金属性质探究-2023中考二轮复习培优压轴（浙教版）

专题06金属性质探究

常见的金属及其性质探究

金属性质探究金属防护探究

陌生金属性质探究

能力提升

一、常见的金属及其性质探究

1.（2023九上•余姚期末）为探究锌、铁、铜、银的四种金属的活动性顺序，小科设计了如图所示的实

验。

（1）运用控制变量法设计实验方案是科学研究的重要方法。在A、B、C三个实验中，需要控制的

实验条件除了金属与稀硫酸的接触面积、稀硫酸的体积、温度以外还需要控制的条件

是。

（2）你认为从中选择四个实验即可验证锌、铁、铜、银的金属活动性顺序。这四个实验的组合

是O

【答案】（1）稀硫酸的浓度（2）ABCE或ABDE

【解析】（1）在A、B、C三个实验中，需要控制的实验条件除了金属与稀硫酸的接触面积、稀硫酸的

体积、温度以外还需要控制的条件是稀硫酸的浓度。

（2）组合①ABCE。锌片与稀硫酸反应生成气泡的速度明显大于铁，则活动性：锌〉铁。铁能和稀

硫酸反应，而铜不能与它反应，因此活动性：铁〉铜。铜片能够和硝酸银溶液反应，则活动性：铜〉

银。②ABDE。片与稀硫酸反应生成气泡的速度明显大于铁，则活动性：锌〉铁。铁能够和硫酸铜

反应，则活动性：伏,铜。铜片能够和硝酸银溶液反应,则活动性；铜,银。

2.（2022九上•杭州期中）某兴趣小组利用铜丝进行了以卜实验。

（I）如图1所示，将铜丝放入盛有硝酸银溶液的试管中，观察到试管中的现象是,

发生反应的化学方程式为。

（2）用细线吊着的长玻璃棒的两端分别绕有30cm长相同的铜丝（如图2所示），使玻璃板保持平

衡，将左端的铜丝浸泡到足量的稀硫酸中，充分反应后取出，洗涤、干燥再重新吊起（细绳系在

玻璃棒的位置不变），玻璃棒（选填“能"或‘不能"）再次保持平衡。

（3）为了研究金属铜生锈的条件，该小组同学取四段长度相等的铜丝分别按照图示放置一段时

间，观察并记录现象。

BCDE

实验装置

2干燥的h

空气上铜丝

+1铜丝一铜丝三一铜丝

「蒸馅水目一蒸屈水

:3—蒸储水

实验现象铜丝不生锈铜丝不生锈铜丝不生锈铜丝生锈

由该实验可知：铜生锈与共同作用的结果。

【答案】（1）铜丝表面有银白色固体附着，溶液变为蓝色；Cu+2AgNO3=Cu（NO3）2+2Ag

（2）不能（3）水、氧气和二氧化碳

【解析】（1）铜丝放入盛有硝酸银溶液的试管中，铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银，观察到铜丝表面

有银白色固体附着，溶液变为蓝色，该反应方程式为Cu+2AgNQ尸Cu（NO3）2+2Ag。

（2）铜丝加热后铜与氧气反应生成氧化铜，再将其浸泡到足量稀硫酸中，氧化铜会与稀硫酸反应生成

硫酸铜和水，使得左侧铜丝质量减少，玻璃棒不能再次保持平衡。

（3）由B、E实验对比可证明铜生锈与水有关，C和E对二匕可证明铜生锈与二氧化碳有关，D和E

对比可证明铜生锈与氧气有关，所以铜生锈是铜与氧气、水、二氧化碳共同作用。

3.（2022九上•杭州期中）利用如图所示实验验证锌、铜、银的金属活动性顺序。

（1）实验I中只要观察到现象就证明反应发生了。

（2）为了验证三种金属的活动性顺序，溶液①可以是溶液。（写出一种即可）

（3）只利用锌片、铜片和AgNOs溶液，同样能够验证锌、铜、银的金属活动性顺序。先将

放入AgNO3溶液中，充分反应后，再放入另一种金属片。

（4）类比金属单质间的置换反应，某些非金属单质间也能发生置换反应，如：

©C12+2HBr=2HCl+Br2o@F2+2HCI=2HF+C12<»③Br2+2HI=2HBr+b。

由此可判断Cb、B「2、12的活动性由弱到强的顺序为o

【答案】（1）铜的表面出现银白色固体（2）CuSO4（合理答案均可）（3）铜片（4）I2<Br2<Cl2

【解析】（1）实验I中铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银，只要观察到铜的表面出现银白色固体就可证

