化学：《金属的化学性质》精练精析

第5章 金属与矿物
知识点一、金属的化学性质
1、为验证Mg、Cu、Ag三种金属的活动性强弱，某化学兴趣小组设计了如图所示的四个实验。其中不必进行的实验是（ ）
【解析】选C。由实验A可以确定镁比氢活泼；实验B可以确定铜不如氢活泼；实验C可以确定银不如氢活泼；实验D可以确定铜比银活泼，据实验A、B、D即可以确定三种金属的活动性为Mg>Cu>Ag，而无需再做实验C。
2、金属Ni、Mn分别放入其他三种金属X、Y、Z的盐溶液中，反应的结果和有无金属析出的情况如下表所示。
X盐溶液 Y盐溶液 Z盐溶液
Ni 无 无 有
Mn 无 有 有
它们的金属活动性由强到弱的顺序为 （ ）
A．X Mn Y Ni Z B．Z Ni Y Mn X
C．Z Mn Y Ni X D．X Mn Ni Y Z
【解析】选A。由X盐溶液与Ni、Mn不反应知X活动性大于Ni、Mn；由Y盐溶液与Mn反应与Ni不反应知，Y﹥Ni， Y﹤Mn；由Z盐溶液与Ni、Mn都反应知Z活动性小于Ni、Mn。
3、将X、Y、Z三块大小相同的金属片分别投入到10%的稀盐酸中，X表面无明显现象，Y表面缓慢地产生气泡，Z表面迅速产生大量气泡。则X、Y、Z的金属活动性顺序为（ ）
A.X＞Z＞Y B.Z＞Y＞X
C.X＞Y＞Z D.Z＞X＞Y
【解析】选B。由“X表面无明显现象，Y表面缓慢地产生气泡，Z表面迅速产生大量气泡”知金属活动性最强的是Z，其次是Y。
4、若金属锰(Mn)在金属活动性顺序中位于铝和锌之间，则下列反应不正确的是（ ）
A. Mn+2HCl ==MnC12＋H2↑ B. Mg +MnSO4== MgSO4＋Mn
C. Mn＋Cu（NO3）2===Mn（NO3）2+Cu D. Fe＋MnSO4 ==FeSO4＋Mn
【解析】选D。铁在锌之后，当然也在Mn之后，故铁不可能把Mn从MnSO4中置换出来。
5、某种新型“防盗玻璃”为多层结构，每层中间嵌有极细的金属线，当玻璃被击碎时，产生电信号，与金属线相连的警报系统就会立刻报警，这利用了金属的（ ）
A.延展性 B.导电性 C.弹性 D.导热性
【解析】选B。由题意知，金属线相连的警报系统会报警表明金属线具有导电性。
6、下列实验方案可行的是（ ）
①将NaCl和KNO3的混合物溶于水，再用过滤的方法将它们分离
②往铜盐溶液中加入铁粉获得少量铜
③将氧气、二氧化碳的混合气体通过盛有足量灼热的铜网的试管获得纯净二氧化碳
④用稀盐酸除去混在铜粉中的镁粉和铝粉
A．②③④ B．②④ C．③④ D．①③④
【解析】选A。①中NaCl和KNO3均能溶解于水，故不能用过滤法分离；②中铁的活动性比铜强，能与铜的盐溶液反应，置换出铜盐溶液中的铜，故可行；③中氧气能与灼热的铜反应生成固体氧化铜，而CO2不能与灼热的铜反应，故可行；④中镁和铝在金属活动性顺序中均排在氢的前面，而铜则排在氢的后面，故可行。
7、将一定量的镁条放入到过量的稀盐酸中，下列表示反应过程中变化关系的曲线，正确的是（ ）
A B C D
【解析】选D。Mg + 2HCl ==== MgCl2 + H2↑
24 2
通过方程式中质量的对比可知，每反应掉24份质量的镁，就会产生2份质量的氢气，从而发现镁的质量不断减少，而溶液质量不断增加，因为酸是过量的，反应后镁没有剩余；镁反应不断消耗溶液中的酸，溶液的pH数值应不断增大；产生氢气的体积随反应的进行不断增大，直到反应结束。
8、在托盘天平两边各放一只等质量的烧杯，在两只烧杯里分别加入50g溶质质量分
数为7.3%的稀盐酸，将天平调节至平衡；然后向左右两烧杯中分别加入一定质量的下列各组物质，充分
