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初中化学人教版九年级下册课题 1 金属材料精品综合训练题
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这是一份初中化学人教版九年级下册课题 1 金属材料精品综合训练题，文件包含第8单元金属和金属材料考点复习原卷版docx、第8单元金属和金属材料考点复习解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共71页， 欢迎下载使用。
考点回顾
考点1：金属材料
一、常见的金属
1、常见金属的特性及其应用主要有：
（1）金是金黄色，具有金属光泽，且性质稳定；常用作装饰品等；
（2）铝是银白色，具有金属光泽，且密度小，导电性、导热性、延展性和抗腐蚀性都很好；常用来制造飞机等航天器，被用作输电线，炊具等，还被制作成铝箔用于包装香烟（过去用锡箔纸，现在铝箔的兴起，价格较锡箔便宜，大部分包装已经是铝箔纸了）、糖果、饮料、巧克力和药片等；还常被用作“银粉漆”（即铝粉）；
（3）铜呈紫红色，由于其导电性能较好，常被用作电线；古代入还充分利用铜的金属光泽，将铜打磨成铜镜；
（4）纯银是一种美丽的银白色的金属，光泽柔和明亮，它具有很好的延展性，其导电性和传热性在所有的金属中都是最高的；常用来制作装饰品、灵敏度极高的物理仪器元件（如导体、开关接触器和熔断器等），还有保温瓶的瓶胆内壁表面上真空镀银膜来反射红外热辐射线等；
（5）金属钨的熔点高，用来制灯泡内的灯丝；
（6）金属锡的熔点比较低，用来焊接金属；
（7）保险丝由电阻率比较大而熔点较低的铅锑合金制成的；
（8）体温计中的液体金属就是金属汞；
（9）铁制品（如水龙头、门把手等）常镀有硬度最高的金属铬；
（10）钛是银白色金属，质轻和机械性能良好，耐腐蚀性特强，广泛应用于化学工业、石油工业、近代航空、宇航、以及水艇制造中，被称为“空中金属”、“海洋金属”、“陆地金属”；医学上利用它的亲生物性和人骨的密度相近，用钛板、钛螺丝钉制作人工关节、人工骨，很容易和人体肌肉长在一起；所以又被称为“亲生物金属”，由于钛在未来科技发展中的前景广阔，又有“未来金属”之称！
2、金属之最：
（1）铝：地壳中含量最多的金属元素
（2）钙：人体中含量最多的金属元素
（3）铁：目前世界年产量最多的金属（铁>铝>铜）
（4）银：导电、导热性最好的金属（银>铜>金>铝）
（5）铬：硬度最高的金属
（6）钨：熔点最高的金属
（7）汞：熔点最低的金属
（8）锇：密度最大的金属
（9）锂：密度最小的金属
3、常见的金属和非金属的区分
常见的金属和非金属的区分方法是可以根据它们的名称中是否含有“钅”字旁来进行区分，常见的金属（如铝Al、镁Mg、铁Fe、锌Zn、钙Ca、铜Cu、汞Hg等）的名称中一般含有“钅”字旁，除汞（Hg）外；而常见的非金属（如氢气H2、氧气O2、氮气N2、金刚石C、石墨C、硅Si、碘I2等）的名称中一般含有“石”、“氵”字旁或“气”字头（含有“石”字旁的是固态非金属；含有“氵”字旁的是液态非金属；含有“气”字头的是气态非金属），特别是，某些不熟悉的物质，可以通过偏旁部首来进行粗略的判断，属于金属或非金属！
二、金属的物理性质及用途
1、金属物理性质：
(1)常温下为固体（特殊：汞为液体），有金属光泽，密度较大，熔点较高。
(2)大多数金属呈银白色，特殊：铜紫红色，金金黄色，铁粉黑色(铁片为银白色)。
(3)大多数金属具有优良的导电性、导热性，有延展性(延：拉成丝；展：压成片)。
2、金属的用途：（性质和用途要对应）
物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，另外还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利以及是否容易回收和对环境的影响等多种因素。
（1）性质决定用途：铜、铝具有导电性→电线；钨熔点高→灯丝；铬硬度大→做镀层金属；铁硬度大→菜刀、镰刀、锤子等；
（2）生活中应用的金属：干电池外皮→锌/锰；“银粉”→铝；水银温度计→汞；“锡箔”纸→铝或锡；保温瓶内胆→银；
三、合金与合金的性质
1、概念：在金属中加热融合某些金属或非金属，制得具有金属特征的合金。
①合金是混合物 ②形成合金的过程是物理变化 ③合金各成分的化学性质不变
2、合金的优点：
合金和组成其的纯金属相比较，硬度一般更大，熔点一般更低，抗腐蚀性更好。
注意：①“百炼成钢”的原理是降低含碳量，通入纯氧的目的是使生铁中的碳充分反应。C+O2CO2
知识点2：金属的化学性质
一、金属的化学性质
1、大多数金属可与氧气的反应
2、金属+酸→盐+H2↑（置换反应）
反应条件：金属活动性排在H前
注意：实验前用砂纸打磨金属，除去镁、铁等金属表面的氧化膜，便于金属与酸接触反应。
根据金属与酸混合时是否有氢气产生将金属分为两类：活泼金属和不活泼金属：通过金属与酸能否反应或与酸反应的剧烈程度判断金属的活动性。镁>锌>铁>铜（不反应）
铁与稀盐酸和稀硫酸反应生成的铁的化合物中，铁化合价为＋2价。有Fe2＋的溶液为浅绿色
3、金属与金属化合物的反应
金属＋盐→新盐＋新金属 (置换反应)
反应条件：参加反应的金属活动性必须强于盐中金属的活动性(K、Ca、Na除外)，且盐必须可溶
现象的描述重点：金属表面生成固体的颜色，溶液颜色的变化。
＊通过金属与金属化合物溶液是否反应判断金属的活动性。
总结：比较金属活动性的方法：
二、金属活动性顺序及其应用
1、常见金属在溶液中的活动性顺序：(巧记：嫁给那美女；身体细纤轻；总共一百斤)
钾 钙 钠 镁 铝 锌 铁 锡 铅 (氢) 铜 汞 银 铂 金
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb （H） Cu Hg Ag Pt Au
（1）表明了金属活动性强弱顺序（前强后弱），即在金属活动性顺序中，金属的位置越靠前，它在水溶液中就越容易失去电子变成离子，其活动性就越强；金属的位置越靠后，其阳离子在水溶液中就比较容易获得电子变成原子，其活动性就越弱；
需要注意的是：金属的活动性就越强参加反应时，现象就越明显、越剧烈。
（2）可用来判断金属与酸能否发生置换反应（氢前置换氢），只有排在氢前面的金属，才能置换出酸中的氢，而排在氢后面的金属不能置换出酸中的氢。
需要注意的是：
①金属必须是排在金属活动性顺序中氢（H）前面的金属；
②酸应是盐酸、稀硫酸（即不具有强氧化性的酸），不包括浓硫酸和硝酸；
③单质铁与酸发生置换反应时生成亚铁盐；
④K、Ca、Na除与酸反应外，还能与水在常温下发生置换反应（如2Na+2H2O=2NaOH+H2↑），其余金属则不能。
（3）可用来判断金属与金属化合物溶液（即盐溶液）能否发生置换反应（前置后，盐可溶，K、Ca、Na不能够），排在金属活动性顺序中前面的金属一般能把排在后面的金属从其盐溶液里置换出来。
需要注意的是：
①在金属活动性顺序中只要排在前面的金属就能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来，而与H的位置无关，但K、Ca、Na等金属例外，由于它们过于活泼，不与溶液中的盐发生置换反应，而是先与溶液中的水发生置换反应；如把钠放入硫酸铜溶液中虽然反应[2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，CuSO4+2NaOH=Cu（OH）2↓+Na2SO4]，最终没有单质铜生成；
②铁与盐溶液发生置换反应时，生成二价亚铁盐；
③用同种金属置换不同的盐溶液，盐中金属排在金属活动性顺序中较后的金属首先被置换出来，用不同的金属置换同种盐溶液，盐中金属先被排在金属活动性顺序中较前的金属置换出来；若有一种金属和多种混合盐溶液反应，最先反应的是最不活泼的那个金属的盐溶液，例如，锌粒与氯化亚铁和硫酸铜和硝酸汞的混合溶液反应，最先反应的是硝酸汞，当硝酸汞被消耗完时，硫酸铜才与锌粒反应，同理，硫酸铜反应完后，锌才会和氯化亚铁反应；当多种金属与一种盐溶液反应时，最活泼的金属先反应，例如，把打磨光亮的镁带、铝丝、铜丝一起放入硝酸银溶液中，镁被消耗完后，铝才和硝酸银反应，铝反应完后，铜跟硝酸银反应。
（4）利用金属与酸或盐溶液之间的置换反应是否发生，通过具体的实验及其现象的分析，反过来可以反推金属的活动性顺序，具体的推断方法是这样的：
①利用金属与酸能否发生置换反应，来反推金属的活动性顺序，例如，把铁和铜分别放在稀盐酸中时，铁的表面上有气泡冒出，这说明铁位居金属活动性顺序中氢的前面；而铜的表面无明显的现象，这说明铜位居金属活动性顺序中氢的后面；由此可推得铁活泼性比铜的要强；
②利用金属与盐溶液能否发生置换反应，来反推金属的活动性顺序。例如，把铁钉放在硫酸铜溶液中，过一会儿，发现铁钉表面上出现了一层红色物质（即铜）；由此可推得铁活泼性比铜的要强。
三、金属材料和金属元素及其应用
1、金属元素：具有金属通性的元素。最外层电子数小于4，所以其原子容易失去电子而本身常以阳离子形态存在于化合物中。它们的氧化物和氢氧化物一般呈碱性。
2、金属元素的存在是这样的：地球上的金属资源广泛地存在于地壳和浩瀚的海洋中，除少数很不活泼的金属（如金、银等）以单质形式存在外，其余的都以化合物的形式存在，自然界中以单质形式存在的金、银。
3、常见金属矿物主要指以下三种：
（1）铁矿石有赤铁矿（主要成分是Fe2O3）、磁铁矿（主要成分是Fe3O4）、菱铁矿（主要成分是FeCO3）和黄铁矿（主要成分是FeS2）等；
（2）铜矿石有孔雀石[主要成分是Cu2（OH）2CO3]、赤铜矿（主要成分是Cu2O）、黄铜矿（主要成分是CuFeS2）和辉铜矿（主要成分是Cu2S）等；
（3）铝矿石有铝土矿（主要成分是Al2O3）、明矾（KAlSO4•12H2O）或水铝石（主要成分是Al2O3•H2O）等；
四、置换反应和化学反应中有关含杂质的计算
1、置换反应：
（1）置换定义：由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的反应 A+BC→AC+B
（2）置换反应类型：
①金属+酸→金属化合物+H2 ②金属+金属化合物→另一金属+另一金属化合物
③C+金属氧化物→金属单质+CO2 ④H2+金属氧化物→金属单质+H2O
（注意：CO+金属氧化物→金属单质+CO2 该反应不属于基本反应）
化合反应：多变一 CO2+H2O = H2CO3
（3）化学反应基本类型 分解反应：一变多H2CO3 = CO2↑+H2O
置换反应：单化生化单C + 2CuO2Cu+CO2↑
2、含杂质物质的化学反应的有关计算：
（1）含杂质物质的化学反应的有关计算是指在实际生产中，所用的原料或产物一般都含有杂质，在利用化学方程式进行计算用料和产量时，由于化学方程式表示的是纯净物质之间的质量关系，而不表示不纯物质之间的质量关系；故计算时一定考虑到杂质的问题（即不纯物质和纯物质之间的相互转化问题）；
（2）不纯物质的质量与纯物质的质量的相互转化方法及纯度的计算公式是：
知识点3：金属资源的利用和保护
一、一氧化碳还原氧化铁
1、化学反应方程式是Fe2O3+3CO 高温 2Fe+3CO2。
2、实验装置如图所示：
．
3、实验步骤是：
（1）反应前，先通一段时间一氧化碳，然后再加热（目的是为了尽可能的排净玻璃管内的空气，防止一氧化碳与其中的空气混合后，被点燃发生爆炸）；
（2）反应后，先撤走并熄灭酒精灯，等固体冷却后再停止通一氧化碳（目的是防止石灰水倒吸到玻璃管内，使其炸裂；也为了使固体冷却，防止刚还原出来的铁再次被氧化）。
4、实验现象是红棕色的粉末逐渐变为黑色粉末，澄清石灰水逐渐变浑浊（如果点燃尾气，能够燃烧并发出蓝色火焰）．
5、尾气处理：由于一氧化碳有毒，如果直接排放到空气中，会造成污染；所以在有关一氧化碳的实验时，都需要注意尾气的处理，常用点燃或收集的方法：
①点燃，使CO变成无毒的CO2；②在导管末端系一个气球或用排水法将尾气收集起来。
6、酒精喷灯的作用是提供高温（如果用酒精灯，则加金属网罩，金属网罩可以集中火焰，提高温度）
二、铁和常见金属的冶炼方法
1、铁的冶炼：
（1）常见的矿石：赤铁矿: 主要成分Fe2O3；磁铁矿: 主要成分Fe3O4 ；铝土矿: 主要成分Al2O3；
（2）工业上炼铁 设备：高炉
①炼铁的原料：铁矿石、 焦炭、石灰石、空气
②反应原理：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
③焦炭的作用： = 1 \* GB3 ①提供热量（ C+O2CO2）； = 2 \* GB3 ②生成CO（C + CO22CO）（焦炭虽具有还原性，但是CO气体具有流动性，与铁矿石接触更充分）
④石灰石的作用：将矿石中的二氧化硅变为炉渣。
⑤生产产物：生铁（具有较多杂质），密度大于炉渣，故出铁口在出渣口下方。
⑥高炉气体的主要成分：N2、CO、CO2等；
处理方法：收集后集中处理，或工业生产中常用于制煤气。
2、常见金属的冶炼方法主要有以下5种：
（1）电解法，主要使用于金属活动顺序表中钠至铝之间的金属的冶炼；
例如，钠的冶炼：2NaCl（熔融）2Na+Cl2↑；镁的冶炼：MgCl2（熔融）Mg+Cl2↑；铝的冶炼：2Al2O3（熔融）4Al+3O2↑；
（2）热还原法，主要使用于金属活动顺序表中锌至铜之间的金属的冶炼；
例如①用H2作还原剂（优点：得到的金属较纯，污染小，但价格较贵），如H2+CuO≜Cu+H2O；②用C（焦炭、木炭）、CO作还原剂（火法冶金；缺点：易混入杂质，污染空气），如 C+2CuO2Cu+CO2↑、CO+CuO≜Cu+CO2，C+ZnOZn+CO↑（我国是世界上冶炼锌最早的国家，明朝宋应星在《天工开物》一书中有记载），3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑、3CO+Fe2O32Fe+3CO2；
③用Al作还原剂（铝热剂）冶炼难熔的金属，如2Al+Fe2O32Fe+Al2O3；
④用Na、Mg等活泼金属作还原剂冶炼Ti等现代的有色金属，即4Na+TiCl4（熔融）Ti+4NaCl、2Mg+TiCl4（熔融）Ti+2MgCl2（钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料）；
（3）加热法（即用加热其氧化物或锻烧其硫化物的方法），主要使用于Hg、Ag等不活泼金属的冶炼；如：2HgO≜Hg+O2↑、HgS+O2≜Hg+SO2↑、2Ag2O≜4Ag+O2↑；
（4）置换法（湿法冶金），即根据金属的活动性顺序表的应用，利用排在金属活动性顺序中前面的金属把排在后面的金属从其盐溶液里置换出来；例如，Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；2Al+3CuSO4=Al2（SO4）3+3Cu；
（6）物理提取法，主要使用于提取Pt、Au等极不活泼的金属，由于它们在自然界中以单质形式存在，且密度很大，用多次淘洗法去掉矿粒、泥沙等杂质，便可得到。
三、金属锈蚀的条件及金属的防护
1、金属锈蚀的条件是金属要与水、空气中氧气或二氧化碳等接触；初中阶段主要是指金属铁的锈蚀条件，即铁与氧气、水同时接触就会生锈；
2、防止铁制品生锈（即铁锈蚀的防护）的常用措施主要有如下：
（1）用完铁制品后及时擦洗干净，置于干燥的环境，保持其表面的洁净、干燥；
（2）在铁制品表面涂上一层保护膜；例如，机械零件等表面涂油，家用电器、自行车车架、钢窗等表面刷漆，等等；
（3）在铁制品表面进行烤蓝、煮黑等处理（使其表面形成一层致密的四氧化三铁薄膜）；例如，锯条、链条等；
（4）在铁制品表面镀上一层其他金属；例如，自行车车把、钢圈以及门把手和水龙头等表面上，经常镀锌、锡或铬等；
（5）改变铁制品的内部结构，将其制成不锈钢等合金。
四、金属的回收利用和金属资源的保护
1、金属的回收利用及其重要性
（1）金属的回收利用：指将一些废弃的金属材料通过不同的渠道汇集起来，再加工再利用。
（2）金属的回收利用的重要性表现在以下两个方面：
①节约能源：回收利用废旧金属，不仅可以节约金属资源；而且还可以节约冶炼金属时所用到的大量的煤等化石燃料和铁矿石等矿石资源；
②减少污染：回收利用废旧金属，不仅可以减少金属废弃后形成的镉、汞等引起的水和土壤污染，以及人和动植物的危害；而且还可以减少重新冶炼这些金属时燃烧燃料和生产过程形成的空气污染等）。
2、金属资源的保护主要有以下四种措施：
（1）减缓或防止金属的腐蚀，常用的方法有：
①用完铁制品后及时擦洗干净，置于干燥的环境，保持其表面的洁净、干燥；
②在铁制品表面涂上一层保护膜．例如，机械零件等表面涂油，家用电器、自行车车架、钢窗等表面刷漆，等等；
③在铁制品表面进行烤蓝、煮黑等处理（使其表面形成一层致密的四氧化三铁薄膜）．例如，锯条、链条等；
④在铁制品表面镀上一层其它金属．例如，自行车车把、钢圈以及门把手和水龙头等表面上，经常镀锌、锡或铬等；
⑤改变铁制品的内部结构，将其制成不锈钢等合金。
（2）回收利用废旧金属，这样不仅可以节约金属资源，而且还可以减少对环境的污染；
（3）有计划、合理地开采矿物，严禁不顾国家利益的乱采矿；
（4）寻找金属的代用品，例如，现在经常用塑料来代替钢和其它合金制造管道、齿轮和汽车外壳等。
知识点4：金属的物理性质和某些化学性质实验活动
一、金属活动性的探究
1、常见金属的活动性顺序为钾、钙、钠、镁、铝、锌、铁、锡、铅、氢、铜、汞、银、铂、金；
2、常见金属的活动性顺序的应用主要有三个：
（1）它表明了所列的金属的活动性强弱；在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，其活动性越强；
（2）它可以帮助判断金属能否与酸发生反应；在金属活动性顺序里，位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢；
（3）它还可以帮助判断金属能否与金属的化合物（即盐）溶液发生反应；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置换出来。
二、探究金属锈蚀的条件
该探究是为了探究铁、铜等金属锈蚀的条件，而进行的实验探究。其中，铁生锈的条件是铁与氧气、水同时接触；铜生锈的条件是铜与氧气、水和二氧化碳同时接触。
三、碳、一氧化碳、氢气还原氧化铜实验
1、化学反应方程式分别是C+2CuO2Cu+CO2↑、CO+CuO≜Cu+CO2和H2+CuO≜Cu+H2O；
2、实验装置如图所示：
3、操作及注意事项分别是：
（1）碳还原氧化铜时，要把刚烘干的碳粉和氧化铜粉末要均匀混合后，平铺在试管底部，试管口略向下倾斜（防止有水倒流到试管底部，使其炸裂），在酒精灯的灯焰上最好加一个网罩（以使火焰集中并提高温度，或者使用酒精喷灯来加热）；实验结束时，要先撤出导气管，再移走并熄灭酒精灯，待试管冷却后再把试管内的粉末倒在纸上（防止石灰水倒吸到试管里，炸裂试管；也为了使粉末冷却，防止还原出来的铜再次被氧化）；
（2）一氧化碳还原氧化铜时，反应前，先通一段时间一氧化碳，然后再加热（目的是为了尽可能的排净玻璃管内的空气，防止一氧化碳与其中的空气混合后，被点燃发生爆炸）；反应后，先撤走并熄灭酒精灯，等固体冷却后再停止通一氧化碳（目的是防止石灰水倒吸到玻璃管内，使其炸裂；也为了使固体冷却，防止刚还原出来的铜再次被氧化）；并且，由于一氧化碳有毒，如果直接排放到空气中，会造成污染，所以还要用点燃或收集的方法等来处理尾气；
