备战2025年中考化学复习举一反三系列（全国）专题十一 金属与金属矿物【五大题型】（解析版）

专题十一、金属与金属矿物（解析版）目录专题十一、金属与金属矿物【五大题型】【题型1金属材料的物理性质与用途】 3【题型2金属的化学性质】 5【题型3金属活动性顺序】 6【题型4金属的冶炼】 6【题型5金属的锈蚀与金属资源的保护】 61.金属材料及金属的冶炼与防护；金属的化学性质及金属的活动性判断及运用是中考的必考内容分值为3~8分，主要以选择填空实验探究和计算题的题型考查把相关知识点与其他知识点联系在一起命题。2.预计2024年金属材料及金属的冶炼与防护会在选择、填空题进行考查；金属的化学性质及金属的活动判断及运用以选择、填空、实验和推断题考查。【知识点1金属材料的物理性质与用途】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．金属的物理性质及用途共性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——用作铁锅；④有良好的延展性——作铝箔特性①颜色：铁、铝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，但汞是液体；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。【知识点2金属的化学性质】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Fe，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(氢前金属)＋酸→盐＋氢气基本类型属于置换反应3．与盐溶液反应反应化学方程式现象①Fe与CuSO4Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu铁表面有红色的固体生成，溶液由蓝色变为浅绿色②Cu与AgNO3Cu＋Ag(NO3)2===Cu(NO3)2＋Ag铜的表面有银白色的物质生成，溶液由无色变为蓝色③Al与CuSO42Al＋3CuSO4===Al2(SO4)3＋3Cu铝表面有红色的物质生成，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注意：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先置换Ag，后置换Cu。【知识点3金属活动性顺序】1．常见金属的活动性顺序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)。注意：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。他们加入盐溶液中时，会先与溶液中的水反应生成碱。【知识点4金属的冶炼】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。3．铁的冶炼（1）一氧化碳还原氧化铁①反应原理：3CO＋Fe2O32Fe＋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，再用酒精喷灯加热，以排尽装置中的空气，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，继续通入CO至玻璃管冷却，防止还原出来的铁重新被氧化。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。注意：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”即后点燃酒精喷灯加热；“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＋Fe2O32Fe＋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）。【知识点5金属的锈蚀与金属资源的保护】1．铁锈蚀条件的探究实验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：铁与O2、H2O同时接触，铁锈的主要成分是氧化铁（Fe2O3）。2．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（改变性能）。3．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。【题型1金属材料的物理性质与用途】【例1】（2024•鹤城区模拟）下列有关合金的叙述：①合金中至少含两种金属；②合金中的元素以化合物形式存在；③合金中一定含有金属；④合金一定是混合物；⑤氧化铁不是铁合金；⑥合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高，抗腐蚀性能也更好。以上叙述正确的是（）A．①③④⑤⑥ B．②⑤⑥ C．①②③④⑤⑥ D．③④⑤⑥【解题思路】合金是指在一种金属中加热熔合其它金属或非金属而形成的具有金属特性的物质．合金概念有三个特点：①一定是混合物；②合金中各成分都是以单质形式存在；③合金中至少有一种金属。【解答过程】合金是指在一种金属中加热熔合其它金属或非金属而形成的具有金属特性的物质，属于混合物。①合金中至少含1种金属，说法不正确；②合金中的元素以单质形式存在，说法不正确；③合金中一定含有金属，说法正确；④合金一定是混合物，说法正确；⑤氧化铁是化合物，而合金是混合物，因此氧化铁不是铁合金，说法正确；⑥合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高，抗腐蚀性能也更好，说法正确。故选：D。【变式1-1】（2023•邵东市模拟）下列有关金属材料的说法不正确的是（）A．铜和黄铜相互刻画，铜片上留有痕迹 B．不锈钢的抗腐蚀性比纯铁更好 C．焊锡比锡的熔点高 D．钢和生铁性能不同，原因为含碳量不同【解题思路】根据合金比组成成分金属的硬度大、熔点低、抗腐蚀性强，钢和生铁的含碳量进行分析。【解答过程】A、黄铜是铜的合金，合金的硬度大于纯金属的硬度，所以铜和黄铜相互刻画，铜片上留有痕迹，故A说法正确；B、不锈钢不易生锈，而纯铁在有水和氧气并存时易生锈，故不锈钢的耐腐蚀性强于纯铁，故B说法正确；C、焊锡是一种合金，其熔点比组成它的锡、铅的熔点都要低，故B说法错误；D、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，因为含碳量不同，所以性能不同，故D说法正确。故选：C。【变式1-2】（2024•沈丘县一模）化学行业中把材料分为：金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料等.金属材料在现实生活中有极为重要的作用.下列金属材料的运用与金属所具有的性质不一致的是（）A．制造白炽灯灯丝——熔点高 B．制造飞机——坚硬而质轻 C．制造锅具——硬度大 D．用不锈钢制作手术刀——耐腐蚀【解题思路】物质的性质决定物质的用途，根据已有的物质的性质进行分析解答即可。【解答过程】A、做灯丝的材料不但要求能导电，而且要求熔点高，若熔点不够高则灯丝寿命不长，钨是所有金属中熔点最高的，最适合做灯丝，故A正确；B、飞机在空中飞行，环境复杂，所以制造飞机的材料要坚硬而质轻，故B正确；C、制造锅具，关键是导热性要好，故C错误；D、不锈钢的硬度大，抗腐蚀性强，因此可以用于制作手术刀，故D正确。