浙教版科学八升九暑假同步提高专题讲义（机构用）第3讲 金属及其性质（含答案）

第三讲 金属及其性质
[衔接导入]
青铜器
青铜器（Bronze Ware）是由青铜合金（红铜与锡的合金）制成的器具，诞生于人类文明时期的青铜时代。青铜器在世界各地均有出现，是一种世界性文明的象征。最早的青铜器出现于6000年前的古巴比伦两河流域。苏美尔文明时期雕有狮子形象的大型铜刀是早期青铜器的代表。青铜器在2000多年前逐渐由铁器所取代。中国青铜器制作精美，在世界青铜器中享有极高的声誉和艺术价值，代表着中国在先秦时期高超的技术与文化。中国青铜器之乡是陕西省宝鸡市，出土了大盂鼎、毛公鼎、散氏盘等五万余件青铜器。青铜器的颜色真正做出来的时候是很漂亮的，是黄金般的土黄色，因为埋在土里生锈才一点一点变成绿色的。由于青铜器完全是由手工制造所以没有任何两件是一模一样的，每一件都是独一无二、举世无双的。
[知识新授]
1、金属的化学性质
①有些金属能在空气中燃烧，如镁；有些金属能在纯氧中燃烧，如铁；有些虽不能燃烧，但也会反应，生成氧化物，如铜、铁、铝等分别能生成氧化铜、氧化铁、氧化铝。氧化铝是一层致密的保护膜。
②金属跟酸的反应：Mg + 2HCl== Zn + 2HCl==
③金属跟某些盐溶液的反应：Fe + CuSO4 == Cu + 2AgNO3==
2、金属活动性顺序：
经过许多实验，人们总结出一些金属的活动性顺序如下：
K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、H、Cu、Hg、Ag、Pt、Au
金属活动性由强逐渐减弱
金属活动性顺序的应用规律：
①金属跟酸反应：在金属活动性顺序中，只有排在氢前面的金属可以把酸中的氢置换出来。
②金属跟盐溶液的反应：在金属活动性顺序中，只有一种活动性较强的金属才能把另一种活动性较弱的金属从它的盐溶液中置换出来。
3、合金
(1)合金是指一种近似于其他一种或几种金属(非金属)熔合而成的具有金属特性的物质
(2)铁的两种合金
比较
生铁
钢
碳的含量
2%~4.3%
0.03%~2%
[经典例题]
[例1]等臂杠杆两端各系一只等质量的铁球，将杠杆调平衡后，将球分别浸没在等质量、等密度的稀H2SO4和CuSO4溶液里（如图所示），一段时间后杠杆将会（　　）
A．左端上翘
B．右端上翘
C．仍然平衡
D．无法判断
[例2]等质量的同一种稀硫酸分别与等质量且足量的镁、铁、锌发生反应，下图中能正确表示产生氢气的质量与反应时间之间关系的是（　　）
A．B． C． D．
[例3]向含有AgNO3、Cu（NO3）2的混合溶液中，加入一定量铁粉，充分反应后过滤，往滤渣中加入稀硫酸，有气泡产生，则滤液中大量存在的离子是（　　）
A．Fe2+、NO3 B．Fe2+、H+、NO3
C．Fe2+、Cu2+、NO3 D．Fe2+、Cu2+、Ag+、NO3
[例4]向AgNO2和Cu（NO3）2混合溶液中加入一定量的Zn粉，充分反应后过滤，往取出的少量滤液中滴入盐酸有白色沉淀产生，下列说法正确的是（　　）
A．滤渣中一定有Ag和Cu B．滤渣中只有Ag
C．滤液中只有Ag+ D．滤液中只有Zn2+
[例5]下列叙述与对应的示意图表示正确的是（　　）
A．水的电解
B．在密闭容器中红磷完全燃烧
C．加热一定质量的高锰酸钾制氧气
D．等质量的锌、铁分别与足量等浓度的稀硫酸反应
[例6]将等质量的镁、铁、锌三种金属分別放入三份溶质质量分数相等的稀盐酸中．生成H2的质量与反应时间的关系如图所示．金属X是　 　（填化学式，下同），反应后可能已经反应完的金属是　 　，一定有剩余的金属是　　 ．
[例7]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）若“猜想一”正确，则固体B中一定含有　 　，可能含有　 　．
（3）设计简单实验，确定“猜想二”对应的固体B的成分：　　 ．
