专题06 金属资源综合利用（期末复习专项训练）九年级化学上学期新教材沪教版

专题06 金属资源综合利用 题型1 材料种类的判断 题型2 金属的物理性质及用途 题型3 常见金属的化学性质 题型4 金属之最和分类 题型5 金属活动性顺序的判断（重点） 题型6 金属与酸、盐溶液反应的计算（难点） 题型7 常见的金属矿物及其成分 题型8 实验室冶炼金属（重点） 题型9 工业炼铁 题型10 工业炼铁中含杂质的相关计算（重点） 题型11 金属的综合考查（重点） 题型12 置换反应 题型13 合金的特性与用途 题型14 钢铁锈蚀的条件探究（重点） 题型15 钢铁的防护 题型16 废金属的回收利用 题型17 氢气的实验室制备 题型1 材料种类的判断 1．【金属材料】(25-26九上·湖北·期末)下列藏品主要由金属材料制成的是 A．关内侯金印 B．秦代竹简 C．东汉陶楼 D．秦汉木漆器 易错提醒 金属材料包括纯金属和合金，纯金属是纯净物，合金是混合物。 2．【合金材料】(24-25八下·黑龙江海伦·期末)下列金属材料不属于合金的是 A．青铜 B．生铁 C．紫铜 D．焊锡 3．【非金属材料】(24-25九上·湖南株洲芦淞区·期末)“小田心，大世界”。中车株机生产的列车远销国内外，彰显中国制造的魅力。下列生产原材料中不属于金属材料的是 A．铝合金 B．锰钢和不锈钢 C．铜电缆 D．碳纤维 题型2 金属的物理性质及用途 1．【导电性】(25-26九上·河南平顶山鲁山县·期末)由化学观“性质决定用途”来看，下列性质与用途对应不一致的是 选项 用途 性质 A 用于房间除异味 活性炭具有吸附性 B 用于人工降雨 干冰升华吸热 C 制作切割玻璃的刀具 金刚石硬度大 D 用作电线，防止电能损耗 银的导电性最好 A．A B．B C．C D．D 易错提醒 主要考察对金属的物理性质的把握，以及性质与用途的联系。解题时需注意 (1)金属具有金属光泽。生活中，金、铂可用来打造首饰，原因是它们具有永恒而美丽的光泽。 (2)延展性：铜和金是具有较好延展性的金属材料。金属的延展性在电线、管材和板材等领域具有广泛应用。 (3)金属的特性 ①常温下一般为固态（只有汞为液态）。 ②大多数呈银白色（但铜为紫红色，金为黄色）。 ③纯铁是银白色的，质软，而铁粉则为黑色。 2．【延展性】(24-25九上·江苏镇江科技新城实验学校·期末)2024年3月20日，鹊桥二号中继星成功发射，其中用的伞状天线是用镀金钼丝编织而成。如图是钼元素在元素周期表的相关信息。下列说法不正确的是 A．钼元素属于金属元素 B．钼元素的相对原子质量为95.96g C．金属钼具有良好的延展性 D．钼原子核外有42个电子 3．【抗腐蚀性】(24-25九上·江苏南京联合体·期末)铝的应用涉及生产、生活的各个方面。 (1)铝能被加工成厚度仅为 10μm的超薄铝箔，说明铝具有良好的 (2)铝虽然较活泼，但抗腐蚀性能好，原因是 4．【性质决定用途】(25-26九上·辽宁沈阳浑南区·期末)下列物质的性质和用途对应关系正确的是 A．氧气支持燃烧，用作燃料 B．氢气具有可燃性，用于填充气球 C．干冰升华吸热，用作制冷剂 D．铜具有导热性，用于制作导线 题型3常见金属的化学性质 1．【性质强弱】(24-25九上·辽宁鞍山·期末)五金的原始含义是指金、银、铜、铁、锡五种金属，在古代五金中没有铝的原因是 A．铝的密度小 B．铝元素在地壳含量低 C．铝活泼难制取 D．铝的硬度不高 易错提醒 (1)多数金属都能跟氧气发生氧化反应，生成氧化物。 (2)活泼金属可跟稀硫酸和稀盐酸一类的稀酸发生置换反应，放出氢气。 (3)较活泼金属可跟较不活泼金属化合物的溶液发生置换反应，将较不活泼金属置换出来。 2．【与酸反应】（24-25九上·江苏镇江·期末)实验小组利用稀硫酸，铜粉，铁钉进行如下实验。 实验①：取少许铜粉置于试管中，加入一定量的稀硫酸，无现象。 实验②：向实验①的试管中持续通入并加热，溶液变为蓝色。 实验③：向实验②的蓝色溶液中加入铁钉，观察到有红色固体析出，有气泡产生。 下列说法不正确的是 A．实验①可知，常温下铜粉和稀硫酸不发生反应 B．实验②中发生的反应为 C．实验③中只发生1个置换反应 D．通过本实验探究可以得到金属活动性： 3．【与金属盐溶液反应】(25-26九上·河南平顶山鲁山县·期末)将铝粉和铁粉加入到一定量的硝酸银溶液中，充分反应后过滤，得到一定量的固体。(注：二价铁离子在溶液中显浅绿色) (1)写出溶液中一定发生反应的化学方程式。 (2)请用化学方程式表示滤液变成浅绿色的原因。 (3)若滤液颜色是浅绿色，请分析固体的组成。 4．【与酸反应图像】(25-26九上·吉林松原前郭尔罗斯蒙古族自治县第三中学·期末)在一定量的稀盐酸中，慢慢加入过量的铁粉后，下列各图所示。曲线的变化过程中正确的是 A．B．C．D． 5．【金属反应的坐标图像分析】（25-26九年级上·黑龙江哈尔滨·期末）现有质量相等的甲、乙、丙三种金属，分别放入三份同体积、同浓度的足量稀硫酸中，生成氢气的质量与时间的关系如图所示（已知甲、乙、丙在生成物中均显+2价）。则下列说法错误的是 A．完全反应所需时间：丙＞甲＞乙 B．生成氢气的质量：甲＞乙＞丙 C．相对原子质量：乙＞丙＞甲 D．消耗硫酸的质量：甲＞乙＞丙 易错提醒 明确金属与酸反应的相关规律金属与酸反应时，金属活动性越强，反应速率越快，完全反应所需时间越短，当金属在生成物中化合价相同时，等质量的金属与足量酸反应，相对原子质量越小，生成氢气的质量越多；生成氢气的质量越多，消耗酸的质量也越多。 题型4 金属之最和分类 1．【年产量最高】(24-25九上·江西南昌第二十八中学教育集团·期末)目前年产量最高的金属是 A．铜 B．铝 C．铁 D．镁 2．【使用最早】(25-26九上·江苏扬中外国语中学·月考)选择下列适当的物质填空（填序号）。 A．液态氢  B．青铜   C．金刚石   D．氮气   E.三氯化铁   F.氦气 G.氧气   H.铁 (1)使用最早的金属材料 。 (2)急救病人 。 (3)填充到探空气球的气体 。 (4)硬度最大的物质 。 (5)净水剂 。 (6)发射火箭高能燃料 。 3．【性能之最】(24-25九下·黑龙江绥化北北林区·期末)用化学用语填空： (1)三个亚铁离子 ； (2)导电性、导热性最好的金属 ； (3)一个乙醇分子 ； (4)标出氧化铝中铝元素化合价 。 4．【利用年代】(25-26九上·江苏镇江丹阳第八中学·月考)下列排序正确的是 A．地壳中元素含量： B．氮元素质量分数： C．利用金属的年代： D．空气中物质含量： 题型5 金属活动性顺序的判断 1．【实验探究金属活动性】(2025·江苏省无锡市·中考)利用图所示装置探究金属的活动性顺序。实验步骤如下： 步骤1：在试管①和②中分别加入等体积10%的稀盐酸，向两个直角导管中分别滴入等量红色水，标记水的高度； 步骤2：向试管①和②中分别投入均过量的镁条和锌粒各0.5g，同时套上小气球； 步骤3：红色水面上升高度稳定后，记录水面上升的高度见表3。 表3红色水面上升的高度 金属 红色水面上升的高度/cm 镁条 4.5 锌粒 1.2 (1)写出镁与稀盐酸反应的化学方程式： 。 (2)实验时，观察到试管①和②的管口处气球均变大，气球变大的原因是： 、 。 (3)反应结束后，冷却至室温。两侧气球体积相同，原因是 。 (4)实验结论：镁的金属活动性比锌强。该结论的依据是 。 易错提醒 解题时需根据题意判断出金属与氧气或金属与酸类物质发生反应的现象和注意事项。由金属与酸反应的现象可以判断金属活动性强弱：(举例:金属A和金属B) （1）形状相同金属与同浓度的盐酸(稀硫酸),是否放出氢气或放出氢气快慢程度 ①相同条件A与盐酸反应,B与盐酸不反应,则活动性A >B。 ②相同条件A与盐酸反应剧烈,B反应缓慢,则活动性A >B。(比较放气泡快慢) ③相同条件下A、B都不与盐酸反应,则无法判断A、B的活动性。 （2）金属与金属化合物溶液(盐溶液)反应 ①金属A能从B的化合物溶液中置换出B,则活动性A> B。(直接法) ②金属A不能从B的化合物溶液中置换出B,则活动性A <B。(反证法) ③金属A能从C的化合物溶液中置换出C,金属B不能从C的化合物溶液中置换出C,则活动性A> B。 (间接法,通过另一物质,对强弱进行判断) 2．【金属与盐溶液反应】(24-25九上·江苏镇江科技新城实验学校·期末)向一定量CuSO4与ZnSO4混合溶液中加入一定量铁粉，过滤得滤渣A和滤液B，将滤液B分为二等份，分别进行下列实验。 实验①：向第一份溶液中插入纯净的铁丝。 实验②：向第二份溶液中插入纯净的Al片。 实验③：向滤渣A中加入稀盐酸，振荡。 下列说法不正确的是 A．加入铁粉一定发生的反应为：Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu B．实验①中铁丝表面出现红色物质，说明滤液中含有CuSO4 C．实验②中一定发生置换反应，不能说明滤液中溶质有2种 D．实验③中出现气泡，说明滤渣中含有Zn与Fe 3．【金属与酸反应】(24-25九上·河北石家庄·期末)用下图所示实验验证金属的性质。 (1)实验1，观察到灯泡发光，说明铁具有的性质是 。 (2)实验2中反应的化学方程式为 。 (3)实验3能证明铁的金属活动性比铜强，现象是 。 题型6 金属与酸、盐溶液反应的计算 1．【金属与酸的计算】(25-26九上·西藏墨竹工卡县中学·期末)氢气作为燃料具有热值高、无污染的优点。某化学兴趣小组的同学们用20 g废旧黄铜（铜锌合金）和100 g稀硫酸反应制取氢气（如图1），二者恰好完全反应，天平的示数随时间的变化如图2（仪器质量不计算在内）。请计算： (1)生成氢气的质量为 g。 (2)该20 g废旧黄铜中锌的质量分数 。（写出计算过程） 2．【金属与盐溶液的计算】(25-26九上·山东济南莱芜区·期中)向和的混合溶液中加入a g的铁粉，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。再向滤渣中加入适量稀盐酸，产生气泡。下列说法不正确的是 A．滤渣中一定含有Fe和Ag B．滤液的颜色为浅绿色 C．滤渣的质量一定大于a g D．滤液中一定含有、、 3．【合金与酸的计算】(24-25九上·广东汕头世贸实验学校·期末)构建知识网络是一种重要的学习方法。如图为兴趣小组绘制的铁的化学性质知识网络图。 (1)反应①中另一反应物可以是 (填化学式)。 (2)早在西汉时期，我国劳动人民就利用反应②制取铜，称为“湿法炼铜”，该反应的现象是 。 (3)为了测定某生铁中铁的含量，该小组利用反应③的原理进行如下实验：将一定质量的生铁样品(杂质不溶于水，也不与稀硫酸反应)放入足量的稀硫酸中，充分反应后，生成0.2g气体；过滤，将所得固体洗涤、干燥后称得其质量为0.2g。计算该生铁中铁的质量分数。(结果精确到0.1%) 4．【金属与酸的反应的比较】(25-26九上·上海民办新复兴初级中学·月考)（不定项）相同质量的镁、铁、锌三种金属，分别与足量的、相同质量分数的稀硫酸充分反应，生成氢气质量与反应时间关系如图，分析图像判断，下面说法正确的是 A．金属镁反应速率最快 B．金属锌的活动性最强 C．金属镁生成氢气质量最多 D．金属铁消耗稀硫酸质量最多 题型7 常见的金属矿物及其成分 1．【铝土矿】(24-25九上·广西河池·期末)广西铝土矿资源丰富，铝土矿的主要成分是 A．Fe2O3 B．Al2O3 C．MnO2 D．CuO 易错提醒 解题时需掌握好铁矿石的选择原则：含铁量高，不含有害元素，冶炼过程中不产生或少产生污染环境的物质。通过计算可知磁铁矿、赤铁矿和黄铁矿的主要成分中铁元素的质量分数分别为：72.4%、70%、46.7%，因此从铁元素含量较高，且“有害元素”少来分析选择；其中适合炼铁的是磁铁矿、赤铁矿。 2．【矿石主要成分】(24-25九上·江苏南京建邺区·期末)下列金属矿石和其主要成分对应正确的是 A．磁铁矿—FeO B．软锰矿— C．赤铜矿—CuO D．铝土矿— 3．【矿石差异】(25-26九上·山西临汾侯马第五中学·期末)图1是山西永乐宫壁画。壁画修复所用的颜料原料为各种天然矿石，其中蓝色用蓝铜矿，主要成分为Cu3(OH)2(CO3)2；绿色用孔雀石，主要成分为Cu2(OH)2(CO3)2；红棕色用赭石，主要成分为Fe2O3. (写矿石名)矿石主要成分属于氧化物。蓝铜矿和孔雀石的主要成分在组成上具有的相同点是 。 4．【金属存在形式】(25-26九上·上海师范大学官渡学校·月考)唐代文学家刘禹锡在《浪淘沙》中写道“美人首饰侯王印，尽是沙中浪底来”。诗中描述的是一种在自然界中有单质形式存在的金属，该金属是 A．铝 B．铁 C．铜 D．金 题型8 实验室冶炼金属 1．【冶炼原理】(24-25九上·河南驻马店平舆县·期末)某化学兴趣小组的同学利用如图装置模拟工业炼铁。 (1)装置A中的玻璃管内发生的化学方程式为 。 (2)装置B中发生的反应方程式 。 (3)根据装置A中的现象，体现了CO具有 性。 易错提醒 实验室模拟炼铁的易错点： （1）实验开始时要先通入一氧化碳，再点燃酒精喷灯，以排尽玻璃管内的空气，防止加热时发生爆炸。 （2）实验结束时，应先停止加热，并继续通一氧化碳直至装置冷却，以防止生成的铁又被空气中的氧气氧化;同时防止试管中的澄清石灰水倒吸进入灼热的硬质玻璃管内，使硬质玻璃管炸裂。 （3）一氧化碳有毒，不能直接排放到空气中，否则会污染空气，因此装置中必须有尾气处理装置。尾气处理可用收集法（用气球或排水法收集尾气）或燃烧法（将尾气点燃烧掉或用于加热氧化铁）。 2．【实验现象】(24-25九上·河南驻马店正阳县·期末)铁是世界上年产量最高的金属，如图为模拟炼铁的微型装置，写出a处发生反应的化学方程式   ，描述a处的现象 。 3．【实验装置】(24-25九上·山东泰安·期末)如图所示，小海同学进行了模拟炼铁的实验。下列有关该实验的说法正确的是 A．此实验能说明CO具有氧化性 B．B装置的作用是吸收二氧化碳 C．A和C两处的酒精灯作用相同 D．实验开始前先通入CO再点燃A装置 4．【创新装置】(24-25九上·福建莆田荔城区·期末)化学实验离不开实验装置的改进与创新。 实验一：测定空气中氧气的体积分数 实验二：简易供氧器 实验三：CO还原Fe2O3实验                                    【查阅资料】白磷的着火点40℃。 【实验准备】锥形瓶内空气体积为200mL，注射器中水的体积为50mL。按图所示连接好仪器，夹紧弹簧夹。先将锥形瓶底部放入热水中，白磷很快被引燃，然后将锥形瓶从热水中取出。 (1)实验一中，整个实验过程中，可观察到气球的变化是 ； (2)若待白磷熄灭、锥形瓶冷却到室温后，打开弹簧夹还可观察到的现象是：①注射器中的水自动喷射出来，②当注射器中的水还剩约 mL时停止下流。 (3)实验二：捏破自封袋，使H2O2溶液流出与MnO2接触即可制得氧气，写出其化学方程式 。需要吸氧时，可通过调节流速调节器以获得平稳的气流，在实验室中可用 (填仪器名称)达到同样的作用。 (4)实验三：证明CO和Fe2O3发生反应的现象： 。 (5)气球在化学实验中可以发挥多种作用，其中实验一中气球的作用是 。 5．【尾气处理】(24-25九上·河南信阳羊山中学·期末)下列关于探究炼铁原理的实验说法不正确的是 A．该反应是置换反应 B．要先通CO再加热 C．可以用澄清石灰水检验气体生成物 D．处理尾气可以点燃 6．【相关计算】(24-25九上·陕西西安理工大学附属中学·期末)柯柯同学为测出某地赤铁矿石中的含铁量，取12.5g赤铁矿样品，利用如图方式进行实验，反应完全后测定澄清石灰水增重6.6g(产生的气体被完全吸收，且杂质不参与反应)，请回答下列问题： (1)装置A中观察到的实验现象是 ，该实验装置的一个缺陷是 。 (2)通过化学方程式计算样品中氧化铁的质量分数(写出计算过程)。 7．【综合考查】(24-25九上·辽宁沈阳大东区·期末)金属材料的应用与生产、生活有着十分密切的关系。 I．金属材料与生活 (1)图1是汉代彩绘雁鱼青铜釭灯。灯罩可自由开合，以调节进风量的大小。看到大量黑烟产生时，应 (填“扩大”或“减小”)进风口从而促进燃料充分燃烧。 关闭灯罩火焰熄灭，灭火的原理是 。 Ⅱ．金属材料与生产 (2)《梦溪笔谈》有古代湿法炼铜记载“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”。胆矾为CuSO4晶体，写出“铁釜”中发生反应的化学方程式： 。 (3)古人炼制黄铜的原理：X+ZnCO3+CZn+2Cu+2CO2↑X的化学式： 黄铜可压制成无缝黄铜管，利用了金属的 性。 早在公元前 4 世纪，中国已广泛利用铁矿石与木炭生产生铁，并加入“黑土”以降低生铁的熔化温度；公元前2世纪，中国人发明了“充氧”等炼钢法。 (4)“黑土”含有磷酸铁(FePO4)，其中 P的化合价为 。 (5)炼钢中“充氧”的目的是降低生铁中的 ，获得性能更好的钢。 (6)实验室模拟工业炼铁的装置如图2，玻璃管内的实验现象为 。检验玻璃管内有铁生成的方法：取玻璃管内少量样品于试管中，加入 (填物质名称)，观察到有气泡产生。 (7)钢铁制品易生锈，校园铁质护栏采用刷油漆的方法防锈，原理是 。 (8)铝及铝合金能在多个领域代替易生锈的钢铁，主要原因是___________(填序号)。 A．硬度小 B．耐腐蚀 C．有光泽 D．难冶炼 题型9 工业炼铁 1．【实验原理】(24-25九上·湖南衡阳船山实验中学·期末)工业上炼铁、炼钢和轧制钢材的主要流程如图： 注：常用的铁矿石主要为赤铁矿。 (1)炉渣中含有硅酸钙，其中硅元素的化合价是 。 (2)炼铁时将铁矿石粉碎的目的 。 (3)高炉炼铁的主要反应原理是 （用方程式表示）。 2．【实验流程】(24-25九下·黑龙江大庆肇源县第四中学·期末)钢铁的应用非常广泛，炼铁技术的研究显得尤为重要。中国是最早发现和掌握炼铁技术的国家之一。 (1)工业炼铁所用高炉的结构如图1所示，高炉中发生的过程如图2所示。 ①过程Ⅰ主要发生在高炉的 （填“A”“B”或“C”）区域。 ②过程Ⅱ发生反应的化学方程式为 。 ③过程Ⅳ通入O2主要是为了降低生铁中 的含量。 (2)某化学兴趣小组的同学利用如图装置模拟工业炼铁。 ①实验时装置A中的现象是 。 ②B中发生反应的化学方程式为 。 ③实验过程中，CO的作用有 （填序号）。 A．CO气体作为反应物 B．实验开始时，排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸 C．停止加热后，防止玻璃管中的生成物在较高温度下重新被氧化 D．停止加热后，防止试管中的液体倒吸入玻璃管中 3．【石灰石作用】(24-25九上·河南驻马店驿城区部分初中·期末)如图是工业炼铁示意图。下列说法中不正确的是 A．赤铁矿的主要成分为 B．石灰石的作用是形成炉渣 C．