第11专项 金属
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第11专项 金属
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一、金属材料
1金属元素的分布。
金属元素在自然界中分布很广，除极少数不活泼的金属(如铂、金、银)外，其余大多数以化合物形态存在，即金属矿物。
2金属的共同物理性质：有光泽、导电、导热、有延展性。
3现在应用广、产量高的前四种金属：铁、铝、铜、钛。
4合金：常见的合金有：不锈钢，锰钢、硅钢等；铁的合金有：生铁(含碳量为：2％～4.3％)、钢(含碳量为：0.03％~2％)。
二、金属的化学性质
1金属与氧气反应
例如：3Fe+2O2Fe3O4
4Al+3O22A12O3
说明：铁锈的主要成分是Fe2O3，铁生锈的条件是：铁与空气、水接触。
2金属与酸反应
例如：Fe+ H2SO4═══FeSO4+H2↑
2Al+6HCl═══2AlCl3+3H2↑
3金属与盐(金属的化合物溶液)反应
例如：Fe+CuSO4═══FeSO4+Cu
Cu+2AgNO3═══Cu(NO3)2+2Ag
说明：只有位于金属活动性顺序中前面的金属才能把位于后面的金属从它们的化合物溶液(即化合物必须溶于水)中置换出来。
三、金属的利用与保护
1常见的金属矿石
赤铁矿(主要成分：Fe2O3)、磁铁矿(主要成分：Fe3O4)、黄铁矿(主要成分：FeS2)、赤铜矿(主要成分：Cu2O)等。
2金属的冶炼原理
(1)高温还原：如Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
(2)加热分解：如2HgO2Hg+O2↑
(3)电解：如2A12O3 4Al+3O2↑
3金属的保护
防止金属锈蚀的方法：隔绝空气和水。如在金属表面涂油、镀保护膜等。
评析中考点
考点1 金属材料是现代生活和工业生产中应用极为普遍的一类物质。
(1)钛合金是21世纪的重要材料，具有熔点高、可塑性好、抗腐蚀性强、与人体有很好的“相容性”等优良性能。金属的下列用途：①用来作保险丝；②用来制人造骨；③用于制造船舶；④用于制造航天飞机。其中与钛合金性能符合的是 。(填序号)
(2)铁是一种最主要的金属材料，实验室里用一氧化碳还原氧化铁得到铁，实验过程中，先通入一氧化碳的目的是 。
炼铁厂常以焦炭、赤铁矿、空气等为主要原料炼铁，反应过程如下图：
写出②③两步的化学方程式 、 。
(3)金属的储量有限，而且不可再生，我们必须保护金属资源并进行金属的回收利用。某兴趣小组同学欲从含有硫酸、硫酸亚铁和硫酸铜的废液中，回收全部金属铜，应先加入 ，反应的化学方程式为： 、 。充分反应后过滤，滤渣中含有 。
继续处理可以得到纯净的金属铜和硫酸亚铁固体。
(4)在学习了金属资源保护内容以后，兴趣小组同学对金属的锈蚀做了观察，发现残留水的铁锅在与水面接触的部位最易生锈；家用的铜质水龙头也生了一层绿色的铜锈。回忆已有的知识，铁生锈的原因是 。那么铜生锈的原因是什么 查阅有关资料：铜锈的主要成分是Cu2(OH)2CO3。他们除了依照铁钉锈蚀条件的探究方法进行实验外，还补充做了铜锈蚀与 有关的实验。请写出一种防止铁或铜等金属制品生锈的具体方法
。
※思路点拨※
(1)据题目提供的信息钛合金熔点高可知①不符合，②③④正确。(2)因为一氧化碳具有可燃性，与管内的空气混合在加热的条件下易发生爆炸，所以加热前需将管内的空气排净。从炼铁的流程图可知：焦炭与足量的氧气反应生成二氧化碳，二氧化碳与焦炭在高温条件下反应生成一氧化碳，然后利用还原剂一氧化碳还原氧化铁。①②③的方程式分别为：C+ O2CO2，CO2+C2CO，3CO+Fe2O32Fe+3CO2。(3)因为废液中含有硫酸、硫酸亚铁和硫酸铜，要想得到纯净的金属铜和硫酸亚铁固体，必须加入金属铁，要想全部回收金属铜，则需加入过量的铁粉，所以充分反应后过滤，滤渣中含有铜和铁。有关反应的化学方程式为：Fe+H2SO4═══Fe SO4+ H2↑，Fe+CuSO4═══FeSO4+ Cu。(4)据铜锈的成分Cu2(OH)2CO)3和质量守恒定律可推出，铜生锈一定与空气中的二氧化碳有关，所以应补充铜锈蚀与二氧化碳有关的实验。
※解答辨析※
(1)②③④ (2)赶走管内的空气，防止爆炸CO2+C2CO 3CO+Fe2O32Fe+3CO2
(3)稍过量铁粉Fe+H2SO4═══Fe SO4+ H2↑ Fe+CuSO4═══FeSO4+Cu Fe、Cu (4)与空气中的氧气、水同时接触 CO2 保持金属表面的洁净与干燥
※考点点评※
此题具有较强的综合性，它不仅几乎全面考查了金属和金属材料的有关知识，同时还考查了同学们的实验探究能力、反思习惯和资源意识。解此类题要善于从题中获取信息，熟悉金属的冶炼、金属的性质及金属资源的保护是解题的关键．要用推理、对比的方法解决问题。
考点2 某同学探究金属单质的活泼性时发现：X、Y都能与稀硫酸反应放出氧气而Z不能；Y能在X的盐溶液中置换出X。则它们的金属活动顺序为( )
A X>Y>(H)>Z B Y>X>(H)>Z
C X>Z>(H)>Y D Y>(H)>X>Z
※思路点拨※
X、Y能与稀硫酸反应说明在金属活动性顺序中排在氢的前面，Z不能反应，说明排在氢的后面；Y能置换出X的盐溶液中的X，说明Y排在X的前面，所以它们的金属活动顺序为Y>X>(H)>Z。
※解答辨析※
B
※考点点评※
金属活动性顺序在实际应用中有以下三个方面的意义：
(1)在金属活动性顺序中，金属的位置越靠前，在水溶液中就越容易失去电子变成离子，它的活动性就越强。根据金属在该顺序中的位置，可判断它的化学活动性。
(2)在金属活动性顺序中，排在氢前面的金属能置换出酸里的氢，排在氢后面的金属不能置换出酸里的氢，且位置越靠前，反应越剧烈。根据金属的位置判断能否与酸发生置换反应，产生氢气。
(3)在金属活动性顺序中，只有排在前面的金属，才能把排在后面的金属从它们的盐溶液里置换出来。根据金属单质和盐中金属离子在金属活动性顺序中的位置，判断金属单质能否跟盐溶液发生置换反应。
考点3 (1)相同质量的铝、镁、铁、锌分别与足量的稀盐酸反应，放出H2( )
A锌最多 B铝最多
C镁最多 D一样多
(2)相同质量、相同质量分数的稀盐酸分别与足量的Al、Mg、Fe、Zn反应，放出H2( )
A锌最多 B铝最多
C一样多 D无法判断
※思路点拨※
(1)酸是足量的，则金属完全反应，可推出相同质量的四种金属完全反应，生成氢气最多的是Al，所以应选B。
(2)金属是足量的，说明酸完全反应，因为酸是相同质量、相同质量分数，所以产生氢气的质量也相同，即答案为C。还有一种类型的题需注意，就是题目中既来说明金属过量，又未说明酸过量，此时则应选D，无法判断。
※解答辨析※
(1)B (2)C
※考点点评※
(1)金属与酸反应求氢气可用公式：m(H2)= ×该金属的实际质量，来计算。要准确快速解答此类问题，我们首先要抓住蕴含重要信息的题眼：金属与酸反应中，过量的是酸还是金属。亦即，我们首先要找到反应参照的标准，是以金属为标准，还是以酸为标准，或者都不确定。(1)若以金属为标准(酸是足量的)，不论是与稀硫酸还是稀盐酸反应，产生氢气的量是：Al>Mg>Fe>Zn。(2)若以酸为标准(金属是足量的)，产生氢气的质量相等。(3)若无标准(既未说明金属过量，又未说明酸过量)，则无法判断。
考点4 A、B、C、D、E为初中化学常见的物质，其中A、C为金属单质，E为非金属单质，下图是它们之间的相互转化关系。请回答：
(1)反应①的基本反应类型是 ，其化学方程式为 。
(2)C的化学式为 。
(3)写出物质E和B在加热条件下反应的化学方程式： 。
(4)上图转化中产生无色气体E的原因是 。
※思路点拨※
