中考复习 初中化学解题思路与训练 金属的性质.docx

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中考复习初中化学解题思路与训练金属的性质

第10讲金属的性质

【知识要点】

1．金属材料

（1）金属具有很多共同的物理性质。

例如，常温下它们都是固体（汞除外），有金属光泽，大多数为电和热的优良导体，有延展性，密度较大，溶点较高。

地壳中含量最高的金属元素——铝

人体中含量最高的金属元素——钙

目前世界年产量最高的金属——铁

（2）金属材料包括铁、铝、铜等纯金属和合金。

在金属中加热溶合某些金属或非金属而制得的合金，其性能会发生改变。

合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高，抗腐蚀性能等也更好，因此，合金具有更广泛的用途。

在实际中大量使用的金属材料是合金。

2．金属的化学性质

（1）跟氧气发生化合反应，生成金属氧化物

镁、铝在常温下能与氧气反应，表面生成一层氧化物（MgO、Al2O3）薄膜，从而不再被氧化。

铁、铜在常温下几乎不与氧气反应，但在高温下能与氧气反应。

金在高温下也不与氧气反应。

2Mg+O2==2MgO4Al+3O2==2Al2O33Fe+2O2

Fe3O4

铁在潮湿的空气中易被腐蚀而生锈，铁锈的主要成分为Fe2O3·xH2O。

（2）部分金属能跟酸发生置换反应，生成相应的盐和H2

Mg、Zn、Al、Fe等金属与盐酸、稀硫酸反应。

Mg+2HCl==MgCl2+H2↑Mg+H2SO4==MgSO4+H2↑

Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑

2Al+6HCl==2AlCl3+3H2↑2Al+3H2SO4==Al2（SO4）3+3H2↑

Fe+2HCl==FeCls+H2↑Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑

（3）跟某些盐溶液发生置换反应，生成相应的盐和另一种金属

2Al+3CuSO4==Al2（SO4）3+3CuCu+2AgNO]==Cu（NO3）2+2Ag

很多金属都能与氧气、盐酸、稀硫酸等发生反应，但反应的难易和剧烈程度不同。

3．常见金属的活动性顺序

KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAgPtAu

金属活动性由强逐渐减弱

金属活动性顺序可作为金属能否在溶液中发生置换反应的一种判断依据。

①在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，它的活动性就越强。

②在金属活动性顺序里，位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢。

③在金属活动性顺序里，位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来。

4．金属资源的利用和保护

（1）把铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程，其主要反应原理是在高温下，一氧化碳夺取铁矿石里的氧，将铁还原出来。

涉及的主要反应有；

C+O2

CO2CO2+C

2COFe2O3+3CO

2Fe+3CO2

（2）铁生锈的主要条件是与空气和水（或水蒸气）直接接触，如果隔绝了空气和水，就能在一定程度上防止钢铁生锈。

在钢铁表面涂油、刷漆、镀耐磨和耐腐蚀的铬及制造耐腐蚀的合金，如不锈钢等，都能防止钢铁生锈。

（3）保护金属资源的有效途径是防止金属腐蚀、回收利用废旧金属、合理有效地开采矿物，及寻找金属的代用品等。

【试题精析】

1．（2011年广州）甲、乙、丙、丁四种金属，甲即使在高温时也不与氧气反应，乙、丙、丁在一定条件下都能与氧气反应。

丁盐的水溶液可用丙制的容器盛放，但不能用乙制容器盛放。

这四种金属的活动性由强到弱的顺序是

A．甲>乙>丁>丙B．丙>丁>乙>甲

C．丙>乙>丁>甲D．乙>丁>丙>甲

分析：

由“甲即使在高温时也不与氧气反应”可知甲最不活泼，从题干“丁盐的水溶液可用丙制的容器盛放，但不能用乙制容器盛放”，可理解为“丙金属不能从丁盐的水溶液中置换出了，乙金属可以从丁盐的水溶液中置换出丁”，即金属活动性丁>丙，乙>丁，综合上述可知：

