8.2金属的化学性质

8.2金属的化学性质（解析版）考点直击考点直击典例分析＋变式训练典例分析＋变式训练考点1金属的化学性质1、大多数金属可与氧气的反应金属在空气中在氧气中镁常温下逐渐变暗，表面形成氧化膜。点燃，剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色的固体。点燃，剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色的固体2Mg+O2点燃2MgO铝常温下表面变暗，生成一种致密的氧化膜点燃，剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色的固体4Al+3O2点燃2Al2O3铁持续加热变红点燃，剧烈燃烧，火星四射，生成黑色的固体3Fe+2O2点燃Fe3O4铜加热，生成黑色物质；在潮湿的空气中，生成铜绿而被腐蚀紫红色的铜丝加热后变黑2Cu+O2加热2CuO银、金即使在高温时也不与氧气发生反应2、金属+酸→盐+H2↑（置换反应）反应条件：金属活动性排在H前注意：实验前用砂纸打磨金属，除去镁、铁等金属表面的氧化膜，便于金属与酸接触反应。+稀盐酸+稀硫酸镁锌铁现象固体逐渐溶解，产生大量气泡固体逐渐溶解，产生较多气泡固体逐渐溶解，无色溶液变为浅绿色，产生少量气泡方程式Mg+2HCl=MgCl2+H2↑Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑Fe+2HCl=FeCl2+H2↑Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑根据金属与酸混合时是否有氢气产生将金属分为两类：活泼金属和不活泼金属：通过金属与酸能否反应或与酸反应的剧烈程度判断金属的活动性。镁>锌>铁>铜（不反应）铁与稀盐酸和稀硫酸反应生成的铁的化合物中，铁化合价为＋2价。有Fe2＋的溶液为浅绿色3、金属与金属化合物的反应金属＋盐→新盐＋新金属(置换反应)反应条件：参加反应的金属活动性必须强于盐中金属的活动性(K、Ca、Na除外)，且盐必须可溶现象的描述重点：金属表面生成固体的颜色，溶液颜色的变化。实验铁钉+硫酸铜溶液铝丝+硫酸铜溶液铜丝+硝酸银溶液现象铁表面有红色固体产生，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色。铝表面有红色固体产生，溶液由蓝色逐渐变为无色。铜表面有银白色固体产生，溶液由无色逐渐变为蓝色。化学方程式Fe+CuSO4=Cu+FeSO42Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3CuCu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2活动性比较铁>铜铝＞铜铜＞银＊通过金属与金属化合物溶液是否反应判断金属的活动性。总结：比较金属活动性的方法：【典例11】下列鉴别假黄金（铜锌合金）方法中错误的是（）A．用稀硫酸溶液B．硝酸银溶液C．用火烧D．看颜色【答案】D。【解答】解：A、加入稀硫酸，有气泡产生的是假黄金，没有明显现象的是真黄金，现象不同，可以鉴别，故A正确；B、加入硝酸银，有银白色物质生成的是假黄金，没有明显现象的是真黄金，现象不同，可以鉴别，故B正确；C、用火烧，颜色变黑的是假黄金，颜色不变的是真黄金，现象不同，可以鉴别，故C正确；D、真、假黄金颜色基本相同，看颜色的方法不能鉴别，故D错误。故选：D。【典例12】将一根锃亮的铁丝放入蓝色的硫酸铜溶液中，过一会儿，发现铁丝表面出现了红色物质．（1）写出发生反应的化学方程式Fe十CuSO4═FeSO4十Cu．（2）由此判断，金属的活动性：Fe＞Cu．（用“＞”、“＜”填空）（3）在化学反应中，元素化合价升高的反应物是还原剂，元素化合价降低的反应物是氧化剂．试判断上述反应中，氧化剂是CuSO4．【答案】（1）Fe十CuSO4═FeSO4十Cu；（2）＞（3）CuSO4。