中考化学复习第4讲 金属与金属矿物精讲精练含答案.docx
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中考化学复习第4讲金属与金属矿物精讲精练含答案
第4讲金属与金属矿物
解读·考试说明
考点
3年考频
常考题型分析
金属的性质与用途
★★★
以选择题、填空题、实验探究题形式出现,主要考查金属的化学性质
金属的冶炼和防护
★★★
以选择题、填空题、实验探究题形式出现,主要考查铁的锈蚀及防护、铁的冶炼等
梳理·考点清单
考点一金属的性质与用途
基础梳理
1.金属的物理性质:
(金属都有光泽,如铁呈色、铜呈色;
(2)具有良好的性,如常用铜制作导线;(3)具有良好的性,如把铝制成铝箔,包装糖果;(4)具有良好的性,如用铁、铝制作炊具等。
2.金属的化学性质
(1)大多数金属都能与氧气反应,但反应的难易和剧烈程度不同
①常温下,铝能与氧气反应,在铝表面上生成一层氧化铝薄膜,化学方程式为,因此铝具有很好的抗腐蚀性能。
②加热时,铜与氧气反应,生成色固体,化学方程式为。
③“真金不怕火炼”说明在高温下,金(填“能”或“不能”)与氧气反应。
(2)较活泼的金属可以和稀盐酸(或稀硫酸)反应。
将表面积大小相同的镁片、锌片、铁片和铜片分别放入盛有相同体积、相同质量分数的稀盐酸中:
说明:
在相同条件下,金属的活动性越强,与酸反应的速率越快。
(3)金属能与盐溶液反应。
将铁钉浸入硫酸铜溶液中,可以看到铁钉表面有色固体析出,溶液逐渐变成色,化学方程式为。
这就是“曾青得铁则化为铜”的原理,是现代湿法冶金的先驱。
重难点解析
1.常见金属的物理性质与用途
(1)金属物理性质的共性:
常温下为固态(汞是液态);有金属光泽;具有良好的导电性、导热性和延展性。
(2)金属物理性质的差异性
①大多数金属呈银白色,铜为紫红色,金为黄色。
需要注意的是某些金属变成粉末状时,金属的颜色可能也会发生变化,如铁粉的颜色是黑色、铝粉的颜色依然是银白色〕
②金属在密度、熔点、硬度、导电能力、导热性等方面存在较大的差异。
如熔点最高的金属是钨、导电性最好的金属是银。
(3)用途:
用作导线、饰品、炊具、灯丝等。
2常见金属的化学性质
(1)能与氧气反应生成金属氧化物,如
。
(2)较活泼金属能与酸(稀盐酸或稀硫酸)反应生成盐和氢气,如Fe+2HCl=FeCl2+H2↑。
①规律:
在金属活动性顺序中,排在氢前面的金属才能和稀盐酸(或稀硫酸)发生置换反应,生成氢气。
②应用:
实验室中用锌和稀硫酸(或稀盐酸)反应制取氢气;在相同条件下,根据金属与酸反应的剧烈程度,比较金属的活动性强弱。
(3)能与某些盐溶液反应生成新盐和新金属,如古代湿法炼铜的原理:
Fe+CuSO4=Cu+FeSO4。
①规律:
在金属活动性顺序中,排在前面的金属可以把排在后面的金属从它的盐溶液中置换出来(K、Ca、Na除外),可简记为“前换后、盐可溶”。
②应用:
根据金属与盐溶液间能否发生反应,比较金属的活动性强弱。
③将金属加入盐的混合溶液中时,金属先跟活动性最弱的金属的盐溶液反应,然后再与活动性较强的金属的盐溶液反应。
例如把锌放入硝酸铜和硝酸银的混合溶液中,先与锌反应的是硝酸银,反应完全后剩余的锌再与硝酸铜反应、
3.设计实验验证三种金属的活动性
(1)两金夹一盐:
取活动性最强和最弱的金属和活动性居中的金属的盐溶液反应。
(2)两盐夹一金:
取活动性最强的金属的盐溶液、活动性最弱的金属的盐溶液和活动性居中的金属反应。
例如,验证锌、铜、银的活动性强弱,可以用的组合:
①锌片、银片、硫酸铜溶液;②硝酸锌溶液、硝酸银溶液、铜片。
重难点突破
例1.(2018·凉州区)2017年春季,在张献忠沉银现场,考古学家发现了金币、银币、铜币和银锭,还有铁刀、铁矛等兵器,金币、银币光亮如初,铁刀、铁矛锈迹斑斑。
下列说法不正确的是()
A.金、银、铜、铁都是重要的金属资源
B.金和银的化学性质比铜和铁更稳定
C.自然界中,金、银、铜、铁主要以单质的形式存在
D.可以用银、铁、硫酸铜溶液验证银、铁、铜三种金属的活动性顺序