四种金属的活动性由强到弱的顺序是：

乙>丁>丙>甲。

答案：

D

2．（2010年广州）下列四个实验中只需要完成三个就可以证明Fe、Cu、Ag三种金属的活动性顺序。

其中不必进行的是

A．将铁片放入稀盐酸B．将铜片放入稀盐酸

C．将铁片放入硝酸银溶液D．将铜片放入硝酸银溶液

分析：

根据常见金属活动性顺序可知Fe、Cu、Ag三种金属的活动性强弱为：

Fe>Gu>Ag。

通过选项A、B，可判断Fe、Cu的金属活动性强弱为：

Fe>Cu；通过选项D，则可判断Cu、Ag的金属活动性强弱为：

Cu>Ag。

由此可知Fe、Cu、Ag三种金属的活动性强弱是：

Fe>Cu>Ag，因此，不必再进行的实验是C。

答案：

C

3．（2008年广州）人类每年从自然界中提取大量的金属铁。

下列关于铁的说法正确的是

A．铁是由钢冶炼成的

B．生铁是含有碳的铁合金

C．炼铁的过程是把铁矿石变成纯净的氧化铁

D．被腐蚀后的铁制品属于不可回收垃圾

分析：

生铁和钢都是铁碳合金，钢通常是生铁为原料炼得的；炼铁是在高温下利用一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来的过程，而不是把铁矿石变成纯净的氧化铁；被腐蚀后的铁制品应该回收再利用。

答案：

B

4．（2010年广州）在金属活动性顺序里，位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来。

（1）CuSO4溶液中，大量存在的离子是____________________。

（2）将铝丝浸入CuSO4溶液中，静置，观察到的现象是____________________。

结合现象分析，溶液中减少的离子是__________，增加的离子是__________。

（3）除硫酸铜溶液外，将铝丝浸入__________（任举一例）溶液中，化能产生相同的实验现象。

分析：

（1）CuSO4在水中会解离出Cu2+、

，因此，CuSO4溶液中大量存在的离子是Cu2+和

。

（2）铝丝与CuSO4溶液的反应，观察到铝丝上有红色固体生成，溶液颜色变浅（或溶液由蓝色变为无色），这个现象表明：

Al与CuSO4溶液发生了反应，并生成了Cu和Al2（SO4）3溶液，化学方程式为：

2Al+3CuSO4==3Cu+Al2（SO4）3。

反应前CuSO4溶液中存在大量的Cu2+和

，反应后有铜单质生成，由此可推知反应后溶液中的Cu2+减少了。

同样，Al与CuSO4溶液发生反应后，有Al2（SO4）3生成，Al2（SO4）3溶液中大量存在的离子是Al3+和

，因此，反应后溶液中增加的离子是Al3+。

（3）铝与CuSO4溶液反应的本质是错与Cu2+反应，所以要使铝丝浸入另一种溶液中也能产生相同的实验现象，将铝丝浸入CuCl2或Cu（NO3）2这些含有Cu2+的溶液中即可。

答案：

（1）Cu2+、

（2）铝丝上有红色固体生成，溶液颜色变浅（或溶液由蓝色变为无色）Cu2+Al3+

（3）CuCl2[或Cu（NO3）2]

