第2节 金属的性质和应用-沪教版九年级《化学》上册专项训练

PAGE1第2节金属的性质和应用题型01金属的物理性质及用途题型02金属与氧气的反应题型03金属与酸的反应氢气的制备题型04金属与盐溶液的反应置换反应题型05设计实验比较金属活动性题型06合金及其应用金属材料题型07优秀传统文化中的金属及应用题型01金属的物理性质及用途金属物理性质的共性：导电性、导热性、延展性等，特性：大多数金属呈银白色，铜呈紫红色，金呈黄

色，铁粉呈黑

色。状态：常温下大多数金属为固体，而汞为液体。【典例1】（25-26九年级上·江苏连云港·期中）白炽灯结构如图。通电时钨丝在高温下发光，生产时灯泡内可能会混入少量氧气。下列说法正确的是A．灯泡内灯丝用钨丝，因为钨丝的熔点低B．灯泡内导线用铜丝，因为铜丝的颜色是紫红色C．灯泡内填充氮气，因为氮气化学性质活泼D．灯泡内有少量红磷，因为红磷能消耗残留氧气【答案】D【详解】A、灯泡内灯丝用钨丝，是因为钨丝的熔点高，能承受高温而不熔化，不是熔点低，此选项错误；B、灯泡内导线用铜丝，是因为铜丝具有良好的导电性，能有效传导电流，不是因为铜丝的颜色是紫红色，此选项错误；C、灯泡内填充氮气，是因为氮气的化学性质不活泼，可以作保护气，防止灯丝被氧化，不是化学性质活泼，此选项错误；D、灯泡内有少量红磷，红磷能与氧气发生反应，从而消耗残留氧气，防止灯丝被氧气氧化，此选项正确。故选：D。【变式1-1】下列金属的性质不是金属共性的是A．呈金黄色 B．能够导电 C．能够导热 D．有延展性【答案】A【详解】金属的共性包括能够导电、导热和有延展性，但颜色因金属而异，如铁呈银白色、铜呈红色，并非所有金属都呈金黄色，因此A选项不是金属共性。故选A。【变式1-2】下列常见金属的用途主要利用的是金属的哪些物理性质？（1）用铁锅炒菜（2）古代人将铜打磨成铜镜（3）将铝拉成丝做电线（4）用钨制成电阻丝（5）人们用黄金做项链、耳环、戒指【答案】（1）导热性好（2）有金属光泽（3）延展性好、导电性好（4）熔点高（5）有金属光泽、延展性好【详解】（1）用铁锅炒菜利用了铁良好的导热性；（2）用铜做镜子利用了铜的金属光泽；（3）将铝拉成丝做电线利用了铝良好的延展性和导电性；（4）用钨制电阻丝利用了钨熔点高的性质；（5）用黄金做项链、耳环、戒指利用了金具有良好的金属光泽和延展性。【变式1-3】人们的日常生活离不开金属，高科技新材料的开发和应用也需要金属。日常使用的金属材料多数属于合金，合金具有许多良好的物理性质、化学性质和机械性能。（1）钨广泛用于制灯丝，有“光明使者”的美誉。这主要是因为钨的。（2）人类最早使用的合金是青铜。青铜的硬度比纯铜（填“大”或“小”）。（3）金属的一个应用实例如图所示，其中利用的金属的物理性质是（写出一点即可）。【答案】（1）熔点高（2）大（3）导电性【详解】（1）钨广泛用于制灯丝，有“光明使者”的美誉。这主要是因为钨的灯丝需要在高温下发光而不易熔化，所以利用的是钨的熔点高（或“高熔点”）这一特性。（2）人类最早使用的合金是青铜。青铜的硬度比纯铜，合金一般比它的纯金属成分硬度大，青铜是铜锡合金，硬度比纯铜大。（3）金属的一个应用实例如图所示（常见图：用金属做导线），其中利用的金属的物理性质是图1中金属被制成导线，主要利用了其导电性。题型02金属与氧气的反应实验内容实验现象化学方程式备注镁条在空气中点燃剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出热量，生成白色固体，伴有白烟2Mg+铝片在空气中加热铝片受热后熔化但不滴落，表面变暗4Al+3铝片不加热也容易被氧化现成保护膜铁丝在氧气中点燃剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体3Fe+2铁丝不能在空气中燃烧铜丝在空气中加热表面由紫红色变为黑色2Cu+【典例2】利用铁生锈的原理能用于制作“暖宝宝”。某“暖宝宝”的成分为铁粉、蛭石（保温作用）和吸水性树脂、食盐、活性炭。探究小组利用温度和氧气浓度传感器进行探究，实验结果如图。下列说法错误的是A．铁粉能制作“暖宝宝”，说明铁生锈是放热反应B．“暖宝宝中”中的铁粉、活性炭都是金属材料C．由氧气浓度变化推测，铁粉还可用作食品脱氧剂D．化学反应常常伴随着能量变化【答案】B【详解】A、“暖宝宝”利用铁生锈放热来取暖，这表明铁生锈是放热反应，该选项正确，故不符合题意。B、铁粉是金属材料，而活性炭是由碳元素组成的单质，属于非金属材料，该选项错误，故符合题意。C、从氧气浓度变化曲线能看到，氧气浓度逐渐降低，说明铁粉可消耗氧气，所以铁粉还可用作食品脱氧剂，该选项正确，故不符合题意。D、铁生锈过程中有热量放出，体现了化学反应常常伴随着能量变化，该选项正确，故不符合题意。故选：B。【变式2-1】（25-26九年级上·江苏南京·期中）在给定条件下，下列物质间的转化不能实现的是A． B．