实验15 常见金属的物理性质和化学性质-中考化学实验精讲精练（解析版）

人教版2024下册/第八单元金属和金属材料/实验活动5实验15常见金属的物理性质和化学性质【实验目的】1．巩固和加深对金属性质的认识。2．进一步提高实验设计能力。【实验仪器】试管、试管夹、酒精灯、坩埚钳、电池、导线、小灯泡、火柴【实验试剂】镁条、锌粒、铝片、铁片、铜片、黄铜片（或白铜片）、稀盐酸、稀硫酸、硫酸铜溶液、硝酸银溶液【实验过程】1．金属的物理性质（1）观察并描述镁、铝、铁、铜的颜色和光泽。金属镁铝铁铜颜色银白色银白色银白色紫红色光泽金属光泽金属光泽金属光泽金属光泽（2）通过相互刻画，比较铜片与铝片、铜片与黄铜片（或白铜片）的硬度。实验内容铜片和铝片相互刻画铜片和黄铜片（或白铜片）相互刻画实验现象铝片上有划痕铜片上有划痕实验结论铝片硬度＜铜片硬度铜片硬度＜黄铜片（或白铜片）硬度请你设计并进行实验，证明金属具有导电性（或导热性、或延展性）。验证的性质实验内容验证的性质实验内容验证的性质实验内容导电性将铜丝接入电路导热性对铁丝的一头加热，过一会儿触摸另一头延展性对锌粒进行锤打2．金属的化学性质（1）铜片在空气中加热。实验操作实验现象化学方程式用坩埚钳夹取一块铜片，放在酒精灯火焰上加热铜片表面变黑2Cu+O2∆2CuO金属与酸的反应。实验内容实验现象化学方程式镁条＋稀盐酸快速产生气泡，放热，镁条很快溶解Mg+2HCl==MgCl2+H2↑铝片＋稀盐酸产生气泡，铝片逐渐溶解2Al＋6HCl==2AlCl3＋3H2↑锌粒＋稀盐酸产生气泡，铝片逐渐溶解Zn＋2HCl==ZnCl2＋H2↑铁片＋稀盐酸缓慢产生气泡，铁片逐渐溶解，溶液逐渐变为浅绿色Fe+2HCl==FeCl2+H2↑铜片＋稀盐酸无明显现象（3）请你设计并进行实验，比较铁、铜、银的金属活动性。方案选择的试剂实验操作现象和结论=1\*ROMANI铜片、硫酸亚铁溶液和硝酸银溶液①将铜片浸入硫酸亚铁溶液中现象：无明显现象结论：金属活动性_Fe_>_Cu_②将铜片浸入硝酸银溶液中现象：铜片表面有银白色固体析出结论：金属活动性_Cu_>_Ag_=2\*ROMANII铁片、铜片、硫酸铜溶液和硝酸银溶液①将铁片浸入硫酸铜溶液中现象：铁片表面有红色固体析出结论：金属活动性_Fe_>_Cu_②将铜片浸入硝酸银溶液中现象：铜片表面有银白色固体析出结论：金属活动性_Cu_>_Ag_最终结论：金属活动性Fe>Cu>Ag1.金属的主要物理性质（1）金属的一些物理性质和用途用途举例制首饰作导线制烧水壶制金属丝、金属箔制别针利用的物理性质有金属光泽导电性导热性延展性能够弯曲（2）金属的物理特性=1\*GB3①颜色：铁、铝等大多数金属呈银白色，但铜呈红色，金呈黄色。=2\*GB3②状态：在常温下，铁、铝等大多数金属是固体，但汞是液体。金属的化学性质（1）金属与氧气的反应金属反应事实反应的化学方程式镁常温下就能与氧气反应2Mg+O2=2MgO铝4Al+3O2=2Al2O3铁常温下几乎不与氧气反应，但在高温时能与氧气反应3Fe+2O2eq\o\ac(\s\up7(点燃),\o(===,====))Fe3O4铜2Cu+O2eq\o\ac(\s\up6(△),\o(==,===))2CuO金即使在高温时也不与氧气反应（“真金不怕火炼”）（2）金属与酸的反应根据反应时是否有氢气产生，将金属分为两类。能与盐酸、稀硫酸反应放出氢气的金属有镁、锌、铁，其中反应的剧烈程度从高到低的顺序是镁、锌、铁，不能与盐酸、稀硫酸反应放出氢气的金属有铜。【注意】①活泼金属能与盐酸、稀硫酸反应放出氢气。金属与酸反应越剧烈，其金属活动性越强。②铁与盐酸、稀硫酸反应，生成的是二价铁（亚铁）的化合物FeCl2、FeSO4，而不是三价铁的化合物。③含有Fe2＋的溶液呈浅绿色。

