初中化学竞赛初中化学自招金属和金属材料.docx

1、初中化学竞赛初中化学自招金属和金属材料金属和金属材料一、金属简介1.人类生产工具的发展历史：石器、青铜器、铁器。2.金属的构成：金属是由金属阳离子和自由电子构成的。3.金属键：金属阳离子与自由电子之间产生的强烈的相互作用。金属键的强弱与_、_有关。应用：将金属Na、Mg、Al的熔沸点由高到低排序：_。4.金属可以导电是因为自由电子的定向移动；金属可以导热是因为自由电子的热运动。5.金属的通性： （1）常温下，除汞外，其余均为固体；（2）大多数金属具有银白色金属光泽，少数有特殊的颜色，如金为黄色，铜为红或紫红色；（3）有延展性（与金属键有关）；（4）有导电性和导热性，由强到弱依次为：银、铜、金、

2、铝、锌、铁、铅、汞等；（5）有不同的密度、硬度和熔沸点；6.金属具有共性，是因为它们具有相似的原子结构，金属元素最外层电子数一般少于4个，容易失去电子，在化学反应中，金属单质一般作还原剂。7.合金：两种或两种以上的金属，或金属与非金属经熔合形成的均匀而具有金属特性的物质。注意：合金是混合物，合金中各成分均以单质形式存在，如黄铜中的铜和锌就以单质形式存在。8.合金在生活的应用：（1）钢和生铁都是Fe-C合金。钢铁含Fe、C、铬、镍、钨、Si、P、Mn、S等元素。钢的含碳量低（0.03%2.11%），韧性好；生铁的含碳量高（2.11%4.3%），硬度大。（2）不锈钢是含Fe、C（0.24%）、铬（

3、12.8%）、镍（13%）等元素的合金。9.合金的性质：硬度比单组成金属的硬度大，熔点比单组成金属的熔点低。10.金属之最：（1）熔点最高的金属：钨；（2）熔点最低的金属：汞；（3）硬度最大的金属：铬；（4）密度最大的金属：锇；（5）密度最小的金属：锂；（6）人类冶炼最多的金属：铁；（7）传热导电性最好的金属：银；（8）人体内含量最多的金属元素：钙；（9）地壳中含量最多的金属元素：铝；（10）延展性最好的金属：金；二、金属的化学性质1.金属与氧气的反应：（1）大多数金属都能与氧气反应，但反应的难易和剧烈程度不同。活泼性强的金属在常温下就能与氧气反应，如K、Ca、Na、Mg、Al、Zn等。写出N

4、a与O2反应的方程式：_。（2）活泼性较强的金属会在高温下与氧气反应或在潮湿的空气中与氧气反应。如Fe在潮湿空气中生成铁锈，Cu在潮湿空气中生成铜绿。分别写出Fe、Cu与O2反应的方程式：_、_。（3）活泼性较弱的金属即使在高温下也不与氧气反应，如Ag、Au。注意：铝制品比铁制品更耐腐蚀的原因：铝与氧气反应生成的致密的氧化膜薄膜覆盖在铝的表面，从而保护里层的铝不再与氧气反应；而铁与氧气、水等反应生成的铁锈易脱落，不能保护里层的铁继续与氧气、水等反应，因此铁制品可以全部锈蚀。2.金属与酸(H+)的反应：金属+H+=盐+H2，反应为放热反应。 该反应发生的条件：金属的活动性顺序排在氢(H)之前；酸

5、为盐酸或稀硫酸等非氧化性酸。（1）Fe与稀H2SO4反应的化学方程式为：_。（2）Al与稀H2SO4反应的化学方程式为：_。（3）Mg与稀HCl反应的化学方程式为：_。注意：a.金属与HNO3反应生成气体是_。b.金属的钝化反应：常温下，金属铁、铝可在浓硝酸或浓硫酸中发生钝化反应而生成致密的氧化膜。3.金属与水(H2O)的反应：金属+H2O=金属氢氧化物+H2（Fe是特例），该反应发生的条件是金属的活动性顺序排在氢(H)之前。（1）K、Ca、Na三种金属的活动性太强，常温下就能与水反应，写出Na与H2O反应的方程式为：2Na+2H2O=2NaOH+H2。（2）Mg、Al的金属活动性稍弱，与水反

