第2节 金属的化学性质(1)
[学生用书A18]
1．[2019·温州]银是一种银白色金属，密度较大，具有良好的导电性，长期放置会被氧化而发黑。其中属于银的化学性质的是( D )
A．银白色
B．密度较大
C．导电性良好
D．能被氧化
2．将燃着的镁带伸入盛有二氧化碳的集气瓶中，镁带剧烈燃烧，发生的反应为2Mg＋CO22MgO＋C。下列叙述错误的是( A )
A．该反应属于复分解反应
B．该反应属于置换反应
C．该反应说明二氧化碳具有助燃性
D．镁着火时不能用二氧化碳灭火器扑灭
3．为了探究影响锌与盐酸反应剧烈程度的因素，某学习小组设计了下列实验。下列说法正确的是( A )
实验①
实验②
实验③
A.
对比实验①和②，可研究盐酸的浓度对反应剧烈程度的影响
B．对比实验②和③，可研究盐酸的浓度对反应剧烈程度的影响
C．对比实验②和③，可研究温度对反应剧烈程度的影响
D．对比实验①和②，可研究温度对反应剧烈程度的影响
4．收藏家收藏的清末铝制品，至今保存十分完好。该艺术品不易锈蚀的主要原因是( C )
A．铝不易发生化学反应
B．铝不会发生化学反应
C．铝易氧化，其表面的氧化膜具有保护内部的铝的作用
D．铝很难与酸发生反应
5．[2019·杭州二模]金属镁可与热水反应生成氢氧化镁和氢气，所得溶液呈碱性，可使酚酞试液显红色。某同学将镁条放在水中煮沸，看到镁条表面有气泡产生，过一会儿镁条表面气泡消失。趁热取出部分溶液，滴加酚酞试液，变为红色，放置在空气中一段时间后，发现溶液的红色褪去了。以下判断不合理的是( B )
A．溶液红色褪去的原因是溶液中OH－数目减少
B．实验说明氢氧化镁的溶解度随温度降低而增大
C．气泡消失的原因是析出的氢氧化镁覆盖在镁条表面
D．镁条表面有气泡产生是由于发生反应：Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑
6．[2018·河南]铜丝作导线是利用了其良好的__导电__性；铁锈(主要成分是Fe2O3)可用__稀盐酸(或稀硫酸)__除去，该反应的生成物为H2O和__氯化铁(或硫酸铁)__；铝制品耐腐蚀是因其表面生成了致密的氧化铝薄膜，该反应的化学方程式为__4Al＋3O2===2Al2O3__。
7．下列不能正确表示向一定质量的稀硫酸中不断加入铁粉的图像的是( C )
A
B
C
D
8．[2019·绍兴]将质量均为10g的Mg、Fe、Zn三种金属分别放入质量和溶质质量分数均相同的三份稀硫酸中，反应完成后，生成氢气的质量关系不可能是( D )
A
B
C
D
【解析】
Mg、Fe、Zn三种金属与硫酸反应时均按1∶1的比例反应，Mg、Fe、Zn的相对原子质量分别为24、56、65，当Zn、Fe不足时，Mg、Fe、Zn反应生成氢气的质量Mg＞Fe＞Zn，图像可能是B选项；当Fe恰好完全反应或过量、Zn不足时，反应生成的氢气的质量Mg＝Fe＞Zn，图像可能是C选项；当Zn恰好完全反应或过量时，三份硫酸生成氢气的质量相等，图像可能是A选项。(或借助数轴分析，以稀硫酸的质量为变量，，设所加稀硫酸的质量为m。10g
Zn恰好完全反应时，消耗稀硫酸的质量为mZn，10g
Fe恰好完全反应时，消耗稀硫酸的质量为mFe，10g
Mg恰好完全反应时，消耗稀硫酸的质量为mMg。根据稀硫酸是否完全反应及相同质量的金属完全反应生成氢气质量的大小，由数轴可知：当m≤mZn时，A项符合；当m＞mFe时，B项符合；当mZn＜m≤mFe时，C项符合。)
9．[2019·杭州一模联考]小乐将一片未经打磨的铝片放入一盛有稀盐酸的容器后，将容器密封。容器内的气压变化如图所示。则下列分析错误的是( B )
图2－2－1
A．ab段气压变化不明显的原因是铝表面的氧化铝先与稀盐酸反应
B．bc段气压显著增大的唯一原因是铝与稀盐酸反应产生大量氢气
C．bc段铝与稀盐酸反应速率先变快后变慢，导致变慢的主要原因是稀盐酸的浓度降低
D．cd段气压逐渐下降的主要原因是反应结束后温度降低