故选：C。【变式1-3】（2024•阳西县一模）浩如烟海的中国古代典籍中记录了许多化学知识，展示了中国古代人民的智慧。（1）《韩非子•内储说上》中提到，早期采金技术均是“沙里淘金”，说明金在自然界中以（填“单质”或“化合物”）形式存在，化学性质（填“活泼”或“不活泼”）。（2）《考工记》中记载了青铜的成分，青铜的硬度比纯铜（填“大”或“小”）。（3）《梦溪笔谈》中记载了用“苦泉水”制取铜的方法：“挹其水熬之，则成胆矾，烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜，久之亦化为铜。”其中“熬”的过程类似于粗盐提纯实验操作中的。“烹”的过程中，胆矾（CuSO4•5H2O）首先转变成水和无水硫酸铜，Cu元素的化合价（填“升高”“降低”或“不变”）。【解题思路】（1）根据金的性质解答；（2）根据合金的性质解答；（3）根据实验操作的知识以及化合价的知识解答。【解答过程】（1）地“沙里淘金”，说明金在自然界中以单质形式存在，证明金的化学性质不活泼；（2）合金的硬度比组成它的纯金属大，青铜是铜的合金，所以青铜的硬度比纯铜大；（3）“熬”的过程后得到了硫酸铜晶体，则类似粗盐提纯实验操作中的蒸发操作；在CuSO4•5H2O中结晶水部分化合价为0，所以CuSO4部分正负化合价代数和为零，胆矾（CuSO4•5H2O）首先转变成水和CuSO4，CuSO4属于化合物正负化合价代数和仍为零，各元素化合价均不变，所以Cu元素的化合价不变。【答案】（1）单质；不活泼；（2）大；（3）蒸发；不变【题型2金属的化学性质】【例2】（2024•平城区一模）将一定量的铁粉加入到盛有一定量硝酸银和硝酸铜的混合溶液中，充分反应后过滤，将所得滤渣放入稀盐酸中，无气泡产生，下列说法错误的是（）A．滤液中最多含有三种溶质 B．滤液中一定含有Fe（NO3）2，一定没有AgNO3，可能含有Cu（NO3）2 C．滤渣里一定含有Ag，一定没有Fe D．如果滤液呈蓝色，则滤液中可能含有AgNO3【解题思路】由金属活动性顺序可知，铁＞氢＞铜＞银，铁能把铜和银从它们的盐溶液中置换出来，生成硫酸亚铁溶液及金属铜和银；过滤后向滤渣中加入稀盐酸，没有明显现象，说明铁不是过量的，那么就有可能不足量，根据金属活动性，铁会先置换出活动性弱的银，然后再根据再置换铜，如果铁的量较少的话，可能全部与硝酸银反应。【解答过程】在金属活动性顺序中，铁＞氢＞铜＞银，铁能与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，能与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，所以溶液中一定含有硝酸亚铁，铜能与硝酸银反应生成硝酸铜和银。在滤渣中加入稀盐酸，没有气体产生，说明铁全部参加反应，硝酸银和硝酸铜是否含有无法确定。由以上分析可知：A、滤液中一定有硝酸亚铁，可能含有硝酸铜、硝酸银，滤液中最多含有三种溶质，故说法正确；B、滤液中一定有硝酸亚铁，可能含有硝酸铜、硝酸银，故说法错误；C、在滤渣中加入稀盐酸，没有气体产生，说明铁全部参加反应，滤渣中一定有银，铜不能确定，故说法正确；D、如果滤液呈蓝色，只能说明滤液中含有硫酸铜，无法判断是否含有AgNO3，故说法正确。故选：B。【变式2-1】（2024•鹤城区模拟）现有等质量的甲、乙、丙三种金属，分别放入三份浓度相同的足量稀硫酸中，产生氢气的质量与反应时间的关系如图所示（已知甲、乙、丙在生成物中化合价均为+2价）。则下列说法中错误的是（）A．反应速率：乙＞甲＞丙 B．生成氢气的质量：甲＞乙＞丙 C．相对原子质量：乙＞丙＞甲 D．消耗硫酸的质量：甲＞乙＞丙【解题思路】金属活动性顺序中，排在氢前面的金属，能和稀盐酸或稀硫酸反应生成盐和氢气，排在前面的金属，能把排在后面的金属从它的盐溶液中置换出来。【解答过程】A、反应速率越快，反应需要时间越短，因此生成氢气的速率：乙＞甲＞丙，故A正确；B、生成氢气的质量：甲＞乙＞丙，故B正确；C、甲、乙、丙在生成物中的化合价均为+2价，甲、乙、丙三种金属质量相等，稀硫酸足量，相对原子质量越大，生成氢气质量越小，因此相对原子质量是丙＞乙＞甲，故C错误；D、氢气中氢元素来自于硫酸，生成氢气质量越大，消耗硫酸质量越大，消耗硫酸的质量：甲＞乙＞丙，故D正确。故选：C。【变式2-2】（2024•新荣区一模）实验室中，20℃时，小荣在老师的指导下配制硫酸铜溶液，用于验证金属的化学性质，实验过程如图所示。结合硫酸铜晶体的溶解度数据，她归纳出以下结论，其中正确的是（）温度/℃020406080溶解度/g14.320.728.54055A．实验一中溶液下层比上层颜色深 B．实验一中若水为100g，溶质质量一定是20.7g C．实验二中可观察到溶液立即变为浅绿色 D．实验二可证明铁的金属活动性大于铜【解题思路】A、根据溶液的均一性分析；B、根据在20℃时，硫酸铜晶体的溶解度为20.7g分析；C、根据铁和硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁分析；D、根据金属的活动性分析。【解答过程】A、实验一中溶液是上下是均匀的，颜色相同，故A错误。B、因为在20℃时，硫酸铜晶体的溶解度为20.7g，这意味着在100g水中最多只能溶解20.7g硫酸铜晶体，但是如果溶液不饱和，那么溶质质量就不是20.7g，故B错误。C、因为铁钉和硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁，硫酸亚铁溶液的颜色是浅绿色，但是这个反应需要一定的时间才能完成，所以不能立即观察到溶液变为浅绿色，故C错误。D、因为在实验二中，铁钉和硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁，这个反应能够发生，说明铁的金属活动性大于铜，故D正确。故选：D。【变式2-3】（2024•绥化模拟）早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器。（1）下列有关铝锂合金的说法正确的是。A.熔点比纯铝更高B.抗腐蚀性能差C.铝锂合金是混合物D.硬度比纯铝小（2）将一定质量的铁粉放入到含有溶质为硝酸铝、硝酸铜、硝酸银的混合溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。①若滤液呈蓝色，则滤渣中一定含有的金属是。（填化学式，下同）②若向滤渣中加入稀盐酸无气泡产生，则滤液中一定含有的溶质是。【解题思路】金属活动性顺序中，排在氢前面的金属，能和稀盐酸或稀硫酸反应生成盐和氢气，排在前面的金属，能把排在后面的金属从它的盐溶液中置换出来，并且金属越活泼，越容易先和盐溶液反应。【解答过程】（1）A.铝锂合金熔点比纯铝更低，故选项不正确。B.铝锂合金抗腐蚀性能强，故选项不正确。C.铝锂合金是混合物，故选项正确。D.铝锂合金硬度比纯铝大，故选项不正确。（2）将一定质量的铁粉放入到含有溶质为硝酸铝、硝酸铜、硝酸银的混合溶液中，铁不能和硝酸铝反应，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。①若滤液呈蓝色，说明硝酸铜没有或部分反应，则滤渣中一定含有的金属是反应生成的银。