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8. (2025·天津)金属及金属材料具有广泛的用途。
(1)铜能被加工成厚度仅为$7\ μ \mathrm{m}$的超薄铜箔,说明铜具有良好的
(2)炼铁的主要原理是一氧化碳与氧化铁在高温下反应,其化学方程式为
(3)将一定量的铁粉加入硝酸银和硝酸铜的混合溶液中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。向滤渣中加入稀盐酸有气泡产生,则滤渣的成分为
(4)铝镁合金是飞机制造、建筑等行业的重要材料。为测定某铝镁合金(不含其他元素)中铝的质量分数,现将$4.8\ \mathrm{g}$该合金与足量稀硫酸充分反应,生成$0.5\ \mathrm{g}$氢气。该合金中铝的质量分数为
(1)铜能被加工成厚度仅为$7\ μ \mathrm{m}$的超薄铜箔,说明铜具有良好的
延展性
(选填“延展性”或“导电性”)。(2)炼铁的主要原理是一氧化碳与氧化铁在高温下反应,其化学方程式为
$Fe_{2}O_{3} + 3CO\xlongequal{高温}2Fe + 3CO_{2}$
。(3)将一定量的铁粉加入硝酸银和硝酸铜的混合溶液中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。向滤渣中加入稀盐酸有气泡产生,则滤渣的成分为
$Ag$、$Cu$、$Fe$
(填化学式)。(4)铝镁合金是飞机制造、建筑等行业的重要材料。为测定某铝镁合金(不含其他元素)中铝的质量分数,现将$4.8\ \mathrm{g}$该合金与足量稀硫酸充分反应,生成$0.5\ \mathrm{g}$氢气。该合金中铝的质量分数为
75%
。答案
8. (1)延展性 (2)$Fe_{2}O_{3} + 3CO\xlongequal{高温}2Fe + 3CO_{2}$ (3)$Ag$、$Cu$、$Fe$ (4)75%
解析
【分析】
本题围绕金属及金属材料的性质与应用展开，分四个小问逐一分析：
1. 第一小问：金属的物理性质中，延展性体现为金属可被加工成薄片或细丝，导电性侧重传导电流，铜制成超薄铜箔是延展性的体现，据此选择。
2. 第二小问：炼铁的核心反应是一氧化碳还原氧化铁，需牢记反应物、生成物及反应条件，配平化学方程式即可。
3. 第三小问：根据金属活动性顺序$\ce{Fe＞Cu＞Ag}$，铁粉加入混合溶液时，先置换硝酸银中的银，再置换硝酸铜中的铜；向滤渣加稀盐酸有气泡，说明滤渣含能与酸反应的铁，即铁过量，因此银、铜均被完全置换，据此确定滤渣成分。
4. 第四小问：合金含镁和铝，均与稀硫酸反应生成氢气，设铝的质量为$x$，镁的质量为$4.8\ \mathrm{g}-x$，根据两者与氢气的质量关系列方程，求解铝的质量后计算其质量分数。
【解析】
(1) 金属的延展性是指金属具有可压成薄片、拉成丝的性质，铜能被加工成超薄铜箔，说明铜具有良好的延展性，故选延展性。
(2) 一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为：$\ce{Fe_{2}O_{3} + 3CO\xlongequal{高温} 2Fe + 3CO_{2}}$。
(3) 金属活动性顺序为$\ce{Fe ＞ Cu ＞ Ag}$，铁粉加入$\ce{AgNO_{3}}$和$\ce{Cu(NO_{3})_{2}}$混合溶液时，先发生反应$\ce{Fe + 2AgNO_{3} = Fe(NO_{3})_{2} + 2Ag}$，待$\ce{AgNO_{3}}$完全反应后，再发生$\ce{Fe + Cu(NO_{3})_{2} = Fe(NO_{3})_{2} + Cu}$。向滤渣中加入稀盐酸有气泡产生，说明滤渣中含有能与稀盐酸反应的铁（只有铁能与稀盐酸反应生成氢气），即铁粉过量，因此$\ce{AgNO_{3}}$和$\ce{Cu(NO_{3})_{2}}$均完全反应，滤渣成分为$\ce{Ag}$、$\ce{Cu}$、$\ce{Fe}$。