C． D．【答案】B【详解】A、铜与氧气在加热的条件下会生成氧化铜，该转化可以实现，A选项不符合题意；B、铁与氧气在点燃的条件下反应生成四氧化三铁而不是氧化铁，该转化不能实现，B选项符合题意；C、铁的活动性比铜强，能与硫酸铜反应，置换出铜单质，该转化可以实现，C选项不符合题意；D、镁与氧气反应可以生成氧化镁，该转化可以实现，D选项不符合题意。故选：B。【变式2-2】化学兴趣小组通过加热铜粉的反应验证质量守恒定律，请回答下列问题。（1）图1中仪器Q的名称是，气球的作用是。（2）图1中发生反应的化学方程式为：。反应过程中固体质量变化如图2所示，则M2与M1的差值表示。（3）图1中氧气传感器测得的数据如图3所示。反应结束后装置内氮气的体积分数（填“大于”或“小于”或“等于”）95.04%。（4）下列关于该实验的说法合理的是___________（填序号）。A．随着反应的进行红色固体逐渐变黑B．加热前装置内铜粉和氧气的总质量，一定等于生成的氧化铜的质量C．为了验证质量守恒定律，铜粉必须过量D．在该反应前后，原子个数一定没有发生改变【答案】（1）锥形瓶平衡装置内外压强，防止橡胶塞弹出（2）参加反应的氧气的质量（3）小于（4）AD【详解】（1）仪器Q的名称是锥形瓶；气球的作用是平衡装置内外压强，防止橡胶塞弹出，因为铜与氧气反应放热，装置内压强增大，气球可起到缓冲作用，避免压强过大将橡胶塞冲开；（2）铜和氧气在加热条件下反应生成氧化铜，化学方程式为；反应前固体是铜，反应后固体是氧化铜，根据质量守恒定律，与的差值表示参加反应的氧气的质量；（3）铜加热只消耗装置内氧气，最终氧气体积分数为4.96%，则剩余其它气体的体积分数为：100%-4.96%=95.04%，剩余的其它气体包括氮气以及空气中原有的一些其他成分，如二氧化碳、稀有气体等，则氮气占比<95.04%；（4）A、铜是红色固体，氧化铜是黑色固体，随着反应的进行，红色固体逐渐变黑，该说法合理；B、根据质量守恒定律，参加反应的铜粉和氧气的总质量，才等于生成的氧化铜的质量，若铜粉或氧气有剩余，则不等，该说法不合理；C、验证质量守恒定律，只要发生化学反应即可，铜粉不一定必须过量，该说法不合理；D、化学反应前后，原子的种类、数目、质量都一定没有发生改变，该说法合理。故选：AD。【变式2-3】实验小组同学以铝、铁、铜三种常见金属为例，对金属活动性强弱的验证展开项目化学习。【查阅交流】（1）铝在常温下能与空气中的氧气反应，在表面形成的氧化铝薄膜，使铝更耐腐蚀，写出相关反应的化学方程式。（2）铁在空气中不能燃烧，在纯氧中点燃铁丝，能剧烈燃烧，其现象是剧烈燃烧、、放热、生成。铁、铜在常温下几乎不与氧气反应，在潮湿空气中，铜比铁耐腐蚀。【得出结论】（3）三种金属的活动性顺序由强到弱依次为。【答案】（1）致密4Al+3O2=2Al2O3（2）火星四射黑色固体（3）铝＞铁＞铜【详解】（1）铝在常温下能与空气中的氧气反应，在表面形成致密的氧化铝薄膜，使铝更耐腐蚀，反应的化学方程式为4Al+3O2=2Al2O3，故填：致密；4Al+3O2=2Al2O3；（2）铁在空气中不能燃烧，在纯氧中点燃铁丝，能剧烈燃烧，其现象是剧烈燃烧、火星四射，放热，并生成黑色固体，故填：火星四射；黑色固体；（3）铝在常温下能与空气中的氧气反应，铁、铜在常温下几乎不与氧气反应，在潮湿空气中，铜比铁耐腐蚀，说明铁的活动性比铜强，由此可得出三种金属的活动性顺序由强到弱依次为铝＞铁＞铜，故填：铝＞铁＞铜；题型03金属与酸的反应金属与酸的反应常见能与稀盐酸、稀硫酸反应的金属：镁、铝、锌、铁。铜不能与稀盐酸、稀硫酸反应。金属与酸反应都是放热反应。金属实验现象化学方程式镁反应剧烈，有大量气泡产生Mg+H2SO4==MgSO4+H2↑Mg+2HCl==MgCl2+H2↑铝反应剧烈，有大量气泡产生2Al+3H2SO4==Al2（SO4）3+3H2↑2Al+6HCl==2AlCl3+3H2↑锌反应较剧烈，产生大量气泡Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑铁反应缓慢，有气泡产生，溶液由无色逐渐变为浅绿色Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑Fe+2HCl==FeCl2+H2↑氢气的制备：药品:锌粒（Zn）与稀硫酸（H2SO4）或稀盐酸发生置换反应原理：Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑发生装置：收集方法：排水法或向下排空气法【典例3】实验小组同学以铝、铁、铜三种常见金属为例，对金属活动性强弱的验证展开项目化学习。（1）分别取形状、大小完全相同的三种金属片放在三支试管中，进行如图1操作并记录了实验现象。