备战2021 中考科学 精讲精练 专题34 金属（学生版）

备战2021 中考科学 精讲精练 专题34 金属（学生版）

专题 34 金属 【知识点回顾】 一、金属和非金属 考点 1 区别金属与非金属 金属的普遍特性：固态(除汞外)，有________，是良好的________，有________，密度 和熔点高。 非金属性质：固、液、气态，有多种颜色，不具金属特性，性质不一，应用不一。 考点 2 列举金属和非金属主要性质差异(如导电性、导热性、延展性、金属光泽等)； 举例说出常见金属的性质和用途 常见金属的主要性质和用途 1．铁：纯铁具有银白色金属光泽，质软。制成各种铁合金，广泛用于机械、建筑、医 疗等行业。 2．铜：具有紫红色金属光泽，纯铜质软、韧性好。常用于制造电线、电缆及导热器具， 还可制成各种铜合金(黄铜、青铜、白铜)。 3．铝：具有银白色金属光泽，密度小。常用于制造电线和电缆、铝箔包装等；铝合金 外表美观，轻而坚韧，具有较强的抗腐蚀性能，可作建筑装饰材料及汽车、飞机、火箭、人 造卫星的材料。 二、金属活动性顺序 考点 3 比较金属的活动性顺序；概述金属与酸、金属与盐反应的条件；用金属活动性 顺序说明某些现象 1．金属活动性顺序 2．金属活动性的应用 (1)金属的位置越靠前，在水溶液里就越容易________电子，活动性就________。 (2)金属与酸反应时，排在________前面的金属能置换出酸里的________。 (3)金属与盐发生反应，只有活动性________的金属才能把活动性弱的金属从它的盐溶 液中置换出来。K、Ca、Na 会与盐溶液中的水发生置换反应，生成碱和氢气。 三、金属的防腐 考点 4 列举金属腐蚀条件 1．外因：________等物质的相互作用。 2．内因：金属的________。 考点 5 列举防止金属腐蚀的常用方法 1．改变金属的________。如在普通钢中加入铬、镍等金属元素制成不锈钢。 2．表面覆盖________。如刷油漆、涂机油、涂搪瓷、电镀、烤蓝等。 四、废弃金属对环境的影响 考点 6 知道废弃金属对环境的影响、知道回收废弃金属的意义 由于垃圾填埋处理后，金属不会自行分解；并且铅、镉等金属被腐蚀后，会形成溶于水 的有毒的金属离子，污染土壤和地下水源。因此废弃金属将对环境造成严重的污染，大部分 金属应通过回收使其循环再利用。 五、金属材料的发展 考点 7 知道合金的概念 合金：一种金属跟其他一种或几种金属(或非金属)一起熔合而成的具有金属特征的物质。 考点 8 列举改善金属材料性能的主要方法 改善金属材料性能的主要方法：________。 【例题精析】 例 1．（2020•台州）铁在海水中容易被锈蚀，通常在轮船的吃水线以下焊接比铁更活泼的金 属块，用于保护铁质船壳。该金属块的材料可以是（ ） A．金 B．银 C．铜 D．锌 例 2．（2020•绍兴）兴趣小组按如图流程进行实验（每步均充分反应），反应结束后，将烧 杯内物质进行过滤，向滤渣中加入少量稀盐酸，无明显现象，下列说法不正确的是（ ） A．由实验可判断出铁、铜、锌的活动性顺序 B．两支试管混合后，固体总质量一定增加 C．滤渣中一定有 Cu，一定没有 Fe 和 Zn D．滤液中的溶质一定有 FeCl2、ZnCl2 和 CuCl2 例 3．（2020•金华）取一定质量的锌粒和铜片于同一敞口容器中，再逐渐加入稀硫酸。加入 稀硫酸的质量与有关量的变化关系图正确的是（ ） A． B． C． D． 例 4．（2019•湘潭）钢铁厂会利用焦炭产生的还原性气体来炼铁，某同学用此原理按如图装 置进行实验。下列说法正确的是（ ） A．该实验不需要增加尾气处理装置 B．该实验应先通入一段时间验纯的 CO 后再加热 C．NaOH 溶液可以检验气体产物 D．反应结束后，含有未反应的 Fe2O3 固体，可以采用加入盐酸的方法来提纯铁 例 5．（2019•宁波）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 （ ） 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 例 6．