专题04金属和金属材料（15题）

【抢分必刷】2022年中考化学压轴必刷题专题04金属和金属材料（15题）一．填空题（共15小题）1．（2021•巴中）某化学实验小组将未经打磨的铝片放入盛有稀盐酸的密闭容器中，用压强传感器测得容器内气体压强和反应时间的变化曲线如图所示，回答下列问题：（1）AB段压强不变的原因，反应在点停止（填字母）。（2）CD段容器内压强变小的原因。【答案】（1）氧化铝和稀盐酸反应；C；（2）气体温度降低。【解答】解：（1）铝的化学性质比较活泼，在空气中形成一层致密的氧化铝薄膜，盐酸和氧化铝反应生成氯化铝和水，所以AB段压强不变原因是氧化铝和稀盐酸反应；BC段，铝与稀盐酸反应生成氯化铝和氢气，由图象可知，C点压强最大，一定是容器中化学反应的结束点；故答案为：氧化铝和稀盐酸反应；C；（2）铝与稀盐酸反应是放热反应，C点时反应停止，温度慢慢降低到室温，压强逐渐减小，故CD段压强变小的主要原因是气体温度降低；故答案为：气体温度降低。2．（2021•达州）金属在生活、生产中有着广泛的应用，种类繁多的金属材料已成为社会发展的重要物质基础。（1）实验室所用的石棉网中有铁丝，隔着石棉网给容器加热可达到均匀受热的目的，这主要利用了铁的性。石棉网使用一段时间后，其中的铁丝容易生锈，可用稀盐酸除去，其化学方程式可表示为。（2）某化学兴趣小组将一定质量的Fe和Zn的混合粉末加入AgNO3溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液：①如果滤液呈无色，则滤渣中一定含有的金属是；②如果滤液中加入稀盐酸有白色沉淀，则滤液中的金属阳离子有种；③如果滤液呈浅绿色，则关于该滤渣和滤液的下列说法中正确的是。A．向滤渣中加入稀盐酸，一定有气泡产生B．向滤液中加入稀盐酸，一定有白色沉淀产生C．滤渣中一定含有AgD．滤液中一定含有Fe（NO3）2，一定不含AgNO3，可能含有Zn（NO3）2【答案】（1）传热；Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O；（2）①Ag、Fe；②3；③C。【解答】解：（1）实验室所用的石棉网中有铁丝，隔着石棉网给容器加热可达到均匀受热的目的，这主要利用了铁的传热性。石棉网使用一段时间后，其中的铁丝容易生锈，可用稀盐酸除去，铁锈的主要成分是氧化铁，氧化铁与稀盐酸反应生成了氯化铁和水，其化学方程式可表示为：Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O。（2）由于金属的活动性强弱是Zn＞Fe＞Ag，将一定质量的Fe和Zn的混合粉末加入AgNO3溶液中，锌先与硝酸银反应生成了硝酸锌和银，锌反应后，有剩余的硝酸银，铁再与硝酸银反应生成了硝酸亚铁和银。①如果滤液呈无色，说明了铁未参加反应，溶液中的硝酸银已完全反应，则滤渣中一定含有的金属是Ag、Fe；②如果滤液中加入稀盐酸有白色沉淀，说明了溶液中含有硝酸银，锌和铁已完全发生了反应，则滤液中的金属阳离子有锌离子、亚铁离子和银离子3种；③如果滤液呈浅绿色，说明了锌已完全发生了反应，铁也参加反应，铁可能有剩余，也可能全部参加反应。A．向滤渣中加入稀盐酸，不一定有气泡产生，故A错误；B．因滤液中不一定含有硝酸银，加入稀盐酸，不一定有白色沉淀产生，故B错误；C．滤渣中一定含有Ag，故C正确；D．滤液中一定含有Fe（NO3）2、Zn（NO3）2，可能含有AgNO3，故D错误。3．（2020•河南）如图为CO还原Fe2O3的微型装置图，则A处V形管内的固体粉末由色逐渐变黑；B处V形管内的溶液变浑浊，化学方程式为；将尾气点燃，化学方程式为。【答案】红棕；CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O；2CO+O22CO2。【解答】解：一氧化碳具有还原性，能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，实验进行一段时间后，玻璃管A中出现的现象是红棕色粉末逐渐变黑。