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金属及金属的化学性质（提高）
【巩固练习】
选择题 (每小题只有一个选项符合题意)
1.在硝酸银和硝酸铜的混合液中，加入适量的铁粉，充分反应后，有金属析出，析出金属的顺序是(　　)
A.Cu、Fe B.Ag、Fe C.Ag、Cu D.Cu、Ag
2.某些食品包装袋内有一小包物质，用来吸收氧气和水分，以防止食品腐败，常称“双吸剂”。下列物质属于“双吸剂”的是(　　)
A.铁粉 B.炭粉 C.氯化钙 D.生石灰
3.生铁与足量的稀盐酸反应后，总会有一些残渣生成，这些残渣的成分是(　　)
A.铁 B.氯化亚铁 C.碳 D.氧化铁
4.下列比较金属活动性强弱的实验设计、现象和结论均正确的是(　　)
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
5.某兴趣小组进入实验室后，设计了探究Zn、Cu、Ag三种金属活动性顺序的四组方案，你认为不可行的是(　 )
A．在两支试管中各装少许CuSO4溶液，分别加入锌片和银片
B．在两支试管中各装少许ZnSO4溶液，分别加入铜片和银片
C．向盛稀盐酸的两支试管中，分别加入锌片和铜片，再向盛AgNO3溶液的试管中，加入铜片
D．向盛有ZnSO4溶液和AgNO3溶液的两支试管里分别加入铜片
6.实验课上，小明同学把一包铜粉和锌粉的混合物放入一定量的硝酸银溶液中，使其充分反应后过滤，得到固体和蓝色滤液。下列判断中正确的是（　 ）
A．滤出的固体中一定含有银，可能含有铜
B．滤出的固体中一定含有银和铜，一定不含锌
C．滤液中一定含有硝酸铜，一定没有硝酸锌和硝酸银
D．滤液中一定含有硝酸锌，可能含有硝酸银和硝酸铜
7.对Ag、Fe、Cu三种金属活动性顺序的探究，下列所选试剂你认为不可行的是( )
A.Fe、Ag、CuSO4溶液 B.Cu、Ag、FeSO4溶液
C.Fe、Cu、稀盐酸、AgNO3溶液 D.Cu、FeSO4溶液、AgNO3溶液
8.金属Ti（钛）是一种具有许多优良性能的较为昂贵的金属，钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料。某化学兴趣小组在实验室探究Ti、Mg、Cu的活泼性顺序。他们在相同温度下，取大小相同的三种金属薄片，分别投入等体积等浓度足量稀盐酸中，观察现象如下：
金属 Ti Mg Cu
金属表面现象 放出气泡速度缓慢 放出气泡速度快 无变化
下列说法正确的是（ ）
A．三种金属的活泼性由强到弱的顺序是Ti、Mg、Cu
B．若Ti粉中混有Mg，提纯Ti时可用稀盐酸除去Mg
C．用Ti从CuSO4溶液中置换出Cu是工业制取Cu的很好途径
D．温度、金属表面积、盐酸浓度等因素都会影响反应速率
9.如图所示，打开止水夹，将液体A滴入试管①中，A与固
体B能发生化学反应，同时在试管②中的导管口处观察到
有气泡冒出。则下列液体A和固体B的组合中正确的是(　　)
①稀盐酸和硫酸钠；②稀盐酸和铁；③水和生石灰；④水和氯化钠
A.①② B.②③ C.②④ D.③④
10.将铁片分别插入下列溶液中，过一会儿溶液质量减小的是( 　 )
A.稀硫酸 B.硫酸亚铁溶液　 C.硫酸铜溶液 D.食盐水
二、填空题
11.把一定量的铁粉放入硝酸银和硝酸铜的混合液中，充分反应后有少量金属析出，过滤后向滤渣中滴加盐酸，无明显变化。则下列说法中错误的是 。
①析出的少量金属中一定有铜；②析出的少量金属中一定有银；③滤液中一定含有硝酸铜；④滤液中一定含有硝酸银
12. 质量相等的镁、铝、铁三种金属分别与足量的盐酸反应，制取的氢气质量(y)和所用去的金属质量(x)之间的关系如下图所示。下图中正确的是 。
13.等质量的甲、乙两种金属分别与足量的溶质质量分数相同的
稀硫酸反应，产生氢气的质量与反应时间的函数关系如右图所示。
下列相关判断中，错误的是 。
①金属活动性甲比乙强
②若甲是铁，则乙可能是锌；若甲是铝，则乙可能是镁
③若稀硫酸的质量相等，则甲反应后所得溶液质量比乙大
④若将相同质量的两种金属都放入足量的硫酸铜溶液中，则甲置
换出铜的质量一定比乙多
三、计算题
14.某化学兴趣小组用化学方法测定一种钢样品中铁的含量。同学们称取了5.7g钢样品，投入装有10.0g稀盐酸(足量)的烧杯(烧杯质量也为10.0g)中。在化学反应过程中对烧杯(包括溶液和残余固体)进行了四次称量，记录如下表：
　　　
　请问反应中产生氢气　　　　 克，这种钢样品中铁元素的质量分数是多少 (精确到0.1%)
15.某课外活动小组，为了检测本地钢铁厂生铁产品的质量，在实验室中称取生铁屑样品10.0g放入烧杯中，加入一定量的稀硫酸。加热，使之充分反应(杂质不参加反应)。然后冷却、称量。反应后烧杯中物质的质量比反应前减少了0.34g。求生铁样品中杂质的质量分数。
【答案与解析】
1.【答案】C
【解析】根据金属活动顺序表，金属越不活泼，在盐溶液中越先析出。
2.【答案】A