（2020•鸡西）有一包固体混合物，其中含有硝酸银，硝酸铜，硝酸镁及铁粉，加入足 量的水过滤。下列描述的情形不可能存在的是（ ） A．滤纸上有 Ag、Cu、Fe，滤液中有 Fe2+、Cu2+、Mg2+ B．滤纸上有 Ag、Cu，滤液中有 Fe2+、Cu2+、Mg2+、Ag+ C．滤纸上有 Ag，滤液中有 Fe2+、Cu2+、Mg2+、Ag+ D．滤纸上有 Ag、Cu，滤液中有 Fe2+、Cu2+、Mg2+ 例 7．（2020•杭州）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 中生成铜的化学方程式 。 （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 （填写离子符号）。 例 8．（2020•宁波）如图是某科学老师设计的一氧化碳还原氧化铁的实验装置。 （1）在 B 装置的液面下降到安全线之前，不能加热氧化铁，这是因为 。 （ 2 ） 反 应 结 束 后 停 止 加 热 ， 继 续 通 CO ， 此 时 B 装 置 的 作 用 是 。 四．实验探究题（共 2 小题） 例 9．（2020•舟山）科学兴趣小组采用不同方案对金属活动性的强弱进行了研究。 甲同学：将镁带和铜丝分别在酒精灯的外焰上加热，观察现象。 乙同学：把铁制容器和铝制容器放在同一潮湿环境中，一段时间后观察容器表面的锈蚀 情况。 …… 实验后，同学们进行汇报和评价交流。 （1）甲同学根据 的实验现象，得出金属镁的活动性比铜强。 （2）乙同学观察到铁制容器表面有明显的锈蚀现象，而铝制容器表面无明显变化。据此 他得出铁的活动性比铝强的结论。小组讨论后一致认为乙同学的方案设计不合理，他们 的理由是：铝制容器表面无明显变化，是因为 导致容器中的铝无法与氧气接触发 生反应，因此不能用此方法比较铁与铝的活动性强弱。 例 10．（2020•杭州）小金利用图示装置进行“一氧化碳还原氧化铁”及产物检验的实验。 实验步骤如图： 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 → 加热 浓 CO↑+H2O）； 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 型管右侧弯管 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 型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，当观察到 （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 。 （3）步骤 3 后，W 型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 。 【习题巩固】 一．选择题（共 14 小题） 1．某单质 X 在一定条件下能从含 Y 元素的化合物中置换出单质 Y，则下列叙述错误的是 （ ） A．若 X、Y 单质都是金属且在水溶液中进行，则 X 一定比 Y 活泼 B．若单质都是金属且在水溶液中进行，则 X 越活泼，越容易置换出单质 Y C．若 X 是金属时，则 Y 可能是金属，也可能是非金属 D．若 X 是非金属时，则 Y 可能是金属，也可能是非金属 2．某金属合金 5g 与足量的稀盐酸发生反应，产生 0.2g 氢气，则该合金不可能是（ ） A．Mg 和 Zn B．Al 和 Cu C．Mg 和 Al D．Al 和 Zn 3．“拟晶”是一种具有凸多面体规则外形但不同于晶体的固态物质。Al65Cu23Fe12 是 20 世 纪发现的几百种“拟晶”之一，具有合金的某些优良物理性能。有关这种“拟晶”的说 法错误的是（ ） A．Al65Cu23Fe12 的硬度比金属 Al、Cu、Fe 都大 B．Al65Cu23Fe12 中三种金属的化合价均可视作零 C．Al65Cu23Fe12 不可用作长期浸泡在海水中的材料 D．Al65Cu23Fe12 不与稀硫酸反应 4．把等质量的 X、Y、Z、M 四种金属分别加入到同体积、同浓度的足量稀盐酸中。