第5讲 金属和金属矿物
命题点1 金属材料
1．(2018·江西)常温下为液态的金属是(A)
A．汞 B．金
C．银 D．铝
2．(2018·成都)科学家发现一种新金属。根据下表信息推测其用途错误的是(A)
熔点
2 500 ℃
密度
3 g/cm3
强度
与钢相似
导电性
良好
导热性
良好
抗腐蚀性
优异
A.用于焊接金属 B．制造航天飞机
C．制外科手术刀 D．用于通信设备
3．(2018·本溪)关于金属及合金的说法错误的是(A)
A．合金中至少含有两种金属元素
B．生铁和钢是常见的铁合金
C．黄铜的硬度比纯铜的硬度大
D．焊锡的熔点比纯锡的熔点低
命题点2 金属的化学性质
4．(2018·湘西)已知化学反应：X＋YSO4===Y＋XSO4，根据此反应信息判断正确的是(A)
A．X的金属活动性比Y强
B．Y的金属活动性比X强
9
C．X一定是金属铁
D．Y一定是金属铜
5．(2018·重庆A卷)常温下向一定量的稀盐酸中逐渐加入镁条，充分反应(忽略挥发)。下列图象正确的是(C)
A．①② B．②③
C．①④ D．②④
命题点3 金属的活动性顺序及其应用
6．(2018·西宁)有甲、乙、丙、丁四种颗粒大小相同的金属，分别投入等质量等浓度的稀硫酸中，乙、丙表面有气泡产生，且丙产生气泡较快，甲、丁无现象；再将甲投入丁的盐溶液中，甲的表面有丁析出，则这四种金属的活动性由强到弱的顺序为(B)
A．甲＞乙＞丙＞丁 B．丙＞乙＞甲＞丁
C．丙＞乙＞丁＞甲 D．丁＞甲＞乙＞丙
7．(2018·温州)根据金属活动性顺序判断，下列容器与所盛溶液不会发生化学反应的是(B)
A．用铁制容器盛盐酸
B．用铜制容器盛盐酸
C．用铁制容器盛硝酸银溶液
D．用铜制容器盛硝酸银溶液
8．(2018·成都)探究锌、铜、镁的金属活动性时，下列现象、分析或结论正确的是(C)
A．盐酸的浓度可以不同
B．铜片表面有气泡
C．放镁片的试管表面发烫
D．活动性Cu>Zn>Mg
9．(2018·宜昌)取一定量的Mg放入Cu(NO3)2和AgNO3的混合溶液中充分反应后过滤，得到固体和滤液。下列说法错误的是(B)
A．固体中只有Ag时，滤液一定呈蓝色
B．固体中有Cu和Ag时，滤液一定呈无色
C．固体中一定有Ag，滤液中可能有AgNO3
D．固体中可能有Cu，滤液中一定有Mg(NO3)2
10．(2018·青岛)同学们到实验室去进行“探究金属的性质”实验。将锌粉和铁粉的混合物加入到盛有一定量硝酸银溶液的烧杯中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。请你填空。
(1)若将所得滤渣放入稀盐酸中，有气泡产生，则：
①滤液里一定含有__Zn(NO3)2__(填化学式，下同)，可能含有__Fe(NO3)2__；
②滤渣中一定含有__Ag、Fe__，可能含有__Zn__。
(2)若反应后所得滤液呈无色，则滤渣中一定含有__Ag、Fe__(填化学式)。
(3)反应后所得滤液的溶质质量分数__小于__(填“大于”“小于”或“等于”)原硝酸银溶液的溶质质量分数。
命题点4 金属的冶炼
11．(2018·河南改编)下图装置可以做CO还原Fe2O3的实验并检验该反应的气体生成物。已知由一氧化碳发生装置得到的CO中混有杂质CO2和H2O。
9
(1)写出B装置玻璃管内反应的化学方程式。
答：3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2。
(2)从环保角度考虑，请写出一种尾气处理方法。
答：将尾气点燃(或进行收集等)。
(3)若没有A装置，则该实验不能达到检验气体生成物的目的，请说明原因。
答：因为A装置能吸收CO2，若没有A装置，则杂质中的CO2也能使澄清石灰水变浑浊，对检验气体生成物造成干扰。
命题点5 金属资源的锈蚀和防护
12．(2018·长沙)2018年5月我国自主建造的第一艘航母下海，为保证航母的使用寿命，下列防锈措施不可行的是(C)
A．用抗锈蚀性能优异的合金制造航母零部件
B．刷防锈漆
C．船体表面镀一层黄金
D．给某些部位涂油
13．(2018·西宁)早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，请根据所学知识回答下列问题：