反应后，天平发生偏转的是（ ）
A．1.8g铝粉和1.8g 铁粉 B．4.2g碳酸镁和2g硝酸银
C．5.6g铁粉和5.6g 锌粉 D．10g碳酸钙和5.6g氧化钙
【解析】选 A、D。50g溶质质量分数为7.3%的稀盐酸中氯化氢的质量为50g×7.3%=3.65g,当加入等质量的金属时，必须保证放出的氢气的质量也相等；通过方程式可计算出3.65g氯化氢需要铝0.9g，铁2.8g，锌3.25g，A中的铝粉有剩余，而铁粉不足，产生的氢气质量铝的>铁的，天平指针偏向加铁的一边；C铁粉和锌粉都有剩余，酸全部参加了反应，产生等质量的氢气，充分反应后天平平衡；B中4.2g碳酸镁恰好与稀盐酸完全反应，产生2.2g二氧化碳，天平增重4.2g-2.2g=2g,,但另个烧杯在那个加入硝酸银时，产生的沉淀仍然在烧杯中，所以增重也是2g，充分反应后天平平衡；D中10g碳酸钙只反应了5g，产生2.2g的二氧化碳，烧杯增重：10g-2.2g=7.8g,加入5.6g氧化钙，氧化钙与盐酸反应产生氯化钙和水，剩余的与水反应生成氢氧化钙，增重5.6g，充分反应后，天平指针会偏向加入碳酸钙的一侧。
9、在氯化铜和氯化亚铁的混合溶液中加入一定量的镁粉，充分反应后过滤，向滤出的固体中滴加稀盐酸，没有气泡产生。下列判断正确的是 （ ）
A．滤出的固体中一定含有铜，可能含有铁和镁
B．滤出的固体一定含有铜，一定不含铁和镁
C．滤液中一定含有氯化镁和氯化亚铁，可能含有氯化铜
D．滤液中一定含有氯化镁、氯化亚铁、氯化铜
【解析】选B、C。三种金属的活动性顺序为Mg > Fe >Cu ,所以镁可以把铜和铁从它们的盐溶液中置换出来，铁被置换出来后，也要置换溶液中的铜离子，直到铜离子反应完全，铁才析出。充分反应后过滤，向滤出的固体中滴加稀盐酸，没有气泡产生，说明固体一定是铜，没有铁和镁，溶液中一定有氯化镁、氯化亚铁，可能有氯化铜。
10、分别用以下三组物质比较锌和铜的金属活动性：①Zn、Cu、稀硫酸；②Zn、Cu、
MgSO4溶液；③Zn、CuSO4溶液。仅用组内物质就能够直接达到目的的是（ ）
A．仅有① B． ②③ C．①③ D．①②③
【解析】选C。Zn插入稀硫酸冒气泡，Cu插入稀硫酸不冒气泡，说明Zn比Cu活泼；Zn、Cu都不能置换出MgSO4中的Mg，无法比较锌和铜的金属活动性；Zn插入CuSO4溶液中能置换出铜，说明说明Zn比Cu活泼。故选C。
11、等质量的M、N两种金属，分别与相同质量分数
的足量稀盐酸反应（已知M、N在生成物中均为+2价），生成氢气质量和反
应时间的关系如右图所示，下列叙述正确的是（ ）
A．M、N两种金属中较活泼的是N
B．生成H2的质量M＜N
C．相对原子质量较大的是N
D．产生H2的速率N＞M
【解析】选C。从图中倾斜线可以得知，在相同时间内M生成的H2的质量多，M比较活泼，A、D不正确；最终生成H2的质量M＞N，B不正确；M、N在生成物中均为+2价，等质量的M、N与足量的稀硫酸反应，相对原子量较大的生成的氢气质量越少，故C正确。
12、铝、铜、铁、金四种金属具有相似的性质是（ ）
A．都是银白色的固体 B．有导电性 C．能和稀硫酸反应 D．通常状况下能与氧气反应
【解析】选B。 铝、铁是银白色，铜是红色的，金是黄色的；金属有良好的导电性；铝、铁能与酸反应，铜、金不能与酸反应；金属通常状况下能与氧气反应，但金不与氧气反应。
13、物质的性质决定用途，下列物质的用途中主要利用其化学性质的是（ ）
A.用铜制导线 B.用武德合金制保险丝 C.用氮气作保护气 D.用生铁制铁锅
【答案】选C.