【解析】铁粉生锈的过程能够吸收O2与H2O。
3.【答案】C
【解析】铁和氧化铁都能与稀盐酸反应，氯化亚铁易溶于水，碳难溶于水，故残渣应为碳。
4.【答案】D
【解析】铝丝放入硫酸铜溶液中，在铝丝表面会有红色的金属析出，说明金属活动性Al＞Cu，故①错；将相同形状的镁条和铝条点燃放入盛氧气的集气瓶中，镁条燃烧得比铁丝更剧烈，说明镁的活动性比铝的活动性要强，②对；③项，锌粉与铁丝反应物的形状不同，无法进行对比实验，故③错；④项分别将铁丝与铜丝放入相同浓度的稀盐酸中，铁丝表面产生气泡，铜丝无现象，说明铁的活动性比铜的活动性强。
5.【答案】B
　【解析】解题关键是仔细分析每个选项，根据记忆的金属活动性顺序得出应该出现的现象，依据现象看能否判断出三者的活动性。在可行的三种方案中，AD较好C麻烦。
　　A．在两支试管中各装少许CuSO4溶液，分别加入锌片和银片，锌片表面会有红色物质析出，说明锌比铜活泼；而银片的表面没变化，说明银没有铜活泼。
　　B．在两支试管中各装少许ZnSO4溶液，分别加入铜片和银片，结果都没现象，只能证明铜、银都没有锌活泼，但铜和银的活动性比较不出来。
　　C．向盛稀盐酸的两支试管中，分别加入锌片和铜片，再向盛AgNO3溶液的试管中，加入铜片。根据现象可以把三者的活动性比较出来。
　　D．向盛有ZnSO4溶液和AgNO3溶液的两支试管里分别加入铜片，前者没现象，后者有银白色物质析出，说明金属活动性由强到弱依次为锌、铜、银。
6．【答案】A
　【解析】锌和铜都比银活泼，都可以把硝酸银溶液中的银置换出来，另外锌也比铜活泼，锌还可以把反应生成的硝酸铜中的铜置换出来。由于题目给出充分反应后有固体和蓝色溶液（硝酸铜溶液是蓝色的），因此溶液中一定有硝酸铜，则固体中一定有银，可能含铜，不会有锌；滤液中除含有硝酸铜外，一定还有硝酸锌。因此A是正确的。
7.【答案】B
【解析】A中Fe与CuSO4反应，Ag与CuSO4不反应，说明Fe＞Cu＞Ag，A可行；B中Cu、Ag与FeSO4都不反应，说明Fe＞Cu，Fe＞Ag，但Cu与Ag哪种金属活泼，无法验证，B不可行；C中Fe与稀盐酸反应，Cu不与稀盐酸反应，说明Fe＞Cu，Cu与AgNO3反应，说明Cu＞Ag，C可行；D中Cu与FeSO4不反应而与AgNO3反应，说明Fe＞Cu＞Ag，D可行。
8.【答案】D
【解析】根据题中的实验现象，金属的活动性顺序由强到弱为Mg＞Ti＞Cu。钛和镁都能与稀盐酸反应，因此不能用稀盐酸除去钛中的镁；钛能置换出硫酸铜中的铜，但钛的价格比铜高得多，所以C中方法不是最佳的；根据题目中进行实验时固定的条件判断，温度、接触面积、溶液浓度等因素会影响反应速率。
9.【答案】B
【解析】①中稀盐酸和硫酸钠不反应，④中水和氯化钠不反应，所以排除①、④。②中稀盐酸和铁反应生成氢气，③中水和生石灰反应放热，使试管内气体受热膨胀，所以②、③都符合题意。
10.【答案】C
【解析】B、D中：铁片插入硫酸亚铁溶液或食盐水中，由于不发生化学反应，故铁片的质量、硫酸亚铁溶液的质量、食盐水的质量都不会发生变化。
A中：铁片插入硫酸中，发生置换反应，由于参加反应的铁的质量大于生成的氢气的质量，因此反应后溶液的质量增加，而铁片的质量减小。根据化学方程式：
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
每56g铁参加反应只生成2g氢气，故溶液会增加54g。
C中：铁片插入硫酸铜溶液中，根据化学方程式：
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
每56g铁参加反应将生成64g铜，故溶液会减小8g。
11.【答案】①③④
【解析】铁比铜和银的金属活动性都强，铁加到硝酸银和硝酸铜的混合液中，如果铁足量则铜和银会被完全置换出来。但题目中只是说一定量的铁，且向滤渣中加入稀盐酸后无明显现象，说明铁没有剩余。在铁铜银三种金属中，银的活动性最弱，所以只要将铁放到溶液中，银就会被置换出来，铜可能有也可能没有，这要取决于铁的量；因为铁的量不确定，所以溶液中的溶质也不确定，滤液中一定有硝酸亚铁，可能有硝酸银和硝酸铜。
12.【答案】A
【解析】产生等质量的氢气时，消耗三种金属的质量关系为：
13.【答案】①③
【解析】分析图像，乙比甲反应快，说明乙比甲的金活动性强，①错误。因锌比铁强，镁比铝强，且铁产生氢气比锌多，铝产生氢气比镁多，故稀硫酸的质量相等时，不能确定甲、乙反应后溶液质量大小关系，所以②正确，③错误。由于等质量的甲、乙两种金属与稀硫酸反应，甲产生的氢气多，说明甲的相对原子质量比乙的小；因此，在与硫酸铜发生置换反应中，等质量的甲置换出的铜的质量大，所以④正确。
14. 【答案】
解：反应中产生氢气0.2g。　　　　　　　　　　　　　　　　
　 　 设5.7g钢样品中铁元素的质量为X。
　　　　Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑　
　　　　56　　　　　　　　2