5．（2013年广州）将炉甘石（ZnCO3）、赤铜（Cu2O）和木炭粉混合后加热到约800℃，得到一种锌和铜的合金——黄铜，外观似黄金但质地坚硬。

（提示：

ZnCO3

ZnO+CO2↑）

（1）黄铜是金属材料吗？

__________（填“是”或“不是”）。

（2）写出其中赤铜和木炭粉反应的化学方程式：

____________________。

（3）若原料中含25吨ZnCO3，充分反应后，理论上所得黄铜中锌的质量为__________吨。

分析；

（1）黄铜是锌和铜的合金，是金属材料。

（2）依题意，将炉甘石、赤铜和木炭粉混合后加热到约80℃，得到锌和铜的合金，这一系列反应为：

ZnCO3

ZnO+CO2

2ZnO+C

2Zn+CO2↑

2Cu2O+C

4Cu+CO2↑

（3）根据以上的化学方程式，得出Zn元素和原子守恒关系：

ZnCO3〜ZnO〜Zn

12565

25tm

答案：

（1）是

（2）2Cu2O+C

4Cu+CO2↑（3）13

6．（2011年广州）钢铁是使用最多的金属材料。

（1）生铁和钢都是铁合金，其中含碳量较高的是__________。

（2）人们常用“铜墙铁壁”来形容物体的坚固，但铁在一定条件下也能发生各种反应，如铁丝在氧气中燃烧，反应的化学方程式是____________________。

（3）将mg氧化铜加入稀硫酸中完全溶解后，再加入铁粉充分反应，过滤，得到滤渣A和滤液B。

再将滤渣A加入足量稀硫酸中，有气泡冒出，充分反应后，剩余固体物质的质量为12.8g。

①滤渣A的成分是__________，滤液B的成分是__________。

②原氧化铜的质量m=__________g。

分析：

（1）生铁和钢是含碳量不同的铁的两种合金，性能相差很大。

生铁的含碳量为2%〜4.3%，钢的含碳量为0.03%〜2%，生铁的含碳量较高。

（2）铁在氧气中燃烧的化学反应方程式：

3Fe+2O2

Fe3O4

（3）①氧化铜加入稀硫酸中，发生的化学反应是：

CuO+H2SO4==CuSO4+H2O；再加入铁粉，发生的化学反应是：

CuSO4+Fe==FeSO4+Cu，若H2SO4过量，还有反应：

H2SO4+Fe==FeSO4+H2↑；所以滤渣中肯定含有Cu，不能判断是否含有过量的Fe；题干“将滤渣A加入足量稀硫酸中，有气泡冒出”，说明滤渣A中还有未反应完的Fe，因此滤渣A的成分是Cu、Fe，滤液B的成分是FeSO4。

