第八单元 金属和金属材料（讲义）-【上好课】2025年中考化学一轮复习讲练测（湖南专用）

第八单元 金属和金属材料 01考情透视·目标导航 02知识导图·思维引航 03知识建构·考法探究 考点一 金属材料 考点突破 题型精研 ►考向01 金属材料 ►考向02 合金 考点二 金属的化学性质 考点突破 题型精研 ►考向01 金属与稀酸的反应 ►考向02 金属与盐溶液的反应 考点三 金属活动顺序 考点突破 题型精研 ►考向01 金属活动性顺序应用 ►考向02 金属活动性顺序实验探究 考点四 金属的冶炼 考点突破 题型精研 ►考向01 实验室模拟工业炼铁实验 ►考向02 金属的冶炼 考点五 金属资源保护 考点突破 实验 铁制品锈蚀的条件的探究 题型精研 ►考向01 铁锈蚀的条件及探究 ►考向02 金属资源的保护 04分层训练·巩固提升 基础巩固 能力提升 跨学科实践活动 垃圾的分类与回收利用 考点要求 课标要求 命题预测 金属材料 · 了解金属材料发展史。 · 认识金属的物理共性个特性。 · 掌握合金的概念和特征 金属的共性与个性、合金的特征、置换反应的判断、金属资源的保护等考点常以选择题的形式进行考查，考查的命题点有：金属的颜色、金属之最、合金的特点、金属锈蚀条件、保护金属资源的方法等。常结合常见生活中现象、工农业生产、科学实验等以文字或图片结合的形式呈现。 金属活动顺序的探究、钢铁锈蚀的条件等知识点常以填空题的形式进行考查。 金属的化学性质、金属活动顺序的探究、钢铁锈蚀的条件、金属与混合盐溶液反应后的溶质成分和滤渣成分的分析考点还可能以实验题、的形式进行考查。考查的命题点有：实验步骤、仪器的使用、误差分析。常以化学实验或科学探究的形式出现。 金属的化学性质 · 掌握金属常见的化学性质。 · 掌握金属反应规律。 · 知道反应条件会影响反应产物。 置换反应 · 了解置换反应的几种类型。 · 掌握置换反应概念和特点。 金属活动顺序 · 熟记金属活动顺序表 · 掌握金属活动顺序的应用 · 能对一些常见金属进行活动顺序探究 金属的冶炼 · 知道一些金属矿物质及其主要成分 · 掌握生铁冶炼的原理、设备及原料 · 掌握实验室模拟工业炼铁的实验 金属资源的保护 · 知道金属锈蚀的形成的条件 · 了解防锈的措施 · 知道一些保护金属资源的方法 考点一 金属材料 一、金属材料 1.金属材料： 包括纯金属(纯净物)和合金(混合物)。 2.金属物理性质： （1）共性：常温下为固体，有金属光泽，大多数金属具有优良的导电性、导热性，有延展性。 （2）特性： ①多数金属呈银白色,而铜呈紫红色,金呈黄色。 ②常温下,多数金属是固体,而汞是液体。 ③各种金属的硬度、密度、熔点、导电性、导热性等物理性质差别较大。 ④有些金属处于粉末状态时，就会呈现不同的颜色；例如，粉末状的铁粉和银粉都是呈黑色的，这主要是由于颗粒太小，光不容易反射。 2.金属材料的发展 （1）青铜器(商代)→铁器(春秋战国)→铝(100多年前)→钛和钛合金(21世纪重要的金属材料)。 （2）目前世界上年产量居前三位的金属依次是铁、铝、铜。 4.金属的使用 （1）主要因素:性质决定用途。 （2）其他因素:价格、资源、是否美观、使用是否便利以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。 （3）生活中的金属： 干电池外皮→锌/锰； “银粉”→铝；水银温度计→汞； “锡箔”纸→铝或锡； 保温瓶内胆→银 5.金属之最： （1）铝：地壳中含量最多的金属元素 （2）钙：人体中含量最多的金属元素 （3）铁：目前世界年产量最多的金属（铁>铝>铜） （4）银：导电、导热性最好的金属（银>铜>金>铝） （5）铬：硬度最高的金属 （6）钨：熔点最高的金属 （7）汞：熔点最低的金属 （8）锇：密度最大的金属 （9）锂：密度最小的金属 二、合金 1.概念：在金属中加热融合某些金属或非金属，制得具有金属特征的合金。 ①合金是混合物 ②形成合金的过程是物理变化 ③合金各成分的化学性质不变 2.合金的优点： 合金和组成其的纯金属相比较，硬度一般更大，熔点一般更低，抗腐蚀性更好 3.合金与纯金属的硬度比较方法： 几种重要的合金 合金 铁的合金 铜合金 焊锡 钛和钛合金 形状记忆合金 生铁 钢 黄铜 青铜 成分 含碳量 2%～4.3% 含碳量 0.03%～2% 铜锌 铜锡 铅锡合金 钛镍合金 备注 铁的合金主要含Fe、C， 区别主要是含碳量不同 紫铜是纯铜 熔点低 焊接金属 与人体有很好的 相容性， 可用于制造人造骨 具有形状记忆效应用于制成人造卫星天线 【点拨】 1.合金中一定有金属存在,但不一定都是金属与金属熔合而成,还有可能是金属与非金属,例如:生铁、钢就是铁的合金,其中含有碳元素。 2.合金中各成分是均匀熔合在一起的,在金属表面镀上一层其他金属,不属于合金。 3.合金的各种成分均以单质形式存在。 4.钢的淬火和回火 ①淬火 操作过程：取两根缝衣钢针，用镊子夹住放在火焰上烧至红热后，立即放入冷水中。 淬火结果：经过淬火后的钢，其硬度和耐磨性增强，塑性和和韧性降低。 ②回火: 操作过程：用镊子夹住另一根淬火后的钢针，放在火焰上微热片刻(不要使钢针烧红)，然后放在空气中(最好放在炉灰中)待其自然冷却。 回火结果：钢针恢复其塑性和和韧性。 （一）误认为合金就是金属单质的熔合。 合金中一定有金属存在,但不一定都是金属与金属熔合而成,还有可能是金属与非金属,例如:生铁、钢就是铁的合金,其中含有碳元素。 （二）误认为合金的熔合过程是化学变化。 合金形成过程中，几种成分是熔合在一起的，发生的是物理变化，不是化学变化。 （三）误认为在金属表面电镀一层其它金属就是合金。 合金中各成分是均匀熔合在一起的,在金属表面镀上一层其他金属,不属于合金。 考向01 金属材料 【例1】（2024·湖南省卷）下列制作灯笼的材料中，属于金属材料的是 A．胶水 B．铁丝 C．彩纸 D．蜡烛 【答案】B 【解析】A、胶水属于合成材料，故A不符合题意； B、铁丝属于金属材料，故B符合题意； C、彩纸属于天然材料，故C不符合题意； D、蜡烛属于有机材料，故D不符合题意。 故选：B。 举一反三 1．（2024·湖南长沙·一模）2023年5月28日，国产大型客机首次商业载客飞行成功，在制造过程中使用了铝锂合金、钛合金、超高强度钢等大量金属材料。下列有关金属材料的说法正确的是 A．钢铁表面刷油漆可以有效防止生锈 B．钢的含碳量比生铁的含碳量高 C．黄铜的硬度比纯铜的小 D．铝的化学性质比铁活泼，故更易锈蚀 【答案】A 【解析】A、铁在潮湿的空气中容易生锈，钢铁表面刷油漆，能隔绝氧气和水，可以防止钢铁生锈，故A正确； B、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，生铁的含碳量比钢的含碳量高，故B错误； C、合金的硬度大于其组成的金属，黄铜（合金）的硬度比纯铜的大 ，故C错误； D、铝制品不易腐蚀，是因为铝在空气中能与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，阻止内部的铝进一步被氧化，因此铝制品抗腐蚀性强，故D错误。 故选：A。 2．（2024·湖南长沙市长郡教育集团二模）金属与金属材料在人类文明进步和社会发展中起着至关重要的作用。下列有关金属材料的说法中，正确的是 A．金属在常温下都是固体 B．“真金不怕火炼”说明金的熔点高 C．金属元素在自然界均以化合物形式存在 D．铝制品不易被锈蚀是因为铝与氧气反应表面形成一层致密的氧化膜 【答案】D 【解析】A、金属在常温下不都是固体，如汞在常温下是液体，故选项说法错误； B、“真金不怕火炼”意思是金即使在高温时也不与氧气反应，说明金的化学性质不活泼，故选项说法错误； C、金属元素在自然界不是均以化合物形式存在，少数很不活泼的金属(如金、银等)能以单质形式存在，故选项说法错误； D、铝制品不易被锈蚀，是因为铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化，故选项说法正确。 故选D。 考向02 合金 【例2】（2023·湖南长沙）2023 年我国自主研制的大型灭火、水上救援水陆两栖飞机“鲲龙”已成功首飞，制造该飞机使用了铝锂合金等多种合金。下列有关铝锂合金的说法正确的是（ ） A．铝锂合金的熔点比纯铝更高 B．铝锂合金的抗腐蚀性能非常差 C．铝锂合金是混合物 D．铝锂合金的硬度比纯铝小 【答案】C 【解析】A、一般合金的熔点低于其组成金属的熔点，则铝锂合金的熔点比纯铝低，不符合题意； B、一般合金的抗腐蚀性比其成分金属更强，因此铝锂合金的抗腐蚀性能非常强，不符合题意； C、铝锂合金是由铝、镁等多种物质组成，属于混合物，符合题意； D、一般合金的硬度大于其组成的金属的硬度，则铝锂合金的硬度比纯铝大，不符合题意； 故选C。 举一反三 1．（2024·湖南长沙·一模）《吕氏春秋》记载“金（即铜单质）柔锡（即锡单质）柔，合两柔则刚（即坚硬）”。这句话说明合金具有的特性是（　　） A．合金的熔点一般比其组分低 B．合金的硬度一般比其组分大 C．合金的抗腐蚀性一般比其组分强 D．合金的耐磨性一般比其组分好 【答案】B 【解析】合金与其组分相比：硬度大、熔点低、抗腐蚀性增强，“金（即铜单质）柔锡（即锡单质）柔，合两柔则刚（即坚硬）”这里说的是合金的硬度大。 故选B。 2．（2024·湖南长沙·一模）2023年5月28日，国产大型客机首次商业载客飞行成功，在制造过程中使用了铝锂合金、钛合金、超高强度钢等大量金属材料。下列有关金属材料的说法正确的是 A．钢铁表面刷油漆可以有效防止生锈 B．钢的含碳量比生铁的含碳量高 C．黄铜的硬度比纯铜的小 D．铝的化学性质比铁活泼，故更易锈蚀 【答案】A 【解析】A、铁在潮湿的空气中容易生锈，钢铁表面刷油漆，能隔绝氧气和水，可以防止钢铁生锈，故A正确； B、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，生铁的含碳量比钢的含碳量高，故B错误； C、合金的硬度大于其组成的金属，黄铜（合金）的硬度比纯铜的大 ，故C错误； D、铝制品不易腐蚀，是因为铝在空气中能与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，阻止内部的铝进一步被氧化，因此铝制品抗腐蚀性强，故D错误。 故选：A。 考点二 金属的化学性质 一、与氧气反应： 反应条件 金属 现象 化学方程式 常温 镁 打磨过的镁带在空气中表面逐渐变暗;在空气中点燃剧烈燃烧,发出耀眼的白光，生成白色固体 点燃时: 2Mg+O22MgO 铝 打磨过的铝在空气中表面会逐渐变暗,生成一层致密的氧化膜 常温下：4Al+3O2=2Al2O3 点燃或加热 铁 在氧气中点燃,剧烈燃烧，火星四射,放出大量的热，生成黑色固体。 在氧气中点燃: 3Fe+2O2Fe3O4 铜 在空气中加热表面变为黑色 在空气中加热: 2Cu+O22CuO 高温 金 在空气中加热不变色 铝具有很好的抗腐蚀性能原因：铝与空气中氧气反应，表面生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化。 二、与稀盐酸、稀硫酸反应： 1.反应规律： 金属＋酸→盐＋H2↑ 2.注意事项： 实验前用砂纸打磨金属，除去镁、铁等金属表面的氧化膜，便于金属与酸接触反应。 金属 现象 反应的化学方程式 稀盐酸 稀硫酸 镁 反应剧烈，产生大量气泡 Mg+2HCl=MgCl2+H2↑ Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑ 锌 反应比较剧烈，产生少量气泡 Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑ Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 铁 反应缓慢，有少量气泡产生，溶液由无色变为浅绿色 Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ 金属与酸反应生成氢气问题的分析方法 1.等质氢图H2质量/g t/s Zn Fe 两种金属分别与酸反应,产生的氢气质量相同,此图反映两种情况: （1）酸不足,金属过量,产生的氢气质量由酸的质量决定。 （2）酸足量,投放的两种金属分别与酸反应产生氢气的质量恰好相同,如 6.5g锌和5.6g铁分别投入足量的盐酸中,反应产生的氢气质量相同。 2.等质等价金属图 如等质量的镁、铁、锌分别与足量的酸反应,生成的金属离子都H2质量/g t/s Zn Fe Mg 带2个单位的正电荷,产生氢气的速率和质量不同。此图反映出: （1）金属越活泼,图示中反应物的线越陡,如Mg线比Zn 线陡、Zn 线比Fe线陡,说明金属活动性Mg> Zn>Fe。 （2）金属的相对原子质量越小,等质量时与足量酸反应产生的氢气 越多,曲线的拐点越高,因此,相对原子质量Zn>Fe>Mg。 可简单概括为:越陡越活,越高越小。 3.等质不等价金属图H2质量/g t/s Zn Mg Al 如等质量的铝、镁、锌分别与足量酸反应,生成的化合物中金属 元素的化合价分别为+3、+2、+2价，此图反映出等质不等价金 属与酸反应不仅产生氢气的速率不同,而且产生氢气的质量与金 属元素化合价有关。可用下式计算氢气质量: m(H2)＝ 三、金属与某些盐反应： 反应规律： 金属＋盐→新盐＋新金属 实验 铁钉+硫酸铜溶液 铝丝+硫酸铜溶液 铜丝+硝酸银溶液 现象 铁表面有红色固体产生，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色。 铝表面有红色固体产生， 溶液由蓝色逐渐变为无色。 铜表面有银白色固体产生， 溶液由无色逐渐变为蓝色。 化学方程式 Fe+CuSO4 =Cu+FeSO4 2Al+3CuSO4 =Al2(SO4)3 +3Cu Cu+2AgNO3 =2Ag+Cu(NO3)2 活动性比较 铁>铜 铝＞铜 铜＞银 【点拨】 ①单质铁与稀盐酸和稀硫酸反应，均生成亚铁盐； ②现象的描述重点：金属表面生成固体的颜色，溶液颜色的变化。 金属与与混合盐溶液的反应后的溶液和滤渣成分分析 方法一：定量分析法 如将铁粉加入到硝酸铜和硝酸银的混合溶液中。 第一步：将题目中涉及的金属，按照金属的活动性由强到弱的顺序排列：如Fe、Cu、Ag。 第二步：根据金属活动性由弱到强依次加入盐溶液中的金属，其顺序为Ag、Cu、Fe。 第三步：根据加入金属的量分析，如下表： 情况 反应情况 滤液 滤渣 ①加入极少量的Fe 部分AgNO3反应 Fe2＋、Cu2＋、Ag＋ Ag ②加入少量的Fe AgNO3恰好反应 Fe2＋、Cu2＋ Ag ③加入较少量的Fe 部分Cu(NO3)2反应 Fe2＋、Cu2＋ Cu、Ag ④加入适量的Fe Cu(NO3)2恰好反应 Fe2＋ Cu、Ag ⑤加入过量的Fe 无反应 Fe2＋ Fe、Cu、Ag 方法二：优先法 判断反应发生的先后顺序的依据：远距离先置换，即金属活动性相差越大(或位置距离越远)，反应优先发生。 