　　　　X　　　　　　　 0.2g　
　　　　　　　56︰2= X︰0.2g　
　　　　　　　X=5.6 g　　　　　　　
　　　 钢样品中铁元素的质量分数为：(5.6 g ÷5.7g)×100%=98.2%　　　
　 【解析】钢是含少量碳的铁的合金。钢加入盐酸里，铁可以和盐酸反应放出氢气，而其中的碳不反应。表中烧杯和药品减少的质量即为生成氢气的质量。
15.【答案】
解：设生铁样品中杂质的质量分数为x。
　
答：生铁样品中杂质的质量分数为4.8%。金属及金属的化学性质（提高）
【学习目标】
1.知道常见金属的物理性质、特性及其应用；知道生铁和钢等重要合金。
2.掌握铁、铝等常见金属与氧气的反应；掌握常见金属与盐酸、稀硫酸的置换反应，以及与化合物的溶液的反应。
3.掌握金属的活动性顺序；能用金属的活动性顺序对有关的置换反应进行简单的判断。
【要点梳理】
要点一、金属材料
　 金属材料包括纯金属和它们的合金。
1.几种常见的金属
（1）常见的重要金属：铁铝铜锌钛锡金银等。
（2）金属有许多共同的性质，如：①金属光泽；②良好导电性、导热性；③良好的延性、展性；④韧性好、能弯曲。
　　
2.常见金属的特性
（1）颜色：大多为银白色，铜呈紫红色、金呈黄色；
（2）状态：常温下大多为固体，汞为液体；
（3）密度差别很大：金为19.3g/cm3，铝为2.7 g/cm3；
（4）导电性差异很大：银为100，铅仅为7.9；
（5）熔点差别大：钨为3410℃，锡仅为232℃；
（6）硬度差别大：铬为9，铅仅为1.5。
3.一些金属物理性质的比较
4.合金知识
（1）合金：是由两种或两种以上的金属（或金属和非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。合金是混合物，合金中至少含有一种金属。
（2）生铁（含碳量为2%～4.3%）和钢（含碳量为0.03%～2%）都是铁合金。因含碳量不同合金的性能不同，含碳量越大，硬度越大；含碳量越低，韧性越好。
（3）黄铜、青铜、焊锡、硬铝、18K黄金、18K白金、钛合金等也是常见的合金。
（4）合金的性能与组成合金的各成分的性能不同。合金的硬度比组成它们的纯金属的硬度大，合金的熔点比组成它们的纯金属的熔点低。
【要点诠释】
1.金属的用途要从不同金属的各自不同的性质以及价格、资源、美观、便利、回收等各方面考虑。如银的导电性（100）比铝的导电性（61）大很多，但电线一般用铝制而不用银制。因为铝的密度（2.7 g/cm3）比银的密度(10.5 g/cm3)小，价格比银低很多，资源比银丰富得多。
2.合金的硬度、强度、抗腐蚀性等一般都好于组成它们的纯金属。
要点二、金属活动性顺序（高清课堂《金属的化学性质》三）
常见金属的活动性顺序如下：
【要点诠释】
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，位于氢前面金属可以置换出盐酸、稀硫酸中的氢。且金属的位置越靠前，它与酸反应的速率就越大。
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（K、Ca、Na除外）。
要点三、置换反应
置换反应是由一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应。如：
Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
Fe+H2SO4=FeSO4+ H2↑
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2
【要点诠释】
1.置换反应可以表示为：A+BC=AC+B
2.置换反应的特征：单质+化合物=单质+化合物
（1）反应物一定是单质与化合物；
（2）生成物一定是单质与化合物。
要点四、金属的化学性质 （高清课堂《金属的化学性质》）
1．金属与氧气的反应
　 铁 铝 镁
反应现象 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 在空气中，常温下，铝表面变暗（生成一层致密氧化膜） 在空气中，点燃，剧烈燃烧，发出耀眼白光，生成白色固体
化学方程式 3Fe+2O2Fe3O4 4Al+3O2=2Al2O3 2Mg+O22MgO
反应特征 都是氧化反应，生成金属氧化物，且都属于化合反应
【要点诠释】
（1）钾钙钠镁铝锌等金属在常温下都能与空气中的氧气发生反应，其中铝锌在其表面形成一层致密的氧化膜，阻止氧化反应的继续进行。
（2）铁、铜在潮湿的空气中，常温下能够发生缓慢氧化——生锈。铁生锈的条件是：铁与水、空气中的氧气共同作用；铜比铁难生锈，生锈的条件是：铜与水、空气中的氧气、二氧化碳共同作用。
（3）镁在空气中可以点燃，剧烈燃烧；铁丝在空气中不燃烧，在纯氧中可以燃烧；铜在空气、氧气中都不燃烧，但可以与氧气发生氧化反应生成氧化铜；真金不怕火炼，金在高温下也不与氧气反应。
2．金属与酸的反应
　 铁丝 铝丝 铜丝
