金屬和金屬材料 實(shí)驗(yàn)化學(xué)

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實(shí)驗(yàn)速覽

實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)

1.常見金屬的活動性順序

金屬活動性順序能夠作為金屬能否在溶液中發(fā)生置換反應(yīng)的一種推斷依據(jù)：

（1）在金屬活動順序里，金屬的位置越靠前，它的活動性就越強(qiáng)。

（2）在金屬活動順序里，位于氫前面的金屬能置換出鹽酸、稀硫酸中的氫。

（3）在金屬活動順序里，位于前面的金屬能把位于后面的金屬從它們的溶液中置換出來。

2.鐵生銹的要緊條件

鐵在空氣和水（或水蒸氣）直截了當(dāng)接觸，假如隔絕了空氣和水，就能在一定程度上防止鋼鐵生銹。在鋼鐵表面涂油、刷漆、鍍耐磨和耐腐蝕的鉻及創(chuàng)造耐腐蝕的合金（如別銹鋼）等，就能防止鋼鐵生銹。

3.合金是把兩種或兩種以上的金屬熔合在一起，或者把金屬和非金屬熔合在一起，就能夠制得具有金屬特性的混合物。

合金的性能會發(fā)生改變，合金的強(qiáng)度和硬度普通比組成它們的純金屬更高，抗腐蝕性能等也更好，所以，合金具有更廣泛的用途。

實(shí)驗(yàn)圖解

1.比較合金和純金屬的硬度（驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)）

目的：比較合金和純金屬硬度的大小

原理：合金的非常多性能與組成它們的純金屬別同

器材：黃銅、銅、焊錫、錫

步驟：將純銅與黃銅相互刻劃

現(xiàn)象：純銅表面留下劃痕

結(jié)論：合金的強(qiáng)度和硬度普通比組成它們的純金屬更高

操作指要將黃銅和銅片相互刻劃

應(yīng)試策略此內(nèi)容考核得別多，普通是題中給出信息，將合金與組成它們的純金屬舉行性能上的對照。

變題練

青銅、黃銅、白銅基本上銅的合金，具有重要的用途。

（1）工業(yè)上用青銅創(chuàng)造軸承、齒輪，而別是純銅，其緣故之一是________________________（2）白銅可用于創(chuàng)造鈔票幣，能夠猜測白銅具有的性能之一是__________________________

2.別同金屬與酸反應(yīng)的比較（探索性實(shí)驗(yàn)）

目的：探索某些金屬與酸的反應(yīng)規(guī)律

依照現(xiàn)象推斷金屬的活動性

原理：金屬+酸→鹽+氫氣

藥品：鎂條、鋅、鐵、銅、稀鹽酸、稀硫酸

步驟：

①在試管里放入兩小塊鎂，加入5mL稀鹽酸，觀看現(xiàn)象

②參照上述實(shí)驗(yàn)步驟，分不在放有兩小塊鋅、鐵或銅的試管中加入稀鹽酸，觀看現(xiàn)象，比較反應(yīng)的劇烈程度

③用稀硫酸代替稀鹽酸舉行實(shí)驗(yàn)，并比較發(fā)生的現(xiàn)象

現(xiàn)象：鎂、鐵、鋅能與酸反應(yīng)，金屬表面有氣產(chǎn)生

鎂產(chǎn)生的氣泡最多，鋅次之，鐵最少

銅表面沒有任何氣泡

結(jié)論：鎂、鋅、鐵能與酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，銅別能與稀酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣

幾種金屬的活動性為：鎂>鋅>鐵>銅

操作指要為了方便對照幾種金屬與酸反應(yīng)的速率，能夠?qū)⑸傻臍怏w經(jīng)過導(dǎo)管倒入盛有水的燒杯里，觀看在一定時(shí)刻里冒出氣泡的數(shù)目。

應(yīng)試策略金屬與酸能發(fā)生置換反應(yīng)，酸普通指的是稀鹽酸和稀硫酸，濃硫酸和濃硝酸的氧化性太強(qiáng)，別能與金屬發(fā)生置換反應(yīng)。

變題練

有A、B、C三種金屬，假如把A和B分不放入稀鹽酸中，A溶解并產(chǎn)生氫氣，B別反應(yīng)，假如把B放到C的硝酸鹽溶液中，過一會，B表面有C析出。則A、B、C三種金屬的活動性有強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋ǎ?/p>

A.A>B>C

B.A>B>C

C.B>A>C

D.C>B>A

3.金屬與鹽溶液的反應(yīng)（探索性實(shí)驗(yàn)）

目的：探索某些金屬與鹽溶液發(fā)生反應(yīng)的規(guī)律

推斷金屬的活動性順序

原理：金屬+鹽→新金屬+新鹽

藥品：鋁絲、硫酸銅、銅絲、硝酸銀、硫酸鋁

步驟：

①把一根用砂紙打磨過的鋁絲浸入硫酸銅溶液中，過一會取出，觀看

②把一根干凈的銅絲浸入硝酸銀溶液中，過一會兒取出，觀看

③把另一根干凈的銅絲浸入硝酸鋁溶液中，過一會兒取出，觀看

現(xiàn)象：①鋁絲表面有紅群固體物質(zhì)浮現(xiàn)

②銅絲表面有銀白群固體物質(zhì)浮現(xiàn)

③另一根銅絲無現(xiàn)象

結(jié)論：在金屬活動性順序表里，前面的金屬能把后面的金屬從它們的鹽溶液中置換出來

操作指要不管是鋁絲依然銅絲，實(shí)驗(yàn)前用砂紙打磨潔凈，去掉其表面的氧化物或其他雜質(zhì)。應(yīng)試策略在金屬活動性順序表中，前面的金屬能把后面的金屬從它們的鹽溶液中置換出來，但K、Ca、Na三種金屬的活動性太強(qiáng)，別能與鹽發(fā)生置換反應(yīng)。另外所用的鹽一定是可溶性鹽。

例：同學(xué)們一起探索鋁、鐵、銅三種金屬的活動性，小剛同學(xué)設(shè)計(jì)了用銅絲、鐵絲、；鋁絲和稀鹽酸，只用一只試管、取一次鹽酸的探索方案，請你和他一起完善下表的探索方案并回答有關(guān)咨詢題。

（1）填表

結(jié)論：金屬活動性Al＞Fe＞Cu

（2）將鋁絲插入前應(yīng)舉行的操作是___________________________________________。（3）小華同學(xué)以為在小剛設(shè)計(jì)的方案中，只要補(bǔ)充一具實(shí)驗(yàn)，就可得出Al＞Fe＞H＞Cu的結(jié)論．小華要補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)是_____________________________________________________。（4）小強(qiáng)同學(xué)以為要得到Al＞Fe＞H＞Cu的結(jié)論，別必做補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)，只需將小紅同學(xué)方案中插入金屬的順序調(diào)整即可，你以為調(diào)整為插入金屬的順序是_____________________。

變題練

1.某學(xué)生為了驗(yàn)證鐵、鋅、銅三種金屬的活動性順序，設(shè)計(jì)了四種方案：①將Zn、Cu分不加入到FeSO4溶液中。②將Zn、Cu分不放入到ZnSO4溶液中。③將Zn分不加入到FeSO4、CuSO4溶液中。④將Fe分不加入到ZnSO4、CuSO4溶液中。其中可行的是（）。

A.①④

B.①②

C.②③

D.③④

2.某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下圖所示的實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證金屬的活動性順序。請回答：

（1）實(shí)驗(yàn)前要先除去鐵銹和銀絲表面的氧化物，操作辦法是

_______________________________________________________________

____________。

（2）要驗(yàn)證鐵、銅、銀三種金屬的活動性順序，可在燒杯中加入

______________溶液（寫化學(xué)式），觀看到的現(xiàn)象是

_____________________________________________________。

3.A、B、C、D是四種金屬單質(zhì)，A能從B的硝酸鹽溶液中置換出B，但A別能與稀鹽酸反應(yīng)。相同條件下，C、D能與稀鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生H2，且D比C反應(yīng)劇烈。則四種金屬的活動性有強(qiáng)到弱的順序是（）。

