2024版本九年级化学上册沪教基础实验5 常见金属的物理性质和化学性质（教师版）

第6章金属资源综合利用基础实验5常见金属的物理性质和化学性质板块导航01/学习目标明确内容要求，落实学习任务02/思维导图构建知识体系，加强学习记忆03/知识导学梳理教材内容，掌握基础知识04/效果检测课堂自我检测，发现知识盲点05/问题探究探究重点难点，突破学习任务06/分层训练课后训练巩固，提升能力素养1.认识生活中常见金属的物理性质；2.探究金属的化学性质；3.探究钢铁锈蚀的条件，了解在生产生活中怎样防止钢铁生锈。1.金属的物理性质金属样品外观（状态、颜色）硬度导电性镁条银白色小导电铁钉银白色小导电锌片青白色小导电铝片银白色小导电铜片紫红色小导电2.金属的化学性质金属样品在酒精灯上加热的现象镁条剧烈燃烧，发出耀眼白光，生成白色固体，产生少量白烟铁钉铁钉发红铝片表面变暗，熔化但不掉落铜片表面变黑取一支试管，加入锌粒，并滴加稀硫酸至锌粒完全浸没，现象是产生大量气泡，化学方程式为3.探究铁钉锈蚀的条件试管①②③④⑤立即观察没有生锈没有生锈没有生锈没有生锈没有生锈1天后没有生锈没有生锈水面处生锈明显生锈明显生锈3天后没有生锈没有生锈水面处生锈明显生锈明显生锈7天后没有生锈没有生锈水面及上下明显生锈严重生锈严重生锈使铁钉发生锈蚀的主要因素有：铁跟氧气、水等物质作用，酸、氯化钠等物质存在时会加速铁的锈蚀。【问题讨论】1.举例说明常见的金属在生产生活中的用途，并思考这些用途与金属的哪些性质有关。镁用于制照明弹、烟花，利用了镁燃烧发生耀眼白光的性质；铁用于制炊具，利用了铁的导热性；锌用于镀在金属表面防止铁制品生锈，利用了锌在常温下与氧气反应形成致密氧化膜的性质；铝制成铝箔利用了铝的延展性；铜用于制导线，利用了铜的导电性2.常见金属（镁、铁、锌、铝和铜）的导电性如何？为何常用铜比制导线？镁、铁、锌、铝和铜都具有导电性，其中铜的导电性最好。3.根据对铁钉锈蚀条件的探究，尝试提出一些防止铁制品锈蚀的办法。保持金属表面洁净干燥，表面形成保护膜，如刷油漆、涂防锈油、镀金属、烤蓝等，及改变内部结构，如加入镍、铬形成不锈钢等+1．下列金属制品的用途中，是利用金属导热性的是A．铁锅 B．铜丝电缆C．锤头 D．水龙头【答案】A【详解】A、将铁制成锅，利用了铁的导热性，该选项符合题意；B、铜可作电缆，利用了铜的导电性，该选项不符合题意；C、锤头利用了金属的硬度大的性质，该选项不符合题意；D、水龙头没有利用金属的导热性，该选项不符合题意。故选A。2．在选择铸造硬币的材料时，不需要考虑的因素是A．金属的硬度 B．金属的导热性C．金属的抗腐蚀性 D．金属的价格与硬币面值的吻合度【答案】B【详解】A、金属的硬度，是选择铸造硬币的材料需要考虑的因素，故A错误；B、金属的导热性，不是选择铸造硬币的材料需要考虑的因素，故B正确；C、硬币要有较强的耐腐蚀性，金属的抗腐蚀性，是选择铸造硬币的材料需要考虑的因素，故C错误；D、硬币面值不大，金属价格与硬币面值的吻合度，是选择铸造硬币的材料需要考虑的因素，故D错误；故选：B。3．金属材料的使用作为一个时代的标志，见证了人类文明发展的过程。金属的用途根据“性质决定用途”的思路，用“——”进行连线。【答案】【详解】金属具有导电性，可用作导线；在常温下，铝易与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化铝保护膜，阻止内部铝的进一步氧化，说明铝耐腐蚀，可用于制作耐腐蚀的铝制品；实验室利用锌和稀硫酸反应制取氢气，即利用金属与酸反应；湿法炼铜是铁和硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜，即利用金属与金属化合物的溶液反应；则连线为：。4．金属在生活、生产中有着广泛的应用，金属材料已成为社会发展的重要物质基础。(1)用铁锅做炊具，是利用了铁的性能好。(2)武德合金可用于制作保险丝，它的熔点比组成它的纯金属(选填“高”或“低”)。(3)汽车轮胎中的材料含有合成橡胶、炭黑和钢丝，其中属于合金的是。(4)银的导电性比铜好，但是却用铜制导线而不是银，其原因是。【答案】(1)导热(2)低(3)钢丝/钢(4)银的价格贵（合理即可）【详解】（1）铁能作炊具，是因为铁具有良好的导热性。（2）合金与组成的纯金属相比，熔点较低，而伍德合金可制作保险丝，是因为它们的熔点低。（3）钢为铁合金，属于金属材料。（4）虽然银的导电性比铜好，但银的价格较贵，则用铜制导线而不是银。5．铝、铁、铜是我们生活中常见的金属。(1)铝制品具有很好的抗腐蚀性能，是因为(用化学方程式表示)。(2)图甲实验中，在集气瓶中预先加入少量的水可以防止。(3)图乙实验中，让铁钉浸入B溶液中可证明铁、铜的金属活动性顺序，则溶质B的化学式为。【答案】(1)4Al+3O2=2Al2O3(2)高温熔融物溅落炸裂集气瓶底(3)CuSO4[或CuCl2或Cu(NO3)2]【详解】（1）在常温下，铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步被氧化，因此铝制品具有很好的抗腐蚀性能，化学方程式为；（2）图甲实验中，铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量热，做该实验时，在集气瓶中预先加入少量水可以防止高温熔融物溅落炸裂集气瓶底；（3）根据金属活动顺序，位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的化合物溶液里置换出来，图乙实验中，让铁钉浸入B溶液中可证明铁、铜的金属活动性顺序，则B是CuSO4[或CuCl2或Cu(NO3)2]溶液。6．将一块光亮的铜片放在酒精灯火焰上灼烧，其表面变黑。对黑色物质的来源，提出你的两个预测，并设计实验来验证你的预测。预测实验步骤和方法现象和结论预测1：可能来源于预测2：可能来源于【答案】酒精不完全燃烧产生的碳粒将铜片放在酒精灯上加热，然后用湿布擦拭已冷却的铜片黑色部分（或把铜片放在试管中加热）无法擦去黑色物质，说明黑色物质是铜和氧气反应生成的新物质（或铜片变黑，说明黑色物质是铜和氧气反应生成的新物质）铜和氧气反应生成的氧化铜【详解】根据日常生活经验和铜片灼烧等知识可预测黑色物质的来源可能是酒精不完全燃烧产生的碳粒或铜和氧气反应生成黑色的氧化铜；预测1：可能来源于：酒精不完全燃烧产生的碳粒；预测2：可能来源于：铜和氧气反应生成的氧化铜；将铜片放在酒精灯上加热，然后用湿布擦拭已冷却的铜片黑色部分（或把铜片放在试管中加热），无法擦去黑色物质，说明黑色物质是铜和氧气反应生成的新物质（或铜片变黑，说明黑色物质是铜和氧气反应生成的新物质）。7．金属在我们生产、日常生活中使用非常广泛，请回答下题：(1)下图所示生活用品中，主要利用金属有良好导热性的是（填序号。(2)生铁和钢性能不同的原因是。(3)铝具有良好的抗腐蚀性能原因是（写化学方程式）(4)工业上，利用焦炭获得还原剂CO，其反应的微观示意图如图，写出反应化学方程式。【答案】(1)②(2)含碳量不同(3)(4)【详解】（1）①电缆利用了金属的导电性和延展性；②热水壶利用了金属的导热性；③金属丝利用了金属的延展性；故主要利用金属有良好导热性的是②；（2）生铁和钢都是铁的合金，生铁和钢的性能不同的原因是含碳量不同，生铁的含碳量为2%～4.3%，钢的含碳量为0.03%～2%；（3）因为在常温下，铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止内部铝进一步被氧化，所以，铝具有很好的抗腐蚀性能，化学方程式为：；（4）工业上，利用焦炭获得还原剂CO，即碳和二氧化碳高温下反应生成一氧化碳，化学方程式为：。8．某化学小组对钢铁制品锈蚀的条件进行了探究，设计了如图所示的实验，据此回答下列有关问题：

