(共26张PPT)
第10课时
金属
一、金属的物理性质(a)
大多数金属都有特殊的光泽，密度和硬度较大，熔、沸点较高，具有良好的导电性、导热性和延展性。除汞(俗称水银)外，所有金属在室温下都是固体。
二、金属的化学性质(b)
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)
剧烈燃烧，放出大量热和耀眼的白光，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
剧烈燃烧，火星四射，放出大量热，生成黑色固体
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。
Cu
加热
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”
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
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。
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
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，因为它们能同溶液中的水剧烈反应。
【知识拓展】
三、寻找金属变化的规律(b)
1．金属活动性顺序：
_______________________________________________________________________。
2．金属的活动性顺序中，位置越靠前的金属活动性越强，位于氢前面的金属能置换出酸中的氢，位于前面的金属能把位于后面的金属从它的盐的水溶液中置换出来，K、Ca、Na三种活泼金属能直接置换出水中的氢。
四、金属的锈蚀和防护(a)
1．铁锈蚀的条件：水、氧气。
铜锈蚀的条件：水、氧气、二氧化碳。
K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、
Hg、Ag、Pt、Au
2．防锈蚀的方法：改变金属内部结构，如制成不锈钢等；在金属表面形成各种保护层，如涂防锈油、油漆；形成氧化物保护膜等。
3．保护金属资源的有效途径：防止金属的腐蚀，金属的回收利用，有计划合理地开采矿物，寻找金属的替用品等。
五、金属材料——合金(a)
1．合金是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。
2．合金的形成条件：其中任一金属的熔点不能高于另一金属的沸点(当由两种金属形成合金时)。
3．常见的铁合金有碳素钢和合金钢(锰钢、硅钢、钨钢、不锈钢等)。
常见的铜合金有青铜、黄铜、白铜等。
合金是金属与金属或金属与非金属的混合物。合金的很多性能与组成它们的纯金属不同。日常使用的大多数金属材料都是合金。
【知识拓展】
类型一 金属的化学性质
典例
[杭州中考]在试管中放入一根镁条(已除去氧化膜)，往其中加入硝酸银溶液至浸没镁条，观察到如下现象：
①镁条表面迅速覆盖一层疏松的固体物质，经检验发现生成的固体物质中有单质银；
②镁条表面有明显的气泡现象，经检验发现气泡中有氢气。
对于上述实验现象的分析错误的是
(
)
C
A．镁能从硝酸银溶液中置换出银
B．镁跟硝酸银溶液反应会生成氢气
C．镁投入硝酸银溶液中只发生2AgNO3＋Mg===Mg(NO3)2＋
2Ag
D．根据该实验可判断镁比银活动性强
【解析】
通过分析可知，镁既会置换出硝酸银中的银，也能和硝酸银溶液反应生成氢气。
跟踪训练
把某稀硫酸分为等体积的两
份，放入两个烧杯中，分别加入等质
量的甲、乙两种金属，反应后金属都
没有剩余。产生H2的质量随时间变化
的趋势如图。下列说法正确的是
(
)
A．甲的活动性比乙强
B．甲的相对原子质量一定比乙小
C．反应消耗等质量的硫酸
D．反应消耗等质量的金属
图
10－1
D
【解析】
根据题意，金属全部反应，酸有剩余，只能找金属与氢气之间的关系式，根据化学方程式计算可知道金属的质量相同时，生成氢气的质量与金属相对原子质量和金属化合价数的倒数的乘积成反比，且金属越活泼反应越快(即相同时间放出H2越多)。
类型二 金属的活动性顺序
典例
[2018·黄石]现有甲、乙、丙三种金属，先将三者分别加入到稀硫酸中，只有乙金属表面有气泡生成；再将甲加入到丙的盐溶液中，无明显变化。据此判断三种金属的活动性由强到弱的顺序是
(
)
A．甲＞乙＞两
B．甲＞丙＞乙
C．乙＞丙＞甲
D．丙＞甲＞乙
【解析】
只有乙金属表面有气泡生成，说明乙排在氢前面，甲和丙排在氢后面，乙比甲和丙活泼；再将甲加入到丙的盐溶液中，无明显变化，说明丙比甲活泼。所以三种金属的活动性由强到弱的顺序是乙>丙>甲。
