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文档简介

第八单元金属和金属材料

EE复习目标

1.了解常见金属的物理特征,认识金属材料与人类生活和社会发展的密切关系;

2.认识合金概念,知道生铁和钢等重要合金,了解合金的优点。

3.了解炼铁的原理,认识工业炼铁、炼钢的方法;

4.了解金属锈蚀的条件和防此金属锈蚀的简单方法;

5.认识铁、铜、铝等常见金属与氧气的反应;常见的金属与(稀)盐酸、(稀)硫酸的反应;常见的金属与

盐溶液的反应;

6.掌握金属活动性顺序,并能灵活运用金属的活动性顺序解释与日常生活有关的一些化学问题。

2

考点一金属材料

考点

一、金属材料

1、金属材料:包括纯金属以及它们的合金两类。

2、金属的物理性质:(1)常温下一般为固态(汞为液态),有金属光泽:(2)密度和硬度较大,熔沸点较

&(3)大多数呈银白色(铜为紫红色,金为黄色);(4)有良好的导热性、导电性、延展性。

3、金属之最:(1)铝:地壳中含量最多的金属元素;(2)钙:人体中含量最多的金属元素;(3)铁:目前

世界年产量最多的金属(铁>铝>铜);(4)<:导电、导热性最好的金属(银,铜>金>铝);(5)螫:硬度最

高的金属;(6)起:熔点最高的金属;(7)汞:熔点最低的金属。

二、合金

1、定义:由一种金属跟其他一种或几种金属(或金属与非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质。

注意事项:(①合金是金属与金属或金属与非金属的混合物;②金属在熔合了其它金属和非金属后,不仅组

成上发生了变化,其内部组成结构也发生了改变,从而引起性质的变化)。

2、合金特点:一般说来,合金的熔点比各成分低,硬度比各成分大,抗腐蚀性能更好。

3、举例:

(1)铁的合金:生铁(含碳量2%〜4.3%)和钢(含碳量0.03%〜2%),区别:含碳量不同。

(2)铜合金:黄铜:铜、锌的合金;青铜:铜、锡的合金,它人类使用最星的合金。

(3)钛合金:被认为是21世纪的重要金属材料,优点:I、熔点高、密度小;II、可塑性好、易于加工、

机械性能好;皿、抗腐蚀性能好;用途:广泛用于喷气式发动机、飞机机身、人造卫星外壳、火箭壳体、

医学补形、人造骨、海水淡化设备、海轮、舰艇的外壳等。

(4)铝合金:铝中加入镁、铜、锌等形成合金。广泛应用于制造飞机、舰艇和载重汽车等。

【易错警示】

1.常温下一般为固态(但汞为液态)。

2.大多数呈银白色(铜为紫红色,金为黄色)。

3.合金是金属与金属或金属与非金属的混合物,而不一定非得是金属与金属的融合。

1.12023山西真题】中国国家博物馆珍藏着一枚“国玺”,即“中革人民共和中央人民政府之印”,代表着熠

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

【答案】A

【解析】铜胎属于金属材料,最大的优点是硬度较大。故选A。

圆囱【B

1.12023北京真题】正月十五闹花灯。下列制作花灯的材料中,属于金属材料的是()

A.宣纸B.铁丝C.棉线D,竹条

【答案】B

【解析】A、宣纸是由天然材料制成的,不符合题意;

B、铁丝属于金属材料,符合题意;

C、棉线属于天然材料,不符合题意;

D、竹条属于天然材料,不符合题意;

故选B。

2.12023湖南湘潭真题】2023年5月28日,国产大型客机C919首次商业载客飞行成功,C919在制造过

程中使用了铝锂合金、钛合金、超高强度钢等大量金属材料。下列有关金属材料的说法错误的是()

A.合金中一定只含金属元素B.金属材料包括纯金属和合金

C.钛合金的硬度比纯钛更大D.超高强度钢属于一种铁合金

【答案】A

【解析】A、钢是铁的合金,钢中含有铁元素、碳元素,其中碳元素属于非金属元素,符合题意;

B、金属材料包括纯金属以及它们的合金,不符合题意;

C、合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高,抗腐蚀性也更好,故钛合金的硬度比纯钛更大,不符

合题意;

D、钢是铁的合金,超高强度钢属于一种铁合金,不符合题意;

故选Ao

3.12023甘肃金昌真题】金属在生产和生活中应用极为广泛。

(1)生铁和钢是两种含碳量的铁合金(填“相同”或“不同”)。

(2)下列生活用品利用金属良好导热性的是(填序号)。

a.镀铭水龙头b.铸铁暖气片c.包糖果的铝箔

(3)焊接钢轨的反应原理是铝与氧化铁在高温条件下反应生成铁和氧化铝,该反应的化学方程式为.