(1)工业上常以赤铁矿为原料炼铁，请写出该反应的化学方程式：__3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2__。
(2)据统计每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的20%～40% ，铁制品锈蚀的过程实际上是铁与空气中的__氧气和水蒸气__等发生反应的过程。
重难点1 金属的化学性质
判断下列关于金属的化学性质的说法是否正确(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)铝比铁具有更好的抗腐蚀性，是因为铁比铝更活泼。(×)
(2)真金不怕火炼是说金的熔点高，无论多高的温度也不熔化。(×)
(3)可通过比较金属(颗粒大小相同)与等浓度的同种酸反应的剧烈程度初步判断金属的活动性顺序。(√)
(4)现有甲、乙、丙、丁四种颗粒大小相同的金属，分别投入相同的稀硫酸中，只有甲、乙表面有气泡产生，且甲产生气泡较快；再把丙和丁投入相同的硝酸银溶液中，过一会儿，丙的表面有银析出，而丁没变化。则四种金属的活动性顺序是丙>乙>丁>甲。(×)
相同质量的Mg、Fe分别与等浓度的稀盐酸作用，产生H2的质量m(H2)与加入稀盐酸的体积V(稀盐酸)关系如下图所示，其中正确的是(D)
重难点2 金属活动性顺序
为验证锌、铁、铜三种金属的活动性依次减弱，某同学设计了金属与溶液混合的六种方案(如图所示)，其中不能达到目的的是(C)
9
A．①② B．⑤⑥ C．④⑥ D．②③④
将一定量的锌粉加入到硝酸银和硝酸铜的混合溶液中，充分反应后过滤。
(1)向滤渣中滴加稀盐酸，有气泡产生，该气泡是__H2__(填化学式，下同)。
①滤渣中一定含有__Ag、Cu、Zn__；
②滤液中一定含有__Zn(NO3)2__，一定不含有__AgNO3、Cu(NO3)2__。
(2)向滤渣中滴加稀盐酸，无气泡产生。
①滤渣中一定不含有__Zn__，一定含有__Ag__，可能含有__Cu__。
②滤液中一定含有__Zn(NO3)2__。
(3)向滤液中滴加稀盐酸，有白色沉淀生成。
①滤液中一定含有__Zn(NO3)2、AgNO3、Cu(NO3)2__；
②滤渣中一定含有__Ag__，一定不含有__Cu、Zn__。
(4)向滤液中滴加稀盐酸，无现象。
①滤液中一定不含有__AgNO3____，一定含有__Zn(NO3)2__，可能含有__Cu(NO3)2__；
②滤渣中一定含有__Ag__，可能含有__Cu、Zn__。
(5)若滤液呈蓝色。
①滤渣中一定不含有__Zn__，一定含有__Ag__，可能含有__Cu__。
②滤液中一定含有__Cu(NO3)2、Zn(NO3)2__。
实验突破1 一氧化碳还原氧化铁
利用如图所示的装置可做CO还原Fe2O3的实验，并检验该反应的气体产物，已知由A装置制取的CO气体中混有少量的CO2。
A B C D
(1)CO与Fe2O3反应的化学方程式为__Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2__。
(2)气体通过装置的顺序是A→__C→D→B__(装置不能重复使用)，B装置的作用是__检验生成物中有二氧化碳__，C装置的作用是__除去混合气体中的二氧化碳，防止对一氧化碳的生成物检验造成干扰__。
(3)从环保角度考虑，对以上装置的改进措施是__在B装置后增加尾气处理装置__。
【拓展训练】
(4)实验中看到的实验现象为玻璃管中的粉末__由红色逐渐变黑__，澄清石灰水__变浑浊__。
(5)加热氧化铁之前，先通一会儿一氧化碳的作用是__排尽玻璃管中的空气，防止发生爆炸__。
(6)写出B装置中发生反应的化学方程式：__CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O__；若将通过B装置后的气体点燃，则气体燃烧的化学方程式为__2CO＋O22CO2__。
(7)实验结束时，先停止加热，继续通入一氧化碳冷却到室温的目的是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__。
实验突破2 铁钉锈蚀条件的探究
