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第5章 金属与矿物
知识点三、合金
1、下列不属于合金的是( )
A．焊锡 B．黄铜 C．生铁 D．石墨
【答案】选D。
2、芜湖铁画是中国工艺美术百花园中的一朵奇葩。它以钢材为主料，经锻打、焊接、酸洗、上漆等多道工艺制成。下列关于铁画的叙述不正确的是( )
A．铁画应悬挂在干燥的环境中
B．所用材料上的铁锈可用稀盐酸清洗掉
C．给打制成型的铁画喷漆既美观又可以防锈蚀
D．所用的主要材料——低碳钢，有较好的锻轧性能，它不属于铁的合金
【解析】选D。铁画悬挂在干燥的环境中可防锈，A正确；铁锈可和稀盐酸反应变成可溶性的盐，B正确；金属喷漆是防锈的重要措施，C正确；低碳钢属于铁的合金，故选D。
3、小雨的妈妈买了一条黄金项链，小雨想通过实验探究这条黄金项链是否为锌铜合金制成的仿制品，她不能选用的试剂是（ ）
A．AlCl3溶液 B．Cu(NO3) 2 溶液 C．H2SO4溶液 D．AgNO3溶液
【解析】选A。铜的活动性比铝弱，故铜不与AlCl3溶液反应，无法确定该“黄金项链”是否为锌铜合金。
4、将少量灰黑色的生铁粉末，投入盛有过量稀硫酸的烧杯中，充分搅拌，待完全反应后过滤，滤纸上留有黑色的残渣。该黑色残渣的主要成分是 ( )
A．铁 B．碳 C．铁、碳混合物 D．硫酸亚铁
【解析】选B。生铁是铁和碳的合金，其中铁能和硫酸反应，碳不和硫酸作用，故黑色残渣为碳。
5、黄铜(由锌和铜形成的合金)有较强的耐磨性能，在生活中有广泛的用途。晓军同学为了测定黄铜屑样品组成，分四次取样品与稀硫酸反应，其实验数据记录如下表：
1 2 3 4
样品质量/g 25.0 25.0 25.0 30.0
稀硫酸质量/g 80 100 120 100
产生气体质量/g 0.4 0.5 0.5 0.5
计算：（1）黄铜样品（25.0g）中锌的质量
（2）所用稀硫酸中溶质质量分数
【解析】对比2、3次的实验数据可知，样品质量相同，产生的气体质量相同，可知第3次的实验中稀硫酸过量，25g样品中的锌全反应；对比2、4次的实验数据可知，所用的稀硫酸的质量相同，产生气体的质量相同，则第4次样品中的锌有剩余，酸完全反应；可知第二次实验中恰好完全反应。
【答案】 解：设样品中Zn的质量为x，稀硫酸中溶质质量为y
Zn+H2SO4=====ZnSO4+ H2↑
65 2
x 0.5 g
x=16.25 g
Zn+H2SO4=====ZnSO4+ H2↑
98 2
y 0.4g
y=19.6 g
所用稀硫酸中溶质质量分数 （其它合理答案也可）。
【答案】样品中锌的质量16.25g，所用稀硫酸中溶质质量分数24.5%。
6、某化学调查小组的同学到钢铁厂做社会调查。他们抽取组成完全相同的质量为2.84g、4.26g、6.23g的三份钢样(假设钢样中只含铁和碳)，分别加入100g稀硫酸中进行实验(实验I、Ⅱ、Ⅲ)，充分反应后，将得到的实验数据绘制出如下图像：
试回答(计算结果精确到0. 1％)：
(1)写出实验中有关的化学方程式：______
(2)实验I中铁参加反应的质量为 。
(3)稀硫酸完全参加反应的实验中，反应后溶液中溶质的质量分数是多少。
【解析】 由图像知，在硫酸溶液质量不变的情况下，增加钢样的质量，生成氢气的质量会增加，说明当钢样分别为2.84g、4.26g时，硫酸溶液中的硫酸未完全反应，由2.84g钢样产生0.10g氢气可推测，2×2.84g=5.68g钢样与硫酸完全反应生成0.2g氢气，但第三次加入的钢样质量为6.23g，故只有第三次实验中硫酸完全反应。
（1）Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2 ↑
（2）设实验I中参加反应的铁的质量为X
Fe + H2SO4 = Fe SO4 + H2 ↑
56 2
X 0.1g
56：2 = X：0.1g X = 2.8g