6、应需要加热，分别写出Mg、Al与H2O反应的方程式：_、_。（3）Fe的金属活动性更弱一点，与水反应需要高温，写出Fe与H2O反应的方程式：_。4.金属与盐溶液的反应：金属A+金属B盐溶液=金属B+金属A盐溶液。该反应发生的条件是金属的活动性顺序：AB。（1）铁丝浸入硫酸铜溶液中反应为：_（“湿法冶铜”原理）。（2）铜丝浸入硝酸银溶液中中反应为：_。 注意：a.金属与盐的反应必须在“盐溶液”中进行，金属与固态的盐不反应，如Cu可以与AgNO3溶液反应置换出Ag，但不能与AgCl反应。b.将几种不同的金属放入同一盐溶液时，其中排在金属活动性顺序表中最靠前的金属最先置换盐溶液中的金属，然后是依次排

7、在靠后的金属发生置换反应。如将Al、Zn、Fe三种金属放入过量的CuSO4溶液中，Al、Zn、Fe三种金属发生反应的先后顺序是Al、Zn、Fe。“谁强谁先反应”c.将一种金属单质放入几种盐溶液的混合液中时，其中排在金属活动性顺序表中最靠后的金属最先被置换出来，然后再依次置换出稍靠后的金属。如将过量的Zn放入FeSO4、CuSO4、AgNO3的混合溶液中，被置换出的金属依次是Ag、Cu、Fe。“谁弱谁先生成”三、金属的冶炼1.对于活泼性很强的金属，如K、Ca、Na、Mg、Al，它们的冶炼常用电解法：分别写出工业上冶炼Mg、Al的化学方程式：_、_。2.对于活泼性较强的金属，如Zn、Fe、Sn、P

8、、Cu，它们的冶炼常用热还原法，还原剂一般为_、_、_， 写出工业上用焦炭冶炼Fe的化学方程式：_。注意：a.焦炭的作用：一是生成还原剂一氧化碳，二是提高高炉的温度。b.石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅转化为炉渣除去，反应为_。3.对于活泼性较差的金属，如Hg、Ag，它们的冶炼常用热分解法，即加热它们对应的氧化物就可以得到相应的单质。分别写出工业上冶炼Hg、Ag的化学方程式：_、_。四、金属的锈蚀与防护1.铁生锈的条件：铁与_、_接触。铁锈的主要成分为_。2.铁生锈的相关反应为：_、_、_。3.防止铁制品生锈的措施：（1）保持铁制品表面的洁净和干燥。（2）表面形成保护膜，如涂油、刷漆等。（

9、3）制成合金，如不锈钢。4.铜生锈的条件：铜与水、氧气、二氧化碳同时接触，生成碱式碳酸铜(Cu2(OH)2CO3)。例1.（金属的相关性质）1.1.下列比较不正确的是（ D ）A.含碳量：生铁钢 B.抗腐蚀性：不锈钢纯铁C.硬度：钢铁 D.熔点：焊锡锡解：A、生铁和钢都是铁的合金，生铁是含碳量为2%4.3%的铁合金，钢是含碳量为0.03%2%的铁合金，则生铁的含碳量高于钢的含碳量，选项正确；B、不锈钢具有良好的抗腐蚀性能，所以抗腐蚀能力：不锈钢纯铁，选项正确；C. 合金的硬度大于成分金属的硬度，所以硬度：钢铁，选项正确；D. 合金的熔点低于成分金属的熔点，所以熔点：焊锡BCB.生成H2的质量：

