2023年中考化学压轴题专练3:金属材料及其应用(学生版+解析版).pdf
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1、专 题3:金属材料及其应用一、中考前瞻中考指导纲要要求:要求认识常见金属的主要性质和用途,能用金属活动性顺序对有关置换反应进行简单判断。2022年中考可能会结合具体的情景考察以上内容,本专题的灵活性不强,难度较大,更着重考察学生对知识点的记忆和应用能力。二、中考真题展示I.(2021,山东潍坊)天工开物对钢铁冶炼过程有如下记载。有关说法正确的是2.(2021浙江湖州)工业炼铁的部分反应如下所示,则()+X+X+Y2C2C FeA.X可以是木炭B.X与CO都具有氧化性C.反应后的尾气可直接排放D.Y中铁元素以游离态存在3.(2 0 2 1浙江绍兴)向一定质量的M g (N O3)2和C u (N
2、 O 3)2混合溶液中加入a克锌粉和铁粉的混合物,充分反应后过滤,得到不饱和的滤液和滤渣,将滤渣洗涤、干燥后再称量,得到的固体质量仍为a克。下列分析合理的是滤渣中可能有铜 向滤渣中加稀盐酸,可能有气泡产生滤液中一定有 M g (N O 3)2、Z n (N O3)2和 F e (N O 3)2,可能有 C u (N O 3)2若忽略过滤操作中溶液损失,滤液中溶质的质量一定大于原混合溶液溶质的质量A.B.C.D.4.(2 0 2 1重庆)2 0 2 1年3月,四川 三星堆遗址”已出土黄金面具、青铜艺术品、象牙、残存的丝织品等重要文物,其中青铜为合金。(1)下列物质中属于金属材料的有A.象牙 B.
3、黄金 C.丝织品 D.青铜(2)青 铜 的 硬 度 比 纯 铜 (填大或 小)o(3)铜制品长期暴露在空气中能与空气中的0 2、H2O和 化合生成铜锈(主要成分是Cu (O H)2,CO3)o(4)黄铜是铜锌合金,区 分 黄 铜 和 纯 铜 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 为。5.(20 21山东济宁)铝在地壳中主要以铝土矿的形式存在,铝土矿的主要成分为A I2O 3(含有少量F e a Ch、S i Ch等 杂 质)。工业上冶炼铝的工艺流程见图:操作通入CO过 滤(1)铝土矿中的S i Ch不溶于水,也不与盐酸反应,操作的目的是(2)操作得到的A 1(O H)3受热分解生成A I2O
4、 3,该反应的化学方程式为 铝土矿经过操作的目的是(3)在冰晶石作助熔剂条件下,高温电解A I2O 3得到金属铝,该反应的化学方程式为 o三、抢分秘籍金属的化学性质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:4A l+3O 2=2A h O 3;(2)铜在加热条件下能与氧气反应,化学反应方程式:2CU+O2=2CUO:(3)在点燃的条件下,铁在氧气中燃烧,化学反应方程式:3F e +2O 2 F e3O 4:(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 HC1:2HC1 +Mg =Mg Cl2+H2:;(2)F e 和
5、 HC1:2HC1 +F e =F e Cb+H2T该类反应发生的条件:金属为金属活动性顺序中氢之前的活泼金属;酸为盐酸或稀硫酸等非氧化性酸。(3)金 属 F e 与 CuSCh溶液的反应:(金属+盐溶液-新盐+新金属)F e +Cu S C)4=Cu +F e S O 4该反应的条件:反应物中金属的(K、Ca、N a除外)活动性强于盐中金属;反应物中的盐必须可溶。【注意】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.F e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