A.A、B、C、D

B.B、A、C、D

C.D、C、A、B

D.D、C、B、A

4.鐵釘銹蝕條件的探索（探索性實(shí)驗(yàn)）

目的：探索鐵生銹的條件

原理：鐵銹品生銹需要氧氣和水

藥品、器材：無銹鐵釘、蒸餾水、植物油、棉花、干燥劑

步驟：

①將三根無銹的鐵釘分不放入三支試管中，在第一支試管中倒入蒸餾水，浸沒1/2的鐵

釘

②在第二支試管中倒入通過煮沸并迅速冷卻的蒸餾水，使蒸餾水浸沒鐵釘，再倒入適量的植物油以隔絕空氣

③在第三支試管中放入棉花和干燥劑，并塞上塞子

現(xiàn)象：第一支試管中的鐵釘最快生銹

結(jié)論：鐵生銹需要氧氣和水，兩者缺一別可，去掉一具條件就能夠防止生銹

操作指要實(shí)驗(yàn)所用的水必須是蒸餾水，否則會因?yàn)樗泻衅渌镔|(zhì)而妨礙了對探索因素的正確推斷。

應(yīng)試策略了解了鐵制品銹蝕的條件，就能懂怎么防止鐵制品銹蝕的辦法，即破壞鐵制品銹蝕的條件，如：保持鐵制品的干燥、該鐵制品表面涂油、刷漆、鍍一層愛護(hù)膜等。

例：某課外活動小組對鐵釘?shù)匿P蝕舉行探索，實(shí)驗(yàn)辦法如右圖所示，

據(jù)此回答下列咨詢題：

（1）常溫下，鋼鐵生銹的條件是鐵與_______________等物質(zhì)相互

作用，鐵銹的要緊成分是（寫化學(xué)式）______________。

（2）一周后鐵釘銹蝕程度由大到小的順序是_____________。

（3）為防止家中常用的鐵制品生銹，簡單易行的辦法是____________________________。

變題練

1.絕大多數(shù)同學(xué)里都有一些鐵制用具，如鍋、刀、剪子等。別用時(shí)若保管不行，它們非常容易生銹。請你考慮一下，回答以下咨詢題：

（1）鐵制用具為啥容易生銹？

_______________________________________________________________________________（2）請你講出一種防銹辦法。

_______________________________________________________________________________（3）若要防止鐵制用具生銹，在家庭中普通能夠采取哪些措施？（舉出一種辦法即可）_______________________________________________________________________________

2.鋼鐵制品應(yīng)舉行適當(dāng)?shù)姆冷P，請你細(xì)心觀看身邊金屬的防銹辦法

（1）學(xué)校操場鐵制籃球架的防銹辦法通常是______________________________________。（2）自行車鏈條的防銹辦法是__________________________________________________。

3.物質(zhì)的性質(zhì)在非常大程度上決定了物質(zhì)的用途，但這并別是唯一的決定因素。請回答：金具有非常好的耐腐蝕性且群澤美觀，但為啥普通別將它鍍在鐵制品的表面？（要求回答兩點(diǎn)）。

_____________________________________________________________________________；_____________________________________________________________________________。

實(shí)驗(yàn)綜合

1.與酸發(fā)生置換反應(yīng)（要緊以挑選題、探索題的形式浮現(xiàn)，挑選合適的試劑推斷金屬活動

性的強(qiáng)弱）

對金屬的要求：在金屬活動性順序表里，排在H前面的金屬

對酸的要求：稀鹽酸和稀硫酸

2.與鹽發(fā)生置換反應(yīng)（要緊以挑選題、探索題的形式浮現(xiàn)，挑選合適的試劑推斷金屬活動

性的強(qiáng)弱）

對金屬的反應(yīng)：金屬活動性順序表里，前面的金屬（除K、Ca、Na外）能把后面的金

屬從它們的鹽溶液中置換出來

對鹽的要求：鹽必須可溶，是溶液

3.銹蝕條件（挑選題、探索題）

氧氣（空氣）和水并且發(fā)生反應(yīng)，缺一具條件就能夠防銹

綜合考點(diǎn)一

金屬與酸、金屬與鹽發(fā)生的置換反應(yīng)，涉及試劑的挑選、現(xiàn)象的分析以及金屬活動性強(qiáng)弱的推斷

應(yīng)試策略

挑選試劑的辦法：推斷兩種金屬的活動性強(qiáng)弱，可用一種金屬與另一種金屬的鹽溶液；推斷三種金屬的活動性強(qiáng)弱，如Fe、Cu、Ag，可用Fe、Ag兩種金屬與銅的鹽溶液。