(1)三天后，观察到序号为的试管中的铁钉明显生锈。(2)②中植物油的作用是：。(3)对照实验①和③，可知铁锈蚀的条件是：。【答案】(1)③(2)隔绝氧气(3)铁与水接触【详解】（1）试管①中铁钉只与氧气接触，不生锈，试管②中铁钉只与水接触，不生锈，试管③中铁钉与氧气和水接触，生锈，故三天后，观察到序号为③的试管中的铁钉明显生锈；（2）②中植物油的作用是隔绝氧气，防止空气中的氧气溶于水中，影响实验结果；（3）试管①中铁钉只与氧气接触，不生锈，试管③中铁钉与氧气和水接触，生锈，说明铁生锈需要与水接触。9．早在明朝末期出版的《天工开物》中就有关于探究金属化学性质的记载。请根据信息回答下列问题：镁带燃烧铁丝燃烧AB实验一实验二实验三(1)实验一：实验表明，镁和铁都能与发生反应，但反应的难易和剧烈程度是不同的，从上述实验事实可以看出镁比铁活泼。(2)实验二：A试管中发生反应的化学方程式为。B试管中无明显现象。(3)实验三：溶液颜色的变化为。(4)综合上述实验，可以得出四种金属的金属活动性由强到弱依次是。【答案】(1)氧气/(2)(3)由无色变蓝色(4)【详解】（1）镁带和铁丝均能燃烧，则说明镁和铁都能与氧气反应，但镁在空气中能燃烧，而铁在空气中不能燃烧，只能在氧气中燃烧，则说明反应的条件和剧烈程度不同；（2）铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，反应的化学方程式为：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑；（3）铜和硝酸银反应生成银和硝酸铜，则现象为铜片表面有银白色固体析出，溶液由无色变为蓝色；（4）铁能和盐酸反应，铜不能和盐酸反应，则说明铁比铜活泼，且铜能将银从硝酸银溶液中置换出来，则说明铜比银活泼，镁比铁活泼，则说明金属活动性顺序：镁＞铁＞铜＞银。►问题一金属的物理性质【典例-1】（23-24九年级上·江苏南京·期末）下列各组数据比较，其中正确的是A．导电性：银<铜 B．密度：铝>铁C．熔点：钨锡 D．硬度：铬>铁【答案】D【详解】A、银是导电性最好的金属，其次是铜，故导电性：银＞铜，故A错误；B、铁的密度比铝的密度大，故密度：铁＞铝，故B错误；C、钨的熔点较高，锡的熔点较低，故熔点：钨＞锡，故C错误；D、铬的硬度比铁大，故硬度：铬＞铁，故D正确；故选：D。【典例1-2】（23-24九年级上·广东惠州·期末）采用现代数控技术所生产的0.01mm铝箔，由铝块加工而成的，这体现了铝具有A．延展性 B．导电性 C．导热性 D．密度小【答案】A【详解】由铝块加工制成0.01mmm的铝箔，说明铝具有良好的延展性。延展性，即物质在外力作用下延伸成细丝或展开成薄片而不破裂的性质，故选A。【解题必备】金属材料具有许多独特的物理性质，这些性质使它们成为工程和科学中广泛应用的材料。1.具有金属光泽。生活中，金、铂可用来打造首饰，原因是它们具有永恒而美丽的光泽。2.导热性：铜和铝是导热性较好的金属材料。3.导电性：银是导电性最好的金属材料。4.延展性：铜和金是具有较好延展性的金属材料。金属的延展性在电线、管材和板材等领域具有广泛应用。5.金属的颜色：大多数为银白色，少数如金为金黄色，铜为紫红色。纯铁是银白色的，质软，而铁粉则为黑色。6.金属常温下一般为固态（只有汞为液态）。【变式1-1】（23-24九年级上·河北承德·期末）下列物质的用途与其相关性质对应正确的是A．金刚石作装饰品——硬度大 B．二氧化碳可以灭火——不可燃、不支持燃烧C．石墨作润滑剂——可以导电 D．金属铜作导线——有光泽【答案】B【详解】A、金刚石作装饰品是由于多于金刚石对光具有较好的散射作用，不是由于硬度大，错误；B、二氧化碳可以灭火是由于其不可燃、不支持燃烧，密度大于空气，正确；C、石墨作润滑剂是由于石墨具有滑腻感，不是由于可以导电，错误；D、金属铜作导线是由于铜具有良好的导电性，不是由于有光泽，错误。故选B。【变式1-2】（23-24九年级上·辽宁铁岭·期末）化学行业中把材料分为：金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料等。金属材料在现实生活中有极为重要的作用。下列金属材料的运用与金属所具有的性质不一致的是A．制造白炽灯灯丝——熔点高B．制造飞机——坚硬而质轻C．制造锅具——硬度大D．用不锈钢制作手术刀——耐腐蚀【答案】C【详解】A、做灯丝的材料不但要求能导电，而且要求熔点高，若熔点不够高则灯丝寿命不长，钨是所有金属中熔点最高的，最适合做灯丝．故选项不符合题意；B、飞机在空中飞行，环境复杂，所以制造飞机的材料要坚硬而质轻，故选项不符合题意；C、制造锅具要求材料要具有良好的导热性，故选项符合题意；D、用不锈钢制作手术刀是因为不锈钢属于合金，耐腐蚀，故选项不符合题意；故选：C。【变式1-3】（22-23九年级下·海南海口·期末）人类利用金属的历史经历了从青铜器时代到铁器时代，再到铝合金大量使用的过程。这一事实与下列因素有关的是A．地壳中金属元素的含量 B．金属的导电性、延展性C．金属的物理性质 D．金属冶炼的水平【答案】D【详解】A、地壳中含量最高的金属元素是铝元素，而最先使用的金属是铜，故使用金属的先后顺序与地壳中元素的含量无关，不符合题意；B、金属的导电性、延展性与使用金属的先后顺序无关，不符合题意；C、金属的物理性质与使用金属的先后顺序无关，不符合题意；D、金属活动性：Al＞Fe＞Cu，金属活动性越弱，越容易冶炼，从而人类利用的越早，故金属冶炼的水平与使用金属的先后顺序有关，符合题意。故选D。►问题二金属的化学性质【典例2-1】（23-24九年级上·吉林白城·期末）下列有关金属性质的说法错误的是A．铜、银等金属具有良好的导电性，可制造导线B．铁在纯氧气中能燃烧，生成四氧化三铁C．铝制品能形成致密的保护膜，则不可磨损铝的表面D．铁与稀盐酸反应可生成氯化铁【答案】D【详解】A、铜、银等金属具有良好的导电性，可用于制造导线，该选项说法正确；B、铁在纯氧气中能燃烧，生成四氧化三铁，该选项说法正确；C、铝制品在常温下能与空气中的氧气反应，能形成致密的氧化铝保护膜，阻止内部铝的进一步氧化，则不可磨损铝的表面，该选项说法正确；D、铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁，不生成氯化铁，该选项说法不正确；故选：D。【典例2-2】（23-24九年级上·黑龙江佳木斯·期末）下列性质属于金属共性的是A．都是银白色的固体 B．都能与稀盐酸反应生成氢气C．都是电和热的良导体 D．硬度很大，熔点高【答案】C【详解】A.都是银白色的固体不是金属的共性，如铜是紫红色固体，故选项错误；B.都能与酸反应产生氢气不是金属的共性，如铜、银等不与酸反应，故选项错误；C.金属都具有良好的导电、导热性，属于金属共性，故选项正确；D.硬度都很大、熔点很高不是金属的共性，如钠的硬度较小、钠的熔点较低，故选项错误。故选C。【典例2-3】（22-23九年级上·吉林·期末）有关金属的说法，错误的是A．镁片、铝片、铁片是银白色的，铜是紫红色的B．将铜片和黄铜片互相刻画，在铜片上留有划痕，说明铜比黄铜硬度大C．将镁条、铁片、铜片分别接入串联电路灯泡发光，说明这些金属有导电性D．手拿金属铜片的一端，在酒精灯火焰上烘烤另一端，手有热感，说明铜能导热【答案】B【详解】A、镁片、铝片、铁片是银白色的，铜是紫红色的，故选项说法正确；B、将铜片和黄铜片互相刻画，在铜片上留有划痕，说明铜比黄铜硬度小，故选项说法不正确；C、将镁条、铁片、铜片分别接入串联电路灯泡发光，说明这些金属有导电性，故选项说法正确；D、手拿金属铜片的一端，在酒精灯火焰上烘烤另一端，手有热感，说明铜能导热，故选项说法正确。故选B。【典例2-4】（22-23九年级上·河北张家口·期末）有X、Y、Z三种金属，分别置于稀硫酸中，只有Y金属表面有气泡生成：将Z放入X的盐溶液中,有X单质生成，则三者金属活动性由小到大顺序为A．YZX B．ZXY C．XYZ D．XZY【答案】D【详解】由于这三种金属只有金属Y可以和稀硫酸反应生成氢气，说明金属活动性只有Y在氢前；而将Z浸入X的硫酸盐溶液中，说明Z的金属活动性比X活泼，故三者金属活动性大小顺序为X<Z<Y。