唐殿華
綜觀(guān)歷年黑龍江省各地、市對(duì)金屬知識(shí)的考查,主要包括金屬的性質(zhì)及應(yīng)用、金屬活動(dòng)性順序及應(yīng)用、金屬的冶煉、金屬的銹蝕及防護(hù)等。試題既有對(duì)金屬某一知識(shí)的單獨(dú)考查,也有將金屬知識(shí)相融合的綜合考查?,F(xiàn)以近幾年黑龍江省各地、市中考題為例來(lái)加以說(shuō)明。
考點(diǎn)一:金屬的物理性質(zhì)及應(yīng)用
解答此類(lèi)題首先要明確常見(jiàn)金屬所具有的導(dǎo)電、導(dǎo)熱及延展性等共同的物理性質(zhì),然后通過(guò)金屬在生產(chǎn)生活中的具體應(yīng)用去判斷其所利用的是金屬的哪些物理性質(zhì)。
例1:(2015年 黑龍江省龍東地區(qū))鋁在工業(yè)和生活中應(yīng)用廣泛。
(1)鋁是地殼中含量最高的 ? ? ? ? ? ? ? (填“金屬”或“非金屬”)元素,其年產(chǎn)量已躍居第二位;
(2)鋁可制成電線(xiàn),主要是利用其有良好的延展性和 ? ? ? ? ?性;
(3)鋁制品具有很好的抗腐蝕性能,其原因是
。
解析:本題主要考查金屬的物理性質(zhì)及應(yīng)用。(1)鋁是地殼中含量最高的金屬元素;(2)鋁可制成電線(xiàn),除要求具有良好的延展性外,主要是利用其良好的導(dǎo)電性;(3)鋁制品具有很好的抗腐蝕性能,主要是常溫下鋁與氧氣反應(yīng)生成致密的氧化鋁薄膜,可以阻止鋁的進(jìn)一步氧化。
答案:(1)金屬;(2)導(dǎo)電;(3)常溫下鋁與氧氣反應(yīng)生成致密的氧化鋁薄膜。
考點(diǎn)二:合金及應(yīng)用
解答此類(lèi)題首先要明確合金與純金屬的區(qū)別,并把握合金的特征,然后根據(jù)合金的特征去判斷題給信息及應(yīng)用。
例2:(2014年 黑龍江省齊齊哈爾市)生活中常用的硬幣都是合金制成的,其中一元硬幣為鋼芯鍍鎳合金,五角硬幣為銅鋅合金和鋼芯鍍銅合金。請(qǐng)說(shuō)出用來(lái)鑄造硬幣的合金需要具有哪些性質(zhì)。(答出三點(diǎn))
解析:本題主要考查合金的特性及應(yīng)用。硬幣作為商業(yè)貿(mào)易流通的一種貨幣,必須具備硬度和耐磨性好、抗腐蝕性好、熔點(diǎn)高、色澤美觀(guān)等優(yōu)點(diǎn)。
答案:硬度和耐磨性好;抗腐蝕性好;熔點(diǎn)高;色澤美觀(guān)。(任意三點(diǎn)即可)
考點(diǎn)三:金屬的化學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用
解答此類(lèi)題首先要掌握金屬常見(jiàn)的三條化學(xué)性質(zhì),尤其是能熟練正確書(shū)寫(xiě)幾種常見(jiàn)金屬分別與氧氣、稀酸及鹽溶液發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式,其次要掌握金屬與稀酸或鹽溶液發(fā)生反應(yīng)的條件,然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行應(yīng)用。
例3:(2014年 黑龍江省牡丹江市)如圖,將等質(zhì)量的鋅和鐵分別入左、右試管中,加入等質(zhì)量、等質(zhì)量分?jǐn)?shù)的稀鹽酸,充分反應(yīng)后,冷卻到室溫,金屬均有剩余,(U型管內(nèi)為水,初始液面相平,反應(yīng)過(guò)程中裝置氣密性良好)下列說(shuō)法正確的是( )。