14、据《都市晨报》报道，2009年3月11日，沪宁铁路丹阳段施工工地由于残留的铝粉爆炸造成严重伤亡事故。下列关于铝粉的说法错误的是（ ）
A．铝粉和铝块的组成元素和化学性质都不同 B．上述资料说明铝粉是一种具有可燃性的物质
C．铝粉在空气中爆炸的产物是氧化铝 D．生活中，常用铝粉漆对铁制品进行防护
【解析】选A。铝块和铝粉，只是铝的形状不同， 是同一种物质，化学性质和组成元素是相同的。
15、如右图所示，烧杯中盛有质量相等、质量分数相等的稀盐酸，天平调平后，同时向其中分别加入等质量的锌片和铁片，则从反应开始到金属完全反应的过程中，天平指针指向的变化
是（ ）
A．向左偏 B．向右偏 C．先向左偏后向右偏 D．先向右偏后向左
【解析】选D。等量的金属锌、铁与酸完全反应时，因锌的活动性比铁强，因而反应速率比铁快，所以在
反应进行中，生成氢气的质量比铁的多，造成左边烧杯内物质的质量比右边的轻；但是由于等量的两种金
属完全反应后，铁生成氢气的质量比锌多，因此，反应完成后，右边烧杯内剩余物质的总质量比左边少，
故右边质量轻。因此在整个过程中天平指针的指向是先向右后向左。
16、X、Y、Z、W是四种不同的金属，为比较金属活动性的强弱，某同学利用这四种
金属单质、盐酸、Z的硝酸盐、W的硝酸盐，进行有关实验，结果如下表(能发生置换反应的记为“√”，不能反应的记为“一”，无标记的表示未做该实验)。这四种金属的活动性顺序为( )
X Y Z W
盐酸 √ — — √
Z的硝酸盐 √
W的硝酸盐 √ —
A.X>W>Y>Z B.X>Y>W>Z C.W>X>Y>Z D.Y>W>Z>X
【解析】选A。由与盐酸的反应情况可知，在金属活动顺序中，X、W位于H之前，Y、Z位于H之后，由X能与W的硝酸盐反应知X的活动性比W强，观察选项，只有A符合。
17、向氧化铜和铁粉的混合物中加入一定量的稀硫酸，微热，充分反应后过滤。以下判断错误的是 ( )
A.滤纸上可能含有铜 B.滤液中可能含有硫酸亚铁
C.滤液中可能含有硫酸铜 D.滤纸上可能含有氧化铜
【解析】选B。铁粉与稀硫酸反应生成硫酸亚铁，所以滤液中一定含有硫酸亚铁。
18、下列事实中，能说明铁的金属活动性比铜强的是（ ）
A．铁的年产量比铜高 B．铁桶不能用来盛装农药波尔多液
C．铁的硬度比铜大 D．相同条件下，铁比铜更易被腐蚀
【解析】选B、D。铁桶能与制取波尔多液的硫酸铜反应，表明铁比铜活泼，铁比铜更易被腐蚀，也可证明铜比较稳定；活动性强弱与产量、硬度无关。
19、在氧化铁(Fe2O3)、氧化亚铁(FeO)和四氧化三铁(Fe3O4）这三种铁的氧化物中，铁的质量分数按由大到小顺序排列的是（ ）
A．Fe3O4、Fe2O3、FeO B．FeO、Fe2O3、Fe3O4
C．FeO、Fe3O4、Fe2O3 D．Fe2O3、Fe3O4、FeO
【解析】选C。本题可逐一求算这三种物质中铁的质量分数，也可把这三种物质的化学式进行处理，变为FeO、FeO4/3、FeO3/2，既不影响质量分数的计算，又能直观的看出质量分数的大小，氧原子的个数越多，铁的质量分数越小，故选C。
20、化学的研究目的就是帮助人们认识、改造和应用物质，把金属矿物冶炼成金属就是人们利用化学方法实现物质改造的典型范例。下表中不同的金属被开发和利用的年代不同，从化学反应的角度看，决定这一年代先后顺序的关键因素是（ ）
