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专题 11 金属和金属矿物

1．（2020广东广州）铁制品通常比铝制品更容易锈蚀，下列说法正确的是（ ）

A．铁的金属活动性比铝强 B．铝在自然界中以单质形式存在

C．锈蚀的铁制品无回收价值 D．自行车链条涂油有防锈作用

【答案】D

【解析】A、在金属活动性顺序表中，铁在铝的后面，则铁的金属活动性比铝弱，故A不正确；B、铝的化学性质活泼，铝在自然界中以化合物形式存在，故B不正确；C、锈蚀的铁制品除去铁锈，可以回收，有回收价值，故C不正确；D、自行车链条涂油可以防止铁和水和氧气接触，有防锈作用，故D正确。故选D。

2．（2020四川内江）下列有关模拟工业炼铁的叙述不正确的是（ ）



A．硬质玻璃管中红色固体变为银白色

B．用燃着的酒精灯可防止CO污染空气

C．赤铁矿的主要成分是Fe2O3

D．实验结束后先移去酒精喷灯，继续通CO直至硬质玻璃管冷却

【答案】A

【解析】A. 一氧化碳还原氧化铁，红色的氧化铁被还原成黑色铁粉而不是银白色。故A符合题意；B. 没有参加反应的一氧化碳直接通入空气中会造成空气污染，所以可以用一只燃着的酒精灯将一氧化碳燃烧掉。故B不符合题意；C. 赤铁矿颜色是红色的，因为其主要成分氧化铁为红色固体。故C不符合题意；D. 实验结束后先移去酒精喷灯，继续通CO直至硬质玻璃管冷却，目的是让还原出来的铁粉在一氧化碳气流中冷却。如果先停止通一氧化碳，后移去酒精喷灯，还原的铁粉又会与空气中的氧气反应。故D不符合题意。故选A。

3．（2020云南昆明）为验证Mg、Cu、Sn的金属活动性顺序，不可选用的一组物质是（ ）

A．MgCl2溶液、Cu、Sn B．Mg、Cu、SnCl2溶液

C．Mg、Sn、Cu、盐酸 D．MgCl2溶液、Sn、CuCl2溶液

【答案】A

【解析】A、MgCl2溶液与Cu、Sn均不反应，不能验证Mg、Cu、Sn的金属活动性顺序；B、Mg与SnCl2溶液反应生成略带蓝色的Sn，而Cu与SnCl2溶液不反应，能验证Mg、Cu、Sn的金属活动性顺序；C、Mg、Sn与盐酸均能反应产生氢气，且镁与盐酸反应更加剧烈，Cu与盐酸不反应，能验证Mg、Cu、Sn的金属活动性顺序；D、MgCl2溶液与Sn不反应，可知金属活动性Mg＞Sn，Sn、CuCl2溶液反应，有红色的铜生成，可知金属活动性Sn＞Cu，能验证Mg、Cu、Sn的金属活动性顺序；故选A。

4．（2020甘肃天水）将金属M的粉末放入盛有硝酸铜溶液的烧杯中，充分反应后，溶液呈无色，继续向烧杯中加入一定量的硝酸银溶液，充分反应后过滤，得到滤渣和蓝色滤液。根据上述实验分析，下列说法错误的是（ ）

A．金属活动性强弱顺序：M＞Cu＞Ag B．滤渣中可能有金属M

C．滤液中至少含有两种溶质 D．滤渣中一定有Ag

【答案】B

【解析】A、溶液呈无色，M和硝酸铜溶液反应，则M的金属活动性强于铜，加入一定量的硝酸银溶液，充分反应后过滤，得到滤渣和蓝色滤液，铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银，则铜的金属活动性强于银，则金属活动性强弱顺序：M＞Cu＞Ag，故A正确；B、M的金属活动性最强，M和硝酸铜溶液和硝酸银均反应，充分反应后过滤，得到滤渣和蓝色滤液，故滤渣中没有金属M，故B不正确；C、加入一定量的硝酸银溶液，充分反应后过滤，得到滤渣和蓝色滤液，则滤液中含有M的盐溶液和硝酸铜，可能含有硝酸银，故至少含有两种溶质，故C正确；D、加入一定量的硝酸银溶液，充分反应后过滤，得到滤渣和蓝色滤液，铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银，则滤渣中一定有Ag，故D正确。故选B。

