第6讲 金属
课标要求
考试细则
【课程内容】1.识别金属和非金属。2.通过典型金属和酸以及某些盐的反应，认识金属活动性顺序。3.列举金属腐蚀条件和防止金属锈蚀常用的方法。4.知道在金属中加入其他元素等方法可以改善金属材料的性能，了解新型金属材料的发展与应用。5.结合实例说明金属冶炼发展对社会进步的作用。6.了解废弃金属对环境的影响和回收金属的意义。【活动建议】1.通过实验认识金属的延展性、导电性和导热性等物理性质。2.探究几种金属的活动性顺序。3.调查金属锈蚀带来的损失，了解常见金属防锈蚀的措施。4.查阅人类使用金属和合金的历史资料，了解冶金史。5.调查本地区的金属回收和利用情况，并提出建议。
1.金属和非金属的性质差异，常见金属的主要性质和用途(1)说出金属和非金属的主要物理性质差异，如导电性、导热性、金属光泽、延展性等。(2)举例说明常见金属的用途与其性质的对应关系。2.金属冶炼：说出炼铁的原理3.金属活动性顺序(1)描述金属与酸、金属与盐反应的条件。(2)说出金属活动性顺序。(3)会比较金属的活动性顺序。(4)能用金属活动性顺序说明某些现象和实际应用。4.金属腐蚀及防护(1)列举影响金属腐蚀的有关条件。(2)说出防止金属腐蚀的常用方法。5.废弃金属对环境的影响(1)举例说明废弃金属对环境的影响。(2)举例说出回收废弃金属的意义。6.新金属材料的发展和金属材料性能的改善(1)说出合金的概念。(2)说出一些常见的合金及其主要性能，如铁合金、铝合金等。
一、
金属的物理性质
(1)金属的物理共性：①常温下都是固体(汞除外)；②有金属光泽；③大多数为电和热的良导体；④有延展性。
(2)金属的特性：①金属汞常温下呈液态；②铁、铝等大多数金属呈银白色或灰色，但金呈金黄色，铜呈紫红色；③不同金属的密度、硬度、熔点、导电性、导热性等有较大差别。
二、
金属的化学性质
(1)与氧气反应
与氧气反应的难易程度
代表金属种类
现象
化学方程式(氧气中)
常温下与氧气反应
铝
常温下，金属铝表面易生成一层致密的氧化铝保护膜
4Al＋3O2===2Al
2O3
铁
常温下，缓慢氧化，生成红褐色的铁锈(Fe2O3)
续表
与氧气反应的难易程度
代表金属种类
现象
化学方程式(氧气中)
能在空气中燃烧
镁
剧烈燃烧，发出耀眼白光，生成白色固体，放热
2Mg＋O22MgO
不能在空气中燃烧，能在氧气中燃烧
铁
剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体
3Fe＋2O2
Fe3O4
不能燃烧，在加热条件下能与氧气反应生成氧化物
铜
加热，生成黑色物质
2Cu＋O22CuO
在高温下也不与氧气反应
金
疑难点：金属越活泼，越易与氧气发生反应，相同条件下反应越剧烈。
(2)与酸反应：金属活动性顺序排在H前面的金属单质能与酸发生反应，生成相应的盐和氢气。相同条件下，金属与酸反应的剧烈程度也因金属活动性的强弱而不同，金属活动性越强，反应越剧烈。
金属
与盐酸反应
与稀硫酸反应
反应现象
镁
Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑
Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑
剧烈反应，产生大量气泡，溶液仍为无色，生成的气体在空气中燃烧产生淡蓝色火焰
铝
2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑
锌
Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
反应比较剧烈，产生大量气泡，溶液为无色，生成的气体在空气中燃烧产生淡蓝色火焰
铁
Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
反应缓慢，产生气泡，溶液由无色逐渐变为浅绿色，生成的气体在空气中燃烧产生淡蓝色火焰
铜
不反应
不反应
无
疑难点：
①
铁与酸发生置换反应，生成铁的化合物中铁元素的化合价为＋2价，故溶液呈浅绿色。
②
金属与酸反应的剧烈程度不止与金属的活动性强弱有关，还与其他很多因素有关，如酸的浓度、金属与酸接触面积的大小、反应温度等。故在探究金属与酸反应快慢的问题时，一定要注意控制好变量。
③
由于金属锌与稀硫酸的反应速率适中，便于对氢气进行收集，实验室常用锌与稀硫酸的反应来制取氢气；金属镁和铝与稀硫酸的反应速率过快，铁与稀硫酸的反应速率过慢，都不利于氢气的收集；浓盐酸具有挥发性，用盐酸制取的氢气中因含有氯化氢气体而不纯净，故不选择盐酸作为实验室制取氢气的原料。
(3)与某些盐溶液反应