（3）设稀硫酸反应反应的实验中，参加反应的铁的质量为y，生成硫酸亚铁的质量为z
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2 ↑
56 152 2
y z 0.2g
56：2 = y：0.2g y = 5.6g
152：2 = z：0.2g z = 15.2g
所得溶液中溶质的质量分数== 15.2g/（5.6g + 100g - 0.2g）×100% = 14.4%
【答案】（1）Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2 ↑ （2）2.8g （3）14.4
7、我国约在南北朝时就开始冶炼黄铜。黄铜是铜和锌的合金（Cu-Zn），它可用来制造电器零件及日用品。为了测定某黄铜样品中锌的质量分数（不考虑黄铜中的其他杂质），现将15mL稀盐酸分三次加入到5g黄铜样品粉末中，每次充分反应后，测定生成氢气的质量，实验数据见下表：
第一次 第二次 第三次
加入稀盐酸的体积（mL） 5 5 5
生成氢气的质量（g） 0.04 m 0.02
试求：（1）m= 。（2）此黄铜样品中锌的质量分数是多少？
【解析】（1）铜锌的合金中只有锌与稀盐酸反应，第一次加入5ml的稀盐酸，产生0.04g的氢气，第二次加入时还是0.04g的氢气，而到了第三次加入酸时，却只产生了0.02g，这说明锌已经全部发生了反应，共产生0.04g+0.04g+0.02g=0.1g的氢气。
（ 2）设黄铜样品中的锌的质量为x
Zn + 2 HCl ==== ZnCl2 + H2 ↑
65 2
x 0.1g
65/2=x/0.1g x=65·0.1g/2=3.25g
黄铜样品中锌的质量分数为(3.25g/5g)x100%=65%
【答案】（1）0.04 (2)65%
8、某课外活动小组为测定铜锌合金粉末中铜的质量分数设计了下列实验：①称取ag样品放入烧杯，滴入足量稀盐酸。
②取一张质量为bg的滤纸，制作并安装好过滤器。
③待①中反应充分后，过滤。
④取沉淀连同滤纸放在干燥器中干燥后，称量，质量为cg。
答下列问题：
（1）称量样品时，应把样品放在托盘天平的 盘里。
（2）如何判断①中反应已进行充分？ 。
（3）过滤中发现滤液出现浑浊，应如何处理？ 。
（4）整个实验过程中用到的玻璃仪器有烧杯、胶头滴管、 、玻璃棒、干燥器等。
（5）通过上述实验测得的铜的质量分数是（用a、b、c表示）_______。
（6)老师指出，③、④之间缺少一个步骤，使得实验结果偏大。该步骤是 。
【答案】（1）左（2）滴入盐酸时不再产生气体（3）重新过滤
（4）漏斗（5）×100％（6）洗涤沉淀
9、铬(Cr)为不锈钢主要的添加元素，含量一般在12％以上。铬的表面生成一薄层致密的钝态氧化物保护膜是不锈钢具有耐蚀性主要原因。请回答下列问题：
(1)铁生锈的主要条件是铁与________和________直接接触。
(2)不锈钢是一种____________（选填“合金”或“金属”）。
(3)相同温度下，取大小相同、表面光亮的Cr、Mg、Cu三种金属薄片，分别投入等体积等溶质质量分数的足量稀盐酸中（反应中Cr显+2价），现象如下：
金属 Cr Mg Cu
与盐酸反应现象 放出气泡速率缓慢 放出气泡速率较快 无明显现象
①上述三种金属的活动性由强到弱的顺序是__________________。
②从上述探究实验可知，Cr（选填“能”或“不能”）跟CuSO4溶液反应。若反应，请写出反应的化学方程式______________________________。
【解析】由金属与酸反应的快慢可判断金属活动性的强弱，然后由金属性的强弱判断金属能否与盐溶液反应。
【答案】（1）空气（或氧气）、水（或水蒸气） （2）合金 （3）①Mg > Cr > Cu
②能 Cr+ CuSO4====Cu+ Cr SO4
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第5章 金属与矿物