3.金属活动性顺序通过大量的实验探究，归纳和总结出常见金属在溶液中的活动性顺序（填写名称）：化学式：KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAgPtAu名称：钾钙钠镁铝锌铁锡铅氢铜汞银铂金。4.金属活动性顺序的应用（1）判断金属活动性的强弱：金属的位置越靠前，它的活动性就越强。（前强后弱）（2）判断金属与酸的置换反应能否发生：位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢。（氢前换氢）。（3）判断金属与其他金属化合物溶液的置换反应能否发生：位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来。（强置换弱）。【注意】①初中阶段，金属与酸反应，所用的酸是盐酸或稀硫酸，不考虑使用浓硫酸和硝酸（与金属的反应复杂）。②金属与酸或其他金属化合物溶液的反应一般不选择K、Ca、Na等金属，因为它们能与水反应。5.验证“三种金属的活动性顺序”时试剂的选择一般采用“取中”原则，简记为“两金夹一液”或“两液夹一金”。具体方法为：①先排出金属活动性顺序；②选取两边的金属和中间金属的化合物溶液，即“两金夹一液”（或选取中间的金属和两边金属的化合物溶液，即“两液夹一金”）。【注意】如三种金属中有两种金属位于氢前面，还可采用“三金一酸”的方法（选取三种金属和盐酸或稀硫酸）。【典例1】（24-25九年级上·吉林松原·阶段练习）金属材料在生产生活中使用很广泛。下列用途利用了金属导电性的是A．铁制铁锅 B．金制项链 C．铝制易拉罐 D．铜制导线【答案】D【解析】A、铁用于制作铁锅，是利用了金属的导热性，不符合题意；B、金制作项链，是因为金比较稀有，且有金属光泽，不符合题意；C、铝制饮料罐是利用了金属具有良好的延展性，不符合题意；D、铜制导线是利用了金属具有良好的导电性，符合题意；故选D。【典例2】（24-25九年级上·河北沧州·阶段练习）我国古代炼丹家魏伯阳所著的《周易参同契》是世界上现存最早的一部炼丹专著。书中描写道：“金入于猛火，色不夺精光。”这句话是指金的性质在强热条件下A．容易燃烧 B．比较活泼 C．容易氧化 D．非常稳定【答案】D【解析】“金入于猛火，色不夺精光”，是指在强热条件下，黄金颜色没有发生变化，说明黄金在强热条件下性质非常稳定，在强热条件下不容易与其他物质发生化学反应。故选：D。【典例3】（24-25九年级上·湖南长沙·期末）下列物质中不能由金属和稀酸直接反应制得的物质是A．FeSO4 B．MgCl2 C．CuSO4 D．FeCl3【答案】CD【解析】A、铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，不符合题意；B、镁和稀盐酸反应生成氯化镁和氢气，不符合题意；C、在金属活动性顺序里，铜排在氢后，铜和稀硫酸不反应，故硫酸铜不能由金属和稀酸直接反应制得，符合题意；D、铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，不能得到氯化铁，符合题意。故选CD。【典例4】（24-25九年级上·湖南长沙·期末）金属活动性顺序在工农业生产和科学研究中具有重要应用。为证明铁、铜、银三种金属的活动性强弱，下列实验方案能达到目的的是A．将两根铜丝分别放入氯化亚铁溶液、硝酸银溶液中B．将铜丝、银丝分别放入硫酸亚铁溶液中C．将铁丝、铜丝、银丝分别伸入稀盐酸中D．