第3讲金属及其性质（5考点6题型）（原卷版）

第3讲金属及其性质TOC\o"13"\h\z\u考点一、金属材料 1考点二、金属的化学性质 2考点三、金属活动性顺序及其应用 3考点四、制取H2常见的考点（图像） 4考点五、防止金属腐蚀常用法 4TOC\o"44"\h\z\u题型1金属材料 5题型2金属的化学性质 6题型3金属活动性顺序的判断 10题型4金属置换反应滤液滤渣的分析判断 12题型5金属与酸反应的氢气图像分析 16题型6金属的防护 21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)金属与氧气的反应铝、镁、铁、铜各与氧气反应(写化学方程式)：①4Al＋3O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2Al2O3；在氧气中加热比较薄的铝片（巧克力中那么薄的），剧烈燃烧，火星四射，放出大量热，同时生成白色固体②2Mg＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2MgO；镁条在空气中燃烧就能发出耀眼的强光,放出大量热量,生成白色固体③3Fe＋2O2eq\o(=,\s\up7(点燃))Fe3O4；铁在空气中只能加热到发红；而在氧气中剧烈燃烧,火星四射,放出大量热,生成黑色固体.④2Cu＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2CuO。铜在空气或氧气中加热,生成黑色固体,放热(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↑，反应后溶液质量变大。(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，且反应后溶液质量变小。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，且反应后溶液质量变小。考点三、金属活动性顺序及其应用(1)金属活动性顺序经过许多实验，人们总结出一些金属的活动性顺序如下：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金属活动性顺序的应用规律：=1\*GB3①金属跟酸反应：在金属活动性顺序中，只有排在氢前面的金属可以把酸中的氢置换出来。②金属跟盐溶液的反应：在金属活动性顺序中，只有一种活动性较强的金属才能把另一种活动性较弱的金属从它的盐溶液中置换出来。(2)置换反应：=1\*GB3①由一种单质跟一种化合物起反应生成另一种单质和另一种化合物的反应叫做置换反应。=2\*GB3②通式：A＋BC＝＝＝＝AC＋B(单质)(化合物)(生成)(另一种化合物)(另一种单质)指组成化合物的某种元素被组成单质的元素所替代(3)置换反应与氧化还原反应的关系=1\*GB3①在反应物之间电子发生转移的反应称为氧化还原反应。或：在化学反应前后，相关元素的化合价发生改变发生升降的变化，均为氧化还原反应。=2\*GB3②判断氧化还原反应的最基本的方法：判断反应前后同一元素的化合价是否发生升降变化。=3\*GB3③所有置换反应都是氧化还原反应。(4)置换反应的原则=1\*GB3①一种金属可以置换出没有它活泼的金属(在非金属单质中也可使用这一原则)；=2\*GB3②活动性在氢之前的金属元素，其单质可与强酸发生置换反应，之后的不可反应(另：在金属活泼性前3的金属可直接与水反应)；=3\*GB3③化学元素的活泼性，是指元素与其他物质反应的难易程度。越易和别的物质反应，元素越活泼。越难与其他物质反应，元素越不活泼，即越稳定；=4\*GB3④铁与酸和盐发生置换反应，生成铁的化合物中铁元素的化合价都是+2价。(5)置换反应的分类=1\*GB3①金属与酸的置换反应：金属单质+酸→盐+氢气a．