【解答】解：（1）铁的活动性比铜强，能把铜从它的盐溶液中置换出来，生成红色的铜和浅绿色硫酸亚铁溶液，化学方程式为：Fe十CuSO4═FeSO4十Cu，故填：Fe十CuSO4═FeSO4十Cu；（2）铁能置换出铜，说明铁比铜活泼，故填：＞（3）在铁与硫酸铜反应中，硫酸铜中的铜为+2价，变成单质铜后为0价，化合价降低，所以硫酸铜是氧化剂．故填：CuSO4．【变式11】收藏家收藏的清末铝制品，至今保存完好，该艺术品不易锈损的主要原因是（）A．铝不易发生化学反应B．铝的氧化物已发生还原反应 C．铝不易氧化 D．铝易被氧化，但铝表面的氧化铝具有保护内部的铝的作用【答案】D。【解答】解：铝能与空气中氧气反应在其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，防止内部的铝进一步被氧化，故收藏家收藏清末铝制品，至今保存完好。A、铝的化学性质比较活泼，铝能与空气中氧气反应，故选项说法错误。B、该艺术品不易腐蚀的主要原因，不是铝的氧化物容易发生还原反应，故选项说法错误。C、常温下，铝能与氧气反应，故选项说法错误。D、该艺术品不易腐蚀的主要原因是铝易氧化，但铝表面的氧化铝具有保护内部铝的作用，故选项说法正确。故选：D。【变式12】常见的锅有陶瓷锅、铁锅、铜锅等。（1）与陶瓷锅相比，用铜锅加热更快，利用的金属性质是导热性。（2）铁锅清洗后如未擦干，容易产生红色铁锈，该过程中发生了化学（填“物理”或“化学”）变化。（3）铜锅加热后，锅底容易产生一层黑色的氧化铜，反应的化学方程式为2Cu+O22CuO。（4）用钢丝球清洗铜锅时，用力过大容易在铜锅上产生划痕。说明钢的硬度比铜大（填“大”或“小”）。【答案】（1）导热性；（2）化学；（3）2Cu+O22CuO；（4）大。【解答】解：（1）物质的性质决定物质的用途，所以用铜锅加热更快，利用的金属性质是导热性；（2）铁、水和氧气反应会发生锈蚀，所以该过程中发生了化学变化；（3）铜和氧气在加热的条件下生成氧化铜，化学方程式为：2Cu+O22CuO；（4）合金的硬度比组成其纯金属的硬度大，所以用钢丝球清洗铜锅时，用力过大容易在铜锅上产生划痕，说明钢的硬度比铜大。故答案为：（1）导热性；（2）化学；（3）2Cu+O22CuO；（4）大。【变式13】铝在工业和日常生活中应用广泛。请回答：（1）元素在自然界里分布不均匀，铝的含量居地壳中所有元素的第三位，铝可制成蒸锅，是利用铝的延展性和导热性；（2）元素的化学性质与原子的最外层电子数有密切关系，铝原子在化学反应中容易失去（填“得到”或“失去”）电子；（3）铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化物薄膜，从而阻止铝进一步氧化，因此铝具有很好的抗腐蚀性能，铝与氧气反应的化学方程式为：4Al+3O2＝2Al2O3。【答案】（1）三；导热性；（2）最外层电子数；失去；（3）4Al+3O2＝2Al2O3。【解答】解：（1）地壳中含量较多的前几种元素分别是氧、硅、铝、铁、钙，铝元素位于第三位，铝可制成蒸锅，是利用铝的延展性和导热性；（2）最外层电子数多余4个就容易得电子，最外层少于4个就容易失电子；铝原子最外层有3个电子，所以在化学反应中易失去最外层的电子，形成铝离子，符号为：Al3+；（3）铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，反应的化学方程式是：4Al+3O2＝2Al2O3。故答案为：（1）三；导热性；（2）最外层电子数；失去；（3）4Al+3O2＝2Al2O3；考点2金属活动性顺序及其应用1、常见金属在溶液中的活动性顺序：(巧记：嫁给那美女；身体细纤轻；总共一百斤)钾钙钠镁铝锌铁锡铅(氢)铜汞银铂金KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAgPtAu（1）表明了金属活动性强弱顺序（前强后弱），即在金属活动性顺序中，金属的位置越靠前，它在水溶液中就越容易失去电子变成离子，其活动性就越强；金属的位置越靠后，其阳离子在水溶液中就比较容易获得电子变成原子，其活动性就越弱；

