课题3 金属资源的利用和保护（举一反三专项训练，江苏专用）【上好课】化学新教材人教版九年级下册

课题3 金属资源的利用和保护 题型01 金属元素的存在及矿石 题型02 高炉炼铁 题型03 炼铁的相关计算 题型04 其他方法炼铁 题型05 铁生锈的条件 题型06 实验探究铁生锈的条件 题型07 探究铁生锈的改进实验 题型08 防锈的方法和措施 题型09铜生锈的相关考查 题型10金属资源的利用和保护 题型01 金属元素的存在及矿石 1．金、银化学性质很不活泼，以单质形式存在；其余金属都以化合物形式存在。 2．大多数金属在自然界以金属矿物形式存在。 金属矿石 赤铁矿 磁铁矿 铝土矿 赤铜矿 金红石 软锰矿 主要成分 Fe2O3 Fe3O4 Al2O3 Cu2O TiO2 MnO2 【典例1】 （2024·江苏南京·二模）下列金属中，在自然界主要以化合物形式存在，且提炼量最大的是 A．铝 B．铁 C．金 D．银 【变式1-1】（2023·江苏常州·中考真题）同学们收集的下列矿石样品中，主要成分为Fe3O4的是 A．赤铁矿 B．磁铁矿 C．孔雀石 D．铝土矿 【变式1-2】 （2024·江苏连云港·三模）中国古诗词既蕴含人文思想又闪耀理性光辉。对下列古诗词划线部分隐含的化学现象解释不合理的是 A．花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴——温度升高，分子运动加快 B．千锤方凿出深山，烈火焚烧若等闲——煅烧石灰石，发生物理变化 C．美人首饰侯王印，尽是沙中浪底来——金的化学性质稳定，在自然界中以单质形态存在 D．何意百炼钢，化为绕指柔——生铁经不断煅烧锤打氧化，降低碳的含量后变成钢 【变式1-3】 （2025·江苏常州·一模）下列矿石适宜用来冶炼生铁的是 A．黄铜矿 B．孔雀石 C．铝土矿 D．赤铁矿 题型02 高炉炼铁 1.设备：高炉 2.原料：赤铁矿石、焦炭、石灰石、热空气 3.原理：利用炉内反应生成的一氧化碳把铁从氧化铁中还原出来 3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2 4.各原料的作用 赤铁矿石：提供铁元素 焦炭的作用：提供热量，维持炉温、提供还原剂CO 石灰石将矿石中的二氧化硅转化成炉渣 热空气提供焦炭燃烧所需的氧气 【典例2】（2025·江苏南京·二模）工业上将赤铁矿石、焦炭和石灰石一起加入高炉中进行炼铁。下列有关炼铁的说法正确的是 A．赤铁矿石的主要成分为Fe3O4 B．石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅转变为炉渣 C．工业炼铁得到的是生铁，其含碳量比钢低 D．炼铁的原理是：在高温下，利用焦炭将铁从铁的氧化物中还原出来 【变式2-1】（24-25九年级下·江苏无锡·阶段练习）炼铁的主要原料是赤铁矿、焦炭、空气、石灰石，转化过程如图所示。下列有关说法正确的是 A．制得的生铁是纯净物 B．分析①②，焦炭的作用就是转化生成CO C．③中赤铁矿的主要成分Fe3O4被A氧化 D．铁制品在干燥的环境中锈蚀得更快 【变式2-2】 （2024·江苏苏州·三模）以下是实验室模拟炼铁和高炉炼铁示意图，下列说法正确的是 A．磁铁矿的主要成分是Fe2O3 B．图1应先加热Fe2O3再通入CO C．图2的主要反应原理为：3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑ D．两图中得到的铁产品是不完全相同的 【变式2-3】（2024·江苏苏州·一模）为了减少工业炼铁中CO、CO2的排放，小苏同学基于碳中和理念设计了一个低碳行动方案，方案流程如图所示，下列分析不正确的是 A．该方案可以除去CO2，还可实现CaCO3、CO的部分或全部循环利用 B．该方案中的CO重新通入高炉后，起的主要作用是还原赤铁矿 C．流程图中反应1和反应2，都属于化合反应，且反应后碳元素化合价均发生改变 D．实验室用48gFe2O3粉末作为原料模拟炼铁，反应后测得固体中的铁元素与氧元素的质量比为7：1，若炼铁过程中只发生流程图中的反应3，则理论上参加反应的Fe2O3质量为32g 题型03 其他方法炼铁 【典例3】 （2025·江苏苏州·二模）“氢冶金”技术有助于钢铁行业绿色化转型，其主要生产流程如下。下列说法不正确的是 A．“氢冶金”技术最大特点是节能环保 B．电解池中得到的氢气和氧气的体积比为1：2 C．氢气和铁矿石反应时有单质铁生成 D．和高炉炼铁相比，“氢冶金”获得铁水纯度高 【变式3-1】 （24-25九年级上·江苏徐州·期末）《天工开物》中记载的“炒钢法”是现代冶铁工艺的前身，主要生产过程如图所示： 下列相关说法不合理的是 A．“捣碎”的目的是增大反应物接触面积 B．“熔炼”时加入煤只能起到提供热量的作用 C．“搅拌”可以降低生铁中的含碳量 D．赤铁矿炼铁的主要原理是3CO+Fe2O32Fe+3CO2 【变式3-2】（24-25九年级上·江苏扬州·月考）竖炉冶铁工艺流程如图所示，下列说法不正确的是 A．该工艺流程中，CH4的作用是提高反应室的温度和作为合成气的原料 B．还原反应室中进行的反应不全是置换反应 C．该工艺流程中，可循环利用的物质是二氧化碳和水 D．100吨含氧化铁80%的赤铁矿理论上最多可以冶炼出含杂质4%的生铁58.24吨 【变式3-3】 （2024·江苏常州·模拟预测）从古自今，炼铁是非常重要的工艺。 (1)《三省边防备览》中记载了古法炼铁：“铁炉高一丈七八尺，中空，上有洞放烟，下层放炭，中安矿石。矿石几百斤，用炭若干斤，皆有分两，不可增减。旁用风箱，十余人轮流曳之，日夜不断火。炉底有桥，矿渣分出，矿之化为铁者，流出成铁板。” ①资料中能日夜不断火，原理是 （用方程式表达）。 ②“旁用风箱，十余人轮流曳之”，用风箱不断鼓风的目的是 。 ③“流出成铁板”中“铁板”属于 （填“纯净物”或“混合物”）。 (2)利用含铁量低的磁铁矿冶炼生铁的流程如下。 ①白云石的主要成分是CaMg(CO3)2，熔剂中一定含有的两种金属氧化物，写出其中一种金属氧化物是 （填化学式）。 ②“高温烧结”是将矿石烧成多孔结构，其目的是 。 ③以上流程中回收煤气可用作 ，流程中还可以回收 循环利用。 ④用1000t含46.4%四氧化三铁的磁铁矿炼得的铁，相当于 吨含杂质20%的赤铁矿（主要成分为氧化铁）炼得的铁。 题型04 炼铁的相关计算 知识积累 1.计算公式： （1）纯度 = ×100% （2）纯物质的质量=不纯物质的质量×纯度 2.具体计算： （1）Fe2O3的质量=赤铁矿石的质量×赤铁矿石中Fe2O3的质量分数； （2）Fe的质量=生铁的质量×生铁中Fe的质量分数 【典例4】 （2025·江苏宿迁·中考真题）某炼铁厂以焦炭、赤铁矿、空气等为主要原料炼铁，反应过程如下： (1)写出方框中相应物质的化学式 。 (2)现有1600t含75％氧化铁的赤铁矿，理论上最多能炼出纯铁的质量是多少(利用化学方程式计算)？ 【变式4-1】（23-24九年级上·江苏徐州·阶段练习）用500t含Fe2O380%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁95%的生铁的质量是多少？ 【变式4-2】（23-24九年级下·江苏常州·阶段练习）)某钢铁公司用490 t含氧化铁60%的赤铁矿石炼铁，所得到的生铁中最多含铁多少吨?（请写出计算过程） 【变式4-3】 （2023·江苏常州·一模）若用含四氧化三铁464t的磁铁矿炼铁，可以得到含杂质4%的生铁多少吨？