金属片实验现象铝片铝片表面产生大量气泡铁片铁片表面产生气泡（填“大量”或“少量”），溶液变为浅绿色铜片铜片表面无明显现象（2）写出反应中涉及的化学方程式：铝；铁。【反思评价】（3）小组同学仔细分析实验后，认为实验不严密，理由是。【答案】（1）少量（2）2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑（3）所滴加酸的种类不同【详解】（1）实验结论为铝＞铁＞铜，铁片和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，可观察到的实验现象为：铁片表面产生少量的气泡，溶液变为浅绿色，故填：少量；（2）铝片与盐酸反应生成氯化铝和氢气，铁片和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，反应的化学方程式分别为2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑、Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，故填：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑；Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑；（3）实验中只是控制了三种金属片的形状、大小完全相同，没有控制酸的种类，因此得出的结论不可靠，故填：所滴加酸的种类不同。【变式3-1】现有质量相等的X、Y、Z三种金属，分别放入三份溶质质量分数相等的足量稀硫酸中，X不发生反应，Y、Z在生成物中均显价，Y、Z反应生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示，则下列说法正确的是A．Y与反应的化学方程式为Y+H2SO4==YSO4+H2↑B．相对原子质量：Y>ZC．完全反应生成氢气的质量：Y<ZD．X、Y、Z的金属活动性顺序为：Y>Z>X【答案】A【详解】A、Y在生成物中均显价，则Y和硫酸反应的化学方程式为：，该选项说法正确；B、等质量的Y、Z和硫酸反应时，Y、Z在生成物中均显价，且Y产生氢气更多，则说明相对原子质量：Y<Z，该选项说法不正确；C、由图可知，完全反应生成氢气的质量：Y>Z，该选项说法不正确；D、X不能和硫酸反应，则说明X最不活泼，但不能比较Y、Z的金属活动性顺序，该选项说法不正确。故选A。【变式3-2】（24-25九年级上·江苏扬州·期末）科学探究与化学实验是化学学习的重要内容。I．化学反应原理的探究（1）实验室用锌粒和稀硫酸制取氢气的化学方程式为。（2）兴趣小组同学对氢气的实验制法中固体药品的选择进行了讨论。一致认为，不宜选用金属镁，其理由是。II．实验装置的探究（装置D中的⑤称为塞子，⑥称为旋塞）（3）标有序号①的仪器名称是。（4）实验室制取氢气时，可选择的发生装置有（在A~C中选择，填字母）。（5）D装置的名称是启普发生器，是曾经用于制取气体的发生装置，其优点与C装置相同，此优点是。使用D装置制取气体时，固体盛放的位置是（填数字）。实验过程中，若要中止反应，应进行的操作是。III．对实验现象的探究与思考（6）同学们对铁丝在氧气中的燃烧实验中火星四射的现象产生了兴趣，各自提出了不少看法。从物质组成的角度分析，你认为发生火星四射的原因是（用化学方程式表示）。【答案】（1）（2）镁与稀硫酸的反应速率太快，不利于氢气的收集（3）分液漏斗（4）BC（5）可控制反应的发生与停止③关闭⑥旋塞（6）【详解】（1）锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，化学方程式为；（2）兴趣小组同学对氢气的实验制法中固体药品的选择进行了讨论，一致认为，不宜选用金属镁，其理由是镁与稀硫酸的反应速率太快，不利于氢气的收集；（3）仪器①的名称是分液漏斗；（4）实验室用锌粒和稀硫酸制取氢气，该反应中反应物为固体，反应条件为常温，应选择固液常温型发生装置，即装置B或C；（5）C装置能将固体药品放在多孔塑料片上，液体药品从长颈漏斗加入，关闭活塞，反应生成的气体增多，使得装置内压强增大，液体被压入长颈漏斗内，固液分离反应停止，打开活塞，气体导出，使得装置内压强减小，液体重新流入试管内，固液接触反应发生，故C装置的优点是可以控制反应的发生与停止；D装置的名称是启普发生器，其优点与C装置相同，则此优点是可以控制反应的发生与停止；使用D装置制取气体时，固体盛放的位置是③；实验过程中，若要中止反应，应进行的操作是关闭⑥旋塞，反应生成的气体增多，使得装置内压强增大，液体被压入②，从而使固体与液体分离，反应停止；（6）铁丝在氧气中燃烧时火星四射，从物质组成的角度分析，这是因为铁丝中通常含有少量的碳元素，碳在氧气中燃烧生成二氧化碳气体，二氧化碳气体在高温下迅速膨胀，推动周围熔化的铁液滴飞溅，从而产生火星四射的现象，用化学方程式表示为。