10．铝箔是现代生活中常见的包装材料，放置久了，其银白色光泽会变暗淡，故又称假银箔。为测量铝箔中单质铝的质量分数，小柯取1.9g铝箔样品与50.0g稀盐酸充分反应(2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑)，铝箔完全溶解后剩余溶液的总质量为51.7g。计算样品中单质铝的质量分数。
【答案】
生成氢气的质量为1.9g＋50g－51.7g＝0.2g。设生成0.2g氢气，需要参加反应的单质铝的质量为x。
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
54 6
x
0.2g
＝，x＝1.8g，
样品中单质铝的质量分数为×100%≈94.7%。
11．【核心素养：实验探究、创新意识】
三位同学通过进行如下探究，来推算某镁铝合金(假设不含其他杂质)中铝的质量分数。
图2－2－2
【方案一】镁铝合金与氧气反应，测定参与反应的氧气体积。如图甲所示，称量一定量镁铝合金粉末，在足量的氧气中充分燃烧，冷却至室温，打开止水夹。参与反应的氧气体积与__量筒内减少的水的体积__相等。
【方案二】镁铝合金与盐酸反应，测定生成气体的体积，装置如图乙所示。
(1)通过排水法测定所收集到的氢气体积，装置导管口a、b、c、d的连接顺序是a→__c__→__b__→__d__。
(2)反应结束，冷却至室温，烧瓶内还留有气体，对实验结果__没有__(选填“有”或“没有”)影响。
【方案三】镁铝合金与氢氧化钠溶液反应，测定剩余固体质量。称取8g镁铝合金样品，把60g氢氧化钠溶液平均分成三等份依次加入样品中，反应过程如图丙所示。(提示：镁与氢氧化钠不反应；铝与氢氧化钠能反应，反应的化学方程式是2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑)
(3)实验中所加的氢氧化钠溶液应过量，其目的是__使镁铝合金中的铝完全反应__。
(4)从图中数据可知，该合金中镁元素与铝元素的质量比为__1∶3__。
【反思与拓展】利用镁铝合金中铝与氢氧化钠溶液的反应和方案二装置，通过测定__氢气__体积，也可得出合金中铝的质量。第2节 金属的化学性质(2)
[学生用书B18]
1．[2019·嘉兴舟山]科学兴趣小组对金属R的活动性探究时发现：将R放入稀硫酸中，有气泡产生，同时生成正二价的盐；将R放入ZnSO4溶液中无任何变化。根据以上信息，下列化学方程式正确的是( C )
A．R＋MgCl2===RCl2＋Mg
B．R＋2AgCl===RCl2＋2Ag
C．R＋2HCl===RCl2＋H2↑
D．Al＋RSO4===AlSO4＋R
【解析】
由题可知，金属R的活动性为Zn＞R＞H。R的活动性小于Mg，不能与MgCl2进行置换反应。AgCl不溶于水，不与R反应。Al与RSO4反应生成的应是Al2(SO4)3。
2．[2019·嘉兴秀洲区校级一模]根据金属活动性顺序判断，下列容器与所盛溶液不会发生化学反应的是( B )
A．用铁制容器盛盐酸
B．用铜制容器盛盐酸
C．用铁制容器盛硝酸银溶液
D．用铜制容器盛硝酸银溶液
3．[2019·梧州]明代宋应星所著的《天工开物》中记载的炼锡方法，用化学方程式表示为SnO2＋2CSn＋2CO↑，该反应属于( A )
A．置换反应
B．分解反应
C．化合反应
D．复分解反应
4．[2019·郴州]把一枚无锈铁钉放在硫酸铜溶液中，一段时间后，可出现的是( B )
A．溶液蓝色变浅直至无色
B．铁钉表面析出红色物质
C．产生大量气泡
D．溶液质量增加
5．[2018·重庆A卷]常温下向一定质量的稀盐酸中逐渐加入镁条，充分反应(忽略挥发)。下列图像正确的是( C )
图2－2－3
A．①②
B．②③
C．①④
D．②④
6．[2019·金华丽水]小丽为确认所回收易拉罐的主要成分是铝还是铁，剪取金属片打磨后，设计了如图所示的两种不同方法进行检验。这样设计的依据是( D )
图2－2－4
A．铁、铝有不同的物理性质
B．活泼金属易与氧气反应
C．排在氢前面的金属可以把酸中的氢置换出来
D．活动性较强的金属可把活动性较弱的金属从它的盐溶液中置换出来
【解析】