1. 将铁粉加入到一定量的硝酸铜和硝酸银的混合溶液中 先：Fe＋2AgNO3＝Fe(NO3)2＋2Ag 后：Fe＋Cu(NO3)2＝Fe(NO3)2＋Cu 反应情况 滤液成分 滤渣成分 ① Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3 Ag ② Fe(NO3)2、Cu(NO3)2 Ag ③ Fe(NO3)2、Cu(NO3)2 Ag、Cu ④ Fe(NO3)2 Ag、Cu ⑤ Fe(NO3)2 Ag、Cu、Fe 2. 将硝酸银溶液加入到一定量铁和铜的混合物中 先：Fe＋2AgNO3 === Fe(NO3)2＋2Ag 后：Cu＋2AgNO3 === Cu(NO3)2＋2Ag 反应情况 滤液成分 滤渣成分 ① Fe(NO3)2 Fe、Cu、Ag ② Fe(NO3)2 Cu、Ag ③ Fe(NO3)2、Cu(NO3)2 Cu、Ag ④ Fe(NO3)2、Cu(NO3)2 Ag ⑤ Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3 Ag 考向01 金属与稀酸的反应 【例1】（2022·湖南张家界）金和黄铜（铜锌合金）是生活中常见的物质，下列试剂或方法不能将其区分的是（　　） A．稀硫酸 B．硝酸银溶液 C．观察颜色 D．灼烧 【答案】C 【解析】A、加入稀硫酸时，黄铜中的锌能与稀硫酸反应生成氢气，黄金不能与稀硫酸反应，故能够产生气泡的是黄铜，无明显现象的是黄金，能将其区分，不符合题意； B、加入硝酸银溶液时，黄铜中的锌和铜能与硝酸银溶液反应生成银单质，黄金不能与硝酸银溶液反应，故能够产生银白色固体的是黄铜，无明显现象的是黄金，能将其区分，不符合题意； C、真黄金和假黄金颜色相同，不能将其区分，符合题意； D、假黄金灼烧会变黑，因为铜与空气中的氧气反应生成黑色的氧化铜，真黄金不会，可以鉴别，不符合题意。 故选：C。 举一反三 1．（2024·湖南邵阳·一模）下列物质中，能由金属单质和盐酸直接反应制得的是 A．AgCl B．FeCl3 C．AlCl3 D．CuCl2 【答案】C 【解析】A.在金属活动性中，银排在氢的后面，所以氯化银不能用稀盐酸和银反应制得； B.在金属活动性顺序中，铁排在氢前，能与稀盐酸反应，生成氯化亚铁，不能生成氯化铁，所以氯化铁不能由铁与稀盐酸反应制得； C.在金属活动性顺序中，铝排在氢前，能与稀盐酸反应生成氯化铝和氢气； D.在金属活动性顺序中，铜排在氢后面，不与稀盐酸反应，所以氯化铜不能由铜和稀盐酸反应制得； 故选C。 2．将大小、形状相同的Mg、Zn、Fe、Cu四种金属同时投入盐酸中，下列结论不正确的是( ) 金属与盐酸反应 A.铜不能与盐酸发生反应 B.四种金属中与盐酸反应最剧烈的是Mg C.相等质量的锌和铁分别与足量盐酸反应，生成 H2的质量：Zn>Fe D.如果把盐酸换成稀硫酸，实验现象相同 【答案】C 【解析】相等质量的锌和铁分别与足量盐酸反应，金属反应完全，生成H2的质量：Zn<Fe。 考向02 金属与盐溶液的反应 【例2】（2023·湖南衡阳）向和的混合溶液中加入一定量的锌粉，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。下列说法正确的是（ ） A．若滤液为蓝色，则滤渣中一定含有Cu和Zn B．若滤液不为蓝色，则滤液中可能不含 C．若往滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生，则滤渣中一定含有Mg D．所得滤液的质量一定比原溶液的质量大 【答案】D 【分析】由金属活动性顺序Mg＞Zn＞Cu可知，向MgCl2和CuCl2的混合溶液中加入一定量的锌粉，锌和氯化铜反应生成氯化锌和铜，和氯化镁不反应； 【解析】A、若滤液为蓝色，说明滤液中含有CuCl2，则滤渣中一定含有Cu，一定不含Zn，故选项A说法错误； B、若滤液不为蓝色，则滤液中一定不含CuCl2，故选项B说法错误； C、若往滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生，则滤渣中一定含有Zn，不含Mg，故选项C说法错误； D、锌和氯化铜反应生成氯化锌和铜，，所得滤液的质量一定比原溶液的质量大，故选项D说法正确； 故选：D。 举一反三 1．（2024·湖南湘西·一模）下列反应发生后，溶液的总质量会减少的是 A．Fe+H2SO4 B．Fe+AgNO3 C．Al+HCl D．Zn+CuSO4 【答案】B 【解析】A、Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑每56份质量的铁置换出2份质量的氢气，置换出来的氢气的质量反应小于参加反应的铁的质量，故反应后溶液质量增加； B、Fe+2AgNO3=Fe（NO3）2+2Ag每56份质量的铁置换出216份质量的银，置换出来的银的质量大于参加反应的铁的质量，故反应后溶液质量减小； C、2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑每54份质量的铝置换出6份质量的氢气，置换出来的氢气的质量反应小于参加反应的铝的质量，故反应后溶液质量增加； D、Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu每65份质量的锌置换出64份质量的铜，置换出来的铜的质量反应小于参加反应的锌的质量，故反应后溶液质量增加； 故选B。 2．（2024·陕西）化学课堂上，老师为同学们演示了如下图所示的实验。 （1）铜丝插入溶液一段时间后，观察到的两个现象分别是 ，发生反应的化学方程式是 。 （2）铝丝表面析出红色固体时，试管内溶液中的溶质一定有 。 【答案】（1）铜丝表面出现银白色固体，溶液由无色变成蓝色 （2）硝酸铝 【解析】（1）铜和硝酸银反应生成银和硝酸铜，反应的现象为：铜丝表面出现银白色固体，溶液由无色变成蓝色；反应的化学方程式是：； （2）铝丝表面析出红色固体时，是因为铝和硝酸铜反应生成了铜和硝酸铝，所以试管内溶液中的溶质一定有硝酸铝。 考点三 置换反应 一、定 义： 由一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质与另一种化合物的反应 二、表达式： A+BC→AC+B 三、置换反应类型： ①金属+酸→金属化合物+H2 ②金属+金属化合物→另一金属+另一金属化合物 ③C+金属氧化物→金属单质+CO2 ④H2+金属氧化物→金属单质+H2O 【点拨】CO+金属氧化物→金属单质+CO2 该反应不属于基本反应 分析金属与溶液反应(或固体)质量的变化方法 （1）金属与酸反应后金属质量减少，溶液质量增加。 如Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H2↑ 65g 2g 溶液质量增加65g-2g=63g （2）对于在盐中呈相同价态的两种金属,金属与另一种金属的盐溶液反应后的质量变化分两种情况。 ①单质金属的相对原子质量<盐中金属的相对原子质量。 如：Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu 56g 64g 溶液质量减轻64g-56g=8g ②单质金属的相对原子质量>盐中金属的相对原子质量。 如：Zn+CuSO4＝ZnSO4+Cu 65g 64g 溶液质量减轻65g-64g=1g 考向01 置换反应的判断 【例1】（2022·湖南益阳）金属发现与使用的历史，体现了人们对其性质的认识和科技发展的水平。 （1）我国早在春秋战国时期就开始使用铁器。铁制品长期暴露在空气中会发生锈蚀，原因是铁与空气中的水和 _____反应生成铁锈（主要成分是Fe2O3•xH2O），Fe2O3中铁元素的化合价是 _____； （2）西汉时期，我国首开“湿法炼铜”之先河，其原理是Fe和CuSO4溶液的反应。写出该反应的化学方程式 ________________________，该反应的基本类型是____________。 【答案】（1） 氧气/O2 +3 （2） 置换反应 【解析】（1）铁制品长期暴露在空气中会发生锈蚀，原因是铁与空气中的水和氧气发生了反应生成了铁锈； 氧化铁中氧元素显-2价，设铁元素的化合价为x，根据化合物中，正、负化合价的代数和为零，可得：2x+（-2）×3=0，x=+3； （2）铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，该反应的化学方程式为：； 该反应符合“一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物”的反应，属于置换反应。 举一反三 1．生产单质硅过程中的一个重要反应为SiO2+2CSi+2CO↑，该反应的基本类型是（ ） A．化合反应 B．分解反应 C．置换反应 D．氧化反应 【答案】C 【解析】由化学方程式可知，该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，属于置换反应； 故选C。 2．（2023·江苏镇江）金属R与Hg（NO3）2溶液反应的化学方程式为R+Hg（NO3）2=R（NO3）2+Hg，下列说法中不正确的是（ ） A．R可能是铝 B．该反应为置换反应 C．R的金属活动性比Hg强 D．在金属活动性顺序表中，R不一定排在氢前面 【答案】A 【解析】A、由R+Hg（NO3）2=R（NO3）2+Hg可知，R的金属活动性比汞强；由R（NO3）2，硝酸根显﹣1价，则R元素的化合价为+2价，铝元素在化合物显+3价，R不可能是铝，说法错误； B、该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，属于置换反应，说法正确； C、由R+Hg（NO3）2=R（NO3）2+Hg可知，R的金属活动性比汞强，说法正确； D、R的金属活动性比汞强，在金属活动性顺序表中，R不一定排在氢前面，如可能是铜，说法正确。 故选A。 考向02 金属反应相关的图像分析 【例2】（2023·湖南益阳）数字化实验利用传感器能准确地测定实验过程的相关数据。下图是某同学将少量锌粒放入盛有过量稀硫酸的恒容密闭容器中，用压强传感器测得容器内气体压强与反应时间的变化曲线。据图回答下列问题： （1）AB段发生反应的化学方程式为_____________________________。 （2）C点表示的溶液中含有的溶质有_________(填化学式)。 【答案】（1） （2）ZnSO4、H2SO4 【解析】（1）AB段装置内压强增大，反生的反应为锌和稀硫酸生成硫酸锌和氢气，反应的化学方程式为；故填：。 （2）由图可知，B点时压强最大，说明锌和稀硫酸反应结束，气体总量不再变化，BC段压强略减小，是因为锌和稀硫酸反应放热，反应结束后容器内温度逐渐恢复到室温，压强减小，C点表示的溶液中含有的溶质有ZnSO4、H2SO4；故填：ZnSO4、H2SO4。 举一反三 1．现将等质量且形状相同的甲、乙、丙三种金属，分别放入三份溶质质量分数相同的足量稀硫酸中，产生氢气的质量随反应时间的关系如图所示（已知甲、乙、丙在生成物中化合价均为）。下列说法不正确的是 A．相对原子质量：甲乙丙 B．金属活动性：乙丙甲 C．消耗硫酸的质量：甲乙丙 D．甲、乙、丙可能分别是镁、铁、锌 【答案】C 【解析】A、等质量的金属与足量的稀硫酸反应且生成物中金属元素均为+2价时，产生氢气的质量与金属的相对原子质量成反比，结合图像可知，相对原子质量由大到小的顺序为丙＞乙＞甲，故该项正确； B、金属越活泼，与酸反应产生气体速率越快，单位时间内产生的气体越多，结合图像可知，金属活泼性为甲＞丙＞乙，故该项正确； C、金属与酸反应生成氢气时，氢气来源于酸中的氢元素，所以生成的氢气与消耗的酸的量呈正比，因此消耗酸的质量为甲＞乙＞丙，故该项错误； D、由金属的活泼性：甲＞丙＞乙，及相对原子质量：丙＞乙＞甲，镁、铁、锌的相对原子质量分别为24、56、65，且金属活动性顺序为镁＞锌＞铁，故可知甲、乙、丙可能是镁、铁、锌，故该项正确； 故选C。 2．用某金属颗粒与足量的稀盐酸反应，如生成氢气的质量(以纵坐标表示，单位：g)与所用金属的量(以横坐标表示，单位：g)之间的关系如图所示，该金属颗粒可能是 A．纯净的锌 B．纯净的铁 C．含有不与酸反应的杂质的铁 D．含有不与酸反应的杂质的锌 【答案】C 【分析】金属与酸反应的条件：在金属活动性顺序表里排在氢前面的金属能置换酸中的氢（除去活动性太强的K、Ca、Na），根据生成氢气的质量（以纵坐标表示，单位：g）与所用金属的质量（以横坐标表示，单位：g）之间的关系图，可知当生成氢气0.2g时，消耗的金属质量为6g。 【解析】A、纯净的锌与盐酸反应生成氯化锌和氢气，则有：，即要生成0.2g氢气，需要纯锌的质量应该为6.5g，故A错误，不符合题意； B、纯净的铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，则有：，即要生成0.2g氢气，需要纯铁的质量应该为5.6g，故B错误，不符合题意； C、要生成0.2g氢气，需要纯铁的质量应该为5.6g，故可以含有0.4g不与酸反应的杂质，那么6g含有不与酸反应的杂质的铁，可能生成0.2g氢气，故C正确，符合题意； D、要生成0.2g氢气，需要锌的质量应该为6.5g，若含有不与酸反应的杂质，那么6g金属就更不可能生成0.2g氢气了，故D错误，不符合题意； 故选C。 3．将一小块未打磨的铝片放入试管内，加入一定量的稀盐酸，测得产生氢气的速率随时间的变化如下图所示。下列说法正确的是 A．0~a段无氢气产生，说明没有发生反应 B．a~b段发生的反应为： C．b点后反应停止，无氢气产生 D．铝比铁活泼，所以铝制品更容易被酸腐蚀 【答案】B 【解析】A、0~a段无氢气生成，是由于未打磨的铝表面有氧化铝，其与稀盐酸反应，生成氯化铝和水，因此没有氢气生成，说法错误，故不符合题意； B、a~b段，由于有氢气生成，说明铝与稀盐酸反应，生成氯化铝和氢气，其化学方程式为：，说法正确，故符合题意； C、由图像可知，b点后产生氢气的速率不为零，说明仍有氢气生成，说法错误，故不符合题意； D、铝比铁活泼，铝在常温下与氧气反应，在其表面产生致密的氧化铝薄膜，起到保护作用，因此铝制品不易被腐蚀，说法错误，故不符合题意。 故选B。 考点四 金属活动性顺序 一、金属活动顺序： 二、金属活动性顺序表的意义： 1.在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，它的活动性就越强； 2.在金属活动性顺序里，位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢； 3.