需要注意的是：金属的活动性就越强参加反应时，现象就越明显、越剧烈。

（2）可用来判断金属与酸能否发生置换反应（氢前置换氢），只有排在氢前面的金属，才能置换出酸中的氢，而排在氢后面的金属不能置换出酸中的氢。

需要注意的是：①金属必须是排在金属活动性顺序中氢（H）前面的金属；②酸应是盐酸、稀硫酸（即不具有强氧化性的酸），不包括浓硫酸和硝酸；③单质铁与酸发生置换反应时生成亚铁盐；④K、Ca、Na除与酸反应外，还能与水在常温下发生置换反应（如2Na+2H2O=2NaOH+H2↑），其余金属则不能。

（3）可用来判断金属与金属化合物溶液（即盐溶液）能否发生置换反应（前置后，盐可溶，K、Ca、Na不能够），排在金属活动性顺序中前面的金属一般能把排在后面的金属从其盐溶液里置换出来。

需要注意的是：①在金属活动性顺序中只要排在前面的金属就能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来，而与H的位置无关，但K、Ca、Na等金属例外，由于它们过于活泼，不与溶液中的盐发生置换反应，而是先与溶液中的水发生置换反应；如把钠放入硫酸铜溶液中虽然反应[2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，CuSO4+2NaOH=Cu（OH）2↓+Na2SO4]，最终没有单质铜生成；②铁与盐溶液发生置换反应时，生成二价亚铁盐；③用同种金属置换不同的盐溶液，盐中金属排在金属活动性顺序中较后的金属首先被置换出来，用不同的金属置换同种盐溶液，盐中金属先被排在金属活动性顺序中较前的金属置换出来；若有一种金属和多种混合盐溶液反应，最先反应的是最不活泼的那个金属的盐溶液，例如，锌粒与氯化亚铁和硫酸铜和硝酸汞的混合溶液反应，最先反应的是硝酸汞，当硝酸汞被消耗完时，硫酸铜才与锌粒反应，同理，硫酸铜反应完后，锌才会和氯化亚铁反应；当多种金属与一种盐溶液反应时，最活泼的金属先反应，例如，把打磨光亮的镁带、铝丝、铜丝一起放入硝酸银溶液中，镁被消耗完后，铝才和硝酸银反应，铝反应完后，铜跟硝酸银反应。

（4）利用金属与酸或盐溶液之间的置换反应是否发生，通过具体的实验及其现象的分析，反过来可以反推金属的活动性顺序，具体的推断方法是这样的：

①利用金属与酸能否发生置换反应，来反推金属的活动性顺序，例如，把铁和铜分别放在稀盐酸中时，铁的表面上有气泡冒出，这说明铁位居金属活动性顺序中氢的前面；而铜的表面无明显的现象，这说明铜位居金属活动性顺序中氢的后面；由此可推得铁活泼性比铜的要强；