由金属活动性顺序可知，铝、锌、铁的金属活动性依次减弱，若易拉罐中含铝，会将氯化锌中的锌和氯化亚铁中的铁置换出来，以此可判断易拉罐的主要成分是铝还是铁。
7．[2019·杭州校级模拟]下列现象和事实，可用金属活动性顺序作出合理解释的是( C )
①金属镁在空气中比铝更易点燃，说明镁比铝活动性强
②金属铝比金属锌更耐腐蚀，说明锌比铝活动性强
③硫酸铜、石灰乳配制农药波尔多液，不宜用铁制容器
④金属锌与稀硫酸反应速率适中，更适于实验室制取氢气
A．①②
B．③④
C．①③④
D．①②③④
8．[2019·湖州校级模拟]颗粒达到纳米级的单质铁具有很强的反应活性，俗称“纳米铁”。实验室制备的方法是：以高纯氮气作保护气，在高温条件下用H2和FeCl2发生置换反应，生成“纳米铁”。请回答以下问题：
(1)写出生成“纳米铁”的化学方程式：__H2＋FeCl2Fe＋2HCl__。
(2)反应中需要保护气的原因是__单质铁具有很强的反应活性，防止铁在高温下与氧气反应__。
(3)某实验探究小组为了验证铁、铜、镁、汞的金属活动性顺序，设计了如下实验方案：
①将大小一样的铁片和镁片分别加入溶质质量分数相同的稀盐酸中；
②将铜片加入硝酸汞溶液中，铜片上出现银白色物质；
③将金属片A加入溶液B中。
根据实验①判断出镁的金属活动性比铁强，依据的现象是__镁片与盐酸反应比铁片与盐酸反应剧烈__；根据实验②的现象得出的结论是__铜比汞的金属活动性强__；要通过实验③得出铁和铜的金属活动性顺序，那么，如果B是硫酸铜溶液，则金属A是__铁__。
9．[2019·菏泽]铜锌合金又叫黄铜，外观酷似黄金，极易以假乱真。某科学兴趣小组用图甲所示装置测定黄铜中锌的含量。将足量的稀硫酸全部加入锥形瓶中，充分反应后天平示数的变化如图乙所示。请计算：
图2－2－5
(1)生成氢气__0.2__g。
(2)黄铜样品中锌的质量分数。(写出计算过程)
【答案】
(2)设黄铜样品中锌的质量为x。
Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
65 2
x 0.2g
＝，x＝6.5g，
则黄铜样品中锌的质量分数为×100%＝32.5%。
【解析】
(1)根据质量守恒定律可得，生成的氢气的质量为290.2g－290.0g＝0.2g。
10．[2019·杭州校级模拟]将一定量的铝粉和氧化铜粉末混合加热，化学方程式为2Al＋3CuO3Cu＋Al2O3。反应结束后，为了检验氧化铜是否完全反应，取少量反应后的固体，加入足量的稀硫酸充分反应后，将铁片插入溶液中。下列叙述的现象中能够说明氧化铜没有完全反应的是( C )
①加入稀硫酸后，有气泡生成
②加入稀硫酸后，没有气泡生成
③插入溶液中的铁片表面有红色物质析出
④加入稀硫酸后，溶液中有红色不溶物质
A．①③④
B．②③
C．只有③
D．③④
11．[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2－2－6
①Mg2＋ ②Mg2＋和Fe2＋
③Fe2＋和Cu2＋ ④Mg2＋、Fe2＋和Cu2＋
A．①②
B．①③
C．②④
D．③④
12．黄铜是以Zn为主要添加元素的铜合金。黄铜渣中约含Zn
7%、ZnO
31%、Cu
50%、CuO
5%，其余为杂质。处理黄铜渣可得到硫酸锌，其主要流程如图所示(杂质不溶于水、不参与反应)。
图2－2－7
已知：ZnO＋H2SO4===ZnSO4＋H2O；
CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O。
(1)步骤Ⅰ中产生气体的化学方程式为__Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑__。
(2)溶液A中的金属离子有__Cu2＋、Zn2＋__(填离子符号)。
(3)步骤Ⅰ、Ⅱ中均包含的操作名称为__过滤__，此操作和步骤Ⅲ中的蒸发操作都要用到的玻璃仪器是__玻璃棒__。
(4)溶液A的质量__小于__溶液C的质量(选填“大于”“小于”或“等于”)。
13．【核心素养：实验探究、创新意识】
