫酸铜溶液、空气和铁均存在时，pH值先减小，溶液酸性过强可能会导致铁与酸反应产生氢气，为防止氢气逸出，应在密闭容器内进行探究。
16．（2025·杭州模拟）某小组用耐强碱的反应管等仪器组装成如图1实验装置，以研究铜酸钠跟 的反应，此反应的化学方程式为： 实验中观察到如下现象：①固体中出现紫红色物质：②试管中无水硫酸铜由白色变为蓝色。
请回答：
（1）若实验过程中包含下列步骤(没有根据操作顺序排列)：①停止通H2；②通纯净H2排净装置里空气；③点燃酒精灯加热：④熄灭酒精灯停止加热。正确的操作顺序是 (填序号)。
（2）根据题干中给出的实验现象 (选填“①”或“②”)，可直接判断氢气发生了化学变化。
（3）完全反应后，为了测定固体产物中 Cu的质量，要用蒸馏水多次洗涤后晾干，称量。在洗涤环节中判断洗涤干净的操作方法是 。
（4）如图2所示装置，利用铁生锈的原理可以比较准确地测出空气中氧气的含量。 【已知：铜能与空气中氧气、水、二氧化碳反应生成铜绿。化学方程式： 若将此装置中的细铁丝换成足量的细铜丝进行实验，能否比较准确地测出空气中氧气的含量，并说明理由 。
【答案】（1）②③④①
（2）②
（3）向最后一次洗涤液中滴加酚酞，若不变色，说明已洗净
（4）不能，因为铜不仅吸收氧气，还吸收水和二氧化碳
【解析】（1）氢气“早出晚归”，酒精灯“迟到、早退”。
（2）无水硫酸铜遇水变蓝，可用于检验水的存在。
（3）检验固体是否洗涤干净，一般检验的是与固体同时生成的可溶于水物质是否被除尽。
（4）探究空气中氧气含量时，要求该物质只和空气中的氧气反应，不与空气中的其他成分反应。
【解答】（1）氢气不纯在加热时可能会发生爆炸，所以要先通一会氢气，再点燃酒精灯进行加热，实验结束后为防止铜被氧化，应先熄灭酒精灯，继续通氢气，直至冷却，故顺序为：②③④①。
（2）试管中无水硫酸铜由白色变为蓝色，说明有水生成，可知氢气发生了化学变化。
（3）由方程式可知，生成铜的同时还有氢氧化钠产生，所以要验证是否洗涤干净，实际是检验是否有氢氧化钠残留，故操作为：向最后一次洗涤液中滴加酚酞，若不变色，说明已洗净。
（4）由铜生锈的原理可知，铜不仅会消耗氧气，还会消耗水和二氧化碳，可知不能用于测量空气中氧气的含量。
17．（2025·金华模拟） 科学学习小组对钢铁锈蚀进行探。
【提出问题】铁锈蚀与哪些因素有关。
【查阅资料】碳粉可加快铁的锈蚀，碳粉不与盐酸反应；氧化铁能与盐酸反应，不产生气体。
【设计实验】
实验一：定性探究铁锈蚀的因素。
取四枚大小相同的洁净某型号无锈铁钉，分别放入四支相同的试管，进行图1实验。现象如下表。
试管编号 A B C D
一周后铁钉表面现象 有一层铁锈 无明显变化 无明显变化 有较厚铁锈
（1）对比A、B、C试管中实验现象，说明铁锈蚀化学反应的发生，需要空气中的 。
（2）对比A和D试管中实验现象，说明铁锈蚀快慢与 (填化学式)有关。实验二：定量探究影响铁锈蚀的因素。
小组同学设计了图2装置，检查气密性，将5克铁粉和2克碳粉加入三颈烧瓶，并在t1时刻加入2毫升饱和食盐水后，再将一只装有5毫升稀盐酸的注射器插到烧瓶上(没有推动注射器活塞)，采集数据。
（3）根据图3，说明铁生锈是 (填“放热”或“吸热”)反应。
（4）据图2、图4分析t3时刻后压强突然变大，原因是 。
【答案】（1）氧气、水
（2）NaCl
（3）放热
（4）铁生锈消耗氧气，装置中的压强变小，则将注射器中的盐酸吸入，盐酸与铁反应生成氢气