10、CBAC.相对原子质量：CBAD.反应速率最大的是A4.如图是小芸同学设计的化学动力小车，车上试管中均装有相同质量、相同质量分数且足量的稀盐酸。实验时，分别在甲、乙两车的试管中加入相同质量的锌粉和铁粉，塞紧塞子，同时将两小车放在摩擦系数极小的水平赛道起点处，观察实验。下列说法错误的是（C）A.两小车均向左运动B.甲车比乙车跑得快C.甲车比乙车跑得远D.若试管内只加入干冰，也能使小车运动解：A、由上分析可知，两小车均向左运动，故不符合题意；B、锌比铁活泼，和酸反应生成氢气的速度是锌快于铁，由上分析可知甲车比乙车跑得快，故不符合题意；C、等质量的锌和铁与足量稀盐酸反应，铁生成的气体多，行程更远，故

11、符合题意；D、干冰升华吸热，不发生反应而释放出气体，若试管内只加入干冰，也能使小车运动，故不符合题意；5.有X、Y、Z三种金属，X在常温下就能与氧气反应，Y、Z在常温下几乎不与氧气反应；如果把Y和Z分别放入硝酸银溶液中，过一会儿，在Z表面有银析出，而Y没有变化。根据以上实验事实，判断X、Y、Z三种金属的活动性顺序是（D）A.XYZ B.ZYX C.YZX D.XZY6.锰(Mn)和镍(Ni)都是金属，将镍丝插入硝酸锰溶液中，无变化；将镍丝插入硫酸铜溶液中，镍丝上有铜析出。则Mn 、Ni 、Cu的金属活动性由弱到强排列正确的是（C）A.MnCuNi B.NiMnCu C.CuNiMn D.MnN

12、iCu7.室温下，向含有ZnCl2，FeCl2、CuC12的混合溶液中加入一定质量的铁粉，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液，将滤渣晾干后称量，质量为a克。取少许滤渣，滴入稀盐酸，有气泡置出，则下列判断中正确的是（D）A.滤液是无色溶液 B.滤液中一定含有Cu2+、Fe2+、Zn2+ C.加入铁粉的质量一定大于a克 D.滤渣一定是Cu、Fe两种单质的混合物解：由金属的活动性顺序表可知，金属的活动性是：锌铁铜，室温下，向含有ZnCl2，FeCl2、CuC12的混合溶液中加入一定质量的铁粉，铁不能与ZnCl2，FeCl2反应，能与CuC12的反应生成了FeCl2和铜，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液，将

13、滤渣晾干后称量，质量为a克。取少许滤渣，滴入稀盐酸，有气泡置出，说明了铁粉有剩余，滤液中不含有CuC12，滤渣为铜和铁的混合物。A、由于溶液中含有FeCl2，滤液是浅绿色的，故A说法错误；B、由于铁有剩余，溶液中不含有氯化铜，滤液中一定不含有Cu2+，故B说法错误；C、由于每56份质量的铁能置换出64份质量的铜，参加反应铁的质量小于生成的铜的质量，故C说法错误；D、由上述分析可知，滤渣一定是Cu、Fe两种单质的混合物，故D说法正确。8.小林同学发现月饼包装袋中有一小包“双吸剂”用来为月饼保鲜。根据所学知识判断这包“双吸剂”是为了除去（D）A.氧气与氮气 B.氮气与二氧化碳C.二氧化碳与水蒸气

14、D.氧气与水蒸气9.用Zn、ZnO、Zn（OH）2、ZnCO3、CuCl2、盐酸六种物质制备ZnCl2的方法共有（C）A.3种 B.4种 C.5种 D.6种解：锌可以和盐酸发生置换反应生成氯化锌；氧化锌可以和盐酸发生置换反应生成氯化锌；氢氧化锌可以和盐酸发生置换反应生成氯化锌；碳酸锌可以和盐酸反应生成氯化锌；锌比铜活泼，所以锌可以用氯化铜溶液反应生成氯化锌；共5种方法。故选C。10.小明将未经砂纸打磨的铝条放入盛有稀盐酸的密闭容器中，用压强传感器测得容器内压强和反应时间的变化曲线如图所示，下列分析正确的是（B）A.AB段表示铝与盐酸反应B.CD段压强变化的主要影响因素是温度C.C点生成的氢气质

