第5讲 金属(时间：70分钟 分值：64分)基础过关一、选择题1.(2022玉林改编)下列物质中不属于合金的是( )A.氧化铁 B.黄铜C.生铁D.硬铝2.(2022大连)下列关于金属材料的说法，正确的是( )A.黄铜的硬度比铜的小B.铝的导电性比铜的好C.锡铅合金的熔点比锡的高D.钛合金的抗腐蚀性能比不锈钢的好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( ) 第3题图A.延展性好B.导电性好C.导热性好D.金属活动性比锌强4.(2022百色)下列实验能比较出铜和银的金属活动性强弱的是( )A.测定两种金属的密度B.铜片放入硝酸银溶液中C.将两种金属相互刻画14\nD.铜片、银片分别放入稀硫酸中5.(2022长沙)下列关于金属材料的说法不正确的是( )A.常温下，铝能与空气中的氧气反应，在其表面生成致密的氧化铝薄膜B.铁在干燥的空气中容易生锈C.硬铝(铝合金)的硬度大于纯铝D.金属资源的回收利用既保护了环境，又节约了金属资源6.(2022重庆育才中学模拟)要直接验证镁、铜、锌三种金属的活动性顺序，可选用的一组物质是( )A.Zn、MgCl2溶液、CuB.MgSO4溶液、Cu、ZnSO4溶液C.ZnCl2溶液、Cu、MgCl2溶液D.CuSO4溶液、Zn、MgCl2溶液7.(2022宜昌)取一定量的Al、Fe放入Cu(NO3)2溶液中充分反应后过滤，向滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生，下列说法正确的是( )A.滤渣中一定有FeB.滤液中一定含有Cu(NO3)2C.滤渣中一定有AlD.滤液中一定没有Fe(NO3)28．某学习小组用相同的洁净无锈的铁钉对铁制品锈蚀的条件进行探究，设计的实验如图所示，一周后观察。下列说法错误的是( )第8题图A.①和②中的铁钉无明显变化，③中的铁钉明显生锈14\nB.②中加入的蒸馏水要事先煮沸，目的是除去水中溶解的氧气C.③中铁钉的甲、乙、丙三处，甲处锈蚀最严重D.探究发现铁生锈的主要条件是铁与空气和水(或水蒸气)同时接触9.(2022重庆江津中学模拟)室温下，等质量的镁片和铝片分别与足量的稀硫酸反应，产生氢气的质量(m)与时间(t)的关系图正确的是( )10.(2022大渡口区模拟)在托盘天平各放一只小烧杯，调节天平至平衡。向两烧杯中各加入质量相等溶质质量分数相同的稀硫酸，然后在右边烧杯中放入镁条，在左边烧杯中放入与镁条质量相等的铝片，待充分反应后，下列分析错误的是( )A.天平失去平衡，左边烧杯中，酸可能剩余，铝一定没剩余B.天平失去平衡，右边烧杯中，酸一定剩余，镁一定没剩余C.天平保持平衡，右边烧杯中，酸没有剩余，镁可能有剩余D.天平保持平衡，左边烧杯中，酸没有剩余，铝一定有剩余二、填空题11.(2022泸州改编)(4分)2022年5月5日，我国自主研制的大型客机C919试飞成功，这标志着我国的航空强国梦又迈出了一大步。大飞机使用的化学材料有：钛合金、玻璃钢、铝合金、橡胶等。请回答：(1)橡胶属于________物(填“有机”或“无机”)。(2)玻璃钢属于________材料(填“金属”、“有机高分子”、“复合”)。(3)如图是钛的原子结构示意图，则x＝________。第11题图14\n(4)铁比铝的强度大，但制造大飞机却用铝合金而不用铁合金，主要原因是铝比铁具有更好的抗腐蚀性和________的特点。12.(2022潍坊)(6分)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________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、铁和铜的活泼性顺序，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__________________。②__________________________________(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___________________________。结论：三种金属的活泼性由强到弱顺序是________________。(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________(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13.(2022重庆巴蜀中学模拟)(4分)金属在日常生活中有着广泛的用途。常见金属的活动性顺序如下：请回答：(1)金属活动性顺序表中的X是________元素(填元素符号)。第13题图14\n(2)把一根用砂纸打磨过的铝丝浸入硫酸铜溶液中，该反应的化学方程式为______________________。(3)向一定质量AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入过量的Zn粉，溶液质量随反应时间的变化情况如图所示。图中B点溶液中含有的溶质有______________________。(4)非金属单质也具有类似金属与盐溶液之间发生置换反应的规律，即活动性较强的非金属可把活动性较弱的非金属从其盐溶液中置换出来，如在溶液中可发生下列反应：Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2、I2＋Na2S===2NaI＋S↓、Br2＋2KI===2KBr＋I2由此判断S、Cl2、I2、Br2四种单质中非金属活动性最强的是________。三、实验题14.(2022永州)(4分)如图为教材中实验室模拟炼铁的实验改进装置(部分夹持仪器略去)。实验步骤如下：Ⅰ.连接好装置，并检查装置的气密性；Ⅱ.装好药品，先通一会儿CO，再点燃酒精喷灯；Ⅲ.实验结束，先撤去酒精喷灯，继续通CO直至玻璃管冷却；第14题图回答下列问题：(1)实验中可看到A处玻璃管里的粉末由红色逐渐变黑，说明Fe2O3转化为________(填化学式)；B瓶中澄清石灰水变浑浊，该反应的化学方程式为__________________________。(2)步骤Ⅲ中先撤去酒精喷灯，继续通CO直至玻璃管冷却的目的是________________________。(3)盛满石灰水的B装置在此实验中的作用有下列说法：①收集多余的CO②检验并吸收反应生成的CO214\n上述说法中正确的________。A.只有① B.只有② C.是①和②15.(2022葫芦岛)(5分)金属材料的研究和应用是化学学习的一个重要内容。(1)为了探究铁制品锈蚀的条件做了如图三个对比实验。一周后，B、C中无明显现象，A中的现象是____________，__________________。实验证明，铁制品锈蚀主要是铁与空气中的________________共同作用的结果。第15题图(2)铁制品锈蚀可用稀硫酸除去铁锈，发生反应的化学方程式为__________________________。(3)今年，我市投放了若干辆共享单车。制造这种自行车使用了大量的铁合金，该合金与铁相比具有的优点是_____________________。四、计算题16.(2022枣庄)(5分)一化工厂产生的废液中含有硫酸亚铁和硫酸铜(不考虑其它物质)，为回收铜和硫酸亚铁，研究人员设计出“用铁处理”的方案。取100g上述废液，向其中加入2.8g铁粉，恰好完全反应，测得反应后溶液中溶质的质量分数为15%。求：(1)回收得到铜的质量为________g。(2)回收得到硫酸亚铁的质量是多少？(写出计算过程)满分冲关一、选择题1.(2022广安)下列现象和事实，可用金属活动性作出合理解释的是( )①相同几何外形的金属镁、铝分别与相同浓度的稀盐酸反应，镁反应更剧烈，说明镁比铝的金属活动性强②用硫酸铜、石灰水配制农药波尔多液时，不能用铁制容器盛放14\n③尽管金属的种类很多，但在自然界中，仅有少数金属(银、铂、金)以单质形式存在④金属铝比金属锌更耐腐蚀，说明锌比铝的金属活动性强A.①②③B.①②C.③④D.①②③④2.(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( )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3.(2022无锡)在FeCl2和CuCl2的混合溶液中加入Zn粉。下列说法错误的是( )A.若反应完成后Zn无剩余，溶液中若有CuCl2，则一定有FeCl2B.若反应完成后Zn无剩余，溶液中若无CuCl2，则可能有FeCl2C.若反应完成后Zn有剩余，则溶液中有ZnCl2，无CuCl2和FeCl2D.若反应完成后Zn有剩余，则溶液中有ZnCl2，无CuCl2，可能有FeCl24.(2022河源)将铁粉加入到一定量的Zn(NO3)2、Cu(NO3)2和AgNO3的混合溶液中，待充分反应后过滤，再在滤渣中加入稀盐酸，没有气体产生。下列关于滤液组成的判断正确的是( )①只有Zn(NO3)2和H2O②一定有Zn(NO3)2和Fe(NO3)2③一定没有AgNO3④如果没有Cu(NO3)2，一定没有AgNO3A.①② B.②③ C.①③ D.②④5.(2022鄂州)将一定质量的铁粉和氧化铜粉末投入到一定质量的稀硫酸中，充分反应后过滤，得到滤液M和滤渣N，下列有关说法：①滤液M中一定含有硫酸铁，可能含有硫酸和硫酸铜；14\n②在滤液M中放入一块刚打磨过的锌片，一定有置换反应发生；③向滤渣N中滴加稀硫酸，可能有气泡产生；④当滤液M中含有硫酸铜时，滤渣N中一定没有氧化铜。其中一定正确的说法是( )A.①②B.②③C.③④D.①④6.(2022重庆一中模拟)将等质量的锌粉和铁粉分别放入两个烧杯中，再分别倒入质量相等、浓度相同的稀盐酸充分反应，测得生成氢气的质量(m)随反应时间(t)变化的曲线如下图所示。下列说法不正确的是( )第6题图A.曲线B表示铁粉和稀盐酸的反应B.反应结束后生成的氢气质量相同C.至少有一种金属剩余D.放锌粉的烧杯中稀盐酸有剩余二、填空题7.(2022重庆二外模拟)(4分)铝、铁、铜是人类广泛使用的三种金属，与我们生活息息相关。(1)人类使用这三种金属的先后排序为________(用元素符号表示)。(2)在空气中________制品(填“铝”或“铁”)更耐腐蚀。(3)用下列试剂验证这三种金属的活动性顺序，能达到目的的是________(填序号)。A.硫酸铝溶液 B.硫酸亚铁溶液C.硫酸铜溶液(4)人们大量使用的是合金而不是纯金属，这是因为合金具有更多优良性能，例如钢比纯铁硬度________(填“大”或“小”)。14\n答案基础过关1.A 【解析】黄铜、生铁、硬铝都是在金属中加热熔合一些金属或非金属制成的合金；氧化铁是纯净物，不属于合金，故选A。2.D 【解析】合金的硬度比组成它们的纯金属要大，黄铜是铜的合金，硬度比铜的大，A错误；铜的导电性在金属中仅次于银，故铜的导电性比铝好，B错误；合金的熔点一般比组成它们的金属的熔点低，锡铅合金的熔点比锡低，C错误；钛合金具有非常好的抗腐蚀性能，即使把它放在海水中多年仍然光亮如初，抗腐蚀能力强于不锈钢，D正确。3.D 【解析】镁和锌都属于金属，根据文化衫图案，镁可以置换出硫酸锌溶液中的锌，即镁的金属活动性比锌强。4.B 【解析】密度与金属活动性强弱无关，A错误；铜与硝酸银溶液反应生成硝酸铜和银，说明铜比银活泼，B正确；将两种金属相互刻画，可比较金属硬度大小，与金属活动性强弱无关，C错误；铜、银均不能与稀硫酸反应，不可比较金属活动性强弱，D错误。5.B 【解析】根据铁生锈是铁与氧气和水共同作用的结果，因此铁放在干燥的空气中不容易生锈，故B不正确。6.D 【解析】要直接验证镁、铜、锌三种金属的活动性顺序，可采取两种方法：①用活动性居于中间的金属盐溶液和两端金属；②用两端金属的盐溶液和活动性居中的金属进行验证；故选D。7.A 【解析】将铝、铁放入硝酸铜溶液中，铝先与硝酸铜溶液反应生成硝酸铝和铜，等铝反应完后，铁再与硝酸铜溶液反应生成硝酸亚铁和铜。根据题干信息“向滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生”，说明滤渣中一定含有氢前面的金属，该金属可能是铁，也可能是铝、铁混合物，即滤渣中一定含铁，可能含有铝，A正确、C错误；若硝酸铜溶液全部反应，则滤液中不含硝酸铜，B错误；滤液中一定含有硝酸铝，可能含有硝酸亚铁，D错误。8.C 【解析】铁在与氧气和水同时接触的条件下易生锈。①中的铁钉只与氧气接触，②中的铁钉只与水接触，一周后，①②两个试管中的铁钉均无明显变化，③14\n中的铁钉与氧气和水同时接触，一周后，③中铁钉明显生锈，A正确；结合图示，应用控制变量法分析，②中铁钉只与水接触，气体溶解度随温度升高而减小，将蒸馏水事先煮沸可除去水中溶解的氧气，B正确；观察图示③乙处的铁钉与氧气、水同时接触，锈蚀最严重，C错误；对比分析三个图示，可知铁生锈的条件是与氧气和水(或水蒸气)同时接触，D正确。9.C 【解析】镁的金属活动性比铝强，所以与稀硫酸反应时镁产生氢气快，故相同质量的两种金属与足量的稀硫酸反应，最终铝产生的氢气的质量比镁反应产生的氢气多，故选C。