5．（2020湖北十堰）某学习小组同学做完铁与稀硫酸反应实验后，将反应后的混合物M全部倒入盛有一小块铜锌合金的烧杯中，发现有大量气泡产生。待充分反应后过滤，得到滤液和滤渣。他们得出的现象或结论如下：①M中一定不含铁单质；②烧杯中溶液由浅绿色变成蓝色；③滤液中一定含有ZnSO4；④滤渣中可能含有三种金属单质；⑤滤液中可能含有两种金属离子。其中正确的个数有：（ ）

A．4个 B．3个

C．2个 D．1个

【答案】A

【解析】将铁与稀硫酸反应后的混合物M全部倒入盛有一小块铜锌合金的烧杯中，发现有大量气泡产生。说明混合物M中稀硫酸过量，锌与稀硫酸反应生成氢气，故产生大量气泡，故M中铁已经完全反应，M中含稀硫酸、硫酸亚铁，锌先与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，待稀硫酸完全反应后，锌再与硫酸亚铁反应生成硫酸锌和铁，铜与稀硫酸、硫酸亚铁不反应。①由分析可知，M中一定不含铁单质，正确；②铜与稀硫酸和硫酸亚铁都不反应，烧杯中溶液不会由浅绿色变成蓝色，错误；③锌一定与稀硫酸反应生成了硫酸锌和氢气，故滤液中一定含有ZnSO4，正确；④铜不参与反应，滤渣中一定含铜，如果锌过量，锌与硫酸亚铁反应生成了硫酸锌和铁，滤渣中含锌、铁，故滤渣中可能含有三种金属单质，正确；⑤如果锌过量，锌将稀硫酸、硫酸亚铁完全反应，滤液中只含锌离子一种金属离子，如果锌含量不足，则溶液中含锌离子和亚铁离子两种金属离子，正确。故正确的有4个。故选A。

6．（2020甘肃金昌）某同学为验证铁、铜、银三种金属的活动性顺序，他设计了以下四种实验方案，其中能达到目的是（ ）

A．将Fe、Cu分别加入AgNO3溶液中

B．将Fe、Cu、Ag分别加入稀盐酸中

C．将Fe分别加入CuSO4、AgNO3溶液中

D．将Fe、Ag分别加入CuSO4溶液中

【答案】D

【解析】A、铁、铜都能与AgNO3溶液反应，证明铁、铜的活动性比银强，但不能比较铁、铜的活动性的强弱，故该方案不能达到目的；B、铁和稀盐酸反应，铜、银和稀盐酸不反应，而则得出：铁＞铜、银，但不能比较铜、银的活动性的强弱，故该方案不能达到目的；C、铁与CuSO4、AgNO3溶液反应，说明了活动性铁＞铜、银，但不能比较铜、银的活动性的强弱，故该方案不能达到目的；D、铁与CuSO4溶液反应置换出铜，说明了活动性铁＞铜；银某某CuSO4溶液不反应，说明了活动性铜＞银，由此可得的三种金属活动性铁＞铜＞银，故该方案能达到目的。故选D。