根据巳知条件可确定A为Cu，在空气中，加热条件下Cu可与O2反应生成CuO，由于加入的硫酸是过量的，所以X溶液中含有H2SO4、CuSO4两种溶质。根据D溶液为浅绿色，可确定C为Fe。Fe与H2SO4反应会产生H2，所以E为H2。
※解答辨析※
(1)化合反应O2+2Cu2CuO (2)Fe (3)H2+CuOCu+H2O (4)铁与过量的稀硫酸反应产生氢气
※考点点评※
此题是推断物质的题型，通过几步的实验现象确定物质的种类，这需要学生具备一定的推断基础，在解此类题型时，学生较难把握的是通过审题确定所给条件，这就必须对题目中的每一句话进行严密分析，争取将所有的信息进行合理的归纳、总结，找出解决问题的突破口。
聚焦失分点
易错1 如图表示等质量的金属Mg和Al分别与足
量且相同的稀硫酸反应，下列叙述正确的是( )
A x表示反应所用时间，y表示生成氢气的质量
B x表示生成氢气的质量，y表示反应所用时间
C x表示滴加稀硫酸的质量，y表示生成氢气的质量
D x表示参加反应金属的质量，y表示生成氢气的质量
※对症下药※
金属与酸反应产生氢气的质量与金属和酸溶液的质量、种类有关，反应的速率与金属的活动性有关。分析此类题目要从横坐标与纵坐标分别进行分析和推理，同学们对同类知识不仅要不断地理解和应用，还要寻求带有普遍性的规律，重点加强对探究过程和方法的把握。由图像知，刚开始反应时Mg、Al的反应在一条线上，因Mg、Al的活动性不同，反应的速率也不同，则不能表示速率图像，即A、B不正确；因加入酸的质量相同，若酸完全反应则产生的氢气质量一定相同，即C正确；相同质量的金属与酸反应，产生的氢气质量不同，故D不正确。
※提分练习※
1 在托盘天平两端各放一只烧杯，调节平衡。在两只烧杯里加人等质量、等质量分数的稀盐酸，然后在左右两烧杯中分别放入质量相等的镁和铝，待充分反应后，镁有剩余，则还可以观察到的现象是( )
①天平保持平衡 ②铝也有剩余 ③天平指针偏向放镁的一方 ④天平指针偏向放铝的一方
A只有① B ①和②
C ②和④ D只有③
易错2 氧化铜和铁粉的混合物中加入一定质量稀硫酸，反应停止后，过滤除去不溶物。向滤液中加入一块薄铁片，铁片上没有任何变化，根据上述实验现象判断下列结论，正确的是( )
A滤出的不溶物中只有铜，不可能含铁
B滤出的不溶物中只有铁，不可能含铜
C滤出的不溶物中一定含铜，可能含铁
D滤液中一定舍FeSO4，不可能有CuSO4和H2SO4
※对症下药※
本题主要考查了铁和氧化铜及酸反应、铁与硫酸铜溶液反应以及对金属活动性的掌握情况。另外还考查了学生的分析、判断能力。解答此题的关键是能正确地运用金属活动性顺序分析、解决有关问题。由题意知，本题共发生了以下3个化学反应：CuO+ H2SO4═══CuSO4+ H2O，Fe+ H2SO4═══FeSO4+ H2↑，Fe+CuSO4═══FeSO4+Cu，可见，滤液中肯定含有FeSO4，是否有CuSO4和H2SO4要看Fe的量的多少、，根据题中给出的重要条件“向滤液中加入一块薄铁片，铁片上没有任何变化”，可推知滤液中不含有CuSO4和H2SO4。因为滤液中无CuSO4和H2SO4，铁就有可能有剩余。因此滤出的不溶物中一定有Cu，也可能含有( )
※提分练习※
2 向含有AgNO3、Zn(NO3)2的混合溶液中加入过量的铁粉，充分反应后过滤，滤出的固体中一定含有的是( )
A Ag、Zn、Fe B Ag、Zn
C Zn、Fe D Ag、Fe
探究与思考
探究1 某学校在探究铝的化学性质时，实验情况如下：
实验操作
实验现象 开始时，铝片表面有气泡 开始时，铝片表面没有明显现象
[提出问题] 银片放入稀硫酸中，开始时为什么没有明显现象
[提出假设] 假设l：铝片表面有致密的氧化膜阻碍丁反应的进行。
假设2：所用稀硫酸的浓度太小。
假设3：铝片与稀硫酸反应需要加热。
[实验设计]
你选择的假设是 。请选择恰当的实验用品进行实验，证明假设成立。
有以下实验用品：大小相同的铝片、l0％的稀硫酸、30％的稀硫酸、氯化钠、试管、试管夹、酒精灯、镊子、药匙、砂纸。
实验步骤(文字叙述或图示均可) 观察到的现象 结论
假设成立
[评价与反思] 通过这次探究，你从中得到的启示是： 。
※思路点拨※
金属专题中考探究围绕金属活动性展开的比较多，本题是在探究金属活动性实验的一个变化，最近中考中常有出现“铝片放入稀硫酸中，开始时为什么没有明显现象 ”包含高中化学知识，学生不了解更能体现探究的价值。
※解答辨析※
[实验设计] 1或2或3
方案l
操作步骤(用文字叙述或图示均可) 观察到的现象 结论
将打磨后的铝片放入试管中，加入l0％的稀硫酸 若有气泡产生 假设成立
方案2
操作步骤(用文字叙述或图示均可) 观察到的现象 结论
取一支试管，放入一块铝片，加入30％的稀硫酸少许 若有气泡产生 假设成立
方案3
操作步骤(用文字叙述 或图示均可) 观察到的现象 结论
取一支试管，放入一块铝片，加入l0％的稀硫酸少许，然后加热 若有气泡产生 假设成立
[评价与反思] 善于发现问题，大胆质疑，勇于探究(只要答案合理均可)
※考点点评※
本题的考查重点是方案设计，而关键是过程中必须控制好变量。
※跟踪练习※
1 同学们一起探究铝、铁、铜三种金属的活动性，小刚同学设计了用铜丝、铁丝、铝丝和稀盐酸，只用一支试管，取一·次盐酸的探究方案。请你和他们一起完善下表的探究方案并醐答有关问题。
(1)填表。
实验步骤 观察到的现象
①在试管中取少量盐酸，插入铁丝，充分作用。
②在①所得的溶液中，插入 ，充分作用。 无明显现象
③在②所得的溶液中插入 ，充分作用。
结论：金属活动性Al>Fe>Cu。
(2)将铝丝插入前应进行的操作是 。
(3)小华同学认为在小刚设计的方案中，只要补充一个实验。就可得出Al>Fe>H>Cu的结论。小华要补充的实验是 。
(4)小强同学认为要得到Al>Fe>H>Cu的结论，不必做补充实验，只需将小刚同学方案中插入金属的顺序调整即可，你认为调整后插入金属的顺序是 。
探究2 请你参与某学习小组的探究活动，并回答相关问题：
[发现问题] 小丽发现盛水的铁锅在与水面接触的部位最易生锈；小茜发现自已的铜制眼镜框表面出现了绿色的铜锈；小玲发现苹果切开不久，果肉上会产生意层咖啡色物质，好像生了“锈”一般。
[提出问题] 这三种物质“生锈”的原因是什么
[收集证据] (1)回忆已有知识：铁生锈的条件是 。
(2)查阅有关资料：“铜锈”的主要成分是Cu2(OH)2CO3(俗称铜绿)；苹果“生锈”是果肉里的物质(酚和酶)与空气中的氧气发生了一系列的反应，生成咖啡色的物质。
(3)实验探究：将四小块铜片分别按下图所示放置一个月，观察现象如下：
实验装置
实验现象 铜片不生锈 铜片不生锈 铜片不生锈 铜片生锈且水面附近锈蚀最严重
由实验可知：铜生锈是铜与水、 、 等物质共同作用的结果。
[得出结论] 经过交流讨论，三位同学认为这些物质“生锈”除了可能与水有关外，还可能都与 (填物质名称)有关。
[反思与应用]利用所得结论填空：
(1)写出一种防止铁或铜等金属制品生锈的具体方法 。
(2)请你提出一条延长食品保质期的建议 。
※思路点拨※
本题以一个研究课题为背景，通过发现问题、提出问题、收集证据、实验探究等步骤，让我们身临其境地去体验科学探究的过程，并要求结合实验原理，进行分析，从而得出结论，并对结果进行反思和应用。通过对实验装置的分析，铜生锈是铜与水、氧气、二氧化碳共同作用的结果，根据铁生锈的有关知识和题中信息，综合判断知，铁、铜、苹果的“生锈”都与空气中的水和氧气有关。知道锈蚀的原因后，不难找出应用的方法。
※解答辨析※
[收集证据] (1)铁与氧气和水同时接触 (3)氧气(或O2)、二氧化碳(或CO2) [得出结论]氧气 [反思与应用] (1)保持金属制品表面的洁净和干燥(或表面镀上保护膜等) (2)将
食品进行真空包装等
※考点点评※
这类化学探究题，实验组的设计非常关键。
※跟踪练习※
2 为探究铁锈蚀的影响因素，某兴趣小组做了如下实验。
