初中化学人教版（2024）九年级下册（2024）课题2 金属的化学性质巩固练习

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1．金属与氧气的反应
2．金属与酸的反应
【注意事项】
(1)参加反应的金属必须是排在金属活动性顺序氢前面的金属。
(2)酸不能为强氧化性酸：如浓硫酸、硝酸。
(3)金属与酸发生反应后，溶液的质量均增加。
(4)金属与酸反应都产生气泡，但快慢有别；都放出热量，但有多有少；溶液的颜色大多不发生变化(铁除外)。
3.金属与某些化合物的溶液反应
【注意事项】
(1)只有较活泼的金属才能把不太活泼的金属从它的化合物溶液里置换出来。
(2)被置换的金属化合物必须溶于水。
(3)铁与酸或金属化合物发生置换反应时生成的铁的化合物中铁均显+2价。
(4)参加反应的金属不能为钾钙钠。如把钠放入CuSO4溶液中，发生的反应不是2Na+CuSO4=Na2SO4+Cu， 而是2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO4
4.置换反应
定义：一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质与另一种化合物的反应
特点：置换反应的特点是反应物和生成物中都有单质。如CuO+CO ≜ Cu+CO₂，尽管生成物中一种是单质另一种是化合物，但由于反应物中的两种物质都是化合物，不符合定义，因此该反应不属于置换反应。
通式：A+BC=B+AC 或 AB+C=AC+B
发生的条件：强换弱
►问题一 金属与氧气反应
【典例1】(2023广东中考)下列劳动实践与所述的化学知识没有关联的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】C
【详解】A、用铅笔芯制作电极，是因为铅笔芯的主要成分是石墨，石墨具有导电性，不符合题意；
B、水垢的主要成分是碳酸钙和氢氧化镁，碳酸钙能与食醋中的醋酸反应生成醋酸钙、二氧化碳和水，氢氧化镁能与食醋中的醋酸反应生成醋酸镁和水，故可用食醋除去水垢，不符合题意；
C、回收铝制易拉罐，是因为可以节约金属资料，减少污染，符合题意；
D、用洗涤剂去油污，是因为洗涤剂具有乳化作用，能将油污乳化为细小油滴，随水冲走，不符合题意。
故选C。
2.(2023年四川省泸州市中考)劳动结硕果，科学创未来。下列劳动项目所对应的化学解释错误的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】A
【详解】A、铝在常温下易与空气中的氧气反应生成致密的氧化铝保护膜，从而阻止内部的铝进一步氧化，因此工人用耐腐蚀性强的铝合金制成门窗，说法错误；
B、铁元素是血红素的重要成分，因此医生给贫血病人开具补铁药剂，说法正确；
C、磷酸二氢铵中含有氮、磷、钾中氮元素与磷元素，因此农民给农作物施用磷酸二氢铵肥料可补充农作物需要的N和P元素，说法正确；
D、新的燃料电池能将燃料的化学能转化为电能，说法正确。
故选：A。
3.(2022年湖北省武汉市中考)某学习小组仿照拉姆塞发现稀有气体的实验原理，用下图所示装置测定空气中氧气的质量分数，并制备少量氮化镁。(碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的混合物，装置气密性良好，夹持装置已略去，忽略气体密度变化)
已知：①点燃或加热时，镁与氮气反应生成氮化镁固体(其中氮元素为-3价)。
②装置丁内收集到气体的密度为ρg/mL。
部分实验步骤：
I、装入药品，连接装置，点燃甲处酒精灯，通入一段时间空气。
Ⅱ、点燃丙处酒精灯，继续通入一段时间空气。
Ⅲ、停止通入空气，熄灭酒精灯，冷却至室温。
实验测得数据：装置甲、丙硬质玻璃管内固体质量分别增加m1g、m2g：装置乙质量增加m3g：最终装置戊量筒里水的体积为VmL。
回答问题：
(1)空气中能供给呼吸的气体是______(填化学式)。
(2)装置甲硬质玻璃管内观察到的实验现象是______。
(3)装置丙硬质玻璃管内发生反应的化学方程式为______。
(4)步骤I中点燃甲处酒精灯，通入一段时间空气的目的是______。
(5)空气中氧气的质量分数为______(用m1、m2、m3、ρ、V的代数式表示)。
【答案】(1)O2
(2)红色粉末逐渐变黑
(3)3Mg＋N2eq \(=====,\s\up7(点燃)) Mg3N2
(4)排出装置内的氧气，防止镁与氧气反应
(5)m1m1+m2+m3+ρV × 100%
【详解】 (1)氧气的用途是供给呼吸，支持燃烧，所以空气中能供给呼吸的气体是氧气。化学式O2。
(2)装置甲硬质玻璃管内是足量铜粉通入空气，加热条件下红色铜粉与空气中的氧气反应生成黑色的氧化铜粉末。所以装置甲硬质玻璃管内观察到的实验现象是红色粉末逐渐变黑。
(3)据图可知，由于铜粉消耗了空气中的氧气，足量碱石灰消耗了空气中的二氧化碳，剩下的氮气在加热的条件下与铁粉反应生成画化镁固体。化学方程式3Mg＋N2eq \(=====,\s\up7(点燃)) Mg3N2
(4)实验步骤I：装入药品，连接装置，点燃甲处酒精灯，通入一段时间空气。是使足量铜粉与空气中的氧气充分反应，耗尽空气中的氧气，避免镁与氧气反应，所以步骤I中点燃甲处酒精灯，通入一段时间空气的目的是耗尽空气中的氧气，谢免镁与氧气反应。
(5)根据实验测得数据可知，装置甲消耗了空气中的氧气，质量为m1g;装置丙消耗了空气中的氮气，质量为m2g;装置乙吸收了空气中的二氧化碳，质量为m3g;装置丁中收集到的气体是稀有气体，质量为ρg/mL×Vml=ρVg。所以空气的质量为m1g+m2g+m3g+pVg，所以空气中氧气的质量分数=m1m1+m2+m3+ρV × 100%
【解题必备】
1. 镁、铝在常温下就能和氧气反应，打磨的镁带在空气中表面逐渐变暗，点燃时发出耀眼白光，生成白色固体。打磨过的铝在空气中表面也会逐渐变暗，说明在常温下铝能和氧气反应，解释铝制品具有很好抗腐蚀性的原因：铝在空气中与氧气反应生成一层致密氧化铝薄膜，阻止铝进一步和氧气反应。
2. 铁、铜在点燃或加热条件下可以和氧气反应，铁在氧气中点燃后能剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体、放热；而铜在空气中加热时表面会变黑，因此可通过取样灼烧的方法鉴别黄铜和黄金。
3. 铁、铜在潮湿的空气中，常温下能够发生缓慢氧化——生锈。铁生锈的条件是：铁与水、空气中的氧气共同作用；铜比铁难生锈，生锈的条件是：铜与水、空气中的氧气、二氧化碳共同作用。
4. 金在常温或高温下都不与氧气反应，所以说“真金不怕火炼”，指的是金的化学性质不活泼。
5. 大多数金属能与氧气反应，但反应的难易和剧烈程度不同。金属越活泼，越易与氧气反应。
【变式练1-1】(2023年江苏省扬州市中考)下列对实验现象的解释不正确的是
A．AB．BC．CD．D
【答案】B
【解析】A、50mL酒精和50mL水混合在一起，体积小于100mL，是因为分子之间有间隔(空隙)，一部分水分子和酒精分子会互相占据分子之间的间隔(空隙)。A正确；
B、向锌粒中加入稀硫酸，产生气泡，是因为锌的金属活动性比氢强，能与稀硫酸反应生成硫酸锌溶液和氢气。不是金属均能与酸反应产生H2，金属铜就不能与酸反应产生H2。B不正确；
C、由于合金的硬度往往比其成分金属大，所以将黄铜片(铜锌合金)和铜片相互刻画，铜片表面有明显划痕。C正确；
D、因为纯氧比空气中氧气浓度大，氧气的浓度对物质的燃烧有影响。所以铁丝在空气中不能燃烧，在氧气中可以燃烧。D正确。
综上所述：选择B。
【变式练1-2】(2023年河南省郑州市中考二模)化学用语是学习化学的重要工具，请用化学用语填空：
(1)人体内含量最高的金属元素是______。
(2)铝制品在空气中形成的致密的薄膜是______。
【答案】(1)Ca (2)Al2O3
(1)人体内含量最高的金属元素是钙元素，写为Ca。
(2)铝制品与空气中氧气生成形成的致密的氧化铝薄膜，氧化铝写为Al2O3。
【变式练1-3】(2023年广东省揭阳市揭东区中考二模)逻辑推理是化学学习中常用的思维方法，下列推理正确的是
A. 在潮湿空气中，铝不易生锈，而铁易生锈，故铁比铝活泼
B. 原子核由质子、中子构成，所有原子内都有质子和中子
C. 混合物中至少含有两种物质，则混合物中至少含有两种元素
D. 二氧化碳会使全球气候变暖，但二氧化碳不是空气污染物
【答案】D
【详解】A、铝金属活动性比铁强，铝不易生锈是因为铝与空气中的氧气反应生成致密的氧化铝薄膜能够隔绝空气，防止内部的铝继续锈蚀，选项错误；
B、并非所有原子内都有中子，如氢原子核内只有1个质子，没有中子，选项错误；
C、混合物中不一定含有两种元素，有些混合物中只有一种元素，由氧元素组成的臭氧和氧气混合后形成混合物，其中只含氧元素一种元素，选项错误；
D、二氧化碳会使全球气候变暖，但二氧化碳是空气的组成成分，不是空气污染物，选项正确，故选D。
【变式练1-4】(2023年山东省威海市临港区中考模拟)铜作为一种常见的金属，应用广泛。发生的下列变化是物理变化的有
A. 用铜和锡等金属熔融制造合金
B. 用铜矿冶炼得到金属铜
C. 铜丝在空气中加热变黑
D. 将铜加入硝酸汞溶液发生的变化
【答案】A
【详解】A.用铜和锡等金属熔融制造合金，变化过程中没有生成新物质，故发生的变化是物理变化，符合题意；
B.用铜矿冶炼得到金属铜，变化过程中生成新物质，故发生的变化是化学变化，不符合题意；
C.铜丝在空气中加热变黑，铜与氧气加热生成氧化铜，变化过程中生成新物质，故发生的变化是化学变化，不符合题意；
D.将铜加入硝酸汞溶液发生的变化是铜与硝酸汞反应生成硝酸铜和汞，变化过程中生成新物质，故发生的变化是化学变化，不符合题意；
故选：A。
【变式练1-5】(2023年河南省鹤壁市淇县中考二模)中国成语和俗语中蕴含着丰富的化学知识。
(1)“恨铁不成钢”说明钢的性能比铁_______(填“好”或“差”)。
(2)“钻木取火”需满足的燃烧条件是_______。
(3)“真金不怕火炼”说明金_______。
【答案】(1)好 (2)温度达到木材的着火点
(3)化学性质不活泼
【解析】
(1)合金的硬度、抗腐蚀性比组成纯金属的硬度大、抗腐蚀性强，“恨铁不成钢”说明钢的性能比铁好。
(2)物质燃烧的条件：可燃物、与空气或氧气接触、温度达到可燃物的着火点“钻木取火”需满足的燃烧条件是温度达到木材的着火点。
(3)“真金不怕火炼”说明金化学性质不活泼，即使在高温条件下也不发生反应。
►问题二 金属与酸反应
【典例2】(2023年四川省泸州市中考)下表为某核心期刊刊文中氢气制备对比实验的数据(将锌粒压成薄锌片增大了表面积)。下列不能由实验得出的结论是
A. Zn是金属活动顺序表中氢前金属
B. 锌粒产生氢气的体积总是比薄锌片少
C. 增大硫酸的质量分数能加快产生氢气
D. 增大锌与酸的接触面积能加快产生氢气
【答案】B
【详解】A、根据锌和硫酸反应能产生氢气可知，锌的活动性比氢强，Zn是金属活动顺序表中氢前金属，故选项说法正确；
B、由实验②③对比可知，锌粒产生氢气的体积不是总是比薄锌片少，故选项说法错误；
C、由实验①③对比可知，增大硫酸的质量分数，反应物的浓度增大，能加快产生氢气，故选项说法正确；
D、由实验③④对比可知，增大锌与酸的接触面积(锌的形状不同，锌片比锌粒的表面积更大)，能加快产生氢气，故选项说法正确。
故选B。
2. (2023年山东省潍坊市中考)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所示。下列说法正确的是

