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1.7 金属与金属矿物
【基础作业】
1.(2024·长沙)家电以旧换新,节约又环保。废旧电器中含有塑料、钢铁、玻璃、橡胶等材料,
其中属于金属材料的是 ( )
A.塑料 B.钢铁 C.玻璃 D.橡胶
2.(2024·陕西模拟)物质的分类是学习化学的一种重要方法。下列物质属于合金的是( )
A.不锈钢 B.高锰酸钾
C.氧化铜 D.液氧
3.(2023·滨州)人类文明的进步与金属材料发展关系十分密切。下列有关金属材料的说法中,
正确的是( )
A.金属在常温下都是固体
B.工业炼铁的原理是3CO+Fe O 2Fe+3CO ,该反应属于置换反应
2 3 2
C.铁在潮湿的空气中比在干燥的空气中更容易生锈
D.铝制品不易被锈蚀是因为铝不与氧气反应
4.(原创)为证明Fe、Cu、Ag三种金属的活动性强弱,下列实验方案能达到目的的是 ( )
A.将Fe、Cu、Ag分别放入稀盐酸中
B.将Cu分别放入FeCl 溶液、AgNO 溶液中
2 3
C.将Cu、Ag分别放入FeSO 溶液中
4
D.将Fe放入稀盐酸、Cu放入AgNO 溶液中
3
5.向盛有AgNO 、Cu(NO ) 和Al(NO ) 混合溶液的试管中加入一定量铁粉,充分反应后过滤,
3 3 2 3 3
向滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生。下列说法正确的是 ( )
A.滤渣中一定有铁、铜、银
B.滤液中一定含有Fe(NO ),可能含有Al(NO )
3 2 3 3
C.滤液的质量一定比原溶液的质量大
D.滤液有可能呈蓝色
6.(改编)陕西博物馆珍藏了许多承载历史变迁的青铜文物,人们发现青铜器在含有Cl-的环境
中易生成氯化亚铜(CuCl),其随着环境条件的变化而发生锈蚀,锈层物质成分示意图如图所示。
下列叙述错误的是 ( )
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A.铜绿[Cu (OH) CO]是由碳、氢、氧、铜四种元素组成的
2 2 3
B.生成Cu (OH) Cl的过程中一定只有CuCl、HO和O 参与
2 3 2 2
C.青铜器在锈蚀的过程中铜元素的化合价升高
D.在干燥、无氧的环境中有利于青铜器的保护
7.(2024·成都)下列有关金属的实验中,能达到相应目的的是 ( )
A B
C D
A.比较合金与其组分金属的硬度
B.验证锌、铁和铜的金属活动性顺序
C.证明铜生锈与CO、O 和HO有关
2 2 2
D.验证质量守恒定律
8.向三只烧杯中分别放入足量的Mg、Al、Fe粉末,同时加入质量分数相同的100 g稀盐酸,充
分反应。反应的有关图像错误的是 ( )
A. B.
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C. D.
9.(2024·陕西模拟)2024年1月,考古队在秦陵陵园西侧墓葬出土了大量陶器、青铜器、玉器、
铁器和金银质地的文物,还发现了唯一一辆保存完整的四轮独辀车。
(1)青铜的硬度比纯铜的 (选填“大”或“小”)。
(2)出土的金带钩历经2000多年依旧金光灿灿,其原因是 。
(3)玉石的主要成分为NaAlSi O。NaAlSi O 中铝元素与硅元素的质量比为 。
2 6 2 6
10.(2023·西安模拟)金属材料广泛应用于日常的生产、生活中。
(1)《天工开物》中记载了冶炼和使用金属锡的场景。
冶炼锡时,常将含锡矿石与足量木炭装入冶炼炉中,点燃并鼓入大量空气。
①鼓入足量空气能使木炭 ,从而提高炉温。
②炼锡时,最关键的一步为“点铅勾锡”,加入铅能使铅锡合金较易熔化流出,原因是
。
③古代锡器常用来饮酒喝茶,很少装酸性物质,原因是 。
(2)工业上以赤铁矿(主要含氧化铁)为原料炼铁,反应的化学方程式为 Fe O+3CO
2 3