[例8]已知碳酸亚铁在隔绝空气的条件下，受热易分解生成氧化亚铁和二氧化碳：在空气中加热，则生成氧化铁和二氧化碳．某化学兴趣小组用如图所示的装置模拟炼铁过程，并测定某样品中碳酸亚铁的含量（该装置气密性良好，B中氢氧化钠溶液足量）．
实验过程中，先打开K通入一氧化碳再加热；装置A中固体质量不再减少后，停止加热，待装置A冷却到室温后关闭K，实验测得装置A中固体质量减少了ag，装置B中液体质量增加了bg．
回答下列问题：
（1）仪器①的名称是　 　；
（2）写出装置A中发生的一个反应的化学方程式　 　；
（3）能判断生成的二氧化碳全部被装置B吸收的依据是：装置B的质量增加且　 　；
（4）若生成的二氧化碳全部被装置B吸收，不考虑水的蒸发且该样品中所含杂质不参加反应，则a　　b（填“＞”“=”或“＜”）；
（5）D处为收集尾气的装置，应选择　　 装置（填“甲”“乙”或“丙”）．
[例9]氢气是中学化学的重要试剂，可以与Fe2O3、CuO等多种金属氧化物反应得到金属单质．某化学兴趣小组利用白铁（表面镀锌的铁）加工业的下脚料制取氢气，生成的氢气与CuO反应，其反应装置如图：（部分夹持装置省略）
（1）从下图a、b、c中选择一套制取氢气的最佳装置　 　置于A处．
（2）该小组若选用盐酸和白铁片反应制取氢气，请为B处从上图甲和乙中选择一套合适的除杂装置　 　．
（3）检验装置气密性之后，点燃C处酒精灯之前必须进行的步骤是　 　．
（4）若称取CuO的质量为m1 g，反应一段时间后C处药品完全变为紫红色，此时停止加热，继续通入氢气至药品冷却，称量D装置，质量增加了m2g，则m1 和m2应满足的关系是　 　．（忽略其他因素带来的误差）
[例10]金属及其制品是现代生活中常见的材料，请回答下列问题
（1）铁和铝都可以制作炊具，主要利用了它们的　　 （填“导电”或“导热”）性．
（2）依据金属活动性顺序，可知人类对铝的利用要比铜和铁　 　（填“早”或“晚”）得多．
（3）铁锈的主要成分是氧化铁，写出氧化铁和稀盐酸反应的化学方程式　 　．
（4）将适量的铜粉和镁粉的混合物放入一定量的硝酸银溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和无色滤液，则滤渣中一定含有　 　（填化学式），滤液中一定含有的溶质是　 　（填化学式）．
（5）等质量的A和B两金属，其相对原子质量A1（A）＜B1（B），将A放入质量分数为16%的稀硫酸中，B放入质量分数为16%的稀盐酸中，在反应生成物中A、B两种元素均显正二价，产生氢气的质量随反应时间变化曲线如图所示，下列说法正确的是　 　（填字母）．
A、产生氢气的速率B＞A B、消耗的稀硫酸和稀盐酸质量一定不相等
C、反应后A和B一定都有剩余 D、消耗B的质量一定小于A的质量．
[例11]某化学活动小组用稀盐酸对赤铁矿中Fe2O3含量进行测定时（杂质不与盐酸反应，且不溶于水），得到一黄色溶液．为防止直接排放造成环境污染，对其组成进一步进行探究．过滤该残液，取100g该残液，向其中不断加入5%的氢氧化钠溶液．所得实验数据如下表：
加入氢氧化钠溶液的质量/g
20
40
60
80
．．
160
180
生成沉淀的质量/g
0
0
0.89
1.78
．．
5.35
5.35
（1）通过对上述数据的分析，该滤液中含有的溶质是　　（写化学式）
（2）选择合理的数据，计算100g滤液中溶质的质量．（若有多种溶质，任选一种，结果保留一位小数）
　
[课后作业]
往100g FeCl3和CuCl2的混合溶液中加入铁粉．己知反应的先后顺序和化学方程式分别为：2FeCl3+Fe=3FeCl2； CuCl2+Fe=FeCl2+Cu．如图为加入铁粉的质量与反应后剩余固体质量关系．则下列说法不正确的是（　　）
A．B点后溶液的颜色为蓝色
B．D点对应纵坐标为6.4g
C．该100g溶液中的CuCl2质量分数为13.5%
D．取D、E两点的剩余固体加入盐酸，均有气泡产生
向一定质量的AgNO3溶液中加入Cu，溶液质量与加入Cu的质量关系如图所示，下列说法中不正确的是（　　）
A．a点对应溶液中的溶质有2种