高温

【答案】(1)不同(2)b(3)2Al+Fe2O32Fe+Al2O3

【解析】(1)钢是含碳量在0.03%-2%之间,生铁是含碳量2%-4.3%的铁碳合金,生铁和钢是两种含碳量不

同的铁合金;

(2)a、镀铭水龙头是利用铭金属的硬度大;

b、铸铁暖气片是利用铸铁的导热性;

c、包糖果的铝箔是利用铝的延展性;

答案:b;

I岛y昌

(3)铝与氧化铁在高温条件下反应生成铁和氧化铝,该反应的化学方程式为2Al+Fe2O3—2Fe+Al2O3。

考点二金属的锈蚀

考点回国

1、铁的锈蚀

(1)铁生锈的条件是:铁与Qi、虫接触生成铁锈(铁锈的主要成分:Fe2O3xH2O),属于化学变化。钢铁

的的成分和环境的温度、湿度、酸碱度等都是影响钢铁锈蚀的因素。

(2)防止铁制品生锈的措施:①保持铁制品表面的清洁、干燥;②表面涂保护膜(涂油、刷漆、电镀、烤

蓝等);③制成不锈钢;

(3)铁锈很疏松,不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气反应,因此铁制品可以全部被锈蚀。因而铁锈应

及时除去。

(4)而铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步氧化,因此,铝具有很好的抗腐蚀性能。

2、保护金属资源途径:

①防止金属腐蚀;②回收利用废旧金属,加强垃圾分类处理;③合理开采矿物;④寻找金属的代用品

典例引

1.12023广西壮族真题】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

【答案】D

【解析】A、防止金属腐蚀,可保护金属资源,该选项不符合题意;

B、寻找金属的代用品,可保护金属资源,该选项不符合题意;

C、回收利用废旧金属,可保护金属资源,该选项不符合题意;

D、肆意开采金属矿物,不利于保护金属资源,该选项符合题意。

故选D。

时检

1[2023山东青岛真题】防止金属锈蚀能有效保护金属资源。下列防锈方法中,与其它三种方法原理不同

的是()

A.表面涂油B.表面刷漆C.覆盖塑料D.制成合金

【答案】D

【解析】A.在金属制品表面涂油防锈方法中,方法原理是在铁制品表面涂保护膜,破坏铁锈蚀条件,即隔

绝氧气或水;

B.在金属制品表面刷漆防锈方法中,方法原理是在铁制品表面涂保护膜,破坏铁锈蚀条件,即隔绝氧气或水;

C.在金属制品表面覆盖塑料,方法原理是在铁制品表面覆盖保护膜,破坏铁锈蚀条件,即隔绝氧气或水;

D.制成合金进行防锈,方法原理是改变金属的内部结构,制成耐腐蚀的合金。

综上所述,四种防锈方法中,与其它三种方法原理不同的是D,故选:D。

2.12022广西柳州】柳州市被称为“桥梁博物馆”,刚建成的凤凰岭大桥成为“桥梁博物馆”的新成员,大桥

的桥体使用了大量的金属材料。下列对桥梁中使用的金属材料保护措施不正确的是()

A.经常用浓盐酸清洗金属材料

B.在金属材料表面刷油漆

C.在金属材料表面镀保护层

D.改变金属内部结构制成防腐合金

【答案】A

【解答】A、经常用浓盐酸清洗金属材料,大桥的桥体使用的金属能与浓盐酸反应,金属材料易锈蚀,保护

措施错误,故选项正确。

B、在金属材料表面刷油漆,能隔绝氧气和水,能防止金属材料生锈,保护措施正确,故选项错误。

C、在金属材料表面镀保护层,能隔绝氧气和水,能防止金属材料生锈,保护措施正确,故选项错误。

D、改变金属内部结构制成防腐合金,能防止金属材料生锈,保护措施正确,故选项错误。

故选:Ao

3.[2023黑龙江齐齐哈尔真题】化学源于生活,生活中蕴含着许多化学知识。利用你学到的化学知识解释

下列问题:

(1)喷漆是防止铁制品生锈的常用方法,写出其防止铁生锈的原理。

(2)喝了汽水以后常常会打嗝的原因。

(3)我国古代书法家、画家用墨(用炭黑等制成)书写或绘制的字画能够保存很长时间而不变色的原因。

【答案】(1)使铁制品同时隔绝水和氧气

(2)温度升高,气体溶解度减小

(3)常温下,碳的化学性质不活泼

【解析】(1)铁在潮湿的空气中容易生锈,铁生锈的实质是铁、氧气、水共同作用的结果。为了防止钢铁

的锈蚀,人们常采用在其表面刷漆、涂油或镀上其他金属等覆盖保护膜的方法。所以防止铁生锈的原理是

使铁制品同时隔绝水和氧气。

(2)汽水中含有二氧化碳,喝了汽水以后,汽水温度升高,温度升高,二氧化碳溶解度减小,所以喝了汽

水以后常常会打嗝。即喝了汽水以后常常会打嗝的原因是温度升高,气体溶解度减小。

(3)由于常温下,碳的化学性质不活泼,所以我国古代书法家、画家用墨(用炭黑等制成)书写或绘制的

字画能够保存很长时间而不变色。

所以我国古代书法家、画家用墨(用炭黑等制成)书写或绘制的字画能够保存很长时间而不变色的原因是

常温下,碳的化学性质不活泼。

考点三金属的冶炼

一、金属矿物

1.金属在自然界在的存在形式:大部分都以化合物的形式存在,少数很不活泼的金属以单质形式存在,人类

使用最早的金属是金。

2.铝土矿(主要成分是AI2O3);钾长石(主要成分是KAlSi3O8);明矶石(主要成分是kAb(SO4)2(OH)6);

