专题08 金属和金属材料（考点详解）（学生版）-备战2023年中考化学考点微专题（全国通用）

专题08  金属和金属材料

金属和合金

（1）金属材料：包括纯金属（单质）以及它们的合金（混合物）。

（2）金属的物理性质和用途

（3）合金及其特性

1.（2022福建中考）下列物品中，由金属材料制成的是（   ）

A. 纯棉毛巾 B. 铁制剪刀 C. 橡胶导管 D. 陶瓷坩埚

2.（2022湖南湘潭中考）青铜是人类最早使用的铜锡合金。下列说法中错误的是（   ）

A. 青铜属于金属材料 B. 青铜的硬度比纯铜更大

C. 青铜的熔点比纯铜的熔点要低 D. 铜是目前世界年产量最高的金属

3．（2022年云南省昆明市中考）近年昆明地铁发展迅速，修建地铁所用的钢材属于（ ）

A．天然材料 B．金属材料 C．合成材料 D．复合材料

4．（2022年安徽省中考）硬铝常用于制造火箭、飞机的外壳，铝元素的相关信息如图所示，下列说法正确的是（  ）

A．铝元素的相对原子质量为13 B．Al2O3中Al为+2价

C．硬铝的强度和硬度比铝的大 D．铝是地壳中含量最多的元素

解答此类问题一要熟悉金属材料的概念，从而进行判断材料是否属于金属材料；二要熟悉纯金属的物理性质和用途。

金属材料就是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称.包括纯金属、合金、金属间化合物与特种金属材料等.〔注：金属氧化物〔如氧化铝〕不属于金属材料〕

金属的腐蚀与防护

1、 实验原理

(1)铁与空气中的氧气（空气）、水蒸气等物质发生化学反应，铁锈的主要成分是Fe2O3。

(2)铁锈疏松多孔，不能阻止铁制品内部的铁与氧气和水继续反应。

2、实验设计

3、注意事项：实验中所用的水是经煮沸并迅速冷却的蒸馏水，煮沸的目的是将溶解在水中的氧气除去，迅速冷却的目的是减少或防止空气中的氧气溶于水中。

4、防护措施

（1）防止铁生锈的方法

①保持铁制品表面洁净、干燥。

②在铁制品表面加一层保护膜，如刷油漆、镀铬。

③改变铁制品的结构，如制成不锈钢等。

（2）保护金属资源的措施

①防止金属腐蚀。

②回收利用废旧金属。

③有计划、合理的开采矿物。

（3）寻找金属的代用品。

1.（2022广西贺州中考）下列措施中，不能防止金属制品锈蚀的是（　　）

A. 在表面刷漆 B. 在表面涂油 C. 在表面镀铬 D. 用湿布擦拭

2.（2022湖南长沙中考）我国的矿物种类比较齐全，储量很丰富，但是矿物不能再生。下列能保护金属资源的是（   ）

A. 废旧金属不需要回收利用 B. 矿物资源无限，可以任意开采

C. 寻找金属代用品 D. 将铁钉放置于潮湿的空气中

3.（2022广东中考）对铁生锈与燃烧条件的实验探究如图所示。下列说法正确的是（    ）

A. 对比①②可探究：接触氧气是否为铁生锈的条件之一

B. 对比②③可探究：接触水是否为铁生锈的条件之一

C. 对比①④可探究：温度达到着火点是否为铁燃烧的条件之一

D. 对比③④可探究：接触氧气是否为铁燃烧的条件之一

4．(2022年陕西省中考B卷）如图所示，将两枚光亮的铁钉分别用细线吊置于甲、乙中，并使部分铁钉露出液面。放置一段时间，出现了锈蚀。下列说法不正确的是（  ）

A．甲、乙中，气体含氧气的体积分数不相等

B．甲中，铁钉在植物油内的部分没有锈蚀

C．乙中，铁钉在水面下的部分锈蚀最严重

D．丙中，导管内上升一段水柱

5．（2022年江西省中考）“世界棉花看中国，中国棉花看新疆”，棉花在化学实验中也常被使用。

(1)实验①中棉花、细沙和小卵石在净水中的作用是__________。

(2)实验②中棉花上蘸有的酒精能燃烧，而棉花上蘸有的水不能燃烧，说明燃烧的条件之一是_______。如果加热蘸有水的棉花时间较长，可观察到的现象是______。

(3)实验③的目的是探究铁钉生锈的条件。试管c内棉花中放氯化钙的目的是________。实验几天后观察到试管_________(填序号)中的铁钉生锈，从而得出铁生锈的条件是与空气和水同时接触。