②若向滤渣中加入稀盐酸无气泡产生，说明滤渣中不含有铁，即铁完全反应，则滤液中一定含有的溶质是不能反应的硝酸铝和反应生成的硝酸亚铁。【答案】（1）C。（2）①Ag。②Al（NO3）3、Fe（NO3）2【题型3金属活动性顺序的判断与探究】【例3】（2024•湖南模拟）小颖同学为比较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，再向滤渣中加入适量稀盐酸，产生无色气泡。根据上述信息，判断下列说法正确的是（）A．原a、b试管中溶液都一定呈浅绿色 B．滤液中一定含有Mg2+、Fe2+，可能含有Cu2+ C．滤渣质量一定大于所加铁粉的总质量 D．滤渣含有三种固体物质【解题思路】在金属活动性顺序中，氢前的金属能与酸反应生成氢气，金属的位置越靠前，与酸反应生成氢气的速率越大，位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来，据此分析判断。【解答过程】由于镁的活动性大于铁，铁不能与硫酸镁反应；铁的活动性大于铜，铁能将铜从其溶液中置换出来，由题意可知，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，说明了b中的铁完全反应了，a中的铁又与硫酸铜发生了反应。充分反应后过滤，再向滤渣中加入适量稀盐酸，产生无色气泡说了滤渣中有剩余的铁，由此可知：A、由于b中的铁完全反应了，硫酸铜有剩余，溶液为蓝色，故错误；B、由于铁有剩余，滤液中一定不含有Cu2+，故错误；C、由发生的反应可知，由于每56份质量的铁能与置换出64份质量的铜，滤渣质量一定大于所加铁粉的总质量，故正确；D、由于镁的活动性大于铁，铁不能与硫酸镁反应；铁的活动性大于铜，铁能将铜从其溶液中置换出来，再向滤渣中加入适量稀盐酸，产生无色气泡说了滤渣中有剩余的铁，滤渣含有铜，铁两种固体物质，故错误。故选：C。【变式3-1】（2024•永州一模）将金属X、Y分别放入硝酸铜溶液中，X表面无明显现象，Y的表面有红色固体析出，则三种金属活动性由强到弱的顺序是（）A．Y＞X＞Cu B．Y＞Cu＞X C．Cu＞Y＞X D．Cu＞X＞Y【解题思路】在金属活动性顺序中，位于前面的金属能把排在它后面的金属从其盐溶液中置换出来，据此判断能否发生反应，进而可确定三种金属活动性由强到弱的顺序。【解答过程】将金属X、Y分别放入硝酸铜溶液中，X表面无明显现象，X不能将铜从硫酸铜中置换出来，但Y能将铜从硫酸铜中置换出来，在金属活动性顺序中，位于前面的金属能把位于后面的金属从其溶液中置换出来，则说明金属活动性顺序：Y＞Cu＞X。故选：B。【变式3-2】（2024•鹤城区模拟）为验证Mg、Cu、Zn的金属活动性顺序，不可选用的一组物质是（）A．MgCl2溶液、Cu、Zn B．Mg、Cu、ZnCl2溶液 C．Mg、Zn、Cu、盐酸 D．MgCl2溶液、Zn、CuCl2溶液【解题思路】根据金属活动性顺序，验证金属的活动性顺序是否合理，可根据“反应则活泼，不反应则不活泼”进行分析判断，通过分析方案所能得到的结论，确定是否能得出Mg、Cu、Zn三种金属的活动性顺序。【解答过程】A、MgCl2溶液与Cu、Zn均不反应，只能说明镁的活动性最强，但无法验证Cu、Zn的金属活动性强弱，故A符合题意；B、Mg与ZnCl2溶液反应能置换出Zn，说明镁的活动性大于锌；而Cu与ZnCl2溶液不反应，说明锌的活动性大于铜，所以能验证Mg、Cu、Zn的金属活动性顺序，故B不符合题意；C、Mg、Zn与盐酸均能反应产生氢气，且镁与盐酸反应更加剧烈，Cu与盐酸不反应，能验证Mg、Cu、Zn的金属活动性顺序，故C不符合题意；D、MgCl2溶液与Zn不反应，说明金属活动性Mg＞Zn，Zn与CuCl2溶液反应，有红色的铜生成，说明金属活动性Zn＞Cu，能验证Mg、Cu、Zn的金属活动性顺序，故D不符合题意；故选：A。【变式3-3】（2024•莲湖区模拟）为验证Mg、Cu、Ag三种金属的活动性顺序，小佳同学进行了如图的两组实验。（1）写出实验过程中任意一个反应的化学方程式。（2）能达到实验目的的是（填“甲”或“乙”）组实验。（3）将乙组实验反应后两试管中的物质全部倒入同一烧杯中，发现烧杯内的白色固体明显增多，充分反应后过滤，滤液中一定含有的金属离子是+。【解题思路】利用金属活动顺序表设计实验，去验证金属的活动性强弱．氢前边的金属会与酸反应放出氢气，但氢后边的金属不会与酸反应，前边的金属会把后边的金属从其盐溶液中置换出来。【解答过程】（1）镁与稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气，该反应化学方程式：Mg+H2SO4＝MgSO4+H2↑；铜粉可以与硝酸银发生置换反应生成硝酸铜和银，该反应化学方程式：Cu+2AgNO3＝Cu（NO3）2+2Ag；（2）镁与稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气，铜与稀硫酸、银与稀硫酸都不发生反应，可以说明镁的活泼性强于铜和银，但是无法说明铜与银的活泼性强弱；图乙：铜粉不与硫酸镁反应，说明镁的活泼性比铜强，铜粉可以与硝酸银发生置换反应生成硝酸铜和银，说明铜的活泼性比银强，则Mg、Cu、Ag三种金属的活动性顺序为Mg＞Cu＞Ag，故图中能达到实验目的的是乙；（3）图乙中发生的反应为铜与硝酸银发生置换反应，生成的银为白色固体，两支试管中的物质全部倒入同一烧杯中，白色固体明显增多，是因为铜粉增多，继续发生该反应，化学方程式为Cu+2AgNO3＝Cu（NO3）2+2Ag，硫酸镁和铜片不反应，溶液中一定存在硫酸镁；若硝酸银与铜粉恰好完全反应，则溶液中还含有硝酸铜，若硝酸银过量，则溶液中还含有硝酸铜和硝酸银，即滤液中金属离子存在的情况有：Mg2+、Cu2+或Mg2+、Cu2+、Ag+，则组成情况可能有两种，滤液中一定含有的金属离子是Mg2+、Cu2+。【答案】（1）Mg+H2SO4＝MgSO4+H2↑或Cu+2AgNO3＝Cu（NO3）2+2Ag；（2）乙；（3）Mg2+、Cu2+【题型4金属活动性顺序的应用】【例4】（2024•宜阳县一模）根据金属活动性顺序分析，下列描述或判断正确的是（）A．金属铁能与稀硫酸反应得到硫酸铁溶液 B．金属锌与硫酸铜溶液反应后所得溶液的质量比原溶液的质量增大 C．在常温下，铝比铁更容易锈蚀 D．金属铁与氯化锌溶液反应得到金属锌【解题思路】根据金属活动性顺序“K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、（H）、Cu、Hg、Ag、Pt、Au”进行分析。【解答过程】A、铁在氢前，铁能与稀硫酸反应得到硫酸亚铁溶液，而不是硫酸铁溶液，故A错误；B、每65份质量的锌与硫酸铜反应，置换出64份质量的铜；根据质量守恒定律，则溶液的质量会减小，故B正确；C、在常温下，铝表面易形成一层致密的氧化铝薄膜，保护铝不继续氧化，所以在常温下，铝比铁更不容易锈蚀，故C错误；D、因为较活泼的金属能把比它活动性差的金属从它对应的盐溶液中置换出来，铁没有锌活泼，铁不能把锌从其盐溶液中置换出来，故D错误。故选：B。【变式4-1】（2024•镜湖区一模）化学的“美”无处不在，小明同学在验证Fe、Cu、Ag三种金属活动性顺序创造了美丽的“金属树”。向两个放有宣纸的培养皿中分别滴入适量的CuSO4溶液、AgNO3溶液，再放入铁粒，一段时间后观察到美丽的“金属树”，下列说法正确的是（）A．需要打磨铁丝是因为除去表面的氧化物 B．得到“铜树”后的溶液一定是无色的 C．