【思路点拨】解答此题,需要熟知金属活动性顺序表,掌握金属与盐溶液反应的规律。
考点二金属的冶炼和防护
基础梳理
1.铁的冶炼
(1)工业上用铁矿石、焦炭、和空气为原料冶炼钢铁。
其中,焦炭具有两个作用:
一是提供热量,化学方程式为;二是提供CO,化学方程式为。
(2)在实验室中可以用CO跟氧化铁反应模拟工业炼铁,反应的化学方程式为。
2.金属的锈蚀与防护
(1)“暖宝宝”中发热剂的主要成分有铁粉、活性炭、氯化钠、水等,其发热原理就是铁生锈时会放出热量。
①“暖宝宝”中发热剂需接触到空气才会发热,原因是铁要与、共同作用才会生锈。
②发热剂成分中氯化钠的作用是。
③钢铁锈蚀的危害很大,请你列出两种减缓钢铁锈蚀的方法:
、。
(2)保护金属资源的途径:
、等。
重难点解析
1.工业炼铁
(1)原料:
铁矿石、石灰石、焦炭、空气。
①常用的铁矿石为磁铁矿(主要成分Fe3O4)和赤铁矿(主要成分Fe2O3)。
②石灰石的作用:
造渣剂,将铁矿石中的杂质(SiO2)变成炉渣而除去。
③焦炭的作用:
,
。
(2)设备:
高炉(如图1)。
(3)炼出的是生铁(含碳2%~4.3%),若需变成钢(含碳0.03%~2%),可用氧气将多余的碳等杂质除去。
2.实验室模拟炼铁的改进(如图2)
(1)装置A的优点:
将尾气引到酒精灯火焰处直接点燃,为反应提供能量,节约能源
(2)装置B的使用:
实验前用水量法测出“从玻璃旋塞至瓶口橡皮塞之间玻璃管和橡皮管的总容积”约18mL,轻轻打开旋塞和弹簧夹,石灰水流入烧杯中,当液面降低到18mL标记后,开始加热氧化铁。
装置B能较准确把握加热药品的时机,从而保证实验安全、节约CO,同时盛有石灰水的集气瓶还能起到检验二氧化碳、吸收二氧化碳、显示空气何时排完、收集尾气等作用。
3.金属资源的保护
(1)铁生锈。
①在潮湿的空气中,铁与氧气、水发生复杂的化学反应而生锈。
②铁锈疏松多孔,空气和水会“乘虚而入”,持续腐蚀铁制品;铁锈主要成分为氧化铁;常用稀盐酸(或稀硫酸)除锈。
③应用:
利用铁生锈放热的原理,制造“暖宝宝”;利用铁生锈消耗氧气的原理,将铁粉用作脱氧剂、测定空气中氧气的体积分数等。
④防锈措施:
覆盖保护膜(如刷涂油漆、镀金属、涂油等);改变金属内部结构(如将铁制成不锈钢);保持铁制品表面的干燥和洁净。
(2)金属资源的保护:
回收废旧金属;合理开发金属矿物;寻找金属替代品;防止金属锈蚀等。
重难点突破
例2实验室里,用如图所示装置进行还原氧化铁的过程中,可能生成四氧化三铁、氧化亚铁或铁等固体物质。
关于该实验,下列说法错误的是()
A.实验时,试管中澄清的石灰水变浑浊,证明该反应有二氧化碳生成
B.实验结束时,玻璃管中红棕色的氧化铁粉末变成黑色,该产物不一定是铁
C.反应后,玻璃管中的固体物质的质量比反应前减少了,证明一定有铁生成
D.为了减少空气污染,应增加尾气处理装置
【思路点拨】明晰反应前后玻璃管中固体质量变化的原因是解题的关键。
【分类练习】
考点一金属的性质与用途
1.(2018·南京)通常状况下,颜色呈紫红色的金属是()
A.铁B.银C.铜D.铝
2.(2017·苏州)下列关于金属的说法中,不正确的是()
A铜有良好的导电性,常用于制作导线
B.所有的金属都能与稀盐酸反应
C.铁制品在干燥的空气中不易生锈
D.不锈钢具有较强的耐腐蚀性,可用于制作医疗器械
3.(2018·盐城)分别把X、Y、Z三种金属加入稀盐酸中,只有Z表面无现象,Y加入X的硝酸盐溶液中,有X析出则三种金属的活动性顺序是()
A.Y>X>ZB.X>Y>Z
C.X>Z>YD.Z>Y>X
4.(2017·青岛)下列防锈措施不合理的是()
A.钢管存放在于燥的地方
B.用盐水清洗菜刀
C.及时清除铁制品表面的锈渍
D.在铁管表面镀上一层不易锈蚀的金属
5.(2018·徐州)纳米铁粉在空气中不易自燃,但稍加热即可剧烈燃烧,如图是纳米铁粉在锥形瓶中燃烧的实验。
下列说法不正确的是()
A.纳米铁粉燃烧的化学方程式为
B.水可防止生成物溅落炸裂瓶底
