专题复习一 主题3 金属与金属矿物

主题三金属与金属矿物

考点整合

命题点一金属与酸反应图像分析

1．两种金属反应产生的氢气质量相同

此图反映了两种情况：

（1）酸不足，金属过量，生成H2质量由稀酸的质量决定。

(2)酸足量，投放的两种金属与酸反应生成的H2质量恰好完全相同。如 18g 铝与56g铁分别加入到足量盐酸中反应生成的氢气质量相同。

2．相同质量的金属与足量酸反应生成氢气质量不同

图中可反映出：

（1）金属活泼性越强，图示反应物的线越陡，如图甲Mg线比Zn线陡，Zn线比Fe线陡；图乙Mg 线比Al线陡，Al线比Zn线陡。

（2）若生成物中金属的化合价相同[图甲]，金属的相对原子质量越小，产生的氢气越多，消耗的酸越多。

(3)若生成物中金属的化合价不同[图乙]，生成氢气的质量=（金属化合价/相对原子质量)×金属的质量。

例1．将等质量的镁和铁分别放入等质量、相同质量分数的稀盐酸中，产生氢气的质量与反应时间的关系如图所示，下列说法错误的是

A.反应结束后镁一定有剩余

B.反应消耗盐酸的总质量一定相等

C.0～t1时段，产生氢气的质量镁比铁大

D.0～t2时段，参加反应的镁的质量与铁相等

【解析】根据题意“将等质量的镁和铁分别放入等质量、相同质量分数的稀盐酸中”，通过图象可知金属镁和铁与酸反应的速率和生成氢气的质量，由此可推出金属活动性顺序，并结合化学方程式的计算可推出金属和酸的用量问题，0～t2时段，参加反应的镁的质量小于铁的质量。

【答案】D

命题点二探究金属活动性顺序

1.验证两种金属活动性的方法

（1）能否与稀盐酸或稀硫酸发生反应。若能，则说明金属比较活泼；若不能，则说明金属不活泼。

（2）能否发生“前置换后”的反应，若金属Ａ能从Ｂ的盐溶液中置换出金属Ｂ，则金属Ａ比Ｂ活泼；反之，金属Ａ比Ｂ的活动性弱。

2．验证三种金属活动性的方法

（1）取活动性居中的金属单质和两端的金属的

盐溶液，将金属分别插入两种盐溶液中，通过是否有金属被置换出来确定金属的活动性。即“两盐夹一金”。

（2）取金属活动性居中的金属的盐溶液和两端的金属单质，将两种金属分别插入盐溶液中，通过是否有金属被置换出来确定金属的活动性。即“两金夹一盐”。

（3）按从强到弱的顺序依次实验（以Zn、Cu、Ag为例，下同）。将Zn放入CuSO4溶液中，Cu放入AgNO3溶液中，根据是否能够发生置换反应来确定金属的活动性。

（4）利用金属活动顺序中Ｈ的位置，分别让与Ｈ相邻的两种金属放入酸溶液中。分别将Zn、Cu 放入盐酸中，Zn反应而Cu不反应，再将Cu放入AgNO3溶液中，看是否能置换出银白色的Ag，从而确定金属的活动性。

3．验证多种金属活动性的方法

步骤一：先将金属单质同时放入稀盐酸或稀硫酸中。根据金属与酸是否有气泡产生，将金属分为两组：氢前金属和氢后金属。

步骤二：根据金属与酸产生气泡速率的快慢来确定氢前金属的活动性。根据金属单质与盐溶液的反应确定金属的活动性。

例2．（2014·上海）为比较X、Y、Z三种金属活动性大小，进行如下实验。实验结论正确的是

A、X＞Y＞Z

B、Z＞Y＞X

C、Y＞X、Y＞Z

D、X＞Y、Z＞Y 【解析】金属X与稀硫酸反应放出氢气，金属Y与稀硫酸不反应，说明X＞Y，金属Y与能析出硝酸银中的银，而金属Z不能，说明Y＞Z，所以X＞Y＞Z。【答案】A

命题点三滤液、滤渣成分的判断

判断金属与多种盐溶液反应或判断多种金属与盐溶液反应时，首先根据金属活动性顺序判断物质间能否发生反应；其次根据金属活动性顺序，按活动性差异最大的先反应确定反应的先后顺序；第三从量的角度分析反应后固体的成分，溶液中溶质的成分。

例3.人类的生活和生产都离不开金属。

（3）已知金属M和N能够发生如下反应：

M + H2SO4 = MSO4 + H2↑

Fe + MCl2 = M + FeCl2

N + FeCl2 = Fe + NCl2

判断Fe、Cu、M、N的活动性由强到弱的顺序是N＞Fe＞M＞Cu 以上三个化学反应均属于置换反应（填基本反应类型）。

（4）在AgNO3、Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量锌粉，充分反应后过滤，得滤渣和滤液。