知识点二、铁的冶炼
1、炼铁高炉中发生了下列反应：（ ）
①高温下一氧化碳将铁矿石还原为铁 ②高温煅烧石灰石
③灼热的焦炭和二氧化碳反应 ④焦炭充分燃烧
其中属于化合反应的是
A．①和④ B．②和③
C．③和④ D．只有④
【解析】选C。分别写出反应的化学方程式，根据化合反应的定义做出判断。
2、构建知识网络是一种重要的学习方法。
右图是关于铁化学性质的知识网络（“→”表示一种物质转化
为另一种物质），其中B是密度最小的气体，C为红色固体单质。
请回答下列问题：
（1）A物质的化学式为 。
（2）B物质的一种用途是 。
（3）反应②还需要的一种反应物是 （填化学式）。
（4）写出反应③的方程式，并注明基本反应类型： 。
【解析】 本题属于一物质推断题，解题的关键是要找准题中的关键信息。由题中信息知，A是铁燃烧的产物，则A是四氧化三铁，B是密度最小的气体，则B是氢气，C是红色固体单质，则B是铜，据此可以完成有关物质之间的转化，从而完成题目。
【答案】 （1）Fe3O4 （2）冶炼金属（作燃料等） （3）C（或CO或H2）
（4）Fe + CuSO4 ==== FeSO4 + Cu 置换反应
3、某化学兴趣小组的同学为了体验“工业冶炼金属”的过程。在实验室做了CO还原CuO的实验，他们称得装有CuO粉末的试管重42g，反应完全后，恢复到室温称量，试管和固体残留物共重40.4g，并收集到CO2 4.4g，请你和他们一起计算：
（1）42g – 40.4g = 1.6g，1.6g表示 的质量。
（2）该反应制得铜的质量为多少克？
【答案】（1）反应的CuO中氧元素（其它答案合理也可）（2）6.4g
4、如图所示的是有关物质的相互转化关系，其中E是一种金属氧化物，F是单质，丙是一种有毒气体，G的溶液呈黄色，部分反应条件已略去
请回答：
（1）甲起的是 作用；
（2）乙可能是 （写一种即可）；
（3）反应③的化学方程式为 ；
（4）反应④在生产、生活中的应用是 。
【答案】 （1）催化（2）甲烷（CH4）(3)
（4）除铁锈（或生产FeCl3等，答案合理即可）
5、如图所示是高炉炼铁时高炉内的化学变化过程：
认真阅读有关信息，回答下列问题：
⑴将铁从铁矿石中还原出来的物质是（填化学式） ；
⑵取少量高炉中炼出的生铁放入烧杯中，加入足量稀盐酸，
可观察到的现象是 ，发生反应的化学方程式为_________，
当反应停止后，还可观察到烧杯底部有黑色不溶物，该物质
是（填化学式） ，请设计一个简单实验证明你的判断，
简要写出主要操作和现象____________________。
【解析】生铁是铁和碳的合金，铁和盐酸作用生成氯化亚铁，溶液呈绿色，碳不与盐酸作用，将剩余，验证剩余物是碳的方法应利用碳燃烧变成二氧化碳，而二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。
【答案】⑴CO
⑵有气泡产生、溶液逐渐变为浅绿色；
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 ↑ C
将黑色固体放在坩埚内加热至其燃烧，并在火焰上方罩一个杯壁沾有澄清石灰水的烧杯，杯壁出现白色斑点或变浑浊（答案合理即可）
6、A是常见金属单质，B、C是非金属单质，且C是密度最小的气体，甲是磁铁矿的主要成分，乙是无色液体，它们之间有如下的转化关系(部分产物和反应条件未标明)。
(1)推断C、甲、乙的化学式为：C ，甲 ，乙 ；
(2)写出反应②的化学方程式 ；
(3)写出反应①的化学方程式 ，该反应除了具有放出热量多，原料不受限制的优点外，还有 的优点。
【答案】(1) H2 Fe3O4 H2O (2) 3Fe＋4H2O（g） === Fe3O4＋4H2
(3) 2H2＋O2 === 2H2O 产物无污染
7、（2008·鸡西中考）某同学设计了如图所示的CO还
原CuO的实验，硬质玻璃管内发生的现象_________，其反应
