第5讲 金属和金属材料 命题点1 常见金属及合金(7年6考)1．(2022·河北)理论知识在生产、生活中有广泛的应用。(2)锰钢比组成它的纯金属硬度大，可用于制作钢轨。2．(2022·河北)化学和生产、生活紧密相关。请你用所学知识回答下列问题。(2)合金具有良好的物理、化学性能，下列物质不属于合金的是c(填序号)。a．黄铜 b．不锈钢 c．铁矿石命题点2 金属的化学性质(7年6考)3．(2022·河北)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(D)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＝Y4．(2022·河北)小红为大家做了一个“燃纸成铁”的趣味实验。将一张滤纸(组成元素为C、H、O)用FeCl3浓溶液润湿，在酒精灯上烘干后点燃，滤纸变黑、红热，最终生成黑褐色物质。小红告诉大家：黑褐色物质中含有铁单质。【提出问题】黑褐色物质中真的含有铁单质吗？(1)小红先从反应物分析，因为反应物中含有铁元素(或反应前后元素种类不变)，所以反应后可能生成铁单质。(2)为获得实验证据，小红做了实验1。实验1：将黑褐色物质放入稀盐酸中，发现有连续微小气泡产生。若黑褐色物质中含有铁单质，则反应的化学方程式为Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑。(3)小明提出疑问：由反应物的组成分析，能与稀盐酸反应产生气泡的物质不一定是铁单质，还可能是铁的碳酸盐(或碳酸盐)。小红通过查阅资料得知，在高温条件下不可能生成此类物质。(4)小明仍有疑问：实验1中产生的气泡也可能是滤纸碳化后吸附的空气。为此，小红又做了实验1的对比实验：将黑褐色物质放入蒸馏水中(或将滤纸碳化后放入稀盐酸中)，观察到有微小气泡产生但很快停止。证明实验1中的连续气泡确实是由铁单质与稀盐酸反应产生的。(5)为进一步证明黑褐色物质中有铁单质，小红又做了实验2。实验2：将黑褐色物质放入硫酸铜溶液中，观察到有红色固体产生。【得出结论】通过以上探究，证明黑褐色物质中确实含有铁单质。【拓展探究】请再用一种方法证明黑褐色物质中含有铁单质用磁铁吸引(或测导电性或在氧气中燃烧)。命题点3 金属活动性顺序(7年5考)5．(2022·河北)下列验证Zn、Fe、Ag三种金属活动性顺序的实验方案中(“－”表示未进行金属与盐溶液之间的实验)，不能达到实验目的的是(C)选项金属盐溶液ABCDZnSO4溶液—FeAgFe8\nFeSO4溶液ZnAgZn—AgNO3溶液Fe——Fe6．(2022·河北)金属M与AgNO3溶液发生反应：M＋2AgNO3===M(NO3)2＋2Ag。下列说法正确的是(C)A．M可能是铝B．Ag的金属活动性比M强C．反应前后M的化合价发生了改变D．在金属活动性顺序里，M一定排在氢前7．(2022·河北)把等质量的X、Y、Z、M四种金属分别加入到同体积、同浓度的足量稀盐酸中。再把X加入到Z(NO3)2溶液中，M加入到YNO3溶液中。反应关系如图所示。据此判断四种金属的活动性顺序为(B)A．Z＞X＞M＞YB．X＞Z＞M＞YC．X＞Z＞Y＞MD．Y＞M＞Z＞X命题点4 金属资源的利用和保护(7年5考)8．(2022·河北)某同学根据铜绿的成分Cu2(OH)2CO3作出猜想：金属铜锈蚀的条件除有氧气和水外，还必须有二氧化碳。为证明“必须有二氧化碳”，需要进行如图所示实验中的(B)A．甲和乙B．甲和丁C．乙和丁D．丙和丁9．(2022·河北)生活与化学密切相关。(3)铁制品容易生锈的环境是潮湿的空气。10．(2022·河北)化学就在我们身边，它与我们的生活息息相关。(4)防止铁制品锈蚀需要了解铁锈蚀的条件。铁锈蚀的条件是铁与氧气和水同时接触。 (2022·河北石家庄42中二模)下列物质不属于合金的是(C)A．不锈钢B．黄铜C．铁矿石D．生铁 (2022·来宾)下列有关金属的叙述，正确的是(A)A．钢中含碳量低于生铁中的含碳量B．合金的硬度比其纯金属的硬度小C．铝、铁、铜都是银白色金属D．铝能制成铝箔是因为铝有很好的抗腐蚀性 (2022·成都)如图所示反应，有关说法错误的是(D)8\nA．铝丝需用砂纸打磨B．溶液由蓝色变为无色C．金属活动性强弱：Al＞CuD．反应的化学方程式为：Al＋CuSO4===Cu＋AlSO4 将相同状态的铁和镁分别与足量的、相同质量分数的稀盐酸反应，产生氢气的质量与反应时间的关系如图所示，下列说法正确的是(C)A．铁和镁的质量相同B．甲是铁、乙是镁C．铁和镁完全反应所消耗的稀盐酸质量相同D．反应后溶液的质量均减少 (易错题)下列反应的化学方程式书写正确的是(B)A．铁在氧气中燃烧：2Fe＋3O22Fe2O3B．稀盐酸除铁锈：Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2OC．铝片放入硝酸银溶液中：Al＋AgNO3===AlNO3＋AgD．铁与稀盐酸反应：2Fe＋6HCl===2FeCl3＋3H2↑ (2022·河北石家庄长安区二模)把X、Y、Z三种金属分别放入稀盐酸中，X、Y溶解并有气泡产生，Z不反应，取过量X放入Y(NO3)2和Z(NO3)2的混合溶液中充分反应后过滤，经检验，滤渣中只有X、Z。则X、Y、Z三种金属的活动性由强到弱的顺序是(C)A．X>Y>ZB．Y>Z>XC．Y>X>ZD．X>Z>Y (2022·青岛)下列防锈措施不合理的是(B)A．钢管存放在干燥的地方B．用盐水清洗菜刀C．及时清除铁制品表面的锈渍D．在铁管表面镀上一层不易锈蚀的金属 (2022·滨州)某化学兴趣小组利用如图所示装置进行实验，探究工业炼铁的化学原理，试按要求填空：(1)硬质玻璃管中观察到的现象是红色粉末变为黑色，写出一氧化碳和氧化铁反应的化学方程式Fe2O3＋3CO8\n2Fe＋3CO2。(2)实验中首先通入一氧化碳的目的是排尽装置内的空气，防止发生爆炸(合理即可)。(3)装置中导管末端加一点燃的酒精灯的目的是尾气处理，防止一氧化碳气体污染空气(合理即可)。(4)写出B装置中观察到的现象澄清石灰水变浑浊，发生反应的化学方程式CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O；C装置中尾气燃烧的现象产生蓝色火焰，发生反应的化学方程式2CO＋O22CO2。(5)实验结束时，先停止加热，继续通入一氧化碳冷却到室温，目的是①防止生成的铁在高温时被氧化；②防止试管中的石灰水倒吸进入灼热的玻璃管内。(6)工业炼铁得到的铁与该实验中得到的铁有何不同工业炼铁得到的铁中含有碳等杂质，是生铁。 (2022·石家庄桥西区基模)铁是生活中的常见金属。请回答下列问题：图1图2(1)图1是细铁丝在氧气中燃烧的装置图，集气瓶中水的作用是防止铁丝燃烧产生的高温熔化物溅落，使瓶底炸裂。(2)某学习小组用相同的光亮铁钉探究铁生锈与哪些因素有关，设计的实验如图2中①～③所示。对比试管①②，得出铁生锈需要与氧气接触。实验③应与实验①(填序号)进行对比，设计实验③的目的是探究食盐能否加快铁生锈的速率(或探究食盐对铁生锈的影响)。(3)若通过上图实验探究得出铁生锈的条件，需要将上图试管③换成干燥的空气，通过对比试管①③，得出铁生锈需要与水接触，综合实验①②③便可得出铁生锈的条件是与氧气和水同时接触。(4)试管①中铁钉锈蚀最严重的地方是铁钉与水面交界处。(5)实验中为何要采用煮沸过的蒸馏水通过煮沸排出水中溶解的氧气；试管②中植物油的作用是防止氧气溶于水，使铁钉与氧气隔绝，同时也可说明氧气的一条物理性质是氧气不易溶于水。(6)利用稀盐酸除去铁制品表面的铁锈时，若加入盐酸过量可观察到有气泡产生，写出生成气泡的化学方程式Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑。 一、选择题1．下列物质不属于合金的是(B)A．青铜B．铝C．钢D．生铁2．(2022·鄂州)下列关于金属材料的说法中正确的是(C)A．铝制品表面应常用钢刷擦洗B．可用铁桶盛装农药波尔多液C．焊锡(锡铅合金)的熔点低，常用来焊接金属D．钢因为比生铁的含碳量高，所以应用范围更广3．(2022·丽水)如图为某文化衫图案，你的美(Mg)偷走我的心(Zn)能发生，是由于镁的(D)8\nA．延展性好B．导电性好C．导热性好D．金属活动性比锌强4．(2022·石家庄四区联考)一般情况下，两种活动性不同的金属在潮湿的环境中接触时，活动性强的金属首先被腐蚀。为了避免轮船的钢质外壳被腐蚀，通常在轮船外壳上镶嵌的金属是(A)A．锌板B．银板C．铜板D．铅板5．(2022·淮安)某博物馆藏有一柄古代铁剑，为防止其生锈，下列做法合理的是(D)A．定期用清水冲洗，除去灰尘B．放于体验区，让观众触摸C．用盐水除去铁剑上的锈斑D．放在充满氮气的展览柜中6．(2022·黄石)现有甲、乙、丙三种金属，先将三者分别加入到硫酸亚铁溶液中，只有甲可使溶液中析出铁单质。再将三者加入到硝酸银溶液中，只有乙不能使溶液中析出银单质，则三者的金属活动性从大到小的顺序是(C)A．甲>乙>丙B．乙>甲>丙C．甲＞丙>乙D．无法判断7．(易错题)金属与盐酸的反应的示意图如图所示，下列说法正确的是(C)A．实验室可用铜和稀盐酸制氢气B．镁、锌、铁均能置换出盐酸中的氢气C．铁不可以把锌从硫酸锌溶液中置换出来D．铁与稀盐酸反应的化学方程式为：2Fe＋6HCl===2FeCl3＋3H2↑8．(2022·邵阳)将锌片分别放入下列四种溶液中，一段时间后，溶液质量会减轻的是(B)A．H2SO4B．AgNO3C．FeSO4D．MgSO49．(2022·海南)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”，并将其表示为烧渣__＋__Φ＋酸===烧渣__＋__酸＋Φ 金属 盐 “可燃空气”用所学化学知识判断，下列说法正确的是(C)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．上述反应属于复分解反应二、填空及简答题10．(2022·自贡)(1)根据如图金属应用实例推断，金属具有的物理性质有导电性、导热性、延展性(至少答两点)；8\n电缆 热水壶 金属丝(2)生铁和钢都是铁的合金，二者性能不同的原因是含碳量不同；(3)厨房中的下列物品所使用的主要材料属于金属材料的是BD；A．陶瓷碗B．不锈钢炊具C．橡胶手套D．铜质水龙头(4)钙、锌、铁、铜四种金属的活动性顺序由强到弱的顺序是钙、锌、铁、铜。11．(2022·潍坊)金属材料在人类的生产、生活中有着十分重要的作用。(1)多种金属可以压成薄片、抽成细丝，说明金属具有延展性。(2)实验室有打磨过的铝片、铁片和硫酸铜溶液。兴趣小组同学欲验证铝、铁和铜的活动性顺序，进行如下操作：①取少量硫酸铜溶液于试管A中，将铁片(足量)插入硫酸铜溶液中，充分反应后将铁片取出，观察到的实验现象是铁片上有紫红色物质析出。②将铝片插入A试管的溶液中(请补充实验具体操作)。③取少量硫酸铜溶液于试管B中，将铝片插入硫酸铜溶液中，充分反应。写出该反应的化学方程式2Al＋3CuSO4===3Cu＋Al2(SO4)3。结论：三种金属的活动性由强到弱的顺序是Al>Fe>Cu。(3)金属腐蚀造成的损失巨大，对金属腐蚀的控制尤为重要。下列对金属的防护措施不合理的是bc(填序号)。a．齿轮表面涂油b．将钢材深埋保存c．将钢刀浸泡在盐水中d．车圈镀铬12．(2022·内江)金属及其金属制品对人类社会的发展有着极其重要的作用。(1)铜锌合金的外观与黄金极为相似，市场上一些不法分子以假乱真，祸害百姓。利用简单的化学知识，将其放入稀盐酸中，观察是否有气泡产生即可鉴别其真伪。(2)铝、铁、银是日常生活中经常接触到的三种金属。对Al、Fe、Ag三种金属的活动性顺序进行探究，能达到目的的一组试剂是②(填序号)。①Ag、FeCl2溶液、AlCl3溶液 ②Fe、AlCl3溶液、AgNO3溶液 ③Ag、Fe、AlCl3溶液13．(2022·遵义)金属有广泛的研究和应用价值。(1)用铜制作导线，因其有良好的延展性和导电性；(2)空气中，铝比铁具有更好的抗腐蚀性，原因是铝的表面形成一层致密的氧化物薄膜；(3)A中最易生锈的部位是b；(4)B中发生反应的化学方程式Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu；(5)向一定质量AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量Zn粉，充分反应后过滤，得滤渣和滤液。①向洗净后的滤渣中滴加稀盐酸产生气泡，该气体是氢气；②若滤液呈蓝色，则滤液中可能有的溶质是AgNO3(填化学式)。14．(2022·自贡)A～G是初中化学中常见的物质，其相互反应及转化关系如图所示。部分反应条件省略。已知A是易与人体血红蛋白结合的有毒气体，B是赤铁矿的主要成分，C是相对分子质量最小的氧化物，F是最轻的气体。8\n(1)G的化学式为Fe3O4。(2)反应③的实验现象是剧烈燃烧、火星四射、生成一种黑色固体。(3)写出相应的化学方程式：①Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2；②2H2O2H2↑＋O2↑。三、计算应用题15．(2022·武汉)钢是铁的合金。为测定某钢样中铁的质量分数，取11.4g钢样，向其中加入稀硫酸，产生氢气的质量与加入稀硫酸的质量关系如图所示(不考虑钢样中其他成分与稀硫酸的反应)。(1)钢是(填“是”或“不是”)金属材料。(2)计算此钢样中铁的质量分数(保留一位小数)。解：设此钢铁中铁的质量为x。Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑562x0.4g＝ x＝11.2g此钢样中铁的质量分数为×100%＝98.2%答：此钢样中铁的质量分数为98.2%。16．(2022·青海)金属R与AgNO3溶液发生反应：R＋2AgNO3===R(NO3)2＋2Ag。下列说法正确的是(D)A．R可能是铝B．在金属活动顺序里，R一定排在氢前面C．Ag的金属活动性比R强D．反应前后R的化合价发生了改变17．(2022·秦皇岛海港区一模)将质量相等的锌粉和铁粉，分别放入两个烧杯中，再分别倒入质量相等、浓度相同的稀硫酸，充分反应生成氢气的质量(m)随反应时间(t)变化的曲线如图所示。下列说法正确的是(C)A．曲线a表示铁和稀硫酸的反应B．两烧杯中金属都没有剩余C．两烧杯中硫酸都没有剩余D．消耗两种金属的质量相等18．(2022·石家庄42中二模)下列是初中化学中的一些重要实验，请回答：8\n(1)图1是比较锌、铁、铜活动性强弱的一组对比实验，该实验存在的问题是没有控制所用稀盐酸的浓度和金属的形状相同，请写出铁粉与盐酸反应的化学方程式Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑。(2)图2是燃烧条件的验证实验，观察到气球B的变化情况是气球B先变大后变小。(3)图3试管底部有一团铁丝绒，将试管倒扣在水中很长一段时间后观察到的现象是试管中的液面上升，铁丝绒表面变成了红棕色，原因是铁丝生锈消耗了空气内的氧气使试管内的压强减小。19．(2022·张家口宣化区二模)某活动小组根据图1所示进行模拟炼铁的实验，并对产物的成分进行探究。【提出问题】黑色粉末A可能是什么呢？【进行猜想】(1)小明认为黑色粉末A全部是铁粉。请写出铁粉与CuSO4溶液反应的化学方程式Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu。图1(2)小华认为小明的猜想是错误的，理由是加入足量硫酸铜溶液反应后过滤，还有黑色粉末存在。(3)小华提出了猜想①和猜想②，请结合所学知识补充余下的一个猜想。猜想①：黑色粉末A由铁粉和四氧化三铁(Fe3O4)组成；猜想②：黑色粉末A由铁粉和氧化亚铁(FeO)组成；猜想③：黑色粉末A由铁粉、氧化亚铁和四氧化三铁组成。【查阅资料】铁的氧化物都能与稀盐酸，稀硫酸反应，其中氧化铁为红棕色，其余都为黑色，并且只有四氧化三铁能被磁铁吸引。【实验探究】方案实验操作可能的现象结论①取适量黑色粉末A用磁铁吸引黑色粉末全部被吸引猜想①正确②取适量黑色粉末A用磁铁吸引黑色粉末部分被吸引猜想②正确③取适量黑色粉末B加入足量稀盐酸黑色粉末全部溶解猜想②正确④取适量黑色粉末B用磁铁吸引黑色粉末部分被吸引猜想③正确【反思评价】小娟认为方案②和方案③中得出的结论都不正确，其理由是含有四氧化三铁时，也发生同样的现象。【得出结论】在高温下，一氧化碳和氧化铁反应可生成铁、氧化亚铁、四氧化三铁。请写出只生成氧化亚铁的方程式CO＋Fe2O32FeO＋CO2。8