B处V形管内的溶液变浑浊，是因为二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为：CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O。将尾气点燃，一氧化碳燃烧生成二氧化碳，反应的化学方程式为2CO+O22CO2。4．（2021•绥化）金属和金属材料与生活和社会发展的关系非常密切。（1）建造大桥时使用了大量的水泥、钢材、混凝土等，其中属于金属材料的是。（2）铁制品表面刷漆，主要是为了防止其与、氧气接触而锈蚀。（3）将m克Zn加入到含32gCuSO4和15.2gFeSO4的混合溶液中，充分反应后过滤。①若反应后得到两种滤渣，则m的取值范围是。②当m＝26g时，滤渣的质量为g。【答案】（1）钢材；（2）水（或水蒸气）（3）①13＜m≤19.5；②24.9。【解答】解：（1）水泥是一种无机非金属材料，钢材属于金属材料，混凝土属于复合材料；故填：钢材；（2）铁在与氧气和水同时接触时会发生锈蚀，因此铁制品表面刷漆，主要是为了防止其与水、氧气接触而锈蚀；故填：水（或水蒸气）；（3）因为三种金属的活动性由强到弱的顺序为锌、铁、铜，所以将锌加入硫酸铜和硫酸亚铁溶液中，锌先与硫酸铜反应生成铜和硫酸锌，当硫酸铜完全反应后，锌再与硫酸亚铁反应生成铁和硫酸锌。①若反应后得到两种滤渣，则滤渣的成分是铜和铁，硫酸铜完全反应，硫酸亚铁部分反应或完全反应。设与硫酸铜反应的锌的质量为x，若硫酸亚铁完全反应时，与硫酸亚铁反应的锌的质量为y，则：Zn+CuSO4＝Cu+ZnSO465160x32gx＝13gZn+FeSO4＝Fe+ZnSO465152y15.2gy＝6.5g若硫酸铜和硫酸亚铁恰好与锌完全反应时，m＝6.5+13＝19.5；则m的取值范围是13＜m≤19.5；故填：13＜m≤19.5；②设与硫酸铜反应的锌的质量为a，生成铜的质量为b，则：Zn+CuSO4＝Cu+ZnSO46516064a32gba＝13gb＝12.8g设与硫酸亚铁反应的锌的质量为c，生成铁的质量为d，则：Zn+FeSO4＝Fe+ZnSO46515256c15.2gdc＝6.5gd＝5.6g滤渣质量为：26g﹣13g﹣6.5g+12.8g+5.6g＝24.9g故填：24.9。5．（2020•云南）金属在生产、生活和社会发展中的应用较为广泛。（1）铜丝、铝丝常用作导线，是因为它们具有良好的性。（2）早在明代宋应星所著的《天工开物》里就对铁器的生产和使用有所记载，到了现代，炼铁技术得到进一步发展。炼铁的原理是利用一氧化碳与氧化铁的反应，请写出该反应的化学方程式，该反应（填“属于”或“不属于”）置换反应。（3）钢窗表面喷漆不仅美观，而且可有效防止铁与空气中的接触而生锈。（4）某同学对含X、Y、铜、银四种金属的混合物进行如图探究，根据实验流程回答下列问题：①四种金属的活动性由强到弱的顺序是；②滤液C中所含溶质的成分可能有种情况。【答案】（1）导电。（2）3CO+Fe2O32Fe+3CO2；不属于。（3）氧气、水。（4）①Y＞X＞铜＞银；②三。【解答】解：（1）铜丝、铝丝常用作导线，是因为它们具有良好的导电性。（2）炼铁的原理是利用一氧化碳与氧化铁的反应，该反应的化学方程式是：3CO+Fe2O32Fe+3CO2，该反应的反应物是两种化合物，不属于置换反应。（3）钢窗表面喷漆不仅美观，而且可有效防止铁与空气中的氧气、水接触而生锈。（4）由于金属的活泼性顺序：氢＞铜＞银，所以向X、Y、铜、银四种金属的混合物加入一定量的稀硫酸是有气泡生成，说明X、Y有一种或两种金属位于氢的前边；向滤液A中加入过量的金属Y时，有气体生成，说明加入的稀硫酸是过量的，得到了固体混合物乙，固体乙一定是X、Y的混合物，说明了Y能将X置换出来，Y的活动性大于X．由此可知四种金属的活动性顺序是：Y＞X＞铜＞银；向固体乙中加入一定量的硝酸银时，若硝酸银是足量的，得到银、X、Y的硝酸盐溶液，若Y是过量的或恰好反应，得到是Y的硝酸盐溶液，若Y不足，得到的X、Y的硝酸盐溶液，所以滤液C中所含溶质的成分可能有三种情况。6．