反应现象 稀盐酸 铁丝表面产生少量气泡，溶液由无色变成浅绿色 铝丝表面产生大量气泡，溶液颜色没有变化 没有明显现象（不反应）
稀硫酸 铁丝表面产生少量气泡，溶液由无色变成浅绿色 铝丝表面产生大量气泡，溶液颜色没有变化 没有明显现象（不反应）
化学方程式 稀盐酸 Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑ 　
稀硫酸 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ 2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑ 　
讨论 ①上述方程式的特点是一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质与另一种化合物，属于置换反应类型
②根据铜与酸不反应，铁反应较不剧烈，而铝反应现象最剧烈，可初步推断，三种金属的活动性由强到弱依次是：Al>Fe>Cu
③Fe与酸反应，生成的是氯化亚铁（FeCl2）、硫酸亚铁（FeSO4），而不是氯化铁（FeCl3）、硫酸铁（Fe2(SO4)3）
【要点诠释】
（1）参加反应的金属必须是排在金属活动性顺序氢前面的金属。
（2）酸不能为强氧化性酸：如浓硫酸、硝酸。
（3）金属与酸发生反应后，溶液的质量均增加。
（4）金属与酸反应都产生气泡，但快慢有别；都放出热量，但有多有少；溶液的颜色大多不发生变化（铁除外）。
3.金属与某些化合物的溶液反应
　 铁丝浸入硫酸铜溶液 铝丝浸入硫酸亚铁溶液 铜丝浸入硫酸铝溶液
反应
现象 铁丝表面有光亮的红色物质析出，溶液由蓝色变成浅绿色 铝丝表面有黑色物质析出，溶液由浅绿色变成无色 没有明显现象（不反应）
化学方
程式 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 2Al+3FeSO4=Al2(SO4)3+3Fe 　
讨论 ①上述方程式的特点是一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质与另一种化合物，属于置换反应类型
②由铝能置换出铁，铁能置换出铜，可推断三种金属的活动性由强到弱依次是：Al>Fe>Cu
③铜不能与硫酸铝溶液反应，是因为铜的金属活动性比铝弱
【要点诠释】
（1）只有较活泼的金属才能把不太活泼的金属从它的化合物溶液里置换出来。
（2）被置换的金属化合物必须溶于水。
（3）铁与酸或金属化合物发生置换反应时生成的铁的化合物中铁均显+2价。
（4）参加反应的金属不能为钾钙钠。如把钠放入CuSO4溶液中，发生的反应不是2Na+CuSO4=Na2SO4+Cu，　而是2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4 。
【典型例题】
类型一、考查金属材料及其应用
1.灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制，主要原因是（ ）
A．钨的导电性好　 B．钨的熔点高　 C．钨的硬度大 　 D．钨的密度大
【思路点拨】金属的用途取决于金属的性质，但还要考虑其可行性。
【答案】B
【解析】作为灯泡中的灯丝要具有耐高温的优良性能，因为灯丝在通电时会产生热量，如果灯丝的熔点低，则灯丝很容易熔断。钨和锡都能导电，但钨的熔点较高。
【总结升华】物质的性质在很大程度上决定了物质的用途。但同时还需考虑如价格、资源以及废料是否易于回收等其他因素。而物质的用途反映了它具有的性质。
举一反三：
【变式】我省有近百家企业参与了奥运建设，产品涉及体育器材、建筑材料、相册、食品等。下列奥运产品使用的材料属于金属材料的是（ ）
A.部分书册使用了再生纸
B.场馆建设使用了大量的钢筋
C.部分相册使用了塑料粒子
D.部分印刷油墨使用了无毒、可食用级的大豆油墨
【答案】B
【解析】纸、大豆油墨是天然材料；塑料是合成材料；钢筋是金属材料。
类型二、考查金属的化学性质
2.将过量铁粉投入盛有硫酸铜和硫酸锌混合溶液的烧杯中，充分反应后，过滤，留在滤纸上的物质是（ ）　　　　　　　　　　 　　　
　　A．Zn、Cu和Fe　　 B．Cu　　　 C．Zn和Cu　　 D．Cu和Fe
【答案】D
【解析】根据金属活动性顺序，铁没有锌活泼，比铜活泼，铁可以将铜从硫酸铜溶液中置换出来，不能将锌从硫酸锌溶液中置换出来。加入的铁粉是过量的，因此留在滤纸上的固体是铁和铜。
【总结升华】本题的解题关键是能根据金属活动性顺序去判断金属与盐溶液能否反应。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。若金属甲比金属乙活泼，则甲能从乙的化合物溶液中置换出金属乙；若甲比乙不活泼，则甲不能从乙的化合物溶液中置换出金属乙。
3.废旧计算机的某些部件含有Zn、Fe、Cu、Ag、Pt（铂）、Au（金）等金属，经物理方法初步处理后，与足量稀盐酸充分反应，然后过滤。剩余的固体中不应有的金属是（　 ）