活动性较强的金属可以把活动性较弱的金属从其盐溶液中置换出来。如，将锌片、铁片、铜片三种金属分别放入硫酸铜溶液、硝酸银溶液中，观察到的现象及反应的化学方程式如下：
金属
硫酸铜溶液
硝酸银溶液
锌
锌表面有一层红色物质析出，溶液由蓝色变为无色。Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu
锌表面有一层银白色物质析出，溶液仍为无色。Zn＋2AgNO3===Zn(NO3)2＋2Ag
铁
铁表面有一层红色物质析出，溶液由蓝色变为浅绿色。Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu
铁表面有一层银白色物质析出，溶液由无色变为浅绿色。Fe＋2AgNO3===Fe(NO3)2＋2Ag
铜
无变化，不反应
铜表面有一层银白色物质析出，溶液由无色变成蓝色。Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag
疑难点：金属与盐的反应中，盐必须能溶于水。
三、
金属活动性顺序
(1)金属活动性顺序
常见的金属在溶液中的活动性顺序如下：
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H) Cu Hg Ag Pt Au
活动性由强到弱，原子失电子能力减弱。
(2)金属活动性顺序的应用
①
在金属活动性顺序中，位置越靠前，活动性越强。
②
在金属活动性顺序中，只有排在氢前面的金属才能置换出盐酸、稀硫酸中的氢。
③
在金属活动性顺序中，排在前面的金属能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来(K、Ca、Na除外)。
④
很活泼的金属，如K、Ca、Na与盐溶液反应，先与溶液中的水反应生成碱和氢气，碱再与盐溶液反应，没有金属单质生成。
四、
金属冶炼
(1)热还原法：用C、CO、H2等还原剂与金属氧化物反应，夺取金属氧化物中的氧，得到金属单质，该方法适用于大多数金属。以下为氢气还原氧化铜和一氧化碳还原氧化铁的实验：
实验名称
氢气还原氧化铜
一氧化碳还原氧化铁
实验原理
CuO＋H2Cu＋H2O
Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
实验装置
实验步骤
检：检查氢气的纯度；通：通氢气；点：点燃酒精灯加热；熄：实验完毕，先熄灭酒精灯；冷：继续通氢气，直到试管完全冷却。
检：检查装置的气密性；装：装入药品并固定装置；通：通入一氧化碳气体并点燃酒精灯；点：待装置内的空气完全排尽后，点燃酒精喷灯给氧化铁加热；熄：当玻璃管内的红棕色粉末变成黑色时，停止加热；冷：继续通入一氧化碳直到玻璃管内的固体冷却；熄：熄灭装置尾部的酒精灯。
实验现象
黑色固体逐渐变为红色，同时试管口出现小水珠。
红色固体逐渐变为黑色，同时产生能使澄清石灰水变浑浊的气体。
注意事项
①
被还原的金属氧化物要铺在试管或直玻璃管底部，目的是增大反应物的受热面积，加快反应速率。②
实验之前先通气体后加热，目的是排出装置内的空气，防止可燃性气体和空气混合加热时发生爆炸。实验结束后先熄灭酒精灯，继续通入还原性气体，直至还原产生的金属冷却，目的是防止生成的金属在温度较高时再次被氧气氧化，使实验失败。③
因为要先通还原性气体，实验结束后还要通气体，所以实际所用气体的量要远大于理论用量。
疑难点
①
试管口应略向下倾斜，且试管口不能塞塞子。向下倾斜的目的是避免反应中生成的水倒流而炸裂。②
通氢气的导管应插到试管底部的氧化铜上方，一是为了避免氧化铜粉末堵塞导管口，二是易把试管里的空气排净，加热后不易发生危险。
①
一氧化碳有毒，不能直接排放到空气中，故装置封闭并在实验前进行气密性检查，且需将尾气点燃或收集。②
CO和用于尾气处理的酒精灯要“早出晚归”，用于加热的酒精喷灯要“迟到早退”。
(2)湿法冶铜
湿法炼铜的原理是先用硫酸将铜矿中的铜转变成可溶性的硫酸铜，再将铁放入硫酸铜溶液中把铜置换出来。反应方程式为Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。
五、
金属锈蚀
(1)锈蚀条件
①
外因：金属与空气、水等物质的相互作用。
②
内因：金属的内部结构。
(2)防锈方法
①
保持金属制品表面干燥和洁净。
②
在金属制品表面涂一层保护膜，如刷油漆、涂油等。
③
改变金属的内部结构，如在普通钢中加入铬、镍等金属制成不锈钢。
六、
合金
(1)合金的概念：在金属中加热熔合某些金属或非金属形成具有金属特征的物质。
(2)合金的特性：硬度、强度一般变大；熔点更低；颜色更鲜艳；抗腐蚀性更强。
1.
