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4.8
金属及冶炼
学案
一、知识导引
二、金属活动性
例1．[2020?台州]铁在海水中容易被锈蚀，通常在轮船的吃水线以下焊接比铁更活泼的金属块，用于保护铁质船壳。该金属块的材料可以是（ ）
A．金
B．银
C．铜
D．锌
1．[2017?温州]在柠檬中插入两种不同活动性的金属可以制得水果电池。相同条件下，水果电池的电压与两种金属的活动性差异大小有关。下列柠檬电池的两种金属，活动性差异最大的是（ ）
A
B
C
D
例2．[2016?杭州]下列有关钠在氯气中燃烧的实验，分析合理的是（ ）
A．钠在氯气中燃烧时，钠原子得到电子
B．反应物钠由分子构成，生成物氯化钠由离子构成
C．钠能在氯气中燃烧，说明燃烧不一定需要氧气参与
D．钠在氯气中燃烧生成的氯化钠与家庭中食用的氯化钠化学性质不同
2．[2020?舟山]科学兴趣小组采用不同方案对金属活动性的强弱进行了研究。
甲同学：将镁带和铜丝分别在酒精灯的外焰上加热，观察现象。
乙同学：把铁制容器和铝制容器放在同一潮湿环境中，一段时间后观察容器表面的锈蚀情况。
……
实验后，同学们进行汇报和评价交流。
（1）甲同学根据
的实验现象，得出金属镁的活动性比铜强。
（2）乙同学观察到铁制容器表面有明显的锈蚀现象，而铝制容器表面无明显变化。据此他得出铁的活动性比铝强的结论。小组讨论后一致认为乙同学的方案设计不合理，他们的理由是：铝制容器表面无明显变化，是因为
导致容器中的铝无法与氧气接触发生反应，因此不能用此方法比较铁与铝的活动性强弱。
例3．[2020?金华]取一定质量的锌粒和铜片于同一敞口容器中，再逐渐加入稀硫酸。加入稀硫酸的质量与有关量的变化关系图正确的是（ ）
A
B
C
D
3．[2016?金华]有A，B两种金属放入等质量分数的稀硫酸中，生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示，下列结论合理的是（ ）
A．金属活动性A＞B
B．生成氢气的质量A＞B
C．反应的硫酸质量A＜B
D．反应的金属质量A＜B
第3题图
例4图
例4．[2019?金华]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（ ）
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
4．[2018?台州]活泼金属能将不活泼金属从其盐的水溶液中置换出来。与此类似，碳在高温下，能将不活泼金属从其氧化物中置换出来，但活泼金属形成的氧化物不与碳发生反应。如碳在高温下，能置换出氧化铁中的铁，但与氧化铝不反应。
（1）判断C、Fe、Al的活动性顺序由强到弱为
。
（2）结合所学知识，下列各组物质能发生置换反应的是
。
A．碳与氧化铜
B．锌与稀硫酸
C．碳与氧化钙
D．银与硫酸铜
例5．[2016?温州]为了验证“Fe，Cu，Ag三种金属的活动性由强到弱”，小明设计了如图所示的实验，其中可以达到实验目的组合是（ ）
A．①②
B．①③
C．②④
D．③④
5．[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（ ）
①Mg2+
②Mg2+和Fe2+
③Fe2+和Cu2+
④Mg2+、Fe2+和Cu2+
A．①②
B．①③
C．②④
D．③④
三、金属防腐
例6．[2016?台州]镁带在空气中放置几十天后表面变黑，有人认为这是镁与氧气反应生成的氧化镁，也有人根据铁生锈的条件，认为这是镁与水、氧气共同作用的结果。为此，小柯进行了如下探究；将如图所示的两个装置抽气，然后充入除去二氧化碳后的空气，再在两边用弹簧夹将装置密封，几十天以后观察现象。
（1）两个装置所盛放的液体分别是
和水。
（2）几十天以后，两个装置中的镁带表面都未变黑，于是小柯猜想，黑色物质可能是碳和碳酸镁的混合物，如果小柯的猜想成立，那么取黑色物质加入足量的稀盐酸，会观察到哪些现象？
。
四、金属的冶炼
例7．[2020?宁波]如图是某科学老师设计的一氧化碳还原氧化铁的实验装置。
（1）在B装置的液面下降到安全线之前，不能加热氧化铁，这是因为
。
（2）反应结束后停止加热，继续通CO，此时B装置的作用是
。
6．[2020?杭州]小金利用图示装置进行“一氧化碳还原氧化铁”及产物检验的实验。
实验步骤如图：
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：HCOOH
CO↑+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型管右侧弯管处的
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型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型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
。
7．[提高题]除H2、CO能还原氧化铜外，CH4及其他一些具有还原性的气体也能与氧化铜发生反应。如：加热时，CH4能与CuO反应生成Cu、CO2和H2O。某拓展小组同学设计了如图所示实验装置(夹持装置省略)，分别对有关气体问题进行探究。请按要求回答相关问题。
【探究Ⅰ】对已知气体性质的探究。
