2022年中考化学压轴易错专题03：金属及金属材料（含答案解析）

专题03：金属及金属材料

金属的化学性质

1．金属与氧气的反应:

（1）铝等在常温下就能与氧气反应，其化学反应方程式：

4Al+3O2=2Al2O3；

（2）铜在加热条件下能与氧气反应，化学反应方程式：

2Cu + O22CuO；

（3）在点燃的条件下，铁在氧气中燃烧，化学反应方程式：

3Fe + 2O2 Fe3O4；

（4）金即使在高温下也不与氧气反应。

2．金属与酸的反应: （金属＋酸→盐＋氢气）

（1）Mg和HCl：2HCl + Mg == MgCl2+ H2↑；

（2）Fe和HCl：2HCl + Fe == FeCl2+ H2↑

该类反应发生的条件：

①金属为金属活动性顺序中氢之前的活泼金属；

②酸为盐酸或稀硫酸等非氧化性酸。

（3）金属Fe与CuSO4溶液的反应：（金属＋盐溶液→新盐＋新金属）

Fe +CuSO4==Cu + FeSO4。

该反应的条件：

①反应物中金属的（K、Ca、Na除外）活动性强于盐中金属；

②反应物中的盐必须可溶。

两种金属

1、看常温下与氧气反应的难易程度

2、看其他条件不变时与酸反应生成气泡速率的快慢

3、两种金属间的置换反应——能反应的更活泼

三种金属

实验设计思路：先看有几种金属能与酸反应，若两种，则直接用酸即可；若只有一种，则遵循以下方法

①两金夹一盐（盐必须选择活动性处于中间的金属的可溶性盐）

例：Fe、Cu、Ag

Fe + CuSO4     反应，则Cu < Fe

CuSO4 + Ag    不反应，则Ag < Cu

②两盐夹一金(此处的金也必须选择处于中间的金属单质)

例：Fe、Cu、Ag

Cu + FeSO4    不反应，则Cu < Fe

Cu + AgNO3    反应，则Ag < Cu

多种金属的活动性强弱比较

①先将金属同时放入稀盐酸或稀硫酸中，根据能否与酸发生置换反应将金属分为两组：

氢前金属和氢后金属。

②氢前金属可根据其与酸反应速率的快慢，判断活动性强弱；

③氢后金属用比较两种或三种金属活动性强弱的方案判断活动性强弱。

1．该反应中金属(钾、钙、钠除外)的活动性必须要强于盐中金属阳离子对应的金属；盐必须可溶于水。

2．Fe若参与反应，一定生成二价铁离子（亚铁离子，即铁参加的置换反应）；

3．在金属活动顺序中距离远的优先置换（例：将铁放在硝酸铜和硝酸银混合溶液中，铁先置换出银）

【易错练习】

1．2021年5月29日，“天舟二号”的成功发射彰显了中国航天的力量，在航天科技中会用到大量金属材料。下列有关金属材料的说法错误的是

A．黄铜的硬度比纯铜的大

B．生铁的含碳量比钢的高

C．生锈的铁制品没有回收价值

D．铝合金被广泛用于火箭、飞机、轮船等制造业

2．垃圾分类，从我做起。下列可回收垃圾属于金属材料的是

A．旧报纸 B．塑料瓶 C．玻璃瓶 D．铝制易拉罐

3．金可制成金箔，拉成金丝，说明金具有良好的

A．导电性 B．延展性 C．导热性 D．抗腐蚀性

4．一定质量的M、N两种金属，分别与相同质量和相同质量分数的稀硫酸反应，生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示，分析图象得到的以下结论中，不正确的是

A．两种金属的活动性：M>N

B．两种金属生成氢气的质量：M=N

C．两种金属消耗稀硫酸的质量：M=N

D．充分反应后，得到溶液的质量：M=N

5．将一定量的铝粉投入到含溶质为Mg（NO3）2、Cu（NO3）2、AgNO3的溶液中，充分反应后过滤，滤液无色；向滤渣中滴加稀盐酸，无明显现象。下列说法错误的是

A．滤渣中一定有Ag、Cu 

B．滤渣中一定有Ag，可能有Cu，没有Mg

C．滤液中一定没有Cu（NO3）2、AgNO3 

D．滤液中一定有Al（NO3）3、Mg（NO3）2

1.镉(Cd)及其化合物在电镀、电池、颜料等领域中有广泛应用。镉是一种“氢前金属”，金属活动性介于锌和铜之间。镉元素常见化合价为+2。

(1)将含镉物质进行分类，各举一例填入下图_________  _______   _______(写化学式)

