资源简介 8.2 金属的化学性质【题型1】置换反应及其应用 1【题型2】金属和稀盐酸、稀硫酸反应 3【题型3】金属和酸反应的图像分析 5【题型4】金属与酸反应的有关计算 7【题型5】金属和酸反应的天平分析 9【题型6】金属与金属化合物溶液反应 10【题型7】金属与金属化合物溶液反应滤液、滤渣的判断 11【题型8】金属活动性顺序的应用 13【题型9】探究金属活动性顺序 16【题型10】常见金属活动性顺序 18【题型11】铝与氧气的反应 19【题型12】铁与氧气的反应 21【题型13】金属与氧气反应综合 22【题型1】置换反应及其应用【典型例题】下列反应中属于置换反应的是（ ）A.Fe2（SO4）3+Fe＝3FeSO4B.2Na+2H2O＝2NaOH+H2↑C.CaCO3CaO+CO2↑D.2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑【举一反三1】下列反应中属于置换反应的是( )A.Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2OB.H2＋Cl22HClC.Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2D.2H2O22H2O＋O2↑【举一反三2】下列化学反应属于置换反应的是（ ）A.8Al+3Fe3O44Al2O3+9FeB.3Fe+2O2Fe3O4C.CaCO3CaO+CO2↑D.NaOH+HCl＝NaCl+H2O【举一反三3】钛镍合金因其形状记忆效应，广泛用于航天领域，在我国空间站建设中起到了至关重要的作用。工业生产钛的过程涉及到如下反应：①TiO2+2Cl2+2C2X②TiCl4+2MgTi+2MgCl2(1)反应①中X的化学式为 。(2)反应②的基本反应类型是 反应。【举一反三4】芯片是电脑、手机等电子产品的核心部件，芯片的主要成分是纯度极高的硅，其运算速率与硅的纯度有关。（1）硅与金刚石结构相似，则硅是由 （填微粒名称）构成的。（2）图为硅原子结构示意图及元素信息。①图中n＝ ，硅属于 （填“金属”或者“非金属”）元素。图中“+14”中14的含义是 。②硅酸钠（Na2SiO3）其水溶液俗称水玻璃。在高温下，硅酸钠溶液吸热水分蒸发，发生分解反应释放出SiO2（不可燃固体），可以用作木材防火剂。请简述其防火的原理 。（3）制硅的主要化学方程式有①2C+SiO22CO↑+Si（得到粗硅）；②Si+2Cl2SiCl4；③2H2+SiCl4Si+4HCl。其中属于置换反应的是 （填序号）。【举一反三5】我国古代的“湿法炼铜”原理是Fe+CuSO4═FeSO4+Cu。请根据化学方程式计算，用含40 g硫酸铜的溶液与足量的铁充分反应，理论上能得到铜的质量是多少？【题型2】金属和稀盐酸、稀硫酸反应【典型例题】下列物质中，可用金属跟盐酸直接反应制得的是( )A.FeCl3 B.CuCl2 C.AlCl3 D.AgCl【举一反三1】英国化学家亨利 卡文迪许是燃素说的信仰者.1766年，他用铁、锌、锡等六种金属与稀硫酸、稀盐酸作用制得“可燃空气”，并将其表示为：用所学化学知识判断，下列说法正确的是（ ）A.“可燃空气”是从金属中分解出来的B.上述六种金属包括铜C.“可燃空气”可以用排水集气法收集D.上述反应属于分解反应【举一反三2】在电影《黄金大劫案》上映后，里面用“王水”(浓盐酸与浓硝酸的混合液)溶解黄金的剧情引起了广泛的热议，黄金溶解在“王水”中形成了HAuCl4(四氯合金酸)，没有氢气产生，根据以上信息，下列有关说法正确的是( )①“王水”溶解黄金是化学变化 ②金比氢活泼 ③HAuCl4中，Au的化合价是＋3价 ④“王水”可以用铁质容器盛放A.①④ B.①②③ C.③④ D.①③【举一反三3】图甲为铁丝在氧气中燃烧实验，图乙将铁、锌、镁、铜分别投入稀盐酸中，一段时间后实验现象。（1）铁丝前端系一根小木条的作用是 。（2）图乙可以说明铜的化学性质是 。（3）图甲发生的化学反应化学方程式是 。【举一反三4】金属在生活、生产中有着广泛应用，金属材料已成为社会发展的重要物质基础。（1）我国“天问一号”火星探测器成功降落火星，实现了中国航天史无前例的突破在探测器运行系统中使用了铜丝作电线，是因为铜具有良好的 性和延展性。（2）铝化学性质比较活泼，但铝制品却耐腐蚀，原因是 （用化学方程式表示）。（3）第24届冬奥会纪念币的材质为黄铜合金，强度高，耐腐蚀。若将少量黄铜合金投入到足量稀盐酸中， （“有”或“没有”）固体剩余。（4）“嫦娥五号”使用的记忆合金再次让全世界关注新合金材料。Mg2Cu是一种能够储存氢能源的合金，它吸氢后生成MgCu2合金和MgH2，而MgH2和稀盐酸反应能产生氢气。MgH2和稀盐酸反应的化学方程式是 。【举一反三5】同学们学习了金属的化学性质后，在实验室设计并完成了如下实验，以比较铁、铜的金属活动性强弱。实验方法：将打磨过的铁丝、铜丝分别浸入稀盐酸溶液中。（1）实验原理：①中发生反应的化学方程式为 。（2）实验现象：①中可观察到的现象是 ，②中无明显现象。（3）实验结论： 。（4）实验后，接下来必须要做的事情是 ，完善实验报告，离开实验室。问题与交流：②中无明显现象的原因是 。【题型3】金属和酸反应的图像分析【典型例题】等质量的a和b两种金属(已知：a和b在生成物中的化合价均为+2价)分别和足量、等体积的盐酸反应(其他条件相同)，产生氢气的质量与时间的关系如图所示。下列说法正确的是( )A.最终生成氢气的质量： a>bB.最终两种金属消耗盐酸的质量相等C.产生相等质量氢气时需要的时间：a>bD.相对原子质量:a>b【举一反三1】把相同质量的甲、乙两种金属分别加入相同质量、相同浓度的足量稀盐酸中，产生氢气的质量随时间变化的曲线如图所示，下列说法不正确的是( )A.完全反应后甲生成的气体比乙多B.乙的金属活动性比甲强C.在盐酸盐中甲的化合价一定比乙高D.甲的相对原子质量可能比乙小【举一反三2】等质量的X、Y两种金属分别和足量的同体积、同浓度的盐酸反应，产生气体的质量与时间的关系如图所示。下列说法中不正确的是（ ）A.t1时，产生气体的质量：X＞YB.t2时，消耗金属的质量：X＞YC.t3时，消耗金属的质量：X＝YD.t3时，消耗盐酸的质量：X＝Y【举一反三3】等质量的三种不同金属X、Y、Z分别和足量的溶质质量分数相同的稀硫酸反应，都生成相同价态硫酸盐，其反应情况如图所示。回答：(1)三种金属的活动顺序由强到弱的是___________________________________。(2)三种金属的相对原子质量由大到小的顺序是__________________________________。(3)若Z代表铁，写出它跟稀硫酸反应的化学方程式：_________________________________。【举一反三4】欲测定Cu—Zn合金及Cu—Ag合金中铜的质量分数，实验室只提供一瓶未标明质量分数的稀硫酸和必要的仪器。(1)你认为能测出铜的质量分数的是__________合金。(2)取该合金的粉末26 g加入该硫酸充分反应，所加稀硫酸与生成气体的质量关系如图所示。①生成气体的质量为__________g。②请计算该合金中铜的质量分数。【题型4】金属与酸反应的有关计算【典型例题】如图所示，托盘天平两端的烧杯中分别盛有等质量和质量分数的稀硫酸，调整天平平衡后，同时向天平两端的烧杯中分别加入等质量的锌粒和铁粒。以下情况不可能出现的是( )A.反应时天平指针先向右偏转B.反应结束后天平指针居中C.反应结束后天平指针偏左D.反应结束后天平指针偏右【举一反三1】托盘天平左、右两边各放一只质量相等的烧杯，在两只烧杯中加入等质量、等质量分数的稀盐酸，此时天平保持平衡。然后在左盘烧杯中加入5 g锌粒，在右盘烧杯中加入5 g铁粉，充分反应后，两烧杯底部均有固体剩余，则此时天平（ ）A.偏向左边 B.偏向右边 C.仍然平衡 D.无法判断【举一反三2】如图所示，托盘天平两端的烧杯中分别盛有等质量和质量分数的稀硫酸，调整天平平衡后，同时向天平两端的烧杯中分别加入等质量的锌粒和铁粒。以下情况不可能出现的是( )A.反应时天平指针先向右偏转B.反应结束后天平指针居中C.反应结束后天平指针偏左D.反应结束后天平指针偏右【举一反三3】托盘天平左、右两边各放一只质量相等的烧杯，在两只烧杯中加入等质量、等质量分数的稀盐酸，此时天平保持平衡。然后在左盘烧杯中加入5 g锌粒，在右盘烧杯中加入5 g铁粉，充分反应后，两烧杯底部均有固体剩余，则此时天平（ ）A.偏向左边 B.偏向右边 C.仍然平衡 D.无法判断【举一反三4】化学兴趣小组对某种粗锌(主要成分为锌，杂质不与酸反应)样品中锌的含量进行了测定。如图所示，称10 g该粗锌样品置于质量为40 g的烧杯中，加入100 g稀硫酸(足量)，待粗锌完全反应后，称得烧杯及烧杯中剩余物总质量为149.8 g。(1)反应过程中产生氢气的质量为_____________________g。(2)计算该粗锌样品中锌的质量分数(写出计算过程及结果)。【举一反三5】黄铜是制作电子元件的重要材料。测定某黄铜合金(假设合金中仅含铜、锌)中锌的质量分数，兴趣小组同学进行了如图所示的实验。分析并计算：(1)生成氢气的总质量为______________g。(2)该黄铜合金中锌的质量分数。【举一反三6】化学兴趣小组对某种粗锌(主要成分为锌，杂质不与酸反应)样品中锌的含量进行了测定。如图所示，称10 g该粗锌样品置于质量为40 g的烧杯中，加入100 g稀硫酸(足量)，待粗锌完全反应后，称得烧杯及烧杯中剩余物总质量为149.8 g。(1)反应过程中产生氢气的质量为_____________________g。(2)计算该粗锌样品中锌的质量分数(写出计算过程及结果)。【题型5】金属和酸反应的天平分析【典型例题】在已经调平的托盘天平两边各放一只等质量的烧杯，向烧杯中各加入质量相同、质量分数相等的稀硫酸，然后在左右两盘的烧杯中分别放入等质量的锌粉和铁粉。下列实验现象不可能观察到的是( )A.天平指针开始偏向放铁粉的烧杯一边B.只有铁粉有剩余C.天平指针最终偏向放锌粉的烧杯一边D.只有锌粉有剩余【举一反三1】如图所示，托盘天平两端的烧杯中分别盛有等质量和质量分数的稀硫酸，调整天平平衡后，同时向天平两端的烧杯中分别加入等质量的锌粒和铁粒。以下情况不可能出现的是( )A.反应时天平指针先向右偏转B.反应结束后天平指针居中C.反应结束后天平指针偏左D.反应结束后天平指针偏右【举一反三2】如图所示，托盘天平两边各放了一只盛有足量等质量、等质量分数稀硫酸的小烧杯，向左右两边分别加入等质量的不同的金属，实验开始后发现左边先下沉，一段时间后右边下沉。符合这一现象的组合是(前面的放左盘，后面的放右盘)( )A.铁、锌 B.铁、铜 C.锌、铁 D.镁、铁【举一反三3】如图所示，托盘天平两边各放了一只盛有足量等质量、等质量分数稀硫酸的小烧杯，向左右两边分别加入等质量的不同的金属，实验开始后发现左边先下沉，一段时间后右边下沉。符合这一现象的组合是(前面的放左盘，后面的放右盘)( )A.铁、锌 B.铁、铜 C.锌、铁 D.镁、铁【举一反三4】在天平的两个托盘上各放一个烧杯，杯中盛有相同的稀硫酸，此时天平平衡。如果一边放入少许锌粒，另一边放入相同质量的铁，两者完全溶解后，天平指针( )A.偏向有锌的一边 B.偏向有铁的一边 C.不偏转 D.无法判断【题型6】金属与金属化合物溶液反应【典型例题】以下说法正确的是（ ）A.常温下金属都是固体B.青铜、生铁、焊锡均属合金C.“真金不怕火炼”说明金的熔点很高D.硫酸铜溶液可以用铁制容器来盛放【举一反三1】在以下四种金属中，有一种金属的化合物溶液与其他三种金属都能发生置换反应，这种金属是( )A.Fe B. Cu C.Zn D.Ag【举一反三2】蒸汽眼罩是常见的缓解眼睛疲劳的产品，使用原理是其中的发热剂(含有铁粉、氯化钠、活性炭和吸水树脂等)能释放热量，产生水蒸气。取发热剂进行如下探究。(1)向发热剂中加入适量硫酸铜溶液，观察到有红色固体出现，说明发热剂含有 ，发生反应的基本反应类型为 。(2)发热剂发热的原理是铁粉与 反应生成铁锈放热，铁生锈是缓慢氧化放热不明显，而蒸汽眼罩打开即迅速升温，这与发热剂中含有的氯化钠、活性炭有关，其中活性炭具有 性。(3)取足量发热剂测定空气中氧气的含量，装置如图，气密性良好。广口瓶容积为150 mL，量筒内水的体积为50 mL。一段时间后，打开弹簧夹，进入瓶内的水的体积最多为 mL。(4)影响蒸汽眼罩使用效果的因素很多，请列举一条： 。【举一反三3】《梦溪笔谈》卷二十五记载“熬胆矾①铁釜②，久之亦化为铜③。”【题型7】金属与金属化合物溶液反应滤液、滤渣的判断【典型例题】向一定质量的FeSO4和CuSO4的混合溶液中加入一定质量锌粉，充分反应后过滤，得滤液M和滤渣N。向滤渣N中加入稀盐酸，有气泡产生。根据实验现象分析判断下列说法中，不正确的是( )A.滤液M中一定存在Zn2＋B.滤液M的颜色呈蓝色C.滤渣N中一定含有Fe和CuD.