2023年中考化学知识点通关-第10讲金属材料

第10讲金属材料纯金属1.物理共性①有金属光泽，如金、银做饰品等；导电性，如铜、铝做导线；导热性，如用铁锅炒菜等；延展性，如铝压制成铝箔等。2.物理特性：①颜色：铁，铝等大多数金属呈银白色色，但铜呈红色，金呈黄色，铁粉呈黑色。②状态：常温下，大多数金属都是固体，但汞为液体。【注意】不同的金属熔点、硬度、密度等不同。3.化学性质①金属与氧气反应通式：金属+氧气→金属氧化物，属于化合反应举例：4A1+3O2==2Al2O3(铝抗腐蚀原因）；2Cu+O2≜2CuO②金属与酸反应通式：金属+酸→盐+H2↑举例：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑(注意颜色的变化：无色溶液变为浅绿色)2A1+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑（注意化合价的变化：Al为+3价)③金属与盐的反应条件：通式：金属+盐溶液→新盐+新金属(置换反应)a.盐要可溶b.活泼金属置换不活泼金属（钾、钙、钠除外）举例：Fe+CuSO4=FeSO4+CuCu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag3.常见金属活动性顺序及应用①常见金属活动性顺序：KCaNaMgAlZnFeSnPb（H)CuHgAgPtAu（金属活动性由强逐渐减弱）②规律A.金属的位置越靠前，它的活动性越强；B.位于氢前面的金属才能置换盐酸，稀硫酸中的氢；C.位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶液里置换出来。二、合金1.定义：在金属中加热熔合某些金属或非金属,制得具有金属特性的合金。2.特征：与其组分金属相比，合金的硬度更硬，熔点更低，抗腐蚀性能更强。3.常见的合金①铁合金：生铁：含碳量较高；钢：含碳量较低。②其他合金：铝合金、黄铜、钛合金等。三、金属资源的利用和保护1.金属资源的存在形式：少数很不活泼的金属如金银等以单质形式存在，其余大都以化合物形式存在。2.常见金属矿石：磁铁矿(主要成分Fe3O4)，赤铁矿(主要成分Fe2O3)，铝土矿(主要成分Al2O3)。3.铁的冶炼(反应原理)：Fe2O3+3CO高温==2Fe+3CO24.铁锈蚀的条件：与空气中的水和氧气同时接触，故防锈原理为隔绝氧气或水。5.防止铁锈蚀的措施：①保持铁制品表面干燥，洁净；②在铁制品表面形成保护层(如:刷漆,涂油);③制成合金(如:不锈钢等)。命题点1—金属材料1.金属和合金都是金属材料，大多数金属都是银白色固体，特殊金属有金为黄色，铜为红色，铁粉为黑色。（铁片、铁条铁块是银白色），汞为液体。纯金属是单质，而合金是混合物，其中金属种类至少有1种，且各组分大多是以单质形式存在，且保持各成分的性质。纯金属和合金的判断方法是看其是否是混合物，如紫铜，红铜是纯金属，而黄铜是铜锌合金。2.金属矿物不属于金属材料。3.钛合金可用于制造人造骨等。例题：（1）2021年3月，四川三星堆遗址已出土黄金面具、青铜艺术品、象牙、残存的丝织品等重要文物，其中青铜为合金。下列物质中属于金属材料的有________(填序号)。A.象牙B.黄金C.丝织品D.青铜（2）以铁元素为主要成分的生铁比纯铁硬度______(填“大”或“小”)。（3）纽扣电池的金属外壳可以加工得很薄，说明金属具有________性。【答案】（1）BD（2）大（3）延展性【解析】（1）金属材料包括合金和纯金属，故选BD（2）生铁是铁的合金，合金的硬度大于纯金属（3）加工很薄说明金属有延展性。命题点2—金属的化学性质1.大多数金属能与氧气化合生成金属氧化物，如镁铝在常温下就可以与氧气反应，而在点燃条件下反应更剧烈；但活动性很弱的金属则不能，如金在高温条件下也不与氧气反应。2.金属能置换出酸和盐中的阳离子且遵循金属活动性顺序中的前换后原则。这里的“前”“后”与氢的位置无关;若金属表面有“锈”即“氧化膜”,应先打磨再实验。例题1：下列事实能说明铝的金属活动性比铁或铜强的是()A.铝在地壳中含量比铁高B.铝的熔点低于铜的熔点C.空气中铁比铝更容易被腐蚀D.铝丝在硫酸铜溶液中能形成“铜树”【答案】D【解析】A.铝在地壳中含量比铁高与金属活动性无关，故A错误；B.金属活动性与熔点无关，故B错误；C.空气中铁比率更容易锈蚀，是因为，铝铝表面有一层氧化膜，不能说明。故C错误；D.铝的金属活动性大于铜，能把铜从盐溶液中置换出来，形成铜树，故D正确。故选D例题2：假设与排除是探索未知物的一种方法。《本草纲目拾遗》中记载：“强水性最烈，能蚀五金(金、银、铜、铅、铁)”，下列物质最可能是“强水”的是()A.硫酸亚铁溶液B.稀盐酸C.浓硝酸和浓盐酸的混合物D.稀硫酸【答案】C【解析】金银铜不能与硫酸亚铁溶液，稀硫酸、稀盐酸反应反应，故最可能是浓硝酸和浓盐酸的混合物。故选C例题3:今后学习常见物质时，会从“价”和“类”两个方面进行学习。如图表示铁元素的常见化合价与含铁物质类别的关系。