②利用金属与盐溶液能否发生置换反应，来反推金属的活动性顺序。例如，把铁钉放在硫酸铜溶液中，过一会儿，发现铁钉表面上出现了一层红色物质（即铜）；由此可推得铁活泼性比铜的要强。【典例21】下列同组金属都能跟稀盐酸或稀硫酸反应并放出氢气的是（）A．Au、Cu、Pt B．Fe、Pb、Sn C．Mg、Zn、Ag D．Al、Hg、K【答案】B。【解答】解：A、Au、Cu、Pt位于氢的后面，不能跟稀盐酸或稀硫酸反应并放出氢气，故A不符合题意；B、Fe、Pb、Sn位于氢的前面，能跟稀盐酸或稀硫酸反应并放出氢气，故B符合题意；C、Mg、Zn、Ag中银位于氢的后面，不能跟稀盐酸或稀硫酸反应放出氢气，故C不符合题意；D、Al、Hg、K中汞位于氢的后面，不能跟稀盐酸或稀硫酸反应放出氢气，故D不符合题意。故选：B。【典例22】把相同体积、相同质量分数的稀盐酸，分别滴到等质量、颗粒大小相同的X、Y、Z三种较活泼金属中，生成H2的质量与反应时间的关系如图所示。这三种金属的活动性顺序为Y＞X＞Z；若X、Y、Z都是+2价金属，则相对原子质量由大到小的顺序为Z＞Y＞X。【答案】Y＞X＞Z；Z＞Y＞X。【解答】解：由图中信息可知，Y和稀盐酸反应需要的时间最短，反应速率最快，因此最活泼，Z和稀盐酸反应需要的时间最长，反应速率最慢，因此最不活泼，因此这三种金属的活动性顺序为Y＞X＞Z；产生氢气最多的是X，做少的是Z，X、Y、Z都是+2价金属，X和稀盐酸反应生成的氢气质量最大，因此相对原子质量最小，Z和稀盐酸反应生成的氢气质量最小，因此相对原子质量最大，则相对原子质量由大到小的顺序为Z＞Y＞X。故答案为：Y＞X＞Z；Z＞Y＞X。【变式21】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（）XYZW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【答案】A。【解答】解：由题意可知，X可以与盐酸和W的硝酸盐反应，w能与盐酸反应，Y、z不与盐酸反应，说明X金属活动性大于Y、Z、W，W的金属活动性大于Y、z；再根据Y能置换出Z的硝酸盐中的Z，说明Y的金属活动性强于Z．由此可知，四种金属的活动性顺序为：X＞W＞Y＞Z故选：A。【变式22】已知铜、铁均能与FeCl3溶液反应，反应方程式分别为：Cu+2FeCl3→2FeCl2+CuCl2，Fe+2FeCl3→3FeCl2．现将一包铜、铁的混合粉末加入到盛有FeCl3溶液的烧杯中，充分反应后烧杯中仍有少量固体，关于烧杯中物质组成的说法中正确的是（）A．溶液中一定含FeCl2，固体一定是铁和铜 B．溶液中一定含FeCl3，固体一定含铜 C．溶液中一定含FeCl2，固体一定含铜 D．溶液中一定含FeCl2、CuCl2，固体一定含铜【答案】C。【解答】解：A、依据题干的信息可知铁铜均能与氯化铁反应，所以溶液中一定含有氯化亚铁，从铁铜的活动性可知反应时铁一定先参与反应，因此剩余固体中一定有铜，固体中是否含有铁，则要看铁的质量多少而定，故说法错误；B、由该过程发生的反应可知溶液中一定不含有氯化铁，因为反应后存在固体，不管该固体是哪种金属都不可能与氯化铁共存，故说法错误；C、该过程中能发生的反应有①Cu+2FeCl3＝2FeCl2+CuCl2，②Fe+2FeCl3＝3FeCl2，③Fe+CuCl2═FeCl2+Cu，故可以看出铜、铁的混合粉末加入到盛有FeCl3溶液的烧杯中铜和铁都能与氯化铁反应生成氯化亚铁，充分反应后仍有少量固体，该固体中不可能没有铜，因为只要有铁则氯化铜不可能存在，所以固体一定存在铜，至于含不含有铁，则由反应时铁的质量多少而定；D、假如铁是过量的，剩余的固体中有铁，则氯化铜就不存在，所以氯化铜只是可能存在，故说法错误，故选：C。【变式23】结合常见金属在溶液中的活动性顺序回答有关问题。（1）银（Ag）与金（Au）比较，活动性强的是银；（2）在Fe、Cu、Al中，常温下不能与稀硫酸发生置换反应的是Cu；（3）要验证Al、Fe、Cu三种金属的活动性顺序，如果选用了铁丝和硫酸铜溶液，还必须选用一种溶质是硫酸铝的溶液；（4）向含有AgNO3、Cu（NO3）2、NaNO3三种溶质的溶液中，加入一定量的镁粉，充分反应后过滤，得到滤渣和无色溶液，则所得无色溶液中一定含有的溶质是NaNO3、Mg（NO3）2。【答案】（1）银；（2）Cu（或铜）；（3）硫酸铝溶液；（4）NaNO3、Mg（NO3）2。【解答】解：（1）由金属活动顺序表可知，金属的位置越靠前，活动性越强，银（Ag）与金（Au）比较，活动性强的是银；（2）在金属活动顺序表中，氢前的金属能与酸反应生成氢气，铜位于氢的后面，在Fe、Cu、Al中，常温下不能与稀硫酸发生置换反应的是Cu；（3）在验证三种金属活动性强弱时，通常采取“三取中”的方法，即取中间金属单质与两端的金属的盐溶液反应或取中间金属的盐溶液与两端金属的单质反应，要验证Al、Fe、Cu三种金属的活动性顺序，如果选用了铁丝和硫酸铜溶液，还必须选用一种溶质是硫酸铝溶液。（4）镁的金属活动性比银、铜强，比钠弱，向溶质为AgNO3、Cu（NO3）2、NaNO3的溶液中加入一定量的镁粉，充分反应后过滤，镁先与AgNO3溶液反应生成硝酸镁溶液和银，AgNO3反应完，若还有镁粉，镁才能与Cu（NO3）2溶液反应生成硝酸镁溶液和铜，得到无色溶液，说明了溶液中不含有Cu（NO3）2，则所得无色溶液中一定含有的溶质是NaNO3、Mg（NO3）2。故答案为：（1）银；（2）Cu（或铜）；（3）硫酸铝溶液；（4）NaNO3、Mg（NO3）2。考点3金属材料和金属元素及其应用一、金属元素：具有金属通性的元素。最外层电子数小于4，所以其原子容易失去电子而本身常以阳离子形态存在于化合物中。它们的氧化物和氢氧化物一般呈碱性。二、金属元素的存在是这样的：地球上的金属资源广泛地存在于地壳和浩瀚的海洋中，除少数很不活泼的金属（如金、银等）以单质形式存在外，其余的都以化合物的形式存在，自然界中以单质形式存在的金、银，如图所示：

常见金属矿物主要指以下三种：

（1）铁矿石有赤铁矿（主要成分是Fe2O3）、磁铁矿（主要成分是Fe3O4）、菱铁矿（主要成分是FeCO3）和黄铁矿（主要成分是FeS2）等，如图所示：

（2）铜矿石有孔雀石[主要成分是Cu2（OH）2CO3]、赤铜矿（主要成分是Cu2O）、黄铜矿（主要成分是CuFeS2）和辉铜矿（主要成分是Cu2S）等，如图所示：