滤渣N的质量小于加入锌粉的质量【举一反三1】向含AgNO3、Cu（NO3）2的混合废液中加入一定量锌粉，充分反应后过滤，滤液仍为蓝色。下列有关判断正确的是（ ）A.滤渣中一定有银，没有铜和锌B.滤渣中一定有银和铜，可能有锌C.滤液中一定有Zn2+、Cu2+，可能有Ag+D.滤液中一定有Zn+、Cu2+、Ag+【举一反三2】将一定量金属M加入到ZnSO4和CuSO4的混合溶液中，充分反应后，过滤，得到滤渣，滤液为无色，向滤渣中滴加稀盐酸有气泡产生。下列有关判断正确的是（ ）A.金属活动性：M＞Zn＞CuB.滤渣中一定含有金属MC.该过程一定发生了如下反应：M+CuSO4═Cu+MSO4D.滤液中可能只含一种金属阳离子【举一反三3】铁粉加入到硝酸铜和硝酸银混合溶液中，充分反应后过滤，向滤渣中加入稀盐酸，无明显现象。下列说法正确的是（ ）A.滤渣中一定有铜和银B.滤渣中不可能有铁和铜C.滤液中一定有Cu（NO3）2和Fe（NO3）2D.滤液的质量一定比原混合溶液的质量小【举一反三4】把一定质量的锌粉投入到硫酸亚铁和硫酸铜的混合溶液A中，充分搅拌，过滤。回答下列问题。（1）若向滤渣C中加入适量稀硫酸，有气体生成。滤渣C中一定有________，滤液B中除水外，一定有________。（2）若向溶液A中加入过量的锌粉，写出向滤渣C中加入足量硫酸，发生反应的化学方程式为________________、________________________。【举一反三5】在Cu(NO3)2、Al(NO3)3和AgNO3的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，向滤出的固体上滴加稀硫酸时有气泡产生，则反应后所得溶液中含有的金属离子有________；反应后溶液的质量比原混合溶液的质量________(填“大”或“小”)；有关反应的化学方程式为_________________________________________________(写出一个即可)。【举一反三6】在Cu(NO3)2、Al(NO3)3和AgNO3的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，向滤出的固体上滴加稀硫酸时有气泡产生，则反应后所得溶液中含有的金属离子有________；反应后溶液的质量比原混合溶液的质量________(填“大”或“小”)；有关反应的化学方程式为_________________________________________________(写出一个即可)。【举一反三7】金属材料在人类发展的历史长河中起着非常重要的作用。(1)高炉炼铁的过程中，石灰石的作用是 。(2)探究Mg、Fe、Cu的金属活动性顺序，下列试剂的选择方案正确的是 (填字母)。A．Mg、Cu、FeSO4溶液B．Fe、MgSO4溶液、CuSO4溶液C．Mg、Fe、Cu、稀盐酸D．Cu、MgSO4溶液、FeSO4溶液(3)向Cu(NO3)2溶液中加入Mg、Zn、Ag三种金属，充分反应后过滤，得到无色滤液和滤渣。一定发生反应的化学方程式为 ，向滤渣中加入一定量的稀盐酸，有气泡产生，滤渣中一定有 (填化学式，下同)，滤液中可能含有的溶质是 。【题型8】金属活动性顺序的应用【典型例题】下列物质能由金属和稀盐酸直接反应生成的是（ ）A.AlCl3 B.MgCl C.CuCl2 D.FeCl3【举一反三1】下列方案能够验证金属活动性：铁比铜活泼的是（ ）A.比较同样大小、厚度相同的铁片、铜片的硬度B.比较同样大小、厚度相同的铁片、铜片的密度C.将同样大小的铁片、铜片分别加入稀盐酸中，观察现象D.将氧化铁和氧化铜分别加入稀硫酸溶液中，观察现象【举一反三2】“科技梦”助推“中国梦”，离不开化学。（1）中国空间站建设中使用了钛和钛合金。钛合金属于 （填“金属材料”或“合成材料），在工业上可用镁在高温下与TiCl4反应制取金属钛，反应的化学方程式为TiCl4+2MgTi+2MgCl2。此反应说明钛的金属活动性比镁 （填“强”或“弱”）。（2）2023年2月24日，我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丙运载火箭，成功将荷鲁斯1号遥感卫星发射升空，提供动力过程中发生反应的化学方程式为C2H8N2+2N2O4＝3N2+2X+4H2O，请写出X的化学式 。（3）中国芯片蚀刻技术国际领先。NF3进行硅芯片蚀刻时的产物均为气体，在蚀刻物表面不留任何残留物。该反应的微观示意图如图所示。①该反应生成的丙和丁的分子个数之比为 。②在反应过程中使用了催化剂，催化剂在反应前后 不变。【举一反三3】铬是最硬的金属，常镀在金属制品如水龙头的表面，使金属制品美观耐用。若将打磨过的相同大小的铬片、铝片和铜片分别置于等质量等质量分数的稀硫酸中，观察到铬片表面缓慢产生气泡，铝片表面迅速产生较多气泡，铜片表面无现象。(1)请写铬、铝、铜金属活动性由强到弱的顺序是__________________。如图为某学习小组探究金属化学性质时所做的四个实验，仔细分析后回答下列问题：(2)描述①中的实验现象________________________________________________。(3)写出③中反应的化学方程式___________________________________________。(4)要证明Cu、Fe、Ag的活动性顺序，至少要做的实验是________(填序号)。【举一反三4】我国第四套人民币硬币中使用到镍（Ni）、铜、铁等金属。某兴趣小组决定探究Ni、Fe、Cu的金属活动性顺序．（1）［查阅资料］镍能与盐酸或稀硫酸反应，生成可溶于水的正二价镍盐，并放出氢气．①写出镍与盐酸反应的化学方程式 ．②结合所学知识， （填“能”或“不能”）直接比较出Ni、Fe的金属活动性强弱．（2）［探究实验］（所用金属片均已用砂纸打磨．）（3）［迁移应用］用镍片、硫酸亚铁溶液和 溶液通过实验也能判断Fe、Ni、Cu的金属活动性顺序.【举一反三5】有下列实验，试管中的药品如图所示：（1）上面四支试管中有气泡产生的是（填序号） ；银白色金属表面有红色物质生成的反应的化学方程式为 。（2）从上述的实验现象中，对于铁、铜、银、铝的金属活动性强弱关系不能确定的是 （填金属的化学式）。【题型9】探究金属活动性顺序【典型例题】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下图所示的四个实验．其中不必进行的是（ ）A.B.C.D.【举一反三1】金属活动性顺序在科学研究中有重要应用。已知锌、铁、铜三种金属与其盐溶液之间能发生如下反应：Zn＋FeSO4===ZnSO4＋Fe；Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。则三种金属的活动性顺序从强到弱的排列是( )A.Zn＞Fe＞Cu B.Cu＞Fe＞Zn C.Fe＞Cu＞Zn D.Cu＞Zn＞Fe【举一反三2】某化学兴趣小组为探究铝、铜、银三种金属的活动性顺序，利用实验室中的相关药品设计了如下实验方案（实验用到的三种金属丝均已打磨干净）：①稀盐酸、铝、铜、银②硫酸铜溶液、铝、银③硫酸铝溶液、硝酸银溶液、铜④硫酸铝溶液、铜、银⑤硝酸银溶液、铝、铜其中能验证铝、铜、银金属活动性顺序的是（ ）A.②③⑤ B.①②③ C.③④⑤ D.①②④【举一反三3】某化学探究小组为了验证铁、铜、锌、银的金属活动性顺序，设计了如下实验方案：①将铁片加入到稀盐酸中； ②将铜片加入到硝酸银溶液中； ③将锌片加入到稀盐酸中； ④将金属片X加入到Y中。(该方案中所有金属均已打磨，且形状、大小以及稀盐酸的溶质质量分数均相同)(1)写出①中反应的化学方程式：________________________________________________；(2)通过上述实验，可以判断锌的金属活动性比铁强，依据的现象是______________________________________________________________________；(3)要得出这四种金属的活动性顺序，如果④中Y表示硫酸铜溶液，则X表示的一种金属是________________；如果X表示铜，则Y表示的一种溶液是________________。【举一反三4】为验证铁、铜、银的金属活动性顺序，小明同学设计了以下四组实验。请回答下列问题：（1）通过实验①、②，能验证金属活动性 ；（2）要比较出铁、铜、银三种金属的活动性强弱，实验④中X为 ，Y为 溶液；同学们讨论后认为实验可以优化，去掉实验 ，也可以得到正确结论；（3）写出实验①中反应的化学方程式 。【举一反三5】(1)已知金属M和N能够发生如下反应：M＋H2SO4===MSO4＋H2↑ Fe＋MCl2===M＋FeCl2 N＋FeCl2===Fe＋NCl2判断Fe、M、N的活动性由强到弱的顺序是________________，以上三个化学反应均属于________(填基本反应类型)。(2)在AgNO3、Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量锌粉，充分反应后过滤，得滤渣和滤液：①若滤液呈无色，则滤渣中一定含有的物质是________________(填化学式)；②若向滤渣中滴加稀盐酸，无明显现象，则滤液中所含的成分可能有________种情况。【题型10】常见金属活动性顺序【典型例题】根据图判断下列说法错误的是( )A.C可能是铜B.将Fe放在B的化合物溶液中可能置挨出BC.四种金属的活动性顺序是:A＞B＞Fe＞CD.铁跟盐酸反应生产的化合物是氯化亚铁【举一反三1】我国古代第一部药物学专著《神农本草经》有“石硫黄能化金银铁铜，奇物”的记载，描述了硫与金属的反应。金、银、铁、铜四种金属中，活动性最强的是( )A.铁 B.铜 C.银 D.金【举一反三2】为防止钢制船闸门被腐蚀，常在其表面安装比铁更活泼的金属块。这种金属可以是( )A.铜 B.银 C.镁 D.锡【举一反三3】为防止钢制船闸门被腐蚀，常在其表面安装比铁更活泼的金属块。这种金属可以是( )A.铜 B.银 C.镁 D.锡【举一反三4】下列物质中金属活动性最强的是( )A.银 B.钾 C. 铝 D.金【题型11】铝与氧气的反应【典型例题】老师告诉同学们铝合金密度小、硬度大、耐腐蚀。请你思考铝制品具有很好的抗腐蚀性的原因是( )A.铝的密度比较小B. 铝的硬度比较大C.铝在常温下与氧气不发生反应D. 铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜【举一反三1】下列叙述中，属于金属化学性质的是( )A.纯铁是银白色固体B.铝在空气中易与氧气反应生成致密的氧化膜C.铜容易传热、导电D.钨有很高的熔点【举一反三2】推理是化学学习中常用的思维方法，下列推理正确的是（ ）A.铝比铁活泼，所以铝比铁更容易被锈蚀B.氧气和臭氧都是由氧元素组成的单质，所以化学性质相同C.氧气有助燃性，空气中含有氧气，所以铁丝可以在空气中燃烧D.金刚石和石墨的碳原子排列方式不同，所以它们的物理性质存在差异【举一反三3】小明家里收藏了一件清代的铝制佛像，该佛像至今仍保存十分完好。该佛像未大量锈蚀的主要原因是( )A.铝不易发生化学反应B.铝的氧化物容易发生还原反应C.铝不易被氧化D.铝易被氧化，但氧化铝具有保护内部铝的作用【举一反三4】推理是化学学习中常用的思维方法，下列推理正确的是（ ）A.铝比铁活泼，所以铝比铁更容易被锈蚀B.氧气和臭氧都是由氧元素组成的单质，所以化学性质相同C.氧气有助燃性，空气中含有氧气，所以铁丝可以在空气中燃烧D.金刚石和石墨的碳原子排列方式不同，所以它们的物理性质存在差异【举一反三5】随着我国科学技术的发展，“中国制造”走在世界前列。（1）中国高度：我国双湖加油站是世界海拔最高的加油站，汽油属于 （填“可再生”或“不可再生”）能源。（2）中国密度：我国生产的一款动力电池能量密度达到255瓦时/千克，可实现整车1000公里续航。动力电池汽车相较于传统燃油汽车的优点是 。（3）中国力度：金沙江上的白鹤滩水电站能承受1650万吨的最大水推力。水电站工作时的能量转换是将机械能转化为 能。（4）中国速度：中国高铁时速已经达到了350公里/小时。高铁制造离不开铝合金，铝合金属于 （填“有机合成”或“金属”）材料；铝具有良好的耐腐蚀性，其原因是 （用化学方程式解释）。【举一反三6】2022年北京冬奥会完美传递了“科技奥运，绿色奥运”的理念，向世人传递中国智慧。(1)我国发行了一套冬奥会铜合金纪念币，每套该纪念币含冰上运动项目与雪上运动项目纪念币各 1枚，其使用的材料是黄铜，黄铜和纯铜相互刻画，表面没有划痕的是__________________________________。(2)北京冬奥会向全世界传递了绿色奥运的理念，例如火种灯的灯体使用环保材料再生铝合金，耐 800 ℃以上高温。