（写出计算过程） 题型05 铁生锈的条件 知识积累 1. 铁生锈的条件是：铁与氧气和水同时接触。 2．铁锈的主要成分为Fe2O3∙xH2O 【典例5】 （23-24九年级上·江苏常州·阶段练习）下列有关铁生锈的叙述中错误的是 A．铁生锈时一定伴随着物理变化 B．浓食盐水可以加速铁的锈蚀 C．铁生锈的实质是铁与氧气反应 D．铁生锈时会有难以察觉的热量释放 【变式5-1】（2024·江苏常州·二模）金属锈蚀给人类带来了巨大的损失，铁生锈的原因是接触了 A．氧气和水 B．仅需要水 C．氧气或水 D．仅需要氧气 【变式5-2】 （23-24九年级上·江苏常州·阶段练习）下列有关铁生锈的叙述中错误的是 A．铁生锈时一定伴随着物理变化 B．浓食盐水可以加速铁的锈蚀 C．铁生锈的实质是铁与氧气反应 D．铁生锈时会有难以察觉的热量释放 【变式5-3】（2024·江苏常州·二模）金属锈蚀给人类带来了巨大的损失，铁生锈的原因是接触了 A．氧气和水 B．仅需要水 C．氧气或水 D．仅需要氧气 题型06 实验探究铁生锈的条件 知识积累 1.探究铁钉生锈的条件 实验一 实验二 实验三 实验设计 铁钉与空气和水同时接触 铁钉只与煮沸且迅速冷却的蒸馏水接触 铁钉只与干燥的空气接触 实验现象 生锈（水面附近生锈更严重） 不生锈 不生锈 实验分析 对比实验一和实验二，可知铁生锈需要与氧气接触； 对比实验一和实验三，可知铁生锈需要与水接触。 实验结论 铁生锈的条件是：铁与氧气和水同时接触。 说明 蒸馏水煮沸且迅速冷却的目的：“煮沸”是除去其中溶解的氧气，“迅速冷却”是防止空气中的氧气再溶解在水中。 【典例6】（24-25九年级上·江苏常州·期末）用五枚洁净无锈的铁钉分别放入5支试管进行以下实验(如图)，一周后观察现象。下列说法正确的是 A．对比实验①④说明铁生锈需干燥氧气 B．对比实验②④可说明铁生锈需要水分 C．实验③中的铁钉水下部分锈蚀最严重 D．对比实验③⑤说明氯化钠能加速锈蚀 【变式6-1】（2025·江苏苏州·中考真题）为验证活性炭或食盐能加快铁粉生锈速率，进行实验。下表是铁粉、水与不同质量活性炭、食盐均匀混合后，在10分钟内温度上升的实验记录 实验编号 活性炭质量/g 食盐质量/g 温度上升值/℃ 1 0 0 0.1 2 0.2 0 22.0 3 0.1 3.1 4 0.2 0.1 56.3 下列说法正确的是x A．铁的锈蚀不需要氧气参与 B．表中的值为0.2 C．欲得出结论“活性炭能加快铁粉生锈速率”可以对比实验1和2 D．对比实验1和4得出的结论是“食盐能加快铁粉生锈速率” 【变式6-2】（24-25九年级上·江苏南京·阶段练习）根据铁在空气中生锈的原理，实验小组设计了图示实验装置测定空气里氧气的含量。已知广口瓶的有效容积为，实验8分钟后打开止水夹，水从烧杯流入广口瓶中的体积为。不正确的是 A．实验前广口瓶底部必须放入少量水 B．铁生锈的主要条件是与空气和水直接接触 C．氯化钠和炭粉可能起加快铁粉生锈的作用 D．本实验测得空气里氧气的体积分数小于21% 【变式6-3】（23-24九年级上·江苏徐州·阶段练习）实验研究铁锈蚀影响因素，记录如下。下列分析不合理的是 实验装置 序号 其他试剂 时的含量 ① 干燥剂 21% ② 10滴水 15% ③ 10滴水和食盐 8% A．①②证明水对铁锈蚀有影响 B．①②③证明铁生锈的条件是和水 C．②③中含量减少表明铁已锈蚀 D．②③证明食盐能加快铁锈蚀 题型07 铁生锈的应用 【典例7】 （2025·江苏无锡·一模）某校化学小组设计如图甲装置进行实验，用氧气传感器测定广口瓶中氧气的体积分数随时间的变化，所得数据如图乙所示。 已知：铁在潮湿空气中，易与氧气发生如下反应： ①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2②4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 下列有关描述错误的是 A．图甲中饱和食盐水的作用可能是加速铁与氧气的反应 B．Fe(OH)2在反应中作催化剂 C．图乙中t1的取值范围为t1＜5 D．利用图甲可测定空气中O2的含量 【变式7-1】 （23-24九年级下·山东枣庄·期中）某小组用如图装置测定空气中氧气的含量。量筒中先装入一定量的水，再将装有足量潮湿铁粉的矿泉水瓶(瓶中空气体积为345mL)旋紧瓶盖放入其中，观察到瓶子不再变瘪时，记录反应前后数据如图所示。下列说法不正确的是                  A．矿泉水瓶要气密性良好 B．实验原理为铁生锈消耗氧气，使瓶内压强减小 C．实验测得氧气的体积分数约为 20.9% D．铁粉用量越多，测得的氧气体积分数越大 【变式7-2】（2025·江苏泰州·一模）某铁系食品脱氧剂中含有铁粉、活性炭、食盐等。设计实验①~④探究脱氧剂中活性炭和食盐的作用，并利用温度传感器测得对应实验集气瓶中温度随时间变化的曲线如题14图所示。下列说法不正确的是 实验序号 铁粉/g 水/mL 活性炭/g NaCl/g ① 2 5 0 0 ② 2 5 0 0.1 ③ 2 5 0.2 0 ④ 2 5 0.2 0.1 A．该脱氧剂使用过程中放出热量 B．该脱氧剂可吸收氧气和水，能延长食物的保存时间 C．对比实验①和③，得出活性炭对脱氧剂脱氧有促进作用 D．对比实验①和④，得出氯化钠更有利于脱氧剂脱氧 【变式7-3】（24-25九年级下·江苏无锡·开学考试）铁锈蚀会造成资源浪费，可利用铁锈蚀的原理转“害”为“利”，如用于食品保鲜的双吸剂、冬天取暖使用的“暖宝宝”等。某化学兴趣小组对铁锈蚀的原理及应用进行了探究。 【查阅资料】 ①某品牌双吸剂的成分为：还原铁粉（有疏松多孔的结构）。 ②某品牌暖宝宝的成分为：铁粉、活性炭、蛭石、吸水性树脂、食盐。 ③蛭石：一种天然矿物，加工后具有极强的保温隔热性能。 ④吸水性树脂：一种新型高分子材料，吸水能力强，可反复吸收水、释放水。 【实验1】如图1是教材中铁的锈蚀实验装置图，该实验观察到的现象是导管内有一段液柱上升，现同学们用等量还原铁粉代替细铁丝行进行实验，在较短时间内就观察到烧杯中的溶液倒吸入锥形瓶中。 (1)实验中，铁钉生锈的其中一步反应是铁与氧气、水作用生成氢氧化亚铁，该反应的化学方程式为 ，铁生锈属于 氧化。 (2)用还原铁粉代替细铁丝进行实验，造成水倒吸速度变快的原因是 。 【实验2】同学们按如图2的实验装置进行实验，在三颈烧瓶内装入少量水和5g某品牌暖宝宝，测量时间为1100s，采集的数据如图： (3)结合图3分析，图2中发生的反应将化学转变为 能。 (4)结合图4分析，实验1中导管内水柱上升的原因是 。 (5)结合图5分析，造成湿度逐渐增大的原因可能与 有关。 【实验3】化学小组继续探究“暖宝宝”能较快且持续放热的原因。 实验 药品 现象 ① 铁粉（12g）、空气、10%溶液 200s时，温度升高到35.9℃，但不能保持 ② 铁粉（12g）、空气、10%溶液、活性炭（8g） 200s时，温度升高到46.4℃，但不能保持 ③ 暖宝宝成分（12g） 200s时，温度升高到60℃，并长时间保持 (6)对比实验①和实验②，可推测 显著加快了铁粉锈蚀的速率。 (7)暖宝宝成分中蛭石的作用是 。 题型08 防锈的方法和措施 知识积累 1.防止铁生锈的方法：隔绝氧气；隔绝水 2.防止铁生锈的具体措施： （1）保持表面的洁净和干燥； （2）在铁制品表面覆盖保护膜。 如：涂油、刷漆、镀其他金属、搪瓷、通过化学反应使表面生成一层致密的氧化物保护膜 （3）制成合金。如：不锈钢。 【典例8】 （2024·江苏扬州·二模）下列有关铁的锈蚀与保护措施的说法正确的是 A．