该实验能证明Fe、Cu、Ag三种金属活动性顺序 D．得到“银树”反应方程式是Fe+3AgNO3═Fe（NO3）3+3Ag【解题思路】A、根据铁在空气中会形成氧化物分析；B、根据硫酸铜过量分析；C、根据实验现象分析；D、根据铁和硝酸银反应生成银和硝酸亚铁分析。【解答过程】A、铁在空气中会形成氧化物。实验前需要打磨铁丝是因为除去表面的氧化物，故A正确；B、铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁，硫酸亚铁溶液呈浅绿色，所以得到“铜树”后的溶液会逐渐变为浅绿色，故B错误；C、铁与硫酸铜反应，证明铁的金属活动性大于铜，铁与硝酸银反应，证明铁的金属活动性大于银，不能证明铜和银的活动性强弱，故C错误；D、铁和硝酸银反应生成银和硝酸亚铁，得到“银树”反应方程式是：Fe+2AgNO3＝Fe（NO3）2+2Ag，故D错误。故选：A。【变式4-2】（2024•襄州区模拟）生产生活中所说的“五金”指的是金、银、铜、铁、锡五种金属，经人工加工可以制成艺术品、金属器件和装饰品等。下列有关说法正确的是（）A．上述“五金”都具有银白色金属光泽 B．上述“五金”分别投入稀盐酸中，其表面都会冒出气泡 C．将上述“五金”中的铁的位置移到最后，刚好符合金属活动性由弱到强的顺序 D．上述“五金”在自然界都主要以单质形式存在【解题思路】A、根据金属的物理性质，进行分析判断；B、根据在金属活动性顺序中，位于氢前面的金属能置换出酸中的氢，进行分析判断；C、根据金属活动性顺序，进行分析判断；D、根据自然界中金属元素的存在，进行分析判断。【解答过程】根据题意可知，生产生活中所说的“五金”指的是金、银、铜、铁、锡五种金属。A、上述“五金”不是都具有银白色金属光泽，如金是金黄色的，铜是紫红色的，说法错误；B、在金属活动性顺序里，铁、锡排在氢前，将铁、锡投入稀盐酸中，均会产生气泡，金、银、铜排在氢后，将金、银、铜投入稀盐酸中，无气泡产生，说法错误；C、金属活动性顺序为K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、（H）、Cu、Hg、Ag、Pt、Au，将上述“五金”中的铁的位置移到最后，刚好符合金属活动性由弱到强的顺序，说法正确；D、上述“五金”中金、银的化学性质比较稳定，在自然界中主要以单质形式存在，锡、铁、铜在自然界主要以化合物形式存在，说法错误。故选：C。【变式4-3】（2024•雁塔区三模）下列各组合不能验证Mg、Fe、Cu三种金属活动性强弱的是（）A．稀盐酸、镁粉、铁粉、铜粉 B．Fe、MgSO4溶液、Cu C．Mg、FeSO4溶液、Cu D．MgSO4溶液、Fe、Cu（NO3）2溶液【解题思路】在金属活动性顺序中，氢前的金属能与酸反应生成氢气，位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来，据此设计实验验证金属的活动性顺序。【解答过程】A、Mg粉、Fe粉都能与稀盐酸反应，且镁粉的反应比铁粉剧烈，铜粉不能与稀盐酸反应，能比较Mg、Fe、Cu三种金属活动性强弱，故A不符合题意；B、Fe、Cu都不与MgSO4溶液，说明金属活动性镁＞铁、铜，但不能比较铁、铜的金属活动性强弱，不能验证Mg、Fe、Cu三种金属活动性强弱，故B符合题意；C、铜不能与FeSO4溶液反应，说明金属活动性铁＞铜，Mg能与FeSO4溶液反应生，说明金属活动性镁＞铁，能验证Mg、Fe、Cu三种金属活动性强弱，故C不符合题意；D、铁能与Cu（NO3）2溶液反应，说明金属活动性铁＞铜，Fe不能与MgSO4溶液反应，说明金属活动性镁＞铁，可以证Mg、Fe、Cu三种金属活动性强弱，故D不符合题意。故选：B。【题型5金属的冶炼】【例5】（2024•韩城市模拟）中华文化博大精深，很多古籍中记载了丰富的化学知识。（1）《吕氏春秋•别类篇》载有“金（指铜）柔锡柔，合两柔则刚”，表明铜锡合金的硬度比纯铜（填“大”或“小”）。（2）《淮南万毕术》有“曾青（指硫酸铜溶液）得铁则化为铜”的湿法炼铜工艺，写出其发生反应的化学方程式。（3）《天工开物》中记载了“古法炼铁”（如图1）和“炒钢法”（如图2）。①在图1的炉中鼓入与矿物逆流而行的空气，“逆流而行”的目的是。②“炒钢法”即“持柳棍疾搅即时炒成熟铁，炒过稍冷之时，或有就塘内斩划方块者”。不断翻炒液态生铁，是为了降低生铁中元素的含量。【解题思路】（1）根据合金的性质进行分析；（2）根据铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁进行分析；（3）①从增大物质间的接触面积，加快反应速率角度分析；②从增大氧气与碳的接触面积，降低生铁中碳含量角度进行分析。【解答过程】（1）合金的硬度大于组分金属的硬度，所以铜锡合金的硬度比纯铜大；（2）铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，化学方程式为：Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu；（3）①“逆流而行”的目的是使反应物充分接触，增大反应物接触面积，充分反应；②不断翻炒液态生铁，使碳接触氧气，碳燃烧生成二氧化碳，是为了降低生铁中碳元素的含量。【答案】（1）大；（2）Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu；（3）①增大矿物与氧气的接触面积，充分反应；②碳或C【变式5-1】（2023•楚雄市二模）我国古代常用灰吹法炼银（如图），其过程为：将矿物银熔于铅形成银铅块，通过焙烧使铅氧化成PbO进入炉灰，灰吹得银。下列说法错误的是（）A．银比铅活泼 B．银铅块属于混合物 C．PbO中Pb的化合价为+2 D．灰吹法炼银过程含有化学变化【解题思路】A、在金属活动性顺序中，位于氢前面的金属能置换出酸中的氢，进行分析判断。B、根据银铅块中含有银、铅，进行分析判断。C、根据在化合物中正负化合价代数和为零，进行分析判断。

D、化学变化是指有新物质生成的变化，物理变化是指没有新物质生成的变化，化学变化与物理变化的本质区别是有无新物质生成。【解答过程】A、在金属活动性顺序中，位于氢前面的金属能置换出酸中的氢，排在氢前面的属于活泼金属；银的位置排在氢的后面，不属于活泼金属，故选项说法错误；B、银铅块中含有银、铅，属于混合物，故选项说法正确；C、氧元素一般显-2价，设铅元素的化合价是x,根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得：x+（-2）=0，则x=+2价，故选项说法正确；D、我国古代常用灰吹法炼银，其过程为：将矿物银熔于铅形成银铅块，通过焙烧使铅氧化成PbO进入炉灰，灰吹得银，过程中有新物质生成，含有化学变化，故选项说法正确。

