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专题四 金属及矿物知识（基础梳理和知识巩固）1纯铁是一种具有金属光泽的 色的金属，质软，有良好的 ，是 和 的良导体。粉末状的铁为 色。2.熔点最低的金属是 ，除它以外，常温下金属单质都是 体。金属都带有金属光泽，具有良好的 性和 性。延展性好，机械强度大。填写下列金属的颜色：铜 、铝 3. 金属活动性由强到弱的顺序为K、Ca、Na、 、 、 、 、Sn、Pb、H、 、 、 、Pt、Au。在金属活动性顺序表中，位置越靠前的金属。性质越 ；金属与酸反应，必须满足2个条件：排在 前面的金属才能置换出酸中的氢；酸不能是浓硝酸、浓硫酸、碳酸等。金属与盐发生反应，必须符合三点K、Ca、Na三种金属非常活泼，不能把金属从其盐溶液中置换出来； ； 。设计实验验证3种金属的活动性顺序，常用方法有2种： 和 4. 常温下铝制品在空气中不易生锈的原因是铝的表面会形成 。铁丝在纯氧气中燃烧的化学方程式 ，现象 。铜丝受热的化学方程式： ，现象 。5.铁生锈的条件是与 和 接触。铁锈的成分复杂，主要是 （填化学式）；铁与盐酸反应的现象 ，化学方程式 ，基本反应类型 。反应后溶液质量 (填“增加”或“减少”，下同)。铁与CuSO4溶液反应的现象 ，化学方程式 ，基本反应类型 。反应后溶液质量 6.地壳中含量最多的金属元素是 ，含量第二位的金属元素是_，人类使用最广泛的金属是 。7. 分别写出下列金属矿物主要成分的化学式和颜色：赤铁矿： 、 ；磁铁矿： 、 ；孔雀石： 、 。8. 下图是实验室利用CO与氧化铁反应制取铁的实验装置图。（1）检查整套装置的气密性：先在装置的尾部连接一导管，并放入水槽中，然后在装置的最左边通入空气，若出现_，证明气密性良好，反之，则不好。（2）实验中产生的三个现象及产生现象的原因（用化学方程式表示）分别是：玻璃管内的_；原因是_；试管a内的_；原因是_；尾气处产生_；原因是_。（3）开始实验时，常常需要先通入CO，排尽玻璃管内的空气，再加热固体的原因是_；当_时，停止加热固体；当停止加热时，还要继续通入CO，直到玻璃管冷却的原因是_。（4）若实验装置图中没有酒精灯b，会导致_。若实验所用的CO中本身就混有空气，或者装置的气密性不好，则会导致_。9.工业炼铁的原料是 、 、石灰石；炼铁的设备是 ；用化学方程式表示其冶炼的原理(以赤铁矿为例) ， （填“是”或“不是”）置换反应。10. 生铁的含碳量为 。生铁 ， ，一般用于 。钢的含碳量为 ，钢较 ，有 、良好的 和 ， 性能好。11. 合金是由一种金属跟其他 (或 )熔合形成的具有金属特性的物质。生铁和钢是最常见的合金。合金的硬度一般比各成分金属 ，多数合金的熔点 组成它的成分金属。人类使用最早的合金是_，黄铜的成分是_。12.铁锈是一种 、 的物质。当环境中存在食盐等其它物质时，会_（“加速”或“减慢”）铁锈蚀的速度。常用的防锈方法：（1）覆盖保护层，阻止金属与_、_接触。生活中常用的方法有在金属表面涂防锈油；在金属表面烧_；在金属表面喷_；在金属表面_ ；烤蓝（在铁锯条表面覆盖一层致密的四氧化三铁膜）等。（2）保持金属干燥，使金属不与水接触。（3）改变金属的内部结构，制成各种合金。如使铁与镍、铬熔合，制成_。13. 