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浙教版 中考復(fù)習(xí)
專題十二 金屬
例1　將等質(zhì)量的鎂、鐵、鋅，分別放入三份溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的稀鹽酸中，反應(yīng)生成的H2質(zhì)量與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖所示，根據(jù)圖中的信息，作出的判斷不正確的是（　　）
A. X、Y、Z分別表示鎂、鋅、鐵
B. 鐵消耗的鹽酸質(zhì)量最大
C. 鎂、鋅、鐵過量，鹽酸不足
D. 鎂、鋅消耗的鹽酸質(zhì)量相同
C
類型一 金屬與酸反應(yīng)
【解析】A.由圖可知，三種金屬的活動(dòng)性順序?yàn)閄＞Y＞Z，則金屬
X為鎂，Y為鋅，Z為鐵，A正確；B.由圖可知，鐵生成的氫氣質(zhì)量最
大，根據(jù)反應(yīng)前后氫元素的質(zhì)量守恒，且稀鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同，可以判斷鐵消耗的稀鹽酸質(zhì)量最大，B正確；C.鎂和鋅反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量相同，說明鎂有剩余，鋅可能反應(yīng)完全，也可能有剩余，C錯(cuò)誤；D.鎂和鋅反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量相同，則消耗稀鹽酸的質(zhì)量是相同的，D正確。故選C。
重點(diǎn)題型
變式1-1 現(xiàn)有質(zhì)量相等的甲、乙、丙三種金屬，分別放入三份溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的足量稀硫酸中，生成氫氣的質(zhì)量與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖所示(已知甲、乙、丙在生成物中均顯＋2價(jià))。則下列說法正確的是( )
A．甲、乙、丙依次可能是Mg、Zn、Fe
B．金屬活動(dòng)性：甲＞乙＞丙
C．相對(duì)原子質(zhì)量：乙＞丙＞甲
D．消耗硫酸的質(zhì)量：甲＞乙＞丙
D
變式演練
變式1-2　兩個(gè)燒杯中裝有等質(zhì)量的金屬鋅和鎂，然后分別逐漸加入同濃度的稀硫酸，產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量與加入硫酸的質(zhì)量關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是( )
A．a(chǎn)點(diǎn)時(shí)，兩個(gè)燒杯中的酸都恰好完全反應(yīng)
B．b點(diǎn)時(shí)，兩個(gè)燒杯中產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量相同
C．c點(diǎn)時(shí)，兩個(gè)燒杯中都有金屬剩余
D．該圖反映出鎂比鋅的金屬活動(dòng)性強(qiáng)
C
變式演練
例2 (2021·紹興)向一定質(zhì)量的Mg(NO3)2和Cu(NO3)2混合溶液中加入a克鋅粉和鐵粉的混合物，充分反應(yīng)后過濾，得到不飽和的濾液和濾渣，將濾渣洗滌、干燥后再稱量，得到的固體質(zhì)量仍為a克。下列分析合理的是( )
①濾渣中可能有銅
②向?yàn)V渣中加稀鹽酸，可能有氣泡產(chǎn)生
③濾液中一定有Mg(NO3)2、Zn(NO3)2和Fe(NO3)2，可能有Cu(NO3)2
④若忽略過濾操作中溶液損失，濾液中溶質(zhì)的質(zhì)量一定大于原混合溶液溶質(zhì)的質(zhì)量
A．①②　　　B．①③　　　C．②③　　　D．②④
C
類型二 金屬與鹽反應(yīng)
重點(diǎn)題型
【解析】金屬活動(dòng)性:Mg>Zn>Fe>Cu,向一定質(zhì)量的硝酸鎂和硝酸銅的混合溶液中加入ag鋅粉和鐵粉的混合物,鋅先與硝酸銅反應(yīng)生成硝酸鋅和銅,即Zn+Cu(NO3)2=Zn(NO3)2+Cu ,65份的鋅置換出64份的銅,固體質(zhì)量減小,溶液質(zhì)量增加；待硝酸銅完全反應(yīng)后,鐵與硝酸銅反應(yīng)生成硝酸亞鐵和銅,即Fe+Cu(NO3)2=Fe(NO3)2+Cu ,56份的鐵置換出64份的銅,固體質(zhì)量增加,溶液質(zhì)量減小,充分反應(yīng)后過濾,得到不飽和的濾液和濾渣,將濾渣洗滌、干燥后再稱量,得到的固體質(zhì)量仍為a克,故一定發(fā)生了鐵和硝酸銅的反應(yīng)。 ①一定發(fā)生了鋅和硝酸銅、鐵和硝酸銅的反應(yīng),濾渣中一定有銅,錯(cuò)誤; ②鐵可能過量,向?yàn)V渣中加稀鹽酸,可能有氣泡產(chǎn)生,正確; ③硝酸鎂不參與反應(yīng),濾液中一定含硝酸鎂,鋅、鐵一定與硝酸銅發(fā)生了反應(yīng),濾液中一定含硝酸鋅和硝酸亞鐵,可能含硝酸銅,正確; ④鋅與硝酸銅反應(yīng),溶液質(zhì)量增加,鐵與硝酸銅反應(yīng),溶液質(zhì)量減小,完全反應(yīng)后,濾渣的質(zhì)量不變,故濾液中溶質(zhì)的質(zhì)量等于原混合溶液溶質(zhì)的質(zhì)量,錯(cuò)誤。 故正確的是②③。
重點(diǎn)題型
變式2-1　向Cu(NO3)2、Mg(NO3)2、Fe(NO3)2混合溶液中加入一定量的Zn，充分反應(yīng)后得到濾渣和無色濾液。下列說法正確的是( )
A．濾渣的組成有3種可能
