内容正文:
主题二 物质的性质与应用
专题08 金属和金属矿物
目 录
01·考情剖析·命题前瞻 2
02·知识导航·网络构建 3
03·考点解析·知识通关 4
考点一 金属材料
考点二 金属的化学性质
构建物质网络——以铁为核心、以铜为核心
考点三 金属活动性顺序及其应用
考点四 金属资源的利用和保护
实验活动 常见金属的物理和化学性质
跨学科实践活动 垃圾的分类与回收利用
04·题型洞悉·考向预测 34
题型一 金属材料
考向01金属材料的判断
考向02金属性质与用途的对应关系
考向03根据用途推测金属的性质
考向04合金的特性
考向05常见合金的使用
题型二 金属的化学性质
考向01 金属与氧气反应
考向02 金属与酸反应
考向03 金属与酸反应图像
考向04 金属与盐溶液反应
题型三 金属活动性顺序及其应用
考向01 金属活动性顺序的判断
考向02 金属活动性顺序的实验探究
考向03 滤液、滤渣的成份的判断
考向04 工业流程中的金属回收
题型四 金属资源的利用和保护
考向01 铁的冶炼
考向02 炼铁的相关计算
考向03 铁生锈条件的探究
考向04 铁制品的腐蚀与防护
考向05 保护金属资源
05·优题精选·练能提分 58
考点要求
2025年
2024年
2023年
课标要求
金属材料
沈阳T15(1)、大连T19(1)、阜新T23(1)、丹东T15(1)(4)、铁岭葫芦岛T21(3)、锦州T13(2)、营口T24(1)(2)、盘锦T12(3)、鞍山T21(1)(2)、朝阳T20(1)、抚顺本溪辽阳T21(1)(2)
知道金属具有一些共同的物理性质;知道在金属中加入其他元素形成合金可以改变金属材料的性能;了解金属、金属材料在生产生活和社会发展中的重要作用。
金属的
化学性质
沈阳T15(2)、铁岭葫芦岛T21(4)、
锦州T9、T10、营口T24(3)(4)、
鞍山T25(2)、朝阳T12、T21(4)
通过实验探究等活动认识常见金属的主要化学性质。
金属活动性顺序及其应用
沈阳T15(3)、大连T23、阜新T23(3)、25(2)、铁岭葫芦岛T11、盘锦T12(4)、鞍山T21(4)、朝阳T20(2)(3)、抚顺本溪辽阳T21(4)
通过实验探究等活动认识金属活动性顺序。
金属资源保护
辽宁卷T10
沈阳T14(2)、T18(6)(7)(8)、大连T9、T19(2)、阜新T23(2)(4)、营口T24(5)、丹东T13(1)、15(2)(3)、盘锦T8、T14(1)、铁岭葫芦岛T21(1)(2)、抚顺本溪辽阳T23(3)、
鞍山T14、T21(3)、朝阳T18(1)、T19(3)
知道大多数金属在自然界中是以金属矿物形式存在的,认识金属矿物是宝贵的自然资源。体会化学方法在金属冶炼中的重要性。以铁生锈为例,了解防止金属腐蚀的常用方法;了解废弃金属对环境的影响及金属回收再利用的价值。
命题预测
结合工业生产、生活用品、航空航天、古代典籍等情境考查金属材料、金属的物理性质和用途,题型一般以选择题为主,少数穿插于填空、实验、流程题型中。在实验题、探究题中考查,常见金属与酸反应的图像、探究金属活动性实验的现象和化学方程式书写等。金属冶炼的考查大多以填空题和流程题的形式呈现,少数以选择题的题型呈现。金属资源保护的考查一般在选择题中,也可结合金属的其他内容穿插于非选择题中。常见的考点有:金属材料的判断、金属的性质与用途、金属活动性探究、铁的冶炼、铁生锈的条件、防止铁生锈的原理与方法。
考点一 金属材料
1.金属材料
(1)金属材料包括纯金属(纯净物)和合金(混合物)。
(2)金属的物理性质及用途
共性
①导电性→用铜丝制作导线 ②导热性→用铁锅做饭
③延展性→铝能制作铝箔 ④有金属光泽→制作各种装饰品
个性
颜色:大多数金属是银白色,而铜呈紫红色,金呈金黄色,铁粉呈黑色
状态:常温下,大多数金属为固体,而汞为液体
(3)金属的用途(性质和用途要对应)
物质的性质在很大程度上决定了物质的用途,另外还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利以及是否容易回收和对环境的影响等多种因素。
①性质决定用途
铜、铝具有导电性→电线;钨熔点高→灯丝;铬硬度大→做镀层金属;铁硬度大→菜刀、镰刀、锤子等;
②生活中应用的金属: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。
(4)金属之最
(1)地壳中含量最多的金属元素
铝
(6)熔点最高的金属
钨
(2)人体中含量最多的金属元素
钙
(7)熔点最低的金属
汞
(3)目前世界年产量最多的金属(铁>铝>铜)
铁
(8)密度最大的金属
锇
(4)导电、导热性最好的金属(银>铜>金>铝)
银
(9)密度最小的金属
锂
(5)硬度最高的金属
铬
2.合金
(1)概念:在纯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)合金的特性:
一般来说,合金与组成它的纯金属相比较,硬度更大,熔点更低,抗腐蚀性更好。
铁合金
生铁:含碳量 2%~4.3%
铁的合金主要含Fe、C,生铁和钢的主要区别是含碳量不同,也含有不同的成分,因此它们的性能也不同。
钢:含碳量0.03%~2%
锡合金
焊锡:熔点低,用于焊接金属
伍德合金:熔点只有70℃,做保险丝
铜合金
黄铜:铜锌合金。强度高、可塑性好、耐腐蚀;做零件、仪表
青铜:铜锡合金。强度高、可塑性好、耐腐蚀;做零件
铝合金
硬铝:强度和硬度大,用作飞机、火箭、轮船
钛合金
优点:熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、机械性能好、抗腐蚀性能好
用途:广泛用于火箭、导弹、航天器、化工设备、通信设备和医疗等。如:制造人造骨和形状记忆合金;
1.合金是混合物 。
2.形成合金的过程是物理变化 ,合金中的金属以单质形式存在。
3.合金中各成分的化学性质不变 。
4.生铁和钢的主要区别是含碳量不同,“百炼成钢”的原理是:通入纯氧使生铁中的碳与氧气充分反应生成二氧化碳而降低生铁中的含碳量。化学方程式:C+O2CO2
5.可以用相互刻画的方式比较金属与其合金的硬度,如图
1.(2025·辽宁盘锦·模拟预测)文物见证历史,化学创造文明,东北三省出土的下列文物据其主要成分不能与其他三项归为一类的是
A.西周青铜酒器鸭尊
B.唐代彩绘骑骆驼俑
C.三彩摩羯陶壶
D.北燕鸭形玻璃注
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A、西周青铜酒器鸭尊由青铜制成,青铜是铜的合金,属于金属材料;
B、唐代彩绘骑骆驼俑由陶瓷制成,属于无机非金属材料;
C、三彩摩羯陶壶由陶瓷制成,属于无机非金属材料;
D、北燕鸭形玻璃注由玻璃制成,属于无机非金属材料;
综上可知,西周青铜酒器鸭尊主要成分不能与其他三项归为一类,故选:A。
2.(2025·辽宁沈阳·三模)辽宁省的历史源远流长,有着独具特色的文化积淀。下列说法中不正确的是
A.沈阳老龙口白酒酿造过程中酒香四溢,说明分子在不断运动
B.锦州的满族刺绣以家织布为底衬,其中的棉线灼烧时会产生烧纸的气味
C.阜新被称为玛瑙之都,玛瑙中的硅元素是地壳中含量最多的金属元素
D.辽宁省博物馆内珍藏的饕餮纹大圆鼎是商代早期的青铜器,其材质属于合金
【答案】C
【详解】 A、白酒酿造过程中酒香四溢,是因为酒精分子在不断运动,扩散到空气中使人闻到香味,A正确;
B、棉线的主要成分是纤维素,灼烧时会产生烧纸的气味 ,B正确;
C、地壳中含量最多的金属元素是铝元素,硅元素是非金属元素,C错误;
D、青铜器是铜锡等形成的合金,合金属于金属材料,D正确。
故选C。
3.(2025·辽宁葫芦岛·一模)规范操作是实验成功的保障,下列实验操作正确的是
A.测溶液的 B.比较金属制品硬度
C.过滤 D.稀释浓硫酸
【答案】B
【详解】A、测定溶液pH时,不能将pH试纸直接浸入待测液中,该选项操作不正确;
B、互相刻画纯铜片(纯金属)和黄铜片(合金),通过划痕可比较金属和合金的硬度,该选项操作正确;
C、过滤时,液体需用玻璃棒引流,该选项操作不正确;
D、稀释浓硫酸时,应将浓硫酸沿烧杯内壁缓慢倒入水中,并不断用玻璃棒搅拌,该选项操作不正确。
故选B。
4.(2025·辽宁本溪·模拟预测)中国已成为世界上高速铁路发展最快、系统技术最全、集成能力最强、运营里程最长、运行时速最高、在建规模最大的国家,中国高铁引领着世界高铁发展的新潮流。在高铁建设中广泛应用了金属和金属材料,下列说法不正确的是
A.铝的化学性质比铁活泼,铝在潮湿的空气中比铁更容易生锈
B.日常使用的金属材料,大多数属于合金
C.工业炼铁用到的原料有:铁矿石、焦炭、空气、石灰石
D.合金与组成它的纯金属相比,熔点更低,抗腐蚀性能更好
【答案】A
【详解】A、铝的化学性质比铁活泼,但铝比铁更耐腐蚀,是因为铝在常温下能与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜,能阻止内部金属进一步被氧化,说法错误,符合题意;
B、日常使用的金属材料,大多数属于合金,说法正确,不符合题意;
C、工业炼铁用到的原料有:铁矿石、焦炭、空气、石灰石,说法正确,不符合题意;
D、合金与组成它的纯金属相比,熔点更低,抗腐蚀性能更好,说法正确,不符合题意。
故选:A。
5.(2025·辽宁·模拟预测)我省铁矿资源丰富,鞍山钢铁是我国最大的钢铁生产基地之一、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.合金中至少含有两种金属元素
C.铁在潮湿的环境中比在干燥的环境中更容易生锈
D.工业炼铁的原理是,该反应属于置换反应
【答案】C
【详解】A. 汞在常温下为液态,故错误。
B. 合金可含非金属(如钢含碳),无需两种金属,故错误。
C. 铁生锈需水和氧气,潮湿环境更易满足条件,故正确。
D. 工业炼铁的原理是,该反应反应物均为化合物,不符合置换反应定义,故错误。
故选:C。
考点二 金属的化学性质
1.金属与氧气的反应
金属+氧气→金属氧化物
镁
铝
铁
铜
2Mg+O2 = 2MgO
4Al+3O2 = 2Al2O3
3Fe+2O2Fe3O4
2Cu+O22CuO
常温下表面形成氧化膜
常温下表面形成氧化膜
铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体
紫红色的铜丝加热后变黑
【温馨提示】①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。
②“真金不怕火炼”说明高温下化学性质稳定
2.金属与酸反应
金属+酸→盐+H2↑(置换反应)
反应条件:金属活动性排在H前
注意: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。
+稀盐酸
+稀硫酸
镁
锌
铁
现象
固体逐渐溶解,产生大量气泡
固体逐渐溶解,产生较多气泡
固体逐渐溶解,无色溶液变为浅绿色,产生少量气泡
方程式
Mg+2HCl = MgCl2+H2↑
Zn+2HCl = ZnCl2+H2↑
Fe+ 2HCl = FeCl2 + H2↑
Mg+H2SO4 = MgSO4+H2↑
Zn+H2SO4 = ZnSO4+H2↑
Fe+H2SO4 =FeSO4+H2↑
3.金属与其他金属化合物的溶液反应
金属+盐→新盐+新金属 (置换反应)
反应条件:参加反应的金属活动性必须强于盐中金属的活动性(K、Ca、Na除外),且盐必须可溶。
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
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。
通过金属与金属化合物溶液是否反应判断金属的活动性。
构建物质网络——以铁为核心
①
②Fe+2HCl=== FeCl2+H2↑
③
④
⑤
构建物质网络——以铜为核心
①2Cu+O2 2CuO
②CO+CuO Cu+CO2
C+2CuO 2Cu+CO2↑
③CuO+2HCl=== CuCl2+H2O
④CuO+H2SO4=== CuSO4+H2O
⑤CuCl2+2NaOH=== 2NaCl+Cu(OH)2↓
⑥CuSO4+2NaOH=== Na2SO4+Cu(OH)2↓
⑦Cu+2AgNO3=== Cu(NO3)2+2Ag
1.铁与稀硫酸、稀盐酸及盐溶液发生置换反应时只能生成+2价的亚铁离子(含Fe2+的溶液显浅绿色),不能生成+3价的铁离子(含Fe3+的溶液显黄色)
2.金属和盐反应的条件:a.反应物中金属单质的活动性强于金属盐溶液中的金属(K、Ca、Na除外);b.必须在溶液中进行
*金属化合物必须溶于水;AgCl不溶于水,不能用于和金属发生置换反应;
*K、Ca、Na太活泼,常温下和水反应,不能置换出金属化合物中的金属。
3.实验前必须打磨金属表面,目的是 除去金属表面的氧化膜和污物 。
4.做金属与酸反应的实验时,一般用稀盐酸或稀硫酸,不用硝酸和浓硫酸;盐必须是可溶性盐。
5.金属与酸反应的快慢与多种因素有关,如金属的种类、金属与酸的接触面积、酸的浓度和温度等。因此,在比较金属活动性顺序时,需要注意控制变量法的应用,如酸溶液或盐溶液的温度、浓度、体积,金属的形状、表面积等需保持一致。
1.(2025·辽宁盘锦·模拟预测)某同学绘制了含铁元素的部分物质转化关系图(图中“→”表示一种物质可以转化为另一种物质,部分反应物、生成物及反应条件已略去)。下列说法中,正确的是
A.铁丝能在空气中剧烈燃烧实现转化① B.转化②可通过与CO在常温下反应实现
C.氧气和水同时存在是实现转化③的主要条件 D.通过Fe与溶液反应可实现转化④
【答案】C
【详解】A、铁丝在空气中不能燃烧,故A错误;
B、转化②可通过与CO在高温下反应实现,而不是常温,故B错误;
C、铁转化为铁锈,氧气和水同时存在是实现转化③的主要条件,故C正确;
D、铁的金属活动性比锌弱,不能与硫酸锌发生置换反应,故D错误。
故选C。
2.(2025·辽宁沈阳·二模)用如图装置验证质量守恒定律。下列分析错误的是
A.加热后铜粉由红色变成黑色
B.若装置漏气,电子秤示数会增大
C.加热后,锥形瓶冷却至室温才可称量装置质量
D.反应过程中气球鼓起,该装置不能验证质量守恒定律
【答案】D
【详解】A、铜与氧气在加热条件下反应生成氧化铜,固体由红色变为黑色,说法正确,不符合题意;
B、铜与氧气在加热条件下反应生成氧化铜,若装置漏气,电子秤示数会增大,是因为氧气被消耗后,装置外面的空气会进入装置,说法正确,不符合题意;
C、加热后,锥形瓶冷却至室温才可称量装置质量,以防止气球膨胀产生的浮力增大影响实验结果,说法正确,不符合题意;
D、反应过程中气球鼓起,完全反应冷却至室温后,由于氧气被消耗,气体减少,压强减小,所以气球变瘪,该装置反应前后质量不变,能验证质量守恒定律,说法错误,符合题意。
故选:D。
3.(2025·辽宁丹东·二模)下列事实能用金属活动性解释的是
①铝制品比铁制品更耐腐蚀
②用硫酸铜溶液和铁制取铜
③用稀盐酸除铁锈
④金属银不能与稀硫酸反应
A.①② B.①②③ C.②④ D.①②④
【答案】C
【详解】①铝制品比铁制品更耐腐蚀,是因为铝在常温下能与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜,能阻止内部金属进一步被氧化,不能用金属活动性解释;
②用硫酸铜溶液和铁制取铜,是因为铁比铜活泼,铁能与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,能用金属活动性解释;
③用稀盐酸除铁锈,是因为铁锈主要成分是氧化铁,稀盐酸能与氧化铁反应生成氯化铁和水,不能用金属活动性解释;
④金属银不能与稀硫酸反应,是因为银的金属活动性在氢之后,能用金属活动性解释;
综上可知,能用金属活动性解释的是②④,故选:C。
考点三 金属活动性顺序及其应用
1.金属活动性顺序
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
金属活动性顺序由强逐渐减弱
①在金属活动性顺序表里,金属的位置越靠前,它的活动性就越强。(前强后弱)
②在金属活动性顺序表里,只有位于氢之前的金属才能置换出盐酸和稀硫酸中的氢。(氢前换氢)
③在金属活动性顺序表里,只有位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的化合物溶液中置换出来。(强置换弱)
2.比较金属活动性的方法:
金属+氧气
金属+酸溶液
金属+盐溶液
能反应>不能反应
反应剧烈>反应不剧烈
能反应>不能反应
反应剧烈>反应不剧烈
A+BC=B+AC
能反应,A>B;不能反应,A<B
3.金属活动性顺序的应用
类型1 金属活动性顺序的判断
分析:注意金属与酸反应时作对比实验要控制变量(如酸种类、浓度、体积;金属的形状、接触面积;温度等)
类型2 金属活动性的判断实验设计
(1)两种金属活动性判断
待比较金属
Zn、Fe
Fe、Cu
Cu、Ag
活动性比较
Zn>Fe>H
Fe>H>Cu
H>Cu>Ag
金属+酸
将打磨过的铁和锌分别放
入等质量等浓度的同种酸
比较反应的剧烈程度
将打磨过的铁和铜分别放
入等质量等浓度的同种酸
比较能否反应
均不与酸反应,
不能证明
金属+化合物溶液
方案:前金属+后溶液,能置换
Zn+FeCl2=ZnCl2+Fe
操作:将打磨过的锌条放入氯化亚铁溶液中,观察到有黑色固体析出(析出铁为颗粒状)
方案:前金属+后溶液,能置换
Fe+CuCl2=FeCl2+Cu
操作:将打磨过的铁丝放入氯化亚铜溶液中,观察到有紫红色固体析出
方案:前金属+后溶液,能置换
Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag
操作:将铜丝放入硝酸银溶液中,观察到有银白色固体析出
方案:后金属+前溶液,不置换
Fe+ZnSO4
操作:将打磨过的锌条放入氯化亚铁溶液中,无明显现象
方案:后金属+前溶液,不置换
Cu+FeSO4
操作:将铜片放入硫酸亚铁溶液中,无明显现象
方案:后金属+前溶液,不置换
Ag+Cu(NO3)2
操作:将银丝放入硝酸铜溶液中,无明显现象
(2)三种金属活动性判断
待比较金属
Fe、Cu、Ag
活动性:Fe>H>Cu>Ag
方案1:
前金属+后溶液
方案:①证明Fe>Cu: Fe+Cu(NO3)2能置换 ②证明Cu>Ag: Cu+AgNO3能置换
药品:打磨过的铁丝、铜丝,硝酸铜溶液、硝酸银溶液(4种)
操作:将打磨过的铁丝放入硝酸铜溶液中,铁丝上有红色固体析出;将铜丝放入硝酸银溶液中,铜丝表面出现银白色固体。
方案2:
后金属+前溶液
方案:①证明Ag<Cu: Ag+Cu(NO3)2 不置换 ②证明Cu<Fe: Cu+Fe(NO3)2 不置换
药品:打磨过的银丝、铜丝,硝酸铜溶液、硝酸亚铁溶液(4种)
操作:将打磨过的银丝放入硝酸铜溶液中,无明显现象;将铜丝放入硝酸亚铁溶液中,无明显现象。
方案3:
两边金属+中间溶液
方案:①证明Fe>Cu: Fe+Cu(NO3)2能置换 ②证明Ag<Cu: Ag+Cu(NO3)2不置换
药品:打磨过的铁丝、银丝,硝酸铜溶液(3种)
操作:将打磨过的铁丝放入硝酸铜溶液中,铁丝上有红色固体析出;将银丝放入硝酸铜溶液中,无明显现象。
方案4:
中间金属+两边溶液
方案:①证明Cu<Fe: Cu+Fe(NO3)2不置换 ②证明Cu>Ag: Cu+AgNO3能置换
药品:打磨过的铜丝,硝酸亚铁溶液、硝酸银溶液(3种)
操作:将打磨过的铜丝放入硝酸亚铁溶液中,无明显现象;将铜丝放入硝酸银溶液中,铜丝表面出现银白色固体。
类型3 鉴别和除杂
例1 鉴别黄铜(铜锌合金)和黄金
实验方案
现象
可能涉及的化学方程式
①用火灼烧
若变黑则为黄铜;若无明显现象为黄金
2Cu+O22CuO
②加入稀盐酸
若产生气泡则为黄铜;若无明显现象为黄金
Zn+2HCl = ZnCl2+H2↑
③加入硫酸铜溶液
若出现红色固体为黄铜;若无明显现象为黄金
Zn + CuSO4 = Cu + ZnSO4
例2 除去金属中杂质金属或金属化合物溶液中的金属化合物
(除杂的要求:不增,不减,易分离,易恢复原状)
混合物
方法
有关化学方程式
Cu(Zn)
①加入足量稀盐酸,过滤、洗涤、干燥
Zn+2HCl = ZnCl2+H2↑
②加入足量硫酸铜溶液,过滤、洗涤、干燥
Zn + CuSO4 = Cu + ZnSO4
FeSO4(CuSO4)
加入足量铁粉,过滤
Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4
类型4 滤渣、滤液成分的判断
1.一种金属和一种盐溶液反应后滤渣、滤液成分的判断
例1 金属A的活泼性强于B,将金属A投入金属B的盐溶液中,滤渣滤液成分的情况分析如下:
A不足
A恰好反应
A过量
滤渣
B
B
B、A
滤液
A盐、B盐
A盐
A盐
*2.多种金属与一种金属的盐溶液反应
两种金属(活动性强于金属化合物中金属)同时放入某金属化合物溶液中,活动性强的金属单质先反应
*3.一种金属和多种金属的盐溶液反应
一种金属(活动性强于金属化合物中金属)放入两种金属化合物混合溶液中,活动性弱的金属化合物先反应
1.判断反应能否发生的误区
酸的选择:仅适用于盐酸、稀硫酸等非氧化性酸,浓硫酸、硝酸因强氧化性不生成氢气。
盐的溶解性:反应物和生成物的盐均需可溶,如AgCl难溶导致铁与氯化银不反应。
特殊金属限制:K、Ca、Na等极活泼金属会先与水反应,无法直接置换盐中的金属。
铁的反应产物:铁与酸或盐溶液反应生成+2价亚铁离子(Fe²⁺),而非+3价。
2.比较金属活动性强弱的误区
反应速率干扰:与酸反应快慢受接触面积、产物覆盖等因素影响,如铝因表面氧化膜可能反应缓慢。
实验设计缺陷:未控制变量(如酸浓度、金属纯度)可能导致误判。
3.实际应用中的误区
适用范围:仅适用于水溶液反应,熔融态或非溶液环境不适用。
冶炼方法误判:金属活动性顺序可指导冶炼方法(如电解法用于活泼金属),但需结合具体工艺。
1.(2025·辽宁营口·二模)现有编号为:X、Y、Z的三种金属,如果将X和Y分别放入稀硫酸中,X溶解并产生氢气,Y不反应;如果将Y和Z分别加入到AgNO3溶液中,过一会儿,发现Y表面出现白色物质而Z却没有。根据以上事实,则X、Y、Z的金属活动性由强到弱依次为
A. B. C. D.Z>X>Y
【答案】A
【详解】如果把和分别放入稀硫酸中,溶解并产生氢气,不反应,说明位于氢前,位于氢后,即;如果把和分别放入硝酸银溶液中,过一会儿,在表面有银析出,而没有变化,说明的金属活动性比银强,的金属活动性比银弱,即;则、、Z的金属活动性顺序为。
故选A。
2.(2025·辽宁沈阳·二模)我国首艘航母辽宁舰使用了大量的合金材料。黄铜主要为 Cu和Zn的合金,下列试剂不能验证 Cu、Zn的金属活动性顺序的是
A.溶液 B.溶液 C.稀盐酸 D.溶液
【答案】A
【详解】A、铜、锌均与氯化铝不反应,均无明显现象,说明铝比锌、铜活泼,但是无法验证铜、锌的金属活动性顺序,符合题意;
B、锌能与氯化亚铁反应生成氯化锌和铁,有黑色固体析出,说明锌比铁活泼,铜与氯化亚铁不反应,无明显现象,说明铁比铜活泼,则锌比铜活泼,不符合题意;
C、锌能与稀盐酸反应生成氯化锌和氢气,产生气泡,说明在金属活动性顺序里,锌排在氢前,铜与稀盐酸不反应,无明显现象,说明在金属活动性顺序里,铜排在氢后,说明锌比铜活泼,不符合题意;
D、锌能与氯化铜反应生成氯化锌和铜,有红色固体析出,说明锌比铜活泼,不符合题意。
故选A。
3.(2025·辽宁营口·一模)为探究金属能否与稀盐酸发生反应,同学们进行了如图所示的实验。下列相关现象与结论正确的是______(填字母序号)。
A.图中四个实验中均有气泡产生,但速率不同
B.实验③中溶液由无色逐渐变为黄色
C.实验中产生的气体可用燃着的木条进行检验
D.实验中所用稀盐酸的浓度和体积可以不同
【答案】C
【详解】A、①②③中的金属均能与稀盐酸反应生成氢气,均能观察到有气泡产生,且金属活
动性:Mg>Zn>Fe,金属活动性越强,与酸反应越剧烈,产生气泡的速率就越快;④中的铜不与稀盐酸反应,无明显现象,故A错误;
B、实验③中铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,可观察到溶液由无色变为浅绿色,故B错误;
C、①②③中的金属均能与稀盐酸反应生成氢气,氢气燃烧会产生淡蓝色火焰,因此实验中产生的气体可用燃着的木条进行检验,故C正确;
D、该实验是探究金属能否与稀盐酸发生反应,变量为金属的种类,其他条件下均相同,因此实验中所用稀盐酸的浓度和体积相同,故D错误。
故选C;
4.(2025·辽宁鞍山·二模)【探究部分金属活动性顺序】
为探究锌、铁、铜三种金属的活动性及它们和氢元素的位置关系,小红设计了如下实验:
(4)试管B中发生的反应属于的基本反应类型是 。
(5)小莉认为省略上述实验中的 (填字母),也能达到实验目的。
【答案】
(4)置换反应
(5)C
【详解】
(4)由图可知,三个B中的反应是铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,是一种单质与一种化合物生成另一种单质和另一种化合物的反应,符合置换反应的特点,属于置换反应,故填置换反应。
(5)A中铁不与硫酸锌反应,证明锌的金属活动性比铁强,B中铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,产生气泡,说明铁位于氢前,D中铜不与稀硫酸反应,说明铜位于金属活动性顺序表中强的后面,且金属活动性比铁弱,所以省略上述实验中的C,也能达到实验目的,故填C。
5.(2025·辽宁盘锦·一模)Ⅱ. 常见金属的物理性质和化学性质
(4)
实验内容
现象与分析
①采用相互刻画的方法,比较纯铜片和黄铜片的硬度。
纯铜片上出现划痕,由此可知:黄铜片比纯铜片的硬度 (填“大”或“小”)。
②加热铜片一端,观察另一端蜡烛的变化情况。
蜡烛熔化,说明铜具有的物理性质是 。
③倾斜Y形管,将右侧的稀硫酸部分倒入左侧。
锌片表面有气泡产生,铜片表面无变化,可得出Zn的金属活动性比Cu (填“强”或“弱”),反应的化学方程式为 。
④
一段时间后,Y形管右侧铁片生锈了,由此可得出结论: 是铁生锈的必要条件。
【答案】
(4) 大 导热性 强 与水接触
【详解】
(4)①纯铜片上出现划痕,由此可知:黄铜片比纯铜片的硬度大;
②加热铜片一端,观察另一端蜡烛熔化,说明铜具导热性;
③锌片表面有气泡产生,铜片表面无变化,可得出Zn的金属活动性比Cu强,锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气,反应的化学方程式为;
④Y形管左侧铁片与干燥的空气接触不生锈,右侧铁片与空气和水同时接触生锈,说明与水接触是铁生锈的必要条件。
考点四 金属资源的利用和保护
一、金属矿物
1.地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中,除了金、银等有单质形式存在,其余金属都以化合物的形式存在。
2.几种常见的金属矿石及其主要成分
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
3.人类每年要从有开采价值的金属矿石中提炼大量的金属,其中,提炼量最大的是铁。
二、铁的冶炼
1.一氧化碳还原氧化铁
实验现象
化学方程式
装置图
实验现象
A处
红棕色粉末逐渐变成黑色
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
B处
澄清石灰水变浑浊
Ca(OH)2 +CO2 = CaCO3↓ + H2O
C处
产生蓝色火焰
2CO + O22CO2
注意事项
(1)先通入CO一会儿,再给氧化铁加热;原因:排尽装置中的空气,防止加热CO与空气的混合气体发生爆炸。
(2)停止加热,继续通人CO至玻璃管冷却;原因:防止生成的热的铁被空气再次氧化。
(3)尾气处理:①点燃,使CO变成无毒的CO2;②用气球或用排水法将尾气收集起来。
(4)澄清石灰水的作用:检验生成的二氧化碳。
2.工业炼铁
(1)铁的冶炼历史:春秋时期我国一生产和使用铁器;战国以后铁成为最主要的金属;《天工开物》有古代炼铁的记载。
(2)工业炼铁
设备
高炉
图示
原理
利用一氧化碳的还原性,将铁从化合物中还原出来
化学方程式:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
原料
铁矿石、 焦炭、石灰石、热空气
原料的作用
焦炭
①提供热量;②生成CO
(焦炭虽具有还原性,但是CO气体具有流动性,与铁矿石接触更充分)
石灰石
将矿石中的二氧化硅变为炉渣。
热空气
提供充足的氧气
产品
生铁,密度大于炉渣,故出铁口在出渣口下方。
高炉气体
主要成分:N2、CO、CO2等
处理方法:收集后集中处理,或工业生产中常用于制煤气。
【特别提醒】
高炉炼铁得到的产品不是纯净物是混合物,生铁中含有一定量的碳。
三、含杂质物质的计算
【特别提醒】
涉及不纯物的化学方程式计算,代入计算的一定是纯净物质量,如不纯物需要转换成纯净物质量。
四、铁生锈条件的探究
实验方案
现象
分析
结论
A
铁钉生锈
铁与水、氧气同时接触
铁生锈的条件:
铁与水、氧气
同时接触发生反应
B
铁钉无明显变化
铁只与水接触
C
铁钉无明显变化
铁只与氧气接触
【特别提醒】
①蒸馏水煮沸并迅速冷却的目的是除去水中溶解的氧气;植物油的作用是隔绝氧气;氯化钙具有吸水性,作用是吸收水分。
②铁生锈是缓慢氧化,铁锈呈红棕色,其主要成分是Fe2O3•xH2O ,结构疏松,不能阻碍里面的铁继续氧化。
五、防止钢铁锈蚀的原理和方法
1.防止铁制品锈蚀的原理:防止铁制品与氧气或水接触。
2.防止铁制品锈蚀的方法:
①保持铁制品表面的清洁、干燥
②表面涂保护膜:如涂油、烧制搪瓷、刷漆、镀耐腐蚀的金属、烤蓝等
③改变内部结构,制成耐腐蚀的合金,如不锈钢。
六、保护金属资源
1.原因: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有计划、合理地开采金属矿物;④寻找金属的代用品等。
1.铁生锈过程缓慢并且能释放出热量,据此可制作暖贴、化学暖炉、暖手袋等。
2.铁生锈过程中消耗氧气和水,可以将一小袋铁粉放入食品袋中作“双吸剂”,防止食品变潮和氧化变质。
3.铝比铁活泼,却比铁耐腐蚀的原因:铝常温下与空气中氧气反应,表面生成一层致密的氧化铝薄膜,阻止铝继续与氧气反应。铁锈结构疏松,不能阻碍里面的铁继续氧化。
4.高炉炼铁得到的产品不是纯净物是混合物,生铁中含有一定量的碳等杂质。
1.(2025·辽宁营口·二模)保护金属资源的措施之一是防止金属腐蚀。下列措施不能防止铁制品生锈的是
A.镀一层耐腐蚀金属 B.存放在潮湿的空气中
C.在表面涂油 D.涂防锈漆
【答案】B
【详解】铁生锈的条件是同时接触氧气和水。防止生锈需隔绝两者之一或全部。
A、 镀耐腐蚀金属(如镀锌)可隔绝氧气和水,有效防锈,不符合题意;
B、潮湿空气中铁接触水和氧气,加速生锈,无法防锈,符合题意;
C、涂油隔绝氧气和水,有效防锈,不符合题意;
D、涂防锈漆形成保护层,隔绝氧气和水,有效防锈,不符合题意。
故选B。
2.(2025·辽宁大连·一模)金属材料用途广泛。下列有关金属的说法不正确的是
A.自然界中所有金属都以化合物形式存在
B.将铁制品放在潮湿的空气里易生锈
C.在钢铁表面涂油、刷漆均能防止其生锈
D.合理开采矿物是保护金属资源的途径之一
【答案】A
【详解】A、并不是自然界中所有金属都以化合物形式存在,少数不活泼金属以单质形式存在,如金、银等,故错误;
B、铁在与氧气、水接触时会发生锈蚀,因此铁在潮湿的环境中容易生锈,故正确;
C、在钢铁表面涂油、刷漆,可以隔绝钢铁与氧气、水的接触,达到防锈目的,故正确;
D、有计划、合理地开采矿物是保护金属资源的有效途径,有利于金属资源的利用和保护,故正确;
故选:A。
3.(2025·辽宁沈阳·一模)【现代护铁】
护铁的前提是懂得铁也会锈蚀。小组同学展开了一系列实验。
表2不同水样中溶解氧的含量
水样
自来水
迅速冷却的沸水(密封)
自然冷却的沸水(密封)
自然冷却的沸水(敞口)
溶解氧(mg/L)
5.37
0.52
0.66
3.44
(4)通过对比试管A、C中的现象,可以得出铁生锈需要与 接触。
(5)试管B中胶塞的作用是 。小组同学利用溶解氧传感器,分别测定不同水样中溶解氧的含量,根据表2分析选择迅速冷却沸水进行实验的原因是 。
(6)为防止铁锈蚀,生活中人们常采用 方法来防锈(填一种即可)。
【未来代铁】
金属钛(Ti)被誉为“未来金属”。由钒钛磁铁矿提取金属钛的工艺流程如下图:
(7)钒钛磁铁矿的主要成分是,Ti的化合价为+4价,则铁的化合价为 价。
(8)、炭粉混合在高温条件下通入氯气生成和一种初中常见的可燃性气体,该步骤发生反应的化学方程式为 。
(9)用过量的镁在加热条件下与反应制得金属钛,此过程需用氩气保护,其目的是 。
【答案】(1) 不属于
(2)混合物
(3) 煤被压实后接触面积变小,反应慢,放热少,且不易完全反应,会降低制得的铁的纯度 /二氧化硫
(4)水/H2O
(5) 防止空气中的氧气溶解到水中 水中溶解的氧气较少
(6)刷漆(合理即可)
(7)+2
(8)
(9)防止金属与氧气接触而被氧化
【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,反应的化学方程式为:;
置换反应是指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,该反应的反应物均为化合物,不属于置换反应。
(2)由于得到的铁杂质多,则属于混合物。
(3)煤易被铁矿石压实而降低透气性,和空气的接触面积变小,反应慢,放热少,且不易完全反应,会降低制得的铁的纯度;
硫燃烧生成二氧化硫,二氧化硫会引起酸雨。
(4)A中铁钉放在干燥的空气中,C中铁钉和氧气、水共同接触,A中铁钉不生锈,但C中铁钉生锈,对比可知铁生锈需要与水接触。
(5)试管B中,盖上胶塞,能防止空气中的氧气溶解到水中;
根据表中内容可知,冷却过程中,溶解氧增大,则择迅速冷却沸水,是因为水中溶解的氧气较少,且能除去氧气。
(6)铁和水、氧气共同接触时会生锈,则隔绝氧气和水能防止其生锈,可采用刷漆、涂油等方法。
(7)FeTiO3中,Ti的化合价为+4价、氧元素的化合价为-2价,设铁元素化合价为x,根据“化合物中各元素化合价代数和为零”,则x+(+4)+(-2)×3=0,解得x=+2。
(8)TiO2、碳、氯气在高温条件下生成TiCl4和一种可燃性气体,根据反应前后元素种类不变,可知该可燃性气体为一氧化碳,反应的化学方程式为:。
(9)煤、钛均能和氧气反应,则用氩气保护,能防止金属与氧气接触而被氧化。
5.(2025·辽宁鞍山·一模)化学是以实验为基础的科学,实验是科学探究的重要手段。
Ⅱ.定量实验是化学实验的重要组成部分。某同学设计了图1和图2实验方案来验证质量守恒定律,请回答问题。
(3)将图1中锥形瓶置于陶土网上,用酒精灯加热,观察到的现象为 。若铜粉量不足对实验结论 (填“有”或“没有”)影响。
(4)图2盐酸与碳酸钠反应的化学方程式为 。反应后称量,天平示数变小,可能的原因是 (写一条即可)。
Ⅲ.实验创新:用图3、图4装置组合既能探究铁生锈的条件也能探究空气中氧气的含量。
(5)能得出空气中氧气含量结论的实验现象是 。
(6)能得出铁生锈条件的现象是 ,结论是 。
【答案】(1)长颈漏斗
(3) 红色粉末逐渐变黑 没有
(4) 反应产生二氧化碳气体,气球膨胀,浮力增大
(5)图4烧杯中的水进入量筒中,进入量筒中水的体积约占量筒中空气体积的五分之一
(6) 图3中量筒中的铁丝绒和烧杯中的铁丝绒均不生锈,图4量筒中的铁丝绒生锈 铁生锈需要与氧气和水同时接触
【详解】(1)仪器a为长颈漏斗;
(2)加热高锰酸钾制取并收集一瓶干燥的氧气,该反应为固体加热型,发生装置可选择A,排空气法收集的气体较排水法干燥,氧气密度比空气大,则收集干燥的氧气,可选择E向上排空气法收集,故应选择的发生装置和收集装置是AE;
高锰酸钾加热生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,该反应的化学方程式为;
(3)将图1中锥形瓶置于陶土网上,用酒精灯加热,铜和氧气加热生成氧化铜,可观察到的现象为红色粉末逐渐变黑;
根据质量守恒定律,参加反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和,该实验中,装置密闭,反应前后锥形瓶内的总质量不变,所以若铜粉量不足对实验结论没有影
响。
(4)图2中,盐酸和碳酸钠反应生成氯化钠、二氧化碳和水,化学方程式为;
反应后称量,天平示数变小,可能的原因是反应产生二氧化碳气体,导致气球膨胀,浮力增大,导致天平示数变小;
(5)图4量筒中的铁丝绒与氧气和水同时接触,发生锈蚀,铁生锈消耗氧气,使量筒内压强减小,在外界大气压的作用下,烧杯中的水进入量筒中,进入量筒中水的体积约占量筒内空气体积的五分之一,可得到空气中氧气约占空气体积的五分之一的结论,所以能得出空气中氧气含量结论的实验现象是图4烧杯中的水进入量筒中,进入量筒中水的体积约占量筒中空气体积的五分之一;
(6)图3中量筒中的铁丝绒只与干燥的空气接触,不生锈,图3烧杯中的铁丝绒只与水接触,不生锈,图4量筒中的铁丝绒与氧气和水同时接触,生锈,对比能得出铁生锈需要与氧气和水同时接触。
实验活动•常见金属的物理和化学性质
【实验目的】
1.巩固和加深对金属性质的认识。
2.进一步提高实验设计的能力。
【实验用品】
试管、试管夹、坩埚钳、酒精灯、火柴、电池、导线、小灯泡、火柴
镁条、锌粒、铝片、铁片、铜片、黄铜片、稀盐酸、稀硫酸、硫酸铜溶液、硝酸盐溶液
你还需要的实验用品:坩埚钳、锤子、粗铁丝、硫酸亚铁溶液
【实验步骤】
1.金属的物理性质:
(1)金属的物理性质:观察并描述镁、铝、铁、铜的颜色和光泽。
镁、铝、铁是银白色固体,有金属光泽;铜是红色固体,有金属光泽。
(2)通过相互刻画,比较铜片和铝片、铜片和黄铜片的硬度。
铜片和铝片相互刻画,铜片上没有划痕,铝片上有划痕,说明铜的硬度比铝大。
铜片和黄铜片相互刻画,铜片上有划痕,黄铜片上没有划痕,说明黄铜的硬度比铜大。
(3)设计并进行实验,证明金属有导电性(导热性、延展性)
①证明金属有导电性:分别将铜片、铁片、铝片接入由电池、导线和小灯泡连接而成的电路中,都能观察到小灯泡亮了,说明金属有导电性。
②证明金属有导热性:取一根火柴折下火柴头,放在铜片的一端,用坩埚钳夹住铜片将另一端放在酒精灯火焰上灼烧,一段时间后,观察到火柴头燃烧,说明金属有导热性。
③证明金属有延展性:
方法1:取一根粗铁丝,用锤子锤几次,观察到铁丝被锤扁了,说明铁有延展性。
方法2:查阅资料,饰品店做的“金包银”是将金做成很薄的金箔包裹在银的外面;古代出土的金缕玉衣用的是金片和金线;电线中用的是铜线;铁能制成铁锅等。以上事例都说明金属有良好的延展性。
2.金属的化学性质:
(1)用坩埚钳取一块铜片,在酒精灯火焰上加热,观察到铜片表面变黑。
(2)向5支试管中分别加入少量镁条、铝片、锌粒、铁片、铜片,再加入5ml稀盐酸(或稀硫酸),观察到镁条和铝片表面产生气泡速度很快,锌粒表面产生气泡速度较快,铁片表面产生气泡速度很慢,铜片表面无气泡产生。用燃着的木条伸到放有镁条和铝片的试管口,有爆鸣声和蓝色火焰,说明产生的气体是氢气。
(3)设计和进行实验,比较铁、铜、银的金属活动性。
方法1:向2支试管中分别加入铜片,再分别加入硫酸亚铁溶液和硝酸银溶液,观察到加入硝酸银溶液的试管中铜片表面有银白色物质析出,另一支试管中无明显变化。证明活动性由强到弱的顺序为铁、铜、银。
方法2:向2支试管中分别加入铁片和铜片,加入稀盐酸(或稀硫酸),观察到铁片表面有气泡产生,铜片表面无明显变化,证明铁的活动性比铜强。另取一支试管放入铜片,加入硝酸银溶液,观察到铜片表面有银白色物质析出,证明铜的活动性比银强。
1.金属和金属材料是人类赖以生存和发展的重要物质。某校化学兴趣小组以“金属和金属材料的探究之旅”为主题开展项目式学习。
【任务一】认识金属
(1)铝、铁、铜是人类广泛使用的三种金属,世界上年产量最高的金属是 ;
(2)下列有关金属和金属材料的说法正确的是___________(填字母序号);
A.金属材料包括纯金属和合金
B.将金做成金箔是利用了金的延展性
C.生铁的含碳量比钢低
D.铝制品在空气中耐腐蚀是因为铝的化学性质不活泼
【任务二】金属的化学性质
金属与氧气反应:
(3)下列关于金属与氧气反应的说法,正确的是___________(填字母序号);
A.金属铝在常温下与氧气剧烈反应
B.红热的铁丝能在空气中燃烧
C.根据金属与氧气反应的难易程度,可初步判断某些金属的活动性
金属与酸反应:
如图,取大小相同的金属片,分别加入相同的三份稀盐酸中。
(4)有明显现象且反应最剧烈的是试管 (填试管序号);
(5)试管②里发生反应的现象是 ;
金属和盐溶液的反应:
向硝酸铜、硝酸银和硝酸亚铁的混合溶液中连续缓慢加入质量为m的锌粉,溶液中析出固体的质量与参加反应的锌粉的质量关系如图所示。
(6)ab段(不含两端点)析出的金属是 (写元素符号);
(7)若bc段和cd段析出固体质量相等,参加反应的锌粉质量分别为m1和m2,试比较m1和m2的大小关系 。
【答案】(1)铁/Fe
(2)AB
(3)C
(4)①
(5)有气泡产生,溶液由无色变为浅绿色
(6)Ag
(7)
【详解】(1)世界上年产量最高的金属是铁;
(2)A、金属材料包括纯金属和合金,符合题意;
B、将金做成金箔是因为金具有良好的延展性,符合题意;
C、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%,故生铁的含碳量比钢高,不符合题意;
D、铝制品在空气中耐腐蚀,是因为铝的化学性质比较活泼,常温下铝能与空气中的氧气反应,在其表面形成一层致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步被氧化,不符合题意。
故选AB;
(3)A、金属铝在常温下能与氧气反应,但不剧烈,不符合题意;
B、红热的铁丝在空气中不能燃烧,红热的铁丝在氧气中能剧烈燃烧,不符合题意;
C、金属越活泼,越易与氧气反应,相反,金属越不活泼,越不易与氧气反应,因此可根据金属与氧气反应的难易程度,初步比较不同金属的活动性,符合题意。
故选C;
(4)在金属活动性顺序里,锌、铁均排在氢前,铜排在氢后,锌、铁均能与稀盐酸反应生成氢气,产生气泡,铜与稀盐酸不反应,且锌比铁活泼,故锌与稀盐酸反应最剧烈,故有明显现象且反应最剧烈的是试管①;
(5)试管②里铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,现象是:产生气泡,溶液由无色变为浅绿色;
(6)金属活动性:Zn>Fe>Cu>Ag,故向硝酸铜、硝酸银和硝酸亚铁的混合溶液中连续缓慢加入质量为m的锌粉,锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银,待硝酸银完全反应后,锌与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜,待硝酸铜完全反应后,锌与硝酸亚铁反应生成硝酸锌和铁,故ab段是锌与硝酸银反应生成硝酸锌和银,析出的金属是Ag;
(7)bc段发生反应为锌与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜,即,65份质量的锌置换出64份质量的铜,cd段发生反应为锌与硝酸亚铁反应生成硝酸锌和铁,即,65份质量的锌置换出56份质量的铁,如果bc段和cd段析出固体质量相等,参加反应的锌粉质量分别为m1和m2,则。
跨学科实践活动•垃圾的分类与回收利用
1.生活垃圾按标准一般分为:可回收物垃圾、有害垃圾、湿垃圾、干垃圾。
2.常见的可回收垃圾有:书报、废纸、饮料瓶等;有害垃圾有:电池、药品、废灯管、油漆桶等;湿垃圾大部分是厨余垃圾,一般有:剩菜剩饭、瓜皮果核、花卉绿植、过期食品等;干垃圾一般有:包装物、餐巾纸、厕纸、尿不湿、陶瓷碎片等除可回收垃圾、有害垃圾、湿垃圾以外的其它生活垃圾。
“垃圾是放错地方的资源”,垃圾的分类和回收对人类可持续发展具有重要的意义。某校社会实践小组的同学们对垃圾的分类和回收利用产生了浓厚的兴趣并开启了项目式学习之旅。
任务一:了解垃圾及其处理的意义
【查阅资料】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。
【咨询交流】
(1)同学们参观了一个垃圾分类处理厂,获悉城市生活垃圾可分为 、有害垃圾、厨余垃圾和其他垃圾。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。垃圾的综合化分类具体可得到金属、塑料和 等可再利用的资源。
任务二:认识垃圾的分类
【参观学习】小组同学在技术人员的指导下,了解到垃圾回收处理的过程如图:
【小组交流】
(2)学会识图分拣垃圾:塑料瓶应投入的垃圾箱是 (填字母序号)。
(3)垃圾筛分时,可根据 区分铜和铝。
任务三:了解垃圾的回收利用
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。
(4)焚烧固体垃圾用来发电实现了 能向电能的转化。
(5)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)。
(6)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:废旧电池处理后制得硫酸镉溶液,向其中加入足量锌粉得到固体镉。
方法二:将废旧电池破碎成细颗粒后焙烧,镉转化为氧化镉();将含氧化镉的细颗粒和炭粉混合,隔绝空气加热至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 。
(7)下图是硫酸亚铁的溶解度曲线图。生锈的铁制品经过系列处理得到硫酸亚铁溶液,将硫酸亚铁溶液在氮气环境中 (选填“蒸发结晶”或“降温结晶”)得到硫酸亚铁晶体。
硫酸亚铁的溶解度曲线图
【成果分享】设计垃圾分类回收的活动海报
活动主题
实现垃圾分类共建美丽家园
活动对象
小区居民
时间地点
5月6日上午、文明小区
活动形式
演讲
活动流程
①用讲解的方式普及垃圾分类的重要性和分类知识。②引导小区居民认识垃圾桶上的分类标识。③活动总结,撰写实践报告。
(8)同学们通过各种方式,学到了垃圾减量化、无害化、资源化的分类管理知识。在项目化学习的成果报告中,同学们提出了许多合理化的建议。为了强化垃圾分类处理意识,让更多的人了解并执行分类措施,你还能提出的一条有价值的建议是 。
【答案】(1)可回收垃圾 废纸或可燃物
(2)A
(3)颜色
(4)化学
(5)
(6)弱
(7)降温结晶
(8)制作小海报或学习垃圾回收法律条文
【详解】(1)城市生活垃圾可分为可回收垃圾、有害垃圾、厨余垃圾和其他垃圾;
垃圾的综合化分类具体可得到金属、塑料和废纸、可燃物、玻璃等可再利用的资源;
(2)塑料瓶属于可回收垃圾,应投入的垃圾箱是可回收物,故选:A;
(3)铜为紫红色固体,铝为银白色固体,可以通过颜色加以区分;
(4)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;
(5)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:;
(6) 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;由方法一锌能置换出镉推测,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:;
(7)根据硫酸亚铁的溶解度曲线,硫酸亚铁的溶解度受温度的影响较大,应采用降温结晶的方法得到硫酸亚铁晶体。
(8)还能提出的一条有价值的建议是制作小海报;学习垃圾回收法律条文(合理即可)。
1.请参与垃圾的分类与回收利用的跨学科实践活动。
【任务一】了解垃圾及其处理的意义。
(1)垃圾是放错位置的资源,垃圾的回收再利用是实现可持续发展的重要举措。垃圾处理的原则有资源化原则、减量化原则、无害化原则。回收废旧金属再利用遵循的是 原则。请你列举一个遵循减量化原则的垃圾处理方式 (合理即可)。
【任务二】认识垃圾的分类。
(2)同学们找到了生活当中常见的一些垃圾:①废旧书本;②矿泉水瓶;③废旧电池;④过期面包;⑤易拉罐;⑥黄菜叶。请你将它们进行分类,其中属于可回收垃圾的是 。
【任务三】废旧电池的回收。
(3)废旧电池中含有危害人体健康的镉、汞等元素。回收废旧电池中的镉有以下方法:
方法1:将废旧电池破碎后焙烧,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1200℃时,得到镉蒸气和一氧化碳。
方法2: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,通过置换反应得到固体镉。
方法2的化学方程式为 ,由此可知,镉的金属活动性比锌的 (填“强”或“弱”)。
【任务四】了解垃圾的回收利用。
(4)某垃圾处理厂回收处理垃圾的过程如下:分类收集→运输→垃圾处理厂筛分→分类处理→最终处置。
①垃圾筛分时,可根据 区分铜和铝;
②废弃金属经过破碎、脱漆、打包、熔炼之后可再利用。这不仅节约了 ,还减少了环境污染, 实现了资源的可持续利用,真正意义上实现了绿色发展的理念与目标。
【答案】(1) 资源化 对垃圾进行压缩
(2)①②⑤
(3) 弱
(4) 颜色 金属资源
【详解】(1)回收废旧金属再利用是将废旧金属重新变为资源,遵循资源化原则;
对垃圾进行压缩等方式可以减少垃圾的体积,遵循减量化原则。
(2)废旧书本(纸张可回收)、矿泉水瓶(塑料可回收)、易拉罐(金属可回收)属于可回收垃圾;废旧电池属于有害垃圾,过期面包属于厨余垃圾,黄菜叶属于厨余垃圾。
故填①②⑤。
(3)锌与硫酸镉反应生成硫酸锌和镉,化学方程式为;
在金属活动性顺序中,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,所以镉的金属活动性比锌的弱。
(4)铜呈紫红色,铝呈银白色,可根据颜色区分铜和铝;
废弃金属再利用节约了金属资源,减少了环境污染。
2.为全面推进美丽中国建设新篇章,合理的垃圾分类、有效的垃圾回收与利用必不可少。某校社会实践小组的同学们对垃圾分类及其回收利用开启了项目式学习之旅。
任务一:认识垃圾的分类
(1)废旧电池中含有汞、铅、镉,随意丢弃会造成土壤和水源的污染。
①废旧电池属于 。
A.厨余垃圾 B.可回收垃圾 C.有害垃圾 D.其他垃圾
②汞、铅、镉指的是 (填“原子”或“元素”)。
(2)处理厨余垃圾的一种途径是厌氧发酵,产生沼气和生物柴油。生物柴油属于 (填“可再生”或“不可再生”)能源。
任务二:了解垃圾的价值
(3)废弃饮料瓶可以通过下列流程回收再利用
①羽绒服面料制作常使用聚酯纱线,请你推测这种面料的优点有 。
②鉴别羊毛纱线和聚酯纱线的方法是 。
(4)随着电子产品(手机、电脑、打印机等)更新迭代速度加快,大量废旧电路板被淘汰。废旧电路板中含有塑料、非金属(如硅)和金、铜、锡等金属。其回收过程如图:
①已知锡能与稀硫酸反应生成硫酸亚锡(SnSO4)。写出反应II的化学方程式 。
②固体C的成分是 。
任务三:对话垃圾处理的技术
垃圾回收过程中若操作不当会产生垃圾渗漏液,对土壤和水源造成污染,滋生有害细菌。目前国际上使用芬顿法(Fenton)修复被污染的土壤或水源。
“纳米零价铁-H2O2”体系是芬顿法中具有较好应用前景的一种技术。其应用于处理污水中的Cu2+和Zn2+的反应机理见图。
(5)在pH<3的环境里,Cu2+和Zn2+去除率会随pH减小而降低,原因是 。
任务四:挖掘垃圾分类回收与处理的意义
(6)垃圾分类回收与处理的意义是 。
a.减少污染,节约资源
b.变废为宝,降低处理成本
c.提升公众环保意识,促进可持续发展
d.创造就业机会,推动绿色产业
【答案】(1) C 元素
(2)可再生
(3) 具有较好的保暖性能和透气性能(答案不唯一,合理即可) 灼烧,闻气味
(4) 金/Au
(5)在pH<3的环境中,酸性增强会导致铁粉与H+发生反应,从而减少了与Cu2+反应的铁粉数量,进而影响Cu2+的去除效果,同时,酸性增强也会使氢氧化锌沉淀与H+反应,导致沉淀减少,从而影响Zn2+的去除率
(6)abcd
【详解】(1)①废旧电池含有汞、铅、镉等有害物质,属于有害垃圾,故填写:C。
②汞、铅、镉是物质成分的宏观描述,指元素,而非单个原子,故填写:元素。
(2)生物柴油通过生物质转化生产,属于可再生资源,故填写:可再生。
(3)①羽绒服面料制作常使用聚酯纱线,说明这种面料具有较好的保暖性能和透气性能,故填写:具有较好的保暖性能和透气性能(答案不唯一,合理即可)。
②羊毛属天然物质主要成分是蛋白质,聚酯纤维是化学纤维的一种,是用合成高分子化合物做原料制得的合成纤维,蛋白质在燃烧时能产生烧焦羽毛的气味,而高分子合成物燃烧时,不会产生烧焦羽毛的气味,因此,鉴别纯羊毛和聚酯纤维的方法是:灼烧,闻气味,故填写:灼烧,闻气味。
(4)①由题干可知,锡能与稀硫酸反应生成硫酸亚锡(SnSO4),根据金属活动顺序表可知,金、铜的金属活动性在氢之后,不与稀硫酸反应,因此,反应I加入的足量试剂X可能是稀硫酸,反应I是锡与稀硫酸反应,不反应的金、铜在固体A中,向固体A通入氧气并加热,金不与氧气反应,铜与氧气反应,生成氧化铜,反应化学方程式为:,故填写:。
②反应II后,得到固体B由于金不与氧气反应,铜与氧气反应,生成氧化铜,因此,固体B的成分为金和氧化铜,向固体B中加入试剂X,氧化铜与稀硫酸反应,生成硫酸铜和水,金不与稀硫酸反应,所以,固体C的成分是金(Au),故填写:金或Au。
(5)在pH<3的环境中,酸性增强会导致铁粉与H+发生反应,从而减少了与Cu2+反应的铁粉数量,进而影响Cu2+的去除效果,同时,酸性增强也会使氢氧化锌沉淀与H+反应,导致沉淀减少,从而影响Zn2+的去除率,故填写:在pH<3的环境中,酸性增强会导致铁粉与H+发生反应,从而减少了与Cu2+反应的铁粉数量,进而影响Cu2+的去除效果,同时,酸性增强也会使氢氧化锌沉淀与H+反应,导致沉淀减少,从而影响Zn2+的去除率。
(6)a.垃圾分类回收可以将可回收物重新利用,减少垃圾的填埋量等,从而减少对环境的污染,同时节约了资源,故符合题意;
b.把垃圾中的有用成分回收再利用,实现了变废为宝,而且减少了后续处理的工作量和难度,降低了处理成本,故符合题意;
c.推广垃圾分类回收与处理,能够提升公众对环境保护的认识和意识,促进可持续发展,故符合题意;
d.垃圾分类回收与处理相关产业的发展,创造了就业机会,推动了绿色产业的进步,故符合题意,故填写:abcd。
题型一 金属材料
►考向01 金属材料的判断
【典例】(2023·辽宁·中考真题)2023年5月28日,C919大型客机成功完成首次商业载客飞行。国产大飞机翱翔蓝天,承载着国家意志、民族梦想、人民期盼。
(1)C919的机身采用了第三代铝锂合金,铝锂合金属于 (填“金属材料”或“合成材料”)。
(2)飞机起落架是我国自主研发生产的合金钢。用合金钢制造起落架主要是利用其 (写一点)和耐腐蚀等性能。
【答案】(1)金属材料
(2)强度高(合理即可)
体折出、溶液由蓝色逐渐变为无色(或铝丝表面有气泡产生,铜丝表面无明显现象)(合理即可)
【详解】(1)铝锂合金属于合金,合金属于金属材料;
(2)用合金钢制造起落架主要是利用其强度高和耐腐蚀等性能,在受到冲击或振动时不易断裂,不易被腐蚀;
【变式】(2025·辽宁鞍山·三模)安徽博物馆珍藏了大量的文物。下列馆藏文物主要由金属材料制成的是
A.蚕形玉饰 B.龟化石
C.云纹铜五柱器 D.莲花纹瓶
【答案】C
【详解】A、蚕形玉饰是由玉石制成的,属于天然材料,不符合题意;
B、龟化石主要成分是生物骨骼的矿物质成分,不属于金属材料,不符合题意;
C、云纹铜五柱器是由铜制成的,属于金属材料,符合题意;
D、莲花纹瓶是由陶瓷制成的,属于无机非金属材料,不符合题意。
故选:C。
►考向02 金属性质与用途的对应关系
【典例】(2023·辽宁丹东·中考真题)金属广泛应用于生活、生产中,其应用推动了社会发展。
(1)铁铸成铁锅是利用了铁具有良好的 性;铁锅用于烹饪食物是利用铁具有良好的 性;使用后的铁锅最好洗净后 ,再涂上食用油以防生锈。
(2)世界上每年因腐蚀而报废的铁,以上得到了回收利用。回收利用废旧金属的意义是 (答一点即可)。
(3)早在春秋战国时期,我国就利用铁矿石与木炭为原料冶炼生铁,在冶炼过程中将铁矿石粉碎,其目的是 。现代工业用赤铁矿(主要成分为)与一氧化碳在高温条件下冶炼生铁,该反应的化学方程式是 。
(4)我国高铁技术在世界处于领先地位。铁轨材料用钢而不用纯铁,原因是钢的强度和硬度比纯铁 (填“大”或“小”)。
【答案】(1) 延展 导热 擦干
(2)节约资源(合理即可)
(3)增大铁矿石的接触面积,使反应充分
(4)大
【详解】(1)铁铸成铁锅是利用了铁具有良好的延展性;铁锅用于烹饪食物是利用铁具有良好的导热性;铁生锈的条件是铁与氧气和水接触,使用后的铁锅最好洗净后擦干,再涂上食用油以防生锈;
(2)回收利用废旧金属的意义是节约资源(合理即可);
(3)在冶炼过程中将铁矿石粉碎,其目的是增大铁矿石的接触面积,使反应充分。用赤铁矿与一氧化碳在高温条件下冶炼生铁,该反应的化学方程式是;
(4)合金的强度和硬度都比纯金属高,铁轨材料用钢而不用纯铁,原因是钢的强度和硬度比纯铁大。
【变式】(2025·辽宁朝阳·一模)下列物质的性质与用途对应关系正确的是
A.铝具有良好的导电性,可以用于制作炊具 B.稀盐酸具有挥发性,因此常用于金属除锈
C.氮气的化学性质稳定,可用作食品保护气 D.烧碱能与盐酸反应,可用于治疗胃酸过多
【答案】C
【详解】A、铝用于制作炊具是利用铝具有良好的导热性,而不是导电性,该选项错误;
B、稀盐酸常用于金属除锈是因为稀盐酸能与金属氧化物反应,而不是因为其具有挥发性,该选项错误;
C、氮气的化学性质稳定,不容易与其他物质发生反应,所以可用作食品保护气,防止食品被氧化变质,该选项正确;
D、烧碱是氢氧化钠的俗称,氢氧化钠具有强烈的腐蚀性,不能用于治疗胃酸过多,该选项错误。
故选C。
►考向03 根据用途推测金属的性质
【典例】(2023·辽宁沈阳·中考真题)在生活和生产实践中了解金属的性质和应用。
(1)沈阳为国家航空事业做出了突出贡献。制造飞机机翼的金属材料应具备 的特点。
(2)烟花中加入镁粉,是利用镁在空气中燃烧能发出耀眼的 ,请写出镁与氧气反应的化学方程式: 。
【答案】(1)强度高、密度小、质地轻(合理即可)
(2) 白光
【详解】(1)制造飞机机翼的金属材料应具备强度高、密度小、质地轻的特点,便于飞行;
(2)烟花中加入镁粉,是利用镁在空气中燃烧能发出耀眼的白光;
镁与氧气点燃生成氧化镁,反应的化学方程式为:;
【变式】(2025·辽宁大连·模拟预测)I.铁是人类每年从金属矿物资源中提取量最大的金属。
(1)用铁锅炒菜可补充人体所需的铁元素,预防 。
(2)下列铁制品中,利用了金属导热性的是___________ (填字母序号)。
A.清代铁质老马镫 B.不锈钢蒸锅
C.铁艺围墙护栏
(3)历史上遗留下来的铜制品远比铁制品多,从物质性质的角度看,原因是 。
(4)钢铁在焊接之前,可用盐酸对焊接部位进行除锈,铁锈的主要成分是Fe2O3发生反应的化学方程式为 ,属于 反应(填反应类型)。
【答案】(1)缺铁性贫血
(2)B
(3)铁的金属活动性比铜强,容易被腐蚀
(4) 复分解
【详解】(1)用铁锅炒菜可补充人体所需的铁元素,预防缺铁性贫血;
(2)A、清代铁质老马镫,是利用了铁硬度大的性质等,不符合题意;
B、不锈钢蒸锅,利用了铁良好的导热性,符合题意;
C、铁艺围墙护栏,利用了铁硬度大等性质,不符合题意。
故选B;
(3)历史上遗留下来的铜制品远比铁制品多,是因为铁的金属活动性比铜强,容易被腐蚀;
(4)铁锈的主要成分是氧化铁,氧化铁能与稀盐酸反应生成氯化铁和水,故可用稀盐酸除去铁锈,该反应的化学方程式为:;
该反应符合“两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物”的反应,属于复分解反应;
►考向04合金的特性
【典例】(2023·辽宁大连·中考真题)金属材料在生产、生活中应用广泛。
(1)用铜作导线是因为其具有良好的 性。机器轴承用青铜而不用纯铜制,是因为青铜的硬度比纯铜的 。
(2)工业上用赤铁矿(主要成分为)和一氧化碳炼铁的化学方程式为 。生铁和钢都是铁的合金,从组成上看,二者的 不同。铁制品与空气中的 接触时容易锈蚀,防止铁制品锈蚀的方法之一是 。
【答案】(1) 导电 大
(2) 含碳量 氧气和水 保持铁制品表面洁净干燥(合理即可)
【详解】(1)用铜作导线是利用其有良好的导电性;用青铜(铜锡合金)制机器零件不易变形,是因为青铜的硬度比纯铜的大;
(2)工业上用赤铁矿(主要成分Fe2O3)炼铁时发生反应的化学方程式为:;生铁和钢是两种铁合金,从组成上看,二者的含碳量不同;金属铁的锈蚀条件:铁与氧气、水同时接触就会生锈;根据防止铁制品生锈的常用措施可知,防止铁锅锈蚀的一种方法是:保持其表面的洁净、干燥等。
【变式】(2025·辽宁大连·模拟预测)下列关于金属材料的说法中,正确的是
A.用食盐水浸泡厨房里的钢制或铁制厨具,有效防止生锈
B.钛合金与人体具有很好的“相容性”,用于制造人造骨
C.银的导电性比铜强,因此家庭装修所有导线都用银制造
D.黄铜铜锌合金的硬度比纯铜的大,熔点比纯铜的高
【答案】B
【详解】A、用食盐水浸泡厨房里的钢制或铁制厨具,会加速锈蚀,说法错误,不符合题意;
B、钛合金与人体具有很好的“相容性”,可用于制造人造骨,说法正确,符合题意;
C、银的导电性比铜好,但银比铜贵得多,因此家庭装修所用导线应该用铜而不用银,说法错误,不符合题意;
D、一般情况下,合金的硬度比组成它的纯金属的硬度大,合金的熔点比组成它的纯金属的熔点低,因此黄铜(铜锌合金)的硬度比纯铜的大,熔点比纯铜的低,说法错误,不符合题意。
故选:B。
►考向05 常见合金的使用
【典例】(2025·辽宁朝阳·二模)阅读下面科普短文:向海洋进军——LNG船。
航行在大洋上的巨轮中,有一种我国自主研发、制造难度堪比航母的巨轮,它就是LNG液化天然气运输船,被誉为世界造船业“皇冠上的明珠”。天然气装载时,应该在-163℃环境下将其变为液态。而液化后的体积是气态的,大大提高了运输效率。一般17万立方米的运输船装载的液态天然气经汽化后形成的容量,可满足2418万人一个月的使用量,是一种“海上超级冷冻车”。装载这类货物的运货系统所用钢板,含镍量达到36%,称为殷瓦钢。它非常薄,只有0.7mm,在-196℃之内,其收缩量膨胀系数非常低。它在空气中对温度的要求非常高,如在施工过程中沾上汗水,24小时内就会被锈穿,使得钢板报废。殷瓦钢还在制造精密仪器、仪表零部件中有着广泛的应用。
依据上文,回答下列问题。
(1)殷瓦钢的主要成分为 ,属于 (填“非金属”或“金属”)材料。
(2)殷瓦钢很薄,说明殷瓦钢具有很好 性。
(3)下列关于殷瓦钢的说法不正确的是 。
a.殷瓦钢是纯净物
b.殷瓦钢的硬度比铁小
c.殷瓦钢的熔点比镍低
d.殷瓦钢中各成分均不与稀盐酸反应
【答案】(1) 铁和镍 金属
(2)延展
(3)abd
【详解】(1)钢的主要成分是铁,殷瓦钢中除了铁,还含有36%的镍,据此可知殷瓦钢中的主要成分是铁和镍;属于金属材料;故填:铁和镍;金属。
(2)殷瓦钢很薄,说明殷瓦钢具有很好的延展性,故填:延展;
(3)a、殷瓦钢是铁和镍的混合物,故错误;
b、合金比其组分金属的硬度大,殷瓦钢是铁和镍的合金,即殷瓦钢的硬度比铁大,故错误;
c、合金比其组分金属的熔点低,殷瓦钢是铁和镍的合金,殷瓦钢的熔点比镍低,故正确;
d、殷瓦钢是铁和镍的合金,其中的铁可以与稀盐酸反应,故错误。
故选:abd。
【变式】(2025·辽宁大连·模拟预测)金属材料的应用推动了社会的发展。下列有关金属及其合金的说法错误的是
A.生铁和钢是含碳量不同的铁合金
B.铁制品生锈后没有回收价值
C.锡制成锡箔是利用锡的延展性
D.钛和钛合金被广泛用于火箭、导弹、航天器等
【答案】B
【详解】A、生铁和钢均为铁合金,主要区别在于含碳量:生铁(2%-4.3%)高于钢(0.03%-2%),正确;
B、生锈的钢铁制品回收,有利于金属资源的充分利用,错误;
C、延展性指金属可被压成薄片(延性),锡箔制作正是利用这一性质,正确;
D、钛和钛合金具有优良的性能,被广泛用于火箭、导弹、航天飞机和通信设备等,故选项正确。
故选:B。
题型二 金属的化学性质
►考向01金属与氧气反应
【典例】(1)(2023·辽宁营口·中考真题)“真金不怕火炼”说明金即使在高温下也不与 反应;
(2)(2023·辽宁盘锦·中考真题)铁丝在O2中燃烧,实验后发现集气瓶底炸裂,其原因是 。
【答案】
(1)氧气/O2
(2)瓶底没有事先铺一层细沙或加入少量水
【详解】
(1)金的化学性质稳定,即使在高温条件下也很难与氧气发生化学反应,故填:氧气(或O2);
(2)铁丝在氧气中燃烧的生成物温度很高,如图F所示,铁丝在O2中燃烧,实验后发现集气瓶底炸裂,其原因是瓶底没有事先铺一层细沙或加入少量水;
【变式】(1)(2025·辽宁丹东·一模)1954年电解法发明后分离出了纯铝。
近代铝及铝合金因为轻量化等优点被广泛应用。铝的金属活动性比铁强,但常温下铝比铁的抗腐蚀性能力强,其原因是铝与氧气反应,生成了致密的氧化物 (填化学式),阻止铝制品的进一步腐蚀;而铁锈具有疏松的特点,更容易吸收空气中的 ,加速铁的锈蚀。
(2)(2025·辽宁朝阳·一模)Ⅲ.废旧电线中的金属
找一段废旧电线,用钳子剥去一部分外层橡胶,裸露出紫红色金属。用手握住橡胶部分,将裸露的金属用酒精灯加热,你观察到 。用纸巾擦拭冷却后的铜丝,纸巾上有黑色固体残留,请分析原因 。
【答案】
(1) Al2O3 水和氧气
(2)铜丝由紫红色变为黑色 铜和氧气反应生成的氧化铜附着在铜丝表面,擦拭时被擦到纸巾上(合理即可)
【详解】(1)铝与氧气反应生成了致密的Al2O3,阻止铝制品的进一步腐蚀;铁与水和氧气同时接触易生锈,铁锈具有疏松的特点,更容易吸收空气中的水和氧气,加速铁的锈蚀。
(2)找一段废旧电线,用钳子剥去一部分外层橡胶,裸露出紫红色金属,该金属为铜,用手握住橡胶部分,将裸露的金属用酒精灯加热,铜和氧气加热生成氧化铜,观察到铜丝由紫红色变为黑色;
用纸巾擦拭冷却后的铜丝,纸巾上有黑色固体残留,是因为铜和氧气反应生成的氧化铜附着在铜丝表面,擦拭时被擦到纸巾上;
►考向02 金属与酸反应
【典例】(2023·辽宁阜新·中考真题)复习酸的化学性质时,某同学总结了盐酸化学性质的思维导图如下图所示(A、B、C、D、E均能与盐酸发生反应)。请根据图示回答下列问题。
(1)若C是红棕色固体,则其化学式为 。
(2)若单质B是铁,取一根打磨光亮的铁钉于试管中,向其中加入足量的稀盐酸,可观察到的现象是 。单质B这类物质与稀盐酸发生反应,需满足的条件是 。
(3)若E为氢氧化钾溶液,向该溶液中滴加几滴无色酚酞溶液后,再向其中滴加一定量的稀盐酸,当观察到溶液呈无色时,则所得溶液的溶质是 。该实验发生的化学反应基本反应类型为 。
【答案】(1)Fe2O3
(2) 铁钉表面有气泡产生,溶液由无色变成浅绿色 在金属活动性顺序里,位于氢前面
(3) KCl或KCl和HCl(氯化钾或氯化钾和氯化氢) 复分解反应
【详解】(1)能和酸反应的物质有指示剂、活泼金属、金属氧化物、碱和盐类物质,C是红棕色固体,则C是氧化铁,则其化学式为Fe2O3;
(2)铁和盐酸反应产生氢气和氯化亚铁,则可观察到的现象是铁钉表面有气泡产生,溶液由无色变成浅绿色;金属与盐酸反应,金属要满足的条件是在金属活动性顺序里,位于氢前面;
(3)酚酞在中性、酸性溶液中是无色的;氢氧化钾和盐酸反应产生氯化钾和水,酚酞溶液变成无色时,溶液可能是中性或酸性,则所得溶液的溶质是氯化钾或氯化钾和氯化氢;该反应是两种化合物相互交换成分生成两种新的化合物的反应,属于复分解反应。
【变式】(2025·辽宁沈阳·一模)(6)图2中铁片表面产生 ,铜片表面无明显现象,说明金属活动性:铁 铜(填“>”或“<”)。
(7)如图3所示,天平平衡。倾斜烧杯,使盐酸与锌粒接触,托盘天平指针将逐渐偏 (填“左”或“右”)。
【答案】
(6) 气泡 >
(7)右
【详解】
(6)由金属活动性可知,铁排在氢前面,铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,铜排在氢后面,不与稀硫酸反应,可观察到铁片表面产生气泡,铜片表面无明显现象;可说明金属活动性铁>铜;
(7)天平平衡,倾斜烧杯,使盐酸与锌粒接触,盐酸和锌反应生成氯化锌和氢气,生成的氢气逸出装置,导致左盘烧杯中物质的质量减少,所以托盘天平指针将逐渐偏右。
►考向03 金属与酸反应图像
【典例】(2025·辽宁铁岭·模拟预测)易拉罐主要以铝或铁作为罐体主材,设计以下方法区分罐体主材:将可乐罐和椰汁罐分别剪裁出质量、形状均相同的两片分别置于锥形瓶中,同时加入足量的溶质质量分数相同的稀硫酸如左下图,用数字传感器测得瓶内气体压强变化如右下图(已知:温度越高压强越大,压强和单位体积内分子数成正比),下列说法中不正确是
A.由曲线可知,可乐罐主材是铁
B.装椰汁罐的锥形瓶中溶液最终呈浅绿色
C.反应结束后,可乐罐产生的氢气更多
D.反应结束后压强均下降,说明反应放热
【答案】A
【详解】A.根据化学方程式、可知,每18份质量铝能生成2份质量氢气,每56份质量铁能生成2份质量氢气,等质量的铝和铁与足量稀硫酸反应,铝生成的氢气质量更多,根据压强和单位体积内分子数成正比,结合气体压强变化图可知,可乐罐主材是铝,椰汁罐主材是铁,故A错误;
B.椰汁罐主材是铁,铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,硫酸亚铁溶液为浅绿色,故B正确;
C.可乐罐主材是铝,反应结束后,可乐罐产生的氢气更多,故C正确;
D.反应结束后压强均下降,说明反应放热,反应结束后,溶液温度降低,气体体积减小,压强减小,故D正确。
故选:A。
►考向04 金属与盐溶液反应
【典例】(2023·辽宁沈阳·中考真题)(3)如下图实验,观察到A试管中产生气泡,B试管中无明显现象,C试管中铜片表面有固体析出。则Fe、Cu、Ag三种金属活动性由强到弱的顺序为 。
【答案】
(3)铁>铜>银
【详解】
(3)观察到A试管中产生气泡,说明铁排在氢前,能与稀盐酸反应;
B试管中无明显现象,说明铜排在氢后,不能与稀盐酸反应;
C试管中铜片表面有固体析出,说明铜比银活泼;
则Fe、Cu、Ag三种金属活动性由强到弱的顺序为铁>铜>银。
【变式】(2025·辽宁沈阳·二模)I.探究金属的性质
(1)①中反应的化学方程式为 。
(2)由①②③ (填“能”或“不能”)得出铁、铜、银的金属活动性顺序。
(3)③中的实验现象是 。由③④可得出铁、铜、银的金属活动性顺序,完成④实验图示。
【答案】(1)Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑
(2)能
(3)铜丝表面有银白色物质析出,溶液由无色变为蓝色
【详解】(1)铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,化学方程式为Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑。
(2) ①中发生铁与稀硫酸的反应,说明铁排在氢前;②中铜与稀硫酸不反应,说明铜排在氢后;③中铜能与硝酸银溶液反应,说明铜排在银前。通过①②③能得出铁、铜、银的金属活动性顺序为铁>铜>银。
(3)铜与硝酸银溶液反应生成硝酸铜和银,实验现象是铜丝表面有银白色物质析出,溶液由无色变为蓝色。
题型三 金属活动性顺序及其应用
►考向01 金属活动性顺序的判断
【典例】(2023·辽宁·中考真题)现有铝、铜、银三种金属,另选一种试剂就可验证它们的金属活动性强弱,该试剂是
A.稀硫酸 B.硝酸镁溶液 C.硝酸铜溶液 D.硝酸铝溶液
【答案】C
【详解】A、铜、铝、银三种金属单质只有铝与稀硫酸反应,只能验证铝的活动性强于氢,铜、银的活动弱于氢,无法验证铜、银的活动性强弱,使用稀硫酸不能完成比较铜、铝、银的金属活动性强弱的实验目的,错误;
B、铜、铝、银三种金属单质都不能与硝酸镁溶液反应,使用硝酸镁溶液不能完成比较铜、铝、银的金属活动性强弱的实验目的,错误;
C、硝酸铜为可溶性盐,铝能与硝酸铜反应置换出铜,能验证铝的活动性强于铜,银与硝酸铜溶液不反应,能验证铜的活动性强于银,从而可以得出铝、铜、银的活动性顺序,正确;
D、铜、铝、银三种金属单质都不能与硝酸铝溶液反应,使用硝酸铝溶液不能完成比较铜、铝、银的金属活动性强弱的实验目的,错误。
故选C。
【变式】(2025·辽宁大连·一模)II.金属的性质
(4)观察到灯泡发光,说明铁具有的性质是 。
(5)实验2中铁和稀硫酸反应的化学方程式为 。
(6)实验3能证明铁的金属活动性比铜的强,现象是 。
【答案】
(3) 大 燃着的木条放在集气瓶口
(4)导电性
(5)Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
【详解】
(3)装置B中收集二氧化碳的装置为向上排空气法收集装置,二氧化碳密度比空气大,故可采用向上排空气法收集;
二氧化碳不燃烧也不支持燃烧,验满时燃着的木条放在集气瓶口,若熄灭,则集满;
(4)观察到灯泡发光,因为铁具有良好的导电性;
(5)实验2中铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,方程式为:Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑;
►考向02 金属活动性顺序的实验探究
【典例】(2023·辽宁大连·中考真题)化学小组设计图1实验来验证铁、铜、银的金属活动性顺序,并在实验后按照图2所示流程从试管B的溶液中回收铜和银。
(1)针对图1中的方案,只利用所给的四种试剂,再补充一个实验,即可达到实验目的,写出补充实验的操作及现象。
(2)分析图2的处理流程:滤渣里一定含有的物质是 ,成分最复杂的滤渣所对应的滤液中溶质的成分有 。判断所加铁粉是否已达成实验目的的方法是 。
(3)图2流程中,加入铁粉的质量与所得滤渣的质量关系是 (填“前者大于后者”、“前者小于后者”或“无法确定”)。
【答案】(1)取少量稀盐酸于试管中,插入铜丝,铜丝表面无变化
(2) Ag/银 或、 向滤液中插入铁丝,观察是否有红色物质析出
(3)前者小于后者
【详解】(1)图1中铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,有气泡生成,溶液变为浅绿色,说明铁的金属活动性排在氢之前;铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银,溶液变为蓝色,有银白色金属析出,说明铜的金属活动性比银强;则可通过,取少量稀盐酸于试管中,插入铜丝,铜丝表面无变化,说明铜的金属活动性比氢弱;故能验证铁的金属活动性强于铜,铜的金属活动性强于银;故填:取少量稀盐酸于试管中,插入铜丝,铜丝表面无变化;
(2)由(1)知,铁的金属活动性强于铜,铜的金属活动性强于银;则硝酸银和硝酸铜的溶液中加入铁粉,有以下情形:若铁粉不足,则铁和硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,滤渣为银,溶质为硝酸银、硝酸铜、硝酸亚铁;若铁恰好和硝酸银完全反应,则溶质为硝酸铜和硝酸亚铁;若铁和硝酸银完全反应,和硝酸铜部分反应,则溶质为硝酸亚铁、硝酸铜,滤渣为铜、银;若铁和硝酸银、硝酸铜完全反应,则溶质为硝酸亚铁,滤渣为铜、银;若铁过量,则溶质硝酸亚铁,滤渣为铁、铜、银,但滤渣加入稀盐酸无现象,说明铁不会过量;成分最复杂的滤渣所对应的滤液中溶质的成分有或、;判断所加铁粉是否已达成实验目的的方法是向滤液中插入铁丝,若硝酸铜有剩余,则铁和硝酸铜会反应生成硝酸亚铁和铜,通过观察是否有红色物质析出来判断;故填:Ag;或、;向滤液中插入铁丝,观察是否有红色物质析出;
(3)铁和硝酸银反应生成硝酸亚铁和银,反应的化学方程式为,每56份质量的铁置换出108份质量的银;铁和硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜,反应的化学方程式为每56份质量的铁置换出64份质量的铜;故加入铁粉的质量与所得滤渣的质量关系是前者小于后者;故填:前者小于后者。
【变式】(2025·辽宁本溪·模拟预测)II.很多门把手都是铜质镀铬的,为了了解铬与常见金属镁、铜在金属活动性顺序表中的相对位置关系,同学们进行如下探究活动:
【查阅资料】①铬(Cr)是银白色有光泽的金属,在空气中其表面能生成致密氧化膜。硫酸亚铬()溶液为蓝色的溶液。
②硫酸镁溶液为无色的溶液。
【猜想与假设】
(5)猜想三种金属在金属活动性顺序表中的相对位置关系:
猜想一:;
猜想二: ;
猜想三:。
【实验过程】进行如下实验:
(6)①将经过处理的铬片放入盛有稀硫酸的试管中,观察到的现象是:铬片表面产生气泡, 。根据实验现象,猜想三不成立。
②将经过处理的镁片放入硫酸亚铬溶液中,观察到镁片上有新的固体生成,溶液由蓝色变为无色,可以得出镁的金属活动性比铬 (填“强”或“弱”)。
【实验结论】
三种金属在金属活动性顺序表中的相对位置关系:猜想二成立。
【反思与评价】
(7)在做①实验前应对铬片进行怎样的处理 。反应后铬片完全溶解试管底部没有晶体析出,如何判断所得溶液中是否饱和 。
【答案】
(5)
(6) 溶液由无色变为蓝色 强
(7) 用砂纸打磨 向所得溶液中加入硫酸亚铬,观察是否溶解
【详解】
(5)已知镁的金属活动性比铜强,结合猜想一、三,猜想二为Mg>Cr>Cu;
(6)①猜想三不成立,说明铬的活动性强于铜,则要通过与酸反应得出该结论需要和酸反应。在金属活动顺序中排在氢之前,能置换出稀硫酸中的氢,同时生成硫酸铬,根据“查阅资料”可知,硫酸亚铬()溶液为蓝色的溶液,因此将经过处理的铬片放入盛有稀硫酸的试管中,观察到的现象是:铬片表面产生气泡,溶液由无色变为蓝色;
②将经过处理的镁片放入硫酸亚铬溶液中,观察到镁片上有新的固体生成,溶液由蓝色变为无色,说明镁能将铬从硫酸亚铬溶液中置换出来,得出镁的金属活动性比铬强;
(7)在做①实验前应要用砂纸打磨铬片,除去表面的致密氧化膜;根据饱和溶液概念可知,一定温度下,饱和溶液不能再溶解溶液中的溶质,取少量溶液,加入少量CrSO4晶体,若晶体溶解则溶液未饱和,若不溶解则溶液已饱和。
►考向03 滤液、滤渣的成份的判断
【典例】(2023·辽宁锦州·中考真题)向AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量铁粉,充分反应后,过滤。下列说法正确的是
A.若滤渣中没有Cu。滤液中一定含有AgNO3
B.若滤渣中有Cu,滤液中一定没有AgNO3和Cu(NO3)2
C.若滤渣中没有Fe,滤液中一定含有Fe(NO3)2,可能含有AgNO3和Cu(NO3)2
D.若滤渣中有Fe,滤液中一定没有Cu(NO3)2和Fe(NO3)2
【答案】C
【详解】A、根据优先置换原理,当铁粉的质量很少时,铁粉首先置换银离子,铜离子不一定到得置换,故当铁粉恰好将银离子置换出来后,滤渣中没有Cu,滤液中不含有AgNO3,故A错误;
B、根据优先置换原理,当铁粉的质量很少时,铁粉首先置换银离子,铜离子不一定到得置换,若滤渣中有Cu,说明滤液中的AgNO3被反应完全,Cu(NO3)2可能反应完全,也可能剩一部分,故B错误;
C、滤渣中没有Fe时,铁粉被消耗完全,滤液中一定含有Fe(NO3)2,可能含有AgNO3和Cu(NO3)2,故C正确;
D、若滤渣中有Fe,说明AgNO3和Cu(NO3)2与铁粉完全反应,滤液中一定没有Cu(NO3)2和AgNO3,滤液中只含有Fe(NO3)2,故D错误。
故选C。
【变式】(2025·辽宁葫芦岛·三模)(4)向Cu(NO3)2和Zn(NO3)2的混合溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后过滤,向滤渣中加盐酸有气泡,则滤渣中一定含有的金属是 。
【答案】
(4)Cu、Fe
【详解】(4)金属活动性:Zn>Fe>Cu,向Cu(NO3)2和Zn(NO3)2的混合溶液中加入一定量的铁粉,铁与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜,铁与硝酸锌不反应,充分反应后过滤,向滤渣中加盐酸有气泡,说明铁过量,则硝酸铜完全反应,则滤渣中一定含有的金属是:Fe、Cu;
►考向04 工业流程中的金属回收
【典例】(2025·辽宁盘锦·模拟预测)Ⅲ.金属材料的广泛应用,极大地促进了“中国梦”发展。
逐梦小组以“探究金属的前世和今生”为主题开展项目式学习。
【任务一】探究金属的冶炼:炼铁的原理及流程如图所示。
(5)该流程中,具有还原性的物质有 (填化学式),写出反应Ⅲ的化学方程式为 。
(6)生铁容易生锈,是因为铁与空气中 的发生了反应。
【任务二】探究金属的回收再利用。某学习小组同学欲从废旧电脑的某些零部件中回收金属银,设计流程如图所示。
请回答下列问题:
(7)操作I、Ⅱ的名称为 。
(8)依据流程判断铜、银、铝的金属活动性由强到弱的顺序是 。
(9)步骤Ⅱ发生反应的化学方程式是 。
【答案】
(5) C,CO
(6)氧气和水
(7)过滤
(8)
(9)
【详解】
(5)该流程中,焦炭与氧气高温下反应生成二氧化碳,焦炭体现还原性;二氧化碳与焦炭高温下反应生成一氧化碳,焦炭体现还原性;一氧化碳与氧化铁高温下反应生成铁和二氧化碳,一氧化碳体现还原性,因此具有还原性的物质有C、CO;
流程(Ⅲ)中,一氧化碳与氧化铁高温下反应生成铁和二氧化碳,反应的化学反应方程式为:;
(6)铁在空气中锈蚀,实际上是铁跟空气中的氧气、水共同作用的结果;
(7)由图可知,操作Ⅰ、Ⅱ能将不溶性固体从溶液中分离出来,所以操作Ⅰ、Ⅱ的名称是过滤;
(8)铝能与稀硫酸反应,铜和银不能,说明铝的活动性比铜、银强;铜能与硝酸银反应,说明铜的活动性比银强,所以三种金属活动性顺序为Al>Cu>Ag;
(9)由流程图可知,铝和硫酸反应生成硫酸铝和氢气,铜、银不能和稀硫酸反应,则操作Ⅰ得到的固体是铜和银的混合物,加入适量的硝酸银溶液,铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银,所以步骤Ⅱ所发生的化学方程式是:Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag。
【变式】(2025·辽宁丹东·二模)Ⅱ.航空金属的冶炼
钛(Ti)被称为航空金属。如图是以钛铁矿【主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3)】为主要原料冶炼金属钛的生产工艺流程。
(4)反应①之前需要将钛铁矿粉碎,目的是 。操作a的名称为 。
(5)反应②除了生成TiCl4,还生成一种有毒的可燃性气体,该气体的化学式为 。
(6)写出③中金属镁和TiCl4反应的化学方程式: 。
Ⅲ.航母“福建舰”解缆启航
(7)航母电缆用纯铜制作,主要利用铜的延展性和 性。
(8)航母通信工具使用的锂电池,工作时能量转化的主要方式为 。
(9)航母动力由重油燃烧提供,重油主要成分是辛烷(C8H18)。每个C8H18分子是由 构成的。
【答案】
(4) 增大反应物的接触面积,使反应更快、更充分 过滤
(5)CO
(6)
(7)导电
(8)将化学能转化为电能
(9)8个碳原子和18个氢原子
【详解】
(4)反应①之前需要将钛铁矿粉碎,目的是增大反应物的接触面积,使反应更快、更充分;
分离固液的操作是过滤,则操作a的名称是过滤;
(5)由流程图可知,反应②为与焦炭、氯气在高温条件下反应生成四氯化钛,同时生成一种有毒的可燃性气体,根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,则该气体是含有碳元素、氧元素的一氧化碳,其化学式为CO;
(6)由流程图可知,反应③为四氯化钛与镁在高温条件下反应生成钛和氯化镁,化学方程式为;
(7)航母电缆用纯铜制作,主要利用铜的延展性和导电性;
(8)航母通信工具使用的锂电池,工作时能量转化的主要方式为将化学能转化为电能;
(9)每个分子是由8个碳原子和18个氢原子构成的。
题型四 金属资源的利用和保护
►考向01铁的冶炼
【典例】(2023·辽宁沈阳·中考真题)主题三:迈向碳中和
【查阅资料】工业上高炉炼铁副产品有炉渣、炉尘和煤气,煤气中CO含量可达30%
【设计方案】为了减少工业炼铁中CO、CO2的排放,小组同学基于碳中和理念设计了一个
低碳行动方案,方案流程示意图如下:
(5)石灰浆[主要成分为]吸收的化学方程式: 。
(7)上述方案中的CO重新通入高炉后,起的主要作用是 。
(8)该方案的优点是除外,还可实现 (填物质化学式)的部分或全部循环利用。
(9)工业炼铁需消耗大量的焦炭,请写出一种在生活生产实际中能替代含碳燃料的新能源: 。
【答案】
(5)CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
(7)燃烧提供热量
(8)CaCO3、CO
(9)风能、水能、潮汐能等
【详解】
(5)二氧化碳和石灰浆中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,该反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。
(7)上述方案中的CO重新通入高炉后,起的主要作用是燃烧提供热量。
(8)CaCO3、CO既是反应物又是生成物,可以循环使用。
(9)生活生产实际中能替代含碳燃料的新能源有风能、水能、潮汐能等。
【变式】(2025·河南周口·三模)《梦溪笔谈》中“古人以剂钢为刃,柔铁为茎干”“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”记录了古代铁器生产、使用的情形。如图是实验室模拟炼铁原理的装置图。
►考向02 炼铁的相关计算
【典例】(2023·辽宁沈阳·中考真题)(6)工业用含Fe2O3 480t的赤铁矿为原料炼铁,反应中最多得到Fe t。
【答案】
(6)336
【详解】
(6)设反应3最多得到Fe的质量为x,
,
,x=336t,即工业用含Fe2O3480t的赤铁矿为原料炼铁,反应中最多得到Fe336t。
【变式】(2025·辽宁锦州·模拟预测)主题三:铁的来源及冶炼
(9)铁资源在自然界常以化合物形式存在,若用2000t含氧化铁80%的赤铁矿炼铁,能炼出纯铁质量是 t。
主题四:防护铁资源
(10)为了防止铁制品生锈,可采取的措施有 (写一条即可)。
【答案】
(9)1120
(10)涂油/刷漆等
【详解】
(9)假设炼铁过程中铁元素没有损失,理论上赤铁矿中的铁元素质量应该等于炼出的纯铁质量。故2000t含氧化铁80%的赤铁矿能炼出纯铁的质量为:。
(10)破坏铁生锈的条件,就可以防止铁制品生锈。防止铁制品生锈的措施有很多,如在铁表面涂油漆(或表面镀锌、保持干燥等)。
►考向03铁生锈条件的探究
【典例】(2023·辽宁抚顺本溪辽阳·中考真题)“对比实验”是科学探究的重要方法。根据下图实验回答。
(1)图1实验中,发现碘溶于汽油,而高锰酸钾几乎不溶于汽油,说明物质的溶解性与 有关。
(2)图2实验中,为了比较人体吸入的空气和呼出的气体中所含氧气的多少,应分别向集气瓶中插入 。
(3)图3探究铁钉锈蚀条件实验中,蒸馏水需煮沸并迅速冷却,煮沸的目的是 。几天后观察,能证明铁钉锈蚀与水有关的现象是 。
【答案】(1)溶质的种类
(2)燃着的木条
(3) 除去水中溶有的氧气 A中铁钉生锈,C中铁钉不生锈
【详解】(1)图1实验中,发现碘溶于汽油,而高锰酸钾几乎不溶于汽油,溶质种类不同,溶剂种类相同,说明物质的溶解性与溶质的种类有关;
(2)氧气具有助燃性,应用燃着的木条检验氧气,分别向集气瓶中插入燃着的木条,燃着的木条在空气中继续燃烧,在呼出气体中熄灭,说明空气中氧气的含量比呼出气体中氧气含量多;
(3)气体的溶解度随温度的升高而减小,故蒸馏水需煮沸并迅速冷却,煮沸的目的是:除去水中溶有的氧气,防止影响实验;
试管A中铁钉与氧气和水接触,生锈,试管C中铁钉只与氧气接触,不生锈,对比说明铁锈蚀需要水,故填:A中铁钉生锈,C中铁钉不生锈。
【变式】(2025·辽宁沈阳·二模)Ⅱ.探究铁锈蚀条件的实验。
(5)①中,甲、乙、丙三处中生锈最明显的是 处。
(6)②中使用煮沸后迅速冷却的蒸馏水的目的是 。
(7)对比①和③,说明铁钉生锈的条件之一为 。
(8)④中一段时间后U形管内液面出现的现象为 。
(9)实验室常用稀盐酸除铁锈,写出发生反应的化学方程式: 。
【答案】
(5)乙
(6)除去水中溶解的氧气
(7)需要与水接触
(8)左高右低
(9)Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O
【详解】
(5)铁生锈的条件是与氧气和水同时接触。①中,甲处铁钉只与空气接触,乙处铁钉既与空气接触又与水接触,丙处铁钉只与水接触,所以生锈最明显的是乙处。故答案为:乙。
(6)水中溶解有一定量的氧气,煮沸后迅速冷却的蒸馏水可以除去水中溶解的氧气,从而探究铁在没有氧气只有水的条件下是否生锈。故答案为:除去水中溶解的氧气。
(7)①中铁钉与氧气、水同时接触,③中铁钉只与氧气接触(氯化钙具有吸水性,吸收了水蒸气),对比①和③,①中铁钉生锈而③中铁钉不生锈,说明铁钉生锈的条件之一为水。故答案为:水。
(8)④中沾有食盐水的铁钉生锈消耗氧气,使装置内压强减小,在大气压的作用下,U形管内液面左侧上升,右侧下降故答案为:左侧上升,右侧下降。
(9)铁锈的主要成分是氧化铁,稀盐酸与氧化铁反应生成氯化铁和水,化学方程式为Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O。
►考向04 铁生锈的应用
【典例】(2025·辽宁抚顺·一模)蒸汽眼罩由无纺布眼罩和发热体构成。发热体内含有铁粉、活性炭、氯化钠、蛭石、高吸水树脂(良好保水性能,为眼罩提供水蒸气)等。某学习小组开展如下探究。
任务一∶验证蒸汽眼罩中含有铁粉
(1)取少量蒸汽眼罩内固体粉末于试管中,加入足量的稀盐酸,观察到有 产生,溶液变为浅绿色,说明脱氧剂中含有铁粉。
任务二∶蒸汽眼罩快速发热的原因
(2)根据“使用方法-打开蒸汽眼罩包装,接触空气即开始发热”,小组同学进行了以下实验∶取20g发热体内固体粉末放入密闭容器中,通过数字传感器分别测得氧气和二氧化碳含量变化如图。
据图回答∶发热体内的物质和空气中的 (填“氧气”或“二氧化碳”)发生了反应。
(3)实验后,同学们观察到部分黑色固体变为红棕色,分析蒸汽眼罩是利用了铁生锈原理,说明铁生锈是 (填“吸热”或“放热”)反应。
任务三∶探究活性炭和氯化钠对铁生锈的影响
方案
试剂
1分钟前后温度变化
方案一
4g铁粉、2mL水
16℃→16℃
方案二
4g铁粉、2mL水、2g氯化钠
16℃→16℃
方案三
4g铁粉、2mL水、3g活性炭
16℃→16℃
方案四
4g铁粉、2mL水、3g活性炭、Xg氯化钠
16℃→55℃→26℃
(4)①表中X= 。
②方案一与方案四之间能否形成对照?若不能,请说明理由: 。
③对比分析你得出的结论是 。
(5)方案四中短时间内虽然会放出大量热,但是温度下降的非常快,查阅资料发现人工孵化乌龟蛋的时候也会使用蛭石,请问∶蛭石的作用是 。
(6)①除上述探究中的因素外,影响铁生锈速率的因素还有 (写一条即可)。
②如何保存蒸汽眼罩 。
【答案】(1)气泡
(2)氧气
(3)放热
(4) 不能,方案一与方案四有两个变量不同 氯化钠能加快铁生锈的速率
(5)保温作用,可以减缓热量散失
(6) 温度 密封,保持干燥(答案合理即可)
【详解】(1)铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,则可以观察到的现象是有气泡产生,故填:气泡;
(2)据图可知,由于氧气含量降低,二氧化碳含量不变,所以发热体内的物质和空气中的氧气发生了反应;故填:氧气;
(3)使用方法:打开蒸汽眼罩包装,接触空气即开始发热,再由部分黑色固体变为红棕色说明铁生锈了,则说明铁生锈是放热反应,故填:放热;
(4)①对比实验2和实验4可知,实验2中应取用氯化钠的质量是,故填:;
②分析方案一与方案四,两个方案中有两个不同活性炭和氯化钠,则不能形成对照实验,故填:不能,方案一与方案四有两个变量不同;
③实验1中加入4g铁粉、2mL水,实验2中加入4g铁粉、2mL水、2g氯化钠,实验3中加入4g铁粉、2mL水、2g活性炭,氧气含量和温度均无明显变化,实验4中加入4g铁粉、2mL水,2g氯化钠2g活性炭,温度升高,说明实验4中温度迅速上升的原因是铁粉与水、氯化钠、活性炭共同作用的结果,由次可推测:氯化钠能加快铁生锈的速率;故填:氯化钠能加快铁生锈的速率;
(5)方案四中短时间内虽然会放出大量热,但是温度下降的非常快,使用蛭石可以起保温作用,可以减缓热量散失;故填:保温作用,可以减缓热量散失;
(6)①影响化学反应速率的因素有温度、反应物的接触面积、反应物的浓度、是否使用催化剂等,铁生锈是化学变化,题目中没有涉及温度对铁生锈的影响,则影响铁生锈速率的因素还可以有温度等,故填:温度;
②蒸汽眼罩发热是利用铁生锈放热,铁与氧气、水共同作用生锈,则蒸汽眼罩要密封干燥保存,故填:密封,保持干燥(答案合理即可)。
【变式】(2025·辽宁·模拟预测)日常生活中常见的保鲜剂如下,学习小组以食品保鲜剂为主题展开实践性活动。
I.探究脱氧保鲜剂
(1)铁粉脱氧保鲜剂:常用于干果、肉制品等食品保鲜。主要原理与铁生锈相同,即铁粉与 反应。
(2)铁粉脱氧保鲜剂主要成分有铁粉、炭粉、氯化钠等。为了验证该脱氧保鲜剂中含有铁粉,可以向其中加入 。
为探究影响脱氧反应速率的因素,学习小组利用图1装置进行如下探究。实验结果如图2、3所示。
编号
铁粉/g
水/滴
炭粉/g
氯化钠/g
1
5.0
10
0
1.0
2
5.0
10
0.75
1.0
3
5.0
10
x
0
4
5.0
10
1.5
1.0
5
5.0
10
0.75
2.0
(3)结合图2,分析5min后的实验数据,可得到的结论是 。
(4)结合图3,x= ;对比三组实验的目的是 。
(5)回收金属可以节约资源和能源。实验后瓶中残留物除了可用于回收金属铁外,还可以回收氯化钠,你的方法是 。
II.探究石灰干燥剂是否变质
(6)小组学生设计如下实验方案探究石灰干燥剂是否变质,请你帮同学们完成实验报告
实验
实验操作
实验现象
结论
①
取少量样品于烧杯中,加一定量的水,充分搅拌
,有固体剩余
含CaO
②
将①中液体过滤,取滤液滴加酚酞溶液
溶液变红色
含Ca(OH)2
③
取②中滤渣,加入足量稀盐酸
固体溶解,有气泡
含
(7)石灰干燥剂变质的原因是 。
(8)化学老师看了他们的实验报告,觉得实验②并不能证明固体中含Ca(OH)2,理由是 。
【答案】(1)氧气和水蒸气
(2)稀盐酸(合理即可)
(3)其他条件一定时,向铁粉中加入炭粉可以加快铁粉的脱氧效率
(4) 0.75 探究氯化钠的质量对铁粉脱氧效率的影响
(5)将固体充分溶解后过滤,再将滤液蒸干
(6) 烧杯外壁发热
(7)生石灰和空气中的水蒸气反应后,生成物再与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙
(8)①中的生石灰和水反应也会生成
【详解】(1)铁生锈的本质是铁与空气中氧气、水等物质作用,发生复杂的氧化反应,所以铁粉脱氧保鲜剂也是利用此原理进行食物的保鲜。故答案为:氧气和水。
(2)保鲜剂中有铁粉、炭粉和氯化钠,检验其中有铁粉,需要考虑铁的化学性质。炭粉和氯化钠不能与稀盐酸反应,铁能与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,反应过程中可以看到明显的气泡,因此可以用稀盐酸来检验铁粉。故答案为:稀盐酸。
(3)结合表格和图2,通过比较实验1、2、4在相同时间内氧含量下降的快慢,可得出炭粉的加入能加速脱氧过程,且用量越多,速率越快。所以答案为:其他条件一定时,向铁粉中加入炭粉可以加快铁粉的脱氧效率。
(4)结合图3,对比实验2、3、5,根据控制变量的原则,三组实验只有氯化钠的用量不同,其他变量应保持一致,所以三组实验炭粉质量应当相同,都为0.75g;通过对比氧含量随时间的变化可研究食盐对反应速率的影响。故答案为:0.75;探究氯化钠的质量对铁粉脱氧效率的影响。
(5)铁、炭粉等不溶于水,氯化钠可溶于水,所以可以通过溶解-过滤-蒸发结晶进行分离回收。故答案为:将固体充分溶解后过滤,再将滤液蒸干。
(6)生石灰与水反应生成氢氧化钙,该过程会放出大量的热;氢氧化钙溶液呈碱性,所以加入酚酞试液会变红;实验③加入稀盐酸后固体溶解,有气泡,说明干燥剂中含有能与酸反应生成气体的钙盐,由此推理出此物质是碳酸钙,而碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳。故答案为:烧杯外壁发烫;碳酸钙/。
(7)暴露在空气中,会先跟水生成,再进一步与与空气中的生成,干燥剂会因此变质失效。故答案为:生石灰和空气中的水蒸气反应后,生成物再与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙。
(8)在实验①中与水反应生成了,所以仅靠实验②中的现象无法证明干燥剂中有氢氧化钙。故答案为:①中的生石灰和水反应也会生成。
►考向05 铁制品锈蚀与保护
【典例】(2024·辽宁·中考真题)下列有关铁制品锈蚀与保护的说法不正确的是
A.铁与氧气、水等反应导致铁制品锈蚀 B.将铁制成不锈钢能减缓锈蚀
C.锈蚀的铁制品没有任何利用价值 D.铁栏杆表面刷漆能减缓锈蚀
【答案】C
【详解】A、铁制品锈蚀实际上是铁与空气中的氧气和水共同作用的结果,说法正确;
B、不锈钢抗腐蚀性能较强,将铁制成不锈钢能减缓锈蚀,说法正确;
C、锈蚀的铁制品具有回收价值,回收废旧金属能节约金属资源,减少环境污染,说法不正确;
D、铁栏杆表面刷漆能减缓锈蚀,说法正确。
故选:C。
【变式】(2025·辽宁抚顺·模拟预测)防止金属锈蚀是保护金属资源的有效途径,以下防锈措施不合理的是
A.表面覆盖耐腐蚀金属 B.在自来水中长时间浸泡
C.优化材料制成不锈钢 D.在防锈袋内密封保存
【答案】B
【详解】A、金属锈蚀的主要条件是金属与氧气和水同时接触;在金属表面覆盖耐腐蚀金属,隔绝氧气和水,防止内部金属锈蚀,故选项防锈措施合理;
B、自来水含水和溶解氧,长时间浸泡会持续提供锈蚀条件,故选项防锈措施不合理;
C、优化材料制成不锈钢,改变金属结构,可以增强抗腐蚀性,故选项防锈措施合理;
D、在防锈袋内密封保存,隔绝氧气和水,防止锈蚀,故选项防锈措施合理。
故选B。
►考向06 保护金属资源
【典例】(2023·辽宁大连·中考真题)绿水青山就是金山银山。下列做法不利于环境保护的是
A.加强空气质量监测 B.生活污水未经处理直接排放
C.废旧金属回收再利用 D.提倡用布袋代替塑料袋购物
【答案】B
【详解】A、加强空气质量监测。可以减少空气污染,保护环境,不符合题意;
B、生活污水未经处理直接排放,会污染水源和土壤,应集中处理达标后排放,符合题意;
C、废旧金属回收再利用,可以节约金属资源,减少污染,保护环境,不符合题意;
D、提倡用布袋代替塑料袋购物,可以减少“白色污染”,保护环境,不符合题意。
故选B。
【变式】(2025·辽宁盘锦·一模)金属材料用途广泛。下列有关金属材料的说法正确的是
A.自然界中所有金属都以化合物形式存在 B.合理开采矿物是保护金属资源的途径之一
C.生铁和氧化铁都是金属材料 D.将铁制品放在潮湿的空气里不易生锈
【答案】B
【详解】A、并不是自然界中所有金属都以化合物形式存在,少数不活泼金属以单质形式存在,如金、银等,故错误;
B、合理开采矿物可以减少资源浪费,提高资源利用率,确实是保护金属资源的重要途径之一。其他途径还包括回收利用、寻找替代材料等。故正确;
C、生铁是铁和碳的合金,属于金属材料。 氧化铁是铁的氧化物,属于化合物,不是金属材料。金属材料通常指金属单质或合金。故错误;
D、铁在潮湿的空气中容易与氧气和水反应生成铁锈,因此潮湿环境会加速铁的锈蚀。故错误;
故选B。
1.(2025·辽宁·模拟预测)从古至今,铁制品一直都被人们广泛的使用。
I.古籍中的铁
《天工开物》中记载:“凡铁一炉载土二千余斤……或用木炭……扇炉风箱……土化为铁。”“凡铁分生、熟,出炉未炒则生,既炒则……炼成则钢。
(1)“木炭”除了作还原剂之外,还可为炼铁提供 。
(2)“扇炉风箱”可以为炉内提供足够多的 。
(3)“炒”钢时不断翻炒,是为了去除生铁中含有的 。
(4)生铁属于 (填“混合物”或“纯净物”)。
II.生活中的铁
(5)在燃气灶上用铁锅炒菜,利用铁的 性。
(6)大连长海大桥正式开始建设,建材材料用钢而不用纯铁,原因是 (答一点)。
(7)为防止铁生锈,可对铁制品进行“发蓝”处理,使其表面生成致密的氧化物(其中Fe、O元素质量比为21:8)保护膜,该氧化物的化学式为 。
III.FeOOH的制备
用废铁屑(主要成分为Fe,含少量Fe2O3和FeCO3)制备FeOOH主要流程如图:
(8)“酸溶”时适当提高反应温度和H2SO4浓度,目的是 ,产生的气体为 。
(9)制备过程中,“还原”反应的化学方程式为Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4;“沉淀”反应的化学方程式为2FeSO4+H2O2+2H2O=2FeOOH↓+2H2SO4.
①“沉淀”时温度不宜太高,原因是 。
②“沉淀”时会有部分FeOOH与FeSO4反应生成Fe3O4和H2SO4,反应的化学方程式为 。
【答案】(1)炼铁所需的温度
(2)氧气
(3)碳
(4)混合物
(5)导热
(6)硬度大
(7)
(8) 加快反应速率 和
(9) 防止受热分解
【详解】(1)木炭燃烧提供热量,用于炼铁。
(2)风箱鼓风提供氧气,使木炭充分燃烧。
(3)炒钢去除生铁中的碳,降低含碳量,提高铁的韧性和延展性。
(4)生铁含有铁、碳等多种成分,属于混合物。
(5)铁锅利用导热性,使食物受热均匀。
(6)钢比纯铁硬度大,更适合用于建筑。
(7)根据质量比为21:8,设化学式为FexOy,则56x:16y=21:8,解得x:y=3:4,因此化学式为Fe3O4。
(8)“酸溶”时适当提高反应温度和H2SO4,的浓度,可有效加快反应速率,提高酸溶的效率。该过程中生成气体的反应有两个:废铁屑中的铁与硫酸反应生成 H2,FeCO3和硫酸反应生成CO2,气体,即生成的气体是H2,和 CO2。
(9)①沉淀时需向溶液中加入 H2O2溶液,而H2O2溶液在温度较高时易分解生成水和氧气,因此为防止 H2O2因温度过高发生分解,沉淀时反应温度不宜过高。②“沉淀”时会有部分FeOOH与FeSO4反应生成Fe3O4和H2SO4,写出反应物和生成物,并进行配平。因此化学方程式为:2FeOOH+FeSO4=Fe3O4+H2SO4。
2.(2025·辽宁锦州·二模)材料是人类赖以生存和发展的重要物质。而如今人类社会已经进入了一个材料开发和应用技术迅猛发展的崭新时代。
【材料的分类】
(1)制造国产C919大飞机的材料有合金、塑料等,其中属于有机合成材料的是 。
(2)鉴别衣物所用的纤维是纯棉还是涤纶,可用 的方法。
【材料的制备】
(3)将铜和锌熔合成黄铜后生产机器零件,是因为黄铜的硬度和强度比纯铜 (填“大”或“小”)。
(4)铁是年产量最大,应用最广的金属,用赤铁矿冶炼出生铁和钢,它们性能不同的原因是 。
(5)我国是湿法冶金的先驱。我国古代典籍中有记载:“曾青(硫酸铜溶液)得铁则化为铜”,该反应的基本反应类型是 。
(6)《天工开物》将陶瓷概述为“水火既济而土合”。烧制瓷器所用黏土中含有铝、氧、硅等元素,写出其中属于金属元素的符号 。
(7)高温陶瓷材料氮化硅()可以被用于制造陶瓷发动机。工业上普遍采用高纯硅与纯氮在1300℃条件下反应制备氮化硅,请写出化学方程式 。
【材料的回收】
某小组同学对废旧的易拉罐进行回收并探究废旧易拉罐的主要成分。
查阅资料:
①铝制易拉罐使用的铝合金以铝铁合金和铝镁合金为主;
②铝能与氢氧化钠溶液反应生成氢气和偏铝酸钠,偏铝酸钠极易溶于水;镁和铁不与氢氧化钠溶液反应。
如下图是该小组同学进行实验的流程。
(8)A溶液是 溶液。
(9)为确定是铝镁合金还是铝铁合金,该小组同学继续对黑色固体粉末进行探究,实验操作是 (利用化学方法),观察到的现象是 ,最终得出结论:该合金为铝铁合金。
(10)回收后的易拉罐,可继续作为制造易拉罐的材料和用于其他工业生产。易拉罐的回收再利用的意义是 (写一点即可)。
【答案】(1)塑料
(2)灼烧闻气味
(3)大
(4)含碳量不同
(5)置换反应
(6)Al
(7)
(8)氢氧化钠
(9) 取少量黑色粉末于试管中,加入足量的稀盐酸 固体溶解,产生气泡,溶液由无色变成浅绿色
(10)减少环境污染(或节约金属资源)
【详解】(1)有机合成材料包括塑料、合成纤维、合成橡胶,合金属于金属材料。
(2)鉴别纯棉和涤纶的方法,灼烧闻气味,有刺激性气味的是涤纶,有烧纸气味的是纯棉。
(3)合金比组成它的纯金属硬度大、强度高,黄铜是铜锌合金,硬度和强度比纯铜大。
(4)生铁的含碳量4.3%——2%,钢的含碳量2%——0.03%,生铁和钢性能不同,是因为它们的含碳量不同。
(5)硫酸铜与铁反应生成硫酸亚铁和铜,是单质与化合物反应,生成另一种单质和另一种化合物,属于置换反应。
(6)铝、氧、硅三种元素中,铝是金属元素,氧属于气态非金属元素,硅属于固态非金属元素。铝的元素符号为:
(7)高纯硅与纯氮在1300℃条件下反应制备氮化硅,请反应的化学方程式为:
(8)铝制易拉罐含有铝铁或者是铝镁,由于探究需要A溶液只能与铝发生反应,而不能与铁或镁发生反应,所以加入的溶液只能是氢氧化钠溶液,而不能加入酸溶液,因为氢氧化钠溶液能与铝发生反应而不能与铁或镁发生反应。
(9)用化学方法鉴别铁和镁,可以根据铁和镁与酸反应现象不同加以鉴别,所以实验操作是:取少量黑色粉末于试管中,加入足量的稀盐酸。
由于实验结论是该合金为铝铁合金,所以黑色粉末是铁,铁和盐酸反应的现象是:固体溶解,有气泡产生,溶液由无色变为浅绿色。
(10)回收废旧金属可以保护金属资源,减少环境污染,节约能源。
3.(2025·辽宁盘锦·二模)化学是推动人类社会可持续发展的重要力量。请从化学视角回答下列问题:
I.化学与生活
(1)中考复习期间,小明妈妈为他准备的午餐有:米饭、鸡蛋汤、红烧牛肉、炒白菜、高钙牛奶等,其中富含维生素的食物是 。
(2)化肥为保证粮食丰产起到了重要的作用。下列化肥属于复合肥的是___________(填字母序号)。
A.尿素[CO(NH2)2] B.硝酸钾[KNO3] C.磷酸钙[Ca3(PO4)2]
II.化学与航空
(3)运载火箭外壳材料为铝合金。铝合金做外壳材料,具备的优良性能是 (答一条)。
(4)航天员呼出的水蒸气经冷凝、净化可作为饮用水,净化采用反渗透膜(只允许水分子和部分离子通过),原理类似于实验操作中的 (填操作名称)。
(5)可在饮食中添加___________(填字母序号)来预防航天员骨质疏松。
A.葡萄糖酸钙(C12H22O14Ca) B.柠檬酸亚铁(FeC6H6O7) C.碘酸钾(KIO3)
(6)"最强货运飞船"直指苍穹。搭载发射的"长征七号"火箭,采用的是新研发的液氧煤油发动机。氧气由气态压缩为液态的过程中,氧分子的大小 (填"有"或"无")改变。
(7)"嫦娥五号"用到了石墨烯存储器。石墨烯是从石墨薄片中剥离出的单层,石墨的物理性质与金刚石有很大差异,原因是 。
III.化学与生产
硫酸铵俗称肥田粉,可以用于啤酒酿造、开采稀土等。硫酸铵的生产工艺流程如下:
(8)水蒸气通过焦炭层除生成氢气外,生成的另一种有毒的气体是 。(填化学式),该反应的基本反应类型是 。
(9)写出沉淀池中发生反应的化学方程式: 。
(10)下表是硫酸铵的部分溶解度数据,则流程中"操作"最好选用的方法是 。
温度/℃
0
10
20
30
40
50
60
70
溶解度/g
70.6
73
75.4
78
81
85
88
90
(11)整个流程中可以循环利用的物质是 。
【答案】(1)炒白菜
(2)B
(3)强度高(合理即可)
(4)过滤
(5)A
(6)无
(7)碳原子的排列方式不同
(8) CO 置换反应
(9)2NH3+CO2+CaSO4+H2O=(NH4)2SO4 +CaCO3 ↓
(10)蒸发结晶
(11)CO2
【详解】(1)中考复习期间,小明妈妈为他准备的午餐有:米饭、鸡蛋汤、红烧牛肉、炒白菜、高钙牛奶等,因为蔬菜、水果富含维生素,所以其中富含维生素的食物是炒白菜。
(2)含有钾元素的化肥是钾肥,含有磷元素的化肥是磷肥,含有氮元素的化肥是氮肥。氮、磷、钾三种元素中至少含有两种的化肥是复合肥,则属于复合肥的是硝酸钾,故选B。
(3)运载火箭外壳材料为铝合金。铝合金做外壳材料,具备的优良性能是强度高、密度小、耐腐蚀。
(4)通过过滤可将难溶于水的固体物质与液体分离。航天员呼出的水蒸气经冷凝、净化可作为饮用水,净化采用反渗透膜(只允许水分子和部分离子通过),原理类似于实验操作中的过滤。
(5)缺钙易患骨质疏松,可在饮食中添加葡萄糖酸钙来预防航天员骨质疏松,故选A。
(6)气态物质分子间隔最大,氧气由气态压缩为液态的过程中,氧分子的大小无改变,是分子间隔变小。
(7)石墨和金刚石都是由碳原子构成的,石墨的物理性质与金刚石有很大差异,原因是碳原子的排列方式不同。
(8)水蒸气通过焦炭层除生成氢气外,生成的另一种有毒的气体,根据化学反应前后元素的种类不变,该有毒气体是CO,该反应的化学方程式为:C+H2OCO+H2,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是置换反应,则该反应的基本反应类型是置换反应。
(9)根据流程图可知,沉淀池中发生反应的化学方程式为:2NH3+CO2+CaSO4+H2O=(NH4)2SO4 +CaCO3 ↓。
(10)根据硫酸铵的部分溶解度数据可知,硫酸铵的溶解度受温度影响变化不大,对于溶解度受温度影响变化不大的物质,一般采用蒸发结晶法,使溶质从溶液中结晶析出。所以流程中"操作"最好选用的方法是蒸发结晶。
(11)整个流程中二氧化碳既是反应物,又是生成物,所以整个流程中可以循环利用的物质是CO2。
4.(2025·辽宁营口·二模)化学为人类提供了丰富的材料。
(一)金属资源是宝贵的自然资源,铝是地壳中含量最多的金属元素,铝的化合物种类繁多,已知氧化铝的熔点为2050℃,铝的熔点为660℃,硬铝含铝、铜、镁、硅,是用途广泛的铝合金。
(1)硬铝片和纯铝片互相刻画, 的表面会留下较深的划痕。
(2)氧化铝可用于制造耐火砖等高温材料,这是因为 。
(3)从活泼金属的化合物中提炼单质比较困难。人类3000多年前就使用铜、2500多年前就使用铁,推测人类使用铝比铁的年代 (填“早”或“晚”)。
(4)金属的回收利用可有效地保护金属资源,请你再写出一条保护金属资源的有效途径: 。
(二)材料的研究离不开化学
芯片的基材主要是高纯硅,如图是一种制备高纯硅的工艺流程图。
请回答:
(5)操作Ⅰ的名称是 ,实验室完成该操作需要用到的玻璃仪器除玻璃棒外,还有 。
(6)反应Ⅰ的化学方程式:2Mg+SiO2Si+2MgO。在这一反应中,体现了镁具有与碳单质相似的化学性质是 。
(三)金属的冶炼与应用促进科技进步。
I.古法冶金
(7)自然发现
①河流淘沙时发现了金,它以 (填“单质”或“化合物”)形式存在。
②初阳出土的花树状金步摇熠熠生辉是因为金的化学性质 。
(8)金属冶炼
①春秋时期,将铁矿石与木炭混合冶炼生铁。生铁与钢性能不同的原因是 。
②湿法炼铜是西汉时期中国古老的冶铜方法。主要的反应原理是是铁、硫酸铜之间的反应,湿法炼铜的实验现象为 。
③古人将这种液态生铁拍成液滴飞溅到夜空中,绽放成绚烂花火。液滴表面形成FeO外壳,FeO中Fe的化合价为 。
④木炭将氧化铁还原的反应方程式为: ,产生的CO2增多,液滴爆裂,形成铁花。
⑤打铁花表演常在冬季进行,可防烫伤还可减少火灾。从燃烧条件分析可预防火灾的原因是 。
Ⅱ.现代冶金
(9)改进冶炼工艺
①闪速炼钢技术是将铁矿石粉末注入高温熔炉,形成了高纯度铁液滴,反应时间仅需36秒。依据上图分析,反应时间短的原因可能是 (任意写出一点)。低品位菱铁矿(主要成分FeCO3)全铁含量通常低于20%,闪速炼铁解决了我国丰富的低品位矿石的利用问题。
(10)原料低碳节能
利用生物质发酵得到的乙醇制取氢气,部分反应过程如下图所示:
从整个流程看,为了持续获得H2,需不断的补加 。
【答案】(1)纯铝片
(2)氧化铝的熔点高
(3)晚
(4)寻找金属的代用品(合理即可)
(5) 过滤 烧杯、漏斗
(6)还原性(合理表述即可)
(7) 单质 稳定
(8) 含碳量不同 有红色物质析出,溶液由蓝色变为浅绿色 +2 冬季温度低,不易达到可燃物的着火点
(9)铁矿石为粉末状,增大了反应物之间的接触面积
(10)水/H2O
【详解】(1)合金比组成它的纯金属硬度大,硬铝是铝的合金,故硬铝比纯铝的硬度大,故硬铝片和纯铝片互相刻画,纯铝片的表面会留下较深的划痕;
(2)氧化铝可用于制造耐火砖等高温材料,这是因为氧化铝的熔点高;
(3)从活泼金属的化合物中提炼单质比较困难,则金属越活泼,越难冶炼,利用的年代越晚,金属活动性:Al>Fe>Cu,人类3000多年前就使用铜、2500多年前就使用铁,推测人类使用铝比铁的年代晚;
(4)保护金属资源的有效途径:防止金属腐蚀,寻找金属的代用品,有计划、合理地开采矿物等;
(5)操作Ⅰ实现了固液分离,名称是过滤;
过滤所需的玻璃仪器是:玻璃棒、烧杯、漏斗;
(6)在该反应中,镁得到氧,属于还原剂,体现了镁的还原性,碳单质也能与金属氧化物反应,也具有还原性,故在这一反应中,体现了镁具有与碳单质相似的化学性质是还原性;
(7)①河流淘沙时发现了金,它以单质形式存在,因为金的化学性质稳定,很难与其他物质反应;
②初阳出土的花树状金步摇熠熠生辉是因为金的化学性质稳定,很难与其他物质反应;
(8)①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%,故生铁与钢性能不同的原因是:含碳量不同;
②湿法炼铜的原理是铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,现象是:有红色物质析出,溶液由蓝色变为浅绿色;
③FeO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:x+(-2)=0,x=+2;
④木炭与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳,该反应的化学方程式为:;
⑤燃烧的条件:可燃物、与氧气(或空气)接触,温度达到可燃物的着火点,打铁花表演常在冬季进行,可防烫伤还可减少火灾。是因为冬天温度低,不易达到可燃物的着火点,故可以预防火灾;
(9)①反应时间短的原因可能是:铁矿石为粉末状,增大了反应物之间的接触面积,故反应更快更充分;
(10)由图可知,该反应中,乙醇、一氧化碳和二氧化碳均可以循环使用,而反应①②中水参加了反应,故为了持续获得H2,需不断的补水。
5.(2025·辽宁沈阳·二模)化学是推动人类社会可持续发展的重要力量。
Ⅰ 化学与化工
(1)新能源汽车常使用含磷酸亚铁锂)的锂电池为汽车提供动力。中锂元素的化合价为+1价,则磷元素的化合价为 价。
(2)锂资源广泛应用于新能源汽车、电子通信和航空航天等领域,被称为工业的“白色石油”。右图是锂元素在元素周期表中的相关信息,由图可获得的一条信息是 。
(3)铝合金质轻、强度高、耐腐蚀,通常用于汽车发动机部件。铝合金属于 (填标号)。
A.金属材料 B.合成材料 C.天然材料
Ⅱ 化学与生活
铁是人体必需的微量元素,主要存在于血红蛋白中。L-乳酸亚铁为第二代补铁剂,可以治疗缺铁性贫血。精制L-乳酸钙与FeCl2溶液反应生成L-乳酸亚铁(化学式)和氯化钙。L-乳酸亚铁易溶于水,难溶于乙醇(乙醇易挥发),易被氧化,需避光、密封保存。其制备生产工艺图如下:
(4)制备L-乳酸亚铁时控制“恒温”的主要原因是 (填序号)。
a.恒温可避免反应过快或过慢,确保产物均匀生成
b.高温可能导致反应生成的L-乳酸亚铁被氧化,低温可能使反应不完全,控制恒温能减少副产物生成
c.适宜温度下反应更充分,可提高目标产物的产率和纯度,避免杂质过多影响质量
(5)过滤操作中使用的玻璃仪器有:烧杯、玻璃棒、 。
(6)反应结束,用适量乙醇洗涤过滤后的晶体。“洗涤”操作中使用乙醇的优势是 。
(7)制备L-乳酸亚铁,“干燥”条件应选择在 (填“真空”或“空气”)中进行。
(8)某缺铁患者如果服用含 L-乳酸亚铁100mg的补铁剂,则补铁量为 mg(计算结果精确到0.1)。
(9)生活中用铁锅炒菜,主要利用了铁的 性。人们常用稀盐酸除去铁钉表面的铁锈,发生反应的化学方程式是 。
【答案】(1)+5
(2)锂元素的相对原子质量为6.941
(3)A
(4)abc
(5)漏斗
(6)降低L-乳酸亚铁的溶解度,且乙醇易挥发,能迅速去除晶体表面的水分和其他溶剂
(7)真空
(8)23.9
(9) 导热
【详解】(1)磷酸亚铁锂中锂元素的化合价为+1、铁元素的化合价为+2、氧元素的化合价为-2,设磷元素的化合价为x,根据在化合物中各元素化合价的代数和为零,则,解得,故磷酸亚铁锂中磷元素的化合价为+5价;
(2)由元素周期表中的一格可知,汉字下方数字表示相对原子质量,相对原子质量单位为“1”,通常省略不写,故锂元素的相对原子质量为6.941;
(3)金属材料包括合金和纯金属,故铝合金属于金属材料,故选:A;
(4)a、恒温可避免反应过快或过慢,确保产物均匀生成,符合题意;
b、高温可能导致反应生成的L-乳酸亚铁被氧化,低温可能使反应不完全,控制恒温能减少副产物生成,符合题意;
c、适宜温度下反应更充分,可提高目标产物的产率和纯度,避免杂质过多影响质量,符合题意。
故选:abc;
(5)过滤操作中使用的玻璃仪器有:烧杯、玻璃棒、漏斗;
(6)L-乳酸亚铁难溶于乙醇,则“洗涤”操作中使用乙醇的优势是:降低L-乳酸亚铁的溶解度,且乙醇易挥发,能迅速去除晶体表面的水分和其他溶剂;
(7)L-乳酸亚铁易被氧化,而在真空条件下可以排除氧气,从而避免L-乳酸亚铁被氧化,确保产品的纯度和质量,故“干燥”条件应选择在真空中进行;
(8)某缺铁患者如果服用含L-乳酸亚铁100mg的补铁剂,则补铁量为;
(9)生活中用铁锅炒菜,主要利用了铁的导热性;
铁锈主要成分是氧化铁,氧化铁与稀盐酸反应生成氯化铁和水,化学方程式为。
6.(2025·辽宁丹东·二模)化学助力军工科技飞跃发展,为我国实现富国强军的伟大梦想做出不可替代的贡献。
Ⅰ.“无核氢弹”试爆成功
中国于2025年4月21日成功试爆了全球首枚“无核氢弹”(或称“非核氢弹”)。该武器基于镁基固态储氢材料(氢化镁),通过常规炸药激活后快速释放氢气并引发高温燃烧,火球温度超1000℃并持续2秒,但完全不依赖核反应,因此无放射性污染。
(1)氢化镁(MgH2)中氢元素的化合价为 价。
(2)爆炸产生火球温度超1000℃,请分析热量的主要来源: 。
(3)氢气燃烧的化学方程式为 。“无核氢弹”爆炸产物仅为水蒸气和 粉尘,无放射性污染。
Ⅱ.航空金属的冶炼
钛(Ti)被称为航空金属。如图是以钛铁矿【主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3)】为主要原料冶炼金属钛的生产工艺流程。
(4)反应①之前需要将钛铁矿粉碎,目的是 。操作a的名称为 。
(5)反应②除了生成TiCl4,还生成一种有毒的可燃性气体,该气体的化学式为 。
(6)写出③中金属镁和TiCl4反应的化学方程式: 。
Ⅲ.航母“福建舰”解缆启航
(7)航母电缆用纯铜制作,主要利用铜的延展性和 性。
(8)航母通信工具使用的锂电池,工作时能量转化的主要方式为 。
(9)航母动力由重油燃烧提供,重油主要成分是辛烷(C8H18)。每个C8H18分子是由 构成的。
【答案】(1)-1
(2)氢气燃烧放出大量的热/、Mg燃烧都放出大量的热
(3) MgO/氧化镁
(4) 增大反应物的接触面积,使反应更快、更充分 过滤
(5)CO
(6)
(7)导电
(8)将化学能转化为电能
(9)8个碳原子和18个氢原子
【详解】(1)氢化镁中镁元素的化合价为+2,根据在化合物中各元素化合价的代数和为零,则氢化镁中氢元素的化合价为-1价;
(2)“无核氢弹”基于镁基固态储氢材料(氢化镁),通过常规炸药激活后快速释放氢气并引发高温燃烧,火球温度超1000℃,则热量的主要来源是氢气燃烧放出大量的热;
(3)氢气在氧气中燃烧生成水,化学方程式为;
氢化镁在一定条件下分解成氢气和镁,氢气在氧气中燃烧生成水,镁在氧气中燃烧生成氧化镁,因此“无核氢弹”爆炸产物仅为水蒸气和氧化镁粉尘,无放射性污染;
(4)反应①之前需要将钛铁矿粉碎,目的是增大反应物的接触面积,使反应更快、更充分;
分离固液的操作是过滤,则操作a的名称是过滤;
(5)由流程图可知,反应②为与焦炭、氯气在高温条件下反应生成四氯化钛,同时生成一种有毒的可燃性气体,根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,则该气体是含有碳元素、氧元素的一氧化碳,其化学式为CO;
(6)由流程图可知,反应③为四氯化钛与镁在高温条件下反应生成钛和氯化镁,化学方程式为;
(7)航母电缆用纯铜制作,主要利用铜的延展性和导电性;
(8)航母通信工具使用的锂电池,工作时能量转化的主要方式为将化学能转化为电能;
(9)每个分子是由8个碳原子和18个氢原子构成的。
7.(2025·辽宁葫芦岛·三模)人类生活中离不开金属材料。
Ⅰ.金属性质的认识
(1)春晚的机器入扭秧歌带火了机器人科技。
①铜常用于制作机器人的电路板等部件,这是利用铜的 性。
②制作机器人使用大量铝合金和钛合金。你认为下列属于铝合金和钛合金共有的优良性能的有 (填字母序号)。
A.材质轻 B.强度高 C.耐高温 D.抗腐蚀性好
(2)黄铜片与纯铜片相互刻画,纯铜片表面留下较深的划痕。由此可知 。
(3)钢铁易与空气中的 发生锈蚀。为了防止铁制品锈蚀、采取的措施是 (只一点即可);
(4)向Cu(NO3)2和Zn(NO3)2的混合溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后过滤,向滤渣中加盐酸有气泡,则滤渣中一定含有的金属是 。
Ⅱ.金属的制取
(5)19世纪初,铝的发现得益于电解技术的应用。如图为铝土矿炼制铝的生产流程。
①NaAlO2中铝元素的化合价为 。
②请写出Al2O3电解制铝的化学方程式为 。
Ⅲ.新金属、新材料使用
(6)铜箔在新能源汽车电池制造等领域有重要应用。一种制造铜箔工艺的主要工序如图1所示。
①“溶铜”前,铜原料需粉碎处理的目的是 。
②“操作1”的目的是除去CuSO4溶液中的难溶性杂质,该操作名称为 。
③“制箔”中,需生产抗拉强度大于355MPa且延伸率大于13.5%的铜箔,据图2可知,温度应控制在 (填字母序号)内。
a.45~9℃ b.49~53℃ c.53~55℃ d.56~60℃
【答案】(1) 导电或良好的导电 ABCD
(2)合金比组成它的纯金属硬度大
(3) 氧气、水 刷漆(合理即可)
(4)Cu、Fe
(5) +3
(6) 增大反应物之间的接触面积,使反应更快更充分 过滤 c
【详解】(1)①铜常用于制作机器人的电路板等部件,这是利用铜的导电性;
②制作机器人使用大量铝合金和钛合金,铝合金和钛合金均具有密度小(材质轻)、硬度大(强度高)、耐高温、耐腐蚀等。
故选ABCD;
(2)黄铜片与纯铜片相互刻画,纯铜片表面留下较深的划痕,说明黄铜比纯铜的硬度大,黄铜是铜的合金,故合金比组成它的纯金属的硬度大;
(3)钢铁易与空气中的氧气和水发生反应而锈蚀;
为了防止铁生锈,可以隔绝氧气和水,如刷漆;
(4)金属活动性:Zn>Fe>Cu,向Cu(NO3)2和Zn(NO3)2的混合溶液中加入一定量的铁粉,铁与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜,铁与硝酸锌不反应,充分反应后过滤,向滤渣中加盐酸有气泡,说明铁过量,则硝酸铜完全反应,则滤渣中一定含有的金属是:Fe、Cu;
(5)①NaAlO2中钠元素显+1价,氧元素显-2价,设铝元素的化合价为x,根据化合物中,正、负化合价的代数和为零,可得:,x=+3;
②由图可知,电解氧化铝生成了铝,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Al、O,生成物中含Al,故生成物中还应含O,故还生成了氧气,该反应的化学方程式为:;
(6)①“溶铜”前,铜原料需粉碎处理的目的是:增大反应物之间的接触面积,使反应更快更充分;
②“操作1”的目的是除去CuSO4溶液中的难溶性杂质,该操作名称为:过滤,过滤可实现固液分离;
③“制箔”中,需生产抗拉强度大于355MPa且延伸率大于13.5%的铜箔,据图2可知,温度应控制在53~55℃。
故选c。
1.(2025·辽宁铁岭·三模)金属材料的使用作为一个时代的标志见证了人类文明发展的过程。历史上人类经历了冶炼不同金属的不同阶段。
(1)阶段一:冶铜。商代火法炼铜是将孔雀石和焦炭混合加热炼铜,孔雀石加热时分解成氧化铜、二氧化碳和另一种常见氧化物,再利用焦炭和氧化铜在高温条件下反应获得金属铜。
①孔雀石的相对分子质量为 。
②另一种常见氧化物为 (填化学式)。
③请写出焦炭与氧化铜反应的化学方程式 。
(2)阶段二:冶铁。《天工开物》中记载:“凡铁一炉载土二千余斤,或用硬木柴,或用煤炭,或用木炭……”(“土”为铁矿石)
①“硬木柴”“煤炭”“木炭”可以燃烧,推测其作用是 。
②炼铁过程中,要多次向其中鼓风,其目的是 。
(3)阶段三:冶锌。金属锌的冶炼可追溯到明代,《天工开物》一书中介绍了“火法炼锌”的方法,把炉甘石(主要成分是)和煤炭饼装入炼锌罐泥封(如图所示),“其底铺薪,发火煅红”“冷定毁罐取出”。
①反应区主要发生的化学反应是,X的化学式为 。
②下列关于火法炼锌的叙述正确的是 (填字母)。
A.为了加快反应速率,可先将炉甘石粉碎
B.火法炼锌符合低碳发展理念
C.“其底铺薪”目的是燃烧木柴提供热量,使温度达到煤炭的着火点
(4)阶段四:①冶铝。近代工业上采用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝,其流程工艺如下图。检验气体单质A的方法为 。
②铝制器件经化学氧化后有较高硬度,良好的耐热性、绝缘性和抗腐蚀能力,下图是某车间处理铝制器件的氧化时间与氧化膜厚度间的关系,则铝制器件氧化的最佳时间是 h。
【答案】(1) 222 H2O 2CuO+C2Cu+CO2↑
(2) 作燃料 增加加氧气含量/提高炉温、生成一氧化碳(合理即可)
(3) CO AC/CA
(4) 用带火星的木条伸入气体中,木条复燃 4
【详解】(1)①孔雀石[Cu(OH)2CO3]的相对分子质量为64+(16+1)×2+12+16×3=222;
②孔雀石[Cu(OH)2CO3]是由铜、碳、氢和氧元素组成,孔雀石加热时分解成氧化铜、二氧化碳和另一种常见氧化物,根据质量守恒定律可知,另一种常见氧化物为H2O;
③焦炭(C)与氧化铜(CuO)在高温条件下反应生成铜(Cu)和二氧化碳,化学方程式为2CuO+C2Cu+CO2↑;
(2)①“硬木柴”“煤炭”“木炭” 可以燃烧,其作用是作燃料,提供热量,使铁矿石达到反应所需的高温条件;
②炼铁过程中多次向其中鼓风,其目的是提供充足的氧气,使燃料充分燃烧,提高炉温,同时促进一氧化碳的生成,加快炼铁反应速率。
(3)①在反应中,反应前碳原子有3个,锌原子1个,氧原子3个;反应后已知锌原子1个,根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变。3X中应含有3个碳原子和3个氧原子,则1个X分子中含有1个碳原子和1个氧原子,X的化学式为CO;
② A、将炉甘石粉碎,能增大反应物的接触面积,从而加快反应速率,正确;
B 、火法炼锌过程中,煤炭与碳酸锌在高温条件下会产生二氧化碳等气体,不符合低碳发展理念, 错误;
C、“其底铺薪” 目的是燃烧木柴提供热量,使温度达到煤炭的着火点,正确。
故选 AC。
(4)①电解熔融氧化铝生成Al和A,根据质量守恒定律可知,该气体单质A为氧气,氧气具有助燃性,能使带火星的木条复燃,检验氧气的方法是将带火星的木条伸入集气瓶中,若木条复燃,证明是氧气。
②从图中可以看出,在4h时氧化膜厚度达到最大,之后随着时间增加氧化膜厚度基本不变,所以铝制器件氧化的最佳时间是4h。
2.(2025·辽宁丹东·一模)金属材料的使用作为一个时代的标志,见证了人类文明发展的过程。
(1)人类对三种金属的广泛使用顺序是铜、铁、铝,这和自然、技术、经济发展等因素密切相关,与 (填标号)也有很大关系。
A.金属的硬度 B.金属在地壳中的含量 C.金属的活动性顺序
(2)青铜器时代开始了大规模冶炼金属,推动了工具革命。
①青铜是人类最早使用的金属材料,青铜的主要成分是铜和锡。青铜比金属铜和金属锡 (填“软”或“硬”)。
②将打磨后的铜片和锡片分别放入稀盐酸中,锡片表面产生气泡但铜片表面没有气泡,说明锡的金属活动性比铜 (填“强”或“弱”)。
③挖掘出土的青铜器表面常看到绿色的铜锈,其主要成分是碱式碳酸铜(化学式为Cu2(OH)2CO3) ,碱式碳酸铜是铜与空气中的O2、H2O和 发生化合反应的产物。
(3)18世纪工业革命中,铁在机械、铁路、建筑上发挥了重要作用。
现代工业炼铁的工艺流程如图一所示,请结合图文信息,回答下列问题。
①工业炼铁要从多角度考虑铁矿石选用,你认为需要考虑的因素是 。(答一点)
②烘干过程中水分子的 发生改变。
③向炼炉中加入的焦炭,除了与氧气反应外,还与 发生反应生成一氧化碳。
④同学们在验证质量守恒定律时也用到了铁。为了达到实验目的,图二实验的烧杯中加入的液体试剂是硫酸铜溶液,发生的化学反应方程式是 。能否将硫酸铜溶液换为稀硫酸?请说明你的观点并解释: 。
(4)1954年电解法发明后分离出了纯铝。
近代铝及铝合金因为轻量化等优点被广泛应用。铝的金属活动性比铁强,但常温下铝比铁的抗腐蚀性能力强,其原因是铝与氧气反应,生成了致密的氧化物 (填化学式),阻止铝制品的进一步腐蚀;而铁锈具有疏松的特点,更容易吸收空气中的 ,加速铁的锈蚀。
【答案】(1)C
(2) 硬 强 二氧化碳
(3) 含铁量高(或运输成本低、开采成本低、冶炼污染小等合理即可) 间隔 二氧化碳 Fe+CuSO4=Cu+FeSO4 不能,因为生成的氢气扩散到空气中而无法验证质量守恒
(4) Al2O3 水和氧气
【详解】(1)铜、铁、铝金属的活动性铜最弱,铝最强,金属材料使用的先后顺序与金属活动性顺序有关,活动性越弱,越容易被置换出来,越早被利用,活动性越强,越不容易被置换出来,利用的越晚。故选C。
(2)①合金的硬度比组成它的纯金属的大,故青铜比金属铜和金属锡硬;
②将打磨后的铜片和锡片分别放入稀盐酸中,锡片表面产生气泡但铜片表面没有气泡,说明锡能与盐酸反应而铜不能,故锡的金属活动性比铜强;
③铜锈的主要成分为 Cu2(OH)2CO3 ,由铜、氧、氢、碳四种元素组成,由此可推断出铜生锈的过程一种有含碳元素的物质参加,即二氧化碳,故碱式碳酸铜是铜与空气中的O2、H2O和CO2发生化合反应的产物。
(3)①工业炼铁要从多角度考虑铁矿石选用,需要考虑的因素有含铁量高(或运输成本低、开采成本低、冶炼污染小等)。
②分子间有间隔,温度越高间隔越大,故烘干过程中水分子的间隔变大。
③向炼炉中加入的焦炭,焦炭与氧气反应为炼炉提供热量,同量与反应生成的二氧化碳反应为炼铁提供还原剂一氧化碳。
④图二实验的烧杯中加入的液体试剂是硫酸铜溶液,铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,反应的化学反应方程式是Fe+CuSO4=Cu+FeSO4;不能将硫酸铜溶液换为稀硫酸,因为铁与硫酸反应生成的氢气会扩散到空气中导致天平不平衡而无法验证质量守恒。
(4)铝与氧气反应生成了致密的Al2O3,阻止铝制品的进一步腐蚀;铁与水和氧气同时接触易生锈,铁锈具有疏松的特点,更容易吸收空气中的水和氧气,加速铁的锈蚀。
3.(2025·辽宁沈阳·二模)兴趣小组进行了获得金属银的实验探究。
【基础实验】铜与硝酸银溶液反应获得银
(1)铜片放入AgNO3溶液中,发生反应的化学方程式为 , 由此反应可知金属活动性: Cu (填“>”或“<”) Ag。
(2)进行实验时小组同学观察到铜片表面附着一层黑色物质,溶液由无色变为 色。这与同学们预测的“铜片表面附着了一层银白色物质”现象不符。通过查阅资料得知: 由于生成的银为粉末状,受光的漫反射影响而呈现黑色。请再举一个由于颗粒大小不同使固体呈现不同颜色的实例 。
【拓展实验】硝酸银溶液中获得光亮的银镜
查阅资料:①通过图1中的多步操作,在试管内壁形成光亮的银镜。
②银镜效果分三级: 一级效果最佳, 二级较好, 三级较差。
小组同学按照图操作进行银镜实验,同时对成镜时间和银镜效果的影响因素进行探究,实验记录如表 1.
表1 不同条件下的成镜时间和银镜效果
序号
AgNO3溶液浓度/%
氨水浓度/%
乙醛溶液浓度/%
成镜时间/min
银镜效果
①
1
2
2
4.5
三级
②
2
2
2
3.5
二级
③
4
2
2
2.5
二级
④
4
4
2
1
一级
⑤
4
8
2
0.8
二级
⑥
4
4
4
1
一级
⑦
4
4
6
1
二级
请根据图 1 和表 1 回答下列问题:
(3)向AgNO3溶液中滴入NaOH溶液,生成的AgOH不稳定,会迅速分解生成氧化银(Ag2O)和水。请写出AgOH发生反应的化学方程式 。
(4)设计实验①②③的目的是 。
(5)由③④⑤可以得到的结论是 ,氨水浓度为4%时银镜效果最佳。
(6)在本实验研究范围内,乙醛溶液的浓度是否影响成镜时间请说明理由 。
(7)小组同学补做实验证明了NaOH溶液的浓度对成镜时间和银镜效果也有影响。
实验方案设计:向试管中加入10滴4%AgNO3溶液, ,边加边振荡至沉淀溶解,再滴加20滴4%乙醛溶液后置于 70℃热水浴中加热,记录成镜时间和银镜效果。
(8)还有哪些因素可能会影响成镜时间和银镜效果,请举例说明 (举一例即可)。
【答案】(1) >
(2) 蓝 铁片呈银白色,铁粉呈黑色 (其他答案合理即可)
(3)
(4)探究在氨水浓度和乙醛溶液浓度相同的条件下,探究AgNO3溶液浓度对成镜时间和银镜效果的影响
(5)其他条件相同时,氨水浓度越大,成镜时间越短(其他答案合理即可)
(6)在实验序号④⑥⑦中,其他条件相同,乙醛溶液浓度不同,三组实验成镜时间相同
(7)滴加1滴8%NaOH溶液(其他答案合理即可) ,产生沉淀后,逐滴滴加4%氨水
(8)热水温度 (其他答案合理即可)
【详解】(1) 铜与硝酸银溶液反应生成硝酸铜和银,化学方程式为。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它们的盐溶液中置换出来,铜能置换出硝酸银中的银,所以金属活动性:Cu>Ag。
(2)铜与硝酸银反应生成硝酸铜,硝酸铜溶液为蓝色,所以溶液由无色变为蓝色。由于颗粒大小不同使固体呈现不同颜色的实例:铁粉是黑色的,而铁片是银白色的。
(3) 根据题目描述,不稳定,会迅速分解生成氧化银和水,化学方程式。
(4)观察实验①②③,发现氨水浓度和乙醛溶液浓度保持不变,只有AgNO3溶液浓度不同,而成镜时间和银镜效果有所差异。所以设计实验①②③的目的是探究在氨水浓度和乙醛溶液浓度相同的条件下,AgNO3溶液浓度对成镜时间和银镜效果的影响。
(5)分析实验③④⑤,AgNO3溶液浓度都4%,乙醛溶液浓度都为2%,氨水浓度不同(分别为2%、4%、8%,且成镜时间随着氨水浓度的增大而缩短,银镜效果在氨水浓度为时达到一级最佳。所以由③④⑤可以得到的结论是在溶液浓度和乙醛溶液浓度为的条件下,氨水浓度在之间,浓度越大成镜时间越短。
(6)观察实验④⑥⑦,AgNO3溶液浓度都为4%,氨水浓度都为4%,乙醛溶液浓度不同(分别为2%、4%、6%,但是成镜时间都是1min。所以在本实验研究范围内,乙醛溶液的浓度基本不影响成镜快慢,证据是④⑥⑦中,AgNO3溶液浓度和氨水浓度相同,乙醛溶液浓度不同,三组实验的成镜时间相同。
(7) 要证明溶液的浓度对成镜时间和银镜效果有影响,需要控制其他变量(AgNO3溶液浓度、氨水浓度、乙醛溶液浓度)相同,改变NaOH溶液浓度。已知要向试管中加入10滴4%AgNO3溶液,后续要得到银氨溶液,所以接着滴加不同浓度的NaOH溶液产生沉淀后,逐滴滴加4%的氨水至沉淀恰好溶解,再滴加20滴4%乙醛溶液后置70℃热水浴中加热,记录成镜时间和银镜效果。比如可以滴加1滴的8%的NaOH溶液,产生沉淀后,逐滴滴加4%氨水。(答案不唯一)
(8)温度可能会影响成镜时间和银镜效果。温度不同,化学反应速率可能不同,温度升高,一般化学反应速率加快,可能会缩短成镜时间;同时,温度也可能影响银镜的形成效果,如温度过高可能导致银镜不均匀等。另外,乙醛溶液的用量等也可能有影响,若乙醛量过少,可能反应不充分,影响银镜效果和时间;若乙醛量过多,可能会造成浪费且可能对银镜形成的均匀性等有影响。
4.(2025·辽宁铁岭·三模)兴趣小组利用某种脱氧剂开展项目式学习。
任务一:成分初探
(1)完成下表内容。
实验步骤
实验现象
结论与解释
①取样,用磁铁吸引
样品中有黑色固体能被吸引
脱氧剂中含有铁单质。发生的反应方程式:
②
③
②取被磁铁吸出的固体于试管中,加入适量稀盐酸
固体逐渐减少, ,溶液变成浅绿色
③取被磁铁吸出的固体于试管中,加入 溶液
固体表面出现红色固体
任务二:效果检验
(2)同学们利用一个软塑料瓶设计如图所示实验,观察到 现象,完成了脱氧效果的检验。这是从 (填“反应物消失”或“新物质生成”)的视角,验证了该反应的发生。
(3)同学们观测到食物在缺氧环境下霉菌菌落的数目比富氧条件下少,由此可知,脱氧剂能延长食物保质期的原因是:消耗氧气能 。
任务三:回收设计
已知使用过的脱氧剂中含有氧化铁、氯化钠、碳酸钠、硅藻土、碳、铁。甲同学设计了以下回收铁的流程。
查阅资料:
I.硅藻土不溶于水和酸。
II.溶液与、均能反应生成。
(4)步骤②中氧化物发生反应的化学方程式为 。
(5)乙同学认为上述回收流程可以省略步骤①,原因是 。
(6)溶液3中的溶质是 。
任务四:废液处理
若使用氢氧化钠溶液降低溶液2的,可很大程度减少⑤中锌的用量。为更好的了解反应原理,同学们借助数字技术对“稀盐酸与氢氧化钠溶液的反应”进行探究。图1所示是室温下稀盐酸与稀氢氧化钠溶液反应的实验装置,图2是反应过程中的变化曲线。
(7)根据图2曲线判断,图1中的溶液B是 。
(8)c点所示的溶液中个数与个数关系是: (填“>”“<”或“=”)
【答案】(1) 产生气泡 硫酸铜
(2) 软塑料瓶变瘪 反应物消失
(3)防止食物腐败
(4)
(5)可以与盐酸反应生成,不需要进行分离
(6)、
(7)稀盐酸
(8)<
【详解】(1)根据结论②中是铁与稀盐酸反应,生成氯化亚铁和氢气,故实验现象为固体逐渐减少,有气泡产生,溶液变成浅绿色;③中固体表面出现红色固体,再根据结论脱氧剂中含有铁单质,结合金属与盐溶液的反应,固体表面出现红色固体应为被铁置换出来的铜,故加入硫酸铜溶液(其它合理答案均可),铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜,反应的化学方程式为:,故填:产生气泡;硫酸铜;。
(2)软塑料瓶中放一整袋脱氧剂,脱氧剂中铁单质与软塑料瓶中氧气、水蒸气反应产生铁锈,瓶内气体体积减小,压强减小,故观察到软塑料瓶变瘪现象,这是从反应物消失的视角,验证了该反应的发生;故填:软塑料瓶变瘪;反应物消失。
(3)同学们观测到食物在缺氧环境下霉菌菌落的数目比富氧条件下少,由此可知,脱氧剂能延长食物保质期的原因是:消耗氧气能防止食物腐败;故填:防止食物腐败。
(4)脱氧剂样品中只有氧化铁为氧化物,故步骤②中氧化物发生反应为氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水,化学方程式为:,故填:。
(5)这是回收铁的流程,步骤①用磁铁吸引出来的铁又要加入溶液中,经过一系列反应,最终形成回收的铁,所以可以省略步骤①,让磁铁吸引出来的铁直接在溶液中参与这些反应,效果是一样的,故填:可以与盐酸反应生成,不需要进行分离。
(6)碳酸钠和盐酸生成氯化钠二氧化碳和水,氧化铁、铁和盐酸反应,反应生成氯化铁和氯化亚铁,在和过量锌反应后转化为氯化锌,故溶液3中的溶质是氯化钠和氯化锌,故填:NaCl、ZnCl2。
(7)根据图2,溶液pH降低,图1中的溶液B是稀盐酸,故填:稀盐酸。
(8)c点pH小于7,盐酸过量,溶质为NaCl、HCl,故所示的溶液中个数与个数关系是n(Na+) <n(Cl−),故填:<。
5.(2025·辽宁锦州·一模)实验是学习化学的重要途径。
I.粗盐中难溶性杂质的去除
实验过程中主要操作步骤如图1所示。
(1)操作①的名称是 。
(2)操作③需要用玻璃棒不断搅拌液体,当 时,停止加热。
(3)有同学提出可以在①和②两个操作之间增加“混合物静置”的步骤,其目的是 。
Ⅱ.探究铁生锈的条件
取四枚相同的洁净无锈铁钉分别放入试管,进行图2所示实验。
(4)实验中,能说明铁生锈与水有关的现象是 。
(5)为验证铁生锈与氧气有关,请将试管B中的实验方案补充完整 。
(6)实验中,发现D试管中铁钉最先生锈,由此得出的结论是 。
Ⅲ.酸和碱的部分化学性质的验证
如图3所示,向点滴板的孔穴1、2中滴加氢氧化钠溶液,向孔穴3、4中滴加稀盐酸,研究物质的性质。
(7)1号孔穴中生成红褐色沉淀,则A 可能是 (填化学式)溶液。2号孔穴中观察到的现象是 。
(8)3号孔穴中发生反应的化学方程式是 。
(9)4号孔穴中无明显现象,不能确定反应是否发生。请你重新取样,设计实验证明二者确实发生了化学反应 (写出实验操作和现象)。
【答案】(1)溶解
(2)蒸发皿中出现较多固体
(3)使难溶性杂质沉降,减少后续过滤时的堵塞,加快过滤速度
(4)A 中铁钉不生锈,C 中铁钉生锈
(5)在试管中加入足量蒸馏水,使铁钉完全浸没在水中,同时在蒸馏水中加入适量植物油以隔绝氧气
(6)酸能加速铁钉生锈
(7) FeCl3(合理即可) 溶液由无色变为蓝色
(8)
(9)取适量氢氧化钠溶液于试管中,滴加几滴酚酞溶液,溶液变红,再逐滴加入稀盐酸,边加边振荡,当溶液由红色变为无色时,说明二者发生了化学反应
【详解】(1)粗盐提纯中,操作①是将粗盐和水混合,使可溶的氯化钠溶解在水中,名称是溶解。
(2)蒸发操作时,用玻璃棒不断搅拌防止局部温度过高造成液滴飞溅,当蒸发皿中出现较多固体时,停止加热,利用余热将剩余液体蒸干。
(3)在①和②两个操作之间增加“混合物静置”的步骤,可以使难溶性杂质沉降,减少后续过滤时的堵塞,加快过滤速度。
(4)A 中只有氧气,没有水,铁钉不生锈;C 中有水和氧气,铁钉生锈,对比可知铁生锈与水有关。
(5)要验证铁生锈与氧气有关,需设置对比实验,一组有氧气和水,一组只有水没有氧气,B 中可加入足量蒸馏水,使铁钉完全浸没在水中,同时在蒸馏水中加入适量植物油以隔绝氧气,与 C 对比。
(6)C 试管中有水和氧气,D 试管中有氧气、水,还有稀盐酸,D 中铁钉最先生锈,说明酸能加速铁钉生锈。
(7)1号孔穴中氢氧化钠溶液与铁盐溶液反应会生成红褐色氢氧化铁沉淀,所以A可能是FeCl3、Fe(NO3)3等溶液;
氢氧化钠溶液显碱性,能使石蕊溶液变蓝,所以 2 号孔穴中观察到溶液由无色变为蓝色。
(8)3 号孔穴中是稀盐酸和硝酸银溶液反应,生成氯化银白色沉淀和硝酸,化学方程式为。
(9)酚酞遇碱性物质变红,遇中性物质或酸性物质不变色。氢氧化钠溶液与稀盐酸发生的反应是,氢氧化钠溶液呈碱性,能使酚酞溶液变红,而稀盐酸不能使酚酞溶液变红。取适量氢氧化钠溶液于试管中,滴加几滴酚酞溶液,溶液变红,再逐滴加入稀盐酸,边加边振荡,当溶液由红色变为无色时,说明氢氧化钠已转化为其它物质,即氢氧化钠与稀盐酸发生了化学反应。
5.(2025·辽宁营口·一模)在学习金属的化学性质时,同学们发现实验室新买的一批铁钉表面发黑,针对这一现象,展开了实验探究:利用发黑工艺制作不易生锈的铁钉。
【查阅资料】
1.钢铁零件的发黑处理是钢铁防锈的主要途径之一。发黑原理是铁在含有氧化剂和苛性钠的混合溶液中反应,表面生成 Fe3O4氧化膜。这层氧化膜呈黑色或黑蓝色,它结构致密,具有较强的抗腐蚀能力。
2.发黑液的主要成分是氢氧化钠和亚硝酸钠。
【设计实验】同学们根据查阅的发黑工艺流程,用银色铁钉模拟发黑工艺,制作不易生锈的铁钉。实验主要操作如图1所示:
(1)步骤1中利用氢氧化钠与油脂反应除油膜,需煮沸5~10min的目的是 。
(2)步骤2的目的是除去镀锌层、氧化膜(主要成分ZnO)和铁锈。写出步骤2中可能发生的反应的化学方程式 。 (写一个即可)
(3)步骤3 需加热煮沸发黑20分钟以上,才能取出铁钉。若发黑处理时间不足,可能导致的后果是 。
(4)实验后清洗发黑处理的烧杯时,需先用 中和残留的强碱性溶液。
(5)黑化处理的表面氧化膜较紧密,但仍有微小松孔 ,需做浸油处理的目的是 。
【反思评价】
(6)直接涂油防锈与发黑处理相比,不足之处是 。
(7)亚硝酸钠有毒,实验过程中需要注意的安全问题是 。
【拓展延伸】发黑工艺除了上述加热发黑处理,还可以采用常温发黑处理,常温发黑剂的主要成分有亚硒酸和硫酸铜。
类型
含碳量
耐蚀力
结合力
低碳钢
≤0.25%
155
180
中碳钢
0.25%~0.60%
150
170
高碳钢
0.60%~2.0%
146
165
表 1 几种钢材常温发黑后部分性能测试结果
(8)结合表1信息分析,常温发黑后,抗腐蚀性能最好的是 。
(9)请从钢材的成分角度分析,常温发黑工艺对几种钢材的发黑效果存在差异的原因可能是 。
(10)结合图2分析,你能得出什么结论 。
【答案】(1)升高温度,加快反应速率,更彻底去除油膜(合理即可)
(2)//
(3)铁钉表面生成的Fe3O4氧化膜结构不致密,抗腐蚀能力弱
(4)稀盐酸(合理即可)
(5)填充氧化膜微小松孔,进一步增强抗腐蚀能力(合理即可)
(6)涂油防锈需定期维护(合理即可)
(7)防止亚硝酸钠接触皮肤、防止误食等 (合理即可)
(8)低碳钢
(9)含碳量不同
(10)盐雾浓度一定时,加热发黑的钢铁抗腐蚀性更好(合理即可)
【详解】(1)煮沸能加快反应速率,让油膜与氢氧化钠充分反应,从而更彻底地除去油膜。
(2)步骤 2 中,锌与稀盐酸反应生成氯化锌和氢气,即;氧化锌与稀盐酸反应生成氯化锌和水,即;铁锈(主要成分氧化铁)与稀盐酸反应生成氯化铁和水,即。
(3)发黑处理是为了在铁钉表面生成结构致密、抗腐蚀能力强的Fe3O4氧化膜,时间不足则氧化膜结构不致密,抗腐蚀能力弱。
(4)利用酸碱中和原理,可用稀盐酸或稀硫酸中和残留的强碱性溶液。
(5)氧化膜有微小松孔,浸油可填充这些松孔,阻止外界物质进入,进一步增强抗腐蚀能力。
(6)从美观、实用性等方面对比,涂油防锈需定期维护、防锈时间较短。
(7)亚硝酸钠有毒,要防止其接触皮肤、防止误食等,保障实验安全。
(8)由表中耐蚀力数据可知,低碳钢耐蚀力最高,抗腐蚀性能最好。
(9)不同钢材含碳量不同,可能使发黑反应及生成产物不同,造成发黑效果差异。
(10)观察图 2 可知,盐雾浓度一定时,加热发黑的钢铁腐蚀速率最慢,说明抗腐蚀性最好。
6.(2025·辽宁抚顺·一模)同学们对“金属蚀刻画”产生了浓厚的兴趣,于是开启了项目式学习之旅。
任务一:了解“金属蚀刻画”的制作原理
【查阅资料】
Ⅰ.“金属蚀刻画”所用的材料可以是金、银、铜、不锈钢、铝等金属;
Ⅱ.蚀刻过程中,使用酸溶液或某些金属化合物溶液作蚀刻液在金属表面留下痕迹;
Ⅲ.石蜡不溶于水,一般在熔化;
Ⅳ.硫酸铜溶液显酸性。
任务二:模拟制作“金属蚀刻画”
【进行实验】根据制作“金属蚀刻画”的原理,兴趣小组同学设计了如下实验进行制作。
(1)若选择稀硫酸作蚀刻液,则金属板可选择铁、铝,而不选择铜和银的原因是 。
(2)若选择铝板利用如下流程制作“蚀刻画”,首先要对铝板进行打磨,其目的是 。“去除蜡衣”的合理方法是 (填字母序号)。
a.用刀刮去蜡衣 b.用酒精灯火焰直接加热 c.置于的热水中
(3)“腐蚀”铝板的过程如图所示,“腐蚀”过程中观察到玫瑰花 ,并有气泡产生。试分析,该气体可能是 。
任务三:探究“金属蚀刻画”生锈的原因
同学们发现和铝制蚀刻画相比,铁制、铜制蚀刻画较易生锈。于是小组同学用四片铜片分别进行如下实验来探究铜生锈的条件。
【实验用品】铜片、煮沸过的蒸馏水、植物油、棉花和氯化钙(吸水)、碱石灰(吸收水和二氧化碳)、试管、橡胶塞、带导管的单孔橡胶塞等。
【实验方案】
实验装置
实验一
实验二
实验三
实验四
实验现象
铜片不生锈
铜片不生锈
铜片不生锈
铜片生锈
实验结论
铜生锈的条件是________。
【实验分析】
(4)实验二中,足量澄清石灰水的作用是 。
(5)得出“铜生锈一定与有关”结论,依据的两个对比实验是 。
(6)为了得到准确的实验结论,实验一中应补充的实验用品有 。
(7)铜生锈的条件是 。
任务四:利用废旧金属制作班徽
下图为同学们制作班徽的过程。
(8)步骤②中,用稀盐酸与铁锈(主要成分是)反应会生成氯化铁和水,以达到除锈的目的。该反应的化学方程式为 。
(9)塑封的目的是 (写出一条即可)。
【答案】(1)铜、银在金属活动性顺序表中位于氢后,不与酸反应
(2) 去除铝表面的氧化膜 c
(3) 变成红色 (或氢气)
(4)除去空气中的(或二氧化碳)
(5)实验三和实验四
(6)棉花和氯化钙、橡胶塞
(7)铜与、、(或与氧气、水、二氧化碳)共同作用
(8)
(9)防止班徽锈蚀(或答隔绝氧气和水)
【详解】(1)在金属蚀刻过程中,使用强酸溶液或某些盐溶液作腐蚀剂从而在金属表面留下痕迹,若选择稀硫酸作蚀刻液,则金属板可选择铁、铝,而不选择铜和银的原因是铜、银在金属活动性顺序表中位于氢后,不与酸反应;
(2)若选择铝板利用如下流程制作“蚀刻画”,首先要对铝板进行打磨,其目的是去除铝表面的氧化膜;
a、用刀刮去蜡,易划伤金属表面,破坏实验材料,故选项不符合题意;
b、用酒精灯火焰加热,会导致温度过高,可能使金属受热变形,还可能让蜡燃烧产生杂质,故选项不符合题意;
c、蜡的熔点较低(约50~70℃),置于80℃的热水中能使蜡熔化并脱离金属表面,且不会损伤金属,故选项符合题意;
故选:c;
(3)根据金属活动性铝>铜,则铝与硫酸铜反应生成铜和硫酸铝,铜为红色固体,故所得铝板蚀刻画中“玫瑰花”的颜色为红色;硫酸铜溶液显酸性,说明溶液中含有稀硫酸,铝和过量的稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气,所以该气体可能是氢气;
(4)实验二中,足量澄清石灰水的作用是除去空气中的二氧化碳;
(5)实验三中铜片与二氧化碳和水接触,没有氧气不生锈,实验四中铜片与二氧化碳和水,氧气接触生锈,因此对比实验三和实验四,得出"铜生锈一定与O2有关"结论;
(6)实验一中应补充的实验用品有棉花和氯化钙、橡胶塞,已确保铜片不与水接触;
(7)实验一中,铜片只与二氧化碳和氧气接触,不生锈;实验二中二氧化碳能与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,铜只与水和氧气接触,观察到铜不生锈;实验三中铜片与水,二氧化碳接触,观察到铜不生锈,实验四中铜与水,二氧化碳,氧气接触,观察到铜片生锈,由此得出铜生锈是铜与氧气,水,二氧化碳作用的结果;
(8)步骤②中发生的反应是氧化铁与稀盐酸反应生成氯化铁和水,反应的化学方程式为:;
(9)塑封可隔绝氧气和水,防止班徽锈蚀。
7.(2025·辽宁盘锦·模拟预测)近年来,我国航天重大工程取得了辉煌的成就。飞天逐梦变为现实离不开对新型材料和新型能源的探索,对此,某兴趣小组开展了相关的调查活动。
I.航天器使用的材料
(1)航天飞船的许多部件都使用铝合金,这是因为铝合金的密度 (填“大”或“小”)。
(2)除铝合金外,飞船上还有多种材料的使用。下列使用的材料属于合成材料的是_________(填序号)。
A.高温合金涡轮 B.橡胶密封垫圈 C.高温陶瓷隔热瓦
Ⅱ.航天器使用的能源
(3)我国空间站的动力主要由太阳能电池翼提供,它可将 转化为电能。
(4)我国的航天飞船一般由长征系列运载火箭发射升空。常见的火箭推进剂有偏二甲肼()和四氧化二氮()或液氢和液氧。偏二甲肼和四氧化二氮反应的化学方程式为:,则X的化学式为 ;氢气和氧气能被压缩成液体装入火箭,请从微观角度解释其原因: 。
Ⅲ.金属材料的广泛应用,极大地促进了“中国梦”发展。逐梦小组以“探究金属的前世和今生”为主题开展项目式学习。
【任务一】探究金属的冶炼:炼铁的原理及流程如图所示。
(5)该流程中,具有还原性的物质有 (填化学式),写出反应Ⅲ的化学方程式为 。
(6)生铁容易生锈,是因为铁与空气中 的发生了反应。
【任务二】探究金属的回收再利用。某学习小组同学欲从废旧电脑的某些零部件中回收金属银,设计流程如图所示。
请回答下列问题:
(7)操作I、Ⅱ的名称为 。
(8)依据流程判断铜、银、铝的金属活动性由强到弱的顺序是 。
(9)步骤Ⅱ发生反应的化学方程式是 。
【答案】(1)小
(2)B
(3)太阳能
(4) 分子间有间隔,受压后,分子间间隔变小
(5) C,CO
(6)氧气和水
(7)过滤
(8)
(9)
【详解】(1)航天飞船的许多部件都使用铝合金,这是因为铝合金的密度小;
(2)A、高温合金涡轮由合金制成,合金属于金属材料,故不符合题意;
B、橡胶密封垫圈由合成橡胶制成,合成橡胶属于合成材料,故符合题意;
C、高温陶瓷隔热瓦由陶瓷制成,陶瓷属于无机非金属材料,故不符合题意;
故选B;
(3)我国空间站的动力主要由太阳能电池翼提供,它可将太阳能转化为电能;
(4)根据质量守恒定律,化学反应前后原子的种类和数目不变,由化学方程式C2H8N2+2N2O4═3N2+2X+4H2O可知,反应物中含C、H、N、O的个数分别是2、8、6、8,生成物中含C、H、N、O的个数分别是0、8、6、4,故生成物中还应含2个C、4个O,故X的化学式为:CO2;
氢气和氧气能被压缩成液体装入火箭,从微观角度解释其原因是分子间存在着间隔,压强增大,分子间的间隔变小;
(5)该流程中,焦炭与氧气高温下反应生成二氧化碳,焦炭体现还原性;二氧化碳与焦炭高温下反应生成一氧化碳,焦炭体现还原性;一氧化碳与氧化铁高温下反应生成铁和二氧化碳,一氧化碳体现还原性,因此具有还原性的物质有C、CO;
流程(Ⅲ)中,一氧化碳与氧化铁高温下反应生成铁和二氧化碳,反应的化学反应方程式为:;
(6)铁在空气中锈蚀,实际上是铁跟空气中的氧气、水共同作用的结果;
(7)由图可知,操作Ⅰ、Ⅱ能将不溶性固体从溶液中分离出来,所以操作Ⅰ、Ⅱ的名称是过滤;
(8)铝能与稀硫酸反应,铜和银不能,说明铝的活动性比铜、银强;铜能与硝酸银反应,说明铜的活动性比银强,所以三种金属活动性顺序为Al>Cu>Ag;
(9)由流程图可知,铝和硫酸反应生成硫酸铝和氢气,铜、银不能和稀硫酸反应,则操作Ⅰ得到的固体是铜和银的混合物,加入适量的硝酸银溶液,铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银,所以步骤Ⅱ所发生的化学方程式是:Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag。
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主题二 物质的性质与应用
专题08 金属和金属矿物
目 录
01·考情剖析·命题前瞻 2
02·知识导航·网络构建 3
03·考点解析·知识通关 4
考点一 金属材料
考点二 金属的化学性质
构建物质网络——以铁为核心、以铜为核心
考点三 金属活动性顺序及其应用
考点四 金属资源的利用和保护
实验活动 常见金属的物理和化学性质
跨学科实践活动 垃圾的分类与回收利用
04·题型洞悉·考向预测 25
题型一 金属材料
考向01金属材料的判断
考向02金属性质与用途的对应关系
考向03根据用途推测金属的性质
考向04合金的特性
考向05常见合金的使用
题型二 金属的化学性质
考向01 金属与氧气反应
考向02 金属与酸反应
考向03 金属与酸反应图像
考向04 金属与盐溶液反应
题型三 金属活动性顺序及其应用
考向01 金属活动性顺序的判断
考向02 金属活动性顺序的实验探究
考向03 滤液、滤渣的成份的判断
考向04 工业流程中的金属回收
题型四 金属资源的利用和保护
考向01 铁的冶炼
考向02 炼铁的相关计算
考向03 铁生锈条件的探究
考向04 铁制品的腐蚀与防护
考向05 保护金属资源
05·优题精选·练能提分 37
考点要求
2025年
2024年
2023年
课标要求
金属材料
沈阳T15(1)、大连T19(1)、阜新T23(1)、丹东T15(1)(4)、铁岭葫芦岛T21(3)、锦州T13(2)、营口T24(1)(2)、盘锦T12(3)、鞍山T21(1)(2)、朝阳T20(1)、抚顺本溪辽阳T21(1)(2)
知道金属具有一些共同的物理性质;知道在金属中加入其他元素形成合金可以改变金属材料的性能;了解金属、金属材料在生产生活和社会发展中的重要作用。
金属的
化学性质
沈阳T15(2)、铁岭葫芦岛T21(4)、
锦州T9、T10、营口T24(3)(4)、
鞍山T25(2)、朝阳T12、T21(4)
通过实验探究等活动认识常见金属的主要化学性质。
金属活动性顺序及其应用
沈阳T15(3)、大连T23、阜新T23(3)、25(2)、铁岭葫芦岛T11、盘锦T12(4)、鞍山T21(4)、朝阳T20(2)(3)、抚顺本溪辽阳T21(4)
通过实验探究等活动认识金属活动性顺序。
金属资源保护
辽宁卷T10
沈阳T14(2)、T18(6)(7)(8)、大连T9、T19(2)、阜新T23(2)(4)、营口T24(5)、丹东T13(1)、15(2)(3)、盘锦T8、T14(1)、铁岭葫芦岛T21(1)(2)、抚顺本溪辽阳T23(3)、
鞍山T14、T21(3)、朝阳T18(1)、T19(3)
知道大多数金属在自然界中是以金属矿物形式存在的,认识金属矿物是宝贵的自然资源。体会化学方法在金属冶炼中的重要性。以铁生锈为例,了解防止金属腐蚀的常用方法;了解废弃金属对环境的影响及金属回收再利用的价值。
命题预测
结合工业生产、生活用品、航空航天、古代典籍等情境考查金属材料、金属的物理性质和用途,题型一般以选择题为主,少数穿插于填空、实验、流程题型中。在实验题、探究题中考查,常见金属与酸反应的图像、探究金属活动性实验的现象和化学方程式书写等。金属冶炼的考查大多以填空题和流程题的形式呈现,少数以选择题的题型呈现。金属资源保护的考查一般在选择题中,也可结合金属的其他内容穿插于非选择题中。常见的考点有:金属材料的判断、金属的性质与用途、金属活动性探究、铁的冶炼、铁生锈的条件、防止铁生锈的原理与方法。
考点一 金属材料
1.金属材料
(1)金属材料包括纯金属(纯净物)和合金(混合物)。
(2)金属的物理性质及用途
共性
①导电性→用铜丝制作导线 ②导热性→用铁锅做饭
③延展性→铝能制作铝箔 ④有金属光泽→制作各种装饰品
个性
颜色:大多数金属是银白色,而铜呈紫红色,金呈金黄色,铁粉呈黑色
状态:常温下,大多数金属为固体,而汞为液体
(3)金属的用途(性质和用途要对应)
物质的性质在很大程度上决定了物质的用途,另外还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利以及是否容易回收和对环境的影响等多种因素。
①性质决定用途
铜、铝具有导电性→电线;钨熔点高→灯丝;铬硬度大→做镀层金属;铁硬度大→菜刀、镰刀、锤子等;
②生活中应用的金属: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。
(4)金属之最
(1)地壳中含量最多的金属元素
铝
(6)熔点最高的金属
钨
(2)人体中含量最多的金属元素
钙
(7)熔点最低的金属
汞
(3)目前世界年产量最多的金属(铁>铝>铜)
铁
(8)密度最大的金属
锇
(4)导电、导热性最好的金属(银>铜>金>铝)
银
(9)密度最小的金属
锂
(5)硬度最高的金属
铬
2.合金
(1)概念:在纯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)合金的特性:
一般来说,合金与组成它的纯金属相比较,硬度更大,熔点更低,抗腐蚀性更好。
铁合金
生铁:含碳量2%~4.3%
铁的合金主要含Fe、C,生铁和钢的主要区别是含碳量不同,也含有不同的成分,因此它们的性能也不同。
钢:含碳量0.03%~2%
锡合金
焊锡:熔点低,用于焊接金属
伍德合金:熔点只有70℃,做保险丝
铜合金
黄铜:铜锌合金。强度高、可塑性好、耐腐蚀;做零件、仪表
青铜:铜锡合金。强度高、可塑性好、耐腐蚀;做零件
铝合金
硬铝:强度和硬度大,用作飞机、火箭、轮船
钛合金
优点:熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、机械性能好、抗腐蚀性能好
用途:广泛用于火箭、导弹、航天器、化工设备、通信设备和医疗等。如:制造人造骨和形状记忆合金;
1.合金是混合物 。
2.形成合金的过程是物理变化 ,合金中的金属以单质形式存在。
3.合金中各成分的化学性质不变 。
4.生铁和钢的主要区别是含碳量不同,“百炼成钢”的原理是:通入纯氧使生铁中的碳与氧气充分反应生成二氧化碳而降低生铁中的含碳量。化学方程式:2
5.可以用相互刻画的方式比较金属与其合金的硬度,如图
1.(2025·辽宁盘锦·模拟预测)文物见证历史,化学创造文明,东北三省出土的下列文物据其主要成分不能与其他三项归为一类的是
A.西周青铜酒器鸭尊
B.唐代彩绘骑骆驼俑
C.三彩摩羯陶壶
D.北燕鸭形玻璃注
A.A B.B C.C D.D
2.(2025·辽宁沈阳·三模)辽宁省的历史源远流长,有着独具特色的文化积淀。下列说法中不正确的是
A.沈阳老龙口白酒酿造过程中酒香四溢,说明分子在不断运动
B.锦州的满族刺绣以家织布为底衬,其中的棉线灼烧时会产生烧纸的气味
C.阜新被称为玛瑙之都,玛瑙中的硅元素是地壳中含量最多的金属元素
D.辽宁省博物馆内珍藏的饕餮纹大圆鼎是商代早期的青铜器,其材质属于合金
3.(2025·辽宁葫芦岛·一模)规范操作是实验成功的保障,下列实验操作正确的是
A.测溶液的 B.比较金属制品硬度
C.过滤 D.稀释浓硫酸
4.(2025·辽宁本溪·模拟预测)中国已成为世界上高速铁路发展最快、系统技术最全、集成能力最强、运营里程最长、运行时速最高、在建规模最大的国家,中国高铁引领着世界高铁发展的新潮流。在高铁建设中广泛应用了金属和金属材料,下列说法不正确的是
A.铝的化学性质比铁活泼,铝在潮湿的空气中比铁更容易生锈
B.日常使用的金属材料,大多数属于合金
C.工业炼铁用到的原料有:铁矿石、焦炭、空气、石灰石
D.合金与组成它的纯金属相比,熔点更低,抗腐蚀性能更好
5.(2025·辽宁·模拟预测)我省铁矿资源丰富,鞍山钢铁是我国最大的钢铁生产基地之一、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.合金中至少含有两种金属元素
C.铁在潮湿的环境中比在干燥的环境中更容易生锈
D.工业炼铁的原理是,该反应属于置换反应
考点二 金属的化学性质
1.金属与氧气的反应
金属+氧气→金属氧化物
镁
铝
铁
铜
2Mg+O2 = 2MgO
4Al+3O2 = 2Al2O3
3Fe+2O2Fe3O4
2Cu+O22CuO
常温下表面形成氧化膜
常温下表面形成氧化膜
铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体
紫红色的铜丝加热后变黑
【温馨提示】①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。
②“真金不怕火炼”说明高温下化学性质稳定
2.金属与酸反应
金属+酸→盐+H2↑(置换反应)
反应条件:金属活动性排在H前
注意: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。
+稀盐酸
+稀硫酸
镁
锌
铁
现象
固体逐渐溶解,产生大量气泡
固体逐渐溶解,产生较多气泡
固体逐渐溶解,无色溶液变为浅绿色,产生少量气泡
方程式
Mg+2HCl = MgCl2+H2↑
Zn+2HCl = ZnCl2+H2↑
Fe+ 2HCl = FeCl2 + H2↑
Mg+H2SO4 = MgSO4+H2↑
Zn+H2SO4 = ZnSO4+H2↑
Fe+H2SO4 =FeSO4+H2↑
3.金属与其他金属化合物的溶液反应
金属+盐→新盐+新金属 (置换反应)
反应条件:参加反应的金属活动性必须强于盐中金属的活动性(K、Ca、Na除外),且盐必须可溶。
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
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。
通过金属与金属化合物溶液是否反应判断金属的活动性。
构建物质网络——以铁为核心
①
②Fe+2HCl=== FeCl2+H2↑
③
④
⑤
构建物质网络——以铜为核心
①2Cu+O2 2CuO
②CO+CuO Cu+CO2
C+2CuO 2Cu+CO2↑
③CuO+2HCl=== CuCl2+H2O
④CuO+H2SO4=== CuSO4+H2O
⑤CuCl2+2NaOH=== 2NaCl+Cu(OH)2↓
⑥CuSO4+2NaOH=== Na2SO4+Cu(OH)2↓
⑦Cu+2AgNO3=== Cu(NO3)2+2Ag
1.铁与稀硫酸、稀盐酸及盐溶液发生置换反应时只能生成+2价的亚铁离子(含Fe2+的溶液显浅绿色),不能生成+3价的铁离子(含Fe3+的溶液显黄色)
2.金属和盐反应的条件:a.反应物中金属单质的活动性强于金属盐溶液中的金属(K、Ca、Na除外);b.必须在溶液中进行
*金属化合物必须溶于水;AgCl不溶于水,不能用于和金属发生置换反应;
*K、Ca、Na太活泼,常温下和水反应,不能置换出金属化合物中的金属。
3.实验前必须打磨金属表面,目的是 除去金属表面的氧化膜和污物 。
4.做金属与酸反应的实验时,一般用稀盐酸或稀硫酸,不用硝酸和浓硫酸;盐必须是可溶性盐。
5.金属与酸反应的快慢与多种因素有关,如金属的种类、金属与酸的接触面积、酸的浓度和温度等。因此,在比较金属活动性顺序时,需要注意控制变量法的应用,如酸溶液或盐溶液的温度、浓度、体积,金属的形状、表面积等需保持一致。
1.(2025·辽宁盘锦·模拟预测)某同学绘制了含铁元素的部分物质转化关系图(图中“→”表示一种物质可以转化为另一种物质,部分反应物、生成物及反应条件已略去)。下列说法中,正确的是
A.铁丝能在空气中剧烈燃烧实现转化① B.转化②可通过与CO在常温下反应实现
C.氧气和水同时存在是实现转化③的主要条件 D.通过Fe与溶液反应可实现转化④
2.(2025·辽宁沈阳·二模)用如图装置验证质量守恒定律。下列分析错误的是
A.加热后铜粉由红色变成黑色
B.若装置漏气,电子秤示数会增大
C.加热后,锥形瓶冷却至室温才可称量装置质量
D.反应过程中气球鼓起,该装置不能验证质量守恒定律
3.(2025·辽宁丹东·二模)下列事实能用金属活动性解释的是
①铝制品比铁制品更耐腐蚀
②用硫酸铜溶液和铁制取铜
③用稀盐酸除铁锈
④金属银不能与稀硫酸反应
A.①② B.①②③ C.②④ D.①②④
考点三 金属活动性顺序及其应用
1.金属活动性顺序
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
金属活动性顺序由强逐渐减弱
①在金属活动性顺序表里,金属的位置越靠前,它的活动性就越强。(前强后弱)
②在金属活动性顺序表里,只有位于氢之前的金属才能置换出盐酸和稀硫酸中的氢。(氢前换氢)
③在金属活动性顺序表里,只有位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的化合物溶液中置换出来。(强置换弱)
2.比较金属活动性的方法:
金属+氧气
金属+酸溶液
金属+盐溶液
能反应>不能反应
反应剧烈>反应不剧烈
能反应>不能反应
反应剧烈>反应不剧烈
A+BC=B+AC
能反应,A>B;不能反应,A<B
3.金属活动性顺序的应用
类型1 金属活动性顺序的判断
分析:注意金属与酸反应时作对比实验要控制变量(如酸种类、浓度、体积;金属的形状、接触面积;温度等)
类型2 金属活动性的判断实验设计
(1)两种金属活动性判断
待比较金属
Zn、Fe
Fe、Cu
Cu、Ag
活动性比较
Zn>Fe>H
Fe>H>Cu
H>Cu>Ag
金属+酸
将打磨过的铁和锌分别放
入等质量等浓度的同种酸
比较反应的剧烈程度
将打磨过的铁和铜分别放
入等质量等浓度的同种酸
比较能否反应
均不与酸反应,
不能证明
金属+化合物溶液
方案:前金属+后溶液,能置换
Zn+FeCl2=ZnCl2+Fe
操作:将打磨过的锌条放入氯化亚铁溶液中,观察到有黑色固体析出(析出铁为颗粒状)
方案:前金属+后溶液,能置换
Fe+CuCl2=FeCl2+Cu
操作:将打磨过的铁丝放入氯化亚铜溶液中,观察到有紫红色固体析出
方案:前金属+后溶液,能置换
Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag
操作:将铜丝放入硝酸银溶液中,观察到有银白色固体析出
方案:后金属+前溶液,不置换
Fe+ZnSO4
操作:将打磨过的锌条放入氯化亚铁溶液中,无明显现象
方案:后金属+前溶液,不置换
Cu+FeSO4
操作:将铜片放入硫酸亚铁溶液中,无明显现象
方案:后金属+前溶液,不置换
Ag+Cu(NO3)2
操作:将银丝放入硝酸铜溶液中,无明显现象
(2)三种金属活动性判断
待比较金属
Fe、Cu、Ag
活动性:Fe>H>Cu>Ag
方案1:
前金属+后溶液
方案:①证明Fe>Cu: Fe+Cu(NO3)2能置换 ②证明Cu>Ag: Cu+AgNO3能置换
药品:打磨过的铁丝、铜丝,硝酸铜溶液、硝酸银溶液(4种)
操作:将打磨过的铁丝放入硝酸铜溶液中,铁丝上有红色固体析出;将铜丝放入硝酸银溶液中,铜丝表面出现银白色固体。
方案2:
后金属+前溶液
方案:①证明Ag<Cu: Ag+Cu(NO3)2 不置换 ②证明Cu<Fe: Cu+Fe(NO3)2 不置换
药品:打磨过的银丝、铜丝,硝酸铜溶液、硝酸亚铁溶液(4种)
操作:将打磨过的银丝放入硝酸铜溶液中,无明显现象;将铜丝放入硝酸亚铁溶液中,无明显现象。
方案3:
两边金属+中间溶液
方案:①证明Fe>Cu: Fe+Cu(NO3)2能置换 ②证明Ag<Cu: Ag+Cu(NO3)2不置换
药品:打磨过的铁丝、银丝,硝酸铜溶液(3种)
操作:将打磨过的铁丝放入硝酸铜溶液中,铁丝上有红色固体析出;将银丝放入硝酸铜溶液中,无明显现象。
方案4:
中间金属+两边溶液
方案:①证明Cu<Fe: Cu+Fe(NO3)2不置换 ②证明Cu>Ag: Cu+AgNO3能置换
药品:打磨过的铜丝,硝酸亚铁溶液、硝酸银溶液(3种)
操作:将打磨过的铜丝放入硝酸亚铁溶液中,无明显现象;将铜丝放入硝酸银溶液中,铜丝表面出现银白色固体。
类型3 鉴别和除杂
例1 鉴别黄铜(铜锌合金)和黄金
实验方案
现象
可能涉及的化学方程式
①用火灼烧
若变黑则为黄铜;若无明显现象为黄金
2Cu+O22CuO
②加入稀盐酸
若产生气泡则为黄铜;若无明显现象为黄金
Zn+2HCl = ZnCl2+H2↑
③加入硫酸铜溶液
若出现红色固体为黄铜;若无明显现象为黄金
Zn + CuSO4 = Cu + ZnSO4
例2 除去金属中杂质金属或金属化合物溶液中的金属化合物
(除杂的要求:不增,不减,易分离,易恢复原状)
混合物
方法
有关化学方程式
Cu(Zn)
①加入足量稀盐酸,过滤、洗涤、干燥
Zn+2HCl = ZnCl2+H2↑
②加入足量硫酸铜溶液,过滤、洗涤、干燥
Zn + CuSO4 = Cu + ZnSO4
FeSO4(CuSO4)
加入足量铁粉,过滤
Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4
类型4 滤渣、滤液成分的判断
1.一种金属和一种盐溶液反应后滤渣、滤液成分的判断
例1 金属A的活泼性强于B,将金属A投入金属B的盐溶液中,滤渣滤液成分的情况分析如下:
A不足
A恰好反应
A过量
滤渣
B
B
B、A
滤液
A盐、B盐
A盐
A盐
*2.多种金属与一种金属的盐溶液反应
两种金属(活动性强于金属化合物中金属)同时放入某金属化合物溶液中,活动性强的金属单质先反应
*3.一种金属和多种金属的盐溶液反应
一种金属(活动性强于金属化合物中金属)放入两种金属化合物混合溶液中,活动性弱的金属化合物先反应
1.判断反应能否发生的误区
酸的选择:仅适用于盐酸、稀硫酸等非氧化性酸,浓硫酸、硝酸因强氧化性不生成氢气。
盐的溶解性:反应物和生成物的盐均需可溶,如AgCl难溶导致铁与氯化银不反应。
特殊金属限制:K、Ca、Na等极活泼金属会先与水反应,无法直接置换盐中的金属。
铁的反应产物:铁与酸或盐溶液反应生成+2价亚铁离子(Fe²⁺),而非+3价。
2.比较金属活动性强弱的误区
反应速率干扰:与酸反应快慢受接触面积、产物覆盖等因素影响,如铝因表面氧化膜可能反应缓慢。
实验设计缺陷:未控制变量(如酸浓度、金属纯度)可能导致误判。
3.实际应用中的误区
适用范围:仅适用于水溶液反应,熔融态或非溶液环境不适用。
冶炼方法误判:金属活动性顺序可指导冶炼方法(如电解法用于活泼金属),但需结合具体工艺。
1.(2025·辽宁营口·二模)现有编号为:X、Y、Z的三种金属,如果将X和Y分别放入稀硫酸中,X溶解并产生氢气,Y不反应;如果将Y和Z分别加入到AgNO3溶液中,过一会儿,发现Y表面出现白色物质而Z却没有。根据以上事实,则X、Y、Z的金属活动性由强到弱依次为
A. B. C. D.Z>X>Y
2.(2025·辽宁沈阳·二模)我国首艘航母辽宁舰使用了大量的合金材料。黄铜主要为 Cu和Zn的合金,下列试剂不能验证 Cu、Zn的金属活动性顺序的是
A.溶液 B.溶液 C.稀盐酸 D.溶液
3.(2025·辽宁营口·一模)为探究金属能否与稀盐酸发生反应,同学们进行了如图所示的实验。下列相关现象与结论正确的是______(填字母序号)。
A.图中四个实验中均有气泡产生,但速率不同
B.实验③中溶液由无色逐渐变为黄色
C.实验中产生的气体可用燃着的木条进行检验
D.实验中所用稀盐酸的浓度和体积可以不同
4.(2025·辽宁鞍山·二模)【探究部分金属活动性顺序】
为探究锌、铁、铜三种金属的活动性及它们和氢元素的位置关系,小红设计了如下实验:
(4)试管B中发生的反应属于的基本反应类型是 。
(5)小莉认为省略上述实验中的 (填字母),也能达到实验目的。
5.(2025·辽宁盘锦·一模)Ⅱ. 常见金属的物理性质和化学性质
(4)
实验内容
现象与分析
①采用相互刻画的方法,比较纯铜片和黄铜片的硬度。
纯铜片上出现划痕,由此可知:黄铜片比纯铜片的硬度 (填“大”或“小”)。
②加热铜片一端,观察另一端蜡烛的变化情况。
蜡烛熔化,说明铜具有的物理性质是 。
③倾斜Y形管,将右侧的稀硫酸部分倒入左侧。
锌片表面有气泡产生,铜片表面无变化,可得出Zn的金属活动性比Cu (填“强”或“弱”),反应的化学方程式为 。
④
一段时间后,Y形管右侧铁片生锈了,由此可得出结论: 是铁生锈的必要条件。
考点四 金属资源的利用和保护
一、金属矿物
1.地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中,除了金、银等有单质形式存在,其余金属都以化合物的形式存在。
2.几种常见的金属矿石及其主要成分
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
3.人类每年要从有开采价值的金属矿石中提炼大量的金属,其中,提炼量最大的是铁。
二、铁的冶炼
1.一氧化碳还原氧化铁
实验现象
化学方程式
装置图
实验现象
A处
红棕色粉末逐渐变成黑色
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
B处
澄清石灰水变浑浊
Ca(OH)2 +CO2 = CaCO3↓ + H2O
C处
产生蓝色火焰
2CO + O22CO2
注意事项
(1)先通入CO一会儿,再给氧化铁加热;原因:排尽装置中的空气,防止加热CO与空气的混合气体发生爆炸。
(2)停止加热,继续通人CO至玻璃管冷却;原因:防止生成的热的铁被空气再次氧化。
(3)尾气处理:①点燃,使CO变成无毒的CO2;②用气球或用排水法将尾气收集起来。
(4)澄清石灰水的作用:检验生成的二氧化碳。
2.工业炼铁
(1)铁的冶炼历史:春秋时期我国一生产和使用铁器;战国以后铁成为最主要的金属;《天工开物》有古代炼铁的记载。
(2)工业炼铁
设备
高炉
图示
原理
利用一氧化碳的还原性,将铁从化合物中还原出来
化学方程式:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
原料
铁矿石焦炭石灰石、热空气
原料的作用
焦炭
①提供热量②生成CO
(焦炭虽具有还原性,但是CO气体具有流动性,与铁矿石接触更充分)
石灰石
将矿石中的二氧化硅变为炉渣。
热空气
提供充足的氧气
产品
生铁,密度大于炉渣,故出铁口在出渣口下方。
高炉气体
主要成分:N2、CO、CO2等
处理方法:收集后集中处理,或工业生产中常用于制煤气。
【特别提醒】
高炉炼铁得到的产品不是纯净物是混合物,生铁中含有一定量的碳。
三、含杂质物质的计算
【特别提醒】
涉及不纯物的化学方程式计算,代入计算的一定是纯净物质量,如不纯物需要转换成纯净物质量。
四、铁生锈条件的探究
实验方案
现象
分析
结论
A
铁钉生锈
铁与水、氧气同时接触
铁生锈的条件:
铁与水、氧气
同时接触发生反应
B
铁钉无明显变化
铁只与水接触
C
铁钉无明显变化
铁只与氧气接触
【特别提醒】
①蒸馏水煮沸并迅速冷却的目的是除去水中溶解的氧气;植物油的作用是隔绝氧气;氯化钙具有吸水性,作用是吸收水分。
②铁生锈是缓慢氧化,铁锈呈红棕色,其主要成分是Fe2O3•xH2O ,结构疏松,不能阻碍里面的铁继续氧化。
五、防止钢铁锈蚀的原理和方法
1.防止铁制品锈蚀的原理:防止铁制品与氧气或水接触。
2.防止铁制品锈蚀的方法:
①保持铁制品表面的清洁、干燥
②表面涂保护膜:如涂油、烧制搪瓷、刷漆、镀耐腐蚀的金属、烤蓝等
③改变内部结构,制成耐腐蚀的合金,如不锈钢。
六、保护金属资源
1.原因: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有计划、合理地开采金属矿物;④寻找金属的代用品等。
1.铁生锈过程缓慢并且能释放出热量,据此可制作暖贴、化学暖炉、暖手袋等。
2.铁生锈过程中消耗氧气和水,可以将一小袋铁粉放入食品袋中作“双吸剂”,防止食品变潮和氧化变质。
3.铝比铁活泼,却比铁耐腐蚀的原因:铝常温下与空气中氧气反应,表面生成一层致密的氧化铝薄膜,阻止铝继续与氧气反应。铁锈结构疏松,不能阻碍里面的铁继续氧化。
4.高炉炼铁得到的产品不是纯净物是混合物,生铁中含有一定量的碳等杂质。
1.(2025·辽宁营口·二模)保护金属资源的措施之一是防止金属腐蚀。下列措施不能防止铁制品生锈的是
A.镀一层耐腐蚀金属 B.存放在潮湿的空气中
C.在表面涂油 D.涂防锈漆
2.(2025·辽宁大连·一模)金属材料用途广泛。下列有关金属的说法不正确的是
A.自然界中所有金属都以化合物形式存在
B.将铁制品放在潮湿的空气里易生锈
C.在钢铁表面涂油、刷漆均能防止其生锈
D.合理开采矿物是保护金属资源的途径之一
3.(2025·辽宁沈阳·一模)【现代护铁】
护铁的前提是懂得铁也会锈蚀。小组同学展开了一系列实验。
表2不同水样中溶解氧的含量
水样
自来水
迅速冷却的沸水(密封)
自然冷却的沸水(密封)
自然冷却的沸水(敞口)
溶解氧(mg/L)
5.37
0.52
0.66
3.44
(4)通过对比试管A、C中的现象,可以得出铁生锈需要与 接触。
(5)试管B中胶塞的作用是 。小组同学利用溶解氧传感器,分别测定不同水样中溶解氧的含量,根据表2分析选择迅速冷却沸水进行实验的原因是 。
(6)为防止铁锈蚀,生活中人们常采用 方法来防锈(填一种即可)。
【未来代铁】
金属钛(Ti)被誉为“未来金属”。由钒钛磁铁矿提取金属钛的工艺流程如下图:
(7)钒钛磁铁矿的主要成分是,Ti的化合价为+4价,则铁的化合价为 价。
(8)、炭粉混合在高温条件下通入氯气生成和一种初中常见的可燃性气体,该步骤发生反应的化学方程式为 。
(9)用过量的镁在加热条件下与反应制得金属钛,此过程需用氩气保护,其目的是 。
5.(2025·辽宁鞍山·一模)化学是以实验为基础的科学,实验是科学探究的重要手段。
Ⅱ.定量实验是化学实验的重要组成部分。某同学设计了图1和图2实验方案来验证质量守恒定律,请回答问题。
(3)将图1中锥形瓶置于陶土网上,用酒精灯加热,观察到的现象为 。若铜粉量不足对实验结论 (填“有”或“没有”)影响。
(4)图2盐酸与碳酸钠反应的化学方程式为 。反应后称量,天平示数变小,可能的原因是 (写一条即可)。
Ⅲ.实验创新:用图3、图4装置组合既能探究铁生锈的条件也能探究空气中氧气的含量。
(5)能得出空气中氧气含量结论的实验现象是 。
(6)能得出铁生锈条件的现象是 ,结论是 。
实验活动•常见金属的物理和化学性质
【实验目的】
1.巩固和加深对金属性质的认识。
2.进一步提高实验设计的能力。
【实验用品】
试管、试管夹、坩埚钳、酒精灯、火柴、电池、导线、小灯泡、火柴
镁条、锌粒、铝片、铁片、铜片、黄铜片、稀盐酸、稀硫酸、硫酸铜溶液、硝酸盐溶液
你还需要的实验用品:坩埚钳、锤子、粗铁丝、硫酸亚铁溶液
【实验步骤】
1.金属的物理性质:
(1)金属的物理性质:观察并描述镁、铝、铁、铜的颜色和光泽。
镁、铝、铁是银白色固体,有金属光泽;铜是红色固体,有金属光泽。
(2)通过相互刻画,比较铜片和铝片、铜片和黄铜片的硬度。
铜片和铝片相互刻画,铜片上没有划痕,铝片上有划痕,说明铜的硬度比铝大。
铜片和黄铜片相互刻画,铜片上有划痕,黄铜片上没有划痕,说明黄铜的硬度比铜大。
(3)设计并进行实验,证明金属有导电性(导热性、延展性)
①证明金属有导电性:分别将铜片、铁片、铝片接入由电池、导线和小灯泡连接而成的电路中,都能观察到小灯泡亮了,说明金属有导电性。
②证明金属有导热性:取一根火柴折下火柴头,放在铜片的一端,用坩埚钳夹住铜片将另一端放在酒精灯火焰上灼烧,一段时间后,观察到火柴头燃烧,说明金属有导热性。
③证明金属有延展性:
方法1:取一根粗铁丝,用锤子锤几次,观察到铁丝被锤扁了,说明铁有延展性。
方法2:查阅资料,饰品店做的“金包银”是将金做成很薄的金箔包裹在银的外面;古代出土的金缕玉衣用的是金片和金线;电线中用的是铜线;铁能制成铁锅等。以上事例都说明金属有良好的延展性。
2.金属的化学性质:
(1)用坩埚钳取一块铜片,在酒精灯火焰上加热,观察到铜片表面变黑。
(2)向5支试管中分别加入少量镁条、铝片、锌粒、铁片、铜片,再加入5ml稀盐酸(或稀硫酸),观察到镁条和铝片表面产生气泡速度很快,锌粒表面产生气泡速度较快,铁片表面产生气泡速度很慢,铜片表面无气泡产生。用燃着的木条伸到放有镁条和铝片的试管口,有爆鸣声和蓝色火焰,说明产生的气体是氢气。
(3)设计和进行实验,比较铁、铜、银的金属活动性。
方法1:向2支试管中分别加入铜片,再分别加入硫酸亚铁溶液和硝酸银溶液,观察到加入硝酸银溶液的试管中铜片表面有银白色物质析出,另一支试管中无明显变化。证明活动性由强到弱的顺序为铁、铜、银。
方法2:向2支试管中分别加入铁片和铜片,加入稀盐酸(或稀硫酸),观察到铁片表面有气泡产生,铜片表面无明显变化,证明铁的活动性比铜强。另取一支试管放入铜片,加入硝酸银溶液,观察到铜片表面有银白色物质析出,证明铜的活动性比银强。
1.金属和金属材料是人类赖以生存和发展的重要物质。某校化学兴趣小组以“金属和金属材料的探究之旅”为主题开展项目式学习。
【任务一】认识金属
(1)铝、铁、铜是人类广泛使用的三种金属,世界上年产量最高的金属是 ;
(2)下列有关金属和金属材料的说法正确的是___________(填字母序号);
A.金属材料包括纯金属和合金
B.将金做成金箔是利用了金的延展性
C.生铁的含碳量比钢低
D.铝制品在空气中耐腐蚀是因为铝的化学性质不活泼
【任务二】金属的化学性质
金属与氧气反应:
(3)下列关于金属与氧气反应的说法,正确的是___________(填字母序号);
A.金属铝在常温下与氧气剧烈反应
B.红热的铁丝能在空气中燃烧
C.根据金属与氧气反应的难易程度,可初步判断某些金属的活动性
金属与酸反应:
如图,取大小相同的金属片,分别加入相同的三份稀盐酸中。
(4)有明显现象且反应最剧烈的是试管 (填试管序号);
(5)试管②里发生反应的现象是 ;
金属和盐溶液的反应:
向硝酸铜、硝酸银和硝酸亚铁的混合溶液中连续缓慢加入质量为m的锌粉,溶液中析出固体的质量与参加反应的锌粉的质量关系如图所示。
(6)ab段(不含两端点)析出的金属是 (写元素符号);
(7)若bc段和cd段析出固体质量相等,参加反应的锌粉质量分别为m1和m2,试比较m1和m2的大小关系 。
跨学科实践活动•垃圾的分类与回收利用
1.生活垃圾按标准一般分为:可回收物垃圾、有害垃圾、湿垃圾、干垃圾。
2.常见的可回收垃圾有:书报、废纸、饮料瓶等;有害垃圾有:电池、药品、废灯管、油漆桶等;湿垃圾大部分是厨余垃圾,一般有:剩菜剩饭、瓜皮果核、花卉绿植、过期食品等;干垃圾一般有:包装物、餐巾纸、厕纸、尿不湿、陶瓷碎片等除可回收垃圾、有害垃圾、湿垃圾以外的其它生活垃圾。
“垃圾是放错地方的资源”,垃圾的分类和回收对人类可持续发展具有重要的意义。某校社会实践小组的同学们对垃圾的分类和回收利用产生了浓厚的兴趣并开启了项目式学习之旅。
任务一:了解垃圾及其处理的意义
【查阅资料】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。
【咨询交流】
(1)同学们参观了一个垃圾分类处理厂,获悉城市生活垃圾可分为 、有害垃圾、厨余垃圾和其他垃圾。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。垃圾的综合化分类具体可得到金属、塑料和 等可再利用的资源。
任务二:认识垃圾的分类
【参观学习】小组同学在技术人员的指导下,了解到垃圾回收处理的过程如图:
【小组交流】
(2)学会识图分拣垃圾:塑料瓶应投入的垃圾箱是 (填字母序号)。
(3)垃圾筛分时,可根据 区分铜和铝。
任务三:了解垃圾的回收利用
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。
(4)焚烧固体垃圾用来发电实现了 能向电能的转化。
(5)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)。
(6)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:废旧电池处理后制得硫酸镉溶液,向其中加入足量锌粉得到固体镉。
方法二:将废旧电池破碎成细颗粒后焙烧,镉转化为氧化镉();将含氧化镉的细颗粒和炭粉混合,隔绝空气加热至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 。
(7)下图是硫酸亚铁的溶解度曲线图。生锈的铁制品经过系列处理得到硫酸亚铁溶液,将硫酸亚铁溶液在氮气环境中 (选填“蒸发结晶”或“降温结晶”)得到硫酸亚铁晶体。
硫酸亚铁的溶解度曲线图
【成果分享】设计垃圾分类回收的活动海报
活动主题
实现垃圾分类共建美丽家园
活动对象
小区居民
时间地点
5月6日上午、文明小区
活动形式
演讲
活动流程
①用讲解的方式普及垃圾分类的重要性和分类知识。②引导小区居民认识垃圾桶上的分类标识。③活动总结,撰写实践报告。
(8)同学们通过各种方式,学到了垃圾减量化、无害化、资源化的分类管理知识。在项目化学习的成果报告中,同学们提出了许多合理化的建议。为了强化垃圾分类处理意识,让更多的人了解并执行分类措施,你还能提出的一条有价值的建议是 。
1.请参与垃圾的分类与回收利用的跨学科实践活动。
【任务一】了解垃圾及其处理的意义。
(1)垃圾是放错位置的资源,垃圾的回收再利用是实现可持续发展的重要举措。垃圾处理的原则有资源化原则、减量化原则、无害化原则。回收废旧金属再利用遵循的是 原则。请你列举一个遵循减量化原则的垃圾处理方式 (合理即可)。
【任务二】认识垃圾的分类。
(2)同学们找到了生活当中常见的一些垃圾:①废旧书本;②矿泉水瓶;③废旧电池;④过期面包;⑤易拉罐;⑥黄菜叶。请你将它们进行分类,其中属于可回收垃圾的是 。
【任务三】废旧电池的回收。
(3)废旧电池中含有危害人体健康的镉、汞等元素。回收废旧电池中的镉有以下方法:
方法1:将废旧电池破碎后焙烧,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1200℃时,得到镉蒸气和一氧化碳。
方法2: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,通过置换反应得到固体镉。
方法2的化学方程式为 ,由此可知,镉的金属活动性比锌的 (填“强”或“弱”)。
【任务四】了解垃圾的回收利用。
(4)某垃圾处理厂回收处理垃圾的过程如下:分类收集→运输→垃圾处理厂筛分→分类处理→最终处置。
①垃圾筛分时,可根据 区分铜和铝;
②废弃金属经过破碎、脱漆、打包、熔炼之后可再利用。这不仅节约了 ,还减少了环境污染, 实现了资源的可持续利用,真正意义上实现了绿色发展的理念与目标。
2.为全面推进美丽中国建设新篇章,合理的垃圾分类、有效的垃圾回收与利用必不可少。某校社会实践小组的同学们对垃圾分类及其回收利用开启了项目式学习之旅。
任务一:认识垃圾的分类
(1)废旧电池中含有汞、铅、镉,随意丢弃会造成土壤和水源的污染。
①废旧电池属于 。
A.厨余垃圾 B.可回收垃圾 C.有害垃圾 D.其他垃圾
②汞、铅、镉指的是 (填“原子”或“元素”)。
(2)处理厨余垃圾的一种途径是厌氧发酵,产生沼气和生物柴油。生物柴油属于 (填“可再生”或“不可再生”)能源。
任务二:了解垃圾的价值
(3)废弃饮料瓶可以通过下列流程回收再利用
①羽绒服面料制作常使用聚酯纱线,请你推测这种面料的优点有 。
②鉴别羊毛纱线和聚酯纱线的方法是 。
(4)随着电子产品(手机、电脑、打印机等)更新迭代速度加快,大量废旧电路板被淘汰。废旧电路板中含有塑料、非金属(如硅)和金、铜、锡等金属。其回收过程如图:
①已知锡能与稀硫酸反应生成硫酸亚锡(SnSO4)。写出反应II的化学方程式 。
②固体C的成分是 。
任务三:对话垃圾处理的技术
垃圾回收过程中若操作不当会产生垃圾渗漏液,对土壤和水源造成污染,滋生有害细菌。目前国际上使用芬顿法(Fenton)修复被污染的土壤或水源。
“纳米零价铁-H2O2”体系是芬顿法中具有较好应用前景的一种技术。其应用于处理污水中的Cu2+和Zn2+的反应机理见图。
(5)在pH<3的环境里,Cu2+和Zn2+去除率会随pH减小而降低,原因是 。
任务四:挖掘垃圾分类回收与处理的意义
(6)垃圾分类回收与处理的意义是 。
a.减少污染,节约资源
b.变废为宝,降低处理成本
c.提升公众环保意识,促进可持续发展
d.创造就业机会,推动绿色产业
题型一 金属材料
►考向01 金属材料的判断
【典例】(2023·辽宁·中考真题)2023年5月28日,C919大型客机成功完成首次商业载客飞行。国产大飞机翱翔蓝天,承载着国家意志、民族梦想、人民期盼。
(1)C919的机身采用了第三代铝锂合金,铝锂合金属于 (填“金属材料”或“合成材料”)。
(2)飞机起落架是我国自主研发生产的合金钢。用合金钢制造起落架主要是利用其 (写一点)和耐腐蚀等性能。
【变式】(2025·辽宁鞍山·三模)安徽博物馆珍藏了大量的文物。下列馆藏文物主要由金属材料制成的是
A.蚕形玉饰 B.龟化石
C.云纹铜五柱器 D.莲花纹瓶
►考向02 金属性质与用途的对应关系
【典例】(2023·辽宁丹东·中考真题)金属广泛应用于生活、生产中,其应用推动了社会发展。
(1)铁铸成铁锅是利用了铁具有良好的 性;铁锅用于烹饪食物是利用铁具有良好的 性;使用后的铁锅最好洗净后 ,再涂上食用油以防生锈。
(2)世界上每年因腐蚀而报废的铁,以上得到了回收利用。回收利用废旧金属的意义是 (答一点即可)。
(3)早在春秋战国时期,我国就利用铁矿石与木炭为原料冶炼生铁,在冶炼过程中将铁矿石粉碎,其目的是 。现代工业用赤铁矿(主要成分为)与一氧化碳在高温条件下冶炼生铁,该反应的化学方程式是 。
(4)我国高铁技术在世界处于领先地位。铁轨材料用钢而不用纯铁,原因是钢的强度和硬度比纯铁 (填“大”或“小”)。
【变式】(2025·辽宁朝阳·一模)下列物质的性质与用途对应关系正确的是
A.铝具有良好的导电性,可以用于制作炊具 B.稀盐酸具有挥发性,因此常用于金属除锈
C.氮气的化学性质稳定,可用作食品保护气 D.烧碱能与盐酸反应,可用于治疗胃酸过多
►考向03 根据用途推测金属的性质
【典例】(2023·辽宁沈阳·中考真题)在生活和生产实践中了解金属的性质和应用。
(1)沈阳为国家航空事业做出了突出贡献。制造飞机机翼的金属材料应具备 的特点。
(2)烟花中加入镁粉,是利用镁在空气中燃烧能发出耀眼的 ,请写出镁与氧气反应的化学方程式: 。
【变式】(2025·辽宁大连·模拟预测)I.铁是人类每年从金属矿物资源中提取量最大的金属。
(1)用铁锅炒菜可补充人体所需的铁元素,预防 。
(2)下列铁制品中,利用了金属导热性的是___________ (填字母序号)。
A.清代铁质老马镫 B.不锈钢蒸锅
C.铁艺围墙护栏
(3)历史上遗留下来的铜制品远比铁制品多,从物质性质的角度看,原因是 。
(4)钢铁在焊接之前,可用盐酸对焊接部位进行除锈,铁锈的主要成分是Fe2O3发生反应的化学方程式为 ,属于 反应(填反应类型)。
►考向04合金的特性
【典例】(2023·辽宁大连·中考真题)金属材料在生产、生活中应用广泛。
(1)用铜作导线是因为其具有良好的 性。机器轴承用青铜而不用纯铜制,是因为青铜的硬度比纯铜的 。
(2)工业上用赤铁矿(主要成分为)和一氧化碳炼铁的化学方程式为 。生铁和钢都是铁的合金,从组成上看,二者的 不同。铁制品与空气中的 接触时容易锈蚀,防止铁制品锈蚀的方法之一是 。
【变式】(2025·辽宁大连·模拟预测)下列关于金属材料的说法中,正确的是
A.用食盐水浸泡厨房里的钢制或铁制厨具,有效防止生锈
B.钛合金与人体具有很好的“相容性”,用于制造人造骨
C.银的导电性比铜强,因此家庭装修所有导线都用银制造
D.黄铜铜锌合金的硬度比纯铜的大,熔点比纯铜的高
►考向05 常见合金的使用
【典例】(2025·辽宁朝阳·二模)阅读下面科普短文:向海洋进军——LNG船。
航行在大洋上的巨轮中,有一种我国自主研发、制造难度堪比航母的巨轮,它就是LNG液化天然气运输船,被誉为世界造船业“皇冠上的明珠”。天然气装载时,应该在-163℃环境下将其变为液态。而液化后的体积是气态的,大大提高了运输效率。一般17万立方米的运输船装载的液态天然气经汽化后形成的容量,可满足2418万人一个月的使用量,是一种“海上超级冷冻车”。装载这类货物的运货系统所用钢板,含镍量达到36%,称为殷瓦钢。它非常薄,只有0.7mm,在-196℃之内,其收缩量膨胀系数非常低。它在空气中对温度的要求非常高,如在施工过程中沾上汗水,24小时内就会被锈穿,使得钢板报废。殷瓦钢还在制造精密仪器、仪表零部件中有着广泛的应用。
依据上文,回答下列问题。
(1)殷瓦钢的主要成分为 ,属于 (填“非金属”或“金属”)材料。
(2)殷瓦钢很薄,说明殷瓦钢具有很好 性。
(3)下列关于殷瓦钢的说法不正确的是 。
a.殷瓦钢是纯净物
b.殷瓦钢的硬度比铁小
c.殷瓦钢的熔点比镍低
d.殷瓦钢中各成分均不与稀盐酸反应
【变式】(2025·辽宁大连·模拟预测)金属材料的应用推动了社会的发展。下列有关金属及其合金的说法错误的是
A.生铁和钢是含碳量不同的铁合金
B.铁制品生锈后没有回收价值
C.锡制成锡箔是利用锡的延展性
D.钛和钛合金被广泛用于火箭、导弹、航天器等
题型二 金属的化学性质
►考向01金属与氧气反应
【典例】(1)(2023·辽宁营口·中考真题)“真金不怕火炼”说明金即使在高温下也不与 反应;
(2)(2023·辽宁盘锦·中考真题)铁丝在O2中燃烧,实验后发现集气瓶底炸裂,其原因是 。
【变式】(1)(2025·辽宁丹东·一模)1954年电解法发明后分离出了纯铝。
近代铝及铝合金因为轻量化等优点被广泛应用。铝的金属活动性比铁强,但常温下铝比铁的抗腐蚀性能力强,其原因是铝与氧气反应,生成了致密的氧化物 (填化学式),阻止铝制品的进一步腐蚀;而铁锈具有疏松的特点,更容易吸收空气中的 ,加速铁的锈蚀。
(2)(2025·辽宁朝阳·一模)Ⅲ.废旧电线中的金属
找一段废旧电线,用钳子剥去一部分外层橡胶,裸露出紫红色金属。用手握住橡胶部分,将裸露的金属用酒精灯加热,你观察到 。用纸巾擦拭冷却后的铜丝,纸巾上有黑色固体残留,请分析原因 。
►考向02 金属与酸反应
【典例】(2023·辽宁阜新·中考真题)复习酸的化学性质时,某同学总结了盐酸化学性质的思维导图如下图所示(A、B、C、D、E均能与盐酸发生反应)。请根据图示回答下列问题。
(1)若C是红棕色固体,则其化学式为 。
(2)若单质B是铁,取一根打磨光亮的铁钉于试管中,向其中加入足量的稀盐酸,可观察到的现象是 。单质B这类物质与稀盐酸发生反应,需满足的条件是 。
(3)若E为氢氧化钾溶液,向该溶液中滴加几滴无色酚酞溶液后,再向其中滴加一定量的稀盐酸,当观察到溶液呈无色时,则所得溶液的溶质是 。该实验发生的化学反应基本反应类型为 。
【变式】(2025·辽宁沈阳·一模)(6)图2中铁片表面产生 ,铜片表面无明显现象,说明金属活动性:铁 铜(填“>”或“<”)。
(7)如图3所示,天平平衡。倾斜烧杯,使盐酸与锌粒接触,托盘天平指针将逐渐偏 (填“左”或“右”)。
►考向03 金属与酸反应图像
【典例】(2025·辽宁铁岭·模拟预测)易拉罐主要以铝或铁作为罐体主材,设计以下方法区分罐体主材:将可乐罐和椰汁罐分别剪裁出质量、形状均相同的两片分别置于锥形瓶中,同时加入足量的溶质质量分数相同的稀硫酸如左下图,用数字传感器测得瓶内气体压强变化如右下图(已知:温度越高压强越大,压强和单位体积内分子数成正比),下列说法中不正确是
A.由曲线可知,可乐罐主材是铁
B.装椰汁罐的锥形瓶中溶液最终呈浅绿色
C.反应结束后,可乐罐产生的氢气更多
D.反应结束后压强均下降,说明反应放热
►考向04 金属与盐溶液反应
【典例】(2023·辽宁沈阳·中考真题)(3)如下图实验,观察到A试管中产生气泡,B试管中无明显现象,C试管中铜片表面有固体析出。则Fe、Cu、Ag三种金属活动性由强到弱的顺序为 。
【变式】(2025·辽宁沈阳·二模)I.探究金属的性质
(1)①中反应的化学方程式为 。
(2)由①②③ (填“能”或“不能”)得出铁、铜、银的金属活动性顺序。
(3)③中的实验现象是 。由③④可得出铁、铜、银的金属活动性顺序,完成④实验图示。
题型三 金属活动性顺序及其应用
►考向01 金属活动性顺序的判断
【典例】(2023·辽宁·中考真题)现有铝、铜、银三种金属,另选一种试剂就可验证它们的金属活动性强弱,该试剂是
A.稀硫酸 B.硝酸镁溶液 C.硝酸铜溶液 D.硝酸铝溶液
【变式】(2025·辽宁大连·一模)II.金属的性质
(4)观察到灯泡发光,说明铁具有的性质是 。
(5)实验2中铁和稀硫酸反应的化学方程式为 。
(6)实验3能证明铁的金属活动性比铜的强,现象是 。
►考向02 金属活动性顺序的实验探究
【典例】(2023·辽宁大连·中考真题)化学小组设计图1实验来验证铁、铜、银的金属活动性顺序,并在实验后按照图2所示流程从试管B的溶液中回收铜和银。
(1)针对图1中的方案,只利用所给的四种试剂,再补充一个实验,即可达到实验目的,写出补充实验的操作及现象。
(2)分析图2的处理流程:滤渣里一定含有的物质是 ,成分最复杂的滤渣所对应的滤液中溶质的成分有 。判断所加铁粉是否已达成实验目的的方法是 。
(3)图2流程中,加入铁粉的质量与所得滤渣的质量关系是 (填“前者大于后者”、“前者小于后者”或“无法确定”)。
【变式】(2025·辽宁本溪·模拟预测)II.很多门把手都是铜质镀铬的,为了了解铬与常见金属镁、铜在金属活动性顺序表中的相对位置关系,同学们进行如下探究活动:
【查阅资料】①铬(Cr)是银白色有光泽的金属,在空气中其表面能生成致密氧化膜。硫酸亚铬()溶液为蓝色的溶液。
②硫酸镁溶液为无色的溶液。
【猜想与假设】
(5)猜想三种金属在金属活动性顺序表中的相对位置关系:
猜想一:;
猜想二: ;
猜想三:。
【实验过程】进行如下实验:
(6)①将经过处理的铬片放入盛有稀硫酸的试管中,观察到的现象是:铬片表面产生气泡, 。根据实验现象,猜想三不成立。
②将经过处理的镁片放入硫酸亚铬溶液中,观察到镁片上有新的固体生成,溶液由蓝色变为无色,可以得出镁的金属活动性比铬 (填“强”或“弱”)。
【实验结论】
三种金属在金属活动性顺序表中的相对位置关系:猜想二成立。
【反思与评价】
(7)在做①实验前应对铬片进行怎样的处理 。反应后铬片完全溶解试管底部没有晶体析出,如何判断所得溶液中是否饱和 。
►考向03 滤液、滤渣的成份的判断
【典例】(2023·辽宁锦州·中考真题)向AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量铁粉,充分反应后,过滤。下列说法正确的是
A.若滤渣中没有Cu。滤液中一定含有AgNO3
B.若滤渣中有Cu,滤液中一定没有AgNO3和Cu(NO3)2
C.若滤渣中没有Fe,滤液中一定含有Fe(NO3)2,可能含有AgNO3和Cu(NO3)2
D.若滤渣中有Fe,滤液中一定没有Cu(NO3)2和Fe(NO3)2
【变式】(2025·辽宁葫芦岛·三模)(4)向Cu(NO3)2和Zn(NO3)2的混合溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后过滤,向滤渣中加盐酸有气泡,则滤渣中一定含有的金属是 。
►考向04 工业流程中的金属回收
【典例】(2025·辽宁盘锦·模拟预测)Ⅲ.金属材料的广泛应用,极大地促进了“中国梦”发展。
逐梦小组以“探究金属的前世和今生”为主题开展项目式学习。
【任务一】探究金属的冶炼:炼铁的原理及流程如图所示。
(5)该流程中,具有还原性的物质有 (填化学式),写出反应Ⅲ的化学方程式为 。
(6)生铁容易生锈,是因为铁与空气中 的发生了反应。
【任务二】探究金属的回收再利用。某学习小组同学欲从废旧电脑的某些零部件中回收金属银,设计流程如图所示。
请回答下列问题:
(7)操作I、Ⅱ的名称为 。
(8)依据流程判断铜、银、铝的金属活动性由强到弱的顺序是 。
(9)步骤Ⅱ发生反应的化学方程式是 。
【变式】(2025·辽宁丹东·二模)Ⅱ.航空金属的冶炼
钛(Ti)被称为航空金属。如图是以钛铁矿【主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3)】为主要原料冶炼金属钛的生产工艺流程。
(4)反应①之前需要将钛铁矿粉碎,目的是 。操作a的名称为 。
(5)反应②除了生成TiCl4,还生成一种有毒的可燃性气体,该气体的化学式为 。
(6)写出③中金属镁和TiCl4反应的化学方程式: 。
Ⅲ.航母“福建舰”解缆启航
(7)航母电缆用纯铜制作,主要利用铜的延展性和 性。
(8)航母通信工具使用的锂电池,工作时能量转化的主要方式为 。
(9)航母动力由重油燃烧提供,重油主要成分是辛烷(C8H18)。每个C8H18分子是由 构成的。
题型四 金属资源的利用和保护
►考向01铁的冶炼
【典例】(2023·辽宁沈阳·中考真题)主题三:迈向碳中和
【查阅资料】工业上高炉炼铁副产品有炉渣、炉尘和煤气,煤气中CO含量可达30%
【设计方案】为了减少工业炼铁中CO、CO2的排放,小组同学基于碳中和理念设计了一个
低碳行动方案,方案流程示意图如下:
(5)石灰浆[主要成分为]吸收的化学方程式: 。
(7)上述方案中的CO重新通入高炉后,起的主要作用是 。
(8)该方案的优点是除外,还可实现 (填物质化学式)的部分或全部循环利用。
(9)工业炼铁需消耗大量的焦炭,请写出一种在生活生产实际中能替代含碳燃料的新能源: 。
【变式】(2025·河南周口·三模)《梦溪笔谈》中“古人以剂钢为刃,柔铁为茎干”“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”记录了古代铁器生产、使用的情形。如图是实验室模拟炼铁原理的装置图。
►考向02 炼铁的相关计算
【典例】(2023·辽宁沈阳·中考真题)(6)工业用含Fe2O3 480t的赤铁矿为原料炼铁,反应中最多得到Fe t。
【变式】(2025·辽宁锦州·模拟预测)主题三:铁的来源及冶炼
(9)铁资源在自然界常以化合物形式存在,若用2000t含氧化铁80%的赤铁矿炼铁,能炼出纯铁质量是 t。
主题四:防护铁资源
(10)为了防止铁制品生锈,可采取的措施有 (写一条即可)。
►考向03铁生锈条件的探究
【典例】(2023·辽宁抚顺本溪辽阳·中考真题)“对比实验”是科学探究的重要方法。根据下图实验回答。
(1)图1实验中,发现碘溶于汽油,而高锰酸钾几乎不溶于汽油,说明物质的溶解性与 有关。
(2)图2实验中,为了比较人体吸入的空气和呼出的气体中所含氧气的多少,应分别向集气瓶中插入 。
(3)图3探究铁钉锈蚀条件实验中,蒸馏水需煮沸并迅速冷却,煮沸的目的是 。几天后观察,能证明铁钉锈蚀与水有关的现象是 。
【变式】(2025·辽宁沈阳·二模)Ⅱ.探究铁锈蚀条件的实验。
(5)①中,甲、乙、丙三处中生锈最明显的是 处。
(6)②中使用煮沸后迅速冷却的蒸馏水的目的是 。
(7)对比①和③,说明铁钉生锈的条件之一为 。
(8)④中一段时间后U形管内液面出现的现象为 。
(9)实验室常用稀盐酸除铁锈,写出发生反应的化学方程式: 。
►考向04 铁生锈的应用
【典例】(2025·辽宁抚顺·一模)蒸汽眼罩由无纺布眼罩和发热体构成。发热体内含有铁粉、活性炭、氯化钠、蛭石、高吸水树脂(良好保水性能,为眼罩提供水蒸气)等。某学习小组开展如下探究。
任务一∶验证蒸汽眼罩中含有铁粉
(1)取少量蒸汽眼罩内固体粉末于试管中,加入足量的稀盐酸,观察到有 产生,溶液变为浅绿色,说明脱氧剂中含有铁粉。
任务二∶蒸汽眼罩快速发热的原因
(2)根据“使用方法-打开蒸汽眼罩包装,接触空气即开始发热”,小组同学进行了以下实验∶取20g发热体内固体粉末放入密闭容器中,通过数字传感器分别测得氧气和二氧化碳含量变化如图。
据图回答∶发热体内的物质和空气中的 (填“氧气”或“二氧化碳”)发生了反应。
(3)实验后,同学们观察到部分黑色固体变为红棕色,分析蒸汽眼罩是利用了铁生锈原理,说明铁生锈是 (填“吸热”或“放热”)反应。
任务三∶探究活性炭和氯化钠对铁生锈的影响
方案
试剂
1分钟前后温度变化
方案一
4g铁粉、2mL水
16℃→16℃
方案二
4g铁粉、2mL水、2g氯化钠
16℃→16℃
方案三
4g铁粉、2mL水、3g活性炭
16℃→16℃
方案四
4g铁粉、2mL水、3g活性炭、Xg氯化钠
16℃→55℃→26℃
(4)①表中X= 。
②方案一与方案四之间能否形成对照?若不能,请说明理由: 。
③对比分析你得出的结论是 。
(5)方案四中短时间内虽然会放出大量热,但是温度下降的非常快,查阅资料发现人工孵化乌龟蛋的时候也会使用蛭石,请问∶蛭石的作用是 。
(6)①除上述探究中的因素外,影响铁生锈速率的因素还有 (写一条即可)。
②如何保存蒸汽眼罩 。
【变式】(2025·辽宁·模拟预测)日常生活中常见的保鲜剂如下,学习小组以食品保鲜剂为主题展开实践性活动。
I.探究脱氧保鲜剂
(1)铁粉脱氧保鲜剂:常用于干果、肉制品等食品保鲜。主要原理与铁生锈相同,即铁粉与 反应。
(2)铁粉脱氧保鲜剂主要成分有铁粉、炭粉、氯化钠等。为了验证该脱氧保鲜剂中含有铁粉,可以向其中加入 。
为探究影响脱氧反应速率的因素,学习小组利用图1装置进行如下探究。实验结果如图2、3所示。
编号
铁粉/g
水/滴
炭粉/g
氯化钠/g
1
5.0
10
0
1.0
2
5.0
10
0.75
1.0
3
5.0
10
x
0
4
5.0
10
1.5
1.0
5
5.0
10
0.75
2.0
(3)结合图2,分析5min后的实验数据,可得到的结论是 。
(4)结合图3,x= ;对比三组实验的目的是 。
(5)回收金属可以节约资源和能源。实验后瓶中残留物除了可用于回收金属铁外,还可以回收氯化钠,你的方法是 。
II.探究石灰干燥剂是否变质
(6)小组学生设计如下实验方案探究石灰干燥剂是否变质,请你帮同学们完成实验报告
实验
实验操作
实验现象
结论
①
取少量样品于烧杯中,加一定量的水,充分搅拌
,有固体剩余
含CaO
②
将①中液体过滤,取滤液滴加酚酞溶液
溶液变红色
含Ca(OH)2
③
取②中滤渣,加入足量稀盐酸
固体溶解,有气泡
含
(7)石灰干燥剂变质的原因是 。
(8)化学老师看了他们的实验报告,觉得实验②并不能证明固体中含Ca(OH)2,理由是 。
►考向05 铁制品锈蚀与保护
【典例】(2024·辽宁·中考真题)下列有关铁制品锈蚀与保护的说法不正确的是
A.铁与氧气、水等反应导致铁制品锈蚀 B.将铁制成不锈钢能减缓锈蚀
C.锈蚀的铁制品没有任何利用价值 D.铁栏杆表面刷漆能减缓锈蚀
【变式】(2025·辽宁抚顺·模拟预测)防止金属锈蚀是保护金属资源的有效途径,以下防锈措施不合理的是
A.表面覆盖耐腐蚀金属 B.在自来水中长时间浸泡
C.优化材料制成不锈钢 D.在防锈袋内密封保存
►考向06 保护金属资源
【典例】(2023·辽宁大连·中考真题)绿水青山就是金山银山。下列做法不利于环境保护的是
A.加强空气质量监测 B.生活污水未经处理直接排放
C.废旧金属回收再利用 D.提倡用布袋代替塑料袋购物
【变式】(2025·辽宁盘锦·一模)金属材料用途广泛。下列有关金属材料的说法正确的是
A.自然界中所有金属都以化合物形式存在 B.合理开采矿物是保护金属资源的途径之一
C.生铁和氧化铁都是金属材料 D.将铁制品放在潮湿的空气里不易生锈
1.(2025·辽宁·模拟预测)从古至今,铁制品一直都被人们广泛的使用。
I.古籍中的铁
《天工开物》中记载:“凡铁一炉载土二千余斤……或用木炭……扇炉风箱……土化为铁。”“凡铁分生、熟,出炉未炒则生,既炒则……炼成则钢。
(1)“木炭”除了作还原剂之外,还可为炼铁提供 。
(2)“扇炉风箱”可以为炉内提供足够多的 。
(3)“炒”钢时不断翻炒,是为了去除生铁中含有的 。
(4)生铁属于 (填“混合物”或“纯净物”)。
II.生活中的铁
(5)在燃气灶上用铁锅炒菜,利用铁的 性。
(6)大连长海大桥正式开始建设,建材材料用钢而不用纯铁,原因是 (答一点)。
(7)为防止铁生锈,可对铁制品进行“发蓝”处理,使其表面生成致密的氧化物(其中Fe、O元素质量比为21:8)保护膜,该氧化物的化学式为 。
III.FeOOH的制备
用废铁屑(主要成分为Fe,含少量Fe2O3和FeCO3)制备FeOOH主要流程如图:
(8)“酸溶”时适当提高反应温度和H2SO4浓度,目的是 ,产生的气体为 。
(9)制备过程中,“还原”反应的化学方程式为Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4;“沉淀”反应的化学方程式为2FeSO4+H2O2+2H2O=2FeOOH↓+2H2SO4.
①“沉淀”时温度不宜太高,原因是 。
②“沉淀”时会有部分FeOOH与FeSO4反应生成Fe3O4和H2SO4,反应的化学方程式为 。
2.(2025·辽宁锦州·二模)材料是人类赖以生存和发展的重要物质。而如今人类社会已经进入了一个材料开发和应用技术迅猛发展的崭新时代。
【材料的分类】
(1)制造国产C919大飞机的材料有合金、塑料等,其中属于有机合成材料的是 。
(2)鉴别衣物所用的纤维是纯棉还是涤纶,可用 的方法。
【材料的制备】
(3)将铜和锌熔合成黄铜后生产机器零件,是因为黄铜的硬度和强度比纯铜 (填“大”或“小”)。
(4)铁是年产量最大,应用最广的金属,用赤铁矿冶炼出生铁和钢,它们性能不同的原因是 。
(5)我国是湿法冶金的先驱。我国古代典籍中有记载:“曾青(硫酸铜溶液)得铁则化为铜”,该反应的基本反应类型是 。
(6)《天工开物》将陶瓷概述为“水火既济而土合”。烧制瓷器所用黏土中含有铝、氧、硅等元素,写出其中属于金属元素的符号 。
(7)高温陶瓷材料氮化硅()可以被用于制造陶瓷发动机。工业上普遍采用高纯硅与纯氮在1300℃条件下反应制备氮化硅,请写出化学方程式 。
【材料的回收】
某小组同学对废旧的易拉罐进行回收并探究废旧易拉罐的主要成分。
查阅资料:
①铝制易拉罐使用的铝合金以铝铁合金和铝镁合金为主;
②铝能与氢氧化钠溶液反应生成氢气和偏铝酸钠,偏铝酸钠极易溶于水;镁和铁不与氢氧化钠溶液反应。
如下图是该小组同学进行实验的流程。
(8)A溶液是 溶液。
(9)为确定是铝镁合金还是铝铁合金,该小组同学继续对黑色固体粉末进行探究,实验操作是 (利用化学方法),观察到的现象是 ,最终得出结论:该合金为铝铁合金。
(10)回收后的易拉罐,可继续作为制造易拉罐的材料和用于其他工业生产。易拉罐的回收再利用的意义是 (写一点即可)。
3.(2025·辽宁盘锦·二模)化学是推动人类社会可持续发展的重要力量。请从化学视角回答下列问题:
I.化学与生活
(1)中考复习期间,小明妈妈为他准备的午餐有:米饭、鸡蛋汤、红烧牛肉、炒白菜、高钙牛奶等,其中富含维生素的食物是 。
(2)化肥为保证粮食丰产起到了重要的作用。下列化肥属于复合肥的是___________(填字母序号)。
A.尿素[CO(NH2)2] B.硝酸钾[KNO3] C.磷酸钙[Ca3(PO4)2]
II.化学与航空
(3)运载火箭外壳材料为铝合金。铝合金做外壳材料,具备的优良性能是 (答一条)。
(4)航天员呼出的水蒸气经冷凝、净化可作为饮用水,净化采用反渗透膜(只允许水分子和部分离子通过),原理类似于实验操作中的 (填操作名称)。
(5)可在饮食中添加___________(填字母序号)来预防航天员骨质疏松。
A.葡萄糖酸钙(C12H22O14Ca) B.柠檬酸亚铁(FeC6H6O7) C.碘酸钾(KIO3)
(6)"最强货运飞船"直指苍穹。搭载发射的"长征七号"火箭,采用的是新研发的液氧煤油发动机。氧气由气态压缩为液态的过程中,氧分子的大小 (填"有"或"无")改变。
(7)"嫦娥五号"用到了石墨烯存储器。石墨烯是从石墨薄片中剥离出的单层,石墨的物理性质与金刚石有很大差异,原因是 。
III.化学与生产
硫酸铵俗称肥田粉,可以用于啤酒酿造、开采稀土等。硫酸铵的生产工艺流程如下:
(8)水蒸气通过焦炭层除生成氢气外,生成的另一种有毒的气体是 。(填化学式),该反应的基本反应类型是 。
(9)写出沉淀池中发生反应的化学方程式: 。
(10)下表是硫酸铵的部分溶解度数据,则流程中"操作"最好选用的方法是 。
温度/℃
0
10
20
30
40
50
60
70
溶解度/g
70.6
73
75.4
78
81
85
88
90
(11)整个流程中可以循环利用的物质是 。
4.(2025·辽宁营口·二模)化学为人类提供了丰富的材料。
(一)金属资源是宝贵的自然资源,铝是地壳中含量最多的金属元素,铝的化合物种类繁多,已知氧化铝的熔点为2050℃,铝的熔点为660℃,硬铝含铝、铜、镁、硅,是用途广泛的铝合金。
(1)硬铝片和纯铝片互相刻画, 的表面会留下较深的划痕。
(2)氧化铝可用于制造耐火砖等高温材料,这是因为 。
(3)从活泼金属的化合物中提炼单质比较困难。人类3000多年前就使用铜、2500多年前就使用铁,推测人类使用铝比铁的年代 (填“早”或“晚”)。
(4)金属的回收利用可有效地保护金属资源,请你再写出一条保护金属资源的有效途径: 。
(二)材料的研究离不开化学
芯片的基材主要是高纯硅,如图是一种制备高纯硅的工艺流程图。
请回答:
(5)操作Ⅰ的名称是 ,实验室完成该操作需要用到的玻璃仪器除玻璃棒外,还有 。
(6)反应Ⅰ的化学方程式:2Mg+SiO2Si+2MgO。在这一反应中,体现了镁具有与碳单质相似的化学性质是 。
(三)金属的冶炼与应用促进科技进步。
I.古法冶金
(7)自然发现
①河流淘沙时发现了金,它以 (填“单质”或“化合物”)形式存在。
②初阳出土的花树状金步摇熠熠生辉是因为金的化学性质 。
(8)金属冶炼
①春秋时期,将铁矿石与木炭混合冶炼生铁。生铁与钢性能不同的原因是 。
②湿法炼铜是西汉时期中国古老的冶铜方法。主要的反应原理是是铁、硫酸铜之间的反应,湿法炼铜的实验现象为 。
③古人将这种液态生铁拍成液滴飞溅到夜空中,绽放成绚烂花火。液滴表面形成FeO外壳,FeO中Fe的化合价为 。
④木炭将氧化铁还原的反应方程式为: ,产生的CO2增多,液滴爆裂,形成铁花。
⑤打铁花表演常在冬季进行,可防烫伤还可减少火灾。从燃烧条件分析可预防火灾的原因是 。
Ⅱ.现代冶金
(9)改进冶炼工艺
①闪速炼钢技术是将铁矿石粉末注入高温熔炉,形成了高纯度铁液滴,反应时间仅需36秒。依据上图分析,反应时间短的原因可能是 (任意写出一点)。低品位菱铁矿(主要成分FeCO3)全铁含量通常低于20%,闪速炼铁解决了我国丰富的低品位矿石的利用问题。
(10)原料低碳节能
利用生物质发酵得到的乙醇制取氢气,部分反应过程如下图所示:
从整个流程看,为了持续获得H2,需不断的补加 。
5.(2025·辽宁沈阳·二模)化学是推动人类社会可持续发展的重要力量。
Ⅰ 化学与化工
(1)新能源汽车常使用含磷酸亚铁锂)的锂电池为汽车提供动力。中锂元素的化合价为+1价,则磷元素的化合价为 价。
(2)锂资源广泛应用于新能源汽车、电子通信和航空航天等领域,被称为工业的“白色石油”。右图是锂元素在元素周期表中的相关信息,由图可获得的一条信息是 。
(3)铝合金质轻、强度高、耐腐蚀,通常用于汽车发动机部件。铝合金属于 (填标号)。
A.金属材料 B.合成材料 C.天然材料
Ⅱ 化学与生活
铁是人体必需的微量元素,主要存在于血红蛋白中。L-乳酸亚铁为第二代补铁剂,可以治疗缺铁性贫血。精制L-乳酸钙与FeCl2溶液反应生成L-乳酸亚铁(化学式)和氯化钙。L-乳酸亚铁易溶于水,难溶于乙醇(乙醇易挥发),易被氧化,需避光、密封保存。其制备生产工艺图如下:
(4)制备L-乳酸亚铁时控制“恒温”的主要原因是 (填序号)。
a.恒温可避免反应过快或过慢,确保产物均匀生成
b.高温可能导致反应生成的L-乳酸亚铁被氧化,低温可能使反应不完全,控制恒温能减少副产物生成
c.适宜温度下反应更充分,可提高目标产物的产率和纯度,避免杂质过多影响质量
(5)过滤操作中使用的玻璃仪器有:烧杯、玻璃棒、 。
(6)反应结束,用适量乙醇洗涤过滤后的晶体。“洗涤”操作中使用乙醇的优势是 。
(7)制备L-乳酸亚铁,“干燥”条件应选择在 (填“真空”或“空气”)中进行。
(8)某缺铁患者如果服用含 L-乳酸亚铁100mg的补铁剂,则补铁量为 mg(计算结果精确到0.1)。
(9)生活中用铁锅炒菜,主要利用了铁的 性。人们常用稀盐酸除去铁钉表面的铁锈,发生反应的化学方程式是 。
6.(2025·辽宁丹东·二模)化学助力军工科技飞跃发展,为我国实现富国强军的伟大梦想做出不可替代的贡献。
Ⅰ.“无核氢弹”试爆成功
中国于2025年4月21日成功试爆了全球首枚“无核氢弹”(或称“非核氢弹”)。该武器基于镁基固态储氢材料(氢化镁),通过常规炸药激活后快速释放氢气并引发高温燃烧,火球温度超1000℃并持续2秒,但完全不依赖核反应,因此无放射性污染。
(1)氢化镁(MgH2)中氢元素的化合价为 价。
(2)爆炸产生火球温度超1000℃,请分析热量的主要来源: 。
(3)氢气燃烧的化学方程式为 。“无核氢弹”爆炸产物仅为水蒸气和 粉尘,无放射性污染。
Ⅱ.航空金属的冶炼
钛(Ti)被称为航空金属。如图是以钛铁矿【主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3)】为主要原料冶炼金属钛的生产工艺流程。
(4)反应①之前需要将钛铁矿粉碎,目的是 。操作a的名称为 。
(5)反应②除了生成TiCl4,还生成一种有毒的可燃性气体,该气体的化学式为 。
(6)写出③中金属镁和TiCl4反应的化学方程式: 。
Ⅲ.航母“福建舰”解缆启航
(7)航母电缆用纯铜制作,主要利用铜的延展性和 性。
(8)航母通信工具使用的锂电池,工作时能量转化的主要方式为 。
(9)航母动力由重油燃烧提供,重油主要成分是辛烷(C8H18)。每个C8H18分子是由 构成的。
7.(2025·辽宁葫芦岛·三模)人类生活中离不开金属材料。
Ⅰ.金属性质的认识
(1)春晚的机器入扭秧歌带火了机器人科技。
①铜常用于制作机器人的电路板等部件,这是利用铜的 性。
②制作机器人使用大量铝合金和钛合金。你认为下列属于铝合金和钛合金共有的优良性能的有 (填字母序号)。
A.材质轻 B.强度高 C.耐高温 D.抗腐蚀性好
(2)黄铜片与纯铜片相互刻画,纯铜片表面留下较深的划痕。由此可知 。
(3)钢铁易与空气中的 发生锈蚀。为了防止铁制品锈蚀、采取的措施是 (只一点即可);
(4)向Cu(NO3)2和Zn(NO3)2的混合溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后过滤,向滤渣中加盐酸有气泡,则滤渣中一定含有的金属是 。
Ⅱ.金属的制取
(5)19世纪初,铝的发现得益于电解技术的应用。如图为铝土矿炼制铝的生产流程。
①NaAlO2中铝元素的化合价为 。
②请写出Al2O3电解制铝的化学方程式为 。
Ⅲ.新金属、新材料使用
(6)铜箔在新能源汽车电池制造等领域有重要应用。一种制造铜箔工艺的主要工序如图1所示。
①“溶铜”前,铜原料需粉碎处理的目的是 。
②“操作1”的目的是除去CuSO4溶液中的难溶性杂质,该操作名称为 。
③“制箔”中,需生产抗拉强度大于355MPa且延伸率大于13.5%的铜箔,据图2可知,温度应控制在 (填字母序号)内。
a.45~9℃ b.49~53℃ c.53~55℃ d.56~60℃
1.(2025·辽宁铁岭·三模)金属材料的使用作为一个时代的标志见证了人类文明发展的过程。历史上人类经历了冶炼不同金属的不同阶段。
(1)阶段一:冶铜。商代火法炼铜是将孔雀石和焦炭混合加热炼铜,孔雀石加热时分解成氧化铜、二氧化碳和另一种常见氧化物,再利用焦炭和氧化铜在高温条件下反应获得金属铜。
①孔雀石的相对分子质量为 。
②另一种常见氧化物为 (填化学式)。
③请写出焦炭与氧化铜反应的化学方程式 。
(2)阶段二:冶铁。《天工开物》中记载:“凡铁一炉载土二千余斤,或用硬木柴,或用煤炭,或用木炭……”(“土”为铁矿石)
①“硬木柴”“煤炭”“木炭”可以燃烧,推测其作用是 。
②炼铁过程中,要多次向其中鼓风,其目的是 。
(3)阶段三:冶锌。金属锌的冶炼可追溯到明代,《天工开物》一书中介绍了“火法炼锌”的方法,把炉甘石(主要成分是)和煤炭饼装入炼锌罐泥封(如图所示),“其底铺薪,发火煅红”“冷定毁罐取出”。
①反应区主要发生的化学反应是,X的化学式为 。
②下列关于火法炼锌的叙述正确的是 (填字母)。
A.为了加快反应速率,可先将炉甘石粉碎
B.火法炼锌符合低碳发展理念
C.“其底铺薪”目的是燃烧木柴提供热量,使温度达到煤炭的着火点
(4)阶段四:①冶铝。近代工业上采用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝,其流程工艺如下图。检验气体单质A的方法为 。
②铝制器件经化学氧化后有较高硬度,良好的耐热性、绝缘性和抗腐蚀能力,下图是某车间处理铝制器件的氧化时间与氧化膜厚度间的关系,则铝制器件氧化的最佳时间是 h。
2.(2025·辽宁丹东·一模)金属材料的使用作为一个时代的标志,见证了人类文明发展的过程。
(1)人类对三种金属的广泛使用顺序是铜、铁、铝,这和自然、技术、经济发展等因素密切相关,与 (填标号)也有很大关系。
A.金属的硬度 B.金属在地壳中的含量 C.金属的活动性顺序
(2)青铜器时代开始了大规模冶炼金属,推动了工具革命。
①青铜是人类最早使用的金属材料,青铜的主要成分是铜和锡。青铜比金属铜和金属锡 (填“软”或“硬”)。
②将打磨后的铜片和锡片分别放入稀盐酸中,锡片表面产生气泡但铜片表面没有气泡,说明锡的金属活动性比铜 (填“强”或“弱”)。
③挖掘出土的青铜器表面常看到绿色的铜锈,其主要成分是碱式碳酸铜(化学式为Cu2(OH)2CO3) ,碱式碳酸铜是铜与空气中的O2、H2O和 发生化合反应的产物。
(3)18世纪工业革命中,铁在机械、铁路、建筑上发挥了重要作用。
现代工业炼铁的工艺流程如图一所示,请结合图文信息,回答下列问题。
①工业炼铁要从多角度考虑铁矿石选用,你认为需要考虑的因素是 。(答一点)
②烘干过程中水分子的 发生改变。
③向炼炉中加入的焦炭,除了与氧气反应外,还与 发生反应生成一氧化碳。
④同学们在验证质量守恒定律时也用到了铁。为了达到实验目的,图二实验的烧杯中加入的液体试剂是硫酸铜溶液,发生的化学反应方程式是 。能否将硫酸铜溶液换为稀硫酸?请说明你的观点并解释: 。
(4)1954年电解法发明后分离出了纯铝。
近代铝及铝合金因为轻量化等优点被广泛应用。铝的金属活动性比铁强,但常温下铝比铁的抗腐蚀性能力强,其原因是铝与氧气反应,生成了致密的氧化物 (填化学式),阻止铝制品的进一步腐蚀;而铁锈具有疏松的特点,更容易吸收空气中的 ,加速铁的锈蚀。
3.(2025·辽宁沈阳·二模)兴趣小组进行了获得金属银的实验探究。
【基础实验】铜与硝酸银溶液反应获得银
(1)铜片放入AgNO3溶液中,发生反应的化学方程式为 , 由此反应可知金属活动性: Cu (填“>”或“<”) Ag。
(2)进行实验时小组同学观察到铜片表面附着一层黑色物质,溶液由无色变为 色。这与同学们预测的“铜片表面附着了一层银白色物质”现象不符。通过查阅资料得知: 由于生成的银为粉末状,受光的漫反射影响而呈现黑色。请再举一个由于颗粒大小不同使固体呈现不同颜色的实例 。
【拓展实验】硝酸银溶液中获得光亮的银镜
查阅资料:①通过图1中的多步操作,在试管内壁形成光亮的银镜。
②银镜效果分三级: 一级效果最佳, 二级较好, 三级较差。
小组同学按照图操作进行银镜实验,同时对成镜时间和银镜效果的影响因素进行探究,实验记录如表 1.
表1 不同条件下的成镜时间和银镜效果
序号
AgNO3溶液浓度/%
氨水浓度/%
乙醛溶液浓度/%
成镜时间/min
银镜效果
①
1
2
2
4.5
三级
②
2
2
2
3.5
二级
③
4
2
2
2.5
二级
④
4
4
2
1
一级
⑤
4
8
2
0.8
二级
⑥
4
4
4
1
一级
⑦
4
4
6
1
二级
请根据图 1 和表 1 回答下列问题:
(3)向AgNO3溶液中滴入NaOH溶液,生成的AgOH不稳定,会迅速分解生成氧化银(Ag2O)和水。请写出AgOH发生反应的化学方程式 。
(4)设计实验①②③的目的是 。
(5)由③④⑤可以得到的结论是 ,氨水浓度为4%时银镜效果最佳。
(6)在本实验研究范围内,乙醛溶液的浓度是否影响成镜时间请说明理由 。
(7)小组同学补做实验证明了NaOH溶液的浓度对成镜时间和银镜效果也有影响。
实验方案设计:向试管中加入10滴4%AgNO3溶液, ,边加边振荡至沉淀溶解,再滴加20滴4%乙醛溶液后置于 70℃热水浴中加热,记录成镜时间和银镜效果。
(8)还有哪些因素可能会影响成镜时间和银镜效果,请举例说明 (举一例即可)。
4.(2025·辽宁铁岭·三模)兴趣小组利用某种脱氧剂开展项目式学习。
任务一:成分初探
(1)完成下表内容。
实验步骤
实验现象
结论与解释
①取样,用磁铁吸引
样品中有黑色固体能被吸引
脱氧剂中含有铁单质。发生的反应方程式:
②
③
②取被磁铁吸出的固体于试管中,加入适量稀盐酸
固体逐渐减少, ,溶液变成浅绿色
③取被磁铁吸出的固体于试管中,加入 溶液
固体表面出现红色固体
任务二:效果检验
(2)同学们利用一个软塑料瓶设计如图所示实验,观察到 现象,完成了脱氧效果的检验。这是从 (填“反应物消失”或“新物质生成”)的视角,验证了该反应的发生。
(3)同学们观测到食物在缺氧环境下霉菌菌落的数目比富氧条件下少,由此可知,脱氧剂能延长食物保质期的原因是:消耗氧气能 。
任务三:回收设计
已知使用过的脱氧剂中含有氧化铁、氯化钠、碳酸钠、硅藻土、碳、铁。甲同学设计了以下回收铁的流程。
查阅资料:
I.硅藻土不溶于水和酸。
II.溶液与、均能反应生成。
(4)步骤②中氧化物发生反应的化学方程式为 。
(5)乙同学认为上述回收流程可以省略步骤①,原因是 。
(6)溶液3中的溶质是 。
任务四:废液处理
若使用氢氧化钠溶液降低溶液2的,可很大程度减少⑤中锌的用量。为更好的了解反应原理,同学们借助数字技术对“稀盐酸与氢氧化钠溶液的反应”进行探究。图1所示是室温下稀盐酸与稀氢氧化钠溶液反应的实验装置,图2是反应过程中的变化曲线。
(7)根据图2曲线判断,图1中的溶液B是 。
(8)c点所示的溶液中个数与个数关系是: (填“>”“<”或“=”)
5.(2025·辽宁锦州·一模)实验是学习化学的重要途径。
I.粗盐中难溶性杂质的去除
实验过程中主要操作步骤如图1所示。
(1)操作①的名称是 。
(2)操作③需要用玻璃棒不断搅拌液体,当 时,停止加热。
(3)有同学提出可以在①和②两个操作之间增加“混合物静置”的步骤,其目的是 。
Ⅱ.探究铁生锈的条件
取四枚相同的洁净无锈铁钉分别放入试管,进行图2所示实验。
(4)实验中,能说明铁生锈与水有关的现象是 。
(5)为验证铁生锈与氧气有关,请将试管B中的实验方案补充完整 。
(6)实验中,发现D试管中铁钉最先生锈,由此得出的结论是 。
Ⅲ.酸和碱的部分化学性质的验证
如图3所示,向点滴板的孔穴1、2中滴加氢氧化钠溶液,向孔穴3、4中滴加稀盐酸,研究物质的性质。
(7)1号孔穴中生成红褐色沉淀,则A 可能是 (填化学式)溶液。2号孔穴中观察到的现象是 。
(8)3号孔穴中发生反应的化学方程式是 。
(9)4号孔穴中无明显现象,不能确定反应是否发生。请你重新取样,设计实验证明二者确实发生了化学反应 (写出实验操作和现象)。
5.(2025·辽宁营口·一模)在学习金属的化学性质时,同学们发现实验室新买的一批铁钉表面发黑,针对这一现象,展开了实验探究:利用发黑工艺制作不易生锈的铁钉。
【查阅资料】
1.钢铁零件的发黑处理是钢铁防锈的主要途径之一。发黑原理是铁在含有氧化剂和苛性钠的混合溶液中反应,表面生成 Fe3O4氧化膜。这层氧化膜呈黑色或黑蓝色,它结构致密,具有较强的抗腐蚀能力。
2.发黑液的主要成分是氢氧化钠和亚硝酸钠。
【设计实验】同学们根据查阅的发黑工艺流程,用银色铁钉模拟发黑工艺,制作不易生锈的铁钉。实验主要操作如图1所示:
(1)步骤1中利用氢氧化钠与油脂反应除油膜,需煮沸5~10min的目的是 。
(2)步骤2的目的是除去镀锌层、氧化膜(主要成分ZnO)和铁锈。写出步骤2中可能发生的反应的化学方程式 。 (写一个即可)
(3)步骤3 需加热煮沸发黑20分钟以上,才能取出铁钉。若发黑处理时间不足,可能导致的后果是 。
(4)实验后清洗发黑处理的烧杯时,需先用 中和残留的强碱性溶液。
(5)黑化处理的表面氧化膜较紧密,但仍有微小松孔 ,需做浸油处理的目的是 。
【反思评价】
(6)直接涂油防锈与发黑处理相比,不足之处是 。
(7)亚硝酸钠有毒,实验过程中需要注意的安全问题是 。
【拓展延伸】发黑工艺除了上述加热发黑处理,还可以采用常温发黑处理,常温发黑剂的主要成分有亚硒酸和硫酸铜。
类型
含碳量
耐蚀力
结合力
低碳钢
≤0.25%
155
180
中碳钢
0.25%~0.60%
150
170
高碳钢
0.60%~2.0%
146
165
表 1 几种钢材常温发黑后部分性能测试结果
(8)结合表1信息分析,常温发黑后,抗腐蚀性能最好的是 。
(9)请从钢材的成分角度分析,常温发黑工艺对几种钢材的发黑效果存在差异的原因可能是 。
(10)结合图2分析,你能得出什么结论 。
6.(2025·辽宁抚顺·一模)同学们对“金属蚀刻画”产生了浓厚的兴趣,于是开启了项目式学习之旅。
任务一:了解“金属蚀刻画”的制作原理
【查阅资料】
Ⅰ.“金属蚀刻画”所用的材料可以是金、银、铜、不锈钢、铝等金属;
Ⅱ.蚀刻过程中,使用酸溶液或某些金属化合物溶液作蚀刻液在金属表面留下痕迹;
Ⅲ.石蜡不溶于水,一般在熔化;
Ⅳ.硫酸铜溶液显酸性。
任务二:模拟制作“金属蚀刻画”
【进行实验】根据制作“金属蚀刻画”的原理,兴趣小组同学设计了如下实验进行制作。
(1)若选择稀硫酸作蚀刻液,则金属板可选择铁、铝,而不选择铜和银的原因是 。
(2)若选择铝板利用如下流程制作“蚀刻画”,首先要对铝板进行打磨,其目的是 。“去除蜡衣”的合理方法是 (填字母序号)。
a.用刀刮去蜡衣 b.用酒精灯火焰直接加热 c.置于的热水中
(3)“腐蚀”铝板的过程如图所示,“腐蚀”过程中观察到玫瑰花 ,并有气泡产生。试分析,该气体可能是 。
任务三:探究“金属蚀刻画”生锈的原因
同学们发现和铝制蚀刻画相比,铁制、铜制蚀刻画较易生锈。于是小组同学用四片铜片分别进行如下实验来探究铜生锈的条件。
【实验用品】铜片、煮沸过的蒸馏水、植物油、棉花和氯化钙(吸水)、碱石灰(吸收水和二氧化碳)、试管、橡胶塞、带导管的单孔橡胶塞等。
【实验方案】
实验装置
实验一
实验二
实验三
实验四
实验现象
铜片不生锈
铜片不生锈
铜片不生锈
铜片生锈
实验结论
铜生锈的条件是________。
【实验分析】
(4)实验二中,足量澄清石灰水的作用是 。
(5)得出“铜生锈一定与有关”结论,依据的两个对比实验是 。
(6)为了得到准确的实验结论,实验一中应补充的实验用品有 。
(7)铜生锈的条件是 。
任务四:利用废旧金属制作班徽
下图为同学们制作班徽的过程。
(8)步骤②中,用稀盐酸与铁锈(主要成分是)反应会生成氯化铁和水,以达到除锈的目的。该反应的化学方程式为 。
(9)塑封的目的是 (写出一条即可)。
7.(2025·辽宁盘锦·模拟预测)近年来,我国航天重大工程取得了辉煌的成就。飞天逐梦变为现实离不开对新型材料和新型能源的探索,对此,某兴趣小组开展了相关的调查活动。
I.航天器使用的材料
(1)航天飞船的许多部件都使用铝合金,这是因为铝合金的密度 (填“大”或“小”)。
(2)除铝合金外,飞船上还有多种材料的使用。下列使用的材料属于合成材料的是_________(填序号)。
A.高温合金涡轮 B.橡胶密封垫圈 C.高温陶瓷隔热瓦
Ⅱ.航天器使用的能源
(3)我国空间站的动力主要由太阳能电池翼提供,它可将 转化为电能。
(4)我国的航天飞船一般由长征系列运载火箭发射升空。常见的火箭推进剂有偏二甲肼()和四氧化二氮()或液氢和液氧。偏二甲肼和四氧化二氮反应的化学方程式为:,则X的化学式为 ;氢气和氧气能被压缩成液体装入火箭,请从微观角度解释其原因: 。
Ⅲ.金属材料的广泛应用,极大地促进了“中国梦”发展。逐梦小组以“探究金属的前世和今生”为主题开展项目式学习。
【任务一】探究金属的冶炼:炼铁的原理及流程如图所示。
(5)该流程中,具有还原性的物质有 (填化学式),写出反应Ⅲ的化学方程式为 。
(6)生铁容易生锈,是因为铁与空气中 的发生了反应。
【任务二】探究金属的回收再利用。某学习小组同学欲从废旧电脑的某些零部件中回收金属银,设计流程如图所示。
请回答下列问题:
(7)操作I、Ⅱ的名称为 。
(8)依据流程判断铜、银、铝的金属活动性由强到弱的顺序是 。
(9)步骤Ⅱ发生反应的化学方程式是 。
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