故选：A。【变式5-2】（2024•淮上区一模）某同学设计如图装置模拟工业炼铁的实验，下列叙述错误的是（）A．实验开始时，应先点燃酒精灯，再通CO B．网罩的作用是提高火焰温度 C．甲中硬质玻璃管内红色固体变为黑色 D．用乙装置可检验二氧化碳和防止CO污染空气【解题思路】A、根据一氧化碳具有可燃性进行分析；B、根据网罩的作用是集中火焰进行分析；C、根据一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳进行分析；D、根据二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水进行分析。【解答过程】A、一氧化碳具有可燃性，混有一定量的空气，遇到明火，容易发生爆炸，故实验开始时，应先通入CO，将装置内空气排尽，防止发生爆炸，故A错误；B、网罩的作用是集中火焰，提高温度，故B正确；C、甲中一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，故甲中硬质玻璃管内红色固体变为黑色，故C正确；D、二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，能使澄清石灰水变浑浊，故可用乙装置检验二氧化碳，且该装置可通过排水法将一氧化碳收集在内，可以防止CO污染空气，故D正确。故选：A。【变式5-3】（2023•襄都区模拟）图甲所示为炼铁高炉的示意图，图乙所示为一氧化碳还原氧化铁的实验装置。回答下列问题：（1）高炉炼铁的原料是。（2）从高炉下方进风口不断鼓入大量热空气的目的是。（3）乙中一氧化碳与氧化铁反应的化学方程式为。（4）乙中装置末端燃着的酒精灯的作用是。【解题思路】（1）根据炼铁的原料来分析；（2）根据鼓入热空气的原因来分析；（3）根据化学反应的原理来分析；（4）根据尾气中含有有毒的一氧化碳来分析。【解答过程】（1）高炉炼铁的原料主要有铁矿石、焦炭、石灰石，故答案为：铁矿石、焦炭、石灰石；（2）从高炉下方进风口不断鼓入大量热空气的目的是使焦炭与氧气充分接触，以及使焦炭的温度达到其着火点；故答案为：使焦炭与氧气充分接触，以及使焦炭的温度达到其着火点；

（3）玻璃管中一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；故答案为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；

（4）乙中装置末端排放的尾气中含有有毒的一氧化碳气体，燃着的酒精灯的作用是点燃尾气中的一氧化碳，防止造成空气污染；故答案为：点燃尾气中的一氧化碳，防止造成空气污染。【答案】（1）铁矿石、焦炭、石灰石；

（2）使焦炭与氧气充分接触，以及使焦炭的温度达到其着火点；

（3）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；

（4）点燃尾气中的一氧化碳，防止造成空气污染。【题型6金属活的锈蚀与金属资源的保护】【例6】（2024•鹤城区模拟）通过实验探究铁锈蚀的条件，下列说法不正确的是（）A．①②中使用的蒸馏水是经过煮沸的，目的是除去水中的氧气 B．对比①和③可以得出铁生锈的条件是与氧气接触 C．①中生锈最明显的地方是乙处 D．探究过程使用了控制变量法【解题思路】A、根据温度升高，气体溶解度减小进行分析；B、根据①中铁钉与水和氧气同时接触，生锈，③中铁钉只与氧气接触，不生锈进行分析；C、根据铁与氧气、水同时接触时最易生锈进行分析；D、根据、①中铁钉与水和氧气同时接触，生锈，②中铁钉只与水接触，不生锈，③中铁钉只与氧气接触，不生锈进行分析。【解答过程】A.温度升高，气体溶解度减小，①②中使用的蒸馏水是经过煮沸的，目的是除去水中的氧气，故A正确；B.①中铁钉与水和氧气同时接触，生锈，③中铁钉只与氧气接触，不生锈，对比①和③可以得出铁生锈的条件是与水接触，故B错误；C.铁与氧气、水同时接触时最易生锈，①中铁钉的甲、乙、丙三处，乙处与水和氧气接触的最为充分，锈蚀最明显，故C正确；D.①中铁钉与水和氧气同时接触，生锈，②中铁钉只与水接触，不生锈，③中铁钉只与氧气接触，不生锈，①②对比说明铁生锈需要与氧气接触，①③对比说明铁生锈需要与水接触，①②③对比实验得出结论：铁生锈的主要条件是与空气、水同时接触，该探究过程使用了控制变量法，故D正确；故选：B。【变式6-1】（2024•广西模拟）我国矿物资源比较丰富，但不能再生。下列能保护金属资源的是（）A．废旧金属随意丢弃 B．将铁器放置于潮湿的空气中 C．任意开采矿物资源 D．自来水管用塑料管材替代铁管【解题思路】根据保护金属资源的有效途径，进行分析解答。【解答过程】A、废旧金属可回收再利用，丢弃废旧金属，不利于保护金属资源，故选项不符合题意。B、将铁器放置于潮湿的空气中，会生锈，不利于保护金属资源，故选项不符合题意。C、任意开采矿物资源，既浪费了资源，又损害了国家利益，不利于保护金属资源，故选项不符合题意。D、自来水管用塑料管材替代铁管，减少了金属的使用，有利于保护金属资源，故选项符合题意。故选：D。【变式6-2】（2024•柳南区模拟）如图是探究铁钉锈蚀条件的实验。下列说法不正确的是（）（氯化钙具有吸水性）A．①中甲、乙、丙三处比较，生锈最明显的地方是丙 B．①②中使用煮沸的蒸馏水，目的是除去水中的氧气 C．②中植物油的作用是隔绝空气，③中氯化钙的作用是作干燥剂 D．试管①③对照可得出结论：铁生锈需要与水接触【解题思路】根据铁生锈的条件是跟空气和水同时接触分析。【解答过程】A、铁和氧气、水共同接触时会生锈，①中乙与氧气和水共同接触，则生锈最明显，故说法不正确；B、将水煮沸，能除去水中的氧气，防止干燥，故说法正确；C、②中水面上有一层植物油，可隔绝氧气，③中氧化钙能和水反应，则可作干燥剂，故说法正确；D、③中铁只和氧气接触，不会生锈，①③对比可知，铁生锈需要与水接触，故说法正确。故选：A。【变式6-3】（2024•鹤城区模拟）下列有关金属资源的利用和保护的说法正确的是（）A．磁铁矿的主要成分是Fe2O3 B．经常用钢丝球擦洗铝锅表面，可以保持铝锅洁净 C．目前年产量最高的金属是铝 D．废旧金属的回收利用，保护金属资源的有效途径之一【解题思路】A、根据磁铁矿的主要成分是Fe3O4进行分析；B、根据铝锅表面有一层致密的氧化物薄膜，对铝锅起保护作用进行分析；C、根据目前年产量最高的金属是铁进行分析；D、根据废旧金属的回收利用，可以有效保护金属资源进行分析。【解答过程】A、磁铁矿的主要成分是Fe3O4，故A错误；B、铝锅表面有一层致密的氧化物薄膜，对铝锅起保护作用，经常用钢丝球擦洗铝锅表面，容易损坏铝锅，B错误；C、目前年产量最高的金属是铁，故C错误；D、废旧金属的回收利用，可以有效保护金属资源，故D正确。故选：D。1．（2023•山西）中国国家博物馆珍藏着一枚“国玺”，即“中华人民共和国中央人民政府之印”，代表着熠熠生辉的共和国符号。她由铜胎铸字，不易变形。选用这种材料作为印章胎体最大的优点是（）A．硬度较大 B．熔点较高 C．不溶于水 D．形状美观【解题思路】根据合金的性质与用途来分析。【解答过程】这种铜胎制作的印章是利用了这种材料的硬度较大，与熔点高、不溶于水、形状美观无关。故选：A。2．（2023•江西）大国工匠秦世俊展现数控技术所使用的0.01mm铝箔，是由铝块加工而成，这体现了铝具有（）A．密度小 B．导电性 C．导热性 D．延展性【解题思路】物质的性质决定物质的用途，根据金属的物理性质与用途，进行分析解答。【解答过程】大国工匠秦世俊展现数控技术所使用的0.01mm铝箔，是由铝块加工而成，这体现了铝具有延展性。故选：D。3．（2023•重庆A卷）为了提高导弹的运载能力，增大其结构强度，弹体外壳材料通常选择（）①铝合金②硬塑料③水泥④钛合金A．①③ B．①②④ C．①④ D．②③④【解题思路】根据材料的性质与用途来分析解答。【解答过程】铝合金、钛合金的密度小、强度大，可用于制弹体外壳；水泥的密度较大，不适合制弹体外壳，硬塑料熔点低，导弹高速运行产生高温，易熔化燃烧。故选：C。4．（2023•苏州）中华文明源远流长，文物承载着文明的记忆。