锌和稀硫酸反应：Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑b．镁和稀硫酸反应：Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑=2\*GB3②金属与盐溶液的置换反应：金属单质+盐(溶液)→另一种金属+另一种盐a．铁与硫酸铜反应：Fe+CuSO4==FeSO4+Cu现象：铁条表面覆盖一层红色的物质，溶液由蓝色变成浅绿色。(湿法制铜)b．锌片放入硫酸铜溶液中：Zn+CuSO4==ZnSO4+Cu现象：锌片表面覆盖一层红色的物质，溶液由蓝色变成无色。c．铜片放入硝酸银溶液中：Cu+AgNO3==Cu(NO3)2+Ag现象：铜片表面覆盖一层银白色的物质，溶液由无色变成蓝色。考点四、制取H2常见的考点（图像）①相同条件下，金属Mg、Al、Zn、Fe与足量的稀盐酸反应，产生H2的速度由快到慢的是Mg＞Al＞Zn＞Fe。②过量的金属Mg、Al、Zn、Fe与等质量等浓度的稀盐酸反应制取的H2的质量比为1：1：1：1。拓展：产生1gH2所需要的四种金属的质量分别是Mg：12g；Al:9g；Zn：32.5g；Fe：28g。画出图像1：(X时间，YH2的质量)③等质量的金属Mg、Al、Zn、Fe与足量的稀盐酸反应制取的H2，产生H2的量由多到少的是Al＞Mg＞Fe＞Zn。画出图像1:(X时间，YH2的质量)图像2：(XHCl的质量，YH2的质量)拓展：如何判断金属产生H2量的多少？金属的相对原子质量/化合价越小，等质量时产生的H2的量越多。④等质量金属与Mg、Al、Zn、Fe与足量的稀盐酸反应后，溶液质量增加量由大到小的是Zn＜Fe＜Mg＜Al。⑤生成相同化合价的金属(假设X、Y均为+2价)，产生H2的量越小，相对分子量越大。考点五、防止金属腐蚀常用法金属锈既周环里水空等质作有关也金内的构有。据属蚀条，人们取一列施防止属锈常的治锈的法：①改金的部构例如把、加普钢中成锈。 ②在属面盖护。例，金表涂、电或化方形致密腐的化等。题型1金属材料（2023秋•丽水期末）杭州第19届亚运会于9月23日晚在杭州奥体中心体育场——“大莲花”隆重开幕，历时16天。千万人同心协力，将一场“人文、绿色、智能、简约、惠民”的体育盛会向世界激情奉献。请结合相关材料回答下面小题。亚运火炬“薪火”金属部分采用1070铝合金旋压成型。它的化学成分主要是铝、镍、锌，该铝合金和铝的部分性质如表。“薪火”采用铝合金的优点是（）材料密度（克/厘米3）化学性质熔点℃强度铝合金2.7在潮湿空气中不易氧化660较低铝2.7在潮湿空气中易氧化660较低A．增大强度 B．增大密度 C．增强抗氧化性 D．升高熔点（2023秋•鹿城区月考）雅万高铁是中国境外首条采用中国标准和技术合作建设的高速铁路，其车身主要采用的银铭奥氏体不锈钢属于（）A．复合材料 B．金属材料 C．有机合成材料 D．无机非金属材料（2023秋•西湖区校级月考）工业生产中常将两种金属在同一容器中加热使其熔化，冷凝后得到具有金属特性的熔融物——合金。试根据下表所列金属的熔点和沸点的数据（其他条件均满足），判断不能制得的合金是（）金属NaKAlCuFe熔点/℃97.863.666010831535沸点/℃883774220025952750A．K﹣Al合金 B．Al﹣Fe合金 C．Na﹣Cu合金 D．Fe﹣Cu合金题型2金属的化学性质（2023秋•鹿城区期末）如图，将足量的等质量的锌和铁分别放入左、右试管中，加入等质量、稀盐酸等质量分数的稀盐酸，充分反应后，冷却到室温，（U型管内为水，初始液面相平，反应过程中装置气密性良好）下列说法正确的是（）A．U型管中液面一定相平 B．U型管中液面可能左升右降 C．两试管中所得溶液的质量相等 D．右试管中溶液由无色变成黄色（2022秋•温州期末）废铜的回收利用意义重大，我国提出废铜回收率要达到70%的目标。小明设计如图的实验回收含铜垃圾，据图完成问题。物质的性质决定用途。在上述流程中稀硫酸、铁屑的性质和对应的用途描述都正确的是（）物质性质用途A稀硫酸能与一些金属反应将铜转化为可溶的硫酸铜B稀硫酸能与某些金属氧化物反应将氧化铜转化为可溶的硫酸铜C铁屑金属活动性比铜弱置换硫酸铜中的铜D铁屑密度比铜小置换硫酸铜中的铜（2022秋•滨江区期末）如图曲线能正确反映下列化学变化中y与x变化关系的是（）A．锌粒中滴入稀硫酸：y代表氢气的质量 B．NaOH和Ba（NO3）2的混合溶液中加入稀硫酸：y代表沉淀的质量 C．氢氧化钠溶液中滴入稀盐酸：y代表混合溶液的pH D．CuSO4和HCl的混合溶液中加入NaOH溶液：y代表沉淀的质量（2023秋•越城区月考）在杠杆的两端挂着质量和体积都相同的铝球和铁球，这时杠杆平衡；将两球分别浸泡在质量和溶质质量分数都相同的稀硫酸中（如图所示），直至两个烧杯中均没有气泡产生为止，两球的外形变化不大且无孔洞出现。下列推测中正确的是（）①反应结束后，烧杯甲中的溶液质量大；②反应结束后，烧杯乙中的溶液质量大；③拿掉烧杯后，要使杠杆重新平衡，支点应向A端移动；④拿掉烧杯后，要使杠杆重新平衡，支点应向B端移动；A．①③ B．①④ C．②③ D．②④（2023秋•兰溪市校级期末）黄铜（由铜和锌形成的合金）有较强的耐磨性能，在生活中有广泛的用途。晓军同学为了测定黄铜屑样品组成，分四组取样品与稀硫酸反应，其实验数据记录如下表：样品第1份第2份第3份第4份取样品质量（g）25.025.025.025.0取稀硫酸质量（g）40.080.0120.0160.0产生气体质量（g）0.20.40.5m试计算：（1）上表中m的数值是；（2）通过分析上述数据可知，当黄铜样品和稀硫酸的质量比为时，两者恰好完全反应；（3）求所用稀硫酸中硫酸的质量分数？题型3金属活动性顺序的判断（2023秋•江北区期末）有A、B两种金属放入等质量且等质量分数的稀硫酸中，生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示，下列结论合理的是（）A．金属活动性A＞B B．相对原子质量A＜B C．与金属A反应的硫酸一定是过量的 D．与金属B反应的硫酸一定是过量的（2024•鹿城区校级三模）钪元素符号为Sc，相对原子质量为45，活动性在镁和铝之间，主要化合价为+3价。如图，相同条件下取等质量的金属钪和锌，分别与等质量同浓度稀硫酸、CuSO4溶液反应。下列现象中错误的是（）A．试管①产生气泡速率大于试管② B．反应结束后试管①②中的总质量都减小 C．试管③④中都出现红色固体 D．反应结束后试管③④中的固体质量都增大（2024•湖州二模）为比较金属M与Fe、Zn的金属活动性强弱，实验小组设计了如图装置。待甲中充分反应后打开K1，使甲中溶液全部进入乙中，乙中无明显现象，打开K2使乙中溶液全部进入丙中，Zn片表面变黑（金属片均足量）。下列有关说法正确的是（）A．甲中反应后得到黄色溶液 B．丙中反应后溶液质量增大 C．三种金属的活动性顺序为Zn＞M＞Fe D．将M片和Zn片互换位置仍能达到实验目的题型4金属置换反应滤液滤渣的分析判断（2024•宁波自主招生）向AgNO3、Cu（NO3）2、Mg（NO3）2的混合溶液中加入一些锌粉，完全反应后过滤。可能的情况是（）①滤纸上有Ag、Cu、Zn，滤液中有Mg2+、Zn2+②滤纸上有Ag、Cu、滤液中有Mg2+、Zn2+、Ag+③滤纸上有Ag、Cu、Zn、Mg，滤液中有Zn2+④滤纸上有Ag，滤液中有Ag+、Cu2+、Mg2+、Zn2+A．①④ B．①②④ C．①③ D．②④（2024•江北区一模）兴趣小组为探究Fe、Cu、Ag三种金属的活动性，将铜片放入硝酸银溶液中，观察到铜片表面出现银白色物质。一段时间后将甲图试管中的物质过滤，向滤液中加铁片，析出固体的质量随时间变化如图乙所示，下列说法错误的是（）A．该实验可以证明金属的活动性Fe＞Cu＞Ag B．试管中的物质过滤后，滤液中的溶质有两种 C．a点对应的溶质有Cu（NO3）2、AgNO3 D．bc段析出的固体是铜（2024•镇海区模拟）小宁分别将不同质量的锌粉加入一定量的Cu（NO3）2和AgNO3混合溶液中，充分反应后过滤，以下是在不同情况下对滤渣或滤液成分的说法，错误的是（）A．若滤液中只含一种溶质，滤渣一定含有Ag、Cu，可能含有Zn B．当滤液含两种溶质时，滤渣一定含有Ag，可能含有Cu，一定不含Zn C．若滤渣中有红色固体，滤液一定含有Zn（NO3）2，一定不含Cu（NO3）2 D．若向所得滤液中滴加稀盐酸有白色沉淀生成，滤渣一定只含有Ag（2024•浙江模拟）某化学兴趣小组为比较Mg、Fe，Cu三种金属的活动性，进行了如图甲所示的实验，实验后把两试管中的物质倒入图乙烧杯中，发现烧杯内的红色固体明显增多，充分反应后过滤。下列推断不正确的是（）A．试管a无明显现象，可推知金属活动性Mg＞Fe B．试管b反应后的固体中一定不含Fe C．充分反应后，乙烧杯的滤渣中一定含有Cu，可能含有Fe D．充分反应后，乙烧杯的溶液中一定含有Mg2+、Fe2+，Cu2+（2023秋•越城区期末）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．滤液中的溶质一定有FeCl2、ZnCl2和CuCl2 C．滤渣中一定有Cu，一定没有Fe和Zn D．两支试管混合后，固体总质量一定增加题型5金属与酸反应的氢气图像分析（2023秋•拱墅区期末）等质量的X、Y两种金属分别和足量的同体积、同浓度的盐酸反应，产生气体的质量与时间的关系如图所示（金属的化合价相同）。下列说法中不正确的是（）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（2023秋•西湖区校级期中）将相同体积、相同溶质质量分数的稀盐酸，分别滴到等质量、颗粒大小相同的X、Y、Z三种较活泼金属中，生成H2的质量与反应时间的关系如图所示。下列说法中正确的是（）A．三种金属的活动性顺序为Y＞X＞Z B．产生氢气的速率顺序为X＞Y＞Z C．消耗稀盐酸的质量顺序为Z＞Y＞X D．相对原子质量由大到小的顺序为X＞Y＞Z（2023秋•浙江月考）在不同质量的Mg、Fe、Zn三种金属中分别逐滴加入196克溶质量分数为10%稀硫酸直至充分反应，反应物质量变化关系如图。能根据图像推测出来的推论是（）A．M、Q、P分别对应金属Mg、Fe、Zn B．金属活动性顺序：Mg＞Zn＞Fe C．充分反应后生成氢气质量：mMg＝mFe＝mZn D．充分反应后所得溶液质量：mMg＝mFe＝mZn（2023秋•西湖区月考）相同质量的Mg、Fe、Zn三种金属，分别与足量的、质量相同、质量分数相同的稀硫酸充分反应，生成氢气与消耗稀硫酸的质量关系如图，所得的结论与事实相符的是（）A．三种金属消耗稀硫酸的质量：Mg＜Fe＜Zn B．三种金属的失去电子总数量：Mg＞Fe＞Zn C．三种金属的活动性顺序：Mg＝Fe＝Zn D．三种金属完全与稀硫酸反应后溶液的质量：Mg＞Fe＞Zn（2023秋•西湖区校级月考）将相同质量的镁、锌、铁分别和足量的等质量分数的稀盐酸反应，反应情况如图所示，其中图像正确的是（）A． B． C． D．题型6金属的防护（2023秋•椒江区期末）小金利用如图甲所示装置探究“溶液中的阴离子种类对铁钉锈蚀的快慢是否有影响”，实验中测得装置中溶液上方氧气浓度变化曲线如图乙所示。下列分析不正确的是（）A．实验装置里将铁钉一半浸在溶液中，是为了满足铁锈蚀的条件 B．实验中可根据不同溶液上方的氧气浓度变