(1)X的物质类别是________。(2)铁和稀硫酸反应生成的含铁化合物属于如图中的________(填序号)。(3)某同学想用物质a制取物质b，设计了以下实验步骤：物质a与稀盐酸反应的化学反应方程式为____________________。溶液乙中的溶质一定有________。如果向盛有溶液甲的烧杯中滴加NaOH溶液至过量，下列图像能正确表示烧杯中溶液质量变化的是____(填序号)。【答案】（1）单质（2）d（3）Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2ONaClD【解析】（1）X物质的化合价为0，是单质；（2）铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，含铁化合物为硫酸亚铁，其中铁元素的化合价是+2价，属于图中d；（3）物质a与稀盐酸反应，及氧化铁和稀盐酸反应生成氯化铁和水；溶液甲含有剩余的稀盐酸，稀盐酸与氢氧化钠反应生成氯化钠，氢氧化钠和氯化铁反应也生成氯化钠，故韩氯化钠；溶液甲含有氯化铁、盐酸，加氢氧化钠至过量，氢氧化钠先与盐酸反应，生成氯化钠和水，盐酸被反应完后，氯化铁和氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀和氯化钠根据方程式可知，溶液质量增大。故选D命题点3—金属资源的利用和保护1.金属矿石都是混合物，无化学式，矿石主要成分的化学式及颜色:如赤铁矿的主要成分Fe2O3为红棕色，磁铁矿的主要成分Fe3O4为黑色。2.常用金属矿物来冶炼金属单质：如用赤铁矿冶炼铁，工业炼出的铁通常为生铁。3.铁生锈的条件是铁必须与空气中的氧气和水共同作用，加速铁生锈的因素是酸或盐(如氯化钠)的存在。防锈措施:如可保持铁制品表面洁净干燥,在表面形成保护层(如刷漆、涂油、电镀,烤蓝等)，制成合金改变内部结构等。保护金属资源的途径：a.防止金属锈蚀；b.回收利用废旧金属；c.有计划,合理地开采；d.寻找金属的代用品。杂质问题的计算。注意带入化学方程式中的数据及计算出来的数据都只能是纯净物的质量。通常告诉混合物的质量，要求出纯净物的质量后再代入化学方程式进行计算。命题点4—实验突破实验1.CO还原氧化铁①原理：Fe2O3+3COeq\o\ac(\s\up7(高温),\o(===,====))2Fe+3CO2，该反应还原剂是CO。②工业炼铁产生CO的反应过程是C+O2CO2、C+CO2

2CO；设备是高炉。③现象是：红棕色固体变黑、澄清石灰水变浑浊④步骤：检查气密性后，先通CO，再点燃酒精灯，目的是排净装置内的空气，防止一氧化碳与空气混合，加热时发生爆炸。⑤实验结束后应先通CO，再灭酒精的，这样做的目的是防止高温下的铁与空气接触被氧化。同时，还可防止试管内的澄清石灰水被倒吸。。例题：如图是某化学小组设计的实验装置研究铁的冶炼（1）实验室模拟工业炼铁的原理方程式是Fe2O3+3COeq\o\ac(\s\up7(高温),\o(===,====))2Fe+3CO2；装置有一个不足之处，应该如何改进？加个澄清石灰水的装置。（2）实验时，应先注水的目的是排净装置内的空气，防止一氧化碳与空气混合，加热时发生爆炸。反应后固体质量较反应前减少（填“增加”“减少”或“不变”）（3）气球的作用是实验2：铁锈蚀的条件实验装置①②③控制条件有氧气、无水无氧气、有水有氧气、有水现象不生锈不生锈生锈分析①③对比，可知铁生锈需要水②③对比，可知铁生锈需要氧气结论铁锈蚀的条件是同时与空气中的水和氧气同时接触例题：某同学根据同乐村的成分Cu2(OH)2CO3作出猜想：金属铜锈蚀的条件除了氧气和水外，还必须有CO2。为证明“必须有CO2”，需要进行如图所示实验中的（）甲和乙B.甲和丙C.乙和丁D.丙和丁【答案】D【解析】为证明必须有二氧化碳，变量是二氧化碳，其他因素相同，丁中铜与二氧化碳、氧气、水接触生锈；丙铜片与氧气、水接触不生锈，可说明需要二氧化碳。故选D判断下列说法是否正确，若正确请打“√”，若错误,请打“X”并改正。1.合金中一定含有金属元素，不一定含有非金属元素。（×）2.紫铜属于合金，是混合物。（×）紫铜、红铜都是纯金属3.氧化铝陶瓷属于合金，因为其中含有金属元素。（×）氧化铝属于无机非金属材料4.黄铜和紫铜相互刻画，黄铜表面会“伤痕累累”。（×）5.硬铝片和铝片相比，硬铝片硬度大，熔点更高。（×）合金熔点低于其组分6.金属利用的先后顺序，与金属活动性顺序及冶炼的难易程度有关。（√）7.铝比铁耐腐蚀是因为铝比铁活泼，更容易生成氧化物。（√）8.铜与盐酸发生反应的化学方程式：Cu+2HCl=CuCl2+H2↑。（×）9.铁和稀盐酸反应后，溶液由无色变成黄色。（×）10.可以用盐酸比较银、铜和铁三种金属的活动性顺序。（×）11.金属和盐溶液能发生置换反应，则金属一定比盐溶液中的金属活泼。（√）12.金属和盐溶液能反应，则金属一定是金属活动性顺序表中氢前的金属。（×）13.只用稀盐酸和M溶液就可以验证出Mg、Fe、Cu、Ag四种金属的活动性,则M溶液不可能是硫酸亚铁溶液。