下列苏州博物馆馆藏文物中主要由金属材料制成的是（）A．清代瓷盘 B．明代书轴 C．西周铜鼎 D．宋代石函【解题思路】金属材料包括纯金属以及它们的合金，据此结合题意进行分析判断即可。【解答过程】A、清代瓷盘是用瓷土烧制而成的，属于无机非金属材料，故选项错误。B、明代书轴是用木材制成的，属于天然材料，故选项错误。C、西周铜鼎是用青铜制成的，青铜是铜的合金，属于金属材料，故选项正确。D、宋代石函是用石材制成的，属于天然材料，故选项错误。故选：C。5．（2023•广西）下列做法不能有效保护金属资源的是（）A．防止金属腐蚀B．寻找金属的代用品 C．回收利用废旧金属D．肆意开采金属矿物【解题思路】根据保护金属资源的有效途径，进行分析判断。【解答过程】A、防止金属腐蚀，能有效保护金属资源，故选项错误。B、寻找金属代用品，可以节约金属资源，有利于保护金属资源，故选项错误。C、回收利用废旧金属，能有效保护金属资源，故选项错误。D、肆意开采金属矿物，不利于保护金属资源，故选项正确。故选：D。6．（2023•苏州）铁是应用最广泛的金属。下列有关说法正确的是（）A．炼铁原理是用合适的物质将单质铁转化为氧化铁 B．将生铁中的大部分碳反应除去得到的钢是纯净物 C．铁制品高温处理后，表面形成的致密氧化膜有防腐作用 D．日常生活中的废旧铁制品直接填埋处理【解题思路】A、根据炼铁的原理来分析；B、根据物质的组成与分类来分析；C、根据防锈的做法来分析；D、根据废旧金属的处理方法来分析。【解答过程】A、炼铁原理是用合适的物质将氧化铁（或其他铁的氧化物）转化为单质铁，说法错误；B、钢是一种铁合金，其含碳量为0.03%～2%，是由多种物质组成的，属于混合物，说法错误；C、铁制品高温处理后，表面形成的致密氧化膜有防腐作用，因为致密的氧化膜可以隔绝铁与氧气和水的接触，从而阻止内部的铁进一步锈蚀，说法正确；D、日常生活中的废旧铁制品不能直接填埋处理，要重新回收利用，这样既能节约金属资源，又能减少环境污染，说法错误。故选：C。7．（2023•内江）金属材料在人类活动中有着广泛的应用。下列有关说法正确的是（）A．合金中只含金属元素 B．金能压成很薄的片，说明金的熔点高 C．在铁锅表面涂油漆，可减缓钢铁的锈蚀 D．铁能从ZnSO4、CuSO4的溶液中置换出锌和铜【解题思路】A、根据合金是指在一种金属中加热熔合其它金属或非金属而形成的具有金属特性的物质，进行分析判断。B、根据金属的物理性质，进行分析判断。C、铁与氧气、水充分接触时容易生锈，使铁制品与氧气和水隔绝可以防止生锈。D、根据在金属活动性顺序中，位于前面的金属能把排在它后面的金属从其盐溶液中置换出来，进行分析判断。【解答过程】A、合金是指在一种金属中加热熔合其它金属或非金属而形成的具有金属特性的物质，合金中不是只含金属元素，还可能含有非金属元素，故选项说法错误。B、金能压成很薄的片，说明金具有良好的延展性，故选项说法错误。C、铁生锈实际上是铁与氧气、水等发生化学反应的过程，在铁锅表面涂油漆，隔绝氧气和水，可减缓钢铁的锈蚀，故选项说法正确。D、锌、铁、铜三种金属活动性：锌＞铁＞铜，铁能置换出CuSO4的溶液中的铜，不能置换出ZnSO4的溶液中锌，故选项说法错误。故选：C。8．（2023•株洲）现有X、Y、Z三种金属，为探究其金属活动性顺序，进行了如下实验：①将X和Z分别放入稀硫酸中，X溶解并产生氢气，Z不反应；②将Y和Z分别放入硝酸银溶液中，过一会儿，在Z表面有银析出，而Y没有变化。则有关X、Y、Z的金属活动性顺序正确的是（）A．X＞Y＞Z B．X＞Z＞Y C．Y＞X＞Z D．Z＞X＞Y【解题思路】在金属活动性顺序中，位于氢前面的金属能置换出酸中的氢，位于前面的金属能把排在它后面的金属从其盐溶液中置换出来，据此判断能否发生反应，进而可确定三种金属活动性由强到弱的顺序。【解答过程】①将X和Z分别放入稀硫酸中，X溶解并产生氢气，Z不反应，说明X的位置排在氢的前面，Z的位置排在氢的后面，即X＞H＞Z；②将Y和Z分别放入硝酸银溶液中，过一会儿，在Z表面有银析出，而Y没有变化，说明Z的金属活动性比银强，Y的金属活动性比银弱，即Z＞Ag＞Y。则X、Y和Z的金属活动性顺序为：X＞Z＞Y。故选：B。9．（2023•陕西）用下列各组物质进行实验，能验证Mg、Ag、Cu三种金属活动性强弱的是（）A．Mg、Ag、Cu、稀硫酸 B．Mg、Ag、CuSO4溶液 C．Ag、Cu、MgCl2溶液 D．Ag、CuCl2溶液、MgSO4溶液【解题思路】在金属活动性顺序中，位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来，要验证金属的活动性顺序，可以采取三取其中的方法，即两金夹一盐或两盐夹一金的方法，据此解答即可。【解答过程】A、Cu、Ag均与稀硫酸不反应，不能比较Cu、Ag的活动性大小，故错误；B、Mg能与CuSO4溶液反应置换出铜，而Ag与CuSO4溶液不反应，可以得出Mg、Cu、Ag三种金属的活动性顺序为Mg＞Cu＞Ag，故正确；C、Ag、Cu均不与MgCl2溶液反应，不能比较Cu、Ag的活动性大小，故错误；D、Ag与CuCl2溶液、MgSO4溶液均不反应，不能比较Cu、Mg的活动性大小，故错误。故选：B。10．（2023•广西）向三个烧杯中分别放入足量的Mg、Al、Fe粉末，同时加入质量分数相同的100g稀盐酸，充分反应。反应的有关图像错误的是（）A． B． C． D．【解题思路】根据金属与酸反应时氢气来源于酸中的氢元素，若消耗盐酸相同，则生成氢气质量相同，消耗的金属的质量为Al＞Mg＞Fe，金属活动性为Mg＞Al＞Fe，进行分析判断。【解答过程】A、向三个烧杯中分别放入足量的Mg、Al、Fe粉末，同时加入质量分数相同的100g稀盐酸，若消耗盐酸相同，则生成氢气质量相同，根据方程式的质量关系可知消耗相同质量的盐酸，同时消耗金属的质量关系为Fe＞Mg＞Al，故溶液质量增加关系为Fe＞Mg＞Al，故选项图像正确。B、金属与酸反应时氢气来源于酸中的氢元素，因为酸的量相同，金属过量，故最终生成的氢气应该相等，生成等质量的氢气，消耗的金属的质量为Al＞Mg＞Fe，故选项图像正确。C、金属活动性为Mg＞Al＞Fe，则镁的反应速率最快，至完全反应所需时间短，铝的次之，最后是铁；等质量的镁、向三个烧杯中分别放入足量的Mg、Al、Fe粉末，同时加入质量分数相同的100g稀盐酸，充分反应，最后生成的氢气的质量相等，故选项图像正确。D、金属活动性为Mg＞Al＞Fe，所以相同时间消耗金属的质量关系为：Mg＞Al＞Fe，根据方程式的质量关系可知消耗相同质量的盐酸，同时消耗金属的质量关系为Fe＞Mg＞Al，故选项图像错误。故选：D。11．（2023•滨州）人类文明进步与金属材料发展关系十分密切。下列有关金属材料的说法中，正确的是（）A．金属在常温下都是固体 B．工业炼铁的原理是3CO+Fe2O32Fe+3CO2，该反应属于置换反应 C．铁在潮湿的空气中比在干燥的空气中更容易生锈 D．铝制品不易被锈蚀是因为铝不与氧气反应【解题思路】A、根据金属的物理性质，进行分析判断。B、置换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。C、根据铁锈蚀的条件，进行分析判断。D、根据金属的化学性质，进行分析判断。【解答过程】A、金属在常温下不都是固体，如常温下汞是液体，故选项说法错误。B、工业炼铁的原理是3CO+Fe2O32Fe+3CO2，该反应的反应物均为化合物，不属于置换反应，故选项说法错误。