中考化学总复习（人教版）精讲精练：第8单元金属和金属材料 14页

1 第八单元 金属和金属材料 考标要求 备考指津 1.了解常见金属的物理性质及应用，知道 加入其他元素可以改良金属特性的重要 性，知道生铁和钢等重要合金。 2．知道常见金属的主要化学性质，能用 金属活动性顺序对有关的置换反应进行 简单的判断，通过置换反应能够判断金属 的活动性顺序，并能解释日常生活中的一 些现象。 3．知道一些常见的矿物，了解从铁矿石 中将铁还原出来的原理。 4．了解金属锈蚀的条件及防止金属锈蚀 的简单方法，知道某些废弃金属对环境的 污染，认识回收金属的重要性。 5．掌握有关不纯物质根据化学方程式的 计算。 1.结合生产、生活实际考查常见的金属材 料的物理性质和应用；合金与纯金属性能 的比较及常见合金的应用。题型常以选择 题、填空题为主。 2．金属的化学性质是中考重点之一，常 结合生产生活实际考查反应现象、化学方 程式的书写等。在对金属活动性顺序的考 查中，常以科学探究的形式考查学生的科 学探究能力。 3．炼铁的原理、装置、操作、尾气处理 及含杂质物质的化学方程式的计算是学 业水平考试的热点，重在考查实验能力和 计算能力。 4．金属的锈蚀条件和防腐蚀措施以及如 何保护金属资源重在考查科学探究能力 以及解决问题的创新精神和实践能力。 考点梳理 考点一、金属材料 1．金属材料 金属材料包括纯金属和它们的合金。 几种重要的金属材料使用顺序：青铜器时代→铁器时代→铝器时代。 2．金属的物理性质 (1)大多数金属呈银白色，但铜呈紫红色，金呈黄色。 (2)常温下大多为固体，但汞为液体。 (3)具有良好的导电性、导热性、延展性，但这些物理性质差异很大。 3．金属的用途 金属的性质在很大程度上决定了物质的用途，还需要考虑价格、资源、是否美观、使用 是否便利，以及废料是否易回收和对环境的影响等多种因素。 4．合金 (1)概念：在金属中加热熔合金属或非金属就可制得具有金属特性的物质。 如：生铁和钢是含碳量不同的铁的两种合金，其中生铁的含碳量为 2%～4.3%，钢的含 碳量为 0.03%～2%。 (2)性质特征：合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高，抗腐蚀性更好，熔点 比组成它的纯金属的熔点低。 考点二、金属的化学性质 1．金属的化学性质 (1)金属与氧气的反应 2 铝、镁、铁、铜各与氧气反应(写化学方程式)： ①4Al＋3O2===== 点燃 2Al2O3； ②2Mg＋O2===== 点燃 2MgO； ③3Fe＋2O2===== 点燃 Fe3O4； ④2Cu＋O2===== △ 2CuO。 (2)与酸溶液反应 铁钉放入稀盐酸中，其反应现象为铁钉表面有气泡冒出，溶液由无色变为浅绿色，反应 的化学方程式为 Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，反应后溶液质量增加(填“增加”或“减少”)。 (3)金属与某些化合物(盐)溶液的反应 ①铝丝浸入 CuSO4 溶液中，铝丝表面有紫红色物质生成，溶液由蓝色变为无色，反应 的化学方程式：2Al＋3CuSO4===3Cu＋Al2(SO4)3，且反应后溶液质量减少(填“增加”或“减 少”)。 ②铜丝浸入 AgNO3 溶液中，铜丝表面有银白色物质生成，溶液由无色变为蓝色，反应 的化学方程式为 Cu＋2AgNO3===2Ag＋Cu(NO3)2，且反应后溶液质量减少(填“增加”或“减 少”)。 温馨提示 大多数金属都能和氧气反应，但反应的难易和剧烈程度却不同。 金属与酸反应制取氢气时，要排除使用硝酸和浓硫酸。 金属与盐发生置换反应时，要考虑盐必须可溶，金属还要排除 K、Ca、Na 三种金属， 必须是“前金”置“后金”。 铁单质在置换反应中都生成亚铁盐。 2．金属活动性顺序及其应用 (1)金属活动性顺序 ――――――――――――――――――――――――――――――→K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H) Cu Hg Ag Pt Au 金属活动性由强逐渐减弱 (2)应用 ①在金属活动性顺序中，金属的位置越靠前，它的活动性就越强。 ②在金属活动性顺序中，位于氢前面的金属能置换出酸中的氢。 ③在金属活动性顺序中，位于前面的金属一般能把后面的金属从它们的盐溶液里置换出 来，但活动性极强的金属(如 K、Ca、Na)除外。 考点三、金属资源的利用和保护 1．铁的冶炼 (1)一氧化碳与氧化铁反应 实验装置 反应式：Fe2O3＋3CO===== 高温 2Fe＋3CO2 现象：红棕色的氧化铁粉末逐渐变成黑色，同时澄清的石灰水逐渐变浑浊，尾气燃烧产 生蓝色火焰。 3 温馨提示 ①实验前要先检查装置的气密性； ②要先通一氧化碳后加热，以防一氧化碳与空气混合加热引起爆炸； ③实验完毕后，先撤掉酒精灯，继续通一氧化碳至试管冷却，以防止空气进入将铁氧化； ④尾气中的一氧化碳要进行点燃或用收集等方法处理。 (2)铁的冶炼 原理：利用还原剂一氧化碳将铁从氧化物的矿石中还原出来。 设备：高炉。 原料：铁矿石、焦炭、石灰石。 过程：工业炼铁时，把铁矿石跟焦炭、石灰石分别加入高炉，从下面通入热风，在炉内 生成一氧化碳，把铁矿石还原成铁。 2．对含有某些杂质的反应物或生成物进行有关化学方程式计算。 不纯物质、纯物质和纯度之间的关系 (1)纯物质的质量＝不纯物质的质量×纯度； (2)不纯物质的质量＝纯物质的质量÷纯度； (3)纯度＝ 纯物质的质量 不纯物质的质量 ×100%。 3．铁的锈蚀与保护 (1)铁的锈蚀 ①实质：与氧气、水发生的缓慢氧化作用。 ②条件：氧气、水共同存在，缺一不可。 (2)防止铁生锈的方法 原理：使铁制品隔绝空气或水。 (4)生锈速度的影响因素 ①铁锈疏松多孔、易吸水，故生锈后的铁如果不及时清除铁锈，被锈蚀的速度将会加快。 ②钢铁的纯度、环境温度和酸碱性等是影响钢铁生锈速度的重要因素。 4．保护金属资源的有效途径 (1)防止金属腐蚀； (2)回收利用废旧金属； (3)合理开采矿物； (4)寻找金属的代用品。 自主测试 1．下列生活用品用金属材料制作而成的是( )。 4 2．如图是生活中常用来固定房门的“门吸”，它由磁铁和金属块两部分组成。该金属 块能被磁铁所吸引，是因为可能含有以下材料中的( )。 A．银 B．铁 C．铝 D．锌 3．下列关于合金的说法正确的是( )。 A．合金不属于金属材料 B．合金的硬度一般比各成分金属大 C．合金属于金属单质 D．多数合金的熔点高于组成它的成分金属 4．人类生产和生活中经常使用铁。下列关于铁的化学性质的说法中错误的是( )。 A．铁在氧气中燃烧生成氧化铁 B．铁比铜在潮湿的空气中更易生锈 C．铁跟稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气 D．铁能置换出硫酸铜溶液中的铜 5．把 X、Y、Z 三种金属片分别加入稀硫酸中，X、Y 表面有气泡产生，Z 无变化；把 X 加入 Y 的硫酸盐溶液中，X 表面析出 Y。则三种金属活动性顺序为( )。 A．Y＞X＞Z B．X＞Y＞Z C．Z＞Y＞X D．X＞Z＞Y 6．下列金属能与硫酸亚铁溶液反应的是( )。 A．锌 B．银 C．铜 D．铅 7．工业上将赤铁矿炼成铁是一个复杂的过程，炼铁高炉中发生的主要反应有( )。 ①C＋O2===== 点燃 CO2 ②Fe2O3＋3H2===== 高温 2Fe＋3H2O ③Fe2O3＋3CO===== 高温 2Fe＋3CO2 ④2Fe2O3＋3C===== 高温 4Fe＋3CO2↑ ⑤CO2＋C===== 高温 2CO A．②③⑤ B．①③⑤ C．①④⑤ D．②③ 8．某工厂要用赤铁矿石(主要成分是氧化铁，假设杂质不含铁元素)来炼制生铁。若要 炼制含铁 96%的生铁 63 t，假设在炼制过程中损失 10%铁元素，则理论上需要含杂质 20% 的赤铁矿石的质量是( )。 A．120 t B．108 t C．96 t D．84 t 9．下列措施有利于防止铁制品锈蚀的是( )。 