1、第第 6 讲讲 金金 属属 1铝在一百多年里产量得到大幅度的提高，并被广泛地使用，原因之一就是铝的抗腐 蚀性能好。铝具有良好抗腐蚀性能的原因是( D ) A铝的化学性质不活泼 B铝不与酸、碱反应 C铝常温下不与氧气反应 D铝表面生成一层致密的氧化铝保护膜 2观察、分析实验现象，可以帮助我们理解科学的本质。下列现象描述正确的是 ( A ) A钠在氯气中燃烧，可看到产生大量的白烟 B铝箔在氧气中燃烧，可看到淡蓝色的火焰 C同时贴在蚕豆叶片上下表面的氯化钴试纸，可看到上表面的试纸先变色 D铁粉和硫粉混合加热后，可得到黄色固体 3有一种在古籍里称为鋈的银白色铜合金，是古代云南、四川地区的特产，其主要成
2、 分是铜、锌、镍等金属单质。炼制时需要黑铜矿(主要成分是 CuO)、硫化镍矿(主要成分 是 Ni2S3)等多种矿物。下列有关说法不正确 的是( B ) A鋈属于金属材料 B鋈的样品在足量稀盐酸中能全部溶解 CNi2S3中镍元素呈3 价 D黑铜矿跟木炭共热能生成单质铜 4在试管中放入一根镁条(已除去氧化膜)，往其中加入硝酸银溶液至浸没镁条，观察到 如下现象： 镁条表面迅速覆盖一层疏松的固体物质， 经检验发现生成的固体物质中含有单质银； 镁条表面有明显的气泡出现，经检验发现气泡中有氢气。 对于上述实验现象的分析错误的是( C ) A镁能从硝酸银溶液中置换出银 B镁跟硝酸银溶液反应会生成氢气 C镁投
3、入硝酸银溶液中只发生 2AgNO3Mg=Mg(NO3)22Ag D根据该实验可判断镁比银化学活动性强 【解析】 A根据题中的叙述可知镁能从硝酸银溶液中置换出银，是正确的叙述； B镁跟硝酸银溶液反应会生成氢气，是正确的叙述； C镁投入硝酸银溶液中只发生 2AgNO3Mg=Mg(NO3)22Ag 是错误的叙述，还能 发生生成氢气的反应； D根据该实验可判断镁比银化学活动性强，是正确的叙述。 5用三块相同的铝片(均已去除氧化膜)进行如下实验。 实验 1：取第一块铝片，放入稀硫酸中，有明显的现象； 实验 2：取第二块铝片，放入硫酸铜溶液中，铝片表面有红色物质析出； 实验 3：取第三块铝片，放入浓硫酸中
4、，没有明显的现象； 实验 4：将实验 3 中的铝片取出，洗净后放入硫酸铜溶液中，没有明显的现象。 下列说法不正确的是( C ) A在实验 1 中可以观察到铝片表面有气泡产生 B由实验 2 可以得出金属铝比铜活泼 C铝片与浓硫酸不能发生化学反应 D浓硫酸与稀硫酸的化学性质有差别 6用盐酸与金属单质反应，探究锌、镁、铜的金属活动性。下列有关现象、分析或结 论正确的是( C ) A铜片表面可以观察到气泡 B锌片的试管比镁片的试管更热 C金属活动性由强到弱顺序为镁锌铜 D三支试管中盐酸的质量分数可以不同 【解析】 由于铜位于金属活动性顺序中氢之后，不会与酸反应，则无气泡产生；由于 在金属活动性顺序中镁
5、比锌活泼，其与盐酸反应时镁比锌快些，则有镁片的试管比锌片 的试管更热； 由于在金属活动性顺序中排在越前其金属活动性越强， 故镁在前， 锌其次， 铜在后；在探究金属活动性顺序时需控制变量，则盐酸应等质量分数。 7向硝酸铜、硝酸银和硝酸镁的混合溶液中加入一定质量的金属锌，充分反应后，过 滤，得到滤渣和滤液，以下推断正确的是( C ) A若滤液为蓝色，则滤渣中一定有银和铜 B若向滤液中加入稀盐酸无白色沉淀生成，则滤渣中一定有银和铜 C若向滤渣中加入稀盐酸有气泡生成，则滤液中只含有硝酸镁和硝酸锌 D若反应前加入的金属锌的质量和反应后滤渣的质量相等，则滤渣中一定不含锌和镁 【解析】 锌会先与硝酸银反应，
6、再与硝酸铜反应，锌不会与硝酸镁反应，若滤液为蓝 色，溶液中一定含有硝酸铜，所以滤渣中一定有银，可能含有铜；若向滤液中加入稀盐 酸无白色沉淀生成，滤液中一定不含硝酸银，所以滤渣中一定有银，可能含有铜；若向 滤渣中加入稀盐酸有气泡生成，则加入的锌是过量的，硝酸银、硝酸铜完全反应，所以 滤液中只含有硝酸镁和硝酸锌；锌和硝酸银反应溶液质量减少，锌和硝酸铜反应，溶液 质量增加， 若反应前加入的金属锌的质量和反应后滤渣的质量相等， 滤渣中一定不含镁， 可能含有锌。 8将一定量的铜锌混合粉末放入盛有硝酸银溶液的烧杯中，不断搅拌，充分反应后过 滤。向得到的滤渣和滤液中分别加入足量的稀盐酸，均无现象，则滤渣中