[实验方案] 将3枚洁净的铁钉同时置于如图所小环境下的试管中，观察铁钉锈蚀情况。
[实验现象]3天后，I、Ⅲ中铁钉不生锈，Ⅱ中铁钉明显生锈。
[获得结论]
(1)对照实验I、Ⅱ，可知铁锈蚀的条件之一为 。
(2)防止铁锈蚀的一种方法是 。
[拓展探究]
(3)小明发现海边的铁器很容易生锈，从而猜测氯化钠能加快铁的锈蚀。请设计实验方案验证小明的猜想
。
专项集训
※能力提升※
1 现有甲、乙、丙三种金属，分别与空气和氧气反应，现象如下表所示：
甲 乙 丙
空气 剧烈燃烧 变黑 变黑
氧气 更剧烈燃烧 变黑 剧烈燃烧
据以上信息，这三种金属活动性由强到弱排列是( )
A甲>丙>乙 B甲>乙>丙
C乙>丙>甲 D丙>乙>甲
2 铁制品在通常情况下很易生锈，制造时往往在铁制品表面电镀一层铜起舫锈作用。下列说法正确的是( )
A镀铜铁制品不可以在弱酸性条件下使用
B镀铜铁制容器可盛硝酸银溶液
C镀铜铁制品不易生锈的原因之一是使铁隔绝了空气
D镀铜铁制品是一种合金
3 小明为了检验运动会中获得的铜牌是否由纯铜制成，下列方法中最合理的是( )
A观察铜牌颜色 B测铜牌的质量
C测铜牌的体积 D测铜牌的密度
4 钢的质地坚硬，机械性能好，有弹性和延展性，是最常见、应用较广的一种材料。但由于易锈蚀，每年损失的钢铁约占总产量的四分之一。下列属于钢的化学性质的是( )
A有弹性 B质地坚硬
C易锈蚀 D有延展性
5 菜刀在生活中有重要应用。下列情况中，菜刀腐蚀由快到慢的是( )
①切青菜后用清水冲洗 ②切湿咸菜后未清洗 ③切肥猪肉后放置
A ①③② B ②①③
C ③①② D ③②①
6 下列关于铁的叙述正确的是( )
A切过泡菜的菜刀比置于潮湿空气中的菜刀更易生锈
B铁与稀盐酸反应，生成FeCl3和H2
C能用铁桶盛装农药波尔多液
D用稀硫酸除铁锈，生成FeSO4和H2O
7 某化学兴趣小组为测定Fe、cu、Ag三种金属的活动性顺序设计了四种方案，每种方案所用的试剂如下，其中你认为不可行的是( )
A Fe、Ag、CuSO4溶液
B Fe、Cu、AgNO3溶液、稀盐酸
C Cu、FeCl2溶液、AgNO3溶液
D Cu、Ag、Fe、稀盐酸
8 往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，向滤渣中加入稀盐酸，无气泡产生。根据上述现象，你能得出的结论是( )
A滤渣中一定有Fe粉
B滤渣中一定有Cu粉
C滤液中一定有Fe2+
D滤液中一定有Ag+、Cu2+
9 相同质量的M、N两种活泼金属，分别与足量质量
分数为8％的盐酸反应(M、N在生成物中均为+2价
)，生成H2质量和反应时间的关系如右图。下列叙
述正确的是( )
A金属的活泼性N>M
B两个反应生成H2的体积相等
C相对原子质量N>M
D两个反应消耗盐酸的质量一定相等
10 向100mL硫酸铜溶液中加入一定量的铁粉充分反应后过滤。下列情况可能出现的是( )
A滤液只有硫酸铜，滤出固体只有铁
B滤液只有硫酸亚铁，滤出固体为铁、铜
C滤液只有硫酸铜、滤出固体只有铜
D滤液有硫酸亚铁、硫酸铜，滤出固体为铁
11 对甲、乙、丙三种金属活动性的实验研究过程如下：(1)取大小相等的三种金属片，分别放入CuSO4溶液中，一段时间后，甲、丙表面出现红色物质，乙没有现象。(2)取大小相等的甲、丙两种金属片，分别放入相同的稀盐酸中，甲、丙表面都产生气泡，但甲产生气泡的速度明显比丙的快。则甲、乙、丙三种金属的活动性顺序是( )
A甲>丙>乙 B丙>乙>甲
C甲>乙>丙 D丙>甲>乙
12 通过置换反应可判断金属活动性顺序，某同学通过实验来比较铜、铝、汞的金属活动性顺序，现有铜、铝、汞的三种单质，如果另外只用一种试剂达到实验目的，则应选用下列试剂中的( )
A稀硫酸 B氯化铝溶液
C硝酸汞溶液 D硫酸铜溶液
13 把铝箔放入CuCl2溶液中，铝箔表面覆盖了红色物质，一会儿又有大量气泡冒出。同学们对“放出气体”这一异常现象进行猜想、实验。其中没有价值的是( )
A小宇同学推测气体是氢气并检验
B小琪同学猜想CuCl2溶液呈酸性并测定
C小寒同学认为气体是氨气并检验
D小梁同学认为试剂变质，更换后再实验
14 下列各组物质不能发生反应的是( )
A镁与稀硫酸 B锌与硫酸铜溶液
C铝与硝酸银溶液 D汞与氯化铜溶液
15 铝、铁、铜是我们生活中常见的金属。
(1)下列生活用品中，主要利用金属具有良好导热性的是 。(填序号)
(2)铝具有很好的抗腐蚀性能，原因是 。
(3)在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳可把铁从铁矿石里还原出来。某炼铁厂现用l 000t含氧化铁80％的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96％的生铁的质量是
t。(计算结果精确到0.1)
(4)工人师傅切割铁板时，用硫酸铜溶液在铁板上画线可留下红色的印迹。其反应的化学方程式为 。
16 钢铁在生产、生活中有广泛的用途。建造七海世博会的中国馆——“东方之冠”的核心筒就是用四根巨型钢筋混凝土制成的，其中用了大量的钢铁。
(1)钢铁属于 。(填“纯净物”或“混合物”)
(2)炼铁厂常以焦炭、赤铁矿(主要成分是氧化铁Fe2O3)、空气等为主要原料炼铁，请写出一氧化碳与氧化铁在高温下反应的化学方程式： 。
(3)每年世界上钢铁的产量很高，钢铁的锈蚀也给人类带来了巨大的损失。铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟空气中的 和 共同作用的结果。
(4)为了防止钢铁锈蚀，人们常采用 的方法来达到目的。(任写一种)
17 有同学将金属氧化物知识整理如下：
氧化钾 氧化钙 氧化钠 氧化镁 氧化铝 氧化锌 氧化铁 氧化铜
K2O CaO Na2O MgO A12O3 ZnO CuO
(1)写出表中氧化铁的化学式。
(2)表中的排列规律是根据金属 排列的。(填序号)
①元素化合价 ②活动性顺序 ③原子的相对原子质量
18 构建知识网络是一种重要的学到方法。图为某同学绘制的铁的化学性质网络示意图。请分析回答下列问题：
(1)反应①中可用 (填化学式)作还原剂。
(2)反应②导致每年有大量的钢铁锈蚀，为阻止该反应的发牛，人们常采用在钢铁表面涂刷油漆或镀上其他金属等方法。这两种方法的共同原理是阻止钢铁与 接触。
(3)早在两汉时期，我国劳动人民就利用铁与硫酸铜溶液反应制取铜，称为“湿法炼铜”，即反应③。若用该方法制得铜16千克，理论上需要溶质质量分数为l0％的硫酸铜溶液多少千克
19 A、C均南-种或多种金属组成。为确定A的组成，进行如下图所示实验(部分产物略去)。已知B、E均为只含有一种溶质的溶液，B为浅绿色，E为蓝色。
(1)G是 。(写物质名称或化学式)
(2)为了分离溶液和不溶固体，在①处应进行的操作是 。
(3)反应②、③的化学方程式为：
② 。
③ 。
(4)比较反应③、④，它们的共同点是：(写2条)
。
(5)根据以上信息，对A的组成可做出的判断是 。(填序号)
A A中只含有Fe
B A中含有Fe和Cu
C A可能是铜锌合金
D A中一定含有Au
20 青少年看书、写字一定要爱护眼睛，台灯是在光线不足时常用的照明用具。
(1)图中标示的物质属于金属材料的有 。(填序号)
(2)灯管后面的反光片为铝箔。铝块能制成铝箔是利用了铝的 性。
(3)铝比铁活泼，但铝箔比铁螺丝钉耐腐蚀。铝制品耐腐蚀的原因是
。
(4)若要验证铜、铁、铝的活动性顺序，某同学已经选择了打磨过的铁丝，你认为他还需要的另外两种溶液是 。
※冲击高分※
1 有等质量的镁和铁，前者放入质量分数为10％的稀
硫酸中，后者放入质量分数为l0％的稀盐酸中，产
生氢气的质量随时间变化曲线如右图所示。下列说
法错误的是( )
A镁和铁中至少有一种剩余
B消耗的稀硫酸和稀盐酸质量相等
C消耗铁的质量一定大于消耗镁的质量
D产生氢气的质量相等