A．农具上铁锈不及时除去 B．切过酸菜的菜刀不及时清洗 C．工地上的钢管堆放在潮湿的地方 D．家用剪刀不用时，涂上油并放在干燥处 10．全世界由于锈蚀而报废的金属占全世界年产量的 20%～40%。下列各方法能有效防 止金属生锈的是( )。 ①保 持金属表面清洁和干燥 ②在金属表面喷油漆 ③经常用湿布把金属表面擦干净 ④在金属表面镀上铬等耐腐蚀金属 ⑤在金属表面涂上机油 ⑥放在阴凉潮湿处 A．②③④⑤ B．①③④⑥ C．①②④⑤ D．①②③⑤ 归类精析 [归类示例一]金属材料 5 【例 1】 (1)下图是上海世博会中国馆——“东方之冠”给人强烈的视觉冲击，它的主 体结构为四根巨型钢筋混凝土制成的核心筒。其中钢属于( )。 A．金属材料 B．合成材料 C．天然材料 D．复合材料 (2)右图标出的是有关灯泡组成的物质，请根据图回答下列问题。 ①所标物质中属于金属材料的是 ，属于非金属单质的 是 。(各写一种即可) ②物质的性质决定其用途。请你就图中标出的物质举一例说明。 ③钢铁是重要的金属材料。 a．下列铁制品(如下图)的用途中，利用金属导热性的是 (填字母，下同)。 b．目前世界上已有 50%以上的废钢铁得到回收利用，其目的是______。 A．节约金属资源 B．合理开采矿物 C．防止钢铁生锈 c．为防止水龙头生锈，其表面镀有一层铬。铁生锈的条件是______________________。 解析：(1)钢是铁的合金，属于金属材料。(2)①图中已经给出了物质的名称，根据物质 化学名称的汉字特点分析；②从中选取任一物质，分析它在灯泡中的作用；③b.废旧金属回 收利用节约了资源；c.铁在潮湿的空气中易生锈。 答案：(1)A (2)①钨丝(或铜丝、焊锡、铝) 氮气 ②氮气的化学性质不活泼，可用于灯泡填充气(其他合理答案均可) ③a.B b．A c．与潮湿的空气接触 方法归纳 解此类题目要善于从题中获取信息，熟悉金属与合金的性质和用途的关系是 解题的关键。 [归类示例二]金属的化学性 质 【例 2】 下列关于铁的叙述正确的是( )。 A．铁在潮湿的空气中易生锈 B．铁与稀硫酸反应，生成 Fe2(SO4)3 和 H2 C．能用铁桶盛农药波尔多液 D．用稀盐酸除铁锈，生成 FeCl2 和 H 2O 6 解析：潮湿的空气中既有水蒸气又有氧气，满足了金属生锈的条件，故 A 正确；铁与 稀硫酸反应应该生成 FeSO4 和 H2，故 B 错误；配制波尔多液需用到硫酸铜，铁能与硫酸铜 反应，故不能用铁桶盛放波尔多液，故 C 错误；用稀盐酸除去铁锈应该生成 FeCl3 和 H2O， 故 D 错误。 答案：A 方法归纳 解答此类题目，关键牢记金属的三条化学性质，即能与氧气、酸和某些盐溶 液反应，再结合具体金属发生反应时的特点和现象进行分析。 [归类示例三]金属活动性顺序 【例 3】小明设计实验探究铁、铜、银三种金属的活动性顺序，他设计了四个实验方案， 分别所选的试剂是：①铜、银、硫酸亚铁溶液；②铁、银、硫酸铜溶液；③银、硫酸亚铁溶 液、硫酸铜溶液；④铜、硫酸亚铁溶液、硝酸银溶液。上述四个实验方案所选试剂正确的是 ( )。 A．②④ B．①②③ C．①③④ D．②③ 解析：(1)①中，无法确定铜、银的活动性顺序，故不正确；②中，通过铁跟硫酸铜的 反应可知铁的活动性比铜强，再根据银与硫酸铜不反应可知银的活动性比铜弱，因此可确定 三种金属的活动性强弱顺序为 Fe＞Cu＞Ag，故正确；③中，无法确定铁、铜的活动性顺序， 故不正确；④中，通过铜跟硝酸银的反应可知铜的活动性比银强，再根据铜与硫酸亚铁不反 应可知铜的活动性比铁弱，因此可确定三种金属的活动性强弱顺序为 Fe＞Cu＞Ag，故正确。 答案：A 方法归纳 判断金属活动性顺序有以下几种方法：(1)根据金属在自然界中存在的状态。 主要以化合物存在，说明该金属活动性强；主要以单质存在，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。反应的越剧烈或产生氢气的速率越快， 金属活动性越强。(3)根据置换反应。若 A＋BC―→B＋AC 能反应，则 A 的活动性大于 B。 [归类示例四]铁的冶炼 【例 4】早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器。工业上炼铁的原理是利用一 氧化碳和氧化铁的反应。某化学兴趣小组利用下图装置进行实验探究，请按要求填空： (1)写出 CO 还原 Fe2O3 的化学方程式________________________________； (2)实验中盛澄清石灰水的试管中可观察到的现象是____________________； (3)右边导气管口放置点燃的酒精灯的目的是__________________； (4)实验开始时要先通入 CO，把装置中的空气排尽后再加热，以防发生爆炸。检验装置 中的空气已排尽的方法是______________________。 解析：(1)一氧化碳在高温条件下将氧化铁还原成铁，反应的方程式是：3CO＋ Fe2O3===== 高温 2Fe＋3CO2； (2)二氧化碳与氢氧化钙反应生成了碳酸钙沉淀，所以，观察到的现象是澄清石灰水变 浑浊； (3)由于一氧化碳是有毒的气体，点燃酒精灯的目的是燃烧未反应的 CO； 7 (4)由于一氧化碳是可燃性的气体，与空气或氧气的混合气体点燃时易发生爆炸，所以， 检验装置中的空气已排尽的方法是：在右端导气管口用排水法收集一试管气体，移近火焰， 若发出轻微的爆鸣声，证明空气已经排尽。 答案：(1)3CO＋Fe2O3===== 高温 2Fe＋3CO2 (2)澄清石灰水变浑浊 (3)燃烧未反应的 CO(或 消除 CO 对空气的污染) (4)在右端导气管口用排水法收集一试管气体，移近火焰，若发出轻微的爆鸣声，证明 空气已经排尽 方法归纳 CO 还原 Fe2O3 的实验要注意实验开始时先通 CO，排尽装置内空气，实验结 束后继续通 CO 直到硬质玻璃管冷却，并注意尾气处理，以防污染空气。 [归类示例五]金属的锈蚀与防护 【例 5】铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与空气中的____________和____________等发 生化学反应的过程。据有关资料报道，世界上每年因腐蚀而报废的金属设备或材料相当于金 属年产量的 20%～40%。保护金属资源，人人有责。请写出一条防止铁制品生锈的方法 __________________________。 解析：铁的锈蚀实际是铁与空气中的水和氧气共同作用的结果；要防止铁生锈就要使铁 隔绝空气或水，如在铁表面涂一层油漆(或在铁表面镀一层耐腐蚀的金属或用油擦拭铁表面 等)。 答案：氧气 水 在铁表面涂一层油漆(或在铁表面镀一层耐腐蚀的金属或用油擦拭铁 表面等) 方法归纳 弄清铁制品生锈的条件，对应铁的锈蚀条件确定防锈原理及方法。 易错剖析 易错点十五：合金的性质 【例 1】 关于合金，下列说法错误的是( )。 A．合金属于金属材料 B．只能是金属熔合而成 C．合金比纯金属性能更优 D．生铁和钢属于合金 解析：合金是由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合在一起形成的具有金属特 性的物质；金属材料包括纯金属和合金；合金在性能上一般优于组成它的纯金属；生铁和钢 属于铁合金，是常见合金。 答案：B 误区警示 本题容易错选 A 或 C，错选原因是对金属材料的概念理解不清，对合金的性 质把握不准。解题时要弄清金属材料包括金属和合金，了解合金的优点，认识一些常见合金 如生铁、钢、铝合金等在日常生活中的应用。 易错点十六：含杂质物质的计算 【例 2】 将含杂质 20%的赤铁矿石 100 t，用足量 CO 还原，最多可炼出含杂质 2%的生 铁多少吨？ 解析：本题是反应物和生成物都含有杂质的问题。在计算时首先要找出参与化学反应的 纯净物的量，赤铁矿石含 Fe2O3 的量是 100 t·(1－20%)，设炼出的生铁的量为 x，则生成的 铁的量为 x·(1－2%)，根据化学方程式计算即可。 