河南省中考化学 第一部分 考点研究 第八单元 金属和金属材料课件.ppt

第一部分考点研究 第八单元金属和金属材料 考情概览 本单元是河南中招的必考内容 其中 金属材料在选择题的一个选项中考查合金的判断 填空题中多结合元素种类的判断考查 金属的化学性质在选择题的一个选项或填空题一空考查 金属活动性顺序探究及其应用在填空题 简答题或综合应用题中的一问单独考查 常涉及的金属有al cu ag及其盐溶液 金属的冶炼在选择题 填空题或综合应用题中结合co的性质及化学方程式的书写考查 金属资源的保护在选择题中单独考查 在简答题中结合化学方程式的书写进行考查 玩转河南8年中招真题 命题点1金属材料 高频 2015河南3题1分 生活中的下列物品 其制作材料属于合金的是 a 塑料袋b 玻璃杯c 不锈钢锅d 涤纶风衣 解析 塑料属于有机合成材料 a错误 玻璃属于无机非金属材料 b错误 不锈钢是由铁 铬 镍按一定比例经高温熔合得到的铁合金 属于金属材料 c正确 涤纶是合成纤维 属于有机合成材料 d错误 答案 c 2 2011河南8题1分 下列实验不能达到实验目的的是 解析 由于稀盐酸不能使酚酞溶液变色 因此 a实验中小烧杯中的酚酞溶液颜色无变化 此实验不能探究分子的运动 b实验中下层的蜡烛先熄灭 证明co2的密度比空气的密度大 c实验若导管口出现气泡 则证明装置气密性良好 可达到实验目的 d实验纯铜片上出现刻痕 证明黄铜片比纯铜片硬度大 答案 a 3 2008河南20 1 2 题2分 金属材料在生活 生产中应用十分广泛 1 如图1是金属的一个应用实例 请说出利用了金属的什么物理性质 答出一点即可 导电性 或延展性 2 如图2中两块金属片互相刻画后 在纯铜片上有明显的划痕 该实验探究的目的是什么 比较黄铜 或合金 和铜 或纯金属 的硬度 专家点评 本题的命题源于人教下册课本p5实验8 1和图8 5的改编 考查了该实验的探究目的 即图说文字 以教材中图8 5的素材为背景命题 考查了学生较强的分析和理解能力 也提醒学生在复习过程中仍要重视教材 规律总结本命题点近8年考查10次 分值为0 25 2分 其中地壳中含量最多的金属元素 铝 考查3次 合金的判断考查3次 金属的物理性质 合金与纯金属硬度的比较各考查2次 考查题型多以选择题为主 也会在填空题 简答题和综合应用题中考查 选择题中多结合其他知识考查合金的判断 填空题的一空多单独考查地壳中含量最多的金属元素的识别 主要以文字叙述的形式考查 偶尔也会结合图片考查 预计2016年以填空题的形式考查地壳中金属含量 合金与纯金属硬度比较方法的可能性较大 拓展猜押 在地壳中含量排在第二位的金属是 生活中钢铁比纯铁的应用广泛的原因是 生活中常用 的方法比较黄铜片和纯铜片 铁 硬度大 或者耐腐蚀性强等合理即可 相互刻画 解析 地壳中元素含量前五位分别是氧 硅 铝 铁 钙 铁元素位于金属元素的第二位 钢是铁和碳的合金 比纯铁的硬度大 耐腐蚀性更强 由于合金的硬度比组成其的纯金属硬度大 所以生活中常用相互刻画的方法比较合金和纯金属的硬度 命题点2金属的化学性质 高频 1 2015河南21 1 题1分 金属活动性顺序在工农业生产和科学研究中有重要应用 1 铝比较活泼 为什么铝制品却有很好的抗腐蚀性能 常温下 铝与氧气反应 表面生成一层致密的氧化铝薄膜 能阻止铝进一步被氧化 规律总结本命题点近8年考查4次 分值为0 25 1分 其中金属与酸反应考查1次 铝耐腐蚀的原因考查3次 题型有选择题和简答题 命题点3金属活动性顺序的探究及其应用 必考 1 2011河南18 1 题1分 金属是一类重要的材料 其应用十分广泛 1 铝的利用比铜和铁晚 金属大规模开发和利用的先后顺序与下列 有关 甲 金属的活动性乙 金属的导电性丙 金属在地壳中的含量 甲 解析 1 越活泼的金属越不容易被冶炼出来 被开发和利用的时间就越晚 故金属被开发和利用的时间与金属活动性有关 2 2011河南16题3分 在cu no3 2 al no3 3和agno3的混合溶液中加入一定量的铁粉 充分反应后过滤 向滤出的固体上滴加稀硫酸时有气泡产生 则反应后所得溶液中含有的金属离子有 反应后溶液的质量比原混合溶液的质量 填 大 或 小 有关反应的化学方程式为 写出一个即可 al3 和fe2 小 fe 2agno3fe no3 2 2ag 解析 根据金属活动性顺序可知 铁粉能与cu no3 2 agno3反应 与al no3 3不反应 再根据向滤出的固体中加入稀硫酸有气泡产生 说明反应后铁粉有剩余 铁粉会与cu no3 2 agno3完全反应 化学方程式为 fe 2agno3fe no3 2 2ag56216fe cu no3 2fe no3 2 cu5664 因此 反应后溶液质量比原混合溶液的质量减小了 反应后的溶液中含有的金属离子是al3 和fe2 3 2015河南21 2 3 题3分 金属活动性顺序在工农生产和科学探究中有重要应用 2 农业上不能用铁制容器配制波尔多液 含硫酸铜 请用化学方程式解释 fe cuso4feso4 cu 3 探究实验 分别将不同量的锌粉加入到一定量的mg no3 2 cu no3 2 agno3混合溶液中 充分反应后过滤 以下是不同情况下对固体或滤液成分的探究 若向所得固体上滴盐酸有气泡产生 则该固体含有的金属为 猜想 滤液中溶质为mg no3 2 zn