7、( B ) A一定有银，可能有铜和锌 B一定有银，可能有铜，一定没有锌 C一定有银和铜，可能有锌 D一定有银和铜，一定没有锌 【解析】 由于金属的活动性顺序是锌铜银，将一定量的铜锌混合粉末加入盛有硝 酸银溶液的烧杯中，不断搅拌，锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银，当锌反应完后，铜 再与硝酸银反应生成硝酸铜和银。向滤渣和滤液中分别滴加稀盐酸均无明显现象产生， 说明不含能与稀盐酸反应的金属、不含硝酸银溶液。所以滤渣中一定含有银，可能含有 铜，一定没有锌。 9某同学在探究 X、Y、Z 三种金属的活动性顺序时，做了如下实验： 把 X 和 Y 分 别加入稀硫酸中，X 表面产生大量气泡，Y 表面无明显现象；
8、将 Y 放入 Z 的硝酸盐 溶液中，Y 表面有 Z 析出。下列金属活动性由强到弱的顺序正确的是( C ) A. ZYX BXZY CXYZ DYZX 【解析】 把 X 和 Y 分别加入稀硫酸中，X 表面产生大量气泡，Y 表面无现象，说明 X 在氢前，Y 在氢后；把 Y 放入 Z 的硝酸盐溶液中，Y 表面有 Z 析出，说明了 Y 排 在 Z 的前边，即三种金属的活动性顺序为 XYZ。 10北宋张潜在其浸铜要略序一书中对铜的冶炼有如下记载： “山麓有胆泉，土人 汲以浸铁，数日辄类朽木，刮取其屑，锻炼成铜。 (1)书中提及的“胆泉”为硫酸铜溶液，“浸铁”即将铁放入其中，写出此冶炼铜方法中 生成铜的化
9、学方程式：_FeCuSO4=CuFeSO4_。 (2)若“浸铁”前后溶液中存在的离子种类如图所示，其中“”“”“ ”表示不同 种类的离子，则 表示_Fe2_(填写离子符号)。 【解析】 (1)铁与硫酸铜发生置换反应的化学方程式为 FeCuSO4=CuFeSO4；(2) 根据化学方程式，铁元素从铁原子转化为溶液中的亚铁离子。 11 生铁用途十分广泛。 工业上利用赤铁矿(主要成分是 Fe2O3， 还含少量 SiO2 等杂质) 冶炼生铁的过程如下： 回答下列问题： (1)生铁属于_合金_材料(填“合金”或“金属”)。“高炉气体”中的_SO2_(填化 学式)会导致酸雨。 (2)“煅烧”时：生成 CO
10、的反应之一为 C CO2= 高温 2CO，该反应属于_化合_ 反应(填基本反应类型)。 用化学方程式表示利用 CO 炼铁的原理_3COFe2O3= 高温 2Fe_3CO2_。 (3)生活中铁制品锈蚀的过程，实际上是 Fe 与空气中_水_、_氧气_等发生化学反应 的过程。下列措施能防止铁制品锈蚀的是_AB_(填序号)。 A涂油、喷漆 B镀耐腐蚀的铬层 C用盐水清洗 D久置于酸性环境 【解析】 (1)生铁是碳和铁的合金；能够引起酸雨的是 SO2和氮的氧化物； (2) 生成 CO 的反应是多变一，是化合反应； CO 炼铁的原理是利用 CO 的还原性 将氧化铁还原成铁单质，化学方程式为 3CO Fe2
11、O3 = 高温 2Fe 3CO 2； (3)铁生锈需要与氧气和水同时接触；防锈措施包括隔绝水或氧气、干燥等方法。 12化学实验社团在老师的指导下开展了“模拟酸雨形成”的相关实验。 图 1 图 2 铜 铝 密度(g/cm3) 8.92 2.70 地壳中含量 (质量分数%) 0.007 7.73 导电性(银的导电 性为 100 做标准) 铜 铝 （优）99 61（优） (1)图 1 所示赤铁矿的主要成分是_Fe2O3_(填化学式)。 (2)家用电线常用铜制成， 但在高压远距离输电中常用铝代替铜， 请根据表中的信息分析， 其原因是_铝的密度比铜小_。 (3)在空气中铝具有很好的抗腐蚀性，其原因用化学