（3）铝矿石有铝土矿（主要成分是Al2O3）、明矾（KAlSO4•12H2O）或水铝石（主要成分是Al2O3•H2O）等，如图所示：【典例31】在自然界中能以单质形式存在的是（）A．Fe B．Al C．Na D．Au【答案】D。【解答】解：根据金属在自然界的存在形式进行选择；自然界中的金属除极少数不活泼的金属（金、银）以单质形式存在外，都以化合物的形式存在。故选：D。【典例32】写出下列矿石主要成分的化学式（1）赤铁矿Fe2O3（2）磁铁矿Fe3O4（3）铝土矿Al2O3．【答案】Fe2O3；Fe3O4；Al2O3。【解答】解：赤铁矿的主要成分是氧化铁；磁铁矿的主要成分是四氧化三铁；铝土矿的主要成分是氧化铝．故答案为：Fe2O3；Fe3O4；Al2O3．【变式31】钢铁因含硫、磷而比较脆，不利于制作加工。据此分析，炼铁所用的矿石，不宜采用下列的（括号内为该矿物主要化学成分的化学式）（）A．赤铁矿（Fe2O3）B．磁铁矿（Fe3O4） C．菱铁矿（FeCO3）D．黄铁矿（FeS2）【答案】D。【解答】解：黄铁矿（FeS2）中含有硫元素，钢铁因含硫、磷而比较脆，且反应后生成二氧化硫，污染环境，所以不宜用来炼铁。故选：D。【变式32】台灯是在光线不足时常用的照明用具．（1）图中标示的物质属于金属材料的有①②（填序号）．（2）灯管后面的反光片为铝箔．铝块能制成铝箔是利用了铝的延展性．（3）铝比铁活泼，但铝箔比铁螺丝钉耐腐蚀．铝制品耐腐蚀的原因是铝与氧气反应表面形成致密氧化铝（4）若要验证铜、铁、铝的活动性顺序，某同学已经选择了打磨过的铁丝，你认为他还需要的另外两种溶液是CuSO4和Al2（SO4）3溶液（其他合理答案也可）．【答案】（1）①②④；（2）延展；（3）铝与氧气反应表面形成致密氧化铝；（4）CuSO4和Al2（SO4）3溶液（其他合理答案也可）。【解答】解：（1）金属单质及合金都属于金属材料，①铁螺丝钉、②铝箔反光片、④铜质插头都属于金属材料；故答案为：①②④；（2）利用金属铝具有良好的延展性可把金属铝制成片；故答案为：延展；（3）铝在常温下能与空气中氧气反应，在其表现形成一层致密的氧化铝层，隔绝金属铝与氧气的进一步接触；故答案为：铝与氧气反应表面形成致密氧化铝；（4）可把打磨过的铁丝分别插入硫酸铜溶液、硫酸铝溶液中，铁丝能置换出硫酸铜中的铜却不能置换硫酸铝中的铝，从而得到三种金属的活动性顺序为：铝＞铁＞铜；故填：CuSO4和Al2（SO4）3溶液（其他合理答案也可）．考点4置换反应和化学反应中有关含杂质的计算1、置换反应：（1）置换定义：由一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质与另一种化合物的反应A+BC→AC+B（2）置换反应类型：①金属+酸→金属化合物+H2②金属+金属化合物→另一金属+另一金属化合物③C+金属氧化物→金属单质+CO2④H2+金属氧化物→金属单质+H2O（注意：CO+金属氧化物→金属单质+CO2该反应不属于基本反应）化合反应：多变一 CO2+H2O=H2CO3（3）化学反应基本类型分解反应：一变多 H2CO3=CO2↑+H2O置换反应：单化生化单 C+2CuO2Cu+CO2↑复分解反应：2、含杂质物质的化学反应的有关计算：

（1）含杂质物质的化学反应的有关计算是指在实际生产中，所用的原料或产物一般都含有杂质，在利用化学方程式进行计算用料和产量时，由于化学方程式表示的是纯净物质之间的质量关系，而不表示不纯物质之间的质量关系；故计算时一定考虑到杂质的问题（即不纯物质和纯物质之间的相互转化问题）；