[2018·嘉兴]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。
或
第13(2)题答图第2节 金属的化学性质(3)
[学生用书A20]
1．[2018·长沙]2018年5月我国自主建造的第一艘航母下海，为保证航母的使用寿命，下列防锈措施不可行的是( C )
A．用抗锈蚀性能优异的合金制造航母零部件
B．刷防锈漆
C．船体表面镀一层黄金
D．给某些部位涂油
2．[2018·玉林]保护金属资源的有效途径，不包括下列的( D )
A．合理开采矿物
B．寻找金属替代品
C．回收利用金属
D．禁止使用铁制品
3．[2018·雅安]下列关于金属的说法中错误的是( B )
A．铜有良好的导电性，常用于制作导线
B．所有的金属都能与稀盐酸反应
C．铁制品在干燥的空气中不易生锈
D．不能用铁桶盛放硫酸铜溶液
4．[2018·甘肃]2017年春季，在张献忠沉银现场，考古专家发现了金币、银币、铜币和银锭，还有铁刀、铁矛等兵器，金币银币光亮如初，铁刀铁矛锈迹斑斑。下列说法不正确的是( C )
A．金、银、铜、铁都是重要的金属资源
B．金、银的化学性质比铜、铁更稳定
C．自然界中，金、银、铜、铁主要以单质的形式存在
D．可以用银、铁、硫酸铜溶液验证银、铁、铜三种金属的活动性顺序
5．银制容器在空气中放置一段时间后表面会变黑，原因是银和空气中的微量硫化物等物质发生反应，其化学反应方程式为4Ag＋2H2S＋O2===2X＋2H2O，则X的化学式为( C )
A．AgS
B．Ag2O
C．Ag2S
D．Ag2O2
6．[2019·湖州南浔区一模]世界每年因锈蚀而损失的金属数量巨大，防止金属锈蚀已成为科学研究中的重大问题。下列有关金属锈蚀与保护措施中不正确的是( C )
A．在铁表面刷油漆可以防止铁锈蚀
B．及时擦干被雨水淋湿的自行车可防止自行车生锈
C．铝的抗锈蚀性能比铁强，生活中可用钢丝球洗刷铝锅
D．铁锈蚀的实质是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生了化学变化
7．[2019·临沂]地铁是以地下运行为主的城市轨道交通系统，地铁建设中各种材料被广泛应用。
(1)锰钢主要成分是铁、锰、碳，主要用于制造钢轨、挖掘机铲斗等，锰钢属于__混合物__(选填“纯净物”或“混合物”)。
(2)在钢轨上喷涂防锈涂料，可防止钢轨生锈。该防锈方法的原理是__隔绝氧气和水__。
(3)地铁中常用氢氧化镁作为阻燃材料，氢氧化镁不溶于水，可用海水中提取的氯化镁与熟石灰在溶液中反应制取，该制取反应的化学方程式是__MgCl2＋Ca(OH)2===Mg(OH)2↓＋CaCl2__。
8．探究铁生锈条件的实验所需时间一般比较长，为此，某兴趣小组设计了改进实验，如图所示(其中夹持固定装置已略去)。
A
B
C
D
E
图2－2－8
(1)反应开始后，A装置中的现象为__固体表面有气泡产生__，其中MnO2起__催化__作用。
(2)B中盛放的是浓硫酸，其作用是__干燥气体__。
(3)4min后观察，只有D中铁片表面生锈，C、E中铁片依然光亮。该实验现象说明铁生锈主要与__氧气和水__有关；D中铁片生锈所需时间短的主要原因是__氧气的浓度大__。
9．[2018·无锡惠山区二模]如图是小明借助U形管探究钢铁锈蚀的条件的装置图。过一段时间后观察，发现钢丝棉1和钢丝棉2表面都出现不同程度的红褐色锈斑。手摸钢丝棉1、2周围的玻璃管外壁，感觉有不同程度的热量。24h后，钢丝棉3、4表面仍然没有明显变化，下列说法错误的是( D )
图2－2－9
A．该实验的优点是实验装置集成化，增强了实验的对比性，能得出更多的实验结论
B．使用刚冷却的凉开水的目的是除去水中溶解的氧气，防止钢丝棉与氧气接触
C．该实验可以证明钢铁锈蚀的条件是必须同时与水、氧气接触，属于放热反应
D．由于盐溶液会加快钢铁的生锈速率，实验开始一段时间后可观察到U形管中左端液面低，右端液面高
10．[2019·曲靖]人类文明进步与金属材料发展关系十分密切。