（√）14.铁制品容易生锈是因为和氧气接触。（×）15.高炉炼铁产物为纯铁。（×）1.无人机的用途越来越广泛，可以用于航拍、喷洒农药等。制无人机框架宜选用密度小、强度高、硬度较大、化学稳定性好的金属材料，下列材料中最适合做无人机框架的是()A．生铁 B．黄铜C．铝合金 D．纯铝【答案】C【解析】铝合金耐腐蚀，质轻，硬度强，故选C2.下列生活用品，利用金属导电性的是()A．铁锅 B．铜导线C．铝箔包装纸 D．金饰品【答案】B【解析】A.利用导热性；B.利用铜的导电性好；C.利用金属延展性和导热性；D.利用延展性。故选B3.用纳米材料制成的用品具有很多奇特的性质。例如：纳米铜在室温下可拉长50多倍而不出现裂纹，这利用了它的()A．导电性 B．导热性C．延展性 D．硬度大【答案】C【解析】纳米铜在室温下可拉长50多倍而不出现裂纹，利用了延展性。故选C4.下列有关金属的说法正确的是()A．所有金属都呈银白色B．常温下，所有的金属都是固体C．为了增加金属产量，大量开采金属矿物D．金属的回收利用，能减少对环境的污染【答案】D【解析】A.大多数金属是银白色，铜是紫红色，金是黄色，故A错误；B.常温下汞是液体，故B错误；C.大量开采金属矿物会造成资源匮乏，故C错误；D.对待金属资源要合理利用与保护。故选D5.黑匣子”是飞机专用的电子记录设备之一，能经受住飞机爆炸解体、剧烈燃烧、入水浸泡等的破坏。选择制作黑匣子的材料时，不需要考虑()A．耐高温 B．耐腐蚀C．熔点高 D．必须是黑色【答案】D【解析】黑匣子能经受住飞机爆炸解体、剧烈燃烧、入水浸泡等的破坏，不需要考虑颜色。故选D6.下列物质的用途主要利用其化学性质的是()A．钨用于造灯泡中的灯丝B．武德合金用于保险丝C．汞用于水银温度计D．铁用于湿法炼铜【答案】D【解析】湿法炼铜利用铁的金属活动性大于铜，可以把铜从其盐溶液中置换出来。故选D7.下列物质中不属于合金的是()A．玻璃钢 B．黄铜C．生铁 D．硬铝【答案】A【解析】玻璃钢是玻璃纤维与合成材料复合而成的，属于复合材料。故选A8.钢铁生锈会造成安全隐患和经济损失。下列做法不能防止铁生锈的是()A．喷漆 B．电镀C．置于潮湿环境 D．制成不锈钢【答案】C【解析】铁生锈是与空气中水分和氧气共同作用。故选C9.我国古代制取黄铜的原理是C＋ZnCO3＋Cu2Oeq\o(=,\s\up7(高温))2CO2↑＋2Cu＋Zn。下列说法正确的是()A．黄铜的硬度比纯铜小B．反应中Cu2O发生氧化反应C．气体产物中可能含有COD．黄铜是锌、铜组成的复合材料【答案】C【解析】A.黄铜是合金，硬度大于纯金属，故A错误；B.根据方程式，C发生氧化反应，而ZnCO3、Cu2O均发生还原反应，故B错误；C.反应中有C参与，可能有CO，故C正确；D.黄铜是铜锌合金，属于金属材料，故D错误。故选C10.木炭与氧化铜的反应装置如图所示。下列说法错误的是()A．实验中，木炭体现氧化性B．实验中，氧化铜发生还原反应C．酒精灯上加网罩的目的是使火焰集中并提高温度D．实验结束时，应先撤出导气管后熄灭酒精灯【答案】A【解析】木炭是还原剂，具有还原性。故选A11.春秋初期，绍兴一带是南方的一个冶铁中心，其炼铁方法是在1000℃左右的温度下，使木炭和铁矿石(主要成分为Fe2O3)发生一系列的化学反应生成含较多杂质的海绵铁，其中主要反应为Fe2O3＋3COeq\o(=,\s\up7(高温))2Fe＋3CO2。下列说法正确的是()A．海绵铁是一种纯净物B．Fe2O3中铁元素的化合价为＋3C．上述反应中涉及的氧化物只有2种D．炼铁过程中，木炭只是作为燃料使用【答案】B【解析】A.海绵铁含有较多杂质，属于混合物，故A错误；B.Fe2O3中铁元素的化合价为＋3价，故B正确；C.氧化物有3种，故C错误；D.木炭既作为燃料，又可以提高温度。故选B12.铁及其化合物用途广泛。部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断合理的是()A．铁锈的主要成分是bB．a在氧气中燃烧可得到eC．a与稀硫酸发生反应可制得dD．高温条件下，用CO还原e可得到a【答案】D【解析】铁锈主要成分是氧化铁，其中铁元素化合价是+3价，故A错误；B.铁在氧气中燃烧可得到四氧化三铁，e是三氧化二铁，故B错误；C.a是铁单质，与酸反应产生亚铁盐溶液，故C错误；D.高温条件下，一氧化碳和氧化铁反应生成铁单质和二氧化碳，故D正确。故选D13.金属冶炼是把金属从化合态变成游离态。如炼铜的方法有①湿法炼铜：Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu；②干法炼铜：H2＋CuOeq\o(=,\s\up7(△))Cu＋H2O。下列有关说法错误的是()A．①湿法炼铜是利用铁的金属活动性比铜强B．②干法炼铜是利用H2具有还原性C．①②两种方法，反应后固体质量都增加D．①②两种方法中所涉及的化学反应都属于置换反应【答案】C【解析】氢气还原氧化铜，反应后固体质量减小，故选C14.对铁生锈与燃烧条件的实验探究如图所示。