铝合金中的铝虽然化学性质活泼，但抗腐蚀性能却很好，原因是_________________(用化学方程式表示)。【举一反三7】2022年8月9日，国内首条磁浮空轨列车“兴国号”在赣州兴国县首发。该列车使用了钕铁硼稀土类水磁体，这种水磁体因其优异的磁性而被称为“磁王”。（1）稀土元素是钪、钇等十七种元素的总称。这些不同种元素之间的本质区别是 。（2）已知氯化钕的化学式为NdCl3（Nd是钕的元素符号），则相同化合价下钕的氧化物的化学式是 。（3）“兴国号”采用了薄壁铝合金车体结构材料，铝具有抗腐蚀性的原因是 。【题型12】铁与氧气的反应【典型例题】伽利略说：“生命如铁砧，愈被敲打，愈能发出火花。”其中蕴含的化学原理，用化学方程式表示正确的是( )A.Fe＋O2Fe3O4B.3Fe＋2O2Fe3O4C.2Fe＋O22FeOD.Fe3＋O4Fe3O4【举一反三1】通常情况下，铁丝在氧气中燃烧的产物是( )A.Fe3O4 B.FeO C.Fe2O3 D.Fe(OH)3【举一反三2】伽利略说：“生命如铁砧，愈被敲打，愈能发出火花。”其中蕴含的化学原理，用化学方程式表示正确的是( )A.Fe＋O2Fe3O4B.3Fe＋2O2Fe3O4C.2Fe＋O22FeOD.Fe3＋O4Fe3O4【举一反三3】铁丝在空气中灼热发红，但不能燃烧，这一事实与下列哪一因素关系最密切( )A.铁丝的表面积 B.氧气的浓度 C.燃烧时的温度 D.铁的着火点【题型13】金属与氧气反应综合【典型例题】通过实验，关于金属与氧气的反应，同学们总结如下，其中正确的是( )A.均属于氧化反应B. 反应中金属的化合价一定不会发生变化C. 反应都需在点燃或加热的条件下才能发生D.反应的剧烈程度与氧气浓度无关【举一反三1】关于下列实验现象，描述错误的是( )A.铜粉在空气中加热，黑色粉末变红色B.镁条在空气中剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体C.铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体D.氢气在空气中燃烧，发出淡蓝色火焰，放出大量的热【举一反三2】在学习氧气的化学性质时，同学们进行了镁条、铁丝等在空气(或氧气)中的燃烧实验，由此同学们推测大多数金属都可以和氧气反应，只是不同金属与氧气反应的难易和剧烈程度有所不同。实验时同学们发现有些金属即使在高温条件下也不与氧气发生反应，则该金属可能是( )A. 金 B.铜 C. 铁 D.锌【举一反三3】通过实验，关于金属与氧气的反应，同学们总结如下，其中正确的是( )A.均属于氧化反应B. 反应中金属的化合价一定不会发生变化C. 反应都需在点燃或加热的条件下才能发生D.反应的剧烈程度与氧气浓度无关【举一反三4】下列关于金属与氧气反应的观点中，正确的是( )A.所有的金属在常温下都能与氧气反应B.镁只有在高温时才能与空气中的氧气反应C.“真金不怕火炼”说明即使在高温下金也不与氧气反应D.金属与氧气必须点燃或加热【举一反三5】阅读材料，回答相关问题。钠元素在自然界中分布很广，常以氯化钠、碳酸钠、硫酸钠等物质存在。钠是一种银白色金属，质软。金属钠的性质很活泼，能与许多物质发生化学反应。钠暴露在空气中，与氧气反应生成氧化钠（Na2O）；钠遇水立即发生剧烈反应，生成氢氧化钠和氢气。因此，实验室常将钠保存在煤油中。金属钠的用途广泛。钠和钾形成的合金熔点低，常温下呈液态，可用作快中子反应堆的热交换剂。利用钠的强还原性，在一定条件下可以将钛（Ti）、锆（Zr）等稀有金属从其氯化物中置换出来。（1）自然界中钠元素以 （填“单质”或“化合物”）形式存在；金属钠应保存在 中。（2）氧化钠中的阳离子为Na+，1个Na+中含有的电子数为 。（3）钠钾合金可用作热交换剂，由此推测钠钾合金具有良好的 性。（4）写出钠暴露在空气中与氧气反应的化学方程式： 。【举一反三6】火锅是中国独创的美食，历史悠久，老少皆宜。如图是人们常用的一种铜火锅，里面用木炭加热。关于铜火锅的使用，请结合物质的相关性质，回答下列问题：（1）生活中木炭常作燃料，是因为其具有 。（2）铜火锅不会因为加热熔化，是因为铜的 。用铜火锅煮熟食物主要是利用铜的 。（3）长时间使用后，铜火锅烟囱部分会变黑，擦拭无法完全除去黑色物质，请用化学知识解释原因 。【举一反三7】火锅是中国独创的美食，历史悠久，老少皆宜。如图是人们常用的一种铜火锅，里面用木炭加热。关于铜火锅的使用，请结合物质的相关性质，回答下列问题：（1）生活中木炭常作燃料，是因为其具有 。（2）铜火锅不会因为加热熔化，是因为铜的 。用铜火锅煮熟食物主要是利用铜的 。（3）长时间使用后，铜火锅烟囱部分会变黑，擦拭无法完全除去黑色物质，请用化学知识解释原因 。【举一反三8】第24届冬奥会在北京举行，本届冬奥会彰显“绿色冬奥”、“科技冬奥”。（1）国家游泳中心使用“水冰转换”技术，使水立方变冰立方，适合冰壶运动。“水冰转换”属于 （填“物理”或“化学”）变化。冰壶的成分有二氧化硅（SiO2），其中硅元素的化合价为 。（2）火种灯灯体材料使用再生铝合金，铝制品抗腐蚀性 （填“强”或“弱”）。（3）“飞扬”火炬采用氢气为燃料，燃烧系统包含高压储氢容器、大减压比供氢系统、氢燃烧装置。将氢气压缩到储氢容器中，氢分子间的间隔变 ，氢气燃烧的化学方程式为 。8.2 金属的化学性质【题型1】置换反应及其应用 1【题型2】金属和稀盐酸、稀硫酸反应 4【题型3】金属和酸反应的图像分析 8【题型4】金属与酸反应的有关计算 11【题型5】金属和酸反应的天平分析 16【题型6】金属与金属化合物溶液反应 19【题型7】金属与金属化合物溶液反应滤液、滤渣的判断 21【题型8】金属活动性顺序的应用 26【题型9】探究金属活动性顺序 31【题型10】常见金属活动性顺序 35【题型11】铝与氧气的反应 37【题型12】铁与氧气的反应 41【题型13】金属与氧气反应综合 42【题型1】置换反应及其应用【典型例题】下列反应中属于置换反应的是（ ）A.Fe2（SO4）3+Fe＝3FeSO4B.2Na+2H2O＝2NaOH+H2↑C.CaCO3CaO+CO2↑D.2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑【答案】B【解析】A项，该反应符合“多变一”的特征，属于化合反应；B项，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；C项，该反应符合“一变多”的特征，属于分解反应；D项，该反应的反应物均为化合物，生成物是三种，不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，不属于置换反应。【举一反三1】下列反应中属于置换反应的是( )A.Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2OB.H2＋Cl22HClC.Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2D.2H2O22H2O＋O2↑【答案】C【解析】置换反应是单质与化合物反应生成另一种单质与另一种化合物的化学变化。故选C。【举一反三2】下列化学反应属于置换反应的是（ ）A.8Al+3Fe3O44Al2O3+9FeB.3Fe+2O2Fe3O4C.CaCO3CaO+CO2↑D.NaOH+HCl＝NaCl+H2O【答案】A【解析】A项，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；B项，该反应符合“多变一”的形式，属于化合反应；C项，该反应符合“一变多”的形式，属于分解反应；D项，该反应是两种化合物相互交换成分生成两种新的化合物的反应，不属于置换反应。故选：A。【举一反三3】钛镍合金因其形状记忆效应，广泛用于航天领域，在我国空间站建设中起到了至关重要的作用。工业生产钛的过程涉及到如下反应：①TiO2+2Cl2+2C2X②TiCl4+2MgTi+2MgCl2(1)反应①中X的化学式为 。(2)反应②的基本反应类型是 反应。【答案】(1)CO (2)置换【解析】(1)由反应的化学方程式可知，反应前含有Ti、Cl、C、O的原子个数分别为1、4、2、2，反应后除去2X外，含有Ti、Cl、C、O的原子个数分别为1、4、0、0，根据反应前后原子的种类和个数不变，2X中含有2个碳原子和2个氧原子，则每个X分子由1个碳原子和1个氧原子构成，则物质X的化学式为CO。(2)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。【举一反三4】芯片是电脑、手机等电子产品的核心部件，芯片的主要成分是纯度极高的硅，其运算速率与硅的纯度有关。（1）硅与金刚石结构相似，则硅是由 （填微粒名称）构成的。（2）图为硅原子结构示意图及元素信息。①图中n＝ ，硅属于 （填“金属”或者“非金属”）元素。图中“+14”中14的含义是 。②硅酸钠（Na2SiO3）其水溶液俗称水玻璃。在高温下，硅酸钠溶液吸热水分蒸发，发生分解反应释放出SiO2（不可燃固体），可以用作木材防火剂。请简述其防火的原理 。（3）制硅的主要化学方程式有①2C+SiO22CO↑+Si（得到粗硅）；②Si+2Cl2SiCl4；③2H2+SiCl4Si+4HCl。其中属于置换反应的是 （填序号）。【答案】（1）硅原子；（2）①4；非金属；硅原子的质子数为14（或者硅原子的核电荷数为14）；②硅酸钠溶液吸热，使可燃物温度降低至着火点以下（或者反应生成的SiO2附着在可燃物表面，隔绝氧气等其他合理答案）；（3）①③。【解析】（1）硅与金刚石结构相似，则硅是由硅原子构成的；（2）①原子中，核电荷数＝核外电子数，因此图中n＝14﹣2﹣8＝4；硅字带有“石”字旁，属于非金属元素。图中“+14”中14的含义是硅原子的质子数为14或者硅原子的核电荷数为14；②硅酸钠溶液吸热，使可燃物温度降低至着火点以下或者反应生成的SiO2附着在可燃物表面，隔绝氧气，因此硅酸钠可以用作木材防火剂；（3）单质与化合物起反应生成新的单质和新的化合物，该反应为置换反应，所以①2C+SiO22CO↑+Si（得到粗硅）；②Si+2Cl2SiCl4；③2H2+SiCl4Si+4HCl三个反应中，其中属于置换反应的是①③。【举一反三5】我国古代的“湿法炼铜”原理是Fe+CuSO4═FeSO4+Cu。请根据化学方程式计算，用含40 g硫酸铜的溶液与足量的铁充分反应，理论上能得到铜的质量是多少？【答案】16 g【解析】设理论上能得到铜的质量为x。Fe+CuSO4═FeSO4+Cu160 6440 g xx＝16 g答：理论上能得到铜的质量为16 g。【题型2】金属和稀盐酸、稀硫酸反应【典型例题】下列物质中，可用金属跟盐酸直接反应制得的是( )A.FeCl3 B.CuCl2 C.AlCl3 D.AgCl【答案】C【解析】铁与盐酸反应制得FeCl2，铜与银不与盐酸反应，铝与盐酸反应制得AlCl3，故选项C正确。【举一反三1】英国化学家亨利 卡文迪许是燃素说的信仰者.1766年，他用铁、锌、锡等六种金属与稀硫酸、稀盐酸作用制得“可燃空气”，并将其表示为：用所学化学知识判断，下列说法正确的是（ ）A.“可燃空气”是从金属中分解出来的B.上述六种金属包括铜C.“可燃空气”可以用排水集气法收集D.上述反应属于分解反应【答案】C【解析】“可燃空气”是金属从酸中置换出来的，故A错误；铜的金属活动性顺序排在氢之后，不会与酸反应生成氢气，故B错误；“可燃空气”难溶于水，可以用排水集气法收集，故C正确；金属和酸生成氢气的反应属于置换反应，故D错误。【举一反三2】在电影《黄金大劫案》上映后，里面用“王水”(浓盐酸与浓硝酸的混合液)溶解黄金的剧情引起了广泛的热议，黄金溶解在“王水”中形成了HAuCl4(四氯合金酸)，没有氢气产生，根据以上信息，下列有关说法正确的是( )①“王水”溶解黄金是化学变化 ②金比氢活泼 ③HAuCl4中，Au的化合价是＋3价 ④“王水”可以用铁质容器盛放A.①④ B.①②③ C.③④ D.①③【答案】D【解析】化学变化是有新物质生成的变化，黄金溶解在“王水”中形成了HAuCl4(四氯合金酸)，有新物质生成，是化学变化，①正确；黄金溶解在“王水”中没有氢气产生，而且在金属活动性顺序中，位于氢之后，②错误；根据化合物中各元素的正负化合价代数和为零来计算，氢＋1价，氯－1价，设金x价，故列式(＋1)＋x＋(－1)×4＝0，解得x＝＋3，③正确；金比较稳定，铁比较活泼，“王水”能溶解金，更能溶解铁，所以不能用铁质容器盛放，④错误，故选①③。【举一反三3】图甲为铁丝在氧气中燃烧实验，图乙将铁、锌、镁、铜分别投入稀盐酸中，一段时间后实验现象。（1）铁丝前端系一根小木条的作用是 。（2）图乙可以说明铜的化学性质是 。（3）图甲发生的化学反应化学方程式是 。【答案】（1）引燃铁丝；（2）铜不与稀盐酸反应；（3）3Fe+2O2Fe3O4。