12、方程式表示_4Al3O2= 2Al2O3_。 (4)为探究铁、铜的金属活动性，分别将铁丝、铜丝插入稀硫酸中(图 2)，说明铁比铜的 金属活动性更强的实验现象是_铁表面有气泡产生，铜表面无明显现象_；反应的化学 方程式是_FeH2SO4=FeSO4H2_。 (5)将一定量铝、铜粉末混合物加入硝酸银溶液中，充分反应后过滤，滤液为蓝色。则滤 渣中一定含有_Ag_(填化学式，下同)，滤液中溶质的组成可能是_Al(NO3)3和 Cu(NO3)2_或_Al(NO3)3、Cu(NO3)2和 AgNO3_。 【解析】(2)在高压远距离输电中常用铝代替铜，其原因是铝的密度比铜小；(3)在空气 中铝具有很好的抗腐
13、蚀性，因为铝与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化铝膜；(4) 金属活动性顺序中，铁排在氢前，铜排在氢后，铁能与稀硫酸或稀盐酸反应生成氢气， 方程式为 FeH2SO4=FeSO4H2；铁的金属活动性比铜强，说明铁比铜的金属活动 性更强的实验现象是铁表面有气泡产生，铜表面无明显现象；(5)将一定量铝、铜粉末混 合物加入硝酸银溶液中，充分反应后过滤，滤液为蓝色，说明滤液中含有铜离子，则滤 液中一定有硝酸铝和硝酸铜，可能含有硝酸银，滤渣中一定含有银，一定没有铝，可能 含有铜。 1小金做了如下实验：将 4.2 克铁粉和 4.0 克氧化铜粉末均匀混合，然后一次性投入盛 有 200 克 9.8%稀硫酸的大烧
14、杯中。观察到如下现象：立即出现红色固体，前阶段没有 明显的气泡产生，后阶段产生大量无色气泡，充分反应后上层清液呈浅绿色。由此小金 作出下列判断，其中不合理 的是( D ) A“立即出现红色固体”是由于很快发生了如下转化：CuO 稀硫酸 CuSO4 铁粉 Cu B“产生大量无色气泡”是由于发生了如下反应：FeH2SO4=FeSO4H2 C该实验条件下，硫酸铜比稀硫酸更容易跟铁粉发生反应 D在不同浓度的硫酸铜和稀硫酸的混合溶液中投入铁粉，都是硫酸铜先跟铁粉反应 2小金为探究铁制品锈蚀的条件，进行如下实验： 步骤 1：利用图甲所示装置，将干燥的 O2从导管 a 通入 U 形管(装置气密性良好，药品
15、如图所示)；待 U 形管内充满 O2后，在导管 b 处连接一活塞推至底部的注射器，收集 20 mL O2后在导管 a 处连接乳胶管并用止水夹夹紧，如图乙所示。 步骤 2：一段时间后，观察 U 形管内的铁丝，其现象如表所示。 观察对象 现象 干燥的普通铁丝 没有明显变化 潮湿的普通铁丝 较多红褐色锈斑 潮湿的纯铁丝 没有明显变化 (1)步骤 1 中， 检查 U 形管内是否已充满 O2的方法是_将带火星的木条放置在 b 导管口， 若木条复燃，则证明 U 形管内已充满 O2_。 (2)铁制品锈蚀的条件之一是需要 O2，在此实验中能支持此条件的证据是_观察到注射 器活塞向左移动(或注射器内 O2体积减
16、少)_。 (3)通过对比实验现象，此实验还可得出铁制品锈蚀的条件是_水分和金属的内部结构 _。 【解析】 (1)步骤 1 中，检查 U 形管内是否已充满 O2的方法是：在 b 导管口放带火星 的木条，如果木条复燃，则已充满氧气；(2)铁制品锈蚀的条件之一是需要 O2，在此实 验中能支持此条件的证据是：潮湿的普通铁丝，通入氧气后，有较多红褐色锈斑；注射 器中氧气减少；(3)通过对比实验现象，此实验还可得出铁制品锈蚀的条件是水分和金属 的内部结构， 因为“潮湿的纯铁丝”和“潮湿的普通铁丝”的变量是“有无碳和其他杂 质”。 3小金利用图示装置进行“一氧化碳还原氧化铁”及其产物检验的实验。实验步骤如
17、下： 步骤 1：连接装置并检查装置的气密性，在确保装置气密性良好的基础上，按图示在各 装置中添加药品； 步骤 2： 缓慢推注射器活塞， 利用甲酸(一种无色溶液， 溶质为 HCOOH)与浓硫酸在 80 水浴的条件下制备一氧化碳(反应原理 HCOOH 浓H2SO4 加热 COH2O)； 步骤 3： 待万用瓶中澄清石灰水下降至安全线以下后再点燃酒精灯，当 W 形管右侧弯管 处的氧化铁全部变为黑色时，继续加热 2 分钟后熄灭酒精灯； 步骤 4： 撤去酒精灯和盛热水的烧杯，用磁铁吸引黑色物质至 W 形管左侧弯管处进行固 体产物的检验。 (1)进行气密性检査时，可在万用瓶中盛适量水，然后推注射器活塞，当观
