第五讲 金属和金属材料
考点一
金属材料
[
重点
]
命题角度
1
合金的判断
例
1
（
2018·
兰州改编）合金具有许多优良的性能，下列材料不属于合金的是
( )
A.
生铁
B.
金刚石
C.
焊锡
D.18K
金
【
解析
】
生铁属于铁合金；金刚石是碳单质，不属于合金；焊锡是由锡、铅组成的合金；
18K
金是由
75%
金和
25%
的镍、银、锌组成的合金。
【
答案
】
B
命题角度
2
金属物理性质与用途的关系
例
2
（
2018
·
葫芦岛）铜能被加工成超薄铜箔，是因为铜具有良好的
( )
A.
延展性
B.
导热性
C.
导电性
D.
抗腐蚀性
【
答案
】
A
1.
（
2018·
成都）科学家发现一种新金属。根据图表信息推
测其用途错误的是
( )
A.
用于焊接金属
B.
制造航天飞机
C.
制外科手术刀
D.
用于通讯设备
熔点
密度
强度
导电性
导热性
抗腐蚀性
2500 ℃
3 g/cm
3
与钢相似
良好
良好
优异
A
考点二
金属的化学性质
[
重难点
]
命题角度
1
金属与氧气、酸、盐溶液的反应
例
3
（
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
( )
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
【
解析
】
①
比较硬度，黄金软，“愚人金”硬度大，故错误；②灼烧，铜能够和氧气反应产生氧化铜，表面变黑色的是“愚人金”，故正确；③浸没在稀硫酸中，锌能够和稀硫酸反应产生氢气，因此表面有气泡产生的是“愚人金”，故正确；④浸没在硫酸锌溶液中，三种金属都不能和硫酸锌反应，无明显现象，无法鉴别，故错误。
【
答案
】
D
命题角度
2
有关金属的坐标图像分析
例
4
（
2018·
河北）如图所示的四个图像，分别对应四种过程，其中正确的是
( )
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、等浓度且定量的稀硫酸
【
解析
】
①
铜的金属活动性排在氢的后面，不会与稀硫酸反应生成氢气；②等质量且足量的
Zn
中加入等质量、不同浓度的稀硫酸反应，浓度大的稀硫酸反应生成的氢气多；③向等质量且足量的
Mg
和
Zn
中加入等质量、等浓度的稀硫酸，
Mg
的活动性比
Zn
强，先产生氢气，硫酸完全反应，所以最终生成的氢气相等；④
Mg
的金属活动性比
Zn
强，所以
Mg
的反应速率快。
【
答案
】
C
考点三
金属活动性顺序及其应用
[
重难点
]
命题角度
1
金属活动性顺序的判断
例
5
（
2018·
衡阳）现有
X
、
Y
、
Z
三种金属，如果把
X
、
Y
和
Z
分别放入稀硫酸中，
X
和
Z
溶解并产生气体，
Y
无变化；如果把
X
放入
Z
的盐溶液中，过一会儿，在
X
的表面有
Z
析出。根据以上实验事实，判断
X
、
Y
和
Z
的金属活动性顺序
( )
A.X
＞
Y
＞
Z B.Y
＞
Z
＞
X
C.X
＞
Z
＞
Y D.Z
＞
X
＞
Y
【
解析
】
把
X
、
Y
和
Z
分别放入稀硫酸中，
X
和
Z
溶解并产生气体，
Y
无变化，说明
X
和
Z
的金属活动性比
Y
强；把
X
放入
Z
的盐溶液中，过一会儿，在
X
的表面有
Z
析出，说明
X
比
Z
的金属活动性强，故
X
、
Y
和
Z
的金属活动性顺序为
X
＞
Z
＞
Y
。
【
答案
】
C
判断金属活动性顺序的几种方法
（
1
）根据金属在自然界中存在的形态，主要以化合物形态存在，说明该金属活动性强，主要以单质形态存在，说明该金属活动性弱。
（
2
）根据金属与酸反应的剧烈程度或产生氢气的速率快慢，反应得越剧烈或产生氢气的速率越快，金属活动性就越强。
（
3
）根据置换反应，若
A
＋
BC―→B
＋
AC
能发生，则
A
的金属活动性大于
B
。
2.
（
2018
·
连云港）已知：金属
X
在常温下能与空气中的氧
气反应，而金属
Y
和
Z
不能；将
Y
、
Z
分别投入稀盐酸中，
Y
溶
解并产生气泡，
Z
无变化。下列说法正确的是（
）
A.X
氧化物的化学式只能表示为
XO
B.Y
能将
X
从它的盐溶液中置换出来
C.Z
在自然界中只能以单质形式存在
D.
三种金属的活动性顺序：
X
＞
Y
＞
Z
D
命题角度
2
金属活动性顺序的验证
例
6
（
2016·
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
( )
【
解析
】
分析表格中各选项的信息可知，
A
中
Zn
能与
FeSO
4
溶
液反应，说明
Zn
的金属活动性比
Fe
强；
Fe
能与
AgNO
3
溶液反应，
说明
Fe
的金属活动性比
Ag
强，故
A
能达到实验目的；
B
中
Fe
不能
与
ZnSO
4
反应，说明
Zn
的金属活动性比
Fe
强；
Ag
不能与
FeSO
4
溶液
反应，说明
Fe
的金属活动性比
Ag
强，故
B
能达到实验目的；
Ag
不
能与
ZnSO
4
反应，说明
Zn
的金属活动性比
Ag
强；
Zn
能与
FeSO
4
溶液
反应，说明
Zn
的金属活动性比
Fe
强，
Ag
与
Fe
的金属活动性无法
比较，故
C
不能达到实验目的；
Fe
不能与
ZnSO
4
反应，说明
Zn
的金属活动性比
Fe
强；
Fe
能与
AgNO
3
溶液反应，说明
Fe
的金属活动性比
Ag
强，故
D
能达到实验目的。
【
答案
】
C
3.
（
2018
·
聊城）下列各组物质不能验证
Mg
、
Fe
、
Cu
三种金
属活动性强弱的是（
）
A.
稀盐酸
B.MgSO
4
溶液
Fe Cu
C.Mg FeSO
4
溶液
Cu
D.MgSO
4
溶液
Fe Cu
（
NO
3
）
2
溶液
B
4.
（
2018·
石家庄桥西区一模）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组合是（
）
A.①②
B.⑤⑥
C.④⑥
D.②③④
C
命题角度
3
金属活动性顺序的应用
例
7
（
2015
·
河北）金属
M
与
AgNO
3
溶液发生反应：
M
＋
2AgNO
3
===M
（
NO
3
）
2
＋
2Ag
，下列说法正确的是
( )
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
【
解析
】
由反应的化学方程式可知，
M
与
AgNO
3
溶液反应生成了
M
（
NO
3
）
2
，则在
M
（
NO
3
）
2
中
M
的化合价为＋
2
价，铝与硝酸银溶液反应生成硝酸铝，铝在化合物中的化合价为＋
3
价，故该金属不可能是铝；由于金属
M
能与硝酸银反应置换出银，说明
M
的金属活动性比银强；反应前
M
为单质，元素的化合价为
0
，反应后其化合价为＋
2
价；由于金属
M
与硝酸银反应置换出银，只能说明
M
的金属活动性比银强，但
M
不一定排在氢前。
【
答案
】
C
命题角度
4
金属活动性顺序的探究
例
8
（
2018·
保定二模）小明同学家新买了铜质镀铬的水龙头，为了了解铬与常见金属铝、铜在金属活动性顺序中的相对位置关系，进行了如下探究活动。
【
查阅资料
】
铬（
Cr
）是银白色有光泽的金属，在空气中表面能生成抗腐蚀性的致密氧化膜。铬能与稀硫酸反应，生成蓝色的硫酸亚铬（
CrSO
4
）溶液
……
铝是银白色有光泽的金属，能与稀硫酸反应，生成无色的硫酸铝溶液
……
【
预测
】
三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系：
①
Cr Al Cu ②Al Cr Cu ③Al Cu Cr
【
实验过程
】
取大小相同的三种金属薄片，用砂纸打磨光亮，请把实验过程补充完整。
【
回答问题
】
（
1
）用砂纸打磨金属片的目的是
。
（
2
）实验一发生反应的化学方程式是
。
（
3
）小刚提出用硫酸铜溶液代替上述实验中的稀硫酸也能得出三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系，小燕认为不可行，理由是
。
（
4
）小红认为只要选用三种药品进行实验就可以得出三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系，这三种药品可以是
。
【
答案
】
【
实验过程
】
铜片表面无现象 铝能与稀硫
酸反应，反应速率较快
Al
、
Cr
、
Cu
【
回答问题
】
（
1
）除去金属表面的氧化物或污物 （
2
）
Cr
＋
H
2
SO
4
===
CrSO
4
＋
H
2
↑
（
3
）不能证明
Al
和
Cr
的活动性强弱
（
4
）铝丝、铜丝和
CrSO
4
溶液（合理即可）
考点四
金属的锈蚀与防护
[
重点
]
命题角度
1
金属锈蚀的条件
例
9
（
2017
·
河北）某同学根据铜绿的成分
Cu
2
（
OH
）
2
CO
3
做出猜想：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
( )
A.
甲和乙
B.
甲和丁
C.
乙和丁
D.
丙和丁
【
解析
】
要证明金属铜的锈蚀与二氧化碳有关，则需要做一个没有二氧化碳存在的对比实验，据此进行分析。甲试管的铜片与氧气、水和二氧化碳同时接触发生了锈蚀；丁中的铜片与氧气和水接触没有锈蚀，说明了铜的锈蚀与二氧化碳有关。由以上分析可知，通过实验甲与丁的对比得出：铜的锈蚀必须有二氧化碳参与。
【
答案
】
B
命题角度
2
金属制品的防护
例
10
（
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
( )
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
【
解析
】
虽然黄金的化学性质不活泼，但是其价格昂贵、且密度过大，故选项防锈措施不合理。
【
答案
】
C
5.A
～
G
表示初中化学常见的物质，它们之间的转化关系如图所示（部分生成物已略去），其中
A
为金属氧化物，
E
、
F
为金属单质，且
F
为紫红色，化学反应②和③的基本反应类型相同。
请按要求填空：
（
1
）物质
C
的化学式为
___
。
（
2
）写出反应②的一个化学方程式
______________________
__________________________
。
（
3
）反应③的基本反应类型是
_________
。
（
4
）
E
、
F
和氢由强到弱的金属活动性顺序为
_________
。
H
2
O
Fe
＋
CuSO
4
=== FeSO
4
＋
Cu
(
或
Fe
＋
CuCl
2
=== FeCl
2
＋
Cu)
置换反应
E
、氢、
F
实验一
金属活动性顺序的探究
❶实验原理：借助金属与酸溶液、金属盐溶液能否发生反应或反应的速率来判断金属的活动性强弱。
❷实验猜想：根据金属活动性顺序表确定已知金属的活动性顺序。对未知金属的位置做出猜想：如在已知两种金属的位置之前、之间或之后。
❸
实验方案设计
❹
注意事项
（
1
）实验前必须打磨除去金属表面的氧化物或污物。
（
2
）做金属与酸反应实验时，一般用稀盐酸或稀硫酸，而不用硝酸或浓硫酸，且所用的酸的种类、浓度和体积要相同。
（
3
）金属与盐溶液的反应，盐必须可溶于水。
（
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
K
、
Ca
、
Na
。
（
5
）在比较金属活动性时要注意控制变量法的应用，如酸溶液或盐溶液的温度、浓度、体积等，金属的形状、表面积等须保持一致。
例
1
验证金属
Cu
、
Mg
、
Zn
和
Ag
活动性顺序的四个实验如图，根据实验回答下列问题：
（
1
）四个实验中，没有必要做的实验是
_______
。
（
2
）实验三中，发生反应的化学方程式为
_____________
_______________
。
（
3
）实验一发生变化过程中，镁条表面不仅出现红色固体，
还有气泡产生，这种气体是无色无味的，密度较小，请你猜
想该气体是
_______
。
实验一
Cu
＋
2AgNO
3
===
Cu
（
NO
3
）
2
＋
2Ag
氢气
（
4
）将四个实验后的所有物质倒入一个烧杯内，过滤，得
到无色滤液和固体，在固体中加稀盐酸有气泡，则固体中可
能含有的金属是
_______
。
镁或锌
实验二
铁制品锈蚀条件的探究
❶实验原理：铁与空气中的
_______
和
_____
等物质发生反应，
生成铁锈。
❷实验方法：控制变量法
氧气
水
❸
实验设计
水
空气
(
或氧气
)
水蒸气
(
或水
)
氧气
例
2
为探究铁生锈的影响因素，某兴趣小组做了如图实验。
【
实验方案
】
将
3
枚洁净的铁钉同时置于如图
1
所示环境下的试管中，观察铁钉锈蚀情况。
【
实验现象
】
一周后，
___
（填序号）中铁钉明显生锈。
【
获得结论
】
（
1
）对照实验
Ⅰ
、
Ⅱ
，可知铁锈蚀的条件之一为
_________
。
（
2
）对照实验
Ⅱ
、
Ⅲ
，可知铁锈蚀的条件之一为
___________
。
结论：铁生锈是铁与氧气和水共同作用的结果。
Ⅱ
有水参与
有氧气参与
【
反思交流
】
放学回家后小明兴奋地告诉妈妈关于使用厨房菜刀的注意事
项：①
_____
，②
_________________
。
涂油
保持表面洁净干燥
图
2
【
拓展设问
】
（
1
）稀盐酸可用于铁制品的除锈，发生反应的化学方程式
为
_________________________
，发生的反应现象为
_______
_______________________
。
Fe
2
O
3
＋
6HCl===2FeCl
3
＋
3H
2
O
铁锈溶
解，溶液由无色变为黄色
（
2
）某同学在上述实验后进行了如图
2
实验：
观察到铁片比铝片更易腐蚀，原因是
_____________________
_____________________________________________________
_________________
。
铝片易与氧气反应生成
一层致密的氧化铝薄膜，阻止内部的铝与氧气接触，从而阻
止其进一步被氧化
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