（3）氢气还原氧化铜时，反应前，试管口略向下倾斜（防止有水倒流到试管底部，使其炸裂；同时，也有利于氢气在试管底部聚集参与反应），将氢气验纯后先通一段时间氢气，然后再加热（目的是为了尽可能的排净玻璃管内的空气，防止氢气与其中的空气混合后，被点燃发生爆炸）；反应后，继续通入氢气，直到试管及其中的固体冷却后，再停止通氢气（目的是为了使固体冷却，防止刚还原出来的铜再次被氧化）。
4、实验现象分别是：
（1）碳还原氧化铜时，试管中的固体由黑色逐渐变成亮红色，澄清的石灰水变浑浊；
（2）一氧化碳还原氧化铜时，玻璃管中的固体由黑色逐渐变成亮红色，澄清的石灰水变浑浊，并且有气泡从中不断地溢出；
（3）氢气还原氧化铜时，试管中的固体由黑色逐渐变成亮红色，同时管口有水滴生成。
典例分析
可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 F-19 Na-23 S-32 C1-35.5 K-39 Ca-40 Fe-56 Cu-64 Zn-65 I-127
【考点1 金属材料】
【典例1】（2023春•湘潭期中）金属材料在人类活动中已得到越来越广泛的应用。下列性质属于金属共性的是（ ）
A．硬度很小、熔点很高
B．有良好的导电、传热性
C．是银白色的固体
D．密度比较小
【答案】B
【分析】金属共性即金属普遍具有的性质，据此结合常见金属的物理性质进行分析判断即可。
【解答】解：A、大多数金属硬度大不是硬度小，故选项错误。
B、金属都具有良好的导电、导热性，属于金属共性，故选项正确。
C、都是银白色的固体不是金属的共性，如铜是紫红色固体，故选项错误。
D、大多数金属密度较大，故选项错误。
故选：B。
【典例2】（2023•青羊区二模）四川省三星堆遗址出土了大量精美青铜器，青铜是金属冶铸史上最早出现的合金，与纯铜相比，其强度高、熔点低、铸造性好、耐磨、耐腐蚀。其中属于青铜的化学性质的是（ ）
A．强度高B．熔点低C．耐磨D．耐腐蚀
【答案】D
【分析】物质不需要发生化学变化就能表现出来的性质属于物质的物理性质，需要发生化学变化才能表现出来的性质属于物质的化学性质。
【解答】解：强度高、熔点低、耐磨都不需要发生化学变化就能表现出来的性质，属于青铜的物理性质。而耐腐蚀性必须通过化学变化才能表现出来，属于青铜的化学性质。
故选：D。
【典例3】（2023•哈尔滨模拟）人类正在利用和开发许多能源，如潮汐能、氢能、太阳能等。氢气作为能源，完全燃烧放出的热量约为同质量汽油的3倍，除此之外，氢能源还具有原料来源广、可再生、（1） 产物是水无污染 等优点（填一点）。贮氢材料用于氢动力汽车的试验已获成功，氢化镁（MgH2）固体是一种贮氢材料遇水就可以反应生成氢氧化镁和氢气，该反应的化学方程式是（2） MgH2+2H2O＝Mg（OH）2+2H2↑ ，该反应前后氢元素的化合价分别为（3） ﹣1、+1和0 ，氢动力汽车的发动机燃烧室外壳采用钛合金，主要利用了钛合金（4） A 的物理性质。
A.熔点高
B.抗腐蚀性强
C.密度小
液氢已应用于航天等领域，液氢在火箭发射时能量转化的全过程是（5） 化学能→机械能 。
【答案】（1）产物是水无污染；
（2）MgH2+2H2O＝Mg（OH）2+2H2↑；
（3）﹣1、+1和0；
（4）A；
（5）化学能→机械能。
【分析】根据氢能源还具有原料来源广、可再生、产物是水无污染等优点；氢化镁（MgH）固体是一种贮氢材料遇水就可以反应生成氢氧化镁和氢气，该反应中，MgH2中氢元素的化合价为﹣1，H2O中氢元素的化合价为+1，Mg（OH）2中氢元素的化合价为+1，H2中氢元素的化合价为0；燃烧室的材料需要耐高温；液氢在火箭发射时，液氢的化学能转化成火箭的动能和重力势能来分析。
【解答】解：人类正在利用和开发许多能源，如潮汐能、氢能、太阳能等。氢气作为能源，完全燃烧放出的热量约为同质量汽油的3倍，除此之外，氢能源还具有原料来源广、可再生、产物是水无污染等优点。贮氢材料用于氢动力汽车的试验已获成功，氢化镁（MgH2）固体是一种贮氢材料遇水就可以反应生成氢氧化镁和氢气，该反应的化学方程式是：MgH2+2H2O＝Mg（OH）2+2H2↑；该反应中，MgH2中氢元素的化合价为﹣1，H2O中氢元素的化合价为+1，Mg（OH）2中氢元素的化合价为+1，H2中氢元素的化合价为0，则该反应前后氢元素的化合价分别为：﹣1、+1和0；燃烧室的材料需要耐高温，则氢动力汽车的发动机燃烧室外壳采用钛合金，主要利用了钛合金熔点高的物理性质，故选：A。液氢已应用于航天等领域，液氢在火箭发射时，液氢的化学能转化成火箭的动能和重力势能，则能量转化的全过程是：化学能→机械能。
故答案为：
（1）产物是水无污染；
（2）MgH2+2H2O＝Mg（OH）2+2H2↑；
（3）﹣1、+1和0；
（4）A；
（5）化学能→机械能。
【典例4】（2023•长春）C919大飞机是我国自行研制、具有自主知识产权的大型喷气式民用飞机。其机壳采用了铝锂合金材料。铝元素在元素周期表中的信息如图所示：
（1）铝元素的元素符号为 Al ；
（2）铝元素的原子序数为 13 ；
（3）铝元素的相对原子质量为 26.98 ；
（4）机壳采用铝锂合金材料的原因是 硬度大（合理即可） （答出一点即可）。
【答案】（1）Al；
（2）13；
（3）26.98；
（4）硬度大（合理即可）。
【分析】根据元素周期表的信息以及铝锂合金的性质来分析。
【解答】解：（1）由元素周期表的信息可知，铝元素的元素符号为Al；故答案为：Al；
（2）由元素周期表的信息可知，铝元素的原子序数为13；故答案为：13；
（3）由元素周期表的信息可知，铝元素的相对原子质量为26.98；故答案为：26.98；
（4）机壳采用铝锂合金材料的原因是密度小、硬度大、强度大、抗腐蚀性好；故答案为：硬度大（合理即可）。
【考点2 金属的化学性质】
【典例5】（2023秋•丰县期中）在化学实验中要特别注意观察和记录实验现象，下列实验现象描述不正确的是（ ）
A．向镁中加入食醋，溶液中冒气泡
B．熄灭蜡烛的瞬间看到一缕黑烟
C．加热铜绿，生成黑色固体
D．铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成黑色固体
【答案】B
【分析】A、根据金属的化学性质，进行分析判断。
B、根据熄灭蜡烛时的现象，进行分析判断。
C、根据加热铜绿的现象，进行分析判断。
D、根据铁丝在氧气中燃烧的现象，进行分析判断。
【解答】解：A、向镁中加入食醋，镁和醋酸反应生成醋酸镁和氢气，可观察到溶液中冒气泡，故选项说法正确。
B、熄灭蜡烛的瞬间，会观察到产生一缕白烟，故选项说法错误。
C、加热铜绿生成氧化铜、水和二氧化碳，可观察到生成黑色固体，故选项说法正确。
D、铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成一种黑色固体，故选项说法正确。
故选：B。
【典例6】（2023春•江岸区校级月考）向5.6g铁粉中先逐滴加入一定量的Cu（NO3）2溶液，充分反应后再逐滴加入AgNO3溶液，剩余固体质量与所加溶液总质量的关系如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．所加溶液质量为M1g时，生成Cu的质量为m1g
B．a～b段和b～c段溶液中的溶质均为Fe（NO3）3
C．c点对应的剩余固体中含有Cu、Ag
D．e点溶液中只含AgNO3
【答案】C
【分析】将5.6g铁粉加入硝酸铜溶液中，则铁与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，ab段为铁与硝酸铜反应。根据图像分析，加入硝酸银后反应出现两个拐点，则是硝酸银与两种金属反应，即和铁、铜反应，所以b点铁有剩余，b点固体为铁和铜，溶液中溶质为硝酸亚铁，无硝酸铜。充分反应后再逐滴加入硝酸银溶液，铁先与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，铁完全反应后，铜再与硝酸银反应生成银和硝酸铜，所以bc段是铁与硝酸银反应，cd段是铜与硝酸银反应。最后由于加入硝酸银是过量的，所以此时有生成的硝酸亚铁、硝酸铜以及剩余的硝酸银。
【解答】解：A、所加溶液质量为M1g时，m1g为生成铜的质量与剩余铁的质量总和，所以生成铜的质量不等于m1g，故A错误；
B、a～b段，铁和硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，b～c段，铁和硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，所以a～b段和b～c段溶液中的溶质均为Fe （NO3）2，故B不正确；
C、a～b段，是铁和硝酸铜的反应，b点铁有剩余，b点固体为铁和铜，b～c段，是铁和硝酸银的反应，且铁被完全反应，则c点含有Cu、Ag，故C正确；
D、e点溶液中溶质是过量的硝酸银、反应生成的硝酸亚铁和硝酸铜，故D错误。
故选：C。
【典例7】（2023秋•肇源县期中）金属材料在生活中被广泛应用，回答下列问题。
（1）合金在生活中应用非常广泛，下列关于合金叙述中正确的是 BD （填序号）。
A．合金中至少含有两种金属
B．合金一定是混合物
C．合金中元素以化合物形式存在
D．合金的硬度一般比组成它的纯金属更高，抗腐蚀性也更好
E．焊锡焊接金属利用了熔点高的特性
（2）向含有硝酸银、硝酸铜、硝酸铝的混合溶液中加入一定量的铁粉，使其充分反应之后，过滤，向滤渣中加入稀盐酸，有可燃性气体产生，则滤渣中一定有 Fe、Cu、Ag ，滤液中的溶质有 Al（NO3）3、Fe（NO3）2 。（均用化学式填空）
【答案】（1）BD。
（2）Fe、Cu、Ag；Al（NO3）3、Fe（NO3）2。
【分析】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，越容易先和盐溶液反应。
【解答】解：（1）A、合金是在一种金属中加热融合其它金属或非金属所形成的具有金属特征的混合物，则合金中至少含有一种金属，该选项叙述不正确；
B、合金一定为混合物，该选项叙述正确；
C、合金中元素以单质形式存在，该选项叙述不正确；
D、与组成它的纯金属相比，合金具有强度和硬度大、抗腐蚀性强、熔点低等，该选项叙述正确；
E、合金的熔点低，该选项叙述不正确。
（2）向含有硝酸银、硝酸铜、硝酸铝的混合溶液中加入一定量的铁粉，金属活动性顺序：铝＞铁＞铜＞银，则铁先与硝酸银反应生成银和硝酸亚铁，后与硝酸铜反应生成铜和硝酸亚铁，充分反应后，过滤，向滤渣中加入稀盐酸，有可燃性气体产生，而铁能与盐酸反应生成可溶性的氢气，则说明铁过量，则滤渣中一定含有银、铜、铁，滤液中的溶质有Al（NO3）3、Fe（NO3）2。
故答案为：（1）BD。
（2）Fe、Cu、Ag；Al（NO3）3、Fe（NO3）2。
【典例8】（2023秋•虎丘区校级期中）氢气被看作是理想的能源。氢气的制取和储存是氢能源利用领域的研究热点。
Ⅰ.氢气的制取
（1）科学家正致力于研究在催化剂和光照条件下分解水制氢气。写出该反应的文字表达式 水氢气+氧气 ，该反应 吸收 （填“放出”或“吸收”）能量。
（2）水热分解可得氢气，高温下水分解体系中微粒含量与温度的关系如图所示。
微粒的含量＝
图中曲线A、B对应的微粒依次是 H、O （填符号）。
Ⅱ.氢气的储存
（3）一种镁铜合金可用于储氢。
①将镁、铜单质按比例在一定温度下熔炼得到上述合金。熔炼时须通入氩气，其目的是 防止熔炼时镁、铜与空气反应 。
②350℃时，该镁铜合金与氢气反应，生成了一种仅含Mg、H两种元素的化合物，其中氢元素的质量分数为7.7%。该化合物的化学式为 MgH2 。
【答案】（1）水氢气+氧气；吸收；
（2）H、O；
（3）①防止熔炼时镁、铜与空气反应；
②MgH2。
【分析】（1）根据化学反应的原理来分析；
（2）根据化学反应的实质来分析；
（3）根据氩气的化学性质以及化学式的写法来分析。
【解答】解：（1）在催化剂和光照条件下分解水制氢气，同时生成氧气，该反应需要吸收能量；该反应的文字表达式为：水氢气+氧气；
（2）由化学反应的实质可知，每个水分子会分解为2个氢原子和1个氧原子，由图可知，A的数目大于B的数目，所以图中曲线A、B对应的微粒依次是氢原子、氧原子；微粒符号表示为：H、O；
（3）①氩气的化学性质很稳定，所以将镁、铜单质按比例在一定温度下熔炼得到上述合金。熔炼时须通入氩气的目的是防止熔炼时镁、铜与空气反应；
②该化合物中镁原子与氢原子的个数比为：：≈1：2，所以该化合物的化学式为MgH2。
故答案为：
（1）水氢气+氧气；吸收；
（2）H、O；
（3）①防止熔炼时镁、铜与空气反应；
②MgH2。
【典例9】（2023秋•正定县期中）平山县敬业钢铁厂每天消耗10000t含Fe2O380%的赤铁矿石，该厂理论上可日产含铁98%的生铁的质量是多少？（要求写出计算过程）
【答案】5714.3t。
【分析】根据赤铁矿石的质量和赤铁矿石中氧化铁的质量分数求出氧化铁的质量，根据氧化铁的质量和化学方程式的计算求出纯铁的质量，最后转化成生铁的质量。
【解答】解：10000t含Fe2O380%的赤铁矿石中氧化铁的质量为：10000t×80%═8000t，
设每天得到纯铁的质量为x。
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
160 112
8000t x
x＝5600t
则该厂理论上可日产含铁98%的生铁的质量是：5600t÷98%═5714.3t。
答：该厂理论上可日产含铁98%的生铁的质量是5714.3t。
【考点3 金属资源的利用和保护】
【典例10】（2023秋•无锡期中）走近千年文物，青铜器中含有铜单质，在含有Cl﹣的环境中易生成CuCl，随着环境条件的变化而发生锈蚀，锈层物质成分示意图如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．铜绿和粉状锈中都含有Cu、O、H、C四种元素
B．表面发生锈蚀的青铜器中，铜元素的化合价有3种
C．CuCl、O2、H2O三者发生化合反应生成Cu2（OH）3Cl
D．远洋船舶使用的铜制品易生成氯化铜，进而发生锈蚀，需要做好防锈措施
【答案】B
【分析】A.根据两种物质的组成进行分析；
B.根据元素化合价的计算方法进行分析；
C.根据质量守恒定律进行分析；
D.根据题文信息进行分析。
【解答】解：A.铜绿中含有含有Cu、O、H、C四种元素，粉状锈中含有Cu、O、H、Cl四种元素，故错误；
B.氧化亚铜中，铜元素为+1价，氯化亚铜中铜元素为+1价；铜绿中铜元素化合价为+2价，粉状锈中铜元素的化合价为+2价，铜单质中铜元素的化合价为0价；因此表面发生锈蚀的青铜器中，铜元素的化合价有3种，故正确；
C.CuCl中Cu、Cl原子个数比为1：1，CuCl 和O2、H2O反应生成的Cu2（OH）3Cl，生成物中Cu、Cl原子个数比为2：1，因此生成物中一定还有含Cl元素的化合物，即该反应的生成物不只一种，不属于化合反应，故错误；
D.海水中含有大量的氯离子，在含有Cl﹣的环境中易生成CuCl，因此远洋船舶使用的铜制品易生成氯化亚铜，进而发生锈蚀，需要做好防锈措施，故错误；
故选：B。
【典例11】（2023秋•潍城区期中）图像能直观表达化学中各种变化的关系，加深对化学知识的理解。有关下列图像的描述正确的是（ ）
A．图1表示在体积不变的密闭容器中用红磷燃烧来测定空气中氧气的含量
B．图2表示将两份质量相等的固体物质（一份是氯酸钾，另一份是混有少量二氧化锰的氯酸钾）分别加热制取氧气
C．图3表示高温条件下，向一定量的氧化铁中通入一氧化碳
D．图4表示氢气和氧气在密闭容器中燃烧
【答案】C
【分析】A、根据影响气体压强的因素分析；
B、根据催化剂定义分析；
C、根据一氧化碳还原氧化铁的过程分析；
D、根据氢气燃烧过程分析。
【解答】解：A、红磷在密闭容器中燃烧放出大量的热，容器内压强变大，红磷燃烧完毕，温度达到最大值，压强达到最大值，然后热量散失，温度降低，压强减小，同时密闭容器内红磷燃烧消耗氧气，氧气减少，压强减小，最终压强小于初始压强，故A错误；
B、二氧化锰是氯酸钾分解的催化剂，能加快氯酸钾的分解速率，当相同质量的两份固体加热时，混有二氧化锰的氯酸钾分解速率快但生成氧气的质量少，无二氧化锰的氯酸钾分解速率慢但生成氧气的质量多，故B错误；
C、一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳，反应前后固体由氧化铁变为铁，质量减小，待反应结束后保持不变，故C正确；
D、氢气燃烧生成水，反应的化学方程式为2H2+O22H2O，每两个氢分子和一个氧分子生成两个水分子，分子个数减小，但不能减小到0，故D错误；
故选：C。
【典例12】（2023•阜新模拟）金属材料的使用与生产、生活和社会发展密切相关。
（1）桥梁建筑中使用了大量钢材。钢是铁的合金，钢的硬度比纯铁的硬度 大 （填“大”或“小”）。
（2）铁制品在潮湿的空气中容易生锈，防止自行车的车架生锈，常用的方法是 喷漆 。
（3）工业上常用一氧化碳还原赤铁矿石冶炼生铁，写出该反应的化学方程式 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 。
（4）向AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入一定量锌粉，充分反应后，有金属析出，过滤、洗涤后往滤渣中加入稀盐酸，有无色气体放出，则滤渣中一定存在的物质是 银、铜和锌（或Ag、Cu和Zn） 。
【答案】（1）大；
（2）喷漆；
（3）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；
（4）银、铜和锌（或Ag、Cu和Zn）。
【分析】（1）根据合金的性质来分析；
（2）根据铁锈蚀的条件及其防锈的措施来分析；
（3）根据化学反应的原理来分析；
（4）根据金属的活动性顺序来分析。
【解答】解：（1）合金的硬度一般比其成分金属的硬度大，钢是铁合金，钢的硬度比纯铁的硬度大。
（2）铁生锈需要和氧气、水同时接触。阻止铁和氧气、水接触可以防治生锈，所以防止自行车的车架生锈，常用的方法是喷漆，喷漆可以阻止铁和氧气、水接触，从而防止生锈。
（3）赤铁矿主要成分氧化铁，氧化铁和一氧化碳在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。
（4）活泼金属能将不活泼金属从其盐溶液中置换出来。金属活动性Zn＞H＞Cu＞Ag，锌先和硝酸银反应生成硝酸锌和银，如锌有剩余，锌和硝酸铜反应生成铜和硝酸锌，如还有锌剩余，则固体中含有锌。滤渣中加入稀盐酸，有无色气体放出，说明滤渣中存在比氢活泼的锌，所以滤渣中一定存在银、铜和锌。
故答案为：（1）大；
（2）喷漆；
（3）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；
（4）银、铜和锌（或Ag、Cu和Zn）。
【典例13】（2023秋•泰兴市月考）再现和理解实验，是学好化学的方法。如图是课堂演示的三个实验，请回答有关问题。
（1）图A是“铁的锈蚀实验”，该实验中可以观察铁生锈，红墨水倒吸入导管，据此现象并结合“热胀冷缩”原理可知：使固定容积的密闭容器内气压减小的原因可能是 BD 。
A.密闭体系内气体总量增加
B.密闭体系内气体总量减少
C.密闭体系内温度升高
D.密闭体系内温度降低
（2）图B实验中当集气瓶内水面上升到一定高度后，不能继续上升，这种现象说明氮气具有 不溶于水 的性质。实验若用镁粉代替红磷，发现倒吸入瓶中的水约占瓶内空气总体积的70%，此现象说明镁粉一定还会和空气中 氮气 反应。
（3）图C实验中只提供一瓶二氧化碳、一朵干燥紫花和适量水，若需证明二氧化碳能和水反应，从下列选项中选择合适步骤并进行排序 ②④③ 。
①瓶中喷入适量水
②干燥紫花放入瓶中
③喷过水的紫花放入瓶中
④将干燥紫花喷水
【答案】（1）BD；
（2）不溶于水；氮气；
（3）②④③。
【分析】（1）根据装置内压强减小的原因来分析；
（2）根据实验现象、物质的性质来分析；
（3）根据实验目的来分析实验方案。
【解答】解：（1）在密封体系内，气压变小的原因可能是密封体系内气体总量减少或密封体系内的温度降低；故答案为：BD；
（2）红磷在空气中燃烧时产生大量白烟，生成五氧化二磷，氧气约占空气总体积的五分之一，实验完毕，集气瓶内水面上升到一定高度后，不能继续上升，这种现象说明氮气不溶于水；在空气中，氮气的体积分数约为78%，氧气的体积分数约为21%，实验若用镁粉代替红磷，发现倒吸入瓶中的水约占瓶内空气总体积的70%，此现象说明镁粉一定还会和空气中氮气反应；故答案为：不溶于水；氮气；
（3）根据二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸能使石蕊试液染成紫色的干燥纸花变为红色来分析，实验步骤与现象如下：②干燥紫花放入瓶中，没有变色，④将干燥紫花喷水，没有变色，③喷过水的紫花放入瓶中，紫花变成红色，说明二氧化碳能和水反应，故答案为：②④③。
【典例14】（2022秋•郯城县期末）化学是一门以实验为基础的科学，下面是初中化学中几组重要的对比实验。
（1）实验1中，观察到A烧杯中的现象是 酚酞试液变红 ，由此可验证分子具有不断运动的性质。
（2）实验2中，对比铁钉表面的不同现象，可推知防止铁生锈的原理是 铁与氧气和水同时接触 。
（3）实验3中，整个实验过程中的现象是 干燥的紫色石蕊布条不变色，湿润的紫色石蕊布条变红，澄清石灰水变浑浊 ；装置C中反应的化学方程式为 CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O 。
【答案】（1）酚酞试液变红；
（2）铁与氧气和水同时接触；
（3）干燥的紫色石蕊布条不变色，湿润的紫色石蕊布条变红，澄清石灰水变浑浊；CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O。
【分析】（1）根据实验现象来分析；
（2）根据铁锈蚀的原理以及实验现象来分析；
（3）根据二氧化碳的性质来分析。
【解答】解：（1）浓氨水具有挥发性，挥发出来的氨气分子在不断地运动，与烧杯A中的水结合成氨水，氨水显碱性，所以烧杯A中的无色酚酞试液变红色；故填：酚酞试液变红；
（2）A试管中的铁钉与氧气和水同时接触，发生了锈蚀，B试管中的铁钉只与水接触，没有发生锈蚀，C试管中的铁钉只与氧气接触，没有发生锈蚀，对比可知，铁锈蚀的条件是铁与氧气和水同时接触；故填：铁与氧气和水同时接触；
（3）二氧化碳不能使干燥的紫色石蕊布条变色，二氧化碳和水反应生成了碳酸，碳酸能使紫色石蕊布条变红；二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和水，化学方程式为：CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O，所以观察到澄清的石灰水变浑浊；故填：干燥的紫色石蕊布条不变色，湿润的紫色石蕊布条变红，澄清石灰水变浑浊；CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O。
【考点4 金属的物理性质和某些化学性质实验活动】
【典例15】（2023•巴中）明代宋应星所著《天工开物》一书，介绍了“火法炼锌”的方法，把炉甘石（ZnCO3）和煤炭饼装入炼锌罐，如图所示，泥封、“其底铺薪，发火煅红”“冷定毁取出”。下列说法错误的是（ ）
A．炉甘石（ZnCO3）加入锌罐之前，将其粉碎的目的是增大反应物之间的接触面积
B．反应区中发生的反应之一：C+2ZnO2Zn+CO2↑，该反应中体现了C的还原性
C．“冷定毁罐取出”的目的是防止锌在较高温度下再次被氧化
D．“火法炼锌”符合低碳发展理念
【答案】D
【分析】A、根据影响反应的因素分析；
B、根据物质的还原性分析；
C、根据金属的性质分析；
D、根据低碳发展理念分析。
【解答】解：A、炉甘石（ZnCO3）加入锌罐之前，先将其粉碎的目的是增大反应物接触面积，反应更快、更充分，故正确。
B、C+2ZnO2Zn+CO2↑，该反应中C得到氧，体现还原性，故正确。
C、锌能与氧气在高温下反应会生成氧化锌，故“冷定”后方能“毁罐”取锌，其原因是防止生成的锌在较高温度下又被氧化成氧化锌，故正确。
D、“火法炼锌”过程中生成大量二氧化碳，不符合低碳发展理念，故错误。
故选：D。
【典例16】（2023•南漳县模拟）我国古代常用灰吹法炼银（如图），其过程为：将矿物银熔于铅形成银铅块，通过焙烧使铅氧化成PbO进入炉灰，灰吹得银。下列说法错误的是（ ）
A．银铅块属于合金
B．银可以和稀盐酸反应生成AgCl
C．PbO氧化物
D．灰吹法炼银过程含有化学变化
【答案】B
【分析】A、根据物质的分类来分析；
B、根据金属的活动性来分析；
C、根据物质的组成与分类来分析；
D、根据是否生成新物质来分析。
【解答】解：A、将矿物银熔于铅形成银铅块，因此银铅块属于合金，说法正确；
B、在金属活动性顺序中，银排在H后面，因此银与稀盐酸不反应，说法错误；
C、PbO是由两种元素组成的，且其中有一种元素是氧元素的化合物，属于氧化物，说法正确；
D、灰吹法炼银过程中有新物质——银生成，含有化学变化，说法正确。
故选：B。
【典例17】（2022秋•宣化区期末）金属材料在人类文明的发展中起着重要作用，古代冶金技术彰显了我国劳动人民的智慧。
（1）战国《韩非子•内储说上》提到，早期采金技术均是“沙里淘金”。金在自然界中主要以 单质 （填“单质”或“化合物”）形式存在。
（2）北宋沈括所著的《梦溪笔谈》中记载了“湿法炼铜”的方法“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”。即在硫酸铜溶液中加入铁，则可得到铜。该反应的化学方程式是 Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4 。
Ⅲ、明代宋应星所著的《天工开物》一书，介绍了“火法炼锌”的方法：把炉甘石（ZnCO3）和煤炭饼装入炼锌罐如图所示，泥封，“其底铺薪，发火煅红”“冷定毁罐取出”。
（3）炉甘石（ZnCO3）加入锌罐之前，先将其粉碎的目的是 增大反应物接触面积，使反应更快更充分 。
（4）反应区中，炉甘石（ZnCO3）在高温下分解生成氧化锌和另一种氧化物，该氧化物的化学式是 CO2 。
（5）反应区中，煤炭中的碳与氧化锌反应生成锌和二氧化碳，该反应的化学方程式是 2ZnO+C2Zn+CO2↑ ，该反应中体现了碳的 还原性 （填“还原性”或“氧化性”）。
（6）必须“冷定”后才能“毁罐”取锌，请从化学变化的角度解释其原因： 防止锌与氧气在温度较高时反应生成氧化锌 。
【答案】（1）单质；
（2）Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4；
（3）增大反应物接触面积，使反应更快更充分；
（4）CO2；
（5）2ZnO+C2Zn+CO2↑；还原性；
（6）防止锌与氧气在温度较高时反应生成氧化锌。
【分析】（1）根据金的化学性质比较稳定进行分析。
（2）根据铁和硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁进行分析。
（3）根据粉碎的目的是增大反应物接触面积，进行分析。
（4）根据质量守恒定律进行分析。
（5）根据碳与氧化锌反应生成锌和二氧化碳，进行分析。
（6）根据锌的化学性质比较活泼，加热条件下与氧气反应生成氧化锌，进行分析。
【解答】解：（1）金的化学性质比较稳定，金在自然界中主要以单质形式存在；
（2）“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”，即铁和硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁，该反应化学方程式：Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4；
（3）炉甘石（ZnCO3）加入锌罐之前，先将其粉碎的目的是增大反应物接触面积，使反应更快更充分；
（4）依据质量守恒定律可知：化学变化前后元素的种类不变，由两种元素组成且一种元素是氧元素的化合物叫做氧化物，炉甘石（ZnCO3）在高温下分解生成氧化锌和另一种氧化物，该氧化物的化学式：CO2；
（5）碳与氧化锌反应生成锌和二氧化碳，该反应化学方程式：2ZnO+C2Zn+CO2↑，碳夺走氧化锌中的氧元素，该反应体现了碳的还原性；
（6）锌的化学性质比较活泼，加热条件下与氧气反应生成氧化锌，必须“冷定”后才能“毁罐”取锌，请从化学变化的角度解释其原因：防止锌与氧气在温度较高时反应生成氧化锌。
故答案为：（1）单质；
（2）Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4；
（3）增大反应物接触面积，使反应更快更充分；
（4）CO2；
（5）2ZnO+C2Zn+CO2↑；还原性；
（6）防止锌与氧气在温度较高时反应生成氧化锌。
巩固训练
1．（2023秋•郧阳区期中）推理是学习化学的一种方法，以下推理正确的是（ ）
A．离子是带电的粒子，所以带电的粒子一定是离子
B．铜丝可作为导线，所以铜具有导电性
C．二氧化锰能加快氯酸钾分解速率，所以催化剂只能加快化学反应速率
D．化合物由不同种元素组成，所以由不同种元素组成的物质一定是化合物
【答案】B
【分析】A、根据带电的粒子来分析；
B、根据金属的性质与用途来分析；
C、根据催化剂的作用来分析；
D、根据化合物的概念来分析。
【解答】解：A、离子是带电的粒子，但是带电的粒子不一定是离子，如质子、电子等，选项说法错误，不符合题意；
B、铜丝可作导线，是因为铜具有良好的导电性，选项说法正确，符合题意；
C、二氧化锰能加快氯酸钾的分解速率，但是催化剂并不是只能加快化学反应速率，有些催化剂可以减慢化学反应的速率，选项说法错误，不符合题意；
D、化合物是由不同种元素组成的纯净物，故化合物是由不同种元素组成，但由不同种元素组成的物质不一定是化合物，如空气中含N、O等元素，但是空气属于混合物，选项说法错误，不符合题意。
故选：B。
2．（2022秋•荔湾区期末）下列物质中不属于合金的是（ ）
A．不锈钢B．氧化铁C．黄铜D．生铁
【答案】B
【分析】合金是指在一种金属中加热熔合其它金属或非金属而形成的具有金属特性的物质；合金具有以下特点：①一定是混合物；②合金中至少有一种金属等．
【解答】解：A、不锈钢是钢的一种，是铁的合金，故选项错误。
B、氧化铁是铁的氧化物，不属于合金，故选项正确。
C、黄铜是锌和铜的合金，故选项错误。
D、生铁是铁的合金，主要成分是铁，故选项错误。
故选：B。
3．（2023秋•东台市期中）古籍《抱朴子》中记载：“丹砂（HgS）烧之成水银，积变又还成丹砂。”下列说法不正确的是（ ）
A．“烧之”说明该反应需要加热
B．“水银”是指金属银
C．上述反应中可能有硫生成
D．“积变又还成丹砂”是化学变化
【答案】B
【分析】根据题意，古籍《抱朴子》中记载：“丹砂（HgS）烧之成水银，积变又还成丹砂，发生的是硫化汞在加热条件下生成汞和硫，进行分析判断。
【解答】解：A、丹砂（HgS）烧之成水银，“烧之”说明该反应需要加热，故选项说法正确。
B、“水银”是指金属汞，故选项说法错误。
C、丹砂（HgS）烧之成水银，由质量守恒定律，反应前后元素种类不变，上述反应中可能有硫生成，故选项说法正确。
D、“积变又还成丹砂”，是硫和汞反应能生成硫化汞，有新物质生成，属于化学变化，故选项说法正确。
故选：B。
4．（2023春•衡东县校级期中）有X、Y、Z三种金属，如果把X和Y分别放入稀硫酸中，X溶解并产生氢气，Y不反应；如果把Y和Z分别放入硝酸银溶液中，过一会儿，在Y表面有银析出，而Z没有变化。根据以上实验事实，判断这三种金属的活动性由强到弱的顺序为（ ）
A．Z、Y、XB．X、Y、ZC．Y、X、ZD．X、Z、Y
【答案】B
【分析】根据①在金属活动性顺序中，排在氢前面的金属能与酸反应置换出氢气，排在后面的则不能；②活动性较强的金属一般可以将位于其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来．可以较为容易的判断出X、Y、Z三种金属的活动性顺序．
【解答】解：由题中把X和Y分别放入稀硫酸中，X可以反应产生氢气，Y不反应，可知X位于氢之前，Y位于氢后；而把Y和Z放入硝酸银溶液中，过一会儿，在Y表面有银析出，Z表面没有变化，说明Y位于银之前，Z位于银之后，就是说X、Y、Z的金属活动性顺序由强到弱应是X、Y、Z．我们据此对四个选项判断即可。
故选：B。
5．（2023•泗洪县三模）实验研究铁锈蚀影响因素，记录如下，下列分析不正确的是（ ）
A．②③中O2含量减少表明铁已锈蚀
B．①②证明水对铁锈蚀有影响
C．②③证明食盐能加快铁锈蚀
D．①②③证明炭粉对铁锈蚀有影响
【答案】D
【分析】根据铁在与氧气和水蒸气同时接触时会发生锈蚀来分析。
【解答】解：A、铁生锈，氧气含量会减少，②③氧气含量减少，说明铁已经生锈，A正确，故该选项不符合题意；
B、干燥剂吸水，①没有水，氧气没有减少，铁没有生锈，②加水后氧气减少，铁生锈，说明水对铁锈蚀有影响，B正确，故该选项不符合题意；
C、③加食盐后铁生锈速度加快，说明食盐能加快铁锈蚀，C正确，故该选项不符合题意；
D、①②③实验中没有探究炭粉对锈蚀的影响，①②③无法证明炭粉对铁锈蚀有影响，D错误，故该选项符合题意；
故选：D。
6．（2023秋•虎丘区校级期中）利用铁粉、炭粉、氯化钠进行铁的锈蚀实验（装置如图所示，装置气密性良好，使用氯化钠溶液的目的是加快铁的锈蚀）。实验1min后温度计读数上升，8min后温度计恢复到原来温度。打开止水夹，水倒吸入锥形瓶中。实验数据如下表：
下列说法不合理的是（ ）
A．铁锈蚀过程中会放出热量
B．计算得出空气中氧气的含量约为19.7%
C．打开止水夹后，导管中残留水不会影响计算结果
D．若未恢复到原来温度就打开止水夹，烧杯内剩余水大于51.5mL
【答案】C
【分析】A、化学反应之间的吸热和放热现象；
B、使用氯化钠溶液的目的是加快铁的锈蚀正确；
C、导管中残留水会影响进入集气瓶中的水的体积；
D、未恢复到原来温度就打开止水夹，瓶内气压偏大。
【解答】解：A、铁的锈蚀是放热反应正确，故A正确；
B、得出空气中氧气的含量＝≈19.7%，故B正确；
C、打开止水夹后，导管中残留水会影响计算结果，故C错误；
D、若未恢复到原来温度就打开止水夹，瓶内气压偏大，烧杯内剩余水大于51.5mL，故D错误。
故选：C。
7．（2023•五华区一模）《天工开物》中记载了用炉甘石（含ZnCO3）冶炼锌的方法：“每炉甘石十觔，然后逐层用煤炭讲垫盛，其底铺薪发火煅红，罐中炉甘石熔化成团．冷定毁罐取出．”下列对锌的冶炼叙述不正确的是（ ）
A．用风箱向炉内鼓入空气，可使煤的燃烧更充分
B．“铺薪发火”涉及氧化反应
C．炉甘石炼锌的过程中，有二氧化碳产生
D．“冷定毁罐”属于化学变化
【答案】D
【分析】炉甘石（含ZnCO3）高温分解生成氧化锌和二氧化碳，氧化锌与碳高温下反应生成锌和二氧化碳，“冷定”后方能“毁罐”取锌，是为防止锌在较高温度下又被氧气氧化为氧化锌，据此分析。
【解答】解：A.物质燃烧需要氧气，用风箱向炉内鼓入空气，可使煤的燃烧更充分，故正确；
B.物质燃烧过程属于氧化反应，因此“铺薪发火”涉及氧化反应，故正确；
C.炉甘石（含ZnCO3）高温分解生成氧化锌和二氧化碳，氧化锌与碳高温下反应生成锌和二氧化碳，因此炉甘石炼锌的过程中，有二氧化碳产生，故正确；
D.“冷定”后方能“毁罐”取锌的过程中没有新物质产生，属于物理变化，不属于化学变化，故错误；
故选：D。
8．（2022秋•张湾区期末）2020年11月24日，我国用长征五号运载火箭成功发射嫦娥五号探测器，彰显了我国在航天领域取得的巨大成就。长征五号运载火箭用液氢和液氧代替了有毒的液体四氧化二氮和液体偏二甲肼做推进剂。“嫦娥五号”上使用的记忆合金、SiC颗粒增强铝基复合材料、高性能芳纶纤维等材料引起了全世界的关注，请根据上述材料回答：
（1）锂离子电池所用的锂在元素周期表中的信息和原子结构示意图如图所示，由图2可知锂离子的符号是 Li+ 。
（2）用液氧和液氢代替液体四氧化二氮和液体偏二甲肼做推进剂的优点 无污染（合理即可） 。（写一条）
（3）“嫦娥五号”探测器悬梯等关键部件采用铝合金而不采用纯铝，原因是 铝合金比纯铝硬度大（合理即可） 。
（4）硬度非常大的SiC结构类似金刚石，则构成SiC的基本微粒为 原子 。
【答案】（1）Li+；
（2）无污染（合理即可）；
（3）铝合金比纯铝硬度大（合理即可）；
（4）原子。
【分析】（1）根据原子结构示意图以及离子符号的写法分析；
（2）根据题目中所给的信息以及氢气和氧气燃烧只生成水分析；
（3）根据铝合金硬度比纯金属铝大进行分析；
（4）根据金刚石是由原子直接构成的分析。
【解答】解：（1）根据图2，锂原子最外层电子数为1，在化学反应中易失去一个电子，离子符号为Li+；
（2）液体四氧化二氮和液体偏二甲肼有毒，液氧和液氢反应后生成物为水，产热量高，无污染；
（3）“嫦娥五号”探测器悬梯等关键部件采用铝合金而不采用纯铝，是因为铝合金比纯铝硬度大（合理即可）；
（4）硬度非常大的SiC结构类似金刚石，金刚石是由碳原子直接构成的，则构成SiC的基本微粒为原子。
故答案为：（1）Li+；
（2）无污染（合理即可）；
（3）铝合金比纯铝硬度大（合理即可）；
（4）原子。
9．（2023秋•大庆期中）某溶液中含有Cu（NO3）2和AgNO3，现向其中逐渐加入一定质量的铁粉进行处理，并绘制出参加反应的铁的质量与溶液中溶质种类的关系图。
请回答：
（1）a、b两点，溶液的质量a ＞ b（填“＝”、“＜”或“＞”）。
（2）请写出c～d段发生反应的化学方程式 Fe+Cu（NO3）2═Fe（NO3）2+Cu 。
（3）某金属（用R表示）活动性弱于Fe，但能与盐酸发生置换反应，生成RCl2，若将一定质量的金属R加入c点对应的溶液中，充分反应后溶液中溶质的成分为一定有 R（NO3）2、Fe（NO3）2 ，可能有 Cu（NO3）2 。
【答案】（1）＞；
（2）Fe+Cu（NO3）2═Fe（NO3）2+Cu；
（3）R（NO3）2、Fe（NO3）2；Cu（NO3）2。
【分析】根据金属活动性Fe＞Cu＞Ag，向含有Cu（NO3）2和AgNO3加入锌粉，铁先与AgNO3反应生成硝酸亚铁和银，AgNO3反应完，铁才能与Cu（NO3）2反应生成硝酸亚铁和铜，进行分析解答。
【解答】解：（1）a、b两点，过程中铁和硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，由Fe+2AgNO3═Fe（NO3）2+2Ag，由反应时的质量比可知，每56份质量的铁可置换出216份质量的银，溶液的质量会减少，因此溶液的质量a＞b。
（2）c～d段是铁和硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，发生反应的化学方程式是Fe+Cu（NO3）2═Fe（NO3）2+Cu。
（3）某金属（用R表示）活动性弱于Fe，但能与盐酸发生置换反应，生成RCl2，说明R比铜活泼，若将一定质量的金属R加入c点对应的溶液中，R和硝酸铜反应生成R的硝酸盐和铜，充分反应后溶液中溶质的成分中一定含有不能反应的硝酸亚铁、反应生成的R（NO3）2，硝酸铜可能有剩余，可能会有硝酸铜。
故答案为：
（1）＞；
（2）Fe+Cu（NO3）2═Fe（NO3）2+Cu；
（3）R（NO3）2、Fe（NO3）2；Cu（NO3）2。
10．（2022秋•高碑店市期末）人类的日常生活、工农业生产都与化学息息相关。请回答下列问题：
（1）冰箱中放入活性炭除异味，利用了活性炭的 吸附 性。
（2）饮用硬度过大的水不利于健康，生活中常用 煮沸 的方法来降低水的硬度。
（3）铝制品耐腐蚀的原因是 常温下，铝与氧气反应生成致密的氧化膜，阻止内部的铝进一步被氧化 。
（4）古代用墨书写的字画能保存至今，其原因是 常温下碳的化学性质不活泼 。
【答案】（1）吸附。
（2）煮沸。
（3）常温下，铝与氧气反应生成致密的氧化膜，阻止内部的铝进一步被氧化。
（4）常温下碳的化学性质不活泼。
【分析】（1）活性炭具有吸附性。
（2）加热煮沸时，水中的钙离子、镁离子能够以碳酸钙沉淀、氢氧化镁沉淀的形式从水中析出，从而降低水的硬度。
（3）铝耐腐蚀是因为铝在常温下能与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜。
（4）常温下，碳的化学性质稳定。
【解答】解：（1）活性炭具有吸附性，能除去颜色和异味。
（2）生活中煮沸能减少水中可溶性钙、镁化合物的含量，即降低水的硬度。
（3）铝耐腐蚀是因为铝在常温下能与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜。
（4）墨中含有碳单质，而在常温下，碳的化学性质稳定，则用墨书写的字画能保存至今。
故答案为：（1）吸附。
（2）煮沸。
（3）常温下，铝与氧气反应生成致密的氧化膜，阻止内部的铝进一步被氧化。
（4）常温下碳的化学性质不活泼。
11．（2023秋•巴彦县校级期中）中国第一艘国产航母001A已进入舾装阶段，这标志着我国的海军能力正不断的壮大。
（1）航母船体喷上油漆，其防绣的原理是：① 隔绝空气和水蒸气，防止金属锈蚀 。长期侵入水中的航母铁锚链水面上部分很快就会出现铁锈，形成此现象的原因是：② 铁与氧气和水充分接触，且在氯化钠等盐溶液中生锈较快 。
（2）铁锈的主要成分为： Fe2O3 （填化学式）。
（3）该航母的舰体是某种合金制成的，它主要利用了该合金的物理性质是： A 。
A.硬度大
B.抗腐蚀性强
C.延展性好
（4）我国第一艘国产航母的动力系统是哈尔滨市锅炉厂开发研制的常规燃油锅炉。其燃料是柴油或重油。则该航母将来在航行过程中的能量转化应该是 化学能转内能转机械能 。
【答案】（1）①隔绝空气和水蒸气，防止金属锈蚀；
②铁与氧气和水充分接触，且在氯化钠等盐溶液中生锈较快；
（2）Fe2O3；
（3）A；
（4）化学能转内能转机械能。
【分析】（1）根据铁锈蚀的因素和防锈的措施解答；
（2）根据铁锈的成分是氧化铁解答；
（3）根据能量的转化解答。
【解答】解：（1）航母船体喷上油漆，是为了 隔绝空气和水蒸气，防止金属锈蚀；长期侵入水中的航母铁锚链水面上部分很快就会出现铁锈，形成此现象的原因是 铁与氧气和水充分接触，且在氯化钠等盐溶液中生锈较快；
（2）铁锈的主要成分为氧化铁，其化学式为 Fe2O3；
（3）该航母的舰体是某种合金制成的，它主要利用了该合金的物理性质是硬度大；
（4）航母将来在航行过程中的能量转化应该是 化学能转内能转机械能；
故答案为：（1）①隔绝空气和水蒸气，防止金属锈蚀；
②铁与氧气和水充分接触，且在氯化钠等盐溶液中生锈较快；
（2）Fe2O3；
（3）A；
（4）化学能转内能转机械能。
12．（2023•金凤区校级开学）生活离不开化学，利用所学化学知识解释下列问题。
（1）生铁和钢都是铁的合金，但性能差异大，其原因是 含碳量不同 。
（2）金刚石和石墨物理性质差异很大的原因是 碳原子的排列方式不同 。
（3）铁钉与 氧气、水 共同作用下会生锈。
（4）同学们在郊外野炊时发现，将木柴架空可以使其燃烧更旺，其原因是 增大了木柴和氧气的接触面积 。
【答案】（1）含碳量不同；
（2）碳原子的排列方式不同；
（3）氧气、水；
（4）增大了木柴和氧气的接触面积。
【分析】（1）根据生铁和钢的组成成分，进行分析解答。
（2）根据金刚石和石墨物理性质差异很大的原因，进行分析解答。
（3）根据铁锈蚀的条件，进行分析解答。
（4）根据促进燃烧的方法，进行分析解答。
【解答】解：（1）生铁是含碳量为2%～4.3%的铁合金，钢是含碳量为0.03%～2%的铁合金，生铁和钢都是铁的合金，但性能差异大，其原因是含碳量不同。
（2）金刚石和石墨物理性质差异很大的原因是碳原子的排列方式不同。
（3）铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟空气中的氧气、水共同作用的结果。
（4）同学们在郊外野炊时发现，将木柴架空可以使其燃烧更旺，是因为增大了木柴和氧气的接触面积。
故答案为：
（1）含碳量不同；
（2）碳原子的排列方式不同；
（3）氧气、水；
（4）增大了木柴和氧气的接触面积。
13．（2022秋•大渡口区校级期末）根据实验内容回答下列问题。
（1）实验1中管②收集到的气体是 氢气 。
（2）实验2，向软塑料瓶中倒入紫色石蕊溶液，拧紧瓶盖，振荡，观察到的现象是 溶液变成红色、软塑料瓶变瘪 。
（3）实验3，铜丝与硝酸银溶液反应的现象是 铜丝表面有白色固体析出，溶液由无色变成蓝色 ，反应结束后溶液的质量 减少 （填“增加”或者“减少”）。
【答案】（1）氢气。
（2）溶液变成红色、软塑料瓶变瘪。
（3）铜丝表面有白色固体析出，溶液由无色变成蓝色；减少。
【分析】电解水时，正极产生的是氧气，负极产生的是氢气。
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。
【解答】解：（1）实验1电解水实验，与电源正极相连的导管产生的气体是氧气，与电源负极相连的导管产生的气体是氢气；
（2）实验2，向软塑料瓶中倒入紫色石蕊溶液，拧紧瓶盖，振荡，二氧化碳溶于水生成碳酸，碳酸显酸性，能使紫色石蕊溶液变红，二氧化碳被消耗，软塑料瓶内压强变小，塑料瓶变瘪，观察到的现象是溶液变成红色、软塑料瓶变瘪；
（3）实验3，铜丝与硝酸银溶液反应生成银和硝酸铜，观察到现象：铜丝表面有白色固体析出，溶液由无色变成蓝色，该反应化学方程式：，每消耗64份质量的铜，置换出216份质量的银，反应结束后溶液的质量减少。
故答案为：（1）氢气。
（2）溶液变成红色、软塑料瓶变瘪。
（3）铜丝表面有白色固体析出，溶液由无色变成蓝色；减少。
14．（2023秋•绿园区校级期中）回答下列与金属、金属材料有关的问题。
（1）Cu和Al都能用作电线，因为Cu和Al具有良好的 导电 性。
（2）分析反应：Mn+FeSO4═MnSO4+Fe，Mg+MnSO4═MgSO4+Mn。
①Mn、Fe、Mg三种金属在溶液中的活动性，由强到弱的顺序是 Mg＞Mn＞Fe 。
②将金属Mn放入硫酸铜溶液中，写出化学方程式 Mn+CuSO4＝MnSO4+Cu 。
（3）如图是实验室探究铁生锈条件的一组对比实验，a和c两支试管对比，验证影响铁生锈的因素是 与氧气接触 ；a中植物油的作用是 隔绝空气 。
【答案】（1）导电；
（2）Mg＞Mn＞Fe；Mn+CuSO4＝MnSO4+Cu；
（3）与氧气接触；隔绝空气。
【分析】（1）Cu和Al具有良好的导电性。
（2）Mn+FeSO4═MnSO4+Fe，说明锰比铁活泼，Mg+MnSO4═MgSO4+Mn，说明镁比锰活泼。
锰和硫酸铜反应生成硫酸锰和铜。
（3）a中的铁与水接触，不能生锈，c中的铁和水、氧气接触，能够生锈，两支试管对比，验证影响铁生锈的因素是氧气。
【解答】解：（1）Cu和Al都能用作导线，反映出Cu和Al具有良好的导电性；
（2）①根据Mn+FeSO4＝MnSO4+Fe可知，Mn的活动性比Fe强，根据Mg+MnSO4＝MgSO4+Mn 可知，Mg的活动性比Mn强，则镁的活动性最强，锰其次，铁最弱，即金属活动性由强到弱的顺序为：Mg＞Mn＞Fe；
②根据金属活动性顺序表分析，铁的活动性比铜强，而锰的活动性比铁强，根据分析可知，锰能与硫酸铜反应，其化学方程式为：Mn+CuSO4＝MnSO4+Cu；
（3）铁生锈要满足与水接触和与氧气接触两个条件，本题使用控制变量法验证，a、c装置中唯一的不同点是有没有与氧气接触；a中植物油的作用是隔绝空气。
故答案为：（1）导电；
（2）Mg＞Mn＞Fe；Mn+CuSO4＝MnSO4+Cu；
（3）与氧气接触；隔绝空气。
15．（2023•宿迁三模）黄铜是铜和锌的合金。某化学兴趣小组的同学欲测定实验室中某黄铜样品中铜的质量分数（不考虑黄铜中的其他杂质），请你参与他们的探究过程。称量10g粉末状黄铜样品放入烧杯中，量取45mL稀硫酸分三次加入其中，每次充分反应后，测定生成氢气的质量，实验数据如表：
试求：
（1）m的数值 0.04 。
（2）第三次实验结束后，烧杯中所得溶液的溶质为 H2SO4、ZnSO4 。
（3）此黄铜样品中铜的质量分数是多少？（写出计算过程）
【答案】（1）0.04；
（2）H2SO4、ZnSO4；
（3）67.5%。
【分析】锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，根据反应的化学方程式及其提供的数据可以进行相关方面的计算。
【解答】解：（1）根据表格可以发现，第一次加入15mL稀硫酸生成0.04g氢气，第三次加入15mL稀硫酸还能生成并且只生成0.02g氢气，说明直到第三次反应才结束，并且硫酸有剩余；同时说明第二次加入15mL稀硫酸时完全反应，生成氢气的质量可按照第一次的数量关系（15mL对应0.04g）类推，而得出m为0.04g；
（2）黄铜是铜和锌的合金，加入稀硫酸，铜不与硫酸反应，锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气，由（1）分析可知，第三次加入15mL硫酸，锌反应完全，且硫酸有剩余，所以第三次实验结束后，烧杯中所得溶液的溶质为生成的硫酸锌和过量的硫酸；
（3）根据表格可知，共生成氢气的质量为0.04g+0.04g+0.02g＝0.1g，
设锌质量为x，
反应生成氢气质量：0.04g+0.04g+0.02g＝0.1g，
Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑，
65 2
x 0.1g
＝，
x＝3.25g，
此黄铜样品中铜的质量分数是：×100%＝67.5%，
答：此黄铜样品中铜的质量分数是67.5%。
故答案为：
（1）0.04；
（2）H2SO4、ZnSO4；
（3）67.5%。
16．（2023•铜仁市一模）人类社会发展离不开金属材料。某种镁合金的成分为Mg和Al。
（1）镁合金是轻薄笔记本电脑外壳的首选材料，主要利用了镁合金的 密度小、硬度大、延展性等 优良性能。
（2）取该镁合金一小块进行实验。实验前，需用砂纸打磨镁合金，除去其表面薄膜。请用化学方程式解释镁合金表面产生薄膜的原因 2Mg+O2═2MgO或4Al+3O2═2Al2O3 （写出其中一个即可）。
（3）将打磨后的镁合金进行如图所示实验。
①若X为H2SO4，实验中发生反应的化学方程式为 2Al+3H2SO4＝Al2（SO4）3+3H2↑或Mg+H2SO4＝MgSO4+H2↑ （写一个）。若Y的质量为0.7g，镁合金中Mg与Al的质量比为 1：1 。
②若X为CuSO4，Z为无色溶液，Y的成分可能是 Cu；Cu、Al；Cu、Al、Mg 。
【答案】（1）密度小、硬度大、延展性等（合理即可）；
（2）2Mg+O2═2MgO 或 4Al+3O2═2Al2O3；
（3）①2Al+3H2SO4＝Al2（SO4）3+3H2↑ 或Mg+H2SO4＝MgSO4+H2↑；1：1；
②Cu；Cu、Al；Cu、Al、Mg。
【分析】（1）根据物质的性质决定物质的用途进行分析；
（2）根据镁和氧气反应生成氧化镁、铝和氧气反应生成氧化铝进行分析；
（3）①根据镁和硫酸反应生成硫酸镁和氢气，铝和硫酸反应生成硫酸铝和氢气进行分析；
②根据排在前面的金属可以将排在后面的金属从其盐溶液中置换出来进行分析。
【解答】解：（1）镁合金是轻薄笔记本电脑外壳的首选材料，主要利用了镁合金的密度小、硬度大、延展性等优良性能；
（2）取该镁合金一小块进行实验。实验前，需用砂纸打磨镁合金，除去其表面薄膜，镁和氧气反应生成氧化镁、铝和氧气反应生成氧化铝，化学方程式为：2Mg+O2═2MgO 或 4Al+3O2═2Al2O3；
（3）①若X为H2SO4，实验中发生的反应是镁和硫酸反应生成硫酸镁和氢气，铝和硫酸反应生成硫酸铝和氢气，化学方程式为：2Al+3H2SO4＝Al2（SO4）3+3H2↑ 或Mg+H2SO4＝MgSO4+H2↑；
若Y的质量为0.7g，设镁的质量为x，铝的质量为（7.2﹣x）
2Al+3H2SO4＝Al2（SO4）3+3H2↑
54 6
7.2﹣x
Mg+H2SO4＝MgSO4+H2↑；
24 2
x
+＝0.7g
x＝3.6g
所以镁合金中Mg与Al的质量比为1：1；
②若X为CuSO4，Z为无色溶液，说明滤液中不含硫酸铜，所以Y的成分可能是Cu；Cu、Al；Cu、Al、Mg。
故答案为：（1）密度小、硬度大、延展性等（合理即可）；
（2）2Mg+O2═2MgO 或 4Al+3O2═2Al2O3；
（3）①2Al+3H2SO4＝Al2（SO4）3+3H2↑ 或Mg+H2SO4＝MgSO4+H2↑；1：1；
②Cu；Cu、Al；Cu、Al、Mg。
17．（2023•方城县模拟）将一定质量的镁粉和铁粉的混合物加入到AgNO3和Cu（NO3）2混合溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和无色滤液。
（1）反应后溶液的质量 减小 （填“增大”“减小”“不变”）。
（2）写出一个一定反应的化学方程式 Mg+2AgNO3═Mg（NO3）2+2Ag或Mg+Cu（NO3）2═Mg（NO3）2+Cu 。
（3）请分析滤渣的成分 滤渣中一定含铁、银、铜，可能含有镁 。
【答案】（1）减小。
（2）Mg+2AgNO3═Mg（NO3）2+2Ag或Mg+Cu（NO3）2═Mg（NO3）2+Cu。
（3）滤渣中一定含铁、银、铜，可能含有镁。
【分析】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。
【解答】解：将一定质量的镁粉和铁粉的混合物加入到AgNO3和Cu（NO3）2混合溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和无色滤液，说明硝酸银、硝酸铜完全反应，铁没有反应；
（1）镁和硝酸银反应生成硝酸镁和银、和硝酸铜反应生成硝酸镁和铜，反应的化学方程式及其质量关系：
Mg+2AgNO3═Mg（NO3）2+2Ag，
24 216
Mg+Cu（NO3）2═Mg（NO3）2+Cu，
24 64
由以上质量关系可知，镁和硝酸银、硝酸铜反应后溶液的质量减小。
故填：减小。
（2）一定发生的反应：镁和硝酸银反应生成硝酸镁和银、和硝酸铜反应生成硝酸镁和铜，反应的化学方程式：Mg+2AgNO3═Mg（NO3）2+2Ag或Mg+Cu（NO3）2═Mg（NO3）2+Cu。
故填：Mg+2AgNO3═Mg（NO3）2+2Ag或Mg+Cu（NO3）2═Mg（NO3）2+Cu。
（3）滤渣的成分：滤渣中一定含铁没有反应的、反应生成的银、铜，可能含有过量的镁。
故填：滤渣中一定含铁、银、铜，可能含有镁。
合金
铁的合金
铜合金
焊锡
钛和钛合金
形状记忆合金
生铁
钢
黄铜
青铜
成分
含碳量
2%～4.3%
含碳量
0.03%～2%
铜锌
铜锡
铅锡合金
钛镍合金
备注
铁的合金主要含Fe、C，
区别主要是含碳量不同
紫铜是纯铜
熔点低
焊接金属
与人体有很好的相容性，可用于制造人造骨
具有形状记忆效应用于制成人造卫星天线
金属
在空气中
在氧气中
镁
常温下逐渐变暗，表面形成氧化膜。点燃，剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色的固体。
点燃，剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色的固体2Mg + O2 点燃 2MgO
铝
常温下表面变暗，生成一种致密的氧化膜
点燃，剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色的固体4Al + 3O2 点燃 2Al2O3
铁
持续加热变红
点燃，剧烈燃烧，火星四射，生成黑色的固体3Fe + 2O2 点燃 Fe3O4
铜
加热，生成黑色物质；在潮湿的空气中，生成铜绿而被腐蚀
紫红色的铜丝加热后变黑2Cu + O2 加热 2CuO
银、金
即使在高温时也不与氧气发生反应
稀盐酸/稀硫酸
镁
锌
铁
现象
固体逐渐溶解，产生大量气泡
固体逐渐溶解，产生较多气泡
固体逐渐溶解，无色溶液变为浅绿色，产生少量气泡
方程式
Mg+2HCl = MgCl2+H2↑
Zn+2HCl = ZnCl2+H2↑
Fe+ 2HCl = FeCl2 + H2↑
Mg+H2SO4 = MgSO4+H2↑
Zn+H2SO4 = ZnSO4+H2↑
Fe+H2SO4 =FeSO4+H2↑
实验
铁钉+硫酸铜溶液
铝丝+硫酸铜溶液
铜丝+硝酸银溶液
现象
铁表面有红色固体产生，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色。
铝表面有红色固体产生，
溶液由蓝色逐渐变为无色。
铜表面有银白色固体产生，溶液由无色逐渐变为蓝色。
化学方程式
Fe+CuSO4 =Cu+FeSO4
2Al+3CuSO4 =Al2(SO4)3 +3Cu
Cu+2AgNO3 =2Ag+Cu(NO3)2
活动性比较
铁>铜
铝＞铜
铜＞银
实验装置
序号
其他试剂
100s时O2的含量
①
干燥剂
21%
②
10滴水
15%
③
10滴水和1.0g食盐
8%
实验前的体积
实验后的体积
锥形瓶内空气（含导管内空气）
烧杯内水
烧杯内剩余水
246.0mL
100.0mL
51.5mL
第一次
第二次
第三次
加入稀硫酸的体积（mL）
15
15
15
生成氢气的质量（g）
0.04
m
0.02
考点回顾
考点1：金属材料
一、常见的金属
1、常见金属的特性及其应用主要有：
（1）金是金黄色，具有金属光泽，且性质稳定；常用作装饰品等；
（2）铝是银白色，具有金属光泽，且密度小，导电性、导热性、延展性和抗腐蚀性都很好；常用来制造飞机等航天器，被用作输电线，炊具等，还被制作成铝箔用于包装香烟（过去用锡箔纸，现在铝箔的兴起，价格较锡箔便宜，大部分包装已经是铝箔纸了）、糖果、饮料、巧克力和药片等；还常被用作“银粉漆”（即铝粉）；
（3）铜呈紫红色，由于其导电性能较好，常被用作电线；古代入还充分利用铜的金属光泽，将铜打磨成铜镜；
（4）纯银是一种美丽的银白色的金属，光泽柔和明亮，它具有很好的延展性，其导电性和传热性在所有的金属中都是最高的；常用来制作装饰品、灵敏度极高的物理仪器元件（如导体、开关接触器和熔断器等），还有保温瓶的瓶胆内壁表面上真空镀银膜来反射红外热辐射线等；
（5）金属钨的熔点高，用来制灯泡内的灯丝；
（6）金属锡的熔点比较低，用来焊接金属；
（7）保险丝由电阻率比较大而熔点较低的铅锑合金制成的；
（8）体温计中的液体金属就是金属汞；
（9）铁制品（如水龙头、门把手等）常镀有硬度最高的金属铬；
（10）钛是银白色金属，质轻和机械性能良好，耐腐蚀性特强，广泛应用于化学工业、石油工业、近代航空、宇航、以及水艇制造中，被称为“空中金属”、“海洋金属”、“陆地金属”；医学上利用它的亲生物性和人骨的密度相近，用钛板、钛螺丝钉制作人工关节、人工骨，很容易和人体肌肉长在一起；所以又被称为“亲生物金属”，由于钛在未来科技发展中的前景广阔，又有“未来金属”之称！
2、金属之最：
（1）铝：地壳中含量最多的金属元素
（2）钙：人体中含量最多的金属元素
（3）铁：目前世界年产量最多的金属（铁>铝>铜）
（4）银：导电、导热性最好的金属（银>铜>金>铝）
（5）铬：硬度最高的金属
（6）钨：熔点最高的金属
（7）汞：熔点最低的金属
（8）锇：密度最大的金属
（9）锂：密度最小的金属
3、常见的金属和非金属的区分
常见的金属和非金属的区分方法是可以根据它们的名称中是否含有“钅”字旁来进行区分，常见的金属（如铝Al、镁Mg、铁Fe、锌Zn、钙Ca、铜Cu、汞Hg等）的名称中一般含有“钅”字旁，除汞（Hg）外；而常见的非金属（如氢气H2、氧气O2、氮气N2、金刚石C、石墨C、硅Si、碘I2等）的名称中一般含有“石”、“氵”字旁或“气”字头（含有“石”字旁的是固态非金属；含有“氵”字旁的是液态非金属；含有“气”字头的是气态非金属），特别是，某些不熟悉的物质，可以通过偏旁部首来进行粗略的判断，属于金属或非金属！
二、金属的物理性质及用途
1、金属物理性质：
(1)常温下为固体（特殊：汞为液体），有金属光泽，密度较大，熔点较高。
(2)大多数金属呈银白色，特殊：铜紫红色，金金黄色，铁粉黑色(铁片为银白色)。
(3)大多数金属具有优良的导电性、导热性，有延展性(延：拉成丝；展：压成片)。
2、金属的用途：（性质和用途要对应）
物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，另外还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利以及是否容易回收和对环境的影响等多种因素。
（1）性质决定用途：铜、铝具有导电性→电线；钨熔点高→灯丝；铬硬度大→做镀层金属；铁硬度大→菜刀、镰刀、锤子等；
（2）生活中应用的金属：干电池外皮→锌/锰；“银粉”→铝；水银温度计→汞；“锡箔”纸→铝或锡；保温瓶内胆→银；
三、合金与合金的性质
1、概念：在金属中加热融合某些金属或非金属，制得具有金属特征的合金。
①合金是混合物 ②形成合金的过程是物理变化 ③合金各成分的化学性质不变
2、合金的优点：
合金和组成其的纯金属相比较，硬度一般更大，熔点一般更低，抗腐蚀性更好。
注意：①“百炼成钢”的原理是降低含碳量，通入纯氧的目的是使生铁中的碳充分反应。C+O2CO2
知识点2：金属的化学性质
一、金属的化学性质
1、大多数金属可与氧气的反应
2、金属+酸→盐+H2↑（置换反应）
反应条件：金属活动性排在H前
注意：实验前用砂纸打磨金属，除去镁、铁等金属表面的氧化膜，便于金属与酸接触反应。
根据金属与酸混合时是否有氢气产生将金属分为两类：活泼金属和不活泼金属：通过金属与酸能否反应或与酸反应的剧烈程度判断金属的活动性。镁>锌>铁>铜（不反应）
铁与稀盐酸和稀硫酸反应生成的铁的化合物中，铁化合价为＋2价。有Fe2＋的溶液为浅绿色
3、金属与金属化合物的反应
金属＋盐→新盐＋新金属 (置换反应)
反应条件：参加反应的金属活动性必须强于盐中金属的活动性(K、Ca、Na除外)，且盐必须可溶
现象的描述重点：金属表面生成固体的颜色，溶液颜色的变化。
＊通过金属与金属化合物溶液是否反应判断金属的活动性。
总结：比较金属活动性的方法：
二、金属活动性顺序及其应用
1、常见金属在溶液中的活动性顺序：(巧记：嫁给那美女；身体细纤轻；总共一百斤)
钾 钙 钠 镁 铝 锌 铁 锡 铅 (氢) 铜 汞 银 铂 金
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb （H） Cu Hg Ag Pt Au
（1）表明了金属活动性强弱顺序（前强后弱），即在金属活动性顺序中，金属的位置越靠前，它在水溶液中就越容易失去电子变成离子，其活动性就越强；金属的位置越靠后，其阳离子在水溶液中就比较容易获得电子变成原子，其活动性就越弱；
需要注意的是：金属的活动性就越强参加反应时，现象就越明显、越剧烈。
（2）可用来判断金属与酸能否发生置换反应（氢前置换氢），只有排在氢前面的金属，才能置换出酸中的氢，而排在氢后面的金属不能置换出酸中的氢。
需要注意的是：
①金属必须是排在金属活动性顺序中氢（H）前面的金属；
②酸应是盐酸、稀硫酸（即不具有强氧化性的酸），不包括浓硫酸和硝酸；
③单质铁与酸发生置换反应时生成亚铁盐；
④K、Ca、Na除与酸反应外，还能与水在常温下发生置换反应（如2Na+2H2O=2NaOH+H2↑），其余金属则不能。
（3）可用来判断金属与金属化合物溶液（即盐溶液）能否发生置换反应（前置后，盐可溶，K、Ca、Na不能够），排在金属活动性顺序中前面的金属一般能把排在后面的金属从其盐溶液里置换出来。
需要注意的是：
①在金属活动性顺序中只要排在前面的金属就能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来，而与H的位置无关，但K、Ca、Na等金属例外，由于它们过于活泼，不与溶液中的盐发生置换反应，而是先与溶液中的水发生置换反应；如把钠放入硫酸铜溶液中虽然反应[2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，CuSO4+2NaOH=Cu（OH）2↓+Na2SO4]，最终没有单质铜生成；
②铁与盐溶液发生置换反应时，生成二价亚铁盐；
③用同种金属置换不同的盐溶液，盐中金属排在金属活动性顺序中较后的金属首先被置换出来，用不同的金属置换同种盐溶液，盐中金属先被排在金属活动性顺序中较前的金属置换出来；若有一种金属和多种混合盐溶液反应，最先反应的是最不活泼的那个金属的盐溶液，例如，锌粒与氯化亚铁和硫酸铜和硝酸汞的混合溶液反应，最先反应的是硝酸汞，当硝酸汞被消耗完时，硫酸铜才与锌粒反应，同理，硫酸铜反应完后，锌才会和氯化亚铁反应；当多种金属与一种盐溶液反应时，最活泼的金属先反应，例如，把打磨光亮的镁带、铝丝、铜丝一起放入硝酸银溶液中，镁被消耗完后，铝才和硝酸银反应，铝反应完后，铜跟硝酸银反应。
（4）利用金属与酸或盐溶液之间的置换反应是否发生，通过具体的实验及其现象的分析，反过来可以反推金属的活动性顺序，具体的推断方法是这样的：
①利用金属与酸能否发生置换反应，来反推金属的活动性顺序，例如，把铁和铜分别放在稀盐酸中时，铁的表面上有气泡冒出，这说明铁位居金属活动性顺序中氢的前面；而铜的表面无明显的现象，这说明铜位居金属活动性顺序中氢的后面；由此可推得铁活泼性比铜的要强；
②利用金属与盐溶液能否发生置换反应，来反推金属的活动性顺序。例如，把铁钉放在硫酸铜溶液中，过一会儿，发现铁钉表面上出现了一层红色物质（即铜）；由此可推得铁活泼性比铜的要强。
三、金属材料和金属元素及其应用
1、金属元素：具有金属通性的元素。最外层电子数小于4，所以其原子容易失去电子而本身常以阳离子形态存在于化合物中。它们的氧化物和氢氧化物一般呈碱性。
2、金属元素的存在是这样的：地球上的金属资源广泛地存在于地壳和浩瀚的海洋中，除少数很不活泼的金属（如金、银等）以单质形式存在外，其余的都以化合物的形式存在，自然界中以单质形式存在的金、银。
3、常见金属矿物主要指以下三种：
（1）铁矿石有赤铁矿（主要成分是Fe2O3）、磁铁矿（主要成分是Fe3O4）、菱铁矿（主要成分是FeCO3）和黄铁矿（主要成分是FeS2）等；
（2）铜矿石有孔雀石[主要成分是Cu2（OH）2CO3]、赤铜矿（主要成分是Cu2O）、黄铜矿（主要成分是CuFeS2）和辉铜矿（主要成分是Cu2S）等；
（3）铝矿石有铝土矿（主要成分是Al2O3）、明矾（KAlSO4•12H2O）或水铝石（主要成分是Al2O3•H2O）等；
四、置换反应和化学反应中有关含杂质的计算
1、置换反应：
（1）置换定义：由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的反应 A+BC→AC+B
（2）置换反应类型：
①金属+酸→金属化合物+H2 ②金属+金属化合物→另一金属+另一金属化合物
③C+金属氧化物→金属单质+CO2 ④H2+金属氧化物→金属单质+H2O
（注意：CO+金属氧化物→金属单质+CO2 该反应不属于基本反应）
化合反应：多变一 CO2+H2O = H2CO3
（3）化学反应基本类型 分解反应：一变多H2CO3 = CO2↑+H2O
置换反应：单化生化单C + 2CuO2Cu+CO2↑
2、含杂质物质的化学反应的有关计算：
（1）含杂质物质的化学反应的有关计算是指在实际生产中，所用的原料或产物一般都含有杂质，在利用化学方程式进行计算用料和产量时，由于化学方程式表示的是纯净物质之间的质量关系，而不表示不纯物质之间的质量关系；故计算时一定考虑到杂质的问题（即不纯物质和纯物质之间的相互转化问题）；
（2）不纯物质的质量与纯物质的质量的相互转化方法及纯度的计算公式是：
知识点3：金属资源的利用和保护
一、一氧化碳还原氧化铁
1、化学反应方程式是Fe2O3+3CO 高温 2Fe+3CO2。
2、实验装置如图所示：
．
3、实验步骤是：
（1）反应前，先通一段时间一氧化碳，然后再加热（目的是为了尽可能的排净玻璃管内的空气，防止一氧化碳与其中的空气混合后，被点燃发生爆炸）；
（2）反应后，先撤走并熄灭酒精灯，等固体冷却后再停止通一氧化碳（目的是防止石灰水倒吸到玻璃管内，使其炸裂；也为了使固体冷却，防止刚还原出来的铁再次被氧化）。
4、实验现象是红棕色的粉末逐渐变为黑色粉末，澄清石灰水逐渐变浑浊（如果点燃尾气，能够燃烧并发出蓝色火焰）．
5、尾气处理：由于一氧化碳有毒，如果直接排放到空气中，会造成污染；所以在有关一氧化碳的实验时，都需要注意尾气的处理，常用点燃或收集的方法：
①点燃，使CO变成无毒的CO2；②在导管末端系一个气球或用排水法将尾气收集起来。
6、酒精喷灯的作用是提供高温（如果用酒精灯，则加金属网罩，金属网罩可以集中火焰，提高温度）
二、铁和常见金属的冶炼方法
1、铁的冶炼：
（1）常见的矿石：赤铁矿: 主要成分Fe2O3；磁铁矿: 主要成分Fe3O4 ；铝土矿: 主要成分Al2O3；
（2）工业上炼铁 设备：高炉
①炼铁的原料：铁矿石、 焦炭、石灰石、空气
②反应原理：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
③焦炭的作用： = 1 \* GB3 ①提供热量（ C+O2CO2）； = 2 \* GB3 ②生成CO（C + CO22CO）（焦炭虽具有还原性，但是CO气体具有流动性，与铁矿石接触更充分）
④石灰石的作用：将矿石中的二氧化硅变为炉渣。
⑤生产产物：生铁（具有较多杂质），密度大于炉渣，故出铁口在出渣口下方。
⑥高炉气体的主要成分：N2、CO、CO2等；
处理方法：收集后集中处理，或工业生产中常用于制煤气。
2、常见金属的冶炼方法主要有以下5种：
（1）电解法，主要使用于金属活动顺序表中钠至铝之间的金属的冶炼；
例如，钠的冶炼：2NaCl（熔融）2Na+Cl2↑；镁的冶炼：MgCl2（熔融）Mg+Cl2↑；铝的冶炼：2Al2O3（熔融）4Al+3O2↑；
（2）热还原法，主要使用于金属活动顺序表中锌至铜之间的金属的冶炼；
例如①用H2作还原剂（优点：得到的金属较纯，污染小，但价格较贵），如H2+CuO≜Cu+H2O；②用C（焦炭、木炭）、CO作还原剂（火法冶金；缺点：易混入杂质，污染空气），如 C+2CuO2Cu+CO2↑、CO+CuO≜Cu+CO2，C+ZnOZn+CO↑（我国是世界上冶炼锌最早的国家，明朝宋应星在《天工开物》一书中有记载），3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑、3CO+Fe2O32Fe+3CO2；
③用Al作还原剂（铝热剂）冶炼难熔的金属，如2Al+Fe2O32Fe+Al2O3；
④用Na、Mg等活泼金属作还原剂冶炼Ti等现代的有色金属，即4Na+TiCl4（熔融）Ti+4NaCl、2Mg+TiCl4（熔融）Ti+2MgCl2（钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料）；
（3）加热法（即用加热其氧化物或锻烧其硫化物的方法），主要使用于Hg、Ag等不活泼金属的冶炼；如：2HgO≜Hg+O2↑、HgS+O2≜Hg+SO2↑、2Ag2O≜4Ag+O2↑；
（4）置换法（湿法冶金），即根据金属的活动性顺序表的应用，利用排在金属活动性顺序中前面的金属把排在后面的金属从其盐溶液里置换出来；例如，Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；2Al+3CuSO4=Al2（SO4）3+3Cu；
（6）物理提取法，主要使用于提取Pt、Au等极不活泼的金属，由于它们在自然界中以单质形式存在，且密度很大，用多次淘洗法去掉矿粒、泥沙等杂质，便可得到。
三、金属锈蚀的条件及金属的防护
1、金属锈蚀的条件是金属要与水、空气中氧气或二氧化碳等接触；初中阶段主要是指金属铁的锈蚀条件，即铁与氧气、水同时接触就会生锈；
2、防止铁制品生锈（即铁锈蚀的防护）的常用措施主要有如下：
（1）用完铁制品后及时擦洗干净，置于干燥的环境，保持其表面的洁净、干燥；
（2）在铁制品表面涂上一层保护膜；例如，机械零件等表面涂油，家用电器、自行车车架、钢窗等表面刷漆，等等；
（3）在铁制品表面进行烤蓝、煮黑等处理（使其表面形成一层致密的四氧化三铁薄膜）；例如，锯条、链条等；
（4）在铁制品表面镀上一层其他金属；例如，自行车车把、钢圈以及门把手和水龙头等表面上，经常镀锌、锡或铬等；
（5）改变铁制品的内部结构，将其制成不锈钢等合金。
四、金属的回收利用和金属资源的保护
1、金属的回收利用及其重要性
（1）金属的回收利用：指将一些废弃的金属材料通过不同的渠道汇集起来，再加工再利用。
（2）金属的回收利用的重要性表现在以下两个方面：
①节约能源：回收利用废旧金属，不仅可以节约金属资源；而且还可以节约冶炼金属时所用到的大量的煤等化石燃料和铁矿石等矿石资源；
②减少污染：回收利用废旧金属，不仅可以减少金属废弃后形成的镉、汞等引起的水和土壤污染，以及人和动植物的危害；而且还可以减少重新冶炼这些金属时燃烧燃料和生产过程形成的空气污染等）。
2、金属资源的保护主要有以下四种措施：
（1）减缓或防止金属的腐蚀，常用的方法有：
①用完铁制品后及时擦洗干净，置于干燥的环境，保持其表面的洁净、干燥；
②在铁制品表面涂上一层保护膜．例如，机械零件等表面涂油，家用电器、自行车车架、钢窗等表面刷漆，等等；
③在铁制品表面进行烤蓝、煮黑等处理（使其表面形成一层致密的四氧化三铁薄膜）．例如，锯条、链条等；
④在铁制品表面镀上一层其它金属．例如，自行车车把、钢圈以及门把手和水龙头等表面上，经常镀锌、锡或铬等；
⑤改变铁制品的内部结构，将其制成不锈钢等合金。
（2）回收利用废旧金属，这样不仅可以节约金属资源，而且还可以减少对环境的污染；
（3）有计划、合理地开采矿物，严禁不顾国家利益的乱采矿；
（4）寻找金属的代用品，例如，现在经常用塑料来代替钢和其它合金制造管道、齿轮和汽车外壳等。
知识点4：金属的物理性质和某些化学性质实验活动
一、金属活动性的探究
1、常见金属的活动性顺序为钾、钙、钠、镁、铝、锌、铁、锡、铅、氢、铜、汞、银、铂、金；
2、常见金属的活动性顺序的应用主要有三个：
（1）它表明了所列的金属的活动性强弱；在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，其活动性越强；
（2）它可以帮助判断金属能否与酸发生反应；在金属活动性顺序里，位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢；
（3）它还可以帮助判断金属能否与金属的化合物（即盐）溶液发生反应；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置换出来。
二、探究金属锈蚀的条件
该探究是为了探究铁、铜等金属锈蚀的条件，而进行的实验探究。其中，铁生锈的条件是铁与氧气、水同时接触；铜生锈的条件是铜与氧气、水和二氧化碳同时接触。
三、碳、一氧化碳、氢气还原氧化铜实验
1、化学反应方程式分别是C+2CuO2Cu+CO2↑、CO+CuO≜Cu+CO2和H2+CuO≜Cu+H2O；
2、实验装置如图所示：
3、操作及注意事项分别是：
（1）碳还原氧化铜时，要把刚烘干的碳粉和氧化铜粉末要均匀混合后，平铺在试管底部，试管口略向下倾斜（防止有水倒流到试管底部，使其炸裂），在酒精灯的灯焰上最好加一个网罩（以使火焰集中并提高温度，或者使用酒精喷灯来加热）；实验结束时，要先撤出导气管，再移走并熄灭酒精灯，待试管冷却后再把试管内的粉末倒在纸上（防止石灰水倒吸到试管里，炸裂试管；也为了使粉末冷却，防止还原出来的铜再次被氧化）；
（2）一氧化碳还原氧化铜时，反应前，先通一段时间一氧化碳，然后再加热（目的是为了尽可能的排净玻璃管内的空气，防止一氧化碳与其中的空气混合后，被点燃发生爆炸）；反应后，先撤走并熄灭酒精灯，等固体冷却后再停止通一氧化碳（目的是防止石灰水倒吸到玻璃管内，使其炸裂；也为了使固体冷却，防止刚还原出来的铜再次被氧化）；并且，由于一氧化碳有毒，如果直接排放到空气中，会造成污染，所以还要用点燃或收集的方法等来处理尾气；
（3）氢气还原氧化铜时，反应前，试管口略向下倾斜（防止有水倒流到试管底部，使其炸裂；同时，也有利于氢气在试管底部聚集参与反应），将氢气验纯后先通一段时间氢气，然后再加热（目的是为了尽可能的排净玻璃管内的空气，防止氢气与其中的空气混合后，被点燃发生爆炸）；反应后，继续通入氢气，直到试管及其中的固体冷却后，再停止通氢气（目的是为了使固体冷却，防止刚还原出来的铜再次被氧化）。
4、实验现象分别是：
（1）碳还原氧化铜时，试管中的固体由黑色逐渐变成亮红色，澄清的石灰水变浑浊；
（2）一氧化碳还原氧化铜时，玻璃管中的固体由黑色逐渐变成亮红色，澄清的石灰水变浑浊，并且有气泡从中不断地溢出；
（3）氢气还原氧化铜时，试管中的固体由黑色逐渐变成亮红色，同时管口有水滴生成。
典例分析
可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 F-19 Na-23 S-32 C1-35.5 K-39 Ca-40 Fe-56 Cu-64 Zn-65 I-127
【考点1 金属材料】
【典例1】（2023春•湘潭期中）金属材料在人类活动中已得到越来越广泛的应用。下列性质属于金属共性的是（ ）
A．硬度很小、熔点很高
B．有良好的导电、传热性
C．是银白色的固体
D．密度比较小
【答案】B
【分析】金属共性即金属普遍具有的性质，据此结合常见金属的物理性质进行分析判断即可。
【解答】解：A、大多数金属硬度大不是硬度小，故选项错误。
B、金属都具有良好的导电、导热性，属于金属共性，故选项正确。
C、都是银白色的固体不是金属的共性，如铜是紫红色固体，故选项错误。
D、大多数金属密度较大，故选项错误。
故选：B。
【典例2】（2023•青羊区二模）四川省三星堆遗址出土了大量精美青铜器，青铜是金属冶铸史上最早出现的合金，与纯铜相比，其强度高、熔点低、铸造性好、耐磨、耐腐蚀。其中属于青铜的化学性质的是（ ）
A．强度高B．熔点低C．耐磨D．耐腐蚀
【答案】D
【分析】物质不需要发生化学变化就能表现出来的性质属于物质的物理性质，需要发生化学变化才能表现出来的性质属于物质的化学性质。
【解答】解：强度高、熔点低、耐磨都不需要发生化学变化就能表现出来的性质，属于青铜的物理性质。而耐腐蚀性必须通过化学变化才能表现出来，属于青铜的化学性质。
故选：D。
【典例3】（2023•哈尔滨模拟）人类正在利用和开发许多能源，如潮汐能、氢能、太阳能等。氢气作为能源，完全燃烧放出的热量约为同质量汽油的3倍，除此之外，氢能源还具有原料来源广、可再生、（1） 产物是水无污染 等优点（填一点）。贮氢材料用于氢动力汽车的试验已获成功，氢化镁（MgH2）固体是一种贮氢材料遇水就可以反应生成氢氧化镁和氢气，该反应的化学方程式是（2） MgH2+2H2O＝Mg（OH）2+2H2↑ ，该反应前后氢元素的化合价分别为（3） ﹣1、+1和0 ，氢动力汽车的发动机燃烧室外壳采用钛合金，主要利用了钛合金（4） A 的物理性质。
A.熔点高
B.抗腐蚀性强
C.密度小
液氢已应用于航天等领域，液氢在火箭发射时能量转化的全过程是（5） 化学能→机械能 。
【答案】（1）产物是水无污染；
（2）MgH2+2H2O＝Mg（OH）2+2H2↑；
（3）﹣1、+1和0；
（4）A；
（5）化学能→机械能。
【分析】根据氢能源还具有原料来源广、可再生、产物是水无污染等优点；氢化镁（MgH）固体是一种贮氢材料遇水就可以反应生成氢氧化镁和氢气，该反应中，MgH2中氢元素的化合价为﹣1，H2O中氢元素的化合价为+1，Mg（OH）2中氢元素的化合价为+1，H2中氢元素的化合价为0；燃烧室的材料需要耐高温；液氢在火箭发射时，液氢的化学能转化成火箭的动能和重力势能来分析。
【解答】解：人类正在利用和开发许多能源，如潮汐能、氢能、太阳能等。氢气作为能源，完全燃烧放出的热量约为同质量汽油的3倍，除此之外，氢能源还具有原料来源广、可再生、产物是水无污染等优点。贮氢材料用于氢动力汽车的试验已获成功，氢化镁（MgH2）固体是一种贮氢材料遇水就可以反应生成氢氧化镁和氢气，该反应的化学方程式是：MgH2+2H2O＝Mg（OH）2+2H2↑；该反应中，MgH2中氢元素的化合价为﹣1，H2O中氢元素的化合价为+1，Mg（OH）2中氢元素的化合价为+1，H2中氢元素的化合价为0，则该反应前后氢元素的化合价分别为：﹣1、+1和0；燃烧室的材料需要耐高温，则氢动力汽车的发动机燃烧室外壳采用钛合金，主要利用了钛合金熔点高的物理性质，故选：A。液氢已应用于航天等领域，液氢在火箭发射时，液氢的化学能转化成火箭的动能和重力势能，则能量转化的全过程是：化学能→机械能。
故答案为：
（1）产物是水无污染；
（2）MgH2+2H2O＝Mg（OH）2+2H2↑；
（3）﹣1、+1和0；
（4）A；
（5）化学能→机械能。
【典例4】（2023•长春）C919大飞机是我国自行研制、具有自主知识产权的大型喷气式民用飞机。其机壳采用了铝锂合金材料。铝元素在元素周期表中的信息如图所示：
（1）铝元素的元素符号为 Al ；
（2）铝元素的原子序数为 13 ；
（3）铝元素的相对原子质量为 26.98 ；
（4）机壳采用铝锂合金材料的原因是 硬度大（合理即可） （答出一点即可）。
【答案】（1）Al；
（2）13；
（3）26.98；
（4）硬度大（合理即可）。
【分析】根据元素周期表的信息以及铝锂合金的性质来分析。
【解答】解：（1）由元素周期表的信息可知，铝元素的元素符号为Al；故答案为：Al；
（2）由元素周期表的信息可知，铝元素的原子序数为13；故答案为：13；
（3）由元素周期表的信息可知，铝元素的相对原子质量为26.98；故答案为：26.98；
（4）机壳采用铝锂合金材料的原因是密度小、硬度大、强度大、抗腐蚀性好；故答案为：硬度大（合理即可）。
【考点2 金属的化学性质】
【典例5】（2023秋•丰县期中）在化学实验中要特别注意观察和记录实验现象，下列实验现象描述不正确的是（ ）
A．向镁中加入食醋，溶液中冒气泡
B．熄灭蜡烛的瞬间看到一缕黑烟
C．加热铜绿，生成黑色固体
D．铁丝在氧气中燃烧，火星四射，生成黑色固体
【答案】B
【分析】A、根据金属的化学性质，进行分析判断。
B、根据熄灭蜡烛时的现象，进行分析判断。
C、根据加热铜绿的现象，进行分析判断。
D、根据铁丝在氧气中燃烧的现象，进行分析判断。
【解答】解：A、向镁中加入食醋，镁和醋酸反应生成醋酸镁和氢气，可观察到溶液中冒气泡，故选项说法正确。
B、熄灭蜡烛的瞬间，会观察到产生一缕白烟，故选项说法错误。
C、加热铜绿生成氧化铜、水和二氧化碳，可观察到生成黑色固体，故选项说法正确。
D、铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成一种黑色固体，故选项说法正确。
故选：B。
【典例6】（2023春•江岸区校级月考）向5.6g铁粉中先逐滴加入一定量的Cu（NO3）2溶液，充分反应后再逐滴加入AgNO3溶液，剩余固体质量与所加溶液总质量的关系如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．所加溶液质量为M1g时，生成Cu的质量为m1g
B．a～b段和b～c段溶液中的溶质均为Fe（NO3）3
C．c点对应的剩余固体中含有Cu、Ag
D．e点溶液中只含AgNO3
【答案】C
【分析】将5.6g铁粉加入硝酸铜溶液中，则铁与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，ab段为铁与硝酸铜反应。根据图像分析，加入硝酸银后反应出现两个拐点，则是硝酸银与两种金属反应，即和铁、铜反应，所以b点铁有剩余，b点固体为铁和铜，溶液中溶质为硝酸亚铁，无硝酸铜。充分反应后再逐滴加入硝酸银溶液，铁先与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，铁完全反应后，铜再与硝酸银反应生成银和硝酸铜，所以bc段是铁与硝酸银反应，cd段是铜与硝酸银反应。最后由于加入硝酸银是过量的，所以此时有生成的硝酸亚铁、硝酸铜以及剩余的硝酸银。
【解答】解：A、所加溶液质量为M1g时，m1g为生成铜的质量与剩余铁的质量总和，所以生成铜的质量不等于m1g，故A错误；
B、a～b段，铁和硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，b～c段，铁和硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，所以a～b段和b～c段溶液中的溶质均为Fe （NO3）2，故B不正确；
C、a～b段，是铁和硝酸铜的反应，b点铁有剩余，b点固体为铁和铜，b～c段，是铁和硝酸银的反应，且铁被完全反应，则c点含有Cu、Ag，故C正确；
D、e点溶液中溶质是过量的硝酸银、反应生成的硝酸亚铁和硝酸铜，故D错误。
故选：C。
【典例7】（2023秋•肇源县期中）金属材料在生活中被广泛应用，回答下列问题。
（1）合金在生活中应用非常广泛，下列关于合金叙述中正确的是 BD （填序号）。
A．合金中至少含有两种金属
B．合金一定是混合物
C．合金中元素以化合物形式存在
D．合金的硬度一般比组成它的纯金属更高，抗腐蚀性也更好
E．焊锡焊接金属利用了熔点高的特性
（2）向含有硝酸银、硝酸铜、硝酸铝的混合溶液中加入一定量的铁粉，使其充分反应之后，过滤，向滤渣中加入稀盐酸，有可燃性气体产生，则滤渣中一定有 Fe、Cu、Ag ，滤液中的溶质有 Al（NO3）3、Fe（NO3）2 。（均用化学式填空）
【答案】（1）BD。
（2）Fe、Cu、Ag；Al（NO3）3、Fe（NO3）2。
【分析】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，越容易先和盐溶液反应。
【解答】解：（1）A、合金是在一种金属中加热融合其它金属或非金属所形成的具有金属特征的混合物，则合金中至少含有一种金属，该选项叙述不正确；
B、合金一定为混合物，该选项叙述正确；
C、合金中元素以单质形式存在，该选项叙述不正确；
D、与组成它的纯金属相比，合金具有强度和硬度大、抗腐蚀性强、熔点低等，该选项叙述正确；
E、合金的熔点低，该选项叙述不正确。
（2）向含有硝酸银、硝酸铜、硝酸铝的混合溶液中加入一定量的铁粉，金属活动性顺序：铝＞铁＞铜＞银，则铁先与硝酸银反应生成银和硝酸亚铁，后与硝酸铜反应生成铜和硝酸亚铁，充分反应后，过滤，向滤渣中加入稀盐酸，有可燃性气体产生，而铁能与盐酸反应生成可溶性的氢气，则说明铁过量，则滤渣中一定含有银、铜、铁，滤液中的溶质有Al（NO3）3、Fe（NO3）2。
故答案为：（1）BD。
（2）Fe、Cu、Ag；Al（NO3）3、Fe（NO3）2。
【典例8】（2023秋•虎丘区校级期中）氢气被看作是理想的能源。氢气的制取和储存是氢能源利用领域的研究热点。
Ⅰ.氢气的制取
（1）科学家正致力于研究在催化剂和光照条件下分解水制氢气。写出该反应的文字表达式 水氢气+氧气 ，该反应 吸收 （填“放出”或“吸收”）能量。
（2）水热分解可得氢气，高温下水分解体系中微粒含量与温度的关系如图所示。
微粒的含量＝
图中曲线A、B对应的微粒依次是 H、O （填符号）。
Ⅱ.氢气的储存
（3）一种镁铜合金可用于储氢。
①将镁、铜单质按比例在一定温度下熔炼得到上述合金。熔炼时须通入氩气，其目的是 防止熔炼时镁、铜与空气反应 。
②350℃时，该镁铜合金与氢气反应，生成了一种仅含Mg、H两种元素的化合物，其中氢元素的质量分数为7.7%。该化合物的化学式为 MgH2 。
【答案】（1）水氢气+氧气；吸收；
（2）H、O；
（3）①防止熔炼时镁、铜与空气反应；
②MgH2。
【分析】（1）根据化学反应的原理来分析；
（2）根据化学反应的实质来分析；
（3）根据氩气的化学性质以及化学式的写法来分析。
【解答】解：（1）在催化剂和光照条件下分解水制氢气，同时生成氧气，该反应需要吸收能量；该反应的文字表达式为：水氢气+氧气；
（2）由化学反应的实质可知，每个水分子会分解为2个氢原子和1个氧原子，由图可知，A的数目大于B的数目，所以图中曲线A、B对应的微粒依次是氢原子、氧原子；微粒符号表示为：H、O；
（3）①氩气的化学性质很稳定，所以将镁、铜单质按比例在一定温度下熔炼得到上述合金。熔炼时须通入氩气的目的是防止熔炼时镁、铜与空气反应；
②该化合物中镁原子与氢原子的个数比为：：≈1：2，所以该化合物的化学式为MgH2。
故答案为：
（1）水氢气+氧气；吸收；
（2）H、O；
（3）①防止熔炼时镁、铜与空气反应；
②MgH2。
【典例9】（2023秋•正定县期中）平山县敬业钢铁厂每天消耗10000t含Fe2O380%的赤铁矿石，该厂理论上可日产含铁98%的生铁的质量是多少？（要求写出计算过程）
【答案】5714.3t。
【分析】根据赤铁矿石的质量和赤铁矿石中氧化铁的质量分数求出氧化铁的质量，根据氧化铁的质量和化学方程式的计算求出纯铁的质量，最后转化成生铁的质量。
【解答】解：10000t含Fe2O380%的赤铁矿石中氧化铁的质量为：10000t×80%═8000t，
设每天得到纯铁的质量为x。
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
160 112
8000t x
x＝5600t
则该厂理论上可日产含铁98%的生铁的质量是：5600t÷98%═5714.3t。
答：该厂理论上可日产含铁98%的生铁的质量是5714.3t。
【考点3 金属资源的利用和保护】
【典例10】（2023秋•无锡期中）走近千年文物，青铜器中含有铜单质，在含有Cl﹣的环境中易生成CuCl，随着环境条件的变化而发生锈蚀，锈层物质成分示意图如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．铜绿和粉状锈中都含有Cu、O、H、C四种元素
B．表面发生锈蚀的青铜器中，铜元素的化合价有3种
C．CuCl、O2、H2O三者发生化合反应生成Cu2（OH）3Cl
D．远洋船舶使用的铜制品易生成氯化铜，进而发生锈蚀，需要做好防锈措施
【答案】B
【分析】A.根据两种物质的组成进行分析；
B.根据元素化合价的计算方法进行分析；
C.根据质量守恒定律进行分析；
D.根据题文信息进行分析。
【解答】解：A.铜绿中含有含有Cu、O、H、C四种元素，粉状锈中含有Cu、O、H、Cl四种元素，故错误；
B.氧化亚铜中，铜元素为+1价，氯化亚铜中铜元素为+1价；铜绿中铜元素化合价为+2价，粉状锈中铜元素的化合价为+2价，铜单质中铜元素的化合价为0价；因此表面发生锈蚀的青铜器中，铜元素的化合价有3种，故正确；
C.CuCl中Cu、Cl原子个数比为1：1，CuCl 和O2、H2O反应生成的Cu2（OH）3Cl，生成物中Cu、Cl原子个数比为2：1，因此生成物中一定还有含Cl元素的化合物，即该反应的生成物不只一种，不属于化合反应，故错误；
D.海水中含有大量的氯离子，在含有Cl﹣的环境中易生成CuCl，因此远洋船舶使用的铜制品易生成氯化亚铜，进而发生锈蚀，需要做好防锈措施，故错误；
故选：B。
【典例11】（2023秋•潍城区期中）图像能直观表达化学中各种变化的关系，加深对化学知识的理解。有关下列图像的描述正确的是（ ）
A．图1表示在体积不变的密闭容器中用红磷燃烧来测定空气中氧气的含量
B．图2表示将两份质量相等的固体物质（一份是氯酸钾，另一份是混有少量二氧化锰的氯酸钾）分别加热制取氧气
C．图3表示高温条件下，向一定量的氧化铁中通入一氧化碳
D．图4表示氢气和氧气在密闭容器中燃烧
【答案】C
【分析】A、根据影响气体压强的因素分析；
B、根据催化剂定义分析；
C、根据一氧化碳还原氧化铁的过程分析；
D、根据氢气燃烧过程分析。
【解答】解：A、红磷在密闭容器中燃烧放出大量的热，容器内压强变大，红磷燃烧完毕，温度达到最大值，压强达到最大值，然后热量散失，温度降低，压强减小，同时密闭容器内红磷燃烧消耗氧气，氧气减少，压强减小，最终压强小于初始压强，故A错误；
B、二氧化锰是氯酸钾分解的催化剂，能加快氯酸钾的分解速率，当相同质量的两份固体加热时，混有二氧化锰的氯酸钾分解速率快但生成氧气的质量少，无二氧化锰的氯酸钾分解速率慢但生成氧气的质量多，故B错误；
C、一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳，反应前后固体由氧化铁变为铁，质量减小，待反应结束后保持不变，故C正确；
D、氢气燃烧生成水，反应的化学方程式为2H2+O22H2O，每两个氢分子和一个氧分子生成两个水分子，分子个数减小，但不能减小到0，故D错误；
故选：C。
【典例12】（2023•阜新模拟）金属材料的使用与生产、生活和社会发展密切相关。
（1）桥梁建筑中使用了大量钢材。钢是铁的合金，钢的硬度比纯铁的硬度 大 （填“大”或“小”）。
（2）铁制品在潮湿的空气中容易生锈，防止自行车的车架生锈，常用的方法是 喷漆 。
（3）工业上常用一氧化碳还原赤铁矿石冶炼生铁，写出该反应的化学方程式 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 。
（4）向AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入一定量锌粉，充分反应后，有金属析出，过滤、洗涤后往滤渣中加入稀盐酸，有无色气体放出，则滤渣中一定存在的物质是 银、铜和锌（或Ag、Cu和Zn） 。
【答案】（1）大；
（2）喷漆；
（3）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；
（4）银、铜和锌（或Ag、Cu和Zn）。
【分析】（1）根据合金的性质来分析；
（2）根据铁锈蚀的条件及其防锈的措施来分析；
（3）根据化学反应的原理来分析；
（4）根据金属的活动性顺序来分析。
【解答】解：（1）合金的硬度一般比其成分金属的硬度大，钢是铁合金，钢的硬度比纯铁的硬度大。
（2）铁生锈需要和氧气、水同时接触。阻止铁和氧气、水接触可以防治生锈，所以防止自行车的车架生锈，常用的方法是喷漆，喷漆可以阻止铁和氧气、水接触，从而防止生锈。
（3）赤铁矿主要成分氧化铁，氧化铁和一氧化碳在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。
（4）活泼金属能将不活泼金属从其盐溶液中置换出来。金属活动性Zn＞H＞Cu＞Ag，锌先和硝酸银反应生成硝酸锌和银，如锌有剩余，锌和硝酸铜反应生成铜和硝酸锌，如还有锌剩余，则固体中含有锌。滤渣中加入稀盐酸，有无色气体放出，说明滤渣中存在比氢活泼的锌，所以滤渣中一定存在银、铜和锌。
故答案为：（1）大；
（2）喷漆；
（3）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；
（4）银、铜和锌（或Ag、Cu和Zn）。
【典例13】（2023秋•泰兴市月考）再现和理解实验，是学好化学的方法。如图是课堂演示的三个实验，请回答有关问题。
（1）图A是“铁的锈蚀实验”，该实验中可以观察铁生锈，红墨水倒吸入导管，据此现象并结合“热胀冷缩”原理可知：使固定容积的密闭容器内气压减小的原因可能是 BD 。
A.密闭体系内气体总量增加
B.密闭体系内气体总量减少
C.密闭体系内温度升高
D.密闭体系内温度降低
（2）图B实验中当集气瓶内水面上升到一定高度后，不能继续上升，这种现象说明氮气具有 不溶于水 的性质。实验若用镁粉代替红磷，发现倒吸入瓶中的水约占瓶内空气总体积的70%，此现象说明镁粉一定还会和空气中 氮气 反应。
（3）图C实验中只提供一瓶二氧化碳、一朵干燥紫花和适量水，若需证明二氧化碳能和水反应，从下列选项中选择合适步骤并进行排序 ②④③ 。
①瓶中喷入适量水
②干燥紫花放入瓶中
③喷过水的紫花放入瓶中
④将干燥紫花喷水
【答案】（1）BD；
（2）不溶于水；氮气；
（3）②④③。
【分析】（1）根据装置内压强减小的原因来分析；
（2）根据实验现象、物质的性质来分析；
（3）根据实验目的来分析实验方案。
【解答】解：（1）在密封体系内，气压变小的原因可能是密封体系内气体总量减少或密封体系内的温度降低；故答案为：BD；
（2）红磷在空气中燃烧时产生大量白烟，生成五氧化二磷，氧气约占空气总体积的五分之一，实验完毕，集气瓶内水面上升到一定高度后，不能继续上升，这种现象说明氮气不溶于水；在空气中，氮气的体积分数约为78%，氧气的体积分数约为21%，实验若用镁粉代替红磷，发现倒吸入瓶中的水约占瓶内空气总体积的70%，此现象说明镁粉一定还会和空气中氮气反应；故答案为：不溶于水；氮气；
（3）根据二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸能使石蕊试液染成紫色的干燥纸花变为红色来分析，实验步骤与现象如下：②干燥紫花放入瓶中，没有变色，④将干燥紫花喷水，没有变色，③喷过水的紫花放入瓶中，紫花变成红色，说明二氧化碳能和水反应，故答案为：②④③。
【典例14】（2022秋•郯城县期末）化学是一门以实验为基础的科学，下面是初中化学中几组重要的对比实验。
（1）实验1中，观察到A烧杯中的现象是 酚酞试液变红 ，由此可验证分子具有不断运动的性质。
（2）实验2中，对比铁钉表面的不同现象，可推知防止铁生锈的原理是 铁与氧气和水同时接触 。
（3）实验3中，整个实验过程中的现象是 干燥的紫色石蕊布条不变色，湿润的紫色石蕊布条变红，澄清石灰水变浑浊 ；装置C中反应的化学方程式为 CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O 。
【答案】（1）酚酞试液变红；
（2）铁与氧气和水同时接触；
（3）干燥的紫色石蕊布条不变色，湿润的紫色石蕊布条变红，澄清石灰水变浑浊；CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O。
【分析】（1）根据实验现象来分析；
（2）根据铁锈蚀的原理以及实验现象来分析；
（3）根据二氧化碳的性质来分析。
【解答】解：（1）浓氨水具有挥发性，挥发出来的氨气分子在不断地运动，与烧杯A中的水结合成氨水，氨水显碱性，所以烧杯A中的无色酚酞试液变红色；故填：酚酞试液变红；
（2）A试管中的铁钉与氧气和水同时接触，发生了锈蚀，B试管中的铁钉只与水接触，没有发生锈蚀，C试管中的铁钉只与氧气接触，没有发生锈蚀，对比可知，铁锈蚀的条件是铁与氧气和水同时接触；故填：铁与氧气和水同时接触；
（3）二氧化碳不能使干燥的紫色石蕊布条变色，二氧化碳和水反应生成了碳酸，碳酸能使紫色石蕊布条变红；二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和水，化学方程式为：CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O，所以观察到澄清的石灰水变浑浊；故填：干燥的紫色石蕊布条不变色，湿润的紫色石蕊布条变红，澄清石灰水变浑浊；CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O。
【考点4 金属的物理性质和某些化学性质实验活动】
【典例15】（2023•巴中）明代宋应星所著《天工开物》一书，介绍了“火法炼锌”的方法，把炉甘石（ZnCO3）和煤炭饼装入炼锌罐，如图所示，泥封、“其底铺薪，发火煅红”“冷定毁取出”。下列说法错误的是（ ）
A．炉甘石（ZnCO3）加入锌罐之前，将其粉碎的目的是增大反应物之间的接触面积
B．反应区中发生的反应之一：C+2ZnO2Zn+CO2↑，该反应中体现了C的还原性
C．“冷定毁罐取出”的目的是防止锌在较高温度下再次被氧化
D．“火法炼锌”符合低碳发展理念
【答案】D
【分析】A、根据影响反应的因素分析；
B、根据物质的还原性分析；
C、根据金属的性质分析；
D、根据低碳发展理念分析。
【解答】解：A、炉甘石（ZnCO3）加入锌罐之前，先将其粉碎的目的是增大反应物接触面积，反应更快、更充分，故正确。
B、C+2ZnO2Zn+CO2↑，该反应中C得到氧，体现还原性，故正确。
C、锌能与氧气在高温下反应会生成氧化锌，故“冷定”后方能“毁罐”取锌，其原因是防止生成的锌在较高温度下又被氧化成氧化锌，故正确。
D、“火法炼锌”过程中生成大量二氧化碳，不符合低碳发展理念，故错误。
故选：D。
【典例16】（2023•南漳县模拟）我国古代常用灰吹法炼银（如图），其过程为：将矿物银熔于铅形成银铅块，通过焙烧使铅氧化成PbO进入炉灰，灰吹得银。下列说法错误的是（ ）
A．银铅块属于合金
B．银可以和稀盐酸反应生成AgCl
C．PbO氧化物
D．灰吹法炼银过程含有化学变化
【答案】B
【分析】A、根据物质的分类来分析；
B、根据金属的活动性来分析；
C、根据物质的组成与分类来分析；
D、根据是否生成新物质来分析。
【解答】解：A、将矿物银熔于铅形成银铅块，因此银铅块属于合金，说法正确；
B、在金属活动性顺序中，银排在H后面，因此银与稀盐酸不反应，说法错误；
C、PbO是由两种元素组成的，且其中有一种元素是氧元素的化合物，属于氧化物，说法正确；
D、灰吹法炼银过程中有新物质——银生成，含有化学变化，说法正确。
故选：B。
【典例17】（2022秋•宣化区期末）金属材料在人类文明的发展中起着重要作用，古代冶金技术彰显了我国劳动人民的智慧。
（1）战国《韩非子•内储说上》提到，早期采金技术均是“沙里淘金”。金在自然界中主要以 单质 （填“单质”或“化合物”）形式存在。
（2）北宋沈括所著的《梦溪笔谈》中记载了“湿法炼铜”的方法“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”。即在硫酸铜溶液中加入铁，则可得到铜。该反应的化学方程式是 Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4 。
Ⅲ、明代宋应星所著的《天工开物》一书，介绍了“火法炼锌”的方法：把炉甘石（ZnCO3）和煤炭饼装入炼锌罐如图所示，泥封，“其底铺薪，发火煅红”“冷定毁罐取出”。
（3）炉甘石（ZnCO3）加入锌罐之前，先将其粉碎的目的是 增大反应物接触面积，使反应更快更充分 。
（4）反应区中，炉甘石（ZnCO3）在高温下分解生成氧化锌和另一种氧化物，该氧化物的化学式是 CO2 。
（5）反应区中，煤炭中的碳与氧化锌反应生成锌和二氧化碳，该反应的化学方程式是 2ZnO+C2Zn+CO2↑ ，该反应中体现了碳的 还原性 （填“还原性”或“氧化性”）。
（6）必须“冷定”后才能“毁罐”取锌，请从化学变化的角度解释其原因： 防止锌与氧气在温度较高时反应生成氧化锌 。
【答案】（1）单质；
（2）Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4；
（3）增大反应物接触面积，使反应更快更充分；
（4）CO2；
（5）2ZnO+C2Zn+CO2↑；还原性；
（6）防止锌与氧气在温度较高时反应生成氧化锌。
【分析】（1）根据金的化学性质比较稳定进行分析。
（2）根据铁和硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁进行分析。
（3）根据粉碎的目的是增大反应物接触面积，进行分析。
（4）根据质量守恒定律进行分析。
（5）根据碳与氧化锌反应生成锌和二氧化碳，进行分析。
（6）根据锌的化学性质比较活泼，加热条件下与氧气反应生成氧化锌，进行分析。
【解答】解：（1）金的化学性质比较稳定，金在自然界中主要以单质形式存在；
（2）“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”，即铁和硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁，该反应化学方程式：Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4；
（3）炉甘石（ZnCO3）加入锌罐之前，先将其粉碎的目的是增大反应物接触面积，使反应更快更充分；
（4）依据质量守恒定律可知：化学变化前后元素的种类不变，由两种元素组成且一种元素是氧元素的化合物叫做氧化物，炉甘石（ZnCO3）在高温下分解生成氧化锌和另一种氧化物，该氧化物的化学式：CO2；
（5）碳与氧化锌反应生成锌和二氧化碳，该反应化学方程式：2ZnO+C2Zn+CO2↑，碳夺走氧化锌中的氧元素，该反应体现了碳的还原性；
（6）锌的化学性质比较活泼，加热条件下与氧气反应生成氧化锌，必须“冷定”后才能“毁罐”取锌，请从化学变化的角度解释其原因：防止锌与氧气在温度较高时反应生成氧化锌。
故答案为：（1）单质；
（2）Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4；
（3）增大反应物接触面积，使反应更快更充分；
（4）CO2；
（5）2ZnO+C2Zn+CO2↑；还原性；
（6）防止锌与氧气在温度较高时反应生成氧化锌。
巩固训练
1．（2023秋•郧阳区期中）推理是学习化学的一种方法，以下推理正确的是（ ）
A．离子是带电的粒子，所以带电的粒子一定是离子
B．铜丝可作为导线，所以铜具有导电性
C．二氧化锰能加快氯酸钾分解速率，所以催化剂只能加快化学反应速率
D．化合物由不同种元素组成，所以由不同种元素组成的物质一定是化合物
【答案】B
【分析】A、根据带电的粒子来分析；
B、根据金属的性质与用途来分析；
C、根据催化剂的作用来分析；
D、根据化合物的概念来分析。
【解答】解：A、离子是带电的粒子，但是带电的粒子不一定是离子，如质子、电子等，选项说法错误，不符合题意；
B、铜丝可作导线，是因为铜具有良好的导电性，选项说法正确，符合题意；
C、二氧化锰能加快氯酸钾的分解速率，但是催化剂并不是只能加快化学反应速率，有些催化剂可以减慢化学反应的速率，选项说法错误，不符合题意；
D、化合物是由不同种元素组成的纯净物，故化合物是由不同种元素组成，但由不同种元素组成的物质不一定是化合物，如空气中含N、O等元素，但是空气属于混合物，选项说法错误，不符合题意。
故选：B。
2．（2022秋•荔湾区期末）下列物质中不属于合金的是（ ）
A．不锈钢B．氧化铁C．黄铜D．生铁
【答案】B
【分析】合金是指在一种金属中加热熔合其它金属或非金属而形成的具有金属特性的物质；合金具有以下特点：①一定是混合物；②合金中至少有一种金属等．
【解答】解：A、不锈钢是钢的一种，是铁的合金，故选项错误。
B、氧化铁是铁的氧化物，不属于合金，故选项正确。
C、黄铜是锌和铜的合金，故选项错误。
D、生铁是铁的合金，主要成分是铁，故选项错误。
故选：B。
3．（2023秋•东台市期中）古籍《抱朴子》中记载：“丹砂（HgS）烧之成水银，积变又还成丹砂。”下列说法不正确的是（ ）
A．“烧之”说明该反应需要加热
B．“水银”是指金属银
C．上述反应中可能有硫生成
D．“积变又还成丹砂”是化学变化
【答案】B
【分析】根据题意，古籍《抱朴子》中记载：“丹砂（HgS）烧之成水银，积变又还成丹砂，发生的是硫化汞在加热条件下生成汞和硫，进行分析判断。
【解答】解：A、丹砂（HgS）烧之成水银，“烧之”说明该反应需要加热，故选项说法正确。
B、“水银”是指金属汞，故选项说法错误。
C、丹砂（HgS）烧之成水银，由质量守恒定律，反应前后元素种类不变，上述反应中可能有硫生成，故选项说法正确。
D、“积变又还成丹砂”，是硫和汞反应能生成硫化汞，有新物质生成，属于化学变化，故选项说法正确。
故选：B。
4．（2023春•衡东县校级期中）有X、Y、Z三种金属，如果把X和Y分别放入稀硫酸中，X溶解并产生氢气，Y不反应；如果把Y和Z分别放入硝酸银溶液中，过一会儿，在Y表面有银析出，而Z没有变化。根据以上实验事实，判断这三种金属的活动性由强到弱的顺序为（ ）
A．Z、Y、XB．X、Y、ZC．Y、X、ZD．X、Z、Y
【答案】B
【分析】根据①在金属活动性顺序中，排在氢前面的金属能与酸反应置换出氢气，排在后面的则不能；②活动性较强的金属一般可以将位于其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来．可以较为容易的判断出X、Y、Z三种金属的活动性顺序．
【解答】解：由题中把X和Y分别放入稀硫酸中，X可以反应产生氢气，Y不反应，可知X位于氢之前，Y位于氢后；而把Y和Z放入硝酸银溶液中，过一会儿，在Y表面有银析出，Z表面没有变化，说明Y位于银之前，Z位于银之后，就是说X、Y、Z的金属活动性顺序由强到弱应是X、Y、Z．我们据此对四个选项判断即可。
故选：B。
5．（2023•泗洪县三模）实验研究铁锈蚀影响因素，记录如下，下列分析不正确的是（ ）
A．②③中O2含量减少表明铁已锈蚀
B．①②证明水对铁锈蚀有影响
C．②③证明食盐能加快铁锈蚀
D．①②③证明炭粉对铁锈蚀有影响
【答案】D
【分析】根据铁在与氧气和水蒸气同时接触时会发生锈蚀来分析。
【解答】解：A、铁生锈，氧气含量会减少，②③氧气含量减少，说明铁已经生锈，A正确，故该选项不符合题意；
B、干燥剂吸水，①没有水，氧气没有减少，铁没有生锈，②加水后氧气减少，铁生锈，说明水对铁锈蚀有影响，B正确，故该选项不符合题意；
C、③加食盐后铁生锈速度加快，说明食盐能加快铁锈蚀，C正确，故该选项不符合题意；
D、①②③实验中没有探究炭粉对锈蚀的影响，①②③无法证明炭粉对铁锈蚀有影响，D错误，故该选项符合题意；
故选：D。
6．（2023秋•虎丘区校级期中）利用铁粉、炭粉、氯化钠进行铁的锈蚀实验（装置如图所示，装置气密性良好，使用氯化钠溶液的目的是加快铁的锈蚀）。实验1min后温度计读数上升，8min后温度计恢复到原来温度。打开止水夹，水倒吸入锥形瓶中。实验数据如下表：
下列说法不合理的是（ ）
A．铁锈蚀过程中会放出热量
B．计算得出空气中氧气的含量约为19.7%
C．打开止水夹后，导管中残留水不会影响计算结果
D．若未恢复到原来温度就打开止水夹，烧杯内剩余水大于51.5mL
【答案】C
【分析】A、化学反应之间的吸热和放热现象；
B、使用氯化钠溶液的目的是加快铁的锈蚀正确；
C、导管中残留水会影响进入集气瓶中的水的体积；
D、未恢复到原来温度就打开止水夹，瓶内气压偏大。
【解答】解：A、铁的锈蚀是放热反应正确，故A正确；
B、得出空气中氧气的含量＝≈19.7%，故B正确；
C、打开止水夹后，导管中残留水会影响计算结果，故C错误；
D、若未恢复到原来温度就打开止水夹，瓶内气压偏大，烧杯内剩余水大于51.5mL，故D错误。
故选：C。
7．（2023•五华区一模）《天工开物》中记载了用炉甘石（含ZnCO3）冶炼锌的方法：“每炉甘石十觔，然后逐层用煤炭讲垫盛，其底铺薪发火煅红，罐中炉甘石熔化成团．冷定毁罐取出．”下列对锌的冶炼叙述不正确的是（ ）
A．用风箱向炉内鼓入空气，可使煤的燃烧更充分
B．“铺薪发火”涉及氧化反应
C．炉甘石炼锌的过程中，有二氧化碳产生
D．“冷定毁罐”属于化学变化
【答案】D
【分析】炉甘石（含ZnCO3）高温分解生成氧化锌和二氧化碳，氧化锌与碳高温下反应生成锌和二氧化碳，“冷定”后方能“毁罐”取锌，是为防止锌在较高温度下又被氧气氧化为氧化锌，据此分析。
【解答】解：A.物质燃烧需要氧气，用风箱向炉内鼓入空气，可使煤的燃烧更充分，故正确；
B.物质燃烧过程属于氧化反应，因此“铺薪发火”涉及氧化反应，故正确；
C.炉甘石（含ZnCO3）高温分解生成氧化锌和二氧化碳，氧化锌与碳高温下反应生成锌和二氧化碳，因此炉甘石炼锌的过程中，有二氧化碳产生，故正确；
D.“冷定”后方能“毁罐”取锌的过程中没有新物质产生，属于物理变化，不属于化学变化，故错误；
故选：D。
8．（2022秋•张湾区期末）2020年11月24日，我国用长征五号运载火箭成功发射嫦娥五号探测器，彰显了我国在航天领域取得的巨大成就。长征五号运载火箭用液氢和液氧代替了有毒的液体四氧化二氮和液体偏二甲肼做推进剂。“嫦娥五号”上使用的记忆合金、SiC颗粒增强铝基复合材料、高性能芳纶纤维等材料引起了全世界的关注，请根据上述材料回答：
（1）锂离子电池所用的锂在元素周期表中的信息和原子结构示意图如图所示，由图2可知锂离子的符号是 Li+ 。
（2）用液氧和液氢代替液体四氧化二氮和液体偏二甲肼做推进剂的优点 无污染（合理即可） 。（写一条）
（3）“嫦娥五号”探测器悬梯等关键部件采用铝合金而不采用纯铝，原因是 铝合金比纯铝硬度大（合理即可） 。
（4）硬度非常大的SiC结构类似金刚石，则构成SiC的基本微粒为 原子 。
【答案】（1）Li+；
（2）无污染（合理即可）；
（3）铝合金比纯铝硬度大（合理即可）；
（4）原子。
【分析】（1）根据原子结构示意图以及离子符号的写法分析；
（2）根据题目中所给的信息以及氢气和氧气燃烧只生成水分析；
（3）根据铝合金硬度比纯金属铝大进行分析；
（4）根据金刚石是由原子直接构成的分析。
【解答】解：（1）根据图2，锂原子最外层电子数为1，在化学反应中易失去一个电子，离子符号为Li+；
（2）液体四氧化二氮和液体偏二甲肼有毒，液氧和液氢反应后生成物为水，产热量高，无污染；
（3）“嫦娥五号”探测器悬梯等关键部件采用铝合金而不采用纯铝，是因为铝合金比纯铝硬度大（合理即可）；
（4）硬度非常大的SiC结构类似金刚石，金刚石是由碳原子直接构成的，则构成SiC的基本微粒为原子。
故答案为：（1）Li+；
（2）无污染（合理即可）；
（3）铝合金比纯铝硬度大（合理即可）；
（4）原子。
9．（2023秋•大庆期中）某溶液中含有Cu（NO3）2和AgNO3，现向其中逐渐加入一定质量的铁粉进行处理，并绘制出参加反应的铁的质量与溶液中溶质种类的关系图。
请回答：
（1）a、b两点，溶液的质量a ＞ b（填“＝”、“＜”或“＞”）。
（2）请写出c～d段发生反应的化学方程式 Fe+Cu（NO3）2═Fe（NO3）2+Cu 。
（3）某金属（用R表示）活动性弱于Fe，但能与盐酸发生置换反应，生成RCl2，若将一定质量的金属R加入c点对应的溶液中，充分反应后溶液中溶质的成分为一定有 R（NO3）2、Fe（NO3）2 ，可能有 Cu（NO3）2 。
【答案】（1）＞；
（2）Fe+Cu（NO3）2═Fe（NO3）2+Cu；
（3）R（NO3）2、Fe（NO3）2；Cu（NO3）2。
【分析】根据金属活动性Fe＞Cu＞Ag，向含有Cu（NO3）2和AgNO3加入锌粉，铁先与AgNO3反应生成硝酸亚铁和银，AgNO3反应完，铁才能与Cu（NO3）2反应生成硝酸亚铁和铜，进行分析解答。
【解答】解：（1）a、b两点，过程中铁和硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，由Fe+2AgNO3═Fe（NO3）2+2Ag，由反应时的质量比可知，每56份质量的铁可置换出216份质量的银，溶液的质量会减少，因此溶液的质量a＞b。
（2）c～d段是铁和硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，发生反应的化学方程式是Fe+Cu（NO3）2═Fe（NO3）2+Cu。
（3）某金属（用R表示）活动性弱于Fe，但能与盐酸发生置换反应，生成RCl2，说明R比铜活泼，若将一定质量的金属R加入c点对应的溶液中，R和硝酸铜反应生成R的硝酸盐和铜，充分反应后溶液中溶质的成分中一定含有不能反应的硝酸亚铁、反应生成的R（NO3）2，硝酸铜可能有剩余，可能会有硝酸铜。
故答案为：
（1）＞；
（2）Fe+Cu（NO3）2═Fe（NO3）2+Cu；
（3）R（NO3）2、Fe（NO3）2；Cu（NO3）2。
10．（2022秋•高碑店市期末）人类的日常生活、工农业生产都与化学息息相关。请回答下列问题：
（1）冰箱中放入活性炭除异味，利用了活性炭的 吸附 性。
（2）饮用硬度过大的水不利于健康，生活中常用 煮沸 的方法来降低水的硬度。
（3）铝制品耐腐蚀的原因是 常温下，铝与氧气反应生成致密的氧化膜，阻止内部的铝进一步被氧化 。
（4）古代用墨书写的字画能保存至今，其原因是 常温下碳的化学性质不活泼 。
【答案】（1）吸附。
（2）煮沸。
（3）常温下，铝与氧气反应生成致密的氧化膜，阻止内部的铝进一步被氧化。
（4）常温下碳的化学性质不活泼。
【分析】（1）活性炭具有吸附性。
（2）加热煮沸时，水中的钙离子、镁离子能够以碳酸钙沉淀、氢氧化镁沉淀的形式从水中析出，从而降低水的硬度。
（3）铝耐腐蚀是因为铝在常温下能与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜。
（4）常温下，碳的化学性质稳定。
【解答】解：（1）活性炭具有吸附性，能除去颜色和异味。
（2）生活中煮沸能减少水中可溶性钙、镁化合物的含量，即降低水的硬度。
（3）铝耐腐蚀是因为铝在常温下能与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜。
（4）墨中含有碳单质，而在常温下，碳的化学性质稳定，则用墨书写的字画能保存至今。
故答案为：（1）吸附。
（2）煮沸。
（3）常温下，铝与氧气反应生成致密的氧化膜，阻止内部的铝进一步被氧化。
（4）常温下碳的化学性质不活泼。
11．（2023秋•巴彦县校级期中）中国第一艘国产航母001A已进入舾装阶段，这标志着我国的海军能力正不断的壮大。
（1）航母船体喷上油漆，其防绣的原理是：① 隔绝空气和水蒸气，防止金属锈蚀 。长期侵入水中的航母铁锚链水面上部分很快就会出现铁锈，形成此现象的原因是：② 铁与氧气和水充分接触，且在氯化钠等盐溶液中生锈较快 。
（2）铁锈的主要成分为： Fe2O3 （填化学式）。
（3）该航母的舰体是某种合金制成的，它主要利用了该合金的物理性质是： A 。
A.硬度大
B.抗腐蚀性强
C.延展性好
（4）我国第一艘国产航母的动力系统是哈尔滨市锅炉厂开发研制的常规燃油锅炉。其燃料是柴油或重油。则该航母将来在航行过程中的能量转化应该是 化学能转内能转机械能 。
【答案】（1）①隔绝空气和水蒸气，防止金属锈蚀；
②铁与氧气和水充分接触，且在氯化钠等盐溶液中生锈较快；
（2）Fe2O3；
（3）A；
（4）化学能转内能转机械能。
【分析】（1）根据铁锈蚀的因素和防锈的措施解答；
（2）根据铁锈的成分是氧化铁解答；
（3）根据能量的转化解答。
【解答】解：（1）航母船体喷上油漆，是为了 隔绝空气和水蒸气，防止金属锈蚀；长期侵入水中的航母铁锚链水面上部分很快就会出现铁锈，形成此现象的原因是 铁与氧气和水充分接触，且在氯化钠等盐溶液中生锈较快；
（2）铁锈的主要成分为氧化铁，其化学式为 Fe2O3；
（3）该航母的舰体是某种合金制成的，它主要利用了该合金的物理性质是硬度大；
（4）航母将来在航行过程中的能量转化应该是 化学能转内能转机械能；
故答案为：（1）①隔绝空气和水蒸气，防止金属锈蚀；
②铁与氧气和水充分接触，且在氯化钠等盐溶液中生锈较快；
（2）Fe2O3；
（3）A；
（4）化学能转内能转机械能。
12．（2023•金凤区校级开学）生活离不开化学，利用所学化学知识解释下列问题。
（1）生铁和钢都是铁的合金，但性能差异大，其原因是 含碳量不同 。
（2）金刚石和石墨物理性质差异很大的原因是 碳原子的排列方式不同 。
（3）铁钉与 氧气、水 共同作用下会生锈。
（4）同学们在郊外野炊时发现，将木柴架空可以使其燃烧更旺，其原因是 增大了木柴和氧气的接触面积 。
【答案】（1）含碳量不同；
（2）碳原子的排列方式不同；
（3）氧气、水；
（4）增大了木柴和氧气的接触面积。
【分析】（1）根据生铁和钢的组成成分，进行分析解答。
（2）根据金刚石和石墨物理性质差异很大的原因，进行分析解答。
（3）根据铁锈蚀的条件，进行分析解答。
（4）根据促进燃烧的方法，进行分析解答。
【解答】解：（1）生铁是含碳量为2%～4.3%的铁合金，钢是含碳量为0.03%～2%的铁合金，生铁和钢都是铁的合金，但性能差异大，其原因是含碳量不同。
（2）金刚石和石墨物理性质差异很大的原因是碳原子的排列方式不同。
（3）铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟空气中的氧气、水共同作用的结果。
（4）同学们在郊外野炊时发现，将木柴架空可以使其燃烧更旺，是因为增大了木柴和氧气的接触面积。
故答案为：
（1）含碳量不同；
（2）碳原子的排列方式不同；
（3）氧气、水；
（4）增大了木柴和氧气的接触面积。
13．（2022秋•大渡口区校级期末）根据实验内容回答下列问题。
（1）实验1中管②收集到的气体是 氢气 。
（2）实验2，向软塑料瓶中倒入紫色石蕊溶液，拧紧瓶盖，振荡，观察到的现象是 溶液变成红色、软塑料瓶变瘪 。
（3）实验3，铜丝与硝酸银溶液反应的现象是 铜丝表面有白色固体析出，溶液由无色变成蓝色 ，反应结束后溶液的质量 减少 （填“增加”或者“减少”）。
【答案】（1）氢气。
（2）溶液变成红色、软塑料瓶变瘪。
（3）铜丝表面有白色固体析出，溶液由无色变成蓝色；减少。
【分析】电解水时，正极产生的是氧气，负极产生的是氢气。
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。
【解答】解：（1）实验1电解水实验，与电源正极相连的导管产生的气体是氧气，与电源负极相连的导管产生的气体是氢气；
（2）实验2，向软塑料瓶中倒入紫色石蕊溶液，拧紧瓶盖，振荡，二氧化碳溶于水生成碳酸，碳酸显酸性，能使紫色石蕊溶液变红，二氧化碳被消耗，软塑料瓶内压强变小，塑料瓶变瘪，观察到的现象是溶液变成红色、软塑料瓶变瘪；
（3）实验3，铜丝与硝酸银溶液反应生成银和硝酸铜，观察到现象：铜丝表面有白色固体析出，溶液由无色变成蓝色，该反应化学方程式：，每消耗64份质量的铜，置换出216份质量的银，反应结束后溶液的质量减少。
故答案为：（1）氢气。
（2）溶液变成红色、软塑料瓶变瘪。
（3）铜丝表面有白色固体析出，溶液由无色变成蓝色；减少。
14．（2023秋•绿园区校级期中）回答下列与金属、金属材料有关的问题。
（1）Cu和Al都能用作电线，因为Cu和Al具有良好的 导电 性。
（2）分析反应：Mn+FeSO4═MnSO4+Fe，Mg+MnSO4═MgSO4+Mn。
①Mn、Fe、Mg三种金属在溶液中的活动性，由强到弱的顺序是 Mg＞Mn＞Fe 。
②将金属Mn放入硫酸铜溶液中，写出化学方程式 Mn+CuSO4＝MnSO4+Cu 。
（3）如图是实验室探究铁生锈条件的一组对比实验，a和c两支试管对比，验证影响铁生锈的因素是 与氧气接触 ；a中植物油的作用是 隔绝空气 。
【答案】（1）导电；
（2）Mg＞Mn＞Fe；Mn+CuSO4＝MnSO4+Cu；
（3）与氧气接触；隔绝空气。
【分析】（1）Cu和Al具有良好的导电性。
（2）Mn+FeSO4═MnSO4+Fe，说明锰比铁活泼，Mg+MnSO4═MgSO4+Mn，说明镁比锰活泼。
锰和硫酸铜反应生成硫酸锰和铜。
（3）a中的铁与水接触，不能生锈，c中的铁和水、氧气接触，能够生锈，两支试管对比，验证影响铁生锈的因素是氧气。
【解答】解：（1）Cu和Al都能用作导线，反映出Cu和Al具有良好的导电性；
（2）①根据Mn+FeSO4＝MnSO4+Fe可知，Mn的活动性比Fe强，根据Mg+MnSO4＝MgSO4+Mn 可知，Mg的活动性比Mn强，则镁的活动性最强，锰其次，铁最弱，即金属活动性由强到弱的顺序为：Mg＞Mn＞Fe；
②根据金属活动性顺序表分析，铁的活动性比铜强，而锰的活动性比铁强，根据分析可知，锰能与硫酸铜反应，其化学方程式为：Mn+CuSO4＝MnSO4+Cu；
（3）铁生锈要满足与水接触和与氧气接触两个条件，本题使用控制变量法验证，a、c装置中唯一的不同点是有没有与氧气接触；a中植物油的作用是隔绝空气。
故答案为：（1）导电；
（2）Mg＞Mn＞Fe；Mn+CuSO4＝MnSO4+Cu；
（3）与氧气接触；隔绝空气。
15．（2023•宿迁三模）黄铜是铜和锌的合金。某化学兴趣小组的同学欲测定实验室中某黄铜样品中铜的质量分数（不考虑黄铜中的其他杂质），请你参与他们的探究过程。称量10g粉末状黄铜样品放入烧杯中，量取45mL稀硫酸分三次加入其中，每次充分反应后，测定生成氢气的质量，实验数据如表：
试求：
（1）m的数值 0.04 。
（2）第三次实验结束后，烧杯中所得溶液的溶质为 H2SO4、ZnSO4 。
（3）此黄铜样品中铜的质量分数是多少？（写出计算过程）
【答案】（1）0.04；
（2）H2SO4、ZnSO4；
（3）67.5%。
【分析】锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，根据反应的化学方程式及其提供的数据可以进行相关方面的计算。
【解答】解：（1）根据表格可以发现，第一次加入15mL稀硫酸生成0.04g氢气，第三次加入15mL稀硫酸还能生成并且只生成0.02g氢气，说明直到第三次反应才结束，并且硫酸有剩余；同时说明第二次加入15mL稀硫酸时完全反应，生成氢气的质量可按照第一次的数量关系（15mL对应0.04g）类推，而得出m为0.04g；
（2）黄铜是铜和锌的合金，加入稀硫酸，铜不与硫酸反应，锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气，由（1）分析可知，第三次加入15mL硫酸，锌反应完全，且硫酸有剩余，所以第三次实验结束后，烧杯中所得溶液的溶质为生成的硫酸锌和过量的硫酸；
（3）根据表格可知，共生成氢气的质量为0.04g+0.04g+0.02g＝0.1g，
设锌质量为x，
反应生成氢气质量：0.04g+0.04g+0.02g＝0.1g，
Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑，
65 2
x 0.1g
＝，
x＝3.25g，
此黄铜样品中铜的质量分数是：×100%＝67.5%，
答：此黄铜样品中铜的质量分数是67.5%。
故答案为：
（1）0.04；
（2）H2SO4、ZnSO4；
（3）67.5%。
16．（2023•铜仁市一模）人类社会发展离不开金属材料。某种镁合金的成分为Mg和Al。
（1）镁合金是轻薄笔记本电脑外壳的首选材料，主要利用了镁合金的 密度小、硬度大、延展性等 优良性能。
（2）取该镁合金一小块进行实验。实验前，需用砂纸打磨镁合金，除去其表面薄膜。请用化学方程式解释镁合金表面产生薄膜的原因 2Mg+O2═2MgO或4Al+3O2═2Al2O3 （写出其中一个即可）。
（3）将打磨后的镁合金进行如图所示实验。
①若X为H2SO4，实验中发生反应的化学方程式为 2Al+3H2SO4＝Al2（SO4）3+3H2↑或Mg+H2SO4＝MgSO4+H2↑ （写一个）。若Y的质量为0.7g，镁合金中Mg与Al的质量比为 1：1 。
②若X为CuSO4，Z为无色溶液，Y的成分可能是 Cu；Cu、Al；Cu、Al、Mg 。
【答案】（1）密度小、硬度大、延展性等（合理即可）；
（2）2Mg+O2═2MgO 或 4Al+3O2═2Al2O3；
（3）①2Al+3H2SO4＝Al2（SO4）3+3H2↑ 或Mg+H2SO4＝MgSO4+H2↑；1：1；
②Cu；Cu、Al；Cu、Al、Mg。
【分析】（1）根据物质的性质决定物质的用途进行分析；
（2）根据镁和氧气反应生成氧化镁、铝和氧气反应生成氧化铝进行分析；
（3）①根据镁和硫酸反应生成硫酸镁和氢气，铝和硫酸反应生成硫酸铝和氢气进行分析；
②根据排在前面的金属可以将排在后面的金属从其盐溶液中置换出来进行分析。
【解答】解：（1）镁合金是轻薄笔记本电脑外壳的首选材料，主要利用了镁合金的密度小、硬度大、延展性等优良性能；
（2）取该镁合金一小块进行实验。实验前，需用砂纸打磨镁合金，除去其表面薄膜，镁和氧气反应生成氧化镁、铝和氧气反应生成氧化铝，化学方程式为：2Mg+O2═2MgO 或 4Al+3O2═2Al2O3；
（3）①若X为H2SO4，实验中发生的反应是镁和硫酸反应生成硫酸镁和氢气，铝和硫酸反应生成硫酸铝和氢气，化学方程式为：2Al+3H2SO4＝Al2（SO4）3+3H2↑ 或Mg+H2SO4＝MgSO4+H2↑；
若Y的质量为0.7g，设镁的质量为x，铝的质量为（7.2﹣x）
2Al+3H2SO4＝Al2（SO4）3+3H2↑
54 6
7.2﹣x
Mg+H2SO4＝MgSO4+H2↑；
24 2
x
+＝0.7g
x＝3.6g
所以镁合金中Mg与Al的质量比为1：1；
②若X为CuSO4，Z为无色溶液，说明滤液中不含硫酸铜，所以Y的成分可能是Cu；Cu、Al；Cu、Al、Mg。
故答案为：（1）密度小、硬度大、延展性等（合理即可）；
（2）2Mg+O2═2MgO 或 4Al+3O2═2Al2O3；
（3）①2Al+3H2SO4＝Al2（SO4）3+3H2↑ 或Mg+H2SO4＝MgSO4+H2↑；1：1；
②Cu；Cu、Al；Cu、Al、Mg。
17．（2023•方城县模拟）将一定质量的镁粉和铁粉的混合物加入到AgNO3和Cu（NO3）2混合溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和无色滤液。
（1）反应后溶液的质量 减小 （填“增大”“减小”“不变”）。
（2）写出一个一定反应的化学方程式 Mg+2AgNO3═Mg（NO3）2+2Ag或Mg+Cu（NO3）2═Mg（NO3）2+Cu 。
（3）请分析滤渣的成分 滤渣中一定含铁、银、铜，可能含有镁 。
【答案】（1）减小。
（2）Mg+2AgNO3═Mg（NO3）2+2Ag或Mg+Cu（NO3）2═Mg（NO3）2+Cu。
（3）滤渣中一定含铁、银、铜，可能含有镁。
【分析】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。
【解答】解：将一定质量的镁粉和铁粉的混合物加入到AgNO3和Cu（NO3）2混合溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和无色滤液，说明硝酸银、硝酸铜完全反应，铁没有反应；
（1）镁和硝酸银反应生成硝酸镁和银、和硝酸铜反应生成硝酸镁和铜，反应的化学方程式及其质量关系：
Mg+2AgNO3═Mg（NO3）2+2Ag，
24 216
Mg+Cu（NO3）2═Mg（NO3）2+Cu，
24 64
由以上质量关系可知，镁和硝酸银、硝酸铜反应后溶液的质量减小。
故填：减小。
（2）一定发生的反应：镁和硝酸银反应生成硝酸镁和银、和硝酸铜反应生成硝酸镁和铜，反应的化学方程式：Mg+2AgNO3═Mg（NO3）2+2Ag或Mg+Cu（NO3）2═Mg（NO3）2+Cu。
故填：Mg+2AgNO3═Mg（NO3）2+2Ag或Mg+Cu（NO3）2═Mg（NO3）2+Cu。
（3）滤渣的成分：滤渣中一定含铁没有反应的、反应生成的银、铜，可能含有过量的镁。
故填：滤渣中一定含铁、银、铜，可能含有镁。
合金
铁的合金
铜合金
焊锡
钛和钛合金
形状记忆合金
生铁
钢
黄铜
青铜
成分
含碳量
2%～4.3%
含碳量
0.03%～2%
铜锌
铜锡
铅锡合金
钛镍合金
备注
铁的合金主要含Fe、C，
区别主要是含碳量不同
紫铜是纯铜
熔点低
焊接金属
与人体有很好的相容性，可用于制造人造骨
具有形状记忆效应用于制成人造卫星天线
金属
在空气中
在氧气中
镁
常温下逐渐变暗，表面形成氧化膜。点燃，剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色的固体。
点燃，剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色的固体2Mg + O2 点燃 2MgO
铝
常温下表面变暗，生成一种致密的氧化膜
点燃，剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色的固体4Al + 3O2 点燃 2Al2O3
铁
持续加热变红
点燃，剧烈燃烧，火星四射，生成黑色的固体3Fe + 2O2 点燃 Fe3O4
铜
加热，生成黑色物质；在潮湿的空气中，生成铜绿而被腐蚀
紫红色的铜丝加热后变黑2Cu + O2 加热 2CuO
银、金
即使在高温时也不与氧气发生反应
稀盐酸/稀硫酸
镁
锌
铁
现象
固体逐渐溶解，产生大量气泡
固体逐渐溶解，产生较多气泡
固体逐渐溶解，无色溶液变为浅绿色，产生少量气泡
方程式
Mg+2HCl = MgCl2+H2↑
Zn+2HCl = ZnCl2+H2↑
Fe+ 2HCl = FeCl2 + H2↑
Mg+H2SO4 = MgSO4+H2↑
Zn+H2SO4 = ZnSO4+H2↑
Fe+H2SO4 =FeSO4+H2↑
实验
铁钉+硫酸铜溶液
铝丝+硫酸铜溶液
铜丝+硝酸银溶液
现象
铁表面有红色固体产生，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色。
铝表面有红色固体产生，
溶液由蓝色逐渐变为无色。
铜表面有银白色固体产生，溶液由无色逐渐变为蓝色。
化学方程式
Fe+CuSO4 =Cu+FeSO4
2Al+3CuSO4 =Al2(SO4)3 +3Cu
Cu+2AgNO3 =2Ag+Cu(NO3)2
活动性比较
铁>铜
铝＞铜
铜＞银
实验装置
序号
其他试剂
100s时O2的含量
①
干燥剂
21%
②
10滴水
15%
③
10滴水和1.0g食盐
8%
实验前的体积
实验后的体积
锥形瓶内空气（含导管内空气）
烧杯内水
烧杯内剩余水
246.0mL
100.0mL
51.5mL
第一次
第二次
第三次
加入稀硫酸的体积（mL）
15
15
15
生成氢气的质量（g）
0.04
m
0.02
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