①若滤液呈无色，则滤渣中一定含有的物质是Cu和Ag (填化学式)；

②若向滤渣中滴加稀盐酸，无明显现象，则滤液中所含溶质的成分可能有三种情况。

【解析】（3）根据金属活动性顺序的具体应用与反应方程式，M+H2SO4═MSO4+H2↑ ，Fe+MCl2═M+FeCl2 N+FeCl2═Fe+NCl2可知：M活动性位于氢前且比铁弱，N活动性在比铁强，三种金属的活动性顺序为：N＞Fe＞M，三个反应都是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，属于置换反应。

（4）①在金属活动性顺序中，锌＞氢＞铜＞银，锌能与硝酸银反应生成硝酸锌和银，能与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，若滤液呈无色，说明滤液中无铜离子，则滤渣中一定含有的物质是Cu、Ag；②若向滤渣中滴加稀盐酸，无明显现象，说明滤渣中无金属锌，在AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量的锌粉，锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银，当硝酸银完全反应后，再和硝酸铜反应生成硝酸锌和铜。故滤液中所含溶质的成分可能有以下三种情况：AgNO3、Cu(NO3)2和Zn(NO3)2；Cu(NO3）2和Zn(NO3)2；Zn(NO3)2。

真题试练

一、选择题

1.下列物品需要进行防锈处理的是（C ）

A.金戒指

B.不锈钢杯

C.铁门

D.钛合金

2.下列说法正确的是(C)

A.铁在潮湿的空气中不易生锈

B.生铁中的含碳量小于钢中的含碳量

C.铝具有良好的抗腐蚀性能是因为其表面有一层致密的氧化铝薄膜

D.稀盐酸不能用于除去铁锈

3.中国南车株洲时代集团生产的油电双动力公交车因省油、环保而在全国推广，双动力公交车制造需要大量使用金属材料。下列有关金属材料的说法正确的是（B）

A．金属材料中一定不含有非金属元素

B．多数合金的抗腐蚀性能比组成它们的纯金属更好

C．双动力公交车所有部件都是由金属材料制造的

D．地球上的金属资源是取之不尽、用之不竭的

【点拨】金属材料包括纯金属与合金，合金属可能含有非金属元素。双动力公交车的材料有金属材料；也有非金属材料，如玻璃；有高分子材料，如轮胎等。地球上金属资源是有限的。

4.下列事实和解释相符的是（A）

A．铜丝作导线——铜有良好的导电性

B．盐酸清除铁锈——盐酸能与铁反应

C．汽油清洗油污——汽油起乳化作用

D．活性炭净水——活性炭能与水中杂质反应

【点拨】铜丝作导线是因为铜有良好的导电性；盐酸清除铁锈是因为盐酸能与金属氧化物反应；汽油清洗油污是因为汽油能溶解油污；活性炭净水是因为活性炭具有吸附性。

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。则三种金属活动顺序为( B )

A．Y> X >Z B．X >Y> Z

C．Z>Y>X D．X>Z>Y

6．等质量的X、Y两种金属分别和足量的等体积、等浓度的盐酸反应，产生气体的质量与时间的关系如图所示。下列说法中不正确的是（ D ）

A.t1时，产生气体的质量：X＞Y

B. t2时，消耗金属的质量：X＞Y

C. t3时，消耗金属的质量：X=Y

D. t3时，消耗盐酸的质量：X=Y

【点拨】由图可以看出t1时，产生气体的质量：X>Y，故A正确。t2时，X已经反应完了，而Y与盐酸的反应没有结束，因两种金属等质量，故此时消耗金属的质量X>Y，故B正确。t3时，两种金属都完全反应了，此时消耗金属的质量X=Y，从图中可以看出生成气体的质量X>Y，故消耗盐酸的质量：X>Y，C正确，D错误。

7．金属M与AgNO3溶液反应的化学方程式为：M+2AgNO3═M（NO3）2+2Ag．则下列说法错误的是（ C ）A．M的金属活动性比Ag强

B．金属M可能是铜

C．该反应属于复分解反应

D．该反应前后M的化合价发生了改变

【点拨】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，A正确。由于铜的金属活动性比Ag强，金属M可能是铜，B正确。该反应是一种单质和化合物反应，生成了另一种单质和化合物，属于置换反应，C错误。反应前M是单质化合价为0，反应后生成了M（NO3）2M的化合价是+2价，化合价发生了改变，D正确。