6、铜和硝酸银混合溶液中,铁先置换出银)(4)设计实验验证金属的活动性两种金属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 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、AgFe+CuSOa 反应,则 Cu FeCuSCh+Ag 不反应,则 Ag AgCu+FeSCh 不反应,则 Cu FeCu+AgNOj 反应,则 Ag RB.反应结束后过滤、滤渣中一定有C u,可能有Zn和RC.反应结束后过滤,
7、若向滤渣中加入稀硫酸有气泡产生,则滤液一定无色(2)某金属粉末含有M g、A l、C u、A g中的一种或几种,取2 4 g该金属粉末与足量稀盐酸反应产生2 g氢气,则该金属粉末的组成有 种情况。5.金属在生活、生产中有着广泛的应用,种类繁多的金属材料已成为社会发展的重要物质基础。(1)实验室所用的石棉网中有铁丝,隔着石棉网给容器加热可达到均匀受热的目的,这主要利用了铁的性。石棉网使用一段时间后,其中的铁丝容易生锈,可用稀盐酸除去,其化学方程式可表示为(2)某化学兴趣小组将一定质量的F e和Z n的混合粉末加入A g N C h溶液中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液:如果滤液呈无色,则 滤 渣
8、 中 一 定 含 有 的 金 属 是;如果滤液中加入稀盐酸有白色沉淀,则滤液中的金属阳离子有 种;如果滤液呈浅绿色,则关于该滤渣和滤液的下列说法中正确的是 Oa.向滤渣中加入稀盐酸,一定有气泡产生b.向滤液中加入稀盐酸,一定有白色沉淀产生c.滤渣中一定含有A gd.滤液中一定含有F e(N O 3)2,一定不含A g N C h,可能含有Z n(N C h)26.金属的利用和保护(1)如图利用了铜的物理性质是 O铜制导线(2)如图说明铁具有 性。铁制砂锅(3)工业上利用一氧化碳和氧化铁炼铁的化学方程式是(4)如图是用三枚洁净无锈铁钉探究铁生锈条件的实验。只有甲中铁钉有明显锈迹。蒸僭水蒸镭水植物
9、油-r一W剂燥干甲乙丙实验乙中植物油的作用是 O由实验甲、丙 可 得 出 的 结 论 是。(5)宜昌三峡机场新国际航站楼钢网架建设中,使用了 700多吨钢。酸雨会腐蚀钢网架,造 成 酸 雨 的 主 要 物 质 是。A甲烷B二氧化硫C二氧化氮D一氧化碳钢网架防腐漆施工时规定,表面清理结束48小时内必须进行防腐底漆的喷涂,其原因是。7.金属的发现与使用历史体现了人们对其性质的认识和科技发展的水平。(1)2021年3月,三星堆遗址再次出土的文物中,黄金面具残片最为引人嘱目,其历经三千年依旧金光灿灿,这 是 因 为 金 的 化 学 性 质 非 常。(2)唐宋时期流行的“湿法炼铜”的原理是铁和硫酸铜溶液
10、的反应,该 反 应 的 化 学 方 程 式 为(3)周礼考工记中有关于将铜、锡以不同比例熔合制成功能各异的青铜器的记载。将铜片和锡片分别伸入稀盐酸中,锡片表面有气泡生成而铜片没有,说 明 金 属 活 动 性 锡 (填仁 或“4溶 液(密 度 为1.2 g/c m3)的体积为 mL o1 3.某研究性学习小组对铁、铜的金属活动性及实验后的废液进行探究,设计下列实验。I .铁、铜金属活动性比较实验步骤实验现象及结论 将C u丝插入盛有2mL稀硫酸的试管中C u丝无变化,没有发生化学反应 将F e丝插入盛有2mL稀硫酸的试管中F e丝表面有气泡产生,其反应的化学方程式为_ _ _ _ 将F e丝插入
11、盛有2mLCuSO4溶液的试管中F e丝表面有_ _ _ _ _ _ _ 色物质覆盖。结论:通过上面实验,可知F e的金属活动性比Cu(填 强 或 弱”)。II.将上面、实验后的液体收集在一烧杯中,对该烧杯中的废液进行分析。(1)甲同学观察到废液呈现蓝色,认 为 废 液 中 一 定 含 有(填 化 学 式)。(2)乙同学用玻璃棒蘸取废液滴到pH试纸上,把试纸显示的颜色与 比较,测得废液pH ZnFeCu,向一定质量的硝酸镁和硝酸铜的混合溶液中加入ag锌粉和铁粉的混合物,锌先与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜,即:Zn+Cu(NO3)2=Z(NO3)9+Cu,65份的锌置换出64份的铜,固体质量减小,溶