【真題】某興趣小組的同學(xué)學(xué)習(xí)了金屬的性質(zhì)后，在實(shí)驗(yàn)室找到了一種銀白群金屬R做如下探索：

（1）將金屬R投入稀鹽酸中，金屬表面有氣泡冒出。則該金屬R在金屬活動性順序表中排在氫的___________（選填“前面”或“后面”）。

（2）為了比較金屬R與鐵的活動性強(qiáng)弱，興趣小組設(shè)計(jì)下列方案舉行實(shí)驗(yàn)，請完成下表：

（3）請依照上述的信息，標(biāo)出金屬Fe、R、Cu在右邊金屬活動性順序表中的相應(yīng)位置。

綜合考點(diǎn)二

涉及金屬銹蝕條件的探索以及怎么愛護(hù)金屬制品

應(yīng)試策略

除銹的試劑可挑選稀鹽酸或稀硫酸，然而生銹的金屬制品也別能在稀酸中浸泡太久，因?yàn)橄∷釋τ悬c(diǎn)金屬制品有腐蝕作用。

【真題】在生產(chǎn)和日子中，金屬腐蝕所到來的損失很嚴(yán)峻，因此防止金屬腐蝕已成為科學(xué)研究和技術(shù)領(lǐng)域的重大咨詢題。某化學(xué)興趣小組的同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室中對金屬的腐蝕舉行了探索。

[活動與探索一]分不在三個(gè)干凈干燥的試管中各加一枚干凈無銹的鐵釘，再在其中兩個(gè)試

管中加入經(jīng)煮沸迅速冷卻的蒸餾水，其他操作請認(rèn)真觀看右圖：

（1）探索結(jié)論：Ⅰ號試管中的鐵釘最容易生銹。由此可見，鐵制品生銹需要的條件是

_______________________________。

（2）將實(shí)驗(yàn)中已生銹的鐵釘長時(shí)刻放入腳量稀鹽酸中，可觀看到的現(xiàn)象有_______________，反應(yīng)的化學(xué)方程式分不為__________________________、_____________________________。[活動與探索二]向鐵粉中加入少量的碳粉（模擬鐵釘?shù)某煞郑旌暇鶆蚝?，撒入?nèi)壁分不用稀鹽酸和氯化鈉溶液潤濕過的兩只分支試管（分不標(biāo)記為a、b），按下圖裝好儀器．幾分鐘后，打開止水夾，觀看發(fā)覺：a裝置右側(cè)小試管中液面上升，導(dǎo)管中液面下落；而b裝置右側(cè)小試管中液面下落，導(dǎo)管中液面上升；b裝置固體混合物中發(fā)覺有紅XXX物質(zhì)生成。

（3）請你猜測：a裝置右側(cè)小試管中液面上升的緣故是__________________________。

b裝置右側(cè)小試管中液面下落的緣故是__________________________________________。

變題練

1.化學(xué)科代表小聰與小紅同學(xué)幫助實(shí)驗(yàn)老師整理化學(xué)藥品時(shí)，發(fā)覺分不放在兩個(gè)試劑瓶中的兩片用砂紙磨得光亮的銀白XXX金屬片，未貼上標(biāo)簽。到底它們是哪兩種金屬？兩位同學(xué)首先對這兩種金屬X和Y的金屬活動性順序舉行實(shí)驗(yàn)探索。

（1）舉行猜想：①科代表猜想：活動性X大于Y

②林民同學(xué)猜想：活動性Y大于X

（2）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、舉行實(shí)驗(yàn)，獲得結(jié)論．完成好如下實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并回答后續(xù)有關(guān)咨詢題。

（3）上述實(shí)驗(yàn)之前，實(shí)驗(yàn)老師只懂X、Y是銀鐵中的各一種，則依照實(shí)驗(yàn)結(jié)果講明Y就

是_____________。實(shí)驗(yàn)室急需一定量的Y粉末?？拼硪詾榭捎矛F(xiàn)有的X金屬粉末和Y

的鹽溶液、蒸餾水等藥品，配以必要的儀器來制得急需的Y粉末，緣故是（用反應(yīng)的化學(xué)方程式表示）：__________________________________________________________________。（4）實(shí)驗(yàn)老師經(jīng)實(shí)驗(yàn)分析得知制得的Y粉末中含有未反應(yīng)完的X粉末，同學(xué)們決定用化學(xué)辦法將雜質(zhì)X粉末除去，兩個(gè)同學(xué)經(jīng)討論、交流一致以為可選用的除雜試劑是：

____________。

2.鋼鐵、鋁合金、銅制品等是應(yīng)用廣泛的金屬材料。據(jù)恐怕，每年全世界被腐蝕損耗的鋼鐵材料約占全年鋼產(chǎn)量的1/10。某?；瘜W(xué)興趣小組的同學(xué)探索金屬腐蝕的緣故，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)：

