第3講金屬及其性質TOC\o"13"\h\z\u考點一、金屬材料 1考點二、金屬的化學性質 2考點三、金屬活動性順序及其應用 3考點四、制取H2常見的考點（圖像） 4考點五、防止金屬腐蝕常用法 4TOC\o"44"\h\z\u題型1金屬材料 5題型2金屬的化學性質 6題型3金屬活動性順序的判斷 10題型4金屬置換反應濾液濾渣的分析判斷 12題型5金屬與酸反應的氫氣圖像分析 16題型6金屬的防護 21考點一、金屬材料1．金屬材料金屬材料包括純金屬和它們的合金。幾種重要的金屬材料使用順序：青銅器時代→鐵器時代→鋁器時代。2．金屬的物理性質(1)大多數金屬呈銀白色，但銅呈紫紅色，金呈黃色。(2)常溫下大多為固體，但汞為液體。(3)具有良好的導電性、導熱性、延展性，但這些物理性質差異很大。3．金屬的用途金屬的性質在很大程度上決定了物質的用途，還需要考慮價格、資源、是否美觀、使用是否便利，以及廢料是否易回收和對環境的影響等多種因素。4．合金(1)概念：在金屬中加熱熔合金屬或非金屬就可制得具有金屬特性的物質。如：生鐵和鋼是含碳量不同的鐵的兩種合金，其中生鐵的含碳量為2%～4.3%，鋼的含碳量為0.03%～2%。(2)性質特征：合金的強度和硬度一般比組成它們的純金屬更高，抗腐蝕性更好，熔點比組成它的純金屬的熔點低。考點二、金屬的化學性質(1)金屬與氧氣的反應鋁、鎂、鐵、銅各與氧氣反應(寫化學方程式)：①4Al＋3O2eq\o(=,\s\up7(點燃))2Al2O3；在氧氣中加熱比較薄的鋁片（巧克力中那么薄的），劇烈燃燒，火星四射，放出大量熱，同時生成白色固體②2Mg＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))2MgO；鎂條在空氣中燃燒就能發出耀眼的強光,放出大量熱量,生成白色固體③3Fe＋2O2eq\o(=,\s\up7(點燃))Fe3O4；鐵在空氣中只能加熱到發紅；而在氧氣中劇烈燃燒,火星四射,放出大量熱,生成黑色固體.④2Cu＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2CuO。銅在空氣或氧氣中加熱,生成黑色固體,放熱(2)與酸溶液反應鐵釘放入稀鹽酸中，其反應現象為鐵釘表面有氣泡冒出，溶液由無色變為淺綠色。反應的化學方程式為Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑，反應后溶液質量變大。(3)金屬與某些化合物(鹽)溶液的反應①鋁絲浸入CuSO4溶液中，鋁絲表面有紫紅色物質生成，溶液由藍色變為無色。反應的化學方程式：2Al＋3CuSO4=3Cu＋Al2(SO4)3，且反應后溶液質量變小。②銅絲浸入AgNO3溶液中，銅絲表面有銀白色物質生成，溶液由無色變為藍色。反應的化學方程式為Cu＋2AgNO3=2Ag＋Cu(NO3)2，且反應后溶液質量變小。考點三、金屬活動性順序及其應用(1)金屬活動性順序經過許多實驗，人們總結出一些金屬的活動性順序如下：K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、H、Cu、Hg、Ag、Pt、Au金屬活動性由強逐漸減弱金屬活動性順序的應用規律：=1\*GB3①金屬跟酸反應：在金屬活動性順序中，只有排在氫前面的金屬可以把酸中的氫置換出來。②金屬跟鹽溶液的反應：在金屬活動性順序中，只有一種活動性較強的金屬才能把另一種活動性較弱的金屬從它的鹽溶液中置換出來。(2)置換反應：=1\*GB3①由一種單質跟一種化合物起反應生成另一種單質和另一種化合物的反應叫做置換反應。=2\*GB3②通式：A＋BC＝＝＝＝AC＋B(單質)(化合物)(生成)(另一種化合物)(另一種單質)指組成化合物的某種元素被組成單質的元素所替代(3)置換反應與氧化還原反應的關系=1\*GB3①在反應物之間電子發生轉移的反應稱為氧化還原反應。或：在化學反應前后，相關元素的化合價發生改變發生升降的變化，均為氧化還原反應。=2\*GB3②判斷氧化還原反應的最基本的方法：判斷反應前后同一元素的化合價是否發生升降變化。=3\*GB3③所有置換反應都是氧化還原反應。(4)置換反應的原則=1\*GB3①一種金屬可以置換出沒有它活潑的金屬(在非金屬單質中也可使用這一原則)；=2\*GB3②活動性在氫之前的金屬元素，其單質可與強酸發生置換反應，之后的不可反應(另：在金屬活潑性前3的金屬可直接與水反應)；=3\*GB3③化學元素的活潑性，是指元素與其他物質反應的難易程度。越易和別的物質反應，元素越活潑。越難與其他物質反應，元素越不活潑，即越穩定；=4\*GB3④鐵與酸和鹽發生置換反應，生成鐵的化合物中鐵元素的化合價都是+2價。(5)置換反應的分類=1\*GB3①金屬與酸的置換反應：金屬單質+酸→鹽+氫氣a．鋅和稀硫酸反應：Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑b．鎂和稀硫酸反應：Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑=2\*GB3②金屬與鹽溶液的置換反應：金屬單質+鹽(溶液)→另一種金屬+另一種鹽a．鐵與硫酸銅反應：Fe+CuSO4==FeSO4+Cu現象：鐵條表面覆蓋一層紅色的物質，溶液由藍色變成淺綠色。(濕法制銅)b．鋅片放入硫酸銅溶液中：Zn+CuSO4==ZnSO4+Cu現象：鋅片表面覆蓋一層紅色的物質，溶液由藍色變成無色。c．銅片放入硝酸銀溶液中：Cu+AgNO3==Cu(NO3)2+Ag現象：銅片表面覆蓋一層銀白色的物質，溶液由無色變成藍色。考點四、制取H2常見的考點（圖像）①相同條件下，金屬Mg、Al、Zn、Fe與足量的稀鹽酸反應，產生H2的速度由快到慢的是Mg＞Al＞Zn＞Fe。②過量的金屬Mg、Al、Zn、Fe與等質量等濃度的稀鹽酸反應制取的H2的質量比為1：1：1：1。拓展：產生1gH2所需要的四種金屬的質量分別是Mg：12g；Al:9g；Zn：32.5g；Fe：28g。畫出圖像1：(X時間，YH2的質量)③等質量的金屬Mg、Al、Zn、Fe與足量的稀鹽酸反應制取的H2，產生H2的量由多到少的是Al＞Mg＞Fe＞Zn。畫出圖像1:(X時間，YH2的質量)圖像2：(XHCl的質量，YH2的質量)拓展：如何判斷金屬產生H2量的多少？金屬的相對原子質量/化合價越小，等質量時產生的H2的量越多。④等質量金屬與Mg、Al、Zn、Fe與足量的稀鹽酸反應后，溶液質量增加量由大到小的是Zn＜Fe＜Mg＜Al。⑤生成相同化合價的金屬(假設X、Y均為+2價)，產生H2的量越小，相對分子量越大。考點五、防止金屬腐蝕常用法金屬銹既周環里水空等質作有關也金內的構有。據屬蝕條，人們取一列施防止屬銹常的治銹的法：①改金的部構例如把、加普鋼中成銹。 ②在屬面蓋護。例，金表涂、電或化方形致密腐的化等。題型1金屬材料（2023秋?麗水期末）杭州第19屆亞運會于9月23日晚在杭州奧體中心體育場——“大蓮花”隆重開幕，歷時16天。千萬人同心協力，將一場“人文、綠色、智能、簡約、惠民”的體育盛會向世界激情奉獻。請結合相關材料回答下面小題。亞運火炬“薪火”金屬部分采用1070鋁合金旋壓成型。它的化學成分主要是鋁、鎳、鋅，該鋁合金和鋁的部分性質如表。“薪火”采用鋁合金的優點是（）材料密度（克/厘米3）化學性質熔點℃強度鋁合金2.7在潮濕空氣中不易氧化660較低鋁2.7在潮濕空氣中易氧化660較低A．增大強度 B．增大密度 C．增強抗氧化性 D．升高熔點（2023秋?鹿城區月考）雅萬高鐵是中國境外首條采用中國標準和技術合作建設的高速鐵路，其車身主要采用的銀銘奧氏體不銹鋼屬于（）A．復合材料 B．金屬材料 C．有機合成材料 D．無機非金屬材料（2023秋?西湖區校級月考）工業生產中常將兩種金屬在同一容器中加熱使其熔化，冷凝后得到具有金屬特性的熔融物——合金。試根據下表所列金屬的熔點和沸點的數據（其他條件均滿足），判斷不能制得的合金是（）金屬NaKAlCuFe熔點/℃97.863.666010831535沸點/℃883774220025952750A．K﹣Al合金 B．Al﹣Fe合金 C．Na﹣Cu合金 D．Fe﹣Cu合金題型2金屬的化學性質（2023秋?鹿城區期末）如圖，將足量的等質量的鋅和鐵分別放入左、右試管中，加入等質量、稀鹽酸等質量分數的稀鹽酸，充分反應后，冷卻到室溫，（U型管內為水，初始液面相平，反應過程中裝置氣密性良好）下列說法正確的是（）A．U型管中液面一定相平 B．U型管中液面可能左升右降 C．兩試管中所得溶液的質量相等 D．右試管中溶液由無色變成黃色（2022秋?溫州期末）廢銅的回收利用意義重大，我國提出廢銅回收率要達到70%的目標。小明設計如圖的實驗回收含銅垃圾，據圖完成問題。物質的性質決定用途。在上述流程中稀硫酸、鐵屑的性質和對應的用途描述都正確的是（）物質性質用途A稀硫酸能與一些金屬反應將銅轉化為可溶的硫酸銅B稀硫酸能與某些金屬氧化物反應將氧化銅轉化為可溶的硫酸銅C鐵屑金屬活動性比銅弱置換硫酸銅中的銅D鐵屑密度比銅小置換硫酸銅中的銅（2022秋?濱江區期末）如圖曲線能正確反映下列化學變化中y與x變化關系的是（）A．鋅粒中滴入稀硫酸：y代表氫氣的質量 B．NaOH和Ba（NO3）2的混合溶液中加入稀硫酸：y代表沉淀的質量 C．氫氧化鈉溶液中滴入稀鹽酸：y代表混合溶液的pH D．CuSO4和HCl的混合溶液中加入NaOH溶液：y代表沉淀的質量（2023秋?越城區月考）在杠桿的兩端掛著質量和體積都相同的鋁球和鐵球，這時杠桿平衡；將兩球分別浸泡在質量和溶質質量分數都相同的稀硫酸中（如圖所示），直至兩個燒杯中均沒有氣泡產生為止，兩球的外形變化不大且無孔洞出現。下列推測中正確的是（）①反應結束后，燒杯甲中的溶液質量大；②反應結束后，燒杯乙中的溶液質量大；③拿掉燒杯后，要使杠桿重新平衡，支點應向A端移動；④拿掉燒杯后，要使杠桿重新平衡，支點應向B端移動；A．①③ B．①④ C．②③ D．②④（2023秋?蘭溪市校級期末）黃銅（由銅和鋅形成的合金）有較強的耐磨性能，在生活中有廣泛的用途。曉軍同學為了測定黃銅屑樣品組成，分四組取樣品與稀硫酸反應，其實驗數據記錄如下表：樣品第1份第2份第3份第4份取樣品質量（g）25.025.025.025.0取稀硫酸質量（g）40.080.0120.0160.0產生氣體質量（g）0.20.40.5m試計算：（1）上表中m的數值是；（2）通過分析上述數據可知，當黃銅樣品和稀硫酸的質量比為時，兩者恰好完全反應；（3）求所用稀硫酸中硫酸的質量分數？題型3金屬活動性順序的判斷（2023秋?江北區期末）有A、B兩種金屬放入等質量且等質量分數的稀硫酸中，生成氫氣的質量與反應時間的關系如圖所示，下列結論合理的是（）A．金屬活動性A＞B B．相對原子質量A＜B C．與金屬A反應的硫酸一定是過量的 D．與金屬B反應的硫酸一定是過量的（2024?鹿城區校級三模）鈧元素符號為Sc，相對原子質量為45，活動性在鎂和鋁之間，主要化合價為+3價。如圖，相同條件下取等質量的金屬鈧和鋅，分別與等質量同濃度稀硫酸、CuSO4溶液反應。下列現象中錯誤的是（）A．試管①產生氣泡速率大于試管② B．反應結束后試管①②中的總質量都減小 C．試管③④中都出現紅色固體 D．反應結束后試管③④中的固體質量都增大（2024?湖州二模）為比較金屬M與Fe、Zn的金屬活動性強弱，實驗小組設計了如圖裝置。待甲中充分反應后打開K1，使甲中溶液全部進入乙中，乙中無明顯現象，打開K2使乙中溶液全部進入丙中，Zn片表面變黑（金屬片均足量）。下列有關說法正確的是（）A．甲中反應后得到黃色溶液 B．丙中反應后溶液質量增大 C．三種金屬的活動性順序為Zn＞M＞Fe D．將M片和Zn片互換位置仍能達到實驗目的題型4金屬置換反應濾液濾渣的分析判斷（2024?寧波自主招生）向AgNO3、Cu（NO3）2、Mg（NO3）2的混合溶液中加入一些鋅粉，完全反應后過濾。可能的情況是（）①濾紙上有Ag、Cu、Zn，濾液中有Mg2+、Zn2+②濾紙上有Ag、Cu、濾液中有Mg2+、Zn2+、Ag+③濾紙上有Ag、Cu、Zn、Mg，濾液中有Zn2+④濾紙上有Ag，濾液中有Ag+、Cu2+、Mg2+、Zn2+A．①④ B．①②④ C．①③ D．②④（2024?江北區一模）興趣小組為探究Fe、Cu、Ag三種金屬的活動性，將銅片放入硝酸銀溶液中，觀察到銅片表面出現銀白色物質。一段時間后將甲圖試管中的物質過濾，向濾液中加鐵片，析出固體的質量隨時間變化如圖乙所示，下列說法錯誤的是（）A．該實驗可以證明金屬的活動性Fe＞Cu＞Ag B．試管中的物質過濾后，濾液中的溶質有兩種 C．a點對應的溶質有Cu（NO3）2、AgNO3 D．bc段析出的固體是銅（2024?鎮海區模擬）小寧分別將不同質量的鋅粉加入一定量的Cu（NO3）2和AgNO3混合溶液中，充分反應后過濾，以下是在不同情況下對濾渣或濾液成分的說法，錯誤的是（）A．若濾液中只含一種溶質，濾渣一定含有Ag、Cu，可能含有Zn B．當濾液含兩種溶質時，濾渣一定含有Ag，可能含有Cu，一定不含Zn C．若濾渣中有紅色固體，濾液一定含有Zn（NO3）2，一定不含Cu（NO3）2 D．若向所得濾液中滴加稀鹽酸有白色沉淀生成，濾渣一定只含有Ag（2024?浙江模擬）某化學興趣小組為比較Mg、Fe，Cu三種金屬的活動性，進行了如圖甲所示的實驗，實驗后把兩試管中的物質倒入圖乙燒杯中，發現燒杯內的紅色固體明顯增多，充分反應后過濾。下列推斷不正確的是（）A．試管a無明顯現象，可推知金屬活動性Mg＞Fe B．試管b反應后的固體中一定不含Fe C．充分反應后，乙燒杯的濾渣中一定含有Cu，可能含有Fe D．充分反應后，乙燒杯的溶液中一定含有Mg2+、Fe2+，Cu2+（2023秋?越城區期末）興趣小組按如圖流程進行實驗（每步均充分反應），反應結束后，將燒杯內物質進行過濾，向濾渣中加入少量稀鹽酸，無明顯現象，下列說法不正確的是（）A．由實驗可判斷出鐵、銅、鋅的活動性順序 B．濾液中的溶質一定有FeCl2、ZnCl2和CuCl2 C．濾渣中一定有Cu，一定沒有Fe和Zn D．兩支試管混合后，固體總質量一定增加題型5金屬與酸反應的氫氣圖像分析（2023秋?拱墅區期末）等質量的X、Y兩種金屬分別和足量的同體積、同濃度的鹽酸反應，產生氣體的質量與時間的關系如圖所示（金屬的化合價相同）。下列說法中不正確的是（）A．t1時，產生氣體的質量：X＞Y B．t2時，消耗金屬的質量：X＞Y C．t3時，消耗金屬的質量：X＝Y D．t3時，消耗鹽酸的質量：X＝Y（2023秋?西湖區校級期中）將相同體積、相同溶質質量分數的稀鹽酸，分別滴到等質量、顆粒大小相同的X、Y、Z三種較活潑金屬中，生成H2的質量與反應時間的關系如圖所示。下列說法中正確的是（）A．三種金屬的活動性順序為Y＞X＞Z B．產生氫氣的速率順序為X＞Y＞Z C．消耗稀鹽酸的質量順序為Z＞Y＞X D．相對原子質量由大到小的順序為X＞Y＞Z（2023秋?浙江月考）在不同質量的Mg、Fe、Zn三種金屬中分別逐滴加入196克溶質量分數為10%稀硫酸直至充分反應，反應物質量變化關系如圖。能根據圖像推測出來的推論是（）A．M、Q、P分別對應金屬Mg、Fe、Zn B．金屬活動性順序：Mg＞Zn＞Fe C．充分反應后生成氫氣質量：mMg＝mFe＝mZn D．充分反應后所得溶液質量：mMg＝mFe＝mZn（2023秋?西湖區月考）相同質量的Mg、Fe、Zn三種金屬，分別與足量的、質量相同、質量分數相同的稀硫酸充分反應，生成氫氣與消耗稀硫酸的質量關系如圖，所得的結論與事實相符的是（）A．三種金屬消耗稀硫酸的質量：Mg＜Fe＜Zn B．三種金屬的失去電子總數量：Mg＞Fe＞Zn C．三種金屬的活動性順序：Mg＝Fe＝Zn D．三種金屬完全與稀硫酸反應后溶液的質量：Mg＞Fe＞Zn（2023秋?西湖區校級月考）將相同質量的鎂、鋅、鐵分別和足量的等質量分數的稀鹽酸反應，反應情況如圖所示，其中圖像正確的是（）A． B． C． D．題型6金屬的防護（2023秋?椒江區期末）小金利用如圖甲所示裝置探究“溶液中的陰離子種類對鐵釘銹蝕的快慢是否有影響”，實驗中測得裝置中溶液上方氧氣濃度變化曲線如圖乙所示。下列分析不正確的是（）A．實驗裝置里將鐵釘一半浸在溶液中，是為了滿足鐵銹蝕的條件 B．實驗中可根據不同溶液上方的氧氣濃度變