7．（2020四川内江）下列有关金属资源的利用与防护解释不合理的是（ ）

A．在001A型国产航母金属外壳覆盖涂料，主要是为了美观

B．用“烤蓝”的方法处理钢铁表面，可减缓钢铁的腐蚀

C．用铝合金制造国产大飞机C919机壳，是利用铝合金强度大、质量轻、抗腐蚀

D．切菜后的菜刀用清水洗净擦干，可减缓菜刀生锈

【答案】A

【解析】A、在001A型国产航母金属外壳覆盖涂料，除了美观，更重要的是可以隔绝氧气和水，起到防锈的目的，符合题意；B、用“烤蓝”的方法处理钢铁表面，可以隔绝氧气和水，减缓钢铁的腐蚀，不符合题意；C、铝合金是铝的合金，具有质轻、硬度大，耐腐蚀等特点，故可用铝合金制造国产大飞机C919机壳，不符合题意；D、铁生锈的条件是铁与氧气和水接触，切菜后的菜刀用清水洗净擦干，保持菜刀表面干燥，可减缓菜刀生锈，不符合题意。故选A。

8．（2020内蒙古通辽）在溶质为Cu（NO3）2、AgNO3和Al（NO3）3的溶液中加入一定量的锌粉，充分反应后过滤，得到滤渣和蓝色滤液。下列判断正确的是（ ）

A．向滤渣中加入稀盐酸可能有气泡产生

B．滤渣中一定有Ag，可能有Cu和Zn

C．滤液中一定无AgNO3

D．滤液中可能有四种金属离子

【答案】D

【详解】A、滤液中含有硝酸铜，则锌不可能有剩余，则向滤渣中加入稀盐酸，不可能有气泡产生，故选项说法错误；B、滤渣中一定有Ag，无法确定硝酸铜是否参加了反应，可能是部分参加了反应，可能有Cu，但不可能含有锌，故选项说法错误；C、滤液中含有硝酸铜，无法确定硝酸银是否完全参加了反应，滤液中可能含有AgNO3，故选项说法错误；D、滤液中含有硝酸铜，无法确定硝酸银是否完全参加了反应，滤液中可能含有AgNO3，则滤液中可能有银离子、铜离子、锌离子、铝离子四种金属离子，故选项说法正确。故选D。

9．（2020内蒙古包头）利用废旧电池铜帽（含Cu、Zn）制取海绵铜（Cu），并得到硫酸锌溶液的主要流程如下：（反应条件已略去）

已知：

下列说法正确的是（ ）

A．步骤II中分离操作必须用到的玻璃仪器是烧杯和漏斗

B．溶液A中溶质是H2SO4、CuSO4

C．上述流程中物质B是锌，物质D是盐酸

D．A~E中都含有铜、锌两种元素的物质有A和C

【答案】D

【解析】A、依据框图可知：操作Ⅱ后得到固体和液态，所以操作Ⅱ为过滤，用到的玻璃仪器：烧杯、漏斗、玻璃棒，说法错误；B、铜与氧气、稀硫酸反应生成硫酸铜，锌与稀硫酸反应生成硫酸锌，所以溶液A含有溶质硫酸铜、硫酸锌，和过量的硫酸，说法错误；C、上述流程中加入的物质B为锌，物质D为盐酸，则溶液E中含有杂质氯化锌，所以D不能用盐酸，应该用硫酸，说法错误；D、依据分析可知：A为硫酸铜、硫酸锌、稀硫酸，B为锌，C为铜和锌，D为硫酸，E为硫酸锌，所以A～E中含铜、锌两种元素的物质有A和C，说法正确；故选D。

10．（2020辽宁锦州）将一定量的锌粉加入到硝酸镁和硝酸铜的混合液中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。下列判断正确的是（ ）

A．若滤液为蓝色，则滤渣中一定有锌、镁、铜

B．若向滤渣中加入稀盐酸有气泡产生，则滤液中一定有硝酸镁、硝酸锌、硝酸铜

C．若向滤液中加入氢氧化钠溶液，则一定有氢氧化铜生成

D．滤渣中一定含有铜，滤液中一定含有硝酸镁和硝酸锌

【答案】D

【解析】A、若滤液为蓝色，说明硝酸铜未完全反应，锌不足，已经完全反应，锌与硝酸镁不反应，故滤渣中一定有铜，一定没有锌、镁，不符合题意；B、若向滤渣中加入稀盐酸有气泡产生，说明锌过量，硝酸铜已经完全反应，锌与硝酸镁不反应，故滤液中一定有硝酸镁、硝酸锌，不符合题意；C、如果锌过量，锌能将硝酸铜完全置换，则向滤液中加入氢氧化钠溶液，没有氢氧化铜生成，不符合题意；D、锌一定与硝酸铜反应生成了硝酸锌和铜，锌与硝酸镁不反应，故滤渣中一定含有铜，滤液中一定含有硝酸镁和硝酸锌，符合题意。故选D。