焦炭的作用只是提供热量 D．高炉烟气对空气造成污染 4．【焦炭作用】(24-25八下·黑龙江大庆东城领秀学校·期末)利用金属矿产冶炼金属是获得金属材料的主要途径。工业上炼铁常用的原料有赤铁矿、焦炭（主要成分为碳）、石灰石和空气。其主要反应过程如下： (1)上述流程中X的化学式是 。 (2)原料中焦炭的作用是提供热量和 （用化学方程式回答）。 (3)反应Ⅲ的化学方程式为 。 (4)石灰石（主要成分为）在高温下可将铁矿石中的转变为炉渣（），同时生成一种氧化物。该反应的化学方程式为 。 (5)用600t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是 。 5．【尾气处理】(24-25九下·黑龙江绥化北北林区·期末)工业上常用赤铁矿或磁铁矿炼铁。根据矿石的质量可以计算炼出铁的质量。 (1)工业炼铁的尾气处理方法 。 (2)900t含四氧化三铁58%的磁铁矿石，理论上能炼出含铁90%的生铁的质量是多少？(根据化学方程式计算，写出计算过程) 易错提醒 工业炼铁易错点： (1)产品生铁是混合物 (2)涉及反应：C＋O2CO2　 C＋CO22CO　3CO＋Fe2O3 2Fe＋3CO2 题型10 工业炼铁中含杂质的相关计算 1．【不含杂质的计算】(24-25九上·安徽合肥巢湖第七中学·期末)钛()和钛合金是二十一世纪重要的金属材料，享有“未来金属”的美称，可用于制造航天飞机、船舶等。工业上生产钛的反应为。 (1)若用金属镁与足量完全反应，理论上可生成金属钛的质量是多少？(写出计算过程) (2)上述反应需要在氦气环境下进行，氦气的作用是 。 易错提醒 常用的计算公式如下： a． 纯净物的质量=混合物的质量×纯度 2．【纯度的计算】(24-25九上·湖南岳阳岳阳县·期末)工业上可以利用焦炭将氧化铁中的铁还原出来，某铁矿石中含氧化铁65%，若要将246kg铁矿石中氧化铁还原，理论上至少需要碳单质的质量是多少？（保留整数） 3．【质量分数的计算】(24-25九上·安徽阜阳太和县·期末)赤铁矿是重要的炼铁原料，其中的含量直接影响到炼铁的效率和成本。某兴趣小组用一氧化碳与100g赤铁矿样品，充分反应后得到56g铁。 (1)该赤铁矿样品中的质量分数是多少（写出计算过程）？ (2)工业炼铁所用的原料是空气、赤铁矿石、焦炭和石灰石，炼铁时得到的是生铁而不是纯铁，原因是 。 题型11 金属的综合考查 1．【金属铁】(24-25九上·辽宁朝阳北票·期末)物质的性质与应用是化学学科重要的学习主题。小组同学围绕金属铁开展了相关研学。 主题一：识铁 (1)小组同学通过如图所示实验认识铁的性质： ①在实验甲中，观察到蜡片熔化，说明铁具有的物理性质是 。 ②实验乙和丙均为铁丝在氧气中燃烧的实验。图乙中的实验现象为 ；图丙是图乙的改进实验，瓶中放了充足的过氧化氢溶液和二氧化锰，请分析说明改进后的优点 （写一条即可）。 (2)如图是小组同学绘制的金属化学性质思维导图的一部分，请帮助他们补全内容。 ① ；② ；③ 。 主题二：炼铁 (3)小组同学利用如图所示装置模拟工业炼铁，并检验生成的气体产物。 ①A装置中的氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳，生成水和碳酸钠，写出该反应的化学方程式 。 ②写出尾气处理的方法 。 主题三 用铁 (4)林则徐修筑洪泽湖大堤时，将砂浆、铁焗和条石黏合在一起，使大堤固若金汤。 ①铁焗是含少量碳的铁，它属于 （填字母序号）。 A．纯金属     B．合金    C．铁矿石 ②砂浆中含有氢氧化钙，砂浆与空气接触，发生反应的化学方程式是 。 主题四：护铁 (5)电池表面采用镀镍钢壳不易生锈，其防锈原理是 。 2．【金属材料】(24-25九上·辽宁大连中山区·期末)金属材料在生产生活中应用广泛。 Ⅰ认识金属材料。 (1)在生活中常用铁锅来煮饭，主要利用金属的 性。 (2)下列有关金属及合金的说法中正确的是______。 A．合金中至少含有两种金属 B．在日常生活中，大量使用的常常不是纯金属，而是它们的合金 C．“真金不怕火炼”说明黄金的硬度非常大 D．焊锡的熔点比纯锡的熔点高 Ⅱ利用金属资源。 工业上用高炉炼铁产生的副产品有炉渣、炉尘和煤气，煤气中CO含量可达。为了减少炼铁中CO、的排放，设计了如图回收利用方案。 (3)石灰浆[主要成分为吸收的化学方程式为 。工业上用含的赤铁矿为原料炼铁，反应3中最多得到Fe的质量为 t。上述方案中的CO重新通入高炉后，起的主要作用是 。该方案的优点是除去外，还可实现 的部分或全部循环利用。 Ⅲ探究金属的活动性顺序。 (4)化学小组为探究铝、铜、银三种金属的活动性顺序做了如图所示实验。 ①能证明铝的金属活动性比铜强的实验现象为 ；乙中反应的化学方程式为 ；上述实验中，得出三种金属活动性顺序，不需进行的实验是 。 ②实验后将足量铁粉加入到含、、的混合溶液中，充分反应后过滤，铁粉足量的目的是 。 3．【金属铜】(24-25九上·辽宁葫芦岛·期末)铜是重要的金属资源，它对于改善人类生活、促进人类文明起着重要作用。某小组同学围绕金属铜展开了相关研学。 铜的冶炼：我国古代劳动人民很早就掌握了“火法炼铜”和“湿法炼铜”的方法。 (1)“火法炼铜”： 宋代《大冶赋》中记载了用孔雀石和木炭经过如下反应可获得铜（如图）。 第一步为木炭燃烧放热使孔雀石分解得到氧化铜； 第二步为木炭和氧化铜在高温下反应制备铜，是利用了木炭的 性。 (2)“湿法炼铜”： 宋代《梦溪笔谈》中记载，“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”。 已知胆矾溶于水可得到硫酸铜溶液，则该炼铜过程可用化学方程式表示为 ，该反应属于 （填基本反应类型）。 (3)铜的加工： 青铜是金属冶铸史上最早的合金，其主要成分是铜和锡。《吕氏春秋》中就有对青铜的记载：“金（铜单质）柔锡（锡单质）柔，合两柔则刚”。表明与铜、锡相比，青铜的特性是 。 (4)铜的锈蚀： 铜制品长期暴露在空气中，表面会生成铜锈［主要成分为Cu2(OH)2CO3］，从物质组成的角度分析，铜生锈是铜与空气中的O2、H2O和 长期作用的结果；为防止铜制品生锈，请你提出一条合理化建议 。 (5)铜的金属活动性： 某小组同学设计如图所示实验，验证铁、铜、银三种金属的活动性强弱。 ①实验前需要将金属丝打磨，目的是 。 ②实验中，能观察到试管A中出现的现象是 。若要准确得出铁、铜、银三种金属的活动性强弱，X为 ，Y为 溶液。 ③实验后对所用金属进行回收，其意义是 （写出一条即可）。 4．【金属铁】(24-25九上·辽宁铁岭铁岭县·期末)早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁，时至今日，钢铁仍然是我国使用最多的金属材料，下面是围绕金属铁开展的主题式学习活动，请回答问题。 主题一：铁的认识 (1)铁元素在元素周期表中的信息及原子结构示意图如图1所示，请回答。 ①铁的原子序数为 。 ②根据铁原子结构示意图可知，第三电子层x的数值为 ，在化学变化中，铁原子容易失去电子，形成 (选填“阳离子”或“阴离子”)。 (2)从物质类别角度分析，铁属于 (选填“混合物”、“化合物”或“单质”)。 主题二：铁的性质及应用 (3)用如图2所示实验验证铁的性质。 ①实验1中，观察到灯泡发光，说明铁具有的性质是 。 ②实验2中，写出能发生反应的化学方程式 。 ③实验3中，能证明铁的金属活动性比铜强的现象是 。 (4)我国非遗项目“打铁花”不仅有火树银花落，万点星辰开的古老浪漫，而且蕴含着丰富的化学原理。 ①“打铁花”就是将生铁熔化后的铁水抛向空中，形成铁花，请用化学方程式表示其中的主要原理 ；为了更好的视觉效果，表演者通常将铁水打得又高又散。 ②从合金性质的角度分析，打铁花用生铁而不用纯铁的依据是 。 主题三：铁的来源及冶炼 (5)铁资源在自然界常以化合物形式存在，请写出工业上利用赤铁矿石(主要成分Fe2O3)与一氧化碳炼铁反应的化学方程式 。 主题四：防护铁资源 (6)为了防止铁制品生锈，可采取的措施有 (写一条即可)。 【活动总结】大自然为人类提供了丰富的金属矿物资源，人类每年提取量最大的是铁。希望同学们不断的学习，继续探究铁的性质，让金属铁更好地服务人们的生活和生产。 5．【综合考查】(24-25九上·辽宁盘锦双台子区·期末)暖宝宝是备受学生喜爱的便捷式取暖用品，化学实践小组的同学对其产生了浓厚兴趣，针对其成分和发热原理展开了项目式探究之旅。某品牌“暖宝宝”贴说明书的部分内容如图所示： 【活动一】：验证“暖宝宝”袋内含有铁粉。 【提出问题1】如何证明“暖宝宝”袋内含有铁粉? 【进行实验】用剪刀剪开一袋，取出袋内粉末于滤纸上，观察到粉末呈黑色。 【实验过程】 (1)请完善下面的表格。 实验步骤 实验现象 实验结论 1 甲同学取少量黑色粉末，用磁铁靠近粉末。取少量被磁铁吸引的粉末加入小烧杯中，向其中加入过量的 溶液。 观察到 现象 “暖宝宝”袋内含有铁粉 2 乙同学在蒸发皿中加入少量酒精并点燃，取少量被磁铁吸引的粉末，撒向火焰。 观察到火星四射。 【实验反思】 (2)铁丝在空气中不能燃烧，铁粉在空气中却可以燃烧的原因是 。 【活动二】探究“暖宝宝”快速发热的原因 (3)“暖宝宝”的热量来源于铁粉生锈。即铁粉与空气中 两种物质共同作用的结果。 (4)由此推测“暖宝宝”贴使用微孔透气无纺布的原因是 。 【拓展探究】利用数字化对【活动二】深入探究 学习小组用传感器开展“影响铁锈蚀因素”的探究，设计如图1所示实验装置并完成实验。 【查阅资料】一定条件下，碳和氯化钠溶液可加快铁的锈蚀，但它们本身不参加反应。 该实验步骤如下： ①检查装置气密性； ②装药品，将5g铁粉和2g炭粉加入锥形瓶，时刻加入2mL饱和氯化钠溶液； ③立即塞紧橡胶塞，橡胶塞上已插有一支装有5mL 稀盐酸的注射器及传感器； ④观察现象，采集数据。 (5)实验进行一段时间后至时刻，步骤③中注射器内的盐酸会自动注入锥形瓶内，原因是 。 (6)根据图2： ①分析t1至于t2s时温度升高明显加快的原因是 。 ②t₂s时刻后反应并未停止，温度却开始降低，请你帮他们分析可能原因是 。 【活动三】测定“暖宝宝”中铁粉的含量 【提出问题2】：“暖宝宝”中铁粉的含量是多少? 【实验设计】：利用如图3所示装置(气密性良好)进行测定 【查阅资料】：该“暖宝宝”中其他成分加酸不产生气体；实验条件下，氢气的密度约为ρg/L。 【进行实验】：①称取 mg样品置于烧瓶中，并在分液漏斗中加入足量稀硫酸。 ②打开分液漏斗活塞，加入稀硫酸至不再产生气泡，关闭活塞。 ③测得量筒内水的体积为amL。 【交流研讨】 (7)老师认为按照此实验设计进行实验，测定结果很可能会偏大，请你和同学们共同分析原因可能是 。 【调整方案】 (8)称取“暖宝宝”样品3.00g，置于烧瓶中，加入足量稀硫酸，充分反应，用电子天平进行称量，显示反应后总质量减少0.05g，计算该“暖宝宝”中铁粉的质量分数为 (结果精确到0.1%)。 题型12 置换反应 1．【置换反应的概念】(24-25九上·江苏南京鼓楼区·期末)小明查阅资料获知了关于燃烧的新反应：2Mg+CO22MgO+C，由此形成的认识不正确的是 A．该反应属于置换反应 B．Mg发生了还原反应 C．燃烧不一定要有氧气参与 D．CO2灭火器不能用于扑灭所有物质的着火 2．【置换反应的判断】(24-25九上·江苏扬州树人集团·期末)下列反应中，属于置换反应的是 A． B． C． D． 易错提醒 掌握好判断技巧：在化学反应中，单质置换出另一个单质。 3．【置换反应的书写】(24-25八下·黑龙江哈尔滨松雷中学校·期末)分类、类比是初中化学常用的学习方法。 (1)请从物质类别的角度，对下列物质进行分类(平均分为两类)： a．空气    b．石墨    c．氧气    d．天然气    e．金刚石    f．石灰石 选出的一组物质的序号是 ；分类依据是 。 (2)铁片能和硫酸铜溶液反应，锌片也能和硫酸铜溶液发生类似的反应，生成硫酸锌(ZnSO4)和铜，请写出该反应的化学方程式 ；上述列举的反应很类似，反应物都是一种单质和一种化合物，生成物也都是 ，这样的反应叫做置换反应。 题型13 合金的特性与用途 1．【合金的性能】(24-25九上·辽宁大连高新经开区·期末)神舟飞船返回舱使用了钛合金等复合金属材料做成的“避火衣”，如图是钛在元素周期表中的信息及钛原子结构示意图。下列说法正确的是 A．钛原子的中子数是22 B．钛的相对原子质量是47.87g C．钛原子有4个电子层，最外层电子数x=2 D．钛合金的强度低，耐热性差，抗腐蚀能力差 解题要点 合金性质： (1)熔点更低（锡片与焊锡） (2)硬度更大（铜片与黄铜相互刻画） (3)抗腐蚀性更强； 合金的性质易错点 (1)有新的物质生成，一定发生了化学反应。 (2)合金一定是混合物。储氢合金是一类能够大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料。此过程发生化学变化，储氢合金属于混合物。 2．【合金的用途】(24-25九上·江苏泰州姜堰区·期末)下列物质的性质和用途对应关系正确的是 A．氧气具有氧化性，可用作燃料 B．金刚石无色透明，可用于切割玻璃 C．氮气难溶于水，可用作保护气 D．武德合金熔点低，可用作电路保险丝 3．【合金的判断】(24-25九上·江苏泰州姜堰区·期末)如图是我国西汉青铜雁鱼灯及其示意图。灯油燃烧时，烟气通过鱼身和雁颈导入雁体内水中，减少对室内空气的污染。下列说法错误的是 A．该灯使用的青铜是一种金属材料 B．看到有大量黑烟产生时，应调大进风口 C．转动灯罩隔绝空气，可使灯火熄灭 D．水能吸收烟尘和一氧化碳 4．【生铁和钢区分】(24-25九上·甘肃古浪县泗水初级中学·期末)下列合金(金属)的比较，不正确的是 A．含碳量：生铁＞钢 B．抗腐蚀性：青铜＞铜 C．硬度：生铁＞纯铁 D．熔点：焊锡＞锡 5．【合金的使用】(25-26九上·天津河北区扶轮中学·月考)下列有关金属及合金的说法中，正确的是 A．人类使用最早的金属是铁 B．合金一定是混合物 C．在生活中纯金属比合金应用更广泛 D．合金是由两种或两种以上金属熔合而成的具有金属特征的物质 题型14 钢铁锈蚀的条件探究 1．【控制变量法探究钢铁锈蚀的条件】(24-25九上·辽宁沈阳于洪区·期末)金属铁对人类的生产生活和社会发展有着极其重要的作用。 I．铁的性质 为除去铜屑中的少量铁屑，某同学设计了以下两个实验方案： (1)写出方案2中有关反应的化学方程式 ；反应的基本反应类型为 反应。 (2)以上两个实验方案中，说明你选择的方案和理由： 。 Ⅱ．铁的锈蚀与防护 取四枚相同的洁净无锈铁钉分别放入试管，进行如图实验，一段时间后发现A、D试管内铁钉被锈蚀，D管内铁钉有较厚铁锈。B、C管内铁钉无明显变化（氯化钙固体用于除去试管内的水蒸气）。 (3)铁锈的主要成分是，根据质量守恒定律，铁生锈的过程是铁与空气中的 发生化学反应的过程。 (4)装置B中铁只与 接触。 (5)对比A、D试管中实验现象，说明铁锈蚀还与 有关。 (6)对因生锈而废弃的铁制品，合理的处理方式： 。 Ⅲ．铁的冶炼如图为实验室用一氧化碳还原氧化铁的实验改进装置（部分夹持仪器略去）。 已知一氧化碳难溶于水。 实验步骤如下： ①用酒精喷灯加热玻璃管内的氧化铁； ②装好药品，先通一会儿，排出装置内空气； ③待玻璃管内物质冷却后，停止通入一氧化碳； ④当红棕色粉末变成黑色时停止加热。 (7)实验的正确操作步骤 （填序号）。 (8)盛满石灰水的B装置在此实验中的作用有 （填序号）。 ①收集多余的    ②检验并吸收反应生成的 (9)工业上用含氧化铁的赤铁矿为原料炼铁，这批赤铁矿生产的生铁中含铁的质量是 t。 解题要点 解题时需掌握金属的锈蚀因素： (1)铁生锈是铁与氧气、水分子发生化学反应的结果 (2)铁生锈需要氧气和水同时存在，干燥空气和植物油可以防止铁生锈 (3)铁锈是一种松脆多孔的物质，不能保护里层的铁不被锈蚀，因此应采取有效措施防止铁生锈。 金属防护的物理方法：用砂纸打磨等；化学方法：用酸清洗（酸不能过量，以防内部金属被腐蚀）。如用稀盐酸除去铁锈。 2．【锈蚀条件】(24-25九上·辽宁鞍山台安县·期末)某科创小组提出“影响铁锈蚀的因素”课题并进行实验探究。 Ⅰ.探究钢铁锈蚀的基本条件 (1)一段时间后，C、D、E中铁钉生锈，A、B中铁钉无明显锈蚀。由A、B、C的现象可知，铁的锈蚀是铁跟 （填化学式）等物质作用的过程。D中铁钉比C中铁钉锈蚀程度严重，说明 。 (2)使用自来水重新进行如图实验，一段时间后发现试管B中铁钉生锈了，其可能的原因是 。 Ⅱ.探究食盐水对钢铁腐蚀快慢的影响 用如图装置进行实验，锥形瓶中放生铁粉末，滴管中预先加入3mL不同浓度的食盐水，并用氧气传感器测定锥形瓶内的氧气浓度，数据如下表所示： 实验组 生铁粉末质量 食盐水浓度 3min时瓶内氧气浓度 实验① 3.5g 4% 18.96% 实验② 3.5g 8% 18.56% 实验③ X 16% 18.28% 实验④ 3.5g 24% 17.99% (3)X＝ 。该实验探究的是食盐水浓度对钢铁腐蚀快慢的影响，其实验结论是 。 (4)查阅资料得知，食盐水中的氯离子能破坏钢筋表面的钝化膜（其原理如图甲所示），并促使铁发生一系列反应得到Fe（OH）3，Fe（OH）3在空气中风化失水后变成氧化铁。 ①氯离子破坏钢筋表面的钝化膜的过程中，从阳极向阴极转移的微粒是 。 ②钢筋锈蚀过程中得到氧化铁的化学反应方程式为 。 Ⅲ.探究水样的pH及溶解氧浓度对钢铁腐蚀快慢的影响 步骤1：按如图乙连接好装置，检查装置气密性。 步骤2：向三颈烧瓶中放入3.5g生铁粉末，向分液漏斗内加入10mL不同浓度的稀盐酸。 步骤3：将盐酸全部注入三颈烧瓶内，关闭分液漏斗活塞，同时采集数据见下表： 序号 盐酸pH 压强p/kPa 溶解氧/mg•L﹣1 p反应前 p反应后 DO反应前 DO反应后 开始降低所需时间/s 实验① 2.0 90.8 91.8 5.2 4.3 131 实验② 3.0 90.8 91.5 5.0 3.7 68 实验③ 4.0 90.8 90.3 4.9 3.4 24 实验④ 5.0 90.8 90.5 4.9 3.7 98 实验⑤ 6.0 90.8 90.6 4.4 3.7 175 (5)步骤1中检查装置气密性的方法为 。 (6)实验①和实验②反应后压强变大的主要原因是 （用化学方程式表示）。 (7)当pH＝ 时，铁粉与氧气的锈蚀速率最快。 3．【钢铁的锈蚀过程】（2025·陕西·模拟预测）为验证铁的化学性质和锈蚀过程气态物质的变化，进行如图1实验：恒温下向锥形瓶内加入少量稀盐酸，同时测量锥形瓶内气体压强随时间的变化，直至完全反应。瓶内压强随时间变化趋势见图2.以下分析正确的是 A．a点时可观察到铁钉表面有气泡，溶液变为浅绿色 B．b点时瓶内溶液的溶质是氯化亚铁和氯化氢 C．