2 请从下列物质中选择适当的试剂，设计不同的方法对锌、铁、铜三种金属的活动性顺序进行探究：A锌片B铁钉C铜片D硫酸铜E稀硫酸F硫酸锌G硫酸亚铁
(1)方法一所选用的三种试剂是CuSO4、ZnSO4和 。(填化学式，下同)
(2)方法二所选用的四种试剂是Fe、Cu、Zn和 。
(3)方法三所选用的三种试剂是 。
3 请回答下列有关金属的问题。
(1)铝是活泼金属，为什么通常铝锅却很耐腐蚀
(2)右边是某探究实验装置图。一段时间后，能观察
到什么现象 (装置气密性良好，且开始时U型管两
端的红墨水液面相平)
(3)X、Y、Z是三种金属固体，将X和Y浸入稀硫
酸中，Y溶解并产生氢气，X无变化；将X和Z浸入硝酸银溶液中，X表面有银析出而Z无变化。
①判断X、Y、Z和银四种金属的活动性由强到弱的顺序。
②具体确定一种X后，写出X与硝酸银溶液反应的化学方程式。
4 锁是日常生活中常用的工具，其中的铁锁经常会生锈。
(1)铁锁在哪种情况下使用易生锈
(2)铁锁的各个部分通常采取了怎样的防锈措施 (举两个不同部位的
不同措施)
(3)如果铁质锁身生锈，可以用化学试剂除锈，请写出反应的化学方
程式。
(4)如果锁芯因生锈转动时有些不灵活，可以向锁芯中注入哪种无机物使之转动灵活
5 某化学兴趣小组用一氧化碳与氧化铁的反应来探究炼铁的原理，装置如下图所示。请回答有关问题：
(1)为避免一氧化碳污染空气，并回收利用一氧化碳，方框中连接的是C和D，导管接口的连接顺序为a→( ) →( ) →( )。C装置中NaOH的作用是 。
(2)实验开始时，应 (填“先加热再通CO”或“先通CO再加热”)，目的是 。
(3)实验进行一段时间后，玻璃管A中出现的现象为 ，反应方程式为 。
(4)除CO外，还有哪些物质可以还原Fe2O3： 。(请写一物质的化学式)
6 小明选择“铝丝和盐酸反应的快慢与什么因素有关”的课题开展探究。下表是他分别用相同质量的铝丝和足量稀盐酸反应的三组实验数据：
实验编号 盐酸的质量分数／％ 反应温度／℃ 铝丝消失的时间／s
① 3 20 500
② 6 20 300
③ 6 30 80
(1)写出铝和盐酸反应的化学方程式： 。
(2)实验②和③表明：该反应快慢与 有关。
(3)能表明盐酸浓度对反应快慢有影响的实验编号是： 和 。
(4)如果把实验①中盐酸的质量分数改为4％，请你推出铝丝消失时间(用t表示)的取值范围： 。
(5)该实验除了用铝丝消失的时间来衡量反应的快慢外，你还能提出新的方法来衡量该反应的快慢吗
方法： 。
(6)小明将稀盐酸换成耢硫酸继续实验，发现铝丝和稀硫酸反应现象不明显。
[发现问题]为什么铝丝易与稀盐酸反应而难与稀硫酸反应呢
[提出假设]C1一的存在使酸和铝的反应容易进行。
[设计实验]请你帮助小明设计一个合理的实验来验证假设。
7 下图是一些常见物质的转化关系，其中C是无色无刺激性的气体，且能使澄清石灰水变浑浊；E是一种无污染的清洁能源，其燃烧产物是H2O。
请根据上图，回答下列有关问题：
(1)红棕色粉末A和气体C、E的化学式分别为：A ；C ；E： 。
(2)G转化为H和A的反应类型是 反应；B转化成E和D的反应类型是
反应。
(3)①A与盐酸反应的化学方程式为： ；
②D和氯气化合生成F的化学方程式为： 。
(4)以上图中无色气体C为中心，延展如下图：
①请写出实现这两个转化的另一反应物J、K的化学式J ；K 。
②请完善由CO和CaCO3分别转变成无色气体C的转化关系图，在箭号上注明必要的反应条件和其他反应物。
8 为了测定某黄铜中锌的质量分数，某同学利用该合金与稀硫酸反应，进行了三次实验，所得相关的实验数据记录如下(实验中误差忽略不计)：
实验次数 第一次 第二次 第三次
所取合金的质量／g 25 25 50
所用稀硫酸的质量／g 120 160 100
生成氢气的质量／g 0.4 0.4 0.4
(1)从上表数据分析，当所取合金与所用稀硫酸的质量比为 时，表明合金中的锌与稀硫酸中的硫酸恰好完全反应。
(2)计算黄铜中锌的质量分数。
9 为测定某碳素钢样品中铁的质量分数，现取一定质量的样品粉末于质量为51.8g的烧杯中，然后逐步加入一定质量分数的稀硫酸，当加入80g稀硫酸时反应恰好完全，加入稀硫酸的质量与烧杯及烧杯内物质的总质量的关系如下图。
试通过计算完成下列填空：(不能整除时，结果保留一位小数)
(1)该实验取用的样品质量为： 。
(2)样品中铁的质量分数为： 。
(3)小王不慎在反应结束后，向烧杯中多加了20g稀硫酸，此时，溶液中亚铁离子在溶液总质量中的质量分数为： 。
答案
提分练习
1 B 2 D
跟踪练习
1 (1)产生气泡，溶液由无色变为浅绿色 铜丝 铝丝 溶液由浅绿色变为无色 (2)用砂纸打磨其表面的氧化铝 (3)把铜丝插入稀盐酸中 (4)Cu Fe Al 2 (1)在潮湿的空气中 (2)涂油、喷漆等 (3)在A、B、C、D四支试管中分别放入干燥的细铁丝、浸过食盐水的细铁丝、浸过清水的细铁丝、完全浸没在食盐水中的细铁丝，两天后观察，发现浸过食盐水的细铁丝锈蚀最严重
专项集训
能力提升
l A 2 C 3 D 4 C 5 B 6A 7 D 8C 9 C 10 B 11 A 12 D 13 C 14 D
15(1) A (2)铝与氧气反应在其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，从而保护里层的铝不再与氧气反应 (3)583.3 (4)Fe+CuSO4═══Cu+FeSO4
16 (1)混合物 (2)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 (3)氧气 水 (4)喷漆
17 (1) Fe2O3 (2)②
18 (1)CO(或H2或C) (2)氧气和水
(3)设需要10％的硫酸铜溶液的质量为x。
Fe+CuSO4═══FeSO4+Cu
160 64
10％x l6千克
160：64=10％x：16千克
x=400千克
19 (1)Cu(OH)2 (2)过滤 (3)C+2CuO2Cu+CO2↑
CuSO4+BaCl2═══BaSO4↓+CuCl2 (4)都属于复分解反应，且都产生沉淀
(5)B 20 (1)①②④ (2)延展 (3)铝与氧气反应表面形成致密氧化膜
(4)CuSO4和A12(SO4)，或硫酸铜和硫酸铝(其他合理答案均可)
冲击高分
1 B 2(1)Fe (2)H2SO4 (3)Zn、Cu、FeSO4
3(1)铝与氧气反应，其表面生成致密的氧化铝薄膜起保护作用。
(2)铁钉生锈，U型管液面变为左高右低。
(3)①Y>X>Ag>Z ②Cu+2AgNO3═══Cu(NO3)2+2Ag
4 (1)雨淋(或在潮湿空气中，或接触酸碱盐的溶液等)。 (2)锁身通常喷漆；锁钩通常是不锈钢或镀铬镍。 (3)Fe2O3+6HCl═══2FeCl3+3H2O (4)注入铅笔芯粉末(石墨粉)。
5 (1)d、b、e除去残余的二氧化碳 (2)先通CO再加热赶尽玻璃管内的空气，防止加热爆炸(3)固体由红棕色变成黑色3CO+ Fe2O32Fe+3CO2 (4)C或H2
6 (1)2Al+6HCl═══2AlC13+3H2↑ (2)温度 (3)① ② (4)300s< t <500s
(5)用排水法收集相同体积一瓶氢气所需时间的多少来衡量(或通过单位时间内生成氢气的量、温度变化来衡量等其他合理答案均可) (6)向两支试管中各加入铝丝和稀硫酸，再分别加入氯化钠溶液和硫酸钠溶液(或向放有铝丝和稀硫酸的试管中加入稀盐酸)。
7 (1) Fe2O3 CO2 H2 (2)分解 置换
(3)①Fe2O3+6HCl═══2FeCl3+3H2O ②2FeCl2+C12═══2FeCl3 (4)①C Ca(OH)2
②
(由CO或CaCO3转化为CO2的其他合理途径也行)
8 (1)1：4 (2)52％
9 (1)17g (2)98.8％ (3)14.4％