科学探究可以培养学生良好的科学思维。某兴趣小组进行了金属燃烧实验：
实验
1
2
3
步骤
将一片铝箔在空气中用酒精灯加热
将另一片相同的铝箔伸入充满氧气的集气瓶，引燃
将一段镁条在空气中用酒精灯加热
续表
实验
1
2
3
现象
铝箔不燃烧，熔化后也不滴下，外面立即形成一层薄膜
铝箔剧烈燃烧，发出耀眼白光
镁条剧烈燃烧，发出耀眼白光
试回答下列问题：
(1)进行实验1、2的目的是为研究铝和氧气反应的剧烈程度是否与氧气的__浓度(纯度、含量)__有关。
(2)某同学分析实验2、3后就得出了如下结论：不同金属的活动性是不同的。其他同学认为这个结论不可靠，你认为他们的理由是__只用镁、铝金属做实验，选择的金属样本种类太少或实验中存在氧气浓度和金属种类两个变量没有控制__。
(3)在实验1中，有同学用细针去刺破液态铝外面的薄膜，观察到里面的液态铝依然没有流出来。实验后，同学们查阅资料获知该薄膜是氧化铝，其熔点明显高于酒精灯火焰的温度，由此推断，刺破薄膜后液态铝会迅速和__氧气__反应又会形成致密氧化膜，所以液态铝不会流出来。
【试题解析】
(1)实验1、2不同之处是氧气的浓度不同，所以进行1、2实验的目的是研究铝和氧气反应的剧烈程度是否与氧气的浓度有关。(2)只用镁、铝做实验，选择的金属样品种类太少，不能得出不同金属的活动性是不同的结论。(3)液态铝会迅速和氧气反应又会形成致密氧化膜，所以刺破薄膜后液态铝不会流出来。
【命题意图】
本题以铝、镁燃烧这一素材为载体考查学生通过实验变量分析确定实验目的，结合实验设计提出实验方案设计的不足的能力，同时要求学生能够运用金属与氧气反应的相关知识对实验现象进行合理的解释。
2．下图为氢气还原氧化铜的实验装置图，下列有关分析正确的是( B )
A．装置中试管口需略向下倾斜，主要是为了利于通入氢气
B．在给试管内药品加热前，需先通氢气排尽试管内的空气
C．待药品完全反应后，需同时撤去酒精灯和通氢气的导管
D．该实验装置也可直接用于一氧化碳还原氧化铜的实验
【试题解析】
A．装置中试管口需略向下倾斜，主要是为了利于冷凝水的排出，防止试管炸裂，故A错误；
B．在给试管内药品加热前，需先通氢气排尽试管内的空气，以防爆炸，故B正确；
C．待药品完全反应后，需先撤去酒精灯，再撤去通氢气的导管，以防铜重新被氧化，故C错误；
D．该实验装置不密闭，不可直接用于一氧化碳还原氧化铜的实验，一氧化碳有毒，故D错误。
【命题意图】
本题以金属冶炼这一主题为载体，考查学生结合实验目的和反应物等的特点，对实验器材、装置、实验步骤等的理解。
3．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。实验后他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。溶液中含有的金属离子可能的组成有
( C )
①
Mg2＋ ②
Mg2＋和Fe2＋
③
Mg2＋和Cu2＋ ④
Mg2＋、Fe2＋和Cu2＋
A．①②
B．①③
C．②④
D．③④
【试题解析】
Mg、Fe、Cu三种金属的活动性顺序为Mg＞Fe＞Cu，故铁可以与硫酸铜反应，而不与硫酸镁反应，故溶液中一定有镁离子和生成的亚铁离子，当铁将硫酸铜完全反应时，溶液中没有铜离子，当铁没有将硫酸铜完全反应时，溶液中有铜离子，故②④正确。故选C。
【命题意图】
本题以金属与盐溶液之间的反应为载体，考查金属活动性顺序和学生结合具体实验现象进行实验分析和分类讨论的能力。
4.
下列金属不能跟稀盐酸反应产生氢气的是( A )
A．银
B．锡
C．铝
D．镁
【试题解析】
排在氢前边的金属能与酸反应产生氢气，排在氢后面的金属不能与酸反应产生氢气。
【命题意图】
本题以金属和酸的反应为主题，考查学生对金属活动性顺序的理解。
5.
将质量均为10克的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的是( D )
A.
B.
C.
D.
【试题解析】
根据化学方程式计算可得，10克镁与硫酸完全反应需要消耗40.8克硫酸溶质，10克铁与硫酸完全反应需要消耗17.5克硫酸溶质，10克锌与硫酸完全反应需要消耗15.1克硫酸溶质。当酸中溶质的质量小于15.1克，酸完全反应，生成的氢气质量相等，A正确；当酸中溶质的质量介于17.5克和15.1克之间时，产生氢气质量为镁＝铁＞锌，C正确；当酸中溶质的质量介于17.5克和40.8克之间，或酸中溶质的质量大于40.8克时，产生氢气的质量为镁＞铁＞锌，B正确。
【命题意图】
本题以金属与酸反应的质量关系为载体，考查学生结合具体情境，运用化学方程式计算和质量守恒定律进行定量分析、分类讨论的能力。第
6讲 金 属
1．铝在一百多年里产量得到大幅度的提高，并被广泛地使用，原因之一就是铝的抗腐蚀性能好。铝具有良好抗腐蚀性能的原因是( )
