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第八单元　金属和金属材料
考点一 金属材料
红
黄
液态
特性 (金属之最) 生活中应用最广泛的金属是________；地壳中含量最高的金属是________；熔点最高的金属是钨；熔点最低的金属是汞；导电性最强的金属是银；延性最好的金属是铂；展性最强的金属是金
铁
铝
金属的性质在很大程度上决定了金属的用途，但还需考虑价格、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。
大
低
含碳量
(1)金属材料包括纯金属和合金。
(2)合金属于混合物。
(3)合金中至少有一种金属，但不一定都是金属，合金中各成分以单质的形式存在。
(1)合金是化合物，属于金属材料。(　　)
(2)铝是人类最早使用的金属材料。(　　)
(3)只有金属与金属之间才能形成合金。(　　)
(4)氧化铜属于铜合金。(　　)
(5)合金的熔点比组成它们的金属更高。(　　)
×
×
×
×
×
√
2．(2023·青海)下列常见的生活物品中，由金属材料制成的是(　　)
A．纯棉毛巾 B．橡胶轮胎
C．有机玻璃 D．合金门窗
√
3．(2022·青海)空间站利用太阳能电池板进行工作，其能量转化方式是将太阳能转化为________能。电池板需要用铝合金加工成的箔片进行密封支撑，铝合金能加工成箔片是利用了金属的________(填“导电”“导热”或“延展”)性。
电
延展
4．(2021·青海)2021年初，我国成功研制出首个3.35 m直径的铝锂合金运载火箭大型贮箱工程样机，有望显著提升火箭运力。铝锂合金的密度比钢铁的________，其硬度比纯铝的____________。
小
大(或硬)
5．(2025·西宁二模)材料是时代进步的重要标志之一，下列不属于金属材料的是(　　)
A．水银 B．黄铜 C．金刚石 D．生铁
解析： A项，水银是金属汞的俗称，属于金属材料，不符合题意；B项，黄铜是铜锌合金，属于金属材料，不符合题意；C项，金刚石是由碳元素组成的非金属单质，不属于金属材料，符合题意；D项，生铁是铁的合金，属于金属材料，不符合题意。
√
6．(2025·兰州一模)中国国家博物馆珍藏的“中华人民共和国中央人民政府之印”由铜胎铸字。铜胎不易变形，利用该材料的性质是(　　)
A．形状美观
B．导热性好
C．硬度较大
D．导电性好
解析：铜胎属于金属材料，不易变形，是利用该材料硬度较大的性质，故选C。
√
7．(2025·西宁三模)高铁是中国装备制造的一张亮丽名片。铺设高铁钢轨的材料是锰钢，锰钢是添加了锰、碳等元素的铁合金。下列有关说法错误的是(　　)
A．硬度大是锰钢的主要性能之一
B．锰钢抗腐蚀性能优于纯铁
C．锰钢属于金属材料
D．锰钢可以完全溶解在稀盐酸中
√
解析： A项，锰钢是一种铁合金，合金的硬度通常大于其组成中纯金属的硬度，故锰钢的硬度大与纯铁，硬度大是锰钢的主要性能之一，正确；B项，合金的抗腐蚀性能通常优于其组成中的纯金属，锰钢是一种铁合金，则锰钢抗腐蚀性能优于纯铁，正确；C项，锰钢是一种铁合金，锰钢属于金属材料，正确；D项，锰钢是一种铁合金，含有的碳不能与稀盐酸反应，故锰钢不可以完全溶解在稀盐酸中，错误。
8．阅读科普短文，回答下列问题。
内蒙古白云鄂博发现一种全新结构重稀土新矿物——白云钇钡矿。该矿物中含有钇、镝、钆、铒、镥等重稀土元素。这些元素在工业和科技领域有着广泛的应用。
钇是一种灰黑色金属，有延展性。与热水能起反应，易与稀酸反应。可制特种玻璃和合金。钇的氧化物广泛应用于航空航天涂层材料。
白云钇钡矿的发现促进了我国在高端制造业、航空航天、新能源等领域的技术创新和产业升级。
(1)白云钇钡矿属于________(填“纯净物”或“混合物”)。
(2)钇的物理性质有________________(写出一条即可)。
(3)自然界可提供给人类的金属资源是有限的，从可持续发展的角度，写出保护金属资源的一条途径______________________________。
混合物
具有延展性
回收利用废旧金属等(合理即可)
考点二 金属的化学性质
2.金属与稀盐酸、稀硫酸的反应
通式：活泼金属＋酸―→盐＋H2
金属 现象 反应的化学方程式
盐酸 稀硫酸 镁 反应剧烈，产生大量气泡，生成的气体能够燃烧并产生蓝色火焰，反应后溶液仍为无色 Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑、___________________________
浅绿
锌 反应较剧烈，产生较多气泡，生成的气体能够燃烧并产生蓝色火焰，反应后溶液仍为无色 Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑、Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
铁 反应缓慢，产生少量气泡，生成的气体能够燃烧并产生蓝色火焰，溶液由无色逐渐变成________色 ________________________、Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
Mg>Zn>Fe>Cu
H2
铜 无明显现象 不反应
结论 以上四种金属由强到弱的活动性顺序为________________，多数金属能与盐酸和稀硫酸反应并放出_____，但反应的难易程度不同，越活泼的金属与盐酸或稀硫酸反应时产生气体的速率越快 (1)金属能否与酸反应，要根据金属的活动性顺序，排在氢前的金属与酸反应生成H2，排在氢后的金属不能与酸反应生成氢气。
(2)单质铁发生置换反应时生成＋2价的亚铁盐。
(3)酸为稀盐酸或稀硫酸，硝酸和浓硫酸因具有强氧化性，即使与金属反应生成物一般不是H2而是水。
蓝
浅绿
铝与硫酸铜溶液反应 铝丝表面有红色物质生成，溶液由蓝色逐渐变为无色 ________________________________
铜丝与硝酸银溶液反应 铜丝表面有银白色物质生成，溶液由无色变为蓝色 ________________________________
(1)排在前面的金属能把位于其后的金属从它的盐溶液中置换出来。可简记为“前换后”。
(2)盐必须溶于水。
4．置换反应
(1)定义：由一种________与一种________反应，生成另一种________和另一种________的反应。
(2)通式：A＋BC―→AC＋B。
单质
化合物
单质
化合物
氢
金属铁与酸溶液或盐溶液发生置换反应都只能得到＋2价的亚铁盐，不能得到＋3价的铁盐。
(1)铝具有良好的抗腐蚀性是因为铝很难与氧气发生反应。(　　)
(2)铁丝在氧气中燃烧生成黑色的氧化铁。(　　)
(3)铁与稀盐酸反应生成黄色的氯化铁溶液。(　　)
(4)铜与硝酸银溶液反应后，溶液质量变小。(　　)
(5)铁在潮湿的空气中比铝更容易锈蚀，说明铁比铝活泼。(　　)
(6)锌片放入稀硫酸中产生氢气，则铜片放入稀硫酸中也产生氢气。(　　)
×
×
×
√
×
×
1．(2022·青海)下列金属不能从CuSO4溶液中置换出Cu的是(　　)
A．Al　　　　　　　 B．Fe
C．Zn D．Ag
√
2．(2024·西宁) 用下列各组物质进行实验，不能验证锌、银、铜三种金属活动性顺序的是(　　)
A．Zn、Ag、Cu(NO3)2 溶液
B．Zn、Ag、Cu、稀盐酸
C．Cu、Zn(NO3)2溶液、 AgNO3溶液
D．Zn、Cu、Fe(NO3)2溶液、AgNO3溶液
√
解析： A.锌能置换出硝酸铜中的铜，说明锌比铜活泼；银不能置换出硝酸铜中的铜，说明铜比银活泼，能验证锌、银、铜三种金属活动性顺序，不符合题意；B.锌能与稀盐酸反应产生氢气，说明锌排在氢前；银和铜都不与稀盐酸反应，说明银和铜都排在氢后，说明锌比银和铜活泼，但不能验证银和铜的金属活动性顺序，符合题意；C.铜不能置换出硝酸锌中的锌，说明锌比铜活泼；铜能置换出硝酸银中的银，说明铜比银活泼，能验证锌、银、铜三种金属活动性顺序，不符合题意；D.锌能置换出硝酸亚铁中的铁，铜不能置换出硝酸亚铁中的铁，说明锌比铁活泼，铁比铜活泼；铜能置换出硝酸银中的银，说明铜比银活泼，验证锌、银、铜三种金属活动性顺序，不符合题意。
3．(2023·西宁)现有X、Y、Z三种金属，只有X在自然界中主要以单质形式存在；若把Y、Z分别放入硫酸铜溶液中，Y表面有铜析出，而Z没有变化。则这三种金属的活动性由弱到强的顺序为(　　)
A．Y、Z、X B．Y、X、Z
C．X、Y、Z D．X、Z、Y
√
4．(2023·青海)基于实验事实进行证据推理及形成结论是科学探究的重要途径。化学兴趣小组为探究Fe、Cu、R三种金属的活动性顺序，进行了下列探究活动。
[查阅教材]Fe的金属活动性比Cu强
[讨论]Fe、Cu、R三种金属的活动性顺序存在以下三种可能：
①Fe>Cu>R　②Fe>R>Cu
③______________________
R＞Fe＞Cu
无现象
金属R表面有红色物质出现
[拓展研究]若用实验证明锌的金属活动性比铜强，可用锌片和某种盐溶液反应的方法，写出反应的化学方程式：______________________________
_________(只写一种)。
Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu(合理
即可)
5．锰(Mn)在钢铁、电池等领域有广泛应用，其金属活动性介于锌和铁之间。以下对金属锰化学性质的预测，不合理的是(　　)
A．能在氧气中燃烧
B．能与氢氧化钠溶液反应
C．能与稀盐酸反应
D．能与硫酸铜溶液反应
√
6．(2025·西宁虎台中学三模)有甲、乙、丙、丁四种金属。只有甲在自然界主要以单质形式存在，丁的化合物的水溶液不能用乙制容器盛装，但可以用丙制容器盛装。这四种金属的活动性由强至弱的顺序正确的是(　　)
A．甲>乙>丁>丙 B．丙>丁>乙>甲
C．丙>乙>丁>甲 D．乙>丁>丙>甲
√
解析：根据题干分析，“只有甲在自然界主要以单质形式存在”，表明甲的活动性最弱，因为活动性弱的金属不易发生反应，才能在自然界中以单质形式稳定存在(如金、银)。“丁的化合物的水溶液不能用乙制容器盛装”，说明乙能与丁的盐溶液反应，即乙能将丁从其盐溶液中置换出来。根据金属活动性顺序，活动性强的金属能置换活动性弱的金属，因此乙的活动性强于丁。“丁的化合物的水溶液可以用丙制容器盛装”，说明丙不能与丁的盐溶液反应，即丙不能置换丁，因此，丙的活动性弱于丁。综合以上信息，四种金属的活动性顺序为乙>丁>丙>甲。
7．(2025·西宁虎台中学月考)金属与人类关系紧密，只有一种化合价的金属R能发生如下反应：R＋3AgNO3===R(NO3)3＋3Ag。下列说法正确的是(　　)
A．金属R的氧化物的化学式为RO
B．R一定能和稀盐酸反应放出氢气
C.金属活动性：R>Ag
D．该反应发生后溶液质量一定增加
√
解析： A.根据化合物中各元素正负化合价代数和为0，设R的化合价为x，硝酸根离子的化合价为－1，由R(NO3)3可得：x＋(－1)×3＝0，x＝＋3，同理，设金属R氧化物的化学式为RyOz，R的化合价为＋3，氧的化合价为－2，则(＋3)y＋(－2)z＝0，可得y∶z＝2∶3，所以R的氧化物的化学式应为R2O3，此选项错误；B.题干中R能将银从硝酸银溶液中置换出来，说明金属活动性R>Ag，但R不一定位于金属活动性顺序中氢之前，若R位于金属活动性顺序中氢之后，与稀盐酸不反应，此选项错误；C.根据上述分析，金属活动性：R>Ag，此选项正确；D.R与硝酸银溶液反应的化学方程式为R＋3AgNO3===R(NO3)3＋3Ag，由于R的相对原子质量不确定，因此无法判断反应后溶液质量的变化，此选项错误。
8．(2025·西宁二中一模)一般情况下，金属活动性越强，与酸反应的速率越快。为了探究金属镁、锌、铁与酸反应的快慢，某研究性学习小组设计了如下的实验。
【实验步骤】①取A、B、C三支试管，分别加入2 mL浓度相同的盐酸。
②分别将过量的、颗粒大小相同的镁、锌、铁三种金属粉末，放入相同的气球中。
【实验预测与分析】
(1)铁与盐酸反应的现象是_________________________________，
反应的化学方程式为_______________________________________。
(2)该实验得出三种金属活动性强弱的依据是__________________________
_________________________。
产生气泡，溶液变为浅绿色
Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
产生氢气的速率越快
金属越活泼与酸反应越剧烈，
考点三 金属的冶炼
金
银
化合物
Fe2O3
Fe3O4
Al2O3
Cu2O
TiO2
MnO2
2．铁的冶炼(工业炼铁)
(1)炼铁原料：铁矿石[赤铁矿(主要成分是Fe2O3)]、焦炭、石灰石和空气。
(4)注意事项
a．焦炭的作用：一是生成还原剂____________，二是提高高炉的________；
b．石灰石的主要作用是______________________________________；
c．高炉炼铁得到的是生铁(含有碳、磷、硫等元素)。
3．一氧化碳还原氧化铁(详见“实验探究·揭秘求真　实验一”)
一氧化碳
温度
将矿石中的二氧化硅转变为炉渣
√
×
×
×
×
1．(2024·青海)青海河湟谷地历史文化悠久，在互助县出土了魏晋时期的青铜艺术品玄武砚滴。
(1)青铜的硬度比纯铜_______________________________。
(2)我国是最早采用湿法冶铜的国家，《梦溪笔谈》中记载“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”，即在CuSO4溶液中加入铁则可得到铜，该反应的化学方程式为________________________________。
大(或高等其他合理答案均可)
Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu
(2)实验中玻璃管内出现的现象是________________________。
(3)在做一氧化碳还原氧化铁实验时，要先通一氧化碳后加热的原因是____________________________________________________________。
红棕色粉末逐渐变黑
排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸
(1)请写出用一氧化碳还原氧化铜的化学方程式_______________________。
(2)实验室现有如图所示实验装置(可重复使用)。按气体从左到右的方向，装置连接顺序正确的是________(填字母)。
A．b→c→a→b→d
B．a→c→b→a→d
C．a→b→c→b→d
D．b→a→c→a→d
C
4．(2025·西安三模)我国有着悠久的钢铁冶炼史，《天工开物》中记载的“炒钢法”的生产过程如图所示。目前我国钢企能够轧制薄如蝉翼、价比黄金的0.015 mm厚“手撕钢”。下列与“炒钢法”有关的说法错误的是(　　)
A.“炼铁”时，把原料捣碎可增加反应物间的接触面积
B．“炼铁”时，持续鼓入空气可以提高炉温
C．“炼钢”时不断翻炒液态生铁，是为了除尽生铁中含有的碳
D．钢的性能优良，如其熔点比纯铁低，易于加工
√
5．如图是模拟工业炼铁的实验，下列叙述正确的是(　　)
A．甲中的反应是置换反应
B．甲中硬质玻璃管内红色固体变为银白色
C．用乙装置可防止液体倒吸和防止CO污染空气
D．实验结束后先移去酒精喷灯，继续通CO直至硬质玻璃管冷却
√
CO2
(2)用化学方程式表示一氧化碳炼铁的原理：________________________
______，实际上高炉炼得的铁是生铁，生铁属于__________(填“纯净物”或“混合物”)。
(3)生铁等金属制品易锈蚀，请你列举一种防止铁制品锈蚀的方法：______
________________。
混合物
刷漆
3CO2
(答案合理即可)
考点四 金属的锈蚀与防护
氧气
水蒸气
Fe2O3·xH2O
干燥
保护层
合金
(1)为防止铁生锈，必须同时隔绝氧气和水。(　　)
(2)为除去铁丝表面的铁锈，可将生锈的铁丝长时间浸泡在足量的稀盐酸中。(　　)
(3)含铅、汞等重金属的废旧电池不可回收利用。(　　)
(4)铁制品锈蚀是铁在潮湿空气中缓慢氧化的过程。(　　)
(5)铁锈的主要成分是Fe2O3，铁锈是一种纯净物。(　　)
×
×
×
√
×
1．(青海真题组合)钢铁是使用最多的金属材料。
(1)铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与空气中的______________________发生化学反应的过程。盐酸可用于除铁锈，请写出该反应的化学方程式：_________________________________。
(2)自行车的车架表面刷油漆可防锈，其原理是_______________________
________。
氧气和水蒸气
Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O
隔绝了氧气和水(合理
即可)
2．防止金属锈蚀能有效保护金属资源。下列防锈方法中，与其他三种方法原理不同的是(　　)
A．表面涂油　　　　　　 B．表面刷漆
C．覆盖塑料 D．制成合金
√
3．早在春秋战国时期，我国已生产和使用铁器。
[认识铁及其来源]
(1)铁元素在自然界中主要以________(填“单质”或“化合物”)形式存在。
(2)工业上从含有金属元素并有开采价值的矿石中提炼金属。赤铁矿是常见铁矿石，其主要成分的化学式为________。
[认识铁的性质]
(3)菜刀、锤子用铁制而不用铝制，是利用铁具有________的性质。
化合物
Fe2O3
硬度大
(4)将铁片放入硫酸锌和硫酸铜混合溶液中，写出发生反应的化学方程式为_____________________________。
[铁的锈蚀和防护]
(5)下列环境中的铁制品最容易生锈的是________(填字母)。
A．未擦干的铁锅
B．喷油漆的栏杆
C．盛水的不锈钢水杯
Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu
A
实验一 金属的冶炼
2．实验原理
______________________________。
3．实验现象
玻璃管中的粉末由________色逐渐变成________色；试管中的澄清石灰水变________；玻璃管尖嘴处产生_____________。
4．注意事项
(1)加热前先通CO的目的是排出硬质玻璃管内的空气，防止加热时爆炸。
(2)实验完毕后先停止加热，后停止通CO的目的是在CO的保护下冷却生成的铁，防止铁被氧化。
红棕
黑
浑浊
蓝色火焰
(3)凡实验过程中有有害气体参与反应或生成有害气体的，都应有尾气处理装置。
(4)尾气处理的方法
①用气球收集法：适用于所有气体；
②燃烧法：适用于可燃性气体，如CO等；
③(碱液)吸收法：适用于酸性气体，如SO2、H2S等。
方案2：一氧化碳难溶于水——用排水法或气球将未反应的一氧化碳收集起来(如图2、图3)。
图2
图3
CO和CO2
2．实验原理
__________________________。
3．实验现象
黑色粉末变为________，澄清石灰水变________。
红色
浑浊
实验二 铁制品锈蚀条件的探究
氧气和水蒸气
空气(或氧气)
A、C
空气(或氧气)
水
3.注意事项
(1)试管中的水是经煮沸迅速冷却的水，煮沸的目的是____________，迅速冷却的目的是______________________。
(2)B试管中植物油的作用是___________，防止空气中的氧气溶解到水中。
(3)C试管中加入干燥剂的目的是________。
除去氧气
排除温度对生锈的影响
隔绝氧气
吸收水
如图是同学们借助U形管探究铁制品锈蚀条件的装置图，一段时间后观察到的现象为_______________________________________________________
_______________________________________，由该实验现象得到的结论有______________________________________________________________，该实验装置的优点是______________________________________。
钢丝棉1、2表面出现红色锈迹且1锈蚀情况比2严重，钢丝棉
铁制品的锈蚀需要与氧气和水同时接触且盐溶液能加快铁制品的锈蚀
实验装置集成化，增强了实验的对比性
3、4表面无明显变化，U形管液面左高右低
实验三 金属活动性顺序的探究
2．实验方案的设计
(1)两种金属(甲、乙)的活动性强弱比较
甲>乙
甲<乙
实验方案 判断理由
方案一：将金属甲放入金属乙的盐溶液中 置换反应能发生，则金属活动性：_______；否则金属活动性：________
方案二：将金属甲、乙分别放入稀盐酸(或稀硫酸)中 根据能否与酸反应(或反应速率的快慢)判断，若两种金属均不与酸反应则无法判断
(2)三种金属的活动性强弱比较
实验方案 判断理由
“两金夹一盐”，即将三种金属中活动性最强和最弱的两种金属分别插入活动性介于它们之间的金属的盐溶液中 根据两种金属单质分别与盐溶液反应的情况进行判断
“两盐夹一金”，即将三种金属中活动性排在中间的金属分别插入其他两种金属的盐溶液中 根据金属单质分别与两种盐溶液反应的情况进行判断
3.注意事项
(1)实验前金属必须打磨除去金属表面的氧化层或污物。
(2)探究金属与酸的反应时一般用稀盐酸或稀硫酸，不用硝酸和浓硫酸。
(3)金属与盐溶液的反应，盐必须溶于水。
(4)并不是所有排在前面的金属都能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来，如钾、钙、钠。
1．(2025·兰州一模)如图为竖炉炼铁的工艺流程及焦炭高炉炼铁示意图。
回答问题：
(1)将赤铁矿石粉碎的目的是________________________________________
________。
解析：将赤铁矿石粉碎，其目的是增大反应物之间的接触面积，使反应更快、更充分。
增大反应物之间的接触面积，使反应更快、
更充分
(2)催化反应室参加反应的甲烷和二氧化碳的分子个数比为________(填最简整数比)。
1∶1　
(3)还原反应室中发生的还原氧化铁的化学方程式为_________________________________________________________________(写一个)。
(4)与使用焦炭高炉炼铁相比，竖炉炼铁工艺流程的优点有_______________________________________________________ (写一条)。
解析：与使用焦炭高炉炼铁相比，竖炉炼铁中用到了一氧化碳和氢气，氢气是清洁能源，反应产物是水，对环境无污染，且可以循环使用二氧化碳、甲烷以及反应生成一氧化碳和氢气，实现了某些物质的循环使用，可以节约能源、减少污染。
实现某些物质的循环利用或节约能源、减少污染等(合理即可)
2．(2025·青海二模)学习了铁在空气中生锈的条件后，小明和小红对铜在空气中生锈的条件产生了浓厚的兴趣，他们进行了如下探究过程：
【查阅资料】铜锈是绿色的，俗称铜绿，主要成分是碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]，铜绿加热能分解生成三种常见的氧化物。
【猜想与假设】
(1)铜生锈与空气中的下列物质有关：①CO2，②O2，③N2，④H2O。小明认为铜生锈与氮气一定无关，依据是____________________________。
解析：根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，生成物中不含有氮元素，所以说铜生锈与氮气无关。
化学反应前后元素种类不变
(2)B装置的作用是_____________________。
解析：B装置的作用是与A装置形成对比，B装置中无氧气不生锈，A装置中有氧气生锈，得出铜生锈的条件之一是氧气。
(3)根据上述实验得出，空气中影响铜生锈的相关物质有________________
(填化学式)。
解析：A装置中铜与水、氧气、二氧化碳同时接触，铜片在水面附近有绿色物质；B装置中没有氧气、C装置中没有二氧化碳、D装置中没有水，则装置中铜片均无明显现象，说明与铜生锈相关的物质有O2、CO2和H2O。
与A装置作对照实验
O2、CO2和H2O
(4)试写出该反应的化学方程式：___________________________________。
解析：铜和氧气、二氧化碳、水反应生成碱式碳酸铜，化学方程式为2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3。
2Cu＋O2＋CO2＋H2O===Cu2(OH)2CO3
【实验反思】
(5)通过学习，他们认为铁比铜在空气中更易生锈，理由是___________________________。
解析：由于空气中二氧化碳含量较低，铜生锈需要与氧气、水、二氧化碳同时接触，铁生锈需要与氧气、水同时接触，所以铁在空气中更易生锈。
空气中的二氧化碳含量较低
(6)装置B中的现象是______________。
解析：碱式碳酸铜受热会产生水，而无水硫酸铜为白色固体，遇水变蓝，所以装置B中可观察到白色固体变蓝。
(7)装置B、C位置________(填“能”或“不能”)互换，理由是_______________________________________________________。
解析：装置B、C位置不能互换，因为若互换，则澄清石灰水中会带出水蒸气，影响产物中水的检验。
白色固体变蓝
不能
若互换，澄清石灰水中会带出水蒸气，影响产物中水的检验
3．小明同学给家里买了一个铜质镀铬材料的水龙头，他想起学习的金属活动性顺序表中没有铬，于是和同学们对铬、铜、镁三种金属的活动性顺序进行如下探究。
[查阅资料]
CrSO4溶液呈蓝色，其中Cr为＋2价。
[作出猜想]上述三种金属的活动性顺序：
猜想一：Cr>Mg>Cu；
猜想二：Mg>Cr>Cu；
猜想三：________________。
Mg＞Cu＞Cr
无明显现象
二
[交流讨论]
实验1中A试管中发生反应的化学方程式为__________________________。
[归纳总结]
由上述实验得出比较金属活动性强弱可以通过金属与________、________
_______的反应及现象判断。
[拓展应用]
根据以上探究思考，铜质镀铬水龙头在使用时应注意__________________
__________。
稀酸
金属的
(合理即可)
避免接触酸性物质
盐溶液
√
1．(2025·西宁模拟)下列物质不属于金属材料的是(　　)
A．青铜 B．氧化铁 C．不锈钢 D．硬铝
解析：金属材料包括纯金属单质以及它们的合金。A项，青铜是铜的合金，属于金属材料，故选项不符合题意；B项，氧化铁是铁的氧化物，不属于金属材料，故选项符合题意；C项，不锈钢是铁的合金，属于金属材料，故选项不符合题意；D项，硬铝是铝的合金，属于金属材料，故选项不符合题意。
√
2．(2025·武威一模)下列有关金属材料的说法正确的是(　　)
A．铝是目前世界上年产量最高的金属
B．所有金属都是银白色的固体
C．纯金属的抗腐蚀性能一般比它们组成的合金更好
D．钛和钛合金被广泛应用于火箭、导弹、航天飞机等
√
3．下列做法不能有效保护金属资源的是(　　)
A．防止金属腐蚀　　 B．寻找金属的代用品
C．回收利用废旧金属 D．肆意开采金属矿物
4．(2024·西宁二模)同学们在对校园内的一尊铸铁塑像开展项目式学习时，得出的以下观点中错误的是(　　)
A．日常生活中，纯铁的使用量远远超过了铁合金
B．生铁和钢性能差异的原因是二者含碳量不同
C．工人为塑像刷漆是为了防止铁生锈
D．本地区长年没有酸雨降落是塑像能长时间保存的重要原因之一
√
√
5．(2024·陕西)关于铝、铁、银三种金属，下列有关说法正确的是(　　)
A．三种金属在空气中均易锈蚀
B．用稀硫酸可以区分三种金属
C．用铁、银和硝酸铝溶液可以验证三种金属的活动性顺序
D．三种金属均是生活中常用导线的制作材料
√
6．(2025·西宁一模)在自然界中X、Y、Z三种金属中只有Y以单质形式存在，将金属X放入Z(NO3)2溶液中，无明显变化，则三种金属的活动性由强到弱顺序为(　　)
A．Z、X、Y B．X、Z、Y
C．Y、X、Z D．X、Y、Z
√
7．两个烧杯中装有等质量的金属锌和镁，然后分别逐渐加入同浓度的稀硫酸，产生氢气的质量与加入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．该图反映出镁比锌的金属活动性强
解析： A.a点时，镁与稀硫酸恰好完全反应，锌早已完全反应，故A错误；B.b点时，镁产生的氢气质量多，锌产生的氢气质量少，故B错误；C.c点时，锌与镁均还没有完全反应，两个烧杯中都有金属剩余，故C正确；D.由产生氢气的质量与加入硫酸的质量关系图可知，镁产生的氢气质量多，但无法得出镁与锌的金属活动性关系，故D错误。
√
8．[传统文化](2025·西宁模拟)明代宋应星著的《天工开物》中有关于“火法”冶炼金属锌的工艺记载：“每炉甘石(注：主要成分是ZnCO3)十斤，装载入一泥罐内，……然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红，……冷定毁罐取出，每十耗去其二，即倭铅也”。下列说法错误的是(　　)
A．泥罐内一定发生了置换反应
B．“逐层用煤炭饼垫盛”的目的是增大反应物间接触面积
C．“冷定毁罐取出”是防止“倭铅”被氧化
D．“倭铅”是锌铅合金
解析： A.泥罐内是碳单质和碳酸锌反应生成锌单质和一氧化碳，是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，属于置换反应，说法正确；B.“逐层用煤炭饼垫盛”的目的是增大碳单质和碳酸锌的接触面积，使反应更加充分，说法正确；C.“冷定毁罐取出”是防止锌在较高的温度下和氧气发生反应，使锌被氧化，说法正确；D.由题意可知，“倭铅”是指金属锌，说法错误。
9．(2024·天津)金属材料在生产、生活中具有广泛的用途。
(1)“天津之眼”摩天轮的轿厢使用铝合金材料，利用铝合金的性质是________(填字母)。
A．良好的导电、导热性
B．密度小且抗腐蚀性强
(2)工业上炼铁原理是利用一氧化碳与氧化铁在高温下反应，该反应的化学方程式为________________________________。
B
(3)“乌铜走银”是我国特有的铜制工艺技术，迄今已有300余年的历史。该工艺的废料经初步处理后可得到硝酸银和硝酸铜的混合溶液，向其中加入一定量的金属锌，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。向滤渣中滴加稀盐酸，有气泡产生，则滤液中含有的溶质为______________(填化学式)。
(4)我国神舟载人飞船上的天线使用了钛镍合金，其中镍(Ni)和铁的金属活动性相近，该元素常见的化合价为＋2价。将8 g镍加入一定量的硫酸铜溶液中，充分反应后过滤，得到金属混合物8.5 g，则该混合物中铜的质量为________g。
Zn(NO3)2
6.4
10．(2025·西宁二模)铁、铜是人类较早使用的金属，在生产、生活中应用极其广泛。
(1)铁锅清洗后需擦拭干净并置于干燥处，可以防止锈蚀，其防锈原理是________________。
解析：铁在潮湿的环境中容易与水和氧气反应生成铁锈，铁锅清洗后需擦拭干净并置于干燥处，可以防止锈蚀，其防锈原理是隔绝水。
(2)常见的铁合金有生铁和钢，其中钢属于__________(填“纯净物”或“混合物”)。
解析：钢是铁的合金，除铁外，还含有其他物质，属于混合物。
隔绝水
混合物
(3)黄铜(主要成分为Zn和Cu)外观与黄金相似，可通过多种方法鉴别。以下是某同学设计的四种鉴别方法。
D
②写出鉴别时涉及的置换反应的化学方程式：________________________
_________________________________________________________________
(任写一个)。
解析：①A项，灼烧时黄铜中的铜与氧气反应生成氧化铜，会有黑色固体生成，黄金不反应，无明显现象，可以鉴别；B项，加入稀盐酸中，黄铜中的锌能与稀盐酸反应产生氢气，黄金不反应，无明显现象，可以鉴别；C项，加入硝酸银中，黄铜中的锌和铜能与硝酸银反应，表面有银白色固体出现，金的活动性排在银后，不与硝酸银反应，无明显现象，可以鉴别；
Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
[或Zn＋2AgNO3===Zn(NO3)2＋2Ag或Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag]
D项，锌的金属活动性大于铜和金，将黄铜或黄金分别加入硝酸锌中，均不反应，不能鉴别。②一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叫置换反应，题中发生的置换反应有锌与盐酸反应生成氯化锌和氢气，锌与硝酸银反应生成硝酸锌和银，铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银，化学方程式分别为Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑、Zn＋2AgNO3===Zn(NO3)2＋2Ag、Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag。
11．在人类社会的发展进程中，金属起着重要的作用，结合所学知识回答下列问题：
(1)铝合金与铝片相互刻画，在铝片表面会留下划痕，说明铝合金比铝的硬度______(填“大”或“小”)。
(2)工人师傅切割铁板时，用硫酸铜溶液在铁板上画线，可以留下红色痕迹，产生这种现象的原因是__________________________ (用化学方程式表示)。
大
Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu　
(3)在含有硝酸银、硝酸亚铁和硝酸铝的混合溶液中，加入一定量的锌，充分反应后，过滤，滤液仍为浅绿色，则此时滤液中一定含有的溶质是_______________________________(用化学式表示)。
(4)为探究Fe、Zn、Cu三种金属的活动性强弱，下列选项中能达到实验目的的是________(填字母)。
A．铁、氯化锌溶液、氯化铜溶液
B．铜、锌、氯化亚铁溶液
C．铜、氯化锌溶液、氯化亚铁溶液
Al(NO3)3、Zn(NO3)2、Fe(NO3)2
AB
√
12．实验小组用下图装置探究铁锈蚀的条件，开始时装置内充满氮气，一周后无明显现象。挤压胶头滴管，再次放置一周，观察到右侧管中的铁粉中出现红棕色固体。下列说法正确的是(　　)
A．挤压胶头滴管后可观察到气球变瘪
B．将N2换成CO2也能观察到相同的现象
C．该实验可证明铁锈蚀需要与水和氧气同时接触
D．铁粉中的红棕色固体可用水洗去
√
13．将一定质量的金属镁放入硝酸银和硝酸铜的混合溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。下列说法正确的是(　　)
A．若滤液为无色溶液，则滤渣中一定含有镁
B．若向滤渣中加入稀盐酸，没有气泡产生，则滤渣中一定含有银和铜
C.若滤液为蓝色溶液，则滤液中至少含有三种金属离子
D．若加入镁的质量为2.4 g，则滤渣的质量一定大于2.4 g
解析：金属活动性：Mg>Cu>Ag，则加入镁后，镁先和硝酸银反应生成硝酸镁和银，后和硝酸铜反应生成硝酸镁和铜。A.若滤液为无色溶液，则硝酸铜全部反应，但无法判断镁和硝酸铜恰好完全反应还是镁有剩余，故滤渣中可能有镁，错误；B.若向滤渣中加入稀盐酸，没有气泡产生，则没有金属镁剩余，滤渣中一定有开始反应就置换出的银，但无法确定是否有铜，错误；C.若滤液为蓝色溶液，则溶液中一定有硝酸铜存在，溶液中一定还有反应生成的硝酸镁，但是没有办法确定是否有硝酸银剩余，则滤液中至少含有两种金属离子，错误；
14．(2025·西宁西建中英文学校三模)铜是人类最早使用的金属之一。早在史前时代，人们就开始采掘露天铜矿，并用获取的铜制造武器和其他器皿，铜的使用对早期人类文明的进步影响深远。某小组的同学围绕金属铜展开了相关研学。
(1)青铜是金属冶铸史上最早的合金，其主要成分是铜和锡。《吕氏春秋》中就有对青铜的记载：“金(铜单质)柔锡(锡单质)柔，合两柔则刚”。这句话说明合金的硬度比组成它的纯金属的硬度________(填“大”或“小”)。
大
(2)铜的冶炼：我国古代劳动人民很早就掌握了“火法炼铜”和“湿法炼铜”的方法。
①“火法炼铜”：用孔雀石和木炭经过如下反应可获得铜：
第一步为木炭燃烧放热使孔雀石分解得到氧化铜，第二步为木炭和氧化铜在高温下反应制备铜，反应的化学方程式为_________________________，该反应利用了木炭的________性。
②“湿法炼铜”：宋代《梦溪笔谈》中记载，“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”，叙述的是硫酸铜溶液和铁反应生成铜，写出反应的化学方程式：_____________________________。
还原
Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu
①实验前需要用砂纸打磨金属丝，其目的是_________________________
_________。
除去金属表面的氧化物和
污物
②实验中，能观察到试管A中有气泡产生，溶液由无色变成浅绿色，B中无明显现象。写出A中发生反应的化学方程式：________________________，
其基本反应类型为___________。若要准确得出铁、铜、银三种金属的活动性强弱，则X为________，Y溶液为________溶液。
③实验后对所用金属进行回收，其意义是_______________。
Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
置换反应
铜丝
AgNO3
节约金属资源
15．(2025·西宁七中三模)从金属的存在、制备、用途等方面去认识金属是常用方法，回答相关问题：
(1)认识金属元素存在：自然界中大多数金属都以化合物的形式存在。下列矿石的主要成分属于氧化物的是________(填字母)。
A．赤铁矿(主要成分Fe2O3)
B．黄铁矿(主要成分FeS2)
C．铝土矿(主要成分Al2O3)
D．钾长石(主要成分KAlSi3O8)
AC
①充分反应后，A试管中溶液质量会________(填“变大”“变小”或“不变”)。
变大
②只通过A和B实验不能证明铜、银两种金属的活动性强弱，需补充一个实验来证明，补充实验所用试剂合理的是________(填字母)。
A．Cu、Ag、稀盐酸
B．Cu、AgNO3溶液
C．Cu、Ag、FeSO4溶液
③实验C中物质充分反应，某同学对试管中固体的成分提出以下四种猜想：其中明显不合理的是________(填字母序号)。
A．Zn、Cu、Ag B．Zn、Cu
C．Cu、Ag D．Ag
B
B
(3)金属防锈：汽车表面烤漆，不仅美观还能防锈，其防锈原理是______________。
隔绝氧气和水
16．(2025·海东二模)早在春秋战国时期我国就开始生产和使用铁，时至今日，钢铁仍然是我国使用最多的金属材料。下面是围绕金属铁开展的主题式学习活动，请回答下列问题：
主题一：铁的认识
(1)铁元素在元素周期表中的信息及原子结构示意图如图1所示。
①铁的原子序数为____________。
26
14
阳离子
解析：①铁的原子序数为26。②根据铁原子结构示意图可知，第三电子层x的数值为26－2－8－2＝14，铁原子在化学变化中容易失去电子，所以形成阳离子。
导电性
②实验2中，写出能发生反应的化学方程式：________________________。
③实验3中，能证明铁的金属活动性比铜强的现象是________________________________________________。
解析：①实验1中灯泡发光，是因为电流通过了铁丝，说明铁具有导电性。②铁的金属活动性比氢强，能与稀硫酸发生置换反应，生成硫酸亚铁和氢气，化学方程式为Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑。③铁的金属活动性比铜强，铁能与硫酸铜溶液发生置换反应，即Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu，所以铁丝表面有红色物质(铜)析出；同时，硫酸铜溶液为蓝色，反应后生成的硫酸亚铁溶液为浅绿色，所以溶液由蓝色变为浅绿色。
Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
铁丝表面有红色物质析出，溶液由蓝色变为浅绿色
主题三：铁的来源及冶炼
(3)铁在自然界常以化合物形式存在，请写出工业上利用赤铁矿石(主要成分Fe2O3)与一氧化碳炼铁反应的化学方程式：_______________________
______。
3CO2
主题四：防护铁资源
(4)为了防止铁制品生锈，可采取的措施有__________________________
(写一条即可)。
刷漆(或涂油、镀一层金属等)
【活动总结】大自然为人类提供了丰富的金属矿物资源，人类每年提取量最大的是铁。希望同学们不断地学习，继续探究铁的性质，让金属铁更好地服务人们的生活和生产。
17．(2025·西宁一模)在日常生活中能看到很多精美的金属蚀刻画。兴趣小组利用废弃的金属片进行制作金属蚀刻画的项目活动，请你一起参与下列任务。
【任务一】到垃圾回收站筛选金属底板
可利用硬度不同区分铝片和铁片。
【任务二】预处理金属底板
(1)用砂纸打磨掉金属片表面的氧化膜。铝制品表面形成氧化膜的原因是______________________ (用化学方程式表示)。
4Al＋3O2===2Al2O3
解析：铝在常温下就能与空气中的氧气反应生成氧化铝，反应的化学方程式为4Al＋3O2===2Al2O3。
【任务三】选择蚀刻液进行蚀刻
(2)首先将有镂空图案的不干胶保护膜(能隔绝蚀刻液与金属底板接触)分别贴到处理好的铝片和铁片上，然后将铝片浸入足量的甲蚀刻液中，将铁片浸入足量的乙蚀刻液中，一段时间后取出。小组同学看到铝片上有凹陷图案，没有附着物；铁片上出现红色附着物图案。则他们选择的甲蚀刻液、乙蚀刻液分别是下列中的__________、________(填序号)。
①硫酸铜溶液　②硝酸银溶液　③稀盐酸　④氯化亚铁溶液　⑤氯化钠溶液
③
①
解析：由于铝片上有凹陷图案，没有附着物，说明铝与甲蚀刻液反应没有生成新的金属，铝与稀盐酸反应生成氯化铝和氢气，所以甲蚀刻液只能是③稀盐酸；由于铁片上出现红色附着物图案，说明铁与①硫酸铜溶液反应生成红色的铜，所以乙蚀刻液是①硫酸铜溶液。
【任务四】金属蚀刻画的后处理
(3)将蚀刻好的金属片清洗掉废液，去掉不干胶保护膜，进行装饰。为防止铁片蚀刻画与__________________接触而生锈，可在表面镀一层不易生锈的金属。
解析：铁与空气中的氧气和水同时接触易生锈，则为防止铁片蚀刻画与空气中的氧气和水接触而生锈，可在表面镀一层不易生锈的金属。
空气中的氧气和水
【任务五】废液回收利用
铝片蚀刻废液处理，使其转化为含铝溶液后回收保存。
(4)铁片蚀刻废液处理，如下图所示：
过程①加入的物质X是________，过程②加入稀硫酸反应的现象是___________________________。
铁粉
有气泡产生，溶液变为浅绿色
解析：由于铁片蚀刻废液是铁与硫酸铜反应生成的硫酸亚铁与剩余的硫酸铜的混合溶液，所以过程①加入的物质X是与硫酸铜反应生成硫酸亚铁的铁粉；过程②加入稀硫酸，剩余的铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，可观察到有气泡产生，溶液变为浅绿色。

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