磁铁矿(主要成分是Fe3O4)、赤铁矿(主要成分是弱队);菱铁矿(主要成分是FeCCh);黄铁矿(主要

成分是FeS2)。

二、铁的冶炼

1.有气体的实验,实验前必需对装置进行检查装置气密性。这样操作的目的是防止漏气。

2.实验开始时,先通入一氧化碳,然后再点燃灯的原因是排出空气,防止加热时爆炸。

3.实验结束时的操作是“先停止加热,继续通一氧化碳,直到玻璃管冷却”。这样操作的目的是防止生成高温

的铁又被氧化。

4.该实验的实验现象是硬质玻璃管中红色粉末逐渐变为黑色、试管中的澄清石灰水变浑浊、酒精灯上方导管

口处的气体燃烧,发出淡蓝色火焰。

5.相关反应的化学方程式:3co+Fe2()3同:皿2Fe+CC>2、Ca(OH)2+CC)2=CaCO31+H2。、2co+O,―点燃2C6

6.思考:①、如何判断反应中生成了什么物质:取少量产物于试管中,滴加适量稀盐酸,如有气泡产生证明

含铁粉;或用磁铁吸引。

②、装置中导管末端点燃酒精灯:点燃尾气,防止污染空气。

通电

7.工业炼铝的原理:2Al2O34A1+302T

【易错警示】

1.实验开始时,先通入一氧化碳,然后再点燃酒精喷灯的原因是排出空气,防止加热时爆炸。

2.实验结束时的操作是“先停止加热,继续通一氧化碳,直到玻璃管冷却”。这样操作的目的是防止生成高温

的铁又被氧化。

OE1E3

1.12023江苏连云港真题】工业上冶炼钢铁的主要工艺流程如下:

热空气。2

,I,I

铁矿石、焦炭和石灰石一X炼铁高炉|—►生铁一H炼钢炉I->钢

高炉气、炉渣

(1)①石灰石(主要成分为CaCOs)在高温下可将铁矿石中的Si。?转变为炉渣(CaSiOs),同时生成一种氧

化物。该反应的化学方程式为

②从物质组成的角度分析,炼钢炉中通入。2的目的是。

(2)将1.0g某铁合金在纯氧中完全燃烧,得到0.11g二氧化碳。通过计算判断该铁合金属于生铁还是钢。

(写出计算过程,否则不得分)。

|高了昌

【答案】⑴①.CaCO3+SiO2-CaSiO3+CO2T②.降低生铁中C元素的含量

(2)铁合金属于生铁。

【解析】(1)①石灰石和二氧化硅在高温条件下反应生成硅酸钙和一种氧化物,依据质量守恒定律:该氧

।,T昌

化物是二氧化碳,该反应化学方程式:CaCO3+SiO2-CaSiO3+CO2T;

②从物质组成的角度分析,炼钢炉中通入。2的目的是降低生铁中C元素的含量,碳元素与氧气在高温条件

反应生成二氧化碳;

(2)解:设1.0g铁合金中碳元素的质量为x

占燃

C+O2^CO2

1244

x0.11g

12_x

44-0.11g

x=0.03g

合金中碳元素的质量分数100%=3%

l.0g

答:因生铁的含碳量在2%〜4.3%之间,故该铁合金属于生铁。

国的iQ

1.12022黑龙江佳木斯】如图是炼铁高炉内部的物料说明和一套工业炼铁设备模型。请分析回答问题:

幽加加般

特丁।FeO.触)VMI4WF:CaSOJ

MetiU)

NJ日(0co.

n^i(oco,柴・,V1

某炼铁高炉内部的物料说明

炼铁原料产品副产品

炉渣(硅酸钙)

赤铁矿(FezO,Si02)生铁CaSiCh

焦炭(C)(液态)

[Wfe]

空气(6Nz)炉气(C082N)

11535cl2

石灰石(CaC03杂质)

(1)高炉炼铁的原理是o(用化学方程式表示)

(2)高炉炼铁得到的产品是生铁,生铁和钢都是铁的合金,性能不同是因为

(3)如图副产品中的又回到了高炉,副产品综合利用的好处是

【答案】(1)Fe2O3+3CO-向皿-2Fe+3c02;

(2)含碳量不同;