【解析】 （1）根据铁的锈蚀条件来分析；
（2）根据实验设计来分析；
（4）根据图像信息以及铁锈蚀的原理来分析；
（5）根据实验装置来分析。
【解答】 （1）对比A、B、C试管中实验现象，A既与水接触，又与氧气接触，A生锈了，B只与水接触、C只与氧气接触，B、C均没有生锈，对比说明铁锈蚀是与空气中的氧气和水蒸气发生化学反应。
（2）对比A和D，D中为氯化钠饱和溶液，且D生锈比较严重，则说明铁锈蚀快慢与NaCl有关。
（3）由图3可知，铁生锈过程中温度升高，则说明铁生锈放热；
（4）注射器中装有盐酸，而铁与盐酸反应生成氯化亚铁的氢气，则t3时刻后压强突然变大的原因为：铁生锈消耗氧气，装置中的压强变小，则将注射器中的盐酸吸入，盐酸与铁反应生成氢气。
18．（2025·温岭模拟）某环保小组在实验室研究垃圾分类处理技术。他们发现，旧电器中含有黑色铜丝网(仅含有铜和氧化铜)，设计两种回收铜的方案。
方案甲：通入CO气体并加热；方案乙：加入稀硫酸微热。
（1）小组同学利用方案甲装置回收铜，反应一段时间后观察，硬质玻璃管中的实验现象为 。
（2）若采用方案甲将黑色铜丝网完全反应后回收到铜的质量为a，若采用方案乙将同一黑色铜丝网完全反应后回收到铜的质量为b，则a b(选填“<”、“>”或“=”)。
（3）装置 C处的酒精灯的作用是 。
（4）小组同学重新收集16克黑色铜丝网，利用方案甲回收铜，实验结束后测出A装置中固体质量为14.4克，反应的氧化铜质量为 克。
【答案】（1）黑色固体变红色
（2）>
（3）处理尾气
（4）8
【解析】（1）一氧化碳与氧化铜的反应方程式。
（2）氧化铜与稀硫酸反应的方程式。
（3）一氧化碳有毒，要进行尾气处理，一氧化碳可以燃烧，生成二氧化碳。
（4）反应前A中固体为氧化铜和铜的混合物，反应后只剩铜，说明减少的质量氧化铜中氧元素的质量，结合化学式计算氧化铜的质量。
【解答】（1）一氧化碳能与氧化铜反应将氧化铜转化为铜单质，可知现象为固体从黑色变为红色。
（2）采用方案甲，氧化铜中的全部转化为铜单质，采用方法乙，氧化铜中的铜全部转化为溶液中的铜离子，可知甲获得的铜的质量更大，即a>b。
（3）一氧化碳有毒，不能直接散失到空气中，C可将一氧化碳转化为二氧化碳，可知作用为尾气处理。
（4）A装置中固体质量的变化量为氧化铜中氧元素的质量，可知氧元素的质量为16g-14.4g=1.6g。氧化铜的质量为。
19．（2025·浙江模拟）含镁3%~5%的镁铝合金是轮船制造、化工生产、机械制造等行业的重要原材料。某研究性学习小组为了测定其中镁的质量分数，取质量为m的镁铝合金进行实验。【查阅资料】已知铝能与 NaOH溶液反应生成易溶于水的偏铝酸钠( 和 H2，化学方程式： ；镁不能与NaOH溶液反应。氢氧化铝能与氢氧化钠溶液发生反应生成易溶于水的偏铝酸钠(NaAlO2)和 H2O，化学方程式为： 2H2O；氢氧化镁不能与氢氧化钠溶液反应。
【提出猜想】可以利用镁铝与酸、铝与碱、氢氧化铝与碱的反应来测定合金中镁的质量分数。
【设计方案】研究小组设计了不同的实验方案
方案1：镁铝合金与过量盐酸反应，测定生成气体在标准状况下的体积V。
方案2：镁铝合金与过量的 NaOH溶液充分反应后，过滤、洗涤、干燥，称量剩余固体的质量m1。
方案3：镁铝合金与过量盐酸反应后再与过量NaOH溶液反应，过滤、洗涤、干燥，称量沉淀的质量m2。
方案4：将镁铝合金粉末放在足量氧气流中加热，充分反应后冷却，称量固体质量为m3。