B．b点对应固体只有Ag
C．b～c段对应溶液中含有AgNO3
D．c点时反应已经停止
某化学小组用一定量AgNO3和Al（NO3）3的混合溶液加入铜粉和锌粉，充分反应后过滤，得到溶液甲和固体乙，如图所示，则：
①溶液甲中一定含Al（NO3）3和 Zn（NO3）2
②固体乙中一定含Ag，可能含有Cu和Zn
③若溶液甲呈蓝色，则溶液甲一定含Al（NO3）3、Zn（ NO3）2、Cu（NO3）2和AgNO3
④若向固体乙上滴加盐酸无气泡产生，则溶液甲中一定没有AgNO3和Cu（NO3）2
上述四种说法正确的个数为（　　）
A．1个 B．2个 C．3个 D．4个
向AgNO3、Cu（NO3）2、Mg（NO3）2混合溶液中加入锌粉，完全反应后过滤，不可能存在的情况是（　　）
A．滤纸上有Ag，滤液中有Ag+、Cu2+、Zn2+、Mg2+
B．滤纸上有Ag、Cu，滤液中有Cu2+、Zn2+、Mg2+
C．滤纸上有Ag、Cu、Zn，滤液中有Zn2+、Mg2+
D．滤纸上有Ag、Cu、Zn、Mg，滤液中有Mg2+
甲乙两烧杯中分别盛有等体积、等浓度的硫酸溶液．向甲杯中放入m克镁，向乙杯中投入m克锌．完全反应后发现有一烧杯中金属有剩余．则各杯中原来硫酸的质量x之值是（　　）
A．x=m克
B． m＞x＞m
C． m＞x≥m
D． m＞x≥m
某兴趣小组的同学从实验室收集到一桶含有FeSO4、CuSO4的废液，他们想从中回收金属铜和硫酸亚铁晶体，设计了如下实验方案．有关该实验流程分析正确的是（　　）
A．X是锌
B．Y是稀硫酸
C．滤液1中含有Fe2+和Cu2+
D．操作a和操作b中使用的玻璃棒的作用一样
白铜（Cu、Ni合金）因为光泽好、耐腐蚀、容易加工等优点，常代替银做饰品．如图所示是某实验室分离废弃白铜饰品成分的流程（部分反应产物在图中已略去）．
已知溶液B中含有一种二价金属的化合物，溶液D中只有一种溶质．分析该流程，回答下列问题：
（1）固体A的化学式为，过程Ⅰ和Ⅱ中都需进行的实验操作是　　 ．
（2）过程Ⅰ中反应的化学方程式为反应类型是　 　．
（3）Cu、Ni、Zn的金属活动性由强到弱的顺序是　 　．
某兴趣小组对物质的性质和成分进行相关探究．
（1）常见金属活动性顺序如图1所示，填写相应的元素符号：
某同学用硫酸铜溶液把“把铁刀变成铜刀”，其反应的化学方程式为：　 　，该反应的基本反应类型为　　 ．
（2）兴趣小组同学用氧化铜与足量的炭粉利用如图2所示装置进行实验，对生成气体的成分进行探究．
[提出问题]生成的气体中是否含有一氧化碳？
[实验与讨论]
①打开K，缓缓通入干燥的氮气一段时间．
②关闭K，加热至一定温度使之反应，用气囊收集气体样品．
③除去气体样品中的二氧化碳，并将剩余气体收集在集气瓶中，如图3所示装置中最为合理的是　 　．
[实验验证]
将除尽二氧化碳后的气体样品干燥，仍然用图2所示的装置进行实验，A中的固体应选用　 　，B中溶液为澄清石灰水，若A中黑色固体出现了红色，B中澄清石灰水　　 ，可说明气体样品中含有一氧化碳．
[实验反思]
炭粉还原氧化铜的实验中，若生成的气体中含有一氧化碳，则反应时消耗碳、氧元素的质量比　 　（填“大于”“等于”或“小于”）3：8．
早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，现在，铁是世界上年产量最多的金属．
（1）如图1是元素周期表中铁元素的有关信息和铁的原子结构示意图．下列说法正确的是　 　（填字母）
A铁在化学变化中容易得到电子 B铁元素的原子序数是26 C铁的相对原子质量是55.85g D铁离子的符号为Fe2+（2）如图2是工业炼铁示意图．其中，焦炭的作用是　 　和　 　．
（3）如图3是实验室模拟工业炼铁的装置图．
①A装置硬质玻璃管里可观察到的现象是　 　，所发生反应的化学方程式为　 　．
②B装置中可观察到的现象是　 　．
③C处酒精灯的作用是　　 ．