12、液质量增加,待硝酸铜完全反应后,铁与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜,即Fe+Cu(NO3)2=Fe(NO3)?+Cu,56份的铁置换出64份的铜,固体质量增加,溶液质量减小,充分反应后过滤,得到不饱和的滤液和滤渣,将滤渣洗涤、干燥后再称量,得到的固体质量仍为a克,故一定发生了铁和硝酸铜的反应。一定发生了锌和硝酸铜、铁和硝酸铜的反应,滤渣中一定有铜,错误:铁可能过量,向滤渣中加稀盐酸,可能有气泡产生,正确;硝酸镁不参与反应,滤液中一定含硝酸镁,锌、铁一定与硝酸铜发生了反应,滤液中一定含硝酸锌和硝酸亚铁,可能含硝酸铜,正确;锌与硝酸铜反应,溶液质量增加,铁与硝酸铜反应,溶液质量减小,完全反应后,滤渣的
13、质量不变,故滤液中溶质的质量等于原混合溶液溶质的质量,错误。故正确的是。故 选C。4.(2021 重 庆)2021年3月,四川 三星堆遗址 已出土黄金面具、青铜艺术品、象牙、残存的丝织品等重要文物,其中青铜为合金。(1)下列物质中属于金属材料的有A.象牙 B.黄金 C.丝织品 D.青铜(2)青 铜 的 硬 度 比 纯 铜 (填大或 小)。(3)铜制品长期暴露在空气中能与空气中的02、H2O和 化合生成铜锈(主要成分是Cu(OH)2,CO3)。(4)黄铜是铜锌合金,区分黄铜和纯铜发生反应的化学方程式为 o【答案】BD 大 CO2 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 T【详解】(1)A、象牙不属于
14、金属材料,不符合题意:B、黄金属于金属材料,符合题意;C、丝织品属于天然材料,不符合题意;D、青铜是铜的合金,属于金属材料,符合题意。故 选B D;(2)合金比组成它的纯金属的硬度大,青铜是铜的合金,故青铜的硬度比纯铜大;(3)根据质量守恒定律,化学反应前后,元素的种类不变,生成物中含C u、O、C,H,反应物中含C u、0、H,故还应含C元素,空气中只有二氧化碳含碳元素,故铜制品长期暴露在空气中能与空气中的氧气、水和二氧化碳反应生成铜锈,故填:C 0 2;(4)黄铜是铜锌合金,锌能与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,产生气泡,铜与稀硫酸不反应,无明显现象,故可加入稀硫酸区分,锌与稀硫酸反应的化学方
15、程式为:Zn+H2S O4=Z n S O4+H2 To5.(2 0 2 1 山东济宁)铝在地壳中主要以铝土矿的形式存在,铝土矿的主要成分为A 12O3(含有少量F e z C h、S i C h等 杂 质)。工业上冶炼铝的工艺流程见图:操作通入C O:过 滤(1)铝土矿中的S i O 2不溶于水,也不与盐酸反应,操 作 的 目 的 是,(2)操作得到的A 1(O H)3受热分解生成A I 2 O 3,该 反 应 的 化 学 方 程 式 为,铝土矿经过操作 的目的是。(3)在冰晶石作助熔剂条件下,高温电解A L O 3得到金属铝,该反应的化学方程式为 o/、A【答案】除 去S i C h 2
16、A 1(O H)3=A 12O3+3 H2O 得到纯净的A bC h2 A 12O3熔融通电冰晶石4 A 1 +3 O2 T【详解】(1)铝土矿中的S i C 2不溶于水,也不与盐酸反应,加入盐酸后仍为固体状态;操作的目的是分离固液操作,除 去S i C h。(2)反应前后元素种类不变;操作得到的A 1(O H)3受热分解生成A I 2 O 3,此外还生成水,该反应的化学/、方程式为 2 A l(O H)3 =A L O 3+3 H 2。:铝土矿中除了氧化铝还含有氧化铁、二氧化硅等杂质,操作,加入稀盐酸,氧化铁和稀盐酸反应生成款化铁和水,氧化铝和稀盐酸反应生成氯化铝和水,二氧化硅与酸不反应,可
17、除去二氧化硅,操作加入氢氧化钠,氢氧化钠和氯化铁反应生成氢氧化铁,氢氧化钠和氯化铝反应生成氢氧化铝和氯化钠,氢氧化铝和过量的氢氧化钠会反应生成偏铝酸钠和水,过滤,可除去氢氧化铁,通入二氧化碳,过滤,得到氢氧化铝和碳酸氢钠,氢氧化铝受热分解生成氧化铝,故操作经过操作 除去了杂质,得到纯净的AI2O3。(3)在冰晶石作助熔剂条件下,高温电解A h C h得到金属铝,该反应的化学方程式为2Al2O3熔融通电冰晶石4A1+30,T三、抢分秘籍金属的化学性质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:4 A i+3 O2=2 A 1 2 O3:(2)铜在加热条件下能与氧气反