no3 2 agno3 请分析该猜想不合理的原因 zn cu ag 或锌 铜 银 滤液中有agno3时 一定也有cu no3 2 因为zn先与agno3反应 后与cu no3 2反应 或滤液中无cu no3 2时 也一定没有agno3 因为cu no3 2与zn反应生成cu 而cu能与agno3反应 解析 2 铁能与硫酸铜溶液发生置换反应生成硫酸亚铁和铜 故不能用铁制容器配制波尔多液 反应的化学方程式为fe cuso4feso4 cu 3 镁 锌 铜 银四种金属的活动性由强到弱的排列顺序为 镁 锌 氢 铜 银 向混合溶液中加入锌粉 锌首先与硝酸银反应置换出银 待硝酸银消耗完全 若此时还有锌 锌再与硝酸铜反应置换出铜 锌不能与硝酸镁反应 充分反应后过滤 向所得固体中滴加盐酸有气泡产生 说明固体中含有 氢前面的金属 该金属只能是锌 由此说明加入的锌粉过量 将溶液中的银 铜全部置换出来后有剩余 则该固体含有的金属为银 铜 锌 根据反应的先后顺序分析 只有硝酸银溶液被消耗完后 锌粉才能与硝酸铜溶液反应 若滤液中溶质含有agno3 则一定同时存在cu no3 2 故滤液中的溶质不可能为mg no3 2 zn no3 2 agno3 所以该猜想不合理 4 2013河南20题4分 某化学小组用一定量agno3和al no3 3的混合溶液进行了如图实验 已知溶液甲呈蓝色 1 向固体乙上滴加盐酸时 填 有 或 没有 气泡产生 2 溶液甲中一定含有哪些溶质 写化学式 3 请写出该实验过程中所发生反应的化学方程式 没有 cu no3 2 al no3 3 zn no3 2 cu 2agno32ag cu no3 2 zn 2agno32ag zn no3 2 解析 根据金属和盐溶液发生置换反应的条件 向一定量agno3和al no3 3的混合溶液中加铜粉和锌粉 cu和zn都可以置换agno3溶液中的ag 而与al no3 3溶液不反应 根据优先置换原理 也就是zn优先置换agno3溶液中的ag 由于溶液甲呈蓝色 所以锌粉没有剩余 固体乙中没有锌粉 因此 向固体乙上滴加稀盐酸没有气泡产生 溶液甲中的溶质除了没有反应的al no3 3 还有生成的cu no3 2和zn no3 2 5 2010河南20 3 题2分 请回答下列有关金属的问题 3 x y z是三种金属固体 将x和y浸入稀硫酸中 y溶解并产生氢气 x无变化 将x和z浸入硝酸银溶液中 x表面有银析出而z无变化 判断x y z和银四种金属的活动性由强到弱的顺序 y x ag z 具体确定一种x后 写出x与硝酸银溶液反应的化学方程式 cu 2agno3cu no3 2 2ag 解析 由题意 将x和y浸入稀硫酸中 y溶解并产生氢气 x无变化 说明y能与硫酸反应置换出硫酸中的氢而x不能 则y x 将x和z浸入硝酸银溶液中 x表面有银析出而z无变化 说明x能置换出硝酸银溶液中的银而z不能 则x ag z 所以x y z和银四种金属的活动性由强到弱的顺序为y x ag z 因x不能与硫酸反应 故x为位于h后面的金属 而其又能与硝酸银溶液反应 说明x位于h和ag之间 只有cu hg两种金属 hg在常温下是液体 故x只能是cu 6 2009河南21 2 题2分 物质的用途与其性质密切相关 研究金属的性质可以更好地利用金属 2 为探究铝 铁 铜的活动性顺序 某同学设计了一组实验 铝片浸入稀硫酸中 铜片浸入稀硫酸中 铝片浸入硫酸亚铁溶液中 这组实验还不能完全证明三种金属的活动性顺序 请补充一个实验来达到目的 写出实验步骤 现象和化学方程式 解析 在金属活动性顺序中 排在氢前面的金属可以把排在氢后面的金属从其盐溶液中置换出来 排在氢前面的金属可与酸溶液反应置换出氢气 7 2014河南23 3 题3分 化学实验是进行科学探究的重要方式 3 为探究工业废水的综合利用 某化学小组在实验室中完成了以下实验 x为 乙与硝酸钡反应的化学方程式为 操作 和操作 中都要用到一种玻璃仪器 该仪器在操作 中的作用是什么 zn znso4 ba no3 2baso4 zn no3 2 蒸发时用玻璃棒不断搅拌 防止因局部温度过高造成液滴飞溅 解析 3 向硝酸锌和硝酸银的混合溶液中加入过量的x zn 把银置换出来 得到溶液甲 硝酸锌 和固体物质 含有ag zn 再加入酸除去zn 得到溶液乙 结合溶液乙可以与硝酸钡反应生成硝酸锌 确定出溶液乙为硫酸锌溶液 由此确定加入的y为硫酸 溶液甲经蒸发结晶得到硝酸锌固体 操作 和操作 过滤 中都使用玻璃棒 在操作 中玻璃棒用于搅拌 作用是防止液体局部过热引起液滴飞溅 8 2012河南21 2 题4分 金属用途广泛 其结构和性质等是化学的重要研究内容 2 某化学小组用一定量agno3和cu no3 2混合溶液进行了如图实验 并对溶液a和固体b的成分进行了分析和实验探究 提出问题 溶液a中的溶质可能有哪些 作出猜想 只有zn no3 2 zn no3 2 agno3 zn no3 2 cu no3 2 zn no3 2 cu no3 2 agno3 交流讨论 不合理的猜想是 填标号 其理由是 猜想 中无cu no3 2 说明cu no3 2已与zn反应生成cu 而生成的cu也能与agno3反应 故不可能有agno3 或zn先与agno3反应 后与cu no3 2反应 当有agno3剩余时 溶质中一定还有cu no3 2 