的化学方程式为______________。将尾气通过导管通入到酒
精灯火焰上的一条优点是____________。
【解析】CO具有还原性，能夺取金属氧化物中的氧元素，生成Cu和CO2，本实验中将尾气直接燃烧掉，没有因此而再点燃酒精灯，节约了能源。
【答案】黑色固体逐渐变成了红色 CO+CuOCu+CO2
节约能源（或装置简单，答案合理即可）
8、联合钢铁工业的基本生产流程示意图如下：
请回答下列问题：
(1)写出设备A 的名称：________；
(2)写出以赤铁矿为原料在高温下与一氧化碳反应制取铁的化学方程式：________________；
(3)应用化学原理分析，工业炼钢时用纯氧而不用空气的原因是： ；
(4)铁粉与生石灰都是常用的干燥剂，现欲用化学方法检验某食品袋中的干燥剂究竟是其中的哪一种？请你简述方法和现象： 。
(5)生产上要配制1200g溶质质量分数为10%的盐酸来测定钢坯中铁的含量，则约需溶质质量分数为40％的浓盐酸(密度以1.2g/mL计)多少毫升？
【解析】设备A能将矿石变成生铁，故设备A为高炉；铁粉与生石灰性质不同，铁能与酸作用生成氢气；⑸设需溶质质量分数为40％的浓盐酸体积为X则有X×1.2g/mL×40%=1200g×10%，解得X=250ml。
【答案】（1）高炉 （2）3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
（3）促使反应更加剧烈，并获得更多的热量
（4）加入稀盐酸，有气泡产生的为铁粉，否则为生石灰（答案合理即可）
（5）250mL
9、 甲图是一氧化碳与氧化铁反应装置的示意图，乙图是高炉练铁示意图。请回答下列问题。
（1）写出甲图硬质玻璃管内反应的化学方程式： 。
（2）甲图中尾气处理的目的是 。
（3）乙图中高炉练铁时焦炭的作用是
① ；② 。
（4）为什么乙图中生铁出口低于炉渣出口？
答： 。
【解析】一氧化碳与氧化铁反应必须进行尾气处理，防止一氧化碳对空气造成污染，
炼铁时，焦炭的作用是产生热量保证反应的温度，同时碳能和二氧化碳反应产生一氧化碳，确保反应物的充足，
【答案】（1）3CO+ Fe2O3 高温 2Fe + 3CO2（2）防止一氧化碳污染
（3）①产生热量（或“提高炉温”）②产生一氧化碳
（4）因为生铁密度大于炉渣密度
点燃
高温
高温
乙
甲
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第5章 金属与矿物
知识点四、 金属的锈蚀与防护
1、下列做法的主要目的不是为了防止金属生锈的是（ ）
A.铁制锅铲加木柄 B.自行车链条上涂油 C.暖气片上刷“银”粉 D.汽车表面喷漆
【答案】选A。
2、取3枚洁净无锈的铁钉，分别加入3支试管中，如图所示的物
质进行实验，试管中铁钉锈蚀速度由快到慢的顺序为（ ）
A．①②③ B．②①③ C．②③① D．③①②
【解析】选B。铁生锈的实质是铁与空气中的氧气、水共同作用，②中既有水，又有充足的氧气，生锈速度最快，①中由于水与空气直接接触，因此会有少量的氧气进入水中，③中只有水，而无氧气，故生锈速度最慢。
3、光亮的铁钉在下列几种情况下，最不容易生锈的是（ ）
【解析】选B。铁生锈生锈的条件是在潮湿的空气中，且食盐能加快生锈的速度，只有B浸泡在植物油中，隔绝了空气和水分，生锈的速度最慢。
4、防止金属腐蚀是保护金属资源的有效途径，锌铬黄（化学式为ZnCrO4）常用于制取防锈涂料。锌铬黄中铬元素（Cr）的化合价为（ ）
A．+1 B．+2 C．+6 D．+7
【答案】选C。
5、文文的家庭化学实验室有如下物品：①试管 ②烧杯 ③煤气和煤气炉 ④托盘天平⑤筷子 ⑥铁钉 ⑦食盐 ⑧食醋 ⑨石灰水 ⑩牵牛花汁 ⑾水 ⑿饮料吸管 ⒀胶头滴管⒁小勺。只利用这些物品不能完成的实验是（ ）
A、探究人体吸入的空气和呼出的气体中CO2含量的不同
B、探究牵牛花汁是否可作指示剂
C、探究加速食盐溶于水的有效方法
D、探究铁钉锈蚀的条件