C
跟踪训练
[2018·昆明]向AgNO3和
Cu(NO3)2混合溶液中加入一定量的Zn、Fe和Cu的混合粉末，充分反应后过滤，洗涤，得到滤渣和滤液。下列说法正确的有
(
)
①滤渣中一定有Ag，滤液中可能有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3；
②当滤液为蓝色时，滤渣中一定有Cu、Ag，一定没有Zn、Fe；
③向滤渣中加入盐酸，有气泡产生，则滤渣中一定有Fe、Cu、Ag，可能有Zn；
④向滤液中加入KCl溶液，无明显现象，则滤液中一定有Zn(NO3)2，可能有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2，滤渣中可能有Zn、Fe、Cu。
A．1种
B．2种
C．3种
D．4种
C
【解析】
①滤渣中一定有锌和硝酸银反应生成的Ag，当混合溶液中AgNO3的量足够多时，滤液中可能有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3；②当滤液为蓝色时，滤渣中一定有Ag，不一定有Cu，这是因为滤液为蓝色时，溶液中可能含有Ag＋，若Ag＋过量，则滤渣中不含Cu；③向滤渣中加入盐酸，有气泡产生，由于几种金属的活动性顺序为Zn＞Fe＞(H)＞Cu＞Ag，则滤渣中一定有Fe、Cu、Ag，若Zn过量，则滤渣中可能有Zn；④向滤液中加入KCl溶液，无明显现象，说明滤液中一定没有AgNO3，一定有Zn(NO3)2，可能有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2，由于K的金属活动性比Zn强，所以滤渣中可能有Zn、Fe、Cu。
类型三 金属的锈蚀与防护
典例
[2018·杭州]小金为探究铁制品锈蚀的条件，进行如下
实验：
图
10－2
步骤1：利用图甲所示装置，将干燥的O2从导管a通入U形管(装置气密性良好，药品如图所示)；待U形管内充满O2后，在导管b处连接一活塞推至底部的注射器，收集20mL
O2后在导管a处连接乳胶管并用止水夹夹紧，如图乙所示。
步骤2：一段时间后，观察U形管内的铁丝，其现象如表所示。
(1)步骤1中，检查U形管内是否已充满O2的方法是_____________
______________________________________________________。
(2)铁制品锈蚀的条件之一是需要O2，在此实验中能支持此条件的证据是______________________________________________。
观察对象
现象
①干燥的普通铁丝
没有明显变化
②潮湿的普通铁丝
较多红褐色锈斑
③潮湿的纯铁丝
没有明显变化
将带火星的
木条放置在b导管口，若木条复燃，则证明U形管内已充满O2
观察到注射器活塞向左移动(或注射器内O2体积减少)
(3)通过对比实验现象，此实验还可得出铁制品锈蚀的条件是
__
_______________________。
【解析】
(1)从a口通入氧气，若想知道是否充满氧气，则需要在b出口处检查是否有氧气逸出，则在b出口放带火星的木条即可检查是否充满。(2)注射器中有氧气，若生锈需要氧气参加，则注射器内的压强会减小，现象是活塞向左移动。(3)对比表格中的记录，可知铁生锈除了需要氧气，还需要水分和金属的内部结构满足条件。
水分和金属的内部结构
跟踪训练
[宁波中考]某废液中只含有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、Ba(NO3)2三种溶质。为了回收金属、保护环境，小科设计了如图方案(所加试剂均过量)。下列判断正确的是
(
)
图
10－3
A．固体a是铜
B．X一定是Na2SO4
C．溶液B中含有的盐有Ba(NO3)2、NaNO3
D．若回收到6.4g固体a，则加入的铁屑质量为5.6g
C
【解析】
将铁加入到Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、Ba(NO3)2的混合溶液中，铁能与硝酸铜反应生成铜和硝酸亚铁，即固体a是铜和过量的铁；溶液A中含有硝酸亚铁和硝酸钡，氢氧化钠能与硝酸亚铁反应生成氢氧化亚铁沉淀和硝酸钠，故过滤后得到的沉淀b是氢氧化亚铁沉淀，溶液B中含有硝酸钠、氢氧化钠和硝酸钡。要将硝酸钡转化为沉淀，可加入含有硫酸根离子或碳酸根离子的物质，如：硫酸钠、硫酸钾、碳酸钠等；溶液B中含有硝酸钠、氢氧化钠和硝酸钡，硝酸钠和硝酸钡属于盐；反应中加入的铁粉是过量的，由于固体a中除了含有铜以外，还含有铁，故若回收到6.4g固体a，则加入的铁屑质量一定大于5.6g。
当堂测评
高分作业第10课时 金属 [学生用书P62]