(2)根据金属化学性质的一般规律，下列预测合理的是_______(填标号)。

A 镉能与氢氧化钠溶液反应

B H2或CO能将镉的氧化物转化为金属镉

C 镉能与盐酸或稀硫酸反应

D 硫酸镉溶液中的硫酸锌可加入镉粉除去

(3)已知硫酸镉易溶于水，设计三种制备硫酸镉的方案(要求含镉原料分别属于不同的物质类别)。完成下表

2.金属用途广泛，其结构和性质等是化学的重要研究内容。

（1）如图1是铝的原子结构示意图。下列说法不正确的是______。

A．铝原子的质子数为13

B．在化合物中铝通常显价

C．铝是地壳中含量最多的元素

D．铝可作导线是由于它具有良好的导电性

（2）向AgNO3、Cu（NO3）2的混合溶液中加入一定量的锌粉并充分反应，过滤得滤渣和滤液。

①加入一定量的锌粉后，一定发生的反应的化学方程式为______。

②往滤渣中加盐酸，发现有气泡产生，则反应后滤渣中一定有的是______，滤液中一定含有的溶质是______，一定不含有的溶质是______。

（3）如图2是工业炼铁示意图。其中，焦炭的作用是燃烧提供能量和______；有铁生成的化学方程式为______。

3.我国古代冶炼锌和铜的合金（外观似黄金，又称黄铜）的工艺流程如图：

己知：ZnCO3加热分解可得到ZnO。

（1）气体A中，除CO2外还含有的另一种气体为_____（填化学式）；

（2）下列方法可鉴别黄铜和黄金的是_____（填数字序号）；

①对比两者颜色的不同

②取样品分别灼烧

（3）写出流程中生成锌的一个置换反应的方程式_____。

4.某同学为探究碳在氧气中不完全燃烧的气体产物中，既可能有一氧化碳，又可能有二氧化碳，他设计了如图所示实验：

（1）装置A的作用是___________。

（2）实验过程中，观察到装置C中玻璃管里的红棕色粉末逐渐变黑，说明原气体产物中含有一氧化碳，反应的化学方程式是___________。

（3）通过观察装置D中澄清石灰水变浑浊，也能验证原气体产物中一氧化碳的存在，则装置B中应选择的试剂是___________。

A．足量的氢氧化钠浓溶液            B．浓硫酸            C．水

（4）写出尾气处理的一种方法：___________。

5.某工厂利用废铁屑与废硫酸反应制取硫酸亚铁。现取废硫酸4.9 t与足量的废铁屑反应，得到硫酸亚铁1.52 t，计算废硫酸中溶质的质量分数是多少？

专题03：金属及金属材料

金属的化学性质

1．金属与氧气的反应:

（1）铝等在常温下就能与氧气反应，其化学反应方程式：

4Al+3O2=2Al2O3；

（2）铜在加热条件下能与氧气反应，化学反应方程式：

2Cu + O22CuO；

（3）在点燃的条件下，铁在氧气中燃烧，化学反应方程式：

3Fe + 2O2 Fe3O4；

（4）金即使在高温下也不与氧气反应。

2．金属与酸的反应: （金属＋酸→盐＋氢气）

（1）Mg和HCl：2HCl + Mg == MgCl2+ H2↑；

（2）Fe和HCl：2HCl + Fe == FeCl2+ H2↑

该类反应发生的条件：

①金属为金属活动性顺序中氢之前的活泼金属；

②酸为盐酸或稀硫酸等非氧化性酸。

（3）金属Fe与CuSO4溶液的反应：（金属＋盐溶液→新盐＋新金属）

Fe +CuSO4==Cu + FeSO4。

该反应的条件：

①反应物中金属的（K、Ca、Na除外）活动性强于盐中金属；

②反应物中的盐必须可溶。

两种金属

1、看常温下与氧气反应的难易程度

2、看其他条件不变时与酸反应生成气泡速率的快慢

3、两种金属间的置换反应——能反应的更活泼

三种金属

实验设计思路：先看有几种金属能与酸反应，若两种，则直接用酸即可；若只有一种，则遵循以下方法

①两金夹一盐（盐必须选择活动性处于中间的金属的可溶性盐）

例：Fe、Cu、Ag

Fe + CuSO4     反应，则Cu < Fe

CuSO4 + Ag    不反应，则Ag < Cu

②两盐夹一金(此处的金也必须选择处于中间的金属单质)