【变式3-3】小聪想要探究铬（Cr）与金属铁、铜的活动性强弱。【查阅资料】铬是银白色、有光泽的金属，在空气中其表面能生成抗腐蚀的致密氧化膜。【做出猜想】（1）猜想1：；猜想2：；猜想3：。【设计与实验】（2）小聪取大小相同的用砂纸打磨光亮的三种金属片放入三支试管中，再分别加入等量、等浓度的稀硫酸。（补充①和③的实验现象）实验操作实验现象①铁片表面产生气泡较慢，溶液由无色变为。②铬片的表面产生气泡较快，溶液由无色变为蓝色。③【结论与解释】（3）根据上述实验现象，可得出猜想正确。实验前用砂纸打磨金属片的目的是。（4）已知试管②中溶液的蓝色是CrSO4溶于水形成的，请写出试管②中发生反应的化学方程式：。【答案】（1）Fe＞Cr＞Cu（2）浅绿色无明显现象（3）1除去金属片表面的氧化膜（4）Cr+H2SO4=CrSO4+H2↑【详解】（1）由金属活动性顺序可知，铁的金属活动性比铜强，故还可猜想3：Fe＞Cr＞Cu；（2）①铁片与稀硫酸反应，铁片表面产生气泡较慢，溶液变为浅绿色，说明铁的金属活动性比氢强；③铜的位置排在氢的后面，不能稀硫酸反应，无明显现象；（3）铁片与稀硫酸反应，铁片表面产生气泡较慢，溶液变为浅绿色，说明铁的金属活动性比氢强；铬片表面产生气泡较快，溶液变成为蓝色，即铬的金属活动性比氢强，且铬的金属活动性比铁强；铜的位置排在氢的后面，不能稀硫酸反应，无明显现象；由此可知，三种金属活动性强弱顺序是Cr＞Fe＞Cu，则猜想1正确；实验前用砂纸打磨金属片的目的是除去金属片表面的氧化膜；（4）试管②中铬和稀硫酸反应生成CrSO4和氢气，反应的化学方程式为Cr+H2SO4=CrSO4+H2↑；题型04金属与盐溶液的反应置换反应实验内容实验现象化学方程式铁与硫酸铜溶液反应铁丝表面覆盖一层红色物质，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色Fe+CuSO4═FeSO4+Cu铜与硝酸银溶液反应铜丝表面覆盖一层银白色物质，溶液由无色逐渐变为淡蓝色Cu+2AgNO3=Cu（NO3）+2Ag我国是湿法冶金的先驱。早在西汉时期，古籍《淮南万毕术》中就有记载：“曾青得铁则化为铜。”【典例4】《宋会要辑稿》记载：“浸铜之法，先取生铁打成薄片，……浸渍数日，铁片为胆水（硫酸铜溶液）所薄，上生赤煤，取出刮洗……入炉烹炼，……方成铜。”下列说法正确的是A．“打成薄片”时铁原子体积逐渐变小 B．浸渍数日后，“胆水”逐渐变为浅绿色C．“铁片为胆水所薄”说明固体总质量减少 D．“上生赤煤”指铁片上生成了红色的碳【答案】B【详解】A、“打成薄片”时只是铁的形态发生变化，铁原子体积不变，故选项错误；B、胆水为硫酸铜溶液，铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，逐渐变为浅绿色，故选项正确；C、根据质量关系可知，，反应后固体总质量增加，故选项错误；D、“上生赤煤”指铁片上生成了红色的铜，故选项错误。故选：B。【变式4-1】向AgNO3和Cu（NO3）2混合溶液中加入一定量镁粉，充分反应后过滤，得到滤渣和无色滤液。下列说法正确的是A．滤渣中一定含有Ag、Cu和MgB．向滤渣中加入稀盐酸，一定有气泡产生C．滤液中一定不含Cu（NO3）2D．滤液中可能含有AgNO3和Mg（NO3）2【答案】C【分析】镁、铜、银三种金属的活动性顺序为镁＞铜＞银；向AgNO3和Cu（NO3）2混合溶液中加入一定量镁粉，镁粉先与硝酸银反应生成硝酸镁和银，若镁粉有剩余，再与硝酸铜反应生成硝酸镁和铜，充分反应后过滤，得到滤渣和无色滤液，说明硝酸铜已反应完全，则滤渣中一定含有Ag、Cu，可能含有Mg；AgNO3和Cu（NO3）2都已反应完全，则滤液中只含有Mg（NO3）2。【详解】A、由分析可知，滤渣中一定含有Ag、Cu，可能含有Mg，故选项说法不正确。B、由分析可知，滤渣中一定含银、铜，可能含镁，向滤渣中加入稀盐酸，银、铜与稀盐酸不反应，镁与稀盐酸反应生成氢气，则可能有气泡产生，故选项说法不正确。C、滤液呈无色，则滤液中一定不含Cu（NO3）2，故选项说法正确。D、由分析可知，AgNO3和Cu（NO3）2都已反应完全，则滤液中只含有Mg（NO3）2，故选项说法不正确。故选C。【变式4-2】从含FeSO4、CuSO4的废液中回收Cu和FeSO4晶体的实验方案如图所示：（1）步骤①中，金属X是，该反应的化学方程式为。（2）步骤②中，加入过量稀硫酸的目的是。（3）滤液1和滤液2合并是为了。