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第11专项 金属
点击重难点
一、金属材料
1金属元素的分布。
金属元素在自然界中分布很广，除极少数不活泼的金属(如铂、金、银)外，其余大多数以化合物形态存在，即金属矿物。
2金属的共同物理性质：有光泽、导电、导热、有延展性。
3现在应用广、产量高的前四种金属：铁、铝、铜、钛。
4合金：常见的合金有：不锈钢，锰钢、硅钢等；铁的合金有：生铁(含碳量为：2％～4.3％)、钢(含碳量为：0.03％~2％)。
二、金属的化学性质
1金属与氧气反应
例如：3Fe+2O2Fe3O4
4Al+3O22A12O3
说明：铁锈的主要成分是Fe2O3，铁生锈的条件是：铁与空气、水接触。
2金属与酸反应
例如：Fe+ H2SO4═══FeSO4+H2↑
2Al+6HCl═══2AlCl3+3H2↑
3金属与盐(金属的化合物溶液)反应
例如：Fe+CuSO4═══FeSO4+Cu
Cu+2AgNO3═══Cu(NO3)2+2Ag
说明：只有位于金属活动性顺序中前面的金属才能把位于后面的金属从它们的化合物溶液(即化合物必须溶于水)中置换出来。
三、金属的利用与保护
1常见的金属矿石
赤铁矿(主要成分：Fe2O3)、磁铁矿(主要成分：Fe3O4)、黄铁矿(主要成分：FeS2)、赤铜矿(主要成分：Cu2O)等。
2金属的冶炼原理
(1)高温还原：如Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
(2)加热分解：如2HgO2Hg+O2↑
(3)电解：如2A12O3 4Al+3O2↑
3金属的保护
防止金属锈蚀的方法：隔绝空气和水。如在金属表面涂油、镀保护膜等。
评析中考点
考点1 金属材料是现代生活和工业生产中应用极为普遍的一类物质。
(1)钛合金是21世纪的重要材料，具有熔点高、可塑性好、抗腐蚀性强、与人体有很好的“相容性”等优良性能。金属的下列用途：①用来作保险丝；②用来制人造骨；③用于制造船舶；④用于制造航天飞机。其中与钛合金性能符合的是 。(填序号)
(2)铁是一种最主要的金属材料，实验室里用一氧化碳还原氧化铁得到铁，实验过程中，先通入一氧化碳的目的是 。
炼铁厂常以焦炭、赤铁矿、空气等为主要原料炼铁，反应过程如下图：
写出②③两步的化学方程式 、 。
(3)金属的储量有限，而且不可再生，我们必须保护金属资源并进行金属的回收利用。某兴趣小组同学欲从含有硫酸、硫酸亚铁和硫酸铜的废液中，回收全部金属铜，应先加入 ，反应的化学方程式为： 、 。充分反应后过滤，滤渣中含有 。
继续处理可以得到纯净的金属铜和硫酸亚铁固体。
(4)在学习了金属资源保护内容以后，兴趣小组同学对金属的锈蚀做了观察，发现残留水的铁锅在与水面接触的部位最易生锈；家用的铜质水龙头也生了一层绿色的铜锈。回忆已有的知识，铁生锈的原因是 。那么铜生锈的原因是什么 查阅有关资料：铜锈的主要成分是Cu2(OH)2CO3。他们除了依照铁钉锈蚀条件的探究方法进行实验外，还补充做了铜锈蚀与 有关的实验。请写出一种防止铁或铜等金属制品生锈的具体方法
。
※思路点拨※
(1)据题目提供的信息钛合金熔点高可知①不符合，②③④正确。(2)因为一氧化碳具有可燃性，与管内的空气混合在加热的条件下易发生爆炸，所以加热前需将管内的空气排净。从炼铁的流程图可知：焦炭与足量的氧气反应生成二氧化碳，二氧化碳与焦炭在高温条件下反应生成一氧化碳，然后利用还原剂一氧化碳还原氧化铁。①②③的方程式分别为：C+ O2CO2，CO2+C2CO，3CO+Fe2O32Fe+3CO2。(3)因为废液中含有硫酸、硫酸亚铁和硫酸铜，要想得到纯净的金属铜和硫酸亚铁固体，必须加入金属铁，要想全部回收金属铜，则需加入过量的铁粉，所以充分反应后过滤，滤渣中含有铜和铁。有关反应的化学方程式为：Fe+H2SO4═══Fe SO4+ H2↑，Fe+CuSO4═══FeSO4+ Cu。(4)据铜锈的成分Cu2(OH)2CO)3和质量守恒定律可推出，铜生锈一定与空气中的二氧化碳有关，所以应补充铜锈蚀与二氧化碳有关的实验。
※解答辨析※
(1)②③④ (2)赶走管内的空气，防止爆炸CO2+C2CO 3CO+Fe2O32Fe+3CO2
(3)稍过量铁粉Fe+H2SO4═══Fe SO4+ H2↑ Fe+CuSO4═══FeSO4+Cu Fe、Cu (4)与空气中的氧气、水同时接触 CO2 保持金属表面的洁净与干燥
※考点点评※
此题具有较强的综合性，它不仅几乎全面考查了金属和金属材料的有关知识，同时还考查了同学们的实验探究能力、反思习惯和资源意识。解此类题要善于从题中获取信息，熟悉金属的冶炼、金属的性质及金属资源的保护是解题的关键．要用推理、对比的方法解决问题。
考点2 某同学探究金属单质的活泼性时发现：X、Y都能与稀硫酸反应放出氧气而Z不能；Y能在X的盐溶液中置换出X。则它们的金属活动顺序为( )
A X>Y>(H)>Z B Y>X>(H)>Z
C X>Z>(H)>Y D Y>(H)>X>Z
※思路点拨※
X、Y能与稀硫酸反应说明在金属活动性顺序中排在氢的前面，Z不能反应，说明排在氢的后面；Y能置换出X的盐溶液中的X，说明Y排在X的前面，所以它们的金属活动顺序为Y>X>(H)>Z。
※解答辨析※
B
※考点点评※
金属活动性顺序在实际应用中有以下三个方面的意义：
(1)在金属活动性顺序中，金属的位置越靠前，在水溶液中就越容易失去电子变成离子，它的活动性就越强。根据金属在该顺序中的位置，可判断它的化学活动性。
(2)在金属活动性顺序中，排在氢前面的金属能置换出酸里的氢，排在氢后面的金属不能置换出酸里的氢，且位置越靠前，反应越剧烈。根据金属的位置判断能否与酸发生置换反应，产生氢气。
(3)在金属活动性顺序中，只有排在前面的金属，才能把排在后面的金属从它们的盐溶液里置换出来。根据金属单质和盐中金属离子在金属活动性顺序中的位置，判断金属单质能否跟盐溶液发生置换反应。
考点3 (1)相同质量的铝、镁、铁、锌分别与足量的稀盐酸反应，放出H2( )
A锌最多 B铝最多
C镁最多 D一样多
(2)相同质量、相同质量分数的稀盐酸分别与足量的Al、Mg、Fe、Zn反应，放出H2( )
A锌最多 B铝最多
C一样多 D无法判断
※思路点拨※
(1)酸是足量的，则金属完全反应，可推出相同质量的四种金属完全反应，生成氢气最多的是Al，所以应选B。
(2)金属是足量的，说明酸完全反应，因为酸是相同质量、相同质量分数，所以产生氢气的质量也相同，即答案为C。还有一种类型的题需注意，就是题目中既来说明金属过量，又未说明酸过量，此时则应选D，无法判断。
※解答辨析※
(1)B (2)C
※考点点评※
(1)金属与酸反应求氢气可用公式：m(H2)= ×该金属的实际质量，来计算。要准确快速解答此类问题，我们首先要抓住蕴含重要信息的题眼：金属与酸反应中，过量的是酸还是金属。亦即，我们首先要找到反应参照的标准，是以金属为标准，还是以酸为标准，或者都不确定。(1)若以金属为标准(酸是足量的)，不论是与稀硫酸还是稀盐酸反应，产生氢气的量是：Al>Mg>Fe>Zn。(2)若以酸为标准(金属是足量的)，产生氢气的质量相等。(3)若无标准(既未说明金属过量，又未说明酸过量)，则无法判断。
考点4 A、B、C、D、E为初中化学常见的物质，其中A、C为金属单质，E为非金属单质，下图是它们之间的相互转化关系。请回答：
(1)反应①的基本反应类型是 ，其化学方程式为 。
(2)C的化学式为 。
(3)写出物质E和B在加热条件下反应的化学方程式： 。
(4)上图转化中产生无色气体E的原因是 。
※思路点拨※
根据巳知条件可确定A为Cu，在空气中，加热条件下Cu可与O2反应生成CuO，由于加入的硫酸是过量的，所以X溶液中含有H2SO4、CuSO4两种溶质。根据D溶液为浅绿色，可确定C为Fe。Fe与H2SO4反应会产生H2，所以E为H2。