【问题讨论】请你参与研究小组的研究过程，并回答下列问题。
（1）研究小组利用如图所示实验装置，按照方案1进行了实验。实验时读取量筒中水的体积时，俯视读数，则所测得的镁的质量分数会 (选填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
（2）根据方案2的数据，所测得的镁的质量分数为 。
（3）方案3中过滤操作得到的沉淀是 。
（4）方案4 中将合金块研磨成粉末的目的是 。
【答案】（1）偏小
（2）
（3）Mg(OH)2
（4）增大反应接触面积，使反应更充分
【解析】一般情况下，活泼金属、金属氧化物和碱只能和稀酸溶液反应，不能和碱溶液反应，但金属铝、氧化铝和氢氧化铝既能和酸溶液反应，也能和强碱溶液反应，因此利用这一点来证明镁铝合金中镁的质量分数．
【解答】（1）方案 1 是通过测定生成气体体积来计算镁的质量分数。俯视读数时，读取的量筒中水的体积比实际值偏大，即测得的氢气总体积偏大。根据化学方程式计算，会使计算出的铝的质量偏大，那么镁的质量分数就会偏小。
（2）方案 2 中，镁铝合金与过量NaOH溶液充分反应，铝与NaOH反应溶解，剩余固体为镁，其质量为m1，样品总质量为m，根据质量分数公式，镁的质量分数为 。
（3）方案 3 中，镁铝合金与过量盐酸反应生成MgCl2和AlCl3，再与过量NaOH溶液反应，AlCl3与NaOH反应先生成Al(OH)3 ，Al(OH)3再与NaOH反应生成易溶于水的NaAlO2，而MgCl2与NaOH反应生成Mg(OH)2沉淀，所以过滤操作得到的沉淀是Mg(OH)2 。
（4）方案 4 是将镁铝合金粉末在足量氧气流中加热，将合金块研磨成粉末，增大了合金与氧气的接触面积，能使反应更充分，保证合金完全反应，从而更准确地测定镁的质量分数。
20．（2025·温州模拟）在用锌和稀硫酸制取氢气的实验上，有同学发现，不同小组实验时反应速率有些差异，这和哪些因素有关呢 小明设计了如图实验，通过测量完全反应用时来反映反应速率，最终记录数据如表所示：
实验编号 硫酸的质量分数 反应起始温度/℃ 完全反应用时/s
① 10% 20 500
② 10% 25 270
③ 20% 20 300
④ 20% 25 a
⑤ 20% 30 80
（1）在进行不同组别实验时，对锌粒的要求是需控制它们的颗粒大小和 相同。
（2）小明观察到 现象，即可判断反应已结束。
（3）通过比较 (填实验编号)组别，可以判断硫酸浓度对反应快慢有影响。
（4）根据表格信息，请你推测实验④中，完全反应用时a 的取值范围： 。
【答案】（1）质量（2）注射器活塞不再移动/不再产生气泡
（3）①③ （4）
【解析】（1）实验通过反应用时比较反应速度，可知锌的质量应相同。
（2）反应有气泡产生，所以不再有气泡产生，说明反应结束，也可通过观察到注射器活塞不再移动进行判断。
（3）根据表中数据进行分析，注意控制变量法的使用。
（4）根据表中数据进行分析，结合浓度和温度的影响综合考虑。
【解答】（1）锌的质量对最终产生氢气的质量有影响，可知对反应用时有影响，所以应控制锌的质量相同。
（2）反应结束，不再有气泡产生，可知将观察到注射器活塞不再移动。
（3）由表中数据可知，①③硫酸溶液的浓度不同，温度相同，反应用时不同，可知硫酸浓度对反应快慢有影响。
（4）由①③可知，硫酸浓度越大，反应时间越短；由③⑤可知，硫酸浓度一定时，温度越高，反应用时越短，可知a大于80，小于270。