②根据题目信息，剩余固体物质为Cu，Cu的质量为12.8g，按照化学方程式计算，设CuSO4的质量为x，原CuO的质量为m。

CuSO4+Fe==FeSO4+Cu

16064

x12.8g

CuO+H2SO4==CuSO4+H2O

80160

m32g

本题也可以结合以上的化学反应方程式，得出Cu元素和原子守恒的关系是：

CuO〜CuSO4〜Cu，根据题干信息，Cu的质量为12.8g，关系式为：

CuO〜Cu

8064

m12.8g

答案：

（1）生铁

（2）3Fe+2O2

Fe3O4（3）①Fe、CuFeSO4②16

【练习巩固】

10-1．（2010年广州）下列有关金属的说法正确的是

A．金属铝有很好的抗腐蚀性B．纯铝的硬度大于铝合金

C．钢是纯净物D．钢铁严重锈蚀后不值得回收

10-2．（2015年广州）下列有关铁的说法错误的是

A．参考右图信息，铁的相对原子质量为26

B．生铁和钢是常见的铁合金

C．铁钉在潮湿的空气中容易生锈，因此钢铁的使用要注意防锈

D．用赤铁矿高炉炼铁的化学反应方程式是Fe2O3+3CO

2Fe+3CO2

10-3．（2016年广州）下列有关金属的说法正确的是

A．铝元素在地壳中含量最多，使用也最早

B．不锈钢的抗腐蚀性强于纯铁，硬度小于纯铁

C．灯泡里的灯丝常用钨制成

D．地球上金属矿物资源储量有限，可再生

10-4．（2006年广州）人类每年从自然界中提取大量的金属铁。

下列关于铁的说法正确的是

A．炼铁的过程是把单质铁变成氧化铁

B．钢是很纯的铁

C．生铁是含少量碳的铁合金

D．被腐蚀的铁制品属于不可回收垃圾

10-5．（2016年广州）将铜丝插入下列溶液中，有明显现象的是

A．HCl溶液B．AgNO3溶液C．MnO4溶液D．Ba（OH）2溶液

10-6．（2006年广州）有X、Y、Z三种金属，把Y投入X（NO3）2溶液中，Y表面有X析出；把X投入Z（NO3）2溶液中，X表面有Z析出。

X、Y、Z三种金属的活动性由强到弱的顺序是

A．Z>Y>XB．Y>X>ZC．X>Y>ZD．X>Z>Y

10-7．（2007年广州）将金属Cu投入金属A的盐溶液中，观察到Cu的表面出现银白色物质；将金属B投入稀硫酸中，观察到B的表面有气泡产生。

下列关于金属A、B、Cu活动性的叙述正确的是

A．B>Cu>AB．A>Cu>BC．B>A>CuD．A>B>Cu

10-8．有甲、乙、丙、下四种金属。

只有甲在自然界主要以单质存在。

丁盐的水溶液不能用乙制的容器盛放，但可以用丙制的容器盛放。

这四种金属的活动性由强到弱的顺序是

A．甲>乙>丁>丙B．丙>丁>乙>甲

C．丙>乙>丁>甲D．乙>丁>丙>甲

10-9．有X、Y、Z三种金属，如果把X和Y分别放入稀硫酸中，X溶解并产生氢气，Y不反应；如果把Y和Z分别放入硝酸银溶液中，过一会儿，在Y表面有银析出，而Z没有变化。

根据上实验事实，判断这三种金属的活动性由强到弱的顺序为

A．Z>Y>XB．X>Y>ZC．Y>X>ZD．X>Z>Y

10-10．（2013年广州）下列事实不能证明甲的金属活动性比乙强的是

A．自然界中甲元素只以化合物形式存在，乙元素以单质形式存在

B．甲能与盐酸反应而乙不能

C．甲能从乙的盐溶液中置换出乙

D．在化合物中甲元素显+2价而乙元素显+3价

10-11．（2013年广州）下列关于铁制品的使用合理的是

A．铁桶中加入硫酸铜溶液和石灰水配制农药

B．菜刀用湿布包起来防止生锈

C．不锈钢可用于制作外科手术刀

D．用铁锅长期存放姜醋

10-12．（2014年广州）下列关于金属材料的说法中，不正确的是

A．生铁、硬铝、焊锡都属于合金

B．铜有良好的导电性，因而大量用于制作电线

C．铝表面易生成致密氧化铝薄膜，因而具有很好的抗腐蚀性

D．锈蚀后的铁制品没有回收价值

10-13．（2014年广州）用置换反应验证铁的金属活动性比铜强，下列各组药品能达到目的的是

A．Ag、FeSO4、CuSO4B．Fe、Cu、H2SO4

C．Fe、Cu、ZnSO4D．Fe、Cu、KOH

10-14．某化学兴趣小组，为验证Ag、Fe、Cu三种金属的活动性顺序，设计了如下图所示的实验操作。

其中可以达到实验目的的组合是

A．①③B．②④C．④⑤D．②③

10-15．（2012年广州）下列说法正确的是

A．铝是人类最早利用的金属材料

B．铜是目前世界年产量最高的金属

C．大多数金属元素在自然界中以单质形式存在

D．日常使用的金属材料大多数是合金

10-16．（2006年广州）下列物品需采取防锈措施的是

A．铁制防盗网B．不锈钢菜刀C．铝合金窗D．金戒指

10-17．下列物质中，能除去铁制品表面铁锈的是

A．稀硫酸B．水C．氢氧化钠溶液D．硫酸铜溶液

10-18．（2011年广州）Cu可以形成化合价为+2和+1的化合物，其中+1价化合物称为亚铜化合物。

（1）写出下列物质的化学式：

氢氧化铜__________，氧化亚铜__________。

（2）高温时，氧化铜可被木炭还原为铜，反应的化学方程式是___________________________。

（3）氧化亚铜是一种红色粉末。

加热时，氧化亚铜能与氧气发生化合反应，反应的化学方程式是____________________；利用这一性质可检验氮气中是否含有氧气（装置如下图所示），判断氮气中含有氧气的现象是____________________。