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. 右侧曲线不能反映铁和铝的金属活动性强弱
【答案】CD
【分析】根据题意，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，最终金属完全反应，酸过量，最终铝生成的氢气的质量多，进行分析判断。
【详解】A、由图可知，a点时，Al与稀硫酸恰好完全反应，盛铁的烧杯中的酸有剩余，故选项说法错误；
B、由图可知，b点时，两个烧杯中消耗硫酸不相等，产生氢气的质量不相同，故选项说法错误；
C、由图可知，c点之后，两个烧杯都能继续产生氢气，则c点时，两个烧杯中都有金属剩余，故选项说法正确；
D、由图可知，该曲线是氢气与酸的曲线，不是氢气与时间的曲线，故右侧曲线不能反映反应的速率，不能反映铁和铝的金属活动性强弱，故选项说法正确。
故选CD。
3.(2023广西中考)向三个烧杯中分别放入足量的Mg、A1、Fe粉末，同时加入质量分数相同的100g稀盐酸，充分反应。反应的有关图像错误的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A、，，。因为金属足量则稀盐酸完全反应。如反应73份质量的HCl，溶液质量的增加情况为：镁增加24-2=22份，铝增加份，铁增加56-2=54份，所以溶液增加质量Fe>Mg>Al，图示正确；
B、消耗73份质量的HCl需要镁的质量为24份，铝的质量为份，铁的质量56份，所以消耗相同质量的稀盐酸需要金属的质量Fe>Mg>Al，金属过量，最终稀盐酸全部消耗，则最终消耗稀盐酸质量相同。图示正确；
C、向三个烧杯中分别放入足量的Mg、A1、Fe粉末，同时加入质量分数相同的100g稀盐酸，最终生成的氢气质量相等，镁的金属活动性强于铝强于铁，故镁的反应速率大于铝大于铁，图示正确；
D、从B分析可知，最终稀盐酸全部反应，消化金属的质量Fe>Mg>Al。金属活动性Mg>Al>Fe，则相同时间内消耗的金属Mg>Al>Fe。图示错误。
故选D。
4.(2023宁夏中考)学习小组在实验室探究铜、锌、银三种金属活动性顺序。
【设计与实验】同学们设计并进行图3所示实验(实验中所用金属均已用砂纸打磨)。
【解释与结论】
(1)实验Ⅰ中只有一支试管内有气泡产生，反应的化学方程式为 ____________________。
(2)实验Ⅱ中实验现象是 ____________________。
(3)上述实验涉及的基本反应类型是 _________。
由上述实验得出三种金属活动性由强到弱的顺序是锌、铜、银。
【反思与交流】
(4)请你另设计一个实验方案验证这三种金属的活动性顺序 ______________(写出所用试剂即可)。
(5)某同学又取了金属M放入试管中，滴加稀硫酸，发现有气泡产生，请你推测：金属M _____(填“能”或“不能”)与硫酸铜溶液发生化学反应。
【拓展与延伸】
(6)同学们用不同形状的锌和不同溶质质量分数的稀硫酸在室温下进行实验，探究锌与稀硫酸反应快慢的影响因素，实验记录表：
实验①②对比说明 ____________________；要比较不同溶质质量分数的稀硫酸对反应快慢的影响，应选择的实验编号是 __________。由此得出不同形状的锌和不同溶质质量分数的稀硫酸都会影响反应快慢。
【答案】(1)
(2)铜片表面有银白色固体生成，溶液由无色变成蓝色
(3)置换反应 (4)锌、硫酸铜溶液、银
(5)能 (6) ①. 在其他条件相同时，锌与稀硫酸接触面积越大，反应速率越快 ②. ①③或②④
【解析】
(1)铜、锌、银三种金属中，只有锌的金属活动性排在氢的前面，即只有锌能与稀硫酸反应，实验Ⅰ中锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，反应的化学方程式为；
(2)实验Ⅱ中铜片与硝酸银溶液反应生成银和硝酸铜，故观察到的实验现象是铜片表面有银白色固体生成，溶液由无色变成蓝色；
(3)实验Ⅰ中锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，实验Ⅱ中铜片与硝酸银溶液反应生成银和硝酸铜，这两个化学反应都是由一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应，都属于置换反应，故上述实验涉及的基本反应类型是置换反应；
(4)验证锌、铜、银三种金属的活动性顺序，可以用硫酸铜溶液，锌与硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸锌，说明锌的金属活动性锌大于铜的金属活动性，银与硫酸铜溶液不反应，说明铜的金属活动性大于银的金属活动性，则三种金属活动性由强到弱的顺序是锌、铜、银，故验证这三种金属的活动性顺序可用锌、硫酸铜溶液、银；
(5)某同学又取了金属M放入试管中，滴加稀硫酸，发现有气泡产生，说明金属M的活动性大于氢，而铜的金属活动性小于氢，则金属M的活动性大于铜，故金属M能与硫酸铜溶液发生化学反应；
(6)根据实验记录表可知，实验①②对比说明在其他条件相同时，锌与稀硫酸接触面积越大，反应速率越快，比较不同质量分数的硫酸对反应快慢的影响，其他因素应该相同，根据控制变量法，应选择的实验编号是①③或②④，由此得出不同形状的锌和不同溶质质量分数的稀硫酸都会影响反应快慢。
【解题必备】
①镁、锌、铁都能与盐酸或稀硫酸反应，反应都生成了氢气，镁反应最剧烈，锌次之，铁最慢。
②铜不与盐酸或稀硫酸反应。
③镁、锌、铁、铜的金属活泼性顺序是镁>锌>铁>铜。
④活动性相差大的置换反应优先发生。
【变式练2-1】(2022山东荷泽中考)下列物质：①MgSO4②FeCl3③CuSO4④ZnCl2，能够通过金属与稀盐酸或稀硫酸反应生成的是
A．①②B．③④C．②③D．①④
【答案】D
【详解】镁能与硫酸反应生成硫酸镁和氢气;铁能与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，不能生成氯化铁，铜的活动性顺序排在氢之后，不能与稀硫酸反应;锌能与盐酸反应生成氯化锌和氢气;
故选D
【变式练2-2】(河南省南阳市卧龙区2022-2023上学期期末)等质量的M、N两种金属，分别与相同浓度的足量稀硫酸反应(已知M、N在生成物中均显+2价)，生成氢气的质量和反应时间的关系如图所示。下列说法中正确的是
A. 相对原子质量MC. 反应消耗硫酸质量相同D. 生成了相同质量的氢气
【答案】A
【详解】A、M、N在生成物中均显+2价，而M产生氢气较多，则说明M的相对原子质量较少，该选项说法正确；
B、由图可知，M反应比N快，则金属活动性M>N，该选项说法不正确；
C、由于产生的氢气的质量不同，则消耗的酸的质量不同，该选项说法不正确；
D、由图可知，生成的氢气的质量不同，该选项说法不正确。
故选A。
【变式练2-3】(2023湖南益阳中考)数字化实验利用传感器能准确地测定实验过程的相关数据。下图是某同学将少量锌粒放入盛有过量稀硫酸的恒容密闭容器中，用压强传感器测得容器内气体压强与反应时间的变化曲线。据图回答下列问题：