【答案】（1）Fe/铁（2）除去金属混合物中的铁（3）提高硫酸亚铁晶体的产率【详解】（1）向含、的废液中加入过量的金属X，充分反应后过滤得到滤液1和金属混合物，滤液1经处理得到硫酸亚铁晶体，说明滤液1为硫酸亚铁溶液，则步骤①加入过量金属X是为了除去硫酸铜且不引入新杂质，铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，则金属X为铁，则步骤①发生反应的化学方程式为；（2）由第（1）小问分析可知，金属X为铁，向含、的废液中加入过量的铁，铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，则充分反应后过滤得到的金属混合物中含有铁、铜，步骤②向金属混合物中加入过量的稀硫酸，铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，铜与稀硫酸不反应，故步骤②中，加入过量稀硫酸的目的是除去金属混合物中的铁；（3）由第（1）小问分析可知，滤液1为硫酸亚铁溶液；由第（2）小问分析可知，金属混合物中含有铁、铜，步骤②向金属混合物中加入过量的稀硫酸，铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，铜与稀硫酸不反应，则充分反应后过滤得到的滤液2中含有硫酸亚铁和硫酸，则滤液1和滤液2合并是为了提高硫酸亚铁晶体的产率。【变式4-3】某兴趣小组同学在探究金属与化合物溶液的反应时，将过程绘制成了下列流程图，请回答下列问题：（1）A烧杯中发生反应的化学方程式：。（2）C中滤液中最多有种物质。（3）若C中溶液为无色，则滤渣1中的成分为。（4）若向滤渣2中加入稀盐酸，有气泡产生，则B中溶液中的溶质一定没有。（5）若，且滤渣1与硝酸银溶液恰好完全反应，则。【答案】（1）（2）4/四（3）Mg、Cu（4）/硝酸铜（5）【详解】（1）镁的金属活动性比铜强，能与硝酸铜反应生成硝酸镁和铜，化学方程式为：（2）滤渣1是A反应后的固体，成分可能有未反应的Mg、反应生成的Cu。向滤渣1中加入AgNO3溶液时：Cu与AgNO3反应，即；若Mg过量，Mg也会与AgNO3反应，即。因此，C中滤液最多含4种物质：未反应的AgNO3、生成的Cu（NO3）2、生成的Mg（NO3）2、溶剂H2O，共4种。（3）C中溶液无色，说明不存在Cu（NO3）2，则Cu不参与反应，发生的反应是，可知滤渣1中的成分是Mg、Cu。（4）有气泡产生说明滤渣2中含Mg（Mg与稀盐酸反应生成氢气），即Mg过量，已将AgNO3完全反应，因此B中溶质一定没有Cu（NO3​）2​​。（5）Mg与Cu（NO3）2溶液发生的反应是，则滤渣1一定含有Cu，可能含有Mg。假设滤渣1只含Cu，则整个流程发生的反应是、，由于滤渣1与硝酸银溶液恰好完全反应，可将这2个方程式相加，总反应是；假设滤渣1含有Mg、Cu，则加入AgNO3溶液时，会发生反应、；可知无论是哪一种情况，总反应都是，则题型05设计实验比较金属活动性方案1：通过置换反应直观比较金属活动性：将打磨光亮的铁钉、铜丝、镁条分别放入稀盐酸，观察气泡产生速率（镁剧烈反应＞铁缓慢冒泡＞铜无现象）。方案2：采用盐溶液法：将铁钉浸入硫酸铜溶液（蓝色变浅/铁钉表面析出红色固体），铜丝浸入硝酸银溶液（溶液变蓝/铜丝表面出现银白色物质），证明活动性Fe＞Cu＞Ag。控制变量需注意：金属形状统一为条状（表面积相近），盐溶液浓度相同，同时在室温下进行。实验改进可增加锌片与硫酸亚铁溶液反应（锌表面出现灰黑色固体），构建完整活动性顺序：Mg＞Zn＞Fe＞Cu＞Ag。记录应包含反应时间、现象描述（如气泡量、颜色变化、固体析出），最后通过能否发生置换反应判断金属活动性强弱。注意事项：（1）金属要预先打磨，除去表面氧化物。（2）实验后所有金属废液需回收处理。【典例5】（2025·海南·中考真题）为了验证铁、铜、银的金属活动性顺序，设计如下图所示实验方案。下列说法正确的是A．①②④中溶液颜色都发生变化B．①和③中金属表面都有气泡产生C．②和③比较，能判断铜和银的活动性顺序D．①②④比较，能判断铁、铜、银的活动性顺序【答案】D【详解】A、①中铁与稀盐酸反应，溶液由无色逐渐变为浅绿色，④中铜与硝酸银溶液反应，溶液由无色逐渐变为蓝色，但②中铜不与稀盐酸反应，无颜色变化，A错误；B、①铁活动性排在氢前，能与稀盐酸反应，有气泡产生，③银活动性排在氢后，不能与稀盐酸反应，没有气泡产生，B错误；C、②③均无明显现象，铜和银的活动性无法判断，C错误；D、①铁与稀盐酸反应产生气泡，可证明活动性：Fe>H，②铜不与稀盐酸反应，没有气泡产生，可证明活动性：Cu<H，④铜与硝酸银溶液反应，铜表面有银白色固体析出，可证明活动性：Cu>Ag，综合①②④，可证明活动性：Fe>Cu>Ag，D正确。故选D。【变式5-1】现有银、铜、铁三种金属，某研究小组的同学为探究银、铜、铁的金属活动性顺序，设计了三个实验：Ⅰ．将铁片浸入稀硫酸中；Ⅱ．将银片浸入稀硫酸中；Ⅲ．将铁片浸入硫酸铜溶液中。（1）实验前需将金属片打磨，目的是；（2）实验Ⅲ的现象是；（3）写出实验Ⅰ所发生反应的化学方程式：；（4）上述三个实验还不能完全证明三种金属的活动性顺序，请你设计实验证明铜和银的金属活动顺序（写出试剂即可）。（5）增加实验后，根据现象比较得出三种金属的活动性强弱顺序为。【答案】（1）除去金属表面的氧化膜（或去除金属表面的杂质）（2）铁片表面有红色物质析出，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色（3）（4）铜片和AgNO3溶液（5）Fe＞Cu＞Ag【详解】（1）金属在空气中易被氧化，表面形成氧化膜（如铁生锈生成Fe2O3、铜生成CuO等），这些氧化膜会阻碍金属与其他物质的反应。所以实验前需打磨金属片，目的是去除金属表面的氧化膜（或杂质），让金属能与试剂充分接触发生反应。（2）实验III中，铁的金属活动性强于铜，铁会与硫酸铜溶液发生置换反应，化学方程式（），反应时，铁片表面会析出红色的铜，硫酸铜溶液是蓝色，反应后生成的硫酸亚铁溶液是浅绿色的，所以实验现象是铁片表面有红色物质析出，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色。（3）实验I里，铁和稀硫酸发生反应，生成硫酸亚铁和氢气，化学方程式为：（4）要证明铜和银的金属活动顺序，依据金属活动顺序表，铜比银活泼，可利用金属与盐溶液的置换反应，将铜片浸入硝酸银溶液中，若铜片表面有白色物质（银）析出，溶液由无色变为蓝色，就说明铜能置换出硝酸银中的银，即铜的活动性强于银。所以可选用铜片和AgNO3溶液。（5）实验Ⅰ中铁能与稀硫酸反应，说明铁在金属活动性顺序中位于氢之前；实验Ⅱ中银不能与稀硫酸反应，说明银在金属活动性顺序中位于氢之后；实验Ⅲ中铁能置换出硫酸铜溶液中的铜，说明铁的活动性强于铜；再通过补充实验（铜片浸入硝酸银溶液，铜可以置换出银）可知铜的活动性强于银。综合可知三种金属的活动性强弱顺序为Fe＞Cu＞Ag。【变式5-2】为探究锌、铁、铜三种金属的活动性，以及他们和氢元素的位置关系，小明设计了如下实验：（1）现象：实验B进行一段时间后溶液呈色。（2）反应：实验C中反应的化学方程式为：。（3）结论：根据上述实验，写出锌、铁、铜三种金属由强到弱的活动性以及和氢元素的位置顺序（用元素符号表示）。（4）反思：小莉提出，上述实验中，省略某些实验也能达到目的，能被省略的实验是（填序号）。（5）拓展：实验后，将C、D试管反应后的废液倒入废液缸中，过滤，向所得滤液中加入足量的铁粉，若有气泡产生，写出有气泡生成的反应方程式；若无气泡产生，则下列说法中，正确的是（填序号）。A．滤液中一定含有硫酸铜

B．滤液中可能含有硫酸C．滤渣中一定含有Fe

D．滤渣中一定含有Cu【答案】（1）浅绿（2）Fe+CuSO4=FeSO4+Cu（3）Zn>Fe>H>Cu（4）C（5）Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑D【详解】（1）实验B室稀硫酸和铁粉反应生成硫酸亚铁和氢气，硫酸亚铁溶液中含有亚铁离子，故溶液为浅绿色；（2）实验C中是铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜单质，化学方程式为：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；（3）实验A铁不能和硫酸锌反应，说明金属活动性：Zn>Fe；实验B铁和稀硫酸反应，说明金属活动性：Fe>H；实验C铁能和硫酸铜反应，说明金属活动性：Fe>Cu；实验D铜不能和稀硫酸反应，说明金属活动性：H>Cu，故锌、铁、铜三种金属由强到弱的活动性以及和氢元素的位置顺序为：Zn>Fe>H>Cu；（4）实验A铁不能和硫酸锌反应，说明金属活动性：Zn>Fe；实验B铁和稀硫酸反应，说明金属活动性：Fe>H；实验C铁能和硫酸铜反应，说明金属活动性：Fe>Cu；实验D铜不能和稀硫酸反应，说明金属活动性：H>Cu；通过实验A、B、D可知金属活动性Zn>Fe>H>Cu，故实验C可省略；（5）将C、D试管反应后的废液倒入废液缸中，过滤，向所得滤液中加入铁粉，有气泡产生，说明含有铁，铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，化学方程式为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑；A、若无气泡产生，说明C试管中剩余的铁可以完全消耗D试管中的硫酸，而铜与稀硫酸不反应，故滤液中一定不含有硫酸铜，不符合题意；B、若无气泡产生，说明滤液中不可能含有硫酸，不符合题意；C、因为稀硫酸和铜不发生反应，故D中一定有稀硫酸存在，若无气泡产生，说明C中剩余的铁将D试管中的稀硫酸完全耗尽，无法判断滤渣中是否一定含有铁，有可能铁也恰好反应完，不符合题意；D、因为稀硫酸和铜不发生反应，故D试管中有铜单质存在，铜的金属活动性弱于铁和氢，故其不与稀硫酸、C试管中生成的硫酸亚铁反应，滤渣中一定含有Cu，符合题意。故选D。【变式5-3】化学兴趣小组的同学们在学习完金属的化学性质后，进行了如下的探究实验。【实验一】小德同学做了在酒精灯火焰上加热铜丝的实验。（1）他能观察到的现象是。（2）古语有云：真金不怕火炼。根据实验一的现象及这句古语信息，可以得出结论：铜比金（填“活泼”或“稳定”）。【实验二】小强选择的分别是大小接近且打磨光亮的镁片和铜片。（3）写出镁片发生反应的化学方程式通过金属与酸能否反应的分析，我们可以得出镁的金属活动比铜强。【实验三】腾飞同学探究铁、铜、银三者之间的金属活动性关系。（4）请你对以上实验的设计进行评价。【实验四】同学们为了研究金属与金属化合物的溶液反应后滤渣和滤液的成分，他们先将硝酸铜溶液和硝酸银溶液混合，再向混合后溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣，并利用传感器的数据绘制了滤液中各离子的数目随反应时间的变化趋势图，如下图所示。（5）图像中①表示的是（填离子符号）。（6）若向充分反应后滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生，则滤液中一定有的阳离子为（填离子符号）【总结归纳】（7）通过上述实验，可以归纳出金属可以与氧气反应，从反应的难易程度可以得出金属的活泼性；从金属与稀酸或金属化合物的溶液反应的难易程度可以得出金属的活动性顺序；从传感器反馈的图像中我们可以得出这些金属的活动性顺序还可能导致一种金属在与两种金属化合物的溶液混合会有_____的问题（填字母）。A．反应顺序 B．只要反应现象明显就能确定滤液或滤渣的成分【答案】（1）红色固体变为黑色固体（2）活泼（3）（4）不正确，本实验无法得出银和铜的金属活动性顺序（5）（6）（7）A【详解】（1）加热铜丝，红色的铜丝会与空气中的氧气发生反应生成黑色的氧化铜。（2）根据“真金不怕火炼”，说明高温下金的化学性质很稳定。（3）镁片和稀盐酸反应生成氯化镁和氢气，化学方程式为：Mg+2HCl=MgCl2+H2↑。（4）实验三的实验目的是探究铁、铜、银三者之间的金属活动性关系。将铁丝插入硝酸铜溶液中发生反应，说明铁的活动性强于铜；将铁丝插入硝酸银溶液中发生反应，说明铁的活动性强于银。但铜、银的活动性无法比较。所以实验三的设计不正确。故填：不正确，实验3没有探究铜和银的金属活动性强弱。（5）由于铁粉与硝酸铜溶液反应生成硝酸亚铁和铜；铁粉与硝酸银溶液反应生成硝酸亚铁和银。所以反应前后溶液中硝酸根离子的数目不变，即图像中①表示的是硝酸根离子，符号是。（6）铁、铜、银中只有铁与稀盐酸反应生成氢气，所以向充分反应后滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生，说明加入铁已经过量，因此，过量的铁能将硝酸铜和硝酸银中的铜离子、银离子完全置换成铜单质和银单质，并生成亚铁离子。故滤液中一定有的阳离子是亚铁离子。离子符号为：Fe2+。（7）根据向硝酸铜和硝酸银混合溶液加入一定量的铁粉，结合传感器反馈的图像，铁粉优先与硝酸银溶液发生反应，再与硝酸铜反应，因此会有反应顺序上的问题，故选填A。题型06合金及其应用合金：金属中加入其它元素改变金属的性能，就形成合金。合金的特点：合金有许多优良的物理、化学或机械性能。合金的硬度一般比各成分金属大；多数合金的熔点低于组成它的成分金属。铁的两种合金——生铁和钢区别：含碳量不同，生铁2%~4.3%，钢0.03%~2%【典例6】镁铝合金作为一种优良的金属材料，在航天领域中具备广泛的应用前景。下列有关该合金的描述中涉及化常性质的是A．密度小为轻量化材料B．具有优良的耐腐蚀性C．具有较高的硬度D．熔点低易加工成各种结构的零部件【答案】B【详解】A、密度小属于物理性质。密度是物质单位体积的质量，无需化学变化即可测量，属于物理性质。选项不符合题意；B、耐腐蚀性属于化学性质。耐腐蚀性指材料抵抗与周围介质（如氧气、水等）发生化学反应的能力，涉及化学稳定性，需通过是否发生化学反应判断。选项符合题意；C、硬度高属于物理性质。硬度是材料抵抗形变或划痕的能力，通过物理方法即可测定，无需化学变化。选项不符合题意；D、熔点低属于物理性质。熔点是物质从固态变为液态的温度，属于物理性质的范畴。选项不符合题意。故选B。【变式6-1】材料与人类生活密切相关。下列物品所用金属材料及性质不正确的是A．制作轮毂的合金强度大、硬度大B．钛做人造骨因为钛与人体有很好的相容性C．自行车架利用锰钢的韧性好，硬度大D．用钛镍形状记忆合金制成人造卫星天线【答案】B【详解】A、制轮毂的合金通常需要高强度、高硬度，A选项正确；B、钛合金与人体相容性好，常用于人造骨，B选项错误；C、自行车架利用锰钢的韧性好，硬度大，C选项正确；D、钛镍形状记忆合金常用于可折叠卫星天线，D选项正确。故选：B。【变式6-2】“铁树银花落，万点星辰开”——打铁花时要先将生铁（主要成分为Fe、C等）加热熔为铁水，再将铁水猛力击打至空中，散开后产生剧烈燃烧、火星四射的现象。下列说法正确的是A．生铁属于纯净物B．生铁熔化为铁水后，铁原子发生了变化C．铁水散开后能燃烧的原因是增大了氧气的浓度D．打铁花的场地应选择在空旷且通风良好的地方【答案】D【详解】A、生铁为合金，属于混合物，该选项说法不正确；B、生铁熔化为铁水属于物理变化，原子种类不变，该选项说法不正确；C、将铁水散开，能增大铁和氧气的接触面积，而不是增大了氧气的浓度，该选项说法不正确；D、空旷通风处利于提供充足的氧气，该选项说法正确。故选D。【变式6-3】国产大型客机C919在制造过程中使用了铝锂合金、钛合金、超高强度钢等大量金属材料。下列有关金属材料的说法错误的是A．合金中一定只含金属元素B．金属材料包括纯金属和合金C．钛合金的硬度比纯钛更大D．超高强度钢属于一种铁合金【答案】A【详解】A、合金是在一种金属中加热熔合其他金属或非金属形成的具有金属特征的混合物，则合金中可能含有非金属元素，该选项说法错误；B、金属材料分为纯金属和合金，该选项说法正确；C、合金的硬度比组成的纯金属的大，该选项说法正确；D、超高强度钢属于一种铁合金，该选项说法正确。故选A。题型07优秀传统文化中的金属及应用在中国优秀传统文化中，金属的应用历史悠久且内涵丰富。青铜器作为商周时期的重要礼器，体现了"钟鸣鼎食"的礼乐文化，如司母戊鼎展现了高超的铸造工艺。金银制品在宫廷文化中象征尊贵，唐代金银器的掐丝、錾刻工艺达到极高水准。铁器的普及推动了农耕文明发展，宋代《天工开物》详细记载了金属冶炼技术。传统金属工艺如景泰蓝（铜胎掐丝珐琅）、乌铜走银等被列入非物质文化遗产，其制作技艺融合了五行相生理念。货币文化中，圆形方孔的铜钱设计体现了"天圆地方"的哲学思想。佛教文化中的金铜造像、道教法器中的金属元素，都承载着精神信仰。这些金属应用不仅具有实用价值，更蕴含"器以载道"的文化精髓，展现了中华民族对材料特性的深刻认知和艺术创造力。【典例7】（2025·江苏泰州·中考真题）银是一种应用广泛的贵金属。I．银的冶炼（1）《天工开物》中有关于炼银的记载“以铅力熔化……向诸郡购铅佐炼”，炼银场景和铅、银的熔点如图1所示。从合金性质角度分析，炼银时加铅可助熔的原因是。金属熔点/℃铅（Pb）327.50银（Ag）960.15Ⅱ．银的应用（2）古人用银作为货币材料，考虑因素除了银不易锈蚀外，还有等。在空气中，银锭很难和氧气反应，纳米银粉却较易和氧气反应，原因是。（3）在酸性环境中，纳米银粉能与水中微量的溶解氧（溶解于水的）反应，产生具有杀菌能力的；当溶解氧浓度过高时，产生难溶于水的，此时抗菌能力下降，主要原因是。（4）法庭科学中指纹被誉为“证据之首”。指纹显影法主要过程如图2所示。【反应原理】步骤a：和指纹中残留的NaCl等氯化物反应生成AgCl。步骤b：。【注意事项】见光会逐渐分解，使用显影法时应注意曝光时间。①步骤a中和NaCl反应的化学方程式为。②实验室溶液应保存在棕色试剂瓶中，目的是。【答案】（1）形成合金后熔点降低（2）价值稳定，质地适中，便于分割和铸造等纳米银粉与氧气接触面积大幅增加（3）难溶于水，溶液中浓度降低（4）防止见光分解【详解】（1）银的熔点为960.15℃，铅的熔点为327.50℃，合金的熔点一般比组分金属的熔点更低，炼银时加铅可助熔的原因是形成合金后熔点降低；

（2）古人用银作为货币材料，考虑因素除了银不易锈蚀外，还有价值稳定，质地适中，便于分割和铸造等；在空气中，银锭很难和氧气反应，纳米银粉却较易和氧气反应，原因是纳米银粉与氧气接触面积大幅增加；（3）在酸性环境中，纳米银粉能与水中微量的溶解氧反应，产生具有杀菌能力的，当溶解氧浓度过高时，产生难溶于水的，此时抗菌能力下降，主要原因是难溶于水，溶液中浓度降低；（4）①步骤a中和反应生成氯化银沉淀和硝酸钠，反应的化学方程式为；

②见光会逐渐分解，实验室溶液应保存在棕色试剂瓶中，目的是防止见光分解；【变式7-1】从古至今，金属材料一直被广泛应用。按要求回答下列问题。（1）《天工开物》记载“每金七厘造方寸金一千片”，体现了黄金具有良好的性，《神农本草经》记载“水银……熔化（加热）还复为丹”，其中水银指（用化学用语表示）。（2）火药起源于春秋时期的炼丹术，为使烟火产生耀眼的白光，可向火药中加入一种金属镁粉，请写出镁粉在空气中燃烧的化学方程式。（3）古书记载了多种炼铜方法：方法一：“赤铜入炉甘石炼为黄铜，其色如金”，把赤铜（）和炉甘石、木炭粉混合高温制得黄铜：。则炉甘石主要成分X为。根据反应产物可知