【解析】（1）在火柴下端系一根火柴，点燃火柴能引燃铁丝；（2）铜的表面不产生气泡，说明铜不与稀盐酸反应；（3）铁丝与氧气反应生成四氧化三铁，方程式为：3Fe+2O2Fe3O4；【举一反三4】金属在生活、生产中有着广泛应用，金属材料已成为社会发展的重要物质基础。（1）我国“天问一号”火星探测器成功降落火星，实现了中国航天史无前例的突破在探测器运行系统中使用了铜丝作电线，是因为铜具有良好的 性和延展性。（2）铝化学性质比较活泼，但铝制品却耐腐蚀，原因是 （用化学方程式表示）。（3）第24届冬奥会纪念币的材质为黄铜合金，强度高，耐腐蚀。若将少量黄铜合金投入到足量稀盐酸中， （“有”或“没有”）固体剩余。（4）“嫦娥五号”使用的记忆合金再次让全世界关注新合金材料。Mg2Cu是一种能够储存氢能源的合金，它吸氢后生成MgCu2合金和MgH2，而MgH2和稀盐酸反应能产生氢气。MgH2和稀盐酸反应的化学方程式是 。【答案】（1）导电；（2）4Al+3O2＝＝2Al2O3；（3）有；（4）MgH2+2HCl＝＝MgCl2+2H2↑。【解析】（1）由于铜具有良好的导电性和延展性，所以使用铜丝作电线。（2）常温下，铝与空气中氧气反应在表面生成一层致密的氧化铝薄膜，阻止铝进一步氧化，化学方程式为4Al+3O2＝＝2Al2O3，所以铝化学性质比较活泼，但铝制品却耐腐蚀。（3）黄铜中含有的锌与盐酸反应生成氯化锌和氢气，铜与盐酸不反应，所以将少量黄铜合金投入到足量稀盐酸中，有固体铜剩余。（4）MgH2和稀盐酸反应能产生氯化镁和氢气，化学方程式MgH2+2HCl＝＝MgCl2+2H2↑。【举一反三5】同学们学习了金属的化学性质后，在实验室设计并完成了如下实验，以比较铁、铜的金属活动性强弱。实验方法：将打磨过的铁丝、铜丝分别浸入稀盐酸溶液中。（1）实验原理：①中发生反应的化学方程式为 。（2）实验现象：①中可观察到的现象是 ，②中无明显现象。（3）实验结论： 。（4）实验后，接下来必须要做的事情是 ，完善实验报告，离开实验室。问题与交流：②中无明显现象的原因是 。【答案】（1）Fe+2HCl═FeCl2+H2↑；（2）有气泡产生，溶液颜色由无色变为浅绿色；（3）铁的金属活动性比铜强；（4）整理洗涤仪器；（5）在金属活动性顺序中，铜的位置排在氢的后面。【解析】（1）铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，反应的化学方程式为：Fe+2HCl═FeCl2+H2↑。（2）铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，①中可观察到的现象是有气泡产生，溶液颜色由无色变为浅绿色。（3）①中有气泡产生，溶液颜色由无色变为浅绿色，②中无明显现象，说明铁的位置排在氢的前面，铜的位置排在氢的后面，即铁＞氢＞铜，铁的金属活动性比铜强。（4）实验后，接下来必须要做的事情是整理洗涤仪器，完善实验报告，离开实验室。②中无明显现象的原因是在金属活动性顺序中，铜的位置排在氢的后面。【题型3】金属和酸反应的图像分析【典型例题】等质量的a和b两种金属(已知：a和b在生成物中的化合价均为+2价)分别和足量、等体积的盐酸反应(其他条件相同)，产生氢气的质量与时间的关系如图所示。下列说法正确的是( )A.最终生成氢气的质量： a>bB.最终两种金属消耗盐酸的质量相等C.产生相等质量氢气时需要的时间：a>bD.相对原子质量:a>b【答案】D【举一反三1】把相同质量的甲、乙两种金属分别加入相同质量、相同浓度的足量稀盐酸中，产生氢气的质量随时间变化的曲线如图所示，下列说法不正确的是( )A.完全反应后甲生成的气体比乙多B.乙的金属活动性比甲强C.在盐酸盐中甲的化合价一定比乙高D.甲的相对原子质量可能比乙小【答案】C【解析】由图可知，完全反应后甲生成的气体比乙多，该A选项说法正确；由图可知，乙完全反应需要时间短，说明乙的金属活动性比甲强，该B选项说法正确；根据图示，无法确定甲、乙的化合价，该C选项说法不正确；由图可知，完全反应后甲生成的气体比乙多，如果甲、乙反应后在化合物中最大化合价相同时，则甲的相对原子质量比乙小，该D选项说法正确。【举一反三2】等质量的X、Y两种金属分别和足量的同体积、同浓度的盐酸反应，产生气体的质量与时间的关系如图所示。下列说法中不正确的是（ ）A.t1时，产生气体的质量：X＞YB.t2时，消耗金属的质量：X＞YC.t3时，消耗金属的质量：X＝YD.t3时，消耗盐酸的质量：X＝Y【答案】D【解析】t1时，产生气体的质量是X＞Y，A正确；由图可知，t2时，X已经消耗完，Y还没有消耗完，开始时两者的质量相等且酸是过量的，所以t2时消耗金属的质量X＞Y，B正确；由题干可知，金属的质量相等，且酸是足量的，所以最后金属全部反应完，图示中t3时刻两者的气体质量不再变化，说明金属已经完全反应，又金属的质量相等，所以消耗金属的质量X=Y，C正确；t3时，产生气体的质量是X＞Y，所以消耗盐酸的质量应该是X＞Y，D错误。【举一反三3】等质量的三种不同金属X、Y、Z分别和足量的溶质质量分数相同的稀硫酸反应，都生成相同价态硫酸盐，其反应情况如图所示。回答：(1)三种金属的活动顺序由强到弱的是___________________________________。(2)三种金属的相对原子质量由大到小的顺序是__________________________________。(3)若Z代表铁，写出它跟稀硫酸反应的化学方程式：_________________________________。【答案】(1)X>Z>Y (2)Z>Y>X (3)Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑【解析】(1)三种金属的活动性顺序与反应速率一致，顺序为X>Z>Y。(2)相同价态的金属，产生氢气的质量与相对原子质量成反比，故相对原子质量由大到小顺序为Z>Y>X。(3)铁与硫酸反应的化学方程式为Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑。【举一反三4】欲测定Cu—Zn合金及Cu—Ag合金中铜的质量分数，实验室只提供一瓶未标明质量分数的稀硫酸和必要的仪器。(1)你认为能测出铜的质量分数的是__________合金。(2)取该合金的粉末26 g加入该硫酸充分反应，所加稀硫酸与生成气体的质量关系如图所示。①生成气体的质量为__________g。②请计算该合金中铜的质量分数。【答案】(1)Cu—Zn (2)①0.2 g②设：合金中锌的质量为x＝x＝6.5 g合金中铜的质量为：26 g－6.5 g＝19.5 g合金中铜的质量分数＝×100%＝75%答：合金中铜的质量分数为75%。【解析】(1)铜的活动性比氢弱，不与稀硫酸发生反应，锌的活动性比氢强，能与稀硫酸发生反应，因而铜锌合金能根据剩余金属的质量测定出铜的质量分数；而银的活动性比氢弱，也不与稀硫酸发生反应，因而铜银合金不能测定出铜的质量分数。(2)从图像中可知生成氢气的质量为0.2 g；根据产生的氢气的质量可利用化学方程式计算出锌的质量，进而算出铜的质量分数。【题型4】金属与酸反应的有关计算【典型例题】如图所示，托盘天平两端的烧杯中分别盛有等质量和质量分数的稀硫酸，调整天平平衡后，同时向天平两端的烧杯中分别加入等质量的锌粒和铁粒。以下情况不可能出现的是( )A.反应时天平指针先向右偏转B.反应结束后天平指针居中C.反应结束后天平指针偏左D.反应结束后天平指针偏右【答案】D【解析】 锌的金属活动性强于铁，反应开始时左盘烧杯中产生氢气快，故天平指针先向右偏转，A 正确；烧杯内物质增加的质量=加入金属的质量-生成气体的质量，若稀硫酸少量，则左右两烧杯中产生的氢气质量相等，且加入的金属质量也相等，反应结束后天平指针居中，B正确；若稀硫酸过量，设加入锌粒和铁粒的质量为x，产生氢气的质量分别是y、z。Zn + H SO === ZnSO + H ↑65 2x yy=Fe + H SO ===FeSO + H ↑56 2x zz=则左盘烧杯中产生的氢气质量小于右盘烧杯中产生的氢气质量，反应结束后左盘烧杯中物质质量大，天平指针偏左，C正确，D 错误。【举一反三1】托盘天平左、右两边各放一只质量相等的烧杯，在两只烧杯中加入等质量、等质量分数的稀盐酸，此时天平保持平衡。然后在左盘烧杯中加入5 g锌粒，在右盘烧杯中加入5 g铁粉，充分反应后，两烧杯底部均有固体剩余，则此时天平（ ）A.偏向左边 B.偏向右边 C.仍然平衡 D.无法判断【答案】C【解析】锌和铁都会和酸发生反应，而最后固体都有剩余，说明酸都反应完，加入等质量、等浓度的稀盐酸，说明酸的质量相等，而其中氢元素被置换，所以生成氢气的质量相等，即逸出装置的氢气质量相等，最终天平平衡。【举一反三2】如图所示，托盘天平两端的烧杯中分别盛有等质量和质量分数的稀硫酸，调整天平平衡后，同时向天平两端的烧杯中分别加入等质量的锌粒和铁粒。以下情况不可能出现的是( )A.反应时天平指针先向右偏转B.反应结束后天平指针居中C.反应结束后天平指针偏左D.反应结束后天平指针偏右【答案】D【解析】 锌的金属活动性强于铁，反应开始时左盘烧杯中产生氢气快，故天平指针先向右偏转，A 正确；烧杯内物质增加的质量=加入金属的质量-生成气体的质量，若稀硫酸少量，则左右两烧杯中产生的氢气质量相等，且加入的金属质量也相等，反应结束后天平指针居中，B正确；若稀硫酸过量，设加入锌粒和铁粒的质量为x，产生氢气的质量分别是y、z。Zn + H SO === ZnSO + H ↑65 2x yy=Fe + H SO ===FeSO + H ↑56 2x zz=则左盘烧杯中产生的氢气质量小于右盘烧杯中产生的氢气质量，反应结束后左盘烧杯中物质质量大，天平指针偏左，C正确，D 错误。【举一反三3】托盘天平左、右两边各放一只质量相等的烧杯，在两只烧杯中加入等质量、等质量分数的稀盐酸，此时天平保持平衡。然后在左盘烧杯中加入5 g锌粒，在右盘烧杯中加入5 g铁粉，充分反应后，两烧杯底部均有固体剩余，则此时天平（ ）A.偏向左边 B.偏向右边 C.仍然平衡 D.无法判断【答案】C【解析】锌和铁都会和酸发生反应，而最后固体都有剩余，说明酸都反应完，加入等质量、等浓度的稀盐酸，说明酸的质量相等，而其中氢元素被置换，所以生成氢气的质量相等，即逸出装置的氢气质量相等，最终天平平衡。【举一反三4】化学兴趣小组对某种粗锌(主要成分为锌，杂质不与酸反应)样品中锌的含量进行了测定。如图所示，称10 g该粗锌样品置于质量为40 g的烧杯中，加入100 g稀硫酸(足量)，待粗锌完全反应后，称得烧杯及烧杯中剩余物总质量为149.8 g。(1)反应过程中产生氢气的质量为_____________________g。(2)计算该粗锌样品中锌的质量分数(写出计算过程及结果)。【答案】(1)0.2(2)解：设该粗锌样品中锌的质量分数为x。Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑65 210 g×x 0.2 gx=65%答：该粗锌样品中锌的质量分数为65%。【解析】(1)由质量守恒定律可知，反应过程中产生氢气的质量为10 g+40 g+100 g-149.8 g=0.2 g。【举一反三5】黄铜是制作电子元件的重要材料。测定某黄铜合金(假设合金中仅含铜、锌)中锌的质量分数，兴趣小组同学进行了如图所示的实验。分析并计算：(1)生成氢气的总质量为______________g。(2)该黄铜合金中锌的质量分数。【答案】（1) 0.4(2)解：设20 g合金样品中锌的质量为x。Zn + 2HCl===ZnCl + H ↑65 2x 0.4 g=x=13 g该黄铜合金中锌的质量分数为×100%=65%。答：该黄铜合金中锌的质量分数为65%。【解析】(1)由质量守恒定律可得，生成氢气的总质量为60 g+60 g+20 g-139.6 g=0.4 g。(2)根据化学方程式进行相关计算。【举一反三6】化学兴趣小组对某种粗锌(主要成分为锌，杂质不与酸反应)样品中锌的含量进行了测定。如图所示，称10 g该粗锌样品置于质量为40 g的烧杯中，加入100 g稀硫酸(足量)，待粗锌完全反应后，称得烧杯及烧杯中剩余物总质量为149.8 g。(1)反应过程中产生氢气的质量为_____________________g。(2)计算该粗锌样品中锌的质量分数(写出计算过程及结果)。【答案】(1)0.2(2)解：设该粗锌样品中锌的质量分数为x。Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑65 210 g×x 0.2 gx=65%答：该粗锌样品中锌的质量分数为65%。【解析】(1)由质量守恒定律可知，反应过程中产生氢气的质量为10 g+40 g+100 g-149.8 g=0.2 g。【题型5】金属和酸反应的天平分析【典型例题】在已经调平的托盘天平两边各放一只等质量的烧杯，向烧杯中各加入质量相同、质量分数相等的稀硫酸，然后在左右两盘的烧杯中分别放入等质量的锌粉和铁粉。