【解析】选D。铁生锈实际是铁与空气中的水和氧气共同作用的结果。为此，探究实验的设计一般是采用控制变量法，即：选择一只有水而无空气的环境、选择一只有干燥的空气而无水的环境、选择一既有水又有空气的环境，通过比较铁制品在上述环境中生锈的程度，来确定铁钉锈蚀的条件，分析题目给出的物质和用品，无法得到干燥的空气、与空气隔绝的只有水的环境等，因而无法完成此探究过程。
6、钢铁是使用最多的金属材料，但每年因锈蚀而损失的数量巨大，防止金属腐蚀已成为科学研究中的重大问题。以下有关金属腐蚀的叙述错误的是（ ）
A.钢铁在潮湿的空气中比在干燥的空气中更容易生锈
B.钢铁锈蚀的实质与空气中的氧气、水蒸气等发生了化学变化
C.铝比钢铁中的铁活泼，因而铝的抗腐蚀性能比钢铁差
D.在钢铁表面刷油漆可以防止钢铁锈蚀
【解析】选C。铝的活泼性比铁强，在空气中易与氧气反应生成一层致密的氧化铝保护膜，从而避免了内层的铝与氧气的接触，具有较强的抗腐蚀性能。
7、埋在地下的铸铁管道在下列哪种情况下腐蚀最慢（ ）
A.在干燥、致密的土壤中 B. 在干燥、疏松的土壤中
C. 在潮湿、致密的土壤中 D. 在潮湿、疏松的土壤中
【解析】选A。金属腐蚀生锈主要是铁与氧气水进行的化学反应，干燥无水分，致密空气难以进入。
8、钢铁是重要的金属材料，在生产、生活中有广泛的用途。建造北京奥运会主体育场“鸟巢”，就是用了大量的钢铁。
⑴钢铁属于______________（选填“纯净物”或“混合物”）；
⑵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；
⑶为了防止钢铁锈蚀，人们常采用在其表面涂刷矿物油或镀上其他金属等覆盖保护膜的方法。这些方法都能防止锈蚀的共同原理是__________；
⑷炼铁厂常以焦炭、赤铁矿（主要成分是氧化铁）、空气等为主要原料炼铁，反应过程如下：
请写出第③步反应的化学方程式：__________；
⑸金属矿物的储量有限，而且不能再生；目前世界上已有50%以上的废钢铁得到回收利用，其目的是_____________________________（选填“合理开采矿物”或“节约金属资源”）。
【解析】（1）钢铁是铁的合金，属于混合物；（2）铁在空气中锈蚀，实际上是铁与空气中的氧气和水发生了缓慢氧化；（3）在钢铁制品表面涂刷矿物油或镀上其他金属等覆盖保护膜的方法，主要是破坏生锈的条件，防止钢铁与水和氧气的接触；（4）第③步反应中的反应物为Fe2O3和CO，生成为Fe和CO2，条件是高温，利用一氧化碳夺取氧原子的能力进行配平；（5）废钢铁回收利用的主要目的是节约金属资源。
【答案】⑴混合物 ⑵水蒸气 氧气
⑶隔绝氧气 ⑷3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2 ⑸节约金属资源
9、欢欢同学对金属铁的相关知识开展了研究性学习。
（1）实地调查铁制品锈蚀情况如下：
调查内容 掉漆的自行车 露天堆放的钢筋 洗净并擦干的菜刀 镀铬的铁质水龙头
铁制品锈蚀情况 长时间风吹雨淋掉漆的地方出现锈迹 时间长了钢筋表面出现锈层 菜刀放置较长时间也不生锈 水龙头较长时间不生锈
由调查结果可知：铁生锈实际上是铁与 和____等发生反应的过程。
（2）她提出了保护金属资源的下列建议，正确的是 （填字母序号）。
A.防止铁制品锈蚀 B.回收利用废旧铁制品 C.任意开采铁矿石
（3） 通过进一步探究铁与硫酸铜溶液反应的实验，可以比较铁与铜的金属活动性强弱，请写出该反应的化学方程式 ，该反应类型属于 反应。
【解析】铁生锈实质是铁与氧气水蒸气进行的化学反应；保护资源不能任意开采铁矿石。
【答案】⑴水 氧气（无先后顺序）⑵A、B
⑶Fe+CuSO4 =FeSO4+Cu. 置换
10、人类生活离不开金属。
(1)铁是生活中常用的金属。图6是某“取暖片”外包装的图片。
该“取暖片”中发热剂主要成分有铁粉、活性炭、氯化钠、水等，
其发热是利用铁生锈时会放热 。