C、铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟空气中的氧气、水共同作用的结果，铁在潮湿的空气中比在干燥的空气中更容易生锈，故选项说法正确。D、铝制品不易被锈蚀是因为铝在空气中能与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，阻止内部的铝进一步被氧化，因此铝制品抗腐蚀性强，故选项说法错误。故选：C。12．（2023•宜宾）将一定量的锌粉加入盛有AgNO3溶液的烧杯中，不断搅拌，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液，向滤渣中加入足量稀盐酸，搅拌，滤渣部分溶解，有气泡产生，下列说法错误的是（）A．滤渣中有Zn和Ag B．金属活动性：Zn＞Ag C．滤液中含Zn（NO3）2和AgNO3 D．上述过程中只发生置换反应【解题思路】将一定量的锌粉加入盛有AgNO3溶液的烧杯中，不断搅拌，锌与硝酸银反应生成硝酸锌和银，不断搅拌，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液，向滤渣中加入足量稀盐酸，搅拌，滤渣部分溶解，有气泡产生，由于银不与稀盐酸反应，说明滤渣中含有锌，说明加入的锌是过量的，进行分析判断。【解答过程】A、将一定量的锌粉加入盛有AgNO3溶液的烧杯中，不断搅拌，锌与硝酸银反应生成硝酸锌和银，不断搅拌，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液，向滤渣中加入足量稀盐酸，搅拌，滤渣部分溶解，有气泡产生，由于银不与稀盐酸反应，说明滤渣中含有锌，说明加入的锌是过量的，则滤渣中有Zn和Ag，故选项说法正确。B、锌能与硝酸银溶液反应，说明金属活动性：Zn＞Ag，故选项说法正确。C、由于锌是过量的，则滤液中含Zn（NO3）2，不可能含有AgNO3，故选项说法错误。D、上述过程中只发生了锌和硝酸银反应生成硝酸锌和银、锌和稀盐酸反应生成氯化锌和氢气，均属于置换反应，故选项说法正确。故选：C。13．（2023•天门）化学兴趣小组的同学把质量为m克的铝粉加入到一定质量的氯化锌和氯化铜的混合溶液中，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣，向滤渣中滴加稀盐酸，有气泡产生。下列判断中正确的是（）A．滤渣中可能含有Al，滤液中一定含有AlCl3 B．滤渣中一定含有Zn，滤液可能为蓝色 C．若滤渣中只含Cu、Zn，则滤液中一定只含有AlCl3 D．根据质量守恒定律，所得滤渣的质量一定等于m克【解题思路】金属活动性顺序中，排在氢前面的金属，能和稀盐酸或稀硫酸反应生成盐和氢气，排在前面的金属，能把排在后面的金属从它的盐溶液中置换出来，并且金属越活泼，越容易和盐反应。【解答过程】把质量为m克的铝粉加入到一定质量的氯化锌和氯化铜的混合溶液中，铝先和氯化铜反应生成氯化铝和铜，后和氯化锌反应生成氯化铝和锌，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣，向滤渣中滴加稀盐酸，有气泡产生，说明氯化铜完全反应，氯化锌部分或全部反应。A、滤渣中可能含有Al，滤液中一定含有AlCl3，该选项正确。B、滤渣中一定含有Zn，滤液不可能为蓝色，是因为氯化铜完全反应，该选项不正确。C、若滤渣中只含Cu、Zn，则滤液中一定含有AlCl3，可能含有氯化锌，该选项不正确。D、铝和氯化铜、氯化锌反应后固体质量增大，因此所得滤渣的质量一定大于m克，该选项不正确。故选：A。14．（2023•河南）某金属混合物由Mg、Al、Zn、Fe四种金属中的两种组成。4g该金属混合物与足量的盐酸充分反应，得到0.2g氢气，则该金属混合物的组成不可能是（）A．Mg和Al B．Fe和Al C．Fe和Mg D．Mg和Zn【解题思路】本题根据化学反应方程式对金属与酸反应的计算进行分析解答。【解答过程】设生成0.2g氢气需要金属的质量分别为：锌的质量的x，镁的质量为y，铁的质量为a，铝的质量为b；则：Zn+2HCl＝ZnCl2+H2↑652x0.2gx＝6.5gMg+2HCl＝MgCl2+H2↑242y0.2gy＝2.4gFe+2HCl＝FeCl2+H2↑562a0.2ga＝5.6g2Al+6HCl＝2AlCl3+3H2↑546b0.2gb＝1.8g某金属混合物由Mg、Al、Zn、Fe四种金属中的两种组成。4g该金属混合物与足量的盐酸充分反应，得到0.2g氢气，则该金属混合物的组成不可能是Mg和A1，因为Mg和A1这两种金属需要的质量度都小于4g。故选：A。15．（2023•绥化）向Cu（NO3）2、AgNO3的混合溶液中，加入一定质量的Zn粉和Fe粉的混合物。充分反应后过滤，得到滤渣和无色滤液。则下列分析正确的是（）A．滤渣中一定有Ag、Cu、Fe，可能有Zn B．滤渣中一定有Ag、Cu，可能有Fe C．滤液中一定有Zn（NO3）2，可能有AgNO3 D．滤液中一定有Zn（NO3）2，可能有Fe（NO3）2【解题思路】由金属活动性Zn＞Fe＞Cu＞Ag知，向Cu（NO3）2、AgNO3的混合溶液中，加入一定质量的Zn粉和Fe粉的混合物，锌先与AgNO3溶液反应生成硝酸锌溶液和银，硝酸银反应完，锌再与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜；锌粉反应完，铁才能与AgNO3溶液、硝酸铜反应，生成的硝酸亚铁溶液显浅绿色；据此进行分析解答。【解答过程】A、由金属活动性Zn＞Fe＞Cu＞Ag知，向Cu（NO3）2、AgNO3的混合溶液中，加入一定质量的Zn粉和Fe粉的混合物，锌先与AgNO3溶液反应生成硝酸锌溶液和银，硝酸银反应完，锌再与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜；锌粉反应完，铁才能与AgNO3溶液、硝酸铜反应，生成的硝酸亚铁溶液显浅绿色。充分反应后过滤，得到滤渣和无色滤液，说明溶液中不含硝酸铜、硝酸亚铁，则说明铁没有参加反应，可能是锌是过量的，也可能是锌和硝酸铜恰好完全反应，则滤渣中一定有Ag、Cu、Fe，可能有Zn，故选项说法正确。B、由A选项的分析，滤渣中一定含有铁，故选项说法错误。C、由A选项的分析，滤液中一定有Zn（NO3）2，不可能有AgNO3，故选项说法错误。D、滤液中一定有Zn（NO3）2，硝酸亚铁溶液显浅绿色，不可能有Fe（NO3）2，故选项说法错误。故选：A。16．（2023•株洲）生铁和钢是含碳量不同两种铁合金。我国粗钢产量自1996年开始已经连续27年位居全球第一。（1）含碳量比较：生铁（填“大于”或“小于”）钢。（2）炼钢的基础是炼铁。工业上炼铁是把铁矿石（如赤铁矿Fe2O3、磁铁矿Fe3O4等）、焦炭和石灰石一起加入高炉，在高温下，利用炉内反应生成的CO把铁从铁矿石里还原出来。请写出在高温下CO还原Fe2O3的化学方程式：。【解题思路】（1）根据生铁和钢的组成成分，进行分析解答。（2）根据赤铁矿的主要成分是氧化铁，工业上用一氧化碳还原氧化铁炼铁，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，进行分析解答。【解答过程】（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，含碳量比较：生铁大于钢。