（2020•东营）如图为高炉冶铁、炼钢并用生产的钢来探究白铜成分的流程图。（已知硫酸镍的化学式为NiSO4）（1）用高炉冶铁的主要反应原理是（用化学方程式表示）。（2）分析流程图，三脱装置中发生反应的基本反应类型是。（3）向精炼炉中吹入氩气使钢水循环流动，各成分均匀混合，相当于化学实验中（填一种仪器的名称）的作用。（4）铁与镍相比，铁的金属活动性镍（选填“＞”、“＝”或“＜”），判断依据是（用化学方程式表示）。（5）通过以上信息，得出白铜的成分是，其硬度比纯铜（填“大”或“小”）。【答案】（1）3CO+Fe2O32Fe+3CO2（或4CO+Fe3O43Fe+4CO2）；（2）化合反应；（3）玻璃棒；（4）＞；Fe+NiSO4＝Ni+FeSO4；（5）铜、镍；大。【解答】解：（1）高炉冶铁的主要反应原理是在高温的条件下，一氧化碳和氧化铁（或四氧化三铁）反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为：3CO+Fe2O32Fe+3CO2（或4CO+Fe3O43Fe+4CO2）；故填：3CO+Fe2O32Fe+3CO2（或4CO+Fe3O43Fe+4CO2）；（2）三脱装置中，在点燃的条件下，磷燃烧生成五氧化二磷、硫燃烧生成二氧化硫、硅燃烧生成二氧化硅，均是由两种物质反应生成另一种新物质，属于化合反应；故填：化合反应；（3）向精炼炉中吹入氩气使钢水循环流动，各成分均匀混合，相当于化学实验中玻璃棒搅拌的作用；故填：玻璃棒；（4）由流程图可知，铁与硫酸镍反应生成硫酸亚铁和镍，说明铁的活动性大于镍；故填：＞；Fe+NiSO4＝Ni+FeSO4；（5）铜与硫酸不反应，镍与硫酸反应，由流程图信息可知，白铜中含有铜和镍，白铜是一种铜的合金，硬度大于铜的硬度；故填：铜、镍；大。7．（2020•广州）中国科学院张青莲院士对铟、铱、锗等的相对原子质量测定作出了杰出贡献。锗是重要的半导体材料，由锗精矿（含GeO2、GeS2、As2O3等）制备金属锗的步骤如下：①焙烧，GeS2转化为GeO2，然后用盐酸溶解得到GeCl4．②用Cl2将杂质转化为不易挥发的H3AsO4．③加热混合溶液使GeCl4气化，再冷凝为液态，经过一系列转化得到GeO2．④用H2将GeO2还原为Ge，同时H2转化为H2O。（1）步骤①盐酸溶解GeO2的化学方程式为。（2）完成步骤②除杂反应的化学方程式：AsCl3+4H2O+Cl2═H3AsO4+5。（3）步骤③分离GeCl4的方法是（填标号）。A．过滤B．蒸馏C．升华D．蒸发（4）步骤④消耗H2和生成Ge的质量之比为。【答案】（1）GeO2+4HCl＝GeCl4+2H2O；（2）HCl（3）B；（4）4：73。【解答】解：（1）GeO2和盐酸反应生成GeCl4和水，化学方程式为GeO2+4HCl＝GeCl4+2H2O；故填：GeO2+4HCl＝GeCl4+2H2O；（2）由质量守恒定律可知，化学反应前后原子的种类与数目保持不变。反应前有：As、5Cl、8H、4O；反应后有：As、3H、4O，空格处前的化学计量数为5，所以空格处填写HCl；故填：HCl；（3）加热混合溶液使GeCl4气化，再冷凝为液态，经过一系列转化得到GeO2．步骤③分离GeCl4的方法用到了蒸馏，故填：B；（4）用H2将GeO2还原为Ge，同时H2转化为H2O的化学方程式为：2H2+GeO2Ge+2H2O，由化学方程式可知，消耗H2和生成Ge的质量之比为：（2×2）：73＝4：73；故填：4：73。8．（2020•眉山）金属制品与我们的日常生活密不可分。（1）有铝、锌、铜三种金属，其中不能与稀硫酸发生反应的是。（2）铝的化学性质比较活泼，但铝制品具有很好的抗腐蚀性能，其原因是铝表面容易形成。（3）为验证Zn、Cu、Ag三种金属的活动性强弱，某同学选用如下试剂组进行验证，其中不合理的一组是。（用序号①②③填空）①Zn、CuSO4溶液、Ag②ZnSO4溶液、Cu、AgNO3溶液③Zn、Cu、AgNO3溶液（4）由所学知识可知，活泼性Fe＞Cu，Fe+CuSO4═FeSO4+Cu．非金属与金属类似，活泼性Cl2＞Br2＞I2，请写出将Cl2通入NaBr溶液中发生反应的化学方程式。