A．铝的化学性质不活泼
B．铝不与酸、碱反应
C．铝常温下不与氧气反应
D．铝表面生成一层致密的氧化铝保护膜
2．观察、分析实验现象，可以帮助我们理解科学的本质。下列现象描述正确的是
( )
A．钠在氯气中燃烧，可看到产生大量的白烟
B．铝箔在氧气中燃烧，可看到淡蓝色的火焰
C．同时贴在蚕豆叶片上下表面的氯化钴试纸，可看到上表面的试纸先变色
D．铁粉和硫粉混合加热后，可得到黄色固体
3．有一种在古籍里称为鋈的银白色铜合金，是古代云南、四川地区的特产，其主要成分是铜、锌、镍等金属单质。炼制时需要黑铜矿(主要成分是CuO)、硫化镍矿(主要成分是Ni2S3)等多种矿物。下列有关说法不正确的是( )
A．鋈属于金属材料
B．鋈的样品在足量稀盐酸中能全部溶解
C．Ni2S3中镍元素呈＋3价
D．黑铜矿跟木炭共热能生成单质铜
4．在试管中放入一根镁条(已除去氧化膜)，往其中加入硝酸银溶液至浸没镁条，观察到如下现象：
①
镁条表面迅速覆盖一层疏松的固体物质，经检验发现生成的固体物质中含有单质银；
②
镁条表面有明显的气泡出现，经检验发现气泡中有氢气。
对于上述实验现象的分析错误的是( )
A．镁能从硝酸银溶液中置换出银
B．镁跟硝酸银溶液反应会生成氢气
C．镁投入硝酸银溶液中只发生2AgNO3＋Mg===Mg(NO3)2＋2Ag
D．根据该实验可判断镁比银化学活动性强
5．用三块相同的铝片(均已去除氧化膜)进行如下实验。
实验1：取第一块铝片，放入稀硫酸中，有明显的现象；
实验2：取第二块铝片，放入硫酸铜溶液中，铝片表面有红色物质析出；
实验3：取第三块铝片，放入浓硫酸中，没有明显的现象；
实验4：将实验3中的铝片取出，洗净后放入硫酸铜溶液中，没有明显的现象。
下列说法不正确的是( )
A．在实验1中可以观察到铝片表面有气泡产生
B．由实验2可以得出金属铝比铜活泼
C．铝片与浓硫酸不能发生化学反应
D．浓硫酸与稀硫酸的化学性质有差别
6．用盐酸与金属单质反应，探究锌、镁、铜的金属活动性。下列有关现象、分析或结论正确的是( )
A．铜片表面可以观察到气泡
B．锌片的试管比镁片的试管更热
C．金属活动性由强到弱顺序为镁>锌>铜
D．三支试管中盐酸的质量分数可以不同
7．向硝酸铜、硝酸银和硝酸镁的混合溶液中加入一定质量的金属锌，充分反应后，过滤，得到滤渣和滤液，以下推断正确的是( )
A．若滤液为蓝色，则滤渣中一定有银和铜
B．若向滤液中加入稀盐酸无白色沉淀生成，则滤渣中一定有银和铜
C．若向滤渣中加入稀盐酸有气泡生成，则滤液中只含有硝酸镁和硝酸锌
D．若反应前加入的金属锌的质量和反应后滤渣的质量相等，则滤渣中一定不含锌和镁
8．将一定量的铜锌混合粉末放入盛有硝酸银溶液的烧杯中，不断搅拌，充分反应后过滤。向得到的滤渣和滤液中分别加入足量的稀盐酸，均无现象，则滤渣中
( )
A．一定有银，可能有铜和锌
B．一定有银，可能有铜，一定没有锌
C．一定有银和铜，可能有锌
D．一定有银和铜，一定没有锌
9．某同学在探究X、Y、Z三种金属的活动性顺序时，做了如下实验：①
把X和Y分别加入稀硫酸中，X表面产生大量气泡，Y表面无明显现象；②
将Y放入Z的硝酸盐溶液中，Y表面有Z析出。下列金属活动性由强到弱的顺序正确的是( )
A.
Z>Y>X
B．X>Z>Y
C．X>Y>Z
D．Y>Z>X
10．北宋张潜在其《浸铜要略序》一书中对铜的冶炼有如下记载：“山麓有胆泉，土人汲以浸铁，数日辄类朽木，刮取其屑，锻炼成铜。
(1)书中提及的“胆泉”为硫酸铜溶液，“浸铁”即将铁放入其中，写出此冶炼铜方法中生成铜的化学方程式：____。
(2)若“浸铁”前后溶液中存在的离子种类如图所示，其中“”“”“”表示不同种类的离子，则表示____(填写离子符号)。
11．生铁用途十分广泛。工业上利用赤铁矿(主要成分是
Fe2O3，还含少量
SiO2
等杂质)冶炼生铁的过程如下：
回答下列问题：
(1)生铁属于____材料(填“合金”或“金属”)。“高炉气体”中的____(填化学式)会导致酸雨。
(2)“煅烧”时：①生成
CO
的反应之一为
C
＋
CO22CO，该反应属于____反应(填基本反应类型)。
②
用化学方程式表示利用
CO
炼铁的原理____。
(3)生活中铁制品锈蚀的过程，实际上是
Fe
与空气中____、____等发生化学反应的过程。下列措施能防止铁制品锈蚀的是____(填序号)。
A．涂油、喷漆
B．镀耐腐蚀的铬层
C．用盐水清洗
D．久置于酸性环境
12．化学实验社团在老师的指导下开展了“模拟酸雨形成”的相关实验。
图1
图2
铜
铝
密度(g/cm3)
8.92
2.70
地壳中含量(质量分数%)
0.007
7.73
导电性(银的导电性为100做标准)
(1)图1所示赤铁矿的主要成分是____(填化学式)。