故选D。【解题必备】1.金属的化学性质：（1）多数金属都能跟氧气发生氧化反应，生成氧化物。（2）活泼金属可跟稀硫酸和稀盐酸一类的稀酸发生置换反应，放出氢气。（3）较活泼金属可跟较不活泼金属化合物的溶液发生置换反应，将较不活泼金属置换出来。2.金属活动性强弱的判断：(举例:金属A和金属B)（1）形状相同金属与同浓度的盐酸(稀硫酸),是否放出氢气或放出氢气快慢程度①相同条件A与盐酸反应,B与盐酸不反应,则活动性A>B。②相同条件A与盐酸反应剧烈,B反应缓慢,则活动性A>B。(比较放气泡快慢)③相同条件下A、B都不与盐酸反应,则无法判断A、B的活动性。（2）金属与金属化合物溶液(盐溶液)反应①金属A能从B的化合物溶液中置换出B,则活动性A>B。(直接法)②金属A不能从B的化合物溶液中置换出B,则活动性A<B。(反证法)③金属A能从C的化合物溶液中置换出C,金属B不能从C的化合物溶液中置换出C,则活动性A>B。(间接法,通过另一物质,对强弱进行判断)【变式2-1】（2023·云南昆明·一模）有关盐酸与下列金属反应的实验现象描述错误的是A．镁：放出热量 B．铜：固体质量减小C．铁：溶液变为浅绿色 D．锌：产生气泡【答案】B【详解】A、镁与盐酸反应生成氯化镁和氢气，反应放出热量，故选项实验现象描述正确；B、铜的活动性比氢弱，不与盐酸反应，固体质量不变，故选项实验现象描述不正确；C、铁的活动性比氢强，则铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，观察到溶液变为浅绿色，故选项实验现象描述正确；D、锌的活动性比氢强，则锌与盐酸反应生成氯化锌和氢气，观察到有气泡产生，故选项实验现象描述正确；故选B。【变式2-2】（2024·甘肃金昌·一模）化学兴趣小组为验证银、铁、铜三种金属的活动性顺序，进行如图所示实验，三支试管里的液体均为稀硫酸。下列说法不正确的是A．b试管中发生的反应是置换反应B．铁丝表面有气泡冒出，银丝和铜丝表面无明显变化C．以上实验不能判断铜、银的金属活动性顺序D．将c试管中的溶液换为溶液可达到实验目的【答案】D【详解】A、铁和硫酸反应生成氢气和硫酸亚铁，该反应符合一种单质和一种化合物生成新单质和新化合物，属于置换反应，选项正确；B、铁排在氢前，能与硫酸反应，铜、银排在氢后，不能与硫酸反应，铁丝表面有气泡冒出，银丝和铜丝无明显变化，选项正确；C、b有气体产生，说明铁排在氢前，ac无现象，说明铜、银排在氢后，但不能比较出铜银的活动强弱，选项正确；D、通过ab试管可知铁比银活泼，c试管中的溶液换为FeCl2溶液，铜不与氯化亚铁溶液反应，说明铜的活动性比铁弱，但不能比较铜、银的活动性强弱，选项错误。故选D。【变式2-3】（2023·辽宁阜新·一模）小兰家收藏一件清末铝制佛像，该佛像至今仍保存完好，该佛像未锈蚀的主要原因是A．铝不易发生化学反应 B．铝的氧化物容易在空气中生成铝C．铝不易在空气中氧化 D．铝表面生成的氧化膜阻止了进一步氧化【答案】D【详解】常温下铝易与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，该佛像未锈蚀的主要原因是铝表面致密的氧化膜阻止铝进一步氧化；故答案为：D【变式2-4】（2024·山东济宁·一模）XSO4可溶于水，金属X在金属活动顺序表中的位置如图所示。则下列化学方程式错误的是A． B．C． D．【答案】C【详解】A、由图可知，X位于镁、铁之间，能够与稀硫酸反应生成盐和氢气，如X为锌，化合物中锌元素的化合价为+2价，化学方程式为：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，选项正确；B、由图可知，X位于镁、铁之间，金属活动性比铜强，能够与硫酸铜反应生成盐和铜，如X为锌，化合物中锌元素的化合价为+2价，化学方程式为：Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu，选项正确；C、由图可知，X位于镁、铁之间，即X的金属活动性比铁强，则铁不能与XSO4反应，选项错误；D、由图可知，X位于镁、铁之间，即镁的金属活动性比X强，能够与XSO4反应，如X为锌，反应的化学方程式为：Mg+ZnSO4=MgSO4+Zn，选项正确，故选C。【变式2-5】（23-24九年级上·河南信阳·期末）锰和镍都是重要的金属，将镍丝插入溶液中，镍丝表面有红色固体析出，而将镍丝插入溶液中，则无明显现象．三种金属的活动性由弱到强的顺序是A． B． C． D．【答案】B【详解】将镍丝插入CuSO4溶液中，镍丝表面有红色固体析出，证明金属活动性Ni>Cu；将镍丝插入MnSO4溶液中，无明显现象，证明金属活动性Mn>Ni；所以三种金属的活动性有弱到强的顺序是Cu<Ni<Mn，故选B。【变式2-6】（23-24九年级上·重庆·期末）下列实验现象描述正确的是A．红磷在空气中燃烧产生大量白雾B．木炭在氧气中剧烈燃烧，发出红光C．生铁钉放入足量稀盐酸中，最后有黑色残渣D．铝锅表面产生了一层致密的氧化铝薄膜【答案】C【详解】A、红磷在空气中燃烧，产生大量的白烟，而不是白雾，故选项说法错误；B、木炭在氧气中燃烧，发出白光，故选项说法错误；C、生铁的主要成分是铁，还含有少量的碳等，放入足量稀盐酸中，铁与稀盐酸反应生成了氯化亚铁和氢气，碳不与稀盐酸反应，剩余的黑色残渣主要是碳，故选项说法正确；D、铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，是实验结论不是实验现象，故选项说法错误。故选C。【变式2-7】（23-24九年级上·广东佛山·期末）将少量锌粒放入盛有过量稀硫酸的密闭容器中，容器内气体压强与时间关系如图。下列说法不正确的是A．AB段发生反应Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ B．BC段主要表示反应速率逐渐减慢C．B点化学反应可能已停止 D．锌与稀硫酸反应放热【答案】B【详解】A、锌和硫酸反应生成硫酸锌和氢气，反应的化学方程式为：，该选项说法正确；B、BC段压强减小，说明反应放热，B点时完全反应，则温度降低，压强减小，该选项说法不正确；C、结合前面分析可知，B点化学反应可能已停止，该选项说法正确；D、结合前面分析可知，锌和硫酸反应放热，该选项说法正确。故选B。►问题三探究铁钉锈蚀的条件【典例3-1】（2024·广西南宁·模拟预测）某同学进行探究铁钉锈蚀条件的实验（如图），一段时间后观察现象。下列说法错误的是A．四个实验中，生锈最快的是④中的铁钉B．③中附着在棉花上的氯化钙的作用是作干燥剂C．①中甲、乙、丙三处比较，生锈最明显的地方是甲D．①②对比说明铁生锈需要氧气，①③对比说明铁生锈需要水【答案】C【详解】A、四个实验中，生锈最快的是④中的铁钉，因为④中的铁钉与氧气和水直接接触，①中铁钉与空气和水接触，④中氧气浓度大，说法正确，不符合题意；B、氯化钙具有吸水性，③中附着在棉花上的氯化钙的作用是作干燥剂，说法正确，不符合题意；C、①中甲、乙、丙三处比较，生锈最明显的地方是乙，乙处铁钉最易与氧气、水充分接触，说法错误，符合题意；D、①中的铁钉能与氧气、水充分接触；②中的铁钉只能与水接触；③中的铁钉只能与干燥的空气接触；一段时间后，①中的铁钉生锈，另外两支试管的铁钉没有生锈，①②对比说明铁生锈需要氧气，①③对比说明铁生锈需要水，说法正确，不符合题意。故选C。【典例3-2】（23-24九年级上·重庆渝北·期末）下图是现行初中化学教材中的几个常见实验，请回答问题。