10-19．自然界中有赤铜矿（主要成分是Cu2O）、辉铜矿（主要成分是Cu2S）等铜的矿物。

（1）Cu2S中铜元素的质量分数为__________。

（2）将赤铜矿（Cu2O）和木炭粉混合后加热到约800℃，生成铜和二氧化碳。

反应的化学方程式是____________________。

（3）工业上利用辉铜矿炼铜的一个主要反应是，在高温下，辉铜矿（Cu2S）与氧气反应，生成铜和二氧化硫，反应的化学方程式是________________________________________。

10-20．（2010年广州）铁、铝、铜是日常生活中使用最广泛的金属。

（1）上述三种金属中，人类最早大规模冶炼和使用的是铜，最晚的是铝，原因是__________（填序号）。

A．三者在地壳中的含量，铜元素最高，铝元素最低

B．三者的金属活动性，铜元素最弱，铝元素最强

C．在自然界中，铜元素主要以单质形式存在，铝元素合物形式存在

（2）常温下一些金属的物理性质数据如下：

金属单质

铜

铝

锌

铁

铅

导电化（从银的导电性为100作标准）

99

61

27

17

7.9

密度/（g·cm-3）

8.92

2.70

7.14

7.86

11.3

溶点/℃

1083

660

419

1535

328

硬度（从金刚石的硬度为10作标准）

2.5〜3

2〜2.9

2.5

4〜5

1.5

分析上述数据，碎石用的大锤常用铁制而不用铝制，原因是______________________________。

（3）铜器长期暴露在空气中，表面会生成铜绿[其成分可表示为Cu2（OH）2CO3]，从其组成分析，预测铜绿能与__________（任举一例）反应。

10-21．（2012年广州）金属钴（Co）与铁具有相似的化学性质。

（1）钴可形成化合价为+2和+3两种氧化物，其化学式分别是：

__________、__________。

（2）已知CoCl2固体是蓝色的，CoCl2·6H2O固体和CoCl2溶液都是粉红色的。

将滤纸放入CoCl2溶液中浸泡，取出晾干。

将干燥的粉红色滤纸用酒精灯小心烘烤，滤纸由粉红逐渐变蓝色，烘烤时反应的化学方程式是________________________________________。