分别测试三种金属的导电性【答案】A【解析】A、将两根铜丝分别放入氯化亚铁溶液、硝酸银溶液中，铜能置换出硝酸银中的银，不能置换出氯化亚铁中的铁，说明铁＞铜＞银，实验方案能达到目的；B、将铜丝、银丝分别放入硫酸亚铁溶液中，铜和银都不能置换出氯化亚铁中的铁，说明铜和银都没有铁活泼，但无法比较铜和银的活动顺序，实验方案不能达到目的；C、将铁丝、铜丝、银丝分别伸入稀盐酸中，铁能与稀盐酸反应，有气泡产生，铜和银都不与稀盐酸反应，无现象，说明铁排在氢前，铜和银都排在氢后，说明铜和银都没有铁活泼，但无法比较铜和银的活动顺序，实验方案不能达到目的；D、金属的导电性强弱与活动性强弱无关，实验方案不能达到目的；故选A。1．（24-25九年级上·重庆·阶段练习）下列化学方程式书写正确的是A．Mg+O2MgO2 B．2HgO2Hg+O2↑C．Al+2HCl=AlCl2+H2↑ D．3Fe+2AlCl3=2Al+3FeCl2【答案】B【解析】A、氧化镁化学式为MgO，正确化学方程式为：，故错误；B、化学式书写正确，条件正确，已配平，故正确；C、铝和盐酸反应产生AlCl3，化学方程式为，故错误；D、铝的活动性顺序比铁强，铁不能置换铝，故错误。故选B。2．（24-25九年级上·江苏镇江·阶段练习）金属R与Hg(NO3)2溶液反应：。下列说法不正确的是A．该反应为置换反应B．R可能是铝C．R的金属活动性比Hg强D．在金属活动性顺序表中，R不一定排在氢前面【答案】B【解析】A、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，说法正确；B、由可知，R的金属活动性比汞强；由R（NO3）2，硝酸根显﹣1价，则R元素的化合价为+2价，铝元素在化合物显+3价，R不可能是铝，说法错误；C、排在前面的金属能把排在后面的金属置换处理，由可知，R的金属活动性比汞强，说法正确；D、R的金属活动性比汞强，在金属活动性顺序表中，R不一定排在氢前面，如可能是铜，说法正确。故选B。3．不法分子常用“金光闪闪”的假元宝（铜锌合金）来蒙骗人们，下列鉴别方法错误的是A．加盐酸 B．测密度 C．用火烧 D．看颜色【答案】D【解析】A、铜锌合金中的锌能与稀盐酸反应放出氢气，有气泡产生，而黄金不能与稀盐酸反应，现象不同，可以鉴别，故选项错误；B、铜锌合金的密度与金的密度不同，用测密度的方法可以鉴别，故选项错误；C、铜锌合金中的铜和氧气会生成黑色的氧化铜，而金不会与氧气反应，现象不同，用火烧可以鉴别，故选项错误；D、假元宝和金均为金黄色固体，用看颜色的方法无法鉴别，故选项正确；故选：D。4．（24-25九年级上·河北唐山·阶段练习）室温时，利用压强传感器研究质量相同镁片和锌片分别与等浓度、等质量稀盐酸反应的实验如图甲，压强传感器测得装置内压强随时间的变化关系如图乙。下列说法正确的是A．根据压强变化推测两个反应都有热量放出B．反应结束后一定有剩余C．曲线②是与稀盐酸反应的压强变化曲线D．曲线①的压强上升比曲线②高，说明①产生总量更多【答案】A【解析】A、镁、锌均能与稀盐酸反应生成氢气，由图乙可知，随着反应的进行，曲线①②的压强都是先增大，后小幅下降，可推测两个反应都有热量放出，说法正确，符合题意；B、由图乙可知，曲线①②的最终压强相等，说明镁、锌与稀盐酸反应生成的氢气质量相等，根据化学方程式、，生成氢气质量相等时，消耗镁、锌的质量比为24:65，因此反应结束后镁片一定有剩余，而锌片不一定有剩余，说法错误，不符合题意；C、镁的金属活动性比锌强，则曲线①是与稀盐酸反应的压强变化曲线，说法错误，不符合题意；D、由图乙可知，曲线①②的最终压强相等，说明质量相同的镁片和锌片分别与等浓度、等质量稀盐酸反应生成的氢气质量相等，说法错误，不符合题意。故选：A。5．向等质量、等浓度的稀硫酸中分别加入足量的镁和铝，下列图像正确的是A． B．C． D．