(4) 设合金中铝的质量为$x$，则镁的质量为$4.8\ \mathrm{g}-x$。
铝与稀硫酸反应生成氢气的关系：$\ce{2Al ~ 3H_{2}}$，即54份质量的铝生成6份质量的氢气，故铝生成氢气的质量为$\frac{6x}{54} = \frac{x}{9}$；
镁与稀硫酸反应生成氢气的关系：$\ce{Mg ~ H_{2}}$，即24份质量的镁生成2份质量的氢气，故镁生成氢气的质量为$\frac{2(4.8\ \mathrm{g}-x)}{24} = \frac{4.8\ \mathrm{g}-x}{12}$；
根据总氢气质量为$0.5\ \mathrm{g}$，列方程：$\frac{x}{9} + \frac{4.8\ \mathrm{g}-x}{12} = 0.5\ \mathrm{g}$，
通分后计算：$4x + 3(4.8\ \mathrm{g}-x) = 18\ \mathrm{g}$，
解得$x = 3.6\ \mathrm{g}$；
则合金中铝的质量分数为：$\frac{3.6\ \mathrm{g}}{4.8\ \mathrm{g}} × 100\% = 75\%$。
【答案】
(1) 延展性；(2) $\ce{Fe_{2}O_{3} + 3CO\xlongequal{高温} 2Fe + 3CO_{2}}$；(3) $\ce{Ag}$、$\ce{Cu}$、$\ce{Fe}$；(4) 75%
【知识点】
金属的物理性质、金属活动性顺序、化学方程式计算
【点评】
本题考查金属相关核心知识点，涵盖金属物理性质、炼铁原理、金属活动性顺序应用及化学计算，题型基础，是金属单元典型练习题，要求学生熟练掌握金属性质与相关计算方法。
【难度系数】
0.6
本题围绕金属及金属材料的性质与应用展开，分四个小问逐一分析：
1. 第一小问：金属的物理性质中，延展性体现为金属可被加工成薄片或细丝，导电性侧重传导电流，铜制成超薄铜箔是延展性的体现，据此选择。
2. 第二小问：炼铁的核心反应是一氧化碳还原氧化铁，需牢记反应物、生成物及反应条件，配平化学方程式即可。
3. 第三小问：根据金属活动性顺序$\ce{Fe＞Cu＞Ag}$，铁粉加入混合溶液时，先置换硝酸银中的银，再置换硝酸铜中的铜；向滤渣加稀盐酸有气泡，说明滤渣含能与酸反应的铁，即铁过量，因此银、铜均被完全置换，据此确定滤渣成分。
4. 第四小问：合金含镁和铝，均与稀硫酸反应生成氢气，设铝的质量为$x$，镁的质量为$4.8\ \mathrm{g}-x$，根据两者与氢气的质量关系列方程，求解铝的质量后计算其质量分数。
【解析】
(1) 金属的延展性是指金属具有可压成薄片、拉成丝的性质，铜能被加工成超薄铜箔，说明铜具有良好的延展性，故选延展性。
(2) 一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为：$\ce{Fe_{2}O_{3} + 3CO\xlongequal{高温} 2Fe + 3CO_{2}}$。
(3) 金属活动性顺序为$\ce{Fe ＞ Cu ＞ Ag}$，铁粉加入$\ce{AgNO_{3}}$和$\ce{Cu(NO_{3})_{2}}$混合溶液时，先发生反应$\ce{Fe + 2AgNO_{3} = Fe(NO_{3})_{2} + 2Ag}$，待$\ce{AgNO_{3}}$完全反应后，再发生$\ce{Fe + Cu(NO_{3})_{2} = Fe(NO_{3})_{2} + Cu}$。向滤渣中加入稀盐酸有气泡产生，说明滤渣中含有能与稀盐酸反应的铁（只有铁能与稀盐酸反应生成氢气），即铁粉过量，因此$\ce{AgNO_{3}}$和$\ce{Cu(NO_{3})_{2}}$均完全反应，滤渣成分为$\ce{Ag}$、$\ce{Cu}$、$\ce{Fe}$。