答案：解：设可炼出生铁的质量为 x。 Fe2O3＋3CO===== 高温 3CO2＋2Fe 160 112 100 t×(1－20%) x·(1－2%) 8 160 112 ＝100 t×(1－20%) x·(1－2%) x≈57.1 t 答：可炼出含杂质 2%的生铁约 57.1 t。 误区警示 对含杂质问题进行计算时，一般都假定杂质不发生反应。在进行计算时，容 易发生的错误是把混合物的质量当作纯净物的质量进行计算，把杂质的质量分数当作纯度来 进行计算，因此当化学反应中的物质含有杂质时，要先把杂质的质量换算成纯净物的质量， 再根据化学方程式进行计算。 1．下列有关金属和金属材料的说法正确的是( )。 A．生铁是纯净物 B．金属材料包括纯金属和合金 C．铝是活泼金属，所以铝制品在空气中易腐蚀 D．金属材料严重锈蚀后不值得回收 2．据报道，世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料，相当于每年金属产量的 20%～ 40%。以下措施中，不能防止金属腐蚀的是( )。 A．在金属门窗表面刷一层油漆 B．及时用钢丝球擦去铝制水壶表面的污垢 C．在剪刀表面涂油 D．在自行车钢圈表面镀一层耐腐蚀的金属 3．有 X、Y、Z 三种金属，把它们投入稀盐酸中，只有 Y 表面有气泡冒出，把 X 投入 到 Z 的硝酸盐溶液中，X 表面有 Z 析出，X、Y、Z 三种金属的活动性由强到弱的顺序是 ( )。 A．Z＞Y＞X B．Y＞X＞Z C．X＞Y＞Z D．Y＞Z＞X 4．下列各组括号内除杂质的试剂或方法错误的一组是( )。 A．O2 中混有少量的水蒸气(浓硫酸) B．CaO 中混有 CaCO3(高温煅烧) C．铜粉中混有少量铁粉(稀硫酸，过滤) D．KCl 溶液中混有少量 MgCl2(适量 NaOH 溶液，过滤) 5．下列各组物质间能发生化学反应的是( )。 A．银和稀盐酸 B．铁和硫酸锌溶液 C．硝酸钾溶液和食盐水 D．硫酸和氯化钡溶液 6．人类的生产和生活都离不开金属。 (1)地壳中含量最多的金属元素是(填写元素符号)__________________； (2)铜、铁、铝三种金属，按此顺序被人类发现和使用。以下三个选项中与人类大规模 发现和使用金属有关的是______。 ①地壳中金属元素的含量 ②金属的导电性 ③金属活动性 (3)工业生产中切割铁板时，用 CuSO4 溶液在铁板上画线，可留下红色的印迹，此过程 有关反应的化学方程式为____________________。 1．下列有关铁及其化合物的说法中错误的是( )。 A．生铁和钢都是铁的合金 B．铁在潮湿的空气中容易生锈 C．地壳中含量最多的金属元素是铁元素 D．一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁 9 2．实验室里，用如图所示装置还原氧化铁的过程中，可能生成四氧化三铁、氧化亚铁 或铁等固体物质。关于该实验，下列说法错误的是( )。 A．实验时，试管中澄清的石灰水变浑浊，证明该反应有二氧化碳生成 B．实验结束时，玻璃管中红色的氧化铁粉末变成黑色，该产物不一定是铁 C．反应后，玻璃管中的固体物质的质量比反应前减少了，证明一定有铁生成 D．为了减少空气污染，应增加尾气处理装置 3．如图中 A、B、C、D 是立在水田中电线杆的铁丝拉线的四个部位，其中最易生锈的 是( )。 A．A 处 B．B 处 C．C 处 D．D 处 4．如图所示，烧杯中盛有质量相等、质量分数相等的稀盐酸，天平调平后，同时向其 中分别加入等质量的锌片和铁片，则从反应开始到金属完全反应的过程中，天平指针指向的 变化是( )。 A．向左偏 B．向右偏 C．先向左偏后向右偏 D．先向右偏后向左偏 5．请完成下面填空： (1)性质决定用途。以下连线正确的是______(填字母)。 (2)用 Fe 粉制成的食品保鲜剂使用一段时间后，会逐渐变为__________色的氧化铁。 (3)铁制品易发生锈蚀，请写出一种防止铁生锈的方法________________。 (4)用氯化物____________(填化学式)溶液可以一次性验证 Fe、Cu、Ag 三种金属的活动 性顺序。 10 6．实验室废液中含有硝酸银、硝酸铜，实验小组利用稀硫酸和铁粉分离回收银和铜， 设计如下方案。 先在废液中加入过量的铁粉，充分反应后过滤得到滤渣 A，其成分为银、铜和铁。再对 滤渣 A 按如下流程图处理： (1)先在废液中加过量的铁粉，过量的目的是________。 Ⅰ.加快反应速率 Ⅱ.铁的金属活动性较强 Ⅲ.使反应充分进行 (2)写出 CuO 与 H2SO4 反应的化学方程式______________________。 (3)滤液 D 中溶质的成分有______________(填化学式)。 (4)含有硫酸亚铁的滤液有__________(填框图中字母)。 (5)如果在过滤操作中发现滤液浑浊，在仪器洁净、滤纸未破损的前提下，你认为滤液 浑浊的原因可能是__________________________。 7．甲、乙两位同学发现铜质眼镜架上出现了一些绿色的锈渍。经查阅资料得知，铜锈 的化学成分是碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]。他们依照钢铁生锈的探究方法设计如下实验(如图 所示)： ①将光亮铜片部分浸入 蒸馏水中；②将光亮铜片完全浸入煮沸过的蒸馏水中；③将光 亮铜片放在干燥的空气中。请回答： (1)推测一段时间后会出现铜锈的是__________(填写序号)试管内的铜片。 (2)根据上述实验，甲同学认为：铜的锈蚀是铜和水、氧气共同作用的结果。你是否同 意他的观点？__________(填写“是”或“否”)。 (3)乙同学认为：要弄清导致铜锈蚀的因素，还应该再补充一些实验。在补充的实验中， 如果要改变的因素是__________，则保持不变的因素是__________。(选取“水”“氧气” “二氧化碳”等填写) 8．铁、铝、铜是常见的三种金属。同学们发现生活中的铝和铜制品表面一般不用防锈， 而铁制品一般需要做防锈处理。 [提出问题]这是不是因为铁、铝、铜三种金属中铁的活动性最强呢？ [实验探究]同学们对这三种金属的活动性顺序展开了探究，请你参与探究并填写空格。 将粗细相同的铁丝、铝丝、铜丝分别插入体积相同、溶质质量分数也相同的稀盐酸中： 操作 根据现象得出金 属活动性顺序 11 片刻后现象 有少量气泡 无气泡 无气泡 Fe＞Al，Fe＞Cu 几分钟后现象 有少量气泡 有大量气泡 无气泡 ________ [讨论交流]为什么同一个实验得出了两种结论呢？同学们带着这个疑问查阅了相关资 料，明白了铝丝在稀盐酸中短时间内无气泡，是因为铝表面致密的氧化膜会先与盐酸反应。 [反思评价]做金属性质实验时需将金属进行打磨，打磨的目的是__________________。 [实验验证]为了进一步确认铁、铝、铜这三种金属的活动性顺序，同学们又将两根粗细 相同的、打磨过的铁丝分别插入硫酸铝溶液、硫酸铜溶液中： 写出铁与硫酸铜溶液反应的化学方程式______________________________。 [拓展迁移](1)若只有一支盛有少量稀盐酸的试管，只需合理安排金属丝的插入顺序(能 与盐酸反应的要一次将盐酸消耗完)，也能证明铁、铝、铜这三种金属的活动性顺序。金属 丝的插入顺序为____________。 (2)金属被人类大规模开发利用的大致年限也与金属活动性顺序有关，请写出铁、铝、 铜三种金属材料被人类利用的先后顺序____________。 9．请你利用下图中所提供的 3 个数据，自拟一道有关化学方程式的计算题，并写出解 答过程。 自拟试题内容部分 自拟试题解答部分 参考答案 导学必备知识 自主测试 1．B 2.B 3.B 4.A 5.A 6.A 7.B 8.A 9.D 10．C 品鉴经典考题 1．B 解析：生铁是铁和碳及其他金属或非金属的合金，属于混合物；铝是活泼金属， 在常温下与氧气反应生成一层致密的保护膜，对铝制品起保护作用，因此铝制品在空气中不 容易腐蚀；金属材料严重锈蚀后仍然值得回收，回收不但减少了环境污染也节约了有限的金 属资源；金属材料既包括纯金属也包括合金。故选 B。 2．B 解析：金属制品锈蚀主要是金属与空气中的氧气、水蒸气等物质发生化学反应 的结果。目前能有效减缓或防止金属材料锈蚀的方法，常用的方法是在金属表面覆盖保护层 12 （涂刷矿物油、油漆、覆盖搪瓷、塑料）、镀一层不易锈蚀的金属以及改善金属的组成和结 构（制成合金）等。用钢丝球擦去铝制水壶表面的污垢同时也会擦掉铝制水壶表面的保护膜， 不能防止它锈蚀。故选 B。 3．B 解析：由于三种金属只有金属 Y 可以和盐酸反应生成气体，说明金属 Y 的化学 性质最活泼；把 X 投入到 Z 的硝酸盐溶液中，在 X 表面有 Z 析出，说明 X 的金属活动性比 Z 强，故三种金属活动性强弱关系是 Y＞X＞Z。故选 B。 4．D 解析：除杂质需注意：①除去杂质不引入新的杂质，②不能减少原来的物质。 浓硫酸具有吸水性，不和氧气反应，故 A 方法正确；CaCO3 高温煅烧生成 CaO 和 CO2，CO2 是气体，CaO 是固体，故 B 方法正确；铜不与稀硫酸反应，铁可以与稀硫酸反应生成氢气 和溶于水的硫酸亚铁，故 C 方法正确；NaOH 溶液可以除去 KCl 溶液中混有的少量 MgCl2， 但会引入新的杂质 NaCl，故 D 方法不正确。 5．D 解析：金属活动性顺序表中，Ag 在 H 后边，所以 Ag 不会与酸发生置换反应， 不能发生化学反应，故 A 不符合题意；金属活动性顺序表中，Fe 在 Zn 的后面，所以 Fe 不 会把 Zn 从其盐溶液中置换出来，不能发生化学反应，故 B 不符合题意；盐溶液与盐溶液反 应时，生成物中有水、气体或沉淀生成时，反应才发生，硝酸钾溶液和食盐水不发生反应， 故 C 不符合题意；酸与盐溶液反应时，生成物中有水、气体或沉淀生成时，反应才发生， 硫酸和氯化钡反应生成硫酸钡沉淀，故反应可以发生，故 D 符合题意。 6．答案：（1）Al （2）③ （3）Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4 解析：（1）地壳中含量最多的金属是铝；（2）金属大规模的被开发利用与金属活动性强 弱有关，金属活动性越强的金属获得越困难；（3）铁的金属活动性比铜强，用 CuSO4 溶液 在铁板上画线，铁将硫酸铜溶液中的铜置换出来，所以留下红线。 研习预测试题 1．C 地壳中含量最多的金属元素是铝元素。 2．C 根据题目中信息，CO 还原氧化铁的过程中，可能生成四氧化三铁、氧化亚铁或 铁等固体物质，并且不管生成其中的任何一种 CO 都会结合氧化铁中的部分氧元素生成 CO2 逸出，即不管生成任何一种，都会使玻璃管中的固体质量比反应前减少，因此 C 说法错误。 3．C 铁与氧气、水共同作用生成铁锈，图中 C 点与水接触且暴露在空气中所以最易 生锈。 4．D 天平偏向分两个阶段。第一段开始锌反应快产生的氢气多出现左轻右重现象； 随着反应的进行，最后铁产生的氢气总量比锌多，所以出现了第二段现象，左重右轻，故天 平指针偏向：先右后左。 5．答案：（1）c （2）红（或红棕） （3）保持铁及铁合金表面干燥和洁净；或在铁制品表面涂上保护膜（油漆、涂油、电 镀、烤蓝等合理均可） （4）CuCl2 解析：（1）铜可作电极材料是应用了金属的导电性，铁锅、铝锅是常用的烹饪用具是应 用了金属的导热性，故 a、b 连线错误。而 c 连线是正确的。（2）铁粉能与水和氧气反应， 产生红（或红棕）色的氧化铁。（3）防止铁制品锈蚀，除要保持铁及铁合金表面干燥和洁净 外，还可以在铁制品表面涂上保护膜（油漆、涂油、电镀、烤蓝等合理均可）。（4）因 Cu 的金属活动性居于 Fe、Ag 之间，故可用 CuCl2 溶液验证三种金属的活动性顺序，Fe 能与 CuCl2 溶液反应（铁的表面覆盖一层红色的物质，溶液由蓝色变为浅绿色），说明 Fe 的金属 活动性比 Cu 强，而 Ag 与 CuCl2 溶液不反应（无明显反应现象），说明 Ag 的金属活动性比 Cu 弱，因此，三种金属的金属活动性顺序为 Fe＞Cu＞Ag。 