15、量大于D点D.D点处反应刚好结束解：铝的化学性质比较活泼，在空气中形成一层致密的氧化铝薄膜，将未经砂布打磨的铝条放入盛有稀盐酸的密闭容器中，氧化铝先和稀盐酸反应，没有气体生产，所以压强不变；当氧化铝反应完，铝与盐酸反应生成氢气，压强增大；A、因为铝的化学性质比较活泼，在空气中形成一层致密的氧化铝薄膜，将未经砂布打磨的铝条放入盛有稀盐酸的密闭容器中，氧化铝先和稀盐酸反应，即AB段表示氧化铝与盐酸反应，故错误；B、由于铝和盐酸反应是放热反应，温度升高，完全反应以后，随着冷却气压会降低，故正确；C、C点铝已经完全反应，之后氢气不再增加，故C点生成的氢气质量等于D点，故错误；D、C点压强最大，产生氢气

16、最多，此时铝已经和盐酸完全反应，C点处反应刚好结束，故错误；11.下列几种情况下，铁钉生锈速率由快到慢的顺序是（ B ）A. B. C. D.12.所谓合金，就是不同金属（或金属与非金属）在熔化状态下形成的一种具有金属特性的熔合物。下列四种金属不能形成合金的是（A）ANaCuAlFe熔点97.510836601535沸点883259522003000A.铁和钠 B.铝和钠 C.铁和铜 D.铝和铜13.将一定量的锌粒投入到含溶质为Al(NO3)3、Cu(NO3)2、AgNO3的溶液中，充分反应后过滤，往滤液中滴加稀盐酸，无明显现象，则下列说法中正确的是（B）A.滤渣中一定有Cu B.滤液中一定没

17、有AgNO3 C.滤渣中可能有Al D.滤液中一定没有Cu(NO3)2解：A、往滤液中滴加稀盐酸，无明显现象，说明滤液中不含有硝酸银，滤渣中含有银，不一定含有铜，该选项说法不正确；B、滤液中一定不含有硝酸银，该选项说法正确；C、锌不能和硝酸铝反应，滤渣中一定不含有铝，该选项说法不正确；D、硝酸铜可能没有反应，也可能部分或完全反应，因此滤液中可能含有硝酸铜，该选项说法不正确。14.将一定质量的铝粉加入到H2SO4、MgSO4和CuSO4的混合溶液中，充分反应后得到溶液M和固体N。下列说法不合理的是（D）A.溶液M可能是无色 B.反应前后溶液的质量可能不变C.固体N中一定有Cu D.固体N中可能有

18、三种金属15.向一定质量AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入Zn，溶液质量与加入Zn的质量关系如图所示。下列说法正确的是（ B）A.取a点溶液，滴加稀盐酸，无白色沉淀B.c点溶液中溶质为Zn(NO3)2C.若取bc段固体，滴加稀盐酸，有气泡产生D.取d点的固体有2种解：A、a点硝酸银没有反应完全，取a点溶液，滴加稀盐酸，有白色沉淀，选项A不正确；B、金属锌加入硝酸银和硝酸铜的溶液，先于硝酸银反应，反应到b点硝酸银反应完全，达到C点时，硝酸铜反应完全，c点溶液中溶质为Zn(NO3)2，选项B正确；C、bc段固体为银和铜的混合物，若取bc段固体，滴加稀盐酸，有气泡产生，选项C不正确；D、金

19、属锌加入硝酸银和硝酸铜的溶液，先于硝酸银反应，反应到b点硝酸银反应完全，达到C点时，硝酸铜反应完全，故d点时固体为3种，选项D不正确。故选B。16.将镁粉和锌粉混合物a g加入到硫酸亚铁和硫酸铜的混合溶液中，充分反应后过滤，向滤渣中加入稀盐酸有气泡产生，关于该实验有下列说法：滤液肯定呈无色滤液中一定有Mg2+，可能有Zn2+、Fe2+、Cu2+用磁铁靠近滤渣，滤渣成分不会被吸收若将滤渣洗涤干燥后称量，其质量可能大于ag向滤渣中加入足量稀盐酸，得到溶液一定呈浅绿色。上述说法中正确的是（ D）A. B. C. D.解：由金属活动性顺序可知，金属的活动性是：镁锌铁铜，将镁粉和锌粉的混合物a g加入到

20、硫酸亚铁和硫酸铜的混合溶液中，镁先与硫酸铜反应生成了硫酸镁和铜，硫酸铜反应完成后镁再与硫酸亚铁反应生成了硫酸镁和铁，镁反应完成后，锌再先后与硫酸铜、硫酸亚铁反应。充分反应后过滤，向滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生，说明了滤渣中一定有铁、铜，可能含有锌、镁，因此：滤液中可能含有硫酸亚铁，则滤液呈浅绿色，故说法错误；由上述分析可知，滤液中一定要硫酸镁，可能有硫酸锌、硫酸亚铁、一定没有硫酸铜，故说法错误；由上述滤渣中一定含有铁，用磁铁靠近滤渣，滤渣成分会被吸引，故说法错误；由反应的质量关系可知，镁与硫酸铜、硫酸亚铁反应会使滤渣的质量增大，锌与硫酸铜、硫酸亚铁会使滤渣的质量减小，由于镁、锌的质量不能确定，

21、所以若将滤渣洗涤干燥后称量，其质量可能大于a g，故正确。由上述分析可知，滤渣中一定有铁、铜，可能含有锌、镁，向滤渣中加入足量的稀盐酸后，若有镁锌则先反应后铁反应，若只有铁则铁先反应，都得到的浅绿色溶液，故说法正确。17.取三份镁铝合金粉末分别加入200g浓度相等的盐酸中，充分反应后，测得如下数据。则下列分析推理中正确的是（ ）实验序号123合金质量/g7.815.623.4氢气质量/g0.81.11.1A.可根据实验1的数据求得盐酸的溶质质量分数为14.6%B.可根据实验1的数据求得合金中镁铝元素的质量比为2454C.根据表中的实验数据无法计算出镁铝合金中铝的质量分数D.实验2和实验3消耗镁

22、、铝两种金属的质量完全相同解：A. 可根据实验1、2、3的数据可知，试验1中盐酸没有完全反应，无法计算盐酸中溶质的质量分数，选项错误；B. Mg+2HCl= MgCl2+H2，2Al+6HCl=2AlCl3+3H2。镁和氢气的质量比为24:2，铝和氢气的质量比为54：6，设镁的质量为x，铝的质量为y，则得方程组如下： 可求得合金中镁铝元素的质量比为2454，选项正确；C. 根据表中的实验1数据可计算出合金中镁铝元素的质量比为2454，镁铝合金中铝的质量分数，则铝的质量分数为： ，镁的质量分数为：，选项错误；D. 实验2和实验3生成氢气的质量相同，说明盐酸完全反应，消耗盐酸的质量完全相同，参加反应镁、铝两种金属的质量不一定相同。选项错误。故选B。18.在托盘天平的两边托盘上各放一个等质量的烧杯，在烧杯中分别放入等质量、等质量分数的足量的稀硫酸，在右盘烧杯中放入一定质量的镁条，左盘烧杯中放入相同质量的铜铝合金，充分反应后天平仍保持平衡，求铜铝的质量比（C）A.31 B.32 C.13 D.任意比解：托盘天平两端的稀硫酸和金属质量都完全相等，充分反应后，天平仍然平衡，所以两边生成氢气的质量相等。 通过比较化学方程式可知，都生成2克氢气，参加反应的