A. 右試管中溶液為淺綠色
B. 兩試管中所得溶液的質(zhì)量相等
C. U型管中液面左升右降
D. U型管中液面仍相平
解析:本題主要考查金屬與稀酸反應(yīng)的化學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用。由于鋅、鐵都能與鹽酸反應(yīng)生成氫氣,根據(jù)金屬均有剩余,說(shuō)明鹽酸全部反應(yīng),生成的氫氣質(zhì)量相等,且生成的亞鐵鹽溶液顯淺綠色,因此A正確;而生成等質(zhì)量的氫氣,所用的鐵和鋅的質(zhì)量不等,因此兩試管中所得溶液的質(zhì)量不相等,因此B錯(cuò)誤;由于生成的氫氣質(zhì)量相等,體積也相等,U形管兩端的氣體體積變化相等,因此U型管中液面不變,故C錯(cuò)誤,D正確。
答案 :A、D。
考點(diǎn)四:常見(jiàn)金屬活動(dòng)性的順序及應(yīng)用
解答此類(lèi)題需掌握常見(jiàn)金屬的活動(dòng)性順序,然后能根據(jù)金屬的活動(dòng)性解釋生產(chǎn)生活中的一些現(xiàn)象,并在此基礎(chǔ)上能做到熟練應(yīng)用。
例4:(2014年 黑龍江省牡丹江市)下列關(guān)于金屬的敘述與金屬活動(dòng)性順序無(wú)關(guān)的是( )。
A. 不用鐵制容器配制波爾多液(含有硫酸銅)
B. 真金不怕火煉
C. 用稀硫酸識(shí)別黃銅(銅鋅合金)假冒的黃金指環(huán)
D. 鋁制品比鐵制品更耐腐蝕
解析:本題主要考查金屬活動(dòng)性的應(yīng)用。不用鐵制容器配制波爾多液,是由于鐵比銅活潑,鐵與硫酸銅反應(yīng),與金屬活動(dòng)性順序有關(guān);由于金的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定,即使在高溫條件下,也不與氧氣反應(yīng),所以,真金不怕火煉,與金屬活動(dòng)性順序有關(guān);由于黃銅中含有鋅,鋅能與硫酸反應(yīng)放出氫氣,所以用稀硫酸識(shí)別黃銅(銅鋅合金)假冒的黃金指環(huán),與金屬活動(dòng)性順序有關(guān);由于鋁與氧氣反應(yīng)生成致密的氧化鋁,能阻止反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行,所以,鋁制品比鐵制品更耐腐蝕,與金屬活動(dòng)性順序無(wú)關(guān)。
答案: D。
考點(diǎn)五:金屬活動(dòng)性順序的實(shí)驗(yàn)探究
解答此類(lèi)題首先要能根據(jù)所探究的金屬活動(dòng)性順序選擇適當(dāng)?shù)脑噭?,然后設(shè)計(jì)出合理的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。
例5 :(2013年 黑龍江省綏化市)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放日,同學(xué)們?cè)诶蠋煹闹笇?dǎo)下,進(jìn)行實(shí)踐活動(dòng),驗(yàn)證銅、鐵、鋅三種金屬的活動(dòng)性順序。實(shí)驗(yàn)室提供:
藥品:硫酸銅溶液、銅片、鋅片、鐵釘和氯化鋅溶液
儀器:燒杯、試管
用品:砂紙、火柴
(1)在驗(yàn)證三種金屬活動(dòng)順序時(shí),應(yīng)該取用哪些藥品?