6．答案：（1）Ⅲ （2）CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O （3）CuSO4、H2SO4 （4）C、E （5）过滤的漏斗中液面高于滤纸边缘，导致液体直接进入烧杯 解析：（1）加入过量的铁粉，使废液中 AgNO3、Cu（NO3）2 完全反应，置换出 Ag、 13 Cu； （2）氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水； （3） 反应Ⅰ为：Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑ 反应Ⅱ为：2Cu＋O2===== △ 2CuO 反应Ⅲ为：CuO＋H2SO4===CuS O4＋H2O 反应Ⅳ为：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑ 为了使 CuO 充分反应，加入硫酸应过量，故滤液D 中除生成 CuSO4外还含剩余的 H2SO4； （4）反应Ⅰ、Ⅳ均有 FeSO4 生成，故滤液 C、E 中均含 FeSO4。 （5）过滤操作要点之一是漏斗内液面低于滤纸边缘，否则浊液从滤纸与漏斗间隙流下， 未经过滤直接进入滤液，而使滤液浑浊。 7．答案：（1）① （2）否 （3）二氧化碳 水、氧气（或氧气 水、二氧化碳） 解析：因碱式碳酸铜的化学式为 Cu2（OH）2CO3，根据质量守恒定律，铜的锈蚀是铜 与水、氧气和二氧化碳共同作用的结果，即必须与水、氧气和二氧化碳同时接触，故实验中 会出现铜锈的试管是①，也说明甲同学的观点是错误的（条件中缺少二氧化碳）。按乙同学 的观点，需要补充的实验，应根据变量控制原则，改变的因素是二氧化碳，则保持不变的因 素是水和氧气，或改变的因素是氧气，则保持不变的因素是二氧化碳和水，即三个条件中改 变一个条件，其余两个条件不变。 8．答案：[实验探究]Al＞Fe＞Cu [反思评价]除去金属表面的氧化物（或污物） [实验验证]Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu [拓展迁移]（1）Cu Fe Al（或铜、铁、铝）或 Fe Cu Al（或铁、铜、铝） （2） Cu Fe Al（或铜、铁、铝） 解析：[实验探究]几分钟后的现象是铝反应速率最快、铁反应速率慢、铜不反应，根据 金属越活泼与酸反应越剧烈，三种金属的活动性顺序：Al＞Fe＞Cu。 [反思评价]打磨金属是除去金属表面的氧化物或污物。 [实验验证]铁丝与 Al2（SO4）3 不反应、铁丝与 CuSO4 反应生成 FeSO4 和红色的铜。 [拓展迁移]（1）根据要求，插入的金属能与酸反应的要一次将酸反应完，如果铝先插 入，则铝与盐酸完全反应生成氯化铝和氢气，若再插入铜或铁，则铜或铁都不能置换出氯化 铝中的铝，无法证明铜、铁的活动性顺序；若首先插入铜或铁，铜不反应，铁与盐酸反应生 成氯化亚铁和氢气，最后插入铝，则铝能置换出氯化亚铁中的铁，则可证明铁、铜、铝三种 金属的活动性顺序，铁、铜顺序可互换、铝最后插入。（2）根据金属的活动性顺序可知，三 种金属被人类利用的先后顺序是 Cu、Fe、Al。 9．答案：自拟试题：要制得 56 kg 含杂质 3%的生铁需要含 Fe2O380%的赤铁矿石多少 千克？ 解：设需要含 Fe2O3 80%的赤铁矿石的质量为 x。 Fe2O3＋3CO 高温 2Fe＋3CO2 160 112 x×80% 56 kg×（1－3%） 160 112 ＝ x×80% 56 kg×(1－3%) x＝97 kg 答：需要含 Fe2O3 80%的赤铁矿石 97 kg。 14 解析：根据题中所给的已知量和未知量可知是已知生铁的质量，求反应物赤铁矿石的质 量，可结合题中化学方程式：Fe2O3＋3CO 高温,2Fe＋3CO2 来编题并计算。