※解答辨析※
(1)化合反应O2+2Cu2CuO (2)Fe (3)H2+CuOCu+H2O (4)铁与过量的稀硫酸反应产生氢气
※考点点评※
此题是推断物质的题型，通过几步的实验现象确定物质的种类，这需要学生具备一定的推断基础，在解此类题型时，学生较难把握的是通过审题确定所给条件，这就必须对题目中的每一句话进行严密分析，争取将所有的信息进行合理的归纳、总结，找出解决问题的突破口。
聚焦失分点
易错1 如图表示等质量的金属Mg和Al分别与足
量且相同的稀硫酸反应，下列叙述正确的是( )
A x表示反应所用时间，y表示生成氢气的质量
B x表示生成氢气的质量，y表示反应所用时间
C x表示滴加稀硫酸的质量，y表示生成氢气的质量
D x表示参加反应金属的质量，y表示生成氢气的质量
※对症下药※
金属与酸反应产生氢气的质量与金属和酸溶液的质量、种类有关，反应的速率与金属的活动性有关。分析此类题目要从横坐标与纵坐标分别进行分析和推理，同学们对同类知识不仅要不断地理解和应用，还要寻求带有普遍性的规律，重点加强对探究过程和方法的把握。由图像知，刚开始反应时Mg、Al的反应在一条线上，因Mg、Al的活动性不同，反应的速率也不同，则不能表示速率图像，即A、B不正确；因加入酸的质量相同，若酸完全反应则产生的氢气质量一定相同，即C正确；相同质量的金属与酸反应，产生的氢气质量不同，故D不正确。
※提分练习※
1 在托盘天平两端各放一只烧杯，调节平衡。在两只烧杯里加人等质量、等质量分数的稀盐酸，然后在左右两烧杯中分别放入质量相等的镁和铝，待充分反应后，镁有剩余，则还可以观察到的现象是( )
①天平保持平衡 ②铝也有剩余 ③天平指针偏向放镁的一方 ④天平指针偏向放铝的一方
A只有① B ①和②
C ②和④ D只有③
易错2 氧化铜和铁粉的混合物中加入一定质量稀硫酸，反应停止后，过滤除去不溶物。向滤液中加入一块薄铁片，铁片上没有任何变化，根据上述实验现象判断下列结论，正确的是( )
A滤出的不溶物中只有铜，不可能含铁
B滤出的不溶物中只有铁，不可能含铜
C滤出的不溶物中一定含铜，可能含铁
D滤液中一定舍FeSO4，不可能有CuSO4和H2SO4
※对症下药※
本题主要考查了铁和氧化铜及酸反应、铁与硫酸铜溶液反应以及对金属活动性的掌握情况。另外还考查了学生的分析、判断能力。解答此题的关键是能正确地运用金属活动性顺序分析、解决有关问题。由题意知，本题共发生了以下3个化学反应：CuO+ H2SO4═══CuSO4+ H2O，Fe+ H2SO4═══FeSO4+ H2↑，Fe+CuSO4═══FeSO4+Cu，可见，滤液中肯定含有FeSO4，是否有CuSO4和H2SO4要看Fe的量的多少、，根据题中给出的重要条件“向滤液中加入一块薄铁片，铁片上没有任何变化”，可推知滤液中不含有CuSO4和H2SO4。因为滤液中无CuSO4和H2SO4，铁就有可能有剩余。因此滤出的不溶物中一定有Cu，也可能含有( )
※提分练习※
2 向含有AgNO3、Zn(NO3)2的混合溶液中加入过量的铁粉，充分反应后过滤，滤出的固体中一定含有的是( )
A Ag、Zn、Fe B Ag、Zn
C Zn、Fe D Ag、Fe
探究与思考
探究1 某学校在探究铝的化学性质时，实验情况如下：
实验操作
实验现象 开始时，铝片表面有气泡 开始时，铝片表面没有明显现象
[提出问题] 银片放入稀硫酸中，开始时为什么没有明显现象
[提出假设] 假设l：铝片表面有致密的氧化膜阻碍丁反应的进行。
假设2：所用稀硫酸的浓度太小。
假设3：铝片与稀硫酸反应需要加热。
[实验设计]
你选择的假设是 。请选择恰当的实验用品进行实验，证明假设成立。
有以下实验用品：大小相同的铝片、l0％的稀硫酸、30％的稀硫酸、氯化钠、试管、试管夹、酒精灯、镊子、药匙、砂纸。
实验步骤(文字叙述或图示均可) 观察到的现象 结论
假设成立
[评价与反思] 通过这次探究，你从中得到的启示是： 。
※思路点拨※
金属专题中考探究围绕金属活动性展开的比较多，本题是在探究金属活动性实验的一个变化，最近中考中常有出现“铝片放入稀硫酸中，开始时为什么没有明显现象 ”包含高中化学知识，学生不了解更能体现探究的价值。
※解答辨析※
[实验设计] 1或2或3
方案l
操作步骤(用文字叙述或图示均可) 观察到的现象 结论
将打磨后的铝片放入试管中，加入l0％的稀硫酸 若有气泡产生 假设成立
方案2
操作步骤(用文字叙述或图示均可) 观察到的现象 结论
取一支试管，放入一块铝片，加入30％的稀硫酸少许 若有气泡产生 假设成立
方案3
操作步骤(用文字叙述 或图示均可) 观察到的现象 结论
取一支试管，放入一块铝片，加入l0％的稀硫酸少许，然后加热 若有气泡产生 假设成立
[评价与反思] 善于发现问题，大胆质疑，勇于探究(只要答案合理均可)
※考点点评※
本题的考查重点是方案设计，而关键是过程中必须控制好变量。
※跟踪练习※
1 同学们一起探究铝、铁、铜三种金属的活动性，小刚同学设计了用铜丝、铁丝、铝丝和稀盐酸，只用一支试管，取一·次盐酸的探究方案。请你和他们一起完善下表的探究方案并醐答有关问题。
(1)填表。
实验步骤 观察到的现象
①在试管中取少量盐酸，插入铁丝，充分作用。
②在①所得的溶液中，插入 ，充分作用。 无明显现象
③在②所得的溶液中插入 ，充分作用。
结论：金属活动性Al>Fe>Cu。
(2)将铝丝插入前应进行的操作是 。
(3)小华同学认为在小刚设计的方案中，只要补充一个实验。就可得出Al>Fe>H>Cu的结论。小华要补充的实验是 。
(4)小强同学认为要得到Al>Fe>H>Cu的结论，不必做补充实验，只需将小刚同学方案中插入金属的顺序调整即可，你认为调整后插入金属的顺序是 。
探究2 请你参与某学习小组的探究活动，并回答相关问题：
[发现问题] 小丽发现盛水的铁锅在与水面接触的部位最易生锈；小茜发现自已的铜制眼镜框表面出现了绿色的铜锈；小玲发现苹果切开不久，果肉上会产生意层咖啡色物质，好像生了“锈”一般。
[提出问题] 这三种物质“生锈”的原因是什么
[收集证据] (1)回忆已有知识：铁生锈的条件是 。
(2)查阅有关资料：“铜锈”的主要成分是Cu2(OH)2CO3(俗称铜绿)；苹果“生锈”是果肉里的物质(酚和酶)与空气中的氧气发生了一系列的反应，生成咖啡色的物质。
(3)实验探究：将四小块铜片分别按下图所示放置一个月，观察现象如下：
实验装置
实验现象 铜片不生锈 铜片不生锈 铜片不生锈 铜片生锈且水面附近锈蚀最严重
由实验可知：铜生锈是铜与水、 、 等物质共同作用的结果。
[得出结论] 经过交流讨论，三位同学认为这些物质“生锈”除了可能与水有关外，还可能都与 (填物质名称)有关。
[反思与应用]利用所得结论填空：
(1)写出一种防止铁或铜等金属制品生锈的具体方法 。
(2)请你提出一条延长食品保质期的建议 。
※思路点拨※
本题以一个研究课题为背景，通过发现问题、提出问题、收集证据、实验探究等步骤，让我们身临其境地去体验科学探究的过程，并要求结合实验原理，进行分析，从而得出结论，并对结果进行反思和应用。通过对实验装置的分析，铜生锈是铜与水、氧气、二氧化碳共同作用的结果，根据铁生锈的有关知识和题中信息，综合判断知，铁、铜、苹果的“生锈”都与空气中的水和氧气有关。知道锈蚀的原因后，不难找出应用的方法。
※解答辨析※
[收集证据] (1)铁与氧气和水同时接触 (3)氧气(或O2)、二氧化碳(或CO2) [得出结论]氧气 [反思与应用] (1)保持金属制品表面的洁净和干燥(或表面镀上保护膜等) (2)将
食品进行真空包装等
※考点点评※
这类化学探究题，实验组的设计非常关键。
※跟踪练习※
2 为探究铁锈蚀的影响因素，某兴趣小组做了如下实验。
[实验方案] 将3枚洁净的铁钉同时置于如图所小环境下的试管中，观察铁钉锈蚀情况。
[实验现象]3天后，I、Ⅲ中铁钉不生锈，Ⅱ中铁钉明显生锈。