下列说法正确的是()A．对比①②可探究：接触氧气是否为铁生锈的条件之一B．对比②③可探究：接触水是否为铁生锈的条件之一C．对比①④可探究：温度达到着火点是否为铁燃烧的条件之一D．对比③④可探究：接触氧气是否为铁燃烧的条件之一【答案】C【解析】A.对比①②，变量是水，可探究水是铁生锈的条件之一，故A错误；B.无法对比②③，因为有多个变量，故B错误；C对比①④，变量是温度，可探究：温度达到着火点是否为铁燃烧的条件之一，故C正确；D.无法对比③④，有多个变量。故选C15.自《梦溪笔谈》对宝剑的记载：“古人以剂钢为刃，柔铁为茎干，不尔则多断折。”剂钢和柔铁都是铁的合金，下列关于合金的说法不正确的是()A．剂钢和柔铁的硬度比纯铁大B．剂钢和柔铁都是混合物C．剂钢和柔铁性能不同的原因是含碳量不同D．剂钢和柔铁的熔点比纯铁的高【答案】D【解析】合金的熔点比其纯金属低，故选D16.如图所示，将两枚光亮的铁钉分别用细线吊置于甲、乙中，并使部分铁钉露出液面。放置一段时间，出现了锈蚀。下列说法不正确的是()A.甲、乙中，气体含氧气的体积分数不相等B.乙中，铁钉在水面下的部分锈蚀最严重C.甲中，铁钉在植物油内的部分没有锈蚀D.丙中，导管内上升一段水柱【答案】B【解析】A.甲中有植物油隔绝了氧气，只有植物油上部分锈蚀，而乙中铁钉上下均锈蚀，消耗更多的氧气，故体积分数不等，故A正确；B.乙中铁钉与水接触的地方锈蚀最严重，故B错误；C.甲中植物油隔绝了氧气，植物油下面没有锈蚀，故C正确；D.因为乙中铁锈蚀消耗氧气，使装置内压强减小，产生气压差，故D正确。故选B17.2022年春晚舞蹈《只此青绿》源于宋代名作《千里江山图》。(1)《千里江山图》流传千年依旧色彩艳丽，璀璨夺目，与所用矿石颜料有关。说明所用矿石颜料化学性质________(填“稳定”或“不稳定”)。(2)矿石颜料之一赭石(主要成分为Fe2O3)属赤铁矿，我国早在春秋战国时就开始炼铁。用赤铁矿炼铁的主要反应原理是____________________________(用化学方程式表示)。(3)实验室可用如图所示的装置进行模拟炼铁。反应前大玻璃管中加入铁的氧化物(FexOy)试样的质量为12.6g。加热前，应先往大玻璃管中通入CO气体的原因是__________________________________。实验结束后，继续通入CO气体，直至大玻璃管冷却。此时NaOH溶液的质量增加了7.7g。推算该铁的氧化物的化学式中x、y的比为__________(填最简整数比)。【答案】（1）稳定（2）Fe2O3+3COeq\o\ac(\s\up7(高温),\o(===,====))2Fe+3CO2（3）排尽装置内空气，避免加热时爆炸1:1【解析】（1）《千里江山图》流传千年依旧色彩艳丽，璀璨夺目，说明矿石颜料在常温下具有稳定性。（2）利用CO还原氧化铁反应生成铁和二氧化碳；（3）CO是可燃性气体，加热前为避免爆炸，需要排尽装置内空气；FexOy与CO反应方程式为FexOy+yCOeq\o\ac(\s\up7(高温),\o(===,====))xFe+yCO256x+16y44y12.6g7.7g56x+16y12.6g=x=1，y=118.某化工厂以废金属(主要成分为Fe和Cu，表面有少量油污)为原料回收海绵铜，并制备氯化铁的工艺流程如图所示。已知：NaNO2易溶于水且不与氢氧化钠反应，在“氧化”中起催化作用，该反应的化学方程式为4FeCl2＋4HCl＋O2eq\o(=,\s\up7(NaNO2))4FeCl3＋2H2O。(1)“洗涤”的目的是去除废金属表面的油污，试剂X最好选用________(填序号)。A.水B.氢氧化钠溶液C.稀硫酸D.氯化钠溶液(2)“酸浸”中发生反应的化学方程式为_________________________。(3)滤液甲中一定含有的阳离子是_____________。(4)向滤渣乙中加入适量盐酸，可以观察到的现象是_________________________________________。【答案】（1）B（2）Fe+HCl=FeCl2+H2↑（3）Na+（4）红褐色固体溶解，得到黄色溶液【解析】（1）氢氧化钠能与油污发生化学反应，故选B；（2）非金属主要是铜和铁，故反应的是铁和稀盐酸发升反应；（3）酸浸后溶液中含有氯化亚铁和过量的稀盐酸，氧化中在亚硝酸钠催化的调价下，氯化亚铁，稀盐酸和氧气反应生成氯化铁和水，沉铁过程中，氯化铁和氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀和氯化钠，过量的稀盐酸和氢氧化钠反应生成氯化钠，故反应后一定含有钠离子（4）滤渣是氢氧化铁沉淀，加稀盐酸后反应生成氯化铁和水，实验中可观察到红褐色沉淀溶解溶液变黄19.为了探究铁钉锈蚀的条件，某兴趣小组设计了如图所示实验，请回答下列问题：【实验现象及分析】图1(1)A试管中，一周后发现铁钉锈蚀最严重的部位是________(填“甲”“乙”或“丙”)。(2)对比________(填序号)试管中的现象，说明铁生锈需要与水接触。