B．Zn一定過量
C．濾液中一定有Mg(NO3)2和Zn(NO3)2
D．反應(yīng)前后固體質(zhì)量一定增加
C
變式演練
變式2-2　(2021·寧波)在5.6 g鐵粉中，先逐滴加入一定量的Cu(NO3)2溶液，充分反應(yīng)后再逐滴加入AgNO3溶液，剩余固體質(zhì)量與所加溶液總質(zhì)量的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是( )
A．所加溶液質(zhì)量為M1 g時(shí)，生成Cu的質(zhì)量為m1 g
B．bc段發(fā)生的是Cu和AgNO3溶液的反應(yīng)
C．m3的值為21.6
D．e點(diǎn)溶液中不含Cu(NO3)2
C
變式演練
例3 利用如圖所示實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證鐵、銅、銀的金屬活動(dòng)性順序。
(1)實(shí)驗(yàn)①的目的是_____________________________。
(2)實(shí)驗(yàn)①中能夠觀察到的現(xiàn)象是___________________
_____________________________________________。
(3)為了驗(yàn)證三種金屬的活動(dòng)性順序,溶液甲可以
是_______________(寫出一種即可)。
(4)實(shí)驗(yàn)③中能夠觀察到的現(xiàn)象是___________________________________________________________。
類型三 金屬活動(dòng)性順序驗(yàn)證
【解析】(1)在實(shí)驗(yàn)①中銅能與硝酸銀反應(yīng)證明了銅的活動(dòng)性大于銀，所以實(shí)驗(yàn)①的目的是探究銅和銀的活動(dòng)性強(qiáng)弱； (2)實(shí)驗(yàn)①中銅能與硝酸銀反應(yīng)生成了硝酸銅和銀，能夠觀察到的現(xiàn)象是：銅片的表面有銀白色物質(zhì)生成，溶液由無色逐漸變?yōu)樗{(lán)色。 (3)驗(yàn)證金屬活動(dòng)性順序，可以采用金屬與鹽溶液反應(yīng)的方法：常用“三取中”的原則，溶液甲可以是硫酸銅溶液。 (4)實(shí)驗(yàn)③中鐵與硫酸銅反應(yīng)生成了硫酸亞鐵和銅，能夠觀察到的現(xiàn)象是：鐵的表面有紅色物質(zhì)生成，溶液由藍(lán)色逐漸變?yōu)闇\綠色。
探究銅和銀的活動(dòng)性強(qiáng)弱
銅片的表面有銀
白色物質(zhì)生成，溶液由無色逐漸變?yōu)樗{(lán)色
硫酸銅溶液
鐵的表面有紅色物質(zhì)生成，溶液由藍(lán)色逐漸變?yōu)闇\綠色
重點(diǎn)題型
變式3-1 某學(xué)生為了驗(yàn)證鋅、銀、銅三種金屬的活動(dòng)性順序，設(shè)計(jì)了五個(gè)實(shí)驗(yàn)：
①將Zn、Cu分別放入稀鹽酸中； ②將Ag放入Cu（NO3）2溶液中；
③將Cu放入AgNO3溶液中； ④將Cu放入ZnSO4溶液中； ⑤將Zn放入AgNO3溶液中．
下列實(shí)驗(yàn)組合不能驗(yàn)證鋅、銀、銅三種金屬活動(dòng)性順序的是（　　）
A.①② B.①③ C.②④ D.①⑤
D
變式演練
變式3-2 (2021·溫州)通過實(shí)驗(yàn)可以比較鐵、銅、銀三種金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱。下列裝置能夠達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖? )
D
變式演練
例4 如圖，甲和乙分別是氫氣和一氧化碳還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)，下列有關(guān)說法正確的是（　）
A.甲實(shí)驗(yàn)試管口向下傾斜可防止氫氣逸出
B.乙實(shí)驗(yàn)只能通過澄清石灰水是否變渾濁判斷反應(yīng)是否發(fā)生
C.甲、乙兩實(shí)驗(yàn)中，都應(yīng)先通入氣體，再使試管、玻璃管均勻受熱，以防止發(fā)生爆炸
D.甲、乙兩實(shí)驗(yàn)中，氫氣和一氧化碳都將氧化銅變成游離態(tài)的銅，都發(fā)生了置換反應(yīng)
類型四 金屬的冶煉
C
重點(diǎn)題型
【解析】A.氫氣還原氧化銅生成水，為了防止冷水倒流回試管底部將試管炸裂，所以試管口應(yīng)略向下傾斜，故錯(cuò)誤；
B.乙實(shí)驗(yàn)中還會(huì)觀察到黑色的粉末慢慢變成紅色，來判斷反應(yīng)的發(fā)生，故錯(cuò)誤；
C.兩實(shí)驗(yàn)都先通入一段時(shí)間的氣體，以排凈裝置內(nèi)的空氣，再進(jìn)行加熱，以免發(fā)生爆炸，故正確；
D.一氧化碳與氧化銅在加熱的條件下反應(yīng)生成銅和二氧化碳，反應(yīng)物是兩種化合物，不屬于置換反應(yīng)，故錯(cuò)誤。故選C。
重點(diǎn)題型
變式4-1 (2021，杭州)小金為了探究氧化銅與氫氣的反應(yīng)和反應(yīng)產(chǎn)物，用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。注射器內(nèi)裝滿氫氣，并將注射器針頭扎入橡皮塞中，將少許氧化銅粉末送入長柄U形石英玻璃管內(nèi)并平鋪于管底。將少量白色的無水硫酸銅粉末送入長柄U形石英玻璃管中并平鋪于直管中部。然后將一個(gè)氣球套在長柄U形石英玻璃管的直管出口處，