(1)AB段发生反应的化学方程式为_____。
(2)C点表示的溶液中含有的溶质有_____(填化学式)。
【答案】(1)
(2)ZnSO4、H2SO4
【解析】
(1)AB段装置内压强增大，反生的反应为锌和稀硫酸生成硫酸锌和氢气，反应的化学方程式为；故填：。
(2)由图可知，B点时压强最大，说明锌和稀硫酸反应结束，气体总量不再变化，BC段压强略减小，是因为锌和稀硫酸反应放热，反应结束后容器内温度逐渐恢复到室温，压强减小，C点表示的溶液中含有的溶质有ZnSO4、H2SO4；故填：ZnSO4、H2SO4。
【变式练2-4】(2023年陕西省宝鸡市陈仓区中考三模)化学兴趣小组利用如图装置验证Fe的化学性质。

(1)如图甲所示，先将稀H2SO4加入试管中，观察到有气泡产生，溶液变为___________色，气球胀大；继续向试管中注入CuSO4溶液，观察到Fe片表面产生红色固体，原因是______________(用化学方程式解释)。
(2)图乙为探究Fe、Cu、Mn三种金属活动性的实验，C中观察到明显的现象，则A～D中不需要做的实验是___________(填字母)。
【答案】(1) ①. 浅绿 ②.
(2)D
【解析】
(1)先将稀H2SO4加入试管中，铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，观察到有气泡产生，溶液变为浅绿色，气球胀大；继续向试管中注入CuSO4溶液，铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，观察到Fe片表面产生红色固体，反应的化学方程式为；故填：浅绿；；
(2)通过实验A、B，可以得出铁的金属活动性比氢的强，铜的金属活动性比氢的弱；通过实验C，可以得出锰的金属活动性比铁的强，故三种金属活动性由强到弱的顺序为Mn > Fe > Cu；前三个实验已经得出了三种金属活动性顺序，故实验A ~ D中，不需要做的实验是D；故填：D。
►问题三 金属与硫酸铜(盐)溶液反应
【典例3】(2023年重庆市中考化学真题B)铁和铜在自然环境中都能被腐蚀。下列不能说明铁比铜活泼的事实是
A. 历史上铜比铁使用更早B. 铁的文物比铜的稀有
C. 氧化铁能与盐酸反应而铜单质不能D. 铁能与硫酸铜溶液反应
【答案】C
【详解】A、活动性弱的金属使用的更早，因为活动性越弱，越容易制得，故A正确；
B、铁的化学性质活泼，易发生反应，不易保存，能说明铁比铜活泼，故B正确；
C、氧化铁是金属氧化物，铜是金属单质，氧化铁能与盐酸反应而铜单质不能，不能说明铁比铜活泼，故C错误；
D、铁能与硫酸铜溶液反应，说明铁比铜活泼，故D正确。
故选C。
2.(2023年内蒙古呼和浩特市中考)某兴趣小组为探究Zn、Fe、Cu三种金属的活动性，进行如图所示探究实验。

下列有关实验的说法不正确的是
A. 甲试管中观察到的现象是Fe表面产生气泡，溶液由无色变为浅绿色
B. 通过乙试管的实验可以比较Zn与Fe的金属活动性强弱
C. 若a是Zn，b是溶液，即可实现实验目的
D. 若a是Fe，b是溶液，则无需甲试管的实验也能实现实验目的
【答案】C
【详解】A、甲试管中铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，因此可观察到Fe表面产生气泡，溶液由无色变为浅绿色，故选项说法正确；
B、实验中乙试管中无明显现象，说明锌的活动性比铁强，故选项说法正确；
C、丙试管中，若a是Zn，b是溶液，实验中锌能置换出铜，说明锌的活动性比铜强，结合乙试管中的实验现象可知，锌的活动性比铁强，但无法比较铁、铜的活动性，故选项说法不正确；
D、丙试管中，若a是Fe，b是溶液，实验中铁能置换出铜，说明铁的活动性比铜强，结合乙试管中的实验现象可知，锌的活动性比铁强，能得出Zn、Fe、Cu三种金属的活动性：Zn＞Fe＞Cu，故选项说法正确。
故选C。
3.(2023湖南永州中考) 三种金属X、Y、Z相互之间的反应关系如下：
①，Z和不反应 ②
则X、Y、Z的金属活动性顺序为
A. X>Y>ZB. X>Z>YC. Y>X>ZD. Y>Z>X
【答案】D
【详解】Y能和硫酸反应，Z不能和硫酸，则说明在金属活动性顺序中，Y位于氢元素前面，Z位于氢元素后面，则Y位于Z前面，Z能将X从其化合物中置换出来，则Z位于X前面，则金属活动性顺序：Y>Z>X。
故选D。
4.(2023广东中考)下列实验设计能达到实验目的的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】D
【详解】A、铁和硫酸铜、硝酸银均能发生反应，说明了活动性Fe>Cu，Fe> Ag，无法比较银和铜的金属活动性，故选项实验设计不能达到实验目的；
B、锌和稀硫酸反应生成氢气，反应后氢气逸出，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，故选项实验设计不能达到实验目的；
C、第一支试管中只能与干燥的空气接触，第二支试管中的铁钉只能与水接触，一段时间后，两支试管的铁钉均没有生锈，不能用于探究铁生锈条件，故选项实验设计不能达到实验目的；
D、图中实验，加入二氧化锰的试管中有大量气泡产生，可验证MnO2的催化作用，故选项实验设计能达到实验目的。
故选D。
5. (2023辽宁盘锦中考)锂电池常用于新能源汽车，钴的主要用途之一是生产锂电池，钴合金被广泛用于火箭发动机等耐热部件中。