（1）如圖，取一根約10cm的光亮鐵釘放在自來水中，觀看A、B、C三處的變化。

幾天后，他們會發(fā)覺____________處最先浮現(xiàn)鐵銹，大伙兒結(jié)合書本知識懂，鐵在

空氣中生銹實(shí)際是鐵和__________、___________等物質(zhì)相互作用發(fā)生一系列復(fù)雜的

化學(xué)反應(yīng)的過程。

（2））一同學(xué)聯(lián)想到家里銅制餐具上有一層綠群物質(zhì)，以為銅在空氣中也會生銹。

他們上網(wǎng)查閱資料，懂這種綠群物質(zhì)的化學(xué)成分為Cu2(OH)2CO3（銅綠）。他們從銅綠組成和空氣的成分大膽推測，銅生銹除了與鐵生銹條件相同外，還應(yīng)該有CO2參加反應(yīng)。

請寫出銅在空氣中生成銅綠的化學(xué)方程式___________________________________________（3）[查閱資料]孔雀石的要緊成分是Cu2(OH)2CO3，也能夠表示成CuCO3?Cu(OH)2。

與孔雀石相似，還有許多礦物可用xCuCO3?yCu(OH)2（x、y基本上正整數(shù)）表示，石青

算是其中的一種。

[實(shí)驗(yàn)探索]為了驗(yàn)證石青的組成成分，他們設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)，請你共同參與探索。

[反思與拓展]

①定步驟1中產(chǎn)生氣體成分的實(shí)驗(yàn)辦法是________________________________________。

②依照以上探索，只要測定出參加反應(yīng)的石青的質(zhì)量、生成的氧化銅的質(zhì)量和

____________________的質(zhì)量，就可確定石青的化學(xué)式（即確定x、y的值）。

③防止金屬銹蝕的辦法非常多，如制成別銹鋼、在金屬表面____________________（任寫一

種辦法）。

達(dá)標(biāo)練習(xí)實(shí)驗(yàn)題解題能力提高訓(xùn)練

基礎(chǔ)題

1.為了驗(yàn)證Mg、Cu、Ag三種金屬的活動性強(qiáng)弱，某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)了下圖所示的四個(gè)實(shí)驗(yàn)。其中別必舉行的實(shí)驗(yàn)是（）。

ABCD

2.金屬Ni、Mn分不放入其他三種金屬X、Y、Z的鹽溶液中，反應(yīng)的結(jié)果和有無金屬析出的事情如下表所示。

它們的金屬活動性有強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋ǎ?/p>

A．X、Mn、Y、Ni、ZB.Z、Ni、Y、Mn、X

C.Z、Mn、Y、Ni、X

D.X、Mn、Ni、Y、Z

3.取3枚干凈無銹的鐵釘，分不加入如圖所示的3支試管中舉行實(shí)驗(yàn)，

試管中鐵釘銹蝕速度由快到慢的順序?yàn)椋ǎ?/p>

A.①②③

B.②①③

C.②③①

D.③①②

4.如右圖所示，在盛水的試管中放一根干凈的鐵釘，用帶U形管的膠囊塞緊，

U形管內(nèi)水面處于同一高度。數(shù)天后觀看到U形管內(nèi)的水面（）。

A.a比b高

B.b比a高

C.一樣高

D.無法推斷

提高題

5.如右圖所示，先在錐形瓶中放入幾小片已用稀鹽酸除去銹斑的鐵絲

網(wǎng)，然后向其中加入3～4mL濃食鹽水潤濕鐵絲網(wǎng)，塞緊帶導(dǎo)管的單

孔塞，導(dǎo)管另一端伸入水中。若干分鐘后，請你觀看并回答咨詢題。

[實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及相應(yīng)解釋]

請寫出你觀看到的現(xiàn)象并作出相應(yīng)解釋

（1）__________________________________________________________________；

其緣故是_______________________________________________________________。

（2）__________________________________________________________________；

其緣故是_______________________________________________________________。

[得出結(jié)論]由此實(shí)驗(yàn)?zāi)愕贸鼋Y(jié)論：____________________________________________。

6.顆粒達(dá)到納米級單質(zhì)鐵具有非常強(qiáng)的反應(yīng)活性，俗稱“納米?！薄?shí)驗(yàn)室制備的辦法是：以高純氮?dú)庾鲪圩o(hù)氣，在高溫條件下用H2和FeCl2發(fā)生置換反應(yīng)，生成“納米鐵”。請回答以下咨詢題：

（1）寫出生成“納米鐵”的化學(xué)方程式____________________________________________。（2）反應(yīng)中需