b～d段压强减小的主要原因是温度降低 D．c～d段铁钉表面会生成黑色的四氧化三铁 题型15 钢铁的防护 1．【防护措施】(24-25九上·辽宁盘锦大洼区·期末)下列对金属的防护措施不合理的是 A．铁制品表面刷漆 B．及时清理铁制品表面锈迹 C．将铁制品放在潮湿的空气中 D．在金属表面进行电镀 方｜法｜点｜拨 解题时应掌握防止钢铁锈蚀的原理：破坏钢铁制品锈蚀的条件，使钢铁制品隔绝氧气或水（只要破坏其中一个条件，铁就不能生锈）。常见的除锈方法，如：用砂纸打磨、用酸清洗（酸不能过量，以防内部金属被腐蚀）等。 2．【保护金属资源的途径】(24-25九上·广东汕头世贸实验学校·期末)下列说法正确的是 A．空气中氮气的质量分数为78% B．在房间里放一盆水可以防止煤气中毒 C．地壳中含量最高的元素是氧元素 D．防止金属腐蚀是保护金属资源的唯一途径 3．【合金抗腐蚀能力】(24-25九上·江苏扬州广陵区·期末)金属的冶炼和利用大大促进了人类文明的进步。 I.金属的性质 (1)铝具有很好的抗腐蚀性，因为铝在空气中能与氧气反应形成一层致密的氧化铝薄膜，反应的化学方程式为 。 (2)分别在放有锰片、铜片的试管中加入稀硫酸，锰片表面有气泡产生，铜片表面无明显变化。由此可知金属活动性：锰 (选填“强”或“弱”)于铜。 (3)已知胆矾溶于水得到硫酸铜溶液，请用化学方程式解释“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”的原因 。 II.金属的冶炼 (4)工业上用赤铁矿(Fe2O3)炼铁，CO与Fe2O3反应的化学方程式为 。炼铁时，加入菱锰矿可制得冶炼锰钢的材料。锰钢用作高铁的钢轨，主要利用了锰钢的 性能。 (5)《天工开物》中记载了炼锡的场景：“凡煎炼亦用洪炉，入砂数百斤，丛架木炭亦数百斤，鼓鞴(指鼓入空气)熔化。” ①鼓入足量空气的目的是 ，从而提高炉温。 ②“点铅勾锡”是炼锡的关键步骤，加铅能使锡较易熔化流出，其原因是 。 III.金属的腐蚀 (6)实验小组通过下列实验探究影响钢铁腐蚀的因素，实验如图1、图2所示。 ①铁在稀硫酸中发生腐蚀反应的化学方程式是 。 ②从图2分析可知，实验中腐蚀速率较快的是 号锥形瓶中的样品。(填“①”或“②”) ③通过本实验你认为提高钢铁的抗腐蚀能力的方法是 。 4．【形成保护膜】（2025·江苏扬州·二模）下列金属中表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气继续氧化的是 A．Cu B．Mg C．Fe D．Al 5．【防腐蚀的原理】(25-26九上·辽宁沈阳大东区·期末)港珠澳大桥见证全运会历史上首次跨境自行车赛，大国工程与运动健儿同框。 (1)桥梁的金属材料 建造桥梁使用的金属材料主要有钢材、锌、铝等，其中属于合金的是 。 (2)金属材料的冶炼 冶铁：高炉炼铁的原料：焦炭、石灰石、空气、铁矿石。 ①焦炭的作用：除可以生成一氧化碳外，还能 。 ②用800t含四氧化三铁的磁铁矿炼铁，能得到含杂质的生铁 t(结果精确到0.1)。 炼锌：工业上用闪锌矿(主要成分是)冶炼锌，主要流程如下： ③焙烧炉中ZnS转化为ZnO和中氧元素的化合价为-2，则硫元素的化合价为 ，反应的化学方程式为 。 ④酸浸槽中发生反应时，需不断搅拌，其目的是 。 ⑤底吹炉中发生的反应之一：。X的化学式是 。 ⑥最终可以获得锌的设备有 。 (3)金属材料腐蚀及防护 ⑦跨海铁制桥梁比跨江铁制桥梁更 生锈(填“难”或“易”)。 ⑧港珠澳大桥钢构件采用喷涂环氧树脂涂层进行防腐蚀，防腐蚀的原理是 。 题型16 废金属的回收利用 1．【回收流程】(24-25九上·辽宁本溪·期末)九年一班组织了《我为家乡做代言》为主题的宣传活动，小米学习小组确定以“我市的金属资源”为内容开展了调查。 Ⅰ．金属矿产 (1)我市的金属矿产资源丰富，常见的铁矿石有赤铁矿(主要成分为Fe2O3)，磁铁矿(主要成分为Fe3O4)，它们的主要成分从组成上看都属于___________(填字母)。 A．单质 B．化合物 C．氧化物 Ⅱ．冶金工业 (2)我市钢铁厂生产的球墨铸造用生铁享誉全国，和纯铁相比，生铁的硬度更 。 (3)用500t含氧化铁80%的赤铁矿石和一氧化碳反应炼铁，化学方程式为 ，理论上可炼出含铁96%的生铁的质量是 t。(结果保留整数) Ⅲ．对金属资源的保护 途径一  防止金属锈蚀 (4)小组同学设计了下图实验，经过一周的观察，发现只有试管①中的铁钉生锈了。由此可知，铁生锈实际上是铁跟空气中 等物质作用的结果。 (5)防锈要有针对性，方法要正确。将下列金属制品与其合理的防锈方法连线 。 金属制品 防锈方法 铁制篮球架 涂油 自行车链条 喷漆 途径二  回收废旧金属 (6)从废弃白铜[主要含铜、镍(Ni)，其它成分忽略不计]中回收金属铜和镍的流程如图所示。 资料：镍是一种银白色固体，能与稀硫酸发生反应生成+2价镍的化合物和氢气。 ①粉碎的目的是 。 ②操作a的名称是 ，固体甲是 。 ③“酸浸”中发生反应的化学方程式为 。 解题要点 解题时需掌握好保护金属资源的有效途径①防止金属锈蚀。②废旧金属回收利用。③有计划、合理地 开采矿物，严禁乱采滥挖。④寻找金属的代用品等。 2．【回收方法】(24-25九上·宁夏银川·期末)下列做法不能有效保护金属资源的是 A．防止金属腐蚀 B．寻找金属的代用品 C．回收利用废旧金属 D．导电性最好的银取代铜、铝制作导线 3．【对环境的影响】(24-25九上·湖南衡阳船山实验中学·期末)2024年2月29日下午召开了衡阳市创建全国文明城市工作推进会，会上强调要下大力气解决环境卫生“脏”等问题。如图是我市街道旁的垃圾桶。 (1)易拉罐应放入 （填“可回收”或“不可回收”）垃圾桶内。 (2)铝质内筒较铁质内筒更耐腐蚀，其原因是 （用方程式表示）。 (3)铁质外壳刷漆，既美观，又防锈，其防锈原理是 。 题型17 氢气的实验室制备 1．【实验原理】(24-25九上·广东广州海珠区·期末)氢气是理想、清洁的高能燃料。实验室用锌和稀硫酸反应制取氢气。该反应中温度随时间的变化如图所示。 (1)写出实验室制取氢气的反应方程式 。 (2)根据图像分析，上述反应属于 反应（填“吸热”或“放热”）。 (3)甲烷、水蒸气重整是工业制取氢气的重要途径，通常在高温、高压，有催化剂的条件下进行，同时生成一种温室气体。写出该反应的化学方程式 。 (4)上述反应不用于实验室里制取氢气，说明理由 。 2．【发生装置】(2025·湖北省荆州市沙市·调研)根据如图实验装置，回答下列问题： (1)写出图中仪器a的名称： 。 (2)写出实验室用B装置制取氧气的化学反应方程式 。 (3)实验室制取并收集一瓶较纯净的时，要想控制反应的速率，应选择的装置组合是 。 (4)若用E装置收集，进气口为 （填“①”或“②”）。 3．【氢气收集方法】(2025·安徽省淮北市·三模)实验室收集气体的部分装置如下图所示，回答下列问题。 (1)写出高锰酸钾分解制取氧气的化学方程式： ，反应中需要用到的加热仪器是 。 (2)既能用于收集氧气又能用于收集氢气的装置为 （从A~C中选择）。 (3)实验室欲用排出的水的体积来测定高锰酸钾分解生成氧气的体积，E装置的导管口c应与D装置的导管口 （填字母）相连。 (4)关于测定高锰酸钾分解生成氧气体积的实验，下列说法正确的是______（填字母）。 A．一定要加热一段时间排尽发生装置内的空气后，再连接测体积装置 B．装置D中若未装满水，对测量结果有影响 C．实验后要调节量筒高度，使量筒内液面与装置D中液面在同一水平面 D．测定的氧气体积偏大，可能是因为装置未冷却至室温就开始读数 4．【氢气检验方法】（2025·河北唐山·三模）小组同学设计实验制取干燥的氢气并点燃验证水的组成。下列相关实验操作正确的是 A．制取氢气 B．干燥 C．氢气验纯 D．氢气燃烧 A．A B．B C．C D．D 1 / 1学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题06 金属资源综合利用 题型1 材料种类的判断 题型2 金属的物理性质及用途 题型3 常见金属的化学性质 题型4 金属之最和分类 题型5 金属活动性顺序的判断（重点） 题型6 金属与酸、盐溶液反应的计算（难点） 题型7 常见的金属矿物及其成分 题型8 实验室冶炼金属（重点） 题型9 工业炼铁 题型10 工业炼铁中含杂质的相关计算（重点） 题型11 金属的综合考查（重点） 题型12 置换反应 题型13 合金的特性与用途 题型14 钢铁锈蚀的条件探究（重点） 题型15 钢铁的防护 题型16 废金属的回收利用 题型17 氢气的实验室制备 题型1 材料种类的判断 1．【金属材料】(25-26九上·湖北·期末)下列藏品主要由金属材料制成的是 A．关内侯金印 B．秦代竹简 C．东汉陶楼 D．秦汉木漆器 【答案】A 【详解】A、关内侯金印是用金属(金)制成，金属于金属材料，正确； B、秦代竹简由竹子制成，竹子属于天然材料，错误； C、东汉陶楼由烧制，陶土属于无机非金属材料，错误； D、秦汉木漆器主要由木和漆组成，不属于金属材料，错误； 故选A。 易错提醒 金属材料包括纯金属和合金，纯金属是纯净物，合金是混合物。 2．【合金材料】(24-25八下·黑龙江海伦·期末)下列金属材料不属于合金的是 A．青铜 B．生铁 C．紫铜 D．焊锡 【答案】C 【详解】A、青铜是铜和锡的合金，有时还含有其他元素（如铅）。因此，青铜属于合金；   B、生铁是铁和碳的合金（碳含量较高）。因此，生铁属于合金； C、 紫铜是纯铜的俗称，指的是纯度较高的铜（单质铜），不含有其他金属或非金属元素。因此，紫铜不属于合金； D、焊锡是锡和铅的合金。因此，焊锡属于合金； 故选：C。 3．【非金属材料】(24-25九上·湖南株洲芦淞区·期末)“小田心，大世界”。中车株机生产的列车远销国内外，彰显中国制造的魅力。下列生产原材料中不属于金属材料的是 A．铝合金 B．锰钢和不锈钢 C．铜电缆 D．碳纤维 【答案】D 【详解】A、铝合金为合金，属于金属材料，故选项不符合题意； B、锰钢和不锈钢为合金，属于金属材料，故选项不符合题意； C、铜电缆为纯金属，属于金属材料，故选项不符合题意； D、碳纤维属于复合材料，故选项符合题意； 故选：D。 题型2 金属的物理性质及用途 1．【导电性】(25-26九上·河南平顶山鲁山县·期末)由化学观“性质决定用途”来看，下列性质与用途对应不一致的是 选项 用途 性质 A 用于房间除异味 活性炭具有吸附性 B 用于人工降雨 干冰升华吸热 C 制作切割玻璃的刀具 金刚石硬度大 D 用作电线，防止电能损耗 银的导电性最好 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A、活性炭具有吸附性，用于房间除异味，A不符合题意； B、干冰升华吸热，用于人工降雨，B不符合题意； C、金刚石硬度大，用于切割玻璃，C不符合题意； D、银的导电性最好，但银成本高，实际电线多用铜，D符合题意。 故选D。 易错提醒 主要考察对金属的物理性质的把握，以及性质与用途的联系。解题时需注意 (1)金属具有金属光泽。生活中，金、铂可用来打造首饰，原因是它们具有永恒而美丽的光泽。 (2)延展性：铜和金是具有较好延展性的金属材料。金属的延展性在电线、管材和板材等领域具有广泛应用。 (3)金属的特性 ①常温下一般为固态（只有汞为液态）。 ②大多数呈银白色（但铜为紫红色，金为黄色）。 ③纯铁是银白色的，质软，而铁粉则为黑色。 2．【延展性】(24-25九上·江苏镇江科技新城实验学校·期末)2024年3月20日，鹊桥二号中继星成功发射，其中用的伞状天线是用镀金钼丝编织而成。如图是钼元素在元素周期表的相关信息。下列说法不正确的是 A．钼元素属于金属元素 B．钼元素的相对原子质量为95.96g C．金属钼具有良好的延展性 D．钼原子核外有42个电子 【答案】B 【详解】A、钼带“钅”字旁，属于金属元素，故选项说法正确； B、根据元素周期表中的一格可知，汉字下面的数字表示相对原子质量，该元素的相对原子质量为95.96，相对原子质量单位是“1”，不是“g”，故选项说法错误； C、伞状天线是用镀金钼丝编织而成，说明金属钼具有良好的延展性，故选项说法正确； D、根据元素周期表中的一格可知，左上角的数字表示原子序数，该元素的原子序数为42；原子中原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数，则钼原子核外有42个电子，故选项说法正确。 故选B。 3．【抗腐蚀性】(24-25九上·江苏南京联合体·期末)铝的应用涉及生产、生活的各个方面。 (1)铝能被加工成厚度仅为 10μm的超薄铝箔，说明铝具有良好的 (2)铝虽然较活泼，但抗腐蚀性能好，原因是 【答案】(1)延展性 (2)在常温下，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，阻止铝的进一步氧化 【详解】（1）铝能被加工成厚度仅为10um的超薄铝箔，说明铝具有良好的延展性。 （2）铝的化学性质活泼，但铝制品却很耐腐蚀，原因是在常温下，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，阻止铝的进一步氧化。 4．【性质决定用途】(25-26九上·辽宁沈阳浑南区·期末)下列物质的性质和用途对应关系正确的是 A．氧气支持燃烧，用作燃料 B．氢气具有可燃性，用于填充气球 C．干冰升华吸热，用作制冷剂 D．铜具有导热性，用于制作导线 【答案】C 【详解】A、氧气支持燃烧，具有助燃性，没有可燃性，不能用作燃料，说法错误； B、氢气具有可燃性，用作高能燃料，用于填充气球是因为其密度小，说法错误； C、干冰升华吸热，可用作制冷剂，说法正确； D、铜具有导热性，用于制作铜锅，用于制作导线是因为其具有导电性，说法错误。 故选：C。 题型3常见金属的化学性质 1．【性质强弱】(24-25九上·辽宁鞍山·期末)五金的原始含义是指金、银、铜、铁、锡五种金属，在古代五金中没有铝的原因是 A．铝的密度小 B．铝元素在地壳含量低 C．铝活泼难制取 D．铝的硬度不高 【答案】C 【详解】虽然铝是地壳中含量最多的金属元素，但由于铝的化学性质活泼，所以在古代很难制取，与铝的密度、硬度无关，故选C。 易错提醒 (1)多数金属都能跟氧气发生氧化反应，生成氧化物。 (2)活泼金属可跟稀硫酸和稀盐酸一类的稀酸发生置换反应，放出氢气。 (3)较活泼金属可跟较不活泼金属化合物的溶液发生置换反应，将较不活泼金属置换出来。 2．【与酸反应】（24-25九上·江苏镇江·期末)实验小组利用稀硫酸，铜粉，铁钉进行如下实验。 实验①：取少许铜粉置于试管中，加入一定量的稀硫酸，无现象。 实验②：向实验①的试管中持续通入并加热，溶液变为蓝色。 实验③：向实验②的蓝色溶液中加入铁钉，观察到有红色固体析出，有气泡产生。 下列说法不正确的是 A．实验①可知，常温下铜粉和稀硫酸不发生反应 B．实验②中发生的反应为 C．实验③中只发生1个置换反应 D．通过本实验探究可以得到金属活动性： 【答案】C 【详解】A、根据实验①的现象，铜片不溶解，说明铜与稀硫酸常温时不发生反应，故选项说法正确； B、稀硫酸溶液为无色液体，溶液变为蓝色，是因为在加热条件下铜和氧气和硫酸反应生成硫酸铜和水，因此溶液变成蓝色，反应的化学方程式为：，故选项说法正确； C、实验③中发生2个置换反应，铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，其中硫酸亚铁为浅绿色溶液，铜单质为红色固体，加入铁钉有气泡，说明反应物中硫酸有剩余，依据金属活动性顺序表，铁排在氢的前面，可以与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，故选项说法错误； D、通过实验①可以得出在金属活动性顺序表中，铜排在氢的后面，通过实验③可以得出铁的活动性比铜强，排在铜的前面，铁排在氢的前面，因此通过实验可以得到金属活动性顺序：Fe>Cu，故选项说法正确。 故选：C。 3．【与金属盐溶液反应】(25-26九上·河南平顶山鲁山县·期末)将铝粉和铁粉加入到一定量的硝酸银溶液中，充分反应后过滤，得到一定量的固体。(注：二价铁离子在溶液中显浅绿色) (1)写出溶液中一定发生反应的化学方程式。 (2)请用化学方程式表示滤液变成浅绿色的原因。 (3)若滤液颜色是浅绿色，请分析固体的组成。 【答案】(1) (2) (3)一定含银，可能含铁，一定不含铝 【分析】铝、铁、银三种金属的活动性：铝＞铁＞银；将铝粉和铁粉加入到一定量的硝酸银溶液中，铝先与硝酸银反应生成硝酸铝和银，待铝完全反应后，铁和硝酸银反应生成硝酸亚铁和银。 【详解】（1）由分析可知，铝一定与硝酸银反应生成硝酸铝和银，反应的化学方程式为；故填：。 （2）滤液呈浅绿色，是因为铁和硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，反应的化学方程式为；故填：。 （3）若滤液呈浅绿色，说明铁和硝酸银发生了反应，则铝已经完全反应，铝、铁一定与硝酸银反应生成了银，由于铁粉质量不确定，因此固体中一定含银，可能含铁，一定不含铝；故填：一定含银，可能含铁，一定不含铝。 4．【与酸反应图像】(25-26九上·吉林松原前郭尔罗斯蒙古族自治县第三中学·期末)在一定量的稀盐酸中，慢慢加入过量的铁粉后，下列各图所示。曲线的变化过程中正确的是 A．B．C．D． 【答案】A 【详解】A、在一定量的稀盐酸中，慢慢加入过量的铁粉，铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，所以生成氯化亚铁的质量从0开始逐渐增加，直至盐酸完全反应不再变化，图像正确，符合题意； B、在一定量的稀盐酸中，慢慢加入过量的铁粉，铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，铁粉被消耗，所以铁的质量逐渐减少，直至盐酸完全反应不再变化，由于铁粉是过量的，所以剩余铁的质量不为0，图像错误，不符合题意； C、在一定量的稀盐酸中，慢慢加入过量的铁粉，铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，所以生成氢气的质量从0开始逐渐增加，直至盐酸完全反应不再变化，图像错误，不符合题意； D、在一定量的稀盐酸中，慢慢加入过量的铁粉，铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，HCl被消耗，所以HCl的质量逐渐减少，直至HCl完全反应不再变化，由于铁粉是过量的，所以剩余HCl的质量为0，图像错误，不符合题意。 故选：A。 5．