(3)炉气;节约资源或减少空气污染。

【解答】(1)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,

C3:日

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在2O3+3CO-耳㈣-2Fe+3co2。

(2)生铁和钢都是铁的合金,性能不同,是因为含碳量不同。

(3)由工业炼铁设备模型,副产品中的炉气(CO、N2、CO2),则副产品综合利用的好处是节约资源或减

少空气污染。

2.12023湖南株洲真题】生铁和钢是含碳量不同的两种铁合金。我国粗钢产量自1996年开始已经连续27

年位居全球第一。

C1)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Fe3C>4等)、焦炭和石灰石一起

加入锅护,在高温下,利用炉内反应生成的C0把铁从铁矿石里还原出来。请写出在高温下C0还原FexOy

的化学方程式:。

高温

【答案】(1)大于(2)FexOy+yCOxFe+yCO2

【解析】(1)生铁中的含碳量为2%〜4.3%,钢中的含碳量为0.03%〜2%,故生铁的含碳量大于钢。

।苗T昌

(2)发生的反应为在高温下一氧化碳和FexOy生成二氧化碳和铁,化学方程式为:FexOy+yCO^^xFe+yCCh。

3.【2023广东广州真题】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.鸨

(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SnCh和木炭反应得到锡和二氧化碳,化学方程式为o

②炼锡时混入少许铅形成合金,产物更易熔化流出,原因是。

图a图b

(3)图b为古代炼锌工艺原理示意图。炉甘石成分是ZnCCh,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0

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.蒸储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。

高温

【答案】(1)B(2)①.C+S〃Q?当CaT+S〃;②.形成合金熔点降低

(3)①.作还原剂②.C(3),2Z/i+O2==2ZnO

(4)银离子或Ag+

【解析】(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、鸨的熔点高,不适合制作电缆,不符合题意;

故选B;

(2)①原料锡砂中的SnCh和木炭高温下反应得到锡和二氧化碳,该反应的化学方程式为

高温小

C+SnO2^=CO2^+Sn;

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1200C,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、蒸储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,蒸储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储,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

高温

2Zn+O22ZnO

(4)根据金属活动性顺序:铁>氢>铜>银,向Cu(N03)2、AgNCh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阴离子银离子(Ag+)。

考点四金属活动性顺序应用

一、金属的化学性质

1、大多数金属可与氧气的反应

(1)铜与氧气反应化学方程式2CU+O242CuO:反应的现象红色铜逐渐变成黑色:

(2)铁与氧气反应化学方程式3Fe+2Ch点燃反应的现象剧烈燃烧,火星四射,放热,生产黑色物

(3)镁与氧气反应化学方程式2Mg+Ch点燃2M°0;反应的现象剧烈燃烧,发出耀眼的白光,放热,生成

白色固体;

(4)铝与氧气反应化学方程式4Al式Ch点燃2Al2。3;反应的现象剧烈燃烧,发出耀眼的白光,放热,生

成白色固体;

2、金属+酸-盐+H2T

(1)铁与盐酸反应化学方程式Fe+2HCl=FeCb+山区反应的现象产生大量气泡,金属逐渐溶解至消失,放

热,溶液由无色变为浅绿色;

(2)镁与盐酸反应化学方程式Mg+2HCl=MgCL+H?I;反应的现象产生大量气泡,金属逐渐溶解至消失,

放热;

3、金属+盐-另一金属+另一盐(条件:“前换后,盐可溶”)

Fe+CuSO4=Cu+FeSO44(“湿法冶金”原理)

铁与硫酸铜溶液反应的化学方程式:Fe+CuSCU=Cu+FeSC>4;反应的现象铁的表面覆盖着一层红色物质,溶

液由蓝色变为浅绿色:

铜与硝酸银溶液反应Cu+2AgNO3=Cu(N03)2+2Ag;反应的现象铜的表面覆盖着一层银白色物质,溶液

由无色变为蓝色:

金属与盐发生置换反应的条件:①KCaNa三种金属除外;②盐必须为可溶性盐:③在活动性中只能在

前面的金属置换后面的金属。

二、常见金属活动性顺序:

KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu

金属活动性由强逐渐减弱

在金属活动性顺序里:

(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置换出盐酸、稀硫酸中的氢(不可用浓硫酸、硝酸)

(3)位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。(除K、Ca、Na)

(4)越活泼的,开发利用的越晚。

【易错警示】

1.铁锈很疏松,不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气反应,因此铁制品可以全部被锈蚀。(2)而铝与氧气

反应生成致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步氧化,因此,铝具有很好的抗腐蚀性能。

2.金属与盐发生置换反应的条件:①KCaNa三种金属除外;②盐必须为可溶性盐;③在活动性中只能在

前面的金属置换后面的金属。

1.12023湖南株洲真题】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>ZB.X>Z>YC.Y>X>ZD.Z>X>Y

【答案】B

【解析】由题意可知,将X和Z分别放入稀硫酸中,X溶解并产生氢气,Z不反应,说明活动性x>z,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,说明活动性Z>银,Y,所

以X、Y、Z的金属活动性顺序为:X>Z>Y,故选:Bo

1.12023广西壮族真题】下列金属中,金属活动性最强的是()

A.KB.ZnC.CuD.Ag

【答案】A

【解析】在金属活动性顺序里,金属的位置越靠前,它的活动性就越强,故四种金属中,活动性最强的是K。

故选Ao

2.12023湖南永州真题】三种金属X、Y、Z相互之间的反应关系如下:

①Y+H2s。4=YSC)4+H2T,Z和H2s不反应

②Z+2XNO3=Z(NO3)2+2X

则X、Y、Z的金属活动性顺序为()

A.X>Y>ZB.X>Z>YC.Y>X>ZD.Y>Z>X

【答案】D

【解析】Y能和硫酸反应,Z不能和硫酸,则说明在金属活动性顺序中,Y位于氢元素前面,Z位于氢元素

后面,则Y位于Z前面,Z能将X从其化合物中置换出来,则Z位于X前面,则金属活动性顺序:Y>Z>Xo

故选D。

3.[2023内蒙赤峰真题】为探究钛合金中钛、铝、铜三种金属的活动性顺序,同学们做了如图所示的实验,

发现甲试管中钛片无明显变化,乙试管中钛片表面有红色固体出现,则三种金属活动性由强到弱的顺序是

氯化铝氯化铜

/溶液溶液、

豕打磨光亮的钛片卷

甲乙

A.Al>Ti>CuB.Al>Cu>TiC.Ti>Al>CuD.Ti>Cu>Al

【答案】A

【解析】甲试管中钛片无明显变化,说明钛不能与氯化铝反应,说明铝比钛活泼;

乙试管中钛片表面有红色固体出现,说明钛可以把氯化铜中的铜置换出来,说明钛比铜活泼;

则三种金属活动性由强到弱的顺序是Al>Ti>Cu,故选Ao

考点五探究金属活动性

考点陶国

1、探究金属的活动性强弱,实验方案设计

(1)比较两种金属的活动性强弱:

方法一:将打磨过的金属分别插入等溶度的稀盐酸或硫酸中,观察是否反应或反应的剧烈程度。

方法二:将打磨过的一种金属单质放入另一种金属的盐溶液中,观察是否反应。

(2)比较三种金属的活动性强弱:

方法一:两盐夹一金:将活动性排在中间的金属单质分别放入其它两种金属的盐溶液中,观察现象。

方法二:两金夹一盐:将活动性最强和最弱的金属单质放入活动性在中间的金属的盐溶液中,观察现象。

(3)实验注意事项:比较金属活动性时,需要注意在、控制变量法的应用,如酸溶液或盐溶液的温度、浓

度、体积,金属的形状、表面积等需要一致。

典例引

1.12023湖南郴州真题】为验证铁、铜、银三种金属的活动性顺序,小东设计了如下所示的两组实验。下

列说法正确的是()

A.通过实验①、②能够验证三种金属的活动性顺序

B.实验②中发生的反应是:2Ag+CuSO4=Ag2SO4+Cu

C.实验①中溶液质量逐渐增大

D.实验①中溶液颜色由蓝色变为黄色

【答案】A

【解析】A、①铁能和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,说明活动性Fe>Cu,银和硫酸铜溶液不反应,说明活

动性Cu>Ag,可得出活动性Fe>Cu>Ag,正确;

B、实验②银的活动性比铜弱,银和硫酸铜不能发生反应,错误;

Fe+CuSO4=FeSO4+Cu

C、实验①中5616015264,溶质由硫酸铜变为硫酸亚铁,溶质质量减少,溶剂水的质量不变,

则溶液质量逐渐减少直至不再发生反应,错误;

D、实验①生成的是硫酸亚铁,溶液由蓝色变为浅绿色,错误;

故选Ao

画时检

1.12023陕西真题】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()

AMg>Ag>Cu>稀硫酸

B.Mg、Ag、CUSO4溶液

C.Ag、Cu、MgCU溶液

D.Ag、Cud2溶液、MgSC>4溶液

【答案】B

【解析】A、Ag、Cu金属活动性弱于H,所以均不能与稀硫酸发生反应,无法判断Ag、Cu的金属活动性

强弱,选项错误;

B、Mg可以与硫酸铜溶液发生反应置换出铜单质,证明金属活动性Mg>Cu,Ag无法与硫酸铜溶液发生反

应置换出铜单质,证明金属活动性Cu>Ag,所以可以验证Mg、Ag、Cu三种金属活动性强弱,选项正确;

C、Ag和Cu均不能与MgCL溶液发生反应,无法判断Ag、Cu的金属活动性强弱,选项错误;

D、Ag不能与CuCb溶液和MgSO4溶液发生反应,所以只能证明Ag的金属活动性弱于Cu、Mg,不能判

断Mg、Cu的金属活动性强弱,选项错误。

故选B。

2.[2023山东聊城真题】为证明Fe、Cu、Ag三种金属的活动性强弱,下列实验方案能达到目的的是()

A.将Fe、Cu、Ag分别放入稀盐酸中

B.将Cu分别放入FeCL、AgNCh溶液中

C.将Cu、Ag分别放入FeSCU溶液中

D.将Fe放入稀盐酸、Cu放入AgNCh溶液中

【答案】B

【解析】A、将Fe、Cu、Ag分别放入稀盐酸中,只有铁与稀盐酸反应生成气体产生气泡,而铜、银都不与

稀盐酸反应,只能够证明铁的金属活动性比铜、银强,但不能验证铜、银活动性的关系,选项错误;