回收利用废金属有着巨大的社会效益和经济效益，既可以减少成本，节约_，又可以减少_。【知识巩固】1.铁是我们生活中常见的金属，有关铁的知识和认识符合实际的是 A生铁和钢是纯净物 B用CO还原铁矿石的反应是置换反应 C铁在干燥的空气中易生锈 D人体缺铁会引起贫血2.某种新型“防盗玻璃”为多层结构，每层中间嵌有极细的金属线，当玻璃被击碎时，产生电信号，与金属线相连的警报系统就会立刻报警，这利用了金属的 A.延展性 B.导电性 C.弹性 D.导热性3.下列有关金属的说法正确的是A 金属铝有很好的抗腐蚀性能 B 纯铝的硬度大于铝合金C 钢是纯净物 D 钢铁严重锈蚀后不值得回收4.请你根据所学化学知识判断，下列说法正确的是A铁管在潮湿的空气中不易锈蚀 B铵盐氮肥与碱性物质混合施用C天然气泄漏，点火寻找泄漏处 D体温计中的水银属于金属材料5.关于金属物品的使用正确的是A铝合金门窗变旧变暗后用砂纸或钢丝球打磨B铁桶中加入硫酸铜溶液和石灰乳配制杀菌剂波尔多液C铝壶内的水垢用质量分数为18的热盐酸长时间浸泡D校内用钢架制作的自行车防雨棚应定期喷涂油漆防锈6.下列关于金属和合金的叙述中不正确的是 A.青铜是人类历史上最早使用的合金 B.锌比铁活泼，把锌镀在铁表面能防止铁生锈 C.铜的化学性质不活泼，因此是制饮具、食具的最好材料 D.合金的硬度一般比各成分金属大，而多数合金的熔点却低于它的成分金属7.某同学在实验室将水蒸气通过盛有铁粉的玻璃管。并对铁粉持续高温加热，一段时间后，发现管内有黑色固体，该同学对黑色固体的组成作了如下几种猜测：Fe Fe203，Fe3O4 Fe(OH)3。你认为该同学的上述猜测可能合理的是 A B C D.8芜湖铁画是中国工艺美术百花园中的一朵奇葩。它以钢材为主料，经锻打、焊接、酸洗、上漆等多道工艺制成。下列关于铁画的叙述不正确的是A铁画应悬挂在干燥的环境中 B所用材料上的铁锈可用稀盐酸清洗掉C给打制成型的铁画喷漆既美观又可以防锈蚀D所用的主要材料低碳钢，有较好的锻轧性能，它不属于铁的合金9.放在手心里就能熔化的稀有金属镓，其沸点为2403，更奇妙的是镓熔化后在-120仍不易凝固；在常温下几乎不与氧气和水反应但能溶于强酸和强碱；与其他金属融合改善合金的性能；与硫、硒等非金属化合可生成优质的半导体材料。下列有关镓的用途叙述错误的是 A与硝酸反应制氢气 B制作高温温度计C制晶体管材料 D金与镓的合金用于镶牙10.据都市晨报报道，2009年3月11日，沪宁铁路丹阳段施工工地由于残留的铝粉爆炸造成严重伤亡事故。下列关于铝粉的说法错误的是A铝粉和铝块的组成元素和化学性质都不同 B上述资料说明铝粉是一种具有可燃性的物质C铝粉在空气中爆炸的产物是氧化铝 D生活中，常用铝粉漆对铁制品进行防护11.废旧计算机的某些部件含有Zn、Fe、Cu、Ag、Pt(铂)、Au(金)等金属，经物理方法初步处理后，加入足量稀盐酸充分反应，再过滤，所得的固体中不应有的金属是 ACu、Ag BZn、Fe CPt、Cu DAg、Au12.下列金属中，只能与硝酸银溶液反应，不能与稀硫酸反应的是 A镁 B银 C铜 D铝13.为验证Mg、Cu、Ag三种金属的活动性强弱，某化学兴趣小组设计了右图所示的四个实验。其中不必进行的实验是 14. 对X、Y、Z三种金属活动性的实验研究过程如下：(1)取大小相等的三种金属片，分别放入CuS04溶液中，一段时间后，X、Z表面出现红色物质，Y没有现象。