連接好整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置并檢查裝置氣密性……
(1)為確保實(shí)驗(yàn)安全，在點(diǎn)燃酒精燈加熱前的操作
是______________________________________________________________。
(2)裝置末端連接的氣球的作用是_________________________________。
(3)實(shí)驗(yàn)過程中,當(dāng)觀察到　 　　　　　現(xiàn)象時(shí)可判
斷一定有水生成。
(4)實(shí)驗(yàn)開始時(shí)加入a g純氧化銅粉末,實(shí)驗(yàn)結(jié)束后取出長柄U形石英玻璃管底的固體稱量為b g,當(dāng)b為　　　　(用含有a式子表示)時(shí),可判斷氧化銅已完全轉(zhuǎn)化為銅。
向下推動(dòng)注射器活塞,直至刻度從200 mL變成170 mL
收集氫氣,防止空氣中的水和氧氣進(jìn)入
無水硫酸銅由白色變?yōu)樗{(lán)色
0.8a
變式演練
變式4-2 已知在不同的溫度下,CO與鐵的氧化物反應(yīng)能生成另一種鐵的氧化物(或鐵單質(zhì))和CO2。現(xiàn)利用圖中Ⅰ的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),反應(yīng)過程中管內(nèi)的固體質(zhì)量隨溫度的變化曲線如圖Ⅱ所示。注:圖Ⅰ中的儀器甲是一種加熱儀器,圖Ⅱ中A、B點(diǎn)的固體組成分別是鐵的氧化物中的一種。
(1)查閱資料發(fā)現(xiàn),酒精燈加熱時(shí)玻璃管的受熱溫度是400 ℃~500 ℃,酒精噴燈加熱時(shí)玻璃管的受熱溫度是800 ℃~1 200 ℃。實(shí)驗(yàn)室要利用圖Ⅰ制取金屬鐵,儀器甲應(yīng)選用的加熱儀器是　　　　　(填“酒精燈”或“酒精噴燈”);完全反 應(yīng)后圖Ⅰ中可以觀察到哪些現(xiàn)象 　　 　　　　　　　、　　　　　　 　 　 。圖Ⅰ裝置明顯存在的不足之處是　 。
酒精噴燈
紅棕色固體變?yōu)楹谏?br/>澄清石灰水變渾濁
缺少尾氣處理裝置
變式演練
(2)利用圖Ⅱ顯示的相關(guān)信息,回答下列問題。
①在0 ℃~400 ℃溫度范圍內(nèi),管內(nèi)固體質(zhì)量不變,其原因是__________________________________。
②圖Ⅱ中x= 　　　　。
③試據(jù)圖Ⅱ計(jì)算并推斷A點(diǎn)固體的合理化學(xué)式。(要求有計(jì)算過程)
沒有達(dá)到CO與Fe2O3反應(yīng)的溫度
　
1.68
③解:設(shè)A點(diǎn)固體的化學(xué)式為FexOy,根據(jù)反應(yīng)
前后鐵元素質(zhì)量守恒,2.4 g Fe2O3中Fe元素的
質(zhì)量為2.4 g××100%=1.68 g,FexOy中Fe
元素的質(zhì)量為2.32 g×=1.68 g,x∶y=3∶4,故A點(diǎn)固體的合理化學(xué)式為Fe3O4。
變式演練
例5 某同學(xué)為研究金屬腐蝕的條件，用細(xì)尼龍線將三根大小相同的鐵釘分別固定在下圖所示的三個(gè)液面高度相同的裝置中，放置一星期后觀察現(xiàn)象，下列描述不正確的是（　　）
A.裝置Ⅰ的鐵釘這一側(cè)的液面上升 B.裝置Ⅰ、Ⅱ中的鐵釘都被腐蝕
C.裝置Ⅲ中的鐵釘幾乎沒被腐蝕 D.比較鐵釘這一側(cè)的液面，裝置Ⅱ比裝置I的高
【解析】A、鐵釘生銹能夠耗氧氣，從而使得氣體的壓強(qiáng)小于外界大氣壓，而使液面上升，故A描述正確； B、在I和II中鐵釘都與水和氧氣接觸，并且酸溶液能夠加快鐵的生銹速率，故B描述正確； C、因?yàn)闈饬蛩崮軌蛭账魵猓沟描F不能與水充分接觸，不容易生銹，故C描述正確； D、考慮到濃鹽酸揮發(fā)出來的氯化氫氣體使得壓強(qiáng)增大，所以比較鐵釘這一側(cè)的液面，裝置Ⅱ比裝置I的低，故D描述不正確。 故選D。
類型五 金屬的銹蝕
重點(diǎn)題型
D
變式5 (2021·衢州)鋼絲棉是一種由低碳鋼制成的細(xì)絲，直徑約0.125－0.189毫米。小科利用鋼絲棉探究鐵制品銹蝕的條件，實(shí)驗(yàn)如下：
步驟一：取3個(gè)50 mL活塞潤滑性良好的注射器，檢查氣密性后備用。
步驟二：稱取3團(tuán)等質(zhì)量的鋼絲棉(每團(tuán)體積約為6 cm3)，A保持干燥，B用少量蒸餾水潤濕，
C用少量食鹽水潤濕，分別放入甲、乙、丙注射器中。
步驟三：移動(dòng)活塞，使它們均處于46 mL刻度處，再用橡皮帽封住注射孔(如圖所示)。
步驟四：每隔一定時(shí)間，觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下表。
變式演練
步驟四：每隔一定時(shí)間，觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下表。
(1)檢查注射器氣密性：先用橡皮帽封住注射孔，用手向外拉動(dòng)活塞，放手后觀察到________________，則氣密性良好。
(2)比較乙、丙實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得到的結(jié)論：_________________________________________。
(3)鋼鐵生銹還需要氧氣，請(qǐng)你利用本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為__________。
5分鐘 20分鐘 1小時(shí) 5小時(shí)