21．（2025九下·杭州模拟）1.某研究小组为验证铁、铜、锌、银的金属活动性顺序，设计如图1所示三个实验(三种金属均已用砂纸打磨过，其形状和大小相同，稀盐酸的浓度和用量也相同)。
（1）一段时间后，观察到实验B中的现象 。
（2）乙同学认为仅仅通过上述实验不足以得出四种金属的活动性顺序，因此在上述实验的基础上，补做了一个实验，装置均如图2所示，且实现了探究目的。
乙同学的实验：X是 金属，Y是 溶液。
（3）将表面锈蚀的铁钉放入烧杯中，然后加入溶质质量分数为14.6%的稀盐酸，产生氢气的质量和加入稀盐酸的质量如图所示。生成氢气的质量为多少克
【答案】（1）析出银白色固体，溶液由无色变蓝色 （2）铁；硫酸铜
（3）解：铁和稀盐酸反应消耗稀盐酸质量是60g-10g=50g。
设生成氢气质量是x。
Fe+2HCl═FeCl2+H2↑
73 2
50g×14.6% x
解得：x=0.2g。
答：生成氢气质量是0.2g。
【解析】 （1）根据铜和硝酸银的反应产物解答；
（2）金属活动性顺序中，排在氢前面的金属，能和稀盐酸或稀硫酸反应生成盐和氢气，排在前面的金属，能把排在后面的金属从它的盐溶液中置换出来，并且金属越活泼，越容易先和盐溶液反应。
（3）根据反应的化学方程式及其提供数据可以进行相关方面的计算和判断。
【解答】 （1）铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银。一段时间后，观察到实验B中析出银白色固体，溶液由无色变蓝色。
（2）锌和稀盐酸反应速率比铁快，说明锌比铁活泼，铜能和硝酸银反应，说明铜比银活泼，X是铁，Y是硫酸铜溶液，铁能和硫酸铜反应，说明铁比铜活泼。
22．（2025·舟山模拟）有一种污水处理设备，包括废液处理器和恒温反应釜等。如图1为实验室废液处理器工作过程示意图。该处理器主要用于酸或碱废液的处理，通过加入适量的酸液或碱液处理废液，利用酸度计检测废液pH为7时再排放废液。请回答：
（1）图1中搅拌器的作用是 。
（2）图2是某班级同学在实验室完成的探究金属活动性的实验。实验后，将废液集中倒入反应槽检测pH，处理后废液进入过滤槽过滤，则过滤槽的滤渣中一定存在的金属固体有 。
（3）图3是恒温反应釜中加热装置的简化电路图，通过自动开关S的接通和断开，可自动切换加热与保温模式。图中R2是加热用的电阻丝，阻值为55欧，R1是电阻，阻值是145欧，求：在保温状态下，反应釜消耗的电功率是多少
【答案】（1）使反应物充分接触，加快反应（2）Cu
（3）加热时S闭合，R2 短路，功率瓦；保温时S断开，R1 和 串联，功率 瓦。
【解析】（1）根据搅拌器可以使酸液和碱液反应更加充分来分析解答；
（2）根据锌与盐酸反应生成氯化锌和氢气，铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，铜不与盐酸反应分析解答；
（3）根据溶质质量=溶液质量×溶质质量分数，再根据化学方程式和氢氧化钠的质量求出HCl的质量即可。
【解答】（1）图甲中搅拌器的作用是使酸液和碱液反应更加充分；
（2）锌与盐酸反应生成氯化锌和氢气，铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，铜不与盐酸反应，探究金属活动性实验后，废液进入过滤槽过滤，则过滤槽的滤渣中一定存在的金属固体有Cu；
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