[获得结论]
(1)对照实验I、Ⅱ，可知铁锈蚀的条件之一为 。
(2)防止铁锈蚀的一种方法是 。
[拓展探究]
(3)小明发现海边的铁器很容易生锈，从而猜测氯化钠能加快铁的锈蚀。请设计实验方案验证小明的猜想
。
专项集训
※能力提升※
1 现有甲、乙、丙三种金属，分别与空气和氧气反应，现象如下表所示：
甲 乙 丙
空气 剧烈燃烧 变黑 变黑
氧气 更剧烈燃烧 变黑 剧烈燃烧
据以上信息，这三种金属活动性由强到弱排列是( )
A甲>丙>乙 B甲>乙>丙
C乙>丙>甲 D丙>乙>甲
2 铁制品在通常情况下很易生锈，制造时往往在铁制品表面电镀一层铜起舫锈作用。下列说法正确的是( )
A镀铜铁制品不可以在弱酸性条件下使用
B镀铜铁制容器可盛硝酸银溶液
C镀铜铁制品不易生锈的原因之一是使铁隔绝了空气
D镀铜铁制品是一种合金
3 小明为了检验运动会中获得的铜牌是否由纯铜制成，下列方法中最合理的是( )
A观察铜牌颜色 B测铜牌的质量
C测铜牌的体积 D测铜牌的密度
4 钢的质地坚硬，机械性能好，有弹性和延展性，是最常见、应用较广的一种材料。但由于易锈蚀，每年损失的钢铁约占总产量的四分之一。下列属于钢的化学性质的是( )
A有弹性 B质地坚硬
C易锈蚀 D有延展性
5 菜刀在生活中有重要应用。下列情况中，菜刀腐蚀由快到慢的是( )
①切青菜后用清水冲洗 ②切湿咸菜后未清洗 ③切肥猪肉后放置
A ①③② B ②①③
C ③①② D ③②①
6 下列关于铁的叙述正确的是( )
A切过泡菜的菜刀比置于潮湿空气中的菜刀更易生锈
B铁与稀盐酸反应，生成FeCl3和H2
C能用铁桶盛装农药波尔多液
D用稀硫酸除铁锈，生成FeSO4和H2O
7 某化学兴趣小组为测定Fe、cu、Ag三种金属的活动性顺序设计了四种方案，每种方案所用的试剂如下，其中你认为不可行的是( )
A Fe、Ag、CuSO4溶液
B Fe、Cu、AgNO3溶液、稀盐酸
C Cu、FeCl2溶液、AgNO3溶液
D Cu、Ag、Fe、稀盐酸
8 往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，向滤渣中加入稀盐酸，无气泡产生。根据上述现象，你能得出的结论是( )
A滤渣中一定有Fe粉
B滤渣中一定有Cu粉
C滤液中一定有Fe2+
D滤液中一定有Ag+、Cu2+
9 相同质量的M、N两种活泼金属，分别与足量质量
分数为8％的盐酸反应(M、N在生成物中均为+2价
)，生成H2质量和反应时间的关系如右图。下列叙
述正确的是( )
A金属的活泼性N>M
B两个反应生成H2的体积相等
C相对原子质量N>M
D两个反应消耗盐酸的质量一定相等
10 向100mL硫酸铜溶液中加入一定量的铁粉充分反应后过滤。下列情况可能出现的是( )
A滤液只有硫酸铜，滤出固体只有铁
B滤液只有硫酸亚铁，滤出固体为铁、铜
C滤液只有硫酸铜、滤出固体只有铜
D滤液有硫酸亚铁、硫酸铜，滤出固体为铁
11 对甲、乙、丙三种金属活动性的实验研究过程如下：(1)取大小相等的三种金属片，分别放入CuSO4溶液中，一段时间后，甲、丙表面出现红色物质，乙没有现象。(2)取大小相等的甲、丙两种金属片，分别放入相同的稀盐酸中，甲、丙表面都产生气泡，但甲产生气泡的速度明显比丙的快。则甲、乙、丙三种金属的活动性顺序是( )
A甲>丙>乙 B丙>乙>甲
C甲>乙>丙 D丙>甲>乙
12 通过置换反应可判断金属活动性顺序，某同学通过实验来比较铜、铝、汞的金属活动性顺序，现有铜、铝、汞的三种单质，如果另外只用一种试剂达到实验目的，则应选用下列试剂中的( )
A稀硫酸 B氯化铝溶液
C硝酸汞溶液 D硫酸铜溶液
13 把铝箔放入CuCl2溶液中，铝箔表面覆盖了红色物质，一会儿又有大量气泡冒出。同学们对“放出气体”这一异常现象进行猜想、实验。其中没有价值的是( )
A小宇同学推测气体是氢气并检验
B小琪同学猜想CuCl2溶液呈酸性并测定
C小寒同学认为气体是氨气并检验
D小梁同学认为试剂变质，更换后再实验
14 下列各组物质不能发生反应的是( )
A镁与稀硫酸 B锌与硫酸铜溶液
C铝与硝酸银溶液 D汞与氯化铜溶液
15 铝、铁、铜是我们生活中常见的金属。
(1)下列生活用品中，主要利用金属具有良好导热性的是 。(填序号)
(2)铝具有很好的抗腐蚀性能，原因是 。
(3)在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳可把铁从铁矿石里还原出来。某炼铁厂现用l 000t含氧化铁80％的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96％的生铁的质量是
t。(计算结果精确到0.1)
(4)工人师傅切割铁板时，用硫酸铜溶液在铁板上画线可留下红色的印迹。其反应的化学方程式为 。
16 钢铁在生产、生活中有广泛的用途。建造七海世博会的中国馆——“东方之冠”的核心筒就是用四根巨型钢筋混凝土制成的，其中用了大量的钢铁。
(1)钢铁属于 。(填“纯净物”或“混合物”)
(2)炼铁厂常以焦炭、赤铁矿(主要成分是氧化铁Fe2O3)、空气等为主要原料炼铁，请写出一氧化碳与氧化铁在高温下反应的化学方程式： 。
(3)每年世界上钢铁的产量很高，钢铁的锈蚀也给人类带来了巨大的损失。铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟空气中的 和 共同作用的结果。
(4)为了防止钢铁锈蚀，人们常采用 的方法来达到目的。(任写一种)
17 有同学将金属氧化物知识整理如下：
氧化钾 氧化钙 氧化钠 氧化镁 氧化铝 氧化锌 氧化铁 氧化铜
K2O CaO Na2O MgO A12O3 ZnO CuO
(1)写出表中氧化铁的化学式。
(2)表中的排列规律是根据金属 排列的。(填序号)
①元素化合价 ②活动性顺序 ③原子的相对原子质量
18 构建知识网络是一种重要的学到方法。图为某同学绘制的铁的化学性质网络示意图。请分析回答下列问题：
(1)反应①中可用 (填化学式)作还原剂。
(2)反应②导致每年有大量的钢铁锈蚀，为阻止该反应的发牛，人们常采用在钢铁表面涂刷油漆或镀上其他金属等方法。这两种方法的共同原理是阻止钢铁与 接触。
(3)早在两汉时期，我国劳动人民就利用铁与硫酸铜溶液反应制取铜，称为“湿法炼铜”，即反应③。若用该方法制得铜16千克，理论上需要溶质质量分数为l0％的硫酸铜溶液多少千克
19 A、C均南-种或多种金属组成。为确定A的组成，进行如下图所示实验(部分产物略去)。已知B、E均为只含有一种溶质的溶液，B为浅绿色，E为蓝色。
(1)G是 。(写物质名称或化学式)
(2)为了分离溶液和不溶固体，在①处应进行的操作是 。
(3)反应②、③的化学方程式为：
② 。
③ 。
(4)比较反应③、④，它们的共同点是：(写2条)
。
(5)根据以上信息，对A的组成可做出的判断是 。(填序号)
A A中只含有Fe
B A中含有Fe和Cu
C A可能是铜锌合金
D A中一定含有Au
20 青少年看书、写字一定要爱护眼睛，台灯是在光线不足时常用的照明用具。
(1)图中标示的物质属于金属材料的有 。(填序号)
(2)灯管后面的反光片为铝箔。铝块能制成铝箔是利用了铝的 性。
(3)铝比铁活泼，但铝箔比铁螺丝钉耐腐蚀。铝制品耐腐蚀的原因是
。
(4)若要验证铜、铁、铝的活动性顺序，某同学已经选择了打磨过的铁丝，你认为他还需要的另外两种溶液是 。
※冲击高分※
1 有等质量的镁和铁，前者放入质量分数为10％的稀
硫酸中，后者放入质量分数为l0％的稀盐酸中，产
生氢气的质量随时间变化曲线如右图所示。下列说
法错误的是( )
A镁和铁中至少有一种剩余
B消耗的稀硫酸和稀盐酸质量相等
C消耗铁的质量一定大于消耗镁的质量
D产生氢气的质量相等
2 请从下列物质中选择适当的试剂，设计不同的方法对锌、铁、铜三种金属的活动性顺序进行探究：A锌片B铁钉C铜片D硫酸铜E稀硫酸F硫酸锌G硫酸亚铁