再把 Y 加入到 MNO3 溶液中。反应关系如图所示。据此判断四种金属的活动性顺序为（ ） A．Z＞X＞M＞Y B．X＞Z＞Y＞M C．X＞Z＞M＞Y D．Y＞M＞Z＞ X 5 ． 如 图 是 CO 还 原 氧 化 铁 的 “ 微 型 ” 实 验 装 置 。（ 夹 持 仪 器 等 略 ）， 已 知 ： HCOOH 热浓硫酸 H2O+CO↑，下列说法不正确的是（ ） A．实验中所需 CO 可现制现用 B．此装置可节约用品，污染小，现象明显 C．实验时先挤压软塑料滴瓶，再点燃酒精喷灯 D．该实验中所涉及反应的基本类型有分解反应和置换反应 6．如图为探究铝和铜的金属活动性强弱的实验如图，下列说法不正确的是（ ） A．现象：在反应过程中，观察到溶液颜色由蓝色变为无色 B．反应后液体的质量比反应前增重了 C．其反应微观的实质：2Al+3Cu2+═2Al3++3Cu D．根据图示可以得出的铝活动性比铜强 7．某化学兴趣小组利用如图装置探究铁生锈的条件，一段时间后，只有一个集气瓶中的铁 丝生锈，下列说法不正确的是（ ） A．甲瓶中的铁丝生锈 B．通过对比甲瓶和乙瓶中的现象，可以说明铁生锈的一个条件是与水接触 C．通过对比甲瓶和丙瓶中的现象，可以说明防止铁生锈的一个方法是隔绝氧气 D．实验后向甲、乙、丙瓶中分别注入一定量稀盐酸，观察到的现象相同 8．往硝酸铜和硝酸银的混合溶液中缓慢连续加入质量为 m 的锌粉，溶液中析出固体的质量 与参加反应的锌粉质量关系如图所示，下列说法中不正确的是（ ） A．ab 段（不含两端点）析出的金属是 Ag B．bc 段（不含两端点）析出的金属是 Cu C．ab 段（不含两端点）对应溶液中含有的金属离子为 Zn2+、Ag+和 Cu2+ D．bc 段（不含两端点）对应溶液中含有的金属离子为 Zn2+和 Ag+ 9．等质量的锌与过量盐酸在不同的实验条件下进行反应，实验数据如表。收集相同条件下 相同体积的氢气，所需时间最短的一组是（ ） 组别 A B C D 盐酸浓度/% 2.5 2.5 4.0 4.0 温度/℃ 25 25 40 40 锌的状态 块状 粉末 块状 粉末 A．A B．B C．C D．D 10．某同学将未打磨的镁条放入盛有稀盐酸的密闭容器中，用压力传感器测得容器内气体压 强与反应时间的关系图如图，下列选项正确的是（ ） A．AB 段化学反应是 Mg+HCl═MgCl2+H2↑ B．CD 段压强变化主要影响因素是温度 C．A 点盐酸浓度等于 B 点盐酸浓度 D．B 点溶液质量大于 C 点溶液质量 11．小乐对硝酸银、硝酸铜和硝酸锌的混合溶液进行了图示操作，下列分析正确的是（ ） A．滤渣中的物质为银、铜和铁 B．滤液中的阳离子为 Fe3+和 Zn2+ C．滤液的质量大于混合溶液的质量 D．向滤液中滴加稀盐酸会出现白色沉淀 12．研究证明，某些金属具有很强的捕捉氢的能力，在一定的温度和压力条件下，这些金属 能够大量“吸收”氢气，反应生成金属氢化物，同时放出热量。其后，将这些金属氢化 物加热，它们又会分解，将储存在其中的氢释放出来。这些会“吸收”氢气的金属，称 为储氢合金。则下列说法中正确的是（ ） A．在存储过程中氢元素的化合价改变 B．氢气在储存过程中发生了物理变化 C．氢气在储存过程中部分内能转化为化学能 D．储氢合金是一种化合物 13．在相同质量、相同质量分数的稀硫酸中，分别加入足量的 Mg、Fe、Zn 三种金属，某发 生反应的质量关系如图所示，根据图中信息，下面推理合理的是（ ） A．反应生成氢气质量：Mg＝Fe＝Zn B．曲线 P、Q、M 所表示的金属分别表示 Mg、Zn、Fe C．三种金属反应速率：Mg＞Fe＞Zn D．反应后溶液质量：Mg＝Fe＝Zn 14．为探究锌、铜、铁三种金属的活动性顺序，某学习小组做了如图甲所示实验，实验结束 后，将试管 ① 、试管 ② 内的物质全部倒入同一烧杯中，充分反应后发现烧杯中的红色固 体 物 质 明 显 增 多 ， 如 图 乙 所 示 ， 则 有 （ ） A．甲图试管 ① 中反应后固体可能不含铁 B．甲图试管 ② 中反应后固体可能含铁 C．反应后烧杯中的固体一定含有铁 D．