明反应发生了；

（2）将铜放入硝酸银溶液中，可证明铜的活动性大于银，要验证锌铜银三种金属的活动性，还需验证

锌和铜的活动性强弱，所以溶液①应该为铜盐的溶液，通过锌能与铜盐反应证明锌的活动性大于铜；

（3）只利用锌片、铜片和AgNCh溶液验证三金属的活动性强弱，需先将铜放入硝酸银溶液中，通过

反应，证明铜大于银，再将锌放入反应后溶液中，通过反应证明锌大于铜即可；

（4）氯气能置换出澳，说明氯气活动性大于澳，氟能置换出氯气，说明氟的活动性大于氯气，澳

能置换出碘，说明澳的活动性大于碘，所以。2、Rn、L的活动性由弱到强的顺序为LVRnV

Ch；

4.（2022九匕杭州期中）课外探究时，某兴趣小组同学选择7“金属和酸反应快慢与什么因素有关”课

题。

（1）其他条件相同，同种金属与不同质量分数的盐酸反应，反应的快慢不同。取质量相等的铝

片，分别放入5%、20%的足量稀盐酸中。实验表明盐酸浓度越大，反应速率越快。如图I、

H、IH是三位同学记录实验生成氢气的质量（m）与反应时间⑴的美系曲线，其中正确的

是O

（2）其他条件相同，不同金属与相同质量分数的盐酸反应，反应的快慢不同。取质量相等的镁

片、锌片、铁片中的两种金属，分别放入溶质质量分数相同的足量稀盐酸中，生成氢气的质量

（m）与反应时间⑴的关系曲线如图甲所示。则曲线A对应的金属与稀盐酸反应后生成的盐的名称

是。

（3）其他条件相同，颗粒人小不同的同种金属与相同质量分数的盐酸反应，反应的快慢不同。取

分中一定有铜和锌，可能有X,加入硫酸过量，则试管F中一定含有的可溶性物质有生成的硫酸

锌和剩余的硫酸。

6.（2022九上.金华月考）金属与盐溶液发生置换反应时一般会引起溶液密度变化，科学兴趣小组决定

设计实验来验证铁块与硫酸铜反应时溶液密度变化情况。如图甲所示，弹簧测力计挂一铜块a,烧

杯中盛有硫酸铜溶液b,杯底放入一铁块c。（实验中假设溶液体积不变化）

（1）铁和硫酸铜溶液发生反应的基本类型属于o

（2）科学兴趣小组实验设计的原理是。

（3）科学兴趣小组将反应过程中弹簧测力计的示数变化描绘成图（如图乙所示），各图中能正确反

映弹簧测力计示数变化的是o

（4）小金同学认为该实验方案可以简化，在弹簧测力计下方直接挂一铁块c（如图丙所示），观察弹

簧测力计的示数变化就可以知道溶液的密度变化。你认为小金的设计是否科学，并说明理

由：。

【答案】（1）置换反应（2）当硫酸铜溶液密度发生变化时，铜块a受到的浮力发生变化，从而引起

弹簧测力计示数的变化（3）A（4）不科学；铁块与硫酸铜反应生成的铜会附着在铁块表面，铁块

质量也会随之发生改变，影响实验结果的正确性。

【解析】（1）铁和硫酸铜反应，生成硫酸亚铁和铜单质，则反应物和生成物都有单质和化合物组成，属

于置换反应。

（2）科学兴趣小组实验设计的原理是：当硫酸铜溶液密度发生变化时，铜块a受到的浮力发生变化,

从而引起弹簧测力计示数的变化。

（3）铁块和硫酸铜反应后，溶液密度减小，根据阿基米德原理F存力=p液gV推可知，铜块受到的浮力

减小。根据FxGF浮可知，弹簧测力计的示数增大。当反应结束后，溶液密度不变，浮力不变，则弹

簧测力计的示数不变，故选A。

（4）我认为小金的设计是不科学，理由：铁块与硫酸铜反应生成的铜会附着在铁块表面，铁块质

量也会随之发生改变，影响实验结果的正确性。

7.（2022九上•吴兴期末）某兴趣小组在探究金属化学性质时，做了如图甲、乙的两次实验。

产生无

色气体

（1）图甲是向滤液中加入稀盐酸，观察到有臼色沉淀产生。

①写出产生滤渣的反应的化学方程式;

②滤液中一定含有的金属离子为(填离子符号)；

(2)图乙是向滤渣中加入过量的稀盐酸，观察到有无色气体产生。

①滤液中含有溶质的化学式为。

②实验结束后所得滤液质量(填大于、小于或等于)反应前原烧杯中混合溶液质量。

22+

【答案】(1)Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag；Ag\Cu\Fe(2)Fe(NO3)2；小于

【解析】(1)①中发生了置换反应，Fe4-2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag。

②加入稀盐酸产生沉淀，说明有银离子剩余。那肯定铜离子也有剩余。

(2)①滤渣加酸产生氢气说明铁过量，铁过量，溶液中只含有Fe(NO3)2.

②铁的相对原子质量小于铜和银，所以实验结束后所得港液质量小于反应前原烧杯中混合溶液质

量。

8.(2022九上•金东期末)学习小组同学在探究Cu、Al、Ag的活动性顺序时，做了如下两个实验，并

由此展开了一系列学习探究活动。

［学习交流］

(1)实验中观察到，甲、乙实验均有明显的实验现象。你认为通过上述实验(选填“能”