（3）将金属钴投入稀硫酸中，发生化学反应（Co+H2SO4==CoSO4+H2↑。

预测可观察到的现象是__________。

10-22．（2014年广州）已知镉（Cd）的金属活动性与铁、锌相近，镉元素在化合物中常显+2价。

（1）细铁丝在氧气中点燃发生剧烈燃烧，化学方程式是______________________________。

（2）将镉丝插入下列溶液有明显现象的是__________（填序号）。

①NaCl溶液②HCl溶液③AgNO3溶液④NaOH溶液

（3）镍镉电池应用广泛，为了防止污染环境，从废旧镍镉电池中回收镉的一种方法如下：

步骤1：

将废旧电池破碎成细颗粒后焙烧，将镉转化为氧化镉（CdO）；

步骤2：

将含氧化镉的细颗粒和炭粉混合后，隔绝空气加热至1200℃，可得镉蒸气和一氧化碳。

步骤2中氧化镉变成镉的化学方程式是________________________________________________。

10-23．（2016年广州）制笔行业中经常用到铂、钌（Ru）等贵金属。

现有5种含钌元素的物质：

Ru、RuO2、Ru2O3、RuCl3、K2RuO4。

回答下列问题：

（1）RuO2读作__________。

（2）上述5种物质中钌元素的化合价一共有__________种。

（3）从物质分类的角度看，K2RuO4属于__________。

（填选项）

A．化合物B．氧化物C．碱D．盐

（4）H2与Ru2O3在加热条件下反应可得到Ru。

写出反应的化学方程式：

___________________。

10-24．金属在生产和生活中应用广泛。

（1）最初输水管材料用铸铁，目前多用塑料管和塑料金属复合管；输送热水，一般用铜管。

下列管材中，属于金属材料的是__________（填字母）。

A．铸铁管B．铜管C．塑料管

（2）铁生锈的条件是__________________________________________________。

10-25．铁是生产、生活中应用很广泛的一种金属，下列是与铁的性质有关的部分实验图，回答下列问题。

（1）A中细铁丝燃烧生成黑色固体的化学式是______________________________。

（2）B中铁钉最易生锈的部位是__________（填“a”“b”或“c”）。

（3）C中刚开始无气泡产生，溶液颜色逐渐由无色变为黄色，此时试管内发生反应的化学方程式是____________________________________________________________。

（4）D中反应一段时间后，试管内固体质量比反应前增大，据此推断，试管内溶液质量

与反应前相比__________（填“增大”“不变”或“减小”）。

10-26．初中化学实验中，铁钉多次亮相。

下面展示了光亮铁钉的一系列变化。

（1）①中发生反应的化学方程式是______________________________。

（2）②中铁钉主要与空气中的氧气、____________________发生反应。

（3）③中除去铁锈的化学方程式为________________________________________。

10-27．某工厂欲从只含有CuSO4的废液中回收金属铜，并得到工业原料硫酸亚铁，其工业流程如下：

（1）操作a、b的名称分别是__________、__________。

（2）试剂A是__________，试剂B是__________。

（3）写出流程中有关反应的化学方程式：

________________________________________。

10-28．某同学在实验室发现了一块绿色的孔雀石标本，他查阅资料知其主要成分是Cu2（OH）2CO3。

他以Cu2（OH）2CO3为原料制取铜，实验流程如下图所示（部分生成物已省略）。

（1）溶液C中所含的溶质是_________________________________________________________。

（2）固体D中含有的物质是_________________________________________________________。

（3）写出反应②中的化学方程式：

____________________________________________________。

答案：

10-1．A10-2．A10-3．C10-4．C10-5．B10-6．B10-7．A10-8．D10-9．B

10-10．D10-11．C10-12．D10-13．B10-14．D10-15．D10-16．A10-17．A

10-18．

（1）Cu（OH）2Cu2O

（2）G+2CuO

2Cu+CO2↑

（3）2Cu2O+O2

4CuO试管中的红色粉末变黑色

10-19．

（1）80%

（2）2Cu2O+C

4Cu+CO2↑

（3）Cu2S+O2

2Cu+SO2

10-20．

（1）B

（2）铁的硬度大而铝的硬度小

（3）稀盐酸（或稀硫酸或稀硝酸）

10-21．

（1）CoOCo2O3

（2）CoCl2·6H2O

CoCl2+6H2O

（3）固体溶解，有无色气泡产生，溶液由无色变为粉红色

10-22．

（1）3Fe+2O2

Fe3O4

（2）②③

（3）GdO+C

Gd↑+CO↑

10-23．

（1）二氧化钌

（2）4（3）AD

（4）Ru2O3+3H2

2Ru+3H2O

10-24．

（1）AB

（2）与空气和水（或水蒸气）直接接触

10-25．

（1）Fe3O4

（2）b

（3）Fe2O3+3H2SO4==Fe2（SO4）3+3H2O

（4）减小

10-26．

（1）Fe+CuSO4==Cu+FeSO4

（2）水蒸气

（3）Fe2O3+6HCl==2FeCl3+3H2O

10-27．

（1）过滤蒸发

（2）FeH2SO4

（3）Fe+CuSO4==FeSO4+CuFe+H2SO4==FeSO4+H2↑

10-28．

（1）FeSO4

（2）Cu、Fe

（3）CuSO4+Fe==FeSO4+CuFe+H2SO4==FeSO4+H2↑