【答案】C【分析】由题意可知，金属足量，酸是等量，则产生的氢气一样多，镁的活动性大于铝，反应速率镁的快一些；由反应的化学方程式、可知，参加反应的铝的质量少些；【解析】A、由分析可知，镁的活动性强于铝，反应速率镁应大于铝，金属镁对应的曲线斜率应大于铝，故选项A错误；B、由分析可知，24份镁生成2份氢气，18份铝生成2份氢气，等量金属镁生成氢气小于铝，故选项B错误；C、由分析可知，反应金属质量相等是铝生成的氢气多，则溶液增重小，镁增重大，最终铝生成的氢气多于镁，则溶液质量小于镁，故选项C正确；D、由分析可知，根据反应的化学方程式、,可知等量金属反应率消耗的酸更多，则铝使酸减少的多，故选项D错误；故选：C。6．兴趣小组通过下列实验探究金属的性质。实验一：将硬铝片（铝合金）和铝片相互刻画，铝片表面出现划痕实验二：将锌粒放入过量稀硫酸中，持续产生气体，最终固体消失实验三：将铜丝放入硝酸银溶液中，一段时间后取出，溶液变成蓝色根据上述实验现象下列说法错误的是A．实验一说明硬铝的硬度比铝的大B．实验二所得的溶液中溶质为ZnSO4C．实验三

说明铜的活动性比银的强D．实验三反应后所得溶液的质量减小【答案】B【解析】A、实验一中，将硬铝片(铝合金)和铝片相互刻画，铝片表面出现划痕，说明硬铝的硬度大，故选项说法正确；B、实验二中，锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，持续产生气体，最终固体消失，说明稀硫酸过量，故所得溶液中的溶质为硫酸锌和硫酸，故选项说法错误；C、将铜丝放入硝酸银溶液中，一段时间后取出，溶液变成蓝色，说明铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银，说明铜的活动性比银的强，故选项说法正确；D、根据铜和硝酸银反应生成银和硝酸铜，反应的化学方程式为：，质量关系可知，每64份的铜可以置换出216份的银，因此固体的质量增加，溶液的质量减小，故选项说法正确。故选：B。7．（24-25九年级上·河南商丘·阶段练习）铁、锌、铜、铝等金属与我们的日常生活密不可分，请根据所学知识回答：(1)铝块能制成铝箔，是利用了铝的。(2)铁、锌、铜三种金属，其中不能与稀硫酸发生反应的是，请写出能和稀硫酸反应的一个化学方程式。(3)下列试剂验证铝、铁、铜这三种金属的活动性顺序，能达到目的的是______（填字母序号）。A．硫酸铝溶液、铁片、铜片B．硫酸亚铁溶液、铝片、铜片C．硫酸铜溶液、铝片、铁片【答案】(1)延展性(2)铜Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑/Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑(3)B【解析】（1）金属铝具有良好的延展性，所以铝块能制成铝箔；（2）铜的金属活动顺序排在氢后，不能与稀硫酸反应；铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，方程式为：；锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气，方程式为：；（3）A.铁和铜都不与硫酸铝溶液反应，说明铁和铜都排在铝的后面，但是不能说明铁和铜的顺序，故A错误；B.铝能与硫酸亚铁反应，说明铝在铁的前面，铜不与硫酸亚铁反应，说明铁在铜的前面，能证明铝、铁、铜的顺序，故B正确；C.铝和铁都能与硫酸铜溶液反应，说明铝和铁在铜的前面，但是不能说明铝和铁的顺序，故C错误；故选：B。8．