(4) 设合金中铝的质量为$x$，则镁的质量为$4.8\ \mathrm{g}-x$。
铝与稀硫酸反应生成氢气的关系：$\ce{2Al ~ 3H_{2}}$，即54份质量的铝生成6份质量的氢气，故铝生成氢气的质量为$\frac{6x}{54} = \frac{x}{9}$；
镁与稀硫酸反应生成氢气的关系：$\ce{Mg ~ H_{2}}$，即24份质量的镁生成2份质量的氢气，故镁生成氢气的质量为$\frac{2(4.8\ \mathrm{g}-x)}{24} = \frac{4.8\ \mathrm{g}-x}{12}$；
根据总氢气质量为$0.5\ \mathrm{g}$，列方程：$\frac{x}{9} + \frac{4.8\ \mathrm{g}-x}{12} = 0.5\ \mathrm{g}$，
通分后计算：$4x + 3(4.8\ \mathrm{g}-x) = 18\ \mathrm{g}$，
解得$x = 3.6\ \mathrm{g}$；
则合金中铝的质量分数为：$\frac{3.6\ \mathrm{g}}{4.8\ \mathrm{g}} × 100\% = 75\%$。
【答案】
(1) 延展性；(2) $\ce{Fe_{2}O_{3} + 3CO\xlongequal{高温} 2Fe + 3CO_{2}}$；(3) $\ce{Ag}$、$\ce{Cu}$、$\ce{Fe}$；(4) 75%
【知识点】
金属的物理性质、金属活动性顺序、化学方程式计算
【点评】
本题考查金属相关核心知识点，涵盖金属物理性质、炼铁原理、金属活动性顺序应用及化学计算，题型基础，是金属单元典型练习题，要求学生熟练掌握金属性质与相关计算方法。
【难度系数】
0.6
9. (2025·南京)金属及其化合物具有广泛的用途。
(1)南京金箔锻制技艺是国家级非物质文化遗产，金可以加工成金箔，说明金具有良好的
(2)为防止铁制品锈蚀，可将铁制品在空气中进行高温处理，使其表面形成致密的四氧化三铁薄膜。写出该反应的化学方程式：
“天宫”空间站的热防护罩使用了铌合金，一种用铌铁矿石(主要成分为$FeNb_{2}O_{6}$)制备铌(Nb)的主要工艺流程如图所示。
(3)$FeNb_{2}O_{6}$中铌元素的化合价为$+5$，则铁元素的化合价为
(4)在还原炉1中，铌铁矿粉从上方投入，而$H_{2}$从下方鼓入，其目的是
(5)在还原炉2中，$Al$与富铌铁渣中的$Nb_{2}O_{5}$在高温下发生置换反应，写出该反应的化学方程式：
(6)铜和铁是人类很早就开始使用的金属。现有铁丝、铜丝、硫酸铜溶液和稀硫酸，请从中选择合适的试剂，设计实验比较铁、铜的金属活动性并完成实验报告。
(1)南京金箔锻制技艺是国家级非物质文化遗产，金可以加工成金箔，说明金具有良好的
延展
性。(2)为防止铁制品锈蚀，可将铁制品在空气中进行高温处理，使其表面形成致密的四氧化三铁薄膜。写出该反应的化学方程式：
$3Fe + 2O_{2}\xlongequal{高温}Fe_{3}O_{4}$
。“天宫”空间站的热防护罩使用了铌合金，一种用铌铁矿石(主要成分为$FeNb_{2}O_{6}$)制备铌(Nb)的主要工艺流程如图所示。
(3)$FeNb_{2}O_{6}$中铌元素的化合价为$+5$，则铁元素的化合价为
$+2$
。(4)在还原炉1中，铌铁矿粉从上方投入，而$H_{2}$从下方鼓入，其目的是
增大氢气与铌铁矿粉的接触面积,使反应更快、更充分
。(5)在还原炉2中，$Al$与富铌铁渣中的$Nb_{2}O_{5}$在高温下发生置换反应，写出该反应的化学方程式：