(1)实验1中试管内液体过多，液体不应超过试管容积的。(2)实验2中可观察到和石灰水变浑浊的现象，写出石灰水变浑浊的化学方程式。(3)实验3运用控制变量思维探究铁钉生锈的条件。对比说明铁生锈需要的物质是；对比a、c说明铁生锈需要的物质是。【答案】(1)/三分之一(2)木炭燃烧，发出白光(3)氧气/O2水/H2O【详解】（1）实验1中试管内液体过多，加热时液体容易喷出，液体不应超过试管容积的三分之一。故填：或三分之一。（2）木炭在氧气中燃烧，发出白光；木炭燃烧生成的二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，该反应的化学方程式为：。故填：木炭燃烧，发出白光；。（3）a中铁钉与水、空气接触，b中铁钉仅与水接触，a中铁钉生锈，b中铁钉不生锈，说明铁钉生锈需要氧气参加；同理，c中铁钉仅与空气接触，c中铁钉不生锈，对比a、c说明铁生锈需要的物质是水。故填：氧气或O2；水或H2O。【解题必备】1.铁生锈：（1）铁生锈是铁与氧气、水分子发生化学反应的结果（2）铁生锈需要氧气和水同时存在，干燥空气和植物油可以防止铁生锈（3）铁锈是一种松脆多孔的物质，不能保护里层的铁不被锈蚀，因此应采取有效措施防止铁生锈。2.铁在密闭容器里生锈引起气压变化在密闭容器里,铁生锈消耗氧气,冷却到室温后,引起密闭容器内气压减小。根据此原理可用来测定空气中氧气的含量。图1图2如图所示,一段时间后,图1中试管内液面上升，图2中U形管中液面左高右低。3.实验拓展（1）探究不同湿度、温度对铁生锈速度的影响。（2）研究不同涂层对铁生锈的防护效果（3）分析铁锈对钢铁制品性能的影响。【变式3-1】（23-24九年级上·河南郑州·期末）学生为探究铁生锈的主要条件是与空气和水同时接触，设计了如下实验。其中多余的实验是A． B． C． D．【答案】D【详解】若想证明铁和氧气、水共同接触时会生锈，则可设计三个实验，即铁只与水接触、铁只与氧气接触、铁与水和氧气共同接触，故选D。【变式3-2】（23-24九年级上·河北石家庄·期末）下列实验能达到实验目的的是A．测定空气中氧气的含量 B．探究铁生锈需要氧气C．探究可燃物燃烧需要氧气 D．探究甲烷中含有氢元素【答案】B【详解】A、木炭燃烧生成了二氧化碳气体，瓶内的压强不变，水不能进入集气瓶，选项错误；B、通过对比，左边试管中的铁钉生锈，右边试管中铁与氧气不接触，铁钉不生锈，说明铁生锈需要有氧气参加，选项正确；C、两边的红磷和白磷均与氧气接触，均处于80℃热水中，而左边白磷燃烧，右边红磷不燃烧，说明燃烧需要温度达到着火点，选项错误；D、澄清石灰水用来检验二氧化碳，不能检验水，无法判断甲烷中是否含有氢元素，选项错误。故选B。【变式3-3】（2024·湖北·中考真题）同学们设计的下列实验方案（夹持装置已略去），能达到目的的是目的A．探究二氧化碳与水反应B．探究不同催化剂的催化效果C．验证质量守恒定律D．探究空气中氧气的含量和铁生锈的条件方案A．A B．B C．C D．D【答案】D【详解】A、将二氧化碳通入紫色石蕊溶液，观察到紫色石蕊溶液变红，可能是二氧化碳与水反应生成的新物质使石蕊变红，也可能是二氧化碳与石蕊发生化学变化生成红色物质，所以将二氧化碳通入紫色石蕊溶液，观察到紫色石蕊溶液变红，不能证明二氧化碳与水发生了反应，应设计对比实验，故方案不能达到目的；B、该实验中，过氧化氢溶液的浓度和催化剂的种类均不相同，变量不唯一，无法探究不同催化剂的催化效果，故方案不能达到目的；C、稀盐酸和碳酸钙反应生成氯化钙、二氧化碳和水，生成二氧化碳气体会使装置内压强增大，气球会涨大，会受到浮力，导致反应前后质量不相等，无法验证质量守恒定律，故方案不能达到目的；D、左边量筒上部足量光亮的铁丝绒只与空气接触，一段时间后，不会生锈；左边烧杯底部的铁丝绒只与水接触，一段时间后，不会生锈；右边左边量筒上部足量光亮的铁丝绒同时与空气和氧气接触，一段时间后，会生锈，量筒内液面上升；对比三处足量光亮的铁丝绒的变化可以得出铁生锈需要同时与空气和水接触，量筒内液面上升的体积就是足量光亮的铁丝绒消耗空气中氧气的体积，可以测定空气中氧气的含量，故方案能达到目的。故选D。【变式3-4】（2023·江苏无锡·中考真题）用如图所示装置探究铜生锈的条件，一个月后发现铜丝未生锈。下列叙述错误的是

A．金属的腐蚀是金属从单质变成化合物的过程B．在潮湿的空气中，铝比铁耐锈蚀C．在有氧气和水的条件下，铜比铁易生锈D．铜生锈可能与空气中的O2、H2O和CO2有关【答案】C【详解】A、金属的腐蚀，实际上是金属与氧气、水等发生反应，是金属从单质变成化合物的过程，故选项说法正确；B、在潮湿的空气中，铝比铁耐锈蚀，是因为铝在空气中能与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，阻止内部的铝进一步被氧化，故选项说法正确；C、用如图所示装置探究铜生锈的条件，一个月后发现铜丝未生锈，说明在有氧气和水的条件下，铜不如铁易生锈，故选项说法不正确；D、用如图所示装置探究铜生锈的条件，氢氧化钠溶液能吸收空气中的二氧化碳，氢氧化钠固体能防止空气中的二氧化碳、水蒸气进入盛有铜丝的试管中，一个月后发现铜丝未生锈，说明铜生锈可能与空气中的O2、H2O和CO2有关，故选项说法正确。故选C。【变式3-5】（2024·陕西宝鸡·二模）设计对比性实验是科学探究中常用的方法。对以下实验分析不正确的是A．甲实验Y型管中白磷和红磷对比说明可燃物燃烧要达到着火点B．甲实验Y型管中红磷和烧杯底部白磷对比说明可燃物燃烧要接触氧气C．乙实验中A、C对比说明铁锈蚀要与水接触D．乙实验中B、C对比说明铁锈蚀要与氧气接触【答案】B【详解】A、甲实验Y型管中白磷、红磷均能与氧气接触，白磷温度达到着火点发生燃烧，红磷没有达到着火点不发生燃烧，对比说明可燃物燃烧要达到着火点，分析正确，不符合题意；B、甲实验Y型管中红磷和烧杯底部白磷对比，均不能燃烧，该实验存在两个变量，变量不唯一，不能说明可燃物燃烧要接触氧气，分析错误，符合题意；C、乙实验中A试管中的铁钉只能与干燥的空气接触，C试管中的铁钉能与氧气、水充分接触，C试管中的铁钉生锈，A试管中的铁钉没有生锈，可用于探究铁生锈条件是与水充分接触，分析正确，不符合题意；D、乙实验中B试管中的铁钉只能与水接触，C试管中的铁钉能与氧气、水充分接触，C试管中的铁钉生锈，B试管中的铁钉没有生锈，对比说明铁锈蚀要与氧气接触，分析正确，不符合题意。故选B。1．（23-24九年级上·陕西咸阳·期末）下列物质性质和用途对应关系正确的是A．铝有导热性，可用于制电线 B．石墨有导电性，可用作润滑剂C．干冰升华吸热，可用于人工降雨 D．氧气能支持燃烧，可作火箭燃料【答案】C【详解】A、铝有导电性，可用于制电线。A不正确；B、石墨有导电性，可用作干电池的电极，石墨有滑腻感，可用作润滑剂。B不正确；C、干冰即固态二氧化碳，干冰升华吸热，使空气中水蒸气冷凝变成水滴，形成降雨，所以干冰可用于人工降雨。C正确；D、氧气能支持燃烧，可作火箭助燃剂，氧气不能作燃料。D不正确。综上所述：选择C。2．《天工开物•五金》关于黄金有下列记载：“凡黄金为五金之长，熔化成形之后，住世永无变更……凡金性又柔，可屈折如枝柳……凡金箔每金七厘，造方寸金一千片”。下列说法错误的是A．黄金的化学性质活泼B．黄金的硬度较小C．黄金制成金箔发生了物理变化D．黄金是一种古老而珍贵的金属【答案】A【详解】A、“住世永无变更”说明黄金的化学性质不活泼，该选项说法错误；B、“凡金性又柔，可屈折如枝柳”说明黄金的硬度小，该选项说法正确；C、黄金制成金箔过程中，没有新物质生成，属于物理变化，该选项说法正确；D、黄金是一种古老而珍贵的金属，该选项说法正确。故选A。3．（23-24九年级上·河北石家庄·期末）下列有关金属及其合金的说法中正确的是A．常温下金属都是固体 B．钛合金可用来制造人造骨C．焊锡比组成它的纯金属的熔点高 D．金属都能与氧气反应【答案】B【详解】A.常温下金属大都是固体，但汞为液体，故A错误；B.钛合金与人体具有很好的“相容性”，可用来制造人造骨，故B正确；C.焊锡比组成它的纯金属的熔点低，故C错误；D.部分金属能与氧气反应，金的化学性质不活泼，高温时也不与氧气反应，故D错误。故选：B。4．（23-24九年级上·山东菏泽·期末）据报道：一种特殊的铜纳米颗粒具有与金、银相似的化学性质，可替代黄金做精密电子元器件．