下列实验现象不可能观察到的是( )A.天平指针开始偏向放铁粉的烧杯一边B.只有铁粉有剩余C.天平指针最终偏向放锌粉的烧杯一边D.只有锌粉有剩余【答案】D【解析】金属与酸反应生成的氢气越少，天平指针就偏向这一侧。A项，在金属与酸开始反应时，由于锌的活动性比铁强，故锌产生的氢气比铁快，即相同时间内锌产生的氢气比较多，天平指针偏向放铁粉的烧杯一边；C项，当两种金属完全参加反应时，铁产生的氢气比锌多，故天平指针最终偏向放锌粉的烧杯一边；根据化学方程式的计算，可以知道，相同质量的酸参加反应，消耗的锌要比铁多，故若有一种金属剩余，会剩下的是铁粉。所以不会观察到的现象是D。【举一反三1】如图所示，托盘天平两端的烧杯中分别盛有等质量和质量分数的稀硫酸，调整天平平衡后，同时向天平两端的烧杯中分别加入等质量的锌粒和铁粒。以下情况不可能出现的是( )A.反应时天平指针先向右偏转B.反应结束后天平指针居中C.反应结束后天平指针偏左D.反应结束后天平指针偏右【答案】D【解析】锌的金属活动性强于铁，反应开始时左盘烧杯中产生氢气快，故天平指针先向右偏转，A 正确；烧杯内物质增加的质量=加入金属的质量-生成气体的质量，若稀硫酸少量，则左右两烧杯中产生的氢气质量相等，且加入的金属质量也相等，反应结束后天平指针居中，B正确；若稀硫酸过量，设加入锌粒和铁粒的质量为x，产生氢气的质量分别是y、z。Zn + H SO === ZnSO + H ↑65 2x yy=Fe + H SO ===FeSO + H ↑56 2x zz=则左盘烧杯中产生的氢气质量小于右盘烧杯中产生的氢气质量，反应结束后左盘烧杯中物质质量大，天平指针偏左，C正确，D 错误。【举一反三2】如图所示，托盘天平两边各放了一只盛有足量等质量、等质量分数稀硫酸的小烧杯，向左右两边分别加入等质量的不同的金属，实验开始后发现左边先下沉，一段时间后右边下沉。符合这一现象的组合是(前面的放左盘，后面的放右盘)( )A.铁、锌 B.铁、铜 C.锌、铁 D.镁、铁【答案】A【解析】天平的指针先偏向左边，说明天平左边质量减少地较慢，即右边金属与酸反应比左边反应剧烈，右边金属活动性比左边的活动性强；金属Mg、Fe、Zn、Cu的活动性从强到弱的顺序为：Mg＞Zn＞Fe＞Cu；所以只有A符合。最后偏向右边，说明到反应结束时右边产生气体较少即等质量金属完全反应右边产生氢气的量小于左边；等质量的Mg、Cu、Fe、Zn与足量的酸完全反应产生氢气质量从大到小的顺序为Mg＞Fe＞Zn＞Cu，所以有A、B、D三项符合。综上选A。【举一反三3】如图所示，托盘天平两边各放了一只盛有足量等质量、等质量分数稀硫酸的小烧杯，向左右两边分别加入等质量的不同的金属，实验开始后发现左边先下沉，一段时间后右边下沉。符合这一现象的组合是(前面的放左盘，后面的放右盘)( )A.铁、锌 B.铁、铜 C.锌、铁 D.镁、铁【答案】A【解析】天平的指针先偏向左边，说明天平左边质量减少地较慢，即右边金属与酸反应比左边反应剧烈，右边金属活动性比左边的活动性强；金属Mg、Fe、Zn、Cu的活动性从强到弱的顺序为：Mg＞Zn＞Fe＞Cu；所以只有A符合。最后偏向右边，说明到反应结束时右边产生气体较少即等质量金属完全反应右边产生氢气的量小于左边；等质量的Mg、Cu、Fe、Zn与足量的酸完全反应产生氢气质量从大到小的顺序为Mg＞Fe＞Zn＞Cu，所以有A、B、D三项符合。综上选A。【举一反三4】在天平的两个托盘上各放一个烧杯，杯中盛有相同的稀硫酸，此时天平平衡。如果一边放入少许锌粒，另一边放入相同质量的铁，两者完全溶解后，天平指针( )A.偏向有锌的一边 B.偏向有铁的一边 C.不偏转 D.无法判断【答案】A【解析】锌和铁都能与稀硫酸反应，所以谁产生的氢气少，哪一边就重，天平指针就偏向这一边。根据题意分析，天平两侧都是金属完全参加反应，稀硫酸有剩余，根据化学方程式的计算，等质量的金属与足量的酸反应，产生的氢气锌比铁少，所以天平指针向这一侧偏。故选A。【题型6】金属与金属化合物溶液反应【典型例题】以下说法正确的是（ ）A.常温下金属都是固体B.青铜、生铁、焊锡均属合金C.“真金不怕火炼”说明金的熔点很高D.硫酸铜溶液可以用铁制容器来盛放【答案】B【解析】常温下金属不都是固体，如常温下金属汞是液体，不是固体，A错误；青铜是铜和锡的合金，生铁是铁和碳的合金，焊锡是锡和铅的合金，B正确；“真金不怕火炼”意思是金即使在高温时也不与氧气反应，说明金的化学性质不活泼，C错误；铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，硫酸铜溶液不能用铁制容器来盛放，D错误。【举一反三1】在以下四种金属中，有一种金属的化合物溶液与其他三种金属都能发生置换反应，这种金属是( )A.Fe B. Cu C.Zn D.Ag【答案】D【解析】Ag、Cu、Fe、Zn四种金属的活动性由强到弱的顺序是Zn＞Fe＞Cu＞Ag。根据金属活动性顺序表中，位于前面的金属能把位于它后面的金属从其化合物溶液中置换出来的规律，可知Ag的活动性最弱；所以只有银的化合物溶液与其他三种金属都能发生置换反应。故选D。【举一反三2】蒸汽眼罩是常见的缓解眼睛疲劳的产品，使用原理是其中的发热剂(含有铁粉、氯化钠、活性炭和吸水树脂等)能释放热量，产生水蒸气。取发热剂进行如下探究。(1)向发热剂中加入适量硫酸铜溶液，观察到有红色固体出现，说明发热剂含有 ，发生反应的基本反应类型为 。(2)发热剂发热的原理是铁粉与 反应生成铁锈放热，铁生锈是缓慢氧化放热不明显，而蒸汽眼罩打开即迅速升温，这与发热剂中含有的氯化钠、活性炭有关，其中活性炭具有 性。(3)取足量发热剂测定空气中氧气的含量，装置如图，气密性良好。广口瓶容积为150 mL，量筒内水的体积为50 mL。一段时间后，打开弹簧夹，进入瓶内的水的体积最多为 mL。(4)影响蒸汽眼罩使用效果的因素很多，请列举一条： 。【答案】(1)铁粉 置换反应 (2)氧气、水 吸附 (3)30 (4)发热剂中氯化钠、活性炭的含量(或铁粉是否变质或蒸汽眼罩的外包装的密封性能是否好等)【解析】(1)发热剂中加入适量硫酸铜溶液，观察到有红色固体出现，铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，说明发热剂含有铁粉；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。(3)广口瓶容积为150 mL，量筒内水的体积为50 mL。氧气约占空气总体积的五分之一，广口瓶中氧气的体积为150 mL30 mL，则一段时间后，打开弹簧夹，进入瓶内的水的体积最多为30 ml。(4)铁生锈是缓慢氧化放热不明显，蒸汽眼罩打开即迅速升温，这与发热剂中含有的氯化钠、活性炭有关，影响蒸汽眼罩使用效果的因素很多，如发热剂中氯化钠、活性炭的含量，铁粉是否变质，蒸汽眼罩的外包装的密封性能是否好等。【举一反三3】《梦溪笔谈》卷二十五记载“熬胆矾①铁釜②，久之亦化为铜③。”【答案】(1)＜ (2)解：设所得溶液中溶质硫酸亚铁的质量为x，Fe+CuSO4═Cu+FeSO4 减轻质量56 64 152 8X (100 g﹣99.2 g)x＝15.2 g则充分反应后，所得溶液中溶质的质量分数为100%≈15.3%，答：充分反应后，所得溶液中溶质的质量分数15.3%。【解析】(1)铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，说明两种金属的金属活动性：Cu＜Fe。【题型7】金属与金属化合物溶液反应滤液、滤渣的判断【典型例题】向一定质量的FeSO4和CuSO4的混合溶液中加入一定质量锌粉，充分反应后过滤，得滤液M和滤渣N。向滤渣N中加入稀盐酸，有气泡产生。根据实验现象分析判断下列说法中，不正确的是( )A.滤液M中一定存在Zn2＋B.滤液M的颜色呈蓝色C.滤渣N中一定含有Fe和CuD.滤渣N的质量小于加入锌粉的质量【答案】B【解析】 在活动性顺序中，锌的位于铁和铜的前面，因此，如果加入的锌足量的话，能将铜和铁都置换出来。根据向滤渣中加盐酸有气泡产生可知，滤渣中一定含有铜和铁，可能含有锌，C正确；滤液中一定存在Zn2＋，A正确；根据三种金属的相对原子质量及发生置换反应的化学方程式可知，反应后溶液质量增加、固体质量减小，因此D正确；向混合溶液中加入Zn时，Zn先与硫酸铜发生置换反应，反应完后再与硫酸亚铁反应，因为滤渣中一定有铁，因此滤液中一定没有硫酸铜，即滤液一定不是蓝色的，B错误。【举一反三1】向含AgNO3、Cu（NO3）2的混合废液中加入一定量锌粉，充分反应后过滤，滤液仍为蓝色。下列有关判断正确的是（ ）A.滤渣中一定有银，没有铜和锌B.滤渣中一定有银和铜，可能有锌C.滤液中一定有Zn2+、Cu2+，可能有Ag+D.滤液中一定有Zn+、Cu2+、Ag+【答案】C【解析】金属活动性顺序为Zn＞Cu＞Ag，向含AgNO3、Cu（NO3）2的混合废液中加入一定量锌粉，锌先与AgNO3反应生成硝酸锌和银，AgNO3反应完，若还有锌粉，锌才能与Cu（NO3）2反应生成硝酸锌和铜，充分反应后过滤，滤液仍为蓝色，说明滤液中有Cu（NO3）2，可以会有三种情况：①AgNO3部分参与反应，②AgNO3全部参与反应，但Cu（NO3）2不参与反应，③部分Cu（NO3）2参与反应。根据上述解析可知，AgNO3一定会参加反应，滤渣中一定有银，Cu（NO3）2可能参加反应，也可能不参加反应，则滤渣中可能有铜，锌粉一定会反应完，滤渣中一定没有锌，A错误；滤渣中一定有银，可能有铜，一定没有锌，B错误；滤液中一定有Zn（NO3）2、Cu（NO3）2，可能有AgNO3，则滤液中一定有Zn2+、Cu2+，可能有Ag+，C正确；滤液中一定有Zn2+、Cu2+，可能有Ag+，D错误。【举一反三2】将一定量金属M加入到ZnSO4和CuSO4的混合溶液中，充分反应后，过滤，得到滤渣，滤液为无色，向滤渣中滴加稀盐酸有气泡产生。下列有关判断正确的是（ ）A.金属活动性：M＞Zn＞CuB.滤渣中一定含有金属MC.该过程一定发生了如下反应：M+CuSO4═Cu+MSO4D.滤液中可能只含一种金属阳离子【答案】D【解析】将一定量金属M加入到ZnSO4和CuSO4的混合溶液中，充分反应后，过滤，得到滤渣，滤液为无色，说明金属M与CuSO4溶液反应生成无色溶液和铜，CuSO4溶液完全反应，不能确定M是否与ZnSO4溶液反应，向滤渣中滴加稀盐酸有气泡产生，可能是M与稀盐酸反应生成氢气，也可能是Zn与稀盐酸反应生成氢气，不能确定金属M与Zn的金属活动性强弱，A错误；若M与CuSO4溶液恰好完全反应，滤渣中没有金属M，B错误；该过程中M一定与硫酸铜溶液发生反应，但不能确定M在化合物中的化合价为+2价，M与CuSO4反应，不一定生成MSO4，C错误；若M与ZnSO4溶液也能反应，在M过量的情况下，滤液中可能只含一种溶质（M的硫酸盐），只含一种金属阳离子，D正确。【举一反三3】铁粉加入到硝酸铜和硝酸银混合溶液中，充分反应后过滤，向滤渣中加入稀盐酸，无明显现象。下列说法正确的是（ ）A.滤渣中一定有铜和银B.滤渣中不可能有铁和铜C.滤液中一定有Cu（NO3）2和Fe（NO3）2D.滤液的质量一定比原混合溶液的质量小【答案】D【解析】金属活动性顺序为Fe＞Cu＞Ag，铁粉加入到硝酸铜和硝酸银混合溶液中，铁先与AgNO3反应生成硝酸亚铁和银，AgNO3反应完，若还有铁粉，铁才能与Cu（NO3）2反应生成硝酸亚铁和铜，充分反应后过滤，向滤渣中加入稀盐酸，无明显现象，说明铁已经完全反应。铁一定与硝酸银反应生成了银，则滤渣中一定含银，可能含铜，A错误；滤渣中一定不含铁，可能含铜，B错误；铁一定与硝酸银反应生成了硝酸亚铁，则滤液中一定含硝酸亚铁，可能含硝酸铜，C错误；由Fe+2AgNO3＝Fe（NO3）2+2Ag可知，每56份质量的铁能置换出216份质量的银，固体质量增加，溶液质量减小；由Fe+Cu（NO3）2＝Fe（NO3）2+Cu可知，每56份质量的铁置换出64份质量的铜，固体质量增加，溶液质量减小，故滤液的质量一定比原混合溶液的质量小，D正确。【举一反三4】把一定质量的锌粉投入到硫酸亚铁和硫酸铜的混合溶液A中，充分搅拌，过滤。回答下列问题。（1）若向滤渣C中加入适量稀硫酸，有气体生成。滤渣C中一定有________，滤液B中除水外，一定有________。（2）若向溶液A中加入过量的锌粉，写出向滤渣C中加入足量硫酸，发生反应的化学方程式为________________、________________________。【答案】（1）Cu、Fe ZnSO4 （2）H2SO4+Fe===FeSO4+H2↑ H2SO4+Zn===ZnSO4+H2↑【举一反三5】在Cu(NO3)2、Al(NO3)3和AgNO3的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，向滤出的固体上滴加稀硫酸时有气泡产生，则反应后所得溶液中含有的金属离子有________；反应后溶液的质量比原混合溶液的质量________(填“大”或“小”)；有关反应的化学方程式为_________________________________________________(写出一个即可)。