（4）工业上可利用“铝热反应”焊接钢轨、冶炼难熔金属等，其原理是在高温下用铝将某些金属从其氧化物中置换出来．若用铝与氧化铁反应来制取22.4kg铁，理论上需要消耗铝的质量是多少？
老师在课堂上做钠的性质实验，先用小刀切下绿豆大小的一块，可以看到银白色的金属光泽，再放入滴加过几滴酚酞试液的水中，观察到钠浮在水面上，熔化成闪亮的小球，四处游动，发出“嘶嘶”的响声，溶液变红．反应后产生一种气体，经检验其密度最小且具有可燃性．根据以上描述，回答下列问题：
（1）钠的物理性质　 　（答出一条即可）；
（2）解释任一处划线现象的原因　 　；
（3）如果在实验室中制取该反应产生的气体，收集方法为　　 ；
（4）反应完毕，向溶液中滴加稀盐酸至过量，可观察到的现象为　　 ；
NaOH和Na2CO3分别在乙醇中的溶解度
T/℃
NaOH/g
Na2CO3/g
18.5～25.0
17.3
﹣
“﹣”表示难溶
（5）反应完毕，向溶液中通入CO2，无明显现象．现提供固体NaOH、CO2、乙醇和必需的仪器，并査得如下资料．
请设计一个“看得见”NaOH与CO2反应的实验．　 　．
为测定锌铜合金中锌的含量，取该合金放入如图盛有稀硫酸的锥形瓶中，发生反应：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑．多次实验后，取平均值所得数据如下表：
反应前
充分反应后装置及反应剩余物质质量
装置和足量的稀硫酸质量
锌铜合金质量
342.10g
16.00g
357.70g
若不考虑干燥剂吸收空气中的水蒸气，计算：
（1）根据质量守恒定律求生成氢气的质量．
（2）该合金中锌的质量分数．
向100g稀H2SO4溶液中加入一定量的镁粉，固体完全溶解后，再向所得溶液中加入质量分数为20%的NaOH溶液，所得沉淀质量与加入NaOH溶液质量关系如图所示．请回答：
（1）OA段无沉淀产生，请写出反应的化学方程式　 　；
（2）加入镁粉的质量为　 　g；
（3）求产生氢气的质量是多少g？（写出计算过程，保留小数点后一位）．
[参考答案]
[经典例题]
1．A．
2．B．
3．A．
4．B．
5．D．
6．Mg，Zn、Fe，Mg．
7．（1）④；（2）铜、铁，锌；（3）用磁铁吸引，有黑色粉末被吸引，说明了B是铜与少量铁的混合物；若没有被吸引，说明了B是铜．
8．（1）酒精灯；
（2）FeCO3FeO+CO2↑；
（3）C中澄清的石灰水不变浑浊；
（4）＜；
（5）乙．
9．（1）c；（2）乙；（3）先通入氢气一会儿；（4）．
10．（1）导热；（2）晚；（3）Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O；（4）Ag、Cu，Mg（NO3）2；（5）B．
11．（1）通过对上述数据的分析，该滤液中含有的溶质是 HCl和FeCl3；
（2）100g滤液中氯化铁的质量为8.1g．

[课后作业]
1．A．
2．C．
3．B．
4．D．
5．D．
6．B．
7．（1）Cu；过滤；（2）Ni+H2SO4=NiSO4+H2↑；置换反应；（3）Zn＞Ni＞Cu．
8．（1）Mg，Ag，Fe+CuSO4═Cu+FeSO4，置换反应；
（2）[实验与讨论]c
[实验求证]氧化铜　变浑浊
[实验反思]大于
9．（1）B；
（2）燃烧提供能量；制取CO；
（3）①红色粉末变为黑色；3CO+Fe2O32Fe+3CO2；
②澄清石灰水变浑浊；
③一10.8kg．　
10．
（1）质地柔软，银白色有金属光泽，钠的密度是0.97g/cm3，比水的密度小（答出一点即可）．
（2）钠熔化成闪亮的小球，说明反应放出大量的热．
（3）向下排空气法．
（4）溶液由红色逐渐变为无色．
（5）将氢氧化钠溶于乙醇制成氢氧化钠的乙醇溶液，而后向该溶液中通入二氧化碳气体，看到溶液中有白色晶体（碳酸钠）析出，说明NaOH与CO2发生了反应．
11．（1）0.4g（2）81.25%．　
12．（1）H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O；
（2）0.2g．