(2017·安徽)某研究小组为探究“影响铁制品锈蚀快慢的影响因素”。取同浓度的稀氨水和稀醋酸用下图装置完成表中实验，回答下列问题。
9
实验序号
①
②
③
④
实验温度/℃
25
25
70
70
试剂
稀氨水
稀醋酸
稀氨水
稀醋酸
出现铁锈
所需时间
1天
未见锈蚀
5分钟
1天
未见锈蚀
1分钟
(1)铁锈的主要成分是__Fe2O3__(填化学式)。
(2)实验②和④可探究__温度__因素对铁制品锈蚀快慢的影响；欲探究试剂酸碱性对铁制品锈蚀快慢的影响，应选择的实验是__①②或③④__(填实验序号)。
(3)根据表中实验现象得出的结论是__其他条件相同的情况下，温度越高，铁制品越容易生锈(或其他条件相同的情况下，酸性试剂使铁制品容易生锈)__(写出1点即可)。
(4)影响铁制品锈蚀快慢除上述因素外，还有__酸的浓度__(写出1点即可)，请设计实验方案：__常温下，取两支试管，分别加入不同浓度的稀醋酸，并放入相同的铁钉，观察出现铁锈所需的时间(其他合理答案均可)__。
【拓展训练】
(5)海水中含有氯化钠、氯化镁等物质，铁制品在海水中和在淡水中锈蚀的快慢是否一样，请你设计实验方案：__常温下，取两支试管，分别加入等量的食盐水和蒸馏水，观察出现铁锈所需的时间(其他合理答案均可)__。
1．(2018·仙桃)在如图台灯所标识的各部件中，不属于金属材料的是(C)
A．① B．②
C．③ D．④
2．(2018·雅安)下列关于金属的说法中，错误的是(B)
A．铜有良好的导电性，常用于制作导线
B．所有的金属都能与稀盐酸反应
C．铁制品在干燥的空气中不易生锈
D．不能用铁桶盛放硫酸铜溶液
3．(2018·玉林)保护金属资源的有效途径，不包括下列的(D)
A．合理开采矿物 B．寻找金属替代品
C．回收利用金属 D．禁止使用铁制品
4．(2018·黄石)现有甲、乙、丙三种金属，先将三者分别加入到稀硫酸中，只有乙金属表面有气泡生成；再将甲加入到丙的盐溶液中，无明显变化。据此判断三种金属的活动性由强到弱的顺序是(C)
A．甲>乙>丙 B．甲>丙>乙
C．乙>丙>甲 D．丙>甲>乙
5．(2018·广东)利用盐酸和硝酸银探究铁、铜、银的金属活动顺序，下列实验可以不需要进行的是(C)
A．铁＋稀盐酸 B．铜＋稀盐酸
C．银＋稀盐酸 D．铜＋硝酸银溶液
9
6．(2018·娄底)化学趣味小组在学习了金属的化学性质后，对金属R的活动性进行探究发现：将金属R放入稀盐酸中，观察到有气泡产生(该反应的化学方程式可表示为：R＋2HCl2===RCl2＋H2↑)，将R放入ZnSO4溶液中无任何变化。下列化学方程式书写错误的是(A)
A．R＋MgSO4===RSO4＋Mg
B．R＋CuSO4===RSO4＋Cu
C．R＋H2SO4===RSO4＋H2↑
D．2Al＋3RSO4===Al2(SO4)3＋3R
7．(2018·安顺)“愚人金”实为铜锌合金，外观与黄金极为相似，常被不法商贩冒充黄金牟取暴利，下列关于鉴别“愚人金”与黄金的实验方案，合理的是(D)
①比较硬度，硬度小的是“愚人金”
②灼烧，表面变色的是“愚人金”
③浸没在稀硫酸中，表面有气泡产生的是“愚人金”
④浸没在硫酸锌溶液中，表面附着白色物质的是“愚人金”
A．①③ B．②④
C．①④ D．②③
8．(2017·眉山)某同学用下图装置进行CO与Fe2O3的反应。下列说法错误的是(D)
A．该实验装置应增加尾气处理装置
B．加热前应先通入一段时间的CO以排尽装置内的空气
C．NaOH溶液应改为Ca(OH)2溶液以检验产生的CO2气体
D．反应后的固体是Fe和Fe2O3的混合物，可以采用加入盐酸并过滤的方法得到Fe
9．(2018·邵阳)向AgNO3溶液中加入一定质量铜和锌的混合物，充分反应后过滤得到无色溶液和滤渣，下列说法正确的是(A)
A．反应后所得的溶液中一定含有Zn(NO3)2，一定不含Cu(NO3)2 和AgNO3
B．反应后所得的溶液中一定含有Zn(NO3)2，可能含有Cu(NO3)2 和AgNO3
C．反应后所得的滤渣中一定含有Ag，一定不含Cu和Zn
D．反应后所得的滤渣中一定含有Cu，可能含有Zn和Ag
10．(2018·河北)如图所示的四个图象，分别对应四种过程，其中正确的是(C)
A．①分别向等质量Mg和Cu中加入足量等质量、等浓度的稀硫酸
B．②分别向等质量且足量的Zn中加入等质量、不同浓度的稀硫酸