在金属活动性顺序里，位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来。 三、金属活动性顺序的应用： 1.判断金属与盐溶液能否反应 ①在金属活动性顺序表中，排在前面的金属能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来。 ②盐是可溶性盐。 ③K、Ca、Na除外(K、Ca、Na等加入到盐溶液中，先与溶液中的水反应，生成的碱再与盐反应)。 2.判断金属与酸能否反应。 ①在金属活动性顺序表中，该金属必须排在氢的前面。 ②“酸”一般指的是稀盐酸、稀硫酸。 3.根据金属活动性的相对强弱，可为除杂选择合适的试剂。 如Cu中混有少量的Fe，欲除去少量的Fe，可选择加入足量的硫酸铜溶液充分反应，Fe和硫酸铜溶液反应生成了Cu和硫酸亚铁，再过滤即可。 4.根据金属活动性顺序判断金属与盐溶液反应后滤渣、滤液的成分。 一种金属和几种盐溶液混合时，最不活泼的金属最先被置换出来，然后再依次按照活动性由弱到强的先后顺序被置换出来 5.根据金属活动性顺序判断金属与酸反应的快慢（反应速率）或根据反应速率判断金属的活动性顺序。一般金属越活泼，在同等条件下，与某一酸反应的速率越快。 验证金属活动性强弱的实验设计方法 1.探究金属活动性强弱的方法有两种 方法一: 金属与酸(稀盐酸、稀硫酸)反应。能反应的金属比H活泼,反应越剧烈,则越活泼;不反应的金属位于H之后。 方法二: 金属与盐溶液反应。若则表示该金属的活动性强于该盐中金属的活动性。 2.运用金属活动性顺序验证金属活动性强弱的实验方案设计 验证项目 实验方案 判断理由 比较两种金属的活动性强弱，如 Cu、Zn 方案一:将金属锌放入铜的盐溶液中 方案二:将金属铜放入锌的盐溶液中 方案三:将金属锌、铜分别放入稀盐酸中 方案四:将金属锌、铜同时放入金属活动性位于两者中间的一种金属的盐溶液中,如 FeSO4溶液 根据置换反应能否发生做出相应的判断 比较三种金属的活动性强弱，如 Mg、Fe、 Cu 方案一:将金属镁、铜同时放入FeSO4溶液中(两边的金属与中间金属的盐溶液) 方案二:将金属铁分别放入MgCl2,溶液和CuSO4溶液中(两边金属的盐溶液与中间的金属) 根据金属与盐溶液的置换反应能否发生作出相应判断。方案一中镁与FeSO4反应而铜与 FeSO4不不反应;方案二中Fe与CuO4反应而与MgCl2不反应,均可证明金属活动性Mg> Fe>Cu 方案三:将三种金属同时放入相同浓度的稀盐酸(或稀硫酸)中 根据金属与酸的置换反应能否发生及反应速率的快慢作出判断。Mg与酸反应速率快,Fe与酸反应速率慢,Cu与酸不反应,证明金属活动性Mg> Fe>Cu 比较多种金属的活动性强弱，如 Mg、Zn、 Cu、Ag 步骤一:先将四种金属单质同时放入相同浓度的稀盐酸或稀硫酸中 步骤二:再用比较两种金属的活动性强弱的方案比较Cu和 Ag的活动性强弱 根据能否与酸发生置换反应将四种金属分为两组。在金属活动性顺序中，排在氢前面的是 Mg和Zn,由于反应速率快慢不同,可判断出活动性Mg> Zn;排在氢后面的 Cu和Ag的验证方案见两种金属的活动性的验证方案. 考向01 金属活动顺序及应用 【例1】（2023·湖南怀化）向Cu（NO3）2溶液中分别加入金属X、Y，反应一段时间后在X表面有红色物质板出，Y表面无明显变化，则X、Y、Cu三种金属的活动性由强到弱的顺序为（ ） A．Cu>X>Y B．X>Cu>Y C．X>Y>Cu D．Y>Cu>X 【答案】B 【分析】在金属活动性顺序中，位于前面的金属能把排在它后面的金属从其盐溶液中置换出来。 【解析】现有X、Y两种金属，分别把它们插入到 Cu(NO3)2溶液中，一段时间后，在X表面有红色固体析出，在Y表面无明显变化，说明X的金属活动性比铜强，Y的金属活动性比铜弱，即X＞Cu＞Y。 故选：B。 举一反三 1．（2024·湖南永州·一模）将金属分别放入硝酸铜溶液中，X表面无明显现象，Y的表面有红色固体析出，则三种金属活动性由强到弱的顺序是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】X不能将铜从硫酸铜中置换出来，但Y能将铜从硫酸铜中置换出来，在金属活动性顺序中，位于前面的金属能把位于后面的金属从其溶液中置换出来，则说明金属活动性顺序：Y>Cu>X，故选B。 2．（2024·湖南永州·一模）现有X、Y、Z三种金属，如果把X和Y分别放入稀硫酸中，X溶解并产生氢气，Y不反应；如果把Y和Z分别放入硝酸银溶液中，过一会，在Y表面有银析出，而Z没有变化。根据以上实验事实，相关分析错误的是 A．三种金属可能分别是铁、铜、银 B．Y一定能从硫酸铜溶液中置换出铜 C．X与稀盐酸反应后溶液的质量一定增大 D．三种金属活动性由强到弱的顺序是X>Y>Z 【答案】B 【分析】把X和Y分别放入稀硫酸中，X溶解并产生氢气，Y不反应，说明金属活动性X＞（H）＞Y；把Y和Z分别放入硝酸银溶液中，过一会，在Y表面有银析出，而Z没有变化，说明金属活动性Y＞Ag≥Z。 【解析】A、由以上分析可知，金属活动性：X＞（H）＞Y＞Ag≥Z，故三种金属可能分别是铁、铜、银，A正确； B、金属活动性：（H）＞Y＞Ag，（H）＞Cu＞Ag，无法判断Y与Cu 的金属活动性强弱，故Y不一定能从硫酸铜溶液中置换出铜，B错误； C、金属活动性X＞（H），金属X与稀盐酸反应生成氢气，因为金属的质量一定大于生成的氢气的质量，故反应后溶液的质量一定增大，C正确； D、由以上分析可知，三种金属活动性由强到弱的顺序是X>Y>Z，D正确； 故选B。 考向02 金属活动顺序实验探究 【例2】（2024·湖南长沙）通过实验可以验证物质的性质。下列试剂中，能验证铁、铜的金属活动性顺序的是 A．稀硫酸 B．蒸馏水 C．硫酸铜溶液 D．澄清石灰水 【答案】AC 【分析】在金属活动性顺序中，排在氢前面的金属能与酸反应生成氢气，排在前面的金属能将排在后面的金属从其盐溶液中置换出来。 【解析】A、稀硫酸能与铁反应生成氢气，而铜不能与稀硫酸反应，说明铁的金属活动性比铜强，能验证铁、铜的金属活动性顺序，符合题意； B、蒸馏水不能与铁、铜发生反应，无法验证铁、铜的金属活动性顺序，不符合题意； C、硫酸铜溶液能与铁发生置换反应，生成硫酸亚铁和铜，说明铁的金属活动性比铜强，能验证铁、铜的金属活动性顺序，符合题意； D、澄清石灰水不能与铁、铜发生反应，无法验证铁、铜的金属活动性顺序。符合题意；。 故选AC。 举一反三 1．（2024·湖南邵阳绥宁二模）为探究铜、锌、X三种金属的活动性，某同学做了如下实验。则三种金属的活动性由强到弱的顺序是 实验操作 现象 产生气泡 无明显现象 X丝表面析出红色固体 A．锌、X、铜 B．X、锌、铜 C．锌、铜、X D．铜、X、锌 【答案】A 【解析】将X加入稀硫酸中，产生气泡，说明X能与稀硫酸反应，说明在金属活动性顺序里，X排在氢前，将X放入硫酸锌溶液中，无明显现象，说明X与硫酸锌不反应，则锌比X活泼，将X放入硫酸铜溶液中，X丝表面析出红色固体，说明X能与硫酸铜反应，说明X比铜活泼，故三种金属的活动性顺序为：锌＞X＞铜。 故选A。 2．（2023·湖南郴州）为验证铁、铜、银三种金属的活动性顺序，小东设计了如下所示的两组实验。下列说法正确的是（ ） A．通过实验①、②能够验证三种金属的活动性顺序 B．实验②中发生的反应是： C．实验①中溶液质量逐渐增大 D．实验①中溶液颜色由蓝色变为黄色 【答案】A 【解析】A、①铁能和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，说明活动性Fe>Cu，银和硫酸铜溶液不反应，说明活动性Cu>Ag，可得出活动性Fe>Cu>Ag，正确； B、实验②银的活动性比铜弱，银和硫酸铜不能发生反应，错误； C、实验①中，溶质由硫酸铜变为硫酸亚铁，溶质质量减少，溶剂水的质量不变，则溶液质量逐渐减少直至不再发生反应，错误； D、实验①生成的是硫酸亚铁，溶液由蓝色变为浅绿色，错误； 故选A。 考点五 金属的冶炼 一、金属在自然界的存在 金属矿石名称 赤铁矿 磁铁矿 菱铁矿 铝土矿 黄铜矿 辉铜矿 主要成分 Fe2O3 Fe3O4 FeCO3 Al2O3 CuFeS2 Cu2S 一、铁的冶炼 1. 一氧化碳还原氧化铁实验 ①实验原理：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 ②实验装置： ③实验步骤 a.检查装置气密性； b.转入药品并固定装置； c.通入CO并点燃酒精灯； d.排尽装置内的空气后，点燃酒精喷灯给氧化铁加热； e.当玻璃管内的红棕色粉末变为黑色时，停止加热； f.等装置冷却后，停止通CO，熄灭酒精灯。 ④实验现象 红棕色粉末逐渐变为黑色；澄清石灰水变浑浊；尾气燃烧时产生蓝色火焰。 ⑤有关的化学方程式 硬质玻璃管中：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。 试管中：Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O。 尾气处理：2CO+O22CO2。 2. 工业炼铁 ①炼铁的原理 在高温下，一氧化碳还原铁的氧化物（氧化铁、四氧化三铁）。 ②原料及作用 a.铁矿石：提供原料。 b.焦炭：燃烧提供热量、产生还原剂一氧化碳。 c.石灰石：可将矿石中二氧化硅转变为炉渣。 ③设备：高炉。 考向01 实验室模拟工业炼铁实验 【例1】（2024·湖南岳阳市长岭中学二模）金属材料在生活中被广泛应用，金属的性质、用途、制取也是化学学习的重要内容。 （1）如图所示是CO还原Fe2O3的部分实验装置，写出一种尾气处理的方法： 。 （2）硬质玻璃管中观察到的现象是 。为何要提前通入一段时间一氧化碳? 。 （3）如图所示为某学习小组探究金属化学性质时所做的四个实验，仔细分析后回答下列问题。 要证明Cu、Fe、Ag的活动性顺序，至少要做的实验是 (填序号)。 【答案】（1）在装置的最右端用酒精灯点燃尾气 （2）红色固体逐渐变为黑色 排尽装置内的空气 （3）①② 【解析】（1）一氧化碳有毒，其具有可燃性，一氧化碳与氧气反应可生成无毒的二氧化碳，则可以在装置的最右端放一个酒精灯点燃尾气，故填：在装置的最右端用酒精灯点燃尾气； （2）一氧化碳与氧化铁（红色固体）在加热的条件下生成铁（黑色固体）和二氧化碳，故硬质玻璃管中观察到的现象是红色固体逐渐变为黑色； 实验前要提前通入一段时间一氧化碳，将装置内的空气排尽，防止一氧化碳与空气混合加热发生爆炸，故填：红色固体逐渐变为黑色；排尽装置内的空气； （3）①可观察到铜丝表面有银白色固体析出，说明铜的金属活动性比银强； ②可观察到铁丝表面有红色固体析出，说明铁的金属活动性比铜强； ③可观察到溶液中有大量气泡生成，说明锌在金属活动性顺序中排在氢前面； ④可观察到溶液中有大量气泡生成，说明铁在金属活动性顺序中排在氢前面。 则要证明Cu、Fe、Ag的活动性顺序，至少要做的实验是①②，故填：①②。 举一反三 1．下图是CO与CuO反应的实验装置，下列关于该实验说法正确的是 ①玻璃管中黑色固体变成了红色 ②CO发生了还原反应 ③玻璃管中发生的反应为化合反应 ④既有效地防止了CO对空气的污染，又充分利用了能源 A．①② B．①④ C．②④ D．③④ 【答案】B 【解析】①玻璃管中一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，黑色氧化铜固体变成了红色，①正确； ②CO夺取氧化铜中的氧被氧化为CO2，②错误； ③玻璃管中发生的反应反应物为一氧化碳和氧化铜，生成物为铜和二氧化碳，生成物不是一种，不是化合反应，③错误； ④该实验将未反应的一氧化碳通过点燃除去，同时给玻璃管加热，既有效地防止了CO对空气的污染，又充分利用了能源，④正确。 故选：B。 考向02 金属的冶炼 【例2】（2023·湖南株洲）生铁和钢是含碳量不同的两种铁合金。我国粗钢产量自1996年开始已经连续27年位居全球第一。 （1）含碳量比较：生铁______（填“大于”或“小于”）钢。 （2）炼钢的基础是炼铁。工业上炼铁是把铁矿石（如赤铁矿Fe2O3、磁铁矿Fe3O4等）、焦炭和石灰石一起加入锅护，在高温下，利用炉内反应生成的CO把铁从铁矿石里还原出来。请写出在高温下CO还原FexOy的化学方程式：_____________________________。 【答案】（1）大于 （2）FexOy+yCOxFe+yCO2 【解析】（1）生铁中的含碳量为2%～4.3%，钢中的含碳量为0.03%～2%，故生铁的含碳量大于钢。 （2）发生的反应为在高温下一氧化碳和FexOy生成二氧化碳和铁，化学方程式为：FexOy+yCOxFe+yCO2。 举一反三 1．如图是炼铁高炉示意图，下列说法正确的是 A．焦炭的主要作用是提供热量、产生二氧化碳 B．石灰石的作用是与铁矿石中的杂质反应形成炉渣 C．生铁出口位置低于炉渣出口的原因是生铁密度小于炉渣 D．产生的废气无需处理，因为它不会污染空气 【答案】B 【解析】A、焦炭燃烧放出大量的热可以提供热量、焦炭与二氧化碳在高温下反应生成一氧化碳，可提供还原剂CO，错误； B、石灰石的作用是与铁矿石中的二氧化硅反应形成炉渣，正确； C、出铁口位置低于出渣口的原因是生铁密度大于炉渣，位于高炉的下方，错误； D、产生的废气中含有许多有毒气体一氧化碳等气体需处理，防止污染空气，错误。 故选B。 2．如图所示，明代宋应星的《天工开物》描绘了我国的古代炼铁术。下列说法错误的是 A．向高炉内加入铁矿石、焦炭、石灰石，在高温下炼铁 B．高炉炼铁出铁口出的是生铁 C．加入焦炭的目的只是利用其可燃性 D．工业上用赤铁矿石炼铁的化学方程式为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 【答案】C 【解析】A、高炉炼铁所需原料是铁矿石、焦炭、石灰石，在高温下炼铁，说法正确； B、高炉炼铁出铁口出的是生铁，说法正确； C、加入焦炭的目的不只是利用其可燃性获得高温的条件，还利用其还原性制取具有还原性的CO，说法错误； D、赤铁矿的主要成分是氧化铁，氧化铁和一氧化碳在高温条件下生成铁和二氧化碳，工业上用赤铁矿炼铁的化学方程式为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，说法正确。 故选C。 考点六 金属资源的保护 一、铁制品锈蚀的条件的探究 实验装置 现象 铁钉生锈 铁钉不生锈 铁钉不生锈 现象分析 铁钉同时和氧气（或空气）、水接触 铁钉只和水接触 铁钉只和氧气（或空气）接触 结论 铁钉生锈的条件：铁和氧气(或空气)、水接触同时接触 【点拨】 （1）铁制品生锈主要是铁与空气中的氧气、水蒸气等物质发生了化学反应。 （2）铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O，颜色为红色。