甲 無現(xiàn)象 無現(xiàn)象 無現(xiàn)象 無現(xiàn)象
乙 出現(xiàn)少許銹斑，活塞未明顯移動(dòng) 出現(xiàn)明顯銹斑，活塞移動(dòng)少許 銹斑增多，活塞移動(dòng)明顯 銹蝕嚴(yán)重，活塞處于39 mL刻度處
丙 出現(xiàn)明顯銹斑，活塞移動(dòng)少許 銹斑增多，活塞移動(dòng)明顯 銹蝕嚴(yán)重，活塞處于39 mL刻度處 銹蝕嚴(yán)重，活塞處于39 mL刻度處
活塞恢復(fù)原位
氯化鈉(食鹽、鹽水)能加快鋼鐵的生銹
17.5%
變式演練
類型六 金屬的回收和利用
例6 如圖是該興趣小組設(shè)計(jì)的兩種回收銅的實(shí)驗(yàn)方案：
【分析評(píng)價(jià)】①步驟Ⅱ反應(yīng)過程中發(fā)生了還原反應(yīng)的物質(zhì)是 （填化學(xué)式）。
②步驟Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ都需要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是 。
③步驟Ⅴ過程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
④同一份廢銅屑分別通過上述兩種方案最終得到的銅的質(zhì)量：方案一 （填“＞”或“=”或“＜”）方案二；以上兩種方案中，方案二優(yōu)越于方案一，理是 。
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
CuO
過濾
=
方案二不需加熱
過濾
重點(diǎn)題型
變式6 某廢液中只含有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、Ba(NO3)2三種溶質(zhì),為了回收金屬、保護(hù)環(huán)境,小科設(shè)計(jì)了如圖所示方案(所加試劑均過量),下列判斷正確的是 (　　)
A.固體a是銅
B.X一定是Na2SO4
C.溶液B中含有的鹽有Ba(NO3)2、NaNO3
D.若回收到6.4 g固體a,則加入的鐵屑質(zhì)量為5.6 g
C
變式演練
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專題十二 金屬 強(qiáng)化訓(xùn)練
一、選擇題
1.小科為驗(yàn)證鋅、銅、銀三種金屬的活動(dòng)性順序，設(shè)計(jì)了下列四種方案，其中合理的是( )
2.(2020·金華)取一定質(zhì)量的鋅粒和銅片于同一敞口容器中，再逐漸加入稀硫酸。加入稀硫
酸的質(zhì)量與有關(guān)量的變化關(guān)系圖正確的是( )
3.如圖是探究鐵釘銹蝕條件的4個(gè)實(shí)驗(yàn)，一段時(shí)間后觀察現(xiàn)象。下列說法不正確的是( )
A.①中甲、乙、丙三處比較，生銹最明顯的地方是甲
B.①②對(duì)比說明鐵生銹需要空氣，①③對(duì)比說明鐵生銹需要水
C.③中附著在棉花上的氯化鈣的作用是作干燥劑
D.四個(gè)實(shí)驗(yàn)中，生銹最快的是④中的鐵釘
4.小金做了如下實(shí)驗(yàn)，將4.2克鐵粉和4.0克氧化銅粉末均勻混合，然后一次性投入盛有200
克9.8 稀硫酸的大燒杯中。觀察到如下現(xiàn)象，立即出現(xiàn)紅色固體，前階段沒有明顯的氣
泡產(chǎn)生，后階段產(chǎn)生大量無色氣泡，充分反應(yīng)后上層清液呈淺綠色。由此小金做出下列
判斷，其中不合理的是（ ）
A.“立即出現(xiàn)紅色固體”是由于很快發(fā)生了如下轉(zhuǎn)化：CuO CuSO4 Cu
B.“產(chǎn)生大量無色氣泡”是由于發(fā)生了如下反應(yīng)：Fe + H2SO4=FeSO4+H2↑
C.該實(shí)驗(yàn)條件下，硫酸銅比稀硫酸更容易跟鐵粉發(fā)生反應(yīng)
D.在不同濃度的硫酸銅和稀硫酸的混合溶液中投入鐵粉，都是硫酸銅先跟鐵粉反應(yīng)
5.天平兩端各放一只燒杯，調(diào)節(jié)平衡。在兩只燒杯里加入等質(zhì)量、等質(zhì)量分?jǐn)?shù)的稀鹽酸，
然后在左右兩燒杯中分別放入質(zhì)量相等的鎂和鋁，待充分反應(yīng)后，鎂有剩余，則還可以
觀察到的現(xiàn)象是(　 )
①天平保持平衡②鋁也有剩余③天平指針偏向放鎂的一方④天平指針偏向放鋁的一方
A. 只有① B. ①和② C. ②和④ D. 只有③
6.往硝酸銅和硝酸銀的混合溶液中緩慢連續(xù)加入質(zhì)量為m的鋅粉，溶液中析出固體的質(zhì)量
與參加反應(yīng)的鋅粉質(zhì)量關(guān)系如圖所示，下列說法中不正確的是( )
A.ab段(不含兩端點(diǎn))析出的金屬是Ag
B.bc段(不含兩端點(diǎn))析出的金屬是Cu
C.ab段(不含兩端點(diǎn))對(duì)應(yīng)溶液中含有的金屬離子為Zn2＋、Ag＋
和Cu2＋
D.bc段(不含兩端點(diǎn))對(duì)應(yīng)溶液中含有的金屬離子為Zn2＋和Ag＋
7.現(xiàn)有一包由3.2g銅、13g鋅和2g 碳組成的粉末，放到一定量的AgNO3溶液中，完全反應(yīng)
后得到的固體為m種，溶液中溶質(zhì)為n種。下列說法中不正確的是（ 　）
A.若m=2，則n=2或3 B.若固體中金屬的質(zhì)量為 48g，則m=4
C.當(dāng)m=3時(shí)，溶液可能呈藍(lán)色 D.反應(yīng)后固體的質(zhì)量不可能超過56g
8.向盛有10 g 49%稀硫酸的燒杯中加入5.6 g的鐵粉，充分反應(yīng)后有固體殘留，t1時(shí)迅速