(2)家用电线常用铜制成，但在高压远距离输电中常用铝代替铜，请根据表中的信息分析，其原因是____。
(3)在空气中铝具有很好的抗腐蚀性，其原因用化学方程式表示____。
(4)为探究铁、铜的金属活动性，分别将铁丝、铜丝插入稀硫酸中(图2)，说明铁比铜的金属活动性更强的实验现象是____；反应的化学方程式是____。
(5)将一定量铝、铜粉末混合物加入硝酸银溶液中，充分反应后过滤，滤液为蓝色。则滤渣中一定含有____(填化学式，下同)，滤液中溶质的组成可能是____或____。
1．小金做了如下实验：将4.2克铁粉和4.0克氧化铜粉末均匀混合，然后一次性投入盛有200克9.8%稀硫酸的大烧杯中。观察到如下现象：立即出现红色固体，前阶段没有明显的气泡产生，后阶段产生大量无色气泡，充分反应后上层清液呈浅绿色。由此小金作出下列判断，其中不合理的是( )
A．“立即出现红色固体”是由于很快发生了如下转化：CuOCuSO4Cu
B．“产生大量无色气泡”是由于发生了如下反应：Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
C．该实验条件下，硫酸铜比稀硫酸更容易跟铁粉发生反应
D．在不同浓度的硫酸铜和稀硫酸的混合溶液中投入铁粉，都是硫酸铜先跟铁粉反应
2．小金为探究铁制品锈蚀的条件，进行如下实验：
步骤1：利用图甲所示装置，将干燥的O2从导管a通入U形管(装置气密性良好，药品如图所示)；待U形管内充满O2后，在导管b处连接一活塞推至底部的注射器，收集20
mL
O2后在导管a处连接乳胶管并用止水夹夹紧，如图乙所示。
步骤2：一段时间后，观察U形管内的铁丝，其现象如表所示。
观察对象
现象
①
干燥的普通铁丝
没有明显变化
②
潮湿的普通铁丝
较多红褐色锈斑
③
潮湿的纯铁丝
没有明显变化
(1)步骤1中，检查U形管内是否已充满O2的方法是____。
(2)铁制品锈蚀的条件之一是需要O2，在此实验中能支持此条件的证据是____。
(3)通过对比实验现象，此实验还可得出铁制品锈蚀的条件是____。
3．小金利用图示装置进行“一氧化碳还原氧化铁”及其产物检验的实验。实验步骤如下：
步骤1：连接装置并检查装置的气密性，在确保装置气密性良好的基础上，按图示在各装置中添加药品；
步骤2：缓慢推注射器活塞，利用甲酸(一种无色溶液，溶质为
HCOOH)与浓硫酸在80
℃水浴的条件下制备一氧化碳(反应原理HCOOHCO＋H2O)；
步骤3：待万用瓶中澄清石灰水下降至安全线以下后再点燃酒精灯，当W形管右侧弯管处的氧化铁全部变为黑色时，继续加热2分钟后熄灭酒精灯；
步骤4：撤去酒精灯和盛热水的烧杯，用磁铁吸引黑色物质至W形管左侧弯管处进行固体产物的检验。
(1)进行气密性检査时，可在万用瓶中盛适量水，然后推注射器活塞，当观察到____(填写现象)，说明装置气密性良好。
(2)点燃酒精灯前，需要“待万用瓶中澄清石灰水下降至安全线以下”的原因是______。
(3)步骤3后，W形管左侧弯管处为反应后得到的稀硫酸，若固体产物全部是铁，步骤4中能观察到的现象是______。
4．小金利用如图装置进行甲、乙对比实验，探究温度对CO和
Fe2O3反应的影响(固定装置略)。
(1)从实验安全角度考虑，图示装置还应采取的改进措施是____。
(2)完全反应后，两组的生成物均为黑色粉末(纯净物)，分别用两组生成物进行以下实验：
步骤
操作
甲组现象
乙组现象
1
称量黑色粉末质量/g
m1
m2
2
取黑色粉末，用磁铁吸引
能被吸引
能被吸引
3
取黑色粉末，加入稀盐酸
全部溶解，有大量气泡
无明显现象
4
取黑色粉末，加入足量硫酸铜溶液
有红色物质生成
无明显现象
①
甲组的黑色粉末与稀盐酸反应的化学方程式是____。
②
小金查阅资料后发现Fe3O4在常温下不与稀盐酸、CuSO4溶液反应，故猜想乙组的生成物为Fe3O4。他又发现m2恰好为______g，这可成为支持上述猜想的新证据。
(3)甲、乙两组实验说明温度对CO和Fe2O3反应有影响，且均体现出CO的______(填写化学性质)。
5．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：____。
【实验验证】
(1)验证猜想一：你的方案是____。
(2)验证猜想二：取上述相同铜丝，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。
请你在矩形内画出实验装置图，并标出所选物质。
eq
\x()
(3)验证猜想三：进一步实验______。第
6讲 金 属
1．铝在一百多年里产量得到大幅度的提高，并被广泛地使用，原因之一就是铝的抗腐蚀性能好。铝具有良好抗腐蚀性能的原因是( D )
A．铝的化学性质不活泼
B．铝不与酸、碱反应
C．铝常温下不与氧气反应
D．铝表面生成一层致密的氧化铝保护膜
2．观察、分析实验现象，可以帮助我们理解科学的本质。下列现象描述正确的是
( A )
A．钠在氯气中燃烧，可看到产生大量的白烟
B．铝箔在氧气中燃烧，可看到淡蓝色的火焰
C．同时贴在蚕豆叶片上下表面的氯化钴试纸，可看到上表面的试纸先变色
D．铁粉和硫粉混合加热后，可得到黄色固体
3．有一种在古籍里称为鋈的银白色铜合金，是古代云南、四川地区的特产，其主要成分是铜、锌、镍等金属单质。炼制时需要黑铜矿(主要成分是CuO)、硫化镍矿(主要成分是Ni2S3)等多种矿物。下列有关说法不正确的是( B )
A．鋈属于金属材料
B．鋈的样品在足量稀盐酸中能全部溶解
C．Ni2S3中镍元素呈＋3价
D．黑铜矿跟木炭共热能生成单质铜
4．在试管中放入一根镁条(已除去氧化膜)，往其中加入硝酸银溶液至浸没镁条，观察到如下现象：
①
镁条表面迅速覆盖一层疏松的固体物质，经检验发现生成的固体物质中含有单质银；
②
镁条表面有明显的气泡出现，经检验发现气泡中有氢气。
对于上述实验现象的分析错误的是( C )
A．镁能从硝酸银溶液中置换出银
B．镁跟硝酸银溶液反应会生成氢气
C．镁投入硝酸银溶液中只发生2AgNO3＋Mg===Mg(NO3)2＋2Ag
D．根据该实验可判断镁比银化学活动性强
【解析】
A．根据题中的叙述可知镁能从硝酸银溶液中置换出银，是正确的叙述；
B．镁跟硝酸银溶液反应会生成氢气，是正确的叙述；
C．镁投入硝酸银溶液中只发生2AgNO3＋Mg===Mg(NO3)2＋2Ag是错误的叙述，还能发生生成氢气的反应；
D．根据该实验可判断镁比银化学活动性强，是正确的叙述。
5．用三块相同的铝片(均已去除氧化膜)进行如下实验。
实验1：取第一块铝片，放入稀硫酸中，有明显的现象；
实验2：取第二块铝片，放入硫酸铜溶液中，铝片表面有红色物质析出；
实验3：取第三块铝片，放入浓硫酸中，没有明显的现象；
实验4：将实验3中的铝片取出，洗净后放入硫酸铜溶液中，没有明显的现象。
下列说法不正确的是( C )
A．在实验1中可以观察到铝片表面有气泡产生
B．由实验2可以得出金属铝比铜活泼
C．铝片与浓硫酸不能发生化学反应
D．浓硫酸与稀硫酸的化学性质有差别
6．用盐酸与金属单质反应，探究锌、镁、铜的金属活动性。下列有关现象、分析或结论正确的是( C )
A．铜片表面可以观察到气泡
B．锌片的试管比镁片的试管更热
C．金属活动性由强到弱顺序为镁>锌>铜
D．三支试管中盐酸的质量分数可以不同
【解析】
由于铜位于金属活动性顺序中氢之后，不会与酸反应，则无气泡产生；由于在金属活动性顺序中镁比锌活泼，其与盐酸反应时镁比锌快些，则有镁片的试管比锌片的试管更热；由于在金属活动性顺序中排在越前其金属活动性越强，故镁在前，锌其次，铜在后；在探究金属活动性顺序时需控制变量，则盐酸应等质量分数。
7．向硝酸铜、硝酸银和硝酸镁的混合溶液中加入一定质量的金属锌，充分反应后，过滤，得到滤渣和滤液，以下推断正确的是( C )
A．若滤液为蓝色，则滤渣中一定有银和铜
B．若向滤液中加入稀盐酸无白色沉淀生成，则滤渣中一定有银和铜
C．若向滤渣中加入稀盐酸有气泡生成，则滤液中只含有硝酸镁和硝酸锌
D．若反应前加入的金属锌的质量和反应后滤渣的质量相等，则滤渣中一定不含锌和镁
【解析】
锌会先与硝酸银反应，再与硝酸铜反应，锌不会与硝酸镁反应，若滤液为蓝色，溶液中一定含有硝酸铜，所以滤渣中一定有银，可能含有铜；若向滤液中加入稀盐酸无白色沉淀生成，滤液中一定不含硝酸银，所以滤渣中一定有银，可能含有铜；若向滤渣中加入稀盐酸有气泡生成，则加入的锌是过量的，硝酸银、硝酸铜完全反应，所以滤液中只含有硝酸镁和硝酸锌；锌和硝酸银反应溶液质量减少，锌和硝酸铜反应，溶液质量增加，若反应前加入的金属锌的质量和反应后滤渣的质量相等，滤渣中一定不含镁，可能含有锌。
8．将一定量的铜锌混合粉末放入盛有硝酸银溶液的烧杯中，不断搅拌，充分反应后过滤。向得到的滤渣和滤液中分别加入足量的稀盐酸，均无现象，则滤渣中
( B )
A．一定有银，可能有铜和锌
B．一定有银，可能有铜，一定没有锌
C．一定有银和铜，可能有锌
D．一定有银和铜，一定没有锌
【解析】
由于金属的活动性顺序是锌＞铜＞银，将一定量的铜锌混合粉末加入盛有硝酸银溶液的烧杯中，不断搅拌，锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银，当锌反应完后，铜再与硝酸银反应生成硝酸铜和银。向滤渣和滤液中分别滴加稀盐酸均无明显现象产生，说明不含能与稀盐酸反应的金属、不含硝酸银溶液。所以滤渣中一定含有银，可能含有铜，一定没有锌。
9．某同学在探究X、Y、Z三种金属的活动性顺序时，做了如下实验：①
把X和Y分别加入稀硫酸中，X表面产生大量气泡，Y表面无明显现象；②
将Y放入Z的硝酸盐溶液中，Y表面有Z析出。下列金属活动性由强到弱的顺序正确的是( C )
A.