11．（2020吉林长春）下列有关金属材料的说法错误的是（ ）

A．在潮湿的空气中铁易某某

B．金属的回收利用是保护金属资源的有效途径之一

C．铝和金都有很好的抗腐蚀性，是因为二者的化学性质都很稳定

D．高炉炼铁的原理是在高温条件下，用一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来

【答案】C

【解析】A、铁生锈的条件是铁与氧气、水接触，故在潮湿的空气中铁易某某，正确；B、金属的回收利用是保护金属资源的有效途径之一，正确；C、铝有很好的抗腐蚀性，是因为铝在潮湿空气中能形成一层防止金属腐蚀的氧化膜。不是铝的化学性质稳定，错误，符合题意；D、高炉炼铁的原理是在高温条件下，用一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来，正确。故选C。

12．（2020贵州毕节）向一定质量的AgNO3和Cu（NO3）2混合溶液中加入足量锌粉，先后发生反应Ⅰ、Ⅱ，对反应前后溶液质量变化的下列分析正确的是（　　）

A．Ⅰ减小、Ⅱ增大 B．Ⅰ减小、Ⅱ减小

C．Ⅰ增大、Ⅱ增大 D．Ⅰ增大、Ⅱ减小

【答案】A

【解析】锌的金属活动性比银、铜强，向一定质量的AgNO3和Cu（NO3）2混合溶液中加入足量锌粉，锌先与AgNO3反应生成硝酸锌和银，AgNO3反应完，若还有锌粉，锌才能与Cu（NO3）2反应生成硝酸锌和铜。反应Ⅰ：Zn+2AgNO3%PZn（NO3）2+2Ag，由反应时的质量比可知，每65份质量的锌可置换出216份质量的银，溶液的质量会减少；反应Ⅱ：Zn+Cu（NO3）2%PZn（NO3）2+Cu，每65份质量的锌可置换出64份质量的铜，溶液的质量会增加。故反应前后溶液质量变化是Ⅰ减小、Ⅱ增大。故选A。

13．（2020云南省卷）生铁和钢都是铁的合金，它们都属于（ ）

A．混合物 B．纯净物

C．单质 D．化合物

【答案】A

【解析】生铁和钢都是铁的合金，属于混合物。故选A。

14．（2020四川绵阳）钨是熔点最高的金属。工业上用黑钨矿（主要成分为钨酸亚铁）冶炼钨的主要反应有：

①

②

③

④

下列说法错误的是（ ）

A．FeWO4中 W 的化合价为+6

B．反应①中 X 的化学式为 CO2

C．②、③反应前后所有元素的化合价均无变化

D．上述 4 步反应分别涉及 4 种基本反应类型

【答案】D

【解析】A、FeWO4中已知铁元素的化合价为+2价，氧元素的化合价为-2价；设FeWO4中钨元素（W）的化合价为x，根据化合价的原则（在化合物中正、负化合价的代数和为零），则（+2）+x+4×（-2）=0，解得x=+6，故钨元素（W）的化合价是+6价，不符合题意；B、反应①中反应前有铁原子4个，碳原子4个，氧原子30个，钨原子4个，钠原子8个，反应后现有4个钠原子，4个铁原子，4个钨原子，8个钠原子，22个氧原子，剩余4个碳原子和8个氧原子，有个公因数4，剩余一个碳原子和两个氧原子，为二氧化碳化学式，所以X为CO2碳；不符合题意；C、②是复分解反应，各元素的化合价不变，反应③反应前后氢元素的化合价是+1价，氧元素的化合价是-2价；设
中钨的化合价是y，在化合物中正、负化合价的代数和为零，则（+1）×2+y+4×（-2）=0，解得y=+6；设
中钨的化合价是z，在化合物中正、负化合价的代数和为零，则z+3×（-2）=0，解得z=+6；则所有元素的化合价均无变化，不符合题意；D、①不是基本反应类型，②是两种化合物相互交换成分生成两种新的化合物的复分解反应，③是一种物质生成多种物质的分解反应，④是一种化合物和一种单质反应生成一种单质和一种化合物的置换反应，上述4步反应涉及3种基本反应类型，不符合题意。故选D。