8．“对比法”是实验探究中常用的一种科学方法。分析以下铁钉生锈实验的设计、得出的结论不正确的是（ B ）

A. 对比①②可以说明铁生锈一定要有氧气参加

B. 对比②③可以说明铁生锈一定要有水参加

C. 对比①③可以说明铁生锈一定要有水参加

D. 对比①②③可以说明铁生锈必须水和氧气同时参加

【点拨】对比①②可以说明铁生锈一定要有氧气参加，A正确。②③没有可比性，B错误。对比①③可以说明铁生锈一定要有水参加，C正确。对比①②③可以说明铁生锈必须有水和氧气同时参与，D正确。二、填空与简答题

9．（2）铝制品具有抗腐蚀性能，原理是铝与氧气反应生成致密的氧化膜，阻止铝进一步氧化。

（3）下列汽车配件及用品中，属于金属材料的是 a （填序号）。

a．钢铁外壳 b．羊毛座垫

c．橡胶轮胎 d．玻璃车窗

（4）铁在潮湿的空气中容易锈蚀。

①汽车表面喷漆，可以延缓汽车的锈蚀，其防锈原理是隔绝空气、防水。

②将铁制品放入稀盐酸中除锈（铁锈主要成分是Fe2O3）是喷漆前的一道工序，反应的化学方程式是

Fe2O3 + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2O。

10.构建知识网络，可以帮助我们理解知识间的内在联系，如图是关于铁化学性质的知识网络。请回答下列问题：

（1）铁丝在氧气中燃烧生成黑色固体A,写出A的化学式 Fe3O4。

（2）写出防止铁生锈的一种方法刷漆（其他答案合理也可）。

（3）若要证明Fe、Cu、Ag三种金属的活动性顺序，只需选用Fe、Ag和X溶液三种试剂，X是CuSO4（合理即可），溶液，写出发生反应的化学方程式 Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu ，该反应的基本类型是置换反应。

（4）若X为稀硫酸，向Fe和X溶液反应后的溶液中加入一定量的锌粉，有气泡产生，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液，下列对滤渣和滤液中溶质的成分分析正确的是 C 。

A.滤液中一定含有FeSO4和ZnSO4

B.滤渣中只含有Fe

C. 滤液中一定含有ZnSO4

D. 滤渣中一定含有Zn和Fe

三、实验与探究题

11．某校化学兴趣小组用如图所示装置探究铁制品锈蚀的条件。在盛有水的试管中放一段洁净的铁钉，用带U型管的胶塞塞紧，刚开始实验时，U形管内液面a、b两端处于同一水平高度，数天后，观察到：

（1）试管内铁钉最易生锈的位置是 B （填“A”“B”或“C”）。

（2）U形管内a端液面上升（填“上升”“下降”或“不变”）。

（3）根据上述现象，兴趣小组探究铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应的过程。

（4）兴趣小组根据探究结果，总结出防止铁制品锈蚀的方法之一是在铁制品表面喷漆（合理答案均可）。

12. 某校化学研究性学习小组通过实验研究高炉炼铁的化学原理，设计了如下实验装置：

(1)已知HCOOH CO↑十H2O，根据该反应制取CO，A处应选用的气体发生装置是__ a __（填字母序号）。

(2)装置中仪器①的名称是_铁架台__；装置B内所盛放的试剂是_浓硫酸_；E装置作用为__吸收二氧化碳和水_。

(3)实验开始时应先点燃__ A _ (填“A”或“C”)处的热源；反应后C装置的现象是_红棕色固体变为黑色___。 D装置中发生反应的化学方程式为_CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O；待硬质粗玻璃管内物质冷却后再停止通CO的目的是_防止生成的铁又被氧化，同时防止D中石灰水倒吸_。

（4)该装置有一个明显的缺陷是没有对尾气进行处理_，改进的方法为_点燃或收集。

【点拨】制取CO，需要的药品是浓硫酸（液体）和HCOOH（液体），反应条件是加热，所以发生装置选a。

(2)仪器①的名称是铁架台；a中产生的一氧化碳气体中会含有水蒸气杂质，B中放置浓硫酸的目的是除去气体中混有的水蒸气杂质；E装置作用为吸收二氧化碳和水。(3) 实验开始时应先点燃A处的热源产生一

氧化碳气体，待排净装置中的空气之后再点燃C处的热源，否则会发生爆炸事故；待硬质粗玻璃管内物质冷却后再停止通CO的目的是防止生成的铁又被氧化，同时防止D中石灰水倒吸。（4) 一氧化碳有毒，该装置的一个明显的缺陷是没有对尾气进行处理，处理的方法是点燃或收集。