Z>Y>X
B．X>Z>Y
C．X>Y>Z
D．Y>Z>X
【解析】
①把X和Y分别加入稀硫酸中，X表面产生大量气泡，Y表面无现象，说明X在氢前，Y在氢后；②把Y放入Z的硝酸盐溶液中，Y表面有Z析出，说明了Y排在Z的前边，即三种金属的活动性顺序为X＞Y＞Z。
10．北宋张潜在其《浸铜要略序》一书中对铜的冶炼有如下记载：“山麓有胆泉，土人汲以浸铁，数日辄类朽木，刮取其屑，锻炼成铜。
(1)书中提及的“胆泉”为硫酸铜溶液，“浸铁”即将铁放入其中，写出此冶炼铜方法中生成铜的化学方程式：__Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4__。
(2)若“浸铁”前后溶液中存在的离子种类如图所示，其中“”“”“”表示不同种类的离子，则表示__Fe2＋__(填写离子符号)。
【解析】
(1)铁与硫酸铜发生置换反应的化学方程式为Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4；(2)根据化学方程式，铁元素从铁原子转化为溶液中的亚铁离子。
11．生铁用途十分广泛。工业上利用赤铁矿(主要成分是
Fe2O3，还含少量
SiO2
等杂质)冶炼生铁的过程如下：
回答下列问题：
(1)生铁属于__合金__材料(填“合金”或“金属”)。“高炉气体”中的__SO2____(填化学式)会导致酸雨。
(2)“煅烧”时：①生成
CO
的反应之一为
C
＋
CO22CO，该反应属于__化合__反应(填基本反应类型)。
②
用化学方程式表示利用
CO
炼铁的原理__3CO＋Fe2O32Fe__＋__3CO2____。
(3)生活中铁制品锈蚀的过程，实际上是
Fe
与空气中__水__、__氧气__等发生化学反应的过程。下列措施能防止铁制品锈蚀的是__AB__(填序号)。
A．涂油、喷漆
B．镀耐腐蚀的铬层
C．用盐水清洗
D．久置于酸性环境
【解析】
(1)生铁是碳和铁的合金；能够引起酸雨的是SO2和氮的氧化物；
(2)①
生成
CO
的反应是多变一，是化合反应；②
CO
炼铁的原理是利用CO的还原性将氧化铁还原成铁单质，化学方程式为3CO
＋
Fe2O3
2Fe
＋
3CO2；
(3)铁生锈需要与氧气和水同时接触；防锈措施包括隔绝水或氧气、干燥等方法。
12．化学实验社团在老师的指导下开展了“模拟酸雨形成”的相关实验。
图1
图2
铜
铝
密度(g/cm3)
8.92
2.70
地壳中含量(质量分数%)
0.007
7.73
导电性(银的导电性为100做标准)
(1)图1所示赤铁矿的主要成分是__Fe2O3__(填化学式)。
(2)家用电线常用铜制成，但在高压远距离输电中常用铝代替铜，请根据表中的信息分析，其原因是__铝的密度比铜小__。
(3)在空气中铝具有很好的抗腐蚀性，其原因用化学方程式表示__4Al＋3O2===
2Al2O3__。
(4)为探究铁、铜的金属活动性，分别将铁丝、铜丝插入稀硫酸中(图2)，说明铁比铜的金属活动性更强的实验现象是__铁表面有气泡产生，铜表面无明显现象__；反应的化学方程式是__Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑__。
(5)将一定量铝、铜粉末混合物加入硝酸银溶液中，充分反应后过滤，滤液为蓝色。则滤渣中一定含有__Ag__(填化学式，下同)，滤液中溶质的组成可能是__Al(NO3)3和Cu(NO3)2__或__Al(NO3)3、Cu(NO3)2和AgNO3____。
【解析】(2)在高压远距离输电中常用铝代替铜，其原因是铝的密度比铜小；(3)在空气中铝具有很好的抗腐蚀性，因为铝与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化铝膜；(4)金属活动性顺序中，铁排在氢前，铜排在氢后，铁能与稀硫酸或稀盐酸反应生成氢气，方程式为Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑；铁的金属活动性比铜强，说明铁比铜的金属活动性更强的实验现象是铁表面有气泡产生，铜表面无明显现象；(5)将一定量铝、铜粉末混合物加入硝酸银溶液中，充分反应后过滤，滤液为蓝色，说明滤液中含有铜离子，则滤液中一定有硝酸铝和硝酸铜，可能含有硝酸银，滤渣中一定含有银，一定没有铝，可能含有铜。
1．小金做了如下实验：将4.2克铁粉和4.0克氧化铜粉末均匀混合，然后一次性投入盛有200克9.8%稀硫酸的大烧杯中。观察到如下现象：立即出现红色固体，前阶段没有明显的气泡产生，后阶段产生大量无色气泡，充分反应后上层清液呈浅绿色。由此小金作出下列判断，其中不合理的是( D )
A．“立即出现红色固体”是由于很快发生了如下转化：CuOCuSO4Cu
B．“产生大量无色气泡”是由于发生了如下反应：Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
C．该实验条件下，硫酸铜比稀硫酸更容易跟铁粉发生反应
D．在不同浓度的硫酸铜和稀硫酸的混合溶液中投入铁粉，都是硫酸铜先跟铁粉反应
2．小金为探究铁制品锈蚀的条件，进行如下实验：
步骤1：利用图甲所示装置，将干燥的O2从导管a通入U形管(装置气密性良好，药品如图所示)；待U形管内充满O2后，在导管b处连接一活塞推至底部的注射器，收集20
mL
O2后在导管a处连接乳胶管并用止水夹夹紧，如图乙所示。
