第八单元金属和金属材料-2022年《三步冲刺中考化学》之第1步重课本理考点

第八单元金属和金属材料1.了解常见金属及合金的物理性质、特性及其应用；了解金属资源的利用和保护。2.掌握常见金属的化学性质，能用金属的活动性顺序对有关的置换反应进行简单的判断。3.掌握炼铁的原理及有关含杂质物质的化学方程式的计算。第1课时金属材料金属资源的利用和保护金属材料(高频考点)1．金属材料包括纯金属和合金，日常生活中使用最多的金属材料是合金。2．金属的物理性质共性①有金属光泽——金银饰品等；②有良好的导电性——制电线、电缆；③有良好的导热性——用作炊具；④有良好的延展性——制作铝箔特性①颜色：铁、铝等大多数金属呈银白色，但铜呈紫红色，金呈黄色；②状态：常温下，大多数金属呈固态，但汞呈液态；③不同的金属熔点、沸点、导电性、导热性、密度、硬度等都差别较大3.合金(1)定义：在金属中加热熔合某些金属或非金属而制得的具有金属特性的物质。合金属于混合物。(2)性能：由于合金的组成与其成分金属不同，所以性能上存在差异，一般合金与其成分金属相比，硬度较大，熔点较低，抗腐蚀能力较强。(3)常见的合金：①铁的合金有生铁和钢(它们的区别是含碳量不同)；②铜的合金黄铜和青铜；③钛合金熔点高，密度小，与人体有很好的“相容性”，可制成人造骨。特别提醒①合金中一定含有金属元素，也可能含有非金属元素。②合金一定是混合物。③合金一定有金属特性。④金属氧化物是纯净物，不属于合金。⑤金属可以导电，但能导电的物质不一定是金属，能导电的单质不一定是金属单质，如石墨可以导电。金属的冶炼(高频考点)1．金属资源的存在形式：地球上的金属资源广泛存在于地壳和海洋中，除少数很不活泼的金属，如金、银等以单质形式存在外，其他都以化合物形式存在。2．常见的金属矿物：赤铁矿的主要成分是氧化铁(Fe2O3)，磁铁矿的主要成分是四氧化三铁(Fe3O4)，铝土矿的主要成分是氧化铝(Al2O3)。3．铁的冶炼(1)一氧化碳还原氧化铁①反应原理：3CO＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高温))2Fe＋3CO2，实验中炼得的铁是纯净物。②实验装置③实验步骤：实验开始时，先通一会儿CO，以排尽装置中的空气，再用酒精喷灯加热，防止加热一氧化碳和空气的混合物引起爆炸。实验完毕时，先熄灭酒精喷灯，再继续通入CO至玻璃管冷却，防止还原出来的铁重新被氧化。(可记为“一氧化碳早出晚归，酒精喷灯迟到早退”)④实验现象：玻璃管内红色粉末逐渐变成黑色，试管内澄清石灰水变浑浊，导管内尾气燃烧产生蓝色火焰。⑤尾气处理：一氧化碳有毒，是空气污染物之一，处理原则是利用一氧化碳的可燃性，使其燃烧转化为二氧化碳。特别提醒一氧化碳还原氧化铁实验的“一通、二点、三灭、四停、五处理”：“一通”即先通一氧化碳；“二点”即点燃酒精喷灯加热；“三灭”即实验完毕后，先熄灭酒精喷灯；“四停”即等到玻璃管冷却至室温时再停止通一氧化碳；“五处理”即处理尾气，防止CO污染空气。(2)工业炼铁①原理：3CO＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高温))2Fe＋3CO2。②设备：高炉。③原料：铁矿石、焦炭(作用：一是产生热量，提高炉温，二是产生CO作还原剂)、石灰石、空气。④产物：工业炼得的铁为生铁，属于混合物(实验室模拟工业炼铁炼得的铁为纯净物)。金属锈蚀及防护(高频考点)1．铁生锈的条件：铁与氧气、水同时接触。铁锈的主要成分是氧化铁(Fe2O3)。2．铁锈蚀条件的探究实验①②③现象不生锈不生锈生锈分析实验①③说明铁生锈一定与氧气有关；实验②③说明铁生锈一定与水有关；实验①蒸馏水煮沸后再使用的原因是除去蒸馏水中溶解的氧气结论分析对比实验①②③可知，铁生锈的条件是铁与O2、H2O同时接触。3.防止铁锈蚀的措施(即破坏铁生锈的条件)(1)保持铁制品表面的洁净与干燥(隔水)。(2)在铁制品表面涂保护膜，如涂油、刷油漆、电镀等(隔水、隔氧)。(3)制成不锈钢(改变内部结构)。4．保护金属资源的途径(1)回收废旧金属。(2)防止金属锈蚀。(3)有计划、合理开采金属矿物。(4)寻找金属替代品。第2课时金属的化学性质金属的化学性质(高频考点)1．与氧气反应(1)大多数金属都能与氧气反应：金属＋氧气→金属氧化物，但反应的难易与剧烈程度不同。(2)铝在空气中容易与氧气反应：在铝表面形成一层致密的氧化铝薄膜，可以阻止铝进一步被氧化(即铝制品不易锈蚀的原因)，反应的化学方程式为4Al＋3O2=2Al2O3。(3)部分金属很难与氧气反应：“真金不怕火炼”说明金的化学性质不活泼，即使在高温条件下也不与氧气反应。2．与酸溶液反应反应化学方程式现象铁与盐酸Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑有气泡产生，放热，固体逐渐减少。