(3)证明铁生锈与氧气有关的现象是________________________。【实验结论】(4)铁锈蚀的条件是与______、______同时接触。【实验反思】(5)实验所用的蒸馏水须经过煮沸并迅速冷却，目的是____________________。(6)试管B中植物油的作用是_______，试管C中氯化钙的作用是___________________________。【实验拓展】图2(7)[影响因素]如图2为探究氯化钠是否可以加快铁锈蚀的装置，则物质X和物质Y分别是________________。(8)[实验操作意外]一段时间后，发现图1的B试管中的铁钉出现少量锈迹，请分析原因_____________________________________________________________________________。(9)[创新装置]有同学设计了如图3实验装置探究铁生锈的条件之一，他探究的条件是__________________，打开K1、K2，待氧气扩散均匀后，关闭K1、K2，一段时间后，可观察到________________________________。INCLUDEPICTURE"渝化寇莎125.TIF"INCLUDEPICTURE"渝化寇莎126.PNG"图3图4(10)[创新装置]小红设计了图4实验探究铁生锈的条件。一段时间后观察到________________，说明铁锈蚀需要与____接触，实验中氮气的目的是__________。(11)[数字化实验]同学们利用如下装置进一步研究铁锈蚀影响因素，记录如下。下列分析不正确的是__________(填序号)。实验装置序号其他试剂200s时O2的含量①干燥剂21%②10滴水15%③10滴水和1.0g食盐8%A.②③中O2含量减少表明铁已锈蚀B.①②证明水对铁锈蚀有影响C.②③证明食盐能加快铁锈蚀D.①②③证明炭粉对铁锈蚀有影响【答案】（1）甲（2）AC（3）A中铁钉生锈，B中没生锈（4）空气、水（5）防止氧气溶于水（6）隔绝空气做干燥剂，吸收水分（7）X是氧气，Y是氯化钠溶液（8）煮沸的蒸馏水冷却时间过长，部分氧气重新溶解到水中（9）铁生锈是否需要水参与；干燥的铁丝无明显现象，用水浸湿的铁丝表面出现红色锈迹。（10）有氧气的的试管中铁丝生锈，试管中液面上升；氧气；做对比实验（11）D【解析】见答案20.金属种类繁多，在我们的生活中扮演着重要的角色。(一)某化学小组设计实验探究钛、铁、铝的金属活动性强弱。(1)首先用砂纸对铝片进行打磨，用一种化学方法也能达到同样的目的，该反应的化学方程式为___________。(2)取等质量、大小相同的铁片和铝片分别放入温度相同、体积相同且足量的10%的稀盐酸中，请在图中画出该反应的函数关系图。(3)已知钛的金属活动性介于铁、铝之间，利用下列各组试剂，可以得出钛、铁、铝的金属活动性强弱的是________(填序号)。A.钛、铁、铝、20%稀盐酸B.钛、铁、氯化铝溶液C.铝、钛、氯化亚铁溶液D.钛、氯化铝溶液、氯化亚铁溶液(二)另一组同学对工业炼铁原理及产物进行了探究实验。(4)装置A中的酒精灯需要添加金属网罩，其作用是________________________________________。(5)下列说法不正确的是______(填序号)。①装置A中的反应为放热反应②装置C的作用是检验二氧化碳是否除尽③装置D可以换成盛装烧碱的干燥管④装置F的作用之一是防止CO污染空气【答案】(1)Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O（3）A（4）集中火焰，提高温度（5）①【解析】（1）可以利用稀盐酸除去氧化铝Al2O3＋6HCl===2AlCl3＋3H2O（2）取等质量、大小相同的铁片和铝片分别放入温度相同、体积相同且足量的10%的稀盐酸中，即酸过量，产生氢气质量由金属决定，根据化学方程式可知，等质量铁和铝产生氢气最多，铝的活动性大于铁，故可做图。（3）A.可根据产生气泡速率判断，故A正确；B.铝活动性大于铁和钛，故无法比较；C.铝和钛都可以置换出氯化亚铁溶液中的铁，无法比较；D.钛可以把氯化亚铁中的铁置换出来，但无法比较钛和铝的活动性，故D错误。故选A（4）加金属网罩是集中火焰提高温度；（5）装置A中的是碳高温还原二氧化碳，属于吸热反应1.古代科学家方以智在其《物理小识》卷七《金石类》中记载“有硇水者，剪银块投之，则旋而为水”“硇水入五金皆成水，惟黄金不化水中，加盐则化”。下列说法正确的是()A.“硇水”可能是盐酸B.“旋而为水”中的水指银的盐溶液C.“硇水”可用铁制容器盛装D.“黄金不化水中”说明黄金的熔点高【答案】B【解析】A.根据题意可知银能与其反应，而盐酸不与银反应，故A错误；B.银能与硇水反应，故“旋而为水”中的水指银的盐溶液，故B正确；C.由题意可知“五金皆成水”说明铁能与硇水反应，故不能用铁制容器盛装；D.说明黄金不与硇水反应，与熔点无关。故选B2.某同学在图1三颈瓶中加入一定量的暖宝宝原料(主要成分为铁粉和碳粉)，并滴加几滴水，分别用压强、氧气浓度和温度三种数字传感器绘制出数据变化图像如图2所示，则下列说法正确的是()A.