实验探究 若猜想 成立 通过以下实验可确定固体b的成分 请将下表填写完整 稀盐酸 或稀硫酸等 zn 2hclzncl2 h2 或zn h2so4znso4 h2 等 解析 2 交流讨论 锌的活动性比铜 银强 铜比银活泼 因此向硝酸银和硝酸铜的混合溶液中加入锌 过滤后所得固体中一定含有单质银 而滤液中若有硝酸银存在 则一定有硝酸锌和硝酸铜存在 故猜想 不合理 实验探究 在实验探究中的现象是 有气泡产生 这说明加入的试剂应该是稀盐酸或稀硫酸 因为铜 银都不能与稀盐酸或稀硫酸反应 能与酸反应产生气体的一定是锌 即加入的锌粉过量 则反应后所得固体是锌 铜和银的混合物 规律总结本命题点近8年必考 分值为1 4分 其中金属与盐溶液反应考查 次 金属活动性顺序的应用考查3次 金属活动性顺序的探究 置换反应的判断各考查 次 金属的开发和利用的时间与金属活动性的关系 金属与酸反应各考查1次 金属与盐溶液反应是考查的重点 它主要有以下两种考查形式 以文字叙述或框图流程形式考查溶液中溶质的成分 以文字叙述的形式考查金属活动性顺序 主要在填空题和简答题中考查 预计2016年在填空题或简答题中考查金属与盐溶液 酸溶液反应后溶液成分判断的可能性较大 拓展猜押 1 向cu no3 2 mg no3 2和agno3的混合溶液中加入一定量的锌粉 充分反应后过滤 滤液为无色 则滤出的固体中一定有 滤液中的溶质一定含有的金属阳离子是 发生反应的化学方程式为 任写一个 cu ag mg2 zn2 zn cu no3 2cu zn no3 2 或zn 2agno32ag zn no3 2 解析 向cu no3 2 mg no3 2和agno3的混合溶液中加入一定量的锌粉 锌不与mg no3 2反应 故滤液中一定含有mg no3 2 锌先与agno3反应 再与cu no3 2反应 因为cu no3 2溶液为蓝色 而滤液为无色 故滤液中无cu no3 2 也一定不含agno3 锌可能与二者恰好完全反应 也可能过量 所以滤出的固体中一定含有cu ag 可能含有zn 滤液中一定含有的溶质是mg no3 2和zn no3 2 含有的金属阳离子是mg2 和zn2 其中锌粉和硝酸铜发生反应的化学方程式为zn cu no3 2cu zn no3 2 锌粉和硝酸银发生反应的化学方程式为zn 2agno32ag zn no3 2 2 铁 铜 银是生活中应用广泛的金属 某化学小组要从铁 铜 银三种金属混合物中分离某贵重金属 实验过程如图所示 请回答下列问题 1 x属于 填 酸 碱 或 盐 滤液b中一定含有的阳离子有哪些 2 写出 中反应的相关化学方程式 3 为什么不能把硝酸银换成氯化银 h fe2 fe h2so4feso4 h2 或fe 2hclfecl2 h2 因为氯化银不溶于水 不能和铜发生反应 酸 解析 1 铁和酸反应会产生氢气 因为酸过量 所以溶液中一定含有的阳离子为h fe2 2 铁与酸的反应属于置换反应 生成的铁的化合物中铁元素是 2价 3 前面的金属能把位于它后面的金属从其盐溶液中置换出来 所以 盐溶液必须溶于水才能发生反应 命题点4置换反应类型的判断 冷考 1 2012河南8题1分 下列反应中 不属于置换反应的是 a cl2 2nabr2nacl br2b 2mg co22mgo cc 2na 2h2o2naoh h2 d 2na2o2 2h2o4naoh o2 点燃 解析 置换反应是一种单质与一种化合物反应 生成另一种单质和另一种化合物的反应 其特点是反应物和生成物都是单质和化合物 d选项给出的化学反应中反应物是两种化合物 不符合置换反应的特点 答案 d 2 2015河南9题1分 工业制镁的方法为 将含碳酸钙的贝壳制成石灰乳 在海水中加入石灰乳 过滤 在氢氧化镁中加入盐酸 结晶 电解熔融氯化镁 该方法中的化学反应不包括 a 化合反应b 置换反应c 分解反应d 复分解反应 解析 该工业制镁涉及的反应依次为 caco3cao co2 cao h2oca oh 2 mgcl2 ca oh 2mg oh 2 cacl2 mg oh 2 2hclmgcl2 2h2o mgcl2mg cl2 其中反应 符合 一变多 的特点 属于分解反应 反应 符合 多变一 的特点 属于化合反应 反应 均是两种化合物相互交换成分 生成另外两种化合物的反应 属于复分解反应 综上所述 以上反应中不涉及置换反应 故选b 答案 b 高温 通电 规律总结本命题点近8年考查2次 均是在选择题中考查 一是直接判断所给的化学方程式是否属于置换反应 二是结合其他基本反应类型判断所给的反应中不包含的反应类型 命题点5金属的冶炼 高频 1 2008河南20 3 题1分 金属材料在生活 生产中应用十分广泛 3 工业上可用一氧化碳还原赤铁矿 主要成分是fe2o3 炼铁 请用化学方程式表示 2 2009河南18题4分 在实验室里 可以利用如图装置制得铁 1 a处玻璃管内所发生反应的化学方程式为 2 b处可观察到的现象是 c处酒精灯的作用是 3 待四氧化三铁完全反应后 停止加热a处 在断开a b之前应继续通入一氧化碳至a处玻璃管冷却 若不继续通入一氧化碳 可能出现的后果是 澄清石灰水变浑浊 点燃多余的一氧化碳 防止空气污染 石灰水回流到a处玻璃管中 使玻璃管炸裂 解析 1 co能夺取铁的氧化物中的氧元素而得到单质铁 2 