$10Al + 3Nb_{2}O_{5}\xlongequal{高温}6Nb + 5Al_{2}O_{3}$
。(6)铜和铁是人类很早就开始使用的金属。现有铁丝、铜丝、硫酸铜溶液和稀硫酸，请从中选择合适的试剂，设计实验比较铁、铜的金属活动性并完成实验报告。
答案
9. (1)延展 (2)$3Fe + 2O_{2}\xlongequal{高温}Fe_{3}O_{4}$ (3)$+2$ (4)增大氢气与铌铁矿粉的接触面积,使反应更快、更充分 (5)$10Al + 3Nb_{2}O_{5}\xlongequal{高温}6Nb + 5Al_{2}O_{3}$ (6)取少量硫酸铜溶液于试管中,插入用砂纸打磨过的铁丝(或分别取少量稀硫酸于2支试管中,分别插入用砂纸打磨过的铁丝和铜丝) 铁丝表面有红色固体析出,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色(或铁丝表面有气泡产生,溶液由无色逐渐变为浅绿色,铜丝表面没有气泡产生)
解析
【分析】
本题围绕金属及其化合物的性质与应用展开，共6个小问，解题思路如下：
1. 第(1)问：根据金属的物理特性，能加工成薄片的性质对应延展性，直接作答；
2. 第(2)问：铁在高温下与氧气反应生成四氧化三铁，按“反应物、生成物、反应条件”书写并配平化学方程式；
3. 第(3)问：利用化合物中正负化合价代数和为0的规则，结合已知元素化合价计算铁元素化合价；
4. 第(4)问：化工生产中，固体从上方投入、气体从下方鼓入，可实现逆流接触，目的是增大反应物接触面积，提升反应效率；
5. 第(5)问：置换反应是单质与化合物生成新单质和新化合物，根据反应物、生成物及反应条件配平化学方程式；
6. 第(6)问：比较金属活动性，可利用“活泼金属置换不活泼金属的盐溶液中的金属”或“活泼金属与稀酸反应、不活泼金属不反应”的规律，选择试剂设计实验，描述步骤与现象。
【解析】
(1) 金属具有延展性，可加工成金箔，故填延展；
(2) 铁在高温下与氧气反应生成四氧化三铁，化学方程式为：$3Fe + 2O_{2}\xlongequal{高温}Fe_{3}O_{4}$；
(3) 设$FeNb_{2}O_{6}$中Fe的化合价为$x$，已知Nb为+5，O为-2，根据化合物中正负化合价代数和为0：$x + 2×(+5) + 6×(-2) = 0$，解得$x=+2$，故填+2；
(4) 铌铁矿粉从上方投入、$H_{2}$从下方鼓入，可使固体与气体逆流接触，增大反应物接触面积，让反应更快、更充分，故填增大氢气与铌铁矿粉的接触面积，使反应更快、更充分；
(5) Al与$Nb_{2}O_{5}$在高温下发生置换反应，生成Nb和$Al_{2}O_{3}$，配平后化学方程式为：$10Al + 3Nb_{2}O_{5}\xlongequal{高温}6Nb + 5Al_{2}O_{3}$；
(6) 方案一：取少量硫酸铜溶液于试管中，插入用砂纸打磨过的铁丝，观察到铁丝表面有红色固体析出，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色，说明铁的活动性强于铜；方案二：取少量稀硫酸于两支试管中，分别插入用砂纸打磨过的铁丝和铜丝，观察到铁丝表面有气泡产生，溶液由无色逐渐变为浅绿色，铜丝表面无气泡，说明铁的活动性强于铜。
【答案】
(1) 延展
(2) $3Fe + 2O_{2}\xlongequal{高温}Fe_{3}O_{4}$
(3) $+2$
(4) 增大氢气与铌铁矿粉的接触面积，使反应更快、更充分
(5) $10Al + 3Nb_{2}O_{5}\xlongequal{高温}6Nb + 5Al_{2}O_{3}$