曲线Ⅰ为氧气变化曲线B.曲线Ⅱ为温度变化曲线C.曲线Ⅰ、Ⅱ开始上升是因为铁缓慢氧化放热所致D.如果暖宝宝原料足量，压强可降至0【答案】C【解析】通过题中信息可知，暖宝宝原料主要成分为铁粉和碳粉，滴加几滴水后，暖宝宝中的物质发生缓慢氧化，消耗氧气，使氧气浓度降低，会导致容器内气压减小；但缓慢氧化会放出热量，使容器内气体受热膨胀，容器内气压增大，而放热时使气压增大的幅度要大于因氧气消耗而使气压减小的幅度，故在放热过程中容器内气压呈上升趋势，但当反应完成后，温度冷却至室温，容器内气压会低于原来的气压。由于反应消耗了氧气，所以氧气的浓度呈一直下降的趋势；反应过程放出大量热量，温度升高，待反应结束后，设备恢复到室温。A、铁进行氧化反应放热，容器内温度升高，反应结束后，温度逐渐恢复到室温。曲线Ⅰ中，反应前后数值相等，为温度变化曲线，此选项错误；B、由分析可知，反应放热导致气压增大的幅度大于氧气被消耗导致气压被减小的幅度，所以容器内气压先升后降，当温度冷却到室温时，容器内气压要比正常低。曲线Ⅱ中数值先增大后减小，为压强变化曲线，此选项错误；C、根据分析可知，曲线Ⅰ是温度变化曲线、曲线Ⅱ是压强变化曲线；曲线Ⅰ、Ⅱ开始上升是因为铁缓慢氧化放热所致，此选项正确;D、如果暖宝宝原料足量，压强不能降至0，是因为容器内还有不能被消耗氮气、稀有气体等气体；此选项错误,故选C3.向装有等量的同种盐酸的四支试管中，分别随机加入相同规格的Mg、Fe、Cu、Ag片，甲和丙均有气泡产生，且丙更剧烈，乙和丁无明显现象(如图)。则甲中放置的是()MgB.FeC.CuD.Ag【答案】B【解析】略4.用如图装置进行实验。在2种打磨后的金属片上滴加不同的溶液，金属X上仅③处有现象，金属Y上仅⑤处无明显现象。(1)X、Y、铁、银4种金属的活动性由强至弱的顺序为_________________。(2)写出常见金属X(在化合物中化合价显＋2价)与硝酸银溶液反应的化学方程式_______________________。【答案】（1）铁＞Y＞X＞银（2）X+AgNO3=2Ag+X(NO3)2【解析】金属X上有③现像，说明金属X大于Ag，金属X与稀盐酸，硫酸亚铁溶液不反应。则X＜H，Fe＞X，即H＞X＞银，则X是铜，金属Y有⑤现像，则Y与稀盐酸硝酸银反应，不与硫酸亚铁溶液反应，证明Y＞H，Y＞银，铁＞银5.利用如图所示实验装置模拟工业炼铁。下列说法正确的是()A.反应前后Fe元素的化合价由＋2价变为0价B.a处参加反应的氧化铁和一氧化碳的质量比为40∶7C.b处可以用澄清石灰水检验生成的CO2D.可用水吸收尾气中的CO【答案】C【解析】A.反应前后Fe元素的化合价由＋3价变为0价，故A错误；B.a处参加反应的氧化铁和一氧化碳的质量比为40∶21，故B错误；C.b处可以用澄清石灰水检验生成的CO2故C正确；D.CO难溶于水，不能用水吸收。故选C6.我国炼铁技术领先西方国家一千多年。下列有关铁的说法正确的是（）A．生铁属于纯净物 B．工业高炉炼铁属于物理变化C．纯铁比锰钢的硬度大 D．废弃的钢铁制品有回收价值【答案】D【解析】A.生铁是铁的合金，属于混合物。故A错误；B.高炉炼铁产生了新物质，属于化学变化，故B错误；C.纯铁硬度小，故C错误；D.废弃的钢铁有回收利用价值，可以节约资源。故选D7.金属钠在一定条件下制取单质钛的化学方程式为4Na+TiCl4Ti+4NaCl。将钛和钛合金放在海水中数年，取出后仍光亮如初。钠元素和钛元素在元素周期表中的相关信息如图所示。下列有关说法不正确的是（）A．该反应属于置换反应 B．钠在反应中容易得到电子C．钛的相对原子质量是47.87 D．钛合金抗腐蚀性比铁好【答案】B【解析】A、该反应是单质和化合物反应生成单质和化合物的反应，是置换反应，正确；B、钠原子最外层电子数为1，小于4，在反应中容易失去电子，错误；C、根据元素周期表一格最下方数字，钛的相对原子质量是47.87，正确；D、根据“将钛和钛合金放在海水中数年，取出后仍光亮如初”，而铁在氧气、水共同作用下容易生锈，钛合金抗腐蚀性比铁好，正确；故选B8.下列各项比较中，正确的是（）A．含碳量：生铁＜钢 B．金属活动性：Hg>AgC．含铁量：FeO<Fe2O3 D．耐腐蚀性能：铁>铝【答案】B【解析】A、生铁和钢都是铁和碳的合金，生铁的含碳量为：2%~4.3%，钢的含碳量为：0.03%~2%，故A错误；B、根据金属活动性顺序：K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、（H）、Cu、Hg、Ag、Pt、Au可知，金属活动性：Hg>Ag，故B正确；C、FeO中Fe、O质量比为：56：16；Fe2O3中Fe、O质量比为：（56×2）：（16×3）=56：24；所以FeO中含铁量更高，故C错误；D、铝的耐腐蚀性更强，因为铝和氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，阻止铝进一步反应，故D错误。故选B9.