10.A 【解析】根据化学方程式可得：Mg＋H2SO4===MgSO4＋H2↑24 98 22Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑54 294 618982生成等质量的氢气消耗的镁的质量大于铝；等质量的镁和铝与硫酸反应，铝消耗的硫酸多。天平失去平衡，生成的氢气质量不等，则右侧的烧杯中硫酸一定有剩余，左侧烧杯中硫酸有可能剩余，有可能完全反应，若硫酸有剩余，则铝一定完全反应，A错误；天平失去平衡，生成的氢气质量不等，则有一侧硫酸有剩余，由于镁消耗的硫酸较少，则右边烧杯中，酸一定剩余，镁一定没剩余，B正确；天平保持平衡，生成的氢气的质量相同，酸都没有剩余，生成相同质量的氢气，镁反应的质量多，镁可能剩余，C正确；天平保持平衡，生成的氢气的质量相同，则酸都没有剩余，生成相同质量的氢气，铝反应的质量少，一定能有剩余，D正确。11.(4分)(1)有机(1分) (2)复合(1分) (3)10(1分) (4)密度小(1分)【解析】(1)橡胶是有机高分子材料，属于有机物。(2)玻璃钢是玻璃纤维与合成材料复合而成的一种特殊材料，属于复合材料。(3)原子的质子数等于核外电子数，故x＝22－2－8－2＝10。(4)14\n制造飞机使用铝合金而不用铁合金，一是因为铝合金的密度更小，飞机的质量与材料的密度成正比，机身材料的密度越小，制造出的飞机就会越轻，越有利于飞行，二是因为铝的抗腐蚀性能更好。12.(6分)(1)延展(1分) (2)①铁片表面出现一层红色物质，溶液由蓝色逐渐变成浅绿色(1分) ②将铝片插入上述反应后的溶液中，观察现象(1分) ③2Al＋3CuSO4===Al2(SO4)3＋3Cu(1分) 铝>铁>铜(或Al>Fe>Cu)(1分) (3)bc(1分)【解析】(1)金属可制成薄片、拉成丝，说明金属具有延展性。(2)①铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜，铁片表面出现一层红色物质，溶液由蓝色逐渐变成浅绿色；②根据实验目的以及前后两步实验设计，可知该步骤需验证铁、铝的活动性强弱，利用所给药品，可知该步操作为：将铝片插入上述反应后的溶液中，观察现象；③铝与硫酸铜溶液反应生成硫酸铝和铜；由以上实验现象和实验步骤可知，三种金属活动性由强到弱的顺序依次是铝、铁、铜。(3)在齿轮表面涂油，可防止齿轮生锈，a措施合理；将钢材深埋保存的做法不现实，b措施不合理；将钢刀浸泡在盐水中，会加速锈蚀，c措施不合理；车圈镀铬，可防止金属锈蚀，d措施合理；故选bc。13.(4分)(1)Hg(1分) (2)2Al＋3CuSO4===Al2(SO4)3＋3Cu(1分) (3)Zn(NO3)2、Cu(NO3)2(1分) (4)Cl2(1分)【解析】(1)根据金属活动性顺序表的内容，铜后银前的是汞，符号为Hg。(2)铝在金属活动性顺序中排在铜的前面，能将铜从硫酸铜溶液中置换出来，生成硫酸铝和铜，化学方程式为2Al＋3CuSO4===Al2(SO4)3＋3Cu。(3)AB段时Zn与AgNO3反应，生成硝酸锌和银，溶液质量减小，B点表示AgNO3已反应完，溶液质量最小，故B点时溶液中的溶质为Zn(NO3)2和还没反应的Cu(NO3)2。(4)Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2说明Cl2比Br2活泼，I2＋Na2S===2NaI＋S↓说明I2比S活泼，Br2＋2KI===2KBr＋I2说明Br2比I2活泼，故最活泼的是Cl2。14.(4分)(1)Fe(1分) CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O(1分) (2)防止生成的Fe在高温下被空气中的氧气氧化(1分) (3)C(1分)【解析】(1)CO具有还原性，CO与Fe2O3在高温条件下反应生成Fe和CO2，红色粉末变黑；CO2与氢氧化钙反应，使澄清石灰水变浑浊，其化学反应方程式为CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O。(2)14\n实验结束后先撤去酒精喷灯，继续通入一氧化碳直至玻璃管冷却的目的是防止生成的Fe在高温下又被空气中的氧气氧化成氧化铁。(3)B瓶中的澄清石灰水变浑浊，既证明了该反应有CO2生成，同时还起到吸收CO2的作用。最重要的是还能通过排出部分澄清石灰水，从而把有毒气体CO收集在B瓶中。15.