广东专版中考化学总复习第三部分身边的化学物质第11考点金属及其活动性顺序课件

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第11考点 金属及其活动性顺序
1．(2016·广东) 实验室根据工业炼铁的原理设计了如图所示装置进行实验。请回答：
(1)主要成分为氧化铁的矿石名称为______________；图中还原氧化铁的化学方程式为：_________________________________(2)“加热”和“通气”(通入CO) 的操作顺序是____________。2．(2017·广东)下列物品主要由合金制成的是(　　)A．塑料水杯 B．单车轮胎 C．羊毛衣服 D．青铜雕像3．(2017·广东节选)如果用铁桶装农药“波尔多液”(硫酸铜溶液＋石灰浆)，铁桶受到腐蚀的化学方程式为__________________________________________________。
Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu
一、 金属材料1．金属的物理性质常温下是固体(除汞外)、有金属光泽、大多为热和电的良导体，有延展性、密度大、硬度大、熔点高等共性。2．合金：是由一种金属跟其他金属(或非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质。合金比组成它的纯金属的性能优越。如：硬度增大、熔点降低、抗腐蚀性增强。3．钢和生铁的区别生铁的含碳量为______________，钢的含碳量为______________。钢和生铁都是铁的合金。4．钛和钛合金：熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、机械性能好、抗腐蚀性能好，被认为是21世纪的重要金属材料。钛合金与人体有很好的“相容性”，可用来制造人造骨等。
二、 金属资源的保护1．钢铁的生锈铁在潮湿空气中易生锈。铁与__________发生缓慢氧化反应生成铁锈。铁锈是红褐色的混合物，主要成分为氧化铁。铜生锈是铜与O2、H2O、CO2接触生成了铜绿，铜绿的化学式为Cu2(OH)2CO3。食品常用的保鲜剂(双吸剂)是铁粉，就是利用铁生锈，消耗O2和H2O的原理，从而保鲜食品。2．钢铁的防锈(1)钢铁的防锈原理：保持钢铁制品表面的洁净和干燥，使钢铁制品与氧气或水隔绝。(2)常用的防锈方法：涂油、刷漆、电镀、烤蓝、制成不锈钢等3．铝制品的防锈铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化，因此，铝具有很好的抗腐蚀性能。因为铝表面有致密的氧化铝保护膜，所以铝与酸、盐溶液反应稍慢。
三、 铁的冶炼1．常见的铁矿石磁铁矿(主要成分是_________)、赤铁矿(主要成分是_________)。2．原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气。石灰石的作用是除去铁矿石中的二氧化硅。3．原理：在高温下，利用一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。反应的化学方程式是：______________________________。4．炼铁的产品：生铁。5. 在点燃酒精灯a前，要先通入CO，目的是___________________________________________。酒精灯b的作用是防止有毒气体CO散发到空气中，造成污染。
排出装置中的空气，防止加热时CO与空气混合引起爆炸
四、 金属的化学性质1．与氧气的反应绝大多数的金属单质与O2发生化合反应，生成金属氧化物。如：2Mg＋O2 2MgO 4Al＋3O2 2Al2O32．与酸的反应在金属活动性顺序中，氢前金属单质与酸发生置换反应，生成盐和H2。如：2HCl＋ Zn=ZnCl2＋H2↑ H2SO4＋Mg=_______________________________________3H2SO4＋2A1=Al2(SO4)3＋3H2↑ 6HCl＋2Al=_______________________________________