①发热剂需接触到空气才会发热，原因是铁要与 、 等物质共同作用才会生锈。
②推测发热剂成分中氯化钠的作用是 。
（2）应用金属活动性顺序能帮助我们进一步学习金属性质。已知下列各组物质间均能发生置换反应。
A．Fe 和CuSO4 溶液 B．Mg和MnSO4 溶液 C．Mn和FeSO4 溶液
①写出Fe 和CuSO4 溶液反应的化学方程式 。
②Mn、Fe、Mg 、Cu四种金属的活动性由强到弱的顺序 。
【解析】（1）①铁生锈实际上是铁与空气中的氧气和水发生了缓慢氧化，所以需要氧气和水的参与；②铁与氯化钠接触时会加快缓慢氧化的速度。（2）①铁与硫酸铜反应时，生成+2价的硫酸亚铁和铜；②根据①中A、B、C三个反应可得金属的活动性： Fe>Cu, Mg>Mn, Mn>Fe,由此可排出四种金属由强到弱的活动性顺序为: Mg Mn Fe Cu。
【答案】（1）①水、氧气 ②加速铁粉生锈，更快地放出热量
（2） ①Fe+ CuSO4 === FeSO4+ Cu ②Mg Mn Fe Cu
11、金属材料是工农业生产和人们生活离不开的材料之一，人类每年要从自然界获取大量的金属材料资源。根据对金属和金属金属材料的认识，回答：
（1）炼铁的化学方程式__________________________。
（2）铝制品在空气中有较强的抗腐蚀性，原因是_____________________。
（3）保护金属资源的途径有：①_____________；②回收利用废旧金属；③合理有效地开采矿物；以及寻找金属代用品等。
（4）在AgNO3和Al(NO3)3的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，向滤出的固体中加入稀硫酸，有气泡产生，则滤出的固体中一定含有_____________________。
【答案】（1）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；（2）铝与氧气反应生成的致密的氧化铝薄膜，能覆盖在铝表面，从而保护里层的铝不再与氧气反应（或在名表面生成致密的氧化铝薄膜，阻止里层的铝不再与氧气反应。要点答对即可）；（3）防止金属锈蚀（4）Ag、Fe（或银、铁）
12、月球的沙土中含有丰富钛铁矿，主要成分为TiO2、Fe2O3等，若用CO还原这种矿石，
其中生成铁的化学方程式为： ；用稀盐酸清洗铁钉表面的铁锈(主要成分是
Fe2O3)，其化学方程式为： ，该反应的反应类型是 反应。
【答案】3CO+Fe2O32Fe+3CO2 Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O 复分解
13、某企业因经营不善而停工，一年多来，许多机械设备上已锈迹斑斑。小强将设
备上一枚生锈的铁螺丝放入足量的稀盐酸中，观察到铁锈逐渐消失，该反应的化学方程式为： ；
一段时间后，又观察到铁钉表面有气泡产生，写出产生气泡的化学方程式： ；小强结合学过的
化学知识，向留守的管理人员提出了一些防止机械设备进一步锈蚀的建议，请写出一条小强的建议：
【解析】生锈的铁螺丝放入足量的稀盐酸中，铁锈与盐酸首先作用，然后铁与盐酸作用产生氢气，防锈措
施很多，如保持机械设备干燥、刷漆、涂油等。
【答案】6HCl+Fe2O3 ==2FeCl3+3H2O 2HCl+Fe == FeCl2+H2↑ 去锈后在机械设备上涂油（其它合理答案
均可）
14、据有关资料报导，现在世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的20%—40%。小雄同学为探究铁的锈蚀条件，他将一支洁净的铁钉，放入置入空气中盛有少量水的试管中（如右图所示），一段时间后，发现铁钉 （填A或B或C）处最先出现铁锈。该实验说明，钢铁常温下接触 __和 时容易生锈。
【解析】铁生锈是铁与空气和水接触发生化学反应的结果，铁在B处，锈蚀条件最充足，故B处最先出现铁锈。
【答案】B 氧气（或空气） 水