或"不能”)判断出三种金属的活动性强弱。

(2)［拓展探究］上述实验后，同学们想进行废液的处理与回收，于是将甲、乙中的溶液倒入同一

烧杯中，观察到混合溶液(即废液)澄清透明。同学们认为应该先确定废液中是否含有未反应完的

CuSCh和AgN。”为此，他们进行了实验并记录如下：

序号实验操作实验现象实验结论

实验1取少量废液于试管中，加入Ba(NCh)2产生白色沉淀废液中含有未反应完的

溶液CuSO4

实验2取少量废液于试管中，加入A溶液无明显现象废液中没有AgNOs

［反思评价］

讨论后大家一致认为实验1所得结论不合理。其理由应该是

(3)实验2中所加溶液A可能是

（4）同学们尝试从废液中回收铜，于是将甲、乙中的溶液倒入同一烧杯中，再加入过量铝粉，充

分反应后过滤，滤液中存在的金属阳离子是。

【答案】（1）能（2）不管硫酸铜是否完全反应，废液中均有硫酸根离子，会产生硫酸钢沉淀

（3）氯化钠（或盐酸及其他可溶性氯化物，正确化学式也行）（4）Al3+

【解析】（1）甲实验铝能与硫酸铜溶液反应，可证明铝的活动性大于铜，乙中铜能与硝酸银反应，可证

明铜的活动性大于银，两实验可验证三种金属活动性强弱。

不管硫酸铜是否完全反应，废液中均有硫酸根离子，都会与硝酸钢反应产生硫酸钢沉淀，所以实

验1所得结论不合理。

（3）硝酸银与氯离子反应可生成氯化银沉淀，实验2所加试剂A可能是氯化钠或盐酸等。

（4）将甲、乙中的溶液倒入同一烧杯中，再加入过量铝粉，充分反应后过滤，铝与硫酸铜、硝酸

银、硝酸铜都能反应生成对应金属和硝酸铝，所以反应后过滤，滤液中溶质只有硝酸铝，滤液中

存在的金属阳离子是AF+。

9.（2020九上.慈溪期末）化学活动课上同学们对金属的性质及合金的成分进行了探究，请你参与。

（1）取等质量的金属，分别加入足量稀硫酸，完成如表四组实验，

药品/序号ABCD

金属铜粉锌粉锌粉镁粉

稀硫酸9.8%硫酸19.6%硫酸9.8%硫酸9.8%硫酸

①写出实验中一个反应的化学方程式。

②根据表中实验（选填序号），即可判断Mg、Cu、Zn三种金属的活动性顺序.

（2）探究合金的成分，某合金可能由Mg、Cu、Zn、Al四种金属中的两种组成，

［提出问题］合金由哪两种金属组成？

［实验探究］①取该合金mig,在足量氧气中反应，生成固体质量为iwg,mi和m2的关系如图所

示，贝I」（m2-mi）g表示的意义是________________________________________

（3）根据上述实验总结金属的化学性质。

【答案】（1）Zn+H2sCh=ZnSO4+H2T，Mg+H2so4=MgSO4+H2f；ACD

（2）与金属反应的氧气质量为（mz-mi）g（3）金属能与酸反应、金属能与氧气反应

【解析】（1）实验中铜不与稀硫酸反应，锌、镁能与硫酸反应，方程式为Zn+H2s04=ZnSCh+H2T

,Mg+H2so产MgSCU+hT；itA铜不与硫酸反应，C锌与琉酸反应，D镁与硫酸反应且镁反应速率

大于锌三个实验现象的时比，可证明镁、铜、锌的活动性顺序；

（2）金属与氧气反应生成金属氧化物，固体质量增加，增加质量为参加反应的氧气质量，；所以（nr

-mi）g表示的意义是与金属反应的氧气质量为（m2-ml）g；

（3）由上述实验可知，金属能与酸反应、金属能与氧气反应；

二、金属防护探究

10.（2023九上•嘉兴期末）小嘉发现学校草地周围都做上新的铁栅栏，师傅们在上面涂油漆。铁栅栏

上为什么要涂油漆呢？某兴趣小组为此进行研究：

【方案】取四支试管编号为①、②、③、④，分别作如图处理，两周后，观察铁钉表面的锈蚀

情况。

【分析】

（1）设置①③两支试管对照，基于的猜想是“

（2）若两周后观察到①中铁钉牛.锈而④中铁钉未生锈，据此可得出：导致铁钉生锈的因素为一

（3）若得出食盐会加速金属锈蚀，则实验中支持该结论的证据是。

【解释】根据以上实验，请解释学校铁栅栏涂漆能防锈的原因是：o

【答案】（1）铁钉生锈可能与空气（氧气）有关（2）水分（3）试管②中铁钉生锈速度比①中

快；涂油漆可以使栅栏隔绝空气和水分，有利于减慢栅栏生锈速度

【解析】（1）①中铁钉接触水和氧气，生锈，③中铁钉只接触水不接触氧气，不生锈，设计两实验对

照，是为了探究铁钉生锈可能与空气（氧气）有关；

（2）④中铁钉囚不接触水而不生锈，与①实验对比可证明铁生锈的囚素为水分；

（3）试管①②中变量为是否加食盐，由试管②中铁钉生锈速度比①中快的现象可证明食盐会加

速金属锈蚀；涂油漆可以使栅栏隔绝空气和水分，有利于减慢栅栏生锈速度。

11.（2（）23九上•杭州期末）如图所示为探究铁生锈条件的装置图（图中铁丝绒的固定装置未画出）。

（1）据图可知，探究的是铁生锈是否需要。

（2）实验开始一段时间后，可观察到U形管中两侧液面高低情况是o

（3）为进一步探究温度对铁生锈快慢的影响。将该装置（每组装置内铁丝绒质量均相等且足量）分

别置于不同温度下进行实验，4小时后记录每组U形管两端液面高度差，具体数据如表:

温度/摄氏度10℃20℃30℃40℃50℃60℃70℃

U形管两端液面高度差/厘米2467888

分析数据发现，在1050C范围内，温度越高，铁生锈越快。但50C以后U形管两端液面高度差不

变，请分析出现该现象的原因是,

【答案】（1）水（2）左边下降右边上升（3）氧气已完仝反应

【解析】（1）根据图片可知，左边试管内有干燥剂，右边试管内没有干燥剂，即二者的不同点为左边无

水，右边有水，那么：探究的是铁生锈是否需要水。

（2）实验开始一段时间后，右逅试管内的氧气被消耗，则U形管上方气压减小，于是液面升高，那么

可观察到的现象为：左边下降右边上升。

（3）在1050℃范围内，温度越高，铁生锈越快。但50C以后U形管两端液面高度差不变，出现该

现象的原因是：氧气己完全反应。

12.（2022九上•瑞安期中）项目化小组设计如图1所示的数字化实验探究钢铁的锈蚀。将铁粉和碳粉

的均匀混合物模拟铁钉成分，根据表中各组药品配比进行实验，并用传感器测定瓶内气体的相关数

据（图2）。

组别药品

铁粉/g碳粉/g水/滴/g食盐/g其他

—5.00.100干燥剂

二5.00.1100无

三5.00.1101.0无

四5.00.101.0无

湿度％h

0100200300400500600

时间$

图2

（1）在A试剂瓶中加入第1组药品，在B试剂瓶中第2组药品，600s内A瓶中02含量几乎不

变，B瓶中不断减少。则说明铁在空气中锈蚀是铁和02、发生了化学反应。

（2）为探究食盐对钢铁锈蚀速率的影响，应选择的药品组别是（填序号）。

（3）A、B瓶中均加入第2组药品，分别改用温度和湿度传感器测得结果如图所示。瓶内的温度与

湿度都随时间的增加而不断增大，请你解释温度与湿度发生变化的原

因：O

【答案】（1）水（2）2、3（3）铁的锈蚀属于放热反应，瓶内温度上升，使水蒸发加快，所以瓶内

空气湿度增大

【解析】（1）由一、二组所给药品及实验现象可知，铁生锈与水有关；

（2）为探究食盐对钢铁锈蚀速率的影响，需选择有食盐生锈速率快和没有食盐生锈速率慢的对比实

验，即应选择的药品组别是二、三组实验；

（3）铁的锈蚀属于放热反应，瓶内温度上升，使水蒸发加快，所以瓶内空气湿度增大；

13.（2022九上.桐庐月考）科学兴趣小组设计如下图所示的装置探究影响铁生锈的因素。请回答下列

问题：

（1）滴入足量过氧化氢溶液，观察到c处Y形管内潮湿的细铁丝牛.锈、干燥的细铁丝依然光亮,

由此得出影响铁生锈因素是;

（2）d处潮湿的细铁丝依然光亮，由此可知盛有浓亚硫酸钠溶液装置作用是；

（3）b装置的作用是o

（4）实验用细铁丝比铁片的效果更好，理由是（填序号）。

A.增加反应物接触面积B.增加氧气浓度

C.增加铁质量D.增加氧气质量

【答案】（1）水（2）吸收氧气（3）干燥气体（4）A

【解析】（1）滴入足量过氧化氢溶液，观察到c处Y形管内潮湿的细铁丝生锈、干燥的细铁丝依然光

亮。比较可知，前者与水接触，后者与水小接触，那么影响铁生锈的因素是水。

（2）d处潮湿的细铁丝依然光亮，由此可知盛有浓亚硫酸钠溶液装置作用是吸收氧气；

（3）根据图片可知，b装置的作用是干燥气体；

（4）实验室细铁丝比铁皮的效果更好，理由是增加反应物的接触面积，故选A。

14.（2019九上•临海月考）久置的铜制品表面会有绿色的铜锈，小乐对铜锈展开了如下研究，回答问

（1）小乐查阅资料发现，铜锈的成分复杂，主要成分有碱式碳酸铜利碱式氯化铜。考古学家从保

护铜制品的角度出发，将铜锈分为无害锈和有害锈，结构如图1所示：

碱式碳酸铜和碱式氯化铜分别属于无害锈和有害锈，解释原因。

（2）小乐取44.4克纯净的碱式碳酸铜样品，利用图2示装置（夹持仪器省略）验证其化学式为

CU2（OH）2c03.（已知：碱式碳酸铜受热分解可得到氧化铜、水和二氧化碳；碱石灰是氧化钙和

氢氧化钠的固体混合物）

①装置丙的作用是O

②实验前、后均需对装置甲、乙、丙进行称重；当装置甲中固体质量不再减少，对装置甲、乙、

丙进行再次称重前，需打开活塞再次通入足量的N2,其目的是O

③碱式碳酸铜的化学式为Cl!2（OH）2co3,则装置乙将增重克。

【答案】（1）碱式碳酸铜为致密结构，可阻止潮湿空气进入内部进一步腐蚀铜，而碱式氯化铜为疏

松结构，潮湿空气可从空隙进入将内部的铜进一步腐蚀（合理即可）。

（2）吸收碱式碳酸铜受热分解生成的二氧化碳气体；使装置中残留的水蒸气和二氧化碳气体被充

分吸收（合理即可）；3.6

【解析】（1）碱式碳酸铜和碱式氯化铜分别属于无害锈和有害锈，原因是碱式碳酸铜为致密结构，可阻

止潮湿空气进入内部进一步腐蚀铜，而碱式氯化铜为疏松结构，潮湿空气可从空隙进入将内部的铜进

一步腐蚀c

（2）①装置丙的作用：吸收碱式碳酸铜受热分解生成的二氧化碳气体。

②当装置甲中固体质量不再减少，对装置甲、乙、丙进行再次称重前\需打开活塞再次通入足量的N2,

其目的是：使装置中残留的水蒸气和二氧化碳气体被充分吸收。

③设生成水的质量为X,

Cu2（OH）2CO3=CuO+H2O+CO2t

22218

44.4gx

222_18

44.4g―­F，

x=3.6g

15.（2019九上•衢州期中）在研究“铁生锈的条件”的实验中，某兴趣小组对实验进行了，请把实验报

告补充完整。

【实验目的】铁生锈条件的探究。

【实验内容】取3段光亮无锈的细铁丝，绕成螺旋状，放入3支干燥洁净的试管底部，进行下列实

验，实验要保证有足够长的时间来观察现象。

【实验现象】实验①②无明显现象，实验③中铁丝生锈，且试管内空气体积减小。

【实验结论】

（1）铁生锈实际上是铁与空气中的（填物质名称）发生反应的结果。

（2）该实验创新之处在于：可根据铁丝表面的铁锈和

两种现象来判断铁丝反应进行的情况。

【答案】（1）氧气和水蒸气（2）试管内空气体积减小（或试管内液面上升的高度）

【解析】（1）铁生锈实际上是铁与空气中的氧气和水蒸气发生反应的结果。

（2）该实验创新之处在于：可根据铁丝表面的铁锈和试管内空气体积减小（或试管内液面上升的

高度）两种现象来判断铁丝反应进行的情况。

16.（2019九上•天台月考）生产生活中，我们经常发现存放不当的铁制品，一段时间后就会生锈的现

象。如图是某兴趣小组对铁钉生锈的条件进行探究。

干

燥

的

空

气

（1）通过观察发现B、C试管中的铁钉都不易生锈，其原因是，，

（2）该兴趣小组还发现铁钉生锈需要几天的时间。后查得资料：氯化物可能加快铁钉生锈的速

度，为此进行了“氯化物对铁钉生锈有怎样的影响？”的探究实验:

编号①号试管+铁②号试管+铁钉③号试管+铁钉④号试管+铁钉

钉

实验加6mL蒸储水加5mL蒸储水和加5mL蒸储水和加5mL蒸储水和

操作lmLl%NaCI溶液lmLI%CaCL溶液lmLl%CuC12溶液

现象3大后，铁钉表1大后，铁钉表面1大后，铁钉表面10分钟时铁钉表面

面出现红色物质出现红色物质出现红色物质出现红色物质

请结合上述实验回答：

【、对比实验①②③可以得到的结论是o

【I、小组同学又提出了验证试管④中红色物质组成的实验思路：取红色物质和足量稀硫酸反应，

如果观察到,则红色物质中既有铁锈，又有铜。

【答案】（1）铁钉没有与空气中的水和氧气同时接触（2）氯化物能加快铁钉生锈的速率；溶液变为

黄色

【解析】（1）通过观察发现B、C试管中的铁钉都不易生锈，其原因是铁钉没有与空气中的水和氧气同

时接触；

（2）所以对比实验①②③可以得到的结论是：氯化物能加快铁钉生锈的速率；

H.小组同学又提出了验证试管④中红色物质组成的实验思路：取红色物质和足量稀硫酸反应，如

果观察到溶液变为黄色，则红色物质中既有铁锈，乂有铜。

17.（2018九上•天台期中）一些金属易生锈，某小组同学设计如下实验，对金属锈蚀进行探究。

实验一：取5枚去油去锈的洛净铁钉，分别装入下表的试管中，进行实验。

林梅

於8*如:水

实验图示水酸、视

龈।Q

¥♦L

生锈时间8分钟较长时间不生锈5分钟3分钟1分钟

（1）通过上述实验可知，温度越高，铁钉生锈速度越（填“慢”或“快

实验二：为探究铁锈的成分，用如图所示装置（夹持仪器已省略）进行实验（每步反应和吸收均完

全）。

（2）请指出图中所示实验装置的一个明显缺陷：..

（3）将铁锈样品加热，样品逐渐变黑，无水硫酸铜逐渐变蓝，由此可推知铁锈中一定含有H元

素，从而推断出空气中的参加了铁生锈反应。

实验记录：

铁锈样品的质量值装置B的质量/g装置C的质量/g

反应前23.2232.4198.2

反应后239.6211.4

（4）根据上表数据推算，可确定铁锈的成分，用FgOynHq表示，则n=。

【答案】（1）快（2）CO有毒，没有对尾气进行处理（3）H2O（4）4

【解析】（1）通过上述实验可妇，温度越高，铁钉生锈速度越快；

（2）CO有毒，装置内没有对尾气进行处理，存在缺陷；

（3）空气中水蒸气中含有氢元素，推断出铁生锈水参加了反应；

（4）装置B中增重质量即为产生水的质量，产生水的质量为239.6—232.4=7.2g,C中增重质量为生

成二氧化碳质量，为211.4—198.2=13.2g,设参加反应的CO质量为a,则

FexOynH2O+yCO=xFe+yCCh+nH2O

28y44y

a13.2g

28y:44y=a:13.2g

a-8.4g,则生成铁的质量为23.2+8.4—13.2-7.2-U.2g,则F“Oy部分氧元素质量为23.2—7.2—

11.2=4.8g,由此可知x:y:n』梦:鎏:弟=2：3：4，所以n=4；

□O1。1O

18.某化学兴趣小组进行铁生锈的实验探究活动并设计如下实验装置:

D:暴露在空气中

的潮湿细铁丝

（1）打开分液漏斗，一段时间后观察：A处铁丝依然光亮，B处铁丝表面灰暗，D处铁丝依然光

亮。铁在空气中生锈是铁与、等物质作用的结果。

（2）A、B对比说明铁生锈主要与有关；B、D对比说明铁生锈的快慢与

有关。

（3）一些铁制品表面覆盖了某些涂层，不同的涂层被破坏后，铁生锈的速率不同。你认为下列—

涂层破坏后，铁生锈的速率较快。

a.镀锌铁b.镀锡铁

（4）一些建筑的大门刷上了一层银白色的金属，你认为该金属可能是0

a.银粉b.铜粉c.镁粉

（5）写出一种防止铁生锈的方法。

【答案】（1）氧气；水（2）水；氧气的浓度（3）b（4）c（5）刷油漆

【解析】（1）A处铁只与氧气接触，铁丝依然光亮，B处铁丝既接触氧气又接触水，表面灰暗，D

处铁丝接触空气与水，但氧气量没有B处充足，依然光亮，由此可说明铁在空气中生锈是铁与氧气

和水共同的作用；（2）A不接触水，所以A、B对比说明铁生锈主要与水有关，B、D氧气的浓

度不同，所以BD对比说明铁生锈的快慢与氧气浓度有关；（3）铁制品表面镀锌可降低铁生锈的速

度，所以镀锡铁涂层破坏后，铁生锈的速率较快，故选b；（4）铜粉为紫红色金属，大门上刷了银

白色的金属，因银的成本较高，则所涂金属可能是镁；（5）涂油、刷油漆、电镀等都可以防止铁生

锈。

19.（2017九上.海曙期中）世界上每年因锈蚀而报废的金属设备和材料，高达产量的20%〜40%.某

实验小组用如图装置对铁锈蚀的条件进行探究：将包有样品的滤纸包用大头针固定在橡胶塞上，迅

速塞紧.不久，观察到量筒内水沿着细导管慢慢进入容积为154mL的广口瓶中.当温度恢复至室

温，旦量筒内水面高度不变时读数（此时瓶内氧气含量近似为零）.

记录起始和最终量筒的读数以及所需时间如下表:

序号样品量筒起始读数量筒最终读数所需时间/min

/mL/mL

①1g铁粉、0.2g碳和10滴水10071约120

②1g铁粉、0.2g碳、1（）滴水和少10071约7()

量Na。

③—\\\

（1）实验①和②说明NaCl可以（填“加快”或“减慢”）铁锈蚀的速率.

（2）实验①和③是探究碳对铁锈蚀速率的影响，实验③的样品组成是

（3）该装置还可用于测量空气中氧气的含量，根据上述数据计算氧气的体积含量是%

（结果保留到0.1%）,试分析该实验结果出现误差的原因是.

【答案】（1）加快（2）1g铁粉、1（）滴水（3）19.2%；滤纸包占有一定体积

【解析】（1）因为广口瓶中铁生锈所以广口瓶中气体压强减小所以量筒中的水会进入广口瓶，加入NaCl

后所需时间缩短，故答案：加快；

（2）实验①和③是探究碳对铁锈蚀速率的影响并比较①方案中实验设计，控制铁和水的用量相同不加

碳进行即可.故答案为：1g铁粉、1（）滴水；

（3）因为量筒内液体减少的体积即为广口瓶内所含有的全部氧气的体积，所以氧气的体积含量是

{#mathmL#}吃%x100%=19.2%{#/mathniL#）；该实验结果出现误差的原因滤纸包日有一定体

积.

三、陌生金属探究

20.（2022九上•定海期中）小黄对Ti、Mg、Cu的金属活动性顺序进行了如下探究。

金属TiMgCu

实验现象产生气泡速度慢产生气泡速度快无明显现象

（I）取大小相同的这三种金属薄片，分别投入等体积、等质量分数的足量稀盐酸中，观察到现象

如表。结论：Ti、Mg、Cu三种金属的活动性由强到弱的顺序为o

（2）在实验过程中，小黄又发现镁条与稀盐酸反应过程中产生气体体积与反应时间有如上图所示

关系，请分析：t2〜匕时间内反应速度逐渐减慢的原因是

（3）请你设计其他方案来比较这三种金属的活动性：（可供选择的药品：Ti、Mg、Cu、TiCL溶

液、MgCL溶液、Gz（NO3）2溶液）（请画出实验装置图，并注明反应物）

【答案】（1）Mg>Ti>Cu（2）随着反应进行，稀盐酸质量分数减小

⑥~Cll(NO3)2

【解析】（1）活动性强的金属能与酸反应，弱的金属不能，且金属活动性越强，与酸反应越剧烈，取

大小相同的这三种金属薄片，分别投入等体积、等质量分数的足量稀盐酸中，由所给现象可知，镁反

应最快，其次是钛，铜不与盐酸反应，所以三金属活动性强弱顺序为Mg>Ti>Cu；

（2）化学反应速率与溶液浓度有关，随着反应进行，稀盐酸质量分数减小，所以反应速率会减慢；

（3）要证明金属活动性强弱，也可利用金属能否与盐溶液反应完成，山所给药品可知，可将镁加

入TiCb溶液中通过反应验证搂活动性比钛强，再将钛加入到硝酸铜溶液中，通过发生反应证明钛

的活动性比铜强；

21.<2021九上•诸暨期中）小敏在学习金属活动性顺序后，知道钾钙钠金属活动性特别强，能与水反

应生成碱和氢气。她想镁紧排在钠后面，它是否也能与水反应呢？

【提出问题】镁是否能与水反应？

【实验探究】在两个烧杯中，分别加入等量的冷水和铁条，用酚瞅作指示剂。实验过程和现象如

图。

【反思和总结】

(1)小敏得出的实验结论是。

(2)小敏发现B试管放置在空气中一会儿，溶液的红色会褪色，这说明溶液的碱性减弱了。于是

她大胆做出了一个猜想并设计了验证方案:

猜想验证方案

可能是氢氧化镁的溶解度受温度的影响，温度降将褪色后的溶液_____________,如果

低，溶解度变小，从而导致溶液碱性减弱溶液变红，说明小明的猜想正确

小敏通过实验证明了自己的猜想是正确的。

(3)•段时间后，小敏观察到镁条在热水中无现象，但当她想到实验室制取二氧化碳不能用稀硫

酸与大埋石反应时，便有了解释，她的解释是0

【答案】(1)镁与水在加热条件F能反应(2)重新加热

(3)生成的Mg(OH”过饱和析出在Mg条表面，阻止反应继续进行

【解析】(1)镁条和冷水不能使酚酸变色，即没有氢氧化镁生成；而镁条和热水能够使酚献变色，即有

氢氧化镁生成，那么得到：镁与水在加热条件下能反应。

(2)

猜想验证方案

可能是氢氧化镁的溶解度受温度的影响，温度降将褪色后的溶液重新加热，如果溶液

低，溶解度变小，从而导致溶液碱性减弱变红，说明小明的猜想正保

(3)段时间后，小敏观察到铁条在热水中无现象，但当她想到实验室制取二氧化碳不能用稀硫酸

与大理石反应时，便有了解释，她的解释是：生成的Mg(0H)2过饱和析出在Mg条表面，阻止反应

继续进行。

22.(2020九上.绍兴月考)一般不用K、Ca、Na等活泼金属来置换盐溶液中的其他金属元素，这是教

科书上的一句话。小科对此进行了思考，并查阅资料，对金属钠和硫酸铜溶液的反应进行探究。

查阅资料：钠常温下就能与水发生剧烈反应，反应方程式为2Na+2H2O===2NaOH+H2f°

提出猜想：猜想一：金属钠和硫酸铜溶液反应会有铜生成,

猜想二：金属钠和硫酸铜溶液反应，生成的沉淀只有氢氧化铜。

实验及现象：切取不同大小的钠块分别投入到两种不同浓度的硫酸铜溶液中，有关产生沉淀的现象

如表所示:

编号钠块大小硫酸铜溶液实验中产生沉淀的现象

①绿豆大小稀溶液10毫升产生蓝绿色沉淀

②绿豆大小浓溶液10毫升产生蓝色黄状沉淀

③豌豆大小稀溶液10毫升产生蓝色紫状沉淀

④碗豆大小浓溶液10毫升产生蓝色絮状沉淀，并出现黑色固体

小科咨询老师后得知蓝绿色沉淀为碱式铜盐。

实验结论：

（1）上述实验中均未观察到色固体生成，由此判断猜想一错误。

（2）实验①中观察到的沉淀是蓝绿色的，由此判断猜想二也错误。

实验反思：实验中生成氢氧化铜沉淀的原理是1>

（3）由上述实验可知，导致钠和硫酸铜溶液反应的产物不同的因素有o

（4）为了用钠置换硫酸铜中的铜元素，小科设计了如下实验方案：

方案一：把钠块和无水硫酸铜直接混合，在干燥的空气中加热。

方案二：把钠块和无水硫酸铜直接混合，隔绝空气加热。

从两个方案中，选择出更合理的方案并给出理由o

【答案】（1）红或者紫红

（2）钠先和水反应生成氢氧化钠，生成的氢氧化钠再和硫酸铜反应生成蓝色沉淀氢氧化铜

（3）钠块大小和硫酸铜溶液浓度

（4）方案二，隔绝空气加热可以避免钠和空气中的氧气反应

【解析】（1）因铜呈红色，而该实验中未观察到红色固体生成，说明猜想一错误；

（2）实验中产生氢氧化铜是钠先和水反应生成氢氧化钠，生成的氢氧化钠再和硫酸铜反应生成蓝色

沉淀氢氧化铜；

（3）由实验中的条件可知，导致钠和硫酸铜溶液反应的产物不同的因素有钠块大小和硫酸铜溶液浓

度；

（4）因钠能与氧气发生反应，隔绝空气加热可以避免钠和空气中的氧气反应，所以方案二更合

理;

23.(2018九上.萧山期中)镁条在空气中久置表面会变黑。某小组同学设计并进行实验，探究镁条变

黑的条件。

【查阅资料】常温下，亚硫酸钠(Na2so可与O2发生化合反应。

【猜想与假设】常温下，镁条变黑可能与。2、C02、水蒸气有关。

【进行实验】通过控制与镁条接触的物质，利用右上图装置(镁条长度为3cm,试管容积为

20mL),分别进行下列5个实验，并持续观察20天。

编号主要实验操作实验现象

1先充满用NaOH浓溶液洗涤过的空气，再加入镁条始终无明显变化

2mL浓硫酸

2加入2mLNaOH浓溶液镁条始终无明显变化

3先加入2mL浓硫酸，冉通入约4mLe02镁条始终尢明显变化

4先加入4mL饱和Na2s03溶液,再充满CCh镁条始终无明显变化

5先加入2mL蒸储水，再通入约4mLCO2镁条第3天开始变黑至第20天全

部变黑

【解释与结论】

(1)实验1和2中，NaOH浓溶液的作用是(用化学方程式表示)。

(2)实验］的目的是,

(3)得出“镁条变黑一定与CCh有关”结论，依据的两个实验是(填编号)。

(4)由上述实验可推知，镁条变黑的条件是o

(5)【反思与评价】在猜想与假设时，同学们认为镁条变黑与N?无关，其理由是o

(6)欲进一步证明镁条表面的黑色物质中含有碳酸盐，所需要的试剂

是。

【答案】(1)2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O(2)检验只用Ch是否会使镁条变黑(3)2、5(4)比0、

CCh、02(5)常温下氮气的化学性质不活泼，很难和其他物质反应(6)稀盐酸和澄清石灰水

【解析】(1)常温下，镁条变黑可能与02、CO?、水蒸气有关，故要除去二氧化碳，即氢氧化钠溶液能

与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，反应的化学方程式为：CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O；

(2)常温下，镁条变黑可能与02、CO?、水蒸气有关，先充满用NaOH浓溶液洗涤除去二氧化碳，再

加入2mL浓硫酸除去了水蒸气，实验1的目的是检验只用氧气是否会使镁条变黑；

(3)证明“镁条变黑一定与CO?有关"，必须保证其它因素相同，而有无二氧化碳不同，因此依据的两

个实验是2、5；

（4）根据4和5可知，先加入4mL饱和Na2sQ,溶液再充满CO?,能除去氧气，镁条始终无明显变化，

说明镁条只与二氧化碳、水接触不会变黑；再加入2mL蒸储水再通入约4mLe02,镁条3天后开始变

黑，由上述实验可推知，镁条变黑的条件是WO、C02、02;

（5）在猜想与假设时，同学们认为镁条变黑与N2无关，因为：氮气的化学性质不活泼，很难与其它物

质反应.

（6）欲进一步证明镁条表面的黑色物质中含有碳酸盐，可选用稀盐酸和澄清的石灰水，若产生气

泡，气体能使澄清的石灰水变浑浊，说明含有碳酸盐。

24.（2022九上•舟山月考）小明在购买氢气球时，看到摊主正在把废旧铝锅碎片投入盛有某种液体的

铁制容器中，盖上容器盖子后，氢气就从导管口出来。

小明根据初中学过的科学知识，认为铁制容器中的液体肯定不是稀硫酸或盐酸。这种液体到底是什

么？第二天小明请教老师，老师没有宜接告诉答案，而是在实验室配制了一种液体后，对小明说：

铁制容器中装的就是这种液体，它是一种常见化合物的溶液。还提供了相关信息，请小明自己动手

探究。

提供的信息：许多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色。如：钾一紫

色；钠黄色；领一黄绿色；钙一砖红色。

下表是小明的实验步骤和现象记录：

序号实验步骤实验现象

观察溶液无色液体

②取少量该溶液于试管中，滴加紫色石蕊试紫色石蕊试液变蓝色

液

③另取少量溶液在酒精灯火焰上灼烧火焰呈现黄色

④取少量该溶液于试管中，先滴加硫酸铜溶先有蓝色沉淀生成，加入稀盐酸后沉淀

液,再滴加稀盐酸消失，无其它明显现象

回顾与解释:

（1）小明认为铁制容器中的液休肯定不是稀硫酸或盐酸。理由是0

（2）在步骤④中，小明加入稀盐酸的目的是防止（填写离子符号）的干扰。

（3）小明通过实验，可得出该溶液中的溶质是,

【答案】（1）铁要和稀硫酸或盐酸反应且实验②中紫色石荔变蓝（2）C0l-（3）NaOH

【解析】（1）因铁能和稀硫酸或盐酸反应，且酸的溶液呈酸性，能使紫色石蕊试液变红，而实验②中

紫色石蕊变蓝，所以液体肯定不是稀硫酸或盐酸；

（2）因碳酸盐与硫酸铜也会反应产生沉淀，但碳酸盐沉淀与酸反应会有气泡产生，步骤④中加入稀

盐酸是为了防止COJ的干扰：

（3）因钠的化合物灼烧会有黄色火焰产生，说明该化合物中含有钠元素，硫酸铜与碱反应产生氢

氧化铜篮色沉淀，则该液体中溶质为氢氧化钠；

25.（2020九上.苍南期中）铭（Cr）是一种重要的金属材料，具有良好的抗腐蚀性，常用来镀在其他

金属的表面上达到防锈的目的。小明想利用实验室的药品和器材来比较铝和铭的金属活动性强弱。

【实验器材及药品】厚度相同的铝片和铭片（表面打磨过）、质量分数为10%的稀盐酸、剪刀、秒

表、注射器若干、具支试管若干、橡胶塞若干、相同气球若干。

（（在金属活动性强弱差别不大时，产生气泡的快慢