18、察到_万用瓶 中的水会进入导管并形成一段稳定的水柱_(填写现象)，说明装置气密性良好。 (2)点燃酒精灯前，需要“待万用瓶中澄清石灰水下降至安全线以下”的原因是_排尽 W 形管内的空气，防止点燃酒精灯进行加热时发生爆炸_。 (3)步骤 3 后，W 形管左侧弯管处为反应后得到的稀硫酸，若固体产物全部是铁，步骤 4 中能观察到的现象是_有气泡产生，固体溶解，且溶液呈浅绿色(写出有气泡产生即 可)_。 【解析】 (1)检验装置气密性，利用装置内外的压强差检验；(2)一氧化碳具有可燃性， 和空气混合加热时可能发生爆炸，所以点燃酒精灯前，需要排尽 W 形管内的空气；(3) 铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢
19、气。 4小金利用如图装置进行甲、乙对比实验，探究温度对 CO 和 Fe2O3反应的影响(固定 装置略)。 (1)从实验安全角度考虑， 图示装置还应采取的改进措施是_在装置末端尖嘴导管处放置 一盏燃着的酒精灯_。 (2)完全反应后， 两组的生成物均为黑色粉末(纯净物)， 分别用两组生成物进行以下实验： 步骤 操作 甲组现象 乙组现象 1 称量黑色粉末质量/g m1 m2 2 取黑色粉末，用磁铁吸引 能被吸引 能被吸引 3 取黑色粉末，加入稀盐酸 全部溶解，有大量气泡 无明显现象 4 取黑色粉末， 加入足量硫酸 铜溶液 有红色物质生成 无明显现象 甲组的黑色粉末与稀盐酸反应的化学方程式是_Fe2H
20、Cl=FeCl2H2_。 小金查阅资料后发现 Fe3O4在常温下不与稀盐酸、 CuSO4溶液反应， 故猜想乙组的生 成物为 Fe3O4。他又发现 m2恰好为_4.64_g，这可成为支持上述猜想的新证据。 (3)甲、乙两组实验说明温度对 CO 和 Fe2O3反应有影响，且均体现出 CO 的_还原性 _(填写化学性质)。 【解析】 (1)从实验安全角度考虑，因为一氧化碳有毒，故在图示装置还应采取的改进 措施是添加尾气处理装置； (2)据题中的叙述可知，甲组的黑色粉末为铁粉，与稀盐酸反应的化学方程式是 Fe 2HCl=FeCl2H2。小金查阅资料后发现 Fe3O4在常温下不与稀盐酸、CuSO4溶液
21、反应，故猜想乙组的生成物为 Fe3O4。他又发现 m2恰好为 4.64g(据三分子的氧化铁与一 氧化碳反应生成两分子的四氧化三铁和氧气计算即可)，这可成为支持上述猜想的新证 据；(3)甲、乙两组实验说明温度对 CO 和 Fe2O3反应有影响，且均体现出 CO 的还原性。 5兴趣小组某同学在做铜与硝酸银溶液反应的实验，当观察到铜丝表面有银白色固体 出现时，发现试管内溶液未显蓝色，与所学知识不符。组内同学即展开讨论，认为溶液 未显蓝色是因为铜离子的浓度太小，于是对铜离子浓度太小的原因进行了如下猜想： 猜想一：硝酸银溶液浓度不够大。 猜想二：铜丝中含有比铜活泼的金属。 猜想三：_铜与硝酸银反应的时间
22、太短_。 【实验验证】 (1)验证猜想一：你的方案是_其他条件不变，用浓度更大的硝酸银溶液，重复实验，观 察实验现象，得出结论_。 (2)验证猜想二：取上述相同铜丝，选择一种酸或盐溶液在相同条件下进行实验，观察实 验现象，得出结论。 请你在矩形内画出实验装置图，并标出所选物质。 (3)验证猜想三：进一步实验_将铜与硝酸银反应的时间加长_。 【解析】 通过分析猜想可知，实验时间对实验现象也会产生一定的影响，所以猜想三： 铜与硝酸银反应的时间太短。 (1)实验验证猜想一的方案是：其他条件不变，用浓度更大的硝酸银溶液，重复实验，观 察实验现象，得出结论。 (2)排在前面的金属可以将排在后面的金属从其盐溶液中置换出来。 (3)可以将铜与硝酸银反应的时间加长，观察溶液的颜色是否变蓝。