烧杯中最后所得固体的质量一定大于 2a g 二．实验探究题（共 4 小题） 15．为了从硝酸亚铁和硝酸银的混合溶液中，提取并回收银，小浔设计了如图的实验方案： （1）若溶液乙为无色溶液，则固体甲一定含有的物质是 ，可能含有的物质 是 。 （2）若溶液乙为浅绿色溶液，则溶液乙中溶质的组成可能是 或 （填化学 式）。 16．某校课外活动小组的同学在老师的帮助下，探究用赤铁矿（主要成分是 Fe2O3）炼铁的 主要反应原理。他们设计的实验装置如图所示。回答下列问题： （1）实验中澄清石灰水作用是 。 （2）图 1 实验时应先点燃哪个酒精灯，请判断并说明理由 。 （3）图 2 与图 1 相比，它的主要优点是 。 17．用如图装置完成 CO 还原 Fe2O3 的实验。缓慢通入一定量的 CO．点燃酒精喷灯，继续 通入 CO．一段时间后，当粉末全部变为黑色时，停止通入 CO，熄灭酒精喷灯。 （1）CO 与 Fe2O3 反应的化学方程式是 。 （2）在冷却过程中，为防止管中黑色粉末表面因与空气接触而变为红色，应补充的操作 是 。 （3）有同学提出黑色粉末中还可能含有 Fe3O4．资料：Fe3O4 不与 CuSO4 与溶液反应。 为验证黑色粉末成分。该同学取少量样品于烧杯中，加过量 CuSO4 溶液，充分反应。证 明黑色粉末中含有 Fe 和 Fe3O4 的现象是 。 18．“食品蒸汽加热器”常用于野外加热食物。加热袋中的固体粉末含镁粉、铁粉和氯化钠， 使用时向其中加入水袋中的水，即可产生大量热。实验小组针对放热过程中的反应原理 展开探究。 【查阅资料】 ① 常温下镁粉能与水反应放热而铁粉不能。 ② 氢氧化镁是难溶于水的白色固体。 【进行实验】 同学们用如图所示装置进行模拟实验：分别取不同成分的固体粉末放入甲中，通过分液 漏斗向其中均加入 8mL 水，读取甲中所得固液混合物的最高温度，实验记录如下表： （实验时的室温为 22.7℃；除 B 外，其余实验中镁粉的质量均为 1.0g） 实验序号 A B C D E F 固体成分 Mg Fe Mg+Fe Mg+NaCl Fe+NaCl Mg+Fe+NaCl 乙中现象 少量肥皂 泡，难以点 燃 ① 少量肥皂 泡，难以点 燃 较多肥皂泡， 点燃有爆鸣 声 无肥皂泡 大量肥皂泡，点 燃有爆鸣声 混合物温度 23.1℃ 22.8℃ 23.1℃ 24.2℃ 22.8℃ 27.2℃ 【获得结论】 （1）实验 A 证明了镁粉与水能反应，反应的化学方程式为 Mg+2H2O═ 。 （2）使镁粉与水迅速反应并放热的最佳方法是向镁粉中加入 。 【反思改进】 （1）同学们分析实验数据发现，升高的温度不足以加热食物，其可能的原因是 。 （2）同学们根据实验结果进一步猜测，实验 F 中的反应结束后，甲中的固液混合物中仍 然含有 NaCl 和铁粉，通过补充实验证明了上述猜测。补充的实验方案是：取少量固液混 合物， ，得到白色固体（经检验为 NaCl）。 三．解答题（共 2 小题） 19．已知碳酸亚铁在隔绝空气的情况下，可以分解生成氧化亚铁和二氧化碳，某化学兴趣小 组用如图所示装置模拟冶炼铁的过程，判断样品中碳酸亚铁的含量（该装置气密性良好， B 中氢氧化钠溶液足量）。 实验过程中，先打开 K 通入一氧化碳再加热装置 A 中固体质量不再减少后，停止加热， 待装置 A 冷却到室温后关闭 K，实验测得装置 A 中固体质量减少了 a 克，装置 B 中液体 质量增加了 b 克。回答下列问题： （1）仪器 ① 的名称是 。 （2）能判断生成的二氧化碳全部被装置 B 吸收的依据是装置 B 的质量增加且 。 （3）若生成的二氧化碳全部被装置 B 吸收，不考虑水的蒸发且该样品中所含杂质不参加 反应，则 a b（填＞或＜、＝） （4）D 处为收集尾气的装置，应选择 装置（填甲，乙或丙）。 20．小科利用如图所示的材料完成探究实验，杠杆已调至平衡。 （1）实验 1 中，一段时间后，左边铁粉布包下降，是因为铁粉与 、氧气发生了 反应。将铁粉换成下列物质中的 （填字母序号），杠杆也会出现类似现象。 A．NaCl 晶体 B．NaOH 固体 （2）实验 2 中，通入 CO2 一段时间，右边乒乓球 （填“上升”或“下降”）。