Fe在潮湿的空气中易生锈生成Fe3O4 B．防止菜刀生锈的好方法是表面涂油保护 C．铁生锈产生的铁锈能阻止铁继续被锈蚀 D．同样的铁制品在潮湿多雨的地区比在干燥的地区更易锈蚀 【变式8-1】 （2025·江苏南京·二模）下列关于金属材料的说法正确的是 A．生铁是铁和碳的化合物 B．用导电性最好的银取代铜作导线 C．在钢铁表面涂油可防止钢铁生锈 D．合金的硬度一般比其组成金属的小 【变式8-2】（24-25九年级上·江苏常州·期末）日常生活中自行车齿轮与链条常用的防锈方法是 A．擦干 B．镀金属 C．涂油 D．烧搪瓷 【变式8-3】 （2025·江苏南京·一模）下列措施中，不能防止钢铁生锈的是 A．在钢铁表面涂油 B．存放在潮湿的空气中 C．在钢铁表面刷漆 D．镀耐磨和耐腐蚀的铬 题型09铜生锈的相关考查 知识积累 1.铜生锈是铜与空气中的氧气、水、二氧化碳共同作用的结果。 【典例9】（24-25九年级上·江苏扬州·阶段练习）走近千年文物，人们发现青铜器在含有的环境中易生成，随着环境条件的变化而发生锈蚀，锈层物质成分示意如图所示。下列叙述错误的是 A．铜绿中含有、、、四种元素 B．干燥、无氧的环境有利于青铜器的保护 C．与、发生化合反应生成 D．青铜器在锈蚀过程中铜元素的化合价呈现三种价态 【变式9-1】 （25-26九年级上·江苏徐州·阶段练习）周杰伦的一首歌曲《青花瓷》中唱道：“帘外芭蕉惹骤雨，门环惹铜绿”，其中的“铜绿”即是铜锈，它的主要成分是碱式碳酸铜。铜在潮湿的空气中生成碱式碳酸铜的化学反应为Cu+O2+CO2+H2O→Cu2(OH)2CO3。下列说法中正确的是 A．铜绿是纯净物 B．将铜放置在潮湿环境中，可以防止铜生锈 C．加热铜绿时，黑色粉末变成绿色 D．铜生成碱式碳酸铜的化学反应是化合反应 【变式9-2】 （24-25九年级上·江苏泰州·期中）铜在潮湿的空气中发生缓慢的反应：，下列说法错误的是 A．该反应属于化合反应 B．该反应中只有铜元素的化合价发生变化 C．该反应属于氧化反应 D．一段时间可观察到铜的表面产生绿色物质 【变式9-3】用如图所示装置探究铜生锈的条件，一个月后发现铜丝未生锈。下列叙述不正确的是 A．图中将空气通过NaOH溶液，目的是除去空气中的CO2空气 B．金属的腐蚀是金属从单质变成化合物的过程 C．在有氧气和水的条件下，铁比铜易生锈 D．该实验可得出铜生锈的条件是同时与O2、H2O、CO2接触 题型10金属资源的利用和保护 知识积累 保护金属资源的有效途径： ①防止金属腐蚀； ②回收利用废旧金属； ③有计划、合理地开采金属矿物； ④寻找金属的替代品。 【典例10】 （24-25九年级上·江苏南京·期末）下列有关保护金属资源的措施中，不合理的是 A．回收利用废旧金属 B．防止金属腐蚀 C．有计划、合理地开采金属矿物 D．用导电性最好的银取代铜、铝制作导线 【变式10-1】 （2025·江苏常州·三模）如图为铁的冶炼和铁制品循环利用的示意图，下列说法错误的是 A．废旧金属铁循环利用可节约资源，减少环境污染 B．生铁的熔点比纯铁高 C．生铁是由铁和碳等元素组成的合金 D．冶铁的主要原理是：在高温下用还原剂从铁矿石里把铁还原出来 【变式10-2】 （24-25九年级上·黑龙江哈尔滨·阶段练习）下列有关金属资源的利用与防护说法不正确的是 A．沙漠地区的铁制品比海边的铁制品锈蚀的快 B．用“烤蓝”的方法处理钢铁表面，可减缓钢铁的腐蚀 C．使用最多的金属材料是钢铁 D．废旧金属的回收利用，是保护金属资源的有效途径之一 【变式10-3】 （2024·江苏南京·二模）下列保护金属资源的做法中，不合理的是 A．防止金属腐蚀 B．回收利用废旧金属 C．严禁开采金属矿石 D．寻找金属的代用品 16 / 16 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 课题3 金属资源的利用和保护 题型01 金属元素的存在及矿石 题型02 高炉炼铁 题型03 炼铁的相关计算 题型04 其他方法炼铁 题型05 铁生锈的条件 题型06 实验探究铁生锈的条件 题型07 探究铁生锈的改进实验 题型08 防锈的方法和措施 题型09铜生锈的相关考查 题型10金属资源的利用和保护 题型01 金属元素的存在及矿石 1．金、银化学性质很不活泼，以单质形式存在；其余金属都以化合物形式存在。 2．大多数金属在自然界以金属矿物形式存在。 金属矿石 赤铁矿 磁铁矿 铝土矿 赤铜矿 金红石 软锰矿 主要成分 Fe2O3 Fe3O4 Al2O3 Cu2O TiO2 MnO2 【典例1】 （2024·江苏南京·二模）下列金属中，在自然界主要以化合物形式存在，且提炼量最大的是 A．铝 B．铁 C．金 D．银 【答案】B 【详解】A、铝的化学性质比较活泼，在自然界主要以化合物形式存在，但是提炼量不是最大，不符合题意； B、铁在自然界主要以化合物形式存在，且铁是年产量最高的金属，符合题意； C、金的化学性质比较稳定，在自然界主要以单质形式存在，不符合题意； D、银的化学性质比较稳定，在自然界主要以单质形式存在，不符合题意。 故选B。 【变式1-1】（2023·江苏常州·中考真题）同学们收集的下列矿石样品中，主要成分为Fe3O4的是 A．赤铁矿 B．磁铁矿 C．孔雀石 D．铝土矿 【答案】B 【详解】A、赤铁矿的主要成分是氧化铁，其主要成分的化学式为Fe2O3，故选项不符合题意； B、磁铁矿的主要成分是四氧化三铁，其主要成分的化学式为Fe3O4，故选项符合题意； C、孔雀石的主要成分是碱式碳酸铜，其主要成分的化学式为Cu2(OH)2CO3，故选项不符合题意； D、铝土矿的主要成分是氧化铝，其主要成分的化学式为Al2O3，故选项不符合题意。 故选B。 【变式1-2】 （2024·江苏连云港·三模）中国古诗词既蕴含人文思想又闪耀理性光辉。对下列古诗词划线部分隐含的化学现象解释不合理的是 A．花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴——温度升高，分子运动加快 B．千锤方凿出深山，烈火焚烧若等闲——煅烧石灰石，发生物理变化 C．美人首饰侯王印，尽是沙中浪底来——金的化学性质稳定，在自然界中以单质形态存在 D．何意百炼钢，化为绕指柔——生铁经不断煅烧锤打氧化，降低碳的含量后变成钢 【答案】B 【详解】A、花气袭人知骤暖，分子在不断运动，温度升高，分子运动速率越快，说法正确，不符合题意； B、烈火焚烧若等困，煅烧石灰石会生成新物质，发生的是化学变化，说法错误，符合题意； C、尽是沙中浪底来，金的化学性质稳定，在自然界中能以单质形态存在，说法正确，不符合题意； D、何意百炼钢，生铁经不断煅烧锤打氧化，降低碳的含量后变成钢，说法正确，不符合题意。 故选：B。 【变式1-3】 （2025·江苏常州·一模）下列矿石适宜用来冶炼生铁的是 A．黄铜矿 B．孔雀石 C．铝土矿 D．赤铁矿 【答案】D 【详解】A、黄铜矿的主要成分是CuFeS2，虽然含铁元素外，还含有铜元素和硫元素，但铁元素的质量分数较低，冶炼过程中会生成硫的氧化物污染空气，不适宜用来冶炼生铁，故选项不符合题意； B、孔雀石的主要成分是Cu2(OH)2CO3，不含铁元素，不适宜用来冶炼生铁，故选项不符合题意； C、铝土矿的主要成分是Al2O3，不含铁元素，不适宜用来冶炼生铁，故选项不符合题意； D、赤铁矿的主要成分是Fe2O3，含铁元素，且铁元素的质量分数较高，适宜用来冶炼生铁，故选项符合题意。 故选D。 题型02 高炉炼铁 1.设备：高炉 2.原料：赤铁矿石、焦炭、石灰石、热空气 3.