2Fe+3CO 。常用的双吸剂(吸收水和氧气)的有效成分为铁粉。检验用过一段时间后的该双
2
吸剂是否失效,可选用的试剂是 (填一种即可)。
【素养作业】
11.(2024·重庆A卷)中国古代创造的湿法炼铜技术,是对世界化学史的一个贡献。现将一根
光亮的铁钉放入硫酸铜溶液里充分反应。下列说法的组合中正确的是 ( )
①反应能证明两种金属的活动性
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②反应后溶液的质量增加
③反应生成的溶质为硫酸铁
④反应后固体表面附着一层红色物质
A.①④ B.②③ C.①②④ D.②③④
12.为验证铁、铜、银三种金属的活动性顺序,小东设计了如下所示的两组实验。下列说法正
确的是 ( )
A.通过实验①②能够验证三种金属的活动性顺序
B.实验②中发生反应的化学方程式是2Ag+CuSO Ag SO +Cu
4 2 4
C.实验①中溶液的质量逐渐增大
D.实验①中溶液颜色由蓝色变为黄色
13.(2024·陕西模拟)人类的生产、生活都离不开金属材料,其见证了人类文明发展的过程。
(1)生活中使用最广泛的金属材料是钢。和铁相比,钢的优点是 (写
一点)。
(2)向一定量的Mg(NO) 和Cu(NO ) 的混合溶液中加入锌片,写出发生反应的化学方程式:
3 2 3 2
,与实验前相比,溶液的质量 (选填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)向两个盛有相同质量铝粉和铁粉的烧杯中,分别滴加相同浓度的稀硫酸,产生氢气的质量
与加入稀硫酸的质量关系如图2所示。下列说法正确的有 (填字母)。
A.a点时,两个烧杯中的酸都恰好完全反应
B.b点时,两个烧杯中产生氢气的质量相同
C.c点时,两个烧杯中都有金属剩余
D.图中曲线不能反映铁和铝的金属活动性强弱
14.(2024·延安模拟·优秀传统文化)在人类社会的发展进程中,金属材料发挥着重要作用。
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(1)古诗词中有关于“养剑”的描述,如苏轼《谢曹子方惠新茶》:“囊简久藏科斗字,铦锋新莹
鹏鹈膏。”鹏鹈膏指的是鹏鹈这种鸟类的脂肪,涂抹在刀剑上可用于防锈,其原理是
。
(2)明代《天工开物》中记载“炒钢法”的生产工艺是现代钢铁冶炼的先者。现代实验室模
拟炼铁的装置如下:
①写出A中硬质玻璃管内发生反应的化学方程式: 。
②C处酒精灯的作用是 。
(3)我国载人飞船用钛镍形状记忆合金制作卫星天线。已知镍(Ni)的金属活动性介于铁与铜
之间,为验证三种金属的活动性顺序,下列选用的试剂组合可行的是 (填序号)。
①FeCl 溶液、Ni、CuCl 溶液
2 2
②FeCl 溶液、Ni、Cu
2
③Fe、NiCl 溶液、Cu
2
15.某兴趣小组进行铁锈蚀的实验探究。
【知识回顾】
铁是一种化学性质较活泼的金属,常温下能与稀盐酸、氧气等物质反应。
(1)铁与稀盐酸反应的化学方程式是 。
(2)铁锈的颜色是 。
【实验探究】
该小组利用如下装置对铁钉锈蚀的条件进行探究,一段时间后,在A和B中没有观察到明显
现象,C和D中铁钉锈蚀。
(3)B中将蒸馏水煮沸的目的是 。
(4)ABD对比,说明铁钉锈蚀需要的物质是 ;C中的铁钉比D中的锈蚀更严重,原
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因是 。
【拓展探究】
(5)为进一步探究铁钉锈蚀过程中气态物质的变化,该小组按图E所示装置完成以下实验。恒
温下,向锥形瓶中加入少量稀盐酸,同时测量锥形瓶内气体压强随时间的变化,直至反应完全。
①测量过程中要保持恒温,理由是 。
②请在图F中绘制整个反应过程中锥形瓶内气体压强的变化趋势。
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答案
1.B 【解析】A.塑料属于三大合成材料之一;B.钢铁属于金属材料;C.玻璃的主要成分是硅
酸盐,属于无机非金属材料;D.橡胶分为天然橡胶和合成橡胶,天然橡胶属于天然材料,合成橡
胶属于合成材料。
2.A 【解析】A.不锈钢是由铁、铬、镍熔合而成的合金;B.高锰酸钾属于纯净物,而合金属
于混合物,高锰酸钾不属于合金;C.氧化铜属于金属氧化物,金属氧化物属于纯净物,而合金属
于混合物,氧化铜不属于合金;D.液氧是液态氧气,其中不含有金属,不属于合金。
3.C 4.B
5.A 【解析】A.由金属活动性Al>Fe>Cu>Ag可知,向盛有AgNO 、Cu(NO ) 和Al(NO ) 混
3 3 2 3 3
合溶液的试管中加入一定量铁粉,铁不能与Al(NO ) 溶液反应,铁先与AgNO 反应生成硝酸
3 3 3
亚铁和银,AgNO 反应完,若还有铁粉,铁才能与Cu(NO ) 反应生成硝酸亚铁和铜。充分反应
3 3 2
后过滤,向滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生,说明滤渣中含有铁,则滤渣中一定有铁、铜、银,故
选项说法正确。B.滤液中一定含有 Fe(NO ) 、Al(NO ),故选项说法错误。C.根据
3 2 3 3
Fe+2AgNO Fe(NO )+2Ag可知,每56份质量的铁可置换出216份质量的银,溶液的质量
3 3 2
会减小;根据Fe+Cu(NO) Fe(NO )+Cu可知,每56份质量的铁可置换出64份质量的铜,溶
3 2 3 2
液的质量会减小,则滤液的质量一定比原溶液的质量小,故选项说法错误。D.滤液不可能呈蓝
色,滤液呈浅绿色,故选项说法错误。
6.B 【解析】A.铜绿[Cu (OH) CO]是由碳、氢、氧、铜四种元素组成的,正确;B.生成
2 2 3
Cu (OH) Cl的过程中一定有CuCl、HO参与,O 不一定参与,不正确;C.青铜器在锈蚀的过程
2 3 2 2
中铜元素的化合价升高,即由0变成+1或+2,正确;D.在干燥、无氧的环境中有利于青铜器的
保护,正确。
7.B 【解析】A.不锈钢的组成成分中不含铝,图中实验不能用于比较合金与其组分金属的
硬度,故选项不能达到相应目的。B.铜片和锌粒分别放入硫酸亚铁溶液中,Zn与硫酸亚铁溶
液反应置换出铁,说明了金属活动性顺序为Zn>Fe,铜片与硫酸亚铁溶液不反应,说明了金属
活动性顺序Fe>Cu;由此可得出三种金属活动性顺序Zn>Fe>Cu,故选项能达到相应目的。C.
第一支试管中的铜片能与二氧化碳、水充分接触,第二支试管中的铜片能与氧气、水充分接
触,第三支试管中的铜片能与二氧化碳、氧气、水充分接触,一段时间后,前两支试管中的铜
片没有生锈,第三支试管中的铜片生锈,可用于证明铜生锈与二氧化碳、氧气有关,无法证明
是否与水有关,故选项不能达到相应目的;D.铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,反应过程
中氢气逸出,反应后烧杯中的物质质量减少,不能直接用于验证质量守恒定律,故选项不能达
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到相应目的。
8.D 【解析】A.向三只烧杯中分别放入足量的Mg、Al、Fe粉末,同时加入质量分数相同的
100 g稀盐酸,若消耗盐酸相同,则生成氢气的质量相同,根据化学方程式的质量关系可知消耗
相同质量的盐酸,同时消耗金属的质量关系为 Fe>Mg>Al,故溶液质量增加的关系为
Fe>Mg>Al,故选项图像正确;B.金属与酸反应生成的氢气来源于酸中的氢元素,因为酸的量相
同,金属过量,故最终生成的氢气应该相等,生成等质量的氢气,消耗的金属的质量为
AlAl>Fe,则镁的反应速率最快,至完全反
应所需时间最短,铝次之,最后是铁;向三只烧杯中分别放入足量的 Mg、Al、Fe粉末,同时加
入质量分数相同的100 g稀盐酸,充分反应,最后生成的氢气的质量相等,故选项图像正确;D.
金属活动性顺序为Mg>Al>Fe,所以相同时间消耗金属的质量关系为Mg>Al>Fe,根据化学方
程式的质量关系可知消耗相同质量的盐酸,同时消耗金属的质量关系为Fe>Mg>Al,故选项图
像错误。
9.(1)大 (2)金的化学性质稳定 (3)27∶56
【解析】(1)青铜的硬度比纯铜的大。
(2)出土的金带钩历经2000多年依旧金光灿灿,其原因是金的化学性质稳定。
(3)玉石的主要成分为NaAlSi O。NaAlSi O 中铝元素与硅元素的质量比为27∶56。
2 6 2 6
10.(1)①完全燃烧,放出更多热量 ②合金的熔点比各组分的熔点低 ③锡器会与酸性物质
反应
(2)稀盐酸(或稀硫酸,或硫酸铜溶液等)
11.A 【解析】将一根光亮的铁钉放入硫酸铜溶液里充分反应,铁和硫酸铜反应生成硫酸亚
铁和铜;①铁能置换出铜,说明铁的活动性强于铜,该反应能证明两种金属的活动性;②铁和硫
酸铜反应的化学方程式及其质量关系为
Fe+CuSO FeSO +Cu
4 4
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则反应后溶液的质量减少;③反应生成的溶质为硫酸亚铁;④该反应有铜生成,反应后固体表
面附着一层红色物质。
12.A
13.(1)硬度大或耐腐蚀性好 (2)Zn+Cu(NO) Cu+Zn(NO ) 增大 (3)CD
3 2 3 2
【解析】(1)生活中使用最广泛的金属材料是钢。和铁相比,钢的优点是硬度大、耐腐蚀等。
(2)向一定量的Mg(NO) 和Cu(NO ) 的混合溶液中加入锌片,锌和硝酸铜反应生成硝酸锌和
3 2 3 2
铜,发生反应的化学方程式是Zn+Cu(NO ) Cu+Zn(NO ),65份质量的锌反应生成64份的
3 2 3 2
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铜,与实验前相比,溶液的质量增大。
(3)A.a点时,左边烧杯中的酸恰好完全反应,右边烧杯中的酸过量;B.b点时,两个烧杯中产生氢
气的质量不相同,左边烧杯中产生的氢气较多;C.c点时,两个烧杯中都有金属剩余;D.图中曲
线不能反映铁和铝的金属活动性强弱。
14.(1)隔绝氧气和水 (2)①3CO+Fe O 2Fe+3CO ②处理尾气 CO,防止污染空气
2 3 2
(3)①③
【解析】(1)铁在与氧气和水蒸气共存时会发生锈蚀,因此鸟类的脂肪涂抹在刀剑上可用于防
锈,其原理是隔绝氧气和水。
(2)①在高温的条件下,一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳,化学方程式为3CO+Fe O
2 3
2Fe+3CO ;②尾气中含有有毒的一氧化碳气体,若直接排放到空气中会造成空气污染,因
2
此C处酒精灯的作用是处理尾气CO,防止污染空气。
(3)①Ni和FeCl 不反应,可验证活动性顺序为Fe>Ni,Ni和CuCl 能反应,可验证活动性顺序为
2 2
Ni>Cu,得出三种金属的活动性顺序为Fe>Ni>Cu,故该试剂组合可行;②Ni和FeCl 不反应,可
2
验证活动性顺序为Fe>Ni,Cu和FeCl 不反应,可验证活动性顺序为Fe>Cu,只能证明铁的活动
2
性最强,无法验证Cu、Ni的金属活动性顺序,故该试剂组合不可行;③Fe和NiCl 能反应,可验
2
证活动性顺序为Fe>Ni,Cu和NiCl 不反应,可验证活动性顺序为Ni>Cu,得出三种金属的活动
2
性顺序为Fe>Ni>Cu,故该试剂组合可行。
15.(1)Fe+2HCl FeCl +H ↑ (2)红棕色或红褐色 (3)除去水中溶解的氧气,防止干扰实验
2 2
(4)水和氧气 C中可接触的氧气比D中的多 (5)减少温度变化对气体压强的影响
【解析】(1)铁与稀盐酸反应会生成浅绿色的氯化亚铁和氢气,反应的化学方程式为Fe+2HCl
FeCl +H ↑。
2 2
(2)铁锈的颜色一般为红褐色或者红棕色。
(3)蒸馏水中可能溶解有少量的氧气,煮沸可以将氧气排出,防止对实验产生干扰。
(4)A和D实验均在有氧气的环境下,其中A实验中为干燥环境,D实验为湿润环境,因此探究
的条件是是否有水;B和D实验均在湿润的环境下,其中B实验为无氧环境,D实验为有氧环
境,因此探究的条件是是否有氧气;C和D实验均在有氧气和湿润的环境下,但是C实验接触
到的氧气更多,因此生锈得更厉害;故答案为水和氧气;C中可接触的氧气比D中的多。
(5)①气体的压强受温度影响比较大,温度升高,压强增大,温度降低,压强减小,保持恒温状态,
可以减少温度对压强变化的影响。②反应刚开始时,加入少量的稀盐酸不会影响整体的体积,
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随着稀盐酸的加入,稀盐酸与铁钉反应生成氢气,此时,容器体积一定,随着氢气的生成,压强不
断增大,待稀盐酸完全反应,压强达到最大值,随着时间的推移,铁钉慢慢开始生锈,最后完全消
耗掉空气中的氧气,压强减小。图像如图所示:
。
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