可用澄清的石灰水变浑浊检验反应中生成的是二氧化碳 由于一氧化碳没有反应完全 为防止有毒气体对空气的污染 c处应有尾气处理措施 3 停止加热a处 若不继续通入一氧化碳 由于玻璃管内压强变小 在大气压作用下石灰水回流到a处玻璃管中 使处于高温下的玻璃管炸裂 专家点评 本题来源于人教版下册16页图8 20 是课本 工业炼铁 的综合应用 本题是典型的工业炼铁的试题 将工业炼铁的原理 实验现象 装置的作用 以及实验操作分析等综合在一起 考查的知识点相对全面 体现了河南中招考试综合性强的特点 要求同学们加强基础知识的储备 以便灵活应用 3 2012河南21 3 题2分 金属用途广泛 其结构和性质等是化学的重要研究内容 3 如图是工业炼铁示意图 其中 焦炭的作用是燃烧提供能量和 有铁生成的化学方程式为 fe2o3 3co2fe 3co2 高温 制取co 解析 3 在工业炼铁的过程中 需要一氧化碳还原赤铁矿中的氧化铁 而一氧化碳的产生是由焦炭燃烧生成的二氧化碳与焦炭反应得到的 因此焦炭的作用除提供能量外 还能提供具有还原性的一氧化碳 有铁生成的反应就是一氧化碳与氧化铁的反应 二者反应生成铁和二氧化碳 据此写出该反应的化学方程式 4 2011河南21 5 题3分 碳是形成化合物种类最多的元素 含碳物质是中学化学研究的重要内容 5 利用如图装置可做co还原fe2o3的实验 并检验该反应生成的气体产物 已知由a装置制取的co气体中混有少量的co2 co与fe2o3反应的化学方程式为 气体通过装置的顺序是a 装置不能重复使用 从环保角度考虑 对以上装置的改进措施是 c d b 将尾气点燃 或将尾气收集等 fe2o3 3co2fe 3co2 高温 解析 5 题目要求检验co还原fe2o3生成的co2 因此首先要除去制取的co中混有的少量co2气体 除去co2气体用浓naoh溶液 检验生成的co2气体用澄清石灰水 为防止空气污染 实验中未反应的co不能直接排入空气中 应进行尾气处理 5 2008河南23题10分 实验是进行科学探究的重要途径 在探究过程中 很多因素都会对实验结果产生影响 1 反应物的浓度不同 反应现象可能不同 请举出实例说明 2 碳在充足的氧气中燃烧生成二氧化碳 在不足的氧气中燃烧生成一氧化碳 对比这两个反应可得到的结论是 硫在空气中燃烧产生淡蓝色火焰 在氧气中燃烧产生明亮的蓝紫色火焰 合理即可 反应物的量不同 得到的生成物可能不同 或由量变可以引起质变等 3 h2在加热条件下可以与cuo反应 生成cu和h2o 亮亮同学利用如图a装置完成了该实验 实验步骤 先通入h2 再加热 实验结束后 先撤酒精灯 继续通入h2直至试管冷却 可观察到黑色cuo变成红色 明明同学利用如图b装置也完成了该实验 实验步骤 将铜丝在酒精灯外焰上加热变黑后 迅速伸入盛有h2的集气瓶中 片刻可观察到黑色cuo变为红色 对比a b两套装置 b装置的优点是 装置简单 操作方便 节省原料 节省时间等答对一种即可 在明明同学的实验中 当铜丝表面生成cuo后 若继续在酒精灯外焰上加热至炽热状态时 则与h2反应较快 若只加热至红热状态时 则反应较慢 甚至没有明显现象 对比这两种情况 可得到的结论是 温度越高 反应越快 或内因是变化的根据 外因是变化的条件等 4 在用废铜屑制取硫酸铜的实验中 有下列两种方案可供选择 甲方案 cu 2h2so4 浓 cuso4 so2 2h2o乙方案 2cu o22cuocuo h2so4cuso4 h2o 分别用上述两种方案制取80g硫酸铜 甲方案参加反应的硫酸的质量为98g 请计算乙方案中参加反应的硫酸的质量为多少 解 设乙方案参加反应的硫酸的质量为xcuo h2so4cuso4 h2o98160 x80gx 49g答 乙方案参加反应的硫酸的质量为49g 通过对比这两种实验方案及计算结果 你认为选用哪种方案更好 请说明你的理由 5 通过对上述实验的对比与分析可知 探究某一化学问题时 除了应根据具体情况考虑恰当的实验装置外 还应考虑 等因素 乙方案 此方案既可以节省原料又可避免so2污染空气 反应条件 反应物的用量 操作步骤等答出一条即可 规律总结本命题点近8年考查8次 分值为1 4分 金属冶炼化学方程式的书写考查7次 其中一氧化碳还原氧化铁考查5次 一氧化碳还原四氧化三铁考查2次 题型有选择题 填空题或综合应用题 以简答题和综合应用题为主 其中在简答题中均单纯考查金属冶炼化学方程式的书写3次 在综合应用题中考查知识点较灵活多样 且多结合炼铁实验装置图进行考查 预计2016年结合图示或装置图在简答题中考查金属冶炼原理 实验现象的描述等知识点的可能性较大 拓展猜押 某化学兴趣小组利用如图装置探究炼铁的原理 请回答下列问题 1 a处发生反应的化学方程式为 该反应中元素化合价有降低的物质是 2 为了节约环保 回收并重新利用co 图中导管接口的连接顺序应为a f 3co fe2o32fe 3co2 高温 氧化铁 bced 解析 1 化学方程式的书写 注意反应条件 氧化铁中的铁元素被还原成铁单质 失去电子 化合价由 3变为0价 化合价降低 2 先用氢氧化钠溶液除去一氧化碳中的二氧化碳 长进短出 然后用排水法来收集一氧化碳 注意 短进长处 气体的密度比空气小 故连接顺序为abcedf 1 2012河南2题1分 为节约资源和保护环境 提倡垃圾分类回收 下列生活垃圾可与铝制易拉罐归为同一类加以回收的是 