C．③分别向等质量且足量的Mg和Zn中加入等质量、等浓度的稀硫酸
D．④分别向等质量的Mg和Zn中加入等质量、等浓度且足量的稀硫酸
11．(2018·绥化)被誉为“中国天眼”的FAST是目前世界上最大口径、最灵敏的射电望远镜，如图所示。请回答下列问题。
9
(1)选择角钢而不用纯铁作塔架的主要原因是__钢的硬度大__。
(2)角钢中含有锰(Mn)和硅，锰可以与稀盐酸发生置换反应，生成的锰的化合物中锰元素显＋2价。请写出锰与稀盐酸反应的化学方程式__Mn＋2HCl===MnCl2＋H2↑__。
(3)请你写出一条防止铁制材料生锈的具体措施：__刷漆__。
(4)向硝酸银和硝酸铜的混合溶液中加入一定量的铝粉，反应停止后过滤，得到滤渣和滤液。向滤渣中滴加稀盐酸，无气泡产生，则滤渣中一定含有__Ag__；滤液中一定含有的溶质是__Al(NO3)3__，可能含有的溶质是__AgNO3、Cu(NO3)2__。(均填化学式)
12．(2017·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。
(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、生成黑色固体__。
(3)写出相应的化学方程式：①__Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2__；②__2H2O2H2↑＋O2↑__。
13．(2018·呼和浩特)古往今来，金属材料和制品在我们的社会生活中一直起着非常重要的作用。
(1)考古工作者发现铁质的出土文物往往锈蚀严重，铁生锈的条件是__铁与氧气、水同时接触__。在实验室常用稀盐酸清除铁锈，化学方程式为__Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O__ 。
(2)近年来，我国高铁建设促进了经济、社会的快速发展。制造铁轨的材料是合金钢，主要原因是合金钢具有__硬度大(或机械强度好、或韧性好等)__的优越性能(要求只答一条)。
(3)某同学在实验室进行了两个有关金属性质的实验：
实验Ⅰ：硫酸铝溶液和铁粉混合
实验Ⅱ：硫酸铜溶液与铁粉混合
在上述两个实验结束后，该同学将实验Ⅰ和Ⅱ的物质全部倒入同一个烧杯中，发现烧杯内的红色固体明显增多，原因是__实验Ⅱ中硫酸铜溶液有剩余，而实验Ⅰ中的铁粉又能与实验Ⅱ中剩余的硫酸铜发生置换反应生成铜和硫酸亚铁__(用文字说明)。一段时间后过滤，向滤渣中滴加盐酸，结果没有气泡产生。那么，滤液中所含金属离子的情况可能是__②⑤__(填写序号)。
①Al3＋ ②Al3＋、Fe2＋ ③Al3＋、Fe3＋
④Fe2＋、Cu2＋ ⑤Al3＋、Fe2＋、Cu2＋
14．(2017·武汉)钢是铁的合金。为测定某钢样中铁的质量分数，取11.4 g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：设钢样中铁的质量为x。
Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑
56 2
x 0.4 g
＝ x＝11.2 g
9
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%。
15．(2018·衡阳)某不纯的铁5.6克与足量的稀硫酸反应生成0.23克氢气，则铁中混有的物质可能是(C)
A．锌 B．碳
C．铝 D．银
16．(变式题)某兴趣小组在研究Zn－Cu合金、Zn－Fe合金、Fe－Al合金、Fe－Cu合金时，发现其中一种合金6.5 g与足量稀盐酸充分反应产生了0.5 g气体，该合金可能是(C)
A．Zn－Cu合金 B．Zn－Fe 合金
C．Fe－Al合金 D．Fe－Cu合金
17．(2018·济宁)分别向50 g FeSO4和CuSO4溶液中，加入一定质量Mg粉恰好完全反应。随着Mg粉消耗，Mg粉与溶液中FeSO4、CuSO4的质量变化关系如图。请读取图象信息并结合金属活动性顺序分析，下面说法不合理的是(D)
A．反应前，溶液中溶质质量分数：FeSO4
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