　　A.Cu、Ag　 　B.Fe、Zn　 　 C.Pt、Cu　 　D.Ag、Au
【答案】B　　　　
【解析】在金属活动性顺序里，位于氢前面金属能和盐酸反应，位于氢后面的金属不能和盐酸反应。所给出的金属中，Zn、Fe是H前金属与酸反应，剩余的固体中不含Zn、Fe。
【总结升华】 Cu、Ag、Pt（铂）、Au（金）不能与酸反应，所以存在于剩余固体中。　　
4.为验证Fe、Cu、Ag三种金属的活动性是依次减弱的，某化学兴趣小组设计了如下图所示的四个实验。其中不必进行的是（ ）
　　　　　　　　　
【思路点拨】金属活动顺序表以H为界限分为H前金属和H后金属。判断金属活动顺序有不同的方法：（1）分别与氧气反应，通过不同现象进行对比，如镁比铁活泼：①反应条件不同，镁在空气中可以直接点燃，铁丝在纯氧中必须通过火柴引燃才能燃烧； ②反应的剧烈程度不同。
（2）金属与同样质量分数的盐酸或稀硫酸反应，根据产生气泡的速率判断。
（3）金属与盐溶液反应，根据是否置换出金属判断。
【答案】C
【解析】根据A、B实验的现象可以判断出Fe排在H的前面，Cu在H的后面；根据D实验的现象可以判断出Cu比Ag活泼，从而可以确定Fe、Cu、Ag三种金属的活动性是依次减弱的。而C不必进行。
【总结升华】根据金属活动性顺序可以判断金属与酸、金属与化合物的溶液的反应能否发生，反过来根据反应的现象也可以推断金属的活动性。
举一反三：
【变式1】将一枚洁净的铁钉浸入稀硫酸中，下列叙述正确的是（ ）
①铁钉表面产生气泡；②液体由无色逐渐变为浅绿色；③铁钉的质量减轻；④液体的质量减轻。
　　A.②③　　 　B.①②④　 C.①②③　　 D.①②③④
【答案】C　　　
【解析】铁钉和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，铁钉逐渐变小，而溶液的质量增加。
【变式2】在盛有硝酸汞溶液的试管里，浸入一根洁净的铜丝，过一会儿取出，在铜丝表面可观察到的现象为______________________，其反应的化学方程式为______________________。
【答案】铜丝表面覆盖一层银白色的固体
　 Cu+Hg(NO3)2=Cu(NO3)2+Hg
【变式3】某学生为了验证铁、锌、铜三种金属的活动性顺序，设计了四种方案：①将Zn、Cu分别加入到FeSO4溶液中②将Zn、Cu分别加入到ZnSO4溶液中③将Zn分别加入到FeSO4、CuSO4溶液中④将Fe 分别加入到ZnSO4、CuSO4溶液中 ，你认为可行的方案是（　 ）　
　　A.①或④　　 　B.①或②　　 　C. ②或③　　 　D. ③或④
【答案】A
【解析】本题考查金属活动性顺序的应用。①将Zn、Cu分别加入到FeSO4溶液中，观察到Zn表面有固体析出，Cu表面没有变化，可以判断出Zn比Fe活泼，Cu没有Fe活泼；②将Zn、Cu分别加入到ZnSO4溶液中，只能判断出Zn、Cu的活动性；③将Zn分别加入到FeSO4、CuSO4溶液中，能得出Zn比Fe、Cu活泼，Fe、Cu活动性不能判断；④将Fe 分别加入到ZnSO4、CuSO4溶液中，可以得出三者的活动性。故选A。金属及金属的化学性质（基础）
【巩固练习】
选择题 (每小题只有一个选项符合题意)
1.物质的用途与性质密切相关。下列说法不正确是（ ）　　　　　　
A．铜用于制导线，是由于铜有良好的导电性　　
B．氮气常用作保护气，是由于氮气的化学性质不活泼　
C．二氧化碳用于灭火，是由于二氧化碳不可燃、不助燃且密度比空气大 　
D．铁制品表面涂“银粉”（铝粉）防生锈，是由于铝的化学性质比铁稳定
2.从金属利用的历史来看，先是青铜器时代，而后是铁器时代，铝的利用是近百年的事。这个先后顺序跟下列有关的是（ ）
　① 地壳中金属元素的含量；②金属活动性顺序；③金属的导电性；④ 金属冶炼的难易程度；⑤金属的延展性
Ａ．②⑤　　 　Ｂ．②④　 Ｃ．③⑤　 　 Ｄ．①③
3.（2012.江西）下列生活用品用金属材料制作而成的是（ ）
4.（2012.潍坊市）下列金属中，最活泼的是（ ）
A.银 B.铜 C.镁 D.铝
5.（2012.广州市）下列说法正确的是（ ）
A．铝是人类最早利用的金属材料
B．铜是目前世界年产量最高的金属
C．大多数金属元素在自然界中以单质形式存在
D．日常使用的金属材料大多数是合金
6. 熔点最低的金属是（ ）
A.铝 B.汞 C.铁 D.钙
7.白蚂蚁能分泌一种酸——蚁酸，该酸能腐蚀很多建筑材料。下列建筑材料最不易被白蚂蚁腐蚀的是(　　)
A.钢筋 　B.铜像 C.大理石 D.铝合金
8.把锌片分别插入下列溶液中，不能发生置换反应的是(　 )
A.AgNO3溶液 B.稀盐酸 C.NaCl溶液 D.CuSO4溶液
9.下面是三种金属与相同浓度的盐酸反应开始时的现象示意图。由此可得出三支试管中的金属活动性顺序是(　　)
A.a>b>c B.c>b>a C.b>a>c D.c>a>b