a 废旧书报b 旧玻璃瓶c 废弃铁锅d 一次性塑料饭盒 命题点6金属资源的保护 高频 解析 铝制易拉罐是可回收的废旧金属 a b d都可以回收再利用 但不属于废旧金属 故选c c 2 2012河南18 2 题1分 请用所学化学知识解释下列原理 2 在铁制品表面涂油 刷漆或镀铬等都能防止铁生锈 其原理是什么 覆盖保护层 起到隔绝氧气 或空气 和水的作用 3 2011河南18 2 3 题2分 金属是一类重要的材料 其应用十分广泛 2 相同的铁栏杆 为什么安装在南方沿海地区比安装在北方更容易生锈 3 写出用盐酸清洗铁锈 主要成分是fe2o3 的化学方程式 铁在潮湿的空气中易生锈 南方沿海地区的空气湿度较大且温度要高一些 fe2o3 6hcl2fecl3 3h2o 解析 2 铁生锈是因为铁和氧气 水共同作用的结果 相同的铁栏杆 安装在南方沿海地区比安装在北方更容易生锈 是因为南方空气潮湿且温度高 4 2010河南20 1 2 题2分 请回答下列有关金属的问题 1 铝是活泼的金属 为什么通常铝锅却很耐腐蚀 铝在空气中与氧气反应 生成致密的氧化铝薄膜起保护作用 2 如图是某探究实验装置图 一段时间后 能观察到什么现象 装置气密性良好 且开始时u型管两端的红墨水液面相平 铁钉生锈 u型管液面变为左高右低 解析 2 铁钉在潮湿的环境中容易生锈 消耗了试管中的氧气 使得试管中水面上方的气体量减少 u型管左侧气压变小 故左右两侧产生气压差 左侧红墨水液面升高 专家点评 本题是对人教版化学下册 铁生锈条件的探究 实验的改编 结合压强的变化 通过对实验现象进行分析来探究铁生锈的条件 对学生能力要求较高 规律总结本命题点近8年考查6次 常联系生产 生活实际问题 难度不大 分值为1 2分 其中金属锈蚀的条件考查3次 除铁锈的原理考查2次 金属资源的回收利用 防锈原理各考查1次 题型有选择题 填空题和简答题 以简答题为主 预计2016年在简答题中考查金属的生锈 除锈原理 防锈措施等知识点的可能性较大 拓展猜押 铁 铜 铝是生活中应用非常广泛的金属 1 铁制栏杆在潮湿和高温的环境下更容易锈蚀 为防止铁制栏杆生锈通常在表面刷漆 其原理为 2 写出用稀硫酸清洗铁锈 主要成分是fe2o3 的化学方程式 隔绝空气和水 fe2o3 3h2so4fe2 so4 3 3h2o 解析 1 在铁制品表面刷漆为了隔绝水和氧气而防止铁的锈蚀 2 注意氧化铁中的铁元素是正三价 注 表示物质相互之间可以发生反应 表示物质之间存在转化关系 一 金属常见的性质 化学方程式梳理 不能用铁制容器盛放硫酸铜溶液 fe 2hclfecl2 h2 或fe h2so4feso4 h2 fe cuso4feso4 cu 3fe 2o2fe3o4 点燃 fe2o3 3h2so4fe2 so4 3 3h2o 或fe2o3 6hcl2fecl3 3h2o fecl3 3naohfe oh 3 3nacl 或fe2 so4 3 6naoh2fe oh 3 3na2so4 上述反应属于化合反应的是 属于分解反应的是 属于置换反应的是 属于复分解反应的是 二 金属铝 al 的相关性质 铝制品具有抗腐蚀性的原因 4al 3o22al2o3 al2o3 6hcl2alcl3 3h2o 或al2o3 3h2so4al2 so4 3 3h2o 6hcl 2al2alcl3 3h2 或2al 3h2so4al2 so4 3 3h2 2al 3cuso43cu al2 so4 3 三 金属铜 cu 的相关性质 cuo 2hclcucl2 h2o 或cuo h2so4cuso4 h2o cucl2 2naohcu oh 2 2nacl 或cuso4 2naohcu oh 2 na2so4 cu oh 2cuo h2o cuo h2cu h2o cu oh 2 2hclcucl2 2h2o 或cu oh 2 h2so4cuso4 2h2o cu 2agno32ag cu no3 2 金属材料 几种重要的金属合金 定义合金的特性常见的金属 共性特性 考点梳理 共性 有金属光泽 导电性 导热性 延展性 特性 铁 铝等大多数金属呈 色 但铜为 色 金为 色 铁粉是黑色 常温下 大多数金属都是固体 但汞为液态的 不同的金属熔点不同 银白 紫红 黄 合金定义 在金属中加热熔合某些金属或非金属 制得的具有金属特征的物质 属于混合物 合金的特性 高频 合金与组成它们的纯金属相比 熔点更低 抗腐蚀性更强 硬度更大 常见的金属 铁合金 生铁和钢是含碳量不同的两种铁合金 常用于建筑钛合金 抗腐蚀性能好 与人体有很好的 相容性 常用于制造人造骨 火箭 导弹 航天飞机 船舶 化工和通信设备等其他合金 不锈钢 锰钢 黄铜 青铜 白铜 焊锡 硬铝 18k黄金等 金属的化学性质 金属与氧气反应金属与盐酸 稀硫酸反应与可溶性盐溶液反应特别提醒 大多数通式举例 通式举例 通式举例 实验视频 探究金属的性质 大多数金属都能与氧气发生反应 但反应的难易与剧烈程度不同 通式 金属 氧气金属氧化物 举例 铝 具有很好的抗腐蚀性能的原因 用化学方程式表示 镁铁铜 化合反应通式 a b c特点 多变一 4al 3o22al2o3 现象 化学方程式 镁 发出耀眼白光 生成白色固体 现象 化学方程式 铁 氧气 剧烈燃烧 火星四射 生成黑色固体 现象 化学方程式 铜 生成黑色固体 反应通式 金属 