一、金属的物理性质(a)
大多数金属都有特殊的光泽，密度和硬度较大，熔、沸点较高，具有良好的导电性、导热性和延展性。除汞(俗称水银)外，所有金属在室温下都是固体。
二、金属的化学性质(b)
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，放出大量热和耀眼的白光，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＋O22CuO
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，因为它们能同溶液中的水剧烈反应。
三、寻找金属变化的规律(b)
1．金属活动性顺序：
__K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au__。
2．金属的活动性顺序中，位置越靠前的金属活动性越强，位于氢前面的金属能置换出酸中的氢，位于前面的金属能把位于后面的金属从它的盐的水溶液中置换出来，K、Ca、Na三种活泼金属能直接置换出水中的氢。
四、金属的锈蚀和防护(a)
1．铁锈蚀的条件：水、氧气。
铜锈蚀的条件：水、氧气、二氧化碳。
2．防锈蚀的方法：改变金属内部结构，如制成不锈钢等；在金属表面形成各种保护层，如涂防锈油、油漆；形成氧化物保护膜等。
3．保护金属资源的有效途径：防止金属的腐蚀，金属的回收利用，有计划合理地开采矿物，寻找金属的替用品等。
五、金属材料——合金(a)
1．合金是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。
2．合金的形成条件：其中任一金属的熔点不能高于另一金属的沸点(当由两种金属形成合金时)。
3．常见的铁合金有碳素钢和合金钢(锰钢、硅钢、钨钢、不锈钢等)。
常见的铜合金有青铜、黄铜、白铜等。
【知识拓展】
合金是金属与金属或金属与非金属的混合物。合金的很多性能与组成它们的纯金属不同。日常使用的大多数金属材料都是合金。
类型一 金属的化学性质
典例
[杭州中考]在试管中放入一根镁条(已除去氧化膜)，往其中加入硝酸银溶液至浸没镁条，观察到如下现象：
①镁条表面迅速覆盖一层疏松的固体物质，经检验发现生成的固体物质中有单质银；
②镁条表面有明显的气泡现象，经检验发现气泡中有氢气。
对于上述实验现象的分析错误的是( C )
A．镁能从硝酸银溶液中置换出银
B．镁跟硝酸银溶液反应会生成氢气
C．镁投入硝酸银溶液中只发生2AgNO3＋Mg===Mg(NO3)2＋2Ag
D．根据该实验可判断镁比银活动性强
【解析】
通过分析可知，镁既会置换出硝酸银中的银，也能和硝酸银溶液反应生成氢气。
跟踪训练
把某稀硫酸分为等体积的两份，放入两个烧杯中，分别加入等质量的甲、乙两种金属，反应后金属都没有剩余。产生H2的质量随时间变化的趋势如图。下列说法正确的是
( D )
图10－1
A．甲的活动性比乙强
B．甲的相对原子质量一定比乙小
C．反应消耗等质量的硫酸
D．反应消耗等质量的金属
【解析】
根据题意，金属全部反应，酸有剩余，只能找金属与氢气之间的关系式，根据化学方程式计算可知道金属的质量相同时，生成氢气的质量与金属相对原子质量和金属化合价数的倒数的乘积成反比，且金属越活泼反应越快(即相同时间放出H2越多)。
类型二 金属的活动性顺序
典例
[2018·黄石]现有甲、乙、丙三种金属，先将三者分别加入到稀硫酸中，只有乙金属表面有气泡生成；再将甲加入到丙的盐溶液中，无明显变化。据此判断三种金属的活动性由强到弱的顺序是( C )
A．甲＞乙＞两
B．甲＞丙＞乙
C．乙＞丙＞甲
D．丙＞甲＞乙
【解析】
只有乙金属表面有气泡生成，说明乙排在氢前面，甲和丙排在氢后面，乙比甲和丙活泼；再将甲加入到丙的盐溶液中，无明显变化，说明丙比甲活泼。所以三种金属的活动性由强到弱的顺序是乙>丙>甲。
跟踪训练
[2018·昆明]向AgNO3和
Cu(NO3)2混合溶液中加入一定量的Zn、Fe和Cu的混合粉末，充分反应后过滤，洗涤，得到滤渣和滤液。下列说法正确的有( C )
①滤渣中一定有Ag，滤液中可能有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3；
②当滤液为蓝色时，滤渣中一定有Cu、Ag，一定没有Zn、Fe；
③向滤渣中加入盐酸，有气泡产生，则滤渣中一定有Fe、Cu、Ag，可能有Zn；
④向滤液中加入KCl溶液，无明显现象，则滤液中一定有Zn(NO3)2，可能有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2，滤渣中可能有Zn、Fe、Cu。
A．1种
B．2种
C．3种
D．4种
【解析】