倒入一定量的硫酸銅溶液。整個(gè)過程燒杯中溶液的質(zhì)量隨時(shí)
間的變化關(guān)系如圖所示，下列分析正確的是( )
A.a→b點(diǎn)，溶液的pH一直增大
B.c點(diǎn)時(shí)，溶液中有兩種溶質(zhì)
C.d點(diǎn)固體，加入鹽酸一定有氣泡產(chǎn)生
D.m＝15.6 g
9.一定量的銅粉和鎂粉的混合物與足量稀硫酸完全反應(yīng)，過濾，所得固體不溶物在加熱條件
下與足量氧氣充分反應(yīng)后，所得產(chǎn)物的質(zhì)量是原混合物質(zhì)量的一半。則原混合物中銅粉
和鎂粉的質(zhì)量比為（ 　）
A.2：3 B.3：2 C.1：1 D.4：3
10.現(xiàn)有兩種金屬單質(zhì)組成的混合物。向100 g稀鹽酸中加入該混合物，加入混合物的質(zhì)量
與生成氫氣的質(zhì)量關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是( )
A.若混合物為Zn和Cu，則m大于0.2 g
B.若混合物為Zn和Fe，則m可能是0.2 g
C.若混合物為Fe和Cu，稀鹽酸中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.3%
D.若混合物為Fe和Cu，m為0.1 g，則混合物中Fe和Cu的質(zhì)量比為1:1
二、填空題
11.某興趣小組從實(shí)驗(yàn)室收集到一桶含有FeSO4、CuSO4的廢液，想從中回收金屬銅和硫酸亞
鐵晶體，設(shè)計(jì)了如圖實(shí)驗(yàn)方案．結(jié)合實(shí)驗(yàn)方案回答下列問題：
（1）步驟①中，金屬X是 ，步驟②中，加入過量稀硫酸的目的是 。
（2）理論上所得硫酸亞鐵晶體的質(zhì)量______（填“＞”“＜”或“=”）原廢液中硫酸
亞鐵的質(zhì)量。
12.將等質(zhì)量的鋅粉和鐵粉，分別放入質(zhì)量相等、溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的稀硫酸中，生成氫氣
質(zhì)量(m)隨反應(yīng)時(shí)間(t)的變化曲線如圖所示，請(qǐng)回答：
（1）寫出鋅與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式_________________，
該反應(yīng)的基本類型為________反應(yīng)；
（2）對(duì)于該圖象的理解，下列說法正確的是____(填序號(hào))。
①A表示鋅和稀硫酸的反應(yīng)曲線
②反應(yīng)結(jié)束后兩種金屬一定都有剩余
③反應(yīng)結(jié)束后稀硫酸都沒有剩余
④反應(yīng)結(jié)束后消耗兩種金屬的質(zhì)量相等 ⑤反應(yīng)結(jié)束后所得溶液質(zhì)量相等
13.金屬防腐是科學(xué)研究中的重大課題。某校學(xué)習(xí)小組以鐵的銹蝕為項(xiàng)目進(jìn)行如下研究。
（1）該小組用圖甲裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),起始時(shí)量筒內(nèi)的水面處于
50 mL刻度處,之后水面緩慢上升。幾天后,水面最終處
于約　　　　mL刻度處。
（2）小科同學(xué)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):取鐵釘用砂紙打磨,稱其質(zhì)量,按
如圖乙安裝裝置,放置3天,再取出鐵釘稱量。改變條件重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),得到鐵釘質(zhì)
量增加情況如下表:
溫度/℃ 10 20 30 40 50 60 70
鐵釘質(zhì)量增加/g 0.02 0.04 0.08 0.16 0.18 0.18 0.18
小科設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)基于的假設(shè)是 　。
（3）指導(dǎo)老師認(rèn)為小科的實(shí)驗(yàn)未能真實(shí)反映50 ℃以后鐵釘腐蝕的快慢,理由是50 ℃以
后鐵釘質(zhì)量沒有變化。請(qǐng)分析表格數(shù)據(jù),鐵釘質(zhì)量沒有變化的原因是 　。
14.某化學(xué)興趣小組在做鐵與硫酸銅溶液反應(yīng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)生成銅的同時(shí)也有少量氣泡產(chǎn)生，為
了進(jìn)一步研究做了如下實(shí)驗(yàn)：
（1）取8.5g鐵粉放入一定量的硫酸銅溶液中，反應(yīng)完成后，濾過固體，洗滌，干燥后
稱量，固質(zhì)量為9.2g；
（2）將9.2g固體放一足量的鹽酸中充分反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量為0.1g。問：
①與硫酸銅反應(yīng)的鐵的質(zhì)量是______，與鹽酸反應(yīng)的鐵的質(zhì)量是______，兩者質(zhì)量
之和______（填“＞”“＜”“=”）8.5g。
②針對(duì)上述現(xiàn)象請(qǐng)你解釋原因： 。
15.月球表面富含鈦鐵礦，鈦因其硬度大、熔點(diǎn)高、常溫下耐酸堿、耐腐蝕等優(yōu)良的性能，
被譽(yù)為“未來金屬”。工業(yè)上以鈦鐵礦(主要成分為鈦酸亞鐵，F(xiàn)eTiO3)為原料生產(chǎn)鈦，
其主要工藝流程如圖所示：