酸盐 氢气 举例 镁铝锌铁铜 镁 现象 化学方程式 有气泡产生 固体逐渐减少 mg h2so4mgso4 h2 或mg 2hclmgcl2 h2 铝 现象 化学方程式 有气泡产生 固体逐渐减少 2al 3h2so4al2 so4 3 3h2 或2al 6hcl2alcl3 3h2 锌 现象 化学方程式 有气泡产生 固体逐渐减少 zn h2so4znso4 h2 或zn 2hclzncl2 h2 现象 化学方程式 有气泡产生 固体逐渐减少 溶液变为浅绿色 fe h2so4feso4 h2 或fe 2hclfecl2 h2 铁 铜现象 无明显现象 通式 金属 盐 新盐 新金属 举例 铁与硫酸铜铜与硝酸银铝与硫酸铜 置换反应通式 a bc ac b特点 一换一 铁与硫酸铜 现象 化学方程式 生成紫红色固体 溶液由蓝色变为浅绿色 fe cuso4feso4 cu 铜与硝酸银 现象 化学方程式 有白色固体生成 溶液由无色变为蓝色 cu 2agno3cu no3 2 2ag 铝与硫酸铜 现象 化学方程式 有紫红色固体析出 溶液由蓝色变为无色 2al 3cuso4al2 so4 3 3cu 特别提醒 1 铁单质与盐酸 稀硫酸或盐溶液发生置换反应 只能生成 2价的亚铁离子 fe2 不能生成 3价铁离子 fe3 2 地壳中含量最多的金属元素 铝 金属活动性顺序的探究及应用 高频 金属活动性顺序的探究 高频 金属活动性顺序的规律 高频 应用特别提醒 金属活动性由强逐渐减弱 金属活动性顺序的探究 高频 根据金属能否与稀盐酸 稀硫酸或可溶性的金属盐溶液反应进行判断 详见实验突破栏目 金属活动性顺序的规律 高频 判断金属的活动性强弱 金属的位置越靠 它的活动性就越 判断金属与稀盐酸 稀硫酸是否发生反应 位于 前面的金属能置换出稀盐酸 稀硫酸中的 判断金属与溶液是否发生反应 位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来 除k ca na外 前 强 氢 氢 应用 判断某些置换反应能否反应判断几种金属的活动性顺序判断金属与盐溶液反应后滤液 滤渣的成分 特别提醒 金属利用的先后顺序与金属的活动性顺序有关 金属活动性越弱 利用其矿石还原成单质越容易 所以先容易被利用 反之亦然 金属资源的利用和保护 金属的冶炼 详见实验突破栏目 高频 金属资源的保护 高频 金属的腐蚀与防护保护金属资源的途径 金属的腐蚀与防护 铁生锈的条件 铁与空气中的 等发生化学反应生成铁锈 主要成分是 用 可以除锈 其反应的化学方程式为 防锈 氧气和水 fe2o3 或三氧化二铁 稀硫酸 或稀盐酸 fe2o3 3h2so4fe2 so4 3 3h2o 或fe2o3 6hcl2fecl3 3h2o 防锈 原理 隔绝 措施 保护铁制品表面洁净干燥 如用过的菜刀擦干净 在铁表面涂保护膜 如 搪瓷等 改变铁的内部结构制成合金 如不锈钢 白铁等 等金属锈蚀条件的探究 详见实验突破栏目 氧气 或空气 和水 涂油 刷漆 镀耐腐蚀和耐磨的铬 保护金属资源的途径 金属的回收利用防止金属的腐蚀应有计划 合理地开采矿物 严禁不顾国家利益的乱采矿其他途径 如寻找金属的代用品 金属活动性的判断与应用 重点 1 金属与盐溶液的优先置换原理 1 若将两种 或多种 较活泼金属同时放入某一较不活泼金属的盐溶液中 最活泼的金属单质优先与该盐发生置换反应 如将铁片和铜片同时放入硝酸银溶液中 铁优先与硝酸银发生置换反应 待铁反应完全后 若硝酸银还有剩余 铜再与硝酸银发生置换反应 重难点突破 2 若将某一较活泼金属的单质放入含有多种较不活泼金属的盐溶液中 则该金属单质优先置换出最不活泼的金属 如将铝片放入含有硫酸亚铁和硫酸铜两种溶质的溶液中 铝优先与硫酸铜发生置换反应 待硫酸铜反应完全后 若铝还有剩余 铝再与硫酸亚铁发生置换反应 3 若将某一较活泼金属单质放入含有不活泼金属的盐溶液和活泼金属的盐溶液中 则该金属单质 只与金属活动性顺序位于它后面的金属盐溶液发生置换反应 如将铁粉放入硝酸银和硝酸铝的混合溶液中 铁粉与硝酸银发生置换反应 不和硝酸铝反应 2 金属与盐溶液反应后过滤 判断滤液中的溶质和滤渣中固体成分的问题 难点 考情分析 近8年仅2013 2012 2011年考查金属与盐溶液反应后 滤液中的溶质和滤渣中的固体成分的问题 金属与金属盐溶液的反应实质 动 悉重难点 考向1一种金属和两种 或三种 金属盐溶液的反应举例 将铁粉不断加入一定质量的硝酸铜 硝酸银溶液中 补充 将铁粉不断加入一定质量的硝酸铜 硝酸银 硝酸锌溶液中 由于铁粉不和硝酸锌反应 所以滤渣的情况和上表中一样 滤液的溶质中都有硝酸锌 例1 2014郑州模拟 在cu no3 2 agno3和al no3 3的混合溶液中加入一定量铁粉 充分反应后过滤 向滤出的固体中滴加稀硫酸 没有气泡产生 1 请说出滤出的固体中一定含有哪些成分 滤液中一定含有哪些成分 2 写出反应过程中一定发生的化学反应方程式 固体中一定含有ag 滤液中一定含有硝酸铝 硝酸亚铁 fe 2agno3fe no3 2 2ag 解析 1 由题意可知 充分反应后过滤 向滤出的固体中滴加稀硫酸 没有气泡产生 此现象说明铁没有剩余 在铝 铁 铜 银四种金属中 活动性最弱的是银 一定能被置换出来 铝最活泼 不能被置换出来 所以 滤液中一定含有硝酸铝 硝酸亚铁 2 