【答案】Al3＋、Fe2＋ 小 Fe＋2AgNO3===Fe(NO3)2＋2Ag或Fe＋Cu(NO3)2===Fe(NO3)2＋Cu【解析】在金属活动性顺序中，铝>铁>铜>银。向混合液中加入一定量的铁粉，铁会优先和硝酸银反应，生成银和硝酸亚铁；若铁还有剩余，就会和硝酸铜反应，生成铜和硝酸亚铁。根据题意，充分反应后过滤，向滤出的固体上滴加稀硫酸时有气泡产生，说明滤出的固体中含有氢之前的金属，在这里氢之前的金属有铝和铁，但铁不能与硝酸铝反应，故这里能滴加稀硫酸产生气体的金属只有铁，说明铁已经过量，而且有剩余，那么硝酸铜和硝酸银都被反应完，溶液中的溶质只有硝酸铝和硝酸亚铁，即金属离子为Al3＋、Fe2＋。根据化学方程式计算可知，每56份质量的铁溶解，就会析出64份质量的铜、或析出216份质量的银，所以反应后溶液的质量一定会比原混合溶液的质量小。在这里发生了两个反应——分别是铁和硝酸银反应Fe＋2AgNO3===Fe(NO3)2＋2Ag，铁和硝酸铜反应Fe＋Cu(NO3)2===Fe(NO3)2＋Cu。【举一反三6】在Cu(NO3)2、Al(NO3)3和AgNO3的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，向滤出的固体上滴加稀硫酸时有气泡产生，则反应后所得溶液中含有的金属离子有________；反应后溶液的质量比原混合溶液的质量________(填“大”或“小”)；有关反应的化学方程式为_________________________________________________(写出一个即可)。【答案】Al3＋、Fe2＋ 小 Fe＋2AgNO3===Fe(NO3)2＋2Ag或Fe＋Cu(NO3)2===Fe(NO3)2＋Cu【解析】在金属活动性顺序中，铝>铁>铜>银。向混合液中加入一定量的铁粉，铁会优先和硝酸银反应，生成银和硝酸亚铁；若铁还有剩余，就会和硝酸铜反应，生成铜和硝酸亚铁。根据题意，充分反应后过滤，向滤出的固体上滴加稀硫酸时有气泡产生，说明滤出的固体中含有氢之前的金属，在这里氢之前的金属有铝和铁，但铁不能与硝酸铝反应，故这里能滴加稀硫酸产生气体的金属只有铁，说明铁已经过量，而且有剩余，那么硝酸铜和硝酸银都被反应完，溶液中的溶质只有硝酸铝和硝酸亚铁，即金属离子为Al3＋、Fe2＋。根据化学方程式计算可知，每56份质量的铁溶解，就会析出64份质量的铜、或析出216份质量的银，所以反应后溶液的质量一定会比原混合溶液的质量小。在这里发生了两个反应——分别是铁和硝酸银反应Fe＋2AgNO3===Fe(NO3)2＋2Ag，铁和硝酸铜反应Fe＋Cu(NO3)2===Fe(NO3)2＋Cu。【举一反三7】金属材料在人类发展的历史长河中起着非常重要的作用。(1)高炉炼铁的过程中，石灰石的作用是 。(2)探究Mg、Fe、Cu的金属活动性顺序，下列试剂的选择方案正确的是 (填字母)。A．Mg、Cu、FeSO4溶液B．Fe、MgSO4溶液、CuSO4溶液C．Mg、Fe、Cu、稀盐酸D．Cu、MgSO4溶液、FeSO4溶液(3)向Cu(NO3)2溶液中加入Mg、Zn、Ag三种金属，充分反应后过滤，得到无色滤液和滤渣。一定发生反应的化学方程式为 ，向滤渣中加入一定量的稀盐酸，有气泡产生，滤渣中一定有 (填化学式，下同)，滤液中可能含有的溶质是 。【答案】(1)将铁矿石中二氧化硅转化为炉渣除去 (2)ABC(3)Mg+Cu(NO3)2===Cu+Mg(NO3)2 Ag、Cu、Zn Zn(NO3)2【解析】(2)镁与FeSO4溶液反应置换出铁，说明了活动性镁＞铁；铜与FeSO4溶液不反应，说明了活动性铁＞铜；由此可得出三种金属活动性镁＞铁＞铜，A正确。铁与MgSO4溶液不反应，说明了活动性镁＞铁；铁与CuSO4溶液反应置换出铜，说明了活动性铁＞铜；由此可得出三种金属活动性镁＞铁＞铜，B正确。镁与稀盐酸反应生成氢气，说明了活动性镁＞氢；铁与稀盐酸反应生成氢气，说明了活动性铁＞氢；但镁与稀盐酸的反应比铁与稀盐酸的反应剧烈，则可得镁＞铁；铜与稀盐酸不反应，说明氢＞铜；由此可得出三种金属活动性镁＞铁＞铜，C正确。Cu与MgSO4溶液、FeSO4溶液均不反应，说明铜最不活泼，但无法验证镁和铁的活动性强弱，D错误。(3)四种金属的活动性由强到弱的顺序为：Mg、Zn、Cu、Ag，则向Cu(NO3)2溶液中加入Mg、Zn、Ag三种金属，镁先与硝酸铜反应生成铜和硝酸镁，然后锌再与硝酸铜反应生成铜和硝酸锌，银与硝酸铜不反应，充分反应后过滤，得到无色滤液和滤渣，则硝酸铜已完全反应，滤渣中一定要银、铜，滤液中一定有硝酸镁，一定发生反应的化学方程式为Mg+Cu(NO3)2===Cu+Mg(NO3)2；向滤渣中加入一定量的稀盐酸，有气泡产生，则滤渣中还一定有锌，滤液中可能含有的溶质是硝酸锌。【题型8】金属活动性顺序的应用【典型例题】下列物质能由金属和稀盐酸直接反应生成的是（ ）A.AlCl3 B.MgCl C.CuCl2 D.FeCl3【答案】A【解析】在金属活动性顺序中，铝排在氢的前面，能与盐酸反应生成AlCl3，A正确；在金属活动性顺序中，镁排在氢的前面，镁和酸反应生成MgCl2，B错误；在金属活动性顺序中，铜排在氢后面，不能盐酸反应，C错误；在金属活动性顺序中，铁排在氢的前面，能与盐酸反应FeCl2，不是FeCl3，D错误。【举一反三1】下列方案能够验证金属活动性：铁比铜活泼的是（ ）A.比较同样大小、厚度相同的铁片、铜片的硬度B.比较同样大小、厚度相同的铁片、铜片的密度C.将同样大小的铁片、铜片分别加入稀盐酸中，观察现象D.将氧化铁和氧化铜分别加入稀硫酸溶液中，观察现象【答案】C【解析】比较同样大小、厚度相同的铁片、铜片的硬度，不能验证铁比铜活泼，A错误；比较同样大小、厚度相同的铁片、铜片的密度，不能验证铁比铜活泼，B错误；将同样大小的铁片、铜片分别加入稀盐酸中，观察现象，铁片表面有气泡产生，铜片表面无明显现象，能验证铁比铜活泼，C正确；将氧化铁和氧化铜分别加入稀硫酸溶液中，观察现象，氧化铁和氧化铜均能与稀硫酸反应，但说明的是金属氧化物能与酸反应，不能验证铁比铜活泼，D错误。【举一反三2】“科技梦”助推“中国梦”，离不开化学。（1）中国空间站建设中使用了钛和钛合金。钛合金属于 （填“金属材料”或“合成材料），在工业上可用镁在高温下与TiCl4反应制取金属钛，反应的化学方程式为TiCl4+2MgTi+2MgCl2。此反应说明钛的金属活动性比镁 （填“强”或“弱”）。（2）2023年2月24日，我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丙运载火箭，成功将荷鲁斯1号遥感卫星发射升空，提供动力过程中发生反应的化学方程式为C2H8N2+2N2O4＝3N2+2X+4H2O，请写出X的化学式 。（3）中国芯片蚀刻技术国际领先。NF3进行硅芯片蚀刻时的产物均为气体，在蚀刻物表面不留任何残留物。该反应的微观示意图如图所示。①该反应生成的丙和丁的分子个数之比为 。②在反应过程中使用了催化剂，催化剂在反应前后 不变。【答案】（1）金属材料；弱；（2）CO2；（3）①3：2；②质量和化学性质。【解析】（1）金属材料包括纯金属和合金，则钛合金属于金属材料；在工业上可用镁在高温下与TiCl4反应制取金属钛，反应的化学方程式为TiCl4+2MgTi+2MgCl2。此反应中镁置换出了钛，只有活动性强的金属能置换出活动性弱的金属，则此反应说明钛的金属活动性比镁弱；（2）2023年2月24日，我国在酒泉卫星发射中心使用长征二号丙运载火箭，成功将荷鲁斯1号遥感卫星发射升空，提供动力过程中发生反应的化学方程式为C2H8N2+2N2O4＝3N2+2X+4H2O，根据质量守恒定律，反应前后原子的种类、数目不变，由反应的化学方程式可知，反应前碳、氢、氮、氧原子个数分别为2、8、6、8，反应后的生成物中碳、氢、氮、氧原子个数分别为0、8、6、4，则2X中含有2个碳原子和4个氧原子，则每个X中含有由1个碳原子和2个氧原子，所以X的化学式为：CO2；（3）①由微观示意图可知，该反应的化学方程式为4NF3+3Si3SiF4↑+2N2↑，则该反应生成的丙和丁的分子个数之比为3：2；②能改变化学反应速率，且本身的质量和化学性质在反应前后都不变的物质叫做催化剂，在反应过程中使用了催化剂，催化剂在反应前后质量和化学性质不变。【举一反三3】铬是最硬的金属，常镀在金属制品如水龙头的表面，使金属制品美观耐用。若将打磨过的相同大小的铬片、铝片和铜片分别置于等质量等质量分数的稀硫酸中，观察到铬片表面缓慢产生气泡，铝片表面迅速产生较多气泡，铜片表面无现象。(1)请写铬、铝、铜金属活动性由强到弱的顺序是__________________。如图为某学习小组探究金属化学性质时所做的四个实验，仔细分析后回答下列问题：(2)描述①中的实验现象________________________________________________。(3)写出③中反应的化学方程式___________________________________________。(4)要证明Cu、Fe、Ag的活动性顺序，至少要做的实验是________(填序号)。【答案】(1)铝>铬>铜 (2)铜丝表面有银白色物质，溶液由无色变为蓝色 (3)Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑ (4)①②【解析】(1)若将打磨过的相同大小的铬片、铝片和铜片分别置于等质量等质量分数的稀硫酸中，观察到铬片表面缓慢产生气泡，铝片表面迅速产生较多气泡，铜片表面无现象，根据反应的剧烈程度可判断出三种金属的活动性强弱顺序为铝>铬>铜。(2)试管①中铜能与硝酸银反应，可观察到铜丝表面有银白色物质，溶液由无色变为蓝色。(3)试管③中锌粒与稀盐酸发生置换反应Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑。(3)试管①可判断铜、银的活动性顺序，试管②可判断铜、铁的活动性顺序，试管③可判断锌、氢的活动性顺序，试管④可判断铁、氢的活动性顺序，要证明Cu、Fe、Ag的活动性顺序，只需实验①②组合即可。【举一反三4】我国第四套人民币硬币中使用到镍（Ni）、铜、铁等金属。某兴趣小组决定探究Ni、Fe、Cu的金属活动性顺序．（1）［查阅资料］镍能与盐酸或稀硫酸反应，生成可溶于水的正二价镍盐，并放出氢气．①写出镍与盐酸反应的化学方程式 ．②结合所学知识， （填“能”或“不能”）直接比较出Ni、Fe的金属活动性强弱．（2）［探究实验］（所用金属片均已用砂纸打磨．）（3）［迁移应用］用镍片、硫酸亚铁溶液和 溶液通过实验也能判断Fe、Ni、Cu的金属活动性顺序.【答案】（1）①Ni+2HCl＝NiCl2+H2↑；②能；（2）没有明显现象；Fe、Ni、Cu；（3）硫酸铜溶液。【解析】（1）①根据查阅的资料，Ni显正二价，故与盐酸反应时生成二价镍盐，同时生成氢气，反应的方程式为：Ni+2HCl＝NiCl2+H2↑；②镍和铁都能与盐酸或稀硫酸反应，并放出氢气，因此根据二者产生气泡的速率快慢比较二者的活动性强弱；（2）因为镍和铁都在氢的前面，故铜不能置换出镍，观察到的现象是：没有明显现象；铁可以置换出镍，因此三种金属活动性由强到弱的顺序为：Fe、Ni、Cu；（3）金属和盐溶液发生置换反应的规律是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，所以利用金属和盐溶液的置换反应进行验证；故可选择中间的金属与其它两种金属的盐溶液能否发生置换反应进行验证：在两支试管中分别放入打磨光亮的镍片，再加入硫酸亚铁溶液和硫酸铜溶液中；现象为：在硫酸亚铁溶液中的镍片没有变化，在硫酸铜溶液中的镍片表面出现红色物质。【举一反三5】有下列实验，试管中的药品如图所示：（1）上面四支试管中有气泡产生的是（填序号） ；银白色金属表面有红色物质生成的反应的化学方程式为 。（2）从上述的实验现象中，对于铁、铜、银、铝的金属活动性强弱关系不能确定的是 （填金属的化学式）。【答案】（1）B；2Al+3CuSO4═Al2（SO4）3+3Cu；（2）Fe与Al。【解析】（1）铁与硫酸发生置换反应，可观察到实验B有气泡产生；实验C中金属铝与硫酸铜发生置换反应，得到红色金属铜，反应为2Al+3CuSO4═Al2（SO4）3+3Cu；（2）实验A可得到铜的活动性位于氢之后，实验B可得到金属铁的活动性位于氢之前，实验C可得到金属铝活动性比铜强，实验D可得到金属铜的活动性比银强；综合以上判断可发现，金属铁与铝的活动性强弱不能确定。【题型9】探究金属活动性顺序【典型例题】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下图所示的四个实验．其中不必进行的是（ ）A.B.C.D.【答案】C【解析】分析四个实验，可发现验证实验的设计思路为：根据三种金属与盐酸反应情况，可验证铁的活动性比铜、银强；然后利用金属铜和硝酸银的置换结果，验证铜的活动性比银强。对比四个实验，实验B证明金属铜不能置换出酸中的氢，而实验D又可以证明银的活动性小于铜，所以，不做实验C也不影响三种金属活动性的判断。【举一反三1】金属活动性顺序在科学研究中有重要应用。已知锌、铁、铜三种金属与其盐溶液之间能发生如下反应：Zn＋FeSO4===ZnSO4＋Fe；Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。则三种金属的活动性顺序从强到弱的排列是( )A.Zn＞Fe＞Cu B.Cu＞Fe＞Zn C.Fe＞Cu＞Zn D.Cu＞Zn＞Fe【答案】A【解析】Zn＋FeSO4===ZnSO4＋Fe可判断出Zn>Fe；Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu可判断出Fe>Cu。综上分析，三种金属的活动性顺序从强到弱的排列是Zn＞Fe＞Cu。故选A。【举一反三2】某化学兴趣小组为探究铝、铜、银三种金属的活动性顺序，利用实验室中的相关药品设计了如下实验方案（实验用到的三种金属丝均已打磨干净）：①稀盐酸、铝、铜、银②硫酸铜溶液、铝、银③硫酸铝溶液、硝酸银溶液、铜④硫酸铝溶液、铜、银⑤硝酸银溶液、铝、铜其中能验证铝、铜、银金属活动性顺序的是（ ）A.②③⑤ B.①②③ C.③④⑤ D.①②④【答案】A【解析】①稀盐酸不能和银、铜反应，不能比较银和铜的活泼性，不能用稀盐酸、银、铝、铜检验；②银不能和硫酸铜反应，说明银不如铜活泼，铝能和硫酸铜反应，说明铝比铜活泼，可以用硫酸铜溶液、铝、银检验；③铜能和硝酸银反应，说明铜比银活泼，不能和硫酸铝溶液反应，说明铝比铜活泼，可以用铜、硝酸银溶液、硫酸铝溶液验；④铜、银都不能和硫酸铝溶液反应，不能比较铜和银的活泼性，不能用硫酸铝溶液、铜、银检验。⑤先将铜丝插入硝酸银溶液中，铜能将银置换出来，说明了铜比银活泼；铜丝与硝酸银完全反应后得到了硝酸铜，再将铝丝插入硝酸铜溶液中，铝丝能将铜置换出来，说明了铝比铜活泼，能用硝酸银溶液、铝、铜检验。【举一反三3】某化学探究小组为了验证铁、铜、锌、银的金属活动性顺序，设计了如下实验方案：①将铁片加入到稀盐酸中； ②将铜片加入到硝酸银溶液中； ③将锌片加入到稀盐酸中； ④将金属片X加入到Y中。(该方案中所有金属均已打磨，且形状、大小以及稀盐酸的溶质质量分数均相同)(1)写出①中反应的化学方程式：________________________________________________；(2)通过上述实验，可以判断锌的金属活动性比铁强，依据的现象是______________________________________________________________________；(3)要得出这四种金属的活动性顺序，如果④中Y表示硫酸铜溶液，则X表示的一种金属是________________；如果X表示铜，则Y表示的一种溶液是________________。【答案】(1)Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑ (2)锌片表面产生的气泡比铁片快 (3)铁 硫酸亚铁溶液【解析】(1)铁与稀盐酸反应，能置换出其中的氢，反应的化学方程式为Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑；(2)锌和铁都能与稀盐酸反应，但二者与盐酸反应时的速率不同，以此来判断二者的活动性强弱；(3)①③对照，可判断出活动性顺序：锌>铁；②可判断出铜>银；④只需判断铜铁的活动性顺序即可，故可选择铁和硫酸铜溶液，或选择铜和硫酸亚铁溶液。【举一反三4】为验证铁、铜、银的金属活动性顺序，小明同学设计了以下四组实验。请回答下列问题：（1）通过实验①、②，能验证金属活动性 ；（2）要比较出铁、铜、银三种金属的活动性强弱，实验④中X为 ，Y为 溶液；同学们讨论后认为实验可以优化，去掉实验 ，也可以得到正确结论；（3）写出实验①中反应的化学方程式 。【答案】（1）铁＞铜；（2）铜（合理即可）；硝酸银（合理即可）；③；（3）Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑。【解析】解：（1）铁能与稀硫酸反应生成氢气，铜不能与稀硫酸反应，说明铁的位置排在氢的前面，铜的位置排在氢的后面，即铁＞氢＞铜，能验证金属活动性：铁＞铜。（2）铁能与硝酸银溶液反应生成硝酸亚铁溶液和银，说明铁的金属活动性比银强，即铁＞银；要比较出铁、铜、银三种金属的活动性强弱，还需验证铜＞银，实验④中X为铜，Y溶液是硝酸银溶液。同学们讨论后认为实验可以优化，①、②、④即可得出三种金属活动性强弱，去掉实验③也可以得到正确结论。（3）实验①中铁能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁溶液和氢气，反应的化学方程式为Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑。【举一反三5】(1)已知金属M和N能够发生如下反应：M＋H2SO4===MSO4＋H2↑ Fe＋MCl2===M＋FeCl2 N＋FeCl2===Fe＋NCl2判断Fe、M、N的活动性由强到弱的顺序是________________，以上三个化学反应均属于________(填基本反应类型)。(2)在AgNO3、Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量锌粉，充分反应后过滤，得滤渣和滤液：①若滤液呈无色，则滤渣中一定含有的物质是________________(填化学式)；②若向滤渣中滴加稀盐酸，无明显现象，则滤液中所含的成分可能有________种情况。【答案】(1)N＞Fe＞M 置换反应 (2)①Cu、Ag ②3【解析】(1)由金属活动性顺序的具体应用可知：活动性在氢前的金属可以与稀酸反应生成氢气，金属活动性强的金属可以把金属活动性比它弱的金属从其化合物溶液中置换出来，所以据M＋H2SO4===MSO4＋H2↑ 、Fe＋MCl2===M＋FeCl2、N＋FeCl2===Fe＋NCl2可知：M活动性在氢前且比铁弱，N活动性在比铁强，结合金属活动性顺序表可知三种金属的活动性顺序是N＞Fe＞M，从反应类型上看都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，故都是置换反应。(2)①在金属活动性顺序中，锌＞氢＞铜＞银，锌能与硝酸银反应生成硝酸锌和银，能与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，若滤液呈无色，说明滤液中无铜离子，则滤渣中一定含有的物质是Cu、Ag；②若向滤渣中滴加稀盐酸，无明显现象，说明滤渣中无金属锌，在AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量的锌粉，锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银，再和硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，故滤液中所含溶质的成分可能有AgNO3、Cu(NO3)2和Zn(NO3)2；Cu(NO3)2和Zn(NO3)2；Zn(NO3)2。【题型10】常见金属活动性顺序【典型例题】根据图判断下列说法错误的是( )A.C可能是铜B.将Fe放在B的化合物溶液中可能置挨出BC.四种金属的活动性顺序是:A＞B＞Fe＞CD.铁跟盐酸反应生产的化合物是氯化亚铁【答案】B【解析】由图示可知，C不与稀盐酸反应，C的位置排在氢的后面，可能是铜，故选项A说法正确；图中B物质与稀盐酸反应比铁更剧烈，说明了金属活动性B＞铁；将Fe放在B的盐溶液中，不能发生置换反应，不能置换出B，故选项B说法错误；由图中金属与酸反应的剧烈程度，A反应最剧烈，B其次，Fe再次，C不与稀盐酸反应，则四种金属的活动性顺序是：A＞B＞Fe＞C，故选项C说法正确；铁跟盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，氯化亚铁是化合物，故选项D说法正确。【举一反三1】我国古代第一部药物学专著《神农本草经》有“石硫黄能化金银铁铜，奇物”的记载，描述了硫与金属的反应。金、银、铁、铜四种金属中，活动性最强的是( )A.铁 B.铜 C.银 D.金【答案】A【解析】根据金属活动性顺序可知，金、银、铁、铜四种金属中，活动性最强的是铁。【举一反三2】为防止钢制船闸门被腐蚀，常在其表面安装比铁更活泼的金属块。这种金属可以是( )A.铜 B.银 C.镁 D.锡【答案】C【解析】由金属活动性顺序表可知，金属活动性：Mg＞Fe＞Sn＞Cu＞Ag，而常在钢闸门表面安装比铁更活泼的金属块，这种金属的位置要排在铁的前面，故其可以是锌。故选C。【举一反三3】为防止钢制船闸门被腐蚀，常在其表面安装比铁更活泼的金属块。这种金属可以是( )A.铜 B.银 C.镁 D.锡【答案】C【解析】由金属活动性顺序表可知，金属活动性：Mg＞Fe＞Sn＞Cu＞Ag，而常在钢闸门表面安装比铁更活泼的金属块，这种金属的位置要排在铁的前面，故其可以是锌。故选C。【举一反三4】下列物质中金属活动性最强的是( )A.银 B.钾 C. 铝 D.金【答案】B【解析】根据金属活动性顺序可知，金属活动性钾>铝>银>金。【题型11】铝与氧气的反应【典型例题】老师告诉同学们铝合金密度小、硬度大、耐腐蚀。请你思考铝制品具有很好的抗腐蚀性的原因是( )A.铝的密度比较小B. 铝的硬度比较大C.铝在常温下与氧气不发生反应D. 铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜【答案】D【解析】 铝制品具有很好的抗腐蚀性的原因是,铝在常温下与空气中的氧气反应生成一层致密而坚固的氧化铝薄膜。故选D。【举一反三1】下列叙述中，属于金属化学性质的是( )A.纯铁是银白色固体B.铝在空气中易与氧气反应生成致密的氧化膜C.铜容易传热、导电D.钨有很高的熔点【答案】B【解析】化学性质是指通过化学变化表现出来的物质的性质。四个选项中只有B选项是化学变化，体现了铝的化学性质。其他的颜色、状态、导电性、导热性、熔点等皆不需要化学变化就能表现出来，都属于物理性质。故选B。【举一反三2】推理是化学学习中常用的思维方法，下列推理正确的是（ ）A.铝比铁活泼，所以铝比铁更容易被锈蚀B.氧气和臭氧都是由氧元素组成的单质，所以化学性质相同C.氧气有助燃性，空气中含有氧气，所以铁丝可以在空气中燃烧D.金刚石和石墨的碳原子排列方式不同，所以它们的物理性质存在差异【答案】D【解析】铝比铁更易与氧气发生化学反应，但是铝能与氧气形成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步被氧化，而铁锈疏松多孔，可加速铁的锈蚀，故铝制品比铁制品更耐腐蚀，A错误；虽然氧气和臭氧都是由氧元素组成的单质，但由于构成分子不同，所以它们的化学性质不相同，B错误；空气中虽含有氧气，但氧气的浓度较低，细铁丝在空气中不能燃烧，C错误；金刚石和石墨由于碳原子的排列方式不同，所以它们的物理性质存在很大的差异，D正确。【举一反三3】小明家里收藏了一件清代的铝制佛像，该佛像至今仍保存十分完好。该佛像未大量锈蚀的主要原因是( )A.铝不易发生化学反应B.铝的氧化物容易发生还原反应C.铝不易被氧化D.铝易被氧化，但氧化铝具有保护内部铝的作用【答案】D【解析】铝制品不易锈蚀的原因是因为铝易被氧化，但氧化铝致密而坚固，能够防止内部的铝进一步被氧化，具有保护内部铝的作用。故选D。【举一反三4】推理是化学学习中常用的思维方法，下列推理正确的是（ ）A.铝比铁活泼，所以铝比铁更容易被锈蚀B.氧气和臭氧都是由氧元素组成的单质，所以化学性质相同C.氧气有助燃性，空气中含有氧气，所以铁丝可以在空气中燃烧D.金刚石和石墨的碳原子排列方式不同，所以它们的物理性质存在差异【答案】D【解析】铝比铁更易与氧气发生化学反应，但是铝能与氧气形成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步被氧化，而铁锈疏松多孔，可加速铁的锈蚀，故铝制品比铁制品更耐腐蚀，A错误；虽然氧气和臭氧都是由氧元素组成的单质，但由于构成分子不同，所以它们的化学性质不相同，B错误；空气中虽含有氧气，但氧气的浓度较低，细铁丝在空气中不能燃烧，C错误；金刚石和石墨由于碳原子的排列方式不同，所以它们的物理性质存在很大的差异，D正确。【举一反三5】随着我国科学技术的发展，“中国制造”走在世界前列。（1）中国高度：我国双湖加油站是世界海拔最高的加油站，汽油属于 （填“可再生”或“不可再生”）能源。（2）中国密度：我国生产的一款动力电池能量密度达到255瓦时/千克，可实现整车1000公里续航。动力电池汽车相较于传统燃油汽车的优点是 。（3）中国力度：金沙江上的白鹤滩水电站能承受1650万吨的最大水推力。水电站工作时的能量转换是将机械能转化为 能。（4）中国速度：中国高铁时速已经达到了350公里/小时。高铁制造离不开铝合金，铝合金属于 （填“有机合成”或“金属”）材料；铝具有良好的耐腐蚀性，其原因是 （用化学方程式解释）。【答案】（1）不可再生；（2）缓解石油危机，减少大气污染（合理即可）；（3）电；（4）金属；4Al+3O2═2Al2O3。【解析】（1）汽油是石油炼制的产物，由于石油是一种化石能源，使用后不能在短时间内生成，属于不可再生能源，故汽油也属于不可再生能源；（2）动力电池汽车相较于传统燃油汽车的优点是缓解石油危机，减少大气污染（合理即可）；（3）水电站工作时的能量转换是将机械能转化为电能；（4）金属材料包括纯金属和合金，故铝合金属于金属材料；铝具有良好的耐腐蚀性，其原因是在常温下，铝能和氧气反应生成致密的氧化铝保护膜，防止里层的铝进一步被氧化，反应的化学方程式是4Al+3O2═2Al2O3。【举一反三6】2022年北京冬奥会完美传递了“科技奥运，绿色奥运”的理念，向世人传递中国智慧。(1)我国发行了一套冬奥会铜合金纪念币，每套该纪念币含冰上运动项目与雪上运动项目纪念币各 1枚，其使用的材料是黄铜，黄铜和纯铜相互刻画，表面没有划痕的是__________________________________。(2)北京冬奥会向全世界传递了绿色奥运的理念，例如火种灯的灯体使用环保材料再生铝合金，耐 800 ℃以上高温。铝合金中的铝虽然化学性质活泼，但抗腐蚀性能却很好，原因是_________________(用化学方程式表示)。【答案】(1)黄铜 (2)4Al+3O ===2Al O 【解析】黄铜为合金，黄铜的硬度大于纯铜，所以互相刻画时，纯铜表面有划痕，黄铜表面没有划痕。(2)铝能和氧气反应，在其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，能够阻碍铝和氧气进一步反应，使其具有很好的抗腐蚀性能，该反应的化学方程式为 4Al+302═2Al O 。【举一反三7】2022年8月9日，国内首条磁浮空轨列车“兴国号”在赣州兴国县首发。该列车使用了钕铁硼稀土类水磁体，这种水磁体因其优异的磁性而被称为“磁王”。（1）稀土元素是钪、钇等十七种元素的总称。这些不同种元素之间的本质区别是 。（2）已知氯化钕的化学式为NdCl3（Nd是钕的元素符号），则相同化合价下钕的氧化物的化学式是 。（3）“兴国号”采用了薄壁铝合金车体结构材料，铝具有抗腐蚀性的原因是 。【答案】（1）质子数不同；（2）Nd2O3；（3）铝与氧气反应生成一层致密的氧化膜，阻止铝与氧气继续反应。【解析】（1）元素是质子数（即核电荷数）相同的一类原子的总称，决定元素种类的是质子数（即核电荷数），不同种元素之间的本质区别是质子数不同；（2）氯化钕的化学式为NdCl3，氯元素是﹣1价，则钕元素的化合价为+3价，氧化铷中氧元素的化合价为﹣2价，依据化合物中各元素正负化合价代数和为0可知，氧化钕的化学式为Nd2O3；（3）铝具有很好的抗腐蚀性，原因是铝与氧气反应生成一层致密的氧化膜，阻止铝与氧气继续反应。【题型12】铁与氧气的反应【典型例题】伽利略说：“生命如铁砧，愈被敲打，愈能发出火花。”其中蕴含的化学原理，用化学方程式表示正确的是( )A.Fe＋O2Fe3O4B.3Fe＋2O2Fe3O4C.2Fe＋O22FeOD.Fe3＋O4Fe3O4【答案】B【解析】铁与氧气反应的化学方程式为3Fe＋2O2Fe3O4。故选B。【举一反三1】通常情况下，铁丝在氧气中燃烧的产物是( )A.Fe3O4 B.FeO C.Fe2O3 D.Fe(OH)3【答案】A【解析】通常情况下，铁丝在氧气中燃烧的产物是四氧化三铁，化学式为Fe3O4。故选A。【举一反三2】伽利略说：“生命如铁砧，愈被敲打，愈能发出火花。”其中蕴含的化学原理，用化学方程式表示正确的是( )A.Fe＋O2Fe3O4B.3Fe＋2O2Fe3O4C.2Fe＋O22FeOD.Fe3＋O4Fe3O4【答案】B【解析】铁与氧气反应的化学方程式为3Fe＋2O2Fe3O4。故选B。【举一反三3】铁丝在空气中灼热发红，但不能燃烧，这一事实与下列哪一因素关系最密切( )A.铁丝的表面积 B.氧气的浓度 C.燃烧时的温度 D.铁的着火点【答案】B【解析】铁丝在空气中灼热发红，但不能燃烧，在纯氧当中就能剧烈燃烧，说明该反应与氧气的浓度有密切关系。故选B。【题型13】金属与氧气反应综合【典型例题】通过实验，关于金属与氧气的反应，同学们总结如下，其中正确的是( )A.均属于氧化反应B. 反应中金属的化合价一定不会发生变化C. 反应都需在点燃或加热的条件下才能发生D.反应的剧烈程度与氧气浓度无关【答案】A【解析】 金属与氧气反应生成金属氧化物。该类反应中氧气是反应物，因此均属于氧化反应，A 正确；金属单质中金属元素的化合价为0，金属氧化物中金属元素的化合价不为0，因此反应中金属元素的化合价发生了改变，B不正确；许多金属与氧气反应时需加热或点燃，但也有金属活动性较强的金属如铝、钠等在常温下即可与氧气发生反应，而金在高温条件下也不与氧气反应，C不正确；金属与氧气反应时，金属的活动性越强、氧气的浓度越高、反应物接触面积越大，反应越剧烈，D不正确。【举一反三1】关于下列实验现象，描述错误的是( )A.铜粉在空气中加热，黑色粉末变红色B.镁条在空气中剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体C.铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体D.氢气在空气中燃烧，发出淡蓝色火焰，放出大量的热【答案】A【解析】铜粉在空气中加热，红色粉末变黑色。故选A。【举一反三2】在学习氧气的化学性质时，同学们进行了镁条、铁丝等在空气(或氧气)中的燃烧实验，由此同学们推测大多数金属都可以和氧气反应，只是不同金属与氧气反应的难易和剧烈程度有所不同。实验时同学们发现有些金属即使在高温条件下也不与氧气发生反应，则该金属可能是( )A. 金 B.铜 C. 铁 D.锌【答案】A【解析】大多数金属都可以和氧气反应，但是不同金属与氧气反应的难易和剧烈程度有所不同，有些金属即使在高温条件下也不与氧气发生反应，如金。故选A。【举一反三3】通过实验，关于金属与氧气的反应，同学们总结如下，其中正确的是( )A.均属于氧化反应B. 反应中金属的化合价一定不会发生变化C. 反应都需在点燃或加热的条件下才能发生D.反应的剧烈程度与氧气浓度无关【答案】A【解析】 金属与氧气反应生成金属氧化物。该类反应中氧气是反应物，因此均属于氧化反应，A 正确；金属单质中金属元素的化合价为0，金属氧化物中金属元素的化合价不为0，因此反应中金属元素的化合价发生了改变，B不正确；许多金属与氧气反应时需加热或点燃，但也有金属活动性较强的金属如铝、钠等在常温下即可与氧气发生反应，而金在高温条件下也不与氧气反应，C不正确；金属与氧气反应时，金属的活动性越强、氧气的浓度越高、反应物接触面积越大，反应越剧烈，D不正确。【举一反三4】下列关于金属与氧气反应的观点中，正确的是( )A.所有的金属在常温下都能与氧气反应B.镁只有在高温时才能与空气中的氧气反应C.“真金不怕火炼”说明即使在高温下金也不与氧气反应D.金属与氧气必须点燃或加热【答案】C【解析】A项，铁与氧气反应要在点燃的条件才能发生，铜与氧气反应要在加热的条件下才能发生，错误；B项，镁在常温下就能被空气中的氧气氧化，错误；C项，金的化学性质非常稳定，即使在高温条件下也不能与氧气反应，正确；D项，铝在常温下就能被氧气氧化，错误。故选C。【举一反三5】阅读材料，回答相关问题。钠元素在自然界中分布很广，常以氯化钠、碳酸钠、硫酸钠等物质存在。钠是一种银白色金属，质软。金属钠的性质很活泼，能与许多物质发生化学反应。钠暴露在空气中，与氧气反应生成氧化钠（Na2O）；钠遇水立即发生剧烈反应，生成氢氧化钠和氢气。因此，实验室常将钠保存在煤油中。金属钠的用途广泛。钠和钾形成的合金熔点低，常温下呈液态，可用作快中子反应堆的热交换剂。利用钠的强还原性，在一定条件下可以将钛（Ti）、锆（Zr）等稀有金属从其氯化物中置换出来。（1）自然界中钠元素以 （填“单质”或“化合物”）形式存在；金属钠应保存在 中。（2）氧化钠中的阳离子为Na+，1个Na+中含有的电子数为 。（3）钠钾合金可用作热交换剂，由此推测钠钾合金具有良好的 性。（4）写出钠暴露在空气中与氧气反应的化学方程式： 。【答案】（1）化合物；煤油；（2）10；（3）导热；（4）4Na+O2＝2Na2O。【解析】（1）由材料可知，钠元素在自然界中常以氯化钠、硫酸钠等物质存在，则以化合物形式存在；由材料可知，实验室常将钠保存在煤油中；（2）钠为11号元素，原子序数＝原子的质子数＝核外电子数，则1个钠原子有11个电子，而Na+是由钠原子失去1个电子形成的，则1个Na+中含有的电子数为11﹣1＝10个；（3）钠钾合金可用作热交换剂，说明钾合金具有良好的导热性；（4）钠和氧气反应生成氧化钠，反应的化学方程式为：4Na+O2＝2Na2O。【举一反三6】火锅是中国独创的美食，历史悠久，老少皆宜。如图是人们常用的一种铜火锅，里面用木炭加热。关于铜火锅的使用，请结合物质的相关性质，回答下列问题：（1）生活中木炭常作燃料，是因为其具有 。（2）铜火锅不会因为加热熔化，是因为铜的 。用铜火锅煮熟食物主要是利用铜的 。（3）长时间使用后，铜火锅烟囱部分会变黑，擦拭无法完全除去黑色物质，请用化学知识解释原因 。【答案】（1）可燃性；（2）熔点较高；导热性；（3）加热的条件下，铜在空气中与氧气反应生成了氧化铜，氧化铜覆盖在铜的表面。【解析】（1）木炭在常温下化学性质稳定，但在点燃条件下，与氧气充分反应能放出大量的热，所以生活中木炭常作燃料，是因为其具有可燃性；（2）铜的熔点较高，因此铜火锅不会因为加热而熔化。同时，铜具有良好的导热性，所以用铜火锅煮熟食物主要是利用铜的导热性 （3）长时间使用后，铜火锅烟囱部分会变黑，擦拭无法完全除去黑色物质，这是因为加热的条件下，铜在空气中与氧气反应生成了氧化铜。氧化铜覆盖在铜的表面，因此擦拭无法完全除去黑色物质。【举一反三7】火锅是中国独创的美食，历史悠久，老少皆宜。如图是人们常用的一种铜火锅，里面用木炭加热。关于铜火锅的使用，请结合物质的相关性质，回答下列问题：（1）生活中木炭常作燃料，是因为其具有 。（2）铜火锅不会因为加热熔化，是因为铜的 。用铜火锅煮熟食物主要是利用铜的 。（3）长时间使用后，铜火锅烟囱部分会变黑，擦拭无法完全除去黑色物质，请用化学知识解释原因 。【答案】（1）可燃性；（2）熔点较高；导热性；（3）加热的条件下，铜在空气中与氧气反应生成了氧化铜，氧化铜覆盖在铜的表面。【解析】（1）木炭在常温下化学性质稳定，但在点燃条件下，与氧气充分反应能放出大量的热，所以生活中木炭常作燃料，是因为其具有可燃性；（2）铜的熔点较高，因此铜火锅不会因为加热而熔化。同时，铜具有良好的导热性，所以用铜火锅煮熟食物主要是利用铜的导热性 （3）长时间使用后，铜火锅烟囱部分会变黑，擦拭无法完全除去黑色物质，这是因为加热的条件下，铜在空气中与氧气反应生成了氧化铜。氧化铜覆盖在铜的表面，因此擦拭无法完全除去黑色物质。【举一反三8】第24届冬奥会在北京举行，本届冬奥会彰显“绿色冬奥”、“科技冬奥”。（1）国家游泳中心使用“水冰转换”技术，使水立方变冰立方，适合冰壶运动。“水冰转换”属于 （填“物理”或“化学”）变化。冰壶的成分有二氧化硅（SiO2），其中硅元素的化合价为 。（2）火种灯灯体材料使用再生铝合金，铝制品抗腐蚀性 （填“强”或“弱”）。（3）“飞扬”火炬采用氢气为燃料，燃烧系统包含高压储氢容器、大减压比供氢系统、氢燃烧装置。将氢气压缩到储氢容器中，氢分子间的间隔变 ，氢气燃烧的化学方程式为 。【答案】（1）物理；+4；（2）强；（3）小；2H2+O22H2O。【解析】（1）水冰转换的过程中没有新物质生成，属于物理变化；冰壶的成分有二氧化硅（SiO2），氧元素的化合价为﹣2价，所以硅元素的化合价为+4；（2）火种灯灯体材料使用再生铝合金，铝合金属于金属材料，其抗腐蚀性强；（3）燃烧系统包含高压储氢容器、大减压比供氢系统、氢燃烧装置。将氢气压缩到储氢容器中，氢分子间的间隔变小；氢气和氧气在点燃的条件下生成水，化学方程式为：2H2+O22H2O。 展开更多...... 收起↑ 资源列表 初中化学人教版（2024）九年级下册 8.2 金属的化学性质 题型专练（原卷版）.docx 初中化学人教版（2024）九年级下册 8.2 金属的化学性质 题型专练（解析版）.docx
资源列表