（2）赤铁矿的主要成分是氧化铁，工业上用一氧化碳还原氧化铁炼铁，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Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。【答案】（1）大于；（2）Fe2O3+3CO2Fe+3CO217．（2023•陕西）曾在央视新闻联播亮相的非物质文化遗产——打铁花，是一种传统的民间焰火表演艺术。其原理是将生铁烧至熔化成为铁水，再将铁水在空中用力击打而形成四处飞溅的耀眼“铁花”。（1）生铁属于（填“单质”或“合金”）。（2）烧铁水时，用鼓风机不断向燃着的焦炭中鼓入空气，其目的是。（3）打铁花在冬季表演更安全，因打开的铁花会迅速降温。这说明金属材料传导热的性能（填“良好”或“不好”）。【解题思路】（1）根据物质的分类来分析；（2）根据促进燃料燃烧的措施来分析；（3）根据题干信息来分析。【解答过程】（1）生铁是含碳量为2%～4.3%的铁合金；（2）烧铁水时，用鼓风机不断向燃着的焦炭中鼓入空气，其目的是使焦炭燃烧更充分或使焦炭燃烧放出热量更多或使燃烧的温度更高，加快铁的熔化或增大氧气的含量等；（3）打铁花在冬季表演更安全，因打开的铁花会迅速降温。这说明金属材料传导热的性能良好；故答案为：良好。【答案】（1）合金；（2）使焦炭燃烧更充分（合理即可）；（3）良好18．（2023•广州）我国古代科技璀璨夺目，金属的冶炼与使用在当时已处于世界先进水平。（1）日常生活中，适合制作电缆的金属是（填标号）。A．金B．铜C．汞D．钨（2）明代《天工开物》描述了锡的冶炼方法，如图a。①原料锡砂中的SnO2和木炭反应得到锡和二氧化碳，化学方程式为。②炼锡时混入少许铅形成合金，产物更易熔化流出，原因是。（3）图b为古代炼锌工艺原理示意图。炉甘石成分是ZnCO3，高温易分解生成ZnO。①泥罐外煤饼的主要作用是燃烧提供热量，泥罐内煤粉的主要作用是。②已知锌的沸点为907℃，泥罐下部温度可达1200℃，上部约为600℃，该工艺从反应混合物中收集液态锌的方法属于（填标号）。A．结晶B．蒸发C．蒸馏D．升华③必须冷却后才能取锌，是为了防止发生反应：（写化学方程式）。（4）湿法冶金利用置换反应。向Cu（NO3）2、AgNO3混合液中加入Fe粉，充分反应后过滤。若滤渣中有两种金属，则滤液中一定不含的金属阳离子是。【解题思路】（1）根据金属的性质与用途来分析；（2）根据化学反应的原理以及合金的性质来分析；（3）根据煤的主要成分是碳、碳的化学性质、化学反应的原理来分析；（4）根据金属的活动性顺序来分析。【解答过程】（1）适合制作电缆的金属应该具有良好的导电性，且价格还应该便宜，A、金具有导电性，但是价格昂贵，不符合题意；B、铜具有良好的导电性，且价格低廉，符合题意；C、汞在常温下是液态，不符合题意；D、钨的熔点高，不适合制作电缆，不符合题意。故选B；（2）①原料锡砂中的SnO2和木炭高温下反应得到锡和二氧化碳，反应的化学方程式C+SnO2Sn+CO2↑；②合金的熔点低于其组成中纯金属的熔点，炼锡时混入少许铅形成合金，产物更易熔化流出，原因是形成合金熔点降低；（3）①煤粉的主要成分是碳，在高温的条件下，碳酸锌分解为氧化锌和二氧化碳，在罐中，碳与氧化锌在高温的条件下反应生成锌和二氧化碳，碳能夺取氧化锌中的氧将其还原为锌，所以泥罐内煤粉的主要作用是做还原剂；②由于锌的沸点为907℃，泥罐下部温度可达1200℃，上部约为600℃，此时锌由气态转化为液态；A、结晶是物质由液态变为固态的过程，不符合题意；B、蒸发是指将溶液中的溶剂通过加热使其除去水分，剩下溶质固体，蒸发的目的是将溶液中的溶质分离出来，不符合题意；C、蒸馏是将液体先通过加热使其气化，再通过冷凝使其液化的过程，蒸馏是根据混合物的沸点不同进行分离，锌的沸点为907℃，泥罐下部温度可达1200℃，上部约为600℃，在冷凝区，锌由气态转化为液态，故工艺从反应混合物中收集液态锌的方法属于蒸馏，符合题意；D、升华是指固态物质不经液态直接变为气态的过程，不符合题意。故选C；③必须冷却后才能取锌，是为了防止生成的锌在较高温度下又被氧化成氧化锌，该反应的化学方程式为2Zn+O22ZnO；（4）根据金属活动性顺序：铁＞氢＞铜＞银，向Cu（NO3）2、AgNO3混合液中加入Fe粉，铁会先与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，待硝酸银反应完全，铁有剩余，铁会与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，充分反应后过滤。若滤渣中有两种金属，则为银和铜，可确定硝酸银中的银一定被全部置换出来，无法判断硝酸铜是否有剩余，则滤液中一定不含的金属阳离子是银离子（Ag+）。【答案】（1）B；（2）①C+SnO2Sn+CO2↑；②形成合金熔点降低；（3）①作还原剂；②C；③2Zn+O22ZnO；（4）银离子或Ag+19．（2023•成都）利用如图实验探究金属的化学性质。（1）实验一：水的作用是。实验中，观察到发出白光后铁丝并未燃烧，原因是。（2）实验二：两个反应均生成了（填物质名称）。比较铁和铝的金属活动性强弱，从试剂角度需考虑：①加入同样大小的铁片和铝片；②。（3）实验三：反应的化学方程式为。再补充一个实验可得出Cu、Fe、Ag的金属活动性顺序。设计并进行实验，补全下表。实验步骤（可用图示）实验现象实验结论【解题思路】（1）根据铁丝在氧气中燃烧的实验注意事项，进行分析解答；（2）根据金属的化学性质，进行分析解答；（3）根据实验三中铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银，进行分析解答。【解答过程】（1）实验一：水的作用是防止生成物熔化溅落下来使瓶底炸裂。实验中，观察到发出白光后铁丝并未燃烧，原因是火柴燃烧消耗了较多的氧气，使氧气不足。（2）铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，铝和稀盐酸反应生成氯化铝和氢气，实验二：两个反应均生成了氢气。除探究要素不同之外，其它条件都应该是相同的，比较铁和铝的金属活动性强弱，从试剂角度需考虑：①加入同样大小的铁片和铝片；②加入等体积等浓度的稀盐酸。（3）实验三中铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银，反应的化学方程式为Cu+2AgNO3＝Cu（NO3）2+2Ag。再补充一个实验可得出Cu、Fe、Ag的金属活动性顺序，还需证明铁的金属活动性比铜强。可取少量硫酸亚铁溶液于试管中，伸入铜丝，无明显变化，说明铁的金属活动性比铜强，图示答图（合理即可）。【答案】（1）防止生成物熔化溅落下来使瓶底炸裂；火柴燃烧消耗了较多的氧气，使氧气不足；（2）氢气；加入等体积等浓度的稀盐酸；（3）Cu+2AgNO3＝Cu（NO3）2+2Ag；（合理即可）。20．（2023•安徽改编）某兴趣小组进行铁锈蚀的实验探究。【知识回顾】铁是一种化学性质较活泼的金属，常温下能与稀盐酸、氧气等物质反应。（1）铁与稀盐酸反应的化学方程式是。（2）铁锈的颜色是。【实验探究】该小组利用如下装置对铁钉锈蚀的条件进行探究，一段时间后，在A和B中没有观察到明显现象，C和D中铁钉有锈蚀。（3）B中将蒸馏水煮沸的目的是。（4）ABD对比，说明铁钉锈蚀需要的物质是；C中的铁钉比D中的锈蚀更严重，原因是。【拓展探究】（5）为进一步探究铁钉锈蚀过程中气态物质的变化，该小组按示意图E所示装置完成以下实验