铁能与硝酸银反应 发生反应的化学方程式为fe 2agno3fe no3 2 2ag 方法指导 解答此类题时首先要考虑金属与盐溶液的反应规律 位于金属活动性顺序前面的金属能把位于它后面的金属从其盐溶液中置换出来 反之不能置换 远距离的金属之间优先发生置换 其次还要考虑金属是否过量的问题 1 2015上海 在硝酸银 硝酸铜的混合溶液中加入一定量锌粉 反应停止后过滤 滤液仍为蓝色 有关判断正确的是 a 滤渣中一定有银 没有铜和锌b 滤渣中一定有银和锌 可能有铜c 滤液中一定有硝酸锌 硝酸铜 硝酸银d 滤液中一定有硝酸锌 硝酸铜 可能有硝酸银 解析 银 铜 锌三种金属的活动性依次增强 所以将锌粉加入硝酸银和硝酸铜的混合溶液中 锌既能置换出硝酸银中的银 也可置换出硝酸铜中的铜 同时置换出的铜也能与硝酸银反应 从反应的最终结果分析 相当于加入的锌粉先与硝酸银反应 硝酸银完全反应后 再与硝酸铜反应 反应后过滤 滤液仍为蓝色 说明滤液中一定有铜离子 滤渣中一定没有锌 由于加入的锌发生了反应 所以滤液中一定有锌离子 固体中一定有银 即反应后 滤液中一定有硝酸锌 硝酸铜 可能有硝酸银 滤渣中一定有银 可能有铜 但一定没有锌 答案 d 2 2015安阳模拟 将锌粉加入含有cu no3 2和agno3的混合溶液中 充分反应后过滤 若滤液中只含有一种溶质 则滤渣中一定含有 可能含有 若滤渣中只含有两种金属 则滤液中一定含有的金属离子是 zn2 cu和ag zn 解析 三种金属的活动性强弱顺序为zn cu ag 所以锌粉均可以和cu no3 2 agno3反应 锌与这两种物质反应的生成物都是zn no3 2 若滤液中只含有一种溶质 则cu no3 2 agno3两种溶质都反应完全 溶液中只有zn no3 2一种溶质 所以滤渣中一定有置换出的铜和银 还可能有未反应完的锌 锌与cu no3 2 agno3两种物质反应时先置换出金属活动性最弱的银 此时若还有锌粉 再置换出铜 若滤渣中含有两种金属 则滤渣为银和铜 锌完全反应 滤液中肯定有生成的zn no3 2 所以滤液中一定含有的金属离子是zn2 3 化学小组为回收实验室废液 含硫酸铝和硫酸铜 中的铜 设计了如图的实验方案 写出溶液乙中溶质的化学式 写出反应b的化学方程式 al2 so4 3和feso4 fe h2so4feso4 h2 解析 由于铁的活动性较铝弱 但比铜强 所以混合溶液中加入铁粉后 铁能与硫酸铜反应 但不与硫酸铝反应 所以溶液乙中的溶质是硫酸铝和硫酸亚铁 固体甲的成分是铜和铁 铜不与稀硫酸反应 铁能与稀硫酸反应 所以固体甲中加入稀硫酸后 铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气 4 2015郑州模拟 向某feso4和cuso4的混合溶液中加入一定质量锌粉 充分反应后过滤 得滤液和滤渣 向滤渣中加入稀盐酸 有气泡产生 根据实验现象判断 下列说法中正确的是 a 滤液中一定存在feso4b 滤液的颜色呈蓝色c 滤渣中一定含有znd 滤渣中一定含有fe和cu 解析 锌 铁 铜三种金属的活动性依次减弱 所以把锌粉加入硫酸铜和硫酸亚铁的混合溶液中 锌可与溶液中的两种溶质反应 由于铁能与硫酸铜反应 所以从反应的最终结果分析 相当于锌先与硫酸铜反应 硫酸铜反应完后 锌再与硫酸亚铁反应 根据题意 充分反应后 往滤渣中加入稀盐酸 有气泡产生 说明滤渣中一定有铜和铁 可能有锌 所以滤液中一定有硫酸锌 一定没有硫酸铜 可能有硫酸亚铁 即只有d正确 答案 d 考向2两种金属和两种金属盐溶液的反应举例 将铜粉和锌粉加入到硝酸银溶液中 补充 将铜粉和锌粉加入到硝酸银和硝酸铝溶液中 由于锌粉和铜粉都不与硝酸铝反应 所以滤渣的情况和上表一样 滤液的溶质中都有硝酸铝 例2 2015商丘模拟 某化学小组向一定量agno3和al no3 3的混合溶液加入铜粉和锌粉 充分反应后过滤 得到溶液甲和固体乙 如图所示 则 1 若溶液甲是蓝色 则溶液甲一定含有 2 若向固体乙上滴加盐酸有气泡产生 则固体乙中一定含有 3 写出一个图中所发生的化学方程式 cu no3 2 zn no3 2 al no3 3 zn zn 2agno32ag zn no3 2 或cu 2agno32ag cu no3 2 解析 1 反应后溶液显蓝色 说明溶液中一定含有cu2 则溶液中有cu no3 2 锌粉加入溶质 就会与agno3反应 则溶液中会有zn no3 2 而al no3 3不反应 仍存在溶液中 2 反应后向固体中加入稀盐酸 会产生气泡 可以说明固体中一定含有zn 铜 银与稀盐酸常温下不反应 3 根据金属活动性顺序表可知 铜和锌均能与硝酸银发生反应 置换出其中的银 所以发生反应的化学方程式为 zn 2agno32ag zn no3 2 cu 2agno32ag cu no3 2 1 2015洛阳模拟 某化学小组的同学进行了如图实验 把固体乙洗涤后加入稀盐酸有气体放出 1 固体乙的成分可能是什么 铜和铁 或铜 铁和锌 2 溶液甲中一定含有的溶质是 写化学式 3 写出上述过程中可能发生反应的一个化学方程式 fe cuso4feso4 cu znso4 解析 1 锌 铁 铜三种金属的活动性依次减弱 其中锌和铁都能与稀盐酸反应产生氢气 固体乙能与稀盐酸反应产生氢气 说明固体中肯定有铁 可能有锌 即固体的成分可能是铁和铜 