铁锈的结构疏松，不能阻止里层的铁继续与氧气、水的反应，铁制品会完全被腐蚀。 （3）铁制品一般温度越高，锈蚀的速度越快。 （4）在酸、盐存在的环境中，铁制品的锈蚀会加快。 二、防止铁制品锈蚀的原理和方法 1. 防止铁制品锈蚀的原理： 破坏铁锈蚀的条件即可防止铁制品锈蚀，即防止铁制品与氧气或水接触。 2. 防止铁制品锈蚀的方法： ①保持铁制品表面干燥和洁净。 ②在铁制品表面覆盖一层保护膜，如在铁制品表面刷漆、涂油等。 ③在铁制品表面镀上其他金属，如镀锌、镀铬等。 ④将铁制品制成合金，如不锈钢。 ⑤通过化学方法使铁制品表面形成致密的氧化膜，如“烤蓝”等。 三、金属资源的保护 1. 必要性 ①金属矿物的储量有限，且不可再生； ②废旧金属的随意丢弃不仅浪费资源还污染环境。 2. 有效途径 ①防止金属腐蚀； ②回收利用废旧金属； ③合理有效地开采矿物； ④寻找金属的代用品等。 四、含杂质的反应物(或生成物)质量的计算 1. 将含杂质的已知物质量换算为纯物质质量，其关系式为： 纯度＝×100%，纯物质质量=含杂质物质质量×纯度。 2. 将纯物质质量代入化学方程式进行计算。 3. 将计算得到的纯物质质量换算成含杂质物质质量：含杂质物质质量为=。 考向01 铁锈蚀的条件及探究 【例1】（2024·湖南省卷）铁制品经常有锈蚀现象，于是某兴趣小组围绕“锈”进行一系列研究。 （1）探锈 现有洁净无锈的铁钉、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、棉花和干燥剂氯化钙，还可以选用其他物品。为探究铁制品锈蚀的条件，设计如下实验： ①A中玻璃仪器的名称是 。 ②一周后，观察A、B、C中的铁钉，只有A中的铁钉出现了明显锈蚀现象，由此得出铁钉锈蚀需要与 接触的结论。 （2）除锈 取出生锈的铁钉，将其放置在稀盐酸中，一段时间后发现溶液变黄，铁钉表面有少量气泡产生。产生气泡的原因是 （用化学方程式表示）。稀盐酸可用于除锈，但铁制品不可长时间浸泡其中。 （3）防锈 防止铁制品锈蚀，可以破坏其锈蚀的条件．常用的防锈方法有 （写一种即可）。兴趣小组继续通过文献研究、调研访谈，发现如何防止金属锈蚀已成为科学研究和技术领域中的重要科研课题。 【答案】（1） 试管 氧气和水 （2） （3）表面刷漆、涂油等（合理即可） 【解析】（1）①A中玻璃仪器的名称是试管； ②一周后，观察A、B、C中的铁钉，A中铁钉与氧气和水同时接触，B中铁钉只与水接触，C中铁钉只与氧气接触，只有A中的铁钉出现了明显锈蚀现象，由此得出铁钉锈蚀需要与氧气和水接触的结论； （2）取出生锈的铁钉，铁锈的主要成分是氧化铁，将其放置在稀盐酸中，一段时间后发现溶液变黄，即氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水，铁钉表面有少量气泡产生，产生气泡的原因是铁锈反应完全，铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，化学方程式为：；说明稀盐酸可用于除锈，但铁制品不可长时间浸泡其中； （3）铁与氧气和水通性接触会发生锈蚀，防止铁制品锈蚀，可以破坏其锈蚀的条件，常用的防锈方法有表面刷漆、涂油等（合理即可）。 举一反三 1．下图是探究铁钉锈蚀条件的4个实验，一段时间后观察现象。下列说法错误的是（ ） A.①②对比说明铁生锈需要空气，①③对比说明铁生锈需要水 B .③中附着在棉花上的干燥剂的作用是使试管里没有水分 C .①中甲、乙、两三处比较，生锈最明显的地方是甲 D .四个实验中，生锈最快的是④中的铁钉 【答案】C 2．（2024·吉林长春）实验是化学研究的重要手段。图1为教材中探究铁锈蚀条件的实验装置，约一周后能观察到明显现象。小组同学对部分实验进行了改进，使出现明显现象的时间缩短至5~10分钟，改进后的装置如图2所示(夹持装置已略去)。 （1）图1实验中，对比 (填序号)可知，铁生锈与氧气有关。 （2）图2实验中，证明铁生锈与水有关的现象为 。 （3）图2实验能够在较短时间内观察到明显现象，其主要原因是 。 （4）图2实验的优点是在一定程度上缩短了实验时间，但仍存在不足。请你指出该实验设计的不足之处 (答一条即可)。 【答案】（1）AB （2）U型管左侧铁丝生锈，右侧铁丝不生锈 （3）氧气浓度较大 （4）未能探究铁生锈是否与氧气有关 【解析】（1）图1实验中，试管A内的铁钉与氧气、水同时接触，试管B内的铁钉只与水接触，试管C内的铁钉只与氧气接触，最终只有试管A内的铁钉生锈，所以对比AB可知，铁生锈与氧气有关。 （2）图2实验中，H2O2溶液在MnO2的催化作用下产生大量氧气，并且产生的氧气带有水分，而U型管内的干燥剂可以吸收水分，右侧干燥管内的干燥剂也可以吸收水分，所以U型管左侧的光亮铁丝同时接触氧气、水，很快生锈，右侧光亮铁丝只接触氧气，不生锈，因此证明铁生锈与水有关的现象为：U型管左侧铁丝生锈，右侧铁丝不生锈。 （3）铁生锈是铁与氧气、水发生反应所致，而H2O2溶液在MnO2的催化作用下产生大量氧气，所以图2实验能够在较短时间内观察到明显现象，其主要原因是：氧气浓度较大。 （4）铁生锈是铁与氧气、水发生反应所致，图2实验的变量是水分，因此不足之处是：未能探究铁生锈是否与氧气有关。 考向02 金属资源的保护 【例2】（2022·湖南长沙）我国的矿物种类比较齐全，储量很丰富，但是矿物不能再生。下列能保护金属资源的是（ ） A．废旧金属不需要回收利用 B．矿物资源无限，可以任意开采 C．寻找金属代用品 D．将铁钉放置于潮湿的空气中 【答案】C 【解析】A、废旧金属应回收利用，保护金属资源，减少污染，不符合题意； B、矿物资源有限，应合理开采，不能任意开采，不符合题意； C、寻找金属代用品，可以保护金属资源，符合题意； D、将铁钉放置于潮湿的空气中，会使铁钉生锈，浪费金属资源，应防止金属锈蚀，不符合题意。 故选C。 举一反三 1．（2022·湖南湘西）金属在生活中随处可见，合金是用途广泛的金属材料。请回答下列问题： （1）“一元”硬币的材质为钢芯镀镍，内芯是不锈钢（属于铁合金）合金属于________（填“纯净物”或“混合物”） （2）制造硬币时，选择合金材料需要考虑哪些因素？（任答一点） （3）金属矿物的储量有限且不能再生，保护金属资源的措施有哪些？任答一点） 【答案】（1）混合物 （2）耐腐蚀性（硬度、耐磨性、价格、无毒害性等，回答合理即可） （3）防止金属腐蚀 (回收利用废旧金属、科学合理有效地开采矿物、寻找金属代用品等，回答合理即可) 【解析】（1）硬币的材质为钢芯镀镍，硬币是含有多种金属的合金，所以属于混合物。 （2）硬币在流通过程中，周围环境复杂，必须要耐腐蚀，有一定硬度，不易磨损，并且对人体和环境无毒害，采用的金属价格合理。 （3）每年会有很多金属被腐蚀而浪费掉，所以要防止金属腐蚀；充分回收再利用也是在保护资源节约资源；科学合理利用资源，有效开采矿物；积极开发，寻找低价金属合金或复合材料代替高价金属的解决方案。 2．（2022·湖南湘潭）金属材料在人类文明的发展中起着重要作用，古代冶金技术彰显了我国劳动人民的智慧。 （1）战国《韩非子.内储说上》提到，早期采金技术均是“沙里淘金”。金在自然界中主要以__________（填“单质”或“化合物”）形式存在。 （2）北宋沈括所著的《梦溪笔谈》中记载了“湿法炼铜”的方法：“熬胆矾铁金，久之亦化为铜”。即在硫酸铜溶液中加入铁，则可得到铜。该反应的化学方程式是__________，该反应属于__________反应（填基本反应类型）。 （3）明代宋应星所著的《天工开物》一书，介绍了“火法炼锌”的方法：把炉甘石（ZnCO3）和煤炭饼装入炼锌罐如下图所示，泥封，“其底铺薪，发火煅红”“冷定毁罐取出”。 ①炉甘石（ZnCO3）加入锌罐之前，先将其粉碎的目的是____________________________。 ②反应区中，炉甘石（ZnCO3）在高温下分解生成氧化锌和另一种氧化物，该氧化物的化学式是__________。 ③反应区中，煤炭中的碳与氧化锌反应生成锌和二氧化碳，该反应的化学方程式是____________________________，该反应中体现了碳的__________（填“还原性”或“氧化性”）。 ④必须“冷定”后才能“毁罐”取锌，请从化学变化的角度解释其原因______________________。 【答案】（1）单质 （2） Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu 置换 （3） 增大反应物接触面积，使反应更快更充分 CO2 还原性 防止锌与氧气在温度较高时反应生成氧化锌 【解析】（1）金化学性质不活泼，在自然界中主要以单质形式存在。 （2）硫酸铜和铁反应生成铜和硫酸亚铁，化学方程式为。该反应是单质和化合物反应生成单质和化合物，是置换反应。 （3）①反应物间接触面积越大，反应越快越充分。所以先将其粉碎的目的是增大反应物接触面积，使反应更快更充分。 ②化学反应前后元素的种类不变，氧化物是由两种元素组成，其中一种是氧元素的化合物。所以另一种氧化物为二氧化碳，化学式CO2。 ③反应物是氧化锌和碳，生成物是锌和二氧化碳，反应条件是高温，所以化学方程式为。该反应中碳得到氧，体现了还原性。 ④化学变化有新物质生成，则冷却后取出是避免发生反应，“毁罐”取锌，锌会与空气接触。则可能原因是防止锌与氧气在温度较高时反应生成氧化锌。 1．（2024·湖南长沙）家电以旧换新，节约又环保。废旧电器中含有塑料、钢铁、玻璃、橡胶等材料。其中属于金属材料的是 A．塑料 B．钢铁 C．玻璃 D．橡胶 【答案】B 【解析】A、塑料属于有机合成材料，不符合题意； B、钢铁是铁合金，属于金属材料，符合题意； C、玻璃是无机非金属材料，不符合题意； D、橡胶中合成橡胶属于合成材料，天然橡胶属于天然材料，不符合题意。 故选B。 2．（2022·湖南湘潭）青铜是人类最早使用的铜锡合金。下列说法中错误的是（ ） A．青铜属于金属材料 B．青铜的硬度比纯铜更大 C．青铜的熔点比纯铜的熔点要低 D．铜是目前世界年产量最高的金属 【答案】D 【解析】A、青铜是铜的合金，合金属于金属材料，选项正确； B、根据合金的硬度一般比其组成金属的硬度大，故青铜的硬度比纯铜更大，选项正确； C、根据合金的熔点一般比其组成金属的熔点都低，故青铜的熔点比纯铜的熔点要低，选项正确； D、铁是目前世界年产量最高的金属，选项错误； 答案为：D。 3．（2024·湖南长沙·一模）金属材料在人类活动中有着广泛的应用。下列有关说法正确的是 A．合金中只含金属元素 B．金能压成很薄的片，说明金的熔点高 C．在锅铁表面涂油漆，可减缓钢铁的锈蚀 D．铁能从ZnSO4、CuSO4的溶液中置换出锌和铜 【答案】C 【解析】A、合合金是指在一种金属中加热熔合其它金属或非金属而形成的具有金属特性的物质，合金中不是只含金属元素，还可能含有非金属元素，故选项说法不正确； B、金能压成很薄的片，说明金具有良好的延展性，故选项说法不正确； C、铁生锈实际上是铁与氧气、水等发生化学反应的过程，因此在锅铁表面涂油漆，隔绝氧气和水，可减缓钢铁的锈蚀，故选项说法正确； D、锌、铁、铜三种金属活动性：锌＞铁＞铜，因此铁能置换出CuSO4的溶液中的铜，不能置换出ZnSO4的溶液中锌，故选项说法不正确。 故选C。 4．工业上采用CO和赤铁矿石反应炼铁，下列说法正确的是 A．该反应为置换反应 B．该反应体现了氧化铁的还原性 C．可炼得纯铁 D．现象为固体从红色变为黑色 【答案】D 【解析】A、氧化铁与CO在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，该反应的反应物是两种化合物，不属于置换反应，错误； B、该反应中氧化铁失去氧，体现了氧化铁的氧化性，错误； C、工业上采用CO和赤铁矿石反应炼铁，得到是生铁，是铁、碳合金，不是纯铁，错误； D、氧化铁与CO在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，现象为固体从红色变为黑色，正确。 故选D。 5．利用如图所示实验装置模拟工业炼铁(夹持仪器未画出)，下列说法正确的是 A．实验开始时，应先点燃酒精灯，再通入纯净的一氧化碳 B．反应过程中可观察到，a处固体由黑色逐渐变为红色，b处的澄清石灰水变浑浊 C．实验结束时，应该在停止加热之后，继续通一氧化碳，直到玻璃管冷却 D．一氧化碳有毒，可用水吸收尾气中的一氧化碳，防止其污染空气 【答案】C 【解析】A、一氧化碳不纯时点燃会发生爆炸，则实验开始时，应先通入一氧化碳后再点燃酒精灯，错误； B、一氧化碳能与红色的氧化铁反应生成黑色的铁和二氧化碳，且二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，则现象为a处固体由红色逐渐变为黑色，b处的澄清石灰水变浑浊，错误； C、实验结束时，为防止反应生成的，灼热的铁被氧化，应该停止加热之后继续通一氧化碳，直到玻璃管冷却，正确； D、一氧化碳有毒，一氧化碳难溶于水，不可用水吸收尾气中的一氧化碳，防止其污染空气，错误。 故选C。 6．（2023·湖南株洲）现有X、Y、Z三种金属，为探究其金属活动性顺序，进行了如下实验：①将X和Z分别放入稀硫酸中，X溶解并产生氢气，Z不反应；②将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。则有关X、Y、Z的金属活动性顺序正确的是（ ） A．X>Y>Z B．X>Z>Y C．Y>X>Z D．Z>X>Y 【答案】B 【解析】由题意可知，将X和Z分别放入稀硫酸中，X溶解并产生氢气，Z不反应，说明活动性X>Z，将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，说明活动性Z>银>Y，所以X、Y、Z的金属活动性顺序为：X>Z>Y，故选：B。 7．（2022·湖南邵阳）在硝酸铜、硝酸银的混合溶液中加入一定量的锌粉，充分反应后过滤。下列说法正确的是（ ） A．若滤液为无色，则滤渣中一定有银和锌，可能有铜 B．若滤液为蓝色，则滤液中一定有Cu2+、Zn2+，可能有Ag+ C．若往滤渣中加入稀盐酸有气泡产生，则滤液中一定有Zn2+、Ag+，可能有Cu2+ D．若往滤液中加入稀盐酸有白色沉淀产生，则滤渣中一定有银和铜，可能有锌 【答案】B 【解析】金属活动性锌＞铜＞银，在硝酸铜、硝酸银的混合溶液中加入一定量的锌粉，锌先与AgNO3反应生成硝酸锌和银，AgNO3反应完，若还有锌粉，锌才能与Cu（NO3）2反应生成硝酸锌和铜。 A、若滤液为无色，说明硝酸铜已完全反应，可能是锌有剩余，则滤渣中一定有银和铜，可能有锌，故选项说法错误。 B、若滤液为蓝色，说明滤液中含有硝酸铜，硝酸银可能有剩余，则滤液中一定有Cu2+、Zn2+，可能有Ag+，故选项说法正确。 