例：Fe、Cu、Ag

Cu + FeSO4    不反应，则Cu < Fe

Cu + AgNO3    反应，则Ag < Cu

多种金属的活动性强弱比较

①先将金属同时放入稀盐酸或稀硫酸中，根据能否与酸发生置换反应将金属分为两组：

氢前金属和氢后金属。

②氢前金属可根据其与酸反应速率的快慢，判断活动性强弱；

③氢后金属用比较两种或三种金属活动性强弱的方案判断活动性强弱。

1．该反应中金属(钾、钙、钠除外)的活动性必须要强于盐中金属阳离子对应的金属；盐必须可溶于水。

2．Fe若参与反应，一定生成二价铁离子（亚铁离子，即铁参加的置换反应）；

3．在金属活动顺序中距离远的优先置换（例：将铁放在硝酸铜和硝酸银混合溶液中，铁先置换出银）

【易错练习】

1．2021年5月29日，“天舟二号”的成功发射彰显了中国航天的力量，在航天科技中会用到大量金属材料。下列有关金属材料的说法错误的是

A．黄铜的硬度比纯铜的大

B．生铁的含碳量比钢的高

C．生锈的铁制品没有回收价值

D．铝合金被广泛用于火箭、飞机、轮船等制造业

【答案】C

【详解】

A、一般合金的硬度大于其组成中纯金属的硬度，所以纯铜比黄铜的硬度小，选项说法正确；

B、生铁是含碳量为2%～4.3%的铁合金，钢是含碳量为0.03%～2%的铁合金，生铁的含碳量比钢高，故选项说法正确；

C、生锈的钢铁制品可以回收重新利用，这样既可以节约能源，又可以减少环境污染，选项说法错误；

D、铝合金硬度大、耐腐蚀性强，被广泛用于火箭、飞机、轮船等制造业，选项说法正确。

故选：C。

2．垃圾分类，从我做起。下列可回收垃圾属于金属材料的是

A．旧报纸 B．塑料瓶 C．玻璃瓶 D．铝制易拉罐

【答案】D

【详解】

A、旧报纸属于纸张，不属于金属材料，不符合题意；

B、塑料瓶是用塑料制成的，塑料属于三大合成材料，不符合题意；

C、玻璃瓶是用玻璃制成的，玻璃的主要成分是硅酸盐，属于无机非金属材料，不符合题意；

D、铝制易拉罐是用铝合金，属于金属材料，符合题意；

答案：D。

3．金可制成金箔，拉成金丝，说明金具有良好的

A．导电性 B．延展性 C．导热性 D．抗腐蚀性

【答案】B

【详解】

金子被压成薄薄的金箔、被拉成几十上百倍长度的金丝，这些都表明金具有良好的延展性。故选B。

4．一定质量的M、N两种金属，分别与相同质量和相同质量分数的稀硫酸反应，生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示，分析图象得到的以下结论中，不正确的是

A．两种金属的活动性：M>N

B．两种金属生成氢气的质量：M=N

C．两种金属消耗稀硫酸的质量：M=N

D．充分反应后，得到溶液的质量：M=N

【答案】D

【详解】

A、由图可知，反应结束前M金属反应速率更快，故两种金属的活动性：M>N，正确；

B、由纵坐标可知，反应结束后，两种金属生成氢气的质量：M=N，正确；

C、生成的氢气中氢元素全部来自酸中的氢，氢气质量相等，故两种金属消耗稀硫酸的质量相等：M=N，正确；

D、不确定金属种类，不能判断那种金属反应的质量大，故充分反应后，得到溶液的质量不能判断大小，错误。

故选D。

5．将一定量的铝粉投入到含溶质为Mg（NO3）2、Cu（NO3）2、AgNO3的溶液中，充分反应后过滤，滤液无色；向滤渣中滴加稀盐酸，无明显现象。下列说法错误的是

A．滤渣中一定有Ag、Cu 

B．滤渣中一定有Ag，可能有Cu，没有Mg

C．滤液中一定没有Cu（NO3）2、AgNO3 

D．滤液中一定有Al（NO3）3、Mg（NO3）2

【答案】B

【分析】

题干中几种金属的活动性顺序：Mg＞Al＞(H)＞Cu＞Ag，活动性强的金属能将活动性弱的金属从其盐溶液中置换出来，氢之前的金属能与稀盐酸或稀硫酸反应生成氢气。将一定量的铝粉投入到含溶质为Mg（NO3）2、Cu（NO3）2、AgNO3的溶液中，铝先与硝酸银反应再与硝酸铜反应，不与硝酸镁反应。充分反应后过滤，滤液无色，说明滤液中没有铜离子，向滤渣中滴加稀盐酸，无明显现象，说明没有铝粉剩余。

【详解】

A、根据分析知，铝粉没有剩余，铝与硝酸银、硝酸铜恰好反应，故滤渣中一定有Ag、Cu，故A说法正确；

B、滤液无色，说明硝酸铜与铝粉反应，滤渣中一定有Cu，故B说法错误；

C、铝与硝酸银、硝酸铜恰好完全反应，滤液中一定没有Cu（NO3）2、AgNO3，故C说法正确；

D、铝和硝酸银、硝酸铜反应生成硝酸铝，硝酸镁不参与反应，故滤液中一定有Al（NO3）3、Mg（NO3）2，故D说法正确。

故选B。

1.镉(Cd)及其化合物在电镀、电池、颜料等领域中有广泛应用。镉是一种“氢前金属”，金属活动性介于锌和铜之间。镉元素常见化合价为+2。

(1)将含镉物质进行分类，各举一例填入下图_________  _______   _______(写化学式)

(2)根据金属化学性质的一般规律，下列预测合理的是_______(填标号)。

A 镉能与氢氧化钠溶液反应

B H2或CO能将镉的氧化物转化为金属镉

C 镉能与盐酸或稀硫酸反应

D 硫酸镉溶液中的硫酸锌可加入镉粉除去

(3)已知硫酸镉易溶于水，设计三种制备硫酸镉的方案(要求含镉原料分别属于不同的物质类别)。完成下表

【答案】氧化物：CdO    碱：Cd(OH)2    盐：CdCl2/CdCO3/CdSO4    BC               

【详解】

(1)氧化物是两种元素组成，含有氧元素的化合物；镉元素常见化合价为+2，O是-2价，则镉的氧化物是：CdO；碱是电离时产生的阴离子全部是氢氧根离子的化合物，氢氧根是-1价，则碱是：Cd(OH)2；盐是电离时产生金属离子（或铵根离子）和酸根离子的化合物，常见酸根：Cl-、CO32-、SO42-等，则含有镉的盐：CdCl2/CdCO3/CdSO4。

(2) A、镉不能与氢氧化钠溶液反应，错误；

B、H2或CO能将镉的氧化物转化为金属镉，正确；

C、根据信息：镉是一种“氢前金属”，镉能与盐酸或稀硫酸反应，正确；

D、金属活动性介于锌和铜之间，镉不能与溶液中的硫酸锌反应，错误。故选BC。

(3) ①金属活动性顺序里，前面的金属能把后面的金属从它化合物的溶液里置换出来，金属活动性介于锌和铜之间，所以镉能与硫酸铜反应：。

②金属氧化物能与稀硫酸反应产生硫酸镉和水：。

③碱和酸发生中和反应：。

2.金属用途广泛，其结构和性质等是化学的重要研究内容。

（1）如图1是铝的原子结构示意图。下列说法不正确的是______。

A．铝原子的质子数为13

B．在化合物中铝通常显价

C．铝是地壳中含量最多的元素

D．铝可作导线是由于它具有良好的导电性

（2）向AgNO3、Cu（NO3）2的混合溶液中加入一定量的锌粉并充分反应，过滤得滤渣和滤液。

①加入一定量的锌粉后，一定发生的反应的化学方程式为______。

②往滤渣中加盐酸，发现有气泡产生，则反应后滤渣中一定有的是______，滤液中一定含有的溶质是______，一定不含有的溶质是______。

（3）如图2是工业炼铁示意图。其中，焦炭的作用是燃烧提供能量和______；有铁生成的化学方程式为______。

【答案】C        锌、银和铜    硝酸锌    硝酸铜和硝酸银    制取CO       

【详解】

（1）A、由原子结构示意图可知，铝原子的质子数为13，故正确；

B．铝原子最外层有3个电子，在化学反应中易失去最外层的3个电子，所以在化合物中铝通常显价，故正确；

C．铝是地壳中含量最多的金属元素，故错误；

D．铝可作导线是由于它具有良好的导电性，故正确。

故填：C；

（2）①在金属活动性顺序中，锌氢铜银，锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银，待硝酸银完全反应后，如果锌还未完全反应，则与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，故一定发生的是：；

②往滤渣中加盐酸，发现有气泡产生，说明锌有剩余，则硝酸银中的银、硝酸铜中的铜已被完全置换出来，滤渣中有锌、银和铜；

滤液中存在硝酸锌，不含硝酸铜和硝酸银；故填：锌、银和铜；硝酸锌；硝酸铜和硝酸银；

（3）因为焦炭燃烧放出大量的热，给炼铁提供热量，同时碳燃烧生成二氧化碳，碳再与二氧化碳反应生成一氧化碳，所以还可制取一氧化碳，一氧化碳再作为炼铁的还原剂；

赤铁矿的主要成分是氧化铁，一氧化碳与氧化铁在高温的条件下反应生成铁和二氧化碳；故填：制取CO；。

3.我国古代冶炼锌和铜的合金（外观似黄金，又称黄铜）的工艺流程如图：

己知：ZnCO3加热分解可得到ZnO。

（1）气体A中，除CO2外还含有的另一种气体为_____（填化学式）；

（2）下列方法可鉴别黄铜和黄金的是_____（填数字序号）；

①对比两者颜色的不同

②取样品分别灼烧

（3）写出流程中生成锌的一个置换反应的方程式_____。

【答案】CO    ②    。   

【详解】

（1）碳与二氧化碳高温生成一氧化碳，所以气体A中，除二氧化碳外还有另一种生成气体一氧化碳，它的化学式是CO；

（2）①黄铜和黄金都是黄色，所以通过对比两者颜色不能鉴别；

②取样品分别灼烧，黄铜中的铜与氧气反应，生成氧化铜，是黑色，黄金与氧气不反应，颜色不变，所以取样品分别灼烧能鉴别；故填②。

（3）碳与氧化锌反应，生成锌和二氧化碳，属于置换反应，所以方程式是：

4.某同学为探究碳在氧气中不完全燃烧的气体产物中，既可能有一氧化碳，又可能有二氧化碳，他设计了如图所示实验：

（1）装置A的作用是___________。

（2）实验过程中，观察到装置C中玻璃管里的红棕色粉末逐渐变黑，说明原气体产物中含有一氧化碳，反应的化学方程式是___________。

（3）通过观察装置D中澄清石灰水变浑浊，也能验证原气体产物中一氧化碳的存在，则装置B中应选择的试剂是___________。

A．足量的氢氧化钠浓溶液            B．浓硫酸            C．水

（4）写出尾气处理的一种方法：___________。

【答案】检验原气体产物中是否含有二氧化碳        A    将尾气点燃（或进行收集等）   

【分析】

（1）根据二氧化碳使澄清石灰水变浑浊解答；

（2）根据反应现象和结果进行解答；

（3）根据除杂和实验要求进行解答；

（4）根据一氧化碳有毒，不能直接排放到空气中进行解答。

【详解】

（1）装置A的作用就是检验混合气体中有二氧化碳的存在，因为二氧化碳会使澄清石灰水变浑浊；

（2）氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，化学反应方程式为：；

（3）通过观察装置D中澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳产生，原气体是一氧化碳和二氧化碳的混合气体，除去一氧化碳中的二氧化碳，所以需要氢氧化钠与二氧化碳反应，生成碳酸钠和水，留下一氧化碳与氧化铁反应；

（4）如果反应不完全，尾气里面会有一氧化碳，不能直接排入空气，因为一氧化碳有毒，所以需要将尾气点燃或进行收集等，禁止排入空气即可；

故答案为：（1）、检验原气体产物中是否含有二氧化碳；（2）、；（3）、A ；（4）、将尾气点燃（或进行收集等）。

【点睛】

本题考查一氧化碳和二氧化碳气体的鉴别和除杂，牢记实验要求，结合气体的性质进行解答。

5.某工厂利用废铁屑与废硫酸反应制取硫酸亚铁。现取废硫酸4.9 t与足量的废铁屑反应，得到硫酸亚铁1.52 t，计算废硫酸中溶质的质量分数是多少？

【答案】解：设废硫酸中溶质（或H2SO4）的质量为x，则有

废硫酸中溶质的质量分数为

答：废硫酸中溶质的质量分数是20%。

【详解】

见答案。