（1）鈦鐵礦的主要成分是FeTiO3（鈦酸亞鐵），其中鈦的化合價(jià)為______價(jià)．
（2）請(qǐng)寫出上述工藝流程中鎂在高溫下與TiCl4反應(yīng)生成Ti和氯化鎂的化學(xué)方程式
____________________________，該反應(yīng)的基本反應(yīng)類型是____________。
（3）上述生產(chǎn)過程中得到的金屬鈦中混有少量金屬雜質(zhì)，可加入__________除去。
16.在稀H2SO4和CuSO4的混合溶液中，加入適量鐵粉，使其正好完全反應(yīng)，反應(yīng)后經(jīng)過過濾得到固體物質(zhì)的質(zhì)量與所加鐵粉的質(zhì)量相等，則混合溶液中H2SO4和CuSO4的質(zhì)量比為 。
17.如圖所示，調(diào)節(jié)杠桿平衡。
（1）實(shí)驗(yàn)1：加熱細(xì)銅絲團(tuán)一段時(shí)間后移 走酒精燈，觀察到銅絲變?yōu)楹谏–uO），細(xì)
銅絲團(tuán) （填“上升”或“下沉”）。
（2）實(shí)驗(yàn)2：一段時(shí)間后，鐵粉包下沉，是因?yàn)殍F粉與 發(fā)生反應(yīng)。
（3）實(shí)驗(yàn)3：將銅絲團(tuán)浸入硝酸銀溶液一段時(shí)間，當(dāng)觀察到溶液變?yōu)樗{(lán)色時(shí)小心地松手，
發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定后的砝碼比起始位置 。
三、解答題
18.某學(xué)校課外活動(dòng)小組用3 g少量CO2的CO的混合氣體做CO還原CuO實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如
圖，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表，假定每個(gè)反應(yīng)都完全進(jìn)行：試計(jì)算該實(shí)驗(yàn)參加反應(yīng)的CO的質(zhì)
量分?jǐn)?shù)。
實(shí)驗(yàn)記錄表：
實(shí)驗(yàn)裝置代號(hào) A B D
實(shí)驗(yàn)前總質(zhì)量(g) 100 100 100
實(shí)驗(yàn)后總質(zhì)量(g) 100.5 100.5 102.2
參考答案
一、選擇題
1.D 2.C 3.A 4.D 5.B 6.D 7.B 8.B 9.C 10.D
二、填空題
11.（1）故填：鐵，除去銅中的鐵；（2）＞
12.(1)Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑；置換；(2)①③
13.(1)40
(2)鐵釘銹蝕的快慢(可能)與溫度有關(guān)
(3)試管內(nèi)的氧氣已被耗盡
14.（1）5.6g 2.8g；＜（2）因?yàn)榱蛩徙~溶液呈酸性，部分鐵與酸性物質(zhì)發(fā)生了反應(yīng)
15.（1）TiCl4＋2Mg=Ti＋2MgCl2 置換反應(yīng)（2）稀鹽酸
16.7：80
17.（1）下沉（2）水和氧氣（3）高
三、解答題
18.解：A裝置增加的質(zhì)量為100.5 g－100 g＝0.5 g，為原混合物氣體中CO2的質(zhì)量，則原來混合氣中CO為2.5 g；D裝置增加的質(zhì)量為102.2 g－100 g＝2.2 g，為生成的二氧化碳的質(zhì)量；
設(shè)參加反應(yīng)的一氧化碳的質(zhì)量為x
CuO＋COCu＋CO2
28 44
x 2.2 g
＝　　x＝1.4 g
該實(shí)驗(yàn)參加反應(yīng)的CO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%＝56%
答：該實(shí)驗(yàn)參加反應(yīng)的CO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
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專題十二 金屬 學(xué)案
重點(diǎn)題型·變式演練
類型一 金屬與酸反應(yīng)
例1　將等質(zhì)量的鎂、鐵、鋅，分別放入三份溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的稀鹽酸中，反應(yīng)生成的H2
質(zhì)量與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖所示，根據(jù)圖中的信息，作出的判斷不
正確的是（　　）
A.X、Y、Z分別表示鎂、鋅、鐵 B.鐵消耗的鹽酸質(zhì)量最大
C.鎂、鋅、鐵過量，鹽酸不足 D.鎂、鋅消耗的鹽酸質(zhì)量相同
變式1-1 現(xiàn)有質(zhì)量相等的甲、乙、丙三種金屬，分別放入三份溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的足量稀
硫酸中，生成氫氣的質(zhì)量與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖所示(已知甲、乙、
丙在生成物中均顯＋2價(jià))。則下列說法正確的是( )
A.甲、乙、丙依次可能是Mg、Zn、Fe B.金屬活動(dòng)性：甲＞乙＞丙
C.相對(duì)原子質(zhì)量：乙＞丙＞甲 D.消耗硫酸的質(zhì)量：甲＞乙＞丙
變式1-2　兩個(gè)燒杯中裝有等質(zhì)量的金屬鋅和鎂，然后分別逐漸加入同