步骤2：一段时间后，观察U形管内的铁丝，其现象如表所示。
观察对象
现象
①
干燥的普通铁丝
没有明显变化
②
潮湿的普通铁丝
较多红褐色锈斑
③
潮湿的纯铁丝
没有明显变化
(1)步骤1中，检查U形管内是否已充满O2的方法是__将带火星的木条放置在b导管口，若木条复燃，则证明U形管内已充满O2__。
(2)铁制品锈蚀的条件之一是需要O2，在此实验中能支持此条件的证据是__观察到注射器活塞向左移动(或注射器内O2体积减少)__。
(3)通过对比实验现象，此实验还可得出铁制品锈蚀的条件是__水分和金属的内部结构__。
【解析】
(1)步骤1中，检查U形管内是否已充满O2的方法是：在b导管口放带火星的木条，如果木条复燃，则已充满氧气；(2)铁制品锈蚀的条件之一是需要
O2，在此实验中能支持此条件的证据是：潮湿的普通铁丝，通入氧气后，有较多红褐色锈斑；注射器中氧气减少；(3)通过对比实验现象，此实验还可得出铁制品锈蚀的条件是水分和金属的内部结构，因为“潮湿的纯铁丝”和“潮湿的普通铁丝”的变量是“有无碳和其他杂质”。
3．小金利用图示装置进行“一氧化碳还原氧化铁”及其产物检验的实验。实验步骤如下：
步骤1：连接装置并检查装置的气密性，在确保装置气密性良好的基础上，按图示在各装置中添加药品；
步骤2：缓慢推注射器活塞，利用甲酸(一种无色溶液，溶质为
HCOOH)与浓硫酸在80
℃水浴的条件下制备一氧化碳(反应原理HCOOHCO＋H2O)；
步骤3：待万用瓶中澄清石灰水下降至安全线以下后再点燃酒精灯，当W形管右侧弯管处的氧化铁全部变为黑色时，继续加热2分钟后熄灭酒精灯；
步骤4：撤去酒精灯和盛热水的烧杯，用磁铁吸引黑色物质至W形管左侧弯管处进行固体产物的检验。
(1)进行气密性检査时，可在万用瓶中盛适量水，然后推注射器活塞，当观察到__万用瓶中的水会进入导管并形成一段稳定的水柱__(填写现象)，说明装置气密性良好。
(2)点燃酒精灯前，需要“待万用瓶中澄清石灰水下降至安全线以下”的原因是____排尽W形管内的空气，防止点燃酒精灯进行加热时发生爆炸__。
(3)步骤3后，W形管左侧弯管处为反应后得到的稀硫酸，若固体产物全部是铁，步骤4中能观察到的现象是____有气泡产生，固体溶解，且溶液呈浅绿色(写出有气泡产生即可)__。
【解析】
(1)检验装置气密性，利用装置内外的压强差检验；(2)一氧化碳具有可燃性，和空气混合加热时可能发生爆炸，所以点燃酒精灯前，需要排尽W形管内的空气；(3)铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气。
4．小金利用如图装置进行甲、乙对比实验，探究温度对CO和
Fe2O3反应的影响(固定装置略)。
(1)从实验安全角度考虑，图示装置还应采取的改进措施是__在装置末端尖嘴导管处放置一盏燃着的酒精灯__。
(2)完全反应后，两组的生成物均为黑色粉末(纯净物)，分别用两组生成物进行以下实验：
步骤
操作
甲组现象
乙组现象
1
称量黑色粉末质量/g
m1
m2
2
取黑色粉末，用磁铁吸引
能被吸引
能被吸引
3
取黑色粉末，加入稀盐酸
全部溶解，有大量气泡
无明显现象
4
取黑色粉末，加入足量硫酸铜溶液
有红色物质生成
无明显现象
①
甲组的黑色粉末与稀盐酸反应的化学方程式是__Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑__。
②
小金查阅资料后发现Fe3O4在常温下不与稀盐酸、CuSO4溶液反应，故猜想乙组的生成物为Fe3O4。他又发现m2恰好为____4.64__g，这可成为支持上述猜想的新证据。
(3)甲、乙两组实验说明温度对CO和Fe2O3反应有影响，且均体现出CO的____还原性__(填写化学性质)。
【解析】
(1)从实验安全角度考虑，因为一氧化碳有毒，故在图示装置还应采取的改进措施是添加尾气处理装置；
(2)据题中的叙述可知，甲组的黑色粉末为铁粉，与稀盐酸反应的化学方程式是Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑。②小金查阅资料后发现Fe3O4在常温下不与稀盐酸、CuSO4溶液反应，故猜想乙组的生成物为Fe3O4。他又发现m2恰好为4.64g(据三分子的氧化铁与一氧化碳反应生成两分子的四氧化三铁和氧气计算即可)，这可成为支持上述猜想的新证据；(3)甲、乙两组实验说明温度对CO和Fe2O3反应有影响，且均体现出CO的还原性。
5．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：__铜与硝酸银反应的时间太短__。
【实验验证】
(1)验证猜想一：你的方案是__其他条件不变，用浓度更大的硝酸银溶液，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。
请你在矩形内画出实验装置图，并标出所选物质。
eq
\x()
(3)验证猜想三：进一步实验____将铜与硝酸银反应的时间加长__。
【解析】
通过分析猜想可知，实验时间对实验现象也会产生一定的影响，所以猜想三：铜与硝酸银反应的时间太短。
(1)实验验证猜想一的方案是：其他条件不变，用浓度更大的硝酸银溶液，重复实验，观察实验现象，得出结论。
(2)排在前面的金属可以将排在后面的金属从其盐溶液中置换出来。
(3)可以将铜与硝酸银反应的时间加长，观察溶液的颜色是否变蓝。