A．金属的活动性 B．金属的导电性
C．金属的延展性 D．地壳中金属元素的含量
【答案】选A。
21、2009年3月11日凌晨，承建沪宁城际铁路的中铁集团的分公司在江苏省丹阳市为劳务人员租用的一处生活用房发生爆炸并坍塌，造成11人死亡、20人受伤。经初步分析，事故是由租用的生活用房地表及墙面残留的危险化学品铝粉粉尘遇水受潮产生化学反应，燃烧并爆炸而造成的。铝粉是一种银白色粉末。它能溶于酸、碱，生成氢气，受潮或遇水会发生反应，放出氢气和热量，如果积热不散，容易引起燃烧或爆炸。铝粉粉尘与空气混合，遇火星也会发生爆炸。由于铝粉容易燃烧和爆炸，因此应将其储存于干燥通风的仓库内，远离火种及热源。
请根据上述信息，回答下列问题：
(1) 铝粉具有银白色金属光泽，常被用作油漆涂料，这是利用了铝粉的__________性质（填写“物理”或“化学”）；
(2) 干燥的铝粉在空气中遇到明火极易爆炸，写出这个反应的化学方程式________________
(3) 根据铝粉的性质，你认为铝粉的下列保存方法不正确的是（ ）；
A．储存于干燥通风的仓库内 B．远离火种及热源
C．隔绝空气密封保存 D．露天随地堆放
(4) 在野外，铁路工人常把铝粉和三氧化二铁粉末按一定比例混合后点燃，反应生成高温的铁水，而把较短的钢轨焊接成较长的钢轨，请你写出该反应的化学方程式_______________________，该反应属于____________反应（填写基本反应类型）。
【答案】(1)物理 (2)4Al+3O2 点燃 2Al2O3 (3)D (4)2Al+Fe2O3 高温 Al2O3+2Fe 置换
22、某校同学以“比较锰、铁、铜3种金属的活动性”为课题进行探究。
提供的药品：铁片、铜片、锰片、稀盐酸、硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液、硫酸锰溶液。
【做出猜想】他们考虑到铁的活动性比铜强，对3种金属的活动性顺序作出如下猜想。
猜想一：锰>铁>铜；猜想二：铁>铜>锰；
猜想三： 。
【设计实验】为了验证猜想成立，同学们分成三组，分别针对一种猜想设计实验方案。
（1）第一组验证猜想一。实验方案是将锰片、铁片分别放入稀盐酸中，观察现象。
（2）第二组验证猜想二。实验方案是将锰片放入 中，观察现象。
（3）第三组验证猜想三。实验方案是（只用两个实验）： 。
【实验及结论】各组通过实验和交流，确认猜想一是正确的。第一组同学的实验现象是： 。
【拓展探究】随后同学们对探究金属活动性的方案设计作了进一步研究。
为了验证甲、乙、丙、丁4种金属的活动性依次减弱，某同学设计了如下方案：①把甲放入乙的化合物溶液中；②把乙放入丙的化合物溶液中；③把乙放入丁的化合溶液中；④把丁放入丙的化合物溶液中。你认为哪个实验没有必要做？请说明理由。 。
【解析】由于已知铁的活动性比铜强，因此锰与铜、铁的活动性关系有三种，即：Mn>Fe>Cu(猜想一)；Fe>Cu>Mn(猜想二)；Fe>Mn>Cu(猜想三)。可通过比较Fe、Mn与酸反应的剧烈程度比较二者的活动性，从而验证猜想一；可通过Mn与含铜的化合物溶液是否能发生置换反应比较两者活动性，从而验证猜想二；用两个实验验证猜想三的方案较多，只要合理即可。若猜想一正确，Mn>Fe>Cu,实验中Mn与稀盐酸反应比Fe与稀盐酸反应产生气泡速率快。①可证明甲>乙；②可证明乙>丙；③可证明乙>丁；④可证明丙>丁，故③没必要做。
【答案】 【作出猜想】铁>锰>铜
【设计实验】（2）硫酸铜溶液
（3）将两片锰分别放入硫酸亚铁溶液和硫酸铜溶液中，观察现象（或将铁片和铜片分别放入硫酸锰溶液中）
（或将铁片放入硫酸亚铁溶液中、锰片放入硫酸铜溶液中，观察现象）
（或将锰片放入硫酸亚铁溶液中、铜片放入硫酸锰溶液中，观察现象）
【实现及结论】都有气泡产生，锰片的反应比铁片的反应剧烈
【拓展探究】实验③ 实验①②④已可验证4中金属的活动性顺序，没必要进行实验③
23、下表是生活中某种常见金属X的部分性质：
颜色状态 硬度 密度 熔点 导电性 导热性 延展性
银白色固体 软 7.9g/cm3 1525℃ 良好 良好 良好
将金属X投入盐酸中，有大量气泡生成。根据上述信息，回答下列问题：
⑴试推断金属X可能的一种用途 。
⑵将金属X放入硫酸铜溶液中，观察到的现象是 。
⑶请自选试剂，设计实验比较金属X与Mg的活动性强弱。完成下表：
你的一种猜想 操作 现象 结论
假设成立，金属X的活动性比镁弱
【解析】⑴由于该金属导电性能好，可制作导线；由于金属导热性良好，可制作水壶、锅；根据该金属延展性良好，可加工成丝或片。⑵由于该金属能与盐酸反应，说明其活动性比铜强，因此能和硫酸铜溶液反应，表面有红色铜生成；⑶由“结论”可知，该金属的活动性比镁弱，可用该金属与镁的化合物溶液进行验证。
【答案】⑴做锅、水壶/加工成丝/加工成片 ⑵金属X表面有红色固体生成
⑶
你的一种猜想 操作 现象
金属X的活动性比镁弱 取经打磨的金属X固体，放入氯化镁溶液中 假设成立，金属X的活动性比镁弱 无明显现象
（或其它合理答案）
24、现有铜与另一种金属R（可能是银、镁、铁中的一种）的混合粉末。欲确定R的成分，请你一起完成：
（1）请将银、镁、铁三种金属的元素符号填写在下列金属活动性顺序表中的相应位置。
（2）取少量的金属粉末于试管中，逐滴加入稀硫酸，有气泡产生，则R不可能是 。
（3）待不再产生气泡时，再进行 （填写一种实验操作方法），得到溶液和银。然后往溶液中加入洁净的锌片，锌片表面有金属析出，则R是 。
（4）写出金属R与稀硫酸反应的化学方程式 。该反应的基本类型属于_________（选填“化合”、“分解”、“置换”或“复分解”）反应。
【解析】本题考查对金属活动性顺序的认识。（1）在金属活动性顺序中，镁和铁位于氢的前面，而银位于氢的后面，据题中表格信息完成填空；（2）在三种金属中，只有银排在氢的后面，不能与酸溶液反应，故R不可能是银；（3）从题中信息可知，该操作是分离固体和液体，因此该操作为过滤；由于溶液中的溶质为硫酸锌和硫酸亚铁，加入锌片后只有硫酸亚铁与锌反应，故所得金属固体R应是铁；据此可以完成问题（4）。
【答案】（1）
（2）银（或Ag） （3）过滤；铁（或Fe）
（4）Fe + H2SO4 ＝ FeSO4 + H2↑；置换
K 、Ca、 Na、 Mg 、Al 、Zn 、Fe、 Sn、 Pb、(H) 、Cu 、Hg 、Ag 、Pt 、Au
约200年前
约6000年前
约6000年前
约2500年前
……
……
金属性由强到弱
……
……
H
……
……
金属性由强到弱
……
……
……
Mg
Fe
Ag