将13克镁和锌组成的合金放入足量的稀盐酸中，反应后得到的氢气的质量可能是（）A．0.3g B．0.6g C．1.2g D．2.0g【答案】B【解析】解：设13g镁可以与稀盐酸反应生成氢气的质量为x设13g锌可以与稀盐酸反应生成氢气的质量为y所以产生氢气的质量应该大于0.4g，小于1.08g。故选B10.走近千年文物，人们发现青铜器在含有Cl-的环境中易生成CuCl,随着环境条件的变化而发生锈蚀，锈层物质成分示意图如图所示。下列叙述错误的是（）A．铜绿中含有Cu、H、O、C四种元素B．CuCl与O2、H2O发生化合反应生成Cu2（OH）3ClC．青铜器在锈蚀的过程中铜元素的化合价升高D．为了有效保护锈蚀的青铜器，可用蒸馏水代替自来水反复多次漂洗锈蚀的青铜器【答案】B【解析】A、由铜绿的化学式Cu2(OH)2CO3可知，铜绿中含有Cu、H、O、C四种元素，故A选项叙述正确，不符合题意；B、青铜器锈蚀的过程中生成物为Cu2(OH)2CO3、Cu2(OH)3Cl两种，不符合“多变一”的特征，该反应不属于化合反应，故D选项叙述错误，符合题意；C、青铜器在锈蚀的过程中，铜元素的化合价由CuCl中的+1价变为Cu2(OH)2CO3、Cu2(OH)3Cl中的+2价，铜元素的化合价升高，故C选项叙述正确，不符合题意；D、自来水中含有氯离子，由题中信息可知，在含有Cl-的环境下会加剧青铜器的腐蚀，因此用蒸馏水代替自来水反复多次漂洗锈蚀的青铜器可有效保护锈蚀的青铜器，故D选项叙述正确，不符合题意。故选B11.如图1，向烧瓶内注入等量等浓度的稀硫酸，分别剪取长约0.4cm、宽约0.4cm的镁、铁、铜金属条，打磨后投入烧瓶中，迅速塞紧带有压强传感器的橡皮塞。点击采集，获得如图2所示的压强变化曲线。下列说法正确的是（）A．打磨的主要目的是使表面光亮，便于观察B．曲线a和b对应的金属分别是铜和镁C．曲线b反应慢的原因是生成微溶物覆盖在金属表面抑制反应D．曲线c中气压变小的原因是反应停止后温度又恢复到室温【答案】D【解析】A、金属表面打磨彻底，主要目的是使酸与金属充分发生反应，该项错误；B、曲线a压强不变，说明没有气体放出，铜与稀硫酸不反应，说明曲线a是铜，曲线b变化较慢，说明反应进行的较慢，对应的金属是铁，该项错误；C、曲线b反应慢，曲线b对应的金属是铁，活动性较弱，放出气泡少，该项错误；D、曲线c中气压变小的原因是反应停止后温度又恢复到室温，该项正确。故选D12.现有Fe2O3和CuO的混合物ag，在高温条件下用足量的CO还原，得到金属混合物5.4g，产生的CO2气体用足量的澄清石灰水全部吸收后，产生白色沉淀10.0g，则a的数值为（）A．7.0g B．6.0g C．6.3 D．8.6g【答案】A【解析】一氧化碳和氧化铁高温生成铁和二氧化碳，一氧化碳和氧化铜加热生成铜和二氧化碳，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水。设二氧化碳的质量为x。混合物中氧元素的质量为，则a的数值为，故选A13.分别将X和Y两种金属粉末与同质量同浓度的稀盐酸反应，其发生反应的质量关系如图所示。下面说法正确的有（）①X的金属活动性比Y强②X比Y的相对原子质量大③该反应可以表示将不等量的金属放入足量的稀盐酸中④两种金属充分反应后所得溶液的溶质质量相等A．1个 B．2个 C．3个 D．4个【答案】A【解析】①该图反映的是金属质量与生成氢气的质量关系，无法判断X、Y的金属活动性，错误；②由于两种金属元素在化合物中的化合价未知，无法判断X、Y相对原子质量的大小，错误；③由图可知，消耗金属的质量不同，而生成氢气的质量相同，即消耗稀盐酸的质量相同，该反应可以表示将不等量的金属放入足量的稀盐酸中，正确；④两种金属充分反应后，消耗金属的质量不同，生成氢气的质量相同，即消耗盐酸的质量相同，故所得溶液的溶质质量不相等，错误。故正确的有1个。故选A。14.兴趣小组的同学做了趣味实验，他们将气球中的少量镁屑加入到盛有稀盐酸的锥形瓶中，整个实验过程如图所示(实验装置的气密性良好)。下列说法正确的是（）A．反应过程中溶液的pH不断减小B．气球先变大后略微变小说明镁与稀盐酸反应吸热C．反应前后溶液中氯元素的质量分数不变D．若将镁屑换为氢氧化钠，则气球的变化情况是先变大后恢复原状【答案】D【解析】A、金属镁与盐酸反应，消耗了溶液中的氢离子，使得溶液pH不断增大，不符合题意；B、气球先变大，是因为镁和稀盐酸反应生成氢气，且反应放出热量，装置内压强增大，气球胀大，完全反应后，逐渐冷却至室温，温度降低，压强减小，但是生成了气体，故后气球略微变小，不符合题意；C、镁和稀盐酸反应：，24份质量的镁置换出2份质量的氢气，溶液质量增加，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类和质量不变，故氯元素的质量不变，故反应前后溶液中氯元素的质量分数变小，不符合题意；D、氢氧化钠与盐酸反应放热、但无气体生成，因此气球首先会因为反应放热，压强增大而膨胀，当冷却到室温时，因为反应无气体生成，气球也会恢复原状，符合题意。