解答此类问题一要掌握铁生锈的条件，二要通过类比法解决实验探究中探究的因素，从而知其保护金属资源的方法和措施。

掌握金属生锈的条件和保护金属资源的途径是解答此类题的关键，

(1)铁生锈的条件是与O2、水同时接触；

(2)铜锈蚀是由于铜与氧气、水、二氧化碳反应，生成碱式碳酸铜[Cu2(OH)2CO3]，即铜绿；

(3)金属的保护与金属锈蚀条件相结合，破坏金属的锈蚀条件，就能达到保护金属资源的目的。

(4)而铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步被氧化，因此，铝具有很好的抗腐蚀性能。

金属的冶炼

（1）常见的矿石

（2）铁的冶炼

【特别提醒】(1)刚开始加热时，澄清石灰水中有气泡产生，但澄清石灰水没变浑浊，其原因是刚开始加热时，试管中的空气受热膨胀而逸出试管，此时碳和氧化铜还没有发生反应。

(2)    若试管中红色物质又变黑色，其原因是热的铜跟空气中的氧气反应生成黑色的氧化铜(或铜被氧化成黑色氧化铜)。

1．（2022年湖南省衡阳市中考）炼铁的主要原料是赤铁矿(主要成分是Fe2O3)、焦炭、空气、石灰石，转化过程如图：

(1)在此转化过程中体现了焦炭的化学性质有_______。(写一条即可)

(2)③中发生反应的化学方程式是_______。

(3)世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于其年产量的20%~40%，请你写出一种防止铁制品锈蚀的方法_______。

2.（2022黑龙江龙东中考）下图是炼铁高炉内部的物料说明和一套工业炼铁设备模型。请分析回答问题：

（1）高炉炼铁的原理是(用化学方程式表示)_____。

（2）高炉炼铁得到的产品是生铁，生铁和钢都是铁的合金，性能不同是因为_____。

（3）如图副产品中的____又回到了高炉，副产品综合利用的好处是____。

3. （2022辽宁大连中考）早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器。

（1）用赤铁矿（主要成分是Fe2O3）和一氧化碳炼铁的化学方程式为_________。

（2）常见的铁合金有_______和钢。医疗器械用不锈钢制而不用纯铁制是因为不锈钢具有______、_____的性质。

（3）铁制品锈蚀会造成金属资源的浪费，防止铁锈蚀可采用的方法之一是_________；为了保护金属资源，除防止金属的腐蚀外，还可以采取的措施有_______（写一条）。

熟悉铁冶炼的实验原理、步骤、注意事项、实验现象等，从而完成实验题有关问题，特别提醒是刚开始加热时，澄清石灰水中有气泡产生，但澄清石灰水没变浑浊，其原因是刚开始加热时，试管中的空气受热膨胀而逸出试管；若试管中红色物质又变黑色，其原因是热的铜跟空气中的氧气反应生成黑色的氧化铜(或铜被氧化成黑色氧化铜)。

模拟炼铁实验：①先通入一氧化碳气体，排尽装置内的空气，防止一氧化碳与空气混合加热后，发生爆炸；

②实验完毕后要继续通入一氧化碳气体，直到玻璃管冷却，防止高温下的铁与空气接触，被氧化为氧化铁。同时，实验过程中还可防止澄清石灰水被倒吸；

③尾气中含有一氧化碳，一氧化碳有毒，所以尾气要收集或点燃，直接排放会污染空气；

④若实验中没有酒精喷灯，也可用酒精灯代替，不过要在火焰上加一个金属网罩，使火力更加集中，提高温度。

  金属活动性顺序

1.金属活动性强弱比较

（1）根据金属与氧气能否反应及反应的难易程度判断（规律：金属＋氧气→金属氧化物。）

金属越活泼越易和氧气反应，反应越剧烈；能与氧气反应金属比不与氧气反应的金属活泼。

（2）根据金属与酸能否反应及反应的剧烈程度判断（规律：金属＋酸→盐＋氢气。）

位于金属活动性顺序表（H）前的金属能与酸反应，位于（H）后的金属与酸不反应。金属越活泼与酸反应越剧烈。

（3）根据金属与盐溶液能否反应判断（规律：金属＋盐→新盐＋新金属）

反应发生的条件①必须是活泼金属置换不活泼金属。(K、Ca、Na除外，因为K、Ca、Na先与溶液中的水反应)②反应中盐必须可溶。

（4）三种金属活动性大小比较实验方案设计

方法一：“两金夹一盐”。即选用三种金属中活动性最强和最弱的两种金属的单质及活动性介于两种金属之间的金属盐溶液作为试剂，根据两种金属单质分别与盐溶液反应的情况进行判断。

方法二：“两盐夹一金”。即选用三种金属中活动性排在中间的金属单质及其他两种金属的盐溶液作为试剂，根据金属单质分别与两种盐溶液反应的情况进行判断。

2.金属与酸反应的计算及图表题分析

(1)酸不足，产生氢气的质量由酸的质量决定。即Mg、Al、Zn三种金属与等质量、等溶质质量分数的稀盐酸充分反应后，金属均有剩余时，产生氢气的质量一定相等。如图1所示。

(2)酸足量，产生氢气的质量由金属的质量决定，根据反应的化学方程式可知：金属与酸反应生成氢气质量

的计算公式为生成氢气质量 ＝ ×金属质量

a.等质量的不同种金属与足量酸反应时， 的值越大，产生H2的质量越大。如图2所示。

b. 若用Mg、Al、Zn和足量的酸反应产生等质量的H2，消耗金属的质量为Zn>Mg>Al。

（3）极值法计算金属混合物与酸反应生成氢气质量

先假设一定质量的金属为某一金属，然后推断其生成H2的质量的可能范围，再与题目所给氢气质量相比较

进行分析判断即可。

（4）金属与酸的反应的图像

①m(H2)-t图像

此图反映出：越陡越活，越高越小。(斜线越陡，金属活动性越强，横线越高，产生的氢气越多，相对原子质量越小。)

（3）m(H2)- m(酸)图像

如向等质量的镁、铝、铁、锌中缓慢加入盐酸，金属锌先反应完，消耗的盐酸最少，产生的氢气也最少；

其次是铁反应完，消耗盐酸的量以及产生的氢气增多；然后是金属镁反应完，最后是金属铝。由此可以分析出向等质量的镁、铝、铁、锌中加入等量的盐酸，产生氢气的量有如下几种情况（加入盐酸的量用m g表示）：

①当0＜m≤a时，产生氢气的质量：Al=Mg=Fe=Zn。

②当a＜m≤b时，产生氢气的质量：Al=Mg=Fe＞Zn。

③当b＜m≤c时，产生氢气的质量：Al=Mg＞Fe＞Zn。

④当c＜m时，产生氢气的质量：Al＞Mg＞Fe＞Zn。

3.金属与盐溶液反应滤渣、滤液成分分析

将金属单质加入到盐溶液中，反应的顺序是按照金属活动性顺序远距离优先原则依次进行，在滤液中没有参加反应的物质，反应后也在溶液中，以及所加金属反应后所对应的盐也在溶液中。

例如：向Al2(SO4)3、FeSO4、CuSO4、H2SO4混合液中加锌粉，反应后过滤，判断滤液和滤渣成分。

可知金属活动性：铝＞锌＞铁＞H＞铜。

（1）根据远距离优先原则，则锌能依次置换出铜、H、铁，但不与Al2(SO4)3反应。

故一定发生的反应是锌和CuSO4反应，滤渣中一定含有铜，滤液中一定含有未参加反应的溶质——Al2(SO4)3，以及反应的生成物——ZnSO4。

（2）确定反应的程度的方法

①根据反应物量的信息——若加入的锌粉过量，则FeSO4、CuSO4、H2SO4完全反应。

②根据溶液的颜色信息

若溶液为浅绿色说明溶液中一定含有FeSO4，CuSO4、H2SO4反应完，滤液中一定有的是Al2(SO4)3（未反应的）、ZnSO4（反应生成的）、FeSO4（题目提供的颜色）。

若溶液为蓝色说明一定含有CuSO4，则锌粉量不足，CuSO4部分反应，滤液中一定有的是Al2(SO4)3（未反应的）、ZnSO4（反应生成的）、FeSO4（题目提供的颜色）、CuSO4（未反应完的）、H2SO4（未反应的）。

若溶液为无色，说明锌粉过量，FeSO4、CuSO4、H2SO4完全反应，滤液中一定有的是Al2(SO4)3（未反应的）、ZnSO4（反应生成的）。

③根据滤渣的信息进行判断

若滤渣中含有红色固体，说明有铜生成，则CuSO4反应了，若滤渣不能与酸反应，则滤渣中一定含有铜，一定不含铁和锌。

若滤渣能与酸反应，则滤渣中一定含有铜、铁，可能含有锌。

④根据滤渣或溶液质量变化的信息进行判断

锌与FeSO4、CuSO4、H2SO4反应，溶液质量增大，固体质量减少

⑤根据反应后溶质的种类进行判断

若只含有两种溶质，则一定为反应生成的ZnSO4和不参加反应的Al2(SO4)3，说明FeSO4、CuSO4、H2SO4完全反应。

若只含有三种溶质，则一定为反应生成的Zn(NO3)2和不参加反应的FeSO4、和Al(NO3)3，说明CuSO4、H2SO4完全反应。同理一次类推。

1.（2022湖北黄石中考）向装有等量的同种盐酸的四支试管中，分别随机加入相同规格的Mg、Fe、Cu、Ag片，甲和丙均有气泡产生，且丙更剧烈，乙和丁无明显现象（如图）。则甲中放置的是（   ）

A. Mg B. Fe C. Cu D. Ag

2.（2022浙江杭州中考）在利用黄铜（一种合金）制作机器零件的过程中会产生黄铜屑，经测定黄铜屑主要含Zn、ZnO、Cu和CuO。下列分析错误的是（　　）

A．将黄铜屑加入足量稀硫酸中，会有气泡产生 

B．将黄铜屑加入足量稀硫酸中，黄铜屑会全部溶解 

C．根据黄铜屑的成分，可确定黄铜中含有锌和铜两种金属 

D．根据黄铜屑与足量稀硫酸反应的现象，可比较锌和铜的金属活动性强弱

3．（2022年四川省凉山州中考）下列图像不能正确反映化学反应原理的是（   ）

A．等质量、等质量分数的稀硫酸与足量镁、铁反应

B．高锰酸钾受热分解制氧气

C．碳酸钙在高温下分解

D．向氢氧化钠和碳酸钠的混合溶液中逐滴加入稀盐酸至过量

4．（2022年四川省自贡市中考）现有X、Y两种金属，如果把X、Y分别放入稀盐酸中，X溶解并产生氢气，Y不反应；如果把Y放入到硝酸铜溶液中，无任何现象，则X、Y、Cu的金属活动性强弱顺序是（   ）

A．Cu＞X＞Y B．X＞Cu＞Y C．X＞Y＞Cu D．Y＞X＞Cu

5．（2022年四川省德阳市中考）分类是认识和研究物质及其变化的常用的科学方法，如物质可分为纯净物和混合物。下列物质属于化合物的是（  ）

A．盐酸 B．镁铝合金 C．氢氧化钠 D．氮气

6.（2022湖南郴州）下列实验事实或结论正确的是（   ）

A. 大小和体积都相同的锌片、铁片，分别加入等浓度的稀硫酸中，反应剧烈程度：锌片<铁片

B. 铁与稀盐酸反应的化学方程式：

C. 将一根洁净的铜丝浸入硫酸铝溶液中，一段时间后，铜丝表面有铝析出

D. 消防队员用高压水枪灭火，此举依据的灭火原理是降低可燃物的着火点

7．（2022年湖南省怀化市中考）现有质量相等的X、Y、Z三种金属，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在生成物中均显+2价，Y、Z反应生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示，则下列说法正确的是（   ）

A．X、Y、Z的金属活动性顺序为：Y>Z>X

B．相对原子质量：Y>Z

C．完全反应生成氢气的质量：Y<Z

D．Y与H2SO4反应的化学方程式为：

8.（2022湖北宜昌中考）向装有一定量硝酸铜和硝酸银混合溶液的试管中，缓慢加入细铁粉，充分反应。下列关于试管中物质的变化关系图错误的是（   ）

9.（2022黑龙江龙东中考）如图，研究金属的活动性顺序实验。

（1）实验a观察到的现象是_____。

（2）要验证铜、铝、银的活动性顿序，不必做的实验是____(填实验序号)。

10. （2022北京中考）用下图所示实验研究金属的性质。

（1）①中有气体生成，生成的气体为_______________。

（2）③中反应的化学方程式为_______________。

（3）下列实验组合中，能得出铁、铜、银的金属活动性顺序的是_______________(填序号)。

A. ①④ B. ③④ C. ①②④

11.（2022湖南长沙中考）已知某金属材料中含有镁、锌、铁、铜中的两种。小明在老师的指导下对该金属材料的成分进行探究。

【查阅资料】金属与盐酸反应的比较，如下图所示。得出这四种金属的活动性由强到弱的顺序是

______________。

【进行实验】

实验一：

实验二：

步骤1：另取金属材料，用砂纸打磨，称量其质量为20g：

步骤2：将打磨过的金属材料浸入过量的硫酸锌溶液中，过一会儿取出，洗净，在一定条件下烘干，称量其质量大于20g：

步骤3：实验完成后，将废液倒入废液缸中。

【得出结论】该金属材料中除铁外，还含有___________。

【实验反思】步骤2中，“一定条件”指的是____________。

【拓展提升】小红想对废液缸中的废液进行回收利用。

请你帮她分析废液成分，废液中溶质的成分是____________（填化学式）。

利用金属活动性顺序解决问题：

1.熟悉金属的化学性质，根据反应的难易或程度进行判断金属的强弱。

2.了解图中所表示信息，二要通过金属与酸反应的规律进行有效地分析物质变化的情况，从而知其对应金属的特性。

3.理解金属与盐反应的实质--远距离优先原则，即所加金属优先与溶液中最不活泼的金属盐溶液反应，再以此类推。同时要注意所加金属的量、未反应的物质对所得的滤液和滤渣的成分的影响。

金属活动性顺序：（1）元素周期表内除稀有气体（旧称惰性气体）外元素的金属性越是在左下方越强，越是在右上方越弱。

（2）金属的活动性与反应的剧烈程度无关。

（3）金属的金属性从左到右递减，左边的金属可以将右边的金属从其盐溶液中置换出来。

（4）氢前边的金属可以和酸发生反应置换出氢气，氢之后的金属则不能。

（5）钾、钙、钠这三种金属比较活波，可以直接和水发生反应，生成氢气。

【金属活动性顺序的应用】

1.判断金属活动性的强弱

2.判断金属和酸是否可以发生置换反应

反应条件：

①排在氢前面的金属才能置换酸中的氢，金属越活泼，反应越剧烈。

②酸一般指盐酸和稀硫酸。

③Fe跟酸反应生成的是亚铁盐。

3.判断金属与盐溶液是否发生置换反应

反应条件：

①反应物中单质金属要排在盐中金属元素前面。

②反应物中盐必须是可溶性的，即是盐溶液。

③K、Ca、Na等活动性极强的金属由于常温下就能与盐溶液中的水发生反应，生成碱，故不能置换出盐中的金属。

④Fe跟盐溶液反应生成的是亚铁盐。