C.激光手电照射使纳米铁粉的着火点降低
D.气球先膨胀后又变小
6.(2018·连云港)已知:
金属X在常温下能与空气中的氧气反应,而金属Y和Z不能;将Y、Z分别投入稀盐酸中,Y溶解并产生气泡,Z无变化。
下列说法正确的是()
A.X氧化物的化学式只能表示为XO
B.Y能将X从它的盐溶液中置换出来
C.Z在自然界中只能以单质形式存在
D.三种金属的活动性顺序:
X>Y>Z
7.(2018·无锡)已知:
。
为探究铜和浓硫酸的反应及生成的二氧化硫气体的部分性质,某同学设计如图实验(图中脱脂棉团蘸有紫色石蕊试液)。
关于该实验的说法错误的是()
A.与鼓气球相连接的导管需插入浓硫酸中
B.该装置便于控制铜和浓硫酸反应的发生和停止
C.铜丝绕成螺旋状是为了加快铜和浓硫酸的反应
D.实验中可观察到脱脂棉团变红
8.(2018·盐城)有一包金属粉末,可能由Mg、Zn、Fe、A1、Ag等金属中的一种或几种组成。
取该样品2.4g,加入100g稀硫酸恰好完全反应,得0.2gH2和无色溶液。
下列说法正确的是()
A.样品中一定只含有Mg
B.样品中一定不含有Ag,可能含有Fe
C.无色溶液中溶质总质量为12g
D.稀硫酸的溶质质量分数为19.6%
9.(2017·宿迁)人类社会的发展离不开金属。
(1)钢铁的锈蚀主要是铁与空气中的等物质发生化学反应的结果。
(2)在空气中,铝的表面易生成致密的氧化膜,氧化膜的主要成分是。
(写化学式)。
(3)某同学取少量工厂废液[溶质是AgNO3、Cu(NO3)2],向其中加入一定量的金属锌,反应结束后,发现溶液仍然是蓝色。
据此推断,反应后溶液中一定含有的溶质是。
10.(2018·常州)研究小组同学对铝和稀盐酸的反应进行了探究。
如图1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2所示的气体压强与时间的关系曲线图。
(1)铝与稀盐酸反应的化学方程式为。
(2)AB段气体压力变化不明显的原因是;CD段气体压力逐渐下降的原因是。
(3)从BC段看反应的速率是先变快后变慢,导致变慢的因素有(填序号).
A.铝片的表面积
B.盐酸的浓度
C.温度
11.(2018·徐州)为了探究金属活动性,将锌和铜分别放入稀硫酸中,铜不反应而锌的表面有气泡产生,写出锌和稀硫酸反应的化学方程式:
。
老师告诉学生,铜和浓硫酸在加热的条件下也能反应且产生气体。
【提出问题】铜与浓硫酸反应的生成物是什么?
其中气体是什么?
【猜想假设】同学们对产生的气体作出了猜想
猜想一:
氢气;
猜想二:
二氧化硫;
猜想三:
氢气和二氧化硫的混合物。
【查阅资料】
(1)二氧化硫可以使品红溶液褪色,也能和碱性溶液反应。
(2)
。
【实验探究】师生设计了如下装置进行实验(部分仪器省略),请完成下列表格。
【表达交流】
(1)在步骤③中,鼓入空气的目的是。
(2)请完成铜与浓硫酸反应的化学方程式:
。
【反思拓展】
(1)若将装置A中铜丝换成锌片,随着反应的进行,硫酸的浓度逐渐变小,装置D玻璃管中看到的现象是。
(2)下列各组药品能够证明锌的活动性比铜强的是(填序号)。
①锌、铜、稀盐酸②锌、硫酸铜溶液③锌、铜、氯化镁溶液
考点二金属的冶炼和防护
12.(2017·淮安)某博物馆藏有一柄古代铁剑,为防止其生锈,下列做法合理的是()
A.定期用清水冲洗,除去灰尘
B.放于体验区,让观众触摸
C.用盐水除去铁剑上的锈斑
D.放在充满氮气的展览柜中
13.(2016·常州)下列情况下,埋在地下的铸铁管道最易生锈的是()
A.在潮湿、疏松、透气的土壤中
B.在干燥、疏松、透气的土壤中
C在潮湿、致密、不透气的土壤中
D.在干燥、致密、不透气的土壤中
14.(2018·巴中)用“W”型管进行微型实验,如图所示,下列说法错误的是()
A.a处红棕色粉末变为黑色
B.a处实验结束时先停止通入CO,后停止加热
C.b处澄清石灰水变浑浊证明有二氧化碳生成
D.可利用点燃的方法进行尾气处理
15.(2018·淮安)铁是目前使用最广泛的金属,请回答:
(1)铁可以用来制作炊具,这是利用了铁的性。
(2)相比于黄铁矿(主要成分FeS2),工业上选赤铁矿(主要成分Fe2O3)为原料炼铁的优点是。
(3)金属腐蚀造成的损失巨大,钢铁防腐尤为重要。
下列钢铁制品的防护措施不合理的是(填序号)。
A.在车船的表面喷涂油漆
B.将使用后的菜刀用布擦干
C.在铁制品表面镀上一层锌
D.用洗涤剂把铁制品表面的油污洗净
16.(2017·杭州)小金利用图示装置进行甲、乙对比实验,探究温度对CO和Fe2O3反应的影响(固定装置略)。
(1)从实验安全角度考虑,图示装置还应采取的改进措施是。
(2)完全反应后,两组的生成物均为黑色粉末(纯净物),分别用两组生成物进行以下实验:
①甲组的黑色粉末与稀盐酸反应的化学方程式是。
②小金查阅资料后发现Fe3O4在常温下不与稀盐酸、CuSO4溶液反应,故猜想乙组的生成物为Fe3O4。
他又发现m2恰好为g,这可成为支持上述猜想的新证据。
(3)甲、乙两组实验说明温度对CO和Fe2O3反应有影响,且均体现出CO的(填写化学性质)。
17.(2018·常州)铁的治炼与利用是学习和研究化学的重要课题。
Ⅰ.铁的冶炼,竖炉炼铁的工艺流程如图1所示
(1)“燃烧室”中CH4燃烧的作用是。
(2)写出“还原反应室”中炼铁的一个反应的化学方程式。
(3)CH4与高温尾气中的CO2或H2O都能反应生成CO和H2,则16gCH4在催化反应室中完全反应后,理论上得到H2的质量(m)范围是。
Ⅱ.铁的利用,利用铁炭混合物(铁屑和活性炭的混合物)处理含有Cu(NO3)2、Pb(NO3)2和Zn(NO3)2的铜冶炼废水。
在相同条件下,测量总质量相同、铁的质量分数不同的铁炭混合物对水中重金属离子的去除率,实验结果如图2所示。
(4)铁炭混合物中铁的质量分数为100%时,水中的Cu2+、Pb2+能被除去而Zn2+不能被除去,其原因是。
(5)铁炭混合物中铁的质量分数为0时,也能除去水中少量的重金属离子,其原因是。
(6)处理效果最好时,铁炭混合物中的铁的质量分数为。
参考答案
考点一金属的性质与用途
【基础梳理】
1.
(1)银白紫红
(2)导电(3)延展(4)导热
2.
(1)①致密的
②黑
③不能
(2)Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
(3)红浅绿Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
【重难点突破】
例1C
考点二金属的冶炼和防护
【基础梳理】
1.
(1)石灰石
(2)
2.
(1)①氧气水
②加快铁的锈蚀
③涂油镀金属(或烧涂搪瓷、保持铁制品干燥等)
(2)防止金属锈蚀回收利用金属(或合理开发金属矿物等)
【重难点突破】
例2C
中考·分类练习
1.C
2.B
3.A
4.B
5.C
6.D
7.A
8.C
9.
(1)氧气和水蒸气
(2)A12O3
(3)硝酸铜和硝酸锌
10.
(1)2Al+6HCl=2A1Cl3+3H2↑
(2)铝表面的氧化铝先与盐酸反应盐酸的浓度降低
(3)B
11.Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
【实验探究】①品红溶液褪色②二④蓝
【表达交流】
(1)排出装置中的SO2,让NaOH溶液充分吸收,防止污染空气等
(2)2H2O
【反思拓展】
(1)黑色变红(铜网变红、氧化铜变红、玻璃管口有水珠等)
(2)①②
12.D
13.A
14.B
15.
(1)导热
(2)含铁量高,不会造成酸雨
(3)D
16.
(1)导管后放一点燃的酒精灯或在导管后扎气球
(2)①Fe+2HCl=FeCl2+H2↑②4.64
(3)还原性
17.Ⅰ.
(1)燃烧产生热量、做生产合成气的原料
(2)
(3)4g≤m≤6g
Ⅱ.(4)铁的金属活动性排在锌的后面
(5)活性炭对铜离子和错离子具有吸附性
(6)50%
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