(5分)(1)铁丝生锈(1分) 试管内液面上升(1分) 氧气和水蒸气(1分) (2)3H2SO4＋Fe2O3===Fe2(SO4)3＋3H2O(1分) (3)硬度大(或耐腐蚀)(1分)【解析】(1)A中铁丝同时接触水和氧气，发生反应使铁丝生锈，因反应时消耗了氧气，试管内压强会变小，所以会观察到铁丝生锈，试管内液面上升；铁生锈的实质是铁与氧气、水共同作用的结果。(2)铁锈的主要成分为氧化铁，氧化铁能与稀硫酸反应生成硫酸铁和水，化学反应方程式为3H2SO4＋Fe2O3===Fe2(SO4)3＋3H2O。(3)合金比纯金属有更强的耐腐蚀性，且硬度比组分金属的大。16.(5分)(1)3.2(1分)(2)解：设生成铜的质量为xFe＋CuSO4===FeSO4＋Cu(1分)56642.8gx＝(1分) x＝3.2g(1分)FeSO4的质量为(100g＋2.8g－3.2g)×15%＝14.94g(1分)答：(2)得到硫酸亚铁的质量是14.94g。满分冲关1.A 【解析】镁和铝与稀盐酸反应的剧烈程度不同，是因为镁的金属活动性比铝强，与稀盐酸反应的更剧烈，①正确；铁的金属活动性比铜强，能与硫酸铜溶液发生置换反应，故不能用铁制容器盛放配制好的波尔多液，②正确；自然界中大多数金属以化合物形式存在，只有少数活动性弱的金属以单质形式存在，说明了金属的存在形式与金属的活动性有关，③14\n正确；金属铝更耐腐蚀是由于铝在常温下与氧气反应在其表面形成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止内部铝进一步被氧化，不能说明锌的活动性比铝强，④错误；故选A。2.D 【解析】铝在化合物中一般为正三价，R在化合物中为正二价，A错误；R能置换出AgNO3溶液中的Ag说明R活动性比Ag强，但R的金属活动性不一定排在氢之前，B、C错误；R反应前为单质，化合价为0价，反应后在化合物中显＋2价，化合价发生改变，D正确。3.D 【解析】Zn既能置换出Fe也能置换出Cu，且先置换出Cu后置换出Fe。若反应完成后Zn无剩余，溶液中若有氯化铜，则一定有氯化亚铁，A正确；若反应完成后Zn无剩余，溶液中若无氯化铜，则氯化亚铁可能有，也可能没有，B正确；若反应完成后Zn有剩余，则溶液中一定无氯化铜和氯化亚铁，C正确、D错误。4.D 【解析】将铁粉加入到硝酸锌、硝酸铜和硝酸银的混合溶液中，铁先与硝酸银溶液反应，硝酸银反应完全后再与硝酸铜溶液反应，铁的活动性比锌弱，不能与硝酸锌反应，反应后向滤渣中加稀盐酸，没有气体产生，说明铁粉没有剩余。滤液中一定含有硝酸亚铁，①错误；一定有硝酸锌和硝酸亚铁，而硝酸银和硝酸铜不能确定，②正确、③错误；铁与硝酸银反应完全后才能与硝酸铜反应，若没有硝酸铜，则一定没有硝酸银，④正确；由分析可知，②④正确，故选D。5.B 【解析】该过程中发生反应的化学方程式有(按先后顺序放)：1．CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O2．Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO43．Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑①滤液M中一定不含硫酸铁；②滤液中一定含有FeSO4，向滤液中加入Zn，一定发生置换反应：Zn＋FeSO4===Fe＋ZnSO4；③当铁过量时，向滤渣中加入稀硫酸，有气泡产生；14\n④当滤液中一定含有CuSO4时，此时可能发生反应1和2，而氧化铜不能确定是否存在，故说法②③正确。6.D 【解析】金属的活动性越强，金属与酸反应的曲线就越陡，故A曲线表示稀盐酸和锌粉的反应，B曲线表示稀盐酸和铁粉的反应，A正确；由图像可以看出最终生成氢气的质量相等，B正确；等质量的两种金属生成氢气质量相等，说明酸不足，酸不足说明至少一种金属有剩余，酸没有剩余，C正确、D错误。7.(4分)(1)Cu、Fe、Al(1分) (2)铝(1分) (3)B(1分) (4)大(1分)【解析】(1)人类使用金属的先后顺序和金属的活动性相反，顺序为：Cu、Fe、Al。(2)铝在空气中易形成致密的保护膜，阻止铝继续被腐蚀。(3)将铝加入硫酸亚铁溶液中，铝能将铁置换出来，说明了铝的金属活动性大于铁；将铜加入硫酸亚铁溶液中，铜不能将铁置换出来，说明了铁的金属活动性大于铜，硫酸亚铁溶液能验证这三种金属的活动性顺序。(4)合金的硬度比纯金属要大，钢就比纯铁硬度大的多。14