原理：利用炉内反应生成的一氧化碳把铁从氧化铁中还原出来 3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2 4.各原料的作用 赤铁矿石：提供铁元素 焦炭的作用：提供热量，维持炉温、提供还原剂CO 石灰石将矿石中的二氧化硅转化成炉渣 热空气提供焦炭燃烧所需的氧气 【典例2】（2025·江苏南京·二模）工业上将赤铁矿石、焦炭和石灰石一起加入高炉中进行炼铁。下列有关炼铁的说法正确的是 A．赤铁矿石的主要成分为Fe3O4 B．石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅转变为炉渣 C．工业炼铁得到的是生铁，其含碳量比钢低 D．炼铁的原理是：在高温下，利用焦炭将铁从铁的氧化物中还原出来 【答案】B 【详解】A. 赤铁矿石的主要成分是氧化铁（），而是磁铁矿的主要成分。A错误。 B. 石灰石（主要成分）在高温下分解生成生石灰（）和二氧化碳（）。生石灰（）与矿石中的杂质二氧化硅（SiO2）反应，形成硅酸钙（CaSiO3），即炉渣。炉渣可被分离，从而去除杂质。B正确。 C. 工业炼铁得到的产品是生铁，生铁的含碳量为2%～4.3%，而钢的含碳量为0.02%～2%。生铁含碳量更高，C错误。 D. 炼铁的本质是还原反应。焦炭（主要成分碳）在高温下燃烧，首先生成二氧化碳（），二氧化碳再与碳反应生成一氧化碳（）。一氧化碳（）作为还原剂，将铁的氧化物（如赤铁矿）还原为铁。焦炭提供还原剂CO和热量， D错误。 故选B。 【变式2-1】（24-25九年级下·江苏无锡·阶段练习）炼铁的主要原料是赤铁矿、焦炭、空气、石灰石，转化过程如图所示。下列有关说法正确的是 A．制得的生铁是纯净物 B．分析①②，焦炭的作用就是转化生成CO C．③中赤铁矿的主要成分Fe3O4被A氧化 D．铁制品在干燥的环境中锈蚀得更快 【答案】B 【详解】A、生铁是含碳量大于2%的铁碳合金，所以制得的生铁中含有杂质碳，属于混合物，故选项说法不正确； B、反应①焦炭在空气中燃烧生成二氧化碳，反应②焦炭与二氧化碳在高温条件下生成一氧化碳，分析①②可知，焦炭的作用就是转化生成CO，故选项说法正确； C、赤铁矿的主要成分Fe2O3，而不是Fe3O4，A为CO，能将Fe2O3中的铁还原出来，故选项说法不正确； D、铁生锈实际上是铁与空气中的氧气、水等发生化学反应的过程，则铁制品在干燥的环境中不易锈蚀，故选项说法不正确。 故选B。 【变式2-2】 （2024·江苏苏州·三模）以下是实验室模拟炼铁和高炉炼铁示意图，下列说法正确的是 A．磁铁矿的主要成分是Fe2O3 B．图1应先加热Fe2O3再通入CO C．图2的主要反应原理为：3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑ D．两图中得到的铁产品是不完全相同的 【答案】D 【详解】A、磁铁矿的主要成分是Fe3O4，故A说法错误； B、一氧化碳具有可燃性，不纯时点燃或加热可能会发生爆炸，所以实验开始时，要先通一会儿一氧化碳再加热，其目的是排净玻璃管内空气，防止一氧化碳与空气在高温下混合发生爆炸，故B说法错误； C、高炉炼铁的反应原理是焦炭在高温下被氧化生成CO，然后CO还原氧化铁生成铁单质和二氧化碳，化学方程式为：，故C说法错误； D、图1氧化铁和一氧化碳高温下反应生成铁和二氧化碳，得到的是铁单质，图2因为焦炭的存在，会使得成品铁中含有较高的碳含量，即生铁，故两图中得到的铁产品是不完全相同的，故D说法正确； 故选：D。 【变式2-3】（2024·江苏苏州·一模）为了减少工业炼铁中CO、CO2的排放，小苏同学基于碳中和理念设计了一个低碳行动方案，方案流程如图所示，下列分析不正确的是 A．该方案可以除去CO2，还可实现CaCO3、CO的部分或全部循环利用 B．该方案中的CO重新通入高炉后，起的主要作用是还原赤铁矿 C．流程图中反应1和反应2，都属于化合反应，且反应后碳元素化合价均发生改变 D．实验室用48gFe2O3粉末作为原料模拟炼铁，反应后测得固体中的铁元素与氧元素的质量比为7：1，若炼铁过程中只发生流程图中的反应3，则理论上参加反应的Fe2O3质量为32g 【答案】A 【详解】A、根据流程图，该方案中二氧化碳既是反应物又是生成物，可以循环利用，碳酸钙和一氧化碳既是反应物又是生成物，可循环利用，故还可实现CaCO3、CO的部分或全部循环利用，故A分析不正确； B、赤铁矿的主要成分是氧化铁，一氧化碳与氧化铁高温条件下反应生成铁和二氧化碳，该方案中的CO重新通入高炉后，起的主要作用是还原赤铁矿，故B分析正确； C、流程图中反应1为碳和氧气反应生成二氧化碳，反应2为碳和二氧化碳高温下反应生成一氧化碳，这两个反应均是两种物质生成一种物质，符合“多变一”的特点，都属于化合反应；反应1中反应前碳元素的化合价为0，反应后碳元素的化合价为+4价，发生改变；反应2中反应前碳元素的化合价为0价和+4价，反应后碳元素的化合价为+2价，发生改变，故C分析正确； D、实验室用48gFe2O3粉末作为原料模拟炼铁，48g氧化铁中铁元素的质量为，反应后测得固体中的铁元素与氧元素的质量比为7：1，则反应后固体中氧元素的质量为，若炼铁过程中只发生流程图中的反应3，反应后固体中的氧元素存在于没有反应的氧化铁中，说明氧化铁没有反应完全，根据氧元素守恒，则没有参与反应的氧化铁的质量为，理论上参加反应的Fe2O3质量为48g-16g=32g，故D分析正确； 故选：A。 题型03 其他方法炼铁 【典例3】 （2025·江苏苏州·二模）“氢冶金”技术有助于钢铁行业绿色化转型，其主要生产流程如下。下列说法不正确的是 A．“氢冶金”技术最大特点是节能环保 B．电解池中得到的氢气和氧气的体积比为1：2 C．氢气和铁矿石反应时有单质铁生成 D．和高炉炼铁相比，“氢冶金”获得铁水纯度高 【答案】B 【详解】A、氢冶金技术用氢气作为还原剂替代传统高炉炼铁的焦炭，能减少一氧化碳、可吸入颗粒物等污染物和二氧化碳的排放，同时制备氢气的过程中利用了风、光等新能源，能节约能源，所以该技术最大特点是节能环保，选项正确； B、根据电解水“正氧负氢、氢二氧一”可知，电解池中得到的氢气和氧气的体积比为2:1，选项错误； C、氢冶金的核心反应是氢气还原铁矿石（如Fe2O3），生成单质铁和水，选项正确； D、传统高炉炼铁得到的产物中含有碳等杂质，而氢气还原过程无碳参与，铁水纯度更高。选项正确。 故选B。 【变式3-1】 （24-25九年级上·江苏徐州·期末）《天工开物》中记载的“炒钢法”是现代冶铁工艺的前身，主要生产过程如图所示： 下列相关说法不合理的是 A．“捣碎”的目的是增大反应物接触面积 B．“熔炼”时加入煤只能起到提供热量的作用 C．“搅拌”可以降低生铁中的含碳量 D．赤铁矿炼铁的主要原理是3CO+Fe2O32Fe+3CO2 【答案】B 【详解】A、将原料捣碎可增加反应物间的接触面积，加快化学反应的速率，故A不符合题意； B、煤的主要成分是碳，加入后，碳燃烧生成二氧化碳和热量，二氧化碳与碳反应生成一氧化碳，一氧化碳和铁矿石反应，故煤的作用是提供热量和还原剂一氧化碳，故B符合题意； C、不断翻炒液态生铁，使之于氧气接触，其中的碳能与氧气反应，从而降低生铁中碳元素的含量，故C不符合题意； D、赤铁矿炼铁的主要原理是一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为，故D不符合题意。 故选B。 【变式3-2】（24-25九年级上·江苏扬州·月考）竖炉冶铁工艺流程如图所示，下列说法不正确的是 A．