15．（2020内蒙古呼和浩特）在金属材料中，铝是目前最经济实用的材料之一。

（1）由铝制成的铝箔厚度仅为0.01mm，广泛用于食品包装等。铝能制成铝箔，主要利用铝的性质是_____。

（2）某小组同学将铝箔在酒精灯上加热，发现铝箔逐渐变软，中间有液体被外面的固体包某某。由此可以推测氧化铝的熔点比金属铝_____（填“高”或“低”）。

（3）将铝片和稀盐酸放在密闭容器中，用传感器探究反应容器内的温度随时间变化如图，50s时溶液中的溶质为_____；溶液温度升高的原因是_____。

【答案】（1）延展性；（2）高；（3）氯化铝和盐酸 ；铝与稀盐酸反应放热，使溶液温度升高

【解析】（1）铝能制成铝箔，主要利用铝具有良好的延展性。（2）铝的表面有一层致密的氧化铝薄膜，将铝箔在酒精灯上加热，发现铝箔逐渐变软，中间有液体被外面的固体包裹，说明外面的固体的熔点高，推测氧化铝的熔点比金属铝高。（3）氧化铝先与稀盐酸反应生成氯化铝和水，50s时溶液中的溶质为氯化铝和盐酸。溶液温度升高，是因为铝与稀盐酸反应生成氯化铝和水，该反应属于放热反应。故答案为：（1）延展性；（2）高；（3）氯化铝和盐酸；铝与稀盐酸反应放热，使溶液温度升高。

16．（2020四川内江）在疫情期间，非接触红外人体测温仪应用十分广泛，能及时检测体温异常情况，其结构如图。

（1）其中属于有机合成材料的是_______________。

（2）干电池中有金属铜和锌，请写出一个使比较二者金属活动性强弱的化学方程式：_____________。

【答案】（1）塑料外壳；（3）

【解析】（1）据图可以看出，属于有机合成材料的是塑料外壳；（2）比较铜和锌的金属活动性，可以将锌与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜，证明锌的活动性强于铜，化学方程式为
。

17．（2020辽宁锦州）金属材料在生活、生产中有广泛的应用。请回答下列问题：

（1）生活中用铁锅炒菜，主要利用了铁的_____________性。

（2）工业上用赤铁矿（主要成分为氧化铁）炼铁，其反应原理是____________（用化学方程式表示）。

（3）2020年6月21日，时速600公里的高速磁悬浮试验样车成功试跑，制造样车外壳的主要材料是铝合金。铝合金与纯铝相比具有的优点是____________（写出一点即可）。

（4）金属资源有限，不能再生。写出防止铁生锈的一种方法_________________。

【答案】导热
硬度大等合理答案 涂油（或喷漆；或镀上一层耐腐蚀的金属等合理答案）

【解析】（1）生活中用铁锅炒菜，主要利用了铁的导热性；（2）工业上用赤铁矿炼铁，其反应原理是氧化铁和一氧化碳在高温的条件下反应生成铁和二氧化碳，用化学方程式表示为
；（3）合金的优点硬度比组成的金属大、抗腐蚀性比组成的金属更强和熔点比组成的金属更低等；所以铝合金与纯铝相比具有的优点是硬度大等（合理答案）；（4）铁生锈的条件是铁与水、氧气同时接触，所以防止铁生锈的常见方法是保持铁制品表面的洁净和干燥、在铁制品表面形成一层保护膜，如涂油（或喷漆；或镀上一层耐腐蚀的金属等合理答案）。

18．（2020四川绵阳）文某某同学利用“金属树”趣味实验来验证 Zn、Cu、Ag 三种金属的活动性顺序。

（1）为确保实验效果，CuCl2 溶液和 AgNO3溶液需现配。配制 50 g 质量分数为 12%的 CuCl2溶液，应称量____g CuCl2，加水时应选用_____mL 的量筒。除量筒外，配制溶液还需要的玻璃仪器有____。

（2）向两个放有宣纸的培养皿中分别滴入适量 CuCl2溶液、AgNO3 溶液，再放入锌粒，一段时间后观察到的实验现象如图。

①形成“铜树”时发生反应的化学方程式是_________。

②仅用“铜树”和“银某某”实验尚不能验证________的金属活动性顺序，需补充一个实验来证明，应选用的药品是___________（可供选择的药品有：锌粒、铜丝、银某某、稀盐酸、CuCl2 溶液、AgNO3 溶液）。

【答案】（1）6.0 ；50；烧杯、玻璃棒、胶头滴管（未答胶头滴管不扣分）；（2）①
； ② Cu、Ag（或铜、银）； 铜丝、AgNO3溶液

【解析】（1）配制 50 g 质量分数为 12%的 CuCl2溶液，应称量50g×12%=6.0g CuCl2，加水46mL ，量取水时应选用50mL 的量筒。除量筒外，配制溶液还需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管。（2）①形成“铜树”时发生反应为锌与氯化铜反应生成氯化锌和铜，反应的化学方程式是
。

②仅用“铜树”和“银某某”实验证明金属活动性：锌＞银、锌＞铜，尚不能验证Cu、Ag（或铜、银）的金属活动性顺序，需补充一个实验来证明，应选用的药品是铜丝、AgNO3溶液，若铜能置换出银，则可知金属活动性：铜＞银。

19．（2020内蒙古呼和浩特）某校化学兴趣小组的同学发现长期露置在空气中的金属M表面会被锈蚀，于是他们一起探究金属M锈蚀的原因。经检测，锈蚀物中除含有M元素外，还含有C、H、O三种元素。

（1）甲同学依据锈蚀物中的组成元素，推测空气中_____肯定参加了反应，但不能确定空气中的氧气是否参与反应。为了确认空气中的氧气是否参加反应，设计如图系列实验，你认为其中必须要做的对照实验是_____（填字号）。

若观察到_____（填现象），证明氧气参加了反应。

（2）若金属M是铜，铜器据长期露置在空气中会生 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 一种单质，这种单质的化学式为_________，两种氧化物中相对分子质量较大的是______。

【答案】（1）钛合金；D；（2）5 ；硬度大、强度大、耐腐蚀等；（3） 6:2:7 ；
；CO2（或二氧化碳）

【解析】（1）卫星制造使用了黄金、钛合金，其中用作天线的是钛合金，其硬度大。使用黄金制作卫星的电子元件，利用了金的化学性质稳定，很难被氧化的性质；故填：D。（2）卫星的太阳能电池帆板用先进的砷化镓主板和铝合金边框制成，砷（As）原子的结构示意图如图，原子中质子数=核外电子数，其中x＝33-2-8-18=5。铝合金比纯铝具有的优势是硬度大、强度大、耐腐蚀等（写出1条即可）。（3）偏二甲肼（C2H8N2）中C、H、N的质量比为（12×2）：（1×8）：（14×2）=6:2:7。火箭发射时，燃料与氧化剂剧烈反应放出大量的热，并生成对空气无污染的两种氧化物和一种单质，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，反应物中含C、H、N、O，故生成物中也应含C、H、N、O，故应是生成二氧化碳、水和氮气，则这种单质的化学式为
，两种氧化物中相对分子质量较大的是CO2（或二氧化碳）。

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