与酸的反应：MgSO4＋H2↑　
2AlCl3＋3H2↑
3．与某些盐溶液的反应在金属活动性顺序中，前金属单质与后金属化合物的盐溶液发生置换反应，生成后金属单质和前金属化合物的盐。如：(1)Fe+CuSO4=_______________________________________现象：铁钉表面有红色物质出现，溶液由蓝色变为浅绿色。(2)2A1＋3CuSO4=__________________________________ 现象：铝丝表面有红色物质出现，溶液由蓝色变为无色。(3)Cu＋2AgNO3=__________________________________________现象：铜丝表面有银白色物质出现，溶液由无色变为蓝色。不能用铁制容器盛装波尔多液农药，是因为铁与波尔多液中硫酸铜发生置换反应，腐蚀铁制容器，并且使农药失效。
与某些盐溶液的反应：FeSO4＋Cu　　
Al2(SO4)3＋3Cu
Cu(NO3)2＋2Ag
五、 金属活动性顺序的应用1．比较不同金属的活动性强弱。在金属活动性顺序表中，位置越靠前的金属，化学性质越活泼。2．判断金属与酸能否发生置换反应。排在氢前面的金属能置换出酸中的氢，排在氢后的金属不能置换出酸中的氢。金属的位置越靠前，与酸的反应越剧烈。3．判断金属跟盐溶液能否发生置换反应。较活泼的金属能将位于其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。4．判断反应后溶液质量的增减。
温馨提示1．合金是一种混合物，可以由多种金属或非金属熔合而成，并没有发生化学反应，没有生成新物质。2．合金不一定全部由金属组成，也可以由金属与非金属组成。如生铁，就是铁与碳的合金。3．合金具有金属特性，如导电性、导热性、延展性等，属于金属材料。4．元素之间是熔合到一起而不是相互化合，更不是简单地混合。5．组成合金的元素仍保持自己的特性。
(2017·广州)下列有关金属材料说法正确的是(　　)A．铁片在海水中不易生锈 B．钢是纯铁C．铝片表面易生成一层致密的氧化膜 D．纯铜硬度高于黄铜(铜锌合金)
【思路点拔】A.铁片在海水中更易生锈，故 A错误；B.钢不是纯铁，是铁的合金，故B错误；C.铝的化学性质比较活泼，常温下，铝能与空气中的氧气反应，在其表面生成致密的氧化铝薄膜，故C正确；D.金属制成合金后，硬度变大，故纯铜的硬度低于黄铜，故D错误。
(2)生铁和钢都是铁的合金，二者性能不同的原因是__________；(3)厨房中的下列物品所使用的主要材料属于金属材料的是__________；A．陶瓷碗 B．不锈钢炊具 C．橡胶手套 D．铜质水龙头(4)钙、锌、铁、铜四种金属的活动性顺序由强到弱的顺序是______________________。
1．(2017·自贡)(1)根据如图金属应用实例推断，金属具有的物理性质有__________________(至少答两点)；
(2017·杭州)在试管中放入一根镁条(已去除氧化膜)，往其中加入硝酸银溶液至浸没镁条，观察到如下现象：①镁条表面迅速覆盖一层疏松的固体物质，经检验发现生成的固体物质中有单质银；②镁条表面有明显的气泡现象，经检验发现气泡中有氢气；对于上述实验现象的分析错误的是(　　)A．镁能从硝酸银溶液中置换出银B．镁跟硝酸银溶液反应会生成氢气C．镁投入硝酸银溶液中只发生 2AgNO3＋Mg=Mg(NO3)2＋2AgD．根据该实验可判断镁比银化学活动性强
【思路点拔】 根据题中的叙述可知A选项镁能从硝酸银溶液中置换出银，是正确的；B选项镁跟硝酸银溶液反应会生成氢气，是正确的；C选项镁投入硝酸银溶液中只发生2AgNO3＋Mg=Mg(NO3)2＋2Ag，是错误的，还能发生产生氢气的反应；D选项根据该实验可判断镁比银化学活动性强，是正确的；故答案选C。