10.将一定量Zn投入过量稀H2SO4中，产生H2总质量a与时间t的关系如下图所示，哪一个图象符合实际(　　)
11.某金属A能与硫酸铜溶液发生置换反应，但不能跟氯化锌溶液反应。关于A、铜和锌的金属活动性由强到弱排列正确的是（ ）
　A．Zn、A、Cu　　 　　 B．Zn、Cu、A　
　 C．A、Zn、Cu　 　　　 D．Cu、A、Zn
二、填空题
12.在“南海一号”打捞出来的文物中，“金龙纹手镯”光彩夺目，完好无损；铜镜表面有铜锈；铁器则锈迹斑斑，残存很少，这说明金、铜、铁这三种金属的活动顺序由强到弱的顺序是 。
13.小稻家的铝壶由于长时间烧水，内有一层水垢〔主要含碳酸钙〕在家里可选用 除垢，除垢时间不宜过长的原因是 。
14.（2011．大连市）铝、铜、铁是生活中常见的金属。
(1)铝在空气中具有很好的抗腐蚀性能的原因是 。
(2)用铜制电线主要是利用铜具有良好的 性。
三、计算题
15.相同质量的铝和锌与足量稀硫酸反应，得到氢气的质量比是 。
　　
【答案与解析】
1.【答案】D
　【解析】本题考查物质性质和用途的关系。ABC三个选项所叙述的物质的用途和相关的性质都是正确的。D中铁制品表面涂“银粉”（铝粉）防生锈，是由于铝和氧气反应可形成致密的氧化物薄膜，保护里面的金属不被腐蚀，而不是由于其化学性质稳定，铝是比铁活泼的金属。
2.【答案】B
　【解析】金属的冶炼除了与金属的活动性有关外，还与金属冶炼的难易程度有关。
3.【答案】B
4.【答案】C
　【解析】要记住金属活动性顺序。
5.【答案】D
6.【答案】B
【解析】常温下，金属单质中只有金属汞为液态。
7.【答案】B
【解析】铜为不活泼金属，不能将酸中的氢置换出来，与蚁酸不反应，故最不易被腐蚀。
8.【答案】C
【解析】根据金属活动性顺序知，Ag位于Zn后面，Cu也位于Zn后面，Zn位于金属Na的后面、H的前面，故只有锌和氯化钠不能发生置换反应。
9.【答案】D
【解析】金属与酸发生反应的剧烈程度，一般可以反映出金属的活泼性。从图中可以看出，金属c与酸反应最剧烈，a次之，金属b不与盐酸反应；反应越强烈，说明金属越活泼，a，b，c活动性顺序为c>a>b。
10.【答案】C
【解析】将一定量Zn投入过量稀H2SO4中，产生H2的质量将由0开始逐渐增大，直到Zn反应完为止，此时H2的总质量就不再发生变化。根据以上分析可知，只有C图像符合实际。
11.【答案】A
　【解析】在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前就越活泼，只有前面的金属才能把后面的金属从它的化合物溶液中置换出来。某金属A能与硫酸铜溶液发生置换，反应但不能跟氯化锌溶液反应，说明A比铜活泼，没有锌活泼。
12.【答案】铁、铜、金
13.【答案】食醋（醋酸）
防止过量的食醋（醋酸）腐蚀铝壶 (或过量的酸与铝发生反应)
14.【答案】（1）铝在空气中和氧气反应，表面形成致密的氧化物薄膜
（2）导电性
15.【答案】65∶18
【解析】活泼金属与足量的稀硫酸反应生成H2质量的多少是由金属的相对原子质量和与酸反应所表现的化合价决定的。设金属的质量为m，则铝产生H2的质量为m/9，锌产生H2的质量为2m/65，两者产生氢气的质量比为65∶18。 金属及金属的化学性质（基础）
【学习目标】
1.知道常见金属的物理性质、特性及其应用；知道生铁和钢等重要合金。
2.掌握铁、铝等常见金属与氧气的反应；掌握常见金属与盐酸、稀硫酸的置换反应，以及与化合物的溶液的反应。
3.掌握金属的活动性顺序；能用金属的活动性顺序对有关的置换反应进行简单的判断。
【要点梳理】
要点一、金属材料
　 金属材料包括纯金属和它们的合金。
1.几种常见的金属
（1）常见的重要金属：铁铝铜锌钛锡金银等。
（2）金属有许多共同的性质，如：①金属光泽；②良好导电性、导热性；③良好的延性、展性；④韧性好、能弯曲。
　　
2.常见金属的特性
（1）颜色：大多为银白色，铜呈紫红色、金呈黄色；
（2）状态：常温下大多为固体，汞为液体；
（3）密度差别很大：金为19.3g/cm3，铝为2.7 g/cm3；
（4）导电性差异很大：银为100，铅仅为7.9；
（5）熔点差别大：钨为3410℃，锡仅为232℃；
（6）硬度差别大：铬为9，铅仅为1.5。
3.一些金属物理性质的比较
4.合金知识
（1）合金：是由两种或两种以上的金属（或金属和非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。合金是混合物，合金中至少含有一种金属。
（2）生铁（含碳量为2%～4.3%）和钢（含碳量为0.03%～2%）都是铁合金。因含碳量不同合金的性能不同，含碳量越大，硬度越大；含碳量越低，韧性越好。
（3）黄铜、青铜、焊锡、硬铝、18K黄金、18K白金、钛合金等也是常见的合金。
（4）合金的性能与组成合金的各成分的性能不同。合金的硬度比组成它们的纯金属的硬度大，合金的熔点比组成它们的纯金属的熔点低。
【要点诠释】
1.金属的用途要从不同金属的各自不同的性质以及价格、资源、美观、便利、回收等各方面考虑。如银的导电性（100）比铝的导电性（61）大很多，但电线一般用铝制而不用银制。因为铝的密度（2.7 g/cm3）比银的密度(10.5 g/cm3)小，价格比银低很多，资源比银丰富得多。
2.合金的硬度、强度、抗腐蚀性等一般都好于组成它们的纯金属。
要点二、金属活动性顺序（高清课堂《金属的化学性质》三）
常见金属的活动性顺序如下：
【要点诠释】
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，位于氢前面金属可以置换出盐酸、稀硫酸中的氢。且金属的位置越靠前，它与酸反应的速率就越大。
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（K、Ca、Na除外）。
要点三、置换反应
置换反应是由一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应。如：
Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
Fe+H2SO4=FeSO4+ H2↑
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2
【要点诠释】
1.置换反应可以表示为：A+BC=AC+B
2.置换反应的特征：单质+化合物=单质+化合物
（1）反应物一定是单质与化合物；
（2）生成物一定是单质与化合物。
要点四、金属的化学性质 （高清课堂《金属的化学性质》）
1．金属与氧气的反应
　 铁 铝 镁
反应现象 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 在空气中，常温下，铝表面变暗（生成一层致密氧化膜） 在空气中，点燃，剧烈燃烧，发出耀眼白光，生成白色固体
化学方程式 3Fe+2O2Fe3O4 4Al+3O2=2Al2O3 2Mg+O22MgO
反应特征 都是氧化反应，生成金属氧化物，且都属于化合反应
【要点诠释】
（1）钾钙钠镁铝锌等金属在常温下都能与空气中的氧气发生反应，其中铝锌在其表面形成一层致密的氧化膜，阻止氧化反应的继续进行。
（2）铁、铜在潮湿的空气中，常温下能够发生缓慢氧化——生锈。铁生锈的条件是：铁与水、空气中的氧气共同作用；铜比铁难生锈，生锈的条件是：铜与水、空气中的氧气、二氧化碳共同作用。
（3）镁在空气中可以点燃，剧烈燃烧；铁丝在空气中不燃烧，在纯氧中可以燃烧；铜在空气、氧气中都不燃烧，但可以与氧气发生氧化反应生成氧化铜；真金不怕火炼，金在高温下也不与氧气反应。
2．金属与酸的反应
　 铁丝 铝丝 铜丝
反应现象 稀盐酸 铁丝表面产生少量气泡，溶液由无色变成浅绿色 铝丝表面产生大量气泡，溶液颜色没有变化 没有明显现象（不反应）
稀硫酸 铁丝表面产生少量气泡，溶液由无色变成浅绿色 铝丝表面产生大量气泡，溶液颜色没有变化 没有明显现象（不反应）
化学方程式 稀盐酸 Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑ 　
稀硫酸 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ 2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑ 　
讨论 ①上述方程式的特点是一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质与另一种化合物，属于置换反应类型
②根据铜与酸不反应，铁反应较不剧烈，而铝反应现象最剧烈，可初步推断，三种金属的活动性由强到弱依次是：Al>Fe>Cu
③Fe与酸反应，生成的是氯化亚铁（FeCl2）、硫酸亚铁（FeSO4），而不是氯化铁（FeCl3）、硫酸铁（Fe2(SO4)3）
【要点诠释】
（1）参加反应的金属必须是排在金属活动性顺序氢前面的金属。
（2）酸不能为强氧化性酸：如浓硫酸、硝酸。
（3）金属与酸发生反应后，溶液的质量均增加。
（4）金属与酸反应都产生气泡，但快慢有别；都放出热量，但有多有少；溶液的颜色大多不发生变化（铁除外）。
3.金属与某些化合物的溶液反应
　 铁丝浸入硫酸铜溶液 铝丝浸入硫酸亚铁溶液 铜丝浸入硫酸铝溶液
反应
现象 铁丝表面有光亮的红色物质析出，溶液由蓝色变成浅绿色 铝丝表面有黑色物质析出，溶液由浅绿色变成无色 没有明显现象（不反应）
化学方
程式 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 2Al+3FeSO4=Al2(SO4)3+3Fe 　
讨论 ①上述方程式的特点是一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质与另一种化合物，属于置换反应类型
②由铝能置换出铁，铁能置换出铜，可推断三种金属的活动性由强到弱依次是：Al>Fe>Cu
③铜不能与硫酸铝溶液反应，是因为铜的金属活动性比铝弱
【要点诠释】
（1）只有较活泼的金属才能把不太活泼的金属从它的化合物溶液里置换出来。
（2）被置换的金属化合物必须溶于水。
（3）铁与酸或金属化合物发生置换反应时生成的铁的化合物中铁均显+2价。
（4）参加反应的金属不能为钾钙钠。如把钠放入CuSO4溶液中，发生的反应不是2Na+CuSO4=Na2SO4+Cu，　而是2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4 。
【典型例题】
类型一、考查金属材料及其应用
1.灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制，主要原因是（ ）
A．钨的导电性好　 B．钨的熔点高　 C．钨的硬度大 　 D．钨的密度大
【思路点拨】金属的用途取决于金属的性质，但还要考虑其可行性。
【答案】B
【解析】作为灯泡中的灯丝要具有耐高温的优良性能，因为灯丝在通电时会产生热量，如果灯丝的熔点低，则灯丝很容易熔断。钨和锡都能导电，但钨的熔点较高。
【总结升华】物质的性质在很大程度上决定了物质的用途。但同时还需考虑如价格、资源以及废料是否易于回收等其他因素。而物质的用途反映了它具有的性质。
举一反三：
【变式】下列应用在高铁列车上的材料，不属于金属材料的是（ ）
A．不锈钢 B．玻璃 C．铝合金 D．铜线
【答案】B
类型二、考查金属的化学性质
　2.下列关于金属与氧气反应的观点中正确的是（　 ）
　　A．细铁丝在空气中不能燃烧，是因为温度没有达到它的着火点
　　B．锌在空气中能与氧气发生化学反应，其化学方程式为：Zn+O2=ZnO2
　　C．根据各种金属与氧气反应的难易程度，可以初步比较一些金属的化学活泼性
　　D．金属与氧气发生化学反应时，都需要在点燃或加热的条件下才能发生
【思路点拨】知道不同金属在空气和氧气中的反应情况和现象。
【答案】C
【解析】细铁丝在空气中不能燃烧，但在纯氧中能燃烧，对比实验条件可知空气中铁不能燃烧的原因是氧气的浓度不够（空气中氧气的体积分数约为21%）。锌与氧气反应生成氧化锌，锌是+2价，氧是-2价，因此氧化锌的化学式为ZnO。镁、铝等金属与氧气在常温下就能发生反应，如铝制品、镁条放在空气中表面就能生成一层致密的氧化膜，而这也体现了金属的化学活泼性的差异。
【总结升华】铝锌在空气中其表面形成一层致密的氧化膜，阻止氧化反应的继续进行；铁、铜在潮湿的空气中，常温下能够发生缓慢氧化——生锈；镁在空气中可以点燃，剧烈燃烧；铁丝在空气中不燃烧，在纯氧中可以燃烧；铜在空气、氧气中都不燃烧，但可以与氧气发生氧化反应生成氧化铜；真金不怕火炼，金在高温下也不与氧气反应。
3.下列物质能由金属和酸反应得到的是（　 ）
　　A.CuCl2 　 　B.AgCl　 　C. AlCl3　 D. FeCl3
【答案】C
【解析】根据金属活动性顺序，Cu、Ag都位于H的后面不能和酸反应；而Fe、Al位于H的前面可以和盐酸、稀硫酸反应，生成相应的盐。但Fe与盐酸反应生成FeCl2，而不是FeCl3；而Al和盐酸反应生成AlCl3。故选C。
【总结升华】铁与盐酸、稀硫酸、某些盐溶液反应生成＋2价的铁的化合物，即生成的是氯化亚铁（FeCl2）、硫酸亚铁（FeSO4），而不是生成FeCl3、Fe2(SO4)3。
4.（2011.福州市）常见金属的活动性顺序如下：
下列各组物质间能发生反应的是（ ）
A. 铜和硝酸钠溶液 B. 铁和稀盐酸 C.锌和氯化钾溶液 D.银和稀硫酸
【答案】B
【解析】根据金属活动性顺序，铜没有钠活泼，铜和硝酸钠不反应；铁位于氢前面，铁和稀盐酸反应；锌位于钾后面，银位于氢后面，故C和D也不发生反应。
【总结升华】在金属活动性顺序里，位于氢前面的金属可以与酸反应；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。
举一反三：
【变式1】下列有关铁及其化合物的说法中错误的是（ ）
　　A．生铁和钢都是铁的合金
　　B．铁在潮湿的空气中容易生锈
　　C．地壳中含量最多的金属元素是铁元素
　　D．一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁
【答案】C
【解析】地壳中含量最多的金属元素是铝元素
【变式2】“真金不怕火炼”。这句话说明黄金的化学性质在加强热的条件下（　 ）
　　A．很稳定　　　　 B．很活泼　　 　C．易氧化　　 　D．易还原
【答案】A
【解析】金在高温下也不与氧气反应，黄金的化学性质很稳定。
【变式3】下列物质中，不能与氯化铜溶液发生置换反应的是（　 ）
　　A．镁　 B．锌　　 C．铁　 　 D．银
【答案】D
【解析】在金属活动性顺序里，镁、锌、铁排在铜的前面，银排在铜的后面，因此银不能与氯化铜发生置换反应。

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