对于铁与盐酸反应时，溶液由无色变成__浅绿__色铝与盐酸2Al＋6HCl=2AlCl3＋3H2↑镁与稀硫酸Mg＋H2SO4=MgSO4＋H2↑锌与稀硫酸Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑通式金属(位于氢前)＋酸→盐＋氢气基本类型属于置换反应特别提醒反应物之间的接触面积，会对反应速率产生影响，因此在探究金属与酸反应的剧烈程度时，一定要使所用金属的形状、大小相同。3．与盐溶液反应反应化学方程式现象及解释①Fe与CuSO4Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu铁表面有紫红色固体生成，溶液由蓝色变为浅绿色②Cu与AgNO3Cu＋2AgNO3=Cu(NO3)2＋2Ag铜的表面有银白色物质生成，溶液由无色变为蓝色③Al与CuSO42Al＋3CuSO4=Al2(SO4)3＋3Cu铝表面有紫红色物质生成，溶液由蓝色变为无色通式金属(K、Ca、Na除外)＋盐(可溶)→新盐＋新金属基本类型属于置换反应特别提醒一种金属若能与两种盐溶液反应或一种盐溶液能与两种金属反应，则遵循“离得远的先反应”原则。如Fe粉加入CuSO4和AgNO3的混合溶液中时，Fe粉先置换出Ag，后置换出Cu。金属活动性顺序(高频考点)1．常见金属的活动性顺序eq\o(→,\s\up7(KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAgPtAu),\s\do5(金属活动性由强逐渐减弱))2．金属活动性顺序的规律(1)金属的位置越靠前，它的活动性就越强。(2)位于氢前面的金属能与盐酸、稀硫酸反应产生氢气。(3)位于前面的金属能把后面的金属从其盐溶液中置换出来。3．置换反应：由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(单质铁参加置换反应，生成物中铁显＋2价)。特别提醒K、Ca、Na的化学性质非常活泼，不能将其他金属直接从其盐溶液中置换出来。它们加入盐溶液中时，会先与溶液中的水反应生成碱。以Fe为核心的物质网络图①3CO＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高温))2Fe＋3CO2(或3H2＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高温))2Fe＋3H2O或3C＋2Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高温))4Fe＋3CO2↑)②3Fe＋2O2eq\o(=,\s\up7(点燃))Fe3O4③Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑(或Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑)④Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O(或Fe2O3＋3H2SO4=Fe2(SO4)3＋3H2O)⑤Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu(或Fe＋CuCl2=FeCl2＋Cu等，合理即可)⑥Cu＋2AgNO3=2Ag＋Cu(NO3)2⑦Fe＋2AgNO3=Fe(NO3)2＋2Ag⑧2Cu＋O2eq\o(=,\s\up7(高温))2CuO⑨C＋2CuOeq\o(=,\s\up7(△))2Cu＋CO2↑(或H2＋CuOeq\o(=,\s\up7(△))Cu＋H2O或CO＋CuOeq\o(=,\s\up7(△))Cu＋CO2)⑩CuO＋2HCl=CuCl2＋H2O(或CuO＋H2SO4=CuSO4＋H2O)金属材料(金属的物理性质及用途、合金)例1【2018江苏】下列块状金属显黄色的是()A．镁B．铝C．金D．银【解析】一般金属是银白色的，但金为黄色，铜为紫红色。故选C例2【2019黑龙江】《吕氏春秋》记载“金(铜单质)柔锡(锡单质)柔，合两柔则刚(坚硬)”。这句话说明合金具有的特性是()A熔点一般比其组成金属低 B抗腐蚀性一般比其组成金属强C硬度一般比其组成金属大D.耐磨性一般比其组成金属耐磨【解析】合金与其组分相比：硬度大、熔点低、抗腐蚀性增强。“合两柔则刚(坚硬)”这里说的是硬度大。故选C1.（2019常州中考）铜能被加工成7微米厚的超薄铜箔，说明铜具有良好的A.导电性 B.导热性 C.延展性 D.耐酸性【答案】C【解析】铜能被加工成7微米厚的超薄铜箔，说明铜具有良好的延展性，故选C。2.（2019盐城中考）下列金属中，熔点最低的是（）A.铜 B.汞 C.铝 D.钨【答案】B

【解析】解：汞常温下唯一的液态金属，故四种金属中熔点最低的是汞。

故选：B。根据金属的物理性质，进行分析判断。

本题难度不大，了解汞常温下唯一的液态金属是正确解答本题的关键。3．（2019淮安中考节选）2019年底，徐宿淮盐铁路将建成通车，淮安人可实现高铁出行。

（1）高铁在建造时使用了大量的新材料，下列属于金属材料的是______（填序号）。

A．生产高铁车头的玻璃钢

B．制造高铁车身的镁铝合金

C．制造轨道枕木的聚氨酯材料

D．建筑高铁路基的钢筋混凝土

（2）高铁刹车制动盘使用合金锻钢制作，主要利用该合金耐高温、______等特性。

【答案】（1）B；（2）耐磨。【解答】解：（1）A．生产高铁车头的玻璃钢是复合材料；B．制造高铁车身的镁铝合金属于金属材料；C．制造轨道枕木的聚氨酯材料属于有机合成材料；D．建筑高铁路基的钢筋混凝土属于复合材料；故填：B；（2）高铁刹车制动盘使用合金锻钢制作，刹车需要摩擦，说明该合金具有耐磨性，故填：耐磨。方法技巧记住金属的物理共性的同时，对一些金属的物理特性也需了解。常温下，大多数金属是银白色(铜为紫红色，金为黄色)，大多数金属呈固态(汞为液态)。金属的冶炼例3【2019南通】人类每年都要从大自然中提取大量的金属，用于满足日常生活和工农业生产的需要。(1)某铁厂以焦炭、赤铁矿石(主要含Fe2O3)、空气等为原料炼铁，反应过程如下：eq\x(焦炭)eq\o(→,\s\up7(过量空气、高温),\s\do5(①))eq\x(CO2)eq\o(→,\s\up7(焦炭、高温),\s\do5(②))eq\x(CO)eq\o(→,\s\up7(赤铁矿、高温),\s\do5(③))eq\x(Fe)上述工艺流程中，步骤②、③发生反应的化学方程式分别为②________，③________。该实验中的石灰水的作用是________。(2)实验室常用如图装置模拟炼铁反应：实验开始时，须先________，再用________，这样做的目的是________。(3)装置尾部气球的作用是________。【解析】(1)②是在高温的条件下，碳与二氧化碳反应生成一氧化碳，反应的化学方程式为CO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高温))2CO；③是一氧化碳还原赤铁矿(主要成分是氧化铁)，化学方程式为3CO＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高温))2Fe＋3CO2；该实验中石灰水的作用是检验反应中是否生成了二氧化碳，并将其吸收。(2)一氧化碳具有可燃性，不纯的一氧化碳在加热时可能发生爆炸，为确保实验安全，实验前检验一氧化碳的纯度，在确定一氧化碳是纯净时，然后开始实验。实验开始时要先通入一氧化碳至把装置中的空气排净后再点燃酒精喷灯加热，以防试管中的空气混有一氧化碳在加热时发生爆炸。(3)尾气中含有有毒的一氧化碳气体，为了防止造成空气的污染，所以尾气要用气球收集起来。1.（2018•常州）铁的冶炼与利用是学习和研究化学的重要课题。Ⅰ．铁的冶炼，竖炉炼铁的工艺流程如图1所示。（1）“燃烧室”中CH4燃烧的作用是（2）写出“还原反应室”中炼铁的一个反应的化学方程式。（3）CH4与高温尾气中的CO2或H2O都能反应生成CO和H2，则16gCH4在催化反应室中完全反应后，理论上得到H2的质量（m）范围是。Ⅱ．铁的利用，利用铁炭混合物（铁屑和活性炭的混合物）处理含有Cu(NO3)2，Pb(NO3)2和Zn(NO3)2的铜冶炼废水。在相同条件下，测量总质量相同、铁的质量分数不同的铁炭混合物对水中重金属离子的去除率，实验结果如图2所示。（1）铁炭混合物中铁的质量分数为100%时，水中的Cu2+、Pb2+能被除去、而Zn2+不能被除去，其原因是。（2）铁炭混合物中铁的质量分数为0时，也能除去水中少量的重金属离子，其原因是。（3）处理效果最好时，铁炭混合物中的铁的质量分数为。【解析】I（1）甲烷燃烧放出了大量的热，能够给炼铁提供热量，同时生成了二氧化碳和水，提供了生产合成气的原料，所以“燃烧室”中CH4燃烧的作用是：燃烧产生热量、做生产合成气的原料；（2）一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳，化学方程式为：3CO+Fe2O3高温2Fe+3CO2；（3）甲烷和二氧化碳反应生成氢气的质量为xCH4+CO2高温2CO+2H216416gx=x=4g甲烷和水反应生成氢气的质量为yCH4+H2O高温CO+3H216616gy=y=6g所以理论上得到H2的质量（m）范围是4g<m<6g；II（1）铁炭混合物中铁的质量分数为100%时，水中的Cu2+、Pb2+能被除去、而Zn2+不能被除去，原因是：铁的金属活动性排在锌的后面；（2）铁炭混合物中铁的质量分数为0时，也能除去水中少量的重金属离子，原因是：活性炭对铜离子和铅离子具有吸附性；（3）由图2中的数据可知，处理效果最好时，铁炭混合物中的铁的质量分数为：50%。【答案】（1）甲烷燃烧放出大量的热，提供冶炼铁需要的高温条件（2）3H2+Fe2O3高温2Fe+3H2O或3CO+Fe2O3高温2Fe+3CO2（3）4g<m<6gII（1）铁比铜、铅活泼，但比锌弱，所以铁可以除去铜离子、铅离子，但不能除去锌离子（2）碳单质也能将某些金属离子还原（3）50%2．（2017·镇江）铜、铁是人类使用最早、应用广泛的金属。（一）对古代制品的认识青铜铸件、丝绸织品、陶瓷器皿是我国古代劳动人民创造的辉煌成就．1、上述制品不涉及到的材料是（选填序号）。A、金属材料B、无机非金属材料C、复合材料（2）如图1为出土文物古代青铜铸件“马踏飞燕”。该文物能保存至今的原因可能是（选填序号）。A、铜的活泼性弱B、铜不会生锈C、深埋于地下，隔绝空气（二）铁、铜的冶炼1、我国古代曾用孔雀石炼铜，涉及主要反应的化学方程式：，__________________________。2、铁、铜矿石有赤铁矿（Fe2O3）、磁铁矿（Fe3O4）、黄铁矿（FeS2）、黄铜矿（CuFeS2）等．CuFeS2为二硫化亚铁铜，其中S元素的化合价为。（1）工业炼铁大多采用赤铁矿、磁铁矿．以磁铁矿为原料炼铁反应的化学方程式为____________。炼铁不采用黄铁矿、黄铜矿，可能的原因是：①黄铁矿、黄铜矿含铁量相对低；②______________。（2）以黄铜矿为原料，采用生物炼铜是现代炼铜的新工艺，原理为：4CuFeS2+17O2+2H2SO44CuSO4+2Fe2（SO4）3+2H2O。向上述反应后的溶液中加入Fe粉，得到FeSO4溶液和Cu。①发生主要反应的化学方程式：Fe+Fe2（SO4）3=3FeSO4，。②FeSO4溶液经蒸发浓缩、、过滤等操作得到FeSO4•7H2O晶体。（三）黄铜矿中铁、铜含量的测定在科研人员指导下，兴趣小组称取25.00g黄铜矿（含少量Fe2O3和其它不含金属元素的杂质）模拟生物炼铜，使其全部转化为CuSO4、Fe2（SO4）3溶液,向溶液中加入过量NaOH溶液得到Cu（OH）2、Fe（OH）3固体。1.证明NaOH溶液过量的方法：静置，向上层清液中滴加溶液，无现象。2.用图2装置对固体进行热分解实验。【资料】①在68℃时，Cu（OH）2分解为CuO；在500℃时，Fe（OH）3分解为Fe2O3。②在1400℃时，CuO分解为Cu2O和O2，Fe2O3分解为复杂的铁的氧化物和O2。（1）装配好实验装置后，先要。（2）停止加热后仍需继续通N2，可防止倒吸和。（3）控制不同的温度对A中固体加热，测得装置B和C中铜网的质量变化如表：温度/℃室温1005501400B装置/g200.00201.80205.04205.04C中铜网/g100.00100.00100.00101.28①此黄铜矿中铜、铁元素的质量分数：ω（Cu）%=；ω（Fe）%=。②复杂的铁的氧化物化学式为。【解析】（一）（1）青铜是合金，属于金属材料；丝绸属于天然材料；陶瓷属于无机非金属材料；（2）铜的活动性弱，且深埋于地下隔绝了空气，所以青铜器不易生锈；（二）1、碱式碳酸铜受热分解生成氧化铜、二氧化碳和水，反应的化学方程式为：Cu2（OH）2CO3H2O+CO2↑+2CuO；2、CuFeS2为二硫化亚铁铜，其中铜元素显+2价，铁元素显+2价，设硫元素的化合价为x，则（+2）+（+2）+2x=0，x=﹣2；（1）工业上用CO和磁铁矿炼铁，主要是利用CO的还原性，在高温下和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为Fe3O4+4CO3Fe+4CO2．黄铁矿、黄铜矿含铁量低，含有对环境有害的元素硫，并且在冶炼过程中会产生有毒气体二氧化硫，污染环境，因此黄铁矿、黄铜矿不宜炼铁；（2）①加入的铁粉能与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁；②FeSO4溶液经蒸发浓缩、降温结晶、过滤等操作得到FeSO4•7H2O晶体；（三）1、可以向上层清液中滴加氢氧化钠溶液，若产生沉淀则氢氧化钠的量不足，若没有沉淀产生则氢氧化钠已经过量；2、（1）对于有气体生成的反应，在实验前，一定要检查装置的气密性；（2）为了使得生成水蒸气、氧气被完全吸收，所以停止加热后仍需继续通N2；（3）①设其中铜元素的质量为x．氢氧化铜受热会分解为氧化铜和水，方程式为Cu（OH）2CuO+H2O，从室温加热到100℃时，装置B中增重的质量为氢氧化铜分解生成水的质量；由题干信息可知，经过一系列化学反应时，物质的关系是：Cu～CuFeS2～CuSO4～Cu（OH）2～H2O6418x（201.80200.00）gx=6.4g则此黄铜矿中铜元素的质量分数：ω（Cu）%=；设其中铁元素的质量为y，氢氧化铁受热会分解为氧化铁和水，化学方程式为2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O，从100℃加热到550℃时，装置B中增重的质量为氢氧化铁分解生成水的质量；由题干信息可知，经过一系列化学反应时，物质的关系是：2Fe～2CuFeS2～Fe2（SO4）3～Fe（OH）3～3H2O11254y（205.04201.80）gy=6.72g则此黄铜矿中铁元素的质量分数：ω（Fe）%=②氧化铜受热分解的方程式为：4CuOCu2O+O2↑设氧化铜分解生成氧气的质量为z，则4Cu～4CuO～2Cu2O～O2256326.4gzz=0.8g因为装置C增重的质量为氧化铜、氧化铁分解产生氧气的总质量，所以氧化铁分解生成氧气的质量为：=0.48g氧化铁的质量为：6.72g÷=9.6g生成的复杂铁的氧化物中含氧元素的质量为：9.6g﹣0.48g﹣6.72g=2.4g复杂的铁的氧化物中铁原子与氧原子的个数比为：：=4：5则复杂的铁的氧化物化学式为：Fe4O5。【答案】（一）（1）C（2）AC（二）1、Cu2（OH）2CO3H2O+CO2↑+2CuO2、﹣2（1）Fe3O4+4CO3Fe+4CO2冶炼过程中会产生有毒气体二氧化硫，污染环境（2）①Fe+CuSO4=Cu+FeSO4②降温结晶（三）1.NaOH2.（1）检查装置的气密性（2）使生成的气体全部被B和C装置吸收（3）①25.60%26.88%②Fe4O5方法技巧(1)金属资源很广泛，有两种存在形式：①很不活泼的金属如金、银，能以单质形式存在；②比较活泼的金属，以化合物形式存在。(2)工业高炉炼生铁，杂质较多易断裂；高温冶炼铁矿石，一氧化碳还原剂；一氧化碳是毒气，应将尾气来处理。金属的锈蚀和防护例4【2018广西】日常生活中防止铁生锈的方法有：刷油漆、涂油、电镀金属、制成合金等，其中“刷油漆”采用的防锈原理是()A．只隔绝水分B．隔绝水和二氧化碳C．隔绝水和氧气D．只隔绝氧气【解析】铁生锈的条件是水和氧气，所以防止铁生锈的原理是隔绝水和氧气。刷油漆同时隔绝了水和氧气，故选C。例5【2019江苏】“对比法”是一种常用的科学探究方法。以下铁钉生锈实验的设计、结论错误的是()A．对比①②可以说明铁生锈一定要有氧气参加B．对比②③可以说明铁生锈一定要有水参加C．对比①③可以说明铁生锈一定要有水参加D．对比①②③可以说明铁生锈必需水和氧气同时参加【解析】对比①②可以说明铁生锈一定要有氧气参加，A正确；对比②③不能说明铁生锈一定要有水参加，因为②③中铁钉均不生锈，B错误；对比①③可以说明铁生锈一定要有水参加，C正确；对比①②③可以说明铁生锈必需水和氧气同时参加，D正确。1.（2019常州中考）按下图装置进行实验，一周后发现铁钉锈蚀最严重的位置是A.a处B.b处C.c处D.三处同样严重【答案】B【解析】A、a处有空气，没有水，则不易生锈，故A不正确；B、b处有空气，有水，则易生锈，故B正确；C、c处蒸馏水中几乎不含的氧气，则不易生锈，故C不正确；D、b处铁生锈最严重，故D不正确。故选B。2．（2017·淮安）某博物馆藏有一柄古代铁剑，为防止其生锈，下列做法合理的是A.定期用清水冲洗，除去灰尘B.放于体验区，让观众触摸C.用盐水除去铁剑上的锈斑D.放在充满氮气的展览柜中【答案】D【解析】铁生锈需要氧气和水，定期用清水冲洗铁剑，会加速铁剑的锈蚀；人体会分泌汗液，用手触摸铁剑，会加速铁剑的锈蚀；盐水会加速铁剑的锈蚀；氮气化学性质稳定，将铁剑放在充满氮气的展柜中，可以隔绝空气和水，能防止铁锈蚀。方法技巧(1)金属资源的保护途径有：回收废旧金属；防止金属锈蚀；合理开采金属矿物；寻找金属替代品。(2)防止铁生锈的实质是破坏铁生锈的条件，防止铁锈蚀的方法有：涂油、刷漆、镀金属保护层。防止菜刀生锈的方法是洗净、擦干。金属的化学性质例1【2019浙江】质量相同的Mg、Fe、Zn三种金属，分别与足量的质量分数相同的稀硫酸充分反应，生成氢气与消耗稀硫酸的质量关系如图。分析图像能得出的正确结论是()A.三种金属的活动性顺序：Mg＞Zn＞FeB三种金属的相对原子质量：Mg＜Fe＜ZnC三种金属消耗稀H2SO4的质量：Zn＞Mg＞FeD.三种金属与稀H2SO4反应后溶液的质量：Mg＞Fe＞Zn【解析】金属活动性与等质量金属反应消耗等浓度稀硫酸的质量无关，A不正确；由图可知，等质量的三种金属，镁反应产生氢气的质量最多，铁其次，锌最少，由于三种金属反应后都显＋2价，所以这三种金属的相对原子质量：镁最小，铁其次，锌最大，B正确；由于氢气中氢元素无法来自硫酸，所以三种金属完全反应时，消耗等质量稀硫酸的质量：镁最大，铁其次，锌最小，C不正确；由于等质量金属参加反应，所以产生氢气越多，最终剩余溶液的质量就越小，即完全反应后，锌反应所得溶液质量最大，铁其次，镁最小，D不正确。例2【2018江苏】每到冬天，市场上便有一种“暖宝宝”出售，它是一个装有化学药品的小袋。使用时，撕去它的保护膜贴在身体上，不久便会产生热量。已知小袋中装有铁粉、碳粉和少量氯化钠。(1)取小袋内物质，加入稀盐酸中，发生反应的化学方程式为________。(2)将袋内物质放在足量O2中燃烧，写出反应的化学方程式：①______________________；②_______________________。【解析】已知小袋中装有铁粉、碳粉和少量氯化钠。则：(1)铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，反应的化学方程式为Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑。(2)①碳和足量氧气在点燃的条件下生成二氧化碳，反应的化学方程式为C＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))CO2；②铁和氧气在点燃的条件下生成四氧化三铁，反应的化学方程式为3Fe＋2O2eq\o(=,\s\up7(点燃))Fe3O4。1.（2019常州中考）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分别放入稀硫酸中，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【答案】C【解析】把X和Y分别放入稀硫酸中，X表面产生大量气泡，Y表面无明显现象，则X的金属活动性强于Y，将Y放入Z的硝酸盐溶液中，Y表面有Z析出，说明Y金属活动性强于Z，则金属活动性由强到弱的顺序为X>Y>Z，故选C。2、（2017·南通）FeCl3溶液常用于蚀刻印刷电路，反应原理为aFeCl3+bCu=cCuCl2+dX。向含溶质32.5g的FeCl3溶液中慢慢加入一定量的Cu粉，反应过程中FeCl3、CuCl2的质量随Cu粉质量变化如下图。下列说法不正确的是（）A.X为FeCl2B.化学计量数c=1C.方程式中a和b的比为1∶2D.完全反应后，生成X的质量为25.4g【答案】C【解析】铜具有还原性，将+3价的铁还原为+2价的铁，X为氯化亚铁；反应原理为2FeCl3+Cu═CuCl2+2FeCl2，c=1，a与b的比为2：1；设完全反应后，生成X的质量为x，则2FeCl3+Cu═CuCl2+2FeCl213525413.5gx=，x=25.4g3．（2019泰州中考）某化学兴趣小组进行了两组实验。实验一：如图1，将除去表面氧化膜的锌片插入到盛CuSO4溶液的烧杯中；实验二：如图2，用导线将除去表面氧化膜的铜片和锌片分别连接到电流表的正、负极，然后把铜片和锌片一起插入盛CuSO4溶液的烧杯中。下列说法正确的是（）A．实验一观察到锌表面有红色物质析出，反应后溶液质量会减小 B．实验二观察到电流表指针不发生偏转 C．实验一和实验二都明显体现了化学能转化为电能 D．实验一和实验二从微观角度分析，都存在着电子的得失【答案】D【解答】解：A、由方程式Zn+CuSO4═Cu+ZnSO4可知，每65份质量锌置换出64份质量铜，溶液的质量要增加，故A错误；B、Zn、Cu、CuSO4溶液及外电路共同构成了原电池。由于Zn失去的电子经导线转移到Cu片上，故导线上有电流通过，实验二观察到电流计指针发生偏转，故B错误；C、实验一不能体现化学能转化为电能，实验二体现了化学能转化为电能，故C错误；D、实验一和实验二从微观角度分析，都存在着电子的得失，故D正确；故选：D。4.（2019南京中考）人类文明进步与金属材料发展关系十分密切。某课外兴趣小组探究金属的性质。

（1）用等质量相同表面积的镁条，等体积不同浓度的稀盐酸，在一定条件下反应，实验结果如图所示：

对比a、b曲线，引起a曲线压强迅速增大的因素可能有______，______。

（2）将1g含镁48%的镁铝合金（不含其他元素）粉末在氧气中加热，至反应完全。

①该合金中镁消耗氧气的质量最多是多少？

②该合金与氧气反应后生成固体的质量最多是______（计算结果保留一位小数）【答案】温度

盐酸的浓度

1.8g

【解析】解：（1）只看a曲线说明反应为放热反应，因为压强先大后小，而对比a、b曲线，引起a曲线压强迅速增大的因素可能有温度，但更是盐酸浓度高，导致放热快，所以变化更明显。所以影响因素为：温度，盐酸的浓度。（2）将1g含镁48%的镁铝合金（不含其他元素）粉末在氧气中加热，至反应完全。

①设该合金中镁消耗氧气的质量为x，生成的氧化镁的质量为y

2Mg+O22MgO

48

32

80

1g×48%

x

y

==

x=0.32gy=0.8g

②设生成的氧化铝的质量为z

4Al+3O22Al2O3

108

204

1g×（148%）

z

=

z≈1.0g

则该合金与氧气反应后生成固体的质量最多是0.8g+1.0g=1.8g。

故答案为：

（1）温度，盐酸的浓度。

（2）①0.32g；②1.8g。5.（2019盐城中考）人类历史发展的不同阶段曾以不同金属材料的使用作为标志。

（1）金、银在自然界有单质形式存在，说明他们的化学性质都______。

（2）在生产生活实践中，人类逐渐掌握了多种金属的冶炼技术。

①）比较两种铁矿石磁铁矿（主要成分Fe3O4）和菱铁矿（主要成分FeCO3），从化学的角度分析“磁铁矿作炼铁原料更具优势”，其原因是______。

②近代工业上采用电解熔融氧化铝（A12O3）的方法冶炼铝，Al2O3分解后得到两种单质，该反应的化学方程式为______。

（3）镁铝合金被誉为“21世纪绿色金属结构材料”。一种镁铝合金Mg17All2是特殊的储氢材料，完全吸收氢气后得到MgH2和Al，该反应的化学方程式为______。

（4）钛和钛合金是21世纪的重要的金属材料。钛合金制品放在海水中数年，取出后仍光亮如新，是因为其______（填字母序号）非常好。

A．可塑性B．机械性能C．抗腐蚀性能

（5）铁在潮湿的空气中反应生成疏松的铁锈。已知：2FeCl3+Fe=3FeC12

①铁锈的主要成分是______（填化学式）：将生锈的铁制品放入一定量的稀盐酸中充分反应，变化过程中最多涉及______种化学反应基本类型。

②将10g表面生锈的铁钉（杂质已忽略）浸泡在100g溶质质量分数为7.3%的稀盐酸中充分反应，观察到铁锈已完全消失。反应停止后，取出光亮的铁钉洗涤、干燥、称量，质量为3.6g。则原锈铁钉中铁元素的质量分数为______。

（6）利用“活泼金属”可以制得H2，H2可用作汽车能源。若推广应用于汽车产业，则需综合考虑的因素有______（填字母序号）。

A．金属原料的成本B．生成过程中的能耗和污染C．金属的回收利用【答案】不活泼

磁铁矿中铁元素的含量更高：2Al2O34Al+3O2↑

Mg17All2+17H2=17MgH2+12Al

C

Fe2O3

三

92%

ABC

【解析】解：（1）金、银在自然界有单质形式存在，说明他们的化学性质都不活泼；

（2）①在Fe3O4中铁元素的质量分数=≈72.4%；

在FeCO3中铁元素的质量分数=≈42.3%，所以磁铁矿中铁元素的含量更高；

②Al2O3在通电的条件下生成Al和O2，化学方程式为：2Al2O34Al+3O2↑；

（3）反应物是Mg17All2和H2，生成物是MgH2和Al，化学方程式为：Mg17All2+17H2=17MgH2+12Al；

（4）由于钛合金抗腐蚀性能非常好，所以钛合金制品放在海水中数年，取出后仍光亮如新，故选：C；

（5）①铁锈的主要成分是Fe2O3（或者Fe2O3•xH2O）；将生锈的铁制品放入一定量的稀盐酸中充分反应，变化过程中发生的反应有：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O，符合“两交换，价不变”的特征是复分解反应；Fe+2HCl=FeCl2+H2↑，符合“一换一”的特征是置换反应；2FeCl3+Fe=3FeC12，符合“多变一”是化合反应，所以变化过程中最多涉及三种种化学反应基本类型；

②充分反应后都生成了FeCl2，根据质量守恒定律可知，FeCl2中的氯元素全部来自于盐酸，设FeCl2中铁元素的质量为x。

x=5.6g，

原锈铁钉中铁元素的质量分数为：

=92%

（6）利用“活泼金属”可以制得H2，H2可用作汽车能源。若推广应用于汽车产业，则需综合考虑的因素有金属原料价格是否便宜、生成过程中的能耗和污染是否大、金属是否便于回收和利用等，故选：ABC。

故答案为：

（1）不活泼；

（2）①磁铁矿中铁元素的含量更高；

②：2Al2O34Al+3O2↑；（3）Mg17All2+17H2=17MgH2+12Al；

（4）C；（5）①Fe2O3；三；②92%；（6）ABC。方法技巧金属与酸溶液反应图象题的解题技巧：(1)分析金属与酸反应的氢气质量—时间图象时，需要注意两方面的信息：反应时曲线的斜率和反应后最高处横坐标的大小。(2)金属与足量酸反应产生氢气质量的计算式：氢气质量＝金属质量×金属在化合物中的化合价/金属的相对原子质量。当化合价相同时，等质量的不同金属完全反应后放出氢气的质量与其相对原子质量成反比。即相对原子质量越小，完全反应后生成的氢气越多。(3)横坐标为金属质量时，抓住“等质量不同金属反应产生氢气不同；氢气质量比较请参照(2)”进行判断。(4)横坐标为酸的质量时，抓住“相同质量、相同浓度的同一种酸参加反应产生氢气质量相同”，然后比较等质量金属完全反应产生氢气的多少。金属的活动性顺序(金属的活动性顺序比较和应用)例3某化学兴趣小组为测定Fe、Cu、Ag三种金属的活动性顺序，设计了四种方案，每种方案所用试剂如下，你认为不可行的是()A．Fe、Ag、CuSO4溶液B．Cu、Ag、FeSO4溶液C．Fe、Cu、稀硫酸、AgNO3溶液D．Cu、FeSO4溶液、AgNO3溶液【解析】铁可将硫酸铜溶液中的铜置换出来，说明铁的活动性较铜强，银不能置换出硫酸铜溶液中的铜，说明银的活动性较铜弱，A可行；铜和银均不与硫酸亚铁溶液反应，B不可行；铁可与稀硫酸反应产生氢气，铜不与稀硫酸反应，证明铁的活动性较铜强，铜可置换出硝酸银溶液中的银，说明铜的活动性较银强，C可行；铜不与硫酸亚铁溶液反应，说明铜的活动性较铁弱，铜可置换出硝酸银溶液中的银，说明铜的活动性较银强，D可行。例4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，均无明显现象，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【解析】铜、锌、银三种金属的活动性按锌、铜、银的顺序依次减弱，将铜锌混合物加入硝酸银溶液中，锌先与硝酸银反应，锌反应完之后，铜再与剩余的硝酸银反应，根据题意，分别向滤渣和滤液中加入稀盐酸均无明显现象，说明滤渣中没有锌，滤液中没有硝酸银，即锌完全反应了，硝酸银也完全反应了，所以滤渣中一定有银，可能有铜，但一定没有锌，B正确。1.（2019盐城中考）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（）A. B.

C. D.【答案】D

【解析】解：Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑

24

98

10g

40.8g

Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑

56

98

10g

17.5g

Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑

65

98

10g

15.1g

酸的质量小于15.1g，酸完全反应，生成的氢气质量相等；

酸的质量介于17.5g和15.1g之间时，镁=铁＞锌；

酸的质量介于17.5g和40.8g之间时，镁＞铁＞锌；

故选：D。2.（2019·常州）为了回收硫酸铜废液中的铜，称取mkg铁粉与一定体积的硫酸铜废液混合，充分反应后，过滤、洗涤、干燥，得到的固体能被磁铁吸引；再将该固体与足量的稀硫酸混合，充分反应后，过滤、洗涤、干燥，得到不能被磁铁吸引的固体mkg。则整个过程中参加反应的CuSO4与H2SO4的质量之比为A.80:7B.80:49C.10:7D.8:7【答案】A【解析】设m的值为64,溶液中硫酸铜的质量为64kg÷=160kg，设生成64kg的铜需要铁的质量为x，Fe+CuSO4=FeSO4+Cu5664x64kgx为56kg，与硫酸反应的铁的质量为：64kg56kg=8kg。设参与反应的H2SO