【答案】（1）铜或（Cu）；（2）致密的氧化铝保护膜；（3）③；（4）Cl2+2NaBr＝Br2+2NaCl。【解答】解：（1）在金属活动性顺序中，铝和锌排在H前面，能与稀硫酸反应产生氢气，而铜排在H后面，所以铜不能与稀硫酸发生反应；故填：铜或（Cu）；（2）铝的化学性质比较活泼，常温下就能与空气中的氧气反应生成致密的氧化铝保护膜，所以铝制品具有很好的抗腐蚀性能，故填：致密的氧化铝保护膜；（3）①锌能与硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸锌，说明锌的活动性大于铜；而银与硫酸铜溶液不反应，说明银的活动性小于铜，所以可用Zn、CuSO4溶液、Ag验证三种金属的活动性强弱；②铜与硫酸锌溶液不反应，说明铜的活动性小于锌；铜能与硝酸银溶液反应生成银和硝酸铜，说明铜比银活泼，所以可用ZnSO4溶液、Cu、AgNO3溶液验证三种金属的活动性强弱；③锌和铜都能置换出硝酸银中的银，说明银最不活泼，但是无法证明锌和铜的活动性强弱，所以利用Zn、Cu、AgNO3溶液无法验证三种金属的活动性强弱；故填：③；（4）由所学知识可知，活泼性Fe＞Cu，Fe+CuSO4═FeSO4+Cu．非金属与金属类似，活泼性Cl2＞Br2＞I2，所以将Cl2通入NaBr溶液中发生反应的化学方程式为Cl2+2NaBr＝Br2+2NaCl；故填：Cl2+2NaBr＝Br2+2NaCl。9．（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。【答案】（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。【解答】解：（1）一氧化碳具有可燃性，和助燃性气体混合，加热可能发生爆炸，所以在B装置的液面下降到安全线之前，不能加热氧化铁，因为一氧化碳和空气混合，加热可能会发生爆炸；（2）一氧化碳有毒，需要尾气处理，所以B装置的作用是：收集一氧化碳、防止污染空气。10．（2019•包头）某兴趣小组为探究Zn、Fe、Cu、Ag四种金属的活动性，进行如图中甲、乙、丙三个实验。①小组同学随后发现该实验无法得出四种金属的活动性顺序。于是补充图丁实验，最终得出四种金属活动性：Zn＞Fe＞Cu＞Ag，则图丁中的试剂A、B分别为铜、稀盐酸（写出一组即可）。②小组同学将丙试管中的物质过滤后，向滤液中加入甲中剩余的锌，析出固体质量的变化随反应时间的关系如戊图所示。写出a点对应溶液中所含的溶质是（填化学式）【答案】①铜、稀盐酸或铁、硫酸铜（合理即可）；②AgNO3、Cu（NO3）2、Zn（NO3）2。【解答】解：①甲乙丙实验已经得出：锌＞铁，铁＞H，铜＞银，丁实验只要得出铁和铜的位置关系就可以，故可用金属和盐溶液，即铁和硫酸铜溶液或金属与酸反应，即铜、稀盐酸等；②由于铁＞铜＞银，故锌加入后先置换银，固体质量增加，然后置换铜，固体质量增加比银要小，待硝酸铜反应完后，固体质量不再增加，a点对应锌与部分硝酸银反应，溶液中所含的溶质是剩余的硝酸银、硝酸铜和生成的硝酸锌；11．（2019•呼和浩特）我国自主设计的大型客机成功试飞，首艘国产航母正式下水，标志着我国的金属材料制造技术取得重大突破。根据所学知识回答下列问题：金属ABCD导电性（以100为标准）9961177.9密度/（g•cm﹣3）8.922.707.8611.3熔点/℃10836601535327硬度（以10为标准）32.751.5（1）常温下一些金属的物理性质数据如表，据此可知高压输电线最好选用金属（填字母）；C的合金通常可以做菜刀、锤子等，其合金的硬度5（填“＞”、“＜”或“＝”）。（2）铁矿石有多种，如赤铁矿（主要成分Fe2O3）和磁铁矿（主要成分Fe3O4）等，写出磁铁矿的主要成分与一氧化碳反应的化学方程式。（3）在Fe（NO3）2和AgNO3的混合溶液中，加入一定量镁粉和锌粉的混合物，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。下列说法中正确的是（填序号）。