①滤渣中一定有锌和硝酸银反应生成的Ag，当混合溶液中AgNO3的量足够多时，滤液中可能有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3；②当滤液为蓝色时，滤渣中一定有Ag，不一定有Cu，这是因为滤液为蓝色时，溶液中可能含有Ag＋，若Ag＋过量，则滤渣中不含Cu；③向滤渣中加入盐酸，有气泡产生，由于几种金属的活动性顺序为Zn＞Fe＞(H)＞Cu＞Ag，则滤渣中一定有Fe、Cu、Ag，若Zn过量，则滤渣中可能有Zn；④向滤液中加入KCl溶液，无明显现象，说明滤液中一定没有AgNO3，一定有Zn(NO3)2，可能有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2，由于K的金属活动性比Zn强，所以滤渣中可能有Zn、Fe、Cu。
类型三 金属的锈蚀与防护
典例
[2018·杭州]小金为探究铁制品锈蚀的条件，进行如下实验：
图10－2
步骤1：利用图甲所示装置，将干燥的O2从导管a通入U形管(装置气密性良好，药品如图所示)；待U形管内充满O2后，在导管b处连接一活塞推至底部的注射器，收集20mL
O2后在导管a处连接乳胶管并用止水夹夹紧，如图乙
所示。
步骤2：一段时间后，观察U形管内的铁丝，其现象如表所示。
观察对象
现象
①干燥的普通铁丝
没有明显变化
②潮湿的普通铁丝
较多红褐色锈斑
③潮湿的纯铁丝
没有明显变化
(1)步骤1中，检查U形管内是否已充满O2的方法是__将带火星的木条放置在b导管口，若木条复燃，则证明U形管内已充满O2__。
(2)铁制品锈蚀的条件之一是需要O2，在此实验中能支持此条件的证据是
__观察到注射器活塞向左移动(或注射器内O2体积减少)__。
(3)通过对比实验现象，此实验还可得出铁制品锈蚀的条件是__水分和金属的内部结构__。
【解析】
(1)从a口通入氧气，若想知道是否充满氧气，则需要在b出口处检查是否有氧气逸出，则在b出口放带火星的木条即可检查是否充满。(2)注射器中有氧气，若生锈需要氧气参加，则注射器内的压强会减小，现象是活塞向左移动。(3)对比表格中的记录，可知铁生锈除了需要氧气，还需要水分和金属的内部结构满足条件。
跟踪训练
[宁波中考]某废液中只含有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、Ba(NO3)2三种溶质。为了回收金属、保护环境，小科设计了如图方案(所加试剂均过量)。下列判断正确的是( C )
图10－3
A．固体a是铜
B．X一定是Na2SO4
C．溶液B中含有的盐有Ba(NO3)2、NaNO3
D．若回收到6.4g固体a，则加入的铁屑质量为5.6g
【解析】
将铁加入到Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、Ba(NO3)2的混合溶液中，铁能与硝酸铜反应生成铜和硝酸亚铁，即固体a是铜和过量的铁；溶液A中含有硝酸亚铁和硝酸钡，氢氧化钠能与硝酸亚铁反应生成氢氧化亚铁沉淀和硝酸钠，故过滤后得到的沉淀b是氢氧化亚铁沉淀，溶液B中含有硝酸钠、氢氧化钠和硝酸钡。要将硝酸钡转化为沉淀，可加入含有硫酸根离子或碳酸根离子的物质，如：硫酸钠、硫酸钾、碳酸钠等；溶液B中含有硝酸钠、氢氧化钠和硝酸钡，硝酸钠和硝酸钡属于盐；反应中加入的铁粉是过量的，由于固体a中除了含有铜以外，还含有铁，故若回收到6.4g固体a，则加入的铁屑质量一定大于5.6g。
1．[广州中考]下列有关金属材料说法正确的是
( C )
A．铁片在海水中不易生锈
B．钢是纯铁
C．铝片表面易生成一层致密的氧化膜
D．纯铜硬度高于黄铜(铜锌合金)
(
图10－4
)2．[重庆中考A卷]两个烧杯中装有等质量的金属锌和镁，然后分别逐渐加入同浓度的稀硫酸，产生氢气的质量与加入硫酸的质量关系如图所示。下列说法正确的是
( D )
A．该图反映出镁比锌的金属活动性强
B．a点时，两个烧杯中的酸都恰好完全反应
C．b点时，两个烧杯中产生氢气的质量相同
D．c点时，两个烧杯中都有金属剩余
3．[2018·益阳]向
AgNO3、Cu(NO3)2、Mg(NO3)2
的混合溶液中，加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，滤液呈蓝色。下列判断正确的是
( D )
A．滤液中可能有
Fe(NO3)3、Mg(NO3)2和
Cu(NO3)2
B．向滤渣中加入稀盐酸，可能有气泡产生
C．与原溶液相比，滤液的质量可能增大
D．向滤液中滴入稀盐酸，可能会有白色沉淀出现
【解析】
由于镁、铁、铜、银的金属活动性顺序是镁＞铁＞铜＞银。把一定量的铁放到AgNO3、Cu(NO2)2、Mg(NO3)2