(2)請(qǐng)寫(xiě)出你是怎樣驗(yàn)證這三種金屬的活動(dòng)順序的(過(guò)程、現(xiàn)象、結(jié)論)。
解析:本題主要考查通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究驗(yàn)證金屬活動(dòng)性順序。(1)要驗(yàn)證銅、鐵、鋅三種金屬的活動(dòng)性順序,通常根據(jù)金屬能否與酸、鹽發(fā)生反應(yīng)來(lái)分析,結(jié)合題中給出的藥品,應(yīng)選擇硫酸銅溶液、鐵釘和氯化鋅溶液;(2)要驗(yàn)證銅、鐵、鋅三種金屬的活動(dòng)性順序,可將鐵釘放入硫酸銅溶液中,鐵釘表面覆蓋一層紅色物質(zhì),說(shuō)明了鐵的活動(dòng)性大于銅,再把鐵釘放入氯化鋅溶液中,無(wú)明顯現(xiàn)象,說(shuō)明鋅的活動(dòng)性大于鐵,由此可以證明三種金屬的活動(dòng)性順序是:鋅>鐵>銅。
答案:(1)硫酸銅溶液、鐵釘和氯化鋅溶液;(2)將鐵釘放入硫酸銅溶液中,鐵釘表面覆蓋一層紅色物質(zhì),說(shuō)明了鐵的活動(dòng)性大于銅,再把鐵釘放入氯化鋅溶液中,無(wú)明顯現(xiàn)象,說(shuō)明鋅的活動(dòng)性大于鐵,由此可以證明三種金屬的活動(dòng)性順序是:鋅>鐵>銅。
考點(diǎn)六:金屬礦物及冶煉
解答此類(lèi)題首先要掌握實(shí)驗(yàn)室模擬煉鐵的實(shí)驗(yàn)裝置及操作步驟,重點(diǎn)掌握高爐煉鐵的化學(xué)方程式,然后遷移到工業(yè)煉鐵中所用裝置、原料及尾氣處理等知識(shí)的綜合應(yīng)用中去。
例6 :(2015年 黑龍江省綏化市)某化學(xué)興趣小組同學(xué)利用圖中所示裝置模擬煉鐵:
(1)為了避免玻璃管a在加熱時(shí)可能發(fā)生爆炸,加熱前應(yīng) ? ? ? ? ? ;
(2)a管中氧化鐵發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ? ? ?;
(3)B裝置可用來(lái)吸收二氧化碳?xì)怏w,寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式 ? ? ? ? ? ? ? ;B裝置 ? (填“能”或“不能”)用來(lái)收集CO;
(4)若a管中氧化鐵全部還原成鐵,冷卻后稱(chēng)量鐵的質(zhì)量比反應(yīng)前氧化鐵的質(zhì)量減少了2.4g,則加入a管中氧化鐵的質(zhì)量是 ? g。
解析:本題主要考查對(duì)一氧化碳還原氧化鐵反應(yīng)操作的理解及各裝置的作用。(1)一氧化碳具有可燃性,與空氣混合,加熱可能會(huì)發(fā)生爆炸,所以在加熱前要先通一氧化碳排盡玻璃管內(nèi)空氣防止一氧化碳不純發(fā)生爆炸;(2)在高溫條件下,一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)生成鐵和二氧化碳,因此可寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式;(3)裝置B內(nèi)盛有氫氧化鈉溶液可以除去尾氣中的二氧化碳,二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成碳酸鈉和水,據(jù)此可寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式,同時(shí)一氧化碳?xì)怏w不溶于水也不能與氫氧化鈉反應(yīng),因此可排出裝置內(nèi)的溶液而被收集,防止造成空氣污染;(4)a管中減少的是氧元素的質(zhì)量。氧化鐵中Fe與O元素的質(zhì)量比=(56×2):(16×3)=7∶3,因此,氧化鐵中氧元素質(zhì)量為2.4g時(shí),鐵元素的質(zhì)量=2.4g×7÷3=5.6g,則氧化鐵的質(zhì)量為:2.4g+5.6g=8g。