(6) 取少量硫酸铜溶液于试管中，插入用砂纸打磨过的铁丝，铁丝表面有红色固体析出，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色（或取少量稀硫酸于2支试管中，分别插入用砂纸打磨过的铁丝和铜丝，铁丝表面有气泡产生，溶液由无色逐渐变为浅绿色，铜丝表面没有气泡产生）
【知识点】
金属的性质、化合价计算、金属活动性探究
【点评】
本题是金属及其化合物的综合基础题，涵盖金属核心性质、化合价规则、化学方程式书写、化工反应原理及金属活动性验证，考查学生对金属相关知识点的基础应用能力，题型常规，注重对核心考点的落实。
【难度系数】
0.7
本题围绕金属及其化合物的性质与应用展开，共6个小问，解题思路如下：
1. 第(1)问：根据金属的物理特性，能加工成薄片的性质对应延展性，直接作答；
2. 第(2)问：铁在高温下与氧气反应生成四氧化三铁，按“反应物、生成物、反应条件”书写并配平化学方程式；
3. 第(3)问：利用化合物中正负化合价代数和为0的规则，结合已知元素化合价计算铁元素化合价；
4. 第(4)问：化工生产中，固体从上方投入、气体从下方鼓入，可实现逆流接触，目的是增大反应物接触面积，提升反应效率；
5. 第(5)问：置换反应是单质与化合物生成新单质和新化合物，根据反应物、生成物及反应条件配平化学方程式；
6. 第(6)问：比较金属活动性，可利用“活泼金属置换不活泼金属的盐溶液中的金属”或“活泼金属与稀酸反应、不活泼金属不反应”的规律，选择试剂设计实验，描述步骤与现象。
【解析】
(1) 金属具有延展性，可加工成金箔，故填延展；
(2) 铁在高温下与氧气反应生成四氧化三铁，化学方程式为：$3Fe + 2O_{2}\xlongequal{高温}Fe_{3}O_{4}$；
(3) 设$FeNb_{2}O_{6}$中Fe的化合价为$x$，已知Nb为+5，O为-2，根据化合物中正负化合价代数和为0：$x + 2×(+5) + 6×(-2) = 0$，解得$x=+2$，故填+2；
(4) 铌铁矿粉从上方投入、$H_{2}$从下方鼓入，可使固体与气体逆流接触，增大反应物接触面积，让反应更快、更充分，故填增大氢气与铌铁矿粉的接触面积，使反应更快、更充分；
(5) Al与$Nb_{2}O_{5}$在高温下发生置换反应，生成Nb和$Al_{2}O_{3}$，配平后化学方程式为：$10Al + 3Nb_{2}O_{5}\xlongequal{高温}6Nb + 5Al_{2}O_{3}$；
(6) 方案一：取少量硫酸铜溶液于试管中，插入用砂纸打磨过的铁丝，观察到铁丝表面有红色固体析出，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色，说明铁的活动性强于铜；方案二：取少量稀硫酸于两支试管中，分别插入用砂纸打磨过的铁丝和铜丝，观察到铁丝表面有气泡产生，溶液由无色逐渐变为浅绿色，铜丝表面无气泡，说明铁的活动性强于铜。
【答案】
(1) 延展
(2) $3Fe + 2O_{2}\xlongequal{高温}Fe_{3}O_{4}$
(3) $+2$
(4) 增大氢气与铌铁矿粉的接触面积，使反应更快、更充分
(5) $10Al + 3Nb_{2}O_{5}\xlongequal{高温}6Nb + 5Al_{2}O_{3}$
(6) 取少量硫酸铜溶液于试管中，插入用砂纸打磨过的铁丝，铁丝表面有红色固体析出，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色（或取少量稀硫酸于2支试管中，分别插入用砂纸打磨过的铁丝和铜丝，铁丝表面有气泡产生，溶液由无色逐渐变为浅绿色，铜丝表面没有气泡产生）
【知识点】
金属的性质、化合价计算、金属活动性探究
【点评】
本题是金属及其化合物的综合基础题，涵盖金属核心性质、化合价规则、化学方程式书写、化工反应原理及金属活动性验证，考查学生对金属相关知识点的基础应用能力，题型常规，注重对核心考点的落实。
【难度系数】
0.7