18、应,化学反应方程式:2 C u+C h:=2 C u O;(3)在点燃的条件下,铁在氧气中燃烧,化学反应方程式:3 F e +2 O 2 F e3O4:(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)M g 和 H C 1:2 H C 1 +M g =M g C l2+H2 T :(2)F e 和 H Q:2 H C 1 +F e =F e C b+H 2 T该类反应发生的条件:金属为金属活动性顺序中氢之前的活泼金属:酸为盐酸或稀硫酸等非氧化性酸。(3)金 属F e与CuSCh溶液的反应:(金属+盐溶液T新盐+新金属)F e +C uS C)4=C u+FC
19、SO4O该反应的条件:反应物中金属的(K、C a N a除外)活动性强于盐中金属;反应物中的盐必须可溶。【注意】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 .F e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)(4)设计实验验证金属的活动性两种金属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
20、;若只有一种,则遵循以下方法 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:F e、C u、A gF e +CUS OA 反应,则 C u F eC U S O 4+A g 不反应,贝 11A g e c u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、C u、A gC u+F e S C)4 不反应,则 C u F eC u+A g NO j 反应,则 A g 4=C u +F e S O 4(3)50()刷漆(合理即可)(4)铝和氧气生成一层致密的氧化膜阻止铝的进一步腐蚀【分析】本题考查金属的性质。【详解】(I)通过敲打可将青铜等金属材料打制成不同的形状,
21、是利用了金属的延展性;故填:延展;(2)铁和硫酸铜溶液反应制取铜,同时生成硫酸亚铁,化学方程式为F e +C u S O 4=C u +F e S C 4;故填:F e +C u S O4=C u +F e S O4;(3)由图可知,铁器时代大约在公元前500年,至今铁仍是年产量最高的金属,但每年因腐蚀造成了巨大损失,铁在与氧气和水蒸气同时接触时会发生锈蚀,所以铁生锈的预防措施可以刷漆、涂油等,故填:500;刷 漆(合 理 即 可);(4)铝虽然较活泼,但抗腐蚀性能好,原因是铝和氧气生成一层致密的氧化膜阻止铝的进一步腐蚀,故填:铝和氧气生成一层致密的氧化膜阻止铝的进一步腐蚀。【点睛】本题考查的
22、是金属的有关知识,完成此题,可以依据已有的金属的性质进行。4.(1)将一定量的锌和金属R的混合粉末加入一定量的氯化铜溶液中,溶液质量的变化情况如图所示。下列 说 法 错 误 的 是(填标号)。A.金属活动性Z n RB.反应结束后过滤、滤渣中一定有C u,可能有Zn和RC.反应结束后过滤,若向滤渣中加入稀硫酸有气泡产生,则滤液一定无色(2)某金属粉末含有M g、A l、C u、A g中的一种或几种,取24g该金属粉末与足量稀盐酸反应产生2g氢气,则该金属粉末的组成有 种情况。【答案】B C 7【分析】(I)根据金属与酸、盐的反应来比较金属的活动性强弱及图像中溶液质量变化分析解答;(2)镁、锌、
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- 2023 年中 化学 压轴 题专练 金属材料 及其 应用 学生 解析
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