（2）不纯物质的质量与纯物质的质量的相互转化方法及纯度的计算公式是：【典例41】下列不属于置换反应的是（）A．Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑ B．Fe+CuCl2═FeCl2+Cu C．Cl2+2NaBr═2NaCl+Br2 D．2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑【答案】D。【解答】解：A、Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑，该反应是一种单质和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，故选项错误。B、Fe+CuCl2═FeCl2+Cu，该反应是一种单质和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，故选项错误。C、Cl2+2NaBr═2NaCl+Br2，该反应是一种单质和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，故选项错误。D、2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2↑，该反应的反应物均为化合物，不属于置换反应，故选项正确。故选：D。【典例42】金属在生产、生活中有着广泛的用途。（1）铝土矿的主要成分Al2O3（填化学式）。（2）铝块拉成细丝、压成薄片是利用铝的延展（填“导热”或“延展”）性。（3）冶炼500t含杂质3%的生铁，需要含氧化铁80%的赤铁矿石的质量是866.1t（结果精确到0.1）。【答案】（1）Al2O3；（2）延展；（3）866.1.【解答】解：（1）铝土矿的主要成分是氧化铝；故填：Al2O3；（2）将铝块拉成细丝、压成薄片利用了铝的延展性；故填：延展；（3）设需要含氧化铁80%的赤铁矿石的质量为x。Fe2O3+3CO2Fe+3CO216011280%×x500t×（1﹣3%）x＝866.1t答：需要866.1t含氧化铁80%的赤铁矿石。【典例43】（1）工业冶铁的原料有石灰石、铁矿石、空气及焦炭，其中焦炭的作用有产生还原剂一氧化碳、产生热量、提高炉温。（2）请你利用如图中提供的3个数据，自拟一道有关化学方程式的计算题，并写出解答过程。【解答】解：（1）工业冶铁的原料有石灰石、铁矿石、空气及焦炭，其中焦炭的作用有焦碳燃烧能释放热量，提供高温，同时能产生具有还原性的一氧化碳；故填：空气；产生还原剂一氧化碳；产生热量、提高炉温；（2）自拟试题：要制得56kg含杂质3%的生铁需要含氧化铁的质量分数为80%的赤铁矿石多少千克？解：设需要含80%的赤铁矿石的质量为x．Fe2O3+3CO2Fe+3CO216011280%x56kg×（1﹣3%）＝，x＝97kg答：需要含80%的赤铁矿石的质量为97kg．【变式41】下列化学反应属于置换反应的是（）A．H2O+CaO═Ca（OH）2 B．Na2SO4+BaCl2═2NaCl+BaSO4↓ C．H2+CuOCu+H2O D．3CO+Fe2O32Fe+3CO2【答案】C。【解答】解：A、该反应符合“多变一”的特征，属于化合反应，故选项错误；B、该反应的反应物均为化合物，不属于置换反应，故选项错误；C、该反应是一种单质和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，故选项正确。D、该反应的反应物均为化合物，不属于置换反应，故选项错误；故选：C。【变式42】某钢铁厂用赤铁矿炼制生铁，炼制过程中损失4%的铁元素，若要生产出含纯铁96%的生铁560t。需要含氧化铁80%的赤铁矿的质量为（）A．800t B．921.6t C．960t D．1000t【答案】D。【解答】解：设需要含氧化铁80%的赤铁矿的质量为xFe2O3+3CO2Fe+3CO216011280%x560t×96%x＝960t炼制过程中损失4%的铁元素，则最终需要含氧化铁80%的赤铁矿的质量为960t÷（1﹣4%）＝1000t。故选：D。【变式43】钢铁是目前使用最多的金属材料。（1）生铁和钢都是铁合金，其中含碳量较高的是生铁。（2）人们常用“铜墙铁壁”来形容物体的坚固，但铁在一定条件下也能发生各种反应，如铁丝在氧气中燃烧，反应的化学方程式是3Fe+2O2Fe3O4。（3）将mg氧化铜加入稀硫酸中完全溶解（反应生成硫酸铜和水）后，再加入铁粉充分反应，过滤，得到滤渣A和滤液B。再将滤渣A加入足量稀硫酸中，有气泡冒出，充分反应后，剩余固体物质的质量为12.8g。①滤渣A的成分是Cu、Fe，滤液B的成分是FeSO4。②原氧化铜的质量m＝16g。【答案】（1）生铁；（2）3Fe+2O2Fe3O4；（3）①Cu、Fe；FeSO4；16。【解答】解：（1）生铁是含碳量为2%～4.3%的铁合金，钢是含碳量为0.03%～2%的铁合金，其中含碳量较高的是生铁．（2）铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，反应的化学方程式为3F3Fe+2O2Fe3O4；（3）①根据实验现象“滤渣A加入足量稀硫酸中，有气泡冒出”可知，充分反应后滤渣中含有铁，说明加入的铁是过量的；此时滤液中不存在硫酸和硫酸铜，则所得滤渣中一定含有铜、铁，滤液中一定含有硫酸亚铁；②将滤渣A加入足量稀硫酸中，充分反应后，剩余固体物质为铜，铜的质量为12.8g；根据元素质量守恒，由铜的质量可以计算出参加反应的氧化铜的质量。