2．(2016·贺州) 下列有关说法正确的是(　　)A．铁在潮湿的环境中比在干燥的环境中更容易生锈B．铝制品不用涂任何保护层来防腐，因为铝不与空气反应C．镁在氧气中燃烧，发出耀眼白光，生成黑色固体D．我国的矿物储量比较丰富，所以废旧金属直接扔掉，没有必要回收
三、金属活动性顺序的应用
(2017·广州)化学小组为探究铝、铜、银三种金属的活动性顺序，设计了下图所示实验方案。下列说法不正确的是(　　)
A．由实验甲可知金属活动性：Al＞CuB．由实验乙可知金属活动性：Cu＞AgC．由实验甲、乙、丙可知金属活动性：Al＞Cu＞AgD．实验甲中的CuSO4改为CuCl2不能完成本实验探究
【思路点拔】金属活动性顺序中，排在前面的金属能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来。故A、B、C都正确；而D实验甲中的CuSO4改为CuCl2也能完成本实验探究得出Al＞Cu，故D错误。
3. (2016·菏泽) 某化学小组向一定量AgNO3和Cu(NO3)2混合溶液中加入一定量的Zn粉，充分反应后过滤得溶液A和固体B，滤液A中所含的溶质不可能的情况是(　　)A．Zn(NO3)2、AgNO3 B．Zn(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3C．Zn(NO3)2、Cu(NO3)2 D．Zn(NO3)2
点拨：锌的金属活动性比银、铜强，能与硝酸铜、硝酸银发生置换反应，当同一种金属同时能置换两种活动性较弱的金属时，首先被置换出来的是金属活动性最弱的金属，即锌先与硝酸银溶液反应生成硝酸锌溶液和银，当银离子被全部置换出来，若有锌存在，才能继续与硝酸铜溶液发生置换反应，生成硝酸锌溶液和铜。A.溶液中含有硝酸银，则银离子还没有被全部置换出来，硝酸铜还没参加反应，则此时溶液中的溶质是Zn(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3，滤液A中所含的溶质不可能为Zn(NO3)2、AgNO3，故选项正确。B.溶液中含有硝酸银，则银离子还没有被全部置换出来，硝酸铜还没参加反应，则此时溶液中的溶质是Zn(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3，此种情况可能存在，故选项错误。C.若溶液中的硝酸银前后被完全置换，则此时溶液中的溶质是Zn(NO3)2、Cu(NO3)2，此种情况可能存在，故选项错误。D.若锌是足量的，能与硝酸银、硝酸铜溶液完全反应，则此时溶液中的溶质是Zn(NO3)2，此种情况可能存在，故选项错误
四、金属与酸反应的坐标曲线题
(2017·泰安)现有等质量甲、乙、丙三种金属，分别放入三份溶质质量分数相同的足量稀硫酸中，产生氢气的质量与反应时间的关系如右图所示(已知甲、乙、丙在生成物中化合价均为＋2价)。则下列说法中不正确的是(　　)A．生成氢气的质量：甲>乙>丙B．相对原子质量：乙>丙>甲C．金属活动性：乙>甲>丙D．消耗硫酸的质量：甲>乙>丙
【思路点拔】关于金属与酸反应的坐标曲线题的解题方法详见本章的【解题小技巧】。A.根据图像可知，生成氢气的质量：甲>乙>丙，正确；B.等质量金属与足量的酸反应，生成的氢气越多，金属的相对原子质量越小，相对原子质量：丙>乙>甲，错误；C.开始相等时间内，生成氢气的质量由多到少的顺序是乙、甲、丙，相等时间内生成氢气越多，金属活动性越强，故金属活动性：乙>甲>丙，正确；D.生成氢气越多，消耗硫酸越多，故消耗硫酸的质量：甲>乙>丙，正确。故选B。
4．(2016·重庆)两个烧杯中装有等质量的金属锌和镁，然后分别逐渐加入相同浓度的稀 硫酸，产生氢气的质量与加入硫酸的质量关系如下图所示。下列说法正确的是(　　)A．该图反映出镁比锌的金属活动性强B．a点时，两个烧杯中的酸都恰好完全反应C．b点时，两个烧杯中产生氢气的质量相同D．c点时，两个烧杯中都有金属剩余