【金属反应的坐标图像分析】（25-26九年级上·黑龙江哈尔滨·期末）现有质量相等的甲、乙、丙三种金属，分别放入三份同体积、同浓度的足量稀硫酸中，生成氢气的质量与时间的关系如图所示（已知甲、乙、丙在生成物中均显+2价）。则下列说法错误的是 A．完全反应所需时间：丙＞甲＞乙 B．生成氢气的质量：甲＞乙＞丙 C．相对原子质量：乙＞丙＞甲 D．消耗硫酸的质量：甲＞乙＞丙 【答案】C 【解析】A.从图像中反应速率（斜率）看，乙最快，甲次之，丙最慢，反应速率越快，完全反应所需时间越短，所以完全反应所需时间：丙＞甲＞乙，该说法正确，故不符合题意； B.由图像最高点纵坐标可知，最终生成氢气的质量：甲＞乙＞丙，该说法正确，故不符合题意； C.由价量比公式：可知， 已知甲、乙、丙在生成物中均显+2价，等质量的金属与足量稀硫酸反应，相对原子质量越小，生成氢气的质量越多，因为生成氢气的质量：甲＞乙＞丙，所以相对原子质量甲＜乙＜丙，即相对原子质量：丙＞乙＞甲，该说法错误，故符合题意； D.由化学方程式的意义可知，，，，由于甲、乙、丙在生成物中均显+2价，所以，化学方程式中H2SO4和H2前的化学计量系数都为1，即每消耗98g的硫酸，都会产生2g的氢气，即生成氢气质量相同时，消耗硫酸质量也相同，那么，生成氢气的质量越多，消耗硫酸的质量越多，因为生成氢气质量甲＞乙＞丙，所以消耗硫酸的质量：甲＞乙＞丙，该说法正确，故不符合题意； 故选C。 易错提醒 明确金属与酸反应的相关规律金属与酸反应时，金属活动性越强，反应速率越快，完全反应所需时间越短，当金属在生成物中化合价相同时，等质量的金属与足量酸反应，相对原子质量越小，生成氢气的质量越多；生成氢气的质量越多，消耗酸的质量也越多。 题型4 金属之最和分类 1．【年产量最高】(24-25九上·江西南昌第二十八中学教育集团·期末)目前年产量最高的金属是 A．铜 B．铝 C．铁 D．镁 【答案】C 【详解】目前年产量最高的金属是铁。 故选：C。 2．【使用最早】(25-26九上·江苏扬中外国语中学·月考)选择下列适当的物质填空（填序号）。 A．液态氢  B．青铜   C．金刚石   D．氮气   E.三氯化铁   F.氦气 G.氧气   H.铁 (1)使用最早的金属材料 。 (2)急救病人 。 (3)填充到探空气球的气体 。 (4)硬度最大的物质 。 (5)净水剂 。 (6)发射火箭高能燃料 。 【答案】(1)B (2)G (3)F (4)C (5)E (6)A 【详解】（1）青铜是人类使用最早的金属材料，故填：B； （2）氧气能供给呼吸，可用于医疗急救，故填：G； （3）氦气密度小，且化学性质稳定，可用于填充探空气球，故填：F； （4）金刚石是天然存在的最硬的物质，故填：C； （5）三氯化铁能与水反应生成具有吸附性的物质，可以吸附水中悬浮的杂质，加速悬浮物的沉降，可用作净水剂，故填：E； （6）液态氢是液态氢气，氢气具有可燃性，可用作发射火箭的高能燃料，故填：A。 3．【性能之最】(24-25九下·黑龙江绥化北北林区·期末)用化学用语填空： (1)三个亚铁离子 ； (2)导电性、导热性最好的金属 ； (3)一个乙醇分子 ； (4)标出氧化铝中铝元素化合价 。 【答案】(1)3Fe²⁺ (2)Ag (3)C2H5OH/ C2H6O (4) 【详解】（1）由离子的表示方法，在表示该离子的元素符号右上角，标出该离子所带的正负电荷数，数字在前，正负符号在后，带1个电荷时，1要省略，若表示多个该离子，就在其离子符号前加上相应的数字，则三个亚铁离子可表示为3Fe²⁺，故填：3Fe²⁺； （2）金属中导电性和导热性最好的元素是银，其元素符号为 Ag，故填：Ag； （3）由分子的表示方法，正确书写物质的化学式，表示多个该分子，就在其分子符号前加上相应的数字，则一个乙醇分子可表示为C2H5OH，故填：C2H5OH或C2H6O； （4）氧化铝中氧元素的化合价为-2价，铝元素化合价为+3价；由化合价的表示方法，在该元素的上方用正负号和数字表示，正负号在前，数字在后，1不能省略，则氧化铝中铝元素化合价表示为，故填：。 4．【利用年代】(25-26九上·江苏镇江丹阳第八中学·月考)下列排序正确的是 A．地壳中元素含量： B．氮元素质量分数： C．利用金属的年代： D．空气中物质含量： 【答案】B 【详解】A、地壳中元素含量由大到小为O、Si、Al，错误； B、计算NaN3、NaNO2、NaNO3的氮元素质量分数分别为≈64.6%、≈20.3%、≈16.5%，故由高到低，正确； C、金属利用年代由先到后为Cu、Fe、Al，错误； D、空气中He含量约0.0005%＜CO2约0.03%＜O2约21%，故由小到大应为He、CO2、O2，错误。 故选B。 题型5 金属活动性顺序的判断 1．【实验探究金属活动性】(2025·江苏省无锡市·中考)利用图所示装置探究金属的活动性顺序。实验步骤如下： 步骤1：在试管①和②中分别加入等体积10%的稀盐酸，向两个直角导管中分别滴入等量红色水，标记水的高度； 步骤2：向试管①和②中分别投入均过量的镁条和锌粒各0.5g，同时套上小气球； 步骤3：红色水面上升高度稳定后，记录水面上升的高度见表3。 表3红色水面上升的高度 金属 红色水面上升的高度/cm 镁条 4.5 锌粒 1.2 (1)写出镁与稀盐酸反应的化学方程式： 。 (2)实验时，观察到试管①和②的管口处气球均变大，气球变大的原因是： 、 。 (3)反应结束后，冷却至室温。两侧气球体积相同，原因是 。 (4)实验结论：镁的金属活动性比锌强。该结论的依据是 。 【答案】(1) (2) 生成氢气（合理即可） 反应放出热量（合理即可） (3)镁条与锌粒生成的氢气一样多 (4)其他条件相同时，镁条红色水面上升的比锌粒高 【详解】（1）镁与稀盐酸反应生成氯化镁和氢气，反应的化学方程式为； （2）金属活动性顺序中，镁、锌均位于氢之前，故镁、锌粒均能与稀盐酸反应生成氢气，且反应放出热量，则实验时，观察到试管①和②的管口处气球均变大，气球变大的原因是：生成氢气、反应放出热量； （3）过量的镁条和锌粒与等体积10%的稀盐酸反应，金属过量，酸消耗完，生成的氢气一样多，则反应结束后，冷却至室温。两侧气球体积相同，原因是镁条与锌粒生成的氢气一样多； （4）其他条件相同时，镁条红色水面上升的比锌粒高，根据题意，在生成相同量的氢气时，镁与稀盐酸反应放出的热量更多，则说明镁的活动性比锌强。 易错提醒 解题时需根据题意判断出金属与氧气或金属与酸类物质发生反应的现象和注意事项。由金属与酸反应的现象可以判断金属活动性强弱：(举例:金属A和金属B) （1）形状相同金属与同浓度的盐酸(稀硫酸),是否放出氢气或放出氢气快慢程度 ①相同条件A与盐酸反应,B与盐酸不反应,则活动性A >B。 ②相同条件A与盐酸反应剧烈,B反应缓慢,则活动性A >B。(比较放气泡快慢) ③相同条件下A、B都不与盐酸反应,则无法判断A、B的活动性。 （2）金属与金属化合物溶液(盐溶液)反应 ①金属A能从B的化合物溶液中置换出B,则活动性A> B。(直接法) ②金属A不能从B的化合物溶液中置换出B,则活动性A <B。(反证法) ③金属A能从C的化合物溶液中置换出C,金属B不能从C的化合物溶液中置换出C,则活动性A> B。 (间接法,通过另一物质,对强弱进行判断) 2．【金属与盐溶液反应】(24-25九上·江苏镇江科技新城实验学校·期末)向一定量CuSO4与ZnSO4混合溶液中加入一定量铁粉，过滤得滤渣A和滤液B，将滤液B分为二等份，分别进行下列实验。 实验①：向第一份溶液中插入纯净的铁丝。 实验②：向第二份溶液中插入纯净的Al片。 实验③：向滤渣A中加入稀盐酸，振荡。 下列说法不正确的是 A．加入铁粉一定发生的反应为：Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu B．实验①中铁丝表面出现红色物质，说明滤液中含有CuSO4 C．实验②中一定发生置换反应，不能说明滤液中溶质有2种 D．实验③中出现气泡，说明滤渣中含有Zn与Fe 【答案】D 【分析】金属活动性：Zn>Fe>Cu，向一定量CuSO4与ZnSO4混合溶液中加入一定量铁粉，铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，铁与硫酸锌不反应，充分反应后，滤液中一定含有生成的硫酸亚铁、未反应的硫酸锌，可能存在硫酸铜；滤渣中一定含有Cu，可能含有Fe。 【详解】A、结合分析，加入铁粉一定发生的反应为铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，反应的化学方程式为，故A不符合题意； B、实验①中铁丝表面出现红色物质，说明有铜生成，即说明滤液中含有CuSO4，故B不符合题意； C、金属活动性：Al>Zn>Fe>Cu，滤液中一定含有生成的硫酸亚铁、未反应的硫酸锌，可能存在硫酸铜。向第二份溶液中插入纯净的Al片，一定发生的反应为Al与硫酸亚铁反应生成硫酸铝和铁、与硫酸锌反应生成硫酸铝和锌，可能发生的反应为铝与硫酸铜反应生成硫酸铝和铜，反应均为单质和化合物反应生成新的单质和新的化合物的反应，属于置换反应，不能说明滤液中溶质有2种，故C不符合题意； D、向滤渣A中加入稀盐酸，振荡，出现气泡，说明铁剩余，则滤渣的成分为生成的Cu和剩余的Fe，铁与硫酸锌不反应，无Zn生成，故D符合题意。 故选D。 3．【金属与酸反应】(24-25九上·河北石家庄·期末)用下图所示实验验证金属的性质。 (1)实验1，观察到灯泡发光，说明铁具有的性质是 。 (2)实验2中反应的化学方程式为 。 (3)实验3能证明铁的金属活动性比铜强，现象是 。 【答案】(1)导电性 (2) (3)铁丝表面有红色固体析出，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色 【详解】（1）实验1，观察到灯泡发光，说明铁具有的性质是导电性； （2）实验2中发生的反应是铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，化学方程式为； （3）实验3中铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，观察到实验现象为铁丝表面有红色固体析出，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色，说明铁的金属活动性比铜强。 题型6 金属与酸、盐溶液反应的计算 1．【金属与酸的计算】(25-26九上·西藏墨竹工卡县中学·期末)氢气作为燃料具有热值高、无污染的优点。某化学兴趣小组的同学们用20 g废旧黄铜（铜锌合金）和100 g稀硫酸反应制取氢气（如图1），二者恰好完全反应，天平的示数随时间的变化如图2（仪器质量不计算在内）。请计算： (1)生成氢气的质量为 g。 (2)该20 g废旧黄铜中锌的质量分数 。（写出计算过程） 【答案】(1)0.2 (2)解：设黄铜中锌的质量为x 锌的质量分数为： 答：20g废旧黄铜中锌的质量分数为32.5%。 【详解】（1）铜和稀硫酸不反应，锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，根据质量守恒定律，化学反应前后物质的总质量不变，则生成氢气的质量为：120.0g-119.8g=0.2g； （2）将答案。 2．【金属与盐溶液的计算】(25-26九上·山东济南莱芜区·期中)向和的混合溶液中加入a g的铁粉，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。再向滤渣中加入适量稀盐酸，产生气泡。下列说法不正确的是 A．滤渣中一定含有Fe和Ag B．滤液的颜色为浅绿色 C．滤渣的质量一定大于a g D．滤液中一定含有、、 【答案】D 【详解】A、金属活动性顺序：Mg>Fe>Ag，加入铁粉后，Fe能与AgNO3反应，但不能与Mg(NO3)2反应，反应方程式为，生成物中一定有Ag和Fe(NO3)2，充分反应后过滤，向滤渣中加入稀盐酸有气泡，说明Fe有剩余，故滤渣中一定有Ag和Fe，A正确； B、加入铁粉后，Fe与AgNO3反应会生成Ag和Fe(NO3)2，溶液中一定有Fe(NO3)2，故溶液呈浅绿色，B正确； C、加入ag铁粉后，反应的铁和生成的银质量关系为：，故生成的固体质量增大，滤渣的质量一定大于ag，C正确； D、上述分析可知，Fe有剩余，故溶液中的AgNO3一定被消耗完，溶液中只存在生成的Fe(NO3)2和不反应的Mg(NO3)2，故溶液中存在Fe2+，Mg2+，不存在Ag+，D错误。 故选D。 3．【合金与酸的计算】(24-25九上·广东汕头世贸实验学校·期末)构建知识网络是一种重要的学习方法。如图为兴趣小组绘制的铁的化学性质知识网络图。 (1)反应①中另一反应物可以是 (填化学式)。 (2)早在西汉时期，我国劳动人民就利用反应②制取铜，称为“湿法炼铜”，该反应的现象是 。 (3)为了测定某生铁中铁的含量，该小组利用反应③的原理进行如下实验：将一定质量的生铁样品(杂质不溶于水，也不与稀硫酸反应)放入足量的稀硫酸中，充分反应后，生成0.2g气体；过滤，将所得固体洗涤、干燥后称得其质量为0.2g。计算该生铁中铁的质量分数。(结果精确到0.1%) 【答案】(1)（或或） (2)有红色固体析出，溶液由蓝色变为浅绿色 (3)解：设生铁样品铁的质量为x。 解得： 该生铁中铁的质量分数= 答：该生铁中铁的质量分数为96.6%。 【详解】（1）反应①是氧化铁被还原为单质铁，则另一反应物可以是具有还原性的一氧化碳、碳或氢气。故填：（或或）。 （2）“湿法炼铜”是铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜，现象是有红色固体析出（铜是红色固体），溶液由蓝色变为浅绿色（硫酸铜溶液是蓝色的，硫酸亚铁溶液是浅绿色的）。故填：有红色固体析出，溶液由蓝色变为浅绿色。 （3）见答案。 4．【金属与酸的反应的比较】(25-26九上·上海民办新复兴初级中学·月考)（不定项）相同质量的镁、铁、锌三种金属，分别与足量的、相同质量分数的稀硫酸充分反应，生成氢气质量与反应时间关系如图，分析图像判断，下面说法正确的是 A．金属镁反应速率最快 B．金属锌的活动性最强 C．金属镁生成氢气质量最多 D．金属铁消耗稀硫酸质量最多 【答案】AC 【详解】A、等质量的三种金属与足量的、相同质量分数的稀硫酸反应，用时越短，反应速率越快，由图象可知，金属镁反应时间最短，故金属镁反应速率最快，该选项说法正确，符合题意； B、用时越短说明反应速率越快，反应越快说明金属的活动性越强，由图可知反应时间镁<锌<铁，故金属镁的活动性最强，该选项说法错误，不符合题意； C、图像的纵坐标表示生成氢气的质量，由图可知，金属镁生成的氢气质量最多，该选项说法正确，符合题意； D、金属与酸反应生成氢气（氢元素来自于硫酸）的质量由消耗的硫酸的质量决定，产生氢气越多，说明消耗的稀硫酸越多，由图可知，金属镁产生的氢气最多，故金属镁消耗的稀硫酸质量最多，该选项说法错误，不符合题意。 故选：AC。 题型7 常见的金属矿物及其成分 1．【铝土矿】(24-25九上·广西河池·期末)广西铝土矿资源丰富，铝土矿的主要成分是 A．Fe2O3 B．Al2O3 C．MnO2 D．CuO 【答案】B 【详解】A、赤铁矿的主要成分是氧化铁（Fe2O3），错误； B、铝土矿是提取金属铝的主要矿石，其主要成分是氧化铝（Al2O3），正确； C、软锰矿的主要成分是二氧化锰（MnO2），错误； D、（CuO）并非常见铜矿石的主要成分，铜矿石多为硫化矿或碳酸盐，错误； 故选B。 易错提醒 解题时需掌握好铁矿石的选择原则：含铁量高，不含有害元素，冶炼过程中不产生或少产生污染环境的物质。通过计算可知磁铁矿、赤铁矿和黄铁矿的主要成分中铁元素的质量分数分别为：72.4%、70%、46.7%，因此从铁元素含量较高，且“有害元素”少来分析选择；其中适合炼铁的是磁铁矿、赤铁矿。 2．【矿石主要成分】(24-25九上·江苏南京建邺区·期末)下列金属矿石和其主要成分对应正确的是 A．磁铁矿—FeO B．软锰矿— C．赤铜矿—CuO D．铝土矿— 【答案】D 【详解】A、磁铁矿的主要成分是Fe3O4，而不是FeO，故A错误； B、软锰矿的主要成分是MnO2，而不是TiO2，故B错误； C、赤铜矿的主要成分是Cu2O，而不是CuO，故C错误； D、铝土矿的主要成分是Al2O3，故D正确； 故选：D。 3．【矿石差异】(25-26九上·山西临汾侯马第五中学·期末)图1是山西永乐宫壁画。壁画修复所用的颜料原料为各种天然矿石，其中蓝色用蓝铜矿，主要成分为Cu3(OH)2(CO3)2；绿色用孔雀石，主要成分为Cu2(OH)2(CO3)2；红棕色用赭石，主要成分为Fe2O3. (写矿石名)矿石主要成分属于氧化物。蓝铜矿和孔雀石的主要成分在组成上具有的相同点是 。 【答案】 赭石 都含有氧元素（或都含有金属元素和非金属元素） 【解析】氧化物是两种元素其中一种元素是氧元素的纯净物。赭石主要成分为Fe2O3，是氧化物。蓝铜矿和孔雀石主要成分在组成上的相同点：都含有氧元素（或都含有金属元素和非金属元素）。 4．【金属存在形式】(25-26九上·上海师范大学官渡学校·月考)唐代文学家刘禹锡在《浪淘沙》中写道“美人首饰侯王印，尽是沙中浪底来”。诗中描述的是一种在自然界中有单质形式存在的金属，该金属是 A．铝 B．铁 C．铜 D．金 【答案】D 【详解】诗句描述从沙中淘洗金属用于首饰和印章，金在自然界中以单质形式存在，化学性质稳定，常见于沙金中；铝、铁、铜在自然界中主要以化合物形式存在。 故选D。 题型8 实验室冶炼金属 1．【冶炼原理】(24-25九上·河南驻马店平舆县·期末)某化学兴趣小组的同学利用如图装置模拟工业炼铁。 (1)装置A中的玻璃管内发生的化学方程式为 。 (2)装置B中发生的反应方程式 。 (3)根据装置A中的现象，体现了CO具有 性。 【答案】(1) (2) (3)还原性 【详解】（1）一氧化碳和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：。 （2）二氧化碳和石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为：。 （3）一氧化碳能将氧化铁中的氧夺取，体现了一氧化碳的还原性。 易错提醒 实验室模拟炼铁的易错点： （1）实验开始时要先通入一氧化碳，再点燃酒精喷灯，以排尽玻璃管内的空气，防止加热时发生爆炸。 （2）实验结束时，应先停止加热，并继续通一氧化碳直至装置冷却，以防止生成的铁又被空气中的氧气氧化;同时防止试管中的澄清石灰水倒吸进入灼热的硬质玻璃管内，使硬质玻璃管炸裂。 （3）一氧化碳有毒，不能直接排放到空气中，否则会污染空气，因此装置中必须有尾气处理装置。尾气处理可用收集法（用气球或排水法收集尾气）或燃烧法（将尾气点燃烧掉或用于加热氧化铁）。 2．【实验现象】(24-25九上·河南驻马店正阳县·期末)铁是世界上年产量最高的金属，如图为模拟炼铁的微型装置，写出a处发生反应的化学方程式   ，描述a处的现象 。 【答案】 红棕色固体变成黑色 【详解】一氧化碳具有还原性，一氧化碳与氧化铁高温下反应得到铁和二氧化碳，反应的方程式为：； 氧化铁为红棕色固体，铁粉为黑色固体，因此a处的现象为红棕色固体变成黑色粉末。 3．【实验装置】(24-25九上·山东泰安·期末)如图所示，小海同学进行了模拟炼铁的实验。下列有关该实验的说法正确的是 A．此实验能说明CO具有氧化性 B．B装置的作用是吸收二氧化碳 C．A和C两处的酒精灯作用相同 D．实验开始前先通入CO再点燃A装置 【答案】D 【详解】A、CO能与氧化铁在高温条件下反应生成铁、二氧化碳，CO夺取了氧化铁中的氧，说明CO具有还原性，A选项错误； B、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，澄清石灰水的浓度较低，无法吸收大量的二氧化碳，因此B装置的作用是检验二氧化碳，B选项错误； C、A处酒精灯的作用是提供热量，C处酒精灯的作用是处理尾气中的一氧化碳，防止空气污染，二者作用不相同，C选项错误； D、实验开始前，装置内含有空气，应先通入CO再点燃A装置，以防加热空气与CO的混合气体引发爆炸，D选项正确。 故选：D。 4．【创新装置】(24-25九上·福建莆田荔城区·期末)化学实验离不开实验装置的改进与创新。 实验一：测定空气中氧气的体积分数 实验二：简易供氧器 实验三：CO还原Fe2O3实验                                    【查阅资料】白磷的着火点40℃。 【实验准备】锥形瓶内空气体积为200mL，注射器中水的体积为50mL。按图所示连接好仪器，夹紧弹簧夹。先将锥形瓶底部放入热水中，白磷很快被引燃，然后将锥形瓶从热水中取出。 (1)实验一中，整个实验过程中，可观察到气球的变化是 ； (2)若待白磷熄灭、锥形瓶冷却到室温后，打开弹簧夹还可观察到的现象是：①注射器中的水自动喷射出来，②当注射器中的水还剩约 mL时停止下流。 (3)实验二：捏破自封袋，使H2O2溶液流出与MnO2接触即可制得氧气，写出其化学方程式 。需要吸氧时，可通过调节流速调节器以获得平稳的气流，在实验室中可用 (填仪器名称)达到同样的作用。 (4)实验三：证明CO和Fe2O3发生反应的现象： 。 (5)气球在化学实验中可以发挥多种作用，其中实验一中气球的作用是 。 【答案】(1)先变大后变小 (2)10 (3) 分液漏斗（或注射器） (4)红棕色粉末逐渐变黑或湿润的蓝色石蕊试纸变红或澄清石灰水变浑浊 (5)缓冲气压变化，防止橡皮塞被冲开 【详解】（1）实验一中白磷燃烧放出热量，装置内气体受热膨胀，压强增大，气球变大，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，故气球变小，故气球先变大后变小； （2）白磷燃烧消耗氧气，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，打开弹簧夹，注射器中的水进入锥形瓶，进入水的体积就是消耗氧气的体积，氧气约占空气体积的，则消耗氧气的体积为：，故还可观察到的现象是：①注射器中的水自动喷射出来，②当注射器中的水还剩约50mL-40mL=10mL时停止下流； （3）过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，该反应的化学方程式为：； 需要吸氧时，可通过调节流速调节器以获得平稳的气流，在实验室中可用分液漏斗达到同样的作用，可通过分液漏斗控制液体的滴加速率，从而控制反应速率； （4）一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，二氧化碳能与水反应生成碳酸，碳酸显酸性，能使蓝色石蕊试纸变蓝，且二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，能使澄清石灰水变浑浊，故证明一氧化碳与氧化铁发生反应的现象是：红棕色粉末逐渐变黑或湿润的蓝色石蕊试纸变红或澄清石灰水变浑浊； （5）实验一中红磷燃烧放出热量，装置内气体受热膨胀，压强增大，故气球的作用是：缓冲气压变化，防止橡皮塞被冲开。 5．【尾气处理】(24-25九上·河南信阳羊山中学·期末)下列关于探究炼铁原理的实验说法不正确的是 A．该反应是置换反应 B．要先通CO再加热 C．可以用澄清石灰水检验气体生成物 D．处理尾气可以点燃 【答案】A 【详解】A、在一氧化碳还原氧化铁的反应中，反应物一氧化碳和氧化铁都是化合物，不符合置换反应“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”的定义，所以该反应不是置换反应，故选项说法错误； B、一氧化碳是可燃性气体，与空气混合加热可能会发生爆炸，所以要先通CO排尽装置内的空气，再加热，故选项说法正确； C、该反应的气体生成物是二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，所以可以用澄清石灰水检验气体生成物，故选项说法正确； D、一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染环境，一氧化碳具有可燃性，可以通过点燃的方法处理尾气，故选项说法正确； 故选：A。 6．【相关计算】(24-25九上·陕西西安理工大学附属中学·期末)柯柯同学为测出某地赤铁矿石中的含铁量，取12.5g赤铁矿样品，利用如图方式进行实验，反应完全后测定澄清石灰水增重6.6g(产生的气体被完全吸收，且杂质不参与反应)，请回答下列问题： (1)装置A中观察到的实验现象是 ，该实验装置的一个缺陷是 。 (2)通过化学方程式计算样品中氧化铁的质量分数(写出计算过程)。 【答案】(1) 红色粉末逐渐变成黑色 缺少尾气处理装置 (2)解：设样品中氧化铁的质量为x 样品中氧化铁的质量分数为： 故样品中氧化铁的质量分数为64%。 【详解】（1）一氧化碳和氧化铁在高温条件下生成铁和二氧化碳，故可观察到装置A中红棕色粉末逐渐变成黑色； 一氧化碳有毒，未反应的一氧化碳散逸到空气中会污染空气，故该装置的缺陷是：缺少尾气处理装置； （2）澄清石灰水增重的质量为生成二氧化碳质量，据此求解。具体过程见答案。 7．【综合考查】(24-25九上·辽宁沈阳大东区·期末)金属材料的应用与生产、生活有着十分密切的关系。 I．金属材料与生活 (1)图1是汉代彩绘雁鱼青铜釭灯。灯罩可自由开合，以调节进风量的大小。看到大量黑烟产生时，应 (填“扩大”或“减小”)进风口从而促进燃料充分燃烧。 关闭灯罩火焰熄灭，灭火的原理是 。 Ⅱ．金属材料与生产 (2)《梦溪笔谈》有古代湿法炼铜记载“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”。胆矾为CuSO4晶体，写出“铁釜”中发生反应的化学方程式： 。 (3)古人炼制黄铜的原理：X+ZnCO3+CZn+2Cu+2CO2↑X的化学式： 黄铜可压制成无缝黄铜管，利用了金属的 性。 早在公元前 4 世纪，中国已广泛利用铁矿石与木炭生产生铁，并加入“黑土”以降低生铁的熔化温度；公元前2世纪，中国人发明了“充氧”等炼钢法。 (4)“黑土”含有磷酸铁(FePO4)，其中 P的化合价为 。 (5)炼钢中“充氧”的目的是降低生铁中的 ，获得性能更好的钢。 (6)实验室模拟工业炼铁的装置如图2，玻璃管内的实验现象为 。检验玻璃管内有铁生成的方法：取玻璃管内少量样品于试管中，加入 (填物质名称)，观察到有气泡产生。 (7)钢铁制品易生锈，校园铁质护栏采用刷油漆的方法防锈，原理是 。 (8)铝及铝合金能在多个领域代替易生锈的钢铁，主要原因是___________(填序号)。 A．硬度小 B．耐腐蚀 C．有光泽 D．难冶炼 【答案】(1) 扩大 隔绝氧气（或空气） (2) (3) Cu2O 延展（或良好的延展） (4)+5 (5)含碳量 (6) 红棕色固体逐渐变为黑色 适量稀硫酸 (7)隔绝氧气和水 (8)B 【详解】（1）看到大量黑烟产生时，说明氧气不足，碳不完全燃烧，应扩大进风口，提供充足的氧气，从而促进燃料充分燃烧； 关闭灯罩火焰熄灭，灭火的原理是隔绝氧气（或空气），达到灭火的目的； （2）“铁釜”中发生反应为铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，该反应的化学方程式为：； （3）根据质量守恒定律， 化学反应前后原子的种类和数目不变，反应物中含Zn、Cu、C、O的个数分别是1、0、2、3，生成物中含Zn、Cu、C、O的个数分别是1、2、2、4，故生成物中还应含2个Cu、1个O，故X的化学式为：Cu2O； 黄铜可压制成无缝黄铜管，利用了金属的延展性； （4）磷酸铁中铁元素显+3价，氧元素显-2价，设磷元素的化合价为x，根据化合物中，正、负化合价的代数和为零，可得：，x=+5； （5）生铁和钢均是铁的合金，但是含碳量不同，生铁的含碳量为2%-4.3%，钢的含碳量为0.03%-2%，故炼钢中“充氧”的目的是降低生铁中的含碳量，获得性能更好的钢； （6）玻璃管内反应为一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，故现象是：红棕色固体逐渐变为黑色； 铁能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，故检验玻璃管内有铁生成的方法：取玻璃管内少量样品于试管中，加入适量稀硫酸，观察到有气泡产生， （7）铁生锈的条件是铁与氧气和水接触，校园铁质护栏采用刷油漆的方法防锈，原理是：隔绝氧气和水； （8）铝及铝合金能在多个领域代替易生锈的钢铁，主要原因是铝及铝合金具有良好的抗腐蚀性。 故选B。 题型9 工业炼铁 1．【实验原理】(24-25九上·湖南衡阳船山实验中学·期末)工业上炼铁、炼钢和轧制钢材的主要流程如图： 注：常用的铁矿石主要为赤铁矿。 (1)炉渣中含有硅酸钙，其中硅元素的化合价是 。 (2)炼铁时将铁矿石粉碎的目的 。 (3)高炉炼铁的主要反应原理是 （用方程式表示）。 【答案】(1)+4 (2)增大反应物接触面积，加快反应速率 (3) 【详解】（1）在硅酸钙（CaSiO3）中，钙元素显+2价，氧元素显−2价，设硅元素化合价为x，根据化合物中各元素正、负化合价代数和为零，可得，解得x=+4。 （2）炼铁时将铁矿石粉碎，能增大铁矿石与其他反应物的接触面积，使反应更充分，从而加快反应速率。 （3）赤铁矿主要成分是氧化铁，在高温下一氧化碳和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为。 2．【实验流程】(24-25九下·黑龙江大庆肇源县第四中学·期末)钢铁的应用非常广泛，炼铁技术的研究显得尤为重要。中国是最早发现和掌握炼铁技术的国家之一。 (1)工业炼铁所用高炉的结构如图1所示，高炉中发生的过程如图2所示。 ①过程Ⅰ主要发生在高炉的 （填“A”“B”或“C”）区域。 ②过程Ⅱ发生反应的化学方程式为 。 ③过程Ⅳ通入O2主要是为了降低生铁中 的含量。 (2)某化学兴趣小组的同学利用如图装置模拟工业炼铁。 ①实验时装置A中的现象是 。 ②B中发生反应的化学方程式为 。 ③实验过程中，CO的作用有 （填序号）。 A．CO气体作为反应物 B．实验开始时，排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸 C．停止加热后，防止玻璃管中的生成物在较高温度下重新被氧化 D．停止加热后，防止试管中的液体倒吸入玻璃管中 【答案】(1) A 碳元素 (2) 红棕色固体变成黑色 CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O ABCD 【详解】（1）①过程Ⅰ发生的是焦炭燃烧，为炼铁提供热量和还原剂，主要发生在高炉的A区域。 ②过程Ⅱ发生的是碳和二氧化碳高温生成一氧化碳的反应，化学方程式为。 ③生铁和钢含碳量不同，过程Ⅳ通入O2主要是为了降低生铁中碳元素的含量。 （2）①实验时装置A中发生的是一氧化碳与氧化铁高温生成铁和二氧化碳的反应，现象是红棕色固体变成黑色。 ②B中发生的是二氧化碳与氢氧化钙生成碳酸钙和水的反应，方程式为。 ③A、实验中CO气体为还原剂，作为反应物，A正确； B、CO具有可燃性，实验开始时，排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸，B正确； C、停止加热后，CO可防止玻璃管中的生成物在较高温度下重新被氧化，C正确； D、停止加热后，装置内压强因温度降低而减小，CO可防止试管中的液体倒吸入玻璃管中，D正确。 故选：ABCD。 3．【石灰石作用】(24-25九上·河南驻马店驿城区部分初中·期末)如图是工业炼铁示意图。下列说法中不正确的是 A．赤铁矿的主要成分为 B．石灰石的作用是形成炉渣 C．焦炭的作用只是提供热量 D．高炉烟气对空气造成污染 【答案】C 【详解】A、赤铁矿的主要成分为氧化铁，化学式为，故正确； B、高炉炼铁时，加入石灰石的作用是把矿石中的二氧化硅转化为炉渣除去，故正确； C、高炉炼铁中原料焦炭燃烧生成二氧化碳，该反应放热，可提供热量，另外碳和二氧化碳高温下反应可生成一氧化碳，还可以生成还原剂一氧化碳，故错误； D、高炉烟气中的废气若不处理直接排放，会污染空气，故正确； 故选C。 4．【焦炭作用】(24-25八下·黑龙江大庆东城领秀学校·期末)利用金属矿产冶炼金属是获得金属材料的主要途径。工业上炼铁常用的原料有赤铁矿、焦炭（主要成分为碳）、石灰石和空气。其主要反应过程如下： (1)上述流程中X的化学式是 。 (2)原料中焦炭的作用是提供热量和 （用化学方程式回答）。 (3)反应Ⅲ的化学方程式为 。 (4)石灰石（主要成分为）在高温下可将铁矿石中的转变为炉渣（），同时生成一种氧化物。该反应的化学方程式为 。 (5)用600t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是 。 【答案】(1)CO2 (2) (3) (4)CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑ (5)350t 【详解】（1）碳充分燃烧生成二氧化碳，故X的化学式为CO2； （2）原料中焦炭的作用是提供热量和二氧化碳高温反应生成一氧化碳原料，化学方程式为：； （3）反应III是一氧化碳和氧化铁高温生成铁单质和二氧化碳，化学方程式为：； （4）原料中石灰石（主要成分为 CaCO3 ）在高温下可将铁矿石中的 SiO2转变为炉渣 (CaSiO3) ，同时生成一种氧化物，根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，则该氧化物为二氧化碳，该反应的化学方程式为：CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑； （5）。 5．【尾气处理】(24-25九下·黑龙江绥化北北林区·期末)工业上常用赤铁矿或磁铁矿炼铁。根据矿石的质量可以计算炼出铁的质量。 (1)工业炼铁的尾气处理方法 。 (2)900t含四氧化三铁58%的磁铁矿石，理论上能炼出含铁90%的生铁的质量是多少？(根据化学方程式计算，写出计算过程) 【答案】(1)将尾气点燃/收集 (2)420t 解：设理论上能炼出含铁90%的生铁的质量为x， 答：理论上能炼出含铁90%的生铁的质量为420t。 【详解】（1）工业炼铁的尾气中含有一氧化碳，一氧化碳具有毒性、可燃性，所以处理方法是将尾气点燃或收集，故填：将尾气点燃或收集； （2）见答案。 易错提醒 工业炼铁易错点： (1)产品生铁是混合物 (2)涉及反应：C＋O2CO2　 C＋CO22CO　3CO＋Fe2O3 2Fe＋3CO2 题型10 工业炼铁中含杂质的相关计算 1．【不含杂质的计算】(24-25九上·安徽合肥巢湖第七中学·期末)钛()和钛合金是二十一世纪重要的金属材料，享有“未来金属”的美称，可用于制造航天飞机、船舶等。工业上生产钛的反应为。 (1)若用金属镁与足量完全反应，理论上可生成金属钛的质量是多少？(写出计算过程) (2)上述反应需要在氦气环境下进行，氦气的作用是 。 【答案】(1)设理论上可生成金属钛的质量是。 ， 答：理论上可生成金属钛的质量是。 (2)作保护气，防止金属镁和钛被空气中的氧气氧化(合理即可) 【详解】（1）见答案； （2）加热条件下，镁、钛金属与氧气均能发生反应，而氦气化学性质稳定，因此反应需要在氦气环境下进行，氦气起到保护气的作用。 易错提醒 常用的计算公式如下： a． 纯净物的质量=混合物的质量×纯度 2．【纯度的计算】(24-25九上·湖南岳阳岳阳县·期末)工业上可以利用焦炭将氧化铁中的铁还原出来，某铁矿石中含氧化铁65%，若要将246kg铁矿石中氧化铁还原，理论上至少需要碳单质的质量是多少？（保留整数） 【答案】解：氧化铁的质量为：246kg×65%=160kg 设：至少需要碳单质的质量为x      x=18kg 答：至少需要碳单质18kg。 【详解】见答案。 3．【质量分数的计算】(24-25九上·安徽阜阳太和县·期末)赤铁矿是重要的炼铁原料，其中的含量直接影响到炼铁的效率和成本。某兴趣小组用一氧化碳与100g赤铁矿样品，充分反应后得到56g铁。 (1)该赤铁矿样品中的质量分数是多少（写出计算过程）？ (2)工业炼铁所用的原料是空气、赤铁矿石、焦炭和石灰石，炼铁时得到的是生铁而不是纯铁，原因是 。 【答案】(1)解：设100g该赤铁矿样品中的质量为x。 该赤铁矿样品中的质量分数是 答：该赤铁矿样品中的质量分数是80%。 (2)部分焦炭与铁相互熔合（合理即可） 【详解】（1）根据质量守恒定律来利用化学方程式进行计算： 解：设100g该赤铁矿样品中的质量为x。 该赤铁矿样品中的质量分数是 （2）工业炼铁所用的原料是空气、赤铁矿石、焦炭和石灰石，炼铁时得到的是生铁而不是纯铁，原因是：炼铁的过程中，焦炭会与铁矿石中的一些杂质反应生成炉渣除去，但同时焦炭中的碳元素等会有部分进入铁中，所以得到的是含有碳等杂质的生铁，而不是纯铁。 题型11 金属的综合考查 1．【金属铁】(24-25九上·辽宁朝阳北票·期末)物质的性质与应用是化学学科重要的学习主题。小组同学围绕金属铁开展了相关研学。 主题一：识铁 (1)小组同学通过如图所示实验认识铁的性质： ①在实验甲中，观察到蜡片熔化，说明铁具有的物理性质是 。 ②实验乙和丙均为铁丝在氧气中燃烧的实验。图乙中的实验现象为 ；图丙是图乙的改进实验，瓶中放了充足的过氧化氢溶液和二氧化锰，请分析说明改进后的优点 （写一条即可）。 (2)如图是小组同学绘制的金属化学性质思维导图的一部分，请帮助他们补全内容。 ① ；② ；③ 。 主题二：炼铁 (3)小组同学利用如图所示装置模拟工业炼铁，并检验生成的气体产物。 ①A装置中的氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳，生成水和碳酸钠，写出该反应的化学方程式 。 ②写出尾气处理的方法 。 主题三 用铁 (4)林则徐修筑洪泽湖大堤时，将砂浆、铁焗和条石黏合在一起，使大堤固若金汤。 ①铁焗是含少量碳的铁，它属于 （填字母序号）。 A．纯金属     B．合金    C．铁矿石 ②砂浆中含有氢氧化钙，砂浆与空气接触，发生反应的化学方程式是 。 主题四：护铁 (5)电池表面采用镀镍钢壳不易生锈，其防锈原理是 。 【答案】(1) 导热性 剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，放出大量的热 不需要提前收集氧气或持续提供铁丝燃烧所需要的氧气 (2) 有气泡产生 强 用稀盐酸除铁锈 (3) CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2O 用气球收集 (4) B CO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O (5)隔绝氧气和水 【详解】（1）①在实验甲中，观察到蜡片熔化，是因为铁能将蜡烛燃烧产生的热量传递给蜡片，使蜡片温度升高至熔点以上，说明铁具有良好的导热性； ②实验乙中，铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体；图丙中瓶中放了充足的过氧化氢溶液和二氧化锰，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成氧气，则该实验改进后的优点为：不需要提前收集氧气或持续提供铁丝燃烧所需要的氧气； （2）①金属与酸溶液反应，镁、铁的金属活动性比氢强，能与稀硫酸反应产生氢气，所以加入Mg、Fe的两支试管有气泡产生； ②铜的金属活动性比氢弱，不与稀硫酸反应，所以加入Cu的无明显现象。由此得出Mg、Fe的金属活动性比Cu强； ③酸在生产生活中的应用举例:用稀盐酸除铁锈，铁锈的主要成分是氧化铁，能与稀盐酸反应生成氯化铁和水，反应的化学方程式为：Fe2O3 +6HCl = 2FeCl3 + 3H2O； （3）①A装置中的氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，生成水和碳酸钠，该反应的化学方程式为：2NaOH+CO2 = Na2CO3 + H2O； ②尾气中含有一氧化碳，一氧化碳具有可燃性，尾气处理的方法可以是在装置末端放一盏点燃的酒精灯，将一氧化碳燃烧转化为二氧化碳(或用气球收集尾气等合理答案均可)； （4）①铁焗是含少量碳的铁，合金是由一种金属与其他金属或非金属熔合而成的具有金属特性的物质，所以它属于合金，故选：B； ②砂浆中含有氢氧化钙，砂浆与空气接触，氢氧化钙会与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式是 Ca(OH)2+CO2 =CaCO3↓ +H2O； （5） 电池表面采用镀镍钢壳不易生锈，其防锈原理是隔绝氧气和水。镀镍钢壳在铁的表面形成一层保护膜，阻止了铁与空气中的氧气和水蒸气接触，从而防止铁生锈。 2．【金属材料】(24-25九上·辽宁大连中山区·期末)金属材料在生产生活中应用广泛。 Ⅰ认识金属材料。 (1)在生活中常用铁锅来煮饭，主要利用金属的 性。 (2)下列有关金属及合金的说法中正确的是______。 A．合金中至少含有两种金属 B．在日常生活中，大量使用的常常不是纯金属，而是它们的合金 C．“真金不怕火炼”说明黄金的硬度非常大 D．焊锡的熔点比纯锡的熔点高 Ⅱ利用金属资源。 工业上用高炉炼铁产生的副产品有炉渣、炉尘和煤气，煤气中CO含量可达。为了减少炼铁中CO、的排放，设计了如图回收利用方案。 (3)石灰浆[主要成分为吸收的化学方程式为 。工业上用含的赤铁矿为原料炼铁，反应3中最多得到Fe的质量为 t。上述方案中的CO重新通入高炉后，起的主要作用是 。该方案的优点是除去外，还可实现 的部分或全部循环利用。 Ⅲ探究金属的活动性顺序。 (4)化学小组为探究铝、铜、银三种金属的活动性顺序做了如图所示实验。 ①能证明铝的金属活动性比铜强的实验现象为 ；乙中反应的化学方程式为 ；上述实验中，得出三种金属活动性顺序，不需进行的实验是 。 ②实验后将足量铁粉加入到含、、的混合溶液中，充分反应后过滤，铁粉足量的目的是 。 【答案】(1)导热 (2)B (3) 336 燃烧提供热量 、CO (4) 甲实验铝丝表面有红色固体析出 丙 将混合液中的、完全除去，防止污染环境 【详解】（1）在生活中常用铁锅来煮饭，主要利用金属的导热性； （2）A、合金是金属与金属或非金属熔合而成具有金属特征的混合物，则合金中至少含有一种金属，说法错误，不符合题意； B、在日常生活中，由于合金具有比纯金属更优良的性能，如硬度大、抗腐蚀性强等，所以大量使用的常常不是纯金属，而是它们的合金，说法正确，符合题意； C、“真金不怕火炼”说明黄金的化学性质不活泼，在高温下也不与氧气反应，不能说明黄金的硬度非常大，说法错误，不符合题意； D、一般情况下，合金的熔点比组成它的纯金属的熔点低，焊锡是锡的合金，则焊锡的熔点比纯锡的熔点低，说法错误，不符合题意。 故选：B； （3）二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为； 一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，工业上用含的赤铁矿为原料炼铁，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类及质量不变，则氧化铁中铁元素的质量等于铁中铁元素的质量，则反应3中最多得到Fe的质量为； 一氧化碳具有可燃性，则CO重新通入高炉后，主要作用是为一氧化碳还原氧化铁提供热量； 由图可知，该方案的优点除了除去外，还可实现、CO的部分或全部循环利用，减少了CO的排放，提高了原料的利用率； （4）①甲实验中铝与硝酸铜反应生成铜和硝酸铝，铝丝表面有红色固体析出，说明铝的金属活动性比铜强； 乙实验中铜与硝酸银反应生成银和硝酸铜，化学方程式为； 甲实验中铝与硝酸铜反应生成铜和硝酸铝，说明铝的金属活动性比铜强；乙实验中铜与硝酸银反应生成银和硝酸铜，说明铜的金属活动性比银强，由此可得三种金属的活动性顺序为，则不需要进行的实验是丙； ②实验后将足量铁粉加入到含、、的混合溶液中，根据金属活动性，铁与硝酸银反应生成银和硝酸亚铁，硝酸银完全反应后，铁与硝酸铜反应生成铜和硝酸亚铁，铁与硝酸铝不反应，充分反应后过滤，则铁粉足量的目的是将混合液中的、完全除去，防止污染环境。 3．【金属铜】(24-25九上·辽宁葫芦岛·期末)铜是重要的金属资源，它对于改善人类生活、促进人类文明起着重要作用。某小组同学围绕金属铜展开了相关研学。 铜的冶炼：我国古代劳动人民很早就掌握了“火法炼铜”和“湿法炼铜”的方法。 (1)“火法炼铜”： 宋代《大冶赋》中记载了用孔雀石和木炭经过如下反应可获得铜（如图）。 第一步为木炭燃烧放热使孔雀石分解得到氧化铜； 第二步为木炭和氧化铜在高温下反应制备铜，是利用了木炭的 性。 (2)“湿法炼铜”： 宋代《梦溪笔谈》中记载，“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”。 已知胆矾溶于水可得到硫酸铜溶液，则该炼铜过程可用化学方程式表示为 ，该反应属于 （填基本反应类型）。 (3)铜的加工： 青铜是金属冶铸史上最早的合金，其主要成分是铜和锡。《吕氏春秋》中就有对青铜的记载：“金（铜单质）柔锡（锡单质）柔，合两柔则刚”。表明与铜、锡相比，青铜的特性是 。 (4)铜的锈蚀： 铜制品长期暴露在空气中，表面会生成铜锈［主要成分为Cu2(OH)2CO3］，从物质组成的角度分析，铜生锈是铜与空气中的O2、H2O和 长期作用的结果；为防止铜制品生锈，请你提出一条合理化建议 。 (5)铜的金属活动性： 某小组同学设计如图所示实验，验证铁、铜、银三种金属的活动性强弱。 ①实验前需要将金属丝打磨，目的是 。 ②实验中，能观察到试管A中出现的现象是 。若要准确得出铁、铜、银三种金属的活动性强弱，X为 ，Y为 溶液。 ③实验后对所用金属进行回收，其意义是 （写出一条即可）。 【答案】(1)还原 (2) 置换反应 (3)硬度大 (4) CO2/二氧化碳 保持铜制品表面洁净干燥（合理即可） (5) 除去金属表面的氧化物和污物 有气泡产生，溶液由无色变成浅绿色 Cu AgNO3 节约金属资源 【详解】（1）木炭与氧化铜在高温条件下生成铜与二氧化碳，木炭夺走了氧化铜中的氧，体现了氧化铜的还原性； （2）铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁与铜，该反应的化学方程式为：； 该反应是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，属于置换反应； （3）“金（铜单质）柔锡（锡单质）柔，合两柔则刚”，表明与铜、锡相比，青铜的特性是硬度大； （4）化学反应前后，元素种类不变，铜绿中含有铜、氢、氧、碳四种元素，故铜生锈是铜与空气中氧气、水、二氧化碳长期作用的结果； 为防止铜制品生锈，可以保持铜制品表面洁净干燥（合理即可）； （5）①实验前需要将金属丝打磨，目的是除去金属表面的氧化物和污物； ②铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁与氢气，实验中出现的现象为有气泡产生，溶液由无色变成浅绿色； 铁的金属活动性大于铜大于银，铁与稀硫酸反应，铜与稀硫酸不反应，说明铁的金属活动性比铜强，还需比较铜与银的金属活动性，故X可为铜，Y为硝酸银溶液； ③实验后对所用金属进行回收，其意义是节约金属资源 4．【金属铁】(24-25九上·辽宁铁岭铁岭县·期末)早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁，时至今日，钢铁仍然是我国使用最多的金属材料，下面是围绕金属铁开展的主题式学习活动，请回答问题。 主题一：铁的认识 (1)铁元素在元素周期表中的信息及原子结构示意图如图1所示，请回答。 ①铁的原子序数为 。 ②根据铁原子结构示意图可知，第三电子层x的数值为 ，在化学变化中，铁原子容易失去电子，形成 (选填“阳离子”或“阴离子”)。 (2)从物质类别角度分析，铁属于 (选填“混合物”、“化合物”或“单质”)。 主题二：铁的性质及应用 (3)用如图2所示实验验证铁的性质。 ①实验1中，观察到灯泡发光，说明铁具有的性质是 。 ②实验2中，写出能发生反应的化学方程式 。 ③实验3中，能证明铁的金属活动性比铜强的现象是 。 (4)我国非遗项目“打铁花”不仅有火树银花落，万点星辰开的古老浪漫，而且蕴含着丰富的化学原理。 ①“打铁花”就是将生铁熔化后的铁水抛向空中，形成铁花，请用化学方程式表示其中的主要原理 ；为了更好的视觉效果，表演者通常将铁水打得又高又散。 ②从合金性质的角度分析，打铁花用生铁而不用纯铁的依据是 。 主题三：铁的来源及冶炼 (5)铁资源在自然界常以化合物形式存在，请写出工业上利用赤铁矿石(主要成分Fe2O3)与一氧化碳炼铁反应的化学方程式 。 主题四：防护铁资源 (6)为了防止铁制品生锈，可采取的措施有 (写一条即可)。 【活动总结】大自然为人类提供了丰富的金属矿物资源，人类每年提取量最大的是铁。希望同学们不断的学习，继续探究铁的性质，让金属铁更好地服务人们的生活和生产。 【答案】(1) 26 14 阳离子 (2)单质 (3) 铁具有导电性 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ 析出红色固体，溶液由蓝色变成浅绿色 (4) 3Fe+2O2Fe3O4 生铁熔点比纯铁低 (5)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 (6)涂油/刷漆等 【详解】（1）①根据元素周期表的信息可知，左上角的数字表示原子序数，则铁的原子序数为26，故填：26； ②原子中质子数=核外电子数，则有26=2+8+x+2，得x =14；铁原子的最外层电子数为2，小于4，在化学变化中容易失去电子，形成带2个单位正电荷的阳离子，故填：14；阳离子； （2）铁是由铁元素组成的纯净物，属于单质，故填：单质； （3）①实验1中，观察到灯泡发光，说明铁具有导电性，故填：铁具有导电性； ②实验2中，铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，反应的化学方程式为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，故填：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑； ③实验3中，能证明铁的金属活动性比铜强的现象是析出红色固体，溶液由蓝色变成浅绿色(铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜)，故填：析出红色固体，溶液由蓝色变成浅绿色； （4）①“打铁花”就是将生铁熔化后的铁水抛向空中，形成铁花，是因为铁燃烧生成四氧化三铁，反应的化学方程式为3Fe+2O2Fe3O4，故填：3Fe+2O2Fe3O4； ②打铁花用生铁而不用纯铁的依据是生铁属于铁合金，生铁熔点比纯铁低，故填：生铁熔点比纯铁低； （5）高温条件下，一氧化碳和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，故填：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2； （6）铁生锈实际上是铁与空气中的水、氧气等发生化学反应的过程，为了防止铁制品生锈，可采取的措施有涂油或刷漆等，故填：涂油或刷漆等。 5．【综合考查】(24-25九上·辽宁盘锦双台子区·期末)暖宝宝是备受学生喜爱的便捷式取暖用品，化学实践小组的同学对其产生了浓厚兴趣，针对其成分和发热原理展开了项目式探究之旅。某品牌“暖宝宝”贴说明书的部分内容如图所示： 【活动一】：验证“暖宝宝”袋内含有铁粉。 【提出问题1】如何证明“暖宝宝”袋内含有铁粉? 【进行实验】用剪刀剪开一袋，取出袋内粉末于滤纸上，观察到粉末呈黑色。 【实验过程】 (1)请完善下面的表格。 实验步骤 实验现象 实验结论 1 甲同学取少量黑色粉末，用磁铁靠近粉末。取少量被磁铁吸引的粉末加入小烧杯中，向其中加入过量的 溶液。 观察到 现象 “暖宝宝”袋内含有铁粉 2 乙同学在蒸发皿中加入少量酒精并点燃，取少量被磁铁吸引的粉末，撒向火焰。 观察到火星四射。 【实验反思】 (2)铁丝在空气中不能燃烧，铁粉在空气中却可以燃烧的原因是 。 【活动二】探究“暖宝宝”快速发热的原因 (3)“暖宝宝”的热量来源于铁粉生锈。即铁粉与空气中 两种物质共同作用的结果。 (4)由此推测“暖宝宝”贴使用微孔透气无纺布的原因是 。 【拓展探究】利用数字化对【活动二】深入探究 学习小组用传感器开展“影响铁锈蚀因素”的探究，设计如图1所示实验装置并完成实验。 【查阅资料】一定条件下，碳和氯化钠溶液可加快铁的锈蚀，但它们本身不参加反应。 该实验步骤如下： ①检查装置气密性； ②装药品，将5g铁粉和2g炭粉加入锥形瓶，时刻加入2mL饱和氯化钠溶液； ③立即塞紧橡胶塞，橡胶塞上已插有一支装有5mL 稀盐酸的注射器及传感器； ④观察现象，采集数据。 (5)实验进行一段时间后至时刻，步骤③中注射器内的盐酸会自动注入锥形瓶内，原因是 。 (6)根据图2： ①分析t1至于t2s时温度升高明显加快的原因是 。 ②t₂s时刻后反应并未停止，温度却开始降低，请你帮他们分析可能原因是 。 【活动三】测定“暖宝宝”中铁粉的含量 【提出问题2】：“暖宝宝”中铁粉的含量是多少? 【实验设计】：利用如图3所示装置(气密性良好)进行测定 【查阅资料】：该“暖宝宝”中其他成分加酸不产生气体；实验条件下，氢气的密度约为ρg/L。 【进行实验】：①称取 mg样品置于烧瓶中，并在分液漏斗中加入足量稀硫酸。 ②打开分液漏斗活塞，加入稀硫酸至不再产生气泡，关闭活塞。 ③测得量筒内水的体积为amL。 【交流研讨】 (7)老师认为按照此实验设计进行实验，测定结果很可能会偏大，请你和同学们共同分析原因可能是 。 【调整方案】 (8)称取“暖宝宝”样品3.00g，置于烧瓶中，加入足量稀硫酸，充分反应，用电子天平进行称量，显示反应后总质量减少0.05g，计算该“暖宝宝”中铁粉的质量分数为 (结果精确到0.1%)。 【答案】(1) 稀盐酸 有气泡产生，溶液变为浅绿色 (2)铁粉与空气中氧气的接触面积更大 (3)氧气、水蒸气 (4)使铁粉可以与空气中的水和氧气接触 (5)铁生锈消耗氧气，瓶内压强减小 (6) 加入的氯化钠溶液加快了铁的锈蚀 铁生锈放出的热量小于装置散失的热量 (7)加入的稀硫酸也占据了部分体积 (8)46.7% 【详解】（1）实验结论是“暖宝宝”袋内含有铁粉，铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，则取少量被磁铁吸引的粉末加入小烧杯中，向其中加入过量的稀盐酸溶液，观察到有气泡产生，溶液变为浅绿色； （2）铁丝在空气中不能燃烧，铁粉在空气中却可以燃烧的原因是铁粉与空气中氧气的接触面积更大； （3）“暖宝宝”的热量来源于铁粉生锈，即铁粉与空气中 氧气、水蒸气两种物质共同作用的结果； （4）“暖宝宝”贴使用微孔透气无纺布的原因是使铁粉可以与空气中的水和氧气接触； （5）实验进行一段时间后至t3s时刻，步骤③中注射器内的盐酸会自动注入锥形瓶内，原因是铁生锈消耗氧气，瓶内压强减小； （6）①t1s时刻加入2mL饱和氯化钠溶液后，温度明显升高，根据图2，分析t1至于t2s时温度升高明显加快的原因是加入的氯化钠溶液加快了铁的锈蚀； ②t2s时刻后反应并未停止，温度却开始降低，原因是铁生锈放出的热量小于装置散失的热量； （7）老师认为按照此实验设计进行实验，测定结果很可能会偏大，原因可能是加入的稀硫酸也占据了部分体积； （8）称取“暖宝宝”样品3.00g置于烧瓶中，加入足量稀硫酸，充分反应，用电子天平进行称量，显示反应后总质量减少0.05g，说明生成的氢气质量为0.05g，设该“暖宝宝”中铁粉的质量为x， x=1.4g 则该“暖宝宝”中铁粉的质量分数为×100%≈46.7%。 