设氧化铜的质量为x。Cu﹣﹣﹣CuO648012.8gx解得x＝16g。故答案为：（1）生铁；（2）3Fe+2O2Fe3O4；（3）①Cu、Fe；FeSO4；16。课堂巩固训练课堂巩固训练一、选择题。1．（2022•沙坪坝区校级模拟）将铁粉加到一定量AgNO3、Cu（NO3）2的混合溶液中，充分反应后过滤，所得滤渣中有红色固体，有以下四种说法：①向滤液中加盐酸，可能有白色沉淀②滤液中可能只有Fe3+、NO3﹣③向滤渣中加盐酸，可能有气泡④所得滤液的质量一定比原混合液质量小其中正确的是（）A．①② B．③④ C．①③ D．②④【答案】B。【解答】解：将铁粉加到一定量AgNO3、Cu（NO3）2的混合溶液中，先和硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，后和硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，铁充分反应后过滤，所得滤渣中有红色固体，说明硝酸银完全反应，硝酸铜部分或全部反应。①向滤液中加盐酸，不产生白色沉淀，是因为硝酸银完全反应，该选项不正确。②滤液中不含有Fe3+，该选项不正确。③向滤渣中加盐酸，可能有气泡，例如滤渣中含有过量的铁时，铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，产生气泡，该选项正确。④铁和硝酸银反应后滤液质量减小，和硝酸铜反应后滤液质量减小，因此所得滤液的质量一定比原混合液质量小，该选项正确。故选：B。2．（2022春•萧县月考）下列化合物可以通过金属与对应的酸发生置换反应获得的是（）A．CuCl2 B．FeCl3 C．AgNO3 D．Al2（SO4）3【答案】D。【解答】解：A、铜的金属活动性在氢后，所以不能与稀盐酸反应生成CuCl2，故错误；B、铁的金属活动性在氢前，所以能与稀盐酸发生置换反应生成氯化亚铁，而非FeCl3，故错误；C、银的金属活动性在氢后，所以不能与稀盐酸发生置换反应生成AgCl，故错误；D、铝的金属活动性在氢前，所以能与稀硫酸发生置换反应反应生成Al2（SO4）3，故正确。故选：D。3．（2021秋•惠州期末）“垃圾”是放错了地方的资源，应该分类回收。生活中放弃的铁锅，铝质易拉罐、铜导线等可以归一类加以回收，它们属于（）A．有机物 B．金属或合金 C．氧化物 D．矿物【答案】B。【解答】解：生活中废弃的铁锅、铝制易拉罐、铜导线等等都属于废旧金属材料，它们的主要成分是金属单质或合金，故它们属于金属或合金。故选：B。4．（2021秋•广饶县校级月考）下列反应属于置换反应的是（）①H2+CuO═Cu+H2O②2CO+O2═2CO2③Zn+2HCl═ZnCl2+H2↑④Fe2O3+3CO═2Fe+3CO2A．①④ B．②③ C．①③ D．②④【答案】C。【解答】解：①H2+CuO═Cu+H2O，该反应是一种单质和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。②2CO+O2═2CO2，该反应符合“多变一”的特征，属于化合反应。③Zn+2HCl═ZnCl2+H2↑，该反应是一种单质和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。④Fe2O3+3CO═2Fe+3CO2，该反应的反应物均为化合物，不属于置换反应。故①③属于置换反应。故选：C。5．（2021秋•南岗区校级月考）将相同体积、相同溶质质量分数的稀盐酸，分别滴到等质量、颗粒大小相同的X、Y、Z三种较活泼金属中，生成H2的质量与反应时间的关系如图所示。下列说法中正确的是（）A．三种金属的活动性顺序为Y＞X＞ZB．产生氢气的速率顺序为X＞Y＞Z C．消耗稀盐酸的质量顺序为Z＞Y＞XD．相对原子质量由大到小的顺序为X＞Y＞Z【答案】A。【解答】解：A、由生成H2的质量与反应时间的关系图可知，在三种金属与稀盐酸进行反应时，相同时间内放出氢气的从多到少的顺序为Y＞X＞Z，可判断三种金属的活动性顺序为Y＞X＞Z；故A正确；B、由三种金属的活动性顺序为Y＞X＞Z，可判断产生氢气的速率顺序应为Y＞X＞Z，而非X＞Y＞Z；故B不正确；C、由生成H2的质量与反应时间的关系图可知，三种金属完全反应放出氢气的质量由大到小的顺序为X＞Y＞Z，则消耗稀盐酸的质量顺序为X＞Y＞Z，而非Z＞Y＞X；故C不正确；D、由生成H2的质量与反应时间的关系图可知，三种等质量的金属完全反应放出氢气的质量由大到小的顺序为X＞Y＞Z，根据一定量金属完全反应产生氢气质量＝×金属的质量，要比较相对原子质量大小还需要已知三种金属的化合价，而题中没有给出相关金属的化合价，因此，无法比较三种金属相对原子质量的大小；故D不正确；故选：A。二、填空题。6．（2021秋•渑池县期末）将等质量的锌粉和铁粉分别于溶质质量分数相同且等质量的稀硫酸充分反应，产生氢气的质量与时间的关系如图所示。请回答下列问题：（1）表示锌粉与稀硫酸反应的曲线是：a（填a或b）写出该反应的化学方程式Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑。（2）对于曲线a表示的反应，H2SO4（填化学式）有剩余。（3）若有一种金属剩余，则剩余的金属一定是Fe（填化学式）。【答案】（1）a，Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑；（2）H2SO4；（3）Fe。【解答】解：（1）根据图示，在停止反应前的时间段，相同时间内曲线a代表的金属产生氢气的速度大于曲线b代表的金属，说明金属a的活动性大于金属b，锌的活动性比铁强，所以金属a为锌，锌与稀硫酸反应的化学方程式是：Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑；（2）从图示看出，锌和铁与酸反应后生成的氢气质量不同，如果硫酸完全反应的话，生成的氢气质量应该相同，现在锌生成的氢气少，故推知硫酸没有完全和锌反应，稀硫酸有剩余，化学式是：H2SO4；（3）56gFe消耗98g硫酸，65gZn消耗98g硫酸，假设硫酸的质量均为98g，金属的质量均为65g，则明显Fe只需要消耗56g，Zn需要消耗全部，即等质量的硫酸消耗Fe的质量少，若有一种金属剩余，则剩余的金属一定是铁。故答案为：（1）a，Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑；（2）H2SO4；（3）Fe。7．（2021春•二道区校级月考）化学小组探究镁、铁、铜三种金属的活动性顺序，设计了如图所示实验方案。（1）试管乙中观察到的现象是铁的表面有红色物质生成，溶液由蓝色逐渐变成浅绿色，反应的化学方程式为Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu。（2）同学们经讨论后认为该方案可以优化，丙试管的实验是多余的。（3）去掉多余的实验，同学们将另两支试管中反应后的物质倒入同一大烧杯中，一段时间后过滤，向滤渣中加入稀硫酸，有气泡产生，则滤渣的成分可能是Cu、Fe，Cu、Fe、Mg。【答案】（1）铁的表面有红色物质生成，溶液由蓝色逐渐变成浅绿色，Fe+CuSO4═FeSO4+Cu；（2）丙；（3）Cu、Fe，Cu、Fe、Mg。【解答】解：（1）试管乙中铁与硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁溶液，现象是：铁的表面有红色物质生成，溶液由蓝色逐渐变成浅绿色；反应的化学方程式为：Fe+CuSO4═FeSO4+Cu；（2）甲、乙就可以证明三种金属的活动性强弱是：Mg＞Fe＞Cu，故丙是多余的；（3）去掉多余的实验，同学们将另两支试管中反应后的物质倒入同一大烧杯中，一段时间后过滤，若向滤渣中加入稀硫酸，有气泡产生，说明了一定有置换出的铁，镁可能有剩余，则滤渣的成分可能是：Cu、Fe，Cu、Fe、Mg。故答案为：（1）铁的表面有红色物质生成，溶液由蓝色逐渐变成浅绿色，Fe+CuSO4═FeSO4+Cu；（2）丙；（3）Cu、Fe，Cu、Fe、Mg8．（2021•兰溪市模拟）华为中国芯!华为使中国的芯片技术领先于世界，让苹果都望尘莫及。芯片是电脑、智能家电的核心部件，它是以高纯度的单质硅（Si）为材料制成的。硅及其氧化物能发生如下反应：①Si+O2SiO2，②SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑，③SiO2+2CSi+2CO↑，④Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2↑．请回答：（1）上述四个反应中属于置换反应的有③（填序号）。（2）上述反应中生成的还原性气体有CO和H2（填化学式）。【答案】（1）③；（2）CO和H2。【解答】解：（1）③是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，均属于置换反应。（2）③SiO2+2CSi+2CO↑，生成的一氧化碳具有还原性，④Si+2NaOH+H2ONa2SiO3+2H2↑，生成的氢气具有还原性。故答案为：（1）③；（2）CO和H2。三、解答题。9．（2021•营口模拟）A、B、C、D、E是初中化学常见物质，转化关系如图（其中部分生成物和反应条件已略）：已知B是黑色固体，相对分子质量为80，E是天然气的主要成分，请回答下列问题：（1）B是CuO，E是CH4（均填化学式）．（2）A→C的化学方程式为：2H2O2H2↑+O2↑；E→D的化学方程式为：CH4+2O2CO2+2H2O；D→A的化学方程式为：CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2O．（3）写出C物质的一种用途：供给呼吸（或作助燃剂等）．【答案】（1）CuO；CH4；（2）2H2O2H2↑+O2↑；CH4+2O2CO2+2H2O；CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2O；（3）供给呼吸（或作助燃剂等）。【解答】解：B是黑色固体，相对分子质量为80，氧化铜是一种黑色固体，相对分子质量为80，则B为氧化铜；E是天然气的主要成分，则E为甲烷，甲烷燃烧生成二氧化碳和水，水通电分解生成氢气和氧气，则A为水，D为二氧化碳；铜在氧气中加热生成氧化铜，碳在氧气中燃烧生成二氧化碳，则C为氧气．（1）B是氧化铜，E为甲烷，其化学式分别是CuO、CH4．（2）A→C，即水通电分解生成氢气和氧气，反应的化学方程式为：2H2O2H2↑+O2↑．E→D，即甲烷燃烧生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为：CH4+2O2CO2+2H2O．D→A，即二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，反应的化学方程式为：CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2O（合理即可）．（3）C物质是氧气，可