也可能是锌 铁 铜 2 向固体乙加入稀盐酸有气体析出 所以该实验中铁粉过量 锌粉可能过量 所以滤液中一定没有硫酸铜 一定有硫酸锌 可能有硫酸亚铁 3 反应过程中一定发生的反应是锌和硫酸铜的反应 可能发生的反应是铁和硫酸铜的反应 2 某校实验室废水中含有zn no3 2 agno3 cu no3 2三种物质 该校化学兴趣小组的同学为了从中分离 回收金属ag和cu 设计了如图实验方案 实验中未引进其他金属离子 回答问题 1 分别写出固体x的化学式和滤液b中溶质的化学式 2 写出实验过程中发生反应的化学方程式 cu 2agno3cu no3 2 2agzn cu no3 2zn no3 2 cu x ag b zn no3 2 题眼定位 如图所示是活泼金属与稀酸溶液反应生成h2的量与反应时间的关系图 解答此类图像题的关键是对oa段的斜率和ab段的高度理解 oa的斜率大 即 坡度越陡 则该金属从开始反应到反应结束所经历的时间越短 它与酸反应的速率越快 金属活动性越强 oa段的 坡度越缓 则该金属与酸反应的速率越慢 金属活动性越弱 ab段的高度越高 说明生成的氢气越多 ab段的高度越低 说明生成的氢气越少 金属与酸反应的图像 重点 ab段的高度越高 说明生成的氢气越多 ab段的高度越低 说明生成的氢气越少 小结1 在温度 金属颗粒大小和稀酸溶液溶质质量分数相同的条件下 金属的活动性越强 生成氢气的速率越快 曲线越陡 反过来 生成氢气的速度越快 曲线越陡 说明金属的活动性就越强 曲线越陡 金属越活泼 2 当金属的化合价相同 多数为 2价 时 等质量的金属与足量的酸反应 金属的相对原子质量越大 生成的氢气越少 反之 若生成的氢气越多 金 属的相对原子质量越小 如有 3价的金属与其他等质量的 2价金属比较时 可将该 3价金属的相对原子质量乘以 再按上述规律比较 如等质量的mg al zn fe与足量稀酸反应 al的相对原子质量按27 18处理 则生成氢气的量由多到少的顺序为al mg fe zn 例3 2015广安 将相同状态的铁和镁分别与相同质量分数 足量的稀盐酸反应 产生氢气的质量与反应时间的关系如图所示 下列说法正确的是 a 铁和镁的质量相同b 甲是铁 乙是镁c 铁和镁完全反应所消耗的稀盐酸质量相同d 反应后溶液的质量均减少 解析 根据fe 2hclfecl2 h2 和mg 2hclmgcl2 h2 可知 每消耗56份质量的铁 24份质量的镁 则生成的氢气质量相等 都是2份质量 溶液中分别增加铁元素 镁元素的质量 减少氢元素的质量 所以反应后溶液的质量分别增加54份 22份 a d错误 金属活动性镁 铁 所以甲是镁 乙是铁 b错误 反应消耗的氯化氢质量相同 其溶质质量分数相同 根据 溶质质量分数 100 可知二者消耗的稀盐酸质量相等 c正确 答案 c 方法指导 金属与酸反应中 涉及到各种量之间的关系 包括金属的质量 酸的质量与生成氢气的质量间的关系以及金属活动性与反应时间的关系 金属与酸反应的图像一般提供以下两个方面的信息 一是根据曲线坡度的 陡缓 判断开始阶段产生氢气的速率大小 通常曲线坡度越陡 产生氢气的速率越大 对应金属的活动性就越强 二是根据图像中横线的 高与低 判断反应结束时产生的氢气质量 线越高 表示生成氢气越多 线越低 表示生成的氢气越少 1 2015焦作模拟 相同质量的mg fe分别与足量稀盐酸作用 产生h2的质量m h2 与加入稀盐酸的体积v 稀盐酸 关系如图所示 其中正确的是 解析 等质量的镁 铁与足量的稀盐酸反应 镁与稀盐酸反应产生氢气的质量多 d正确 d 2 2014郑州模拟 康康把等质量的x y z三种金属分别加入到同体积 同浓度的足量稀盐酸中 反应关系如图 z加入yno3的溶液中有y生成 且溶液颜色发生明显变化 请判断 1 x y z三种金属的活动性由强到弱的顺序 x z y 2 试举出一种符合要求的x 然后写出x与zso4溶液反应的现象 铁 铁丝表面有红色物质析出 溶液由蓝色变为浅绿色 化学方程式为fe cuso4feso4 cu 或锌 锌片表面有红色物质析出 溶液由蓝色变为无色 化学方程式为zn cuso4znso4 cu 解析 1 由三种金属和足量稀盐酸反应 生成气体的质量和时间的关系图可以看出 x可以和盐酸反应放出气体 而y z不和酸反应 根据金属活动顺序可以得出 x比y z活泼 又因为z加入yno3的溶液中有y生成 可以得出 z比y活泼 因此三者的活动性顺序为 x z y 2 满足要求的x可以是铁 zso4是cuso4 铁和硫酸铜反应 生成铜和硫酸亚铁 反应的现象是 铁的表面有红色物质析出 溶液由蓝色变为浅绿色 实验一金属活动性顺序的探究 2010年20题 2009年21题 实验突破 1 实验原理根据金属能否与稀盐酸 稀硫酸或盐溶液反应进行判断 实验视频 探究金属 铁 镁 铜 的金属活动性 是否产生气泡 前 后 强 2 实验方案设计 1 两种金属 通用法 将一种金属 插入另一种金属 的盐溶液中 如果无明显现象 则两种金属活动性由强到弱的顺序为 如果 上有 附着 则两种金属活动性由强到弱的顺序为 n m m n 特殊法 如果在金属活动性顺序中 一种金属排在氢前 另一种金属排在氢后 也可用稀盐酸 或稀硫酸 判断 将两种金属分别插入等体积 等浓度的稀硫酸 或稀盐酸 中 如果 上有气泡产生 上无明显现象 则两种金属活