(2)取大小相等的X、Z两种金属片，分别放人相同的稀盐酸中。X、Z表面都产生气泡，但X产生气泡的速率明显比Z的快。则X、Y、Z三种金属的活动性顺序是 AXZY B. ZYX CXYZ DZXY15.相同质量的铁、锌、镁、铝分别与足量的盐酸反应，产生氢气的质量与反应时间的关系如图417所示。图中曲线对应的金属是 A.铝、镁、锌、铁 B.铁、锌、镁、铝 C.铝、镁、铁、锌 D.锌、镁、铁、铝16.某兴趣小组为探究活泼金属与酸反应的规律，将质量相等的甲、乙两种金属分别放入到质量分数相同的足量稀盐酸中，经实验测定并绘制出生成氢气的质量与反应时间的关系（见右图）。分析图像得到的以下结论中，一定O 反应时间/s甲 乙正确的是A金属甲比金属乙活泼B金属甲比金属乙的相对原子质量大C金属乙比金属甲的反应速率大D金属乙比金属甲的化合价高17.某研究性学习小组的同学为探究实验室制取氢气的方案，分别用等质量的金属A、B跟质量相同、溶质质量分数相同的稀硫酸反应，反应生成氢气的质量与时间的关系如下图所示。分析图象得到的下列结论中，不合理的是（已知A、B在生成物中均显+2价，A、B的相对原子质量不等）反应时间间/s0AB氢气质量/gA反应速率AB B生成氢气的质量A=BC金属的活动性ABDA、B均反应完，硫酸有剩余18.如右图所示，烧杯中盛有质量相等、质量分数相等的稀盐酸，天平调平后，同时向其中分别加入等质量的锌片和铁片，则从反应开始到金属完全反应的过程中，天平指针指向的变化是 A向左偏 B向右偏 C先向左偏后向右偏D先向右偏后向左19.现有4g由Cu和另一种金属形成的混合物，将其加入足量的稀盐酸充分反应后得到02g氢气，则另一种金属是选项ABCDAgZnFeMg金属活动性顺序强 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 弱20、将一定量的镁条放入到过量的稀盐酸中，下列表示反应过程中变化关系的曲线，正确的是A B. C D21.芯片是电脑、“智能”加点的核心部件，它是用高纯度硅制成的。下面是生产单质硅过程中的一个重要反应：SiO2 + 2C 高温 Si +2CO，该反应的基本类型是A化合反应 B分解反应 C置换反应 D复分解反应22.某学生为了验证铁、锌、铜三种金属的活动性顺序，设计了四种方案：将Zn、Cu分别加入到FeSO4溶液中；将Zn、Cu分别加入到ZnSO4溶液中；将Zn分别加入到FeSO4、CuSO4溶液中；将Fe 分别加入到ZnSO4、CuSO4溶液中。其中可行的是 A B C D 23. 分别用以下三组物质比较锌和铜的金属活动性：Zn、Cu、稀硫酸；Zn、Cu、MgSO4溶液；Zn、CuSO4溶液。仅用组内物质就能够直接达到目的的是（ ）A仅有 B C D24向Cu(NO3)2溶液中加入一定量的铁粉充分反应，下列情况中可能出现的是溶液中有Fe2、Cu2、不溶物为Cu 溶液中有Fe2、Cu2、不溶物为Fe溶液中只有Cu2、不溶物为Fe 溶液中只有Fe2、不溶物为Fe，CuA. B. C. D.25.在氯化铜和氯化亚铁的混合溶液中加入一定量的镁粉，充分反应后过滤，向滤出的固体中滴加稀盐酸，没有气泡产生。