下列对该铜纳米颗粒的判断，正确的是A．在空气中容易锈蚀 B．具有良好的导电性C．能与盐酸反应产生氢气 D．能与硫酸亚铁发生置换反应【答案】B【详解】A、铜纳米颗粒具有与金、银极其相似的反应惰性，在空气中不容易锈蚀，故选项说法错误；B、铜是金属，具有良好的导电性，故选项说法正确；C、铜的活动性较弱，位于氢之后，化学性质比较稳定，不与盐酸反应，故选项说法错误；D、铜的活动性比铁弱，不能与硫酸亚铁发生反应，故选项说法错误；故选：B。5．（22-23八年级下·黑龙江大庆·期末）推理是化学学习中常用的思维方法．以下推理正确的是A．铁是固体，所以金属都是固体B．金属都有金属光泽，所以有金属光泽的物质一定是金属C．合金中一定含有金属元素，氧化铝中也含有金属元素，则氧化铝是一种合金D．铜丝浸入硝酸银溶液中，出现银白色固体，可推测铜的金属活动性比银的强【答案】D【详解】A、铁是固体，但金属不都是固体，如金属汞是液体，选项错误；B、金属都有金属光泽，金刚石也具有金属光泽，则有金属光泽的物质不一定为金属，选项错误；C、合金是在金属中加热熔合某些金属或非金属制得具有金属特征的混合物，合金中一定含有金属元素，氧化铝中也含有金属元素，但氧化铝是金属氧化物，不是合金，选项错误；D、铜丝浸入硝酸银溶液中，出现银白色固体，说明铜能置换出银单质，推测出铜的金属活动性比银强，选项正确。故选D。6．（2023·河南平顶山·一模）如图所示，将盐酸注入盛有镁的试管中。请回答：(1)写出装置内发生反应的化学方程式。(2)观察到U形管处左端液面下降，写出产生此现象的原因：。【答案】(1)(2)该反应放热，使容器内压强变大【详解】（1）镁与盐酸反应生成氯化镁和氢气，反应的化学方程式为。（2）U形管处左端液面下降，说明该反应放热，使装置中的压强增大。7．（2023·江苏无锡·中考真题）用如图所示装置探究铜生锈的条件，一个月后发现铜丝未生锈。下列叙述错误的是

A．金属的腐蚀是金属从单质变成化合物的过程B．在潮湿的空气中，铝比铁耐锈蚀C．在有氧气和水的条件下，铜比铁易生锈D．铜生锈可能与空气中的O2、H2O和CO2有关【答案】C【详解】A、金属的腐蚀，实际上是金属与氧气、水等发生反应，是金属从单质变成化合物的过程，故选项说法正确；B、在潮湿的空气中，铝比铁耐锈蚀，是因为铝在空气中能与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，阻止内部的铝进一步被氧化，故选项说法正确；C、用如图所示装置探究铜生锈的条件，一个月后发现铜丝未生锈，说明在有氧气和水的条件下，铜不如铁易生锈，故选项说法不正确；D、用如图所示装置探究铜生锈的条件，氢氧化钠溶液能吸收空气中的二氧化碳，氢氧化钠固体能防止空气中的二氧化碳、水蒸气进入盛有铜丝的试管中，一个月后发现铜丝未生锈，说明铜生锈可能与空气中的O2、H2O和CO2有关，故选项说法正确。故选C。8．（2024·陕西宝鸡·二模）设计对比性实验是科学探究中常用的方法。对以下实验分析不正确的是A．甲实验Y型管中白磷和红磷对比说明可燃物燃烧要达到着火点B．甲实验Y型管中红磷和烧杯底部白磷对比说明可燃物燃烧要接触氧气C．乙实验中A、C对比说明铁锈蚀要与水接触D．乙实验中B、C对比说明铁锈蚀要与氧气接触【答案】B【详解】A、甲实验Y型管中白磷、红磷均能与氧气接触，白磷温度达到着火点发生燃烧，红磷没有达到着火点不发生燃烧，对比说明可燃物燃烧要达到着火点，分析正确，不符合题意；B、甲实验Y型管中红磷和烧杯底部白磷对比，均不能燃烧，该实验存在两个变量，变量不唯一，不能说明可燃物燃烧要接触氧气，分析错误，符合题意；C、乙实验中A试管中的铁钉只能与干燥的空气接触，C试管中的铁钉能与氧气、水充分接触，C试管中的铁钉生锈，A试管中的铁钉没有生锈，可用于探究铁生锈条件是与水充分接触，分析正确，不符合题意；D、乙实验中B试管中的铁钉只能与水接触，C试管中的铁钉能与氧气、水充分接触，C试管中的铁钉生锈，B试管中的铁钉没有生锈，对比说明铁锈蚀要与氧气接触，分析正确，不符合题意。故选B。9．（2024·山东枣庄·三模）材料中的化学。我国用铝合金和石墨烯混合制成的“烯合金”，有望生产出“纸一样薄的手机”。(1)下列关于“烯合金”的说法错误的是______________（填序号）。A．具有可燃性 B．具有导电性 C．是一种纯净物(2)往适量“烯合金”中加入足量稀硫酸会产生大量气泡，该气体的化学式为。(3)家用电线常用铜制，但在高压远距离输电中，常用铝代替铜，其原因是。(4)在空气中，铝具有很好的抗腐蚀性，其原因是。【答案】(1)C(2)H2(3)铝的密度比铜小，抗腐蚀性能好，资源丰富价格低(4)铝在空气中和氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化【详解】（1）A、烯合金中含有石墨烯，石墨烯是碳单质，具有可燃性，铝也具有可燃性，选项A不符合题意；B、烯合金中含有铝合金，铝合金是金属材料，具有导电性，选项B不符合题意；C、烯合金是由石墨烯和铝合金混合而成，属于混合物，选项C符合题意。故选C。（2）往适量“烯合金”中加入足量稀硫酸会产生大量气泡，这是因为烯合金中含铝合金，铝合金是铝的合金，铝能与稀硫酸反应生成氢气，故该气体的化学式为：H2。（3）在高压远距离输电中，电线在满足输电要求的前提下，应该相对质轻、抗腐蚀性好、成本较低。通常条件下，铝的密度为2.7g/cm3，铜的密度为8.9g/cm3，相同体积的导线铝比铜质量小很多；常温下，铝在空气中和氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化，而铜没有这一特性，铝的抗腐蚀性能比铜强；导线的价格铝远低于铜。因此，在高压远距离输电中，常用铝代替铜，其原因是铝的密度比铜小、抗腐蚀性能好，资源丰富价格低。（4）铝虽然是一种比较活泼的金属，但在空气中铝与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化。正因为这一原因，在空气中铝具有很好的抗腐蚀性。10．（23-24九年级上·陕西咸阳·期末）某化学小组对“铁的锈蚀”、“铁的冶炼”进行以下实验探究。(1)实验1是探究铁锈蚀条件的实验。调节L端与R端的液面高度一致，塞紧橡胶塞，放置一周后观察。①试管（填“a”或“b”）中的铁钉出现锈蚀。②U形管内液面的变化情况是。(2)小组同学设计实验2模拟“铁的冶炼”。①反应开始前，先通一段时间CO再加热的目的是。②装置A硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为。③装置C的作用是。【答案】(1)aL端液面高于R端(2)排尽装置内的空气，防止发生爆炸点燃未反应的一氧化碳，防止一氧化碳污染空气【详解】（1）①铁在与水和氧气并存时易生锈，a中的铁钉与水和氧气同时接触，生锈；b中铁钉只与氧气接触，不生锈，故填：a；②铁生锈，消耗了氧气，导致装置内压强变小，故L端液面上升，液面高于R端，故填：L端液面高于R端；（2）①一氧化碳与空气混合加热易发生爆炸，则先通一段时间CO再加热的目的是排尽装置内的空气，防止发生爆炸，故填：排尽装置内的空气，防止发生爆炸；②一氧化碳与氧化铁在高温条件下生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为，故填：；③一氧化碳排放到空气中会污染空气，且一氧化碳具有可燃性，则装置C的作用是点燃未反应的一氧化碳，防止一氧化碳污染空气，故填：点燃未反应的一氧化碳，防止一氧化碳污染空气。11．（23-24九年级上·山东临沂·期末）实验探究铁锈蚀影响因素，记录如表(炭粉不与盐酸反应)。实验装置序号其它试剂200s时O2的体积含量①干燥剂X%②20滴水15%③20滴水和1.0g食盐7%(1)①证明在干燥的空气中铁不锈蚀，则x(填小于、等于或大于)21%。(2)下列说法正确的是(填序号，多选)。A．①②证明水对锈蚀有影响B．②③证明食盐能加快铁锈蚀C．①②③证明炭粉对铁锈蚀有影响(3)取出少量②实验后集气瓶中的固体于试管中，加入足量稀盐酸，看到有气泡产生，同时还发现有少量的固体出现。该现象证明取出的固体中一定含有和。【答案】(1)等于(2)AB(3)铁粉炭粉【详解】（1）

①在干燥的空气中铁不锈蚀，说明干燥的空气中氧气没有消耗，空气中氧气的体积分数不变。空气中氧气的体积分数是21%。即x等于21%。故填：等于。（2）A、据表格可知，①中氧气没有消耗，②中氧气的体积分数变为15%，说明氧气被消耗。所以①②证明水对锈蚀有影响。A正确；B、据表格可知，③中氧气的体积分数变为7%＜15%，说明在相同时间内，加食盐条件下，消耗氧气更多，即②③证明食盐能加快铁锈蚀。B正确；C、据表格可知，①②③不能证明炭粉对铁锈蚀有影响。C不正确。综上所述：选择AB。（3）铁与盐酸反应产生氢气，碳粉与盐酸不反应，所以取出少量②实验后集气瓶中的固体于试管中，加入足量稀盐酸，看到有气泡产生，同时还发现有少量的固体出现。该现象证明取出的固体中一定含有铁粉和炭粉。故填：铁粉；炭粉。12．（2024·北京西城·一模）用下列药品和装置验证锌、铁、银、铜的金属活动性顺序。药品锌片、铁片、银片、铜片稀硫酸、AgNO3溶液、CuSO4溶液、ZnSO4溶液、FeSO4溶液(1)向孔穴1和2中分别滴加稀硫酸，3中滴加FeSO4溶液。①孔穴1中反应的化学方程式为。②孔穴3的实验目的是。(2)为达到实验目的，在上述实验的基础上，还需补充的必要操作是。【答案】(1)Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑比较Zn和Fe的金属活动性顺序(2)分别向孔穴4中加入铜片和AgNO3溶液，5中加入铁片和CuSO4溶液【详解】（1）①孔穴1中铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，反应的化学方程式为Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑；②孔穴3中锌和FeSO4溶液反应生成硫酸锌和铁，实验目的是比较Zn和Fe的金属活动性顺序；（2）孔穴1和2中分别滴加稀硫酸，铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，银和稀硫酸不反应，说明锌＞氢＞银；孔穴3中锌和FeSO4溶液反应生成硫酸锌和铁，说明了金属活动性锌＞铁；还需验证铁和铜、铜和银的金属活动性，还需补充的必要操作是向孔穴4中加入铜片和AgNO3溶液，孔穴5中加入铁片和CuSO4溶液，说明能说明金属活动性铜＞银、铁＞铜。13．（23-24九年级上·海南海口·期末）为了探究铁锈蚀的条件，小明开展了相关的科学实践活动，取4枚无锈铁钉，按图所示分别放入4支试管中。(1)能够证明铁生锈需要同时接触水和氧气的实验是（填序号），得出结论的证据是。(2)对比实验③和④，可以探究对铁生锈的影响。(3)小明根据该实验提出了新的探究设想：铁锈蚀需要消耗氧气，可否利用该性质设计实验测定空气中氧气的含量。小明选择食品包装中的除氧剂（铁粉）来进行实验，请帮助小明在图二中完成实验方案的设计，将完成实验必需的药品试剂、装置补充完整。【答案】(1)①②③①和②试管中铁钉生锈现象不明显，③中铁钉明显生锈(2)食盐(3)【详解】（1）由②、③实验可知，③中的铁与水和氧气充分接触，容易生锈；②中的铁只与水接触，不容易生锈；通过对比②、③两个试管的现象说明铁生锈必需有氧气参加；由①、③实验可知，③中的铁与水和氧气充分接触，容易生锈；①中的铁只与氧气接触，不容易生锈；通过对比①、③两个试管的现象说明铁生锈必需有水参加；故能够证明铁生锈需要同时接触水和氧气的实验是①②③；得出结论的证据是三个试管中实验现象：①和②试管中铁钉生锈现象不明显，③中铁钉明显生锈；（2）实验③中铁生锈，实验④中食盐加速铁生锈，所以铁生锈更严重，对比实验③和④，可以探究食盐对铁生锈的影响；（3）利用铁生锈来测定空气中氧气的含量：在瓶中加入少量水或食盐水，将铁粉装入纸袋中，与水或食盐水接触，装置如图：

。14．（24-25九年级上·江苏南京·期中）学习质量守恒定律后，小组同学利用铜和氧气反应的原理，借助氧气传感器测定装置中氧气含量的变化，设计下图所示实验。进行实验：加入足量铜粉平铺于瓶底，启动氧气传感器，点燃酒精灯，2000s时移走酒精灯，实验中氧气传感器测得的数据如下图所示。(1)实验过程时，观察到的现象是，气球的作用是。(2)从起点A到终点E的过程中，容器内物质的总质量（填“变大”、“变小”或“不变”）。(3)BC段氧气含量下降的原因是（用化学方程式表示）。(4)CE段冷却过程中，装置内压强（填“变大”、“变小”或“不变”）。【答案】(1)铜粉表面逐渐变黑，气球先膨胀后又变瘪缓冲气压(2)不变(3)(4)变小【详解】（1）铜和氧气在加热的条件下反应生成黑色的氧化铜，加热过程中，温度升高，装置内气体受热膨胀，压强增大，气球胀大，待完全反应后，逐渐冷却至室温，由于消耗了氧气，装置内压强减小，故气球缩小，观察到的现象是：铜粉表面逐渐变黑，气球先膨胀后又变瘪；加热过程中，温度升高，装置内气体受热膨胀，压强增大，故气球的作用是：缓冲气压；（2）根据质量守恒定律，化学反应中，参加反应的物质的质量总和等于生成物的质量总和，由于反应在密闭容器中进行，故从起点A到终点E的过程中，容器内物质的总质量不变；（3）BC段氧气含量下降的原因是铜和氧气加热生成氧化铜，消耗了氧气，化学方程式为；（4）CE段反应结束，温度逐渐恢复至室温，由于消耗了氧气，装置内压强变小。1．不法分子常用“金光闪闪”的假元宝（铜锌合金）来蒙骗人们，下列鉴别方法错误的是A．加盐酸 B．测密度 C．用火烧 D．看颜色【答案】D【详解】A、铜锌合金中的锌能与稀盐酸反应放出氢气，有气泡产生，而黄金不能与稀盐酸反应，现象不同，可以鉴别，故选项错误；B、铜锌合金的密度与金的密度不同，用测密度的方法可以鉴别，故选项错误；C、铜锌合金中的铜和氧气会生成黑色的氧化铜，而金不会与氧气反应，现象不同，用火烧可以鉴别，故选项错误；D、假元宝和金均为金黄色固体，用看颜色的方法无法鉴别，故选项正确；故选：D。2．（2024·山东日照·二模）如图所示，在杠杆的两端分别挂着质量相同的铜球和锌球，这时杠杆平衡，然后将两球分别浸没在X、FeSO4溶液中，一段时间后移走烧杯。下列有关说法正确的是A．若X是稀盐酸，铜球表面有气泡产生.B．若X是AgNO3溶液，移走烧杯后杠杆左高右低C．若X是稀盐酸，移走烧杯后杠杆左低右高D．若X是AgNO3溶液，两边烧杯中溶液质量均减小【答案】C【详解】A、若X是稀盐酸，在金属活动性顺序里，铜排在氢后，铜和稀盐酸不反应，铜球表面没有气泡产生，不符合题意；B、若X是硝酸银溶液，左边烧杯中，铜和硝酸银反应：Cu+2AgNO3=CuNO32+2Ag，64份质量的铜置换出216份质量的银，固体质量增加，右边烧杯中，锌和硫酸亚铁反应：C、若X是稀盐酸，左边烧杯中，铜和稀盐酸不反应，固体质量不变，右边烧杯中，锌与硫酸亚铁反应生成硫酸锌和铁，固体质量减小，则移走烧杯后杠杆左低右高，符合题意；D、若X是硝酸银溶液，由以上分析可知，左边烧杯中铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银，固体质量增加，溶液质量减小，右边烧杯中锌和硫酸亚铁反应生成硫酸锌和铁，固体质量减小，溶液质量增加，不符合题意。故选C。3．锰（）在钢铁、电池等领域有广泛应用，其金属活动性介于锌和铁之间。以下对金属锰化学性质的预测，不合理的是A．能在氧气中燃烧 B．能与氢氧化钠溶液反应C．能与稀盐酸反应 D．能与硫酸铜溶液反应【答案】B【分析】锰（Mn）的金属活动性介于锌和铁之间，故三者的金属活动性由大到小的顺序为：锌、锰、铁。