C、若往滤渣中加入稀盐酸有气泡产生，说明滤渣含有锌，说明锌是过量的，则滤液中一定有Zn2+，不可能有Ag+、Cu2+，故选项说法错误。 D、若往滤液中加入稀盐酸有白色沉淀产生，说明滤液中含有硝酸银，则滤渣中一定有银，不可能有铜、锌，故选项说法错误。 故选：B。 8．（2024·湖南长沙）盐酸（溶质为）是重要的化工产品，盐酸属于 （填“纯净物”或“混合物”）。盐酸常用于除铁锈，但铁制品不宜在盐酸中长时间浸泡，这是因为盐酸会与铁反应生成氯化亚铁（）和氢气，该反应的化学方程式为： 。 【答案】 混合物 【解析】盐酸是氯化氢的水溶液，是由氯化氢和水组成的物质，属于混合物。盐酸会与铁反应生成氯化亚铁（）和氢气，该反应化学方程式：。 9．（2023·湖南永州）三种金属X、Y、Z相互之间的反应关系如下： ①，Z和不反应 ② 则X、Y、Z的金属活动性顺序为（ ） A．X>Y>Z B．X>Z>Y C．Y>X>Z D．Y>Z>X 【答案】D 【解析】Y能和硫酸反应，Z不能和硫酸，则说明在金属活动性顺序中，Y位于氢元素前面，Z位于氢元素后面，则Y位于Z前面，Z能将X从其化合物中置换出来，则Z位于X前面，则金属活动性顺序：Y>Z>X。 故选D。 10．铁矿石炼成铁是一个复杂的过程。工业上炼铁的过程如图所示，下列说法错误的是 A．炼铁的设备是高炉 B．所得生铁的含碳量在2%~4.3%之间 C．焦炭的主要作用是提供热量、产生二氧化碳 D．石灰石的作用是与铁矿石中的杂质反应形成炉渣 【答案】C 【解析】A、炼铁的设备是高炉，说法正确； B、所得生铁的含碳量在2%~4.3%之间，说法正确； C、焦炭燃烧放出大量的热可以提供热量、焦炭与二氧化碳在高温下反应生成一氧化碳，可提供还原剂CO，说法错误； D、石灰石的作用是与铁矿石中的二氧化硅反应形成炉渣，说法正确。 故选C。 11．（2022·湖南怀化）现有质量相等的X、Y、Z三种金属，分别放入三份溶质质量分数相等的足量稀硫酸中，X不发生反应，Y、Z在生成物中均显+2价，Y、Z反应生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示，则下列说法正确的是（ ） A．X、Y、Z的金属活动性顺序为：Y>Z>X B．相对原子质量：Y>Z C．完全反应生成氢气的质量：Y<Z D．Y与H2SO4反应的化学方程式为： 【答案】D 【解析】A. 排在氢前面的金属可以和酸反应生成氢气；活动性越强的金属与酸反应越剧烈，即反应放出氢气的速度越快；X不发生反应，则X活动性最弱；由图可知，Z反应速率最快，则Z最活泼，X、Y、Z的金属活动性顺序为：Z> Y >X，错误； B. 一定量金属与足量酸完全反应时，产生氢气质量=；Y、Z在生成物中均显+2价，且Y生成氢气质量大，则相对原子质量：Y<Z，错误； C. 由图可知，完全反应生成氢气的质量：Y>Z，错误； D. Y、Z在生成物中均显+2价，则Y与H2SO4反应的化学方程式为：，正确； 故选D。 12．（2024·湖南益阳安化二模）2024年为龙年，千百年来，龙在人们心中代表着大气磅礴的非凡气度、自强不息的进取精神、吉祥顺遂的期盼祈愿。在古代就有很多以龙为主题的文物，鎏金铁心铜龙（如下图所示）就是其中的杰出代表作品，它的结构是铁为骨、铜为筋、金为皮。某校化学兴趣小组对该文物非常感兴趣，以化学之眼观文物，将有不一样的收获，让我们跟随他们一起去探索吧。 【资料卡片】 ①常见金属的延展性：金>银>铜>铝>铁 ②部分金属硬度比较 金属名称 铬 铁 银 铜 金 铝 铅 以金刚石的硬度为10作标准 9 4∼5 2.5∼4 2.5∼3 2.5∼3 2∼2.9 1.5 （1）问题1：该文物以金为皮，主要应用了金的哪些性质 。 A．有金属光泽 B．化学性质稳定 C．硬度大 D．延展性好 （2）问题2：如何在铁上镀铜？ 【查阅资料】古书记载“曾青得铁则化为铜”，“曾青”即硫酸铜溶液，向其中加入铁则得到铜，这就是著名的湿法炼铜。 该兴趣小组想模仿湿法炼铜，制作一幅铁板铜龙金属版画。 【实验用品】铁板、铜板、溶液、溶液、溶液、水、砂纸、镂空防腐层等 实验步骤 实验现象 1．用砂纸打磨好金属铁板，贴龙形镂空防腐层。 2．在镂空处滴 溶液。 一段时间后， 。 3．成型后，清洗铁板，撕去防腐层，一幅漂亮的铁板铜龙版画完成。 【拓展延伸】小明同学完成版画后，觉得可以应用活动性强的金属提取溶液中活动性弱的金属。他把一定量的锌粉放入含有硫酸铜、硝酸银、氯化镁的溶液中，充分反应后溶液成无色，过滤，得到滤液A和滤渣B。请问滤渣B中一定有的金属是： 。 （3）问题3：铁板铜龙金属版画如何保存？ 小明欲探究铁生锈的条件，根据这些条件，才可以更好地寻找防止铁锈蚀的方法。他在A、B、C三试管中各加入一根洁净无锈铁钉，然后在A试管中再放入包有干燥剂的棉花，C试管中加入蒸馏水。如图所示。那么B试管中应加入的物质是 。 通过探究得出铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应的过程。那么这幅铁板铜龙版画保存的方法是： 。（写一种即可） 【答案】（1）ABD （2）/硫酸铜 镂空处铁表面有红色固体析出，溶液由蓝色变浅绿色 Cu/铜 （3）经煮沸迅速冷却的蒸馏水并覆盖一层植物油盖住铁钉 保持干燥或在铁板上涂些油、刷透明油漆（合理即可） 【解析】（1）根据资料分析，金的延展性好，硬度并不大，该文物以金为皮，主要应用了金具有金属光泽 、稳定性好、延展性好的性质，故选：ABD； （2）根据题意，在铁上镀铜，仿湿法炼铜（铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜），所以选择含有铜离子的盐，即硫酸铜，在镂空处滴硫酸铜溶液，铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，一段时间后，可观察到镂空处铁表面有红色固体析出，溶液由蓝色变浅绿色； [拓展延伸]三种溶液混合，硝酸银与氯化镁会发生反应生成氯化银沉淀； 若硝酸银过量，则氯化镁反应完全，溶液中为硫酸铜、硝酸银，根据金属活动性顺序Mg＞Zn＞H＞Cu＞Ag，锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银，待硝酸银反应完全，若锌有剩余，锌会与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜，充分反应后溶液成无色，说明硝酸银和硫酸铜均反应完全，则滤渣B中为氯化银、银、铜，可能含有锌； 若硝酸银适量或不足，则硝酸银反应完全，溶液中为硫酸铜、氯化镁；锌不能与氯化镁反应，锌会与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜，充分反应后溶液成无色，说明硫酸铜反应完全，则滤渣B中为氯化银、铜，可能含有锌；综上，则滤渣B中一定有的金属是：铜； （3）铁生锈需要的条件是氧气和水同时存在，A试管中铁只与氧气接触，C试管中铁与氧气和水同时接触，从控制单一变量与对比法的思路设计实验得出B试管中只能是水。由于水中可溶解一点氧气，所以选用煮沸并迅速冷却后的蒸馏水，防止氧气再一次溶于水中，可覆盖一层植物油盖住铁钉，使铁钉只与水接触。 跨学科实践活动 垃圾的分类与回收利用 1．垃圾分类任重道远，下列垃圾应该放入有害物质垃圾箱的是 A．烂菜叶 B．生锈 C．废旧镉镍充电电池 D．旧书报 【答案】C 【解析】A、烂菜叶属于厨余垃圾，故选项错误； B、生锈可以回收再利用，属于可回收垃圾，故选项错误； C、废旧镉镍充电电池含有有害物质，属于有害垃圾，故选项正确； D、旧书报可以回收再利用，属于可回收垃圾，故选项错误； 故选：C。 2．随着我国社会经济的发展，城市人口每天会产生大量的生活垃圾，如图是我国目前垃圾处理的常见方式。垃圾未经分类就回收或者任意丢弃都会造成环境污染，垃圾分类一般指按一定规定或标准将垃圾分类储存、投放和搬运，从而转变成公共资源的一系列活动的总称。目前垃圾主要分为四类：可回收垃圾、厨房垃圾、有害垃圾、其他垃圾。可回收垃圾经处理可再利用，如废纸经过回收、筛选和脱墨等工艺，可以重新制成高质量的新纸。将废弃金属制品进行熔炼，分离出不同成分的金属材料，再加工成新的金属制品。通过特殊的焚烧锅炉燃烧城市固体垃圾可以用来发电，垃圾发电分为垃圾焚烧发电和垃圾填埋气发电两大类。 （1）现阶段我国垃圾最主要的处理方式是 。 （2）焚烧固体垃圾用来发电实现了 能向电能的转化。 （3）废弃金属回收中铁制品被腐蚀难以回收，而铝制品易回收的原因是 (用化学方程式表示)。 （4）垃圾未分类带来的危害有 。 【答案】（1）填埋 （2）化学 （3） （4）造成环境污染 【解析】（1）由图可知，现阶段我国垃圾最主要的处理方式是填埋，故填：填埋； （2）焚烧固体垃圾用来发电实现了化学能向电能的转化，故填：化学； （3）废弃金属回收中铁制品被腐蚀难以回收，而铝制品易回收的原因是铝在常温下就可以与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，反应的化学方程式为，从而阻止氧气与金属的进一步反应，故填：； （4）根据题中信息可知，垃圾未经分类就回收或者任意丢弃都会造成环境污染，故填：造成环境污染。3．阅 3．习近平总书记十分关心垃圾分类工作，他指出垃圾分类是社会文明水平的一个重要体现，应该对垃圾分类回收。请根据下图完成综合处理生活垃圾的有关问题。 资料l：垃圾焚烧产生烟气中有SO2、HCl等有害气体，SO2与CO2的化学性质相似。 资料2：硫酸亚铁容易与空气中的O2发生反应变质。 （1）其它垃圾的处理 ①发电厂焚烧垃圾时，将 能转变为电能。 ②吸收步骤中，石灰浆发生反应的化学方程式是 (任写一个)。 （2）废旧电池的回收 某些废旧电池中含有危害人类健康的镉、汞等元素。回收废旧电池中的镉有以下方法： 方法一  将废旧电池进行处理制得硫酸镉溶液，向其中加入足量的锌粉，得到固体镉。 方法二  将废旧电池破碎成细颗粒后焙烧，镉转化为氧化镉(CdO)；将含氧化镉的细颗粒和炭粉混合，隔绝空气加热至l200℃得镉蒸气和一氧化碳。 ①由方法一推测，镉的金属活动性比锌 (填“强”或“弱”)。 ②氧化镉和炭粉反应的化学方程式是 ，基本反应类型为 。 （3）生锈铁制品的回收 ①生锈铁制品回收利用过程中，要将硫酸亚铁溶液在氮气环境中结晶得到硫酸亚铁晶体。其中氮气的作用是 。 【答案】（1）化学 或 （2）弱 置换反应 （3）隔绝空气防止硫酸亚铁被空气中的氧气氧化 【解析】（1）①发电厂焚烧垃圾时，将化学能转变为电能。 ②石灰浆中含有氢氧化钙，垃圾焚烧产生烟气中有SO2、HCl等有害气体，SO2与CO2的化学性质相似。则吸收步骤中，石灰浆发生反应为二氧化硫和氢氧化钙生成亚硫酸钙沉淀和水[或氢氧化钙和盐酸生成氯化钙和水]。 （2）①金属活动性顺序中，排在前面的金属能将排在后面的金属从其化合物的水溶液中置换出来。由方法一推测，镉的金属活动性比锌弱。 ②含氧化镉的细颗粒和炭粉混合，隔绝空气加热至l200℃得镉蒸气和一氧化碳，化学方程式是：，该反应是一种单质和化合物生成另外一种单质和化合物的反应，属于置换反应。 （3）已知，硫酸亚铁容易与空气中的O2发生反应变质。在生锈铁制品回收利用过程中，要将硫酸亚铁溶液在氮气环境中结晶得到硫酸亚铁晶体。其中氮气的作用是隔绝空气，防止硫酸亚铁被空气中的氧气氧化。 4．垃圾被称为“放错了地方的资源”，对垃圾进行分类与回收利用是建设环境友好型社会的重要内容之一。化学兴趣小组的同学们利用周末时间对塑料垃圾的产生及危害、处理方法、焚烧后气体的成分、防止污染的途径等内容展开了项目式学习活动。 活动一：调查塑料垃圾的产生及危害 【走访调查】 （1）同学们分成若干小组进入社区进行调查，发现人们在日常生活中很喜欢使用塑料制品，原因是 。 【小组交流】 （2）同学们交流后认为，塑料属于 材料，不易降解，废弃塑料制品的随意丢弃会造成“白色污染”。 活动二：了解塑料垃圾的处理方法 【咨询专家】同学们就“塑料垃圾的处理方法”咨询了垃圾处理厂的技术专家，据专家介绍，大多数可回收塑料被加工成颗粒，然后制造成新的塑料产品。然而，塑料薄膜、薄塑料袋等却不可回收利用，通常它们会被填埋或焚烧掉。 【分析讨论】 （3）日常生活中可被回收的塑料制品是 （举一种）。 活动三：探究塑料垃圾焚烧后气体的成分 【查阅资料】塑料焚烧时会产生多种有害气体，特别是用于包装物品的塑料袋中常含氯元素，焚烧后会产生氯化氢气体。 【实验验证】 （4）同学们在实验室中进行了以下实验，探究含氯塑料焚烧产生的气体中是否有氯化氢。 实验步骤 实验现象 实验结论 ①取少量含氯塑料置于焚烧炉中进行焚烧，将焚烧产生的气体通入水中 含氯塑料焚烧产生的气体中有氯化氢 ②取步骤①所得溶液于试管中，向其中滴加紫色石蕊溶液 ③另取步骤①所得溶液于试管中，向其中滴加适量稀硝酸和 产生白色沉淀 【反思评价】 （5）实验步骤③中发生反应的化学方程式为 。 （6）有同学认为，塑料属于有机物，所以步骤②中实验现象产生的原因还可能是 。 活动四：探寻防止塑料污染的途径 【交流探讨】同学们根据调查结果，结合日常生活经验进行交流，认为防止塑料污染的途径主要有减少塑料制品的使用、提高塑料回收利用率、寻找替代塑料的新材料等。 【成果展示】 （7）同学们通过项目式学习活动对塑料垃圾的产生、危害、处理和防治等有了一定的了解，他们将学习成果制成海报，张贴在学校、社区进行宣传，请你与他们一起完成海报的内容设计。 【答案】（1）塑料制品使用便利（合理即可） （2）有机合成 （3）矿泉水瓶（合理即可） （4）紫色石蕊溶液变红 硝酸银溶液 （5） （6）有机物含有碳元素，燃烧生成二氧化碳，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸使紫色石蕊溶液变红 （7）用布袋代替塑料袋 【解析】（1）人们在日常生活中很喜欢使用塑料制品，原因是塑料制品便宜、使用便利等，故填塑料制品使用便利（合理即可）； （2）塑料属于有机合成材料，不易降解，废弃塑料制品的随意丢弃会造成“白色污染”，故填：有机合成； （3）日常生活中可被回收的塑料制品是矿泉水瓶、塑料脸盆、塑料凳子等，故填：矿泉水瓶（合理即可）； （4）步骤②：由实验结论可知，含氯塑料焚烧产生的气体中有氯化氢，氯化氢气体溶于水形成盐酸，盐酸显酸性，能使紫色石蕊溶液变红，故取步骤①所得溶液于试管中，向其中滴加紫色石蕊溶液，观察到的现象是紫色石蕊溶液变红； 步骤③：检验氯离子的存在，可以用硝酸酸化的硝酸银（盐酸与硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸，可观察到有白色沉淀生成），故另取步骤①所得溶液于试管中，向其中滴加适量稀硝酸和硝酸银溶液； 故填：紫色石蕊溶液变红；硝酸银溶液； （5）实验步骤③中发生的反应是盐酸与硝酸银反应生成氯化银沉淀和硝酸，化学方程式为，故填：； （6）塑料属于有机化合物，有机物含有碳元素，燃烧会生成二氧化碳，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，也能使紫色石蕊溶液变红，故步骤②中实验现象产生的原因还可能是有机物燃烧产生的二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸使紫色石蕊溶液变红，故填：有机物含有碳元素，燃烧生成二氧化碳，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸使紫色石蕊溶液变红； （7）塑料会污染环境，则应减少塑料的使用，则可采取布袋代替塑料袋，故填：用布袋代替塑料袋。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 2 / 15 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第八单元 金属和金属材料 01考情透视·目标导航 02知识导图·思维引航 03知识建构·考法探究 考点一 金属材料 考点突破 题型精研 ►考向01 金属材料 ►考向02 合金 考点二 金属的化学性质 考点突破 题型精研 ►考向01 金属与稀酸的反应 ►考向02 金属与盐溶液的反应 考点三 金属活动顺序 考点突破 题型精研 ►考向01 金属活动性顺序应用 ►考向02 金属活动性顺序实验探究 考点四 金属的冶炼 考点突破 题型精研 ►考向01 实验室模拟工业炼铁实验 ►考向02 金属的冶炼 考点五 金属资源保护 考点突破 实验 铁制品锈蚀的条件的探究 题型精研 ►考向01 铁锈蚀的条件及探究 ►考向02 金属资源的保护 04分层训练·巩固提升 基础巩固 能力提升 跨学科实践活动 垃圾的分类与回收利用 考点要求 课标要求 命题预测 金属材料 · 了解金属材料发展史。 · 认识金属的物理共性个特性。 · 掌握合金的概念和特征 金属的共性与个性、合金的特征、置换反应的判断、金属资源的保护等考点常以选择题的形式进行考查，考查的命题点有：金属的颜色、金属之最、合金的特点、金属锈蚀条件、保护金属资源的方法等。常结合常见生活中现象、工农业生产、科学实验等以文字或图片结合的形式呈现。 金属活动顺序的探究、钢铁锈蚀的条件等知识点常以填空题的形式进行考查。 金属的化学性质、金属活动顺序的探究、钢铁锈蚀的条件、金属与混合盐溶液反应后的溶质成分和滤渣成分的分析考点还可能以实验题、的形式进行考查。考查的命题点有：实验步骤、仪器的使用、误差分析。常以化学实验或科学探究的形式出现。 金属的化学性质 · 掌握金属常见的化学性质。 · 掌握金属反应规律。 · 知道反应条件会影响反应产物。 置换反应 · 了解置换反应的几种类型。 · 掌握置换反应概念和特点。 金属活动顺序 · 熟记金属活动顺序表 · 掌握金属活动顺序的应用 · 能对一些常见金属进行活动顺序探究 金属的冶炼 · 知道一些金属矿物质及其主要成分 · 掌握生铁冶炼的原理、设备及原料 · 掌握实验室模拟工业炼铁的实验 金属资源的保护 · 知道金属锈蚀的形成的条件 · 了解防锈的措施 · 知道一些保护金属资源的方法 考点一 金属材料 一、金属材料 1.金属材料： 包括纯金属(纯净物)和合金(混合物)。 2.金属物理性质： （1）共性：常温下为固体，有金属光泽，大多数金属具有优良的导电性、导热性，有延展性。 （2）特性： ①多数金属呈银白色,而铜呈紫红色,金呈黄色。 ②常温下,多数金属是固体,而汞是液体。 ③各种金属的硬度、密度、熔点、导电性、导热性等物理性质差别较大。 ④有些金属处于粉末状态时，就会呈现不同的颜色；例如，粉末状的铁粉和银粉都是呈黑色的，这主要是由于颗粒太小，光不容易反射。 2.金属材料的发展 （1）青铜器(商代)→铁器(春秋战国)→铝(100多年前)→钛和钛合金(21世纪重要的金属材料)。 （2）目前世界上年产量居前三位的金属依次是铁、铝、铜。 4.金属的使用 （1）主要因素:性质决定用途。 （2）其他因素:价格、资源、是否美观、使用是否便利以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。 （3）生活中的金属： 干电池外皮→锌/锰； “银粉”→铝；水银温度计→汞； “锡箔”纸→铝或锡； 保温瓶内胆→银 5.金属之最： （1）铝：地壳中含量最多的金属元素 （2）钙：人体中含量最多的金属元素 （3）铁：目前世界年产量最多的金属（铁>铝>铜） （4）银：导电、导热性最好的金属（银>铜>金>铝） （5）铬：硬度最高的金属 （6）钨：熔点最高的金属 （7）汞：熔点最低的金属 （8）锇：密度最大的金属 （9）锂：密度最小的金属 二、合金 1.概念：在金属中加热融合某些金属或非金属，制得具有金属特征的合金。 ①合金是混合物 ②形成合金的过程是物理变化 ③合金各成分的化学性质不变 2.合金的优点： 合金和组成其的纯金属相比较，硬度一般更大，熔点一般更低，抗腐蚀性更好 3.合金与纯金属的硬度比较方法： 几种重要的合金 合金 铁的合金 铜合金 焊锡 钛和钛合金 形状记忆合金 生铁 钢 黄铜 青铜 成分 含碳量 2%～4.3% 含碳量 0.03%～2% 铜锌 铜锡 铅锡合金 钛镍合金 备注 铁的合金主要含Fe、C， 区别主要是含碳量不同 紫铜是纯铜 熔点低 焊接金属 与人体有很好的 相容性， 可用于制造人造骨 具有形状记忆效应用于制成人造卫星天线 【点拨】 1.合金中一定有金属存在,但不一定都是金属与金属熔合而成,还有可能是金属与非金属,例如:生铁、钢就是铁的合金,其中含有碳元素。 2.合金中各成分是均匀熔合在一起的,在金属表面镀上一层其他金属,不属于合金。 3.合金的各种成分均以单质形式存在。 4.钢的淬火和回火 ①淬火 操作过程：取两根缝衣钢针，用镊子夹住放在火焰上烧至红热后，立即放入冷水中。 淬火结果：经过淬火后的钢，其硬度和耐磨性增强，塑性和和韧性降低。 ②回火: 操作过程：用镊子夹住另一根淬火后的钢针，放在火焰上微热片刻(不要使钢针烧红)，然后放在空气中(最好放在炉灰中)待其自然冷却。 回火结果：钢针恢复其塑性和和韧性。 （一）误认为合金就是金属单质的熔合。 合金中一定有金属存在,但不一定都是金属与金属熔合而成,还有可能是金属与非金属,例如:生铁、钢就是铁的合金,其中含有碳元素。 （二）误认为合金的熔合过程是化学变化。 合金形成过程中，几种成分是熔合在一起的，发生的是物理变化，不是化学变化。 （三）误认为在金属表面电镀一层其它金属就是合金。 合金中各成分是均匀熔合在一起的,在金属表面镀上一层其他金属,不属于合金。 考向01 金属材料 【例1】（2024·湖南省卷）下列制作灯笼的材料中，属于金属材料的是 A．胶水 B．铁丝 C．彩纸 D．蜡烛 举一反三 1．（2024·湖南长沙·一模）2023年5月28日，国产大型客机首次商业载客飞行成功，在制造过程中使用了铝锂合金、钛合金、超高强度钢等大量金属材料。下列有关金属材料的说法正确的是 A．钢铁表面刷油漆可以有效防止生锈 B．钢的含碳量比生铁的含碳量高 C．黄铜的硬度比纯铜的小 D．铝的化学性质比铁活泼，故更易锈蚀 2．（2024·湖南长沙市长郡教育集团二模）金属与金属材料在人类文明进步和社会发展中起着至关重要的作用。下列有关金属材料的说法中，正确的是 A．金属在常温下都是固体 B．“真金不怕火炼”说明金的熔点高 C．金属元素在自然界均以化合物形式存在 D．铝制品不易被锈蚀是因为铝与氧气反应表面形成一层致密的氧化膜 考向02 合金 【例2】（2023·湖南长沙）2023 年我国自主研制的大型灭火、水上救援水陆两栖飞机“鲲龙”已成功首飞，制造该飞机使用了铝锂合金等多种合金。下列有关铝锂合金的说法正确的是（ ） A．铝锂合金的熔点比纯铝更高 B．铝锂合金的抗腐蚀性能非常差 C．铝锂合金是混合物 D．铝锂合金的硬度比纯铝小 举一反三 1．（2024·湖南长沙·一模）《吕氏春秋》记载“金（即铜单质）柔锡（即锡单质）柔，合两柔则刚（即坚硬）”。这句话说明合金具有的特性是（　　） A．合金的熔点一般比其组分低 B．合金的硬度一般比其组分大 C．合金的抗腐蚀性一般比其组分强 D．合金的耐磨性一般比其组分好 2．（2024·湖南长沙·一模）2023年5月28日，国产大型客机首次商业载客飞行成功，在制造过程中使用了铝锂合金、钛合金、超高强度钢等大量金属材料。下列有关金属材料的说法正确的是 A．钢铁表面刷油漆可以有效防止生锈 B．钢的含碳量比生铁的含碳量高 C．黄铜的硬度比纯铜的小 D．铝的化学性质比铁活泼，故更易锈蚀 考点二 金属的化学性质 一、与氧气反应： 反应条件 金属 现象 化学方程式 常温 镁 打磨过的镁带在空气中表面逐渐变暗;在空气中点燃剧烈燃烧,发出耀眼的白光，生成白色固体 点燃时: 2Mg+O22MgO 铝 打磨过的铝在空气中表面会逐渐变暗,生成一层致密的氧化膜 常温下：4Al+3O2=2Al2O3 点燃或加热 铁 在氧气中点燃,剧烈燃烧，火星四射,放出大量的热，生成黑色固体。 在氧气中点燃: 3Fe+2O2Fe3O4 铜 在空气中加热表面变为黑色 在空气中加热: 2Cu+O22CuO 高温 金 在空气中加热不变色 铝具有很好的抗腐蚀性能原因：铝与空气中氧气反应，表面生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化。 二、与稀盐酸、稀硫酸反应： 1.反应规律： 金属＋酸→盐＋H2↑ 2.注意事项： 实验前用砂纸打磨金属，除去镁、铁等金属表面的氧化膜，便于金属与酸接触反应。 金属 现象 反应的化学方程式 稀盐酸 稀硫酸 镁 反应剧烈，产生大量气泡 Mg+2HCl=MgCl2+H2↑ Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑ 锌 反应比较剧烈，产生少量气泡 Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑ Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 铁 反应缓慢，有少量气泡产生，溶液由无色变为浅绿色 Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ 金属与酸反应生成氢气问题的分析方法 1.等质氢图H2质量/g t/s Zn Fe 两种金属分别与酸反应,产生的氢气质量相同,此图反映两种情况: （1）酸不足,金属过量,产生的氢气质量由酸的质量决定。 （2）酸足量,投放的两种金属分别与酸反应产生氢气的质量恰好相同,如 6.5g锌和5.6g铁分别投入足量的盐酸中,反应产生的氢气质量相同。 2.等质等价金属图 如等质量的镁、铁、锌分别与足量的酸反应,生成的金属离子都H2质量/g t/s Zn Fe Mg 带2个单位的正电荷,产生氢气的速率和质量不同。此图反映出: （1）金属越活泼,图示中反应物的线越陡,如Mg线比Zn 线陡、Zn 线比Fe线陡,说明金属活动性Mg> Zn>Fe。 （2）金属的相对原子质量越小,等质量时与足量酸反应产生的氢气 越多,曲线的拐点越高,因此,相对原子质量Zn>Fe>Mg。 可简单概括为:越陡越活,越高越小。 3.等质不等价金属图H2质量/g t/s Zn Mg Al 如等质量的铝、镁、锌分别与足量酸反应,生成的化合物中金属 元素的化合价分别为+3、+2、+2价，此图反映出等质不等价金 属与酸反应不仅产生氢气的速率不同,而且产生氢气的质量与金 属元素化合价有关。可用下式计算氢气质量: m(H2)＝ 三、金属与某些盐反应： 反应规律： 金属＋盐→新盐＋新金属 实验 铁钉+硫酸铜溶液 铝丝+硫酸铜溶液 铜丝+硝酸银溶液 现象 铁表面有红色固体产生，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色。 铝表面有红色固体产生， 溶液由蓝色逐渐变为无色。 铜表面有银白色固体产生， 溶液由无色逐渐变为蓝色。 化学方程式 Fe+CuSO4 =Cu+FeSO4 2Al+3CuSO4 =Al2(SO4)3 +3Cu Cu+2AgNO3 =2Ag+Cu(NO3)2 活动性比较 铁>铜 铝＞铜 铜＞银 【点拨】 ①单质铁与稀盐酸和稀硫酸反应，均生成亚铁盐； ②现象的描述重点：金属表面生成固体的颜色，溶液颜色的变化。 金属与与混合盐溶液的反应后的溶液和滤渣成分分析 方法一：定量分析法 如将铁粉加入到硝酸铜和硝酸银的混合溶液中。 第一步：将题目中涉及的金属，按照金属的活动性由强到弱的顺序排列：如Fe、Cu、Ag。 第二步：根据金属活动性由弱到强依次加入盐溶液中的金属，其顺序为Ag、Cu、Fe。 第三步：根据加入金属的量分析，如下表： 情况 反应情况 滤液 滤渣 ①加入极少量的Fe 部分AgNO3反应 Fe2＋、Cu2＋、Ag＋ Ag ②加入少量的Fe AgNO3恰好反应 Fe2＋、Cu2＋ Ag ③加入较少量的Fe 部分Cu(NO3)2反应 Fe2＋、Cu2＋ Cu、Ag ④加入适量的Fe Cu(NO3)2恰好反应 Fe2＋ Cu、Ag ⑤加入过量的Fe 无反应 Fe2＋ Fe、Cu、Ag 方法二：优先法 判断反应发生的先后顺序的依据：远距离先置换，即金属活动性相差越大(或位置距离越远)，反应优先发生。 1. 将铁粉加入到一定量的硝酸铜和硝酸银的混合溶液中 先：Fe＋2AgNO3＝Fe(NO3)2＋2Ag 后：Fe＋Cu(NO3)2＝Fe(NO3)2＋Cu 反应情况 滤液成分 滤渣成分 ① Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3 Ag ② Fe(NO3)2、Cu(NO3)2 Ag ③ Fe(NO3)2、Cu(NO3)2 Ag、Cu ④ Fe(NO3)2 Ag、Cu ⑤ Fe(NO3)2 Ag、Cu、Fe 2. 将硝酸银溶液加入到一定量铁和铜的混合物中 先：Fe＋2AgNO3 === Fe(NO3)2＋2Ag 后：Cu＋2AgNO3 === Cu(NO3)2＋2Ag 反应情况 滤液成分 滤渣成分 ① Fe(NO3)2 Fe、Cu、Ag ② Fe(NO3)2 Cu、Ag ③ Fe(NO3)2、Cu(NO3)2 Cu、Ag ④ Fe(NO3)2、Cu(NO3)2 Ag ⑤ Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3 Ag 考向01 金属与稀酸的反应 【例1】（2022·湖南张家界）金和黄铜（铜锌合金）是生活中常见的物质，下列试剂或方法不能将其区分的是（　　） A．稀硫酸 B．硝酸银溶液 C．观察颜色 D．灼烧 举一反三 1．（2024·湖南邵阳·一模）下列物质中，能由金属单质和盐酸直接反应制得的是 A．AgCl B．FeCl3 C．AlCl3 D．CuCl2 2．将大小、形状相同的Mg、Zn、Fe、Cu四种金属同时投入盐酸中，下列结论不正确的是( ) 金属与盐酸反应 A.