该工艺流程中，CH4的作用是提高反应室的温度和作为合成气的原料 B．还原反应室中进行的反应不全是置换反应 C．该工艺流程中，可循环利用的物质是二氧化碳和水 D．100吨含氧化铁80%的赤铁矿理论上最多可以冶炼出含杂质4%的生铁58.24吨 【答案】D 【详解】A、由流程图可知，甲烷燃烧放出大量的热，能够给炼铁提供热量，同时生成了二氧化碳和水，提供了生产合成气的原料，说法正确，不符合题意； B、由流程图可知，还原反应室中发生的反应有：一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，该反应不属于基本反应类型，氢气与氧化铁在高温条件下反应生成铁和水，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，属于置换反应，故还原反应室中进行的反应不全是置换反应，说法正确，不符合题意； C、由流程图可知，二氧化碳和水既作为反应物、又作为生成物，故该工艺流程中，可循环利用的物质是二氧化碳和水，说法正确，不符合题意； D、根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类及质量不变，则赤铁矿中铁元素的质量等于生铁中铁元素的质量，则100t含氧化铁80%的赤铁矿理论上最多可以冶炼出含杂质4%的生铁，说法错误，符合题意。 故选：D。 【变式3-3】 （2024·江苏常州·模拟预测）从古自今，炼铁是非常重要的工艺。 (1)《三省边防备览》中记载了古法炼铁：“铁炉高一丈七八尺，中空，上有洞放烟，下层放炭，中安矿石。矿石几百斤，用炭若干斤，皆有分两，不可增减。旁用风箱，十余人轮流曳之，日夜不断火。炉底有桥，矿渣分出，矿之化为铁者，流出成铁板。” ①资料中能日夜不断火，原理是 （用方程式表达）。 ②“旁用风箱，十余人轮流曳之”，用风箱不断鼓风的目的是 。 ③“流出成铁板”中“铁板”属于 （填“纯净物”或“混合物”）。 (2)利用含铁量低的磁铁矿冶炼生铁的流程如下。 ①白云石的主要成分是CaMg(CO3)2，熔剂中一定含有的两种金属氧化物，写出其中一种金属氧化物是 （填化学式）。 ②“高温烧结”是将矿石烧成多孔结构，其目的是 。 ③以上流程中回收煤气可用作 ，流程中还可以回收 循环利用。 ④用1000t含46.4%四氧化三铁的磁铁矿炼得的铁，相当于 吨含杂质20%的赤铁矿（主要成分为氧化铁）炼得的铁。 【答案】(1) 提供充足的氧气，使碳完全燃烧或充分燃烧 混合物 (2) CaO/MgO 增大反应物之间的接触面积，使反应更快更充分 燃料 炉尘 600 【详解】（1）①资料中能日夜不断火，原理是碳燃烧生成二氧化碳，该反应的化学方程式为：； ②“旁用风箱，十余人轮流曳之”，用风箱不断鼓风的目的是：提供充足的氧气，使碳完全燃烧或充分燃烧； ③“流出成铁板”中“铁板”是生铁，由铁、碳等混合而成，属于混合物； （2）①根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，反应物中含钙、镁、碳、氧元素，生成物中也应含钙、镁、碳、氧元素，钙元素和镁元素属于金属元素，故含有的两种金属氧化物为：CaO、MgO； ②“高温烧结”是将矿石烧成多孔结构，其目的是：增大反应物之间的接触面积，使反应更快更充分； ③煤气主要成分是一氧化碳，一氧化碳具有可燃性，故以上流程中回收煤气可用作燃料； 高炉炼铁的炉尘中含铁矿粉、焦炭粉等，可循环利用； 1000t含46.4%四氧化三铁的磁铁矿中铁元素的质量为：，则含336t铁元素的赤铁矿的质量为：。 题型04 炼铁的相关计算 知识积累 1.计算公式： （1）纯度 = ×100% （2）纯物质的质量=不纯物质的质量×纯度 2.具体计算： （1）Fe2O3的质量=赤铁矿石的质量×赤铁矿石中Fe2O3的质量分数； （2）Fe的质量=生铁的质量×生铁中Fe的质量分数 【典例4】 （2025·江苏宿迁·中考真题）某炼铁厂以焦炭、赤铁矿、空气等为主要原料炼铁，反应过程如下： (1)写出方框中相应物质的化学式 。 (2)现有1600t含75％氧化铁的赤铁矿，理论上最多能炼出纯铁的质量是多少(利用化学方程式计算)？ 【答案】(1)CO (2)解：设理论上最多能炼出纯铁的质量为x。 解得：x=840t 答：理论上最多能炼出纯铁的质量为840t。 【详解】（1）二氧化碳与焦炭在高温条件下反应生成一氧化碳（CO），故填：CO； （2）详见答案。 【变式4-1】（23-24九年级上·江苏徐州·阶段练习）用500t含Fe2O380%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁95%的生铁的质量是多少？ 【答案】294.7t 解：设能炼出含铁96%的生铁的质量为x 答：能炼出含铁95%的生铁的质量为294.7t。 【详解】见答案。 【变式4-2】（23-24九年级下·江苏常州·阶段练习）)某钢铁公司用490 t含氧化铁60%的赤铁矿石炼铁，所得到的生铁中最多含铁多少吨?（请写出计算过程） 【答案】解：490t赤铁矿石中含氧化铁的质量为： 490t×60%=294t 设：氧化铁最多可以炼出铁的质量为x。 答：490 t含氧化铁60%的赤铁矿石炼铁，所得到的生铁中最多含铁205.8t。 【详解】见答案。 【变式4-3】 （2023·江苏常州·一模）若用含四氧化三铁464t的磁铁矿炼铁，可以得到含杂质4%的生铁多少吨？（写出计算过程） 【答案】解：设得到含杂质4%的生铁的质量为x， 答：可以得到含杂质4%的生铁350t。 【详解】见答案。 题型05 铁生锈的条件 知识积累 1. 铁生锈的条件是：铁与氧气和水同时接触。 2．铁锈的主要成分为Fe2O3∙xH2O 【典例5】 （23-24九年级上·江苏常州·阶段练习）下列有关铁生锈的叙述中错误的是 A．铁生锈时一定伴随着物理变化 B．浓食盐水可以加速铁的锈蚀 C．铁生锈的实质是铁与氧气反应 D．铁生锈时会有难以察觉的热量释放 【答案】C 【详解】A、铁生锈是化学变化，化学变化发生时一定伴随着物理变化的发生，选项正确； B、浓食盐水提供了一个电解质环境，加速了铁的锈蚀，选项正确； C、铁生锈的实质是铁与氧气以及水共同反应，选项错误； D、铁生锈属于缓慢氧化，会有难以察觉的热量释放，选项正确； 故选：C。 【变式5-1】（2024·江苏常州·二模）金属锈蚀给人类带来了巨大的损失，铁生锈的原因是接触了 A．氧气和水 B．仅需要水 C．氧气或水 D．仅需要氧气 【答案】A 【详解】铁生锈是与空气中的氧气和水等物质共同作用的结果，所以要防止铁制品锈蚀，就要防止铁制品与空气中的氧气和水接触； 故选：A。 【变式5-2】 （23-24九年级上·江苏常州·阶段练习）下列有关铁生锈的叙述中错误的是 A．铁生锈时一定伴随着物理变化 B．浓食盐水可以加速铁的锈蚀 C．铁生锈的实质是铁与氧气反应 D．铁生锈时会有难以察觉的热量释放 【答案】C 【详解】A、铁生锈是化学变化，化学变化发生时一定伴随着物理变化的发生，选项正确； B、浓食盐水提供了一个电解质环境，加速了铁的锈蚀，选项正确； C、铁生锈的实质是铁与氧气以及水共同反应，选项错误； D、铁生锈属于缓慢氧化，会有难以察觉的热量释放，选项正确； 故选：C。 【变式5-3】（2024·江苏常州·二模）金属锈蚀给人类带来了巨大的损失，铁生锈的原因是接触了 A．氧气和水 B．仅需要水 C．氧气或水 D．仅需要氧气 【答案】A 【详解】铁生锈是与空气中的氧气和水等物质共同作用的结果，所以要防止铁制品锈蚀，就要防止铁制品与空气中的氧气和水接触； 故选：A。 