题型12 置换反应 1．【置换反应的概念】(24-25九上·江苏南京鼓楼区·期末)小明查阅资料获知了关于燃烧的新反应：2Mg+CO22MgO+C，由此形成的认识不正确的是 A．该反应属于置换反应 B．Mg发生了还原反应 C．燃烧不一定要有氧气参与 D．CO2灭火器不能用于扑灭所有物质的着火 【答案】B 【详解】A、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，属于置换反应，该选项正确； B、Mg得到氧变成氧化镁，镁被氧化，发生了氧化反应，该选项不正确； C、镁能够在二氧化碳中燃烧，说明燃烧不一定要有氧气参与，该选项正确； D、CO2灭火器不能用于扑灭所有物质的着火，例如镁能够在二氧化碳中燃烧，则镁失火不能用二氧化碳灭火，该选项正确； 故选：B。 2．【置换反应的判断】(24-25九上·江苏扬州树人集团·期末)下列反应中，属于置换反应的是 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A、该反应是两种物质反应生成一种物质，符合多变一的特点，属于化合反应，选项不符合题意； B、该反应是一种物质反应生成三种物质，符合一变多的特点，属于分解反应，选项不符合题意； C、该反应中反应物是两种化合物，生成物是一种单质与一种化合物，不属于置换反应，选项不符合题意； D、该反应是是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，属于置换反应，选项符合题意； 故选D。 易错提醒 掌握好判断技巧：在化学反应中，单质置换出另一个单质。 3．【置换反应的书写】(24-25八下·黑龙江哈尔滨松雷中学校·期末)分类、类比是初中化学常用的学习方法。 (1)请从物质类别的角度，对下列物质进行分类(平均分为两类)： a．空气    b．石墨    c．氧气    d．天然气    e．金刚石    f．石灰石 选出的一组物质的序号是 ；分类依据是 。 (2)铁片能和硫酸铜溶液反应，锌片也能和硫酸铜溶液发生类似的反应，生成硫酸锌(ZnSO4)和铜，请写出该反应的化学方程式 ；上述列举的反应很类似，反应物都是一种单质和一种化合物，生成物也都是 ，这样的反应叫做置换反应。 【答案】(1) adf/bce 均为混合物/均为纯净物（与前面物质对应） (2) 一种单质和一种化合物 【详解】（1）石墨（b）、氧气（c）、金刚石（e）都是由一种元素组成的纯净物，属于单质；空气（a，含有氮气、氧气等）、天然气（d，主要成分是甲烷）、石灰石（f，主要成分是碳酸钙）都由多种物质组成，属于混合物。 （2）锌与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜，化学方程式为； 置换反应定义：单质与化合物反应生成另一种单质和另一种化合物。 题型13 合金的特性与用途 1．【合金的性能】(24-25九上·辽宁大连高新经开区·期末)神舟飞船返回舱使用了钛合金等复合金属材料做成的“避火衣”，如图是钛在元素周期表中的信息及钛原子结构示意图。下列说法正确的是 A．钛原子的中子数是22 B．钛的相对原子质量是47.87g C．钛原子有4个电子层，最外层电子数x=2 D．钛合金的强度低，耐热性差，抗腐蚀能力差 【答案】C 【详解】A、根据元素周期表中的一格可知，左上角的数字表示原子序数，最下方的数字表示相对原子质量，原子序数=原子的质子数，相对原子质量≈质子数+中子数，则原子核内中子数约为48-22=26，该选项说法错误； B、相对原子质量单位是“1”，不是“g”，该选项说法错误； C、原子结构示意图中，弧线表示电子层，则钛原子有4个电子层，原子中质子数=核外电子数，，，该选项说法正确； D、神舟飞船返回舱使用了钛合金等复合金属材料做成的“避火衣”，说明钛合金的强度高，耐热性好，抗腐蚀能力高，该选项说法错误。 故选：C。 解题要点 合金性质： (1)熔点更低（锡片与焊锡） (2)硬度更大（铜片与黄铜相互刻画） (3)抗腐蚀性更强； 合金的性质易错点 (1)有新的物质生成，一定发生了化学反应。 (2)合金一定是混合物。储氢合金是一类能够大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料。此过程发生化学变化，储氢合金属于混合物。 2．【合金的用途】(24-25九上·江苏泰州姜堰区·期末)下列物质的性质和用途对应关系正确的是 A．氧气具有氧化性，可用作燃料 B．金刚石无色透明，可用于切割玻璃 C．氮气难溶于水，可用作保护气 D．武德合金熔点低，可用作电路保险丝 【答案】D 【详解】A、氧气具有氧化性，但氧气本身不能燃烧，不具有可燃性，不能用作燃料，故A错误； B、金刚石可用于切割玻璃，是因为金刚石硬度大，而不是因为无色透明，故B错误； C、氮气可用作保护气，是因为氮气化学性质稳定，不易与其他物质发生化学反应，而不是因为难溶于水，故C错误； D、武德合金熔点低，当电路中电流过大，产生较多热量时，武德合金易熔断，从而切断电路，起到保护电路的作用，所以可用作电路保险丝，故D正确； 故选：D。 3．【合金的判断】(24-25九上·江苏泰州姜堰区·期末)如图是我国西汉青铜雁鱼灯及其示意图。灯油燃烧时，烟气通过鱼身和雁颈导入雁体内水中，减少对室内空气的污染。下列说法错误的是 A．该灯使用的青铜是一种金属材料 B．看到有大量黑烟产生时，应调大进风口 C．转动灯罩隔绝空气，可使灯火熄灭 D．水能吸收烟尘和一氧化碳 【答案】D 【详解】A、青铜是一种铜合金，属于金属材料，故A说法正确； B、有大量黑烟产生是因为氧气不足，燃料燃烧不充分，应调大进风口，增大氧气进入量，促进燃烧，故B说法正确； C、燃烧的条件是可燃物、与氧气接触、温度达到可燃物的着火点，三者缺一不可，灭火只需要破坏其一即可，转动灯罩隔绝空气，可使灯火熄灭，故C说法正确； D、一氧化碳难溶于水，水不能吸收一氧化碳，故D说法错误。 故选：D。 4．【生铁和钢区分】(24-25九上·甘肃古浪县泗水初级中学·期末)下列合金(金属)的比较，不正确的是 A．含碳量：生铁＞钢 B．抗腐蚀性：青铜＞铜 C．硬度：生铁＞纯铁 D．熔点：焊锡＞锡 【答案】D 【详解】A、生铁和钢都是铁的合金，生铁中的含碳量在2%～4.3%之间，钢的含碳量在0.03～2%之间，则含碳量：生铁＞钢，故选项说法正确。 B、合金比组成成分金属的抗腐蚀性强，青铜是铜锡合金，则抗腐蚀性：青铜＞铜，故选项说法正确。 C、合金的硬度比组成的纯金属的硬度大，生铁是铁的合金，则硬度：生铁＞纯铁，故选项说法正确。 D、合金的熔点比组成的纯金属的熔点低，焊锡是锡和铅的合金，则熔点：焊锡＜锡，故选项说法不正确。 故选D。 5．【合金的使用】(25-26九上·天津河北区扶轮中学·月考)下列有关金属及合金的说法中，正确的是 A．人类使用最早的金属是铁 B．合金一定是混合物 C．在生活中纯金属比合金应用更广泛 D．合金是由两种或两种以上金属熔合而成的具有金属特征的物质 【答案】B 【详解】A、人类使用最早的金属是铜，而不是铁，故选项说法不正确。 B、合金是在金属中加入某些金属或非金属制得的具有金属特征的物质，合金属于混合物，故选项说法正确。 C、合金的熔点比组成合金的纯金属的熔点更低；硬度和强度更高；抗腐蚀性更好，因此，在生活中合金比纯金属应用更广泛，故选项说法不正确。 D、合金是在金属中加入某些金属或非金属制得的具有金属特征的物质，故选项说法不正确。 故选B。 题型14 钢铁锈蚀的条件探究 1．【控制变量法探究钢铁锈蚀的条件】(24-25九上·辽宁沈阳于洪区·期末)金属铁对人类的生产生活和社会发展有着极其重要的作用。 I．铁的性质 为除去铜屑中的少量铁屑，某同学设计了以下两个实验方案： (1)写出方案2中有关反应的化学方程式 ；反应的基本反应类型为 反应。 (2)以上两个实验方案中，说明你选择的方案和理由： 。 Ⅱ．铁的锈蚀与防护 取四枚相同的洁净无锈铁钉分别放入试管，进行如图实验，一段时间后发现A、D试管内铁钉被锈蚀，D管内铁钉有较厚铁锈。B、C管内铁钉无明显变化（氯化钙固体用于除去试管内的水蒸气）。 (3)铁锈的主要成分是，根据质量守恒定律，铁生锈的过程是铁与空气中的 发生化学反应的过程。 (4)装置B中铁只与 接触。 (5)对比A、D试管中实验现象，说明铁锈蚀还与 有关。 (6)对因生锈而废弃的铁制品，合理的处理方式： 。 Ⅲ．铁的冶炼如图为实验室用一氧化碳还原氧化铁的实验改进装置（部分夹持仪器略去）。 已知一氧化碳难溶于水。 实验步骤如下： ①用酒精喷灯加热玻璃管内的氧化铁； ②装好药品，先通一会儿，排出装置内空气； ③待玻璃管内物质冷却后，停止通入一氧化碳； ④当红棕色粉末变成黑色时停止加热。 (7)实验的正确操作步骤 （填序号）。 (8)盛满石灰水的B装置在此实验中的作用有 （填序号）。 ①收集多余的    ②检验并吸收反应生成的 (9)工业上用含氧化铁的赤铁矿为原料炼铁，这批赤铁矿生产的生铁中含铁的质量是 t。 【答案】(1) Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ 置换反应 (2)方案1，可以制得更多的铜（或方案2，便于观察是否除尽） (3)氧气、水蒸气 (4)水 (5)氯化钠溶液（合理即可） (6)回收再利用 (7)②①④③ (8)①②/②① (9)112 【详解】（1）方案2中，铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，反应的化学方程式为：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑。该反应的反应物和生成物都是一种单质和一种化合物，符合置换反应的特征，属于置换反应。 （2）两个方案都可选择，但理由不同。因为铁和硫酸铜反应生成铜，所以选择方案1的理由是：可以制得更多的铜。因为铁和稀硫酸反应有氢气生成，当铁被全部除尽时就不再产生气泡，所以选择方案2的理由是：便于观察是否除尽。 （3）铁锈的主要成分是：。对比A、B试管中实验现象可以得出结论：铁生锈过程中有氧气参加反应；对比A、C试管中实验现象，可以得出结论：铁生锈过程中有水参加反应。根据质量守恒定律，Fe2O3中的氧来自于氧气，Fe2O3⋅xH2O中的H2O来自于水，铁生锈的过程就是铁与空气中的氧气、水蒸气发生化学反应的过程。 （4）装置B中的水是无氧蒸馏水，不含氧气，水面上覆盖有一层植物油，使蒸馏水与空气隔绝，因此其中的铁只与水（化学式为H2O）接触。 （5）A试管中铁钉部分浸在水中，而D试管中铁钉部分浸在饱和氯化钠溶液中，一段时间后，发现A、D试管内铁钉被锈蚀，D管内铁钉有较厚铁锈，说明铁锈蚀还与氯化钠有关，氯化钠能加快铁的锈蚀。 （6）为了保护金属资源，对因生锈而废弃的铁制品，合理的处理方式是：回收利用。 （7）实验开始时，为了防止通入的一氧化碳与装置内原来存在的空气混合而成的气体在加热时发生爆炸，正确的操作顺序是：装好药品，先通一会儿CO，排出装置内空气，然后用酒精喷灯加热玻璃管内的氧化铁。实验结束时，为了防止反应生成的灼热的铁被空气中的氧气氧化，正确的操作顺序是：当红棕色粉末变成黑色时停止加热，待玻璃管内物质冷却后，停止通入一氧化碳。故实验的正确操作步骤是：②①④③。 （8）一氧化碳和氧化铁反应生成二氧化碳，因为二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，所以实验室常用澄清石灰水来检验二氧化碳，另外该装置还能利用二氧化碳和澄清石灰水中的氢氧化钙反应，吸收反应中生成的二氧化碳，减少二氧化碳的排放；因为一氧化碳不能和澄清石灰水反应，也难溶于水，所以利用该装置还可以收集没有参加反应的一氧化碳，防止一氧化碳排放到空气中污染空气。故盛满石灰水的B装置在此实验中的作用有：①②。 （9）根据化学反应中元素的质量不变，这批赤铁矿生产的生铁中含铁的质量是：。 解题要点 解题时需掌握金属的锈蚀因素： (1)铁生锈是铁与氧气、水分子发生化学反应的结果 (2)铁生锈需要氧气和水同时存在，干燥空气和植物油可以防止铁生锈 (3)铁锈是一种松脆多孔的物质，不能保护里层的铁不被锈蚀，因此应采取有效措施防止铁生锈。 金属防护的物理方法：用砂纸打磨等；化学方法：用酸清洗（酸不能过量，以防内部金属被腐蚀）。如用稀盐酸除去铁锈。 2．【锈蚀条件】(24-25九上·辽宁鞍山台安县·期末)某科创小组提出“影响铁锈蚀的因素”课题并进行实验探究。 Ⅰ.探究钢铁锈蚀的基本条件 (1)一段时间后，C、D、E中铁钉生锈，A、B中铁钉无明显锈蚀。由A、B、C的现象可知，铁的锈蚀是铁跟 （填化学式）等物质作用的过程。D中铁钉比C中铁钉锈蚀程度严重，说明 。 (2)使用自来水重新进行如图实验，一段时间后发现试管B中铁钉生锈了，其可能的原因是 。 Ⅱ.探究食盐水对钢铁腐蚀快慢的影响 用如图装置进行实验，锥形瓶中放生铁粉末，滴管中预先加入3mL不同浓度的食盐水，并用氧气传感器测定锥形瓶内的氧气浓度，数据如下表所示： 实验组 生铁粉末质量 食盐水浓度 3min时瓶内氧气浓度 实验① 3.5g 4% 18.96% 实验② 3.5g 8% 18.56% 实验③ X 16% 18.28% 实验④ 3.5g 24% 17.99% (3)X＝ 。该实验探究的是食盐水浓度对钢铁腐蚀快慢的影响，其实验结论是 。 (4)查阅资料得知，食盐水中的氯离子能破坏钢筋表面的钝化膜（其原理如图甲所示），并促使铁发生一系列反应得到Fe（OH）3，Fe（OH）3在空气中风化失水后变成氧化铁。 ①氯离子破坏钢筋表面的钝化膜的过程中，从阳极向阴极转移的微粒是 。 ②钢筋锈蚀过程中得到氧化铁的化学反应方程式为 。 Ⅲ.探究水样的pH及溶解氧浓度对钢铁腐蚀快慢的影响 步骤1：按如图乙连接好装置，检查装置气密性。 步骤2：向三颈烧瓶中放入3.5g生铁粉末，向分液漏斗内加入10mL不同浓度的稀盐酸。 步骤3：将盐酸全部注入三颈烧瓶内，关闭分液漏斗活塞，同时采集数据见下表： 序号 盐酸pH 压强p/kPa 溶解氧/mg•L﹣1 p反应前 p反应后 DO反应前 DO反应后 开始降低所需时间/s 实验① 2.0 90.8 91.8 5.2 4.3 131 实验② 3.0 90.8 91.5 5.0 3.7 68 实验③ 4.0 90.8 90.3 4.9 3.4 24 实验④ 5.0 90.8 90.5 4.9 3.7 98 实验⑤ 6.0 90.8 90.6 4.4 3.7 175 (5)步骤1中检查装置气密性的方法为 。 (6)实验①和实验②反应后压强变大的主要原因是 （用化学方程式表示）。 (7)当pH＝ 时，铁粉与氧气的锈蚀速率最快。 【答案】(1) O2、H2O 食盐水可以加速铁的锈蚀 (2)自来水中含有溶解的氧气 (3) 3.5g 食盐水浓度越大，铁的锈蚀速率越快 (4) 电子 (5)先在分液漏斗内加水，再打开活塞，观察若水不往下滴，表明装置气密性良好 (6) (7)4.0 【详解】（1）试管A中的铁钉只与氧气接触，没有生锈；试管B中的铁钉只与水接触，没有生锈；试管C中的铁钉与氧气和水同时接触，生锈；由A、B、C的现象可知，铁的锈蚀是铁跟O2和H2O等物质作用的过程；试管D中的铁钉与食盐水接触，比C中铁钉锈蚀程度严重，说明食盐水可以加速铁的锈蚀； （2）使用自来水重新进行如图实验，一段时间后发现试管B中铁钉生锈了，其可能的原因是自来水中含有溶解的氧气，铁钉与氧气和水同时接触后发生了锈蚀； （3）分析表格可知，四组实验中所以食盐水的浓度不同，相同时间内消耗的氧气的量不同，探究的是食盐水浓度对钢铁腐蚀速率的影响，根据对比实验中，变量唯一的原则，则X=3.5g； 根据表格可知，食盐水浓度越大，相同时间内消耗的氧气越多，表明钢铁锈蚀速率越快； （4）①氯离子破坏钢筋表面的钝化膜的过程中，分析原理图可知，阳极发生的反应是Fe→Fe2++2e−，阴极发生的反应是O2+4H2O+4e−→4OH−，故从阳极向阴极转移的微粒是电子； ②钢筋锈蚀过程中得到氧化铁，即氢氧化铁分解生成氧化铁和水，化学反应方程式为； （5）步骤1中检查装置气密性的方法为先在分液漏斗内加水，再打开活塞，观察若水不往下滴，表明装置气密性良好； （6）实验①和实验②反应后压强变大的主要原因是铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，气体增多，压强增大，反应的化学方程式是； （7）当pH=4.0时，溶解氧开始降低所需时间最短，铁粉与氧气的锈蚀速率最快。 3．【钢铁的锈蚀过程】（2025·陕西·模拟预测）为验证铁的化学性质和锈蚀过程气态物质的变化，进行如图1实验：恒温下向锥形瓶内加入少量稀盐酸，同时测量锥形瓶内气体压强随时间的变化，直至完全反应。瓶内压强随时间变化趋势见图2.以下分析正确的是 A．a点时可观察到铁钉表面有气泡，溶液变为浅绿色 B．b点时瓶内溶液的溶质是氯化亚铁和氯化氢 C．b～d段压强减小的主要原因是温度降低 D．c～d段铁钉表面会生成黑色的四氧化三铁 【答案】A 【解析】A、在 a 点时瓶内压强增大，说明稀盐酸与铁钉开始反应，铁与稀盐酸反应的化学方程式为Fe + 2HCl = FeCl2+ H2↑，会观察到铁钉表面有气泡产生，生成的氯化亚铁溶液为浅绿色，A 正确。    B、b 点时瓶内压强最大，说明稀盐酸已经与铁完全反应，此时瓶内溶液的溶质只有氯化亚铁，没有氯化氢，B 错误。    C、b - d 段压强减小的主要原因是铁生锈消耗锥形瓶内的氧气，压强降低，而不是温度降低，因为题目中强调是恒温条件，C 错误。    D、 c - d 段处于恒温且反应基本结束的阶段，铁钉表面不会生成黑色的四氧化三铁，四氧化三铁的生成通常需要特定的高温等条件，D 错误。    故选A。 题型15 钢铁的防护 1．【防护措施】(24-25九上·辽宁盘锦大洼区·期末)下列对金属的防护措施不合理的是 A．铁制品表面刷漆 B．及时清理铁制品表面锈迹 C．将铁制品放在潮湿的空气中 D．在金属表面进行电镀 【答案】C 【详解】A、铁制品表面刷漆，可以隔绝氧气和水，起到防锈的目的，不符合题意； B、铁锈疏松多孔，具有吸附性，会加速铁的锈蚀，故及时清理铁制品表面锈迹，可以减缓铁制品的锈蚀，不符合题意； C、铁生锈的条件是铁与氧气和水接触，将铁制品放在潮湿的空气中，会加速铁的锈蚀，符合题意； D、在金属表面进行电镀，可以隔绝氧气和水，起到防锈的目的，不符合题意。 故选C。 方｜法｜点｜拨 解题时应掌握防止钢铁锈蚀的原理：破坏钢铁制品锈蚀的条件，使钢铁制品隔绝氧气或水（只要破坏其中一个条件，铁就不能生锈）。常见的除锈方法，如：用砂纸打磨、用酸清洗（酸不能过量，以防内部金属被腐蚀）等。 2．【保护金属资源的途径】(24-25九上·广东汕头世贸实验学校·期末)下列说法正确的是 A．空气中氮气的质量分数为78% B．在房间里放一盆水可以防止煤气中毒 C．地壳中含量最高的元素是氧元素 D．防止金属腐蚀是保护金属资源的唯一途径 【答案】C 【详解】A、空气中氮气的体积分数约为78%，不是质量分数，不符合题意； B、煤气中毒由一氧化碳（CO）引起，而CO难溶于水，放一盆水无法有效吸收CO，因此该方法不能防止煤气中毒，不符合题意； C、地壳中元素含量由高到低依次为氧、硅、铝、铁、其他，氧元素是地壳中含量最高的元素，符合题意； D、保护金属资源的途径包括防止金属腐蚀、金属的回收利用、有计划、合理地开采矿物、寻找金属替代品等，防止金属腐蚀只是其中一种方法，并非唯一途径，不符合题意。 故选C。 3．【合金抗腐蚀能力】(24-25九上·江苏扬州广陵区·期末)金属的冶炼和利用大大促进了人类文明的进步。 I.金属的性质 (1)铝具有很好的抗腐蚀性，因为铝在空气中能与氧气反应形成一层致密的氧化铝薄膜，反应的化学方程式为 。 (2)分别在放有锰片、铜片的试管中加入稀硫酸，锰片表面有气泡产生，铜片表面无明显变化。由此可知金属活动性：锰 (选填“强”或“弱”)于铜。 (3)已知胆矾溶于水得到硫酸铜溶液，请用化学方程式解释“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”的原因 。 II.金属的冶炼 (4)工业上用赤铁矿(Fe2O3)炼铁，CO与Fe2O3反应的化学方程式为 。炼铁时，加入菱锰矿可制得冶炼锰钢的材料。锰钢用作高铁的钢轨，主要利用了锰钢的 性能。 (5)《天工开物》中记载了炼锡的场景：“凡煎炼亦用洪炉，入砂数百斤，丛架木炭亦数百斤，鼓鞴(指鼓入空气)熔化。” ①鼓入足量空气的目的是 ，从而提高炉温。 ②“点铅勾锡”是炼锡的关键步骤，加铅能使锡较易熔化流出，其原因是 。 III.金属的腐蚀 (6)实验小组通过下列实验探究影响钢铁腐蚀的因素，实验如图1、图2所示。 ①铁在稀硫酸中发生腐蚀反应的化学方程式是 。 ②从图2分析可知，实验中腐蚀速率较快的是 号锥形瓶中的样品。(填“①”或“②”) ③通过本实验你认为提高钢铁的抗腐蚀能力的方法是 。 【答案】(1)4Al+3O2=2Al2O3 (2)强 (3)Fe+CuSO4=Cu+FeSO4 (4) 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 硬度大 (5) 使木炭发生完全燃烧 加铅后形成合金，降低了熔点 (6) Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ ② 降低钢铁中的含碳量 【详解】（1）铝具有很好的抗腐蚀性，因为铝在空气中能与氧气反应形成一层致密的氧化铝薄膜，反应的化学方程式为4Al+3O2=2Al2O3，故填：4Al+3O2=2Al2O3； （2）分别在放有锰片、铜片的试管中加入稀硫酸，锰片表面有气泡产生，说明锰的活动性比氢强，铜片表面无明显变化，说明铜的活动性氢弱。由此可知金属活动性：锰强于铜，故填：强； （3）“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”，即铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，反应的化学方程式为Fe+CuSO4=Cu+FeSO4，故填：Fe+CuSO4=Cu+FeSO4； （4）CO与Fe2O3在高温条件下生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为3CO+Fe2O32Fe+3CO2；锰钢用作高铁的钢轨，主要利用了锰钢硬度大、韧性好、耐磨等优良性能，故填：3CO+Fe2O32Fe+3CO2；硬度大； （5）①鼓入足量空气的目的是使木炭发生完全燃烧，放出热量，从而提高炉温，故填：使木炭发生完全燃烧； ②合金的熔点低于其组成中纯金属的熔点，加铅能使锡较易熔化流出，其原因是加铅后形成合金，降低了熔点，故填：加铅后形成合金，降低了熔点； （6）①铁在稀硫酸中发生腐蚀，是因为铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，反应的化学方程式为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，故填：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑； ②铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，根据图示，当时间相同时，②号锥形瓶中氢气体积百分数比①号锥形瓶大，则实验中腐蚀速率较快的是②号锥形瓶中的样品，故填：②； ③由于②号锥形瓶中的样品中含有碳粉，②号锥形瓶的腐蚀速率较快，所以通过本实验可知提高钢铁的抗腐蚀能力的方法是降低钢铁中的含碳量，故填：降低钢铁中的含碳量。 4．【形成保护膜】（2025·江苏扬州·二模）下列金属中表面自然形成的氧化层能保护内层金属不被空气继续氧化的是 A．Cu B．Mg C．Fe D．Al 【答案】D 【解析】A、铜在空气中氧化形成铜绿（主要成分为碱式碳酸铜），该氧化层疏松、易剥落，无法阻止氧气和水分进入，因此内层铜会继续氧化。故 A 错误。 B、镁在空气中氧化形成氧化镁（MgO），但该氧化层较薄且不稳定，容易破裂或剥落，无法有效保护内层。故 B 错误。 C、铁在空气中氧化形成铁锈（主要成分为氧化铁），铁锈疏松、多孔，会吸收水分并剥落，暴露新的铁表面，导致氧化持续进行。故 C 错误。 D、铝在空气中氧化形成氧化铝，该氧化层致密、坚硬且与铝基体紧密结合，能有效隔绝空气和水分，防止内层铝进一步氧化。故 D 正确。 故选D。 5．【防腐蚀的原理】(25-26九上·辽宁沈阳大东区·期末)港珠澳大桥见证全运会历史上首次跨境自行车赛，大国工程与运动健儿同框。 (1)桥梁的金属材料 建造桥梁使用的金属材料主要有钢材、锌、铝等，其中属于合金的是 。 (2)金属材料的冶炼 冶铁：高炉炼铁的原料：焦炭、石灰石、空气、铁矿石。 ①焦炭的作用：除可以生成一氧化碳外，还能 。 ②用800t含四氧化三铁的磁铁矿炼铁，能得到含杂质的生铁 t(结果精确到0.1)。 炼锌：工业上用闪锌矿(主要成分是)冶炼锌，主要流程如下： ③焙烧炉中ZnS转化为ZnO和中氧元素的化合价为-2，则硫元素的化合价为 ，反应的化学方程式为 。 ④酸浸槽中发生反应时，需不断搅拌，其目的是 。 ⑤底吹炉中发生的反应之一：。X的化学式是 。 ⑥最终可以获得锌的设备有 。 (3)金属材料腐蚀及防护 ⑦跨海铁制桥梁比跨江铁制桥梁更 生锈(填“难”或“易”)。 ⑧港珠澳大桥钢构件采用喷涂环氧树脂涂层进行防腐蚀，防腐蚀的原理是 。 【答案】(1)钢材 (2) 燃烧会放出大量热，为高炉炼铁提供所需的高温条件 482.8 +4 2ZnS+3O22ZnO+2 SO2 让反应物之间接触更充分，从而加快反应速率，提高反应的转化率 ZnO 电解槽和底吹炉 (3) 易 隔绝氧气和水 【详解】（1）钢材属于铁的合金，锌、铝属于纯金属，其中属于合金的是钢材。 （2）①焦炭燃烧会放出大量热，为高炉炼铁提供所需的高温条件，同时生成的一氧化碳还能作为还原剂还原铁矿石。 ②解:得到含杂质的生铁的质量为x。 ，得到含杂质的生铁的质量为482.8t。 ③中氧元素的化合价为-2，设硫元素的化合价为x，根据化合价代数和为0，,解得x=+4。焙烧炉中ZnS和氧气反应转化为ZnO和 SO2，反应的化学方程式为2ZnS+3O22ZnO+ 2SO2。 ④不断搅拌能让反应物之间接触更充分，从而加快反应速率，提高反应的转化率。 ⑤根据质量守恒定律，反应前后原子的种类和数目不变。 ，反应前原子数目：Zn：3，Fe：6，O：12，C：1； 反应后：Fe：6，O：9，C：1； 则3X中含3个Zn、3个O，即X为ZnO。 ⑥结合流程图可知最终可以获得锌的设备有电解槽和底吹炉。 （3）⑦跨海铁制桥梁比跨江铁制桥梁更易生锈。海水中有盐，盐溶液可以加速铁的锈蚀。 ⑧港珠澳大桥钢构件采用喷涂环氧树脂涂层进行防腐蚀，防腐蚀的原理是隔绝氧气和水。 题型16 废金属的回收利用 1．【回收流程】(24-25九上·辽宁本溪·期末)九年一班组织了《我为家乡做代言》为主题的宣传活动，小米学习小组确定以“我市的金属资源”为内容开展了调查。 Ⅰ．金属矿产 (1)我市的金属矿产资源丰富，常见的铁矿石有赤铁矿(主要成分为Fe2O3)，磁铁矿(主要成分为Fe3O4)，它们的主要成分从组成上看都属于___________(填字母)。 A．单质 B．化合物 C．氧化物 Ⅱ．冶金工业 (2)我市钢铁厂生产的球墨铸造用生铁享誉全国，和纯铁相比，生铁的硬度更 。 (3)用500t含氧化铁80%的赤铁矿石和一氧化碳反应炼铁，化学方程式为 ，理论上可炼出含铁96%的生铁的质量是 t。(结果保留整数) Ⅲ．对金属资源的保护 途径一  防止金属锈蚀 (4)小组同学设计了下图实验，经过一周的观察，发现只有试管①中的铁钉生锈了。由此可知，铁生锈实际上是铁跟空气中 等物质作用的结果。 (5)防锈要有针对性，方法要正确。将下列金属制品与其合理的防锈方法连线 。 金属制品 防锈方法 铁制篮球架 涂油 自行车链条 喷漆 途径二  回收废旧金属 (6)从废弃白铜[主要含铜、镍(Ni)，其它成分忽略不计]中回收金属铜和镍的流程如图所示。 资料：镍是一种银白色固体，能与稀硫酸发生反应生成+2价镍的化合物和氢气。 ①粉碎的目的是 。 ②操作a的名称是 ，固体甲是 。 ③“酸浸”中发生反应的化学方程式为 。 【答案】(1)BC (2)大 (3) 292 (4)氧气和水 (5) (6) 增大反应物的接触面积，加快反应速率 过滤 铜/Cu 【详解】（1）氧化铁和四氧化三铁都是由铁元素和氧元素组成的纯净物，属于化合物，属于氧化物，故选BC； （2）合金的硬度比组成它的纯金属的硬度大，生铁是铁的合金，和纯铁相比，生铁的硬度更大； （3）赤铁矿的主要成分是氧化铁，一氧化碳和氧化铁高温下反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为； 根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类和质量不变，根据铁元素质量守恒，理论上可炼出含铁96%的生铁的质量是； （4）①铁与氧气和水同时接触，②铁只与水接触，③铁只与氧气接触，经过一周的观察，发现只有试管①中的铁钉生锈了。由此可知，铁生锈实际上是铁跟空气中氧气和水等物质作用的结果； （5）铁制篮球架可喷漆，隔绝氧气和水，达到防锈目的；自行车链条可以涂油，隔绝氧气和水，达到防锈目的；图示为； （6）①粉碎可增大反应物的接触面积，加快反应速率； ②操作a可分离固体和液体，名称是过滤；废弃白铜，主要含铜、镍(Ni)，粉碎，加入过量稀硫酸，铜不能与硫酸反应，镍能与硫酸反应生成硫酸镍和氢气，过滤得到固体甲是铜； ③“酸浸”中镍能与硫酸反应生成硫酸镍和氢气，化学方程式为。 解题要点 解题时需掌握好保护金属资源的有效途径①防止金属锈蚀。②废旧金属回收利用。③有计划、合理地 开采矿物，严禁乱采滥挖。④寻找金属的代用品等。 2．【回收方法】(24-25九上·宁夏银川·期末)下列做法不能有效保护金属资源的是 A．防止金属腐蚀 B．寻找金属的代用品 C．回收利用废旧金属 D．导电性最好的银取代铜、铝制作导线 【答案】D 【详解】A、防止金属腐蚀，可保护金属资源，选项不符合题意； B、寻找金属的代用品，可保护金属资源，选项不符合题意； C、回收利用废旧金属，可保护金属资源，选项不符合题意； D、银是贵金属，其价格比铜、铝都高，用于替代铜、铝制作导线不符合经济原则，不利于保护金属资源，选项符合题意； 故选D。 3．【对环境的影响】(24-25九上·湖南衡阳船山实验中学·期末)2024年2月29日下午召开了衡阳市创建全国文明城市工作推进会，会上强调要下大力气解决环境卫生“脏”等问题。如图是我市街道旁的垃圾桶。 (1)易拉罐应放入 （填“可回收”或“不可回收”）垃圾桶内。 (2)铝质内筒较铁质内筒更耐腐蚀，其原因是 （用方程式表示）。 (3)铁质外壳刷漆，既美观，又防锈，其防锈原理是 。 【答案】(1)可回收 (2) (3)隔绝氧气、水 【详解】（1）易拉罐一般是由金属材料制成，金属材料可回收再利用，所以应放入可回收垃圾桶内。 （2）铝质内筒较铁质内筒更耐腐蚀，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，从而阻止铝进一步被氧化，化学方程式为。 （3）铁生锈的条件是与氧气、水同时接触，铁质外壳刷漆，能在铁的表面形成一层保护膜，隔绝氧气、水，从而达到防锈的目的。 题型17 氢气的实验室制备 1．【实验原理】(24-25九上·广东广州海珠区·期末)氢气是理想、清洁的高能燃料。实验室用锌和稀硫酸反应制取氢气。该反应中温度随时间的变化如图所示。 (1)写出实验室制取氢气的反应方程式 。 (2)根据图像分析，上述反应属于 反应（填“吸热”或“放热”）。 (3)甲烷、水蒸气重整是工业制取氢气的重要途径，通常在高温、高压，有催化剂的条件下进行，同时生成一种温室气体。写出该反应的化学方程式 。 (4)上述反应不用于实验室里制取氢气，说明理由 。 【答案】(1) (2)放热 (3) (4)设备复杂、操作不便、存在较大的安全隐患（合理即可) 【详解】（1）实验室通常用锌粒与稀硫酸反应制取氢气，锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，该反应的化学方程式为：； （2）由图可知，随着反应的进行，温度升高，故上述反应是放热反应； （3）甲烷和水蒸气在高温、高压和催化剂的作用下反应生成氢气和一种温室气体，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C、H、O，生成物中含H，故生成物中还应含C、O，故生成的温室气体是二氧化碳，该反应的化学方程式为：； （4）该反应需在高温、高压、有催化剂的条件下进行，设备复杂、操作不便、存在较大的安全隐患，不适宜在实验室中实现，因此不用于实验室制取氢气。 2．【发生装置】(2025·湖北省荆州市沙市·调研)根据如图实验装置，回答下列问题： (1)写出图中仪器a的名称： 。 (2)写出实验室用B装置制取氧气的化学反应方程式 。 (3)实验室制取并收集一瓶较纯净的时，要想控制反应的速率，应选择的装置组合是 。 (4)若用E装置收集，进气口为 （填“①”或“②”）。 【答案】(1)长颈漏斗 (2) (3)CD (4)① 【详解】（1）由图可知，仪器a的名称是：长颈漏斗； （2）B装置适用于固液不加热反应制取气体，适用于过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，过氧化氢在二氧化锰的催化下分解生成水和氧气，该反应的化学方程式为：； （3）实验室通常用锌粒与稀硫酸反应制取氢气，属于固液不加热反应，且需要控制反应速率，发生装置可选C，C装置可通过分液漏斗控制液体的滴加速率，从而控制反应速率，氢气难溶于水，密度比空气小，可用排水法或向下排空气法收集，排水法收集的气体比较纯净，故收集装置可选D，故填：CD； （4）若用E装置收集，二氧化碳的密度比空气大，应从①端通入。 3．【氢气收集方法】(2025·安徽省淮北市·三模)实验室收集气体的部分装置如下图所示，回答下列问题。 (1)写出高锰酸钾分解制取氧气的化学方程式： ，反应中需要用到的加热仪器是 。 (2)既能用于收集氧气又能用于收集氢气的装置为 （从A~C中选择）。 (3)实验室欲用排出的水的体积来测定高锰酸钾分解生成氧气的体积，E装置的导管口c应与D装置的导管口 （填字母）相连。 (4)关于测定高锰酸钾分解生成氧气体积的实验，下列说法正确的是______（填字母）。 A．一定要加热一段时间排尽发生装置内的空气后，再连接测体积装置 B．装置D中若未装满水，对测量结果有影响 C．实验后要调节量筒高度，使量筒内液面与装置D中液面在同一水平面 D．测定的氧气体积偏大，可能是因为装置未冷却至室温就开始读数 【答案】(1) 酒精灯 (2)C (3)b (4)CD 【详解】（1）高锰酸钾在加热条件下分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为； 实验室常用的加热仪器是酒精灯。 （2）氧气不易溶于水，密度比空气大，可用排水法（C 装置）和向上排空气法（B 装置）收集；氢气难溶于水，密度比空气小，可用排水法（C 装置）和向下排空气法（A 装置）收集。所以既能收集氧气又能收集氢气的装置是 C（排水法收集装置）。 （3）实验室用排出水的体积测定高锰酸钾分解生成氧气的体积，氧气应从 D 装置短管进，水从长管出，所以 E 装置导管口 c 应与 D 装置导管口 b 相连。 （4）A、不需要加热一段时间排尽发生装置内空气后再连接测体积装置，因为一开始排出的空气不影响最终氧气体积的测定，该选项错误； B、装置 D 中未装满水，只要实验前记录初始水的体积，实验后通过前后体积差计算排出水的体积，对测量结果无影响，该选项错误； C、实验后调节量筒高度，使量筒内液面与装置 D 中液面在同一水平面，是为了使装置内外压强相等，保证测量的准确性，该选项正确； D、装置未冷却至室温就开始读数，由于气体热胀冷缩，此时量筒内收集到的水体积偏大，会导致测定的氧气体积偏大，该选项正确。 故选CD。 4．【氢气检验方法】（2025·河北唐山·三模）小组同学设计实验制取干燥的氢气并点燃验证水的组成。下列相关实验操作正确的是 A．制取氢气 B．干燥 C．氢气验纯 D．氢气燃烧 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【解析】A.实验室用锌粒和稀硫酸制取氢气时，长颈漏斗的下端管口应伸入液面以下，形成液封，防止生成的气体从长颈漏斗逸出，图中长颈漏斗下端未伸入液面以下，操作错误，故A错误； B.浓硫酸干燥氢气时，氢气应从长管进短管出，能与浓硫酸充分接触，达到干燥目的，接反，氢气会把浓硫酸压出，造成危险，图中操作错误，故B错误； C.氢气密度比空气小，检验氢气纯度时，用大拇指堵住试管口，管口向下移近酒精灯火焰，图中试管口朝上，操作错误，故C错误； D.氢气在空气里燃烧实验中，在带尖嘴的导管口点燃纯净的氢气，然后在火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯，观察到烧杯内壁有水珠形成，说明氢气的燃烧产物是水，该实验操作正确，故D正确。 故选：D。 1 / 1学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $