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第6讲　金属与金属矿物
真题精粹 —— 福建5年真题精选及拓展
考向1 金属材料
1.(2024·福建)下列物品中,由金属材料制成的是 (　　)
A.纯棉毛巾 B.铁制剪刀
C.橡胶导管 D.陶瓷坩埚
2.(2022·福建)下列物质的性质与其用途不匹配的是 (　　)
A.石墨质软——用作电池的电极材料
B.不锈钢耐腐蚀——制造医疗器械
C.熟石灰显碱性——用来改良酸性土壤
D.干冰易升华——用于人工降雨
合金与合金的性质
2.1　C919是我国首款具有自主知识产权的喷气式客机,机身蒙皮和长结构采用的是第三代铝锂合金。下列有关铝锂合金的说法正确的是 (　　)
A.铝锂合金的熔点比纯铝的更高
B.铝锂合金的抗腐蚀性能非常差
C.铝锂合金是混合物
D.铝锂合金的硬度比纯铝的小
考向2 金属的化学性质
3.(2024·福建节选)废金属是宝贵的资源。
(1)废铜块能制成薄铜片,利用了铜的　　　　。
(2)用废铜生产硫酸铜的过程中,涉及反应:CuO+H2SO4CuSO4+H2O。该反应的实验现象:黑色固体逐渐溶解,　　　　　　　　。
(3)利用废锌与含硫酸镍的废液反应回收镍,反应的化学方程式为Zn+NiSO4Ni+ZnSO4,由此判断Zn、Ni两种金属中,金属活动性较强的是　　　　。
4.(2023·福建节选)为完成“研究钢铁防护的方法”的实践性作业,学习小组查得资料:钢铁膜化处理是钢铁防护的重要方法,其目的是在钢铁表面形成致密、均匀的保护膜。检验膜的抗腐蚀性能要做“滴铜实验”,即往钢铁表面滴加含硫酸铜的腐蚀剂,60 s后钢铁表面才出现红色物质,表明抗腐蚀性能达标,且越迟出现红色物质的越好。某小组同学使用某种膜化剂开展如下研究。
Ⅰ.验证膜的抗腐蚀性能
【实验1】将有膜化和未膜化的薄钢片分别进行滴铜实验,有膜化的薄钢片出现红色物质的时间明显推迟。
(1)出现红色物质的原因是 　　　　　　　　　　　　　　　　　(用化学方程式表示)。
(2)有膜化的薄钢片出现红色物质的时间明显推迟,其原因是 　 　。
5.(2024·福建节选)兴趣小组用稀盐酸清洗铁夹表面的铁锈(主要成分为氧化铁),并进行保护实验。
(1)铁夹在稀盐酸中浸泡较长时间,有气体产生。产生气体的化学方程式为　 。
(2)将清洗过的铁夹进行“发蓝”处理,形成致密的氧化物保护膜,其主要成分与铁在氧气中燃烧的产物相同,该氧化物的化学式为　　　　　。
6.(2023·福建)据文献报道:一种特殊的铜纳米颗粒具有与金、银极其相似的反应惰性,可替代黄金作精密电子元器件。下列对该铜纳米颗粒的判断,正确的是 (　　)
A.能与盐酸反应产生氢气
B.在空气中容易锈蚀
C.能与硫酸亚铁发生置换反应
D.具有良好的导电性
7.(2022·福建节选)“铜的循环”如图所示。其中,箭号表示能一步实现的物质转化方向,X、Y、Z是初中化学常见的物质。
利用反应⑤的转化原理,除去FeSO4溶液中的少量CuSO4,需要的试剂和分离方法分别是　　　　　。
金属活动性顺序的探究
7.1　金属及其制品是现代生活中不可缺少的材料和工具。请回答下列问题:
(1)铝的化学性质很活泼,通常铝制品却很耐腐蚀,原因是　 　。
(2)探究铜、铝、银三种金属活动性顺序的实验如图所示。
①实验b中发生反应的化学方程式是　 　。
②通过实验a、b得出三种金属活动性由强到弱的顺序是　　　　　　　　　　。
考向3 金属资源的利用与保护
8.(2023·福建节选)对钢铁制品进行“发蓝”处理,使表面生成一层致密的氧化膜,能有效防止钢铁锈蚀,其原因是　　　　　　　　。
9.(2022·福建节选)“铜的循环”如图所示。其中,箭号表示能一步实现的物质转化方向,X、Y、Z是初中化学常见的物质。
已知:同一化学反应中,若有元素的化合价升高,则必有元素的化合价降低。铜暴露在空气中生成铜锈[主要成分为Cu2(OH)2CO3]的过程中,空气中参与反应的物质是　　　　　　　　　　　　　。
回归教材 —— 福建中考核心考点梳理
【单元构建】
【知识清单】
考点1 金属材料　5年3考
1.绝大多数金属具有金属光泽(黄金白银红铜,大多数金属为银白色);为固体(除　　　外);有延展性;能　　　　　、　　　　;密度　　　　,熔点　　　　。
2.合金
由一种金属和其他金属(或　　　　　)熔合而成且具有　　　　特性的物质,属于　　　　　(选填“混合物”或“纯净物”)。与组成它们的纯金属相比,合金的硬度　　　　、强度　　　　、熔点　　　　,用途更广。
常见的铁的合金有　　　　　　。
　　合金中一定要含有一种金属,但不一定需要两种金属熔合,也可以是金属与非金属熔合,比如生铁(主要成分是铁和碳);合金不一定只含有两种物质,也可由多种物质熔合而成的,如伍德合金(主要由铋、铅、锡、镉熔合而成)。
　　钢,是对含碳量百分比介于0.02%至2%之间的铁碳合金的统称。根据成分不同,又可分为碳素钢和合金钢。碳素钢是指钢中除铁、碳外,还含有少量锰、硅、硫、磷等元素的铁碳合金,其中含碳量大于0.60%的高碳钢一般应用在军工业、工业和医疗业。合金钢是为了改善钢的性能,在冶炼碳素钢的基础上,加入一些金属元素而炼成的钢,如铬钢、锰钢、铬锰钢、铬镍钢等。
考点2 金属的化学性质　5年5考
1.与氧气反应 常温:　　 　　　　; 点燃:　　 　　　　; 加热:　　 　　　 金属须符合的条件:除金等特别不活泼金属外,大部分金属均可与氧气反应
2.与酸(稀盐酸、稀硫酸)反应 镁与稀盐酸:　　 　　　　; 铝与稀盐酸:　　 　　　　; 铁与稀硫酸:　　　　　　　　　　　　　; 锌与稀硫酸:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 金属须符合的条件:金属活动性排在氢之前的金属(常见的为Mg、Al、Zn、Fe)
3.与盐溶液反应 铁与硫酸铜溶液:　　　　　　　　　　　　　　; 铜与硝酸银溶　　　　　　　　　　　　 金属须符合的条件:金属活动性强的金属能与金属活动性弱的金属盐溶液反应(强置弱)
金属活动性顺序: 强弱 应用: ①判断金属的活动性强弱:金属的位置越靠前,它的活动性就越　　　; ②判断金属与酸是否能发生反应:排在氢　　　面的金属能置换出盐酸、稀硫酸里的氢; ③判断金属与盐溶液是否能发生反应:位于　　　面的金属能把位于　　　面的金属从它们的盐溶液中置换出来
　　置换反应是指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。上述金属与酸或盐溶液之间发生的反应都属于置换反应,但置换反应不只包括这些,比如C+2CuO2Cu+CO2↑,也为置换反应;金属与盐溶液的反应也不一定都是置换反应,如Fe与FeCl3溶液的反应是Fe+2FeCl33FeCl2,该反应属于化合反应。
考点3 金属资源的保护及其利用　5年5考
1.金属资源的分布
地壳中金属含量居前两位的金属分别是　　　、　　　。在自然界中,大部分金属以化合物的形式存在,只有少数以单质的形式存在,如　　　、　　　,因为它们的化学性质　　　　　(选填“活泼”或“不活泼”)。目前,世界冶金工业中年产量最高的金属是　　　。
2.金属的冶炼
一般用C、CO、H2可将大多数金属氧化物(如CuO、Fe2O3)还原成单质。
3.金属的锈蚀与保护
(1)铁生锈的条件:同时与　　　　　　接触。
(2)防锈措施:保持　　　　、隔绝　　　　、涂上或镀上　　　　　;可利用铁生锈的原理,用铁粉除去食品包装袋中的　　　和　　　　,起到　　　　　　　　作用。
　　1.铝不易锈蚀的原因是常温下铝与空气中的氧气反应,表面生成一层致密的氧化铝薄膜,能够有效阻挡空气,避免内部的铝进一步被氧化,因此铝制品具有较强的抗腐蚀性。
2.可用化学方法除铁锈,如用稀盐酸浸泡生锈的铁制品,但浸泡时间不宜过长,原因是酸与铁锈反应后,还会继续与铁反应,腐蚀铁制品。
【核心突破】
重难点一、根据实验事实判断金属活动性的强弱
为验证锌、铁、铜三种金属的活动性顺序,小红同学设计了下图所示的四个实验,下列说法中正确的是 (　　)
A.通过实验①②③能验证锌的金属活动性比铁的强
B.实验③中溶液的质量变大
C.X可能为锌,Y可能为硫酸亚铁
D.只做实验③和④,一定不能验证锌、铁、铜的金属活动性顺序
[思维破冰]　A.实验①说明金属活动性:Zn>H,实验②说明金属活动性:CuCu,通过实验①②③不能验证锌的金属活动性比铁的强;B.铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,56份质量的铁反应能生成64份质量的铜,反应后溶液的质量减小;C.X可能为锌,Y可能为硫酸亚铁,是因为锌能和硫酸亚铁反应生成硫酸锌和铁,说明锌比铁活泼;D.只做实验③和④,可能能够验证锌、铁、铜的金属活动性顺序,例如X为锌,Y为硫酸亚铁时,能够验证锌比铁活泼,铁能和硫酸铜反应,说明铁比铜活泼。
将一定量锌粉加入硝酸铜和硝酸银的混合溶液中,充分反应后,过滤,得到滤液和滤渣。
(1)向滤液中加入氯化钠溶液,无明显现象。
①滤渣中一定含有　　　　,可能含有　　　　。
②滤液中一定含有　　　　　　　　,可能含有　　　　　　　　,一定没有　　　　　　。
(2)向滤液中加入氯化钠溶液,有白色沉淀生成。
①滤渣中一定含有　　　,一定没有　　　　。
②滤液中一定含有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)若滤液为蓝色。
①滤渣中一定含有　　　,可能含有　　　,一定没有　　　　。
②滤液中一定含有　　　　　　　　　　　　　,可能含有　　　　　　。
(4)若滤液为无色。
①滤渣中一定含有　　,可能含有　　　。
②滤液中一定含有　　　　　　　　,一定没有　　　　　　　　　　　　　。
(5)向滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生。
①滤渣中一定含有　　　　　　　　　　。
②滤液中一定含有　　　　　　　　,一定没有　　　　　　　　　　　　　。
(6)向滤渣中加入稀盐酸,无明显现象。
①滤渣中一定含有　　　,可能含有　　　,一定没有　　　　。
②滤液中一定含有　　　　　　　　,可能含有　　　　　　　　　　　　　。
(7)若反应前后金属质量不变。
①则滤渣中一定含有　　　　　　　,可能含有　　　　。
②则滤液中一定含有　　　　　　　　,一定没有　　　　　　。
金属活动性顺序的运用
金属活动性顺序中,排在氢前面的金属,能和稀盐酸或稀硫酸反应生成盐和氢气;排在前面的金属,能把排在后面的金属从它的盐溶液中置换出来,并且金属越活泼,越容易和盐反应;金属与盐溶液反应遵循“远距离先置换”的规律。反应后,固体中的成分不与溶液中的溶质反应,则能共存。
重难点二、有关金属与酸反应的图像题
向三只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100 g稀盐酸,充分反应。反应的有关图像错误的是 (　　)
A.　　　　　　　　　B.
C.　　　　　　　　　D.
[思维破冰]　向三只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100 g稀盐酸,若消耗盐酸相同,则生成氢气质量相同,根据化学方程式的质量关系可知,消耗相同质量的盐酸,同时消耗金属的质量关系为Fe>Mg>Al,溶液质量增加关系为Fe>Mg>Al;金属活动性为Mg>Al>Fe,则镁的反应速率最快,完全反应后所需时间最短,铝的次之,最后是铁;金属活动性顺序为Mg>Al>Fe,所以相同时间消耗金属的质量关系为Mg>Al>Fe,根据化学方程式的质量关系可知,消耗相同质量的盐酸,同时消耗金属的质量关系为Fe>Mg>Al。
将足量的Zn粉投入一定质量的AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中发生反应,溶液的质量随时间的变化关系如图所示。下列说法不正确的是 (　　)
A.a点对应的溶液中含有三种金属阳离子
B.b点处的固体中含Ag和Zn
C.取少量b点处的溶液于试管中,滴加稀盐酸会有沉淀出现
D.溶液先不变色,一段时间后由蓝色逐渐变为无色
[思维破冰]　将足量的Zn粉投入一定质量的AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中,锌会先与硝酸银反应,溶液质量减小,再与硝酸铜反应,溶液质量增大。A.a点对应的溶液质量没有减小到最小,所以硝酸银没有完全反应,此时溶液中含有锌、铜、银三种金属的阳离子;B.b点处的溶液质量减小到最小,硝酸银恰好完全反应,所以固体中含Ag和Zn;C.取少量b点处的溶液于试管中,溶液中不含银离子,故滴加稀盐酸不会有沉淀出现;D.溶液先不变色,一段时间后由蓝色逐渐变为无色。
向盛有a g铜锌混合物的烧杯中加入稀硫酸,该过程中剩余固体质量与加入稀硫酸的质量关系如图所示。下列说法错误的是 (　　)
A.M点时,溶液中的溶质只有ZnSO4
B.N点时,生成气体的总质量达到最大
C.N→P过程中,溶液的pH逐渐增大
D.该铜锌混合物中锌的质量为(a-b)g
金属与酸反应的情况
①等量金属和足量酸反应,当金属完全反应时,生成H2的质量由金属的质量决定;②足量金属和等量酸反应,生成H2的质量由酸的质量决定,最终产生H2的质量相等;③等量金属和一定量的酸反应;④等量酸和一定量的金属反应。
实验探究 —— 学科核心素养提升
【围绕课标】
必做实验6　常见金属的物理性质及化学性质
【实验目的】
1.认识生活中常见金属的物理性质。
2.实验探究金属的化学性质,初步理解金属活动性强弱。
【实验用品】
实验仪器:酒精灯、坩埚钳、陶土网、烧杯、试管(含橡胶塞)、砂纸、干电池、小灯泡、导线等。
实验试剂:镁条、铁丝、铝片、锌片、铜片、稀硫酸(稀盐酸)、硫酸铜溶液等。
【实验过程】
1.金属的物理性质
实验步骤 外观(状态、颜色) 硬度 导电性 延展性
(1)观察镁条、铁丝、锌片、铝片和铜片的外观,并试试此金属样品是否容易被折弯、扭断;(2)用打磨好的金属样品和导线连接一节干电池和小灯泡,观察小灯泡是否会发光 打磨后的镁条、铁丝、锌片、铝片均为　　　　　色,有金属光泽;铜为　　　　　色,有金属光泽 　　　 　　 　 　　　　 　　 　　　
2.金属的化学性质
实验步骤 实验现象 实验原理(化学方程式) 实验结论
(1)用砂纸打磨金属样品,观察外观是否有变化;用　　　　分别夹持一小段打磨后的洁净镁条和铜片,用酒精灯外焰加热;将铁丝在氧气中点燃 铝片表面逐渐变暗,失去光泽 　　　　　　　　　　　　 在不同条件下,镁、铝、铁、铜都能与　　　　反应生成　　　　　　　　　　　　　
镁条燃烧,发出　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　
铁丝　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　
铜片　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　
(2)另取5支试管,分别加入一小段打磨后的洁净镁条、铝片、锌片、铁丝和铜片,然后分别滴加5 mL稀硫酸(或稀盐酸),观察现象 镁条表面迅速产生大量气泡 　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　 该五种金属的活动性由强到弱的顺序为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
铝片表面产生气泡较快 　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　
锌片表面　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　
铁丝表面　, 溶液由无色逐渐变为　　　　色 　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　
铜片表面没有明显现象 二者不反应
(3)将一段无锈铁丝放入试管中,加入少量硫酸铜溶液 铁丝表面有　　　　　　析出,溶液由　 　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　 　　　　　
【实验分析与评价】
　　1.银的导电性比铜的好,一般情况下不用银制造电线、电缆的原因是　　　　　　　。
2.选择铸造银币的金属材料需要考虑的因素有　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
3.将一段铁丝放入试管中,加入少量稀盐酸后没有气泡产生,可能的原因是　。
【实验拓展】
　　在常温下,锌能与稀盐酸(或稀硫酸)发生置换反应生成氢气。氢气密度比空气小,难溶于水。请设计一个简便的实验,用锌片与稀硫酸反应制取氢气。
【实验记录】
反应原理 　　　　　　　　　　　　　　　 　　
实验装置 发生装置
收集装置
实验步骤 (1)查:检查装置的气密性; (2)装:将试管(或锥形瓶)横放,用镊子将适量锌片放在试管(或锥形瓶)口,再将试管慢慢竖立起来,再向其中加入适量的稀硫酸; (3)定:将试管固定在铁架台上; (4)收:采用　　　　　　　　　　　　　　收集气体
实验结论 锌能置换出稀硫酸中的　　　　　　 　　　
【对接中考】
常见实验2　实验室模拟炼铁
【实验目的】通过实验研究铁冶炼的化学原理。
【实验过程】
实验用品 实验仪器 硬质粗玻璃管、酒精喷灯、酒精灯、导管、单孔橡胶塞、试管、铁架台、白纸、磁铁等
实验试剂 氧化铁粉末、一氧化碳、澄清石灰水等
实验装置
实验原理 在高温条件下,用还原剂一氧化碳将铁从氧化铁中还原出来,反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　
续表
实验过程 实验现象 实验结论 注意事项
(1)连接装置并检查装置的气密性,在硬质粗玻璃管中,放入少量氧化铁粉末,先通入一氧化碳 　　　　　　　　　　 氧化铁与一氧化碳反应生成了　　　　　　　　　 1.先通一氧化碳,排尽装置内的空气; 2.停止加热后,要继续通入一氧化碳直至装置冷却; 3.要对尾气进行处理
(2)点燃酒精喷灯,加热玻璃管中的氧化铁 红棕色粉末变成　　　　,澄清石灰水　　　　　 　
(3)停止加热后,继续通入一氧化碳,直到玻璃管内物质冷却 　　　　　　　　　　
(4)把得到的黑色粉末倒在白纸上观察,并用磁铁吸引 　　　　　　　　　　　　
(5)将黑色粉末加入稀盐酸中 　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　
【实验分析与评价】
　　(1)实验开始前应先通一会儿　　　　　　,再点燃　　　　　　,目的是　　　　　　　　　　,以免加热时发生爆炸。
(2)反应结束时应先熄灭　　　　　　,同时还需继续通入　　　　　　至硬质粗玻璃管温度降低至室温,目的是　　　　　　　　　　　　　　　　,同时能防止澄清石灰水倒流入热的玻璃管内使玻璃管炸裂。
(3)一氧化碳有毒,实验装置中必须要有尾气处理装置。可以在导管末端放一盏　　　　　　　　,将尾气中的一氧化碳点燃(或在导管末端连一个气球,将尾气收集起来,合理即可),目的是防止一氧化碳污染空气。
【实验拓展】
　　1.CO还原Fe2O3的微型装置图如图所示,利用该实验装置模拟工业炼铁。
(1)该装置的优点有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)充分加热,a处的现象为　　　　　　　　　　。
(3)b处可以用　　　　　　　检验生成的CO2。
(4)可用　　　　　　　　　　　处理尾气中的CO。
2.利用甲酸(HCOOH)与浓硫酸制备CO,并用下图所示实验装置验证CO的有关性质。
已知:HCOOHCO↑+H2O。
(1)操作时,先滴加HCOOH再点燃装置乙处酒精灯,目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)装置丙的作用是　　　　　　　　　　　　　　　　　。
　　(3)装置丁的作用为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
3.一氧化碳还原氧化铜的实验装置图如图所示。
(1)A中的现象是　　　　　　　　　　　　,反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　;B处的实验现象是　　　　　　　　　　,反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)实验开始时,要先　　　　　　　(选填“加热氧化铜”或“通一氧化碳”),目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)该装置存在的主要问题是　　　　　　　　　　,改进的具体措施是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
常见实验3　铁制品锈蚀条件的探究
【实验目的】探究钢铁锈蚀的条件,了解在生产和生活中怎样防止钢铁生锈。
【实验过程】
实验 用品 实验仪器 试管、橡胶塞、干棉花等
实验试剂 无锈铁钉、生石灰(或无水氯化钙)、食盐水、稀盐酸(或醋酸溶液)、蒸馏水等
实验装置
实验原理 铁与空气中的　　　　、　　　等物质发生复杂的化学反应,生成铁锈
续表
实验过程 实验现象 实验结论 注意事项
(1)在试管A中加入少量干燥剂(生石灰或无水氯化钙),再放一团干棉花,把铁钉放在干棉花上,塞紧橡胶塞 一段时间后,铁钉表面无明显变化 铁生锈的条件是　　　　　　　　　　　　;稀盐酸、醋酸和氯化钠溶液等物质存在时会　　 　　　　　　　　　 1.铁钉要打磨无锈后再使用; 2.橡胶塞要塞紧; 3.试管B中要使用煮沸并迅速冷却的蒸馏水
(2)在试管B中注满煮沸并迅速冷却的蒸馏水,使铁钉完全浸没,塞紧橡胶塞 一段时间后,铁钉表面无明显变化
(3)在试管C中加入少量蒸馏水,使铁钉的一半浸没在水中 一段时间后,铁钉　 　　　　　　　　　　　　
(4)在试管D中加入稀盐酸或醋酸溶液,浸没铁钉后,倒去溶液 一段时间后,铁钉严重锈蚀
(5)在试管E中加入少量氯化钠溶液,使铁钉的一半浸没在溶液中 一段时间后,铁钉　 　　　　　　　　　　　　
【实验分析与评价】
　　1.试管B中要使用煮沸并迅速冷却的蒸馏水,其目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;由A、B、C的现象可知,铁的锈蚀是铁与　　　　　　等物质共同作用的结果。
2.比较C、D或C、E中的现象可得出　 。
3.探究铁生锈的条件,有利于寻找防止铁制品锈蚀的方法。请根据生锈的条件,提出两条防止铁生锈的建议:　 。
【实验拓展】
　　1.某校化学兴趣小组的同学发现长期露置在空气中的金属M表面会被锈蚀,于是他们一起探究金属M锈蚀的原因。经检测,锈蚀物中除含有M元素外,还含有C、H、O三种元素。甲同学依据锈蚀物中的组成元素,推测空气中的　　　　　　　(填化学式)肯定参加了反应,但不能确定空气中的氧气是否参与反应。为了确认空气中的氧气是否参加反应,化学兴趣小组设计下图所示系列实验,你认为其中必须要做的对照实验是　　　　(填字母)。若观察到　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,则证明氧气参加了反应。
2.为了研究水样的pH、水中溶解氧浓度与钢铁腐蚀速率的关系,同学们查阅相关文献得到如下资料。
(1)图1表示水样温度为22 ℃、氧含量为6 mL·L-1时,钢铁腐蚀速率与水样pH的关系。当pH<4时,钢铁腐蚀速率明显加快的原因是　 。
(2)图2表示温度为22 ℃、pH=7时,钢铁腐蚀速率与水中溶解氧浓度的关系。当溶解氧浓度超过20 mL·L-1时,钢铁腐蚀速率明显减慢的原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
3.U形玻璃管是常见的化学仪器,在实验中应用广泛。借助U形玻璃管探究钢铁锈蚀的条件。装置如图所示。
(1)一段时间后潮湿的钢丝棉有明显锈迹,干燥的钢丝棉没有锈迹,此现象说明　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)实验结束时,细心的同学发现浸没在凉开水中的钢丝棉也有少量锈迹,说明本实验有不完善之处。请利用原有装置提出具体改进方案:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案
真题精粹
1.B
2.A　【解析】石墨具有优良的导电性,所以石墨可用作电池的电极材料,物质的性质与其用途不匹配。
2.1　C　【解析】A.一般合金的熔点低于其组成中纯金属的熔点,因此铝锂合金的熔点比纯铝的更低;B.一般合金的抗腐蚀性更强,因此铝锂合金的抗腐蚀性能非常强;C.铝锂合金是由铝、锂等多种物质组成的,属于混合物;D.一般合金的硬度大于其组成中纯金属的硬度,因此铝锂合金的硬度比纯铝的大。
3.(1)延展性
(2)溶液由无色变为蓝色
(3)Zn
【解析】(1)废铜块能制成薄铜片,利用了铜的延展性。
(2)氧化铜是一种黑色粉末,硫酸铜溶液是蓝色的,因此该反应的实验现象是黑色固体逐渐溶解,溶液由无色变为蓝色。
(3)由化学方程式可知,锌能将镍从其盐溶液中置换出来,说明锌、镍两种金属中,金属活动性较强的是锌。
4.(1)Fe+CuSO4FeSO4+Cu
(2)薄钢片表面的膜能够消耗腐蚀剂
5.(1)Fe+2HClFeCl2+H2↑
(2)Fe3O4
【解析】(1)铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,反应的化学方程式为Fe+2HClFeCl2+H2↑。
(2)将清洗过的铁夹进行“发蓝”处理,形成致密的氧化物保护膜,其主要成分与铁在氧气中燃烧的产物相同,即四氧化三铁,其化学式为Fe3O4。
6.D
7.铁粉、过滤
【解析】本题利用除杂质问题来考查金属的化学性质之一:一定条件下金属单质能与盐溶液发生置换反应。当溶液中含有较不活泼的金属阳离子杂质时,首先考虑用比其活泼的金属单质将其置换出去的方法。本题中Cu2+是杂质,选用比它活泼又不会引入新杂质的足量Fe粉将其置换出来,过量的Fe粉、置换出的Cu都是固体,可以通过过滤的方法去除。
7.1　(1)铝在空气中能与氧气反应,在其表面生成一层致密的氧化铝薄膜,阻止内部的铝进一步被氧化
(2)①Cu+2AgNO3Cu(NO3)2+2Ag　②Al>Cu>Ag
【解析】(1)铝在空气中能与氧气反应,在其表面生成一层致密的氧化铝薄膜,阻止内部的铝进一步被氧化,因此铝制品抗腐蚀性强。
(2)①铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银,反应的化学方程式为Cu+2AgNO3Cu(NO3)2+2Ag。②铜和硝酸铝不反应,说明铜的金属活动性比铝的弱,即Al>Cu;铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银,说明铜的金属活动性比银的强,即Cu>Ag,则三种金属活动性由强到弱的顺序为Al>Cu>Ag。
8.隔绝氧气和水
9.H2O、CO2和O2
【解析】通过铁生锈的条件的探究学习可知,空气中的常见成分会参与金属的锈蚀。根据元素守恒可以推测出金属Cu生成铜锈过程中,有H2O、CO2参与;Cu变成Cu2(OH)2CO3,铜元素的化合价升高,此过程中必定有另外一种元素的化合价降低,而H2O、CO2中的氢元素、氧元素、碳元素的化合价均未发生变化,再结合铁生锈的条件可知,铜生锈的过程还有O2参与反应,其中氧元素由0价降至-2价,方能符合化学反应中化合价升降的规律。故铜生锈是空气中H2O、CO2和O2共同参与的结果。
回归教材
知识清单
考点1
1.汞　导电　导热　较大　较高
2.非金属　金属　混合物　更大　更好　更低　生铁和钢
考点2
4Al+3O22Al2O3、2Mg+O22MgO　3Fe+2O2Fe3O4　2Cu+O22CuO　Mg+2HClMgCl2+H2↑　2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑　Fe+H2SO4FeSO4+H2↑　Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑　Fe+CuSO4FeSO4+Cu　Cu+2AgNO3Cu(NO3)2+2Ag　①强　②前　③前　后
考点3
1.铝　铁　金　银　不活泼　铁
3.(1)水和氧气
(2)干燥　氧气　保护层　水　氧气　防潮、防腐的
核心突破
例题1　C
变式训练
(1)①Ag　Zn、Cu　②Zn(NO3)2　Cu(NO3)2　AgNO3
(2)①Ag　Zn、Cu　②Zn(NO3)2、Cu(NO3)2和AgNO3
(3)①Ag　Cu　Zn　②Cu(NO3)2、Zn(NO3)2　AgNO3
(4)①Ag、Cu　Zn　②Zn(NO3)2　AgNO3、Cu(NO3)2
(5)①Zn、Ag和Cu　②Zn(NO3)2　Cu(NO3)2、AgNO3
(6)①Ag　Cu　Zn　②Zn(NO3)2　Cu(NO3)2、AgNO3
(7)①Ag、Cu　Zn　②Zn(NO3)2　AgNO3
【解析】步骤1:判断金属的活动性顺序为Zn>Cu>Ag。
步骤2:反应的化学方程式先Zn+2AgNO32Ag+Zn(NO3)2,后Zn+Cu(NO3)2Cu+Zn(NO3)2。
步骤3:分析反应过程
序号 金属 溶质
① Ag AgNO3、Cu(NO3)2、Zn(NO3)2
② Ag Cu(NO3)2、Zn(NO3)2
③ Ag、Cu Cu(NO3)2、Zn(NO3)2
④ Ag、Cu Zn(NO3)2
⑤ Ag、Cu、Zn Zn(NO3)2
例题2　D
例题3　C
变式训练
C　【解析】铜与稀硫酸不反应,锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气;向盛有a g铜锌混合物的烧杯中加入稀硫酸,达到N点时,剩余的固体为铜,质量为b g;M点时,溶液中溶质为硫酸锌,P点溶质为硫酸和硫酸锌。A.M点时,溶液中的溶质只有ZnSO4;B.N点时,锌与稀硫酸恰好完全反应,生成气体的总质量达到最大;C.N→P过程中,锌已经完全反应,硫酸过量,溶液酸性增强,因此溶液的pH逐渐减小;D.根据图像信息可知,铜锌合金质量为a g,加入稀硫酸后,剩余的铜的质量为b g,则铜锌混合物中锌的质量为(a-b)g。
实验探究
必做实验6　常见金属的物理性质及化学性质
【实验过程】1.银白　红　较硬　良好　良好
2.(1)坩埚钳　4Al+3O22Al2O3　耀眼的白光,放出热量　2Mg+O22MgO　剧烈燃烧,火星四射,放出热量,生成黑色固体　3Fe+2O2Fe3O4　表面变黑　2Cu+O22CuO　氧气　金属氧化物
(2)Mg+H2SO4MgSO4+H2↑(或Mg+2HClMgCl2+H2↑)　2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2↑(或2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑)　产生气泡较快　Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑(或Zn+2HClZnCl2+H2↑)　产生气泡较慢　浅绿　Fe+H2SO4FeSO4+H2↑(或Fe+2HClFeCl2+H2↑)　Mg>Al>Zn>Fe>Cu
(3)红色固体　蓝色变为浅绿色　Fe+CuSO4Cu+FeSO4　铁比铜活泼
【实验分析与评价】1.银比较昂贵　2.硬度大小、耐腐蚀、耐高温、美观等　3.铁丝表面有铁锈
【实验记录】Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑
(4)排水法(或向下排空气法)　氢
常见实验2　实验室模拟炼铁
【实验过程】3CO+Fe2O32Fe+3CO2
(2)黑色　变浑浊
(4)黑色粉末被磁铁吸引
(5)黑色粉末逐渐消失,溶液中有气泡产生,溶液由无色变为浅绿色　铁和二氧化碳
【实验分析与评价】(1)一氧化碳　酒精喷灯　排尽装置内的空气
(2)酒精喷灯　一氧化碳　防止高温下生成的铁再次被氧化
(3)燃着的酒精灯
【实验拓展】1.(1)操作简单、节约试剂　(2)固体由红棕色变为黑色　(3)澄清石灰水　(4)点燃法(合理即可)　2.(1)排尽装置中的空气,防止加热时引起爆炸　(2)防止澄清石灰水倒吸　(3)检验CO2、收集CO　3.(1)黑色粉末逐渐变为红色　CO+CuOCu+CO2　澄清石灰水变浑浊　CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O　(2)通一氧化碳　排尽装置中的空气,防止加热一氧化碳和空气的混合气体引起爆炸　(3)缺少尾气处理装置　在装置的末端放一盏点燃的酒精灯(或在装置的末端接一个气球,合理即可)
常见实验3　铁制品锈蚀条件的探究
【实验过程】氧气　水　(3)锈蚀,且在铁钉与水、空气同时接触的部分锈蚀最严重　(5)严重锈蚀　铁与氧气和水同时接触　加快铁的锈蚀
【实验分析与评价】1.除去蒸馏水中溶解的氧气且防止氧气再溶于水　水、氧气　2.稀盐酸、醋酸和氯化钠溶液等物质存在时会加快铁的锈蚀　3.在车船表面喷涂油漆、在机械表面涂防锈油(或在脸盆、杯子等表面搪瓷等,合理即可)
【实验拓展】1.CO2、H2O　AC　A中金属M生锈,C中金属M不生锈
2.(1)钢铁与水样中的氢离子发生了化学反应(合理即可)　(2)钢铁表面生成了较致密的氧化膜,阻碍氧气、水与钢铁接触(合理即可)
3.(1)钢铁锈蚀需要与水接触
(2)在盛有凉开水的U形管两端液面上滴加植物油(合理即可)

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