点拨：A.由产生氢气的质量与加入硫酸的质量关系图，镁产生的氢气质量多，但无法得出镁与锌的金属活动性的关系，故选项说法错误。B.a点时，镁与稀硫酸恰好完全反应，锌早已完全反应，故选项说法错误。C.b点时，镁产生的氢气多，锌产生的氢气质量少，故选项说法错误。D.c点时，锌与镁均还没有完全反应，两个烧杯中都有金属剩余，故选项说法正确。
2.金属与酸反应的坐标曲线分析(以镁、铝、锌、铁对比)（1）反应的快慢（速率）由金属的活动性顺序决定，反应速率越快，单位时间产生的氢气越多，活动性越强：Mg>Al>Zn>Fe。（2）生成氢气的质量必须用金属或酸中的不足量进行计算：当等质量的金属与足量的酸反应时，m(H2)= ，因为金属质量相等，所以“化合价/相对原子质量”的得数越大（注：Al为+3价），产生氢气越多：Al（3/27）>Mg（2/24）>Fe（2/56）>Zn（2/65）。当等质量的酸与足量的金属反应时，酸不足，以酸来算，与哪种金属及金属质量都无关。如果同种酸和酸的质量浓度都相等，则产生氢气的量一样。
一、考点过关★金属材料
1．(2017·丽水) 如图为某文化衫图案，你的美(Mg)偷走我的心(Zn)能发生，是由于镁的(　　)A．延展性好 B．导电性好C．导热性好 D．金属活动性比锌强2．(2017·长沙)下列关于金属材料的说法不正确的是(　　)A．常温下，铝能与空气中的氧气反应，在其表面生成致密的氧化铝薄膜B．铁在干燥的空气中容易生锈 C．硬铝(铝合金)的硬度大于纯铝D．金属资源的回收利用既保护了环境，又节约了金属资源
3．(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
4．(2017·山东)今年春季，在张献忠沉银考古现场，整齐堆放着金册、银册、金币、银币、铜币和银锭，还有铁刀、铁矛等兵器。下列说法中错误的是(　　)A．“真金不怕火炼”说明了黄金的化学性质稳定B．上述钱币用金、银、铜而不用铁，从化学角度看主要原因是铁的冶炼困难C．自然界有天然的铜、银、金却没有天然的金属铁D．常温下验证铁、铜、银三种金属的活动性顺序时，至少需一种金属单质
5．(2017·重庆)化学世界绚丽多彩，下列实验中有关颜色的描述不正确的是(　　)A．硫粉在氧气中燃烧出现蓝紫色火焰 B．将铁钉加入到稀硫酸中，溶液由无色变为黄色C．对木炭和氧化铜的粉末加强热会出现红色物质 D．将铜片放入硝酸银溶液，溶液由无色变为蓝色
6．(2017·宁波)某废液中只含有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、Ba(NO3)2三种溶质。为了回收金属、保护环境，小科设计了如图方案(所加试剂均过量)。则下列说法正确的是(　　)A．固体a是铜 B．X 一定是Na2SO4 C．溶液B中含有的盐有Ba(NO3)2、NaNO3 D．若回收到6.4 g固体a，则加入的铁屑质量为5.6 g
点拨：由于铁的金属活动性大于铜，由题意可知，向废液中加入过量的铁屑，铁能与硝酸铜反应生成了铜和硝酸亚铁，过滤时得到的固体a中应含有铁和铜，向滤液中加入氢氧化钠时，硝酸亚铁能与氢氧化钠反应生成了氢氧化亚铁沉淀和硝酸钠，氢氧化亚铁在空气中已被氧化为氢氧化铁；为了除去钡离子，应加入硫酸钠、碳酸钠等。所以：A.由上述分析可知，固体a是铜、铁，故A错；B.由上述分析可知，X可能是Na2SO4、Na2CO3，故B错；C.由上述分析可知，溶液B中含有的盐有Ba(NO3)2、NaNO3，故C正确；D.由于铁的量是过量的，若回收到6.4 g固体a，则加入的铁屑质量不一定为5.6 g。故D错误。
7．(2017·临沂)有X、Y、Z三种金属，X在常温下就能与氧气反应，Y、Z在常温下几乎不与氧气反应；如果把Y和Z分别放入硝酸银溶液中，过一会儿，在Z表面有银析出，而Y没有变化。根据以上实验事实，判断X、Y、Z三种金属的活动性由强到弱的顺序正确的是(　　)A．X Y Z B．X Z Y C．Y Z X D．Z Y X
★金属活动性顺序的应用
8．(2017·广安)下列现象和事实，可用金属活动性作出合理解释的是(　　)①相同几何外形的金属镁、铝分别与相同浓度的稀盐酸反应，镁反应更剧烈，说明镁比铝的金属活动性强；②用硫酸铜、石灰水配制农药波尔多液时，不能用铁制容器盛放；③尽管金属的种类很多，但在自然界中，仅有少数金属(银、铂、金)以单质形式存在；④金属铝比金属锌更耐腐蚀，说明锌比铝的金属性强。A．①②③ B．①② C．③④ D．①②③④
9．(2016·娄底) 托盘天平左、右两边各放一只质量相等的烧杯，在两只烧杯中加入等质量、等质量分数的稀盐酸，此时天平保持平衡。然后在左盘烧杯中加入5 g锌粒，在右盘烧杯中加入5 g铁粉，充分反应后，两烧杯底部均有固体剩余，则此时天平(　　)A．偏向左边 B．偏向右边 C．仍然平衡 D．无法判断
10．(2016·青岛) 为探究锌、铜、铁三种金属的活动性顺序，某学习小组做了如甲图所示实验，实验结束后，将试管①、试管②内的物质全部倒入同一烧杯中，充分反应后发现烧杯中的红色固体物质明显增多(如乙图所示)，下列说法正确的是(双项)(　　) A．反应后烧杯中的固体一定含有铁 B．甲图试管②中反应后固体一定不含铁 C．反应后烧杯中的溶液一定不含有氯化铜 D．烧杯中最后所得固体的质量一定大于2a克
点拨：三种金属的活动性顺序是锌、铁、铜，所以铁不会与氯化锌反应，铁会置换出氯化铜中的铜，将试管①、试管②内的物质全部倒入同一烧杯中，充分反应后发现烧杯中的红色固体物质明显增多，说明铁又会置换出氯化铜中的铜，所以A．铁会置换出氯化铜中的铜，但是氯化铜的量不能确定，所以反应后烧杯中的固体中是否含铁，不能确定，故A错误；B．两支试管中的物质加入烧杯中后，会继续生成铜，所以试管②中一定含有氯化铜，滤渣中一定不含铁，故B正确；C．铁会置换出氯化铜中的铜，但是氯化铜的量不能确定，题中的现象不能确定反应后烧杯中的溶液是否含有氯化铜，故C错误；D．通过题中的分析可知，加入铁的质量是2a，每56份质量的铁会置换出64份质量的铜，所以反应后固体的质量大于2a克，故D正确
11．(2017·荆门)向AgNO3溶液中加入一定量的Mg粉和Cu粉，充分反应后过滤，得到滤渣和蓝色的滤液。关于该滤渣和滤液有下列四种说法：①向滤渣中加入稀盐酸，可能有气泡产生；②向滤液中加入稀盐酸一定有沉淀产生；③滤渣中一定有Ag；④滤液中一定有Cu(NO3)2、一定不含AgNO3、可能有Mg(NO3)2，以上说法中正确的个数为(　　)A．1个 B．2个 C．3个 D．4个
12．(2017·济宁) 在相同质量、相同质量分数的稀硫酸中，分别加入足量的Mg、Fe、Zn三种金属，其发生反应的质量关系如图所示，读识右图并判断，下面推理合理的是(　　)①反应速率：Mg＞Fe＞Zn②反应生成氢气质量：Mg＝Fe＝Zn③反应后溶液质量：Mg＝Fe＝Zn④反应后溶液溶质质量分数：Mg＜Fe＜ZnA．①② B．③④C．①③ D．②④
13．(2016·防城)将一定量的锌粉加入到硝酸亚铁、硝酸银的混合溶液中，溶液最终变为无色。下列图象能表示对应变化关系的是(　　)
点拨：将一定量的锌粉加入到硝酸亚铁、硝酸银的混合溶液中，锌会先置换出硝酸银中的银，然后再置换出硝酸亚铁中的铁，溶液最终变为无色，说明硝酸银、硝酸亚铁完全反应。A．每65份质量的锌会置换出216份质量的银，会置换出56份质量的铁，所以溶液的质量是先减小，然后增大，最后不变，故A错误；B．锌是先置换银，然后再置换出铁的，所以铁的质量不能从零开始，故B错误；C．溶液中锌元素的质量是从零开始逐渐增大，然后不变的，故C错误；D．每65份质量的锌会置换出216份质量的银，会置换出56份质量的铁，所以固体的质量是先增大，然后减小，最后不变，故D正确。
