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专题03 金属及其矿物质
目录
考点聚焦：复习要点+知识网络，有的放矢
重点速记：知识点和关键点梳理，查漏补缺 题型归纳：归纳常考热点题型，高效解题
难点强化：难点内容标注与讲解，能力提升
学以致用：真题感知+提升专练，全面突破
复习要点聚焦
1.金属和合金。
2.金属的化学性质。
3.金属活动顺序表。
4.置换反应。
5.金属的冶炼。
6.金属资源的保护。
知识网络聚焦
一、金属材料
（一）金属材料及性质
1.金属材料的种类
金属材料
2.金属材料的发展
（1）青铜器(商代)→铁器(春秋战国)→铝(100多年前)→钛和钛合金(21世纪重要的金属材料)。
（2）目前世界上年产量居前三位的金属依次是铁 (填名称)铝、铜。
3.金属的物理性质
（1）共性:常温下,大多数都是固体,有金属光泽,具有优良的导电性、延展性和导热性。
（2）特性:
①多数金属呈银白色,而铜呈紫红色,金呈黄色。
②常温下,多数金属是固体,而汞是液体。
4.金属的使用
（1）主要因素:物质的性质。
（2）其他因素:价格、资源、是否美观、使用是否便利以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。
（二）合金
1.概念
在金属中加热熔合某些金属或非金属,制得的具有金属特征的混合物。
2.优良性能
（1）机械加工与抗腐蚀性能更好。
（2）比组成它们的纯金属强度和硬度更大,熔点更低。
3.几种重要的合金
（1）生铁和钢。
生铁和钢都是铁的合金,它们的含碳量不同,前者为2%~4.3,后者为0.03%~2%。
（2）钛合金。
钛和钛合金具有熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、与人体具有很好的“相容性”等特点,且有优良的
抗腐蚀性能。
【点拨】
1.合金中一定有金属存在,但不一定都是金属与金属熔合而成,还有可能是金属与非金属,例如:生铁、钢就是铁的合金,其中含有碳元素。
2.合金中各成分是均匀熔合在一起的,在金属表面镀上一层其他金属,不属于合金。
3.合金的各种成分均以单质形式存在。
二、金属的化学性质
1．与氧气反应
反应条件 金属 现象 化学方程式
常温 镁 打磨过的镁带在空气中表面逐渐变暗;在空气中点燃剧烈燃烧,发出耀眼的白光，生成白色固体 点燃时: 2Mg+O22MgO
铝 打磨过的铝在空气中表面会逐渐变暗,生成一层致密的氧化膜 常温下：4Al+3O2=2Al2O3
点燃或加热 铁 在氧气中点燃,剧烈燃烧，火星四射,放出大量的热，生成黑色固体 在氧气中点燃: 3Fe+2O2Fe3O4
铜 在空气中加热表面变为黑色 在空气中加热: 2Cu+O22CuO
高温 金 在空气中加热不变色
2．与稀盐酸、稀硫酸反应
金属 现象 反应的化学方程式
稀盐酸 稀硫酸
镁 反应剧烈，产生大量气泡 Mg+2HCl=MgCl2+H2↑ Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑
锌 反应比较剧烈，产生少量气泡 Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑ Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
铁 反应缓慢，有少量气泡产生，溶液由无色变为浅绿色 Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
3.金属与某些盐反应
实验 铁钉+硫酸铜溶液 铝丝+硫酸铜溶液 铜丝+硝酸银溶液
现象 铁表面有红色固体产生，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色。 铝表面有红色固体产生， 溶液由蓝色逐渐变为无色。 铜表面有银白色固体产生， 溶液由无色逐渐变为蓝色。
化学方程式 Fe+CuSO4 =Cu+FeSO4 2Al+3CuSO4 =Al2(SO4)3 +3Cu Cu+2AgNO3 =2Ag+Cu(NO3)2
活动性比较 铁>铜 铝＞铜 铜＞银
【点拨】
单质铁与稀盐酸和稀硫酸反应，均生成亚铁盐。
三、置换反应
1．定义：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是置换反应。
2. 表达式：A+BC→B+AC
四、金属活动顺序及其应用
1．金属活动顺序：
2.金属活动性顺序表的意义
①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；
②在金属活动性顺序里，位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢；
③在金属活动性顺序里，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。
3.金属活动性顺序的应用
（1）判断金属与盐溶液能否反应。
①在金属活动性顺序表中，排在前面的金属能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来。
②盐是可溶性盐。
③除去排在最前面K、Ca、Na。
（2）判断金属与酸能否反应。
①在金属活动性顺序表中，该金属必须排在氢的前面。
②“酸”一般指的是稀盐酸、稀硫酸。
（3）根据金属活动性的相对强弱，可为除杂选择合适的试剂。
如Cu中混有少量的Fe，欲除去少量的Fe，可选择加入足量的硫酸铜溶液充分反应，Fe和硫酸铜溶液反应生成了Cu和硫酸亚铁，再过滤即可。
（4）根据金属活动性顺序判断金属与盐溶液反应后滤渣、滤液的成分。
一种金属和几种盐溶液混合时，最不活泼的金属最先被置换出来，然后再依次按照活动性由弱到强的先后顺序被置换出来。
（5）根据金属活动性顺序判断金属与酸反应的快慢（反应速率）或根据反应速率判断金属的活动性顺序。一般金属越活泼，在同等条件下，与某一酸反应的速率越快。
五、金属的冶炼
1.金属在自然界的存在
金属矿石名称 赤铁矿 磁铁矿 菱铁矿 铝土矿 黄铜矿 辉铜矿
主要成分 Fe2O3 Fe3O4 FeCO3 Al2O3 CuFeS2 Cu2S
2.铁的冶炼
（1）一氧化碳还原氧化铁实验。
①实验原理：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。
②实验装置：
③实验步骤：
a.检查装置气密性；
b.转入药品并固定装置；
c.通入CO并点燃酒精灯；
d.排尽装置内的空气后，点燃酒精喷灯给氧化铁加热；
e.当玻璃管内的红棕色粉末变为黑色时，停止加热；
f.等装置冷却后，停止通CO，熄灭酒精灯。
④实验现象：
红棕色粉末逐渐变为黑色；澄清石灰水变浑浊；尾气燃烧时产生蓝色火焰。
⑤有关的化学方程式：
硬质玻璃管中：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。
试管中：Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O。
尾气处理：2CO+O22CO2。
（2）工业炼铁。
①炼铁的原理：
在高温下，一氧化碳还原铁的氧化物（氧化铁、四氧化三铁）。
②原料及作用：
a.铁矿石：提供原料。
b.焦炭：燃烧提供热量、产生还原剂一氧化碳。
c.石灰石：可将矿石中二氧化硅转变为炉渣。
③设备：高炉。
六、金属资源的保护
1.铁制品锈蚀的条件的探究
实验装置
现象 铁钉生锈 铁钉不生锈 铁钉不生锈
现象分析 铁钉同时和氧气（或空气）、水接触 铁钉只和水接触 铁钉只和氧气（或空气）接触
结论 铁钉生锈的条件：同时和氧气（或空气）、水接触
（1）铁制品生锈主要是铁与空气中的氧气、水蒸气等物质发生了化学反应。
（2）铁锈的主要成分是Fe2O3·nH2O，颜色为红色。铁锈的结构疏松，不能阻止里层的铁继续与氧气、水的反应，铁制品会完全被腐蚀。
【规律小结】
（1）铁制品一般温度越高，锈蚀的速度越快。
（2）在酸、盐存在的环境中，铁制品的锈蚀会加快。
2.防止铁制品锈蚀的原理和方法
（1）防止铁制品锈蚀的原理。
破坏铁锈蚀的条件即可防止铁制品锈蚀，即防止铁制品与氧气或水接触。
（2）防止铁制品锈蚀的方法。
①保持铁制品表面干燥和洁净。
②在铁制品表面覆盖一层保护膜，如在铁制品表面刷漆、涂油等。
③在铁制品表面镀上其他金属，如镀锌、镀铬等。
④将铁制品制成合金，如不锈钢。
⑤通过化学方法使铁制品表面形成致密的氧化膜，如“烤蓝”等。
3.金属资源的保护
（1）必要性。
①金属矿物的储量有限，且不可再生；
②废旧金属的随意丢弃不仅浪费资源还污染环境。
（2）有效途径。
①防止金属腐蚀；
②回收利用废旧金属；
③合理有效地开采矿物；
④寻找金属的代用品等。
题型一 金属与合金
典例1
（2022·山东青岛中考真题）《天工开物》是我国古代科技发展的智慧结晶。书中记载：“每金七厘造方寸金一千片”，体现了黄金具有的物理性质是
A．磁性 B．延展性 C．导电性 D．导热性
【答案】B
【解析】每金七厘造方寸金一千片，是在描述黄金可以被压制成薄片，说明黄金具有良好的延展性；
故选B。
典例2
（2022·山东威海中考真题）物尽其用——金属之“铝”
社会发展离不开金属，生产生活中铁、铝及其合金制品随处可见。
（1）铝制易拉罐（如图1）
某品牌碳酸饮料的易拉罐是由铝合金制成的，内壁附着一层有机薄膜。该铝合金中铝的含量约为97%，还含有镁、锰、铁、铟（In）等。
①将易拉罐剪成条状，打磨后与纯铝片相互刻画，发现纯铝片表面有划痕，说明 _____。
②请你推测组成有机薄膜的物质具有的性质：_____、_____（写两条即可）。