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)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(3)下列生活用品利用金属良好导热性的是（填序号）。A．镀铬水龙头 B．铸铁暖气片 C．包糖果的铝箔(4)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。【答案】(1)不同(2)B(3)B(4)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）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、钨的价格较高，导电性比铜、铝差，且通电容易发热，不适合制作电缆，不符合题意；故选B；（3）A、镀铬水龙头是利用铬金属的硬度大，不符合题意；B、铸铁暖气片是利用铸铁的导热性，符合题意；C、包糖果的铝箔是利用铝的延展性，不符合题意；故选：B；（4）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2Al+Fe2O32Fe+Al2O3。9．某化工厂从含铜废料中回收铜以节约成本，部分实验流程如图所示。（提示：含铜废料中，除铜外其余物质不与氧气或稀硫酸反应且不溶于水）。下列关于该流程的分析，错误的是A．“灼烧”的主要目的是将Cu转化为CuOB．“酸浸”过程中发生的反应为置换反应C．操作Ⅰ得到的溶液中含有的阳离子是D．向固体物质Y中加入足量稀硫酸，充分反应后过滤、洗涤、干燥得到铜【答案】B【解析】A、“灼烧”将Cu转化为CuO，利用CuO与稀硫酸反应可将CuO转化为可溶性的，过滤，从而达到了将Cu与不溶物分离的目的，A选项正确；B、“酸浸”过程中，CuO与反应生成和，发生的反应为复分解反应，B选项错误；C、操作Ⅰ得到的滤液中溶质是和，含有的阳离子是，C选项正确；D、向固体物质Y中加入稀硫酸至固体不再溶解，铁与稀硫酸反应转化为可溶性的硫酸亚铁，过滤，加水2~3次洗涤滤渣，干燥，得到纯净的铜，D选项正确。故选：B。10．取一定量的Mg放入Cu(NO3)2和AgNO3的混合溶液中充分反应后过滤，得到固体和滤液。下列说法中正确的个数有①固体中只有Ag时，滤液一定呈蓝色

②固体中有Cu和Ag时，滤液一定呈无色③固体中一定有Ag，滤液中可能有AgNO3④固体中可能有Cu，滤液中一定有Mg(NO3)2⑤滤液中最少有一种溶质，最多可能有三种溶质A．1个 B．2个 C．3个 D．4个【答案】D【分析】三种金属的活动性顺序为：Mg＞Cu＞Ag，向含硝酸银、硝酸铜的混合溶液加入一定量Mg，Mg先与硝酸银反应生成硝酸镁和银单质，后与硝酸铜反应生成硝酸镁和铜单质。根据镁的量，可分为五种情况：Ⅰ、镁不足，只与部分硝酸银反应，此时滤液的溶质有硝酸镁、硝酸银、硝酸铜，固体有银，滤液颜色为蓝色；Ⅱ、镁刚好与硝酸银完全反应，此时滤液的溶质有硝酸镁、硝酸铜，固体有银，滤液颜色为蓝色；Ⅲ、镁与部分硝酸铜反应，此时滤液的溶质有硝酸镁、硝酸铜，固体有银、铜，滤液颜色为蓝色；Ⅳ、镁刚好与硝酸铜完全反应，此时滤液的溶质只有硝酸镁，固体有银、铜，滤液颜色为无色；Ⅴ、镁过量，此时滤液的溶质只有硝酸镁，固体有银、铜、镁，滤液颜色为无色。【解析】①固体中只有Ag时，属于情况Ⅰ，滤液一定呈蓝色，①正确；②固体中有Cu和Ag时，属于情况Ⅲ或Ⅳ，滤液可能为蓝色，也可能为无色，②错误；③固体中一定有Ag，情况Ⅰ时，滤液中有AgNO3，③正确；④情况Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ时，固体中有Cu，而滤液中一定有Mg(NO3)2，④正确；⑤滤液中最