(1)2018年10月24日，港珠澳大桥正式通车运营。港珠澳大桥是世界最长的跨海钢桥，施工中用了大量的钢材并采用了先进的防锈技术，钢铁制品在空气中容易与__氧气和水__等物质接触而生锈，请写出一种生活中防止钢铁制品生锈的方法：__刷漆(合理即可)__。
(2)铝制品在空气中具有优良的抗腐蚀性能，原因是__4Al＋3O2===2Al2O3__(用化学方程式表示)。
(3)将一定量的金属R加入硝酸锌和硝酸银的混合溶液中，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣。下列说法正确的是__D__。
A．若滤液有颜色，则R一定是Cu
B．若滤渣中加入稀盐酸产生气泡，则滤渣中一定有Zn
C．若滤渣中只有2种金属，则滤液中一定有2种溶质
D．若向滤液中加入稀盐酸，无明显现象，则滤渣中一定有Ag，可能有R
11．[2019·宁波]常温下，铁在潮湿的空气中容易生锈，产物主要为
Fe2O3·nH2O；铁丝在氧气中燃烧，产物为黑色的Fe3O4。
【提出问题】铁在空气中用酒精灯加热时，是否与空气中氧气发生反应？产物是什么？
【查阅资料】①常见的铁的氧化物有三种：FeO、Fe2O3、Fe3O4，其中Fe3O4是磁性物质。
②FeCl3溶液呈黄色，FeCl2溶液呈浅绿色。
【探究】①按图连接实验装置，检查__★__。向试管内加入铁粉，针筒活塞停在A刻度。
图2－2－10
②加热铁粉的过程中，活塞发生移动。停止加热后，活塞逐渐向左移动，最终停在B刻度。
③用细线吊着洁净铁钉靠近加热后的固体粉末，发现没有粉末被铁钉吸上来。
④向试管内加入盐酸，发现有气泡产生，溶液立即出现黄色。
⑤另取一些未加热过的铁粉加入盛有盐酸的试管内，发现有气泡产生，溶液变为浅绿色。经检验，步骤④、⑤产生的气体相同。
【实验结论与反思】
(1)步骤①中“★”处应填：__装置气密性__。
(2)步骤④、⑤中产生的气体是__氢气(或H2)__。
(3)本实验探究的结论是：铁粉在空气中用酒精灯加热时，与空气中氧气发生反应，产物是__氧化铁(或Fe2O3或三氧化二铁)__。
(4)结合已学知识和本次探究分析可得，铁与氧气反应的产物受反应温度、氧气的__浓度__等因素影响。
【解析】
(2)题示情况只有铁能与盐酸反应生成气体，即H2。(3)铁钉靠近加热后的固体粉末，粉末没有被吸引上来，说明粉末中不含磁性物质Fe3O4；向加热后的粉末中加入盐酸，出现黄色，说明粉末中有Fe2O3，没有FeO。(4)Fe在氧气中燃烧会生成Fe3O4，而本实验验证了铁在空气中与氧气反应生成Fe2O3，氧气与空气相比较所含氧气的浓度不同，说明铁与氧气的反应产物受氧气的浓度影响。
12．【核心素养：变化观念与平衡思想、实验探究与创新意识】
金属是一种有限资源，需要保护和回收利用。黄铜(铜锌合金)可用作弹壳的制造，同学们现对一批使用过的、锈迹斑斑的弹壳进行研究。
收集资料：弹壳上的锈主要成分为碱式碳酸铜，俗称铜绿，化学式是Cu2(OH)2CO3。
(1)小明从碱式碳酸铜的组成分析，认为铜锈的生成过程中，参与反应的物质除Cu外，还有O2、__H2O__和__CO2__(填化学式)，他这样判断的理由是__根据质量守恒定律，反应前后元素的种类不变__。
(2)小明和他的同学设计对比实验，通过一段时间的观察，证实了他的判断是正确的。
其中一个实验的装置如图所示，根据你的观察和思考，试管中氢氧化钠溶液的主要作用是__吸收空气中的二氧化碳__，他们设计该实验的目的是__探究铜生锈与二氧化碳是否有关__。
图2－2－11
(3)请你写出铜锈蚀生成碱式碳酸铜的化学方程式：__2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3__。
(4)查阅资料可知，铜绿能与稀硫酸反应得到硫酸铜溶液；弹壳中其他杂质不溶于水、也不参加反应。现要处理这批弹壳来得到硫酸锌和铜，其主要流程如图所示。
图2－2－12
①写出弹壳上的锈与稀硫酸反应的化学方程式：__Cu2(OH)2CO3＋2H2SO4===
2CuSO4＋3H2O＋CO2↑__。
②固体D为__Cu、Zn(或铜、锌)__。