答案:(1)先通一會(huì)兒CO;(2)3CO+Fe2O3 ? ? ? ? 2Fe+
3CO2(3)CO2+2NaOH ? ? ? ?Na2CO3+H2O ?能;(4)8。
考點(diǎn)七:金屬銹蝕的原因及金屬資源的保護(hù)
解答此類(lèi)題首先要掌握鋼鐵銹蝕的原因,其次要掌握實(shí)驗(yàn)探究鋼鐵銹蝕的方法,并能結(jié)合鋼鐵銹蝕的原因列舉出生產(chǎn)生活中防止鋼鐵銹蝕的具體方法,在此基礎(chǔ)上結(jié)合題給信息進(jìn)行分析判斷。
例7:(2014年 黑龍江省龍東地區(qū))世界每年因腐蝕而報(bào)廢的金屬設(shè)備和材料相當(dāng)于年產(chǎn)量的20%~ 40% ,為探究鐵銹蝕條件,某同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)如圖所示,一周后觀(guān)察到 ? ? ? ? (填序號(hào))試管內(nèi)的鐵釘生銹。請(qǐng)分析鐵生銹的條件及防銹措施 ? ? ? ? ? ? ?。
Ⅰ ? ? ? ? ? ? ? ? ?Ⅱ ? ? ? ? ? ? ? ? Ⅲ
分析:本題主要考查金屬銹蝕的原因及防護(hù)措施。鐵只有與氧氣和水同時(shí)接觸才會(huì)生銹。Ⅰ中鐵釘與水和氧氣同時(shí)接觸;Ⅱ中只與水接觸;Ⅲ中只與氧氣接觸。因此一周后Ⅰ中鐵釘會(huì)銹蝕。防銹的方法有多種,如刷漆等。
答案:Ⅰ;鐵與氧氣和水同時(shí)接觸;刷漆等。(合理即可)
例8:(2013年 黑龍江省龍東地區(qū))(1)金屬資源面臨枯竭,保護(hù)金屬資源的有效途徑之一就是回收再利用,請(qǐng)說(shuō)出回收廢舊金屬的好處。(答一點(diǎn)即可)
(2)除回收再利用外,你還知道保護(hù)金屬資源的有效途徑有哪些?(答兩點(diǎn)即可)
解析:本題主要考查金屬資源的利用和保護(hù)。(1)金屬資源面臨枯竭,保護(hù)金屬資源的有效途徑之一就是回收再利用,其中回收廢舊金屬的好處有節(jié)約金屬資源、減少環(huán)境污染、節(jié)約能源;(2)除回收再利用外,保護(hù)金屬資源的有效途徑有防止金屬銹蝕,有計(jì)劃、合理開(kāi)采金屬礦物,尋找金屬替代品。
答案:(1)節(jié)約金屬資源;(2)防止金屬銹蝕;有計(jì)劃、合理開(kāi)采金屬礦物。
考點(diǎn)八:金屬與溶液的簡(jiǎn)單綜合計(jì)算
解答此類(lèi)題首先要掌握金屬與稀酸或鹽溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式,要知道在溶液中進(jìn)行的反應(yīng)其實(shí)質(zhì)是溶質(zhì)之間的反應(yīng),并且能根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算出溶質(zhì)的質(zhì)量,然后利用溶液有關(guān)知識(shí)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。
例9:(2015年 黑龍江省牡丹江市)實(shí)驗(yàn)室有鐵粉和銅粉的固體混合物,現(xiàn)取10g置于燒杯中,向燒杯中加入一定溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的稀硫酸,燒杯內(nèi)固體質(zhì)量與加入稀硫酸的質(zhì)量關(guān)系如圖所示,請(qǐng)完成下列問(wèn)題:
(1)固體樣品中銅的質(zhì)量為 ? ? ? ? g;
(2)求恰好完全反應(yīng)時(shí)所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù);
(3)B點(diǎn)溶液中的溶質(zhì)是 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 。
解析:本題主要考查金屬與稀酸反應(yīng)的計(jì)算。(1)鐵可以和稀硫酸反應(yīng),但是銅不能反應(yīng),所以可以判斷剩余的固體為銅,其質(zhì)量為4.4g;