【详解】A、锰的金属活动性大于铁，铁能在氧气中燃烧，所以推测锰能在氧气中燃烧，预测合理；B、锰的金属活动性位于铁、锌之间，铁和锌都不能与氢氧化钠溶液反应，所以锰不能与氢氧化钠溶液反应，预测不合理；C、在金属活动性顺序中，排在氢前面的金属能与稀盐酸反应，锰（Mn）的金属活动性介于锌和铁之间，铁的金属活动性比氢强，故锰也能与稀盐酸反应，预测合理；D、在金属活动性顺序中，位置排在铜前面的金属，能与硫酸铜溶液反应，锰（Mn）的金属活动性介于锌和铁之间，锰能与硫酸铜溶液反应，预测合理；故选B。4．（24-25九年级上·陕西西安·开学考试）学以致用是化学学科的特色。某小组的同学在课外进行科学探究，想要验证铜片在空气中灼烧后，表面附着的黑色物质是“烟灰”，还是铜在空气中发生了化学反应生成的“新物质”，为此他们进行了以下实验：(1)由上述实验判断：灼烧后铜片表面的黑色物质不是。(2)上述实验(填“能”或“不能”，下同)直接证明铜与空气中的氧气灼烧发生了化学反应。(3)铜与氧气反应的文字表达式为：。【答案】(1)碳(2)能(3)【详解】（1）铜片在蜡烛火焰下产生的黑色物质可以擦拭去掉，但在酒精灯加热的条件下缺擦拭不去黑色物质，说明黑色物质在灼烧后不是碳；（2）该实验说明空气中灼烧生成氧化铜，无法擦拭掉，故填：能（3）铜和氧气加热生成氧化铜，文字表达式是：、5．如图1装置所示进行实验：利用传感器测定铜与氧气反应时，空气中氧气含量的变化情况。在50mL硬质玻璃管内加入足量铜粉，启动氧气传感器，点燃酒精灯，反应结束后移走酒精灯。实验中氧气传感器测得的数据如图2所示。(1)实验过程时，观察到的现象是。发生反应的文字表达式为。(2)根据图2中曲线，从段可知(填字母)，实验装置的气密性良好。CD段氧气含量下降的原因是。(3)充分加热后，氧气含量没有降为“0”的原因可能是。【答案】(1)红色粉末逐渐变黑(2)DE铜与氧气在加热条件下反应生成氧化铜，玻璃管内氧气不断被消耗(3)空气不流通，不能充分反应（或铜粉没有铺开，不能充分反应）（答案合理即可）【详解】（1）铜粉与氧气加热生成氧化铜，铜粉为红色，氧化铜为黑色，则观察到的现象是红色粉末逐渐变黑；故填：红色粉末逐渐变黑；铜粉与氧气加热生成氧化铜，反应的文字表达式为：；故填：；（2）①铜与氧气发生反应，玻璃管内消耗氧气不断消耗，气压减小；根据图2中曲线，从DE段可知，实验装置的气密性良好，因为若装置漏气，则外界空气进入测得的氧气含量会升高；故填：DE；②CD段氧气含量下降的原因是铜与氧气在加热条件下反应生成氧化铜，玻璃管内氧气不断被消耗，导致氧气含量下降；故填：铜与氧气在加热条件下反应生成氧化铜，玻璃管内氧气不断被消耗；（3）铜粉足量充分加热后，氧气含量没有降为“0”，说明氧气没有消耗完，则可能的原因是空气不流通，不能充分反应或铜粉没有铺开，不能充分反应等。故填：空气不流通，不能充分反应（或铜粉没有铺开，不能充分反应）（答案合理即可）。6．（2024·陕西咸阳·模拟预测）小明设计了如图三个实验来验证Fe、Cu、Zn的金属活动性顺序。实验中所有金属均已打磨光亮，且形状大小以及稀硫酸的质量、浓度均相同。(1)实验中打磨金属的目的是。(2)写出实验一中发生反应的化学方程式：。(3)若X金属片表面有红色固体析出，且结合三个实验即可达到实验目的，则X金属片是。(4)小梁为了验证Fe、Cu、Zn的金属活动性顺序，又设计了下列实验（每一步均充分反应），其中不能达到目的的是________（填字母）。A．溶液中加入足量铜粉后，再加入铁粉B．稀盐酸中加入足量铁粉后，再加铜粉，最后加入锌粉C．溶液中加入足量铁粉后，再加入溶液【答案】(1)去除金属表面的氧化物及杂质(2)(3)Fe（或铁片等）(4)A【详解】（1）实验中打磨金属的目的是：去除金属表面的氧化物及杂质，防止影响实验；（2）实验一中发生反应为铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，该反应的化学方程式为：；（3）实验一中铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，实验二中锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，均产生气泡，且锌与稀硫酸反应速率快，铁与稀硫酸反应速率慢，说明在金属活动性顺序里，锌、铁均排在氢前，且锌比铁活泼，要想得出Fe、Cu、Zn三种金属的活动性顺序，实验三应验证铁和铜的金属活动性顺序，X金属片表面有红色固体析出，则X金属片是Fe，Y溶液是硫酸铜溶液，铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，有红色固体析出，说明铁比铜活泼；（4）A、氯化锌溶液中加入足量铜粉后，铜和氯化锌不反应，无明显现象，说明锌比铜活泼，再加入铁粉，铁和氯化锌不反应，无明显现象，说明锌比铁活泼，无法探究铁、铜的金属活动性顺序，符合题意；B、稀盐酸中加入足量铁粉后，铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，再加铜粉，铜和氯化亚铁不反应，无明显现象，说明铁比铜活泼，最后加入锌粉，锌和氯化亚铁反应生成氯化锌和铁，有黑色固体析出，说明锌比铁活泼，可以探究三种金属的活动性顺序，不符合题意；C、氯化锌溶液中加入足量铁粉后，铁和氯化锌不反应，无明显现象，说明锌比铁活泼，再加入氯化铜溶液，铁和氯化铜反应生成氯化亚铁和铜，有红色固体析出，说明铁比铜活泼，可以探究三种金属的活动性顺序，不符合题意。故选A。7．（23-24九年级上·山东烟台·期末）为探究影响金属与酸反应速率的因素，某实验小组用足量形状相同的镁片和铝片分别与质量、浓度相同的稀硫酸反应，用数据采集器测得装置内压强随时间变化的关系图(如下图)。(1)写出镁与硫酸反应的化学方程式(2)曲线BC段下降的原因是。(3)根据图像可知,充分反应后产生氢气的质量:MgAl(选填“<”、“>”或“=”)，两种金属所消耗稀硫酸的质量比为(Mg在前)。(4)通过上述实验所得到的结论是，除上述因素外，影响金属与酸反应速率的因素还有(写3种)。(5)小明同学又单独完成了足量的镁片与20mL10%的稀盐酸反应产生氢气的量与时间的实验并绘制曲线(实验中反应容器外壁感到明显发热)，绘制曲线时发现实验测得的实际值比通过计算得到的理论值偏大，请分析可能的原因(答两点)：①②。【答案】(1)Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑(2)温度下降(3)=1:1(4)相同条件下，金属的活动性越强，反应速率越快（合理即可）温度、金属与酸溶液的接触面积、酸溶液浓度(5)反应放热，导致气体膨胀盐酸有挥发性，氢气中混入了氯化氢气体【详解】（1）镁与硫酸反应生成硫酸镁和氢气，反应的化学方程式为：Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑；（2）曲线BC段下降的原因是温度下降；（3）①相同温度下，装置内压强与产生气体的体积成正比，由图像可得，最终压强是相等的，因此生成氢气的质量一样；②因为生成的氢气质量相等，且酸是浓度相等的酸，生成氢气的氢元素全部都来源于酸，所以消耗酸的质量也相等，故填“=”；（4）①通过本实验所得结论是在相同条件下，金属的活动性越强，反应速率越快；②影响金属与酸反应速率的因素还有温度、金属与酸溶液的接触面积、酸溶液浓度；（5）由图示可知装置内的压强比通过计算得到的理论值更大，因为镁与稀盐酸反应生成氢气是放热反应，可能会导致气体膨胀；同时盐酸会挥发，可能氢气中混入了挥发的氯化氢气体。8．（2023九年级下·四川广元·学业考试）某化学科技小组想利用下列装置进行气体的制取实验，请你和他们一起完成。(1)若用图中第一套发生装置制气体，则可以制的气体是（只写一种）。(2)他们利用锌粒与稀硫酸反应制氢气，反应的化学方程式为，想制取并收集一瓶干燥的氢气，则仪器接口顺序为：→→→，点燃氢氢前，必须先检验。(3)化学反应速率有快有慢，一般来说，增大反应物浓度、增大接触面积、升高温度等均可加快反应速率。