a．若滤液为浅绿色，则滤渣中可能有锌b．滤液中一定有Mg（NO3）2，滤渣中一定有银c．若取少量滤液，加入KCl溶液，无明显现象，则滤渣中一定有铁d．若取少量滤渣，加入稀盐酸，产生气泡，则滤渣的组成有三种情况【答案】(1)B；＞(2)Fe3O4+4CO3Fe+4CO2；(3)bd。【解答】解：（1）高压输电线不仅要求要有较好的导电性，还要求密度小，所以选择金属B．由于合金的硬度大于纯金属的硬度，所以C的合金通常可以做菜刀、锤子等，其合金的硬度＞5；故填：B；＞；（2）四氧化三铁与一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为：Fe3O4+4CO3Fe+4CO2；故填：Fe3O4+4CO3Fe+4CO2；（3）a、若滤液为浅绿色，说明滤液中含有硝酸亚铁，则滤渣中不可能有锌，该选项说法不正确；b、镁先和硝酸银反应生成硝酸镁和银，因此滤液中一定有硝酸镁；滤渣中一定有银，该选项说法正确；c、取少量滤液，加入氯化钾溶液，无明显现象，说明硝酸银完全反应，而硝酸亚铁不一定反应，因此滤渣中不一定有铁，该选项说法不正确；d、取少量滤渣，加入过量稀盐酸，产生气泡，则滤渣中一定有铁，可能是的组成是铁、银；铁、锌、银；镁、铁、锌、银三种情况，故选项说法正确。故选：bd。12．（2019•遂宁）铝、铁、铜三种金属中不能与稀硫酸发生置换反应的是。铁制品易生锈需要做防锈处理，而铝化学性质比铁活泼，但铝制品通常不做防锈处理是因为铝表面容易形成；为验证Al、Fe、Cu的金属活动性强弱，某同学设计了如下方案，其中不合理的是。①Al、FeSO4溶液、Cu②Al2（SO4）3溶液、Fe、CuSO4溶液③A1、Fe、CuSO4溶液【答案】铜；一层致密的氧化铝薄膜，防止内部的铝进一步被氧化；③。【解答】解：在金属活动性顺序中，铜位于氢的后面，铜不能与稀硫酸发生置换反应；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，因此铝制品抗腐蚀性强，①铝能与硫酸亚铁溶液反应生成硫酸铝溶液和铁，说明了活动性铝＞铁；铜不与硫酸亚铁溶液反应，说明了活动性铁＞铜；由此可得出三种金属活动性为铝＞铁＞铜，故该方案合理。②Fe与Al2（SO4）3溶液不反应，说明了活动性铝＞铁；铁能与CuSO4溶液反应生成硫酸亚铁溶液和铜，说明了活动性铁＞铜；由此可得出三种金属活动性为铝＞铁＞铜，故该方案合理。③Al、Fe均能与硫酸铜溶液反应，说明了活动性锌＞铜，铁＞铜，但无法确定铁和锌的活动性强弱，故该方案不合理。13．（2022•萧山区模拟）锌和稀H2SO4反应生成H2，几次实验锌的用量不同，H2SO4用量相同，锌的用量和生成H2的体积（同温、同压）的关系如图所示：①锌和过量的H2SO4反应在图中的处②锌与适量的H2SO4恰好完全反应在图中处③过量的锌和H2SO4反应表示在图中的处．【答案】①O﹣A；②A；③A﹣B【解答】解：由锌与稀硫酸的反应，观察图象可知，①锌和过量的H2SO4反应，在锌未反应完时，生成的氢气的质量不断增加，当锌全部参加反应时生成的氢气最多，在图中的O﹣A处；②当锌与适量的H2SO4恰好完全反应时，生成的氢气最多，在图中A处；③过量的锌和H2SO4反应时，不在产生氢气，氢气的质量达到最大，同时也是定值，在图中的A﹣B处．14．（2021•获嘉县模拟）向Mg（NO3）2、Cu（NO3）2和AgNO3的混合溶液中加入一定量的金属R（+3价），待充分反应后过滤，得到滤渣和无色滤液。（1）写出一个一定会发生反应的化学反应方程式。（2）若滤液中只含一种溶质，请写出Mg、Cu、Ag、R的金属活动性由强到弱的顺序。（3）若向滤渣中加稀盐酸没有气泡产生，分析滤液中溶质的成分。【答案】（1）R+3AgNO3＝R（NO3）3+3Ag或2R+3Cu（NO3）2═2R（NO3）3+3Cu。（2）R、Mg、Cu、Ag。（3）R（NO3）3、Mg（NO3）2、Cu（NO3）2、AgNO3；R（NO3）3、Mg（NO3）2、Cu（NO3）2；R（NO3）3、Mg（NO3）2。【解答】解：（1）得