故选D15.请结合图示分析，下列说法正确的是（图中“一”表示相连的物质可以发生反应；“→”一种物质可以转化成另一种物质）A．能实现转化①的金属也一定能和稀硫酸反应B．转化②只能通过铁与硫酸铜溶液反应实现C．反应③中能观察到溶液变为浅绿色D．通过Fe2O3与C或CO发生置换反应可实现转化④【答案】A【详解】A、能实现转化①的金属一定比铁活泼，故该金属在金属活动性顺序里，一定排在氢前，该金属一定能和稀硫酸反应，符合题意；B、转化②可通过铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，不符合题意；C、反应③中氧化铁和稀盐酸反应生成氯化铁和水，现象为溶液变为黄色，不符合题意；D、碳与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，该反应符合“一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物”的反应，属于置换反应，一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，该反应的反应物均是化合物，不属于置换反应，不符合题意。故选A16.炼铁厂以赤铁矿、焦炭、石灰石、空气等为主要原料来炼铁，主要反应过程如图所示：请根据图示及所学知识判断下列说法错误的是（）A．工业炼铁的设备是高炉B．焦炭的作用是提供热量和制取一氧化碳C．生铁属于混合物D．生成铁的主要反应是：CO＋Fe2O3Fe＋CO2【答案】D【解析】A、工业炼铁的设备是高炉，说法正确，不符合题意；B、焦炭燃烧生成二氧化碳，放出大量的热，二氧化碳和焦炭在高温下反应生成一氧化碳，故焦炭的作用是：提供热量和制取一氧化碳，不符合题意；C、生铁是由铁、碳等混合而成，属于混合物，不符合题意；D、高炉炼铁的原理是一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，该反应的化学方程式为：，未配平，符合题意。故选D17.小金为了探究氧化铜与氢气的反应和反应产物，用如图所示装置进行实验。注射器内装满氢气，并将注射器针头扎入橡皮塞中。将少许氧化铜粉末送入长柄U形石英玻璃管内并平铺于管底。将少量白色的无水硫酸铜粉末送入长柄U形石英玻璃管中并平铺于直管中部。然后将一个气球套在长柄U形石英玻璃管的直管出口处，连接好整个实验装置并检查装置气密性……(1)为确保实验安全，在点燃酒精灯加热前的操作是____________。(2)装置末端连接的气球的作用是____________。(3)实验过程中，当观察到现象时可判断一定有产物水生成。(4)实验开始时加入a克纯氧化铜粉末，实验结束后取出U形管底的固体称量为b克，当b为________(用含有a式子表示)时，可判断氧化铜已完全转化为铜。【答案】（1）通入氢气（2）收集尾气（3）U型玻璃管的直管中白色粉末变蓝解：设agCuO完全反应生成Cu的质量为xH2+CuO≜Cu+H2O8064agx8064=agx,x=0.8a，当【解析】见答案18.某兴趣小组的同学们利用如图所示的装置对CO还原Fe2O3粉末的实验进行探究(固定装置略)。【查阅资料】CO能溶于铜液[醋酸二氨合铜(Ⅰ)和氨水的混合液](1)按上图连接装置A～E，在装入试剂前，先____________。(2)写出装置B中反应的化学方程式____________。(3)通入CO2一段时间后，先点燃________处酒精喷灯。(填“A”或“D”)(4)装置C中玻璃管的作用：____________。(5)反应一段时间后，能证明CO与Fe2O3反应的实验现象：___；___。写出装置D中反应的化学方程式____________________。(6)某同学认为该装置有缺陷，需在装置E后再连接装置F，其目的是_________。装置E、F的接口连接顺序：a连接________。(填“b”或“c”)【答案】（1）检查装置气密性（2）CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O（3）A（4）平衡气压（5）红色固体变黑，澄清石灰水变浑浊；3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2（6）吸收COc【解析】（1）实验开始前检查气密性（2）B中是氢氧化钠吸收CO2的反应CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O；（3）该装置是让二氧化碳和碳先反应，因此点燃A处酒精灯（4）装置C中的玻璃管是平衡气压（5）CO炼铁的方程式3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2，实验现象是红色固体变黑，澄清石灰水变浑浊（6）该实验缺少尾气处理装置，需要加上F装置吸收CO19．黄铜是以Zn为主要元素的铜合金，黄铜渣中主要含Zn、ZnO、Cu、CuO，其余为杂质。处理黄铜渣可得到硫酸锌