题型06 实验探究铁生锈的条件 知识积累 1.探究铁钉生锈的条件 实验一 实验二 实验三 实验设计 铁钉与空气和水同时接触 铁钉只与煮沸且迅速冷却的蒸馏水接触 铁钉只与干燥的空气接触 实验现象 生锈（水面附近生锈更严重） 不生锈 不生锈 实验分析 对比实验一和实验二，可知铁生锈需要与氧气接触； 对比实验一和实验三，可知铁生锈需要与水接触。 实验结论 铁生锈的条件是：铁与氧气和水同时接触。 说明 蒸馏水煮沸且迅速冷却的目的：“煮沸”是除去其中溶解的氧气，“迅速冷却”是防止空气中的氧气再溶解在水中。 【典例6】（24-25九年级上·江苏常州·期末）用五枚洁净无锈的铁钉分别放入5支试管进行以下实验(如图)，一周后观察现象。下列说法正确的是 A．对比实验①④说明铁生锈需干燥氧气 B．对比实验②④可说明铁生锈需要水分 C．实验③中的铁钉水下部分锈蚀最严重 D．对比实验③⑤说明氯化钠能加速锈蚀 【答案】D 【详解】A、①中铁钉只与氧气接触，不生锈，④中的铁钉与水和氧气同时接触，生锈，①④对比可知铁生锈需要水，故A错误； B、②中铁钉只与水接触，不生锈，④中的铁钉与水和氧气同时接触，生锈，②④对比可知铁生锈需要氧气，故B错误； C、铁钉与水和氧气同时接触，会生锈，则实验③中的铁钉与水和氧气同时接触的部分锈蚀最严重，故C错误； D、对比实验③⑤，⑤中铁钉比③中铁钉锈蚀严重，说明氯化钠能加速锈蚀，故D正确。 故选D。 【变式6-1】（2025·江苏苏州·中考真题）为验证活性炭或食盐能加快铁粉生锈速率，进行实验。下表是铁粉、水与不同质量活性炭、食盐均匀混合后，在10分钟内温度上升的实验记录 实验编号 活性炭质量/g 食盐质量/g 温度上升值/℃ 1 0 0 0.1 2 0.2 0 22.0 3 0.1 3.1 4 0.2 0.1 56.3 下列说法正确的是x A．铁的锈蚀不需要氧气参与 B．表中的值为0.2 C．欲得出结论“活性炭能加快铁粉生锈速率”可以对比实验1和2 D．对比实验1和4得出的结论是“食盐能加快铁粉生锈速率” 【答案】C 【详解】A、铁的锈蚀需要氧气和水共同作用，故铁的锈蚀需要氧气参与，不符合题意； B、该实验需要验证活性炭或食盐能加快铁粉生锈速率，由表可知，实验1和2的变量为是否有活性炭，是探究活性炭对铁粉生锈速率的影响，则实验1和3应是探究食盐对铁粉生锈速率的影响，根据控制变量法，变量是是否含食盐，其他因素相同，则x的值为0，不符合题意； C、实验1（无活性炭、无食盐）与实验2（有活性炭0.2g、无食盐）的变量仅为活性炭。实验2温度显著升高，说明活性炭能加快铁粉生锈速率，故欲得出结论“活性炭能加快铁粉生锈速率”可以对比实验1和2，符合题意； D、实验1（无活性炭、无食盐）与实验4（有活性炭0.2g、食盐0.1g）的变量为活性炭和食盐，无法单独证明食盐的作用。正确对比应为实验1（无活性炭、无食盐）和实验3（无活性炭、有食盐），不符合题意。 故选C。 【变式6-2】（24-25九年级上·江苏南京·阶段练习）根据铁在空气中生锈的原理，实验小组设计了图示实验装置测定空气里氧气的含量。已知广口瓶的有效容积为，实验8分钟后打开止水夹，水从烧杯流入广口瓶中的体积为。不正确的是 A．实验前广口瓶底部必须放入少量水 B．铁生锈的主要条件是与空气和水直接接触 C．氯化钠和炭粉可能起加快铁粉生锈的作用 D．本实验测得空气里氧气的体积分数小于21% 【答案】A 【详解】A、铁生锈的条件是铁与氧气和水接触，但是该实验中滤纸已经浸润氯化钠溶液，无需在广口瓶底部放少量水，且该装置中带有止水夹，也无需在广口瓶底部放少量水形成液封，符合题意； B、铁生锈的条件是铁与空气中的氧气和水直接接触，不符合题意； C、铁生锈的条件是铁与空气中的氧气和水直接接触，但是反应速率较慢，氯化钠和炭粉可以加快铁粉生锈的速率，从而缩短实验时间，不符合题意； D、该实验中铁粉生锈消耗氧气，待完全反应后，逐渐冷却至室温，由于消耗了氧气，装置内压强减小，打开止水夹，烧杯中的水进入集气瓶，进入水的体积就是消耗氧气的体积，则本实验测得空气里氧气的体积分数为：小于21%，不符合题意。 故选A。 【变式6-3】（23-24九年级上·江苏徐州·阶段练习）实验研究铁锈蚀影响因素，记录如下。下列分析不合理的是 实验装置 序号 其他试剂 时的含量 ① 干燥剂 21% ② 10滴水 15% ③ 10滴水和食盐 8% A．①②证明水对铁锈蚀有影响 B．①②③证明铁生锈的条件是和水 C．②③中含量减少表明铁已锈蚀 D．②③证明食盐能加快铁锈蚀 【答案】B 【详解】A、氧气约占空气体积的21%，①加入干燥剂后，氧气含量不变，说明铁粉不会锈蚀；②加入10滴水后，氧气含量减少，说明铁粉慢慢锈蚀，因此①②证明水对铁锈蚀有影响，故A分析合理； B、由A分析可知，水对铁锈蚀有影响，①②③中均含有氧气，无法验证铁生锈需要氧气，故B分析不合理； C、铁生锈是铁与氧气、水共同作用的结果，铁锈蚀需要消耗氧气，根据表格数据可知实验②③中氧气含量减少，表明铁已锈蚀，故C分析合理； D、②③中其它条件相同，②无食盐，剩余氧气较多，③有1g食盐，剩余氧气较少，说明加入食盐，氧气消耗的速率加快，则生锈速率加快，因此②③证明食盐能加快铁锈蚀，故D分析合理； 故选：B。 题型07 铁生锈的应用 【典例7】 （2025·江苏无锡·一模）某校化学小组设计如图甲装置进行实验，用氧气传感器测定广口瓶中氧气的体积分数随时间的变化，所得数据如图乙所示。 已知：铁在潮湿空气中，易与氧气发生如下反应： ①2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2②4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 下列有关描述错误的是 A．图甲中饱和食盐水的作用可能是加速铁与氧气的反应 B．Fe(OH)2在反应中作催化剂 C．图乙中t1的取值范围为t1＜5 D．利用图甲可测定空气中O2的含量 【答案】B 【详解】A、铁生锈是铁与氧气和水共同作用的结果，则图甲中饱和食盐水的作用可能是加速铁与氧气的反应，说法正确，不符合题意； B、已知铁在潮湿空气中，易与氧气发生如下反应：①；②，在反应①中为生成物，在反应②中为反应物，因此在反应中不是作催化剂，说法错误，符合题意； C、图乙中0min时氧气体积分数为20%，t1时氧气体积分数为15%，10min时氧气体积分数为10%，开始时氧气的浓度较大反应速率较快，随着反应的进行氧气浓度减小，反应速率减慢，则t1的取值范围为t1<5，说法正确，不符合题意； D、铁在潮湿空气中，易与氧气发生反应，生成氢氧化铁固体，使装置内压强差变化明显，可用于测定空气中的含量，说法正确，不符合题意。 故选：B。 【变式7-1】 （23-24九年级下·山东枣庄·期中）某小组用如图装置测定空气中氧气的含量。量筒中先装入一定量的水，再将装有足量潮湿铁粉的矿泉水瓶(瓶中空气体积为345mL)旋紧瓶盖放入其中，观察到瓶子不再变瘪时，记录反应前后数据如图所示。下列说法不正确的是                  A．矿泉水瓶要气密性良好 B．实验原理为铁生锈消耗氧气，使瓶内压强减小 C．实验测得氧气的体积分数约为 20.9% D．