的混合溶液中，铁首先和AgNO3反应，再和Cu(NO3)2反应，而不能与Mg(NO3)2反应，充分反应后过滤，滤液呈蓝色，说明Cu(NO3)2没有全部参与反应或未反应，即滤渣中不可能有铁，一定有不活泼的金属银，可能有铜，铁和硝酸银反应生成银的同时也生成了硝酸亚铁，因此在滤液中一定有Cu(NO3)2、Mg(NO3)2，还有生成的Fe(NO3)2，可能还有剩余的AgNO3。向滤渣中加入稀盐酸，不可能有气泡产生；铁与硝酸银、硝酸铜反应都会使溶液的质量减小；由分析可知，滤液中可能还有剩余的AgNO3，向滤液中滴入稀盐酸，可能会有氯化银白色沉淀出现。
4．[2018·广安改编]我国古代将炉甘石(ZnCO3)、赤铜(Cu2O)和木炭混合加热至800℃，得到一种外形似金子的锌铜合金(俗称黄铜)。下列说法正确的是
( C )
A．Cu2O中铜的化合价为＋2价
B．黄铜熔点处在铜与锌的熔点之间
C．该变化过程中没有复分解反应
D．通过观察颜色可鉴别金子与黄铜
【解析】
黄铜是铜和锌的合金，合金的熔点比组成纯金属的熔点低，所以黄铜熔点比铜与锌的熔点都低；炉甘石(ZnCO3)、赤铜(Cu2O)和木炭混合加热至800℃，可能发生的反应有碳酸锌分解生成氧化锌和二氧化碳，碳与氧化锌反应生成锌和二氧化碳，碳与氧化亚铜反应生成铜和二氧化碳；黄铜与金子的外观颜色非常相似，不能通过观察颜色鉴别金子与黄铜。
5．[2018·衢州]小柯为比较Mg、Fe、Cu三种金属的活动性顺序，进行了如图甲所示的实验。实验后把两试管中的物质倒入烧杯中(如图乙)，发现烧杯内的红色固体明显增多，充分反应后过滤。滤液中含有的金属离子可能的组成有
( C )
图10－5
①Mg2＋
②Mg2＋和Fe2＋
③Fe2＋和Cu2＋
④Mg2＋、Fe2＋和Cu2＋
A．①②
B．①③
C．②④
D．③④
【解析】
本题中，铁只能置换铜而不能置换镁。甲实验后都倒入乙烧杯时，有两种可能：一是铁粉充足，完全置换出铜，此时溶液中只有Mg2＋和Fe2＋两种离子；二是铁粉不足，只能置换出部分铜，此时溶液中有Mg2＋、Fe2＋和
Cu2＋三种离子。
6．[2018·天门]图甲中铁钉A长期放置于空气中可能生锈变成B，图乙是A和B可发生的一系列化学反应，图中“→”表示一种物质可以转化成另一种物质，请根据图示完成相关问题：
图10－6
(1)图中反应②的化学方程式为__Fe2O3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋3H2O__；反应③的化学方程式为__Fe2(SO4)3＋6NaOH===2Fe(OH)3↓＋3Na2SO4__。
(2)自选反应物，写出满足图中反应④的化学方程式：__Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑(合理即可)__。
【解析】
氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁和水，硫酸铁和氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀和硫酸钠，氢氧化铁加热会生成氧化铁和水，铁和盐、酸反应会生成亚铁盐。
7．在研究“铁生锈的条件”的实验中，某兴趣小组对实验进行了创新设计，请把实验报告补充完整。
【实验目的】铁生锈的条件探究。
【实验内容】取3段光亮无锈的细铁丝，绕成螺旋状，放入3支干燥洁净的试管底部，进行下列实验，实验要保证有足够长的时间来观察现象。
图10－7
【实验结论】实验①②无明显现象，实验③中铁丝生锈，且试管内空气体积
减小。
【实验结论】铁生锈实际上是铁与空气中的__氧气和水蒸气__(填名称)发生反应的结果。
【实验思考】
(1)当铁丝足量，时间足够长，实验③进入试管内的水的体积约占试管体积的__1/5(或21%)__。
(2)该实验创新之处在于：可根据铁丝表面的铁锈和__试管内空气体积减小(或试管内液面上升)__两种现象来判断铁丝反应进行的情况。
(3)用完的菜刀要擦干存放，理由：__除去水，防止生锈__。
(4)铝比铁活泼，但铝难腐蚀，原因是__铝表面易生成一层致密的氧化物保护膜，阻止铝进一步反应__。
8．[2018·嘉兴舟山]兴趣小组某同学在做铜与硝酸银溶液反应的实验，当观察到铜丝表面有银白色固体出现时，发现试管内溶液未显蓝色，与所学知识不符。组内同学立即展开讨论，认为溶液未显蓝色是因为铜离子的浓度太小，于是对铜离子浓度太小的原因进行了如下猜想：
猜想一：硝酸银溶液浓度不够大。
猜想二：铜丝中含有比铜活泼的金属。
猜想三：__铜与硝酸银溶液反应的时间太短(合理即可)__。
【实验验证】
(1)验证猜想一：你的方案是__其他条件不变，用浓度更大的AgNO3溶液，重复实验，观察实验现象，得出结论__。
(2)验证猜想二：取上述相同的铜丝，选择一种酸或盐溶液在相同条件下进行实验，观察实验现象，得出结论。
请你在矩形框内画出实验装置图，并标出所选物质。
(3)验证猜想三：进一步实验……
【答案】
(2)如答图所示(合理即可)。
第8(2)题答图
【解析】
铜与硝酸银溶液反应的时间太短，或反应速率太慢，都可能导致反应一定时间后，溶液中的铜离子浓度仍太低。(1)根据控制变量的原则。第二篇
物质科学(化学部分)
第10课时 金属
1．金属的置换反应中，总是一种金属失去电子从单质成为阳离子，而另一种金属元素得到电子从其阳离子成为金属单质。则下列关于金属活动性强弱的说法正确的是
( C )
A．金属活动性越强，则该金属的原子得电子能力越强
B．金属活动性越弱，则该金属的原子失电子能力越强
C．金属活动性越强，则该金属的原子失电子能力越强
D．金属活动性强弱与金属的原子得失电子能力无关
2．等质量的镁和锌(均粉末状)分别置于试管中，用相同的滴管向两烧杯逐滴滴加质量分数相等的稀硫酸到过量。图中变化趋势正确的是
( C )
【解析】
注意本题的四个曲线图中的横坐标为滴加的硫酸质量，而不是时间。
3．[2018·兰州]利用下列试剂之间的反应现象，能验证
Fe、
Cu、
Ag
金属活动性强弱顺序的是
( B )
A．Fe、Cu、AgNO3溶液
B．Fe、CuSO4溶液、Ag
C．FeSO4溶液、CuSO4溶液、Ag
D．Fe、CuSO4溶液、AgNO3溶液
【解析】
验证三种金属活动性顺序类问题时，一般采取“三取中”的方法进行设计实验，即选取活动性位于中间的那种金属的单质与另两种金属盐的水溶液反应；或取中间金属盐的水溶液与另两种金属的单质进行反应。Fe、Cu均能与AgNO3溶液反应，只能说明活动性Fe＞Ag，Cu＞Ag，但无法确定Fe、Cu的活动性强弱；Fe能与硫酸铜溶液反应，Ag不与CuSO4溶液反应，说明活动性Fe＞Cu＞Ag；Ag与FeSO4溶液、CuSO4
溶液均不反应，只能说明活动性Fe＞Ag，Cu＞Ag；Fe与CuSO4
溶液、AgNO3
溶液都反应，只能说明活动性Fe＞Cu，Fe＞Ag。
4．[2018·杭州余杭区一模]小金欲利用铝和铜的盐溶液反应来制取铜，他做了三个实验，并将现象记录在表格内，关于这三个实验现象分析错误的是
( A )
实验一：未打磨的铝片浸入10mL
10%硫酸铜溶液
实验二：打磨的铝片浸入10mL
10%硫酸铜溶液
实验三：未打磨的铝片浸入10mL
10%氯化铜溶液
一段时间内无明显现象
产生很多气泡，铝片上有疏松的紫红色物质
产生许多气泡，铝片上有疏松的紫红色物质
A.
验一能说明铝不能与硫酸铜溶液反应
B．实验二紫红色物质是铜，对应反应的化学方程式是2Al＋3CuSO4===
Al2(SO4)3＋3Cu
C．实验一铝片表面的氧化物阻碍了铝和硫酸铜溶液反应
D．实验一和三现象差异很大，跟硫酸铜溶液和氯化铜溶液中含有不同的酸根离子有关
【解析】
铝片表面有致密的氧化铝保护膜，直接浸入硫酸铜溶液中时，保护膜会影响铝与硫酸铜的反应。
5．近年来我国航空事业不断进步，
(
图10－1
)如图是我国首架大型客机C919，实现了我国航空领域的新突破。回答下列问题：
(1)图中标示的材料中，含有的金属元素有__铝、锂、钛__；属于有机材料的是__橡胶__。
(2)飞机大量使用合金材料，原因是__合金硬度大、密度小、抗腐蚀性强等__。
(3)空气中，铝比铁具有更好的抗腐蚀性，原因是__铝表面能形成致密的氧化铝保护膜，4Al＋3O2===2Al2O3____(结合化学方程式解释)。
6．[2018·淮安]某课外活动小组进行验证锌与铁的金属活动性的实验探究，实验过程
(
图10－2
)如图所示。
(1)相同条件下，取等质量锌粉、铁粉，根据图示进行实验，实验过程中，观察到锌粉表面产生气泡的速率比铁粉快，由此得到的结论是__锌比铁活泼__。
(2)实验结束后，发现U形管两边的金属粉末均无剩余，则硫酸剩余的情况可能是__AB__(填字母)。
A．左、右两边均有剩余
B．左边有剩余，右边无剩余
C．左、右两边均无剩余
D．左边无剩余，右边有剩余
7．小科在学习金属活动性顺序后，知道钾、钙、钠金属活动性特别强，能与水反应生成碱和氢气。他想镁紧排在钠后面，它是否也能与水反应呢？于是小科在两个烧杯中，分别加入等量的冷水和镁条，用酚酞指示剂。实验过程和现象如图：
图10－3
(1)小科得出的实验结论是__镁不能与冷水反应但能与热水反应__。
(2)小科发现B试管放置在空气中一会儿，溶液的红色会褪色，这说明溶液的碱性减弱了。于是他大胆作出了一个猜想并设计了验证方案：
猜想
验证方案
可能是氢氧化镁的溶解度受温度的影响，温度降低，溶解度变小，从而导致溶液碱性的减弱。
将褪色后的溶液__加热__，如果溶液变红，说明小科的猜想正确。
小科通过实验证明了自己的猜想是正确的。
(3)一段时间后，小科观察到镁条在热水中无现象，但当他想到实验室制取二氧化碳不能用稀硫酸和大理石反应时，便有了解释。他的解释是__镁条表面覆盖有难溶于水的氢氧化镁阻止了反应的发生__。
(
图10－4
)8．[2018·杭州江干区三模]某溶液含有Cu(NO3)2和AgNO3，现向其中加入一定量的锌粉进行处理，并绘制参加反应的锌与溶液中溶质种类的关系图(如图所示)，下列说法中不正确的是
( B )
A．Cu的活动性比Ag强，只用盐酸无法探究两者活动性强弱
B．当溶质种类为1种时，金属单质种类可能为1种
C．c～d间(不含两点)的溶液中金属离子为Zn2＋、Cu2＋
D．从m1变化到m2时，溶液中硝酸铜的质量分数变大
【解析】
虽然Cu的活动性比Ag强，但都排在H后面，都不能置换出酸中的H，只用盐酸无法探究两者活动性强弱。当溶液中溶质种类为1种时，即溶液中只含有硝酸锌溶质，则置换出来的金属为银和铜两种。c～d间(不含两点)，锌已全部置换出银，且置换出了部分铜，所以溶液中金属离子为Zn2＋、Cu2＋。从m1变化到m2时，65份质量的锌置换出216份质量的银，溶液的总质量减小，而硝酸铜溶质质量不变，所以溶液中硝酸铜的质量分数变大。
9．[岳阳中考]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等、溶质质量分数相同的稀盐酸，然后在左边烧杯中放入镁，在右边的烧杯中放入与镁质量相等的铝。待充分反应后，下列分析错误的是
( D )
A．天平保持平衡，左边烧杯中，酸没有剩余，镁可能有剩余
B．天平保持平衡，右边烧杯中，酸没有剩余，铝一定有剩余
C．天平失去平衡，左边烧杯中，酸一定剩余，镁一定没剩余
D．天平失去平衡，右边烧杯中，酸可能剩余，铝一定没剩余
【解析】
根据化学方程式可得：
Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑；
24 73 2
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑，
54 219 6
则当天平保持平衡时，即生成的氢气质量相同，酸都没剩余，左边镁可能剩余；右边铝反应的质量比镁少，一定有剩余。当天平失去平衡时，即生成的氢气质量不同，由于镁完全反应消耗的酸少，因此左边烧杯镁一定完全反应，酸一定剩余(否则两边烧杯的酸均完全反应，天平平衡)；右边烧杯中，酸可能剩余，铝也可能剩余，也可能恰好完全反应均无剩余。
10．[衢州中考]整理实验器材时，小柯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，观察到锌粒表面产生气泡的速度大大加快。对此他十分好奇：与硫酸铜溶液混合怎么会加快锌和稀硫酸的反应速度？
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。
小柯按下表进行实验，观察并记录现象。
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%硫酸溶液(mL)
20
？
20
20
产生气泡快慢
快
明显加快
慢
明显加快
(1)B组实验中“？”处的数据应为__20__。
(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__相同时间内收集到氢气的体积__，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：__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__。
【解析】
(1)探究实验中应遵循控制变量原则，即除探究因素外，其他影响反应速度的因素都相同。
11．[2018·昆明]阅读下面的科普材料。
地球上的金属资源广泛存在于地壳和海洋中，除少数很不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外，其余都以化合物的形式存在。陆地上存在各种各样的金属矿藏。
部分常见的金属矿石
矿石名称
赤铁矿
孔雀石
辉铜矿
铝土矿
白钨矿
图样
主要成分
Fe2O3
Cu2(OH)2CO3
Cu2S
Al2O3
CaWO4
从矿石中制取金属单质的过程叫冶金，金属作为金属材料，其价值不仅取决于它在地壳中的含量和独特的性能，在很大程度上还取决于其冶炼的难易程度。例如铝是人们熟悉的金属，其蕴藏量居金属之首，应用广泛，但在1886年以前，它的价格比黄金还高，其原因是冶炼成本太高。目前工业冶炼铝的原理是：将铝土矿提纯后，在熔融状态下电解，生成铝和氧气。
早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器。从1世纪起，铁成了一种最主要的金属材料，工业上可利用一氧化碳还原赤铁矿制得金属铁。
金属除了有光泽、导电性、导热性、延展性等共同的物理性质外，还有各自的特性。例如，铁、铝等大多数金属都呈银白色，但铜呈紫红色；常温下大多数金属是固体，但汞是液体。
金属材料应用广泛。形状记忆合金是具有形状记忆效应的合金，人造卫星和宇宙飞船上的天线是由钛镍形状记忆合金制造的，它具有形状记忆功能，可揉成一团放入卫星或宇宙飞船舱内，需要时可在一定条件下恢复原来的抛物面形状。钛合金与人体具有很好的“相容性”，因此可以用来制造人造骨等。
人类每年要从自然界提取数以亿吨计的金属，但矿物的储量有限，因此，对金属资源的保护变得迫在眉睫。
回答下列问题：
(1)根据材料可知，工业上可以用__白钨矿__(填矿石名称)来冶炼金属钨。
(2)铝是地壳中含量最多的金属元素，1886年以前铝的价格比黄金还高的原因是__冶炼成本太高__。
(3)根据材料，写出工业冶炼铝的化学方程式：__2Al2O34Al＋3O2↑__。
(4)金属可以压成片，抽成丝，利用了金属的__延展__性。
(5)根据材料可知，__钛镍形状记忆__合金可用来制造卫星或宇宙飞船的天线。
(6)保护金属资源的途径有：①防止金属腐蚀；②__回收利用废旧金属__；
③合理开采矿物；④寻找金属替用品。
【解析】
(1)由材料信息可知，白钨矿中含有钨元素，所以可用来冶炼金属钨。(3)在熔融状态下电解氧化铝，生成铝和氧气，反应的化学方程式为2Al2O34Al＋3O2↑。(4)金属具有延展性，所以可压成片，抽成丝。
(6)保护金属资源的有效途径有：防止金属的锈蚀，由于金属锈蚀而浪费的金属约占三分之一，要想方设法防止金属生锈；回收利用废旧金属可节约原料、节省能源，是一种保护金属资源的有效途径；有计划、合理地开采矿物，否则既浪费了资源，又损害了国家利益；寻找金属的替用品，减少金属的使
用等。
12．[绍兴义乌中考]往硝酸铜、硝酸银和硝酸亚铁的混合溶液中缓慢连续加入质量为m的锌粉，溶液中析出固体质量与参加反应的锌粉质量关系如图所示，下列说法中正确的是
( C )
(
图10－5
)A．c点对应溶液中含有的金属离子为Zn2＋和Cu2＋
B．bc段(不含两端点)析出的金属是Fe
C．ab段(不含两端点)对应溶液中含有的金属离子为Zn2＋、Ag＋、Cu2＋
和Fe2＋
D．若bc段和cd段中析出固体质量相等，参加反应的锌粉质量分别为m1和m2，则m1＞m2
【解析】
①锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银(a～b)，②然后和硝酸铜反应生成硝酸锌和铜(b～c)，③最后与硝酸亚铁反应生成硝酸锌和铁(c～d)。c点①②反应结束，溶液中没有铜离子、银离子，对应溶液中含有的金属离子为Zn2＋和Fe2＋；bc段，发生的是反应②(不含两端点)，析出的金属是铜；ab段(不含两端点)，硝酸银没有反应完，对应溶液中含有的金属离子为Zn2＋、Ag＋、Cu2＋、Fe2＋；bc段反应的锌和铜的质量比为65∶64，cd段反应中锌和铁的质量比为65∶56。如果析出固体质量相等，参加反应的锌粉质量分别为m1和m2，则m1＜m2。
13．[2018·宁波]为测定CuCl2和FeCl2组成的混合溶液中FeCl2的质量分数，进行如下实验：
①取200g混合溶液加入足量的AgNO3溶液，经过滤、洗涤、干燥、称量，得到143.5gAgCl固体；
②另取原混合溶液各200g与含有杂质的废铁屑反应(杂质不溶于水，也不参与反应)，共做了五组实验，其实验数据如表。
实验组别
一
二
三
四
五
混合溶液质量(g)
200
200
200
200
200
铁屑质量(g)
6
9
12
15
18
析出铜的质量(g)
6.4
9.6
m
16
16
请分析计算：
(1)表中第三组实验的m值为__12.8__。
(2)第__四__组实验恰好完全反应。
(3)铁屑中铁的质量分数为多少？(计算结果精确到0.1%)
(4)原混合溶液中FeCl2的质量分数为多少？(计算结果精确到0.1%)
【答案】
(3)计算铁屑中铁的质量分数时选用实验②中第一组数据比较方便。
设6g铁屑中铁的质量分数为x，
Fe＋CuCl2===FeCl2＋Cu
56
64
6g×x
6.4g
＝，x≈93.3%。
(4)根据实验①可以计算200g混合液中氯元素的总质量。200g混合液中氯元素的总质量为×143.5g＝35.5g，
实验②中200g混合液最多能置换出16g铜，可得200g混合液中CuCl2溶质中氯元素的质量为×16g＝17.75g，
则200g混合液FeCl2溶质中氯元素的质量为：35.5g－17.75g＝17.75g，可得200g混合液中FeCl2溶质的质量为×17.75g＝31.75g，
所以200g混合液中FeCl2的质量分数为FeCl2%＝×100%≈15.9%。