(1)图1表示的是锂______(填“原子”或“离子”)的结构示意图。
(2)锂电池新能源汽车与传统燃油汽车相比，优点是______(答出一点即可)。
(3)钴合金属于______(填“金属材料”或“合成材料”)。
(4)在图2所示实验中，一段时间后，钴片表面有红色物质析出，银片表面无明显现象，由此判断银、钴、铜三种金属活动性由强到弱的顺序是______。
【答案】(1)原子 (2)可以减少汽车尾气的污染(合理即可)
(3)金属材料 (4)C＞Cu＞Ag
【解析】
(1)图1中核电荷数(3)＝核外电子数(2+1)，表示原子，因此图1表示的是锂原子的结构示意图；
(2)从环保的角度分析，传统燃油汽车会产生大量的空气污染物，如一氧化碳、二氧化氮等，锂电池新能源汽车与传统燃油汽车相比，可以减少汽车尾气的污染；
(3)金属材料包括纯金属和合金。金属与金属或非金属熔合而成的具有金属特性的物质为合金，钴合金属于金属材料；
(4)在图2所示实验中，一段时间后，钴片表面有红色物质析出，银片表面无明显现象，说明钴能够置换出铜，而银不能置换出铜，由此判断银、钴、铜三种金属活动性由强到弱的顺序是C＞Cu＞Ag。
【解题必备】
金属活动性顺序的应用
①判断金属活动性强弱。在金属活动性顺序里，金属位置越靠前，它的活动性就越强。
②判断金属与酸能否发生置换反应。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。而位于氢后面的金属则不与盐酸、稀硫酸反应。
③判断金属与金属化合物溶液能否发生置换反应。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的化合物溶液里置换出来。金属化合物必须溶于水，否则不反应。如Fe与AgCl不反应，因为AgCl不溶于水。
【变式练3-1】(2023年安徽省滁州市中考二模)下列根据实验事实推导出的原因，正确的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】B
【详解】A.将一段铝丝放入稀硫酸中，开始没有气泡产生，是因为铝与空气中氧气发生反应，生成一层致密氧化物薄膜氧化铝，氧化铝先于硫酸反应，等氧化铝反应完以后，铝才与硫酸反应，选项推导原因错误，故不符合题意；
B.硫在空气中燃烧产生微弱的淡蓝色火焰，而在氧气中燃烧产生蓝紫色火焰，是因为空气中氧气含量比氧气中少，所以空气中硫燃烧没有氧气中剧烈，选项推导原因正确，故符合题意；
C.取 1g 熟石灰放入烧杯中，加入 20mL 水，充分搅拌，底部有白色不溶物，是因为熟石灰微溶于水，20mL 水不能完全溶解1g熟石灰，所以，底部有白色不溶物，选项推导原因错误，故不符合题意；
D.20mL水和20mL酒精混合后体积小于 40mL，是因为构成酒精的酒精分子填充到了构成水的水分子间隔中，使总体积变小，选项推导原因错误，故不符合题意；
故选B。
【变式练3-2】 (2023西藏中考)将粗细相同的X、Y、Z三种金属丝分别放入质量和浓度相同的稀盐酸中，根据下图所示的实验现象，三种金属的活动性强弱顺序正确的是
A. Y>Z>XB. X>Z>YC. Z>Y>XD. Z>X>Y
【答案】B
【详解】根据金属与酸反应时，越活泼的金属与酸反应越剧烈，而排在氢后的金属不能与酸反应，如图所示，X反应最剧烈，Z不如X剧烈，则X>Z>H，Y不与酸反应无气泡生成，则H>Y，故三种金属活动性顺序是X>Z>Y，故选：B。
【变式练3-3】(2023年重庆市中考A卷)天舟6号货运飞船在2023年5月成功发射，标志着我国航天事业可再进一步。科研人员在空间站做了多孔铜、镁合金等材料性能实验，以及甲烷微重力燃烧实验。
(1)相同质量的镁和铜，含原子数更多的是_____，铜能拉成丝，说明铜具有良好的_____(填序号)。
A．导电性 B．导热性 C．延展性
(2)为了验证Mg(H)Cu的金属活动性顺序，小王同学做了如下两个实验：①将镁条和铜条分别放入相同的稀硫酸中②将镁条放入CuSO4溶液中。下列有关叙述正确的是_____(填序号)。
A．只需要实验①就能得出结论
B．实验②中有红色物质析出
C．实验②反应后溶液的质量减轻
(3)利用甲烷、氧气和氢氧化钠溶液组成的燃料电池可供电。三种物质共同作用生成一种盐和水，该反应的化学方程式为_____。
【答案】(1) 镁/Mg C
(2)ABC
(3)CH4+2O2+2NaOH= Na2CO3+3H2O
【详解】(1)相同质量的两种金属，相对原子质量大的所含原子数目少；因为镁原子质量比铜原子质量小，所以相同质量的镁和铜，含原子数更多的是镁，铜能拉成丝，说明铜具有良好的延展性，故选C。
(2)A、金属活动性顺序中，氢前的金属可与稀硫酸反应生成氢气，通过实验①可观察到镁条表面有气泡产生，铜片表面无现象，所以就能得出结论Mg>(H)>Cu，正确；
B、金属活动性顺序中，排在前面的金属能将排在后面的金属从其化合物的水溶液中置换出来。镁的金属活动性比铜强，所以实验②中有红色物质析出，正确；
C、 实验②的反应为：，根据化学方程式可知，反应后溶质质量减少，溶剂质量不变，所以溶液的质量减轻，正确。
故选ABC。
(3)利用甲烷、氧气和氢氧化钠溶液组成的燃料电池可供电。三种物质共同作用生成一种盐和水，根据质量守恒定律生成盐是碳酸钠，该反应的化学方程式为：CH4+2O2+2NaOH= Na2CO3+3H2O。
【变式练3-4】(陕西省渭南市富平县2022-2023上学期期末)为了探究金属的化学性质，某校化学兴趣小组设计以下实验：
实验I：探究Fe、Cu、Ag、R四种金属的活动性顺序(R为未知金属)。
【实验装置】
实验现象与结论】
(1)如图A所示，将四根金属棒同时插入烧杯中。甲烧杯中发生反应的化学方程式为______，乙烧杯中可观察到的现象是______。
(2)如图B所示，若丙、丁烧杯中R表面均有明显现象，可得出Fe、Cu、Ag、R的活动性顺序由强到弱为______。
实验Ⅱ：金属R可能是Ti吗？
【实验探究】
步骤一：在试管中加入一定量金属钛，滴入少量稀盐酸，有气泡均匀放出，反应后固体有剩余。
步骤二：取“步骤一”反应后的溶液，插入铁片，无明显现象。
(3)由此证明金属R______(填“可能”或“不可能”)是Ti。
【拓展应用】
(4)若要验证Cu、Ag、Ti的活动性强弱，可选择的试剂组是______(填字母)。
A. Ti、Cu、Ag、稀硫酸
B. Cu、Ag、Ti(SO4)2溶液
C. Ti、Ag、CuSO4溶液
(5)钛是化学性质比较活泼的金属，但在常温下钛的抗腐蚀性很强。即使把钛放在海水中数年，取出后仍光亮如初，可能的原因是______。
【答案】(1) ①. ②. 铁棒表面有红色固体生成，银棒表面无明显现象，溶液由蓝色变为浅绿色
(2)R>Fe>Cu>Ag
(3)可能 (4)C
(5)Ti能与氧气反应其表面生出一层致密的氧化膜。
【解析】
(1)如图A所示，根据金属活动性Fe>(H)>Cu>Ag：
甲烧杯中铜不与稀硫酸反应，铁与稀硫酸反应生出硫酸亚铁和氢气，反应的化学方程式为；
乙烧杯中银不与硫酸铜反应，铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，可观察到的实验现象是铁棒表面有红色固体生成，银棒表面无明显现象，溶液由蓝色变为浅绿色；
(2)根据活动性顺序表中，前面金属能把后面金属从其盐溶液中置换出来，如图B所示，若丙、丁烧杯中R表面均有明显现象，可知金属活动性R>Fe，R>Cu，可得出Fe、Cu、Ag、R的活动性顺序由强到弱为R>Fe>Cu>Ag；
(3)步骤一：在试管中加入一定量金属钛，滴入少量稀盐酸，有气泡均匀放出，可知金属钛能与稀盐酸反应生出氯化钛和氢气，反应后固体有剩余，说明稀盐酸反应完，得到氯化钛的溶液；
步骤二：取“步骤一”反应后的溶液，即氯化钛的溶液，插入铁片，无明显现象，说明铁无法置换出钛，可知金属活动性Ti>Fe，由此证明金属R可能是Ti；
(4)由以上分析可知金属活动性：Ti>(H)>Cu>Ag：
A、Ti能与稀硫酸反应，Cu、Ag不能与稀硫酸反应，可验证金属活动性Ti.>Cu、Ti>Ag，无法验证铜、银的金属活动性，不符合题意；
B、Cu、Ag均不能与Ti(SO4)2溶液反应，可验证金属活动性Ti.>Cu、Ag，无法验证铜、银的金属活动性，不符合题意；
C、Ti能与CuSO4溶液反应，可验证金属活动性Ti>Cu，Ag不能与CuSO4溶液反应、可验证金属活动性Cu>Ag，则Cu、Ag、Ti的活动性Ti>Cu>Ag，符合题意。
故选：C。
(5)钛是化学性质比较活泼的金属，但在常温下钛的抗腐蚀性很强。即使把钛放在海水中数年，取出后仍光亮如初，可能的原因是Ti能与氧气反应其表面生出一层致密的氧化膜。
►问题四 置换反应
【典例4】(2023湖南益阳中考)我国宋代《梦溪笔谈》中有“熬胆矾铁釜久之亦化为铜”的记载，其化学反应原理为，该反应属于
A. 化合反应B. 置换反应
C. 分解反应D. 复分解反应
【答案】B
【详解】化合反应的定义：两种或两种以上物质生成另一种物质的反应；
置换反应的定义：一种单质和一种化合物反应生成了一种新的单质和新的化合物的反应；
分解反应的定义：一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应；
复分解反应的定义：两个化合物之间相互交换成分发生的反应；
由该化学方程式可知，该反应是由金属单质铁与化合物硫酸铜发生反应生成单质铜和化合物硫酸亚铁，所以该反应属于置换反应，故选B。
2.(2023吉林长春中考)18世纪末，法国科学家拉瓦锡为探究水的组成，让水蒸气通过一根烧红的铁管，发生反应的化学方程式为3Fe+4H2O(气)Fe3O4+4X。下列说法错误的是
A. X的化学式为H2
B. 该反应属于置换反应
C. 参加反应的Fe和H2O的质量比为3：4
D. 该实验证明了“水不是一种元素”
【答案】C
【详解】A、根据质量守恒定律，反应前后原子的种类和数目不变，由反应的化学方程式可知，反应前Fe、H、O的原子数目是3、8、4，反应后Fe、O的原子数目是3、4，则4X中含有8个H，所以X的化学式为H2；正确；
B、置换反应是由一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应；由反应的化学方程式可知，该反应属于置换反应；正确；
C、根据方程式，参加反应的铁和水的质量比为(56×3)：(18×4)=7：3；错误；
D、根据质量守恒定律，反应前后元素的种类不变，反应后有铁、氧、氢三种元素，而反应前铁中只含有铁一种元素，则水中含有氢、氧两种元素，所以该实验了证明“水不是一种元素”；正确；
故选C。
3. (2023年黑龙江省龙东地区中考)在一个密闭容器中，有甲、乙、丙、丁、戊五种物质，在一定条件下发生反应，测得反应前后各物质质量的变化量(单位：g)如图所示。下列说法不正确的是

A. x的数值为8B. 反应前后元素的化合价可能改变
C. 该反应一定属于置换反应D. 反应前后甲、戊变化的质量之比为3:1
【答案】C
【分析】根据质量守恒定律，参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和，该反应在密闭容器中进行，则有18g+3g+1g+2g+5g=9g+2g+8g+2g+xg，x=8，反应后甲的质量减少了18g-9g=9g，则甲是反应物；反应后乙的质量减少了3g-2g=1g，则乙是反应物；反应后丙的质量增加了8g-1g=7g，则丙是生成物；反应前后丁的质量不变，则丁可能是该反应的催化剂，也可能是不参加反应的物质；反应后戊的质量增加了8g-5g=3g，则戊是生成物；该反应为甲与乙反应生成丙和戊。
【详解】A、由分析可知，x=8，故A说法正确；
B、由分析可知，该反应是甲和乙反应生成丙和戊，反应前后元素的化合价可能改变，故B说法正确；
C、由分析可知，该反应是甲和乙反应生成丙和戊，置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，由于不知道甲、乙、丙、戊是单质还是化合物，所以该反应可能是置换反应，故C说法错误；
D、反应前后甲、戊变化的质量之比为(18g-9g)：(8g-5g)=3：1，故D说法正确；
故选C。
4. (2023重庆中考B)处理汽车尾气的某反应微观示意图如下，下列对该反应的说法错误的是

A. 可以减少有毒气体的排放B. 属于置换反应
C. 反应前后催化剂的质量不变D. 反应前后原子个数不变
【答案】B
【分析】根据反应微观示意图，化学方程式为：；
【详解】A、可以减少CO、NO有害物质的排放，故A正确；
B、反应物都是化合物，不是置换反应，故B错误；
C、催化剂可以改变反应速率，反应前后本身的质量不变，故C正确；
D、根据质量守恒定律，反应前后原子个数不变，故D正确。
故选B。
【解题必备】
置换反应的特点是反应物和生成物中都有单质。
但CuO+CO ≜ Cu+CO₂，尽管生成物中一种是单质另一种是化合物，但由于反应物中的两种物质都是化合物，不符合定义，因此该反应不属于置换反应。
通式：A+BC=B+AC 或 AB+C=AC+B
发生的条件：强换弱
【变式练4-1】(2023年山东省临沂市郯城县中考一模)下列应用的原理、化学方程式和基本反应类型均正确的是
A. 用熟石灰中和硫酸厂的废水：复分解反应
B. 用赤铁矿高炉炼铁：置换反应
C. 家庭中小苏打做糕点的膨松剂：分解反应
D. 验证铁和银的活动性：，置换反应
【答案】C
【详解】A、，化学方程式没配平，A错误；
B、置换反应是单质与化合物反应生成另外的单质和化合物的化学反应，，反应物中没有单质，不是置换反应，B错误；
C、小苏打即碳酸氢钠，由于碳酸氢钠受热分解生成二氧化碳，所以是焙制糕点所用的发酵粉的主要成分之一，化学方程式，这是一变多的反应，属于分解反应，C正确；
D、铁的金属活动性排在银之前，铁和硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，没有生成硝酸铁，D错误。
故选C。
【变式练4-2】(2023年安徽省滁州市中考二模)下图是借助太阳能，通过人工光合作用制备甲酸的微观示意图。下列说法正确的是

A. 甲酸的化学式为
B. 该反应前后分子数目不变
C. 该反应为置换反应
D. 反应物中氧元素的质量和小于生成物中氧元素的质量和
【答案】A
【分析】由微观示意图分析可知，该反应为。
【详解】A.甲酸的化学式为，正确；
B.反应前分子数目为4，反应后分子个数为3，所以分子个数改变，错误；
C.该反应为化合物和化合物反应生成单质和化合物，不是置换反应，错误；
D.化学反应前后元素种类及质量不变，所以反应物中氧元素的质量和等于生成物中氧元素的质量和，错误。
故选：A。
【变式练4-3】(2023年辽宁省盘锦市中考)汽车尾气中含有NO和CO有毒气体，在排气管中安装“催化转化器”，可将NO和CO转化为无毒气体，减少空气污染．下图是该反应的微观示意图，有关说法正确的是
A. 参与反应的甲与乙的分子个数之比为1∶1B. 该反应属于置换反应
C. 反应前后分子和原子的种类都发生了改变D. 丁是形成酸雨的气体之一
【答案】A
【分析】由图可知，该反应为一氧化氮和一氧化碳在催化剂的作用下反应生成氮气和二氧化碳，该反应的化学方程式为：。
【详解】A、由图及化学方程式可知，参与反应的甲与乙的分子个数之比为：2：2=1：1，符合题意；
B、置换反应是一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，该反应的反应物均是化合物，不属于置换反应，不符合题意；
C、该反应有新物质生成，属于化学变化，反应前后，分子种类发生了改变，根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类和数目不变，不符合题意；
D、丁为二氧化碳，二氧化碳含量过多，会导致温室效应，不会导致酸雨，不符合题意。
故选A。
【变式练4-4】(2023辽宁盘锦中考)硅广泛用于芯片等电子元件中、工业上使用二氧化硅(SiO2，和金刚石的结构相似)提取硅单质，其反应原理是SiO2+2CSi+2CO↑。下列说法正确的是
A. CO中C显+4价
B. 该反应为置换反应
C. SiO2中硅、氧元素的质量比为32：28
D. 二氧化硅由硅原子和氧原子构成
【答案】BD
【详解】A、CO中氧元素显﹣2价，设碳元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得：x+(﹣2)＝0，则x＝+2价，故选项说法错误。
B、根据方程式知道，该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，属于置换反应，故选项说法正确。
C、SiO2中硅、氧元素的质量比为28：(16×2)＝28：32，故选项说法错误。
D、二氧化硅和金刚石的结构相似，金刚石是由碳原子直接构成的，则二氧化硅由硅原子和氧原子构成，故选项说法正确。
故选：BD。
【基础强化】
1.(河北省保定市清苑区2022-2023上学期期末)下列金属中，金属活动性最强的是( )
A. 镁B. 铜C. 铁D. 银
【答案】A
【详解】四种金属活动性由强到弱的顺序为镁、铁、铜、银，即活动性最强的金属是镁，故选A。
2. (陕西省渭南市富平县2022-2023上学期期末)下列物质在氧气中燃烧，生成黑色固体的是
A. 铁丝B. 硫C. 镁D. 红磷
【答案】A
【详解】A、铁丝在氧气中剧烈燃烧、火星四射，放出热量，生成黑色固体，符合题意；
B、硫在氧气中燃烧发出明亮蓝紫色火焰，生成一种有刺激性气味的气体，不符合题意；
C、镁在氧气中燃烧发出耀眼的白光，放出热量，生成白色固体，不符合题意；
D、红磷在氧气中燃烧有大量白色固体生成，放出热量，不符合题意；
答案：A。
3．(2023年湖南省怀化市中考)向Cu(NO3)2溶液中分别加入金属X、Y，反应一段时间后在X表面有红色物质板出，Y表面无明显变化，则X、Y、Cu三种金属的活动性由强到弱的顺序为
A．Cu>X>YB．X>Cu>YC．X>Y>CuD．Y>Cu>X
【答案】B
【详解】现有X、Y两种金属，分别把它们插入到 Cu(NO3)2溶液中，一段时间后，在X表面有红色固体析出，在Y表面无明显变化，说明X的金属活动性比铜强，Y的金属活动性比铜弱，即X＞Cu＞Y。
故选：B。
4. (河北省保定市清苑区2022-2023上学期期末)把X、Y、Z三种金属分别加入稀盐酸中，Y表面有气泡产生，X、Z无明显变化；再把X放到Z的硝酸盐溶液中，X的表面有固体析出，则三种金属的活动性顺序是
A. Y>X>Z B. Y>Z>X C. X>Z>Y D. Z>X>Y
【答案】A
【详解】通常情况下位于金属活动性顺序表氢元素前面的金属的单质能与稀盐酸或稀硫酸发生置换反应生成氢气，位于金属活动性顺序表氢元素后面的金属的单质不能与稀盐酸或稀硫酸发生置换反应生成氢气。由题意把X、Y、Z三种金属分别加入稀盐酸中，Y表面有气泡产生，X、Z无明显变化，说明Y的金属活动性比X和Z强；金属活动性强的金属能将金属活动性顺序弱的金属从其盐溶液中置换出来，把X放到Z的硝酸盐溶液中，X的表面有固体析出，说明X的金属活动性比Z强；综上所述，X、Y、Z三种金属的活动性顺序是Y>X>Z，故选A。
5.(2022湖南张家界中考)金和黄铜(铜锌合金)是生活中常见的物质，下列试剂或方法不能将其区分的是( )
A．稀硫酸B．硝酸银溶液C．观察颜色D．灼烧
【答案】C
【解析】A、黄铜含有锌，可与硫酸反应生成氢气，有气泡产生，而黄金不反应，无明显现象，可以区分两种物质，故错误；
B、黄铜含有锌、铜，可与硝酸银反应生成银，表面有银白色物质出现，而黄金不反应，无明显现象，可以区分两种物质，故错误；
C、金和黄铜都为黄色，无法通过观察颜色进行区分，故正确；
D、黄铜灼烧有氧化铜生成，变为黑色，而黄金不变色，可以区分两种物质，故错误；
故选：C。
6.(2023年江苏省扬州市中考)下列对实验现象的解释不正确的是
A．AB．BC．CD．D
【答案】B
【详解】A、50mL酒精和50mL水混合在一起，体积小于100mL，是因为分子之间有间隔(空隙)，一部分水分子和酒精分子会互相占据分子之间的间隔(空隙)。A正确；
B、向锌粒中加入稀硫酸，产生气泡，是因为锌的金属活动性比氢强，能与稀硫酸反应生成硫酸锌溶液和氢气。不是金属均能与酸反应产生H2，金属铜就不能与酸反应产生H2。B不正确；
C、由于合金的硬度往往比其成分金属大，所以将黄铜片(铜锌合金)和铜片相互刻画，铜片表面有明显划痕。C正确；
D、因为纯氧比空气中氧气浓度大，氧气的浓度对物质的燃烧有影响。所以铁丝在空气中不能燃烧，在氧气中可以燃烧。D正确。
综上所述：选择B。
7. (2023新疆中考)下列实验方案能达到实验目的的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】D
【详解】A、NaOH容易与空气中的CO2反应生成Na2CO3与H2O，NaOH与Na2CO3的溶液都呈碱性，都能使无色酚酞试剂变红色，则无法使用无色酚酞试剂检验NaOH溶液是否变质，故选项实验不能达到目的；
B、MgCl2能与KOH反应生成Mg(OH)2沉淀与KCl，则在溶液中加入适量的KOH反应后会引入新的杂质KCl，则无法达到除杂的目的，故选项实验设计不合理；
C、将铜丝、银丝分别插入硫酸铝溶液中，实验中观察到都无明显的实验现象，则证明金属活动性Al＞Cu，Al＞Ag，无法判断Cu、Ag的金属活动性，故选项实验设计不合理；
D、NH4NO3溶于水吸热，溶液的温度降低；NaOH溶于水放热，溶液的温度升高；CaCO3不溶于水；NaCl溶于水无明显的现象，能形成无色透明的溶液；则将四种固体加水，观察溶解和温度的变化情况可以区分，故选项实验设计合理。
故选D。
8.(河南省南阳市卧龙区2022-2023上学期期末)将黄铜片和铜片相互刻画，铜片上留下划痕，说明___________；不能用铁制容器盛放硫酸铜溶液，原因是___________(用化学方程式表示)。
【答案】 ①. 黄铜片的硬度比铜片大 ②.
【详解】可通过相互刻画的方法比较材料的硬度，铜片上留下划痕，则说明黄铜片的硬度比铜片大；
铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，反应的化学方程式为。
【能力提升】
1．(2023年重庆市中考)铁和铜在自然环境中都能被腐蚀。下列不能说明铁比铜活泼的事实是
A．历史上铜比铁使用更早B．铁的文物比铜的稀有
C．氧化铁能与盐酸反应而铜单质不能D．铁能与硫酸铜溶液反应
【答案】C
【详解】A、活动性弱的金属使用的更早，因为活动性越弱，越容易制得，故A正确；
B、铁的化学性质活泼，易发生反应，不易保存，能说明铁比铜活泼，故B正确；
C、氧化铁是金属氧化物，铜是金属单质，氧化铁能与盐酸反应而铜单质不能，不能说明铁比铜活泼，故C错误；
D、铁能与硫酸铜溶液反应，说明铁比铜活泼，故D正确。
故选C。
2. (2023年甘肃省白银市中考)现有X、Y、Z三种金属，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；如果把X和Y分别放入稀硫酸中，X溶解并产生气泡，Y不反应。根据以上实验事实，判断这三种金属的活动性由强到弱的顺序为
A. Z、Y、XB. X、Z、YC. X、Y、ZD. Y、X、Z
【答案】C
【详解】根据金属活动性的应用，在金属活动性顺序里，位于前面的金属能将后面的金属从盐溶液中置换出来， Y放入硝酸银溶液中，过一会儿，在Y表面有银析出，说明Y的活动性大于银；Z放入硝酸银溶液中，Z没有变化，说明银的活动性大Z，综合所述可知Y活动性大于Z；
根据第二条应用可知，位于氢前的金属能将稀盐酸、稀硫酸中的氢置换出来，X和Y分别放入稀硫酸中，X溶解并产生气泡，Y不反应，说明X活动性大于氢，氢的活动性大于Y，故X的活动性大于Y；综合上述可可知，活动性顺序为X、Y、Z；故选C。
3．(2023年四川省自贡市中考)现有体积大小相同的三种金属X、Y、Z，分别放入三份溶质质量分数相等的足量稀硫酸中，X不发生反应，Y、Z反应生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示。X、Y、Z的金属活动性顺序正确的是

A．X>Y>ZB．X>Z>YC．Y>Z>XD．Z>Y>X
【答案】D
【详解】现有体积大小相同的三种金属X、Y、Z，分别放入三份溶质质量分数相等的足量稀硫酸中，X不发生反应，Y、Z反应生成氢气，且Z的反应速率快，说明在金属活动性顺序里，Y、Z排在氢前，且Z比Y活泼，X排在氢后，故三种金属的活动性顺序为：Z>Y>X。
故选D。
4. (2023年山东省聊城市中考)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FeCl2、AgNO3溶液中
C. 将Cu、Ag分别放入FeSO4溶液中
D. 将Fe放入稀盐酸、Cu放入AgNO3溶液中
【答案】B
【详解】A、将Fe、Cu、Ag分别放入稀盐酸中，只有铁与稀盐酸反应生成气体产生气泡，而铜、银都不与稀盐酸反应，只能够证明铁的金属活动性比铜、银强，但不能验证铜、银活动性的关系，选项错误；
B、将Cu分别放入FeCl2、AgNO3溶液中，铜不与氯化亚铁反应，证明铜的活动性比铁弱，铜能够与硝酸银反应生成银和硝酸铜，证明铜的活动性比银强，选项正确；
C、将Cu、Ag分别放入FeSO4溶液中，铜、银都不与硫酸亚铁反应，证明铜、银的活动性都比铁弱，但不能验证铜、银活动性的关系，选项错误；
D、将Fe放入稀盐酸，铁与稀盐酸反应生成氢气产生气泡，证明铁位于金属活动性顺序表中氢的前面，Cu放入AgNO3溶液中反应生成硝酸铜和银，证明铜的活动性比银强，但不能验证铁与铜的活动性的关系，选项错误，故选B。
5．(2023年四川省眉山市中考)实验设计是实验探究的基本环节。下列实验设计能达到对应实验目的的是
A．AB．BC．CD．D
【答案】B
【详解】A、白酒和白糖水均为无色液体，用观察颜色的方法不能鉴别，故选项实验设计不能达到对应实验目的；
B、K2SO4能与适量BaCl2溶液反应生成硫酸钡沉淀和氯化钾，能除去杂质且没有引入新的杂质，符合除杂原则，故选项实验设计能达到对应实验目的；
C、浓硫酸具有吸水性，但能与氨气反应，不但能把杂质除去，也会把原物质除去，不符合除杂原则，故选项实验设计不能达到对应实验目的；
D、将铜丝、银丝分别浸入稀盐酸溶液中，均不反应，不能探究铜、银的金属活动性顺序，故选项实验设计不能达到对应实验目的；
故选：B。
6．(2023年陕西省中考)用下列各组物质进行实验。能验证Mg、Ag、Cu三种金属活动性强弱的是
A．Mg、Ag、Cu、稀硫酸
B．Mg、Ag、溶液
C．Ag、Cu、溶液
D．Ag、溶液、溶液
【答案】B
【详解】A、Ag、Cu金属活动性弱于H，所以均不能与稀硫酸发生反应，无法判断Ag、Cu的金属活动性强弱，选项错误；
B、Mg可以与硫酸铜溶液发生反应置换出铜单质，证明金属活动性Mg＞Cu，Ag无法与硫酸铜溶液发生反应置换出铜单质，证明金属活动性Cu＞Ag，所以可以验证Mg、Ag、Cu三种金属活动性强弱，选项正确；
C、Ag和Cu均不能与MgCl2溶液发生反应，无法判断Ag、Cu的金属活动性强弱，选项错误；
D、Ag不能与CuCl2溶液和MgSO4溶液发生反应，所以只能证明Ag的金属活动性弱于Cu、Mg，不能判断Mg、Cu的金属活动性强弱，选项错误。
故选B。
7．(2023年甘肃省武威市中考)现有X、Y、Z三种金属，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；如果把X和Y分别放入稀硫酸中，X溶解并产生气泡，Y不反应。根据以上实验事实，判断这三种金属的活动性由强到弱的顺序为
A．Z、Y、XB．X、Z、YC．X、Y、ZD．Y、X、Z
【答案】C
【详解】根据金属活动性的应用，在金属活动性顺序里，位于前面的金属能将后面的金属从盐溶液中置换出来， Y放入硝酸银溶液中，过一会儿，在Y表面有银析出，说明Y的活动性大于银；Z放入硝酸银溶液中，Z没有变化，说明银的活动性大Z，综合所述可知Y活动性大于Z；
根据第二条应用可知，位于氢前的金属能将稀盐酸、稀硫酸中的氢置换出来，X和Y分别放入稀硫酸中，X溶解并产生气泡，Y不反应，说明X活动性大于氢，氢的活动性大于Y，故X的活动性大于Y；综合上述可可知，活动性顺序为X、Y、Z；故选C。
8．(2023年陕西省中考)如下图，将金属X插入烧杯内的溶液中，观察到溶液颜色变蓝后取出X，向烧杯内再加入一定量锌粉，振荡后，溶液蓝色逐渐消失。

(1)金属X是_____。
(2)加入锌粉，溶液蓝色消失的原因是_____(用化学方程式表示)。
(3)实验结束后，烧杯内的溶液中一定_____(填“存在”或“不存在”)。
【答案】(1)Cu/铜
(2)
(3)不存在
【详解】(1)因为X可以使溶液变蓝，说明溶液中出现了铜离子，所以金属X是铜。
(2)锌的金属活动性强于Cu，所以锌单质和硝酸铜反应生成铜单质和硝酸锌溶液，溶液蓝色消失。化学方程式为：Zn+Cu(NO3)2=Zn(NO3)2+Cu。
(3)因为溶液蓝色消失，所以溶液中铜离子全部被Zn置换出来，所以溶液中一定不存在银离子，所以烧杯内的溶液中一定不存在AgNO3。
9. (2023湖南省岳阳市中考)为了防止环境污染，工厂废液需经过处理达标后才能排放。某电镀厂为了减少对水的污染并节约成本，从排放的废液(主要含ZnSO4、FeSO4和CuSO4)中回收金属铜、铁以及工业原料硫酸锌，设计了如图所示的工艺流程，请据图回答下列问题：

(1)步骤Ⅰ中分离固体A和溶液C的操作名称是______。
(2)物质Y的化学式为______。
(3)请写出步骤Ⅲ中生成Fe的化学反应方程式：______。
(4)请写一条保护金属资源的有效途径：______。
【答案】(1)过滤 (2)H2SO4
(3)Zn+FeSO4=ZnSO4+Fe
(4)回收利用废旧金属(或有计划、合理地开采矿物，寻找金属的代用品等)
【分析】废液中含硫酸锌、硫酸亚铁和硫酸铜，要从废液中回收金属铜、铁以及工业原料硫酸锌，则X为锌，锌和硫酸铜生成硫酸锌和铜，和硫酸亚铁生成硫酸锌和铁，则固体A为铜、铁和过量的锌，溶液C为硫酸锌，Y为硫酸溶液，稀硫酸和锌、铁分别生成硫酸锌和硫酸亚铁，则溶液B为硫酸锌、硫酸亚铁及过量的硫酸，向B中加入适量锌，锌和硫酸亚铁生成铁和硫酸锌，C结晶得到硫酸锌晶体。
【解析】
(1)步骤Ⅰ将固液分离，为过滤操作。
(2)由以上分析知，物质Y为硫酸，化学式为H2SO4。
(3)步骤Ⅲ中生成Fe的反应为硫酸亚铁和锌生成硫酸锌和铁，化学方程式为Zn+FeSO4=ZnSO4+Fe。
(4)保护金属资源的有效途径有：防止金属的锈蚀，回收利用废旧金属，有计划、合理地开采矿物，寻找金属的代用品等。
10．(2023年四川省成都市中考)利用如图实验探究金属的化学性质。

(1)实验一：水的作用是______。实验中，观察到发出白光后铁丝并未燃烧，原因是______。
(2)实验二：两个反应均生成了______(填物质名称)。比较铁和铝的金属活动性强弱，从试剂角度需考虑：①加入同样大小的铁片和铝片；②______。
(3)实验三：反应的化学方程式为______。再补充一个实验可得出的金属活动性顺序。设计并进行实验，补全下表。
【答案】(1) 防止燃烧产物下落使集气瓶炸裂 火柴燃烧消耗了较多的氧气，使氧气不足
(2) 氢气 加入等体积等浓度的稀盐酸
(3) (或取少量硫酸亚铁溶液于试管中，伸入铜丝与溶液反应) 无明显变化
【详解】(1)实验一中，集气瓶底部加少量水，是为了防止燃烧产物下落使集气瓶炸裂；实验中，观察到发出白光后铁丝并未燃烧，是因为火柴燃烧消耗了较多的氧气，使氧气不足；
(2)铁和铝的金属活动性都在氢之前，都可与稀盐酸反应生成氢气；比较铁和铝的金属活动性强弱，从试剂角度需考虑两点：①加入同样大小的铁片和铝片，②加入等体积等浓度的稀盐酸；
(3)在实验三中铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银，反应的化学方程式为：Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2；为探究Cu、Fe、Ag 的金属活动性顺序， (或取少量硫酸亚铁溶液于试管中，伸入铜丝与溶液反应)，无明显变化，说明铁金属活动性强于铜，从而得出Cu、Fe、Ag 的金属活动性顺序为Fe＞Cu＞Ag 。
11．(2023年贵州省中考)对于金属材料，我们应该从多角度了解。
Ⅰ金属冶炼
(1)《天工开物》中记载了炼锡的场景：“凡煎炼亦用洪炉，入砂数百斤，丛架木炭亦数百斤，鼓鞴(指鼓入空气)熔化。”
①鼓入足量空气的目的是_______，从而提高炉温。
②“点铅勾锡”是炼锡的关键步骤，加铅能使锡较易熔化流出，其原因是________。
Ⅱ金属的活动性
(2)为探究锌、铁、铜三种金属的活动性及它们和氢元素的位置关系，小明设计了如下实验：

①试管C中发生反应的化学方程式为______，该反应属于_______(填基本反应类型)。
②小莉认为省略上述实验中的_______(填字母)，也能达到实验目的。
Ⅲ金属的锈蚀与防护
(3)对钢铁制品进行“发蓝”处理，使其表面生成一层致密的氧化膜，能有效防止钢铁锈蚀。
①“发蓝”过程属于______(填“物理”或“化学”)变化。
②“发蓝”能防止钢铁锈蚀的原因是_________。
Ⅳ金属的回收再利用
(4)某学习小组同学欲从废旧电脑的某些零部件中回收金属银，设计流程如图所示。

①步骤Ⅰ中加入足量稀硫酸后发生反应的化学方程式为______。
②溶液X中只含有一种溶质，该溶质为______。
【答案】(1) 使木炭充分反应，放出热量 合金的熔点低
(2) 置换反应 C
(3) 化学 隔绝氧气和水
(4) 硝酸铜
【详解】(1)①鼓入足量空气的目的是让木炭充分燃烧，该反应放热，从而提高炉温；
②加铅后形成合金，合金的熔点低于纯金属；
(2)①试管C中铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，反应的化学方程式为：；该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，属于置换反应；
②实验A可以得出锌的活动性强于铁；实验B可以得出铁的活动性在氢前；实验C可以得出铁的活动性强于铜；实验D可以得出铜的活动性在氢后，要得出活动性：锌>铁>氢>铜，可省略实验C；或者省略BD。
(3)①“发蓝”过程是使其表面生成一层致密的氧化膜，有新物质生成，属于化学变化；
②铁生锈是与氧气和水共同作用，“发蓝”能防止钢铁锈蚀的原因是隔绝了氧气和水；
(4)①步骤Ⅰ中加入足量稀硫酸后，铜、银不反应，铝和硫酸反应生成硫酸铝和氢气，反应的化学方程式为：；
②步骤Ⅰ过滤出的固体中含有铜、银，加入适量硝酸银溶液，铜和硝酸银反应生成银和硝酸铜，故溶液X中含有硝酸铜。
12. (2022辽宁锦州中考)某化学兴趣小组的同学走进化学实验室，进行金属化学性质的探究实验。
实验一：探究金属与氧气反应
(1)将一小段光亮的铜片放在敞口的试管中，用酒精灯加热试管。一段时间后，发现试管内铜片表面变黑。小组同学经分析认为该黑色物质是氧化铜，发生反应的化学方程式为_______________________。
(2)为进一步确定黑色物质是氧化铜，小组同学进行了以下探究：(实验过程中所用稀硫酸的量不会对实验安全造成影响)
实验二：探究金属与酸溶液反应
(3)将一根铝丝插入盛有稀硫酸的试管中，铝丝表面没有出现气泡。同学们对此产生了质疑，经过讨论大家一致认为，没有出现气泡的原因是_______________________。
(4)分析原因后，他们调整方案排除了干扰，完成了实验二的验证。他们进行的实验是____________(要求写出实验步骤及现象)。
实验三：探究金属与某些盐溶液反应
(5)将处理后的铝丝插入实验一得到的溶液中，铝丝表面出现红色固体，请写出生成红色固体反应的化学方程式：_______________________。
实验结论：金属能与氧气、酸溶液及某些盐溶液发生化学反应。
【答案】(1)
(2) ①. 黑色固体全部溶解，溶液由无色变为蓝色 ②.
(3)铝在常温下会与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化膜，覆盖在铝丝表面，阻碍了铝与稀硫酸反应的进行
(4)将铝丝用砂纸打磨光亮之后插入盛有稀硫酸的试管中，铝丝表面出现气泡
(5)
【解析】
(1)光亮的铜片在加热条件下能和空气中的氧气反应生成黑色的氧化铜，该反应方程式为：；
(2)根据实验结论：黑色物质是氧化铜，所以向上述实验后的试管中加入足量稀硫酸， 微热，氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜溶液和水，会观察到实验现象为：黑色固体全部溶解，溶液由无色变为蓝色，该反应方程式为：；
(3)将一根铝丝插入盛有稀硫酸的试管中，铝丝表面没有出现气泡。因为铝在常温下会与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化膜，覆盖在铝丝表面，阻碍了反应的进行，导致铝丝表面没有气泡产生；
(4)实验二的目的是探究金属与酸溶液反应，所以想要验证铝与稀硫酸的反应，要除去铝丝表面的氧化膜，即为将铝丝用砂纸打磨；铝丝与稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气，会观察到有气泡产生，即可探究金属与酸溶液的反应。实验步骤及现象为：将铝丝用砂纸打磨光亮之后插入盛有稀硫酸的试管中，铝丝表面出现气泡；
(5)将处理后的铝丝插入实验一得到的溶液中(实验一得到的溶液为硫酸铜溶液)，铝比铜活泼，铝丝表面出现红色固体，铝与硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸铝，该反应方程式为：。
1.知道铁、铝、铜等常见金属与氧气的反应；
2.初步认识常见金属与盐酸、硫酸的置换反应，以及与盐溶液的置换反应；
3.能用金属活动性顺序对有关的置换反应进行简单的判断；
4.能用置换反应和金属活动性顺序解释一些与日常生活有关的化学问题。

铁
铝
镁
铜
反应现象
在氧气中点燃，剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体
在空气中，常温下，铝表面变暗(生成一层致密氧化膜)
在空气中点燃，剧烈燃烧，发出耀眼白光，生成白色固体
在空气中加热，表面变黑
化学方程式
3Fe+2O2Fe3O4
4Al+3O2=2Al2O3
2Mg+O22MgO
2Cu+O2△2CuO
反应特征
都是氧化反应，生成金属氧化物，且都属于化合反应
铁丝
铝丝
铜丝
反应现象
稀盐酸
铁丝表面产生少量气泡，溶液由无色变成浅绿色
铝丝表面产生大量气泡，溶液颜色没有变化
没有明显现象(不反应)
稀硫酸
铁丝表面产生少量气泡，溶液由无色变成浅绿色
铝丝表面产生大量气泡，溶液颜色没有变化
没有明显现象(不反应)
化学方程式
稀盐酸
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑

稀硫酸
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑

讨论
①上述方程式的特点是一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质与另一种化合物，属于置换反应类型
②根据铜与酸不反应，铁反应较不剧烈，而铝反应现象最剧烈，可初步推断，三种金属的活动性由强到弱依次是：Al>Fe>Cu
③Fe与酸反应，生成的是氯化亚铁(FeCl2)、硫酸亚铁(FeSO4)，而不是氯化铁(FeCl3)、硫酸铁[Fe2(SO4)3]
铁丝浸入硫酸铜溶液
铝丝浸入硫酸亚铁溶液
铜丝浸入硫酸铝溶液
反应现象
铁丝表面有红色物质析出，溶液由蓝色变成浅绿色
铝丝表面有黑色物质析出，溶液由浅绿色变成无色
没有明显现象(不反应)
化学方程式
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
2Al+3FeSO4=Al2(SO4)3+3Fe

讨论
①由铝能置换出铁，铁能置换出铜，可推断三种金属的活动性由强到弱依次是：Al>Fe>Cu
②铜不能与硫酸铝溶液反应，是因为铜的金属活动性比铝弱
选项
劳动实践
化学知识
A
用铅笔芯制作电极
石墨有导电性
B
用食醋除水垢
水垢能与食醋反应
C
回收铝制易拉罐
铝易与氧气反应
D
用洗涤剂去油污
洗涤剂能乳化油污
选项
劳动项目
化学解释
A
工人用铝合金制成门窗
铝在常温下与氧气不反应
B
医生给贫血病人开具补铁药剂
铁元素是血红素的重要成分
C
农民给农作物施用磷酸二氢铵肥料
为农作物补充需要的N和P元素
D
科学家开发新的燃料电池
该电池将燃料的化学能转化为电能
选项
实验现象
解释
A
将50mL水和50mL酒精混合，总体积小于100mL
分子之间有空隙
B
向锌粒中加入稀硫酸，产生气泡
金属均能与酸反应产生H2
C
将黄铜片和铜片相互刻画，铜片表面有明显划痕
合金的硬度往往比其成分金属大
D
铁丝在空气中不能燃烧，在氧气中可以燃烧
氧气的浓度对物质的燃烧有影响
编号
20mL硫酸的质量分数
1g锌的形状
0～3min产生氢气体积(mL)
①
20%
锌粒
31.7
②
20%
薄锌片
50.9
③
30%
锌粒
61.7
④
30%
薄锌片
79.9
实验编号
硫酸的溶质质量分数
(均取20mL)
锌的形状
(均取1g)
氢气的体积(mL)
(均收集3分钟)
①
20%
锌粒
31.7
②
20%
锌片
50.9
③
30%
锌粒
61.7
④
30%
锌片
799
实验目的
探究 Fe、Cu、Ag的金属活动性强弱
验证质量守恒定律
探究铁锈蚀的条件
验证 MnO2的催化作用
实验设计




选项
A
B
C
D
选项
实验事实
原因推导
A
将一段铝丝放入稀硫酸中，开始没有气泡产生
铝和稀硫酸不反应
B
硫在空气中燃烧产生微弱的淡蓝色火焰，而在氧气中燃烧产生蓝紫色火焰
物质燃烧的剧烈程度与氧气的浓度有关
C
取熟石灰放入烧杯中，加入水，充分搅拌，底部有白色不溶物
一定是熟石灰全部变质成为碳酸钙
D
水和酒精混合后体积小于
酒精和水发生反应，使总体积变小
选项
实验现象
解释
A
将50mL水和50mL酒精混合，总体积小于100mL
分子之间有空隙
B
向锌粒中加入稀硫酸，产生气泡
金属均能与酸反应产生H2
C
将黄铜片和铜片相互刻画，铜片表面有明显划痕
合金的硬度往往比其成分金属大
D
铁丝在空气中不能燃烧，在氧气中可以燃烧
氧气的浓度对物质的燃烧有影响
选项
实验目的
实验方案
A
检验NaOH溶液是否变质
加入酚酞溶液
B
除去NaCl溶液中少量的MgCl2
加入适量的KOH溶液，过滤
C
探究Al、Cu、Ag的金属活动性顺序
将铜丝、银丝分别插入硫酸铝溶液中
D
鉴别NH4NO3、NaOH、CaCO3、NaCl四种固体
加水，观察溶解和温度的变化情况
选项
实验目的
实验设计
A
鉴别白酒和白糖水
观察颜色
B
除去KCl溶液中的少量K2SO4
加适量BaCl2溶液，过滤
C
除去氨气中的水蒸气
将气体通过浓硫酸
D
探究铜、银的金属活动性顺序
将铜丝、银丝分别浸入稀盐酸溶液中
实验步骤(可用图示)
实验现象
实验结论
______
______
实验步骤
实验现象
实验结论
发生反应的化学方程式
向上述实验后的试管中加入足量稀硫酸, 微热
_________________
黑色物质是氧化铜
__________________