B、将Cu分别放入FeCL、AgNCh溶液中,铜不与氯化亚铁反应,证明铜的活动性比铁弱,铜能够与硝酸

银反应生成银和硝酸铜,证明铜的活动性比银强,选项正确;

C、将Cu、Ag分别放入FeSO4溶液中,铜、银都不与硫酸亚铁反应,证明铜、银的活动性都比铁弱,但不

能验证铜、银活动性的关系,选项错误;

D、将Fe放入稀盐酸,铁与稀盐酸反应生成氢气产生气泡,证明铁位于金属活动性顺序表中氢的前面,Cu

放入AgNCh溶液中反应生成硝酸铜和银,证明铜的活动性比银强,但不能验证铁与铜的活动性的关系,选

项错误,故选B。

3.12023河南真题】某化学小组用下图所示实验装置,探究铝、铜、银的金属活动性顺序。

,铝丝一铝丝

LAgNO,CU(NO,)

生溶液上溶液2

AB

(1)铝丝浸入溶液前需要先用砂纸打磨,其目的是什么?

(2)请写出装置A或B中发生反应的化学方程式。

(3)通过图示中的实验不能判断铜、银的金属活动性顺序,请补充实验继续探究。(简要叙述实验步骤)

【答案】(1)除去铝丝表面氧化膜

(2)Al+3AgNO3=Al(N03)3+3Ag或2Al+3Cu(N03)2=2A1(NO3)3+3Cu

(3)将铜丝插入到硝酸银溶液中(或将银丝插入到硝酸铜溶液中)

【解析】(1)铝极易与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜,故铝丝浸入溶液前需要先用砂纸打

磨,其目的是除去铝丝表面氧化膜。

(2)装置A为铝和硝酸银反应生成硝酸铝和银,故方程式为Al+3AgNC>3=Al(N03)3+3Ag,装置B为铝

和硝酸铜反应生成硝酸铝和铜,故方程式为2Al+3Cu(NO3)2=2Al(NO3)3+3Cu,写一个即可。

(3)装置A铝可以置换出银,说明铝的金属活动性比银强,装置B铝能置换出铜,说明铝的金属活动性比

铜强,故无法比较铜、银的金属活动性顺序,故补充实验为将铜丝插入到硝酸银溶液中,若铜能置换出银,

则铜的金属活动性强于银,或将银丝插入到硝酸铜溶液中,观察银不能置换出铜,也可以判断出铜的金属

活动性强于银。

考点六金属与盐溶液反应之成分分析

考点

1.金属活动性顺序的应用(滤液、滤渣的判断)

金属与盐的混合溶液反应后滤渣、滤液成分的判断方法

例如:将铁粉不断加入硝酸铜、硝酸银、硝酸锌的混合溶液中。

I、由于锌比铁活泼,故铁不与硝酸锌反应(依据:金属与盐反应的规律),因此滤液中一定含有硝酸锌,滤

渣中一定不含锌。

II、根据“优先反应”规律(即远距离先置换),铁首先与硝酸银溶液反应:

(1)硝酸银反应一部分:滤渣(银);滤液(硝酸锌、硝酸亚铁、硝酸银、硝酸铜)

(2)硝酸银恰好完全反应完:滤渣(铤);滤液(硝酸锌、硝酸亚铁、硝酸铜)

IIL硝酸银反应完后,若铁粉有剩余,铁才与硝酸铜反应。

(3)硝酸铜反应一部分:滤渣(银、铜):滤液(硝酸锌、硝酸亚铁、硝酸铜)

(4)硝酸铜恰好完全反应完:滤渣(银、铜):滤液(硝酸锌、硝酸亚铁)

(5)硝酸铜反应完、铁还有剩余:滤渣(银、铜、铁);滤液(硝酸锌、硝酸亚铁)

1.[2023湖北潜江等真题】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A1,滤液中一定含有AlCb

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AlCb

D.根据质量守恒定律,所得滤渣的质量一定等于m克

【答案】A

【解析】由于金属活动性顺序:铝>锌>铜,则将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,铝先与氯化铜反应生成铜和氯化铝,后与氯化锌反应生成锌和氯化铝。

A、充分反应后,向滤渣中滴加稀盐酸,有气泡产生,而锌、铝均能与盐酸反应,则说明滤渣中一定含有铜、

锌,可能含有铝,滤液中一定含有氯化铝,可能含有氯化锌,该选项判断正确;

B、由于滤渣中一定含有锌,说明氯化铜已经完全反应,则滤液中一定不含氯化铜,则溶液一定不显蓝色,

该选项判断不正确;

C、若滤渣中含有铜和锌,则说明铝与氯化铜完全反应,且铝与氯化锌发生反应,但不确定氯化锌是否完全

反应,则滤液中一定含有氯化铝,可能含有氯化锌,该选项判断不正确;

2AI+3cMe7,2Ale%+3Cu2AI+3ZnCl22AICL+3Zn

D、由于195'则无论

5419254

铝与氯化铜、氯化锌反应时固体质量均增大,则滤渣质量一定大于m克,该选项判断不正确。

故选Ao

1.12023黑龙江齐齐哈尔真题】将一定质量的金属镁放入硝酸银和硝酸铜的混合溶液中,充分反应后过滤,

得到滤渣和滤液,下列说法正确的是()

A.若滤液为无色溶液,则滤渣中一定含有镁

B.若向滤渣中加入稀盐酸,没有气泡产生,则滤渣中一定含有银和铜

若滤液为蓝色溶液,则滤液中至少含有三种金属离子

D.若加入镁的质量为2.4g,则滤渣的质量一定大于2.4g

【答案】D

【解析】活动性Mg>Cu>Ag,则加入镁后镁先和硝酸银反应生成硝酸镁和银,后和硝酸铜反应生成硝酸镁

和铜。

A、若滤液为无色溶液,则硝酸铜全部反应,但无法判断镁和硝酸铜恰好完全反应还是镁有剩余,滤渣中可

能有镁,错误;

B、若向滤渣中加入稀盐酸,没有气泡产生,则没有氢前金属镁剩余,滤渣中一定有开始反应就置换出的银,

但无法确定是否有铜,错误;

C、若滤液为蓝色溶液,则溶液中一定有硝酸铜存在,溶液中一定还有反应生成的硝酸镁,但是没有办法确

定是否有硝酸银剩余,则至少有二种金属离子。错误;

Mg+2AgNO3=A^(NO3)2+2AgMg+Cu(NO3)2^Mg(NO3\+Cu

D、24216,2464,镁和硝酸铜、硝酸锌反应

后得到的固体质量都增加,所以若加入镁的质量为2.4g,则滤渣的质量一定大于2.4g。正确;

故选D。

2.12023湖南衡阳真题】向MgCl?和CuCl2的混合溶液中加入一定量的锌粉,充分反应后过滤,得到滤

渣和滤液。下列说法正确的是()

A.若滤液为蓝色,则滤渣中一定含有Cu和Zn

B.若滤液不为蓝色,则滤液中可能不含CuC12

C.若往滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生,则滤渣中一定含有Mg

D.所得滤液的质量一定比原溶液的质量大

【答案】D

【解析】由金属活动性顺序Mg>Zn>Cu可知,向MgCL和CuCL的混合溶液中加入一定量的锌粉,锌和

氯化铜反应生成氯化锌和铜,和氯化镁不反应;

A、若滤液为蓝色,说明滤液中含有CuCb,则滤渣中一定含有Cu,一定不含Zn,故选项A说法错误;

B、若滤液不为蓝色,则滤液中一定不含CuCb,故选项B说法错误;

C、若往滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生,则滤渣中一定含有Zn,不含Mg,故选项C说法错误;

Zn+CuCl,=ZnCl,+Cu

D、锌和氯化铜反应生成氯化锌和铜,「,,,所得滤液的质量一定比原溶

6564

液的质量大,故选项D说法正确;

故选:D。

3.12023陕西真题】如下图,将金属X插入烧杯内的AgNC>3溶液中,观察到溶液颜色变蓝后取出X,向

烧杯内再加入一定量锌粉,振荡后,溶液蓝色逐渐消失。

取出X

AgNC)3溶液

(1)金属X是

(2)加入锌粉,溶液蓝色消失的原因是(用化学方程式表示)。

(3)实验结束后,烧杯内的溶液中一定____(填“存在”或“不存在”)AgNC)3。

【答案】(1)Cu或铜

(2)Zn+Cu(NO3)o=Zn(NO3)9+Cu

(3)不存在

【解析】(1)因为X可以使溶液变蓝,说明溶液中出现了铜离子,所以金属X是铜。

(2)锌的金属活动性强于Cu,所以锌单质和硝酸铜反应生成铜单质和硝酸锌溶液,溶液蓝色消失。化学方

程式为:Zn+Cu(NO3)2=Zn(NO3)2+Cu0

(3)因为溶液蓝色消失,所以溶液中铜离子全部被Zn置换出来,所以溶液中一定不存在银离子,所以烧

杯内的溶液中一定不存在AgNCh。

考点七金属与酸反应之图像题

器国

1、金属与酸反应的图象分析。

产生【I的质量

Mg

(1)等质量的金属与足量的酸反应

7s\x-----

反应时间

酸是足量的,说明金属完全反应,所以最终生成氢气的质量要依据金属的质量来计算。如镁、锌、铁与酸

的反应如图表示。

此图反映出:①金属越活泼,图示反应物的曲线越陡,如Mg线比Zn线陡,Zn线比Fe线陡;②当金属在

化合物中化合价相同时,金属的相对原子质量越小,与酸反应产生的氢气越多,曲线的拐点越高。可简单

概括为:越陡越活,越高越小。

产生H。的质量

(2)足量的金属与等量的酸反应

反应时间

金属是足量的,说明酸完全反应,最终生成氢气的质量要依据酸的质量来计算,所以最终生成氢气的质量

相等。如镁、铁与酸的反应可用右图表示。

1.【2023广西壮族真题】向三个烧杯中分别放入足量的Mg、AkFe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()