14．(2017·绍兴)往硝酸铜、硝酸银和硝酸亚铁的混合溶液中缓慢连续加入质量为m的锌粉，溶液中析出固体的质量与参加反应的锌粉质量关系如图所示，下列说法中正确的是(　　)A．c点对应溶液中含有的金属离子为Zn2＋和Cu2＋B．bc段(不含两端点)析出的金属是FeC．ab段(不含两端点)对应溶液中含有的金属离子为 Zn2＋、Ag＋、Cu2＋和Fe2＋D．若bc段和cd段中析出固体质量相等，参加反应的锌粉质量分别为m1和m2，则m1＞m2
点拨：每65份质量的锌会置换出216份质量的银，会置换出64份质量的铜，会置换出56份质量的铁，依据图象中的斜率可知，ab段是锌与硝酸银的反应，bc段是锌与硝酸铜的反应，cd段是锌与硝酸亚铁的反应，所以A．c点对应溶液中含有的金属离子为Zn2＋和Fe2＋，故A错误；B．bc段(不含两端点)是锌和硝酸铜的反应，所以析出的金属是Cu，故B错误；C．ab段(不含两端点)是锌和硝酸银的反应，所以对应溶液中含有的金属离子为Zn2＋、Ag＋、Cu2＋和Fe2＋，故C正确；D．每65质量的锌会置换出64份质量的铜或56份质量的铁，所以若bc段和cd段中析出固体质量相等，参加反应的锌粉质量分别为m1和m2，则m1＜m2，故D错误。
★金属的冶炼15．(2017·成都)工业上炼铁炼钢和轧制钢材的主要流程如下图：
已知生铁的含量含碳量为 2%－4.3%钢的含碳量为 0.03%－2%(1)反应：①Fe2O3＋CO 2Fe＋3CO，②Fe2O3＋C 2Fe＋3CO。属于置换反应的是____________，用于高炉炼铁的原理是__________。(选填序号)
(2)炼铁的固体原料需经过粉碎，其目的是_____________________________________________________。(3)热空气和高炉气体的主要成分有一种相同，这种气体的化学式是__________。 炉渣中含有硅酸钙(CaSiO3)，其中硅元素的化合价是__________。(4)炼钢炉中，通入纯氧的目的是__________________________________________。将钢锭轧成钢板，体现了金属的__________性。(5)钢铁制品可能会生锈，写出用稀硫酸除锈反应的化学方程式___________________________________。
增大反应物接触面积，加快反应速率
使生铁中碳充分反应，降低碳的含量
Fe2O3＋3H2SO4=Fe2(SO4)3＋3H2O
二、能力提升16．(2017·泰安)金属材料在生产、生活中有着广泛的应用，人类的生产和生活都离不开金属。(1)新型材料纳米级铁粉具有广泛的用途，它比普通铁粉更易与氧气反应，其制备的主要流程如图所示。髙温反应器中反应的化学方程式为__________________________。反应前需向反应器中通入氮气，目的是_________________________________________________________；(2)金属活动性顺序有重要的应用。铜、铝、铁为日常生活中常见的金属，某化学兴趣小组的同学在探究铝、铜、铁三种金属的有关性质时，进行了如图的实验：
排尽装置内的空气，防止加热时产生爆炸
　 A B C D
在A实验中发生反应的化学方程式为________________________________。将A实验结束后①、②试管内的物质倒入烧杯中，发现烧杯中的红色固体物质明显增多，其原因是________________________________________，一段时间后过滤，滤液中的溶质一定有___________________(填化学式)；(3)某同学在—定质量的AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入铁粉，充分反应后，他对反应过程进行了分析，得到了以下几个图像(横坐标表示加入铁的质量)，其中错误的是__________(填字母序号)。
Fe＋CuSO4＝FeSO4＋Cu
中未反应的铁继续与硫酸铜反应