③“是否应该停止使用铝制易拉罐”是当前的一个社会性科学议题。有同学认为应该停止使用铝制易拉罐，理由可能 _____（写一条即可）；也有同学支持继续使用铝制易拉罐，请你结合铝的性质阐述理由 _____、_____（写两条即可）。
④生活垃圾要分类投放，可与废弃易拉罐作为同一类投放的是 _____（填字母序号）。
A．废旧电池
B．废弃口罩
C．厨余垃圾
D．废旧铁锅
（2）储氢材料
储氢材料的研发是氢能源技术的关键之一。金属铝可用作储氢材料，储氢后生成氢化铝（AlH3），其中氢元素的化合价为 _____；释氢原理为氢化铝与水反应释放氢气，同时生成氢氧化铝，其反应的化学方程式为 _____。
（3）制备铝
工业上常用电解氧化铝的方法制备金属铝，反应的化学方程式为 _____。
（4）铝合金中的铟（In）
如图2为铝、铟的原子结构示意图。某同学推测金属铟与铝的化学性质相似，理由是 _____。实验证明，铟可以与稀盐酸反应，其反应的化学方程式为 _____。
【答案】（1）①合金的硬度比纯金属的大 ②无毒（合理即可） 耐腐蚀（合理即可） ③铝制易拉罐提炼会产生污染（合理即可） 不易破（合理即可） 携带方便（合理即可） D
（2） -1 AlH3+3H2O=3H2↑+Al(OH)3
（3） 2Al2O34Al+3O2↑
（4） 原子的最外层电子数相同 2In+6HCl＝2InCl3+3H2↑
【解析】（1）①易拉罐是由铝合金制成的，将易拉罐剪成条状，打磨后与纯铝片相互刻画，发现纯铝片表面有划痕，说明合金的硬度比组成它的纯金属硬度更大；
②某品牌碳酸饮料的易拉罐是由铝合金制成的，内壁附着一层有机薄膜，由此可推测组成有机薄膜的物质无毒、耐腐蚀、不能与酸反应等；
③有同学认为应该停止使用铝制易拉罐，理由可能是铝制易拉罐提炼会产生污染；铝是一种低毒金属元素，它并非人体需要的微量元素，不会导致急性中毒，但食品中含有的铝超过国家标准就会对人体造成危害。也有同学支持继续使用铝制易拉罐，可能是因为其具有重量轻，体积小，不易破碎，便于携带等优点；
④废弃易拉罐含有金属，属于可回收垃圾，故可与废旧铁锅作为同一类投放。
故选D；
（2）氢化铝中铝元素显+3价，根据化合物中正负化合价的代数和为0可知，氢元素的化合价为-1；
氢化铝与水反应释放氢气，同时生成氢氧化铝，反应的化学方程式为：AlH3+3H2O=3H2↑+Al(OH)3。
（3）氧化铝在通电的条件下反应生成铝和氧气，反应的化学方程式为：2Al2O34Al+3O2。
（4）最外层电子数决定元素的化学性质，由图2可知铝、铟的原子最外层电子数都是3，所以可推测金属铟与铝的化学性质相似；铟与稀盐酸反应生成氯化铟和氢气，反应的化学方程式为：2In+6HCl＝2InCl3+3H2↑。
题型二 金属的化学性质
典例3
下列物质在一定条件下能与氧气反应，且生成物为黑色固体的一组是
①Mg ②Al ③Fe ④Au ⑤Cu
A．①和③
B．只有③
C．③④⑤
D．③和⑤
【答案】D
【解析】所给五种物质中仅有Au不易与氧气发生反应，而能与氧气发生反应的其他四种物质中仅有铁和铜与氧气反应可以得到黑色固体产物，氧化镁、氧化铝为白色固体。
典例4
（2022年湖南怀化中考真题）现有质量相等的X、Y、Z三种金属，分别放入三份溶质质量分数相等的足量稀硫酸中，X不发生反应，Y、Z在生成物中均显+2价，Y、Z反应生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示，则下列说法正确的是
A．X、Y、Z的金属活动性顺序为Y>Z>X
B．相对原子质量：Y>Z
C．完全反应生成氢气的质量：YD．Y与H2SO4反应的化学方程式为Y+H2SO4＝YSO4+H2↑
【答案】D
【解析】A. 排在氢前面的金属可以和酸反应生成氢气；活动性越强的金属与酸反应越剧烈，即反应放出氢气的速度越快；X不发生反应，则X活动性最弱；由图可知，Z反应速率最快，则Z最活泼，X、Y、Z的金属活动性顺序为Z> Y >X，错误；
B. 一定量金属与足量酸完全反应时，产生氢气质量=×金属质量；Y、Z在生成物中均显+2价，且Y生成氢气质量大，则相对原子质量：YC. 由图可知，完全反应生成氢气的质量：Y>Z，错误；
D. Y、Z在生成物中均显+2价，则Y与H2SO4反应的化学方程式为Y+H2SO4＝YSO4+H2↑，正确；
故选D。
典例5
向硝酸银和硝酸铜的混合溶液中加入一定量的锌粉，充分反应后过滤，得到滤渣甲和滤液乙。下列说法错误的是
A．滤渣甲中一定含银，滤液乙中一定含硝酸锌
B．若滤液乙为无色，则滤液乙中只含一种溶质
C．若向滤液乙中再加锌粉，有红色固体出现，则滤渣甲的组成有两种可能
D．若滤渣甲中加入稀盐酸，无气泡产生，则滤液乙中溶质有两种可能
【答案】D
【分析】由于金属活动性顺序：锌>铜>银，则向硝酸银和硝酸铜的混合溶液中加入一定量的锌粉，锌先与硝酸银反应生成银和硝酸锌，后与硝酸铜反应生成铜和硝酸锌。
【解析】A、结合分析可知，由于不确定锌的量，则滤渣中一定含有银，滤液中一定含有硝酸锌，该选项说法正确；
B、若滤液乙为无色，则说明其中不含硝酸铜，则滤液中只含硝酸锌，该选项说法正确；
C、若向滤液乙中再加锌粉，有红色固体出现，而铜为紫红色固体，则说明溶液中还含有硝酸铜，则滤渣中一定含有银，可能含有铜，一定不含锌，即滤渣甲的组成有两种可能，该选项说法正确；
D、若滤渣甲中加入稀盐酸，无气泡产生，而锌、铜、银三种金属中，只有锌能与盐酸反应，则说明滤渣中没有锌，则若锌恰好和硝酸银、硝酸铜反应，滤液中只含有硝酸锌，锌与硝酸银、部分硝酸铜反应，则滤液中含有硝酸锌、硝酸铜，锌只与硝酸银反应，滤液中含有硝酸锌、硝酸铜、硝酸银，有三种可能，该选项说法不正确。故选D。
题型三 金属活动顺序及应用
典例6
现有质量和形状均相同的X、Y、Z三种金属，将X、Y分别放入CuSO4溶液中，只有Y的表面产生红色固体；又将Y、Z分别放入等浓度的稀盐酸中，后者产生气泡比前者快。由此判断，几种金属的活动性顺序为
A．Z＞Y＞Cu＞X B．Z＞Cu＞Y＞X C．Y＞Z＞X＞Cu D．Y＞Z＞Cu＞X
【答案】A
【解析】将X、Y分别放入CuSO4溶液中，只有Y的表面产生红色固体，说明Y能与硫酸铜反应，Y比铜活泼，X与硫酸铜不反应，说明铜比X活泼；又将Y、Z分别放入等浓度的稀盐酸中，后者产生气泡比前者快，说明在金属活动性顺序里，Y、Z排在氢前，且Z比Y活泼，故几种金属的活动性顺序为：Z＞Y＞Cu＞X。故选A。
典例7
为验证Fe、Cu、Ag三种金属活动性顺序，现提供Fe、Cu、Ag、稀硫酸、FeSO4溶液、CuSO4溶液、AgNO3溶液等七种试剂，相关说法正确的是
A．AgNO3溶液是不可或缺的试剂
B．据现有试剂最多可以设计两种实验方案
C．为达成实验目的，最少要选择三种试剂
D．只提供Fe、Cu、稀硫酸、FeSO4溶液即可实现实验目的
【答案】C
【解析】A、如果选择Fe、CuSO4溶液、Ag，铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，有红色固体析出，说明铁比铜活泼，银与硫酸铜不反应，无明显现象，说明铜比银活泼，即可得出三种金属的活动性顺序，故不一定需要硝酸银溶液，不符合题意；
B、选择Fe、CuSO4溶液、Ag；FeSO4溶液、Cu、AgNO3溶液；Fe、Cu、稀硫酸、AgNO3溶液均可以得出三种金属的活动性顺序，故据现有试剂可以设计的实验方案大于两种，不符合题意；
C、为了验证三种金属的活动性顺序，Fe、CuSO4溶液、Ag；FeSO4溶液、Cu、AgNO3溶液是所需试剂最少的两组实验组，即为达成实验目的，最少要选择三种试剂，符合题意；
D、铁能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，产生气泡，铜和稀硫酸不反应，无明显现象，说明在金属活动性顺序里，铁排在氢前，铜排在氢后，说明铁比铜活泼，铜与硫酸亚铁不反应，无明显现象，说明铁比铜活泼，无法验证铜、银的金属活动性顺序，不符合题意。
故选C。
题型四 置换反应
典例8
下列化学反应（反应条件已省略）不属于置换反应的是
A．2KI+ Cl2=I2+2KCl
B．Fe + CuSO4=FeSO4+ Cu
C．CO+CuOCu+CO2
D．Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑
【答案】C
【解析】A、Cl2和I2属于单质，KI和KCl属于化合物，该反应属于置换反应，此选项不符合题意；
B、Fe和Cu属于单质，CuSO4和FeSO4属于化合物，该反应属于置换反应，此选项不符合题意；
C、CuO和CO都属于化合物，该反应不属于置换反应，此选项符合题意；
D、Zn和H2属于单质，H2SO4和ZnSO4属于化合物，该反应属于置换反应，此选项不符合题意。
故选C。
典例9
下列化合物可以通过金属与对应的酸发生置换反应获得的是
A．CuCl2 B．FeCl3 C．AgNO3 D．Al2(SO4) 3
【答案】D。
【解析】A、铜的金属活动性在氢后，所以不能与稀盐酸反应生成CuCl2，故错误；
B、铁的金属活动性在氢前，所以能与稀盐酸发生置换反应生成氯化亚铁，而非FeCl3，故错误；
C、银的金属活动性在氢后，所以不能与稀盐酸发生置换反应生成AgCl，故错误；
D、铝的金属活动性在氢前，所以能与稀硫酸发生置换反应生成Al2(SO4) 3，故正确。
故选：D。
题型五 金属的冶炼
典例10
我国有着悠久的钢铁冶炼史，《天工开物》中记载的“炒钢法”如图1，该方法的生产过程可用图2表示。
资料：①潮泥灰主要成分是石灰石。②铁的熔点是1535℃。
根据图文回答下列问题。
（1）常见的铁矿石有赤铁矿和_____________(写一种)。
（2）不断鼓入空气的目的是__________________________。
（3）炼铁炉中生成铁的化学方程式为__________________________。
（4）撒入潮泥灰主要作用是______。不断翻炒液态生铁，是为了降低______元素的含量。
（5）钢的性能优良，如钢的熔点比纯铁_____，易于加工。
【答案】（1）磁铁矿（或菱铁矿）
（2）提高炉温
（3） 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 (或4CO+Fe3O43Fe+4CO2)
（4）除杂 碳（或C）
（5）低
【解析】（1）常见的铁矿石有赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿；
（2）不断鼓入空气的目的是为燃烧提供充足的氧气，使燃烧更加充分，为反应提供更高的温度；
（3）赤铁矿的主要成分为氧化铁，磁铁矿的主要成分为四氧化三铁，氧化铁与一氧化碳在高温下反应生成铁与二氧化碳，化学反应方程式为3CO+Fe2O32Fe+3CO2；四氧化三铁与一氧化碳在高温下反应生成铁与二氧化碳，化学反应方程式为4CO+Fe3O43Fe+4CO
（4）潮泥灰的主要成分是碳酸钙，碳酸钙在炼铁过程中的主要作用是吸收反应中产生的杂质，产生炉渣，故撒入潮泥灰达到除杂的目的；铁的熔点是1535℃，则液态的生铁为温度很高，不断翻炒液态生铁，是为了让生铁中的碳与氧气接触燃烧，以达到降低碳元素含量的目的；
（5）钢是铁与碳等物质形成的合金，合金的熔点比其中组成中的纯金属熔点低，故钢的熔点比纯铁熔点低。题型六 金属资源的保护
典例11
对铁生锈与燃烧条件的实验探究如图所示。下列说法正确的是
A．对比①②可探究：接触氧气是否为铁生锈的条件之一
B．对比②③可探究：接触水是否为铁生锈的条件之一
C．对比①④可探究：温度达到着火点是否为铁燃烧的条件之一
D．对比③④可探究：接触氧气是否为铁燃烧的条件之一
【答案】C
【解析】A.对比①②发现变量为水，所以可探究：接触水是否为铁生锈的条件之一，选项错误。
B.无法对比②③，因为有多个变量：水、氧气和二氧化碳，选项错误。
C.对比①④发现变量为温度是否达到着火点，所以可探究：温度达到着火点是否为铁燃烧的条件之一，正确。
D.无法对比③④，因为有多个变量：二氧化碳和氧气，是否加热，选项错误。
故选：C。
强化点一 金属活动性与图像
类型一：等量的金属与足量的稀盐酸反应（m-t图）
1. 反应特点：
金属消耗完，酸过量。
2.图像
3.分析
横坐标是时间，金属活动性越强，金属与酸反应的越快，开始时曲线越陡。酸足量，金属完全反应，“化合价/相对原子质量”的得数越大，产生氢气越多。
类型二：等量的稀盐酸与足量的金属反应（m-t图）
1. 反应特点：
酸消耗完，金属过量。
2.图像
3.分析
横坐标是时间，金属活动性越强，金属与酸反应的越快，曲线越陡，越先将酸消耗完。由于金属足量，酸一定，最终生成氢气的质量相等。
强化点二 金属与混合盐溶液的反应
方法一：定量分析法
如将铁粉加入硝酸铜和硝酸银的混合溶液中。
第一步：将题目中涉及的金属，按照金属的活动性由强到弱的顺序排列：如Fe、Cu、Ag。
第二步：根据金属活动性由弱到强依次加入盐溶液中的金属，其顺序为Ag、Cu、Fe。
第三步：根据加入金属的量分析，如下表：
情况 反应情况 滤液 滤渣
①加入极少量的Fe 部分AgNO3反应 Fe2＋、Cu2＋、Ag＋ Ag
②加入少量的Fe AgNO3恰好反应 Fe2＋、Cu2＋ Ag
③加入较少量的Fe 部分Cu(NO3)2反应 Fe2＋、Cu2＋ Cu、Ag
④加入适量的Fe Cu(NO3)2恰好反应 Fe2＋ Cu、Ag
⑤加入过量的Fe 反应完 Fe2＋ Fe、Cu、Ag
方法二：优先法
判断反应发生的先后顺序的依据：远距离先置换，即金属活动性相差越大(或位置距离越远)，反应优先发生。
1. 将铁粉加入一定量的硝酸铜和硝酸银的混合溶液中
先：Fe＋2AgNO3=Fe(NO3)2＋2Ag
后：Fe＋Cu(NO3)2=Fe(NO3)2＋Cu
反应情况 滤液成分 滤渣成分
① Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3 Ag
② Fe(NO3)2、Cu(NO3)2 Ag
③ Fe(NO3)2、Cu(NO3)2 Ag、Cu
④ Fe(NO3)2 Ag、Cu
⑤ Fe(NO3)2 Ag、Cu、Fe
2. 将硝酸银溶液加入一定量铁和铜的混合物中
先：Fe＋2AgNO3 =Fe(NO3)2＋2Ag
后：Cu＋2AgNO3 =Cu(NO3)2＋2Ag
反应情况 滤液成分 滤渣成分
① Fe(NO3)2 Fe、Cu、Ag
② Fe(NO3)2 Cu、Ag
③ Fe(NO3)2、Cu(NO3)2 Cu、Ag
④ Fe(NO3)2、Cu(NO3)2 Ag
⑤ Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3 Ag
真题感知
1．（2023年山东潍坊中考真题）向两个盛有相同质量铝粉和铁粉的烧杯中，分别滴加相同浓度的稀硫酸，产生氢气的质量与加入稀硫酸的质量关系如图所示。下列说法正确的是
A. a点时，两个烧杯中的酸都恰好完全反应
B. b点时，两个烧杯中产生氢气的质量相同
C. c点时，两个烧杯中都有金属剩余
D. 右侧曲线不能反映铁和铝的金属活动性强弱
【答案】CD
【解析】A、由图可知，a点时，Al与稀硫酸恰好完全反应，盛铁的烧杯中的酸有剩余，故选项说法错误；
B、由图可知，b点时，两个烧杯中消耗硫酸不相等，产生氢气的质量不相同，故选项说法错误；
C、由图可知，c点之后，两个烧杯都能继续产生氢气，则c点时，两个烧杯中都有金属剩余，故选项说法正确；
D、由图可知，该曲线是氢气与酸的曲线，不是氢气与时间的曲线，故右侧曲线不能反映反应的速率，不能反映铁和铝的金属活动性强弱，故选项说法正确。
故选CD。
2．（2023年内蒙古呼和浩特中考真题】兴趣小组为探究Zn、Fe、Cu三种金属的活动性，进行如图所示探究实验。
下列有关实验的说法不正确的是
A. 甲试管中观察到的现象是Fe表面产生气泡，溶液由无色变为浅绿色
B. 通过乙试管的实验可以比较Zn与Fe的金属活动性强弱
C. 若a是Zn，b是CuSO4溶液，即可实现实验目的
D. 若a是Fe，b是CuSO4溶液，则无需甲试管的实验也能实现实验目的
【答案】C
【解析】A、甲试管中铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，因此可观察到Fe表面产生气泡，溶液由无色变为浅绿色，故选项说法正确；
B、实验中乙试管中无明显现象，说明锌的活动性比铁强，故选项说法正确；
C、丙试管中，若a是Zn，b是CuSO4溶液，实验中锌能置换出铜，说明锌的活动性比铜强，结合乙试管中的实验现象可知，锌的活动性比铁强，但无法比较铁、铜的活动性，故选项说法不正确；
D、丙试管中，若a是Fe，b是CuSO4溶液，实验中铁能置换出铜，说明铁的活动性比铜强，结合乙试管中的实验现象可知，锌的活动性比铁强，能得出Zn、Fe、Cu三种金属的活动性：Zn＞Fe＞Cu，故选项说法正确。
故选C。
3．（2023·辽宁锦州中考真题）向AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量铁粉，充分反应后，过滤。下列说法正确的是
A．若滤渣中没有Cu，滤液中一定含有AgNO3
B．若滤渣中有Cu，滤液中一定没有AgNO3和Cu(NO3)2
C．若滤渣中没有Fe，滤液中一定含有Fe(NO3)2，可能含有AgNO3和Cu(NO3)2
D．若滤渣中有Fe，滤液中一定没有Cu(NO3)2和Fe(NO3)2
【答案】C
【解析】A、根据优先置换原理，当铁粉的质量很少时，铁粉首先置换银离子，铜离子不一定得到置换，故当铁粉恰好将银离子置换出来后，滤渣中没有Cu，滤液中不含有AgNO3，故A错误；
B、根据优先置换原理，当铁粉的质量很少时，铁粉首先置换银离子，铜离子不一定得到置换，若滤渣中有Cu，说明滤液中的AgNO3被反应完全，Cu(NO3)2可能反应完全，也可能剩一部分，故B错误；
C、滤渣中没有Fe时，铁粉被消耗完全，滤液中一定含有Fe(NO3)2，可能含有AgNO3和Cu(NO3)2，故C正确；
D、若滤渣中有Fe，说明AgNO3和Cu(NO3)2与铁粉完全反应，滤液中一定没有Cu(NO3)2和AgNO3，滤液中只含有Fe(NO3)2，故D错误。故选C。
4．（2022·江苏常州中考真题）钱老师设计了如图所示的数字化实验指导同学们对铜铁锈蚀进行探究。用铁粉和碳粉的均匀混合物模拟铁钉成分，用传感器测定试剂瓶内气体的相关数据。
可供选择的药品见表：
组别 药品
铁粉/g 碳粉/g 水/滴 食盐/g 其他
一 5.0 0.1 0 0 干燥剂
二 5.0 0.1 10 0 无
三 5.0 0.1 10 1.0 无
四 5.0 0.1 0 1.0 无
（1）铁在空气中锈蚀生成铁锈。铁锈的主要成分是______（填化学式）。
（2）在A、B两只试剂瓶中依次加入第一组和第二组药品进行实验。
①600s内A瓶中O2含量几乎不变，B瓶中不断减少。实验表明，铁在空气中锈蚀是铁和O2、_______发生了化学反应。
②将第二组药品中的水改为迅速冷却的沸水，且用量增多至足以完全浸没固体混合物。600s内B瓶中O2含量也略有减少，主要原因是________。
（3）为探究食盐对钢铁锈蚀速率的影响，应选择的药品组别是_______（填序号）。
（4）在两只试剂瓶中均加入第二组药品，分别改用温度和湿度传感器测得结果如图所示。瓶内湿度随时间增大（即水蒸气含量增大），根本原因是________。
（5）请提出一种防止钢铁生锈的方法：________。
【答案】（1）Fe2O3
（2）①H2O（或水） ②试剂瓶中的O2逐渐溶于冷却的沸水
（3）二和三
（4）铁的锈蚀反应有热量放出，瓶内温度上升
（5）在钢铁表面覆盖保护层、保持钢铁表面干燥（或制成不锈钢）
【解析】（1）铁锈的主要成分是氧化铁，化学式为Fe2O3。
（2）①A、B两只试剂瓶中依次加入第一组和第二组药品，两组中其他药品相同，变量是水，A中无水，B中有水，600s内A瓶中O2含量几乎不变，B瓶中不断减少。实验表明，铁在空气中锈蚀是铁和O2、水发生了化学反应，故填：H2O或水。
②氧气不易溶于水，但也有少量氧气溶解在水中。将第二组药品中的水改为迅速冷却的沸水，且用量增多至足以完全浸没固体混合物。600s内B瓶中O2含量也略有减少，主要原因是试剂瓶中的O2逐渐溶于冷却的沸水中。
（3）为探究食盐对钢铁锈蚀速率的影响，即其他量相同，唯一的变量是食盐，应选择的药品组别是二和三。
（4）根据图像可知，瓶内温度和湿度均随时间增大，瓶内湿度随时间增大（即水蒸气含量增大）的根本原因是温度的升高，即铁的锈蚀反应有热量放出，瓶内温度上升。
（5）钢铁在潮湿的空气中易生锈，在钢铁表面覆盖保护层、保持钢铁表面干燥（或制成不锈钢）等方法均可防止钢铁生锈。
提升专练
1．下列自行车构件及配件所用的材料中，属于金属材料的是
A．塑料车筐 B．橡胶车胎 C．钢制车圈 D．棉布座套
【答案】C
【解析】A、塑料车筐用塑料制成，塑料属于合成材料；
B、橡胶车胎由橡胶制成，橡胶属于有机高分子材料；
C、钢制车圈由钢制成，钢是合金属于金属材料；
D、棉布座套由棉制成，棉属于天然材料。
故选C。
2．合金是由金属与其他物质熔合形成的“新型金属”。下列说法正确的是
A．合金属于纯净物 B．合金中只含金属元素
C．合金的硬度比其成分金属小 D．废旧合金需回收利用
【答案】D
【解析】A、由于合金是由金属与其他物质熔合形成的“新型金属”，所以合金属于混合物，A错误。
B、 合金是由一种金属跟其他金属(或非金属)熔合而成的具有金属特性的物质，所以合金中不一定只含金属元素，B错误。
C、合金的硬度一般比各成分金属的硬度要大，C错误。
D、为节约使用金属材料，加强环境保护，废旧合金需回收利用，D正确。
综上所述：选择D。
3．下列关于金属与氧气反应的说法正确的是
A．红热的铁丝在空气中能燃烧
B．各种金属在常温下都能与氧气反应
C．根据金属与氧气反应的难易程度，可以初步比较一些金属的活动性
D．在较高温度下能与氧气反应的金属，在常温下也能与氧气反应
【答案】C
【解析】A、红热的铁丝在空气中不能燃烧，只有在氧气中才会燃烧，故A说法错误；
B、不活泼的金属如金，在常温下不能与氧气反应，故B说法错误；
C、金属越活泼，越易与氧气反应，相反，金属越不活泼，越不易与氧气反应，因此可根据金属与氧气反应的难易程度，初步比较不同金属的活动性，故C说法正确；
D、在较高温度下铜能与氧气反应，但在常温下两者不发生反应，故D说法错误。
所以C选项是正确的。
4．现有、两种金属，如果把、分别放入稀盐酸中，溶解并产生氢气，不反应；如果把放入硝酸铜溶液中，无任何现象，则、、的金属活动性强弱顺序是
A. B. C. D.
【答案】
【解析】现有、两种金属，如果把、分别放入稀盐酸中，溶解并产生氢气，不反应，说明的位置排在氢的前面，的位置排在氢的后面，即；
如果把放入硝酸铜溶液中，无任何现象，说明的金属活动性比铜弱，即铜。
的位置排在氢的前面，则、、的金属活动性强弱顺序是。
故选：。
5．化学与生活息息相关。下列做法错误的是
A．刷油漆防止铁栏杆生锈 B．甲醛溶液浸泡食品延长保质期
C．加入洗涤剂的水洗去餐盘上的油污 D．灼烧闻气味鉴别合成纤维和棉纤维
【答案】B
【解析】A、刷油漆防止铁栏杆生锈，原理是隔绝了氧气和水，选项正确，不符合题意；
B、甲醛溶液浸泡食品延长保质期，会影响人体健康，选项错误，符合题意；
C、加入洗涤剂的水洗去餐盘上的油污，是利用了洗涤剂的乳化原理，选项正确，不符合题意；
D、灼烧闻气味鉴别合成纤维和棉纤维，是因为灼烧后气味不同，选项正确，不符合题意。
故选B。
6．人类从石器时代进入青铜器时代，继而进入铁器时代，都是以金属材料的使用作为标志的。下列说法正确的是
A. 铝制品在常温下有良好的抗腐蚀性
B. 纯铜比铜合金更适合用于制作耐磨齿轮
C. 铁锅清洗后未擦干的水可隔绝空气减缓锈蚀
D. 含铅、汞等重金属的废旧电池不可回收利用
【答案】A
【解析】A、铝的化学性质比较活泼，常温下，铝能与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步被氧化，故铝制品在常温下有良好的抗腐蚀性，符合题意；
B、合金比组成它的纯金属硬度大，耐腐性，故铜合金比纯铜更适合用于制作耐磨齿轮，不符合题意；
C、铁生锈的条件是铁与氧气和水接触，铁锅清洗后未擦干，会加速铁的锈蚀，不符合题意；
D、含铅、汞等重金属的废旧电池不能随意丢弃，否则会污染水源和土壤，应回收利用，节约金属资源，不符合题意。
7．下列反应中，属于置换反应的是
A．CaCO3+CO2+H2O＝Ca(HCO3)2 B．CuCl2Cu+Cl2↑
C．3CO+Fe2O32Fe+3CO2 D．Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu
【答案】D
【解析】A、根据化学方程式，该反应是多种物质反应生成另一种物质属于化合反应，不符合题意；
B、根据化学方程式，该反应是一种物质反应生成多种物质，该反应是分解反应，不符合题意；
C、根据化学方程式，该反应是两种化合物反应生成一种单质和一种化合物，不属于基本反应类型，不符合题意；
D、根据化学方程式，该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和化合物，属于置换反应，符合题意；故选：D。
8．如图所示，将两枚光亮的铁钉分别用细线吊置于甲、乙中，并使部分铁钉露出液面。放置一段时间，出现了锈蚀。下列说法不正确的是
A．甲、乙中，气体含氧气的体积分数不相等
B．甲中，铁钉在植物油内的部分没有锈蚀
C．乙中，铁钉在水面下的部分锈蚀最严重
D．丙中，导管内上升一段水柱
【答案】C
【解析】A、甲中，水面上用植物油封住，阻止了氧气溶于水，只有植物油上部分锈蚀，而乙中铁钉水上水下都锈蚀，消耗更多的氧气，所以气体含氧气的体积分数不相等，故A说法正确；
B、甲中，水面上用植物油封住，阻止了氧气溶于水，铁钉在植物油内的部分因为没有接触到氧气而没有锈蚀，故B说法正确；
C、乙中，铁钉锈蚀最严重是水面接触处，因为此处铁钉与氧气和水接触最充分，故C说法错误；
D、因为乙中铁钉锈蚀消耗了氧气，使装置内的压强减小，产生了压强差，在大气压的作用下，将丙烧杯中水部分压入导管中，故D说法正确。
故选C。
9．将铁片放入下列四种物质的溶液中，溶液质量增加的是
A．AgNO3 B．H2SO4 C．CuSO4 D．ZnSO4
【答案】B
【解析】A、铁与硝酸银溶液能反应，由反应的化学方程式：Fe+2AgNO3═Fe（NO3）2+2Ag可知，每56份质量的Fe反应生成216份质量银，所以溶液质量减少，故A不符合题意；
B、铁与稀硫酸能反应，由反应的化学方程式：Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑可知，每56份质量Fe反应会生成2份质量的氢气，溶液增加（56﹣2）＝54份质量，所以溶液质量增加，故B符合题意；
C、铁与硫酸铜能反应，由反应的化学方程式：Fe+CuSO4═FeSO4+Cu可知，每56份质量Fe反应会生成64份质量的Cu，所以溶液质量会减小，故C不符合题意；
D、铁的位置排在锌的后面，铁与硫酸锌溶液不发生反应，则溶液的质量不变，故D不符合题意。
10．联合钢铁工业的基本生产流程示图如图，下列说法错误的是
A．在炼铁过程中，焦炭可以用来提供反应所需的能量
B．炼铁的原理是利用焦炭将赤铁矿中的铁还原出来
C．生铁炼成钢坯后，碳的含量降低
D．钢坯和纯铁相比，硬度变大，抗腐蚀性增强
【答案】B
【解析】A、在炼铁过程中，焦炭可以与空气中的氧气燃烧生成二氧化碳，同时发出热量，用来提供反应所需的能量，选项正确；
B、炼铁的原理是利用焦炭反应生成的一氧化碳将赤铁矿中的铁还原出来，选项错误；
C、生铁中的含碳量高于钢中的含碳量，所以生铁炼成钢坯后，碳的含量降低，选项正确；
D、钢坯是一种铁合金，合金的硬度、耐腐蚀性强于纯金属，所以钢坯和纯铁相比，硬度变大，抗腐蚀性增强，选项正确。
故选：B。
11．如图是对CO还原氧化铁的实验装置进行的改进。，下列说法错误的是
A．实验过程中一氧化碳可以现制现用
B．实验开始前应先点燃酒精灯，过一段时间后再点燃酒精喷灯
C．实验过程中可以看到玻璃管内红色粉末变成黑色，澄清石灰水变浑浊
D．甲酸发生的反应属于分解反应，氧化铁和一氧化碳发生的是置换反应
【答案】D
【解析】A、由于甲酸在分液漏斗中，可控制甲酸的加入量，所以实验过程中一氧化碳可以现制现用，A正确。
B、实验开始前应先点燃酒精灯，产生的一氧化碳通入玻璃管，排尽玻璃管内空气，过一段时间后再点燃酒精喷灯，避免玻璃管内发生爆炸，B正确。
C、一氧化碳与氧化铁高温下反应生成铁和二氧化碳，生成的铁是黑色的，所以实验过程中可以看到玻璃管内红色粉末变成黑色，澄清石灰水变浑浊，C正确。
D、甲酸发生的反应属于分解反应，氧化铁和一氧化碳发生的反应由于反应物中没有单质，不是置换反应，所以为非基本反应类型，D错误。
综上所述：选择D。
12．在5.6g铁粉中，先逐滴加入一定量的Cu(NO3)2溶液，充分反应后再逐滴加入AgNO3溶液，剩余固体质量与所加溶液总质量的关系如图所示，下列说法正确的个数有
①所加溶液质量为M1g时，生成Cu的质量为m1g
②b﹣c段发生的是Cu和AgNO3溶液的反应
③向C点对应的固体中加稀盐酸，有气泡产生
④m3的值为21.6
⑤e点溶液中不含Cu(NO3)2
A．1个 B．2个 C．3个 D．4个
【答案】A
【分析】在5.6g的铁粉逐滴加入溶液，则铁与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，ab段为铁与硝酸铜反应，根据图像分析，加入硝酸银后反应出现两个拐点，则是硝酸银和铁、铜反应，所以b点铁有剩余，b点固体为铁和铜，溶液中溶质为硝酸亚铁而无硝酸铜。充分反应后再逐滴加入溶液，铁先与硝酸银反应生成银和硝酸亚铁，铁完全反应后，铜再与硝酸银反应生成银和硝酸铜，所以bc段是铁与硝酸银反应，cd段是铜与硝酸银反应，c点是铁完全反应后对应的点，所以滴加稀盐酸不会有气泡产生，因为铁完全反应，铜与银和稀盐酸不反应，最后由于加入硝酸银过量，所以此时有生成的硝酸亚铁、硝酸铜以及剩余的硝酸银。
【解析】①中所加溶液质量为M1时，m1g为生成的铜质量与剩余铁的质量和，所以生成的铜的质量不等于m1g，故错误；
②根据上面分析，bc段是铁与硝酸银反应，cd段是铜与硝酸银反应，故错误；
③根据上面分析，c点是铁与硝酸银刚好完全反应，铁无剩余，故滴加稀盐酸不会有气泡产生，故错误；
④5.6g的铁先与硝酸铜反应生成铜，铜再与硝酸银反应生成银的质量，与5.6g铁直接与硝酸银反应生成银的质量相等，根据图像，m3即为最终生成银的质量。
解得m3=21.6g，故正确；
⑤根据上面分析，bc是铁和硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，cd段是铜与硝酸银反应生成银和硝酸铜，所以e点溶质有硝酸亚铁、硝酸铜和剩余的硝酸银，故错误；
故选A。
13．某实验小组对24g含Fe2O3杂质的Fe3O4样品进行成分测定。将生成的CO2气体用装置B完全吸收后，装置B增重18.26g(实验操作均正确)。下列说法正确的是（ ）
A．实验中看到的现象是固体由黑色逐渐变为红棕色 B．通入的 CO 质量为 11.62g
C．样品中铁元素的质量分数约为 72.3% D．C 装置的作用是进行尾气处理
【答案】C
【解析】A、一氧化碳具有还原性，能与Fe2O3、Fe3O4反应生成铁和二氧化碳，实验中看到的现象是固体由红棕色逐渐变为黑色，故选项说法错误；
B、根据图示可知，B装置中的试剂是碱石灰，碱石灰能吸收反应生成的二氧化碳。装置B增重18.26g，说明反应过程中生成二氧化碳质量为18.26g。根据化学方程式3CO+Fe2O32Fe+3CO2、4CO+Fe3O43Fe+4CO2可知：每1个CO分子能生成1个CO2分子。设生成18.26g二氧化碳需要一氧化碳质量为x。
CO~~CO2
28 44
x 18.26g
＝
x=11.62g。
由于在实验中为了防止爆炸，在点燃酒精灯前先通入一氧化碳，防止反应后生成铁被氧化，熄灯后仍需继续通入一氧化碳，所以在实验中通入一氧化碳质量大于11.62g，故选项说法错误；
C、根据化学方程式3CO+Fe2O32Fe+3CO2、4CO+Fe3O43Fe+4CO2可知，每生成的1个二氧化碳分子中氧原子有1个来自铁的氧化物，所以24g样品中氧元素的质量=18.26g××100%＝6.64g，样品中铁元素的质量分数=×100%≈72.3%，故选项说法正确；
D、C装置中的试剂是碱石灰，碱石灰不能吸收一氧化碳，不能用作尾气处理。碱石灰的作用是吸收空气中二氧化碳和水蒸气，防止进入B中，影响实验结果，故选项说法错误。
故选：C。
14．金属及其制品是现代生活中不可缺少的材料和工具。请用所学化学知识回答下列问题：
（1）我国神舟十三号载人飞船用的是砷化镓太阳能电池。镓在元素周期表中的信息和原子结构示意图如图所示：
镓原子核内质子数为_______，镓原子在化学反应中所形成的镓离子的符号为_______。
（2）“天问一号”探测器应用了世界上目前最轻的金属结构材料—新型镁锂合金，该合金具有减震、消噪和抗电磁干扰性能。关于该材料，下列说法不正确的是 (填字母序号)。
A．该材料硬度很小
B．该材料对电磁波有屏弊作用
C．该材料可有效的降低卫星发射时的噪音
（3）某同学在探究金属与盐溶液反应的实验时，向铝粉和锌粉的混合物中加入一定质量的Mg(NO3)2和AgNO3混合溶液，充分反应后，过滤，可得到滤渣和滤液。则反应后滤液的质量比反应前混合溶液的质量_______(填“增大”或“减小”)：若滤渣中含有三种金属，则此时滤液中的溶质是_______(填化学式)。
【答案】（1）31 Ga3+
（2）A
（3）减小 Mg(NO3)2和Al(NO3)3
【解析】（1）根据元素周期表的一格可知，元素周期表一格的左上角为原子序数，中间为元素名称，右上角为元素符号，最下面为元素的相对原子质量。原子序数=质子数=核外电子数=核电荷数=31；质子数=各层电子数之和，即31=2+8+18+x ，解得x =3，最外层电子数为3小于4，在化学反应中容易失去3个电子，所形成的镓离子带三个单位的正电荷，镓离子表示为Ga3+；
（2）A、合金的硬度大于其组成中纯金属的硬度，故说法错误；
B、该合金具有抗电磁干扰性能，对电磁波有屏弊作用，故说法正确；
C、该合金具有消噪性能，可有效的降低卫星发射时的噪音，故说法正确；
故选：A；
（3）根据金属活动性顺序Mg>Al>Zn>Ag ，向铝粉和锌粉的混合物中加入一定质量的Mg(NO3)2和AgNO3混合溶液，Mg(NO3)2不参与反应，铝先与硝酸银反应生成硝酸铝和银，待铝完全反应后，锌再与硝酸银反应生成硝酸锌和银，根据化学方程式可知，Al+3AgNO3＝Al(NO3)3+3Ag，27份质量的铝与硝酸银反应生成324份质量的银，固体质量增加，溶液质量减少，根据化学方程式可知，Zn+2AgNO3＝Zn(NO3)2+2Ag，65份质量的锌与硝酸银反应生成216分质量的银，固体质量增加，溶液质量减少，故充分反应后溶液质量减小；
若滤渣中含有三种金属，则三种金属分别是银、锌和铝，说明硝酸银量不足，只有铝与硝酸银反应，锌未参加反应，则此时滤液中的溶质是硝酸镁与硝酸铝，化学式为：Mg(NO3)2和Al(NO3)3。
15．金属材料在生产、生活中有广泛的应用。请依据所学知识完成下列问题：
（1）下列物质中属于金属材料的有______。
A．象牙 B．黄金 C．丝织品 D．青铜 E．人造骨
（2）“每金七厘造方寸金一千片”体现了黄金具有良好的______。
（3）防止自行车链条生锈的措施是______。
（4）奖牌材料选择合金，是利用了合金的______性质。
A．硬度大 B．耐磨性好 C．抗腐蚀性强 D．色泽美观
（5）①小舟同学准备在实验室用如图所示装置模拟工业炼铁。
A 中反应的化学方程式为______。
②某同学实验完成后，发现过量的澄清石灰水增重 4.4g，则该同学通入装置的 CO 气体质量______2.8g（填“大于”“等于”“小于”）。
③某同学认为也可以将上图 B 中澄清石灰水及尾部酒精灯装置换成下图装置，下列装置中你认为最为合理的是______。
【答案】（1）BDE
（2）延展性
（3）擦防锈油
（4）BCD
（5）①3CO+Fe2O32Fe+3CO2 ②大于 ③丙
【解析】（1）A、象牙不属于金属材料，故A不正确；
B、黄金是金属，属于金属材料，故B正确；
C、丝织品不属于金属材料，故C不正确；
D、青铜是合金，属于金属材料，故D正确；
E、人造骨是钛合金，属于金属材料，故E正确。
故选BDE。
（2）“每金七厘造方寸金一千片”说明金可以被压成片，体现了黄金具有良好的延展性。
（3）铁生锈是铁、水和氧气共同作用的结果，擦防锈油可以隔绝氧气和水，则防止自行车链条生锈的措施是擦防锈油。
（4）奖牌材料选择合金，是利用了合金的耐磨性好、抗腐蚀性强、色泽美观，故选BCD。
（5）A 中反应为一氧化碳和氧化铁高温生成铁和二氧化碳，则反应的化学方程式为3CO+Fe2O32Fe+3CO2。
②过量的澄清石灰水，说明二氧化碳能被完全吸收，澄清石灰水增重全部来自二氧化碳。
设参加反应的一氧化碳的质量为x。
3CO+Fe2O32Fe+3CO2
84 132
x 4.4g
＝
x=2.8g
为防止发生爆炸，反应前需要通入一会儿一氧化碳，则发现过量的澄清石灰水增重 4.4g，则该同学通入装置的 CO 气体质量大于2.8g。
③澄清石灰水吸收二氧化碳，还要将一氧化碳收集，甲装置可以吸收二氧化碳，但是不能收集一氧化碳，乙装置可以吸收少量的二氧化碳，不能收集一氧化碳，丙装置吸收二氧化碳，还可以将一氧化碳收集，故最为合理的是丙。
16．实验活动课，老师为大家演示兴趣实验，振荡留有小孔的盒子，将里面的黑色粉末均匀地酒在酒精灯火焰的上方，观察到火星四射的灿烂烟花，老师揭秘黑色粉末是食品包装袋中的脱氧剂，为此兴趣小组展开了对该脱氧剂成分及原理的探究。
实验活动一：探究脱氧剂中黑色粉末的成分。
【作出猜想】黑色粉末含有铁粉和碳粉中的一种或两种。
【实验探究】小组同学设计实验方案并完成如下实验：
实验步骤 实验现象 实验结论
①取黑色粉末放入烧杯中，加入稀盐酸。 ______，溶液变为浅绿色，有黑色不溶物。 黑色粉末中含有铁粉，反应的化学方程式为______。
②将①中黑色不溶物滤出，洗涤、干燥后，放在石棉网上灼烧，上方放一蘸有澄清石灰水的玻璃片。 ______。 黑色粉末中含有碳粉。
【查阅资料】实验所用脱氧剂中还含有氯化钠。
实验活动二：探究脱氧剂中氯化钠的作用。
【实验探究】小组同学用控制变量法按下图装置进行实验：
一段时间后观察到烧杯内左侧导管液面______右侧导管液面（填“高于”或“低于”）。
【表达交流】脱氧剂利用铁生锈的原理延长食品保质期，其中碳粉具有______性，可以促进反应的发生，氯化钠可以加快铁生锈的反应速率。
实验活动三：探究溶液中溶质的成分。
【实验探究】小组同学用老师提供的完全变质的同种脱氧剂设计并完成如下实验：
实验步骤 实验现象 实验结论
①取适量完全变质的脱氧剂放入烧杯中，加入稀盐酸。 溶液由无色变为黄色，有黑色不溶物。 反应的化学方程式为______。
②取①中过滤后的滤液，向其中滴加少量氢氧化钠溶液。 无明显现象。 滤液中溶质的成分为______。
【反思评价】脱氧剂包装上应注明的注意事项是______（请写出一条）。
【答案】实验活动一：
【实验探究】①有气泡生成 Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑ ②澄清石灰水变浑浊
实验活动二：
【实验探究】高于
【表达交流】吸附
实验活动三：
【实验探究】①Fe2O3+6HCl＝2FeCl3+3H2O NaCl、FeCl3、HCl
【反思评价】不可食用（答不可微波等合理即可）
【解析】实验活动一：
【实验探究】实验步骤①：由于溶液变为浅绿色，可知黑色粉末含有铁粉，浅绿色溶液是铁与稀盐酸反应生成的氯化亚铁，同时生成氢气，现象为有气泡产生；化学方程式为Fe+2HCl=FeCl2+H2↑。
实验步骤②：结论中说明黑色粉末中含有碳粉，则将其放在石棉网上灼烧，上方放一蘸有澄清石灰水的玻璃片，碳会反应生成二氧化碳，二氧化碳会与澄清石灰水的主要成分氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀，故看到的现象为澄清石灰水变浑浊。
实验活动二：
【实验探究】由于蘸有食盐水的细铁丝比蘸有水的细铁丝生锈速度更快，故相同时间内左侧锥形瓶中氧气被消耗更多，则一段时间后观察到烧杯内左侧导管液面高于右侧导管液面。
【表达交流】脱氧剂利用铁生锈的原理延长食品保质期，其中碳粉具有吸附性，可以促进反应的发生，氯化钠可以加快铁生锈的反应速率。
实验活动三：
【实验探究】实验步骤①：由题意可知，完全变质的脱氧剂中含有铁锈，则向其中加入稀盐酸，铁锈与稀盐酸反应生成氯化铁和水，生成的氯化铁溶液为黄色，符合题意，故化学方程式为Fe2O3+6HCl＝2FeCl3+3H2O。
实验步骤②： 取①中过滤后的滤液，向其中滴加少量氢氧化钠溶液后无明显现象，说明步骤①中盐酸过量，盐酸先与氢氧化钠发生反应，导致①中生成的氯化铁不与氢氧化钠反应生成氢氧化铁红褐色沉淀，故此时滤液中溶质的成分为①中过量的盐酸，①中生成的氯化铁，以及可以加快铁生锈的反应速率氯化钠，答案为NaCl、FeCl3、HCl。
【反思评价】
脱氧剂包装上应注明的注意事项是不可食用（答不可微波等合理即可）。
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专题03 金属及其矿物质
目录
考点聚焦：复习要点+知识网络，有的放矢
重点速记：知识点和关键点梳理，查漏补缺 题型归纳：归纳常考热点题型，高效解题
难点强化：难点内容标注与讲解，能力提升
学以致用：真题感知+提升专练，全面突破
复习要点聚焦
1.金属和合金。
2.金属的化学性质。
3.金属活动顺序表。
4.置换反应。
5.金属的冶炼。
6.金属资源的保护。
知识网络聚焦
一、金属材料
（一）金属材料及性质
1.金属材料的种类
金属材料
2.金属材料的发展
（1）青铜器(商代)→铁器(春秋战国)→铝(100多年前)→钛和钛合金(21世纪重要的金属材料)。
（2）目前世界上年产量居前三位的金属依次是铁 (填名称)铝、铜。
3.金属的物理性质
（1）共性:常温下,大多数都是固体,有金属光泽,具有优良的导电性、_____性和导热性。
（2）特性:
①多数金属呈银白色,而铜呈____色,金呈紫红色。
②常温下,多数金属是固体,而汞是液体。
4.金属的使用
（1）主要因素:物质的性质。
（2）其他因素:价格、资源、是否美观、使用是否便利以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。
（二）合金
1.概念
在金属中加热熔合某些金属或非金属,制得的具有金属特征的混合物。
2.优良性能
（1）机械加工与抗腐蚀性能更好。
（2）比组成它们的纯金属强度和硬度更大,熔点更低。
3.几种重要的合金
（1）生铁和钢。
生铁和钢都是铁的合金,它们的含碳量不同,前者为2%~4.3,后者为0.03%~2%。
（2）钛合金。
钛和钛合金具有熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、与人体具有很好的“相容性”等特点,且有优良的
抗腐蚀性能。
【点拨】
1.合金中一定有金属存在,但不一定都是金属与金属熔合而成,还有可能是金属与非金属,例如:生铁、钢就是铁的合金,其中含有碳元素。
2.合金中各成分是均匀熔合在一起的,在金属表面镀上一层其他金属,不属于合金。
3.合金的各种成分均以单质形式存在。
二、金属的化学性质
1．与氧气反应
反应条件 金属 现象 化学方程式
常温 镁 打磨过的镁带在空气中表面逐渐变暗;在空气中点燃剧烈燃烧,发出耀眼的白光，生成白色固体 点燃时: 2Mg+O22MgO
铝 打磨过的铝在空气中表面会逐渐变暗,生成一层致密的氧化膜 常温下：4Al+3O2=2Al2O3
点燃或加热 铁 在氧气中点燃,剧烈燃烧，火星四射,放出大量的热，生成黑色固体 在氧气中点燃: 3Fe+2O2Fe3O4
铜 在空气中加热表面变为黑色 在空气中加热: 2Cu+O22CuO
高温 金 在空气中加热不变色
2．与稀盐酸、稀硫酸反应
金属 现象 反应的化学方程式
稀盐酸 稀硫酸
镁 反应剧烈，产生大量气泡 Mg+2HCl=MgCl2+H2↑ Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑
锌 反应比较剧烈，产生少量气泡 Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑ Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
铁 反应缓慢，有少量气泡产生，溶液由无色变为浅绿色 Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
3. 金属与某些盐反应
实验 铁钉+硫酸铜溶液 铝丝+硫酸铜溶液 铜丝+硝酸银溶液
现象 铁表面有红色固体产生，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色。 铝表面有红色固体产生， 溶液由蓝色逐渐变为无色。 铜表面有银白色固体产生， 溶液由无色逐渐变为蓝色。
化学方程式 Fe+CuSO4 =Cu+FeSO4 2Al+3CuSO4 =Al2(SO4)3 +3Cu Cu+2AgNO3 =2Ag+Cu(NO3)2
活动性比较 铁>铜 铝＞铜 铜＞银
【点拨】
单质铁与稀盐酸和稀硫酸反应，均生成亚铁盐。
三、置换反应
1．定义：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是置换反应。
2. 表达式：A+BC→B+AC
四、金属活动顺序及其应用
1．金属活动顺序：
2. 金属活动性顺序表的意义
①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；
②在金属活动性顺序里，位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢；
③在金属活动性顺序里，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。
3. 金属活动性顺序的应用
（1）判断金属与盐溶液能否反。
①在金属活动性顺序表中，排在前面的金属能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来。
②盐是可溶性盐。
③除去排在最前面K、Ca、Na。
（2）判断金属与酸能否反应。
①在金属活动性顺序表中，该金属必须排在氢的前面。
②“酸”一般指的是稀盐酸、稀硫酸。
（3）根据金属活动性的相对强弱，可为除杂选择合适的试剂。
如Cu中混有少量的Fe，欲除去少量的Fe，可选择加入足量的硫酸铜溶液充分反应，Fe和硫酸铜溶液反应生成了Cu和硫酸亚铁，再过滤即可。
（4）根据金属活动性顺序判断金属与盐溶液反应后滤渣、滤液的成分。
一种金属和几种盐溶液混合时，最不活泼的金属最先被置换出来，然后再依次按照活动性由弱到强的先后顺序被置换出来。
（5）根据金属活动性顺序判断金属与酸反应的快慢（反应速率）或根据反应速率判断金属的活动性顺序。一般金属越活泼，在同等条件下，与某一酸反应的速率越快。
五、金属的冶炼
1.金属在自然界的存在
金属矿石名称 赤铁矿 磁铁矿 菱铁矿 铝土矿 黄铜矿 辉铜矿
主要成分 Fe2O3 Fe3O4 FeCO3 Al2O3 CuFeS2 Cu2S
2. 铁的冶炼
（1）一氧化碳还原氧化铁实验。
①实验原理：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。
②实验装置：
③实验步骤：
a.检查装置气密性；
b.转入药品并固定装置；
c.通入CO并点燃酒精灯；
d.排尽装置内的空气后，点燃酒精喷灯给氧化铁加热；
e.当玻璃管内的红棕色粉末变为黑色时，停止加热；
f.等装置冷却后，停止通CO，熄灭酒精灯。
④实验现象：
红棕色粉末逐渐变为黑色；澄清石灰水变浑浊；尾气燃烧时产生蓝色火焰。
⑤有关的化学方程式：
硬质玻璃管中：Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2。
试管中：Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O。
尾气处理：2CO+O22CO2。
（2）工业炼铁。
①炼铁的原理：
在高温下，一氧化碳还原铁的氧化物（氧化铁、四氧化三铁）。
②原料及作用：
a.铁矿石：提供原料。
b.焦炭：燃烧提供热量、产生还原剂一氧化碳。
c.石灰石：可将矿石中二氧化硅转变为炉渣。
③设备：高炉。
六、金属资源的保护
1.铁制品锈蚀的条件的探究
实验装置
现象 铁钉生锈 铁钉不生锈 铁钉不生锈
现象分析 铁钉同时和氧气（或空气）、水接触 铁钉只和水接触 铁钉只和氧气（或空气）接触
结论 铁钉生锈的条件：同时和氧气（或空气）、水接触
（1）铁制品生锈主要是铁与空气中的氧气、水蒸气等物质发生了化学反应。
（2）铁锈的主要成分是Fe2O3·nH2O，颜色为红色。铁锈的结构疏松，不能阻止里层的铁继续与氧气、水的反应，铁制品会完全被腐蚀。
【规律小结】
（1）铁制品一般温度越高，锈蚀的速度越快。
（2）在酸、盐存在的环境中，铁制品的锈蚀会加快。
2.防止铁制品锈蚀的原理和方法
（1）防止铁制品锈蚀的原理。
破坏铁锈蚀的条件即可防止铁制品锈蚀，即防止铁制品与氧气或水接触。
（2）防止铁制品锈蚀的方法。
①保持铁制品表面干燥和洁净。
②在铁制品表面覆盖一层保护膜，如在铁制品表面刷漆、涂油等。
③在铁制品表面镀上其他金属，如镀锌、镀铬等。
④将铁制品制成合金，如不锈钢。
⑤通过化学方法使铁制品表面形成致密的氧化膜，如“烤蓝”等。
3.金属资源的保护
（1）必要性。
①金属矿物的储量有限，且不可再生；
②废旧金属的随意丢弃不仅浪费资源还污染环境。
（2）有效途径。
①防止金属腐蚀；
②回收利用废旧金属；
③合理有效地开采矿物；
④寻找金属的代用品等。
题型一 金属与合金
典例1
（2022·山东青岛中考真题）《天工开物》是我国古代科技发展的智慧结晶。书中记载：“每金七厘造方寸金一千片”，体现了黄金具有的物理性质是
A．磁性 B．延展性 C．导电性 D．导热性
典例2
（2022·山东威海中考真题）物尽其用——金属之“铝”
社会发展离不开金属，生产生活中铁、铝及其合金制品随处可见。
（1）铝制易拉罐（如图1）
某品牌碳酸饮料的易拉罐是由铝合金制成的，内壁附着一层有机薄膜。该铝合金中铝的含量约为97%，还含有镁、锰、铁、铟（In）等。
①将易拉罐剪成条状，打磨后与纯铝片相互刻画，发现纯铝片表面有划痕，说明 _____。
②请你推测组成有机薄膜的物质具有的性质：_____、_____（写两条即可）。
③“是否应该停止使用铝制易拉罐”是当前的一个社会性科学议题。有同学认为应该停止使用铝制易拉罐，理由可能 _____（写一条即可）；也有同学支持继续使用铝制易拉罐，请你结合铝的性质阐述理由 _____、_____（写两条即可）。
④生活垃圾要分类投放，可与废弃易拉罐作为同一类投放的是 _____（填字母序号）。
A．废旧电池
B．废弃口罩
C．厨余垃圾
D．废旧铁锅
（2）储氢材料
储氢材料的研发是氢能源技术的关键之一。金属铝可用作储氢材料，储氢后生成氢化铝（AlH3），其中氢元素的化合价为 _____；释氢原理为氢化铝与水反应释放氢气，同时生成氢氧化铝，其反应的化学方程式为 _____。
（3）制备铝
工业上常用电解氧化铝的方法制备金属铝，反应的化学方程式为 _____。
（4）铝合金中的铟（In）
如图2为铝、铟的原子结构示意图。某同学推测金属铟与铝的化学性质相似，理由是 _____。实验证明，铟可以与稀盐酸反应，其反应的化学方程式为 _____。
题型二 金属的化学性质
典例3
下列物质在一定条件下能与氧气反应，且生成物为黑色固体的一组是
①Mg ②Al ③Fe ④Au ⑤Cu
A．①和③
B．只有③
C．③④⑤
D．③和⑤
典例4
（2022年湖南怀化中考真题）现有质量相等的X、Y、Z三种金属，分别放入三份溶质质量分数相等的足量稀硫酸中，X不发生反应，Y、Z在生成物中均显+2价，Y、Z反应生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示，则下列说法正确的是
A．X、Y、Z的金属活动性顺序为Y>Z>X
B．相对原子质量：Y>Z
C．完全反应生成氢气的质量：YD．Y与H2SO4反应的化学方程式为Y+H2SO4＝YSO4+H2↑
典例5
向硝酸银和硝酸铜的混合溶液中加入一定量的锌粉，充分反应后过滤，得到滤渣甲和滤液乙。下列说法错误的是
A．滤渣甲中一定含银，滤液乙中一定含硝酸锌
B．若滤液乙为无色，则滤液乙中只含一种溶质
C．若向滤液乙中再加锌粉，有红色固体出现，则滤渣甲的组成有两种可能
D．若滤渣甲中加入稀盐酸，无气泡产生，则滤液乙中溶质有两种可能
题型三 金属活动顺序及应用
典例6
现有质量和形状均相同的X、Y、Z三种金属，将X、Y分别放入CuSO4溶液中，只有Y的表面产生红色固体；又将Y、Z分别放入等浓度的稀盐酸中，后者产生气泡比前者快。由此判断，几种金属的活动性顺序为
A．Z＞Y＞Cu＞X B．Z＞Cu＞Y＞X C．Y＞Z＞X＞Cu D．Y＞Z＞Cu＞X
典例7
为验证Fe、Cu、Ag三种金属活动性顺序，现提供Fe、Cu、Ag、稀硫酸、FeSO4溶液、CuSO4溶液、AgNO3溶液等七种试剂，相关说法正确的是
A．AgNO3溶液是不可或缺的试剂
B．据现有试剂最多可以设计两种实验方案
C．为达成实验目的，最少要选择三种试剂
D．只提供Fe、Cu、稀硫酸、FeSO4溶液即可实现实验目的
题型四 置换反应
典例8
下列化学反应（反应条件已省略）不属于置换反应的是
A．2KI+ Cl2=I2+2KCl
B．Fe + CuSO4=FeSO4+ Cu
C．CO+CuOCu+CO2
D．Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑
典例9
下列化合物可以通过金属与对应的酸发生置换反应获得的是
A．CuCl2 B．FeCl3 C．AgNO3 D．Al2(SO4) 3
题型五 金属的冶炼
典例10
我国有着悠久的钢铁冶炼史，《天工开物》中记载的“炒钢法”如图1，该方法的生产过程可用图2表示。
资料：①潮泥灰主要成分是石灰石。②铁的熔点是1535℃。
根据图文回答下列问题。
（1）常见的铁矿石有赤铁矿和_____________(写一种)。
（2）不断鼓入空气的目的是__________________________。
（3）炼铁炉中生成铁的化学方程式为__________________________。
（4）撒入潮泥灰主要作用是______。不断翻炒液态生铁，是为了降低______元素的含量。
（5）钢的性能优良，如钢的熔点比纯铁_____，易于加工。
题型六 金属资源的保护
典例11
对铁生锈与燃烧条件的实验探究如图所示。下列说法正确的是
A．对比①②可探究：接触氧气是否为铁生锈的条件之一
B．对比②③可探究：接触水是否为铁生锈的条件之一
C．对比①④可探究：温度达到着火点是否为铁燃烧的条件之一
D．对比③④可探究：接触氧气是否为铁燃烧的条件之一
强化点一 金属活动性与图像
类型一：等量的金属与足量的稀盐酸反应（m-t图）
1. 反应特点：
金属消耗完，酸过量。
2.图像
3.分析
横坐标是时间，金属活动性越强，金属与酸反应的越快，开始时曲线越陡。酸足量，金属完全反应，“化合价/相对原子质量”的得数越大，产生氢气越多。
类型二：等量的稀盐酸与足量的金属反应（m-t图）
1. 反应特点：
酸消耗完，金属过量。
2.图像
3.分析
横坐标是时间，金属活动性越强，金属与酸反应的越快，曲线越陡，越先将酸消耗完。由于金属足量，酸一定，最终生成氢气的质量相等。
强化点二 金属与混合盐溶液的反应
方法一：定量分析法
如将铁粉加入硝酸铜和硝酸银的混合溶液中。
第一步：将题目中涉及的金属，按照金属的活动性由强到弱的顺序排列：如Fe、Cu、Ag。
第二步：根据金属活动性由弱到强依次加入盐溶液中的金属，其顺序为Ag、Cu、Fe。
第三步：根据加入金属的量分析，如下表：
情况 反应情况 滤液 滤渣
①加入极少量的Fe 部分AgNO3反应 Fe2＋、Cu2＋、Ag＋ Ag
②加入少量的Fe AgNO3恰好反应 Fe2＋、Cu2＋ Ag
③加入较少量的Fe 部分Cu(NO3)2反应 Fe2＋、Cu2＋ Cu、Ag
④加入适量的Fe Cu(NO3)2恰好反应 Fe2＋ Cu、Ag
⑤加入过量的Fe 反应完 Fe2＋ Fe、Cu、Ag
方法二：优先法
判断反应发生的先后顺序的依据：远距离先置换，即金属活动性相差越大(或位置距离越远)，反应优先发生。
1. 将铁粉加入一定量的硝酸铜和硝酸银的混合溶液中
先：Fe＋2AgNO3=Fe(NO3)2＋2Ag
后：Fe＋Cu(NO3)2=Fe(NO3)2＋Cu
反应情况 滤液成分 滤渣成分
① Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3 Ag
② Fe(NO3)2、Cu(NO3)2 Ag
③ Fe(NO3)2、Cu(NO3)2 Ag、Cu
④ Fe(NO3)2 Ag、Cu
⑤ Fe(NO3)2 Ag、Cu、Fe
2. 将硝酸银溶液加入一定量铁和铜的混合物中
先：Fe＋2AgNO3 =Fe(NO3)2＋2Ag
后：Cu＋2AgNO3 =Cu(NO3)2＋2Ag
反应情况 滤液成分 滤渣成分
① Fe(NO3)2 Fe、Cu、Ag
② Fe(NO3)2 Cu、Ag
③ Fe(NO3)2、Cu(NO3)2 Cu、Ag
④ Fe(NO3)2、Cu(NO3)2 Ag
⑤ Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3 Ag
真题感知
1．（2023年山东潍坊中考真题）向两个盛有相同质量铝粉和铁粉的烧杯中，分别滴加相同浓度的稀硫酸，产生氢气的质量与加入稀硫酸的质量关系如图所示。下列说法正确的是
A. a点时，两个烧杯中的酸都恰好完全反应
B. b点时，两个烧杯中产生氢气的质量相同
C. c点时，两个烧杯中都有金属剩余
D. 右侧曲线不能反映铁和铝的金属活动性强弱
2．（2023年内蒙古呼和浩特中考真题】兴趣小组为探究Zn、Fe、Cu三种金属的活动性，进行如图所示探究实验。
下列有关实验的说法不正确的是
A. 甲试管中观察到的现象是Fe表面产生气泡，溶液由无色变为浅绿色
B. 通过乙试管的实验可以比较Zn与Fe的金属活动性强弱
C. 若a是Zn，b是CuSO4溶液，即可实现实验目的
D. 若a是Fe，b是CuSO4溶液，则无需甲试管的实验也能实现实验目的
3．（2023·辽宁锦州中考真题）向AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量铁粉，充分反应后，过滤。下列说法正确的是
A．若滤渣中没有Cu，滤液中一定含有AgNO3
B．若滤渣中有Cu，滤液中一定没有AgNO3和Cu(NO3)2
C．若滤渣中没有Fe，滤液中一定含有Fe(NO3)2，可能含有AgNO3和Cu(NO3)2
D．若滤渣中有Fe，滤液中一定没有Cu(NO3)2和Fe(NO3)2
4．（2022·江苏常州中考真题）钱老师设计了如图所示的数字化实验指导同学们对铜铁锈蚀进行探究。用铁粉和碳粉的均匀混合物模拟铁钉成分，用传感器测定试剂瓶内气体的相关数据。
可供选择的药品见表：
组别 药品
铁粉/g 碳粉/g 水/滴 食盐/g 其他
一 5.0 0.1 0 0 干燥剂
二 5.0 0.1 10 0 无
三 5.0 0.1 10 1.0 无
四 5.0 0.1 0 1.0 无
（1）铁在空气中锈蚀生成铁锈。铁锈的主要成分是______（填化学式）。
（2）在A、B两只试剂瓶中依次加入第一组和第二组药品进行实验。
①600s内A瓶中O2含量几乎不变，B瓶中不断减少。实验表明，铁在空气中锈蚀是铁和O2、_______发生了化学反应。
②将第二组药品中的水改为迅速冷却的沸水，且用量增多至足以完全浸没固体混合物。600s内B瓶中O2含量也略有减少，主要原因是________。
（3）为探究食盐对钢铁锈蚀速率的影响，应选择的药品组别是_______（填序号）。
（4）在两只试剂瓶中均加入第二组药品，分别改用温度和湿度传感器测得结果如图所示。瓶内湿度随时间增大（即水蒸气含量增大），根本原因是________。
（5）请提出一种防止钢铁生锈的方法：________。
提升专练
1．下列自行车构件及配件所用的材料中，属于金属材料的是
A．塑料车筐 B．橡胶车胎 C．钢制车圈 D．棉布座套
2．合金是由金属与其他物质熔合形成的“新型金属”。下列说法正确的是
A．合金属于纯净物 B．合金中只含金属元素
C．合金的硬度比其成分金属小 D．废旧合金需回收利用
3．下列关于金属与氧气反应的说法正确的是
A．红热的铁丝在空气中能燃烧
B．各种金属在常温下都能与氧气反应
C．根据金属与氧气反应的难易程度，可以初步比较一些金属的活动性
D．在较高温度下能与氧气反应的金属，在常温下也能与氧气反应
4．现有、两种金属，如果把、分别放入稀盐酸中，溶解并产生氢气，不反应；如果把放入硝酸铜溶液中，无任何现象，则、、的金属活动性强弱顺序是
A. B. C. D.
5．化学与生活息息相关。下列做法错误的是
A．刷油漆防止铁栏杆生锈 B．甲醛溶液浸泡食品延长保质期
C．加入洗涤剂的水洗去餐盘上的油污 D．灼烧闻气味鉴别合成纤维和棉纤维
6．人类从石器时代进入青铜器时代，继而进入铁器时代，都是以金属材料的使用作为标志的。下列说法正确的是
A. 铝制品在常温下有良好的抗腐蚀性
B. 纯铜比铜合金更适合用于制作耐磨齿轮
C. 铁锅清洗后未擦干的水可隔绝空气减缓锈蚀
D. 含铅、汞等重金属的废旧电池不可回收利用
7．下列反应中，属于置换反应的是
A．CaCO3+CO2+H2O＝Ca(HCO3)2 B．CuCl2Cu+Cl2↑
C．3CO+Fe2O32Fe+3CO2 D．Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu
8．如图所示，将两枚光亮的铁钉分别用细线吊置于甲、乙中，并使部分铁钉露出液面。放置一段时间，出现了锈蚀。下列说法不正确的是
A．甲、乙中，气体含氧气的体积分数不相等
B．甲中，铁钉在植物油内的部分没有锈蚀
C．乙中，铁钉在水面下的部分锈蚀最严重
D．丙中，导管内上升一段水柱
9．将铁片放入下列四种物质的溶液中，溶液质量增加的是
A．AgNO3 B．H2SO4 C．CuSO4 D．ZnSO4
10．联合钢铁工业的基本生产流程示图如图，下列说法错误的是
A．在炼铁过程中，焦炭可以用来提供反应所需的能量
B．炼铁的原理是利用焦炭将赤铁矿中的铁还原出来
C．生铁炼成钢坯后，碳的含量降低
D．钢坯和纯铁相比，硬度变大，抗腐蚀性增强
11．如图是对CO还原氧化铁的实验装置进行的改进。，下列说法错误的是
A．实验过程中一氧化碳可以现制现用
B．实验开始前应先点燃酒精灯，过一段时间后再点燃酒精喷灯
C．实验过程中可以看到玻璃管内红色粉末变成黑色，澄清石灰水变浑浊
D．甲酸发生的反应属于分解反应，氧化铁和一氧化碳发生的是置换反应
12．在5.6g铁粉中，先逐滴加入一定量的Cu(NO3)2溶液，充分反应后再逐滴加入AgNO3溶液，剩余固体质量与所加溶液总质量的关系如图所示，下列说法正确的个数有
①所加溶液质量为M1g时，生成Cu的质量为m1g
②b﹣c段发生的是Cu和AgNO3溶液的反应
③向C点对应的固体中加稀盐酸，有气泡产生
④m3的值为21.6
⑤e点溶液中不含Cu(NO3)2
A．1个 B．2个 C．3个 D．4个
13．某实验小组对24g含Fe2O3杂质的Fe3O4样品进行成分测定。将生成的CO2气体用装置B完全吸收后，装置B增重18.26g(实验操作均正确)。下列说法正确的是（ ）
A．实验中看到的现象是固体由黑色逐渐变为红棕色 B．通入的 CO 质量为 11.62g
C．样品中铁元素的质量分数约为 72.3% D．C 装置的作用是进行尾气处理
14．金属及其制品是现代生活中不可缺少的材料和工具。请用所学化学知识回答下列问题：
（1）我国神舟十三号载人飞船用的是砷化镓太阳能电池。镓在元素周期表中的信息和原子结构示意图如图所示：
镓原子核内质子数为_______，镓原子在化学反应中所形成的镓离子的符号为_______。
（2）“天问一号”探测器应用了世界上目前最轻的金属结构材料—新型镁锂合金，该合金具有减震、消噪和抗电磁干扰性能。关于该材料，下列说法不正确的是 (填字母序号)。
A．该材料硬度很小
B．该材料对电磁波有屏弊作用
C．该材料可有效的降低卫星发射时的噪音
（3）某同学在探究金属与盐溶液反应的实验时，向铝粉和锌粉的混合物中加入一定质量的Mg(NO3)2和AgNO3混合溶液，充分反应后，过滤，可得到滤渣和滤液。则反应后滤液的质量比反应前混合溶液的质量_______(填“增大”或“减小”)：若滤渣中含有三种金属，则此时滤液中的溶质是_______(填化学式)。
15．金属材料在生产、生活中有广泛的应用。请依据所学知识完成下列问题：
（1）下列物质中属于金属材料的有______。
A．象牙 B．黄金 C．丝织品 D．青铜 E．人造骨
（2）“每金七厘造方寸金一千片”体现了黄金具有良好的______。
（3）防止自行车链条生锈的措施是______。
（4）奖牌材料选择合金，是利用了合金的______性质。
A．硬度大 B．耐磨性好 C．抗腐蚀性强 D．色泽美观
（5）①小舟同学准备在实验室用如图所示装置模拟工业炼铁。
A 中反应的化学方程式为______。
②某同学实验完成后，发现过量的澄清石灰水增重 4.4g，则该同学通入装置的 CO 气体质量______2.8g（填“大于”“等于”“小于”）。
③某同学认为也可以将上图 B 中澄清石灰水及尾部酒精灯装置换成下图装置，下列装置中你认为最为合理的是______。
16．实验活动课，老师为大家演示兴趣实验，振荡留有小孔的盒子，将里面的黑色粉末均匀地酒在酒精灯火焰的上方，观察到火星四射的灿烂烟花，老师揭秘黑色粉末是食品包装袋中的脱氧剂，为此兴趣小组展开了对该脱氧剂成分及原理的探究。
实验活动一：探究脱氧剂中黑色粉末的成分。
【作出猜想】黑色粉末含有铁粉和碳粉中的一种或两种。
【实验探究】小组同学设计实验方案并完成如下实验：
实验步骤 实验现象 实验结论
①取黑色粉末放入烧杯中，加入稀盐酸。 ______，溶液变为浅绿色，有黑色不溶物。 黑色粉末中含有铁粉，反应的化学方程式为______。
②将①中黑色不溶物滤出，洗涤、干燥后，放在石棉网上灼烧，上方放一蘸有澄清石灰水的玻璃片。 ______。 黑色粉末中含有碳粉。
【查阅资料】实验所用脱氧剂中还含有氯化钠。
实验活动二：探究脱氧剂中氯化钠的作用。
【实验探究】小组同学用控制变量法按下图装置进行实验：
一段时间后观察到烧杯内左侧导管液面______右侧导管液面（填“高于”或“低于”）。
【表达交流】脱氧剂利用铁生锈的原理延长食品保质期，其中碳粉具有______性，可以促进反应的发生，氯化钠可以加快铁生锈的反应速率。
实验活动三：探究溶液中溶质的成分。
【实验探究】小组同学用老师提供的完全变质的同种脱氧剂设计并完成如下实验：
实验步骤 实验现象 实验结论
①取适量完全变质的脱氧剂放入烧杯中，加入稀盐酸。 溶液由无色变为黄色，有黑色不溶物。 反应的化学方程式为______。
②取①中过滤后的滤液，向其中滴加少量氢氧化钠溶液。 无明显现象。 滤液中溶质的成分为______。
【反思评价】脱氧剂包装上应注明的注意事项是______（请写出一条）。
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