濃度的稀硫酸，產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量與加入硫酸的質(zhì)量關(guān)系如圖所示，下列說法正確的
是( )
A．a(chǎn)點(diǎn)時(shí)，兩個(gè)燒杯中的酸都恰好完全反應(yīng)
B．b點(diǎn)時(shí)，兩個(gè)燒杯中產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量相同
C．c點(diǎn)時(shí)，兩個(gè)燒杯中都有金屬剩余
D．該圖反映出鎂比鋅的金屬活動(dòng)性強(qiáng)
類型二 金屬與鹽反應(yīng)
例2 (2021·紹興)向一定質(zhì)量的Mg(NO3)2和Cu(NO3)2混合溶液中加入a克鋅粉和鐵粉的
混合物，充分反應(yīng)后過濾，得到不飽和的濾液和濾渣，將濾渣洗滌、干燥后再稱量，得
到的固體質(zhì)量仍為a克。下列分析合理的是( )
①濾渣中可能有銅 ②向?yàn)V渣中加稀鹽酸，可能有氣泡產(chǎn)生
③濾液中一定有Mg(NO3)2、Zn(NO3)2和Fe(NO3)2，可能有Cu(NO3)2
④若忽略過濾操作中溶液損失，濾液中溶質(zhì)的質(zhì)量一定大于原混合溶液溶質(zhì)的質(zhì)量
A.①②　　　 B.①③　　　 C.②③　　 　D.②④
變式2-1　向Cu(NO3)2、Mg(NO3)2、Fe(NO3)2混合溶液中加入一定量的Zn，充分反應(yīng)后得
到濾渣和無色濾液。下列說法正確的是( )
A.濾渣的組成有3種可能 B.Zn一定過量
C.濾液中一定有Mg(NO3)2和Zn(NO3)2 D.反應(yīng)前后固體質(zhì)量一定增加
變式2-2　在5.6 g鐵粉中，先逐滴加入一定量的Cu(NO3)2溶液，充分反應(yīng)后再逐滴加入AgNO3
溶液，剩余固體質(zhì)量與所加溶液總質(zhì)量的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是( )
A.所加溶液質(zhì)量為M1 g時(shí)，生成Cu的質(zhì)量為m1 g
B.bc段發(fā)生的是Cu和AgNO3溶液的反應(yīng)
C.m3的值為21.6
D.e點(diǎn)溶液中不含Cu(NO3)2
類型三 金屬活動(dòng)性順序驗(yàn)證
例3 利用如圖所示實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證鐵、銅、銀的金屬活動(dòng)性順序。
（1）實(shí)驗(yàn)①的目的是_____________________________。
（2）實(shí)驗(yàn)①中能夠觀察到的現(xiàn)象是
___________________________。
（3）為了驗(yàn)證三種金屬的活動(dòng)性順序,溶液
甲可以是_________(寫出一種即可)。
（4）實(shí)驗(yàn)③中能夠觀察到的現(xiàn)象是
__________________________。
變式3-1 某學(xué)生為了驗(yàn)證鋅、銀、銅三種金屬的活動(dòng)性順序，設(shè)計(jì)了五個(gè)實(shí)驗(yàn)：
①將Zn、Cu分別放入稀鹽酸中； ②將Ag放入Cu（NO3）2溶液中；
③將Cu放入AgNO3溶液中； ④將Cu放入ZnSO4溶液中； ⑤將Zn放入AgNO3溶液中．
下列實(shí)驗(yàn)組合不能驗(yàn)證鋅、銀、銅三種金屬活動(dòng)性順序的是（　　）
A.①② B.①③ C.②④ D.①⑤
變式3-2 (2021·溫州)通過實(shí)驗(yàn)可以比較鐵、銅、銀三種金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱。下列裝置能
夠達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖? )
類型四 金屬的冶煉
例4 如圖，甲和乙分別是氫氣和一氧化碳還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)，下列有關(guān)說法正確的是（　）
A.甲實(shí)驗(yàn)試管口向下傾斜可防止氫氣逸出
B.乙實(shí)驗(yàn)只能通過澄清石灰水是否變渾濁判斷反應(yīng)是否發(fā)生
C.甲、乙兩實(shí)驗(yàn)中，都應(yīng)先通入氣體，再使試管、玻璃管均勻受熱，以防止發(fā)生爆炸
D.甲、乙兩實(shí)驗(yàn)中，氫氣和一氧化碳都將氧化銅變成游離態(tài)的銅，都發(fā)生了置換反應(yīng)
變式4-1 小金為了探究氧化銅與氫氣的反應(yīng)和反應(yīng)產(chǎn)物，用如圖所示
裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。注射器內(nèi)裝滿氫氣，并將注射器針頭扎入橡皮塞
中，將少許氧化銅粉末送入長柄U形石英玻璃管內(nèi)并平鋪于管底。
將少量白色的無水硫酸銅粉末送入長柄U形石英玻璃管中并平鋪
于直管中部。然后將一個(gè)氣球套在長柄U形石英玻璃管的直管出
口處，連接好整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置并檢查裝置氣密性……
（1）為確保實(shí)驗(yàn)安全，在點(diǎn)燃酒精燈加熱前的操作是_________________________。
（2）裝置末端連接的氣球的作用是_________________________________。
（3）實(shí)驗(yàn)過程中,當(dāng)觀察到　 現(xiàn)象時(shí)可判斷一定有水生成。
（4）實(shí)驗(yàn)開始時(shí)加入a g純氧化銅粉末,實(shí)驗(yàn)結(jié)束后取出長柄U形石英玻璃管底的固體
稱量為b g,當(dāng)b為　　(用含有a式子表示)時(shí),可判斷氧化銅已完全轉(zhuǎn)化為銅。
變式4-2 已知在不同的溫度下,CO與鐵的氧化物反應(yīng)能生成另一種鐵的氧化物(或鐵單質(zhì))
和CO2。現(xiàn)利用圖中Ⅰ的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),反應(yīng)過程中管內(nèi)的固體質(zhì)量隨溫度的變化曲
線如圖Ⅱ所示。注:圖Ⅰ中的儀器甲是一種加熱儀器,圖Ⅱ中A、B點(diǎn)的固體組成分別是鐵
的氧化物中的一種。
（1）查閱資料發(fā)現(xiàn),酒精燈加熱時(shí)玻璃管的受熱溫度是400 ℃~500 ℃,酒精噴燈加熱時(shí)
玻璃管的受熱溫度是800 ℃~1 200 ℃。實(shí)驗(yàn)室要利用圖Ⅰ制取金屬鐵,儀器甲應(yīng)選
用的加熱儀器是　　　　　(填“酒精燈”或“酒精噴燈”);完全反 應(yīng)后圖Ⅰ中
可以觀察到哪些現(xiàn)象 　 、 。圖Ⅰ
裝置明顯存在的不足之處是　 。
（2）利用圖Ⅱ顯示的相關(guān)信息,回答下列問題。
①在0 ℃~400 ℃溫度范圍內(nèi),管內(nèi)固體質(zhì)量不變,其原因是_________________。
②圖Ⅱ中x= 　　　　。
③試據(jù)圖Ⅱ計(jì)算并推斷A點(diǎn)固體的合理化學(xué)式。(要求有計(jì)算過程)
類型五 金屬的銹蝕
例5 某同學(xué)為研究金屬腐蝕的條件，用細(xì)尼龍線將三根大小相同的鐵釘分別固定在下圖所示的三個(gè)液面高度相同的裝置中，放置一星期后觀察現(xiàn)象，下列描述不正確的是（　　）
A.裝置Ⅰ的鐵釘這一側(cè)的液面上升 B.裝置Ⅰ、Ⅱ中的鐵釘都被腐蝕
C.裝置Ⅲ中的鐵釘幾乎沒被腐蝕 D.比較鐵釘這一側(cè)的液面，裝置Ⅱ比裝置I的高
變式5 (2021·衢州)鋼絲棉是一種由低碳鋼制成的細(xì)絲，直徑約0.125－0.189毫米。小科
利用鋼絲棉探究鐵制品銹蝕的條件，實(shí)驗(yàn)如下：
步驟一：取3個(gè)50 mL活塞潤滑性良好的注射器，檢查氣密性后備用。
步驟二：稱取3團(tuán)等質(zhì)量的鋼絲棉(每團(tuán)體積約為6 cm3)，A保持干燥，B用少量蒸餾水
潤濕，C用少量食鹽水潤濕，分別放入甲、乙、丙注射
器中。
步驟三：移動(dòng)活塞，使它們均處于46 mL刻度處，再用
橡皮帽封住注射孔(如圖所示)。
步驟四：每隔一定時(shí)間，觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下表。
步驟四：每隔一定時(shí)間，觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下表。
5分鐘 20分鐘 1小時(shí) 5小時(shí)
甲 無現(xiàn)象 無現(xiàn)象 無現(xiàn)象 無現(xiàn)象
乙 出現(xiàn)少許銹斑，活塞未明顯移動(dòng) 出現(xiàn)明顯銹斑，活塞移動(dòng)少許 銹斑增多，活塞移動(dòng)明顯 銹蝕嚴(yán)重，活塞處于39 mL刻度處
丙 出現(xiàn)明顯銹斑，活塞移動(dòng)少許 銹斑增多，活塞移動(dòng)明顯 銹蝕嚴(yán)重，活塞處于39 mL刻度處 銹蝕嚴(yán)重，活塞處于39 mL刻度處
（1）檢查注射器氣密性：先用橡皮帽封住注射孔，用手向外拉動(dòng)活塞，放手后觀察到
________________，則氣密性良好。
（2）比較乙、丙實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得到的結(jié)論：_________________________________________。
（3）鋼鐵生銹還需要氧氣，請(qǐng)你利用本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)為____。
類型六 金屬的回收和利用
例6 如圖是該興趣小組設(shè)計(jì)的兩種回收銅的實(shí)驗(yàn)方案：
【分析評(píng)價(jià)】①步驟Ⅱ反應(yīng)過程中發(fā)生了還原反應(yīng)的物質(zhì)是 （填化學(xué)式）。
②步驟Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ都需要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是 。
③步驟Ⅴ過程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
④同一份廢銅屑分別通過上述兩種方案最終得到的銅的質(zhì)量：方案一 （填“＞”或“=”或“＜”）方案二；以上兩種方案中，方案二優(yōu)越于方案一，理是 。
變式6 某廢液中只含有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、Ba(NO3)2三種溶質(zhì),為了回收金屬、保護(hù)環(huán)
境,小科設(shè)計(jì)了如圖所示方案(所加試劑均過量),下列判斷正確的是 (　　)
A.固體a是銅
B.X一定是Na2SO4
C.溶液B中含有的鹽有Ba(NO3)2、NaNO3
D.若回收到6.4 g固體a,則加入的鐵屑質(zhì)量為5.6 g
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