消耗稀盐酸质量/g

Mg+2HCl=MgCl2+H2T2A1+6HC1=2A1C13+3H2TFe+2HCl=FeCl2+H2T

【解析】A、2473952,542192676,56731272

因为金属足量则稀盐酸完全反应。如反应73份质量的HC1,溶液质量的增加情况为:镁增加24-2=22份,

54-6

铝增加二―=16份,铁增加56-2=54份,所以溶液增加质量Fe>Mg>Al,图示正确;

54

B、消耗73份质量的HC1需要镁的质量为24份,铝的质量为一=18份,铁的质量56份,所以消耗相同

3

质量的稀盐酸需要金属的质量Fe>Mg>AL金属过量,最终稀盐酸全部消耗,则最终消耗稀盐酸质量相同。

图示正确;

C、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,最终生成的

氢气质量相等,镁的金属活动性强于铝强于铁,故镁的反应速率大于铝大于铁,图示正确;

D、从B分析可知,最终稀盐酸全部反应,消化金属的质量Fe>Mg>Al。金属活动性Mg>Al>Fe,则相同时

间内消耗的金属Mg>Al>Feo图示错误。

故选D。

1.【2023山东济宁一模】相同质量的Mg、Fe、Zn三种金属,分别与足量的、质量相同、质量分数相同的

稀H2s04充分反应,生成氢气与消耗稀H2s04的质量关系见图,分析图象所得的结论中,不正确的是()

A.三种金属的活动性顺序:Mg>Fe>Zn

B.三种金属的相对原子质量:Mg<Fe<Zn

C.三种金属消耗稀H2SO4的质量:Mg>Fe>Zn

D.三种金属与稀HzS04反应后溶液的质量:Mg<Fe<Zn

【答案】A

【解析】A、由图中信息不能判断三种金属的活动性顺序,该选项说法不正确;

B、三种金属和稀硫酸反应生成的硫酸盐中金属元素的化合价都是+2,生成氢气质量越小,金属相对原子质

量越大,由表中信息可知,生成氢气质量由大到小的顺序是锌、铁、镁,因此三种金属的相对原子质量:

Mg<Fe<Zn,该选项说法正确;

C、生成氢气质量越大,消耗硫酸质量越大,因此三种金属消耗稀H2s。4的质量:Mg>Fe>Zn,该选项说

法正确;

D、生成氢气质量越大,反应后形成溶液质量质量越小,因此三种金属与稀H2s04反应后溶液的质量:Mg

<Fe<Zn,该选项说法正确。

故选:Ao

2.【2023四川眉山一模】将质量相等的镁粉和铁粉分别投入等质量等浓度的稀硫酸中,所得H2质量与稀硫

酸质量关系曲线正确的是()

【答案】B

【解析】反应的稀硫酸质量相等时,生成氢气质量也相等,最终镁和稀硫酸反应生成的氢气多,B对应关系

正确。

故选:Bo

3:好题冲关

1.12023甘肃金昌真题】东汉时期的“马踏飞燕”堪称我国古代青铜器艺术中无与伦比的珍品。其制作材料

属于()

A.合成材料B.天然材料C.金属材料D.复合材料

【答案】C

【解析】铸造马踏飞燕所用的是青铜,青铜由铜和锡熔合而成的合金,属于金属材料。故选C。

2.12022北京】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、铁锅主要利用金属的导热性,不符合题意;

B、铜导线主要利用的是金属的导电性,符合题意;

C、铝箔包装纸主要利用的是金属的延展性和导热性,不符合题意;

D、金饰品主要利用的是金属的延展性,不符合题意。

故选B。

3.12023甘肃白银真题】现有X、Y、Z三种金属,如果把Y和Z分别放入硝酸银溶液中,过一会儿,在

Y表面有银析出,而Z没有变化;如果把X和Y分别放入稀硫酸中,X溶解并产生气泡,Y不反应。根据

以上实验事实,判断这三种金属的活动性由强到弱的顺序为()

A.Z、Y、XB.X、Z、YC.X、Y、ZD.Y、X、Z

【答案】C

【解析】根据金属活动性的应用,在金属活动性顺序里,位于前面的金属能将后面的金属从盐溶液中置换

出来,Y放入硝酸银溶液中,过一会儿,在Y表面有银析出,说明Y的活动性大于银;Z放入硝酸银溶液

中,Z没有变化,说明银的活动性大Z,综合所述可知Y活动性大于Z;

根据第二条应用可知,位于氢前的金属能将稀盐酸、稀硫酸中的氢置换出来,X和Y分别放入稀硫酸中,X

溶解并产生气泡,Y不反应,说明X活动性大于氢,氢的活动性大于Y,故X的活动性大于Y;综合上述

可可知,活动性顺序为X、Y、Z;故选C。

4.12023湖南长沙真题】202

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