(2)鐵的質(zhì)量為10g-4.4g=5.6g。
設(shè)生成硫酸亞鐵的質(zhì)量為x,生成氫氣的質(zhì)量為y
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
56 ? ? ? ? ? ? ? 152 ? ? 2
5.6g ? ? ? ? ? ? ? ?x ? ? y
==
解得:x=15.2g, ? ? y=0.2g
所以恰好完全反應(yīng)時(shí)所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:×100%=10% 。
(3)從圖中可以知道B點(diǎn)時(shí)的溶液為稀硫酸過(guò)量,所以可以判斷其中的溶質(zhì)為硫酸亞鐵和硫酸。
答案:(1)4.4;(2)恰好完全反應(yīng)時(shí)所得溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%;(3)硫酸亞鐵和硫酸。
考點(diǎn)九:金屬知識(shí)的綜合應(yīng)用
解答此類(lèi)題要根據(jù)題給信息聯(lián)系金屬知識(shí)分步作答。
例10:(2013年 黑龍江省齊齊哈爾市)金屬材料在生產(chǎn)生活中十分廣泛,
(1)根據(jù)下圖金屬應(yīng)用實(shí)例推斷,金屬具有的物理性質(zhì)有 ? ? ? ? ? ? ? ;(答兩點(diǎn))
(2)生鐵和鋼都是鐵的合金,二者性能不同的原因是 ? ? ? ? ? ? ? ;
(3)寫(xiě)出工業(yè)上以赤鐵礦為原料煉鐵過(guò)程中,一氧化碳與氧化鐵發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式 ? ? ? ? ;
每年因腐蝕而消費(fèi)掉的金屬材料數(shù)量驚人,鐵生銹的條件是 ? ? ? ? ;防止金屬腐蝕是保護(hù)金屬資源的一條有效途徑,保護(hù)金屬資源的途徑還有
? ? ? ? (答一條即可);
(4)將一定量的鋅粉放入稀硫酸、硫酸亞鐵、硫酸銅的混合溶液中,充分反應(yīng)后過(guò)濾,向?yàn)V渣中加鹽酸有氣泡產(chǎn)生。則濾渣中一定含有的固體是 ? ? ? ;濾液中一定不含的物質(zhì)是 ? ? ? ? ? ? 。
解析:本題主要考查金屬的各種知識(shí)的綜合應(yīng)用。(1)電纜是利用了金屬的導(dǎo)電性,熱水壺是利用了金屬的導(dǎo)熱性,金屬絲體現(xiàn)了金屬的延展性。(2)生鐵和鋼的含碳量不同,生鐵的含碳量是2%至4.3%,鋼的含碳量是0.03%至2%之間,顯然生鐵和鋼的含碳量不同。 ? ? ?(3)一氧化碳與氧化鐵發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成鐵和二氧化碳,反應(yīng)條件是高溫;鐵在潮濕的環(huán)境里容易生銹;尋找金屬的替代品、改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)等都是保護(hù)金屬資源的有效途徑。(4)根據(jù)向?yàn)V渣中加鹽酸有氣泡產(chǎn)生可以斷定將一定量的鋅粉放入稀硫酸、硫酸亞鐵、硫酸銅的混合溶液中,充分反應(yīng)后一定有鐵生成,又因?yàn)樵诮饘倩顒?dòng)性順序里,只有排在前面的金屬才能把排在后面的金屬?gòu)乃柠}溶液中置換出來(lái),而且弱的金屬先被置換出來(lái),鋅與硫酸亞鐵、硫酸銅的混合溶液反應(yīng),先置換出銅,所以濾渣中一定含有的固體是鐵、銅;濾液中一定不含的物質(zhì)是硫酸、硫酸銅。
答案:(1)導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性或延展性;(2)含碳量不同;(3)3CO+Fe2O3 ? ? ? 3CO2+2Fe;與水和氧氣同時(shí)接觸 ;尋找金屬的替代品;(4)鐵、銅 ;硫酸、硫酸銅。