(1)方法一所选用的三种试剂是CuSO4、ZnSO4和 。(填化学式，下同)
(2)方法二所选用的四种试剂是Fe、Cu、Zn和 。
(3)方法三所选用的三种试剂是 。
3 请回答下列有关金属的问题。
(1)铝是活泼金属，为什么通常铝锅却很耐腐蚀
(2)右边是某探究实验装置图。一段时间后，能观察
到什么现象 (装置气密性良好，且开始时U型管两
端的红墨水液面相平)
(3)X、Y、Z是三种金属固体，将X和Y浸入稀硫
酸中，Y溶解并产生氢气，X无变化；将X和Z浸入硝酸银溶液中，X表面有银析出而Z无变化。
①判断X、Y、Z和银四种金属的活动性由强到弱的顺序。
②具体确定一种X后，写出X与硝酸银溶液反应的化学方程式。
4 锁是日常生活中常用的工具，其中的铁锁经常会生锈。
(1)铁锁在哪种情况下使用易生锈
(2)铁锁的各个部分通常采取了怎样的防锈措施 (举两个不同部位的
不同措施)
(3)如果铁质锁身生锈，可以用化学试剂除锈，请写出反应的化学方
程式。
(4)如果锁芯因生锈转动时有些不灵活，可以向锁芯中注入哪种无机物使之转动灵活
5 某化学兴趣小组用一氧化碳与氧化铁的反应来探究炼铁的原理，装置如下图所示。请回答有关问题：
(1)为避免一氧化碳污染空气，并回收利用一氧化碳，方框中连接的是C和D，导管接口的连接顺序为a→( ) →( ) →( )。C装置中NaOH的作用是 。
(2)实验开始时，应 (填“先加热再通CO”或“先通CO再加热”)，目的是 。
(3)实验进行一段时间后，玻璃管A中出现的现象为 ，反应方程式为 。
(4)除CO外，还有哪些物质可以还原Fe2O3： 。(请写一物质的化学式)
6 小明选择“铝丝和盐酸反应的快慢与什么因素有关”的课题开展探究。下表是他分别用相同质量的铝丝和足量稀盐酸反应的三组实验数据：
实验编号 盐酸的质量分数／％ 反应温度／℃ 铝丝消失的时间／s
① 3 20 500
② 6 20 300
③ 6 30 80
(1)写出铝和盐酸反应的化学方程式： 。
(2)实验②和③表明：该反应快慢与 有关。
(3)能表明盐酸浓度对反应快慢有影响的实验编号是： 和 。
(4)如果把实验①中盐酸的质量分数改为4％，请你推出铝丝消失时间(用t表示)的取值范围： 。
(5)该实验除了用铝丝消失的时间来衡量反应的快慢外，你还能提出新的方法来衡量该反应的快慢吗
方法： 。
(6)小明将稀盐酸换成耢硫酸继续实验，发现铝丝和稀硫酸反应现象不明显。
[发现问题]为什么铝丝易与稀盐酸反应而难与稀硫酸反应呢
[提出假设]C1一的存在使酸和铝的反应容易进行。
[设计实验]请你帮助小明设计一个合理的实验来验证假设。
7 下图是一些常见物质的转化关系，其中C是无色无刺激性的气体，且能使澄清石灰水变浑浊；E是一种无污染的清洁能源，其燃烧产物是H2O。
请根据上图，回答下列有关问题：
(1)红棕色粉末A和气体C、E的化学式分别为：A ；C ；E： 。
(2)G转化为H和A的反应类型是 反应；B转化成E和D的反应类型是
反应。
(3)①A与盐酸反应的化学方程式为： ；
②D和氯气化合生成F的化学方程式为： 。
(4)以上图中无色气体C为中心，延展如下图：
①请写出实现这两个转化的另一反应物J、K的化学式J ；K 。
②请完善由CO和CaCO3分别转变成无色气体C的转化关系图，在箭号上注明必要的反应条件和其他反应物。
8 为了测定某黄铜中锌的质量分数，某同学利用该合金与稀硫酸反应，进行了三次实验，所得相关的实验数据记录如下(实验中误差忽略不计)：
实验次数 第一次 第二次 第三次
所取合金的质量／g 25 25 50
所用稀硫酸的质量／g 120 160 100
生成氢气的质量／g 0.4 0.4 0.4
(1)从上表数据分析，当所取合金与所用稀硫酸的质量比为 时，表明合金中的锌与稀硫酸中的硫酸恰好完全反应。
(2)计算黄铜中锌的质量分数。
9 为测定某碳素钢样品中铁的质量分数，现取一定质量的样品粉末于质量为51.8g的烧杯中，然后逐步加入一定质量分数的稀硫酸，当加入80g稀硫酸时反应恰好完全，加入稀硫酸的质量与烧杯及烧杯内物质的总质量的关系如下图。
试通过计算完成下列填空：(不能整除时，结果保留一位小数)
(1)该实验取用的样品质量为： 。
(2)样品中铁的质量分数为： 。
(3)小王不慎在反应结束后，向烧杯中多加了20g稀硫酸，此时，溶液中亚铁离子在溶液总质量中的质量分数为： 。
答案
提分练习
1 B 2 D
跟踪练习
1 (1)产生气泡，溶液由无色变为浅绿色 铜丝 铝丝 溶液由浅绿色变为无色 (2)用砂纸打磨其表面的氧化铝 (3)把铜丝插入稀盐酸中 (4)Cu Fe Al 2 (1)在潮湿的空气中 (2)涂油、喷漆等 (3)在A、B、C、D四支试管中分别放入干燥的细铁丝、浸过食盐水的细铁丝、浸过清水的细铁丝、完全浸没在食盐水中的细铁丝，两天后观察，发现浸过食盐水的细铁丝锈蚀最严重
专项集训
能力提升
l A 2 C 3 D 4 C 5 B 6A 7 D 8C 9 C 10 B 11 A 12 D 13 C 14 D
15(1) A (2)铝与氧气反应在其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，从而保护里层的铝不再与氧气反应 (3)583.3 (4)Fe+CuSO4═══Cu+FeSO4
16 (1)混合物 (2)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 (3)氧气 水 (4)喷漆
17 (1) Fe2O3 (2)②
18 (1)CO(或H2或C) (2)氧气和水
(3)设需要10％的硫酸铜溶液的质量为x。
Fe+CuSO4═══FeSO4+Cu
160 64
10％x l6千克
160：64=10％x：16千克
x=400千克
19 (1)Cu(OH)2 (2)过滤 (3)C+2CuO2Cu+CO2↑
CuSO4+BaCl2═══BaSO4↓+CuCl2 (4)都属于复分解反应，且都产生沉淀
(5)B 20 (1)①②④ (2)延展 (3)铝与氧气反应表面形成致密氧化膜
(4)CuSO4和A12(SO4)，或硫酸铜和硫酸铝(其他合理答案均可)
冲击高分
1 B 2(1)Fe (2)H2SO4 (3)Zn、Cu、FeSO4
3(1)铝与氧气反应，其表面生成致密的氧化铝薄膜起保护作用。
(2)铁钉生锈，U型管液面变为左高右低。
(3)①Y>X>Ag>Z ②Cu+2AgNO3═══Cu(NO3)2+2Ag
4 (1)雨淋(或在潮湿空气中，或接触酸碱盐的溶液等)。 (2)锁身通常喷漆；锁钩通常是不锈钢或镀铬镍。 (3)Fe2O3+6HCl═══2FeCl3+3H2O (4)注入铅笔芯粉末(石墨粉)。
5 (1)d、b、e除去残余的二氧化碳 (2)先通CO再加热赶尽玻璃管内的空气，防止加热爆炸(3)固体由红棕色变成黑色3CO+ Fe2O32Fe+3CO2 (4)C或H2
6 (1)2Al+6HCl═══2AlC13+3H2↑ (2)温度 (3)① ② (4)300s< t <500s
(5)用排水法收集相同体积一瓶氢气所需时间的多少来衡量(或通过单位时间内生成氢气的量、温度变化来衡量等其他合理答案均可) (6)向两支试管中各加入铝丝和稀硫酸，再分别加入氯化钠溶液和硫酸钠溶液(或向放有铝丝和稀硫酸的试管中加入稀盐酸)。
7 (1) Fe2O3 CO2 H2 (2)分解 置换
(3)①Fe2O3+6HCl═══2FeCl3+3H2O ②2FeCl2+C12═══2FeCl3 (4)①C Ca(OH)2
②
(由CO或CaCO3转化为CO2的其他合理途径也行)
8 (1)1：4 (2)52％
9 (1)17g (2)98.8％ (3)14.4％
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