(1)将CH4气体按如图所示装置进行规范实验，可观察到的实验现象有
_______(填序号)。
①A装置中的黑色粉末变成光亮的红色物质
②B装置中的固体由白色变蓝色
③C装置中溶液变浑浊
【探究Ⅱ】对气体组成的探究。
(2)气体X可能由H2、CH4中的一种或两种组成，同学们按如图所示实验装置对其组成进行探究。
①C装置中溶液变浑浊，可证明气体X中含有_____。
②根据B装置中的固体由白色变蓝色的现象，得出气体X中含有H2的结论，请对此结论作出评价，并说明理由。________________________________________。
【探究Ⅲ】对未知气体的探究。
(3)将某火箭燃料X通过如图所示装置，观察到A装置中的黑色粉末变成光亮的红色物质；B装置中的固体由白色变蓝色；C装置中溶液不变浑浊。C中导出的气体是空气中含量最多的物质。已知燃料X是由2种元素组成的纯净物，其相对分子质量为32。根据现象及信息推断并写出A装置中发生反应的化学方程式为
___________________________。
8．[提高题]小金利用图示装置进行甲、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：
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反应的影响，且均体现出CO的_________(填写化学性质)。
例8 电脑芯片的制作要用到高纯度的硅。目前广泛采用石英砂(主要成分是SiO2)为原料制取，其中一步反应为：SiO2＋2C
Si＋2CO↑。对该反应分析正确的是(
)
A．该反应属于置换反应
B．碳发生了还原反应
C．碳元素化合价由0价变为＋4价
D．该反应利用了CO的还原性
9.[提高题]有理论认为，从疾病发生机制上考虑，氧化损伤几乎是所有疾病最基本的病理过程。研究人员发现，氢气对一些疾病有治疗作用。根据上述理论，氢气对一些疾病有治疗作用的原因可能是（
）
A.氢气有还原性
B.氢气是密度最小的气体
C.常温下氢气较稳定
D.氢气对人体无毒
参考答案：
二、例1.D
1.C
例2.C
2.（1）镁带燃烧而铜丝不能燃烧
（2）铝和氧气反应生成了氧化铝保护膜
例3.C
3.B
例4.D
4.(1)铝、碳、铁
(2)AB
例5.C
5.C
三、例6.（1）浓硫酸
（2）有气泡产生，黑色固体部分溶解
四、例7.（1）一氧化碳和空气混合，加热可能会发生爆炸
（2）收集一氧化碳，防止污染空气
6.（1）万用瓶中的水进入导管并形成一段稳定的水柱
（2）排尽W型管内的空气，防止点燃酒精灯进行加热时发生爆炸
（3）有气泡产生，固体溶解，溶液变成浅绿色
7.（1）①②③
（2）CH4
（3）不合理，因为CH4与氧化铜反应后也生成了水
8.
(1)在导管后扎气球(或在导管口放置一盏点燃的酒精灯)
(2)Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
(3)4.64
(4)还原性
例8.A
9.A
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精品试卷·第
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物质科学（二）
第26课时
金属及冶炼
知识导引
1.金属活动性
与O2反应，与酸反应，与盐溶液反应
2.金属的防腐
锈蚀条件，防腐方法
3.金属的冶炼
原理，实验操作要点
7世仁教育
已7教
锌
锌
铁入
银
银
M
Zn
Fe
Cu
盐酸
铜片质量g
0稀硫酸的质量g
锌粒的质量g
0稀硫酸的质量g
性成H的质量g
0稀硫酸的质量g
生成ZnSO4的质量g
0稀硫酸的质量g
H
质量
AB
g
0
时
间
我把金属2赶走了,因为
我是金属1。
我是含金属2
我比它的活动性更强
徐属13十
原+
图2-15置换反应示意图
金属片金属片
氯化锌凹氯化亚铁
溶液
溶液
稀盐酸Feso4溶液稀盐酸AgNOε溶液
A
g
Cu
Fe
C
Mgso4
CuSO
溶液溶液
a铁粉b
甲
铁钉
棉花和
燥剂纯铁钉
蒸馏水
物
蒸馏水
油漆
抹油
菜刀
干燥
干燥剂
图2-7金属防锈蚀的常用方法
除去CO
除去CO
后的空气
镁带后的气
镁带
水
1.观察氧化铜的颜色
2.在一支试管中加入少量氧化铜,
如图2-41所示,通入氢气,过一会儿,
再给氧化铜加热,注意观察试管中的氧
化铜有什么变化。
3.反应完成后停止加热,继续通入
氢气,直到试管冷却。试管中氧化铜与
氢气反应的化学方程式为
2-41氢气还原氧化铜
cO
澄清
石灰水
Fe,Oz
●
安全线
澄清
石灰水
酒精
喷灯
B
W型管
甲酸
安全线
氧化铁
啥
万用瓶
98%浓硫酸
没清
80℃热水
石灰水
Cuo
气体
感无水0
Ca(OH)2溶液
4.80g
Fe
O3
CO
足量
的澄
清石
灰水
甲
4.80g
Fe,o
CO
足量
的澄
清石
灰水
以化合物形式:化合态
电||热展属
性|性光
以单质形式:游离态
泽
存在
原理:化合态→>游离态
物理
性质
还原剂H2CO、C
与O
金属氧化物
冶炼
与酸
盐+氢气
氧化还原反应
金属
化学
性质
环境:水、空气
与盐
金属+盐
锈蚀
锈蚀
金属内部结构
1条件
与防护
决定
金属
置换后,盐可溶,
保护膜法
防锈
活动性
K、Na、Ca除夕
改变内部结构法
活动性顺序
金属活动性越强,失电子能力越强