下图是锌料与稀硫酸反应的“时间t—速率v”图，A→B段速率加快的原因是；B→C段速率减慢的原因是。【答案】(1)O2（或NH3等正确即可）(2)Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑bcdhH2纯度(3)反应放热，使温度升高稀硫酸的浓度降低【详解】（1）第一套装置使固体加热型装置，可以利用高锰酸钾、氯酸钾等固体制取氧气，故填：O2（或NH3等正确即可）；（2）锌粒能与稀盐酸反应生成氢气和硫酸锌，故填：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑；氢气可以用浓硫酸干燥，氢气制备的发生装置选择固液常温下进行，选择装置B；干燥气体需要长管进气，气体与液体充分接触，从c进d出；收集干燥的氢气，氢气密度比空气小，选择向下排空气法，从h进，将气体从g排出，顺序为bcdhg，故填：b；c；d；h；氢气是一种可燃性气体，点燃之前要验纯，否则可能与空气混合爆炸，故填：H2纯度；（3）锌和稀硫酸反应放热，温度升高使反应速率加快，一定时间后，硫酸浓度降低对实验速率的影响占主导，硫酸浓度下降，反应速率下降，故填：反应放热，使温度升高；稀硫酸的浓度降低。9．研究小组同学对铝和稀盐酸的反应进行了探究。如图所示实验，先检查装置气密性，再将橡皮塞连接气体压力传感器，烧瓶中放入铝片和稀盐酸，塞紧瓶塞并打开仪器，一段时间后，得到如图所示的气体压强和时间的关系曲线图(1)请分析CD段气压下降的原因？。(2)AC段的压强变化为先缓慢增长后迅速增长，导致其变化的原因可能是？。(3)请设计实验，探究不同形状的铝片对反应速率的影响。。【答案】(1)反应结束后温度慢慢降低(2)铝片表面可能有氧化铝薄膜覆盖住铝片(3)取相同质量的铝块和铝片加入相同质量，相同浓度的稀盐酸，测量收集相同体积氢气所需要的时间(合理即可)【详解】（1）金属与酸反应放热且生成氢气，所以一开始气压增大，接着CD段气压下降的原因是反应结束后温度慢慢降低。（2）AC段的压强变化为先缓慢增长后迅速增长，导致其变化的原因可能是铝片表面可能有氧化铝薄膜覆盖住铝片，一开始盐酸与氧化铝反应，之后才是盐酸与铝反应。（3）采用控制变量法探究不同形状的铝片对反应速率的影响，所以具体实验为：取相同质量的铝块和铝片加入相同质量，相同浓度的稀盐酸，测量收集相同体积氢气所需要的时间(合理即可)。10．同学们一起探究铝、铁、铜三种金属的活动性，小刚同学设计了用铜丝、铁丝、铝丝和稀盐酸，只用一只试管，取一次盐酸的探究方案。请你和他们一起完善表中的探究方案并回答有关问题。(1)填表：实验步骤观察到的现象①在试管中取少量盐酸，插入铁丝，充分作用。。②在①所得的溶液中，插入，充分作用。无明显现象③在②所得的溶液中插入，充分作用。。结论：金属活动性Al＞Fe＞Cu。(2)小华同学认为在小刚设计的方案中，只要补充一个实验，就可得出Al＞Fe＞H＞Cu的结论。小华要补充的实验是。(3)小强同学认为要得到Al＞Fe＞H＞Cu的结论，不必做补充实验，只需将小明同学方案中插入金属的顺序调整即可，你认为调整后插入金属的顺序是。【答案】(1)产生气泡，溶液变浅绿色铜丝铝丝铝丝表面会覆盖一层黑色物质，溶液变为无色(2)把铜丝插入稀盐酸中(3)Cu、Fe、Al【详解】（1）铁和盐酸反应得到浅绿色氯化亚铁溶液和氢气，现象是产生气泡，溶液变浅绿色，说明铁的金属活动性比氢强；铜不能氯化亚铁溶液反应，故将铜丝插入氯化亚铁溶液中，无明显现象，说明铁的金属活动性比铜强；铝的活动性比铁强，能置换出氯化亚铁中的铁生成无色的氯化铝溶液和铁，故将铝丝插入氯化亚铁溶液中，铝丝表面会覆盖一层黑色物质，溶液变为无色；（2）Al>Fe>H，Al>Fe>Cu，没有比较铜与氢的关系，所以补充铜丝与盐酸的反应即可得出Al>Fe>H>Cu的结论，故小华要补充的实验是把铜丝插入稀盐酸中；（3）先将铜丝插入稀盐酸中,观察不发生反应,说明活动性H>Cu、再将Fe插入稀盐酸中，有气泡生成，说明Fe>H、再将Al丝插入反应后的FeCl2溶液中，Al把Fe置换出来，说明Al>Fe，所以调整后插入金属的顺序Cu、Fe、Al。11．（23-24九年级上·山东烟台·期末）钢铁的腐蚀是重要研究课题。某校兴趣小组以铁的腐蚀为课题进行如下探究。【探究铁的腐蚀】【提出问题】铁制品锈蚀的条件是什么？【设计实验】取3根无锈的铁丝设计如图所示的三个实验（铁丝足量且实验时间足够长）【实验现象】(1)A中铁丝生锈，B、C铁丝无明显变化，打开A中的止水夹后还能观察到的现象是。【实验结论】(2)由实验可以得出铁制品锈蚀的条件是。【拓展与延伸】小明在旅途中发现，海边铁制渔船上的锈迹比江边铁制渔船的多，他提出问题：海水会加快铁的生锈吗？为验证这一问题，设计以下数字化实验：(3)实验1实验药品：长5cm、直径1mm铁丝，15mL蒸馏水；实验2实验药品：（写出实验2的药品）。实验结果如图像1：(4)根据图像1分析可知铁生锈会（填：“吸收”或“放出”）热量；(5)根据该实验可以得出结论。【思考与运用】(6)根据铁制品生锈条件，写出一条生活中防止铁锈蚀的具体方法。【答案】(1)右边液面下降，左边液面上升至刻度1(2)铁生锈需要与氧气和水接触(3)长5cm、直径1mm铁丝，15mL海水(4)放出(5)海水能够促进铁生锈(6)在铁制品表面刷漆【详解】（1）实验Ⅰ中铁丝生锈，当铁丝足量，时间足够长，打开止水夹后，还能观察到的现象是右边液面下降，左边液面上升至刻度1，是因为铁生锈消耗氧气，并且氧气约占空气总体积的五分之一；（2）实验Ⅰ中铁与氧气和水接触，生锈，实验Ⅲ中铁只与水接触，不生锈，故对比实验Ⅰ、Ⅲ，可以得到铁生锈需要氧气和水；（3）为探究海水会能否加快加快铁的生锈，结合实验1药品，实验2药品为长5cm、直径1mm铁丝，15mL海水；（4）根据图1，该实验过程中温度升高，说明铁生锈会放出热量；（5）根据图1可知，单位时间内，放在海水中的铁生锈放热多，即反应速率较快，可以得出结论：海水能够促进铁生锈；（6）根据铁生锈是铁和氧气和水共同作用，因此在铁制品表面刷漆、抹油可防止铁锈蚀。12．（23-24九年级上·陕西西安·期末）铁是目前使用最广泛的金属，同学们应用化学知识对铁制品的锈蚀进行了实验。(1)如图实验可以探究铁生锈是否需要参与，若要探究另一条件，再增加一组实验需要控制的变量是。(2)小强利用图装置重新实验，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/℃10203040506070U形管两端液面高度差/cm2467888小强同学的实验是探究因素对铁锈蚀快慢的影响，结论是。【答案】(1)氧气/O2是否有水参与(2)温度当温度在10~50℃时，温度越高，铁锈蚀得越快（合理即可）【详解】（1）①左边试管中是氮气，右边试管中是氧气，变量是有无氧气，所以可以探究铁生锈是否需要氧气参与；②若要探究另一条件，即探究水对铁生锈的影响，所以加一组实验需要控制的变量为是否有水参与；（2）分析表中数据可知，在一定温度下，U形管两端液面产生高度差，说明甲、乙试管中的压强产生变化，根据高度差变化的快慢探究在不同温度下铁锈蚀的快慢，由此可知当温度在10~50℃时，温度越高，铁锈蚀得越快。13．金属铜的化学性质探究。把红色铜片放在酒精灯外焰加热一会儿，然后拿出来，观察到铜片变黑色（如图甲所示）。【提出问题】(1)①铜片加热变成黑色，黑色物质是什么？②?【假设与猜测】根据问题①，我的猜测如下：(2)①猜测一：铜片上附着的黑色物质是，很容易用抹布抹去，或铜片没有与火焰直接接触加热，铜片不会变色；②猜测二：铜片上的黑色物质是。这是因为铜片与空气中的加热反应生成黑色物质。铜粉没有与火焰直接接触加热将会变成黑色粉末，或铜片隔绝空气加热将不变色。【实验与事实】(3)①实验一：铜粉在蒸发皿上加热，如图乙所示。铜粉由红色变黑色，说明（填“猜测一”或“猜测二”）正确；②实验二：在密闭的试管中加热铜片，