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一、寻找金属变化的规律
1．金属活动性顺序：K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au。
2．金属的活动性顺序中，位置越靠前的金属活动性越强，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位于后面的金属从它的盐的水溶液中置换出来，K、Ca、Na三种活泼金属能直接置换出水中的氢。
二、金属的锈蚀和防护
1．铁锈蚀的条件：水、氧气。
铜锈蚀的条件：水、氧气、二氧化碳。
2．防锈蚀的方法：改变金属内部结构，如制成不锈钢等；在金属表面形成各种保护层，如涂防锈油、油漆；形成氧化物保护膜等。
3．保护金属资源的有效途径：防止金属的腐蚀，金属的回收利用，有计划合理地开采矿物，寻找金属的替用品等。
三、金属材料——合金
1．合金是把一种金属跟其他一种或几种金属(或非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质。
2．合金的形成条件：其中任一金属的熔点不能高于另一金属的沸点(当由两种金属形成合金时)。
3．常见的铁合金有碳素钢和合金钢(锰钢、硅钢、钨钢、不锈钢等)。
常见的铜合金有青铜、黄铜、白铜等。
【知识拓展】
合金是金属与金属或金属与非金属的混合物。合金的很多性能与组成它们的纯金属不同。日常使用的大多数金属材料都是合金。
例1、在试管中放入一根镁条(已除去氧化膜)，往其中加入硝酸银溶液至浸没镁条，观察到如下现象：
①镁条表面迅速覆盖一层疏松的固体物质，经检验发现生成的固体物质中有单质银；
②镁条表面有明显的气泡现象，经检验发现气泡中有氢气。
对于上述实验现象的分析错误的是(　　)
A．镁能从硝酸银溶液中置换出银
B．镁跟硝酸银溶液反应会生成氢气
C．镁投入硝酸银溶液中只发生2AgNO3＋Mg===Mg(NO3)2＋2Ag
D．根据该实验可判断镁比银活动性强
例2、小柯用图甲所示的实验比较Mg、Fe、Cu三种金属的活动性顺序，实验后他把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，过滤所得溶液中含有金属离子的可能组成( )
①Mg2+ ②Mg2+和Fe2+ ③Mg2+和Cu + ④Mg +、Fe +和Cu +
A.①② B.②④ C.①③ D.③④
例3、等质量的镁和锌(均粉末状)分别置于试管中，用相同的滴管向两烧杯逐滴滴加质量分数相等的稀硫酸到过量。图中变化趋势正确的是(　　)
例4、合金是重要的金属材料。
（1）下列物品所使用的主要材料属于合金的是（ ）
A.青花瓷瓶 B.橡胶充气艇 C.不锈钢锅
（2）生铁是常用的合金，生铁属于________（填“纯净物”或“混合物”）。
（3）黄铜是铜锌合金，将纯铜片和黄铜片互相刻画（如图所示），纯铜片上留下明显的划痕，说明________。
例5、小金为探究铁制品锈蚀的条件，进行如下实验：
步骤1：利用图甲所示装置，将干燥的O2从导管a通入U形管(装置气密性良好，药品如图所示)；待U形管内充满O2后，在导管b处连接一活塞推至底部的注射器，收集20mL O2后在导管a处连接乳胶管并用止水夹夹紧，如图乙 所示。
步骤2：一段时间后，观察U形管内的铁丝，其现象如表所示。
观察对象 现象
①干燥的普通铁丝 没有明显变化
②潮湿的普通铁丝 较多红褐色锈斑
③潮湿的纯铁丝 没有明显变化
(1)步骤1中，检查U形管内是否已充满O2的方法是___________________。
(2)铁制品锈蚀的条件之一是需要O2，在此实验中能支持此条件的证据是________________。