下列判断正确的是A滤出的固体中一定含有铜，可能含有铁和镁B滤出的固体可能含有铜，一定不含铁和镁C滤液中一定含有氯化镁和氯化亚铁，可能含有氯化铜D滤液中一定含有氯化镁、氯化亚铁、氯化铜26. 向氧化铜和铁粉的混合物中，加入一定量的稀硫酸，反应停止后，过滤,除去不溶物。向滤液中加一铁片,未看到铁片有任何变化。下列分析正确的是 A滤出的不溶物中一定含有Cu和Fe B滤出的不溶物中一定不含有Cu C滤液中一定不含有CuS04 D滤液中一定不含有FeS04和H2S0427. 下列措施不能达到目的是 A.C0还原氧化铁实验完成时应先停止加热防止铁被氧化B.长期保存的食品应真空包装，杜绝空气防止缓慢氧化C.自行车清洗完后立即涂上防锈油防止铁生锈D白炽灯里常涂少量红磷作抑氧剂防止残氧氧化灯丝28.炼铁高炉中发生了下列反应 高温下一氧化碳将铁矿石还原为铁高温煅烧石灰石灼热的焦炭和二氧化碳反应焦炭充分燃烧其中属于化合反应的是A和 B和 C和 D只有29.取3枚洁净无锈的铁钉，分别加入3支试管中，如图所示的物质进行实验，试管中铁钉锈蚀速度由快到慢的顺序为 A BC D123456789101112131415161718192021222324252627282930.请用“”填空：（1）合金中所含碳元素的质量分数：生铁_钢；（2）等质量的金属和足量的稀硫酸反应，生成氢气的质量：镁_铝；（3）在空气中生锈的速率：用蒸馏水浸过的细铁丝_用食盐水浸过的细铁丝；（4）地壳中金属元素的含量：铁元素_铝元素31.整理和归纳是有效的学习方法。下面是某学习小组的同学对Mg、Fe、Cu、Hg、Ag五种金属相关知识的归纳复习，请你参与并回答问题：从物理性质上看，每种金属都有自己的特性。你认为铜与其它金属的不同之处是 。从化学性质上看，与盐酸反应最剧烈的是 ，这五种金属中，有一种金属的盐溶液能与其他四种金属发生反应，该金属是 。性质决定用途，用途反映性质是重要的化学学科思想。用镁粉制作的烟花在夜空中发出耀眼的白光，这是利用了镁的 性。32.构建知识网络是一种重要的学习方法。右图是关于铁化学性质的知识网络（“”表示一种物质转化为另一种物质），其中B是密度最小的气体，C为红色固体单质。请回答下列问题：（1）A物质的化学式为 。（2）B物质的一种用途是 。（3）反应还需要的一种反应物是 （填化学式）。（4）写出反应的方程式，并注明基本反应类型： 。（ ）图633铁是生活中常用的金属。图6是某“取暖片”外包装的图片。该“取暖片”中发热剂主要成分有铁粉、活性炭、氯化钠、水等，其发热是利用铁生锈时会放热 。 发热剂需接触到空气才会发热，原因是铁要与 、 等物质共同作用才会生锈。推测发热剂成分中氯化钠的作用是 。（2）应用金属活动性顺序能帮助我们进一步学习金属性质。已知下列各组物质间均能发生置换反应。 AFe 和CuSO4 溶液 BMg和MnSO4 溶液 CMn和FeSO4 溶液写出Mn 和CuSO4 溶液反应的化学方程式 。Mn、Fe、Mg 、Cu四种金属的活动性由强到弱的顺序 。34. 铁、铝、铜是日常生活中使用最广泛的金属。（1）上述三种金属中，人类最早大规模冶炼和使用的是铜，最晚的是铝，原因是 （填序号）。A.三者在地壳中的含量，铜元素最高，铝元素最低B.三者的金属活动性，铜元素最弱，铝元素最强C.在自然界中，铜元素主要以单质形式存在，铝元素以化合物形式存在。（2）常温下一些金属的物理性质数据如下：金属单质铜铝锌铁铅导电性（以银的导电性为100作标准）996127177.9密度/（gcm3）8.922.707.147.8611.3熔点/10836604191535328硬度（以金刚石的硬度为10作标准）2.5-32-2.92.54-51.5分析上述数据，碎石用的大锤常用铁制而不用铝制，原因是 （3）铜器长期暴露在空气中，表面会生成铜绿，其成分可表示为Cu2(OH)2CO3，从其组成分析，预测铜绿能与 （任举一例）反应。（4）工业上火法炼铜的一个主要反应是Cu2SO2高温2CuSO2。Cu2S中铜元素的质量分数为 。用500吨含Cu2S80%的铜矿石，理论上可以炼出 吨铜。35.颗粒达到纳米级的单质铁具有很强的反应活性，俗称“纳米铁”。实验室制备的方法是：以高纯氮气作保护气，在高温条件下用H2和FeCl2发生置换反应，生成“纳米铁”。请回答以下问题：(1)写出生成“纳米铁”的化学方程式 。(2)反应中需要保护气的原因是 。(3)某化学探究小组为了验证铁、铜、镁、汞的金属活动性顺序，设计了如下实验方案：将大小一样的铁片和镁片分别加入到溶质质量分数相同的稀盐酸中；将铜片加人到硝酸汞溶液中，铜片上出现银白色物质；将金属片A加入到溶液B中。根据实验判断出镁的金属活动性比铁强，依据的现象是 ；根据实验的现象得出的结论是 ；要通过实验得出铁和铜的金属活动性顺序，那么，如果B是硫酸铜溶液则金属A是 ，如果A是铜，则溶液B是 。36.金属材料是现代生活和工业生产中应用极为普通的一类物质。 (1)钛合金是21世纪的重要材料，具有熔点高、可塑性好、抗腐蚀性强、与人体有很好的“相容性”等优良性能。金属的下列用途：用来做保险丝；用来制人造骨；用于制造船舶；用于制造航天飞机。其中与钛合金性能符合的是 (填序号)。 (2) 铁是一种最主要的金属材料， 钢铁属于_（填“纯净物”或“混合物”）。实验室里用一氧化碳还原氧化铁得到铁。实验过程中，先通入一氧化碳的目的是 。炼铁厂常以焦炭、赤铁矿、空气等为主要原料炼铁，反应过程如下：a.在方框内写出所得物质的化学式 b.写出、步的化学方程式 、 。(3)矿物的储量有限，而且不可再生，目前世界上已有50%以上的废钢铁得到回收利用，其目的是_（填“合理开采矿物”或“节约金属资源”）。某兴趣小组同学欲从含有硫酸、硫酸亚铁和硫酸铜的废液中，回收全部金属铜，应先加入 ，反应的化学方程式为： 、 。充分反应后过滤，滤渣中含有 。继续处理可以得到纯净的金属铜和硫酸亚铁固体。(4)在学习了金属资源保护内容以后，兴趣小组同学对金属的锈蚀做了观察，发现残留水的铁锅在水面接触的部位最易生锈；家用的铜质水龙头也生了一层绿色的铜锈。回忆已有的知识，铁生锈的原因是 。那么铜生锈的原因是什么?查阅有关资料：铜锈的主要成分是Cu2(OH)2C03。他们除依照铁钉锈蚀条件的探究方法进行实验外，还补充做了铜锈蚀与 有关系的实验。请写出一种防止铁或铜等金属制品生锈的具体方法 。37. 某校化学研究性学习小组的同学在学习了金属与矿物一章后。做了如图46所示的探究实验。实验发现CO与CuO加热后黑色粉末变成红色粉末。请你参与该小组的研究过程并完成相关任务：研究课题探究红色粉末的主要成分查阅资料(1)有关物质的颜色CuO粉末：黑色，Cu2O粉末：红色(2)CuO和Cu2O都能和稀硫酸发生反应，化学方程式为：猜想与实验如果硬质玻璃管内红色粉末为一种物质,请猜想它的成分。并设计简单的实验证明你的猜测。猜想简单实验方案现象38.右图所示是高炉炼铁时高炉内的化学变化过程：认真阅读有关信息，回答下列问题：（1）将铁从铁矿石中还原出来的物质是（填化学式） ；（2）取少量高炉中炼出的生铁放入烧杯中，加入足量稀盐酸，可观察到的现象是 、 ，发生反应的化学方程式为 ，当反应停止后，还可观察到烧杯底部有黑色不溶物，该物质是（填化学式） ，请设计一个简单实验证明你的判断，简要写出主要操作和现象 。39.冬日里的一天，沈阳市某班教室的暖气片和暖气管的接口处突然爆裂，里面喷出大量的黄色液体，并伴有一些红褐色的固体。事后，水暖师傅、老师及同学们进行了紧急抢修。抢修过程中，发现造成这次爆裂的“罪魁祸首”就是附着在暖气管道内壁的红褐色固体。（1）红褐色固体组成分析。由于该校的暖气用水为硬度较大的自来水，所以红褐色固体中可能还含有水垢。为了减少水垢的产生，可以将该校的自来水进行软化后再使用。证明硬水已软化的实验是 _（填写实验操作、实验现象）。查阅资料发现，在一定条件下，铁在氧气、水的共同作用下能化合形成一种红褐色的不溶性碱。请写出该反应的化学反应方程式： _。（2）事故原因分析：附着在暖气管道内壁的红褐色固体降低了暖气管的 _性，使管内的气体温度过高，压强过大而发生爆裂。40.某校化学实验室废液桶中收集了溶解大量FeSO4、CuSO4的废水，若直接排放到下水道不仅造成重金属污染而且造成浪费。某班的同学，准备运用刚学到的“常见金属活动性顺序表”结合其他有关化学知识对废水进行处理。（1）复习常见金属活动顺序表，在下表空格中分别填入对应的元素符号。 K Ca Mg Al Fe Sn Pb (H) Cu Hg Pt Au金属活动性由强到弱（2）设计除去铜离子，回收硫酸亚铁晶体和铜的实验方案，讨论有关问题：加入足量的溶液Y过滤、洗涤加入过量的金属X 过滤含FeSO4和CuSO4的废水滤液铜不纯的铜滤液硫酸亚铁晶体废水在加入金属X前需进行过滤，目的是将其中 性杂质除去。进行过滤的操作所需的仪器有： 、 、 、 （请从下图中选择合适仪器，并用仪器名称填写）。金属X是 ，溶液Y是 ，利用其除去铜中杂质，有关反应的化学方程式为 。从滤液中获取硫酸亚铁晶体的操作方法是 。41.称取铜、锌混合物粉末10.0 g置于烧杯中，慢慢加入稀硫酸使其充分反应，直至固体质量不再减少为止，此时用去49.0 g稀硫酸。剩余固体3.5 g。（1） 该混合物粉末中铜的质量分数为多少? 所用的稀硫酸溶质的质量分数是多少?42.某化学兴趣小组为了测定镁铜合金中镁的质量分数，取出3g合金样品，将60g稀硫酸分6次加入样品中，充分反应后过滤、洗涤、干燥、称重，得到的实验数据如下：稀硫酸用量剩余固体质量第一次加入10gmg第二次加入10g2.0g第三次加入10g1.5g第四次加入10g1.0g第五次加入10g0.6g第六次加入10g0.6g（1）测定过程中发生反应的化学方程式为 ；（2）从以上数据可知，最后剩余的0.6g固体的成分是 ；这六次实验中，第 次加入稀硫酸时样品中的镁已经完全反应；表格中，m= 。（3）计算合金样品中镁的质量分数。（4）计算所用稀硫酸中H2SO4的质量分数。
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