专题05 金属性质与防腐探究-【赢在中考】中考科学二轮复习压轴题（浙江专用）

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专题05 金属性质与防腐探究

题型分析
本题主要考查金属的化学性质、陌生金属活泼性与金属防腐，要求学生对金属活动顺序比较熟悉，同时掌握金属的化学性质尤其是金属和金属盐或酸之间发生的置换反应，掌握其方程式和现象。考查金属腐蚀和方法时，要求知道金属腐蚀的原因，主要是有空气、水分等。考察中均用到控制变量法，有时候需要掌握一些实验设计的方法。

题型一、常见金属化学性质
例题1．（2021九上·温州期中）金属与酸反应属于放热反应，其质粒速率除受反应物的性质影响外，还受温度、酸的质量分数、固体表面积大小等因素影响。小明欲探究酸质量分数和温度哪种因素对反应速率的影响更大，实验室提供秒表、图甲器材(其中夹持装置已省略)和颗粒均匀的锌粒、2%稀盐酸、4%稀盐酸、6%稀盐酸、8%稀盐酸、恒温装置等。老师对实验的建议：①每组实验锌粒用量可取4至5颗，盐酸用量不宜超过5毫升。②实验．应设计4组。③短时间内金属与酸反应温度对实验没有影响。

（1）结合老师建议，补充完整实验步骤①之后的其它步骤。
①检查甲装置的气密性；……
（2）实验结论：其他条件都相同时，酸的质量分数越大，反应越快。图乙是某资料中铁与2%稀硫酸在恒温条件下，生成氢气体积随时间变化的图像；小明根据实验数据得到图丙。请分析两图存在差异的原因。
例题2．（2021九上·杭州期中）请按要求完成下列金属性质的实验：
（1）某同学用硫酸铜溶液把“铁勺”变“铜勺”，其反应的化学方程式为　 　
（2）在一定量AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量铁粉充分反应后，溶液中溶质成分不可能是
A．Fe(NO3)2、AgNO3、Cu(NO3)2 B．Cu(NO3)2、Fe(NO3)2
C．AgNO3、Fe(NO3)2 D．Fe(NO3)2
（3）研究一：金属与酸反应过程中的能量变化：打磨后的镁条与稀盐酸反应，试管外壁发烫，说明该反应　 　（填“吸热”或“放热”）。
研究二：金属与盐溶液反应过程中的相关变化。
例题3．（2022九下·余杭开学考）铁矿石是钢铁生产企业的重要原材料，通常赤铁矿中铁含量高达50%- 60%。现有一块铁矿石是红色的，同学们猜测岩石中可能含有氧化铁，为了验证猜想并测定其含铁量，在老师的指导下进行了以下研究：

[查阅资料]
①赤铁矿的主要成分是Fe2O3。其他成分不含铁元素且不能与酸反应。
②一定温度下，CH4可将Fe2O3还原为单质铁，若温度控制不当，还可生成少量的Fe3O4．
[实验探究]
（1） 小明利用A装置进行试验时，连接好装置，检查装置气密性后的第一步操作是　 　
（2）小明将A装置中得到的固体经过水洗、过滤、干燥处理后，再通过B装置进行试验，得出了岩石中含有氧化铁的结论，在此实验中能支持此结论的证据是　 　 。
（3）计算岩石中氧化铁的质量分数，需要测量的量有　 　 。若B装置的固体含有一定量的Fe3O4，则会导致测得的岩石中氧化铁的质量分数比实际含量　 　(填“偏高”、“偏低”或“不变”")。
例题4．（2021九上·淳安期中）通过学习，我们已经了解了常见金属在溶液中的活动性顺序。铬(Cr)是重要的金属材料，越来越受到人们的关注。某化学兴趣小组对Cr、Al、Cu的金属活动性顺序进行了探究，过程如下：
[提出假设]
（1）对三种金属的活动性顺序提出的三种可能的假设：
a.Al>>Cr>Cu
b.Cr>Al>Cu
c.　 　
（2）[设计实验] 同温下，取大小相同的打磨过的金属薄片，分别投入到等体积等浓度的足量稀盐酸中观察现象，记录如下：
金属
Cr
Al
Cu
与盐酸反应的现象
气泡产生缓慢， 金属逐渐溶解
气泡产生激烈， 金属迅速溶解
无气泡产生， 金属无变化
[得出结论]。
原假设中正确的是假设：　 　(填“a”“b”或“c”)。写出铬(铬与盐酸反应后显+2价)与盐酸反应的化学方程式：　 　。
（3）[结论应用]根据探究结果，在CuCl2和Al3Cl3的混合液中加入一定量的金属铬，充分反应后过滤，滤出的固体中一定含有的物质是　 　。
题型二、陌生金属的性质
例题1．（2021九上·长兴期中）金属铝与氯化铵(NH4Cl)溶液反应，除生成氯化铝外，还有气泡产生。为确定产生气泡的成分，小明进行了下列实验探究。
[提出猜想]气体可能是HCl、NH3、H2中的一种或几种。
[查阅资料]①NH3+HCl=NH4Cl
②2NH3+H2SO4=（NH4)2SO4
③NH3能使酚酞试液变红
④3CuO+2NH3=3Cu+N2+3H2O
[实验探究]为了探究气体的成分，小明设计了如图装置开展相关实验。请回答

（1）A装置中溶液变红色，证明产生的气体中含有　 　。
（2）B装置中浓硫酸的作用是 　 　。
（3）C装置中的玻璃管内观察到黑色粉末变成红色，证明产生的气体中含有　 　。
（4）小华同学认为，小明只对产生气体中的两种成分进行了检验，你认为是否需要继续通过实验的方法检验第三种气体，并说明理由 　 　。
例题2．（2019·温州模拟）镁是一种活泼金属，除了能与氧气反应，还可以和氮气、二氧化碳反应。而锡在空气中加热只和氧气反应生成白色的二氧化锡固体。

（1）镁与氮气反应，生成黄色的氮化镁固体，在物质分类上氮化镁属于纯净物中的　 　。
（2）镁与二氧化碳在点燃的条件下生成碳单质和氧化镁，写出镁与二氧化碳反应的化学方程式：　 　。
（3）以下是俄国化学家罗蒙诺索夫为测定质量守恒定律曾开展的实验：
①称量一定量的金属锡粉，放在如图所示装置的电热板上（电热 板不与容器内任何物质反应），称量装置总质量。
②通电使锡粉完全反应，生成白色固体。
③打开密封塞听到了“咝咝的声响”，这是空气进入容器所发出的。称量白色固体比原金属锡 粉质量增加为 Δm1。
④把白色固体放回原容器里(容器中空气组成恢复到初始状态)，重新称量装置的总质量，比反应开始前质量增加为 Δm2。
⑤分析数据发现 Δm1=Δm2。
在下列关于实验的说法中正确的是 。
A．金属锡粉不足量结论仍成立
B．用镁粉代替锡粉结论仍成立
C．实验过程中没有密封塞结论仍成立
例题3．（2021九上·诸暨期中）小红同学通过对化学九年级上册内容的学习，越来越觉得化学有意思。下面是她最近这段时间的学习经历，请同学们阅读之后完成下面的问题。
小红发现，金店里有两种不同的“白金”，单价相差悬殊，小红很好奇，打算进行研究。
【查阅资料】市场上所谓的“白金”通常有两种，一种是金、镍、铜、锌的合金，称为白色金；另一种是铂金，铂是一种银白色的贵重金属，用于耐腐蚀的化学仪器及首饰等，俗称“白金”−元素符号Pt。小红结合化学课上学习的金属活动性顺序，展开了下列实验活动。
探究Zn、Ni（镍）、铜的活动性顺序。
【作出假设】对三种金属的活动性顺序提出可能的假设：①Zn＞Ni＞Cu；②Zn＞Cu＞Ni；你觉得还有其他的可能性吗？请把它们写出来（一种即可）。
（1）假设：③　 　。
（2）【查阅资料】小红同学查阅了部分含镍化合物的溶解性如表，且得知镍能与酸反应。
　
OH−
NO3−
SO42−
Cl−
Ni2＋
不
溶
溶
溶
【设计实验】同温下，取大小、厚度相同的这三种金属薄片，分别投入等体积等浓度的足量稀盐酸中，观察现象。
【记录现象】请帮助小红把实验现象填写完整
金属
Ni
Zn
Cu
与盐酸反应的现象
气体产生缓慢，金属逐渐溶解
气体产生迅速，金属迅速溶解
　 　
（3）【得出结论】原假设中正确的是　 　（填序号），写出镍与盐酸反应的化学方程
式　 　。
（4）【结论应用】根据探究结果，请你预测镍与硫酸铜溶液　 　（填“能”或“不能”）反应。
例题4．（2022九下·舟山月考）小华同学通过阅读课外资料得知，潜水艇中常用过氧化钠（Na2O2）作为供氧剂，有关反应的化学方程式为：2Na2O2＋2CO2=== 2Na2CO3＋O2，2Na2O2＋2H2O=== 4NaOH＋O2↑，于是他用如图所示装置来制取CO2并验证其与Na2O2的反应：

（1）装置B的作用是　 　。
（2）反应后装置C硬质玻璃管中固体的成分是什么？小华为此又进行了如下探究：
【猜想与假设】猜想一：Na2CO3；猜想二：Na2CO3和Na2O2
猜想三：Na2CO3和NaOH；猜想四：Na2CO3、NaOH、Na2O2
【设计实验】
实验操作
实验现象
实验结论
①取少量样品于试管中，加入足量的水，振荡
固体完全溶解，　 　
样品中一定没有Na2O2
②取少量实验①所得溶液于另一试管中，加入过量的BaCl2溶液，振荡
有白色沉淀产生
猜想三正确
③取少量实验②所得上层清液于另一试管中，加入　 　溶液，振荡
有白色沉淀产生
（3）【反思与评价】反应后装置C硬质玻璃管中的固体含有NaOH，原因可能是　 　。
题型三、金属防腐
例题1．（2021九上·淳安期中）在盐酸除铁锈的实验中，常会发现生锈的铁钉表面有一些气泡产生。
[提出问题]气泡是怎么产生的？
[猜想假设]猜想1：　 　 ；
猜想2：铁与水反应；
猜想3：铁锈与水反应。
[实验过程]为了验证假设，某同学设计了如图甲所示的实验方案进行探究。

甲
现象
结论
试管 1
有气泡产生
猜想（ 1） 正确
试管 2
　 　
[反思]
⑴有同学认为上述实验不够严谨，于是他们又设计了如图乙的对照实验，这样设计实验的目的是：　 　。
⑵还有同学想：气体会不会是铁锈与水反应产生的？他认为还要补充一个铁锈与水反应的实验，你觉得有没有必要　 　？
例题2．（2021九上·东阳月考）一些金属易生锈，某小组同学设计如下实验，对金属锈蚀进行探究。取5枚去油去锈的洁净铁钉，分别装入下表的试管中，进行实验。
实验图示





生锈时间
8分钟
较长时间不生锈
5分钟
3分钟
1分钟
（1）该实验有　 　个变量
（2）通过上述实验可知，温度越高铁钉生锈速率越　 　(选填“慢”或“快”)；在　 　(选填“酸性”“碱性”或“中性”)环境中铁钉生锈速率较快。
例题3．（2021九上·临安期中）久置的铜制品表面会有绿色的铜锈，小阳对铜锈展开了如下研究，回答问题。
（1）小阳查阅资料发现，铜锈的成分复杂，主要成分有碱式碳酸铜和碱式氯化铜。考古学家从保护铜制品的角度出发，将铜锈分为无害锈和有害锈，结构如图所示：

碱式碳酸铜和碱式氯化铜分别属于无害锈和有害锈，解释原因：　 　 。
（2）取44.4克纯净的碱式碳酸铜样品，利用图示装置(夹持仪器省略)验证其化学式为Cu2(OH)2CO3。(已知：碱式碳酸铜受热分解可得到氧化铜、水和二氧化碳；碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的固体混合物)

①装置丙的作用是　 　 。
②实验前、后均需对装置甲、乙、丙进行称重；当装置甲中固体质量不再减少，对装置甲、乙、丙进行再次称重前，需打开活塞再次通入足量的N2，其目的是 　 　。
③若碱式碳酸铜的化学式为Cu2(OH)2CO3，则装置乙将增重　 　 克。
例题4．（2021九上·浙江月考）铁钉是铁和碳的合金，它在潮湿的环境中一段时间后表面会出现铁锈。小明发现，暖宝宝的主要成分是：铁粉、碳粉、水、食盐等，它的产热原理与铁生锈相同，但却能在短时间内产生大量的热。小明认为是食盐改变了反应的速度，为了验证自己的猜想，他按图甲装置进行如下实验。

①检查装置的气密性。
②将浸有饱和食盐水的棉花平铺在容器底部，接上氧气浓度测量仪。
③称取一定量铁粉和碳粉混合均匀后快速加入锥形瓶中，马上塞上橡皮塞。
④观察实验现象，获取数据如图乙。
（1）步骤①中装置气密性是否良好的检验方法：　 　。
（2）小明得出“食盐能使铁快速生锈”这一结论，他的依据是　 　。
（3）实验后，小明与另一个学校的小红同学进行交流，小红认为应该增加对照实验，她利用实验室现有器材按图丙装置再次实验。她推测：U型管左侧红墨水水位先上升。但实际上她观察到反应开始后左侧水位反而先下降。请解释U型管左侧红墨水先下降的原因：　 　。

1． （2021九上·萧山期中）实验室开放日，化学兴趣小组做了以下3组实验来验证锌、铜、铁的金属活动性顺序，实验室所提供试剂为锌、铁、铜、稀硫酸，硫酸铜溶液，硫酸亚铁溶液．
实验编号
1
2
3
实验操作



（1）写出化学兴趣小组实验编号3的化学反应方程式　 　，同学们讨论后一致认为上述3组实验还不能得出三种金属的活动性顺序，从所提供试剂中选择，需要补充的实验是　 　．
实验后，同学们按老师要求将废液都倒在指定的大烧杯中，小科猜想该烧杯中的废液可能有硫酸铜、硫酸锌、硫酸亚铁…，应该可以从中提炼出铁和铜．经思考后，他设计了如图所示的实验．

（2）回收铁和铜的过程中，实验中所加的过量金属粉末是　 　，操作③的名称是　 　．
2．（2020九上·余杭期中）某兴趣小组为探究锡纸中的金属成分(锡纸中以一种金属为主，其它成分对实验无干扰)，开展了以下探究活动。
【提出问题】锡纸中的金属是什么？
【建立猜想】根据锡纸有银白色金属光泽，并结合金属活动性、价格等因素，猜想其中的金属可能是锌、铁、铝、锡中的一种。
（1）【探究过程】
步骤
活动内容
收集证据
分析并得出结论
步骤一
①查阅资料：金属锌在室温下很脆
②取锡纸反复折叠
锡纸未破损
锡纸中金属不是锌
步骤二
用磁铁靠近锡纸
锡纸没有被磁铁吸引
锡纸中金属不是　 　

步骤三
①取锡纸条放入浓度为20%的盐酸中除去可能存在的氧化膜。当观察到　 　现象时，取出锡纸条并用蒸馏水清洗。
②将处理过的锡纸条放入试管中，加入饱和硫酸锌溶液，静置观察。
②中锡纸条表面无明显现象
说明锡纸中的金属活动性比锌弱，则锡纸中金属不是铝，而是锡
（2）【交流评价】小科对实验结论提出质疑：“无明显现象”并不代表没有发生反应，因为铝与硫酸锌反应[2Al＋3ZnSO4＝3Zn＋Al2(SO4)3]生成的金属锌为银白色，与铝颜色相同，因此无法得出结论。请在不改变化学反应的前提下增加定量实验完善实验方案，并根据预期结果得出相应结论：　 　。
3．（2022九上·慈溪竞赛）以下是兴趣小组研究的课题——“金属和酸反应的快慢与什么因素有关”。
（1）其他条件相同，同种金属与不同质量分数的盐酸反应，反应的快慢不同。取质量相等的铝片，分别放入 5%、20%的足量稀盐酸中。实验表明盐酸浓度越大，反应速率越快。下图 I、II、Ш 是三位同学记录的实验生成氢气的质量(m)与反应时间(t)的关系曲线，其中正确的是　 　。

（2）其他条件相同，不同金属与相同质量分数的盐酸反应，反应的快慢不同。取质量相等的镁片、锌片、铁片中的两种金属， 分别放入溶质质量分数相同的足量稀盐酸中，生成氢气的质量(m)与反应时间(t)的关系曲线如右图所示。则曲线 A 对应的金属是　 　。
（3）请再提出一个影响金属与盐酸反应快慢的合理因素　 　
4．（2021九上·江北期末）如图为家庭制氧机内桶构造示意图，桶上设有制氧剂投药口和出气口。
已知：i．制氧剂的主要成分是过碳酸钠（Na2CO4）和催化剂。
ii．本产品用于人体保健吸氧，产生的氧气需通入水中净化。

（1）制氧时，从投药口中投入药品后，立即将其关闭。
①过碳酸钠加入水中后，反应产生过氧化氢和碳酸钠，其化学方程式为：　 　。过氧化氢再在催化剂的作用下产生氧气。
②氧气的出口为　 　。
（2）若在装置的Ⅰ、Ⅱ中放入其它试剂，可以研究金属的性质：在Ⅰ中加入较多铁屑和过量稀盐酸，Ⅱ中只加入锌粒，关闭a口。一段时间后，Ⅱ中可以观察到的现象有　 　.
5．（2021九上·长兴期中）全世界每年被腐蚀损耗的钢铁材料约占全年钢铁产量的十分之一。下面是对铁的腐蚀条件的探究。铁生锈所需要时间较长，某实验小组的同学设计如图所示实验。

（1）检查装置的气密性：连接好装置，关闭分液漏斗的活塞，将C导管接入到装有水的烧杯中，微热甲装置，说明气密性良好的现象是　 　。
（2）加入药品开始实验，4分钟后观察：A处铁丝依然光亮，B处铁丝表面灰暗，D处铁丝依然光亮，该实验说明铁生锈主要与空气（或氧气）和　 　有关。B、D 处实验现象对比说明：决定铁生锈快慢的一个重要因素是　 　。
6．（2020九上·衢州期中）铁在不同环境条件下锈蚀的快慢不同。为了比较铁在不同酸性环境中锈蚀的快慢，科学兴趣小组利用如图所示装置进行实验探究。

可选用的器材：铁粉、溶质质量分数为7.3%的盐酸、蒸馏水、烧杯、量筒、托盘天平。
建议：铁粉可装入纱布吊袋内；每组宜取10ml盐酸溶液；每组实验时间不超过1周。
实验步骤：
①利用提供的盐酸和蒸馏水，配置溶质质量分数为3.65%的盐酸
②检查装置气密性；
……
（1）写出步骤①中所需要的测量工具　 　。
（2）补充完整实验步骤②之后的其它步骤。　 　。
7．（2021九上·温岭竞赛）为探究某物质X对钢铁在潮湿环境下的腐蚀的影响作用，某同学进行了如下实验：
①选择6个容量相同的烧瓶，分别编号为1~6， 加入规格、质量相同的铁丝；
②向1~3 号瓶中放入2mL清水，向4~6号瓶中放入2mL10%X的水溶液，将铁丝润湿；
③塞上带有导管的塞子，将 导管末端浸入盛有水的烧杯中，记录 导管内液面的初始位置(如图所示) ；
④放在室温环境下，每隔一小时测量一次，周期为3小时，记录数据。
结果如下表所示：表放置过程中导管内液面上升情况(单位： cm)
时间（小时）
1号瓶
2号瓶
3号瓶
4号瓶
5号瓶
6号瓶
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0.1
0
1.2
1.4
0
2
0.8
0.7
0.9
5.6
5.7
0.1
3
3.5
3.2
3.7
9.8
10.0
0.1

（1）6号瓶的数据明显与4、5号瓶不同，可能原因是　 　 ；
（2）通过本实验，可初步得出的结论是　 　；
（3）该项探究的设计是否存在不足？如何改进？
8．（2021九上·杭州期中）已知：镁在空气燃烧生成氧化镁和氮化镁(Mg3N2)，氮化镁与水反应生成氢氧化镁和氨气。
（1）写出氮化镁与水反应的化学方程式：　 　；
（2）某学生对该混合物中氮化镁的质量分数进行测定，设计如下实验装置。

【实验步骤】①检查装置的气密性；②精确称量镁在空气中燃烧后的固体5.00g放入锥形瓶中，称量装置C，连接好装置；③关闭活塞K，打开A中分液斗活塞，逐滴加入水，至样品恰好完全反应；④打开活塞K，鼓入空气；⑤再次称量装置C，装置C增重0.34g。
请回答：
(一)实验步骤④中鼓入空气的目的是　 　；
(二)体混合物中Mg3N2的质量分数为　 　；
(三)实验证明此方法测定的结果偏低，可能原因是　 　(写一条)。
9．（2021九上·诸暨期中）小敏在学习金属活动性顺序后，知道钾钙钠金属活动性特别强，能与水反应生成碱和氢气。她想镁紧排在钠后面，它是否也能与水反应呢？
【提出问题】镁是否能与水反应？

【实验探究】在两个烧杯中，分别加入等量的冷水和镁条，用酚酞作指示剂。实验过程和现象如图。
【反思和总结】
（1）小敏得出的实验结论是　 　。
（2）小敏发现B试管放置在空气中一会儿，溶液的红色会褪色，这说明溶液的碱性减弱了。于是她大胆做出了一个猜想并设计了验证方案：
猜想
验证方案
可能是氢氧化镁的溶解度受温度的影响，温度降低，溶解度变小，从而导致溶液碱性减弱
将褪色后的溶液　 　，如果溶液变红，说明小明的猜想正确
小敏通过实验证明了自己的猜想是正确的。
（3）一段时间后，小敏观察到镁条在热水中无现象，但当她想到实验室制取二氧化碳不能用稀硫酸与大理石反应时，便有了解释，她的解释是　 　。