(3)通过对比实验现象，此实验还可得出铁制品锈蚀的条件是_________________________。
1.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
2.某溶液含有Cu(NO3)2和AgNO3，现向其中加入一定量的锌粉进行处理，并绘制参加反应的锌与溶液中溶质种类的关系图(如图所示)，下列说法中不正确的是(　　)
A．Cu的活动性比Ag强，只用盐酸无法探究两者活动性强弱
B．当溶质种类为1种时，金属单质种类可能为1种
C．c～d间(不含两点)的溶液中金属离子为Zn2＋、Cu2＋
D．从m1变化到m2时，溶液中硝酸铜的质量分数变大
3.小丽为确认所回收易拉罐的主要成分是铝还是铁，剪取金属片打磨后，设计了如图所示的两种不同方法进行检验，这样设计的依据是（ ）
A.铁、铝有不同的物理性质
B.活泼金属易与氧气反应
C.排在氢前面的金属可以把酸中的氢置换出来
D.活动性较强的金属可把活动性较弱的金属从它的盐溶液中置换出来
4.某化学兴趣小组为了探究铬与常见金属铝、铜在金属活动性顺序中的相对位置关系，进行了如下探究活动：
【查阅资料】铬（Cr）是银白色有光泽的金属，在空气中表面能生成抗腐蚀的致密氧化膜。铬能与稀硫酸反应，生成氢气和硫酸亚铬（CrSO4）。
【提出猜想】对这三种金属的活动性顺序提出了如下猜想：
猜想①：Cr＞Al＞Cu 猜想②：Cr＞Cu>Al 猜想③：Al＞Cr＞Cu 猜想④：Al＞Cu＞Cr
（1）【讨论交流】根据已学的金属活动性顺序和已查阅的资料分析，肯定不能成立的猜想有________ （填序号）。
（2）【实验设计及过程】请将表中的内容填写完整。
实验操作 实验现象 实验结论
室温下，将大小相同并打磨光亮的铬片、铝片、铜片分别投入盛有体积相同、溶质质量分数相同的稀硫酸的试管中。 铬片表面产生气泡缓慢，铝片表面产生气泡较快，铜片表面无现象 猜想________.（填序号）成立
（3）【实验反思】有同学提出探究金属活动性强弱还可以依据“金属与盐溶液是否发生置换反应”来判断。为了验证甲、乙、丙三种金属的活动性依次减弱，某同学设计了如下方案：
① 把甲放入乙的盐溶液中 ②把乙放入丙的盐溶液中 ③把甲放入丙的盐溶液中
你认为该方案中的 ________（填序号）没有必要做。
5.整理实验器材时，小柯将还在反应的锌和稀硫酸的残留物，倒入有少量硫酸铜溶液的废液缸中，观察到锌粒表面产生气泡的速度大大加快。对此他十分好奇：与硫酸铜溶液混合怎么会加快锌和稀硫酸的反应速度？
查阅资料：①相互接触的两种活动性不同的金属，同时放入酸中，活动性较强的金属与酸反应产生氢气的速度会大大加快。②硫酸铜对锌和稀硫酸反应没有催化作用。
小柯按下表进行实验，观察并记录现象。
组别 第一组 第二组
A B C D
金属 锌片 绑有铜片的锌片 铁片 绑有铜片的铁片
30%硫酸溶液(mL) 20 ？ 20 20
产生气泡快慢 快 明显加快 慢 明显加快
(1)B组实验中“？”处的数据应为___________________。
(2)为了定量比较产生气体的快慢，可以测量“收集相同体积的氢气所需的时间”或测量__________，然后进行比较。
(3)请推测与废液缸中少量硫酸铜溶液混合后，锌粒与稀硫酸反应速度加快的原因：___________。
1.兴趣小组按如图流程进行实验(每步均充分反应)，反应结束后，将烧杯内物质进行过滤，向滤渣中加入少量稀盐酸，无明显现象，下列说法不正确的是( )
A.由实验可判断出铁、铜、锌的活动性顺序
B.两支试管混合后，固体总质量一定增加
C.滤渣中一定有Cu，一定没有Fe和Zn
D.滤液中的溶质一定有FeCl2、ZnCl2和CuCl2
2. 将砂纸打磨过的铝丝插入硫酸铜溶液中，经研究发现该反应的微观示意图如图所示(图中微粒未完全画出)，则下列说法中不正确的是（ ）
A.硫酸铜溶液中含有的微粒是Cu2+、SO42
B.反应过程实际是金属铝与铜离子的反应，硫酸根离子反应前后没有改变
C.反应的实质是Al失电子生成Al3+、Cu2+得电子生成Cu
D.硫酸铜溶液呈蓝色，硫酸铝溶液为无色，说明蓝色与Cu2+有关
3.小金欲利用铝和铜的盐溶液反应来制取铜，他做了三个实验，并将现象记录在表格内，关于这三个实验现象分析错误的是(　　)
实验一：未打磨的铝片浸入10mL 10%硫酸铜溶液 实验二：打磨的铝片浸入10mL 10%硫酸铜溶液 实验三：未打磨的铝片浸入10mL 10%氯化铜溶液
一段时间内无明显现象 产生很多气泡，铝片上有疏松的紫红色物质 产生许多气泡，铝片上有疏松的紫红色物质
A. 验一能说明铝不能与硫酸铜溶液反应
B．实验二紫红色物质是铜，对应反应的化学方程式是2Al＋3CuSO4=== Al2(SO4)3＋3Cu
C．实验一铝片表面的氧化物阻碍了铝和硫酸铜溶液反应
D．实验一和三现象差异很大，跟硫酸铜溶液和氯化铜溶液中含有不同的酸根离子有关
4.“对比法”是实验探究中常用的一种科学方法，分析下图铁钉生锈实验的设计，得出的结论不正确的是( )
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可以说明铁生锈必须水和氧气同时参加
5.向AgNO3和 Cu(NO3)2混合溶液中加入一定量的Zn、Fe和Cu的混合粉末，充分反应后过滤，洗涤，得到滤渣和滤液。下列说法正确的有(　　)
①滤渣中一定有Ag，滤液中可能有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3；
②当滤液为蓝色时，滤渣中一定有Cu、Ag，一定没有Zn、Fe；
③向滤渣中加入盐酸，有气泡产生，则滤渣中一定有Fe、Cu、Ag，可能有Zn；
④向滤液中加入KCl溶液，无明显现象，则滤液中一定有Zn(NO3)2，可能有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2，滤渣中可能有Zn、Fe、Cu。
A．1种 B．2种
C．3种 D．4种
6.常温下，铁在潮湿的空气中容易生锈，产物主要为Fe2O3nH2O；铁丝在氧气中燃烧，产物为黑色的Fe3O4。
【提出问题】铁在空气中用酒精灯加热时，是否与空气中氧气发生反应 产物是什么？
【查阅资料】①常见的铁的氧化物有三种：FeO、Fe2O3、Fe3O4，其中Fe3O4是磁性物质。
②FeCl3溶液呈黄色，FeCl2溶液呈浅绿色。
【探究】①按图连接实验装置，检查 ★ 。向试管内加入铁粉，针筒活塞停在A刻度。
②加热铁粉的过程中，活塞发生移动。停止加热后，活塞逐渐向左移动，最终停在B刻度。
③用细线吊着洁净铁钉靠近加热后的固体粉末，发现没有粉末被铁钉吸上来。
④向试管内加入盐酸，发现有气泡产生，溶液立即出现黄色。
⑤另取一些未加热过的铁粉加入到盛有盐酸的试管内，发现有气泡产生，溶液变为浅绿色。经检验，步骤④、⑤产生的气体相同。
（1）步骤①中“★”处应填：________ 。
（2）步骤④、⑤中产生的气体是________ 。
（3）本实验探究的结论是：铁粉在空气中用酒精灯加热时，与空气中氧气发生反应，产物是________ 。
（4）结合已学知识和本次探究分析可得，铁与氧气反应的产物受反应温度、氧气的________等因素影响。
答案及解析
例1、C
【解析】通过分析可知，镁既会置换出硝酸银中的银，也能和硝酸银溶液反应生成氢气。
例2、B
【解析】在金属活动性顺序表中，排在前面的金属能够将后面的金属从盐溶液中置换出来，据此对溶液中的反应进行推测，从而对溶液中的金属离子种类进行判断。
【解答】在金属活动性顺序表中，活动性强弱依次为：Mg>Fe>Cu；
在a试管中，铁和硫酸镁溶液不发生反应，因此溶液中肯定含有镁离子，且剩余铁单质；
在b试管中，铁能和硫酸铜溶液反应，生成硫酸亚铁和铜单质，因此溶液中肯定含有铁离子；
将二者的剩余物质注入烧杯中，红色的固体铜明显增多，是因为a中没有反应的铁与b中剩余的硫酸铜反应。如果铁有剩余而硫酸铜全部反应，那么溶液中除了镁离子，就只有铁离子。如果铁的量不够，那么溶液中处了镁离子，还有铁离子和铜离子。
即②④正确。
例3、C
【解析】 注意本题的四个曲线图中的横坐标为滴加的硫酸质量，而不是时间。
例4、（1）C （2）混合物 （3）黄铜片的硬度大于纯铜片
【解析】（1）合金是由两种或两种以上的金属材料熔化在一起形成的具有金属性能的材料；
（2）根据合金的定义分析即可；
（3）哪种金属上有划痕，就说明它的硬度小于另一种金属。
【解答】（1）不锈钢是有钢和其它金属组成的合金，故C正确；
（2）生铁是由铁和碳两种物质组合而成的混合物；
（3）纯铜片上留下明显的划痕，说明它的硬度小，即黄铜片的硬度大于纯铜片。
例5、将带火星的木条放置在b导管口，若木条复燃，则证明U形管内已充满O2
观察到注射器活塞向左移动(或注射器内O2体积减少)
水分和金属的内部结构
【解析】(1)从a口通入氧气，若想知道是否充满氧气，则需要在b出口处检查是否有氧气逸出，则在b出口放带火星的木条即可检查是否充满。(2)注射器中有氧气，若生锈需要氧气参加，则注射器内的压强会减小，现象是活塞向左移动。(3)对比表格中的记录，可知铁生锈除了需要氧气，还需要水分和金属的内部结构满足条件。
1.B
【解析】由于金属的活动性顺序是锌＞铜＞银，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，锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银，当锌反应完后，铜再与硝酸银反应生成硝酸铜和银。向滤渣和滤液中分别滴加稀盐酸均无明显现象，说明不含锌、不含硝酸银溶液。所以滤渣中一定含有银，可能含有铜，一定没有锌。
2.B
【解析】 虽然Cu的活动性比Ag强，但都排在H后面，都不能置换出酸中的H，只用盐酸无法探究两者活动性强弱。当溶液中溶质种类为1种时，即溶液中只含有硝酸锌溶质，则置换出来的金属为银和铜两种。c～d间(不含两点)，锌已全部置换出银，且置换出了部分铜，所以溶液中金属离子为Zn2＋、Cu2＋。从m1变化到m2时，65份质量的锌置换出216份质量的银，溶液的总质量减小，而硝酸铜溶质质量不变，所以溶液中硝酸铜的质量分数变大。
3.D
【解析】金属活动性指金属单质在水溶液中失去电子生成金属阳离子的倾向，属于热力学范畴。利用金属活动性，可以比较金属在水中（而不是其他环境或干态）的还原性强弱与其对应的阳离子的氧化性强弱，预测水中一系列的置换反应的方向。
A、由图可知，试管内的反应是化学反应，与物理性质无关；故A错误；
B、试管内都是金属与盐溶液的反应，与氧气无关；故B错误；
C、试管内都是金属与盐溶液的反应，没有利用到与酸的性质；故C错误；
D、试管内都是金属片加入到金属盐溶液中，而金属单质能够把比其活动性弱的金属从盐溶液中置换出来；故D正确；
4.（1）②④（2）③（3）③
【解析】（1）【讨论交流】由于铜的活动性比铝弱，因此猜想②错误；铬能与稀硫酸反应，说明铬的活动性位于氢前，而铜位于氢后，因此猜想④错误；
（2）【实验设计与过程】铜位于氢后，不能和稀硫酸反应，因此观察到没有气泡产生；根据铬片表面产生气泡缓慢，铝片表面产生气泡较快，铜片表面无气泡，说明铝的活动性最强，其次是铬，活动性最弱的是铜，因此猜想 ③正确；
（3）【实验反思】通过把甲翻入乙的盐溶液中来，可以比较甲和乙的活动性；通过把乙放入丙的盐溶液中，可以比较乙和丙的活动性大小，最后将二者连接起来即可，因此步骤③没必要做。
5.20 相同时间内收集到氢气的体积 硫酸铜与锌发生置换反应产生的铜附着在锌粒表面，加快了锌与稀硫酸的反应速度
【解析】(1)探究实验中应遵循控制变量原则，即除探究因素外，其他影响反应速度的因素都相同。
1.D
【解析】利用金属活动性，可以比较金属在水中（而不是其他环境或干态）的还原性强弱与其对应的阳离子的氧化性强弱，预测水中一系列的置换反应的方向。
A、铁粉中加入氯化锌溶液，没有任何现象，说明铁的活动性比锌的活动性弱；铁粉中加入氯化铜溶液，有红色固定析出，说明铁的活动性比铜的强；所以三种金属的活动性由弱到强依次是铜铁锌；故A正确；
B、每56g铁可以置换64g铜，所以混合后溶液总质量减少，而固体总质量增加；故B正确；
C、铁粉能与氯化铜反应，所以滤渣中一定存在铜；向滤渣中加入稀盐酸没有任何现象，所以滤渣一定不存在铁和锌；故C正确；
D、铁粉与氯化铜反应，由于质量不能确定，所以无法确定氯化铜反应完全，故氯化铜可能存在；故D错误；
2. A
【解析】A.硫酸铜溶液中含有的微粒是Cu2+、SO42 ， 还有水分子H2O，故A错误符合题意；
B.反应过程实际是金属铝与铜离子的反应，硫酸根离子反应前后没有改变，故B正确不合题意；
C.反应的实质是Al失电子生成Al3+、Cu2+得电子生成Cu，故C正确不合题意；
D.硫酸铜溶液呈蓝色，硫酸铝溶液为无色，说明蓝色与Cu2+有关，故D正确不合题意。
3.A
【解析】 铝片表面有致密的氧化铝保护膜，直接浸入硫酸铜溶液中时，保护膜会影响铝与硫酸铜的反应。
4.B
【解析】铁钉生锈需要接触氧气和水，分析两个实验中哪个因素不同，就能知道那个因素影响了铁钉是否生锈。
A.①中有氧气铁钉生锈，②中没氧气铁钉不生锈，因此对比①②可以说明铁生锈一定要有氧气参加，故A正确不合题意；
B.②和③只铁钉都没有生锈，因此无法证明生锈需要有水，故B错误，符合题意；
C.①中有水铁钉生锈，②中无水铁钉没有生锈，因此对比①③可以说明铁生锈一定要有水参加，故C正确不合题意；
D.对比①②③可以说明铁生锈必须有水和氧气同时参与，故D正确不合题意。故选B。
5.C
【解析】 ①滤渣中一定有锌和硝酸银反应生成的Ag，当混合溶液中AgNO3的量足够多时，滤液中可能有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3；②当滤液为蓝色时，滤渣中一定有Ag，不一定有Cu，这是因为滤液为蓝色时，溶液中可能含有Ag＋，若Ag＋过量，则滤渣中不含Cu；③向滤渣中加入盐酸，有气泡产生，由于几种金属的活动性顺序为Zn＞Fe＞(H)＞Cu＞Ag，则滤渣中一定有Fe、Cu、Ag，若Zn过量，则滤渣中可能有Zn；④向滤液中加入KCl溶液，无明显现象，说明滤液中一定没有AgNO3，一定有Zn(NO3)2，可能有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2，由于K的金属活动性比Zn强，所以滤渣中可能有Zn、Fe、Cu。
6.（1）装置气密性（2）氢气（或H2）（3）氧化铁（或Fe2O3或三氧化二铁）（4）浓度
【解析】（1）根据密闭容器的实验在反应前要先检查装置气密性分析；
（2）根据金属与酸反应产生氢气分析；
（3）根据铁的氧化物的验证方法及现象分析；
（4）根据化学反应的影响因素分析。
【解答】（1）该反应要在密闭装置中进行，所以反应前要先检查装置气密性。
（2）步骤④、⑤中产生的气体是铁与盐酸反应生成的氢气。
（3）由实验现象可知，铁粉在空气中用酒精灯加热时，与空气中氧气发生反应，产物是氧化铁。 （4） 铁与氧气反应的产物受反应温度、氧气的浓度等影响。
备考2025年中考化学第二轮复习学案
金属（2）

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