铁粉用量越多，测得的氧气体积分数越大 【答案】D 【详解】A、用如图装置测定空气中氧气的含量，需要装置气密性良好，防止造成测量结果不准确，则矿泉水瓶需气密性好，说法正确，不符合题意； B、铁生锈是铁与空气中的氧气和水发生化学反应，则该实验原理为铁生锈消耗氧气，使瓶内压强减小，瓶子变瘪，量筒内减少水的体积即为铁生锈消耗的氧气体积，说法正确，不符合题意； C、铁生锈消耗氧气，使瓶内压强减小，瓶子变瘪，量筒内减少水的体积即为铁生锈消耗的氧气体积，则该实验测得氧气的体积分数为，说法正确，不符合题意； D、空气中氧气含量是固定不变的，该实验铁粉要过量，确保氧气耗尽，当氧气消耗完，剩余铁粉不再发生反应，故不是铁粉用量越多，测得的氧气体积分数越大，说法不正确，符合题意。 故选：D。 【变式7-2】（2025·江苏泰州·一模）某铁系食品脱氧剂中含有铁粉、活性炭、食盐等。设计实验①~④探究脱氧剂中活性炭和食盐的作用，并利用温度传感器测得对应实验集气瓶中温度随时间变化的曲线如题14图所示。下列说法不正确的是 实验序号 铁粉/g 水/mL 活性炭/g NaCl/g ① 2 5 0 0 ② 2 5 0 0.1 ③ 2 5 0.2 0 ④ 2 5 0.2 0.1 A．该脱氧剂使用过程中放出热量 B．该脱氧剂可吸收氧气和水，能延长食物的保存时间 C．对比实验①和③，得出活性炭对脱氧剂脱氧有促进作用 D．对比实验①和④，得出氯化钠更有利于脱氧剂脱氧 【答案】D 【详解】A、由图可知，过程中温度升高，则说明该脱氧剂使用过程中放出热量，该选项说法正确； B、铁可与氧气和水共同作用，所以铁系食品脱氧剂可吸收氧气和水，该选项说法正确； C、对比实验①③可知，③的温度升高更快，说明反应更快，两个实验的变量为活性炭，则说明活性炭对脱氧剂脱氧有促进作用，该选项说法正确； D、实验①④中，有两个变量（活性炭和氯化钠），则无法确定氯化钠是否利于脱氧剂脱氧，该选项说法不正确。 故选D。 【变式7-3】（24-25九年级下·江苏无锡·开学考试）铁锈蚀会造成资源浪费，可利用铁锈蚀的原理转“害”为“利”，如用于食品保鲜的双吸剂、冬天取暖使用的“暖宝宝”等。某化学兴趣小组对铁锈蚀的原理及应用进行了探究。 【查阅资料】 ①某品牌双吸剂的成分为：还原铁粉（有疏松多孔的结构）。 ②某品牌暖宝宝的成分为：铁粉、活性炭、蛭石、吸水性树脂、食盐。 ③蛭石：一种天然矿物，加工后具有极强的保温隔热性能。 ④吸水性树脂：一种新型高分子材料，吸水能力强，可反复吸收水、释放水。 【实验1】如图1是教材中铁的锈蚀实验装置图，该实验观察到的现象是导管内有一段液柱上升，现同学们用等量还原铁粉代替细铁丝行进行实验，在较短时间内就观察到烧杯中的溶液倒吸入锥形瓶中。 (1)实验中，铁钉生锈的其中一步反应是铁与氧气、水作用生成氢氧化亚铁，该反应的化学方程式为 ，铁生锈属于 氧化。 (2)用还原铁粉代替细铁丝进行实验，造成水倒吸速度变快的原因是 。 【实验2】同学们按如图2的实验装置进行实验，在三颈烧瓶内装入少量水和5g某品牌暖宝宝，测量时间为1100s，采集的数据如图： (3)结合图3分析，图2中发生的反应将化学转变为 能。 (4)结合图4分析，实验1中导管内水柱上升的原因是 。 (5)结合图5分析，造成湿度逐渐增大的原因可能与 有关。 【实验3】化学小组继续探究“暖宝宝”能较快且持续放热的原因。 实验 药品 现象 ① 铁粉（12g）、空气、10%溶液 200s时，温度升高到35.9℃，但不能保持 ② 铁粉（12g）、空气、10%溶液、活性炭（8g） 200s时，温度升高到46.4℃，但不能保持 ③ 暖宝宝成分（12g） 200s时，温度升高到60℃，并长时间保持 (6)对比实验①和实验②，可推测 显著加快了铁粉锈蚀的速率。 (7)暖宝宝成分中蛭石的作用是 。 【答案】(1) 2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2 缓慢 (2)还原铁粉有疏松多孔的结构，增大了与水和氧气的接触面积，反应速率加快 (3)热 (4)锥形瓶中氧气减少，导致瓶内压强减小 (5)温度 (6)活性炭 (7)保温隔热 【详解】（1）铁钉生锈的其中一步反应是铁与氧气、水共同作用生成氢氧化亚铁，反应的化学方程式为：2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2； 铁生锈，是铁与空气中的氧气、水发生的不易察觉的缓慢的氧化反应； （2）用还原铁粉代替细铁丝进行实验，造成水倒吸速度变快的原因是还原铁粉有疏松多孔的结构，增大了与水和氧气的接触面积，反应速率加快； （3）结合图3，随时间温度升高，图2中发生的反应将化学能转变为热能； （4）结合图4氧气含量逐渐下降，实验1中导管内水柱上升的原因是锥形瓶中氧气减少，导致瓶内压强减小； （5）结合图5分析，造成湿度逐渐增大的原因可能与温度有关，即温度升高，加快了水变成水蒸气的速率； （6）对比实验①和实验②，变量是是否加入了活性炭，可推测活性炭显著加快了铁粉锈蚀的速率； （7）暖宝宝成分中蛭石的作用是保温隔热。 题型08 防锈的方法和措施 知识积累 1.防止铁生锈的方法：隔绝氧气；隔绝水 2.防止铁生锈的具体措施： （1）保持表面的洁净和干燥； （2）在铁制品表面覆盖保护膜。 如：涂油、刷漆、镀其他金属、搪瓷、通过化学反应使表面生成一层致密的氧化物保护膜 （3）制成合金。如：不锈钢。 【典例8】 （2024·江苏扬州·二模）下列有关铁的锈蚀与保护措施的说法正确的是 A．Fe在潮湿的空气中易生锈生成Fe3O4 B．防止菜刀生锈的好方法是表面涂油保护 C．铁生锈产生的铁锈能阻止铁继续被锈蚀 D．同样的铁制品在潮湿多雨的地区比在干燥的地区更易锈蚀 【答案】D 【详解】A、铁锈蚀的实质是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生了化学变化，生成氧化铁即铁锈，错误； B、表面涂油可以防止菜刀生锈，但是如果长时间不使用菜刀或者存放在潮湿环境中，即使涂有油脂，也可能会导致生锈，防止菜刀生锈的好方法是保持菜刀表面干燥并存放在干燥通风的地方，错误； C、铁锈的结构疏松，不能阻止里层的铁继续与氧气、水反应，如果不及时除去，会加速铁的锈蚀，错误； D、铁在潮湿的空气中容易生锈，故同样的铁制品在潮湿多雨的地区比在干燥的地区更易锈蚀，正确； 故选D。 【变式8-1】 （2025·江苏南京·二模）下列关于金属材料的说法正确的是 A．生铁是铁和碳的化合物 B．用导电性最好的银取代铜作导线 C．在钢铁表面涂油可防止钢铁生锈 D．合金的硬度一般比其组成金属的小 【答案】C 【详解】A、生铁是铁和碳的合金，属于混合物，说法错误，不符合题意； B、虽然银的导电性最好，但是银的价格昂贵，储量相对较少，用银取代铜制作导线，成本极高，说法错误，不符合题意； C、在钢铁表面涂油可隔绝氧气和水，防止钢铁生锈，说法正确，符合题意； D、合金的硬度一般比其组成金属的硬度大，说法错误，不符合题意。 故选：C。 【变式8-2】（24-25九年级上·江苏常州·期末）日常生活中自行车齿轮与链条常用的防锈方法是 A．擦干 B．镀金属 C．涂油 D．烧搪瓷 【答案】C 【详解】自行车齿轮与链条常用的防锈方法是涂油； 故选C。 【变式8-3】 （2025·江苏南京·一模）下列措施中，不能防止钢铁生锈的是 A．在钢铁表面涂油 B．存放在潮湿的空气中 C．在钢铁表面刷漆 D．镀耐磨和耐腐蚀的铬 【答案】B 【详解】A、在钢铁表面涂油，隔绝了铁与氧气和水的接触，能防止钢铁生锈，不符合题意； B、存放在潮湿的空气中，铁与氧气和水接触，不能防止钢铁生锈，符合题意； C、在钢铁表面刷漆，隔绝了铁与氧气和水的接触，能防止钢铁生锈，不符合题意； D、镀耐磨和耐腐蚀的铬，隔绝了铁与氧气和水的接触，能防止钢铁生锈，不符合题意。 故选B。 题型09铜生锈的相关考查 知识积累 1.