铜不能与盐酸发生反应 B.四种金属中与盐酸反应最剧烈的是Mg C.相等质量的锌和铁分别与足量盐酸反应，生成 H2的质量：Zn>Fe D.如果把盐酸换成稀硫酸，实验现象相同 考向02 金属与盐溶液的反应 【例2】（2023·湖南衡阳）向和的混合溶液中加入一定量的锌粉，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。下列说法正确的是（ ） A．若滤液为蓝色，则滤渣中一定含有Cu和Zn B．若滤液不为蓝色，则滤液中可能不含 C．若往滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生，则滤渣中一定含有Mg D．所得滤液的质量一定比原溶液的质量大 举一反三 1．（2024·湖南湘西·一模）下列反应发生后，溶液的总质量会减少的是 A．Fe+H2SO4 B．Fe+AgNO3 C．Al+HCl D．Zn+CuSO4 2．（2024·陕西）化学课堂上，老师为同学们演示了如下图所示的实验。 （1）铜丝插入溶液一段时间后，观察到的两个现象分别是 ，发生反应的化学方程式是 。 （2）铝丝表面析出红色固体时，试管内溶液中的溶质一定有 。 考点三 置换反应 一、定 义： 由一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质与另一种化合物的反应 二、表达式： A+BC→AC+B 三、置换反应类型： 【点拨】CO+金属氧化物→金属单质+CO2 该反应不属于基本反应 分析金属与溶液反应(或固体)质量的变化方法 （1）金属与酸反应后金属质量减少，溶液质量增加。 如Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H2↑ 65g 2g 溶液质量增加65g-2g=63g （2）对于在盐中呈相同价态的两种金属,金属与另一种金属的盐溶液反应后的质量变化分两种情况。 ①单质金属的相对原子质量<盐中金属的相对原子质量。 如：Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu 56g 64g 溶液质量减轻64g-56g=8g ②单质金属的相对原子质量>盐中金属的相对原子质量。 如：Zn+CuSO4＝ZnSO4+Cu 65g 64g 溶液质量减轻65g-64g=1g 考向01 置换反应的判断 【例1】（2022·湖南益阳）金属发现与使用的历史，体现了人们对其性质的认识和科技发展的水平。 （1）我国早在春秋战国时期就开始使用铁器。铁制品长期暴露在空气中会发生锈蚀，原因是铁与空气中的水和 _____反应生成铁锈（主要成分是Fe2O3•xH2O），Fe2O3中铁元素的化合价是 _____； （2）西汉时期，我国首开“湿法炼铜”之先河，其原理是Fe和CuSO4溶液的反应。写出该反应的化学方程式 ________________________，该反应的基本类型是____________。 举一反三 1．生产单质硅过程中的一个重要反应为SiO2+2CSi+2CO↑，该反应的基本类型是（ ） A．化合反应 B．分解反应 C．置换反应 D．氧化反应 2．（2023·江苏镇江）金属R与Hg（NO3）2溶液反应的化学方程式为R+Hg（NO3）2=R（NO3）2+Hg，下列说法中不正确的是（ ） A．R可能是铝 B．该反应为置换反应 C．R的金属活动性比Hg强 D．在金属活动性顺序表中，R不一定排在氢前面 考向02 金属反应相关的图像分析 【例2】（2023·湖南益阳）数字化实验利用传感器能准确地测定实验过程的相关数据。下图是某同学将少量锌粒放入盛有过量稀硫酸的恒容密闭容器中，用压强传感器测得容器内气体压强与反应时间的变化曲线。据图回答下列问题： （1）AB段发生反应的化学方程式为_____________________________。 （2）C点表示的溶液中含有的溶质有_________(填化学式)。 举一反三 1．现将等质量且形状相同的甲、乙、丙三种金属，分别放入三份溶质质量分数相同的足量稀硫酸中，产生氢气的质量随反应时间的关系如图所示（已知甲、乙、丙在生成物中化合价均为）。下列说法不正确的是 A．相对原子质量：甲乙丙 B．金属活动性：乙丙甲 C．消耗硫酸的质量：甲乙丙 D．甲、乙、丙可能分别是镁、铁、锌 2．用某金属颗粒与足量的稀盐酸反应，如生成氢气的质量(以纵坐标表示，单位：g)与所用金属的量(以横坐标表示，单位：g)之间的关系如图所示，该金属颗粒可能是 A．纯净的锌 B．纯净的铁 C．含有不与酸反应的杂质的铁 D．含有不与酸反应的杂质的锌 3．将一小块未打磨的铝片放入试管内，加入一定量的稀盐酸，测得产生氢气的速率随时间的变化如下图所示。下列说法正确的是 A．0~a段无氢气产生，说明没有发生反应 B．a~b段发生的反应为： C．b点后反应停止，无氢气产生 D．铝比铁活泼，所以铝制品更容易被酸腐蚀 考点四 金属活动性顺序 一、金属活动顺序： 二、金属活动性顺序表的意义： 1.在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，它的活动性就越强； 2.在金属活动性顺序里，位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢； 3.在金属活动性顺序里，位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来。 三、金属活动性顺序的应用： 1.判断金属与盐溶液能否反应 ①在金属活动性顺序表中，排在前面的金属能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来。 ②盐是可溶性盐。 ③K、Ca、Na除外(K、Ca、Na等加入到盐溶液中，先与溶液中的水反应，生成的碱再与盐反应)。 2.判断金属与酸能否反应。 ①在金属活动性顺序表中，该金属必须排在氢的前面。 ②“酸”一般指的是稀盐酸、稀硫酸。 3.根据金属活动性的相对强弱，可为除杂选择合适的试剂。 如Cu中混有少量的Fe，欲除去少量的Fe，可选择加入足量的硫酸铜溶液充分反应，Fe和硫酸铜溶液反应生成了Cu和硫酸亚铁，再过滤即可。 4.根据金属活动性顺序判断金属与盐溶液反应后滤渣、滤液的成分。 一种金属和几种盐溶液混合时，最不活泼的金属最先被置换出来，然后再依次按照活动性由弱到强的先后顺序被置换出来 5.根据金属活动性顺序判断金属与酸反应的快慢（反应速率）或根据反应速率判断金属的活动性顺序。一般金属越活泼，在同等条件下，与某一酸反应的速率越快。 验证金属活动性强弱的实验设计方法 1.探究金属活动性强弱的方法有两种 方法一: 金属与酸(稀盐酸、稀硫酸)反应。能反应的金属比H活泼,反应越剧烈,则越活泼;不反应的金属位于H之后。 方法二: 金属与盐溶液反应。若则表示该金属的活动性强于该盐中金属的活动性。 2.运用金属活动性顺序验证金属活动性强弱的实验方案设计 验证项目 实验方案 判断理由 比较两种金属的活动性强弱，如 Cu、Zn 方案一:将金属锌放入铜的盐溶液中 方案二:将金属铜放入锌的盐溶液中 方案三:将金属锌、铜分别放入稀盐酸中 方案四:将金属锌、铜同时放入金属活动性位于两者中间的一种金属的盐溶液中,如 FeSO4溶液 根据置换反应能否发生做出相应的判断 比较三种金属的活动性强弱，如 Mg、Fe、 Cu 方案一:将金属镁、铜同时放入FeSO4溶液中(两边的金属与中间金属的盐溶液) 方案二:将金属铁分别放入MgCl2,溶液和CuSO4溶液中(两边金属的盐溶液与中间的金属) 根据金属与盐溶液的置换反应能否发生作出相应判断。方案一中镁与FeSO4反应而铜与 FeSO4不不反应;方案二中Fe与CuO4反应而与MgCl2不反应,均可证明金属活动性Mg> Fe>Cu 方案三:将三种金属同时放入相同浓度的稀盐酸(或稀硫酸)中 根据金属与酸的置换反应能否发生及反应速率的快慢作出判断。Mg与酸反应速率快,Fe与酸反应速率慢,Cu与酸不反应,证明金属活动性Mg> Fe>Cu 比较多种金属的活动性强弱，如 Mg、Zn、 Cu、Ag 步骤一:先将四种金属单质同时放入相同浓度的稀盐酸或稀硫酸中 步骤二:再用比较两种金属的活动性强弱的方案比较Cu和 Ag的活动性强弱 根据能否与酸发生置换反应将四种金属分为两组。在金属活动性顺序中，排在氢前面的是 Mg和Zn,由于反应速率快慢不同,可判断出活动性Mg> Zn;排在氢后面的 Cu和Ag的验证方案见两种金属的活动性的验证方案. 考向01 金属活动顺序及应用 【例1】（2023·湖南怀化）向Cu（NO3）2溶液中分别加入金属X、Y，反应一段时间后在X表面有红色物质板出，Y表面无明显变化，则X、Y、Cu三种金属的活动性由强到弱的顺序为（ ） A．Cu>X>Y B．X>Cu>Y C．X>Y>Cu D．Y>Cu>X 举一反三 1．（2024·湖南永州·一模）将金属分别放入硝酸铜溶液中，X表面无明显现象，Y的表面有红色固体析出，则三种金属活动性由强到弱的顺序是 A． B． C． D． 2．（2024·湖南永州·一模）现有X、Y、Z三种金属，如果把X和Y分别放入稀硫酸中，X溶解并产生氢气，Y不反应；如果把Y和Z分别放入硝酸银溶液中，过一会，在Y表面有银析出，而Z没有变化。根据以上实验事实，相关分析错误的是 A．三种金属可能分别是铁、铜、银 B．Y一定能从硫酸铜溶液中置换出铜 C．X与稀盐酸反应后溶液的质量一定增大 D．三种金属活动性由强到弱的顺序是X>Y>Z 考向02 金属活动顺序实验探究 【例2】（2024·湖南长沙）通过实验可以验证物质的性质。下列试剂中，能验证铁、铜的金属活动性顺序的是 A．稀硫酸 B．蒸馏水 C．硫酸铜溶液 D．澄清石灰水 举一反三 1．（2024·湖南邵阳绥宁二模）为探究铜、锌、X三种金属的活动性，某同学做了如下实验。则三种金属的活动性由强到弱的顺序是 实验操作 现象 产生气泡 无明显现象 X丝表面析出红色固体 A．锌、X、铜 B．X、锌、铜 C．锌、铜、X D．铜、X、锌 2．（2023·湖南郴州）为验证铁、铜、银三种金属的活动性顺序，小东设计了如下所示的两组实验。下列说法正确的是（ ） A．通过实验①、②能够验证三种金属的活动性顺序 B．实验②中发生的反应是： C．实验①中溶液质量逐渐增大 D．实验①中溶液颜色由蓝色变为黄色 考点五 金属的冶炼 一、金属在自然界的存在 金属矿石名称 赤铁矿 磁铁矿 菱铁矿 铝土矿 黄铜矿 辉铜矿 主要成分 Fe2O3 Fe3O4 FeCO3 Al2O3 CuFeS2 Cu2S 一、铁的冶炼 1. 一氧化碳还原氧化铁实验 ①实验原理：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 ②实验装置： ③实验步骤 a.检查装置气密性； b.转入药品并固定装置； c.通入CO并点燃酒精灯； d.排尽装置内的空气后，点燃酒精喷灯给氧化铁加热； e.当玻璃管内的红棕色粉末变为黑色时，停止加热； f.等装置冷却后，停止通CO，熄灭酒精灯。 ④实验现象 红棕色粉末逐渐变为黑色；澄清石灰水变浑浊；尾气燃烧时产生蓝色火焰。 ⑤有关的化学方程式 硬质玻璃管中：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。 试管中：Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O。 尾气处理：2CO+O22CO2。 2. 工业炼铁 ①炼铁的原理 在高温下，一氧化碳还原铁的氧化物（氧化铁、四氧化三铁）。 ②原料及作用 a.铁矿石：提供原料。 b.焦炭：燃烧提供热量、产生还原剂一氧化碳。 c.石灰石：可将矿石中二氧化硅转变为炉渣。 ③设备：高炉。 考向01 实验室模拟工业炼铁实验 【例1】（2024·湖南岳阳市长岭中学二模）金属材料在生活中被广泛应用，金属的性质、用途、制取也是化学学习的重要内容。 （1）如图所示是CO还原Fe2O3的部分实验装置，写出一种尾气处理的方法： 。 （2）硬质玻璃管中观察到的现象是 。为何要提前通入一段时间一氧化碳? 。 （3）如图所示为某学习小组探究金属化学性质时所做的四个实验，仔细分析后回答下列问题。 要证明Cu、Fe、Ag的活动性顺序，至少要做的实验是 (填序号)。 举一反三 1．下图是CO与CuO反应的实验装置，下列关于该实验说法正确的是 ①玻璃管中黑色固体变成了红色 ②CO发生了还原反应 ③玻璃管中发生的反应为化合反应 ④既有效地防止了CO对空气的污染，又充分利用了能源 A．①② B．①④ C．②④ D．③④ 考向02 金属的冶炼 【例2】（2023·湖南株洲）生铁和钢是含碳量不同的两种铁合金。我国粗钢产量自1996年开始已经连续27年位居全球第一。 （1）含碳量比较：生铁______（填“大于”或“小于”）钢。 （2）炼钢的基础是炼铁。工业上炼铁是把铁矿石（如赤铁矿Fe2O3、磁铁矿Fe3O4等）、焦炭和石灰石一起加入锅护，在高温下，利用炉内反应生成的CO把铁从铁矿石里还原出来。请写出在高温下CO还原FexOy的化学方程式：_____________________________。 举一反三 1．如图是炼铁高炉示意图，下列说法正确的是 A．焦炭的主要作用是提供热量、产生二氧化碳 B．石灰石的作用是与铁矿石中的杂质反应形成炉渣 C．生铁出口位置低于炉渣出口的原因是生铁密度小于炉渣 D．产生的废气无需处理，因为它不会污染空气 2．如图所示，明代宋应星的《天工开物》描绘了我国的古代炼铁术。下列说法错误的是 A．向高炉内加入铁矿石、焦炭、石灰石，在高温下炼铁 B．高炉炼铁出铁口出的是生铁 C．加入焦炭的目的只是利用其可燃性 D．工业上用赤铁矿石炼铁的化学方程式为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 考点六 金属资源的保护 一、铁制品锈蚀的条件的探究 实验装置 现象 铁钉生锈 铁钉不生锈 铁钉不生锈 现象分析 铁钉同时和氧气（或空气）、水接触 铁钉只和水接触 铁钉只和氧气（或空气）接触 结论 铁钉生锈的条件：铁和氧气(或空气)、水接触同时接触 【点拨】 （1）铁制品生锈主要是铁与空气中的氧气、水蒸气等物质发生了化学反应。 （2）铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O，颜色为红色。铁锈的结构疏松，不能阻止里层的铁继续与氧气、水的反应，铁制品会完全被腐蚀。 （3）铁制品一般温度越高，锈蚀的速度越快。 （4）在酸、盐存在的环境中，铁制品的锈蚀会加快。 二、防止铁制品锈蚀的原理和方法 1. 防止铁制品锈蚀的原理： 破坏铁锈蚀的条件即可防止铁制品锈蚀，即防止铁制品与氧气或水接触。 2. 防止铁制品锈蚀的方法： ①保持铁制品表面干燥和洁净。 ②在铁制品表面覆盖一层保护膜，如在铁制品表面刷漆、涂油等。 ③在铁制品表面镀上其他金属，如镀锌、镀铬等。 ④将铁制品制成合金，如不锈钢。 ⑤通过化学方法使铁制品表面形成致密的氧化膜，如“烤蓝”等。 三、金属资源的保护 1. 必要性 ①金属矿物的储量有限，且不可再生； ②废旧金属的随意丢弃不仅浪费资源还污染环境。 2. 有效途径 ①防止金属腐蚀； ②回收利用废旧金属； ③合理有效地开采矿物； ④寻找金属的代用品等。 四、含杂质的反应物(或生成物)质量的计算 1. 将含杂质的已知物质量换算为纯物质质量，其关系式为： 纯度＝×100%，纯物质质量=含杂质物质质量×纯度。 2. 将纯物质质量代入化学方程式进行计算。 3. 将计算得到的纯物质质量换算成含杂质物质质量：含杂质物质质量为=。 考向01 铁锈蚀的条件及探究 【例1】（2024·湖南省卷）铁制品经常有锈蚀现象，于是某兴趣小组围绕“锈”进行一系列研究。 （1）探锈 现有洁净无锈的铁钉、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、棉花和干燥剂氯化钙，还可以选用其他物品。为探究铁制品锈蚀的条件，设计如下实验： ①A中玻璃仪器的名称是 。 ②一周后，观察A、B、C中的铁钉，只有A中的铁钉出现了明显锈蚀现象，由此得出铁钉锈蚀需要与 接触的结论。 （2）除锈 取出生锈的铁钉，将其放置在稀盐酸中，一段时间后发现溶液变黄，铁钉表面有少量气泡产生。产生气泡的原因是 （用化学方程式表示）。稀盐酸可用于除锈，但铁制品不可长时间浸泡其中。 （3）防锈 防止铁制品锈蚀，可以破坏其锈蚀的条件．常用的防锈方法有 （写一种即可）。兴趣小组继续通过文献研究、调研访谈，发现如何防止金属锈蚀已成为科学研究和技术领域中的重要科研课题。 举一反三 1．下图是探究铁钉锈蚀条件的4个实验，一段时间后观察现象。下列说法错误的是（ ） A.①②对比说明铁生锈需要空气，①③对比说明铁生锈需要水 B .③中附着在棉花上的干燥剂的作用是使试管里没有水分 C .①中甲、乙、两三处比较，生锈最明显的地方是甲 D .四个实验中，生锈最快的是④中的铁钉 2．（2024·吉林长春）实验是化学研究的重要手段。图1为教材中探究铁锈蚀条件的实验装置，约一周后能观察到明显现象。小组同学对部分实验进行了改进，使出现明显现象的时间缩短至5~10分钟，改进后的装置如图2所示(夹持装置已略去)。 （1）图1实验中，对比 (填序号)可知，铁生锈与氧气有关。 （2）图2实验中，证明铁生锈与水有关的现象为 。 （3）图2实验能够在较短时间内观察到明显现象，其主要原因是 。 （4）图2实验的优点是在一定程度上缩短了实验时间，但仍存在不足。请你指出该实验设计的不足之处 (答一条即可)。 考向02 金属资源的保护 【例2】（2022·湖南长沙）我国的矿物种类比较齐全，储量很丰富，但是矿物不能再生。下列能保护金属资源的是（ ） A．废旧金属不需要回收利用 B．矿物资源无限，可以任意开采 C．寻找金属代用品 D．将铁钉放置于潮湿的空气中 举一反三 1．（2022·湖南湘西）金属在生活中随处可见，合金是用途广泛的金属材料。请回答下列问题： （1）“一元”硬币的材质为钢芯镀镍，内芯是不锈钢（属于铁合金）合金属于________（填“纯净物”或“混合物”） （2）制造硬币时，选择合金材料需要考虑哪些因素？（任答一点） （3）金属矿物的储量有限且不能再生，保护金属资源的措施有哪些？任答一点） 2．（2022·湖南湘潭）金属材料在人类文明的发展中起着重要作用，古代冶金技术彰显了我国劳动人民的智慧。 （1）战国《韩非子.内储说上》提到，早期采金技术均是“沙里淘金”。金在自然界中主要以__________（填“单质”或“化合物”）形式存在。 （2）北宋沈括所著的《梦溪笔谈》中记载了“湿法炼铜”的方法：“熬胆矾铁金，久之亦化为铜”。即在硫酸铜溶液中加入铁，则可得到铜。该反应的化学方程式是__________，该反应属于__________反应（填基本反应类型）。 （3）明代宋应星所著的《天工开物》一书，介绍了“火法炼锌”的方法：把炉甘石（ZnCO3）和煤炭饼装入炼锌罐如下图所示，泥封，“其底铺薪，发火煅红”“冷定毁罐取出”。 ①炉甘石（ZnCO3）加入锌罐之前，先将其粉碎的目的是____________________________。 ②反应区中，炉甘石（ZnCO3）在高温下分解生成氧化锌和另一种氧化物，该氧化物的化学式是__________。 ③反应区中，煤炭中的碳与氧化锌反应生成锌和二氧化碳，该反应的化学方程式是____________________________，该反应中体现了碳的__________（填“还原性”或“氧化性”）。 ④必须“冷定”后才能“毁罐”取锌，请从化学变化的角度解释其原因______________________。 1．（2024·湖南长沙）家电以旧换新，节约又环保。废旧电器中含有塑料、钢铁、玻璃、橡胶等材料。其中属于金属材料的是 A．塑料 B．钢铁 C．玻璃 D．橡胶 2．（2022·湖南湘潭）青铜是人类最早使用的铜锡合金。下列说法中错误的是（ ） A．青铜属于金属材料 B．青铜的硬度比纯铜更大 C．青铜的熔点比纯铜的熔点要低 D．铜是目前世界年产量最高的金属 3．（2024·湖南长沙·一模）金属材料在人类活动中有着广泛的应用。下列有关说法正确的是 A．合金中只含金属元素 B．金能压成很薄的片，说明金的熔点高 C．在锅铁表面涂油漆，可减缓钢铁的锈蚀 D．铁能从ZnSO4、CuSO4的溶液中置换出锌和铜 4．工业上采用CO和赤铁矿石反应炼铁，下列说法正确的是 A．该反应为置换反应 B．该反应体现了氧化铁的还原性 C．可炼得纯铁 D．现象为固体从红色变为黑色 5．利用如图所示实验装置模拟工业炼铁(夹持仪器未画出)，下列说法正确的是 A．实验开始时，应先点燃酒精灯，再通入纯净的一氧化碳 B．反应过程中可观察到，a处固体由黑色逐渐变为红色，b处的澄清石灰水变浑浊 C．实验结束时，应该在停止加热之后，继续通一氧化碳，直到玻璃管冷却 D．一氧化碳有毒，可用水吸收尾气中的一氧化碳，防止其污染空气 6．（2023·湖南株洲）现有X、Y、Z三种金属，为探究其金属活动性顺序，进行了如下实验：①将X和Z分别放入稀硫酸中，X溶解并产生氢气，Z不反应；②将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。则有关X、Y、Z的金属活动性顺序正确的是（ ） A．X>Y>Z B．X>Z>Y C．Y>X>Z D．Z>X>Y 7．（2022·湖南邵阳）在硝酸铜、硝酸银的混合溶液中加入一定量的锌粉，充分反应后过滤。下列说法正确的是（ ） A．若滤液为无色，则滤渣中一定有银和锌，可能有铜 B．若滤液为蓝色，则滤液中一定有Cu2+、Zn2+，可能有Ag+ C．若往滤渣中加入稀盐酸有气泡产生，则滤液中一定有Zn2+、Ag+，可能有Cu2+ D．若往滤液中加入稀盐酸有白色沉淀产生，则滤渣中一定有银和铜，可能有锌 8．（2024·湖南长沙）盐酸（溶质为）是重要的化工产品，盐酸属于 （填“纯净物”或“混合物”）。盐酸常用于除铁锈，但铁制品不宜在盐酸中长时间浸泡，这是因为盐酸会与铁反应生成氯化亚铁（）和氢气，该反应的化学方程式为： 。 9．（2023·湖南永州）三种金属X、Y、Z相互之间的反应关系如下： ①，Z和不反应 ② 则X、Y、Z的金属活动性顺序为（ ） A．X>Y>Z B．X>Z>Y C．Y>X>Z D．Y>Z>X 10．铁矿石炼成铁是一个复杂的过程。工业上炼铁的过程如图所示，下列说法错误的是 A．炼铁的设备是高炉 B．所得生铁的含碳量在2%~4.3%之间 C．焦炭的主要作用是提供热量、产生二氧化碳 D．石灰石的作用是与铁矿石中的杂质反应形成炉渣 11．（2022·湖南怀化）现有质量相等的X、Y、Z三种金属，分别放入三份溶质质量分数相等的足量稀硫酸中，X不发生反应，Y、Z在生成物中均显+2价，Y、Z反应生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示，则下列说法正确的是（ ） A．X、Y、Z的金属活动性顺序为：Y>Z>X B．相对原子质量：Y>Z C．完全反应生成氢气的质量：Y<Z D．Y与H2SO4反应的化学方程式为： 12．（2024·湖南益阳安化二模）2024年为龙年，千百年来，龙在人们心中代表着大气磅礴的非凡气度、自强不息的进取精神、吉祥顺遂的期盼祈愿。在古代就有很多以龙为主题的文物，鎏金铁心铜龙（如下图所示）就是其中的杰出代表作品，它的结构是铁为骨、铜为筋、金为皮。某校化学兴趣小组对该文物非常感兴趣，以化学之眼观文物，将有不一样的收获，让我们跟随他们一起去探索吧。 【资料卡片】 ①常见金属的延展性：金>银>铜>铝>铁 ②部分金属硬度比较 金属名称 铬 铁 银 铜 金 铝 铅 以金刚石的硬度为10作标准 9 4∼5 2.5∼4 2.5∼3 2.5∼3 2∼2.9 1.5 （1）问题1：该文物以金为皮，主要应用了金的哪些性质 。 A．有金属光泽 B．化学性质稳定 C．硬度大 D．延展性好 （2）问题2：如何在铁上镀铜？ 【查阅资料】古书记载“曾青得铁则化为铜”，“曾青”即硫酸铜溶液，向其中加入铁则得到铜，这就是著名的湿法炼铜。 该兴趣小组想模仿湿法炼铜，制作一幅铁板铜龙金属版画。 【实验用品】铁板、铜板、溶液、溶液、溶液、水、砂纸、镂空防腐层等 实验步骤 实验现象 1．用砂纸打磨好金属铁板，贴龙形镂空防腐层。 2．在镂空处滴 溶液。 一段时间后， 。 3．成型后，清洗铁板，撕去防腐层，一幅漂亮的铁板铜龙版画完成。 【拓展延伸】小明同学完成版画后，觉得可以应用活动性强的金属提取溶液中活动性弱的金属。他把一定量的锌粉放入含有硫酸铜、硝酸银、氯化镁的溶液中，充分反应后溶液成无色，过滤，得到滤液A和滤渣B。请问滤渣B中一定有的金属是： 。 （3）问题3：铁板铜龙金属版画如何保存？ 小明欲探究铁生锈的条件，根据这些条件，才可以更好地寻找防止铁锈蚀的方法。他在A、B、C三试管中各加入一根洁净无锈铁钉，然后在A试管中再放入包有干燥剂的棉花，C试管中加入蒸馏水。如图所示。那么B试管中应加入的物质是 。 通过探究得出铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应的过程。那么这幅铁板铜龙版画保存的方法是： 。（写一种即可） 跨学科实践活动 垃圾的分类与回收利用 1．垃圾分类任重道远，下列垃圾应该放入有害物质垃圾箱的是 A．烂菜叶 B．生锈 C．废旧镉镍充电电池 D．旧书报 2．随着我国社会经济的发展，城市人口每天会产生大量的生活垃圾，如图是我国目前垃圾处理的常见方式。垃圾未经分类就回收或者任意丢弃都会造成环境污染，垃圾分类一般指按一定规定或标准将垃圾分类储存、投放和搬运，从而转变成公共资源的一系列活动的总称。目前垃圾主要分为四类：可回收垃圾、厨房垃圾、有害垃圾、其他垃圾。可回收垃圾经处理可再利用，如废纸经过回收、筛选和脱墨等工艺，可以重新制成高质量的新纸。将废弃金属制品进行熔炼，分离出不同成分的金属材料，再加工成新的金属制品。通过特殊的焚烧锅炉燃烧城市固体垃圾可以用来发电，垃圾发电分为垃圾焚烧发电和垃圾填埋气发电两大类。 （1）现阶段我国垃圾最主要的处理方式是 。 （2）焚烧固体垃圾用来发电实现了 能向电能的转化。 （3）废弃金属回收中铁制品被腐蚀难以回收，而铝制品易回收的原因是 (用化学方程式表示)。 （4）垃圾未分类带来的危害有 。 3．阅3．习近平总书记十分关心垃圾分类工作，他指出垃圾分类是社会文明水平的一个重要体现，应该对垃圾分类回收。请根据下图完成综合处理生活垃圾的有关问题。 资料l：垃圾焚烧产生烟气中有SO2、HCl等有害气体，SO2与CO2的化学性质相似。 资料2：硫酸亚铁容易与空气中的O2发生反应变质。 （1）其它垃圾的处理 ①发电厂焚烧垃圾时，将 能转变为电能。 ②吸收步骤中，石灰浆发生反应的化学方程式是 (任写一个)。 （2）废旧电池的回收 某些废旧电池中含有危害人类健康的镉、汞等元素。回收废旧电池中的镉有以下方法： 方法一  将废旧电池进行处理制得硫酸镉溶液，向其中加入足量的锌粉，得到固体镉。 方法二  将废旧电池破碎成细颗粒后焙烧，镉转化为氧化镉(CdO)；将含氧化镉的细颗粒和炭粉混合，隔绝空气加热至l200℃得镉蒸气和一氧化碳。 ①由方法一推测，镉的金属活动性比锌 (填“强”或“弱”)。 ②氧化镉和炭粉反应的化学方程式是 ，基本反应类型为 。 （3）生锈铁制品的回收 ①生锈铁制品回收利用过程中，要将硫酸亚铁溶液在氮气环境中结晶得到硫酸亚铁晶体。其中氮气的作用是 。 4．垃圾被称为“放错了地方的资源”，对垃圾进行分类与回收利用是建设环境友好型社会的重要内容之一。化学兴趣小组的同学们利用周末时间对塑料垃圾的产生及危害、处理方法、焚烧后气体的成分、防止污染的途径等内容展开了项目式学习活动。 活动一：调查塑料垃圾的产生及危害 【走访调查】 （1）同学们分成若干小组进入社区进行调查，发现人们在日常生活中很喜欢使用塑料制品，原因是 。 【小组交流】 （2）同学们交流后认为，塑料属于 材料，不易降解，废弃塑料制品的随意丢弃会造成“白色污染”。 活动二：了解塑料垃圾的处理方法 【咨询专家】同学们就“塑料垃圾的处理方法”咨询了垃圾处理厂的技术专家，据专家介绍，大多数可回收塑料被加工成颗粒，然后制造成新的塑料产品。然而，塑料薄膜、薄塑料袋等却不可回收利用，通常它们会被填埋或焚烧掉。 【分析讨论】 （3）日常生活中可被回收的塑料制品是 （举一种）。 活动三：探究塑料垃圾焚烧后气体的成分 【查阅资料】塑料焚烧时会产生多种有害气体，特别是用于包装物品的塑料袋中常含氯元素，焚烧后会产生氯化氢气体。 【实验验证】 （4）同学们在实验室中进行了以下实验，探究含氯塑料焚烧产生的气体中是否有氯化氢。 实验步骤 实验现象 实验结论 ①取少量含氯塑料置于焚烧炉中进行焚烧，将焚烧产生的气体通入水中 含氯塑料焚烧产生的气体中有氯化氢 ②取步骤①所得溶液于试管中，向其中滴加紫色石蕊溶液 ③另取步骤①所得溶液于试管中，向其中滴加适量稀硝酸和 产生白色沉淀 【反思评价】 （5）实验步骤③中发生反应的化学方程式为 。 （6）有同学认为，塑料属于有机物，所以步骤②中实验现象产生的原因还可能是 。 活动四：探寻防止塑料污染的途径 【交流探讨】同学们根据调查结果，结合日常生活经验进行交流，认为防止塑料污染的途径主要有减少塑料制品的使用、提高塑料回收利用率、寻找替代塑料的新材料等。 【成果展示】 （7）同学们通过项目式学习活动对塑料垃圾的产生、危害、处理和防治等有了一定的了解，他们将学习成果制成海报，张贴在学校、社区进行宣传，请你与他们一起完成海报的内容设计。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 2 / 15 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$