15、人们的日常生活离不开金属，高科技新材料的开发和应用也需要金属。请回答：
(1)地壳中含量最多的金属元素是 。
(2)根据下图的应用实例，试说出金属具有的两点物理性质
(3)早在春秋战国时期，我国古代人民已经开始炼铁。
①写出磁铁矿(Fe3O4)与CO反应的化学方程式 。
②钢铁防腐十分重要!请写出一种防止钢铁生锈的方法 。
【答案】 (1) Al (或铝) (2)导电性、延展性、导热性、金属光泽等
(3)① Fe3O4+4CO 3 Fe+4CO2 ②涂油、刷漆 (答案合理即可)
高温
图6
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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
约200年前
K 、Ca、 Na、 Mg 、Al 、Zn 、Fe、 Sn、 Pb、(H) 、Cu 、Hg 、Ag 、Pt 、Au
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
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第5章 金属与矿物
知识点五、石灰石的利用
1、化学就在我们身边，他与我们的生活息息相关。从石灰石、氧气、二氧化碳、食盐四种物质中选出与下列用途相对应的物质，填写在空白处：
（1）供给人类呼吸的气体是__________；（2）烹饪使用做调味品的是____________；
（3）可用作建筑材料的是__________； （4）植物光合作用不可缺少的气体是___________。
【答案】（1）氧气 （2）食盐 （3）石灰石 （4）二氧化碳
2、有A、B、C、D四种物质，如图所示，A、B、C在一定下可以发生转化，在C溶液中通入CO2，溶液变浑浊，生成白色沉淀A。D与A、B、C均能发生反应，D与C发生中和反应，D与A反应有CO2气体产生，D与AgNO3溶液反应，可产生不溶于稀硝酸的白色沉淀。
⑴请根据已知条件推断四种物质的化学式：
A B C D
⑵请写出下列反应的化学方程式：
C溶液中通入CO2，溶液变浑浊
D与A反应
【解析】由D与C发生中和反应知，D、C属于酸和碱类物质，而二氧化碳不和酸作用，故C为碱溶液，既然能和CO2反应，表明C为氢氧化钙溶液，A为碳酸钙，由B能和水作用生成氢氧化钙知，B为氧化钙，由D与AgNO3溶液反应，可产生不溶于稀硝酸的白色沉淀知，D为HCl。
【答案】 ⑴A：CaCO3 B：CaO C：Ca(OH)2 D：HCl
⑵Ca(OH)2+CO2 ==== CaCO3↓+H2O CaCO3+2HCl ===== CaCl2+H2O+CO2↑
3、下列框图中的物质均为初中化学常见的物质，其中A是建筑材料的主要成分，B属于氧化物，下图是它们之间的相互转化关系。请回答：
（1）写出下列物质的化学式：A. C. 。
（2）得到F溶液的操作Ⅰ的名称为： 。
（3）若I是红褐色沉淀，请写出G + F → I的化学方程式：
（4）指出反应①的基本类型是 反应。
【解析】推理题要找到题目的突破口，由A是建筑材料的主要成分，且可在高温下发生分解反应可推知A为碳酸钙；C为二氧化碳，D是生石灰，E是熟石灰，E与Na2CO3溶液反生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠，过滤可得氢氧化钠溶液；若I为红褐色沉淀，则I是氢氧化铁或氢氧化亚铁，而B是氧化物，可得I是氢氧化铁。
【答案】（1）A：CaCO3，C：CO2； （2）过滤；
（3）3NaOH + FeCl3 == Fe（OH）3↓ + 3NaCl（4）化合反应
足量水
E
①
D
操作Ⅰ
适量
Na2CO3溶液
G（有色溶液）
高温
稀盐酸
A
B
F溶液
C
I（有色沉淀）
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