铜生锈是铜与空气中的氧气、水、二氧化碳共同作用的结果。 【典例9】（24-25九年级上·江苏扬州·阶段练习）走近千年文物，人们发现青铜器在含有的环境中易生成，随着环境条件的变化而发生锈蚀，锈层物质成分示意如图所示。下列叙述错误的是 A．铜绿中含有、、、四种元素 B．干燥、无氧的环境有利于青铜器的保护 C．与、发生化合反应生成 D．青铜器在锈蚀过程中铜元素的化合价呈现三种价态 【答案】C 【详解】A、由铜绿的化学式Cu2（OH）2CO3可知，铜绿中含有Cu、H、O、C四种元素，正确； B、在干燥、无氧的环境中，能够减缓铜的锈蚀，有利于青铜器的保护，正确； C、CuCl与O2、H2O反应生成Cu2（OH）3Cl，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素种类不变，原子的种类和个数都不变，CuCl中Cu、Cl的个数比为1：1，Cu2（OH）3Cl中Cu、Cl的个数比为2：1，可知还有其他含有氯元素的生成物，该反应不是化合反应，错误； D、青铜器中含有铜，铜中铜元素的化合价为0；青铜器在含有Cl-的环境中易生成CuCl，CuCl中氯元素显-1价，则铜元素的化合价为+1价；随着环境条件的变化而发生锈蚀，Cu2O中氧元素显-2价，则铜元素的化合价为+1价，Cu2（OH）2CO3中氢氧根显-1价，碳酸根显-2价，根据在化合物中各元素正负化合价代数和为0，则铜元素显+2价，Cu2（OH）3Cl中氢氧根显-1价，氯元素显-1价，则铜元素的化合价为+2价，则青铜器在锈蚀过程中铜元素的化合价呈现三种价态，正确； 故选C。 【变式9-1】 （25-26九年级上·江苏徐州·阶段练习）周杰伦的一首歌曲《青花瓷》中唱道：“帘外芭蕉惹骤雨，门环惹铜绿”，其中的“铜绿”即是铜锈，它的主要成分是碱式碳酸铜。铜在潮湿的空气中生成碱式碳酸铜的化学反应为Cu+O2+CO2+H2O→Cu2(OH)2CO3。下列说法中正确的是 A．铜绿是纯净物 B．将铜放置在潮湿环境中，可以防止铜生锈 C．加热铜绿时，黑色粉末变成绿色 D．铜生成碱式碳酸铜的化学反应是化合反应 【答案】D 【详解】A、铜绿的主要成分是碱式碳酸铜，还可能含有其他杂质，属于混合物，不是纯净物， 不符合题意； B、根据“”可知，潮湿环境中水分含量多，铜更加容易生锈,不符合题意； C、加热铜绿时，绿色粉末变成黑色，不符合题意； D、根据“”可知，铜生成碱式碳酸铜的化学反应是由多种物质生成一种物质，符合化合反应的特征，是化合反应，符合题意； 故选D。 【变式9-2】 （24-25九年级上·江苏泰州·期中）铜在潮湿的空气中发生缓慢的反应：，下列说法错误的是 A．该反应属于化合反应 B．该反应中只有铜元素的化合价发生变化 C．该反应属于氧化反应 D．一段时间可观察到铜的表面产生绿色物质 【答案】B 【详解】A、该反应由四种物质生成一种物质，属于化合反应，故A正确； B、该反应中Cu元素化合价由0价变为+2价、氧气中O元素化合价由0价变为-2价，故B错误； C、该反应中Cu元素化合价由0价变为+2价、氧气中O元素化合价由0价变为-2价，所以有电子转移，属于氧化还原反应，故C正确； D、铜在潮湿的空气中发生缓慢的反应生成碱式碳酸铜，则一段时间可观察到铜的表面产生绿色物质，故D正确； 故选B。 【变式9-3】用如图所示装置探究铜生锈的条件，一个月后发现铜丝未生锈。下列叙述不正确的是 A．图中将空气通过NaOH溶液，目的是除去空气中的CO2空气 B．金属的腐蚀是金属从单质变成化合物的过程 C．在有氧气和水的条件下，铁比铜易生锈 D．该实验可得出铜生锈的条件是同时与O2、H2O、CO2接触 【答案】D 【详解】A、图中将空气通过NaOH溶液，氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，目的是除去空气中的CO2空气，故A正确； B、金属的腐蚀，实际上是金属与氧气、水等发生反应，是金属从单质变成化合物的过程，故B正确； C、用如图所示装置探究铜生锈的条件，一个月后发现铜丝未生锈，说明在有氧气和水的条件下，铜不如铁易生锈，故C正确； D、用如图所示装置探究铜生锈的条件，氢氧化钠溶液能吸收空气中的二氧化碳，氢氧化钠固体能防止空气中的二氧化碳、水蒸气进入盛有铜丝的试管中，一个月后发现铜丝未生锈，但没有对比实验，无法说明铜生锈是与空气中的O2、H2O和CO2有关，故D错误。 故选D。 题型10金属资源的利用和保护 知识积累 保护金属资源的有效途径： ①防止金属腐蚀； ②回收利用废旧金属； ③有计划、合理地开采金属矿物； ④寻找金属的替代品。 【典例10】 （24-25九年级上·江苏南京·期末）下列有关保护金属资源的措施中，不合理的是 A．回收利用废旧金属 B．防止金属腐蚀 C．有计划、合理地开采金属矿物 D．用导电性最好的银取代铜、铝制作导线 【答案】D 【详解】A、废旧金属的回收利用，可节约金属资源，是保护金属资源的有效途径之一，故选项说法正确； B、防止金属腐蚀，可节约金属资源，是保护金属资源的有效途径之一，故选项说法正确； C、有计划、合理地开采金属矿物，可节约金属资源，是保护金属资源的有效途径之一，故选项说法正确； D、银是导电性最好的金属，但资源较少、价格太高，不能全面取代铜、铝做导线，故选项说法错误。 故选D。 【变式10-1】 （2025·江苏常州·三模）如图为铁的冶炼和铁制品循环利用的示意图，下列说法错误的是 A．废旧金属铁循环利用可节约资源，减少环境污染 B．生铁的熔点比纯铁高 C．生铁是由铁和碳等元素组成的合金 D．冶铁的主要原理是：在高温下用还原剂从铁矿石里把铁还原出来 【答案】B 【详解】A、废旧金属铁循环利用可节约资源，减少冶炼新金属产生的污染，正确。 B、合金熔点一般比其组分纯金属低，生铁是铁的合金，生铁熔点比纯铁低，错误。 C、生铁是铁和碳等元素组成的合金，正确。 D、冶铁主要原理是高温下用还原剂（如CO ）从铁矿石中还原出铁，正确。 故选 B 。 【变式10-2】 （24-25九年级上·黑龙江哈尔滨·阶段练习）下列有关金属资源的利用与防护说法不正确的是 A．沙漠地区的铁制品比海边的铁制品锈蚀的快 B．用“烤蓝”的方法处理钢铁表面，可减缓钢铁的腐蚀 C．使用最多的金属材料是钢铁 D．废旧金属的回收利用，是保护金属资源的有效途径之一 【答案】A 【详解】A、铁生锈的条件是铁与氧气和水接触，沙漠地区缺少水分，海边铁制品能与氧气和水接触，且氯化钠能加速铁的锈蚀，故沙漠地区的铁制品比海边的铁制品锈蚀的慢，选项说法错误，符合题意； B、用“烤蓝”的方法处理钢铁表面，可隔绝氧气和水，减缓钢铁的腐蚀，选项说法正确，不符合题意； C、现阶段用使用最多的金属材料是钢铁，选项说法正确，不符合题意； D、保护金属资源的有效途径有：防止金属锈蚀、废旧金属的回收利用、寻找金属替代品、有计划、合理地开采矿物等，选项说法正确，不符合题意。 故选A。 【变式10-3】 （2024·江苏南京·二模）下列保护金属资源的做法中，不合理的是 A．防止金属腐蚀 B．回收利用废旧金属 C．严禁开采金属矿石 D．寻找金属的代用品 【答案】C 【详解】A、防止金属腐蚀，可保护金属资源，故A不符合题意； B、回收利用废旧金属，可保护金属资源，故B不符合题意； C、严禁开采金属矿石是不现实的，应合理有效地开采矿物，故C符合题意； D、寻找金属的代用品，可保护金属资源，故D不符合题意。 故选C。 27 / 28 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $