第八单元 金属和金属材料（培优讲义）（全国通用） 2026年中考化学一轮复习高效培优系列

第八单元 金属和金属材料 目 录 目标导图 考点深解 考点1 金属材料 / 考点2 金属化学性质 考点3 金属活动性顺序及其应用 / 考点4 金属的冶炼 / 考点5 金属的锈蚀与防护 实验探究 实验1 探究铁钉生锈的条件 实验2 常见金属的物理性质和化学性质 命题突破 突破1 金属的性质与用途的关系 / 突破2 合金的特性 / 突破3 金属的化学性质 突破4 金属活动性的判断与应用 / 突破5 金属的冶炼 / 突破6 金属的锈蚀与防护 重难攻坚 重点 1 金属锈蚀条件的探究 / 难点 1 金属与酸反应的图像分析 跨学科实践活动 垃圾的分类与回收利用 练测提能 ◇考点 1 金属材料 1.常见金属的物理性质 金属材料是指用 或 等制成的材料。 金属共同的物理性质 金属物理性质的差异 ①有金属光泽 ①颜色差异：大多数金属呈 色，但铜呈 色，金呈 ，铁、银呈银白色，铁粉和银粉是 色。 ②有良好的导电性 ②状态差异：大多数金属在常温下为 体，但汞为 体 ③有良好的导热性 ③金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等物理性质差别也较大 2.金属的用途 ①决定物质用途的影响因素：主要因素：物质的 。其他因素：价格、资源，废料是否 和对环境的影响，以及是否美观、使用是否 等。 ②金属物理性质对应的用途 金属的物理性质 钨 铜、铝 铬硬度大 铁 对应的用途 做灯泡的灯丝 作电缆、电线 做镀层金属 菜刀、镰刀、锤子等 ③生活物品中常使用的金属 干电池外皮 “银粉” 水银温度计 “锡箔”纸 保温瓶内胆 锌/锰 铝 汞 铝或锡 银 （4）金属之最 地壳中含量最多的金属元素 人体中含量最多的金属元素 目前世界年产量最多的金属（铁>铝>铜） 导电、导热性最好的金属（银>铜>金>铝） 铬 硬度最大的金属 钨 的金属 熔点最低的金属 3.合金 （1）合金的概念与性能 合金 在纯金属中加热熔合某些 或 ，制得的具有金属特征的 优良性能 一般比其组分金属硬度 一般比其组分金属熔点 一般比其组分金属抗腐蚀性 理解 ①合金都是 物，其中至少含有 种金属单质，合金可由金属与金属熔合而成，也可以由金属与 熔合而成。 ②形成合金的熔合过程中不生成新物质，发生 ，组成合金的各成分保持着它们各自的化学性质。 ③金属氧化物（如Fe2O3）不是合金，因为它们既不是混合物，也没有金属特征（导电性等）。 （2）常见合金 铁合金 生铁：含碳量 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 也不同。 钢：含碳量 锡合金 焊锡：熔点低，用于 伍德合金：熔点只有70℃，做 铜合金 黄铜： 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、 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 和 ； 易｜错｜提｜醒 合金是 与金属或金属与非金属的混合物，而不一定非得是金属与金属的融合。 ◇考点 2 金属化学性质 1.金属与氧气的反应 金属 反应条件 反应现象 化学方程式 镁、铝 常温 打磨过的镁条、铝片在空气中表面逐渐 铁、铜 点燃或加热 常温下铁、铜在干燥的空气中很难与氧气反应。在氧气中点燃细铁丝，细铁丝剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，放出大量的热；在空气中加热铜丝，铜丝表面变 金 即使在高温时也不与氧气反应 -- 重点 （1）铝具有很好的抗腐蚀性能的原因：铝在空气中与 气反应，其表面生成一层 ，从而阻止铝进一步氧化。 （2）金属与氧气反应的 ，也可在一定意义上反映出金属的活泼程度，即镁、铝比较活泼，铁、铜次之，金最不活泼。 （3）“真金不怕火炼”说明金即使在高温时也不会与氧气反应。所以可以利用灼烧法鉴别黄铜（铜锌合金）和黄金，灼烧时无现象的是 ，表面变黑的是 。 2.金属与稀盐酸、稀硫酸的反应 金属 现象（与稀盐酸或稀硫酸） 反应的化学方程式 镁 剧烈反应，产生大量气泡，溶液仍为无色，生成的气体能够燃烧，产生淡蓝色火焰 锌 反应较剧烈，产生较多气泡，溶液仍为无色，生成的气体能够燃烧，产生淡蓝色火焰 铁 反应缓慢且有少量气泡产生，溶液由无色逐渐变成浅绿色，生成的气体能够燃烧，产生淡蓝色火焰 铜 无变化 -- 结论 镁、锌、铁与盐酸或稀硫酸反应产生氢气，镁反应速率最快，锌次之，铁最慢，铁与盐酸或稀硫酸反应时溶液由无色变成浅绿色。铜不与盐酸或稀硫酸反应。 金属的活动性∶镁>锌>铁>铜。 注意 （1）比较不同金属与酸反应的速率需要控制的变量： ①酸的种类、浓度和体积； ②金属的形状（或金属与酸的接触面积）； ③温度。 （2）利用金属与酸的反应判断金属活动性的方法： 在相同条件下，能与酸反应的金属比不能与酸反应的金属 ；与酸反应产生气泡快的金属比产生气泡慢的金属 。 3.金属与其他金属化合物的溶液反应 实验 图示 现象 化学方程式 金属活动性 将铝丝浸入 硫酸铜溶液中 铝丝表面有 物质生成，溶液由 逐渐变为 将铜丝浸入 硝酸银溶液中 铜丝表面有 色物质生成，溶液由 逐渐变为 将铜丝浸入 硫酸铝溶液中 ，不反应 将铁钉浸入 硫酸铜溶液中 铁钉表面有 色物质生成，溶液由 逐渐变为 易｜错｜提｜醒 ①用砂纸打磨金属丝的目的 。 ②FeSO4、FeCl2、Fe(NO3)2溶液都呈 色，是因为溶液中都含有 ；Fe2(SO4)3、FeCl3、Fe(NO3)3溶液都呈 色，是因为溶液中都含有 ；CuSO4、CuCl2、Cu(NO3)2溶液都呈 色，是因为溶液中都含有 。 ◇考点 3 金属活动性顺序及其应用 1.常见金属的活动性顺序 活动性顺序表 注意事项 （1）在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，它的活动性就越 。 （2）在金属活动性顺序里，位于氢 的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢。 （3）在金属活动性顺序里，位于 的金属能把位于 的金属从它们化合物的溶液里置换出来。 （4）金属与酸反应的条件：氢之前，能置换；常见酸， 酸， 酸。（硝酸、浓硫酸具有氧化性，与金属不发生置换反应） （5）金属与金属化合物反应的条件：强换弱，盐要溶；钾钙钠，要除外。意思是在金属活动性顺序里，位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来；金属化合物必须 ；金属还要排除 、 、 三种金属，因为这三种金属的活动性太强，加入金属化合物溶液中时先与水反应。 （6）金属活动性是指金属原子在溶液中 电子的能力。 记忆口诀 嫁给那美女，薪贴七千轻，统共一百斤 2.置换反应（属于基本反应类型之一） 概念 由一种 与一种 反应，生成另一种 与另一种 的反应 特点 反应物和生成物都是 ，且均为一种 和一种 。 （1）有单质和化合物参加的反应不一定是置换反应， 如 CH4+2O22H2O+CO2。 （2）有单质和化合物生成的反应也不一定是置换反应， 如CO+CuO Cu+CO2。 （3）当铁单质参加置换反应时，生成物中的铁元素呈 价。 （4）置换反应属于化学反应的 。 （5）置换反应中一定有元素化合价的 ，因为反应前后有不同的单质。 通式 A+BC→AC+B 1.金属活动性顺序的应用 类型1 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，观察到有银白色金属析出 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，观察到有紫红色金属析出 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，观察到有银白色金属析出 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2 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 则为黄铜；若无明显现象为黄金 2Cu+O22CuO ②加入稀盐酸 若 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 为黄铜；若无明显现象为黄金 Zn + CuSO4 = Cu + ZnSO4 类型3 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 例2 Zn和Fe同时放入CuSO4溶液中，活泼性：Zn>Fe>Cu ①Zn和CuSO4先反应：Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu ②Fe和CuSO4后反应：Fe+CuSO4 =Cu+FeSO4 充分反应后，过滤，滤渣和滤液的成分分析如下： CuSO4的量 滤渣 滤液 ①CuSO4少量，Zn有剩，Fe未反应 Cu、Zn、Fe ZnSO4 ②Zn和CuSO4恰好反应，Fe未反应 Cu、Fe ZnSO4 ③Zn反应完，Fe和CuSO4部分反应 Cu、Fe ZnSO4、FeSO4 ④Fe和CuSO4恰好反应 Cu ZnSO4、FeSO4 ⑤Zn、Fe均反应完，CuSO4有剩余 Cu ZnSO4、FeSO4、CuSO4 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＊ 例3 一定量的Fe粉投入Cu(NO3)2和AgNO3混合溶液中， 活动性：Fe>Cu>Ag ①Fe和AgNO3先反应，Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag ②Fe和Cu(NO3)2后反应，Fe+Cu(NO3)2=Fe(NO3)2+Cu 充分反应后，过滤，滤渣和滤液的成分分析如下： 加入铁的量 滤渣 滤液 ①AgNO3部分反应，Cu(NO3)2未反应 Ag Fe(NO3)2、AgNO3、Cu(NO3)2 ②AgNO3恰好反应完，Cu(NO3)2未反应 Ag Fe(NO3)2、Cu(NO3)2 ③AgNO3反应完，Cu(NO3)2部分反应 Ag、Cu Fe(NO3)2、Cu(NO3)2 ④AgNO3反应完、Cu(NO3)2恰好反应完 Ag、Cu Fe(NO3)2 ⑤AgNO3、Cu(NO3)2都反应完，Fe有剩 Ag、Cu、Fe Fe(NO3)2 类型4 金属反应后溶液质量的变化 金属+酸 金属+金属化合物溶液 金属置换出酸中的氢元素生成氢气， 溶液的溶质由酸变为金属化合物，溶液质量一定增加 金属与化合物溶液反应后溶液溶质质量的增减 根据方程式计算 ◇考点 4 金属的冶炼 1.金属矿石 （1）常见的矿石： 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 Cu2O TiO2 MnO2 （2）地壳中含量最多的元素是 ，最多的金属元素是 ，其次是 。 （3）自然界中金 。 （4）商代会冶炼青铜器，春秋战国时期会冶铁炼钢，近代会冶铝，说明 。 2.铁的冶炼 反应原理 实验装置 实验步骤 ①检查装置 ； ②装入药品并固定装置； ③通入CO并 ； ④排尽装置内的空气后，点燃酒精喷灯给氧化铁加热； ⑤当玻璃管内的 时，停止加热； ⑥等装置冷却后，停止通CO，熄灭酒精灯。 实验现象 玻璃管中红棕色粉末逐渐变为 色；澄清石灰水 ；尾气燃烧时产生 注意事项 ①实验开始前,先通入一段时间CO的目的是 ； ②实验结束时先停止加热，继续通入一氧化碳直到玻璃管冷却，目的是 ； ③尾气处理方法： 化学方程式 ①硬质玻璃管中： 。 ②试管中： 。 ③尾气处理： 。 易｜错｜提｜醒 铁的冶炼模拟实验实验开始时，先通入 ，然后再 的原因是 。实验结束时的操作是“先 ，继续通 ，直到玻璃管 ”。这样操作的目的是 。 3.工业炼铁 原理 铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程。把 一起加入高炉，在高温下，利用炉内反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来 原料 铁矿石、焦炭、石灰石、空气等 ①赤铁矿石：提供铁元素。 ②焦炭： 、 。 ③石灰石：将矿石中 转变为炉渣除去。 ④热空气：提供氧气。 主要设备 高炉（如图所示，以赤铁矿作为原料为例） 产品 ，属于 化学反应方程式 ◇考点 5 金属的锈蚀与防护 铁生锈的主要条件 铁与 直接接触 铁锈的主要成分 Fe2O3·xH2O，颜色为红色。铁锈的结构很 ，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水等反应，铁制品会完全被腐蚀 防锈原理 防止铁制品与 接触 防锈方法 ①保持铁制品表面 。 ②在铁制品表面覆盖 ，如喷漆、涂油、烧涂搪瓷、镀锌、烤蓝等。 ③将铁制品 ，如不锈钢。 保护金属资源必要性 ①金属矿物的储量有限，且不可再生； ②废旧金属的随意丢弃不仅浪费资源还污染环境 有效途径 ①防止 ； ②回收利用 ； ③有计划、合理地开采金属矿物； ④寻找金属的代用品等。 易｜错｜提｜醒 1.铁锈很 ，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气反应，因此铁制品可以全部被锈蚀。而铝与氧气反应 ，从而阻止铝进一步氧化，因此，铝具有很好的 性能。 2．铁生锈是铁与空气中的 、 发生 的过程，食品防腐时，铁粉作双吸剂和铁生锈的原理是相同的。 1．科学思维 中国很多典籍中记载了金属的化学知识。 （1）《周礼·考工记》中记载青铜经锻打、碾压可做成不同厚度的青铜片，说明青铜具有良好的___________。铜和青铜的相关性质见下表，推断铜冶炼过程中熔入锡的作用有___________。 性质 铜 青铜(含25%的锡) 熔点 1085℃ 800℃ 硬度 3.0 5~6.6 （2）《天工开物》中记载了“古法炼铁”(如图甲所示)和“炒钢法”(如图乙所示)。 在图甲的炉中鼓入与矿物逆流而行的空气，“逆流而行”的目的是___________；请写出现代高炉炼铁中CO还原Fe2O3的化学方程式：___________。图乙“炒钢法”即“持柳棍疾搅，即时炒成熟铁”，不断翻炒液态生铁，将___________降低，最终得到钢。 2．我国完全自主设计建造的首艘弹射型航母“福建舰”彰显强大的海上力量，具备先进装备，展现中国海军风采。 （1）航母的航电系统使用铜作导线，这主要是利用了铜的延展性和___________性。 （2）建造航母用到钛合金，钛合金放到海水中数年，取出后仍光亮如初，体现钛合金具有非常好的___________性能；钛的氧化物 能与焦炭、氯气发生如下反应：TiO2+2C+2Cl22X+TiCl4其中X 的化学式为___________。 （3）航母飞行甲板钢板表面镀有镍等金属。已知镍(Ni)的金属活动性介于铁和锡之间，为验证 Fe、Ni、Cu三种金属的活动性顺序，下列试剂不可行的是___________(填字母)。 A．FeCl2溶液、 Ni、 Cu B．Fe、 Cu、NiCl2溶液 C．溶液、 Ni、溶液 3． 实验操作 现象 化学方程式或说明 铁丝放入硫酸铜溶液中 铁丝表面覆盖一层___________色物质；溶液逐渐由___________色变为___________色 ___________ 铁丝放入硝酸银溶液中 铁丝表面有___________色物质出现；溶液逐渐由___________色变为___________色 ___________ 铜丝放入硝酸银溶液中 铜丝表面覆盖一层___________色物质；溶液逐渐由___________色变为___________色 ___________ 铁丝、铜丝分别放入氯化钠溶液中 无明显变化 不发生反应 4．金属在生产、生活中有着广泛的应用。请根据常见金属性质回答问题。 （1）生活生产中，铜常被用于制作电线，电缆，主要是利用铜的_____性。 （2）古代湿法炼铜是一种无需高温冶炼的高效炼铜工艺，其本质是天然胆水（含硫酸铜的水）与铁接触发生反应，该反应的化学方程式为_____。 （3）为了验证Fe、Cu、Ag的金属活动性顺序，设计了如图所示实验： ①反应一段时间后，甲试管中溶液的颜色最终变为_____色。 ②为了达到验证Fe、Cu、Ag的金属活动顺序的实验目的，X溶液除了硫酸铜溶液外，还可以是_____（填一种即可）。 5．《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。 （1）A处发生反应的现象是______。 （2）实验开始时，应先______(填“通一氧化碳”或“加热”)。 （3）从环保的角度考虑，对该装置的改进方法是______。 ◇实验 1 探究铁钉生锈的条件 实验要点与反思 实验步骤 ①在A试管内加入经煮沸迅速冷却的蒸馏水，使铁钉部分浸没在水中； ②在B试管内加入经煮沸迅速冷却的蒸馏水，使铁钉完全浸没在水中，然后在水面上覆盖一层植物油； ③在C试管内放棉花和干燥剂，塞紧橡胶塞。将3支试管放置一周左右，观察铁钉生锈情况 实验现象 （1）一周后, A试管内铁钉生锈, 且乙（填甲、乙或丙）处锈蚀严重； B、C试管内铁钉都没有生锈 （2）对比试管A、B中的现象，说明铁生锈需要与 接触；对比试管 (填字母)中的现象，说明铁生锈需要与水接触。 实验结论 （3）铁生锈的条件是铁与 、 同时接触 实验反思 （4）实验开始前，需用砂纸打磨铁钉，目的是 。 （5）实验前需要将蒸馏水煮沸后迅速冷却，煮沸的目的是 ,迅速冷却的目的是 。 （6）试管B中植物油的作用是 ；试管C中干燥剂的作用是 。 实验意外现象分析 （7）一段时间后，某同学发现图1中试管C中的铁钉也出现了少量锈迹，可能的原因是 。 实验改进与创新 创新装置 （8）在图2所示实验中，观察到Y形管左边的铁片无明显变化，右边铁片生锈，说明铁生锈需要与 接触。 趣味实验 （9）某同学用如图3所示装置进行铁钉生锈条件的探究。两个透明塑料瓶中均装满二氧化碳的水溶液，并将其放在阳光下照射。一段时间后可观察到 (填“甲”或“乙”)中铁钉生锈，该实验证明铁钉生锈与 有关。 ◇实验 2 常见金属的物理性质和化学性质 实验要点与反思 ①金属的物理性质 要点梳理 （1）图1实验中，将黄铜片和铜片、硬铝片和铝片相互刻画，观察到的现象是 ,该实验最终得到的结论是 。 （2）图2实验中，闭合开关，灯泡发光，说明铜具有 性。 （3）图3实验中，可将铜块压成片状，说明铜具有 性。 （4）图4实验中，加热铜片一端1~2秒后，停止加热，立即用手触摸铜片另一端，有热感，说明铜具有 性。 ②金属的化学性质 实验操作和现象 （1）图1实验，加热铜片，观察到的现象是 ,反应的化学方程式为 。 （2）图2实验，向装有少量铁片、铝片、铜片的试管中分别加入5mL稀盐酸： ①试管A中发生反应的化学方程式为 。 ②试管B中，刚开始未观察到气泡，其原因是 。 ③试管C中无明显现象，分析其原因是 。 （3）图3实验，两支试管中能发生反应的是试管 (填“①”或“②”),反应的化学方程式为 ,反应能发生的原因是 。 实验结论 （4）通过上述实验可知，金属的化学性质有 、 、 。 ◇突破 1 金属的性质与用途的关系 典例1（2025·湖南卷）阅读以下材料，完成下面小题。 化学社团同学将铁丝折成“爱”“我”“中”“华”造型，放在垫有宣纸的培养皿中，再加入硫酸铜溶液，一段时间后铁丝表面变成红色。 （1）铁丝能折成特定的造型，体现铁丝具有的性质是 A．导电性 B．导热性 C．能弯曲 D．熔点高 （2）有关该实验的说法正确的是 A．铁的金属活动性比铜强 B．培养皿中溶液颜色无变化 C．不能用铝丝代替铁丝 D．该反应属于复分解反应 变式1（2023·江西卷）大国工匠秦世俊展现数控技术所使用的铝箔，是由铝块加工而成，这体现了铝具有（ ） A．密度小 B．导电性 C．导热性 D．延展性 变式22025年11月9日全运会开幕式上，木棉花造型烟花绽放夜空，机器人手持仿制青铜器敲击发声，构成震撼场景。结合所学化学知识，回答下列问题： （1）烟花中含镁粉点燃后发出 光。 （2）青铜器的主要成分是铜锡合金，与纯铜相比，其硬度 （填“更大”或“更小”或“相同”）；出土的古代青铜器常出现铜绿，推测铜绿的生成与空气中的、和 有关。 （3）奖牌制作中，金、银等金属能被加工成薄片状，体现了金属的 性。 （4）机器人外壳采用铝合金材料，铝合金具有轻量化、耐腐蚀的优点。铝制品耐腐蚀的原因是 （用化学方程式表示）。 （5）铅球中含有的铅属于重金属，其金属活动性比铜强，请设计一个简单实验方案证明这一结论： 。 （Cu），可将铅放入硫酸铜溶液。若铅置换出铜，观察到铅片表面有红色固体析出，证明 Pb > Cu。 ◇突破 2 合金的特性 典例22025年第十五届全运会(粤港澳全运会)，奖牌命名“同心跃”，设计元素：木棉(广东)，紫荆(香港)，莲花(澳门)环绕牡丹(象征祖国)，奖牌的金属部分并非纯金属，而是合金，下列关于合金说法正确的是 A．合金属于纯净物 B．合金不能导电导热 C．合金抗腐蚀性好 D．合金硬度比纯金属小 变式3（2024·湖北卷）湖北省博物馆馆藏的越王勾践青铜剑，其主要成分为铜锡合金。下列有关铜锡合金说法正确的是（ ） A．属于金属材料 B．熔点高于纯铜 C．硬度低于纯锡 D．铜、锡均能与稀硫酸反应 变式4（2025·福建卷）镍是一种重要的金属。将废旧坡莫合金(含镍、铁和铜等)浸入800℃液态镁中形成镁镍合金，再经如右下图所示的真空蒸馏，可实现镁和镍的分离与回收。下列说法正确的是 A．合金的硬度一般比其组成金属的小 B．镁的沸点比镍的高 C．真空蒸馏过程中，镁原子间的间隙发生改变 D．坡莫合金可完全溶解于足量稀硫酸中 ◇突破 3 金属的化学性质 典例3（2025·山西卷）分析下列实验过程的相关信息，推理判断正确的一项是 A．操作2是过滤 B．固体是纯铜 C．反应中溶液颜色没有变化 D．铁的金属活动性比铜强 变式5（2025·内蒙古卷）实验小组对Al和溶液的反应进行探究。 （1）根据金属活动性顺序Al Cu，小组同学一致认为Al和溶液能够发生反应。 （2）小林将铝丝浸入溶液一段时间，没有观察到明显现象。结合铝的化学性质分析，原因是 。 （3）小艺对小林的实验操作进行了改进，观察到明显现象。小艺的实验操作是 ，观察到的实验现象是 。 变式6铁是生活、生产中常见的金属，在化学实验中也常被使用。结合以下实验回答问题。 （1）细铁丝在氧气中燃烧(图一)：实验前要用砂纸打磨细铁丝的原因是 。 （2）如图二所示，铁丝绒(比头发丝还细)连接到电路中，闭合开关，发现铁丝绒在空气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体。 ①发生反应的化学方程式为 ； ②铁丝不能在空气中燃烧，而铁丝绒能在空气中燃烧，说明燃烧与 有关。 （3）如图三所示，将14g某钢铁样品加入烧杯中，加入100g稀硫酸恰好完全反应。 ①小明用托盘天平称量14g样品时，若发现天平指针向左偏转，此时应采取的操作是 ； ②钢铁样品与稀硫酸完全反应时产生的氢气质量为 g。 ◇突破 4 金属活动性的判断与应用 典例4稀土元素储量较少，化学性质一般比较活泼。我国2008年度国家最高科学技术奖获得者徐光宪院士和他的团队研发的稀土分离技术，使我国能够自主分离稀土产品，打破了发达国家在国际稀土市场上的垄断地位。稀土元素钪(Sc)，是新一代航空材料的关键元素。已知：钪是银白色金属，硫酸钪溶液无色透明。筱筱同学欲探究钪(Sc)与镁、铝三种金属的化学活动性顺序。请帮她完成实验。 【猜想】 （1）钪(Sc)与镁、铝的化学活动性顺序为 A．钪(Sc)、镁、铝    B．镁、钪(Sc)、铝    C． 【设计实验并实验】 【实验分析】 （2）打磨金属片的目的是 。 （3）X是________。 A．硫酸铝 B．硝酸铝 C．硝酸银 【实验结论】 （4）猜想 正确(填写序号) 【拓展延伸】 （5）若把打磨后的金属钪放入稀硫酸溶液中(图1)，实验现象是 ，反应的化学方程式为 。 （6）金属资源是有限的，保护金属资源至关重要。我国虽然有一定的金属储量，但随着经济的发展对金属的需求量也在不断增加。请你对金属资源的利用和保护提一条合理化建议： 。 变式7（2025·山东威海卷）欲探究Mg、Cu、Ag的金属活动性顺序，仅用组内试剂无法实现的是 A．Mg、Cu、稀硫酸、AgNO3溶液 B．Mg、Cu、Ag、稀硫酸 C．溶液 D．溶液、溶液 变式8（2025·陕西卷）将一定量铁粉加入含有Cu(NO3)2和AgNO3两种溶质的溶液中，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣。则下列说法正确的是 A．若滤液中有AgNO3，则滤渣中一定没有Cu、Ag B．若滤渣成分为Cu、Ag、Fe，则滤液中溶质只有一种 C．若滤渣成分为Cu、Ag，则滤液中一定有Fe(NO3)3 D．若滤液中有Cu(NO3)2，则滤渣中加入稀硫酸一定会有气泡产生 变式9回收废旧物可以减少资源浪费，某废旧回收物是由塑料和铁、铜、金组成。项目小组设计了从该废旧回收物中提取黄金的工艺流程图，如下所示。已知：氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜和水；滤液1中含三种物质，其中有水和硫酸。下列说法正确的是 A．操作①需用到漏斗、酒精灯 B．滤液1中还有硫酸铁 C．固体b中含三种物质 D．滤液2中的物质为硫酸、硫酸铜和水 ◇突破 5 金属的冶炼 典例5（2025·湖南长沙卷）“双碳”背景下，“以氢减碳”的氢冶金成为优化能源结构、实现绿色低碳的有效途径之一。下图是我国某工厂设计的高炉低碳冶炼关键技术与工艺。 （1）固化利用能减少的排放，防止 效应的进一步增强。 （2）电解水制氢气的化学方程式为 。 （3）“富氧空气喷吹”有利于高炉炼铁的主要原因是 。 变式10（2025·湖北卷）钢铁工业加速绿色转型，由“碳冶金”向“氢冶金”升级。工程师在高炉炼铁(图甲)的基础上，开发了氢基竖炉炼铁新工艺，其流程如图(图乙)。 （1）赤铁矿石主要成分Fe2O3中铁元素的化合价为 。 （2）炼铁高炉进风口附近的反应，主要生成CO2而不是CO的原因是 。 （3）新工艺绿色环保，“还原反应室”中主反应为Fe2O3+3H22Fe+3X。 ①X的化学式为 。 ②该反应属于 (填字母)。 a.化合反应     b.分解反应      c.置换反应       d.复分解反应 （4）图乙中合成气由甲烷和水反应制得，也可由焦炭制得：C+H2OH2+CO。消耗相同质量的水时，理论上前者与后者制得H2的质量比为 。 ◇突破 6 金属的锈蚀与防护 典例6（2024·辽宁卷）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11（2025·广西卷）下列对铁片的处理方式中，容易导致其生锈的是 A．在表面喷漆 B．制成不锈钢 C．在表面涂油 D．泡在海水中 变式12（2023·江苏无锡卷）用如图所示装置探究铜生锈的条件，一个月后发现铜丝未生锈。下列叙述错误的是（ ）    A．金属的腐蚀是金属从单质变成化合物的过程 B．在潮湿的空气中，铝比铁耐锈蚀 C．在有氧气和水的条件下，铜比铁易生锈 D．铜生锈可能与空气中的O2、H2O和CO2有关 ◇重点 1 金属锈蚀条件的探究 典例1（2025·陕西卷）某学习小组同学探究铁钉锈蚀的条件时做了如图所示的实验。 （1）一段时间后，实验①中铁钉锈蚀最严重的部位是 (填“a”“b”或“c”)。 （2）上述实验能证明铁钉锈蚀与 有关。 （3）用稀盐酸或稀硫酸清除上述实验后锈蚀铁钉表面的铁锈时，发生反应的化学方程式为 (任写一个)。 变式1（2025·江苏苏州卷）为验证活性炭或食盐能加快铁粉生锈速率，进行实验。下表是铁粉、水与不同质量活性炭、食盐均匀混合后，在10分钟内温度上升的实验记录 实验编号 活性炭质量/g 食盐质量/g 温度上升值/℃ 1 0 0 0.1 2 0.2 0 22.0 3 0.1 3.1 4 0.2 0.1 56.3 下列说法正确的是x A．铁的锈蚀不需要氧气参与 B．表中的值为0.2 C．欲得出结论“活性炭能加快铁粉生锈速率”可以对比实验1和2 D．对比实验1和4得出的结论是“食盐能加快铁粉生锈速率” 变式2兴趣小组利用一体化装置(如图)探究铁生锈的条件，其中①②③④⑤为钢丝棉，①②③分别用稀硫酸、食盐水和水浸泡湿润。 （1）装置A中发生的化学反应方程式为 。 （2）实验中使用的干燥剂可能是 (写一种)。 （3）对比钢丝棉 (填序号)处现象可知铁生锈需要与氧气接触；U型管中能够说明氯化钠溶液能加速铁生锈的对照组实验是 (填序号)。 （4）一段时间后发现钢丝棉①明显变小且锈蚀程度不如③，可能原因是 。 （5）实验中可加速实验过程的操作有___________。 A．升高加热杯垫温度 B．用空气替代氧气流 C．将钢丝棉改成铁钉 D．在钢丝棉表面涂油 （6）在85℃恒温水浴中进一步探究钢丝棉在三种不同浓度的氯化钠溶液中的生锈情况，结果如下表所示，则要快速观察到生锈现象选取的氯化钠溶液的浓度为 。 氯化钠溶液的浓度 0.5% 4% 10% 开始生锈所用的时间 3 min 28 s 1 min 32 s 2 min 56 s （7）铁生锈的反应过程为：。可以判断步骤②的反应物除了外，还有 。 ◇难点 1 金属与酸反应的图像分析 （1）横坐标为不同物理量时的图像分析（以锌、铁两种金属与盐酸反应为例） 横坐标表示反应时间 ①等质量的金属分别和足量的同体积、同浓度的酸反应，金属被消耗完时，化合价相同的元素，相对原子质量越 的，产生的氢气越 ，曲线的拐点越高，金属越活泼曲线越 ； ②若酸少量，最终生成氢气的质量 横坐标表示金属质量 等质量的金属分别和少量同体积、同浓度的酸反应时，化合价相同的元素，相对原子质量越 的，生成的氢气越 ，曲线越 ；金属过量时，酸完全反应，生成的氢气质量 ，曲线拐点相平 横坐标表示酸的质量 向等质量的不同金属中分别加浓度相同的盐酸至过量，金属反应完之前，消耗盐酸的质量 ，产生氢气的质量也就 ，曲线重合；酸过量时，化合价相同的元素，相对原子质量小的金属产生的氢气 ，曲线拐点在上方 （2）解题方法 ①可以通过单位时间内产生氢气的多少来比较金属活动性强弱，单位时间内产生氢气多即反应速率快，则该金属活动性强（即金属越活泼曲线越 ）。 ②一定质量的金属与足量的酸反应产生氢气的质量公式：m(氢气)＝。如果两种金属元素在化合物中的化合价相同，可以根据产生氢气的多少判断金属的相对原子质量的大小，相对原子质量越大的得到的氢气越少，相对原子质量越小的得到的氢气越多，曲线的拐点越高。 典例2（2024·黑龙江牡丹江卷）“信州铅山县有苦泉，流以为涧。挹其水熬之，则成胆矾，烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”。——沈括《梦溪笔谈》。兴趣小组根据其中的原理进行了如下实验。向硫酸铜溶液中加入铁粉，所得实验数据如图所示。 （1）b点固体的成分是 （用化学式表示）。 （2）计算恰好完全反应时，所得溶液中溶质的质量分数。 变式3（2023·广西卷）向三个烧杯中分别放入足量的Mg、A1、Fe粉末，同时加入质量分数相同的100g稀盐酸，充分反应。反应的有关图像错误的是 A． B． C． D． 变式4（2025·山东济宁·一模）向盛有一定质量的Mg(NO3)2、Fe(NO3)2和AgNO3混合溶液的烧杯中，加入一定量的锌粉至过量使其充分反应(溶液始终未饱和)，烧杯中溶液的质量随加入锌粉质量变化情况如图所示。下列说法中，合理的是（ ） A．a点时，向烧杯中加入稀盐酸有白色沉淀生成 B．b点时，将烧杯中的物质过滤，向滤渣中加入稀盐酸，不会有气泡冒出 C．c点时，烧杯中金属固体的质量大于加入的锌粉的质量 D．d点时，烧杯中溶液里含有两种溶质 跨学科实践活动 垃圾的分类与回收利用 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．历史文物见证了我国古代劳动人民在化学实践活动中所展示的高超智慧。下列出土的文物属于金属材料的是 A．鱼纹彩陶盆 B．青铜大面具 C．酿酒画像砖 D．云龙纹瓷瓶 2．垃圾分类对保护土壤具有重要意义，下列属于有害垃圾的是 A．陶瓷碎片 B．过期药物 C．鱼骨碎渣 D．废旧报纸 3．围绕建设创新、宜居、美丽、智慧的现代化成都。下列建议科学可行的是 A．焚烧生活垃圾减少固体废弃物 B．工厂污水接入下水道稀释排放 C．建设锦江绿道，扩大城市绿肺 D．报废的电池直接深埋农田土壤中 4．五台山铜殿建于明代万历三十六年，是中国现存最大的一座铜殿。与铁制构件相比铜制构件能保存更久，其核心优势在于 A．储量丰富 B．硬度大 C．铜的金属活动性比铁弱 D．熔点高 5．（2024·山东临沂卷）下列关于金属和金属材料的说法中正确的是（ ） A．生铁和钢的含碳量不同 B．黄铜比纯铜硬度小 C．合金属于合成材料 D．大多数金属在自然界中以单质形式存在 6．仿银饰品材料大多采用白铜（铜镍合金）。已知镍是具有银白色光泽的金属，在金属活动性顺序表中位于铁和锡之间。下列说法正确的是 A．白铜熔点比纯铜的高 B．白铜硬度比纯铜的小 C．用盐酸不能区分白铜和银 D．改变镍的百分比会改变白铜的性能 7．（2025·湖南卷）金属在改善人类生活方面发挥着巨大作用。下列相关叙述不正确的是 A．纯铜的硬度比黄铜的大 B．钛合金具有良好的抗腐蚀性能 C．铁制品刷漆可防止生锈 D．回收废旧金属可实现资源再利用 8．同学们在实验室中将一块洁净的铜片投入到硝酸银溶液中，一段时间后观察现象。以下说法正确的是 A．铜片的表面没有明显变化 B．溶液的颜色始终保持无色 C．该反应可用于银表面镀铜 D．该反应类型属于置换反应 9．（2025·黑龙江齐齐哈尔卷）将一定质量的锌粉放入硝酸亚铁和硝酸银的混合溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。下列说法中正确的是 A．若滤液呈浅绿色，则滤渣中只含有银 B．若滤渣中加稀盐酸有气泡产生，则滤液中一定含有两种溶质 C．若滤液为无色，则滤液中一定含有硝酸锌，可能含有硝酸银 D．将所得滤渣洗涤、干燥后称量，质量可能与所加锌粉的质量相等 10．洛阳青铜小镇以复刻古代青铜工艺为特色，融合现代科技传承青铜文化，其中蕴含丰富的化学知识。请结合所学知识回答下列问题： （1）小镇复刻展示的青铜制品和铁制品部分已锈蚀。 ①铜在空气中锈蚀的反应为：，指出反应物中由原子构成的物质。 ②铁生锈的过程实际是铁与空气中的哪两种物质发生化学反应的过程。 （2）青铜中除含有铜、锡外，还掺入了锌、铁等金属以改善性能。小伊同学想设计实验验证铜、锌、铁的金属活动性顺序，目前废料中只有铜和铁，请你补充实验所需的其它物质。 11．（2025·重庆卷）重庆以“桥都”闻名世界，桥梁建设用到大量钢铁。 （1）铁元素在地壳中的含量 （填“>”或“<”）氧元素。 （2）防锈和除锈是生产、生活中常面临的问题。写出一种防止铁生锈的方法 。去除铁锈可用氯化铵，氯化铵在农业中可作 （填序号）。 A．氮肥            B．钾肥            C．磷肥            D．复合肥 （3）极细的铁粉呈黑色。“黑色”属于铁粉的 （填“物理”或“化学”）性质。这种铁粉在空气中能自发燃烧只生成一种红色氧化物，反应的化学方程式为 。 12．从表面含有“铜绿”的铜样品中回收金属铜，方案如下。 方案Ⅰ：铜样品Cu （1）铜锈蚀成铜绿的化学方程式：，其中X的化学式为 。 （2）当出现 (填现象)时，说明稀盐酸已经过量。 （3）过滤操作用到的玻璃仪器有玻璃棒、 和烧杯等。 方案Ⅱ：铜样品CuOCu （4）从后续生产角度分析，步骤2中稀硫酸不能过量太多的原因是 。 （5）步骤3反应的化学方程式为 (任写一个)。 （6）取等质量的铜样品分别通过方案Ⅰ和方案Ⅱ回收铜，方案Ⅰ所得铜的质量小于方案Ⅱ的原因是 。 13．（2025·黑龙江卷）金属矿物是宝贵的自然资源。 （1）图一展示了古代炼铁的过程，其中将生铁炼成熟铁（钢）的原理是 。 （2）图二是现代高炉炼铁的过程，写出反应3的化学方程式 。 （3）世界上每年因腐蚀而报废的金属相当于年产量的20%-40%，请你提出一种预防金属锈蚀的具体方法 。 （4）某化工厂为回收废旧金属，向含有和的废液中加入一定质量的锌粉，充分反应后过滤，得到无色滤液和滤渣，滤渣中可能含有 （填化学式，下同），滤液中的溶质是 。 14．某矿石冶炼废液中含有硫酸亚铁、硫酸铜和硫酸，化学小组的同学为回收硫酸亚铁和硫酸铜，设计如下实验方案，其流程如图。[已知：] 据图回答： （1）M、N分别是 、 。步骤Ⅰ的操作是 。 （2）写出步骤Ⅱ中发生反应的化学方程式 。 （3）步骤Ⅲ结晶前溶液（）中的硫酸亚铁的质量 （填“>”“<”或“=”）原废液中硫酸亚铁的质量（不考虑操作过程中的损失）。 （4）对比图中途径Ⅰ和Ⅱ，从绿色化学的视角考虑，途径Ⅱ更合理，请写出途径Ⅱ的方案 。 （5）实验室里得到胆矾晶体通常采用冷却热的饱和溶液的方法，若降温过快会导致结晶不规则，如何实现缓慢降温，你的建议是 。 15．金属在人类文明史上有着重要的意义，某化学兴趣小组以金属为主题开展项目式学习。 【任务一】认识金属材料 （1）河南淅川沟湾遗址出土的青铜镞(箭头)和青铜棒形器，距今约4500年，是长江流域目前发现的最早青铜器之一。青铜制镞(箭头)，主要利用的性质是___________。 A．密度大 B．硬度比纯铜大 C．导电性好 D．熔点低 【任务二】探究金属的活动性顺序 （2）304不锈钢中含有的金属铬(Cr)能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性。兴趣小组用如图所示装置探究铬、铝、铜的金属活动性顺序，根据实验现象最终得出实验结论为：。 ①为什么实验前要先打磨铝丝 ？ ②写出甲中发生反应的化学方程式 。 ③若要证明Cr的金属活动性比Cu强，结合图乙装置，写出你选择的a、b试剂组合 (写出一组即可)。 【任务三】金属资源的回收与利用 （3）某工厂的废水经预处理后得到含和的溶液，为了回收Cu和，兴趣小组设计了如下流程： ①步骤2的操作名称为 。 ②步骤1中发生反应的化学方程式为 。 ③反应后溶液C中的溶质是 (写化学式)。 【任务四】定量计算 （4）《天工开物》记载了锡(Sn)的冶炼方法：入砂(指锡砂)数百斤，丛架木炭亦数百斤，鼓鞴(指鼓入空气)熔化，用铅少许，(锡)沛然流注。其反应原理为。现有151 kg含的锡砂，理论上可以炼出锡的质量是多少？ 16．金属资源的循环利用是推动人类社会可持续发展的重要举措。结合所学化学知识，完成下列关于铁的冶炼、腐蚀与保护的探究问题。 Ⅰ．铁的存在与冶炼 （1）下表是几种常见铁矿石的相关信息，其中最不适合炼铁的矿石 ，理由 （写一条即可）。 铁矿石 黄铁矿 赤铁矿 磁铁矿 菱铁矿 主要成分 最高含铁量（理论） 46.7% 70% 72.4% 48.3% 杂质成分（复杂程度） 最复杂 较简单 较复杂 复杂 （2）化学兴趣小组在实验室模拟工业炼铁，按下图进行实验：向玻璃管内缓慢通入一氧化碳气体，当广口瓶液面下降到20 mL刻度线时，说明玻璃管内的空气 。点燃酒精喷灯加热氧化铁，玻璃管中发生反应的化学方程式为 ，该装置可将实验产生的尾气自动收集在广口瓶中。这套装置的优点是 。 Ⅱ．铁的腐蚀与防护 （3）全世界每年因腐蚀损耗的钢铁约占年产量的20%-30%。某化学兴趣小组按下图装置探究铁的锈蚀条件，同时插入氧气传感器，采集数据后，得到铁粉在无水和有水情况下耗氧量的对比曲线如下： 广口瓶 （填“①”或“②”）中的铁粉出现锈蚀现象，分析曲线可以得出铁锈蚀是氧气和水共同作用的结果，理由是： 。为了防止铁制品生锈，可采取的措施有 （写一条即可）。 （4）“发蓝处理”是防止钢铁锈蚀的重要途径，其原理是通过化学反应使钢件表面生成致密的氧化膜（主要成分为）。为检验形成的氧化膜是否致密，可往处理后的钢件上喷洒硫酸铜溶液，一段时间后，若观察到 ，说明氧化膜不致密，还需进一步处理。 17 / 18 学科网（北京）股份有限公司 $ 第八单元 金属和金属材料 目 录 目标导图 考点深解 考点1 金属材料 / 考点2 金属化学性质 考点3 金属活动性顺序及其应用 / 考点4 金属的冶炼 / 考点5 金属的锈蚀与防护 实验探究 实验1 探究铁钉生锈的条件 实验2 常见金属的物理性质和化学性质 命题突破 突破1 金属的性质与用途的关系 / 突破2 合金的特性 / 突破3 金属的化学性质 突破4 金属活动性的判断与应用 / 突破5 金属的冶炼 / 突破6 金属的锈蚀与防护 重难攻坚 重点 1 金属锈蚀条件的探究 / 难点 1 金属与酸反应的图像分析 跨学科实践活动 垃圾的分类与回收利用 练测提能 ◇考点 1 金属材料 1.常见金属的物理性质 金属材料是指用纯金属或合金等制成的材料。 金属共同的物理性质 金属物理性质的差异 ①有金属光泽 ①颜色差异：大多数金属呈银白色，但铜呈紫红色，金呈黄色，铁、银呈银白色，铁粉和银粉是黑色。 ②有良好的导电性 ②状态差异：大多数金属在常温下为固体，但汞为液体 ③有良好的导热性 ③金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等物理性质差别也较大 2.金属的用途 ①决定物质用途的影响因素：主要因素：物质的性质。其他因素：价格、资源，废料是否易于回收和对环境的影响，以及是否美观、使用是否便利等。 ②金属物理性质对应的用途 金属的物理性质 钨熔点高 铜、铝导电性好 铬硬度大 铁硬度大 对应的用途 做灯泡的灯丝 作电缆、电线 做镀层金属 菜刀、镰刀、锤子等 ③生活物品中常使用的金属 干电池外皮 “银粉” 水银温度计 “锡箔”纸 保温瓶内胆 锌/锰 铝 汞 铝或锡 银 （4）金属之最 铝 地壳中含量最多的金属元素 钙 人体中含量最多的金属元素 铁 目前世界年产量最多的金属（铁>铝>铜） 银 导电、导热性最好的金属（银>铜>金>铝） 铬 硬度最大的金属 钨 熔点最高的金属 汞 熔点最低的金属 3.合金 （1）合金的概念与性能 合金 在纯金属中加热熔合某些金属或非金属，制得的具有金属特征的混合物 优良性能 一般比其组分金属硬度大 一般比其组分金属熔点低 一般比其组分金属抗腐蚀性强 理解 ①合金都是混合物，其中至少含有一种金属单质，合金可由金属与金属熔合而成，也可以由金属与非金属熔合而成。 ②形成合金的熔合过程中不生成新物质，发生物理变化，组成合金的各成分保持着它们各自的化学性质。 ③金属氧化物（如Fe2O3）不是合金，因为它们既不是混合物，也没有金属特征（导电性等）。 （2）常见合金 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； 易｜错｜提｜醒 合金是金属与金属或金属与非金属的混合物，而不一定非得是金属与金属的融合。 ◇考点 2 金属化学性质 1.金属与氧气的反应 金属 反应条件 反应现象 化学方程式 镁、铝 常温 打磨过的镁条、铝片在空气中表面逐渐变暗 2Mg+O2=2MgO 4Al+3O2=2Al2O3 铁、铜 点燃或加热 常温下铁、铜在干燥的空气中很难与氧气反应。在氧气中点燃细铁丝，细铁丝剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，放出大量的热；在空气中加热铜丝，铜丝表面变黑 3Fe+2O2Fe3O4 2Cu+O2 2CuO 金 即使在高温时也不与氧气反应 -- 重点 （1）铝具有很好的抗腐蚀性能的原因：铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化。 （2）金属与氧气反应的难易程度，也可在一定意义上反映出金属的活泼程度，即镁、铝比较活泼，铁、铜次之，金最不活泼。 （3）“真金不怕火炼”说明金即使在高温时也不会与氧气反应。所以可以利用灼烧法鉴别黄铜（铜锌合金）和黄金，灼烧时无现象的是黄金，表面变黑的是黄铜。 2.金属与稀盐酸、稀硫酸的反应 金属 现象（与稀盐酸或稀硫酸） 反应的化学方程式 镁 剧烈反应，产生大量气泡，溶液仍为无色，生成的气体能够燃烧，产生淡蓝色火焰 Mg+2HCl=MgCl2+H2↑ Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑ 锌 反应较剧烈，产生较多气泡，溶液仍为无色，生成的气体能够燃烧，产生淡蓝色火焰 Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑ Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 铁 反应缓慢且有少量气泡产生，溶液由无色逐渐变成浅绿色，生成的气体能够燃烧，产生淡蓝色火焰 Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ 铜 无变化 -- 结论 镁、锌、铁与盐酸或稀硫酸反应产生氢气，镁反应速率最快，锌次之，铁最慢，铁与盐酸或稀硫酸反应时溶液由无色变成浅绿色。铜不与盐酸或稀硫酸反应。 金属的活动性∶镁>锌>铁>铜。 注意 （1）比较不同金属与酸反应的速率需要控制的变量： ①酸的种类、浓度和体积； ②金属的形状（或金属与酸的接触面积）； ③温度。 （2）利用金属与酸的反应判断金属活动性的方法： 在相同条件下，能与酸反应的金属比不能与酸反应的金属活泼；与酸反应产生气泡快的金属比产生气泡慢的金属活泼。 3.金属与其他金属化合物的溶液反应 实验 图示 现象 化学方程式 金属活动性 将铝丝浸入 硫酸铜溶液中 铝丝表面有红色物质生成，溶液由蓝色逐渐变为无色 2Al+3CuSO4 =Al2(SO4)3 +3Cu 铝＞铜 将铜丝浸入 硝酸银溶液中 铜丝表面有银白色物质生成，溶液由无色逐渐变为蓝色 Cu+2AgNO3 =2Ag+Cu(NO3)2 铜＞银 将铜丝浸入 硫酸铝溶液中 无明显现象，不反应 铝＞铜 将铁钉浸入 硫酸铜溶液中 铁钉表面有红色物质生成，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色 Fe+CuSO4 =FeSO4 +Cu 铁＞铜 易｜错｜提｜醒 ①用砂纸打磨金属丝的目的是除去金属表面的氧化膜或污物。 ②FeSO4、FeCl2、Fe(NO3)2溶液都呈浅绿色，是因为溶液中都含有Fe2+；Fe2(SO4)3、FeCl3、Fe(NO3)3溶液都呈黄色，是因为溶液中都含有Fe3+；CuSO4、CuCl2、Cu(NO3)2溶液都呈蓝色，是因为溶液中都含有Cu2+。 ◇考点 3 金属活动性顺序及其应用 1.常见金属的活动性顺序 活动性顺序表 注意事项 （1）在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，它的活动性就越强。 （2）在金属活动性顺序里，位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢。 （3）在金属活动性顺序里，位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来。 （4）金属与酸反应的条件：氢之前，能置换；常见酸，盐酸，稀硫酸。（硝酸、浓硫酸具有氧化性，与金属不发生置换反应） （5）金属与金属化合物反应的条件：强换弱，盐要溶；钾钙钠，要除外。意思是在金属活动性顺序里，位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来；金属化合物必须可溶；金属还要排除K、Ca、Na三种金属，因为这三种金属的活动性太强，加入金属化合物溶液中时先与水反应。 （6）金属活动性是指金属原子在溶液中失去电子的能力。 记忆口诀 嫁给那美女，薪贴七千轻，统共一百斤 2.置换反应（属于基本反应类型之一） 概念 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 特点 反应物和生成物都是两种，且均为一种单质和一种化合物。 （1）有单质和化合物参加的反应不一定是置换反应， 如 CH4+2O22H2O+CO2。 （2）有单质和化合物生成的反应也不一定是置换反应， 如CO+CuO Cu+CO2。 （3）当铁单质参加置换反应时，生成物中的铁元素呈+2价。 （4）置换反应属于化学反应的基本反应类型。 （5）置换反应中一定有元素化合价的改变，因为反应前后有不同的单质。 通式 A+BC→AC+B 1.金属活动性顺序的应用 类型1 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，观察到有银白色金属析出 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，观察到有紫红色金属析出 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，观察到有银白色金属析出 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2 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 类型3 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 例2 Zn和Fe同时放入CuSO4溶液中，活泼性：Zn>Fe>Cu ①Zn和CuSO4先反应：Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu ②Fe和CuSO4后反应：Fe+CuSO4 =Cu+FeSO4 充分反应后，过滤，滤渣和滤液的成分分析如下： CuSO4的量 滤渣 滤液 ①CuSO4少量，Zn有剩，Fe未反应 Cu、Zn、Fe ZnSO4 ②Zn和CuSO4恰好反应，Fe未反应 Cu、Fe ZnSO4 ③Zn反应完，Fe和CuSO4部分反应 Cu、Fe ZnSO4、FeSO4 ④Fe和CuSO4恰好反应 Cu ZnSO4、FeSO4 ⑤Zn、Fe均反应完，CuSO4有剩余 Cu ZnSO4、FeSO4、CuSO4 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＊ 例3 一定量的Fe粉投入Cu(NO3)2和AgNO3混合溶液中， 活动性：Fe>Cu>Ag ①Fe和AgNO3先反应，Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag ②Fe和Cu(NO3)2后反应，Fe+Cu(NO3)2=Fe(NO3)2+Cu 充分反应后，过滤，滤渣和滤液的成分分析如下： 加入铁的量 滤渣 滤液 ①AgNO3部分反应，Cu(NO3)2未反应 Ag Fe(NO3)2、AgNO3、Cu(NO3)2 ②AgNO3恰好反应完，Cu(NO3)2未反应 Ag Fe(NO3)2、Cu(NO3)2 ③AgNO3反应完，Cu(NO3)2部分反应 Ag、Cu Fe(NO3)2、Cu(NO3)2 ④AgNO3反应完、Cu(NO3)2恰好反应完 Ag、Cu Fe(NO3)2 ⑤AgNO3、Cu(NO3)2都反应完，Fe有剩 Ag、Cu、Fe Fe(NO3)2 类型4 金属反应后溶液质量的变化 金属+酸 金属+金属化合物溶液 金属置换出酸中的氢元素生成氢气， 溶液的溶质由酸变为金属化合物，溶液质量一定增加 金属与化合物溶液反应后溶液溶质质量的增减 根据方程式计算 ◇考点 4 金属的冶炼 1.金属矿石 （1）常见的矿石： 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 （2）地壳中含量最多的元素是O，最多的金属元素是Al，其次是Fe。 （3）自然界中金银以单质形式存在，而铁等以化合物形式存在，说明金银化学性质不活泼，而铁等化学性质比较活泼。 （4）商代会冶炼青铜器，春秋战国时期会冶铁炼钢，近代会冶铝，说明金属越活泼冶炼越难。 2.铁的冶炼 反应原理 3CO + Fe2O32Fe + 3CO2 实验装置 实验步骤 ①检查装置气密性； ②装入药品并固定装置； ③通入CO并点燃酒精灯； ④排尽装置内的空气后，点燃酒精喷灯给氧化铁加热； ⑤当玻璃管内的红棕色粉末变为黑色时，停止加热； ⑥等装置冷却后，停止通CO，熄灭酒精灯。 实验现象 玻璃管中红棕色粉末逐渐变为黑色；澄清石灰水变浑浊；尾气燃烧时产生蓝色火焰 注意事项 ①实验开始前,先通入一段时间CO的目的是排出装置内的空气，防止爆炸； ②实验结束时先停止加热，继续通入一氧化碳直到玻璃管冷却，目的是防止高温下铁与氧气接触重新被氧化，同时也能防止液体倒吸； ③尾气处理方法：气球收集、点燃等（CO有毒，会污染空气） 化学方程式 ①硬质玻璃管中：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。 ②试管中：Ca(OH)2+CO2=== CaCO3↓+H2O。 ③尾气处理：2CO+O22CO2。 易｜错｜提｜醒 铁的冶炼模拟实验实验开始时，先通入一氧化碳，然后再点燃酒精喷灯的原因是排出空气，防止加热时爆炸。实验结束时的操作是“先停止加热，继续通一氧化碳，直到玻璃管冷却”。这样操作的目的是防止生成高温的铁又被氧化。 3.工业炼铁 原理 铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程。把铁矿石、焦炭和石灰石一起加入高炉，在高温下，利用炉内反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来 原料 铁矿石、焦炭、石灰石、空气等 ①赤铁矿石：提供铁元素。 ②焦炭：燃烧提供热量、产生还原剂一氧化碳。 ③石灰石：将矿石中二氧化硅转变为炉渣除去。 ④热空气：提供氧气。 主要设备 高炉（如图所示，以赤铁矿作为原料为例） 产品 生铁，属于混合物 化学反应方程式 ①O2 + CCO2； ②CO2 + C2CO； ③3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2 ◇考点 5 金属的锈蚀与防护 铁生锈的主要条件 铁与氧气和水直接接触 铁锈的主要成分 Fe2O3·xH2O，颜色为红色。铁锈的结构很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水等反应，铁制品会完全被腐蚀 防锈原理 防止铁制品与氧气或水接触 防锈方法 ①保持铁制品表面干燥和洁净。 ②在铁制品表面覆盖保护层，如喷漆、涂油、烧涂搪瓷、镀锌、烤蓝等。 ③将铁制品制成合金，如不锈钢。 保护金属资源必要性 ①金属矿物的储量有限，且不可再生； ②废旧金属的随意丢弃不仅浪费资源还污染环境 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。 易｜错｜提｜醒 1.铁锈很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气反应，因此铁制品可以全部被锈蚀。而铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化，因此，铝具有很好的抗腐蚀性能。 2．铁生锈是铁与空气中的氧气、水发生缓慢氧化的过程，食品防腐时，铁粉作双吸剂和铁生锈的原理是相同的。 1．科学思维 中国很多典籍中记载了金属的化学知识。 （1）《周礼·考工记》中记载青铜经锻打、碾压可做成不同厚度的青铜片，说明青铜具有良好的___________。铜和青铜的相关性质见下表，推断铜冶炼过程中熔入锡的作用有___________。 性质 铜 青铜(含25%的锡) 熔点 1085℃ 800℃ 硬度 3.0 5~6.6 （2）《天工开物》中记载了“古法炼铁”(如图甲所示)和“炒钢法”(如图乙所示)。 在图甲的炉中鼓入与矿物逆流而行的空气，“逆流而行”的目的是___________；请写出现代高炉炼铁中CO还原Fe2O3的化学方程式：___________。图乙“炒钢法”即“持柳棍疾搅，即时炒成熟铁”，不断翻炒液态生铁，将___________降低，最终得到钢。 【答案】（1）延展性 降低熔点，提高硬度 （2）增大反应物的接触面积，使反应更快更充分 含碳量 【解析】（1）青铜经锻打、碾压可做成不同厚度的青铜片，说明青铜具有良好的延展性； 由表格数据可知，青铜比铜的硬度大、熔点低，则铜冶炼过程中熔入锡可以起到提高铜的硬度、降低铜的熔点的作用； （2）在图甲的炉中鼓入与矿物逆流而行的空气，“逆流而行”的目的是使矿物与空气充分接触，使反应更充分； 一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为； 钢和生铁都是铁的合金，钢与生铁的区别是含碳量不同，图乙“炒钢法”即“持柳棍疾搅，即时炒成熟铁”，不断翻炒液态生铁，将含碳量降低，最终得到钢； 2．我国完全自主设计建造的首艘弹射型航母“福建舰”彰显强大的海上力量，具备先进装备，展现中国海军风采。 （1）航母的航电系统使用铜作导线，这主要是利用了铜的延展性和___________性。 （2）建造航母用到钛合金，钛合金放到海水中数年，取出后仍光亮如初，体现钛合金具有非常好的___________性能；钛的氧化物 能与焦炭、氯气发生如下反应：TiO2+2C+2Cl22X+TiCl4其中X 的化学式为___________。 （3）航母飞行甲板钢板表面镀有镍等金属。已知镍(Ni)的金属活动性介于铁和锡之间，为验证 Fe、Ni、Cu三种金属的活动性顺序，下列试剂不可行的是___________(填字母)。 A．FeCl2溶液、 Ni、 Cu B．Fe、 Cu、NiCl2溶液 C．溶液、 Ni、溶液 【答案】（1）导电 （2）抗腐蚀 CO （3）A 【解析】（1）铜作导线是利用其延展性可拉成导线，以及良好的导电性，能传输电流。 （2）钛合金在海水中数年仍光亮如初，说明其不易被海水腐蚀，抗腐蚀性能好； 根据质量守恒定律，反应前后原子种类和数目不变。反应前Ti、O、C、Cl原子个数分别为1、2、2、4，反应后除2X外Ti、O、C、Cl原子个数分别为1、0、0、4，则2X中含2个C原子和2个O原子，X中含1个C原子和1个O原子，X为CO。 （3）A、Ni、Cu与FeCl2溶液都不反应，只能说明Fe活动性比Ni、Cu强，但无法比较Ni和Cu的活动性顺序，不可行； B、Fe能与NiCl2溶液反应，说明Fe活动性大于Ni；Cu与NiCl2溶液不反应，说明Ni活动性大于Cu，能验证三种金属活动性顺序，可行； C、Ni能与CuCl2溶液反应，说明Ni活动性大于Cu；Ni不能与FeCl2溶液反应，说明Fe活动性大于Ni，能验证三种金属活动性顺序，可行； 故选A。 3． 实验操作 现象 化学方程式或说明 铁丝放入硫酸铜溶液中 铁丝表面覆盖一层___________色物质；溶液逐渐由___________色变为___________色 ___________ 铁丝放入硝酸银溶液中 铁丝表面有___________色物质出现；溶液逐渐由___________色变为___________色 ___________ 铜丝放入硝酸银溶液中 铜丝表面覆盖一层___________色物质；溶液逐渐由___________色变为___________色 ___________ 铁丝、铜丝分别放入氯化钠溶液中 无明显变化 不发生反应 【答案】 红 蓝 浅绿 银白 无 浅绿 银白 无 蓝 【解析】铁丝放入硫酸铜溶液中，在金属活动性顺序中，铁的活动性比铜强，铁能将硫酸铜中的铜置换出来生成铜和硫酸亚铁。观察到的现象是铁丝表面覆盖一层红色物质（铜），溶液逐渐由蓝色（硫酸铜溶液颜色）变为浅绿色（硫酸亚铁溶液颜色），该反应的化学方程式为Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。铁丝放入硝酸银溶液中，铁的活动性比银强，铁能将硝酸银中的银置换出来生成银和硝酸亚铁。观察到的现象是铁丝表面有银白色物质（银）出现；溶液逐渐由无色（硝酸银溶液颜色）变为浅绿色（硝酸亚铁溶液颜色），该反应的化学方程式为Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag。铜丝放入硝酸银溶液中，铜的活动性比银强，铜能将硝酸银溶液中的银置换出来生成银和硝酸铜。观察到的现象是铜丝表面覆盖一层银白色物质（银）；溶液逐渐由无色（硝酸银溶液颜色）变为蓝色（硝酸铜溶液颜色），该反应的化学方程式为Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag。 4．金属在生产、生活中有着广泛的应用。请根据常见金属性质回答问题。 （1）生活生产中，铜常被用于制作电线，电缆，主要是利用铜的_____性。 （2）古代湿法炼铜是一种无需高温冶炼的高效炼铜工艺，其本质是天然胆水（含硫酸铜的水）与铁接触发生反应，该反应的化学方程式为_____。 （3）为了验证Fe、Cu、Ag的金属活动性顺序，设计了如图所示实验： ①反应一段时间后，甲试管中溶液的颜色最终变为_____色。 ②为了达到验证Fe、Cu、Ag的金属活动顺序的实验目的，X溶液除了硫酸铜溶液外，还可以是_____（填一种即可）。 【答案】（1）导电 （2） （3）蓝 稀硫酸（合理即可） 【解析】（1）铜具有良好的导电性，因此常用于制作电线、电缆。 （2）铁的金属活动性比铜强，能将硫酸铜溶液中的铜置换出来，生成硫酸亚铁和铜，化学方程式为。 （3）①甲试管中铜丝与硝酸银溶液反应，生成硝酸铜和银。硝酸铜溶液呈蓝色，因此溶液最终变为蓝色。 ②实验目的是验证Fe、Cu、Ag的金属活动性顺序。甲试管中铜丝能与硝酸银溶液反应，说明Cu＞Ag，乙试管、丙试管需要验证Fe＞Cu，因此X溶液可以是可溶性铜盐（如硝酸铜、氯化铜）溶液或者稀硫酸（稀盐酸），乙试管中铁能与稀硫酸（稀盐酸）反应，丙试管中的铜不反应，从而得出Fe＞Cu。 5．《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。 （1）A处发生反应的现象是______。 （2）实验开始时，应先______(填“通一氧化碳”或“加热”)。 （3）从环保的角度考虑，对该装置的改进方法是______。 【答案】（1）红棕色固体逐渐变黑 （2）一氧化碳 （3）在装置最右侧导管口放燃着的酒精灯（或绑一个气球收集尾气，合理即可） 【解析】（1）A处发生一氧化碳还原氧化铁的反应，化学方程式为，氧化铁（红棕色固体）被还原为铁（黑色固体），因此现象为红棕色固体逐渐变黑； （2）一氧化碳是可燃性气体，若装置内混有空气，加热时可能发生爆炸，实验开始时先通一氧化碳，可以排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸，因此应先通一氧化碳； （3）一氧化碳有毒，直接排放会污染空气，从环保角度，需要对尾气进行处理，如在装置最右侧导管口处放燃着的酒精灯点燃尾气（将一氧化碳燃烧为无毒的二氧化碳），或者用气球收集尾气（后续处理）。 ◇实验 1 探究铁钉生锈的条件 实验要点与反思 实验步骤 ①在A试管内加入经煮沸迅速冷却的蒸馏水，使铁钉部分浸没在水中； ②在B试管内加入经煮沸迅速冷却的蒸馏水，使铁钉完全浸没在水中，然后在水面上覆盖一层植物油； ③在C试管内放棉花和干燥剂，塞紧橡胶塞。将3支试管放置一周左右，观察铁钉生锈情况 实验现象 （1）一周后, A试管内铁钉生锈, 且乙（填甲、乙或丙）处锈蚀严重； B、C试管内铁钉都没有生锈 （2）对比试管A、B中的现象，说明铁生锈需要与氧气接触；对比试管A、C(填字母)中的现象，说明铁生锈需要与水接触。 实验结论 （3）铁生锈的条件是铁与水、氧气（或空气）同时接触 实验反思 （4）实验开始前，需用砂纸打磨铁钉，目的是除去铁钉表面的氧化物和污物。 （5）实验前需要将蒸馏水煮沸后迅速冷却，煮沸的目的是除去溶解在水中的氧气,迅速冷却的目的是防止空气中的氧气再次溶解到水中。 （6）试管B中植物油的作用是隔绝空气（或氧气）；试管C中干燥剂的作用是吸收空气中的水蒸气。 实验意外现象分析 （7）一段时间后，某同学发现图1中试管C中的铁钉也出现了少量锈迹，可能的原因是试管C中的干燥剂不足。 实验改进与创新 创新装置 （8）在图2所示实验中，观察到Y形管左边的铁片无明显变化，右边铁片生锈，说明铁生锈需要与水接触。 趣味实验 （9）某同学用如图3所示装置进行铁钉生锈条件的探究。两个透明塑料瓶中均装满二氧化碳的水溶液，并将其放在阳光下照射。一段时间后可观察到甲(填“甲”或“乙”)中铁钉生锈，该实验证明铁钉生锈与氧气有关。 ◇实验 2 常见金属的物理性质和化学性质 实验要点与反思 ①金属的物理性质 要点梳理 （1）图1实验中，将黄铜片和铜片、硬铝片和铝片相互刻画，观察到的现象是铜片和铝片上有明显划痕,该实验最终得到的结论是合金的硬度比纯金属大。 （2）图2实验中，闭合开关，灯泡发光，说明铜具有导电性。 （3）图3实验中，可将铜块压成片状，说明铜具有延展性。 （4）图4实验中，加热铜片一端1~2秒后，停止加热，立即用手触摸铜片另一端，有热感，说明铜具有导热性。 ②金属的化学性质 实验操作和现象 （1）图1实验，加热铜片，观察到的现象是铜片表面变黑,反应的化学方程式为2Cu+O2 2CuO。 （2）图2实验，向装有少量铁片、铝片、铜片的试管中分别加入5mL稀盐酸： ①试管A中发生反应的化学方程式为Fe+2HCl=FeCl2+H2↑。 ②试管B中，刚开始未观察到气泡，其原因是铝片表面有一层致密的氧化铝薄膜，稀盐酸先和Al2O3反应。 ③试管C中无明显现象，分析其原因是铜的活动性位于氢后面，不能与稀盐酸反应。 （3）图3实验，两支试管中能发生反应的是试管②(填“①”或“②”),反应的化学方程式为Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag,反应能发生的原因是铜的金属活动性比银强。 实验结论 （4）通过上述实验可知，金属的化学性质有能与氧气反应、活泼金属能与酸反应、活泼金属能把排在其后面的金属从它们的化合物溶液里置换出来。 ◇突破 1 金属的性质与用途的关系 典例1（2025·湖南卷）阅读以下材料，完成下面小题。 化学社团同学将铁丝折成“爱”“我”“中”“华”造型，放在垫有宣纸的培养皿中，再加入硫酸铜溶液，一段时间后铁丝表面变成红色。 （1）铁丝能折成特定的造型，体现铁丝具有的性质是 A．导电性 B．导热性 C．能弯曲 D．熔点高 （2）有关该实验的说法正确的是 A．铁的金属活动性比铜强 B．培养皿中溶液颜色无变化 C．不能用铝丝代替铁丝 D．该反应属于复分解反应 【答案】（1）C （2）A 【解析】（1）A、导电性是指物体传导电流的能力，铁丝能折成特定造型与它传导电流的能力无关，不符合题意； B、导热性是指物体传导热量的能力，铁丝折成特定造型的过程中，没有涉及到热量的传导，不符合题意； C、铁丝能折成特定的造型，说明铁丝可以改变形状，具有能弯曲的性质，符合题意； D、熔点高是指铁丝由固态变为液态时所需的温度较高，而将铁丝折成特定造型，并没有涉及到铁丝熔点相关的内容，不符合题意。 故选C。 （2）A、铁丝入硫酸铜溶液，一段时间后铁丝表面变成红色，说明铁能把铜从硫酸铜溶液中置换出来，说明铁的金属活动性比铜强，正确； B、铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，硫酸铜溶液是蓝色，硫酸亚铁溶液是浅绿色，溶液颜色会从蓝色变为浅绿色，错误； C、铝在金属活动性顺序中也排在铜前面，铝同样能和硫酸铜溶液发生置换反应，能用铝丝代替铁丝，错误； D、铁与硫酸铜反应的化学方程式为，此反应是一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，属于置换反应，不是复分解反应，错误。 故选A。 变式1（2023·江西卷）大国工匠秦世俊展现数控技术所使用的铝箔，是由铝块加工而成，这体现了铝具有（ ） A．密度小 B．导电性 C．导热性 D．延展性 【答案】D 【解析】由铝块加工制成0.01mmm的铝箔，体现了铝的延展性，即在外力作用下能延伸成细丝而不断裂，故选D。 变式22025年11月9日全运会开幕式上，木棉花造型烟花绽放夜空，机器人手持仿制青铜器敲击发声，构成震撼场景。结合所学化学知识，回答下列问题： （1）烟花中含镁粉点燃后发出 光。 （2）青铜器的主要成分是铜锡合金，与纯铜相比，其硬度 （填“更大”或“更小”或“相同”）；出土的古代青铜器常出现铜绿，推测铜绿的生成与空气中的、和 有关。 （3）奖牌制作中，金、银等金属能被加工成薄片状，体现了金属的 性。 （4）机器人外壳采用铝合金材料，铝合金具有轻量化、耐腐蚀的优点。铝制品耐腐蚀的原因是 （用化学方程式表示）。 （5）铅球中含有的铅属于重金属，其金属活动性比铜强，请设计一个简单实验方案证明这一结论： 。 【答案】（1）耀眼的白 （2）更大 CO2 （3）延展 （4） （5）将铅片放入硫酸铜溶液中，观察到铅片表面有红色固体析出 【解析】（1）镁粉燃烧时发出耀眼的白光，常用于烟花制造。 （2）合金的硬度通常大于其成分金属。青铜是铜锡合金，原子排列更不规则，因此硬度比纯铜更大。 铜绿化学式为 Cu2(OH)2CO3，根据质量守恒定律，铜绿是由铜与空气中的氧气（O2）、水（H2O）及二氧化碳（CO2）反应生成。 （3）金属能被压成薄片（如金箔、银片），说明其具有延展性。 （4）铝在空气中与氧气反应，表面生成致密的氧化铝薄膜，阻止内部铝进一步被腐蚀，反应方程式为 （5）铅（Pb）活动性强于铜（Cu），可将铅放入硫酸铜溶液。若铅置换出铜，观察到铅片表面有红色固体析出，证明 Pb > Cu。 ◇突破 2 合金的特性 典例22025年第十五届全运会(粤港澳全运会)，奖牌命名“同心跃”，设计元素：木棉(广东)，紫荆(香港)，莲花(澳门)环绕牡丹(象征祖国)，奖牌的金属部分并非纯金属，而是合金，下列关于合金说法正确的是 A．合金属于纯净物 B．合金不能导电导热 C．合金抗腐蚀性好 D．合金硬度比纯金属小 【答案】C 【解析】A、合金是由金属和金属（或金属与非金属）熔合而成的混合物，不是纯净物，A错误； B、合金具有金属特性，能导电导热，B错误； C、多数合金的抗腐蚀性优于其组成纯金属（如不锈钢），C正确； D、合金的硬度一般比其组成纯金属更大（如黄铜硬度大于铜），D错误。 故选C。 变式3（2024·湖北卷）湖北省博物馆馆藏的越王勾践青铜剑，其主要成分为铜锡合金。下列有关铜锡合金说法正确的是（ ） A．属于金属材料 B．熔点高于纯铜 C．硬度低于纯锡 D．铜、锡均能与稀硫酸反应 【答案】A 【解析】A、金属材料包含合金和纯金属，即铜锡合金属于金属材料，故A正确； B、合金的熔点低于组成其纯金属的熔点，即铜锡合金的熔点低于纯铜，故B错误； C、合金的硬度高于组成其纯金属的硬度，即铜锡合金的硬度高于纯锡，故C错误； D、铜在金属活动性顺序中位于氢的后面，无法与稀硫酸反应，故D错误。 故选A。 变式4（2025·福建卷）镍是一种重要的金属。将废旧坡莫合金(含镍、铁和铜等)浸入800℃液态镁中形成镁镍合金，再经如右下图所示的真空蒸馏，可实现镁和镍的分离与回收。下列说法正确的是 A．合金的硬度一般比其组成金属的小 B．镁的沸点比镍的高 C．真空蒸馏过程中，镁原子间的间隙发生改变 D．坡莫合金可完全溶解于足量稀硫酸中 【答案】C 【解析】A、合金的硬度一般比其组成金属的大，而不是小，A 错误。 B、从真空蒸馏能够分离镁和镍，且镁以气态形式被收集，可推断出镁的沸点比镍的低，B 错误。 C、真空蒸馏过程中，镁由液态变为气态，物质的状态发生变化，分子（原子）间的间隙会发生改变，C 正确。 D、坡莫合金中含铜，铜不与稀硫酸反应，所以坡莫合金不能完全溶解于足量稀硫酸中，D 错误。 故选：C。 ◇突破 3 金属的化学性质 典例3（2025·山西卷）分析下列实验过程的相关信息，推理判断正确的一项是 A．操作2是过滤 B．固体是纯铜 C．反应中溶液颜色没有变化 D．铁的金属活动性比铜强 【答案】D 【解析】A、操作2是将硫酸亚铁溶液转化为硫酸亚铁晶体，该操作是通过结晶法得到晶体，不是过滤，过滤是用于分离固体和液体的操作；A错误 。 B、铁与硫酸铜反应Fe+CuSO4=FeSO4+Cu ，铁片过量，所以固体X是生成的铜和过量的铁的混合物，不是纯铜，B错误 。 C、反应前硫酸铜溶液是蓝色，反应后生成硫酸亚铁溶液是浅绿色，所以反应中溶液颜色发生了变化，C错误 。 D、铁能与硫酸铜溶液反应，根据金属活动性顺序， 活动性强的金属能把活动性弱的金属从其盐溶液中置换出来，说明铁的金属活动性比铜强，D正确 。 故选D 。 变式5（2025·内蒙古卷）实验小组对Al和溶液的反应进行探究。 （1）根据金属活动性顺序Al Cu，小组同学一致认为Al和溶液能够发生反应。 （2）小林将铝丝浸入溶液一段时间，没有观察到明显现象。结合铝的化学性质分析，原因是 。 （3）小艺对小林的实验操作进行了改进，观察到明显现象。小艺的实验操作是 ，观察到的实验现象是 。 【答案】（1）＞ （2）铝丝表面有一层致密的氧化铝薄膜，氧化铝与硫酸铜溶液不反应，阻碍了铝与硫酸铜溶液的接触 （3）用砂纸打磨铝丝后，再将其浸入CuSO4溶液中 铝丝表面有红色固体析出，溶液由蓝色逐渐变为无色 【解析】（1）在金属活动性顺序中，铝排在铜前面 ，即Al＞Cu，所以铝能将硫酸铜溶液中的铜置换出来。 （2）铝在空气中易与氧气反应，表面形成一层致密的氧化铝薄膜，这层薄膜与硫酸铜溶液不反应，会阻止铝与硫酸铜溶液直接接触，所以观察不到明显现象。 （3）用砂纸打磨铝丝后，再将其浸入CuSO4溶液中； 铝与硫酸铜溶液反应的化学方程式为，现象是铝丝表面有红色固体析出，溶液由蓝色逐渐变为无色。 变式6铁是生活、生产中常见的金属，在化学实验中也常被使用。结合以下实验回答问题。 （1）细铁丝在氧气中燃烧(图一)：实验前要用砂纸打磨细铁丝的原因是 。 （2）如图二所示，铁丝绒(比头发丝还细)连接到电路中，闭合开关，发现铁丝绒在空气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体。 ①发生反应的化学方程式为 ； ②铁丝不能在空气中燃烧，而铁丝绒能在空气中燃烧，说明燃烧与 有关。 （3）如图三所示，将14g某钢铁样品加入烧杯中，加入100g稀硫酸恰好完全反应。 ①小明用托盘天平称量14g样品时，若发现天平指针向左偏转，此时应采取的操作是 ； ②钢铁样品与稀硫酸完全反应时产生的氢气质量为 g。 【答案】（1）除去铁丝表面的铁锈或污物 （2） 反应物之间的接触面积 （3）从左盘取出部分样品至天平平衡 0.4 【解析】（1）实验前要用砂纸打磨细铁丝的原因是除去铁丝表面的铁锈或污物，防止影响实验； （2）①铁丝绒在空气中燃烧生成四氧化三铁，该反应的化学方程式为：； ②铁丝不能在空气中燃烧，而铁丝绒能在空气中燃烧，铁丝绒与空气的接触面积比铁丝与空气的接触面积大，说明燃烧与反应物之间的接触面积有关，相同条件下，反应物之间的接触面积越大，燃烧越剧烈； （3）①用托盘天平称量物品时，应遵循“左物右码”的原则，小明用托盘天平称量14g样品时，若发现天平指针向左偏转，说明所取样品的质量偏大，此时应采取的操作是：从左盘取出部分样品至天平平衡； ②根据质量守恒定律，化学反应前后物质的总质量不变，则钢铁样品与稀硫酸完全反应时产生的氢气质量为：14g+100g-113.6g=0.4g。 ◇突破 4 金属活动性的判断与应用 典例4稀土元素储量较少，化学性质一般比较活泼。我国2008年度国家最高科学技术奖获得者徐光宪院士和他的团队研发的稀土分离技术，使我国能够自主分离稀土产品，打破了发达国家在国际稀土市场上的垄断地位。稀土元素钪(Sc)，是新一代航空材料的关键元素。已知：钪是银白色金属，硫酸钪溶液无色透明。筱筱同学欲探究钪(Sc)与镁、铝三种金属的化学活动性顺序。请帮她完成实验。 【猜想】 （1）钪(Sc)与镁、铝的化学活动性顺序为 A．钪(Sc)、镁、铝    B．镁、钪(Sc)、铝    C． 【设计实验并实验】 【实验分析】 （2）打磨金属片的目的是 。 （3）X是________。 A．硫酸铝 B．硝酸铝 C．硝酸银 【实验结论】 （4）猜想 正确(填写序号) 【拓展延伸】 （5）若把打磨后的金属钪放入稀硫酸溶液中(图1)，实验现象是 ，反应的化学方程式为 。 （6）金属资源是有限的，保护金属资源至关重要。我国虽然有一定的金属储量，但随着经济的发展对金属的需求量也在不断增加。请你对金属资源的利用和保护提一条合理化建议： 。 【答案】（1）镁、铝、钪(Sc) （2）除去金属表面的氧化膜 （3）AB （4）B （5）钪片表面产生气泡 （6）回收和利用废旧金属（合理即可） 【解析】（1）根据A．钪(Sc)、镁、铝和B．镁、钪(Sc)、铝可推出，C为：镁、铝、钪(Sc)； （2）金属的表面可能有与氧气反应生成的氧化物，实验前用砂纸打磨金属片，其目的是除去金属表面的氧化膜，利于反应进行； （3）左边的试管中是钪和硫酸镁溶液，要正确探究镁、钪(Sc)、铝的活动性强弱，所以右边试管中应是钪和铝的可溶性盐溶液，故选AB； （4）反应①钪片表面无明显现象，说明镁比钪活动性强；反应②钪片表面有银白色固体析出，说明钪比铝活动性强；所以镁、钪(Sc)、铝的活动性强弱顺序为：镁、钪(Sc)、铝，故选B； （5）因为镁、钪(Sc)、铝的活动性强弱顺序为：镁、钪(Sc)、铝，所以钪和稀硫酸反应生成硫酸钪和氢气，现象为：钪片表面产生气泡，反应的化学方程式为：； （6）保护金属资源的方法有：回收和利用废旧金属，还有合理开采金属矿物、寻找金属的代用品等。 变式7（2025·山东威海卷）欲探究Mg、Cu、Ag的金属活动性顺序，仅用组内试剂无法实现的是 A．Mg、Cu、稀硫酸、AgNO3溶液 B．Mg、Cu、Ag、稀硫酸 C．溶液 D．溶液、溶液 【答案】B 【解析】A、分别将镁、铜放入稀硫酸中，镁能和硫酸反应，但铜不能，则说明镁比铜活泼，再将铜放入硝酸银溶液中，铜能将银从硝酸银溶液中置换出来，则说明铜比银活泼，则可得到金属活动性顺序：锌>铜>银，该选项不符合题意； B、镁能和硫酸反应，铜、银不能和硫酸反应，只能说明镁最活泼，但不能比较铜、银的金属活动性顺序，该选项符合题意； C、镁能将铜从硫酸铜溶液中置换出来，但银不能，说明金属活动性顺序：镁>铜>银，该选项不符合题意； D、铜不能和硫酸镁反应，但能和硝酸银反应，说明金属活动性顺序：镁>铜>银，该选项不符合题意。 故选B。 变式8（2025·陕西卷）将一定量铁粉加入含有Cu(NO3)2和AgNO3两种溶质的溶液中，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣。则下列说法正确的是 A．若滤液中有AgNO3，则滤渣中一定没有Cu、Ag B．若滤渣成分为Cu、Ag、Fe，则滤液中溶质只有一种 C．若滤渣成分为Cu、Ag，则滤液中一定有Fe(NO3)3 D．若滤液中有Cu(NO3)2，则滤渣中加入稀硫酸一定会有气泡产生 【答案】B 【分析】根据金属活动性顺序（Fe > Cu > Ag），铁粉优先置换AgNO3中的Ag，同时产生硝酸亚铁，如果铁过量，铁再置换硝酸铜中的Cu，同时产生硝酸亚铁。 【解析】A. 若滤液中有AgNO3，说明AgNO3未完全反应，此时Fe仅置换部分银离子，滤渣中必然含有Ag，但Cu未被置换（因AgNO3未反应完时Fe不会置换Cu）。因此，滤渣中一定含有Ag，而非“没有Cu、Ag”。A错误。 B. 若滤渣含Fe、Cu、Ag，说明Fe过量，AgNO3和Cu(NO3)2已完全反应。Fe在置换反应中生成Fe2+，溶质仅剩硝酸亚铁。B正确。 C. 若滤渣含Cu、Ag，说明Fe已置换Ag和Cu，但Fe可能未完全反应。Fe在置换反应中生成Fe2+，而非Fe3+。因此，滤液中应一定含有硝酸亚铁，而非硝酸铁。C错误。 D. 若滤液含硝酸铜，说明Fe可能未与硝酸铜反应或者只反应了部分硝酸铜，此时滤渣中一定含有银，可能含有铜，而无Fe。加入稀硫酸时，无Fe则无气泡。因此，“一定会有气泡”不成立。D错误。 故选B。 变式9回收废旧物可以减少资源浪费，某废旧回收物是由塑料和铁、铜、金组成。项目小组设计了从该废旧回收物中提取黄金的工艺流程图，如下所示。已知：氧化铜与稀硫酸反应生成硫酸铜和水；滤液1中含三种物质，其中有水和硫酸。下列说法正确的是 A．操作①需用到漏斗、酒精灯 B．滤液1中还有硫酸铁 C．固体b中含三种物质 D．滤液2中的物质为硫酸、硫酸铜和水 【答案】D 【解析】A、分离固液的操作是过滤，则操作①为过滤，需要用到铁架台、烧杯、漏斗、玻璃棒，不需要用到酒精灯，说法错误，不符合题意； B、某废旧回收物是由塑料和铁、铜、金组成，则经粉碎筛选后得到的金属中含有铁、铜、金，向金属中加入过量X得到滤液1和固体a，已知滤液1中含三种物质，其中有水和硫酸，说明加入的X为硫酸，铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，铜、金与硫酸不反应，则充分反应后过滤得到的滤液1中还含有硫酸亚铁，而不是硫酸铁，说法错误，不符合题意； C、由B选项分析可知，金属中含有铁、铜、金，X为硫酸，向金属中加入过量硫酸，铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，铜、金与硫酸不反应，则充分反应后过滤得到的固体a中含有铜、金，将固体a充分灼烧，铜与氧气在加热条件下反应生成氧化铜，金与氧气不反应，则得到的固体b中含有氧化铜、金两种物质，说法错误，不符合题意； D、由B选项分析可知，X为硫酸，由C选项分析可知，固体b中含有氧化铜、金，向固体b中加入过量硫酸，氧化铜与硫酸反应生成硫酸铜和水，金与硫酸不反应，则充分反应后过滤得到的滤液2中的物质为硫酸、硫酸铜和水，说法正确，符合题意。 故选：D。 ◇突破 5 金属的冶炼 典例5（2025·湖南长沙卷）“双碳”背景下，“以氢减碳”的氢冶金成为优化能源结构、实现绿色低碳的有效途径之一。下图是我国某工厂设计的高炉低碳冶炼关键技术与工艺。 （1）固化利用能减少的排放，防止 效应的进一步增强。 （2）电解水制氢气的化学方程式为 。 （3）“富氧空气喷吹”有利于高炉炼铁的主要原因是 。 【答案】（1）温室 （2） （3）一方面增大了的浓度，使焦炭等充分燃烧释放更多热量；另一方面高炉内固体与气体能有足够大的接触面，反应更充分 【解析】（1）二氧化碳是导致温室效应的主要气体之一。固化利用能减少的排放，从而防止温室效应进一步增强。 （2）水在通电的条件下分解生成氢气和氧气，化学方程式为。 （3）燃料燃烧需要氧气，富氧空气中氧气浓度比普通空气高，能使焦炭燃烧更剧烈，释放出更多的热量，从而为高炉炼铁提供充足的能量；另外，还能使高炉内固体与气体能有足够大的接触面，有利于炼铁反应的进行。 变式10（2025·湖北卷）钢铁工业加速绿色转型，由“碳冶金”向“氢冶金”升级。工程师在高炉炼铁(图甲)的基础上，开发了氢基竖炉炼铁新工艺，其流程如图(图乙)。 （1）赤铁矿石主要成分Fe2O3中铁元素的化合价为 。 （2）炼铁高炉进风口附近的反应，主要生成CO2而不是CO的原因是 。 （3）新工艺绿色环保，“还原反应室”中主反应为Fe2O3+3H22Fe+3X。 ①X的化学式为 。 ②该反应属于 (填字母)。 a.化合反应     b.分解反应      c.置换反应       d.复分解反应 （4）图乙中合成气由甲烷和水反应制得，也可由焦炭制得：C+H2OH2+CO。消耗相同质量的水时，理论上前者与后者制得H2的质量比为 。 【答案】（1）+3 （2）进风口氧气充足，碳在氧气充足时燃烧生成二氧化碳 （3） c （4）3:1 【解析】（1）化合物中元素化合价代数和为0，氧化铁中铁元素化合价为x，则 （2）根据碳在充足的氧气中燃烧会生成二氧化碳但不会生成一氧化碳，故进风口出生成的主要是二氧化碳； （3）①根据质量守恒定律反应前后原子的种类和个数都不变，反应前有2Fe、3O、6H，反应后有2Fe，故3X中含有6H和3O，故X的化学式是H2O； ②该反应符合一种化合物和一种单质反应生成另一种单质和化合物的反应，属于置换反应，故填：c； （4）根据题意，，，由此可知一个水分子前者生成3个氢分子，后者生成1个氢分子，故等量的水理论上生成氢气的质量比是3:1. ◇突破 6 金属的锈蚀与防护 典例6（2024·辽宁卷）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 【解析】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11（2025·广西卷）下列对铁片的处理方式中，容易导致其生锈的是 A．在表面喷漆 B．制成不锈钢 C．在表面涂油 D．泡在海水中 【答案】D 【解析】A、铁生锈实际上是铁与空气中的氧气和水等发生化学反应的过程，在铁片表面喷漆，可以隔绝水和氧气，达到防锈的目的，故选项不符合题意； B、将铁片制成不锈钢，由于不锈钢是铁合金，合金结构更稳定，抗腐蚀性更强，故选项不符合题意； C、在铁片表面涂油，可以隔绝水和氧气，达到防锈的目的，故选项不符合题意； D、将铁片泡在海水中，海水含盐，能加速电化学腐蚀，促进生锈，故选项符合题意。 故选D。 变式12（2023·江苏无锡卷）用如图所示装置探究铜生锈的条件，一个月后发现铜丝未生锈。下列叙述错误的是（ ）    A．金属的腐蚀是金属从单质变成化合物的过程 B．在潮湿的空气中，铝比铁耐锈蚀 C．在有氧气和水的条件下，铜比铁易生锈 D．铜生锈可能与空气中的O2、H2O和CO2有关 【答案】C 【解析】A、金属的腐蚀，实际上是金属与氧气、水等发生反应，是金属从单质变成化合物的过程，故选项说法正确； B、在潮湿的空气中，铝比铁耐锈蚀，是因为铝在空气中能与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，阻止内部的铝进一步被氧化，故选项说法正确； C、用如图所示装置探究铜生锈的条件，一个月后发现铜丝未生锈，说明在有氧气和水的条件下，铜不如铁易生锈，故选项说法不正确； D、用如图所示装置探究铜生锈的条件，氢氧化钠溶液能吸收空气中的二氧化碳，氢氧化钠固体能防止空气中的二氧化碳、水蒸气进入盛有铜丝的试管中，一个月后发现铜丝未生锈，说明铜生锈可能与空气中的O2、H2O和CO2有关，故选项说法正确。 故选C。 ◇重点 1 金属锈蚀条件的探究 典例1（2025·陕西卷）某学习小组同学探究铁钉锈蚀的条件时做了如图所示的实验。 （1）一段时间后，实验①中铁钉锈蚀最严重的部位是 (填“a”“b”或“c”)。 （2）上述实验能证明铁钉锈蚀与 有关。 （3）用稀盐酸或稀硫酸清除上述实验后锈蚀铁钉表面的铁锈时，发生反应的化学方程式为 (任写一个)。 【答案】（1）b （2）氧气和水 （3）、 【解析】（1）实验①b处铁钉与氧气和水直接接触，故实验①中铁钉锈蚀最严重的部位是b； （2）实验①中铁钉与氧气和水接触，生锈；实验②中铁钉与氧气接触，不生锈；实验③中铁钉与水接触，不生锈，实验①②对比可知，铁生锈需要与水接触，实验①③对比可知，铁生锈需要与氧气接触，故上述实验能证明铁钉锈蚀与氧气和水有关； （3）铁锈的主要成分是氧化铁，氧化铁和稀盐酸反应生成氯化铁和水，该反应的化学方程式为：， 氧化铁和稀硫酸反应生成硫酸铁和水，该反应的化学方程式为：。 变式1（2025·江苏苏州卷）为验证活性炭或食盐能加快铁粉生锈速率，进行实验。下表是铁粉、水与不同质量活性炭、食盐均匀混合后，在10分钟内温度上升的实验记录 实验编号 活性炭质量/g 食盐质量/g 温度上升值/℃ 1 0 0 0.1 2 0.2 0 22.0 3 0.1 3.1 4 0.2 0.1 56.3 下列说法正确的是x A．铁的锈蚀不需要氧气参与 B．表中的值为0.2 C．欲得出结论“活性炭能加快铁粉生锈速率”可以对比实验1和2 D．对比实验1和4得出的结论是“食盐能加快铁粉生锈速率” 【答案】C 【解析】A、铁的锈蚀需要氧气和水共同作用，故铁的锈蚀需要氧气参与，不符合题意； B、该实验需要验证活性炭或食盐能加快铁粉生锈速率，由表可知，实验1和2的变量为是否有活性炭，是探究活性炭对铁粉生锈速率的影响，则实验1和3应是探究食盐对铁粉生锈速率的影响，根据控制变量法，变量是是否含食盐，其他因素相同，则x的值为0，不符合题意； C、实验1（无活性炭、无食盐）与实验2（有活性炭0.2g、无食盐）的变量仅为活性炭。实验2温度显著升高，说明活性炭能加快铁粉生锈速率，故欲得出结论“活性炭能加快铁粉生锈速率”可以对比实验1和2，符合题意； D、实验1（无活性炭、无食盐）与实验4（有活性炭0.2g、食盐0.1g）的变量为活性炭和食盐，无法单独证明食盐的作用。正确对比应为实验1（无活性炭、无食盐）和实验3（无活性炭、有食盐），不符合题意。 故选C。 变式2兴趣小组利用一体化装置(如图)探究铁生锈的条件，其中①②③④⑤为钢丝棉，①②③分别用稀硫酸、食盐水和水浸泡湿润。 （1）装置A中发生的化学反应方程式为 。 （2）实验中使用的干燥剂可能是 (写一种)。 （3）对比钢丝棉 (填序号)处现象可知铁生锈需要与氧气接触；U型管中能够说明氯化钠溶液能加速铁生锈的对照组实验是 (填序号)。 （4）一段时间后发现钢丝棉①明显变小且锈蚀程度不如③，可能原因是 。 （5）实验中可加速实验过程的操作有___________。 A．升高加热杯垫温度 B．用空气替代氧气流 C．将钢丝棉改成铁钉 D．在钢丝棉表面涂油 （6）在85℃恒温水浴中进一步探究钢丝棉在三种不同浓度的氯化钠溶液中的生锈情况，结果如下表所示，则要快速观察到生锈现象选取的氯化钠溶液的浓度为 。 氯化钠溶液的浓度 0.5% 4% 10% 开始生锈所用的时间 3 min 28 s 1 min 32 s 2 min 56 s （7）铁生锈的反应过程为：。可以判断步骤②的反应物除了外，还有 。 【答案】（1） （2）无水氯化钙 （3）③⑤ ②③ （4）稀硫酸与铁反应生成硫酸亚铁和氢气，使铁被快速消耗 （5）A （6）4% （7）水、氧气 【解析】（1）过氧化氢在二氧化锰的催化下生成氧气和水，其化学方程式为； （2）实验中使用的干燥剂可以是无水氯化钙、碱石灰等固体； （3）由图可知，实验③钢丝棉生锈，实验⑤由于缺少氧气不生锈，所以对比实验③⑤处现象可知铁生锈需要与氧气接触；实验②中有食盐水，钢丝棉生锈的速度稍快，实验中③无食盐，生锈速度较慢，U型管中能够说明氯化钠溶液能加速铁生锈的对照组实验是②③； （4）一段时间后发现钢丝棉①明显变小且锈蚀程度不如③，可能原因是实验①中的钢丝棉用稀硫酸浸泡湿润，稀硫酸与铁反应生成硫酸亚铁和氢气，使铁被快速消耗，导致铁锈蚀程度不如实验③； （5）A、升高温度，分子运动速率加快，可提高反应速率，符合题意； B、空气中的氧气含量低于氧气，反应速率减缓，不符合题意； C、铁钉比钢丝棉的表面积小，与反应物的接触面积减少，减缓反应速率，不符合题意； D、在钢丝棉上涂油，隔绝氧气与水，减缓反应速率，不符合题意； 故选A； （6）由表可知，氯化钠浓度为4%时，钢丝棉生锈的时间最短，所以要快速观察到生锈现象选取的氯化钠溶液的浓度为4%； （7）氢氧化亚铁与氧气、水反应生成氢氧化铁，其化学方程式为，所以步骤②的反应物除了外，还有水和氧气。 ◇难点 1 金属与酸反应的图像分析 （1）横坐标为不同物理量时的图像分析（以锌、铁两种金属与盐酸反应为例） 横坐标表示反应时间 ①等质量的金属分别和足量的同体积、同浓度的酸反应，金属被消耗完时，化合价相同的元素，相对原子质量越小的，产生的氢气越多，曲线的拐点越高，金属越活泼曲线越陡； ②若酸少量，最终生成氢气的质量相等 横坐标表示金属质量 等质量的金属分别和少量同体积、同浓度的酸反应时，化合价相同的元素，相对原子质量越小的，生成的氢气越多，曲线越陡；金属过量时，酸完全反应，生成的氢气质量相等，曲线拐点相平 横坐标表示酸的质量 向等质量的不同金属中分别加浓度相同的盐酸至过量，金属反应完之前，消耗盐酸的质量相等，产生氢气的质量也就相等，曲线重合；酸过量时，化合价相同的元素，相对原子质量小的金属产生的氢气多，曲线拐点在上方 （2）解题方法 ①可以通过单位时间内产生氢气的多少来比较金属活动性强弱，单位时间内产生氢气多即反应速率快，则该金属活动性强（即金属越活泼曲线越陡）。 ②一定质量的金属与足量的酸反应产生氢气的质量公式：m(氢气)＝。如果两种金属元素在化合物中的化合价相同，可以根据产生氢气的多少判断金属的相对原子质量的大小，相对原子质量越大的得到的氢气越少，相对原子质量越小的得到的氢气越多，曲线的拐点越高。 典例2（2024·黑龙江牡丹江卷）“信州铅山县有苦泉，流以为涧。挹其水熬之，则成胆矾，烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”。——沈括《梦溪笔谈》。兴趣小组根据其中的原理进行了如下实验。向硫酸铜溶液中加入铁粉，所得实验数据如图所示。 （1）b点固体的成分是 （用化学式表示）。 （2）计算恰好完全反应时，所得溶液中溶质的质量分数。 【答案】（1） （2）10% 【解析】（1）向硫酸铜溶液中加入铁粉，铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，b点时铁粉过量，故b点固体的成分是：Fe、Cu； （2）解：设反应生成硫酸亚铁的质量为x，反应生成铜的质量为y   x=15.2g    y=6.4g 则恰好完全反应时，所得溶液中溶质的质量分数为： 答：所得溶液中溶质的质量分数为。 变式3（2023·广西卷）向三个烧杯中分别放入足量的Mg、A1、Fe粉末，同时加入质量分数相同的100g稀盐酸，充分反应。反应的有关图像错误的是 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】A、，，。因为金属足量则稀盐酸完全反应。如反应73份质量的HCl，溶液质量的增加情况为：镁增加24-2=22份，铝增加份，铁增加56-2=54份，所以溶液增加质量Fe>Mg>Al，图示正确； B、消耗73份质量的HCl需要镁的质量为24份，铝的质量为份，铁的质量56份，所以消耗相同质量的稀盐酸需要金属的质量Fe>Mg>Al，金属过量，最终稀盐酸全部消耗，则最终消耗稀盐酸质量相同。图示正确； C、向三个烧杯中分别放入足量的Mg、A1、Fe粉末，同时加入质量分数相同的100g稀盐酸，最终生成的氢气质量相等，镁的金属活动性强于铝强于铁，故镁的反应速率大于铝大于铁，图示正确； D、从B分析可知，最终稀盐酸全部反应，消化金属的质量Fe>Mg>Al。金属活动性Mg>Al>Fe，则相同时间内消耗的金属Mg>Al>Fe。图示错误。 故选D。 变式4（2025·山东济宁·一模）向盛有一定质量的Mg(NO3)2、Fe(NO3)2和AgNO3混合溶液的烧杯中，加入一定量的锌粉至过量使其充分反应(溶液始终未饱和)，烧杯中溶液的质量随加入锌粉质量变化情况如图所示。下列说法中，合理的是（ ） A．a点时，向烧杯中加入稀盐酸有白色沉淀生成 B．b点时，将烧杯中的物质过滤，向滤渣中加入稀盐酸，不会有气泡冒出 C．c点时，烧杯中金属固体的质量大于加入的锌粉的质量 D．d点时，烧杯中溶液里含有两种溶质 【答案】D 【解析】A、金属活动性顺序为Mg＞Zn＞Fe＞Ag，向盛有一定质量的Mg(NO3)2、Fe(NO3)2和AgNO3混合溶液的烧杯中，加入一定量的锌粉至过量，不能与Mg(NO3)2溶液反应，锌先与AgNO3反应生成硝酸锌和银，AgNO3反应完，锌才能与Fe(NO3)2反应生成硝酸锌和铁；a点时，硝酸银恰好完全反应，向烧杯中加入稀盐酸，没有白色沉淀生成，故选项说法错误； B、b点时，硝酸亚铁有剩余，将烧杯中的物质过滤，滤渣中含有银和铁，向滤渣中加入稀盐酸，铁与盐酸反应产生氢气，故选项说法错误； C、c点时，锌和硝酸亚铁恰好完全反应，由Zn+2AgNO3═Zn（NO3）2+2Ag可知，每65份质量的铁可置换出216份质量的银；由Zn+Fe（NO3）2═Zn（NO3）2+Fe可知，每65质量的锌可置换出56份质量的铁。锌与硝酸银溶液反应，溶液的质量减小；锌与硝酸亚铁溶液反应，溶液的质量增大，当溶液减小的质量与溶液增大的质量相等时，溶液的质量保持不变，由质量守恒定律可知，烧杯中金属固体的质量等于加入的锌粉的质量，故选项说法错误； D、d点时，锌过量，烧杯中溶液里含有硝酸镁、硝酸锌两种溶质，故选项说法正确； 故选：D。 跨学科实践活动 垃圾的分类与回收利用 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 【解析】（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．历史文物见证了我国古代劳动人民在化学实践活动中所展示的高超智慧。下列出土的文物属于金属材料的是 A．鱼纹彩陶盆 B．青铜大面具 C．酿酒画像砖 D．云龙纹瓷瓶 【答案】B 【解析】A、鱼纹彩陶盆，是一种陶器，属于无机非金属材料，故选项不符合题意。 B、金属材料包括纯金属以及它们的合金，青铜大面具是由青铜制成的，青铜是一种铜合金，属于金属材料，故选项符合题意。 C、酿酒画像砖是无机非金属材料，故选项不符合题意。 D、云龙纹瓷瓶，是一种瓷器，属于无机非金属材料，故选项不符合题意。 故选B。 2．垃圾分类对保护土壤具有重要意义，下列属于有害垃圾的是 A．陶瓷碎片 B．过期药物 C．鱼骨碎渣 D．废旧报纸 【答案】B 【解析】A、陶瓷碎片属于其他垃圾（干垃圾），它难以回收，且不含有毒有害物质，不属于有害垃圾。 B、过期药物含有有毒有害的化学成分，随意丢弃会污染土壤、水源，属于有害垃圾。 C、鱼骨碎渣是易腐烂的有机物，属于厨余垃圾（湿垃圾），不属于有害垃圾。 D、废旧报纸可以回收再利用，属于可回收物，不属于有害垃圾。 故选：B。 3．围绕建设创新、宜居、美丽、智慧的现代化成都。下列建议科学可行的是 A．焚烧生活垃圾减少固体废弃物 B．工厂污水接入下水道稀释排放 C．建设锦江绿道，扩大城市绿肺 D．报废的电池直接深埋农田土壤中 【答案】C 【解析】A、焚烧垃圾会产生有毒有害气体（如二噁英），污染空气，不符合科学环保的要求，错误。 B、污水即使稀释也仍然含有污染物，会污染水体，错误。 C、增加城市绿化面积可以净化空气、改善生态环境，科学可行，正确。 D、电池中含有重金属（如汞、镉），会污染土壤和地下水，错误。 故选C。 4．五台山铜殿建于明代万历三十六年，是中国现存最大的一座铜殿。与铁制构件相比铜制构件能保存更久，其核心优势在于 A．储量丰富 B．硬度大 C．铜的金属活动性比铁弱 D．熔点高 【答案】C 【解析】与铁制构件相比铜制构件能保存更久，其核心优势在于铜的金属活动性比铁弱，所以铜制构件比铁制构件更耐腐蚀，能保存更久，故选：C。 5．（2024·山东临沂卷）下列关于金属和金属材料的说法中正确的是（ ） A．生铁和钢的含碳量不同 B．黄铜比纯铜硬度小 C．合金属于合成材料 D．大多数金属在自然界中以单质形式存在 【答案】A 【解析】A、根据生铁是指含碳量为 2%～4.3% 的铁的合金，钢是指含碳量为 0.03%～2% 的铁的合金可知，二者的主要区别为含碳量不同，故A选项说法正确，符合题意； B、合金的硬度比组成它的纯金属大，因此黄铜是铜锌合金，其硬度比纯铜大，故B选项说法不正确，不符合题意； C、合金属于金属材料，不属于合成材料，故C选项说法不正确，不符合题意； D、大多数金属活化学性质较活泼，在自然界中以化合物形式存在；少数金属，如金、银等化学性质稳定，在自然界中以单质形式存在，故D选项说法正确，不符合题意。 故选A。 6．仿银饰品材料大多采用白铜（铜镍合金）。已知镍是具有银白色光泽的金属，在金属活动性顺序表中位于铁和锡之间。下列说法正确的是 A．白铜熔点比纯铜的高 B．白铜硬度比纯铜的小 C．用盐酸不能区分白铜和银 D．改变镍的百分比会改变白铜的性能 【答案】D 【解析】A、合金的熔点一般低于组成它的纯金属，该选项不符合题意； B、合金的硬度一般大于组成它的纯金属，该选项不符合题意； C、白铜中的镍能与盐酸反应产生氢气，而银不能，故盐酸可区分两者，该选项不符合题意； D、合金性能随成分比例变化而改变，该选项符合题意； 故选D。 7．（2025·湖南卷）金属在改善人类生活方面发挥着巨大作用。下列相关叙述不正确的是 A．纯铜的硬度比黄铜的大 B．钛合金具有良好的抗腐蚀性能 C．铁制品刷漆可防止生锈 D．回收废旧金属可实现资源再利用 【答案】A 【解析】A、合金的硬度通常比其成分金属更高，黄铜是铜和锌的合金，因此硬度应大于纯铜，故A错误； B、钛合金因表面易形成致密氧化膜，抗腐蚀性能优异，常用于耐腐蚀材料，故B正确； C、铁生锈需接触水和氧气，刷漆可隔绝二者，从而防锈，故C正确； D、回收金属能减少资源浪费、降低污染，符合可持续发展理念，故D正确。 故选A。 8．同学们在实验室中将一块洁净的铜片投入到硝酸银溶液中，一段时间后观察现象。以下说法正确的是 A．铜片的表面没有明显变化 B．溶液的颜色始终保持无色 C．该反应可用于银表面镀铜 D．该反应类型属于置换反应 【答案】D 【解析】A、铜与硝酸银反应生成银和硝酸铜，观察到铜片表面有银白色固体析出，说法错误，不符合题意； B、铜与硝酸银反应生成银和硝酸铜，观察到溶液由无色变为蓝色，说法错误，不符合题意； C、铜与硝酸银反应生成银和硝酸铜，银附着在铜的表面，可用于铜表面镀银，而不是银表面镀铜，说法错误，不符合题意； D、铜与硝酸银反应生成银和硝酸铜，符合一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，属于基本反应类型中的置换反应，说法正确，符合题意。 故选：D。 9．（2025·黑龙江齐齐哈尔卷）将一定质量的锌粉放入硝酸亚铁和硝酸银的混合溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。下列说法中正确的是 A．若滤液呈浅绿色，则滤渣中只含有银 B．若滤渣中加稀盐酸有气泡产生，则滤液中一定含有两种溶质 C．若滤液为无色，则滤液中一定含有硝酸锌，可能含有硝酸银 D．将所得滤渣洗涤、干燥后称量，质量可能与所加锌粉的质量相等 【答案】D 【解析】根据金属活动性顺序（Zn > Fe > Ag），锌粉优先置换硝酸银中的银，随后置换硝酸亚铁中的铁。分析各选项： A. 若滤液呈浅绿色（含Fe²+），说明硝酸亚铁未完全反应。此时锌可能仅置换部分或全部银，但未置换铁。若锌仅置换银，滤渣为银；若置换银后继续置换铁，滤渣含银和铁。因此滤渣中“只含银”不一定成立，A错误。 B. 若滤渣与稀盐酸反应产生气泡，说明滤渣含活泼金属。若此时锌过量，硝酸银和硝酸亚铁均被完全置换，滤液中仅剩硝酸锌（一种溶质）。选项B中“两种溶质”错误，B错误。 C. 若滤液无色，说明Fe²+完全反应（硝酸亚铁被置换完全）。锌需先置换完银才能置换铁，因此硝酸银此时应已完全反应，滤液中不可能含硝酸银。选项C中“可能含硝酸银”错误，C错误。 D. 置换反应中，锌与银、铁的质量变化不同：置换银时滤渣质量增加，置换铁时减少。通过调整置换比例（如部分置换银和较多铁），总质量可能等于消耗锌的质量。因此滤渣质量可能与锌粉质量相等，D正确。 故选：D。 10．洛阳青铜小镇以复刻古代青铜工艺为特色，融合现代科技传承青铜文化，其中蕴含丰富的化学知识。请结合所学知识回答下列问题： （1）小镇复刻展示的青铜制品和铁制品部分已锈蚀。 ①铜在空气中锈蚀的反应为：，指出反应物中由原子构成的物质。 ②铁生锈的过程实际是铁与空气中的哪两种物质发生化学反应的过程。 （2）青铜中除含有铜、锡外，还掺入了锌、铁等金属以改善性能。小伊同学想设计实验验证铜、锌、铁的金属活动性顺序，目前废料中只有铜和铁，请你补充实验所需的其它物质。 【答案】（1）铜（Cu） 氧气和水 （2）还需补充稀盐酸和硫酸锌溶液等 【解析】（1）①铜由铜原子构成；氧气、二氧化碳、水由分子构成； ②铁生锈的过程实际是铁与空气中的氧气和水发生反应； （2）根据金属活动性顺序，已知金属活动性顺序为Zn >Fe>Cu，现有废料铜和铁，还需补充稀盐酸和硫酸锌溶液等，例如，将铜、铁分别放入稀盐酸中，铁反应产生气泡，铜不反应，说明活动性Fe>Cu；再将铁放入硫酸锌溶液中，铁表面无变化，说明活动性Zn>Fe，综上可验证Zn >Fe >Cu。 11．（2025·重庆卷）重庆以“桥都”闻名世界，桥梁建设用到大量钢铁。 （1）铁元素在地壳中的含量 （填“>”或“<”）氧元素。 （2）防锈和除锈是生产、生活中常面临的问题。写出一种防止铁生锈的方法 。去除铁锈可用氯化铵，氯化铵在农业中可作 （填序号）。 A．氮肥            B．钾肥            C．磷肥            D．复合肥 （3）极细的铁粉呈黑色。“黑色”属于铁粉的 （填“物理”或“化学”）性质。这种铁粉在空气中能自发燃烧只生成一种红色氧化物，反应的化学方程式为 。 【答案】（1）< （2）涂油、刷漆 A （3）物理 【解析】（1）地壳中元素含量前五分别是氧、硅、铝、铁、钙，则铁元素在地壳中的含量<氧元素； （2）防止铁生锈的方法：涂油、刷漆等； 氯化铵中含有氮、磷、钾三种营养元素中的氮元素，属于氮肥，故选：A； （3）“黑色”不需要化学变化表现，故颜色属于铁粉的物理性质； 铁粉在空气中自发燃烧生成一种红色氧化物，即氧化铁，化学方程式为。 12．从表面含有“铜绿”的铜样品中回收金属铜，方案如下。 方案Ⅰ：铜样品Cu （1）铜锈蚀成铜绿的化学方程式：，其中X的化学式为 。 （2）当出现 (填现象)时，说明稀盐酸已经过量。 （3）过滤操作用到的玻璃仪器有玻璃棒、 和烧杯等。 方案Ⅱ：铜样品CuOCu （4）从后续生产角度分析，步骤2中稀硫酸不能过量太多的原因是 。 （5）步骤3反应的化学方程式为 (任写一个)。 （6）取等质量的铜样品分别通过方案Ⅰ和方案Ⅱ回收铜，方案Ⅰ所得铜的质量小于方案Ⅱ的原因是 。 【答案】（1） （2）不再产生气泡（或固体不再溶解） （3）漏斗 （4）若稀硫酸过量太多，步骤3中会消耗更多铁粉，增加原料成本和后续处理负担，不利于生产 （5）（或） （6）方案中铜绿里的铜元素未被回收，而方案回收了样品中所有的铜元素 【解析】（1）铜锈蚀成铜绿的化学方程式为，根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、数目不变。反应前含原子2个，原子个，原子2个，原子1个，则反应后X含原子2个，原子个，原子2个，原子1个，X的化学式为。 故填：。 （2）铜绿（）与稀盐酸反应会产生气体，其反应的化学方程式为铜与稀盐酸不反应。当不再产生气泡（或固体不再溶解）时，说明铜绿已完全反应，稀盐酸过量。 故填：不再产生气泡（或固体不再溶解）。 （3）过滤操作用到的玻璃仪器有：玻璃棒、漏斗和烧杯等（玻璃棒用于引流，漏斗用于制作过滤器，烧杯用于承接滤液）。 故填：漏斗。 （4）步骤 2 中，；步骤3中，铁粉会与和过量的都发生反应。若稀硫酸过量太多，步骤3中会消耗更多铁粉，增加原料成本和后续处理负担，不利于生产。 故填：若稀硫酸过量太多，步骤3中会消耗更多铁粉，增加原料成本和后续处理负担，不利于生产。 （5）混合溶液含和，加入铁粉后会发生两个反应：铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，其反应的化学方程式为； 铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，其反应的化学方程式为，任写一个即可。 故填：（或）。 （6）方案：铜绿与稀盐酸反应生成进入滤液，其中的铜元素未被回收，只有样品中的单质铜被回收。 方案：铜绿加热分解为，再经稀硫酸转化为，最终通过铁粉置换回收了铜绿中的全部铜元素。因此，等质量的样品，方案回收的铜更少。 故填：方案中铜绿里的铜元素未被回收，而方案回收了样品中所有的铜元素。 13．（2025·黑龙江卷）金属矿物是宝贵的自然资源。 （1）图一展示了古代炼铁的过程，其中将生铁炼成熟铁（钢）的原理是 。 （2）图二是现代高炉炼铁的过程，写出反应3的化学方程式 。 （3）世界上每年因腐蚀而报废的金属相当于年产量的20%-40%，请你提出一种预防金属锈蚀的具体方法 。 （4）某化工厂为回收废旧金属，向含有和的废液中加入一定质量的锌粉，充分反应后过滤，得到无色滤液和滤渣，滤渣中可能含有 （填化学式，下同），滤液中的溶质是 。 【答案】（1）降低含碳量 （2） （3）刷漆、涂油（合理即可） （4）Zn 【解析】（1）生铁含碳量为2%∼4.3%，钢的含碳量为0.03%∼2% ，将生铁炼成熟铁（钢）的原理是降低生铁中的含碳量。 （2）炼铁高炉中，反应 3 是一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳，化学方程式为。 （3）金属锈蚀是金属与氧气、水等发生化学反应。刷漆、涂油可在金属表面形成保护膜，隔绝氧气和水；电镀能在金属表面镀上一层其他金属，防止金属锈蚀。 （4）金属活动性Zn＞Cu＞Ag，向含有AgNO3和Cu(NO3)2的废液中加入锌粉，锌先与AgNO3反应：，AgNO3反应完，若还有锌粉，锌再与Cu(NO3)2反应：。得到无色滤液，说明Cu(NO3)2完全反应，滤渣中一定有Ag、Cu，可能有过量的Zn；滤液中的溶质只有Zn(NO3)2。 14．某矿石冶炼废液中含有硫酸亚铁、硫酸铜和硫酸，化学小组的同学为回收硫酸亚铁和硫酸铜，设计如下实验方案，其流程如图。[已知：] 据图回答： （1）M、N分别是 、 。步骤Ⅰ的操作是 。 （2）写出步骤Ⅱ中发生反应的化学方程式 。 （3）步骤Ⅲ结晶前溶液（）中的硫酸亚铁的质量 （填“>”“<”或“=”）原废液中硫酸亚铁的质量（不考虑操作过程中的损失）。 （4）对比图中途径Ⅰ和Ⅱ，从绿色化学的视角考虑，途径Ⅱ更合理，请写出途径Ⅱ的方案 。 （5）实验室里得到胆矾晶体通常采用冷却热的饱和溶液的方法，若降温过快会导致结晶不规则，如何实现缓慢降温，你的建议是 。 【答案】（1）铁 稀硫酸 过滤 （2） （3）> （4）铜与加热反应生成CuO，CuO再与反应生成（合理即可） （5）将高温下的饱和溶液放在热水中自然冷却（合理即可） 【解析】（1）铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，所以M是铁，因此固体A是铁和铜，在固体A中加入N得到铜和溶液C，所以N是稀硫酸； 步骤Ⅰ是将固体和液体分离的操作，名称为过滤； （2）步骤Ⅱ中是铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，反应的化学方程式为：； （3）铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，步骤Ⅲ结晶前溶液（）中的硫酸亚铁是原溶液中的硫酸亚铁、铁和硫酸铜反应生成的硫酸亚铁和铁和稀硫酸反应生成的硫酸亚铁，所以步骤Ⅲ结晶前溶液（）中的硫酸亚铁的质量大于原废液中硫酸亚铁的质量； （4）途径Ⅰ是：，生成的二氧化硫会造成污染；若要消除污染，途径Ⅱ的方案为：铜与加热反应生成CuO，CuO再与反应生成； （5）实验室里得到胆矾晶体通常采用冷却热的饱和溶液的方法，若降温过快会导致结晶不规则，可采用将高温下的饱和溶液放在热水中自然冷却的方法得到规则的晶体。 15．金属在人类文明史上有着重要的意义，某化学兴趣小组以金属为主题开展项目式学习。 【任务一】认识金属材料 （1）河南淅川沟湾遗址出土的青铜镞(箭头)和青铜棒形器，距今约4500年，是长江流域目前发现的最早青铜器之一。青铜制镞(箭头)，主要利用的性质是___________。 A．密度大 B．硬度比纯铜大 C．导电性好 D．熔点低 【任务二】探究金属的活动性顺序 （2）304不锈钢中含有的金属铬(Cr)能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性。兴趣小组用如图所示装置探究铬、铝、铜的金属活动性顺序，根据实验现象最终得出实验结论为：。 ①为什么实验前要先打磨铝丝 ？ ②写出甲中发生反应的化学方程式 。 ③若要证明Cr的金属活动性比Cu强，结合图乙装置，写出你选择的a、b试剂组合 (写出一组即可)。 【任务三】金属资源的回收与利用 （3）某工厂的废水经预处理后得到含和的溶液，为了回收Cu和，兴趣小组设计了如下流程： ①步骤2的操作名称为 。 ②步骤1中发生反应的化学方程式为 。 ③反应后溶液C中的溶质是 (写化学式)。 【任务四】定量计算 （4）《天工开物》记载了锡(Sn)的冶炼方法：入砂(指锡砂)数百斤，丛架木炭亦数百斤，鼓鞴(指鼓入空气)熔化，用铅少许，(锡)沛然流注。其反应原理为。现有151 kg含的锡砂，理论上可以炼出锡的质量是多少？ 【答案】（1）B （2）铝丝表面有一层氧化铝薄膜 a为铜丝，b为溶液(合理即可) （3）过滤 、 （4）解：设理论上可以炼出锡的质量是x 答：理论上可以炼出锡的质量是23.8 kg 【解析】（1）青铜制镞(箭头)，主要是因为青铜的硬度比纯铜大（青铜是铜的合金，合金比组成它的纯金属硬度大）。 故选B； （2）①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，故实验前要先打磨铝丝，是因为铝丝表面有一层氧化铝薄膜； ②甲中发生反应为铝与CrCl2反应生成氯化铝和铬，该反应的化学方程式为：； ③若要证明Cr的金属活动性比Cu强，可以选择打磨后的铜丝和溶液，铜与不反应，无明显现象，说明Cr比Cu活泼，故选择的试剂组合为：a为铜丝，b为溶液； （3）①步骤2实现了固液分离，名称是过滤； ②该流程的目的是回收铜和硫酸亚铁，则过量M应是铁，则步骤1中发生反应为铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，该反应的化学方程式为：； ③固体A中含反应生成的铜和过量的铁，加入过量N，得到铜和溶液C，铁能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，铜与稀硫酸不反应，则N应是稀硫酸，则溶液C中的溶质是：FeSO4、H2SO4； （4）见答案。 16．金属资源的循环利用是推动人类社会可持续发展的重要举措。结合所学化学知识，完成下列关于铁的冶炼、腐蚀与保护的探究问题。 Ⅰ．铁的存在与冶炼 （1）下表是几种常见铁矿石的相关信息，其中最不适合炼铁的矿石 ，理由 （写一条即可）。 铁矿石 黄铁矿 赤铁矿 磁铁矿 菱铁矿 主要成分 最高含铁量（理论） 46.7% 70% 72.4% 48.3% 杂质成分（复杂程度） 最复杂 较简单 较复杂 复杂 （2）化学兴趣小组在实验室模拟工业炼铁，按下图进行实验：向玻璃管内缓慢通入一氧化碳气体，当广口瓶液面下降到20 mL刻度线时，说明玻璃管内的空气 。点燃酒精喷灯加热氧化铁，玻璃管中发生反应的化学方程式为 ，该装置可将实验产生的尾气自动收集在广口瓶中。这套装置的优点是 。 Ⅱ．铁的腐蚀与防护 （3）全世界每年因腐蚀损耗的钢铁约占年产量的20%-30%。某化学兴趣小组按下图装置探究铁的锈蚀条件，同时插入氧气传感器，采集数据后，得到铁粉在无水和有水情况下耗氧量的对比曲线如下： 广口瓶 （填“①”或“②”）中的铁粉出现锈蚀现象，分析曲线可以得出铁锈蚀是氧气和水共同作用的结果，理由是： 。为了防止铁制品生锈，可采取的措施有 （写一条即可）。 （4）“发蓝处理”是防止钢铁锈蚀的重要途径，其原理是通过化学反应使钢件表面生成致密的氧化膜（主要成分为）。为检验形成的氧化膜是否致密，可往处理后的钢件上喷洒硫酸铜溶液，一段时间后，若观察到 ，说明氧化膜不致密，还需进一步处理。 【答案】（1）黄铁矿 含铁量低（或杂质成分复杂或产生二氧化硫污染环境） （2）已基本上排尽 节约一氧化碳气体（或增加实验的安全性）（或尾气处理，比较环保）（答案合理即可） （3）② 曲线②的耗氧量大于曲线①的耗氧量或曲线②中氧气的体积分数明显下降，曲线①氧气的体积分数几乎没有变化 刷漆（其他合理答案均可） （4）钢件表面出现红色斑点 【解析】（1）最不适合炼铁的矿石黄铁矿，原因是含铁量低（或杂质成分复杂或产生二氧化硫污染环境）； （2）玻璃管的容积是20mL（空气的体积为20mL），向玻璃管内缓慢通入一氧化碳气体，当广口瓶液面下降到20 mL刻度线时，说明玻璃管内的空气已基本上排尽，点燃酒精喷灯加热氧化铁，氧化铁和一氧化碳在高温的条件下反应生成铁和二氧化碳，玻璃管中发生反应的化学方程式为，该装置可将实验产生的尾气自动收集在广口瓶中。这套装置的优点是节约一氧化碳气体（或增加实验的安全性）（或尾气处理，比较环保）（答案合理即可）； （3）铁生锈需要与氧气和水接触，①铁粉只与氧气接触，②铁粉接触氧气和水，因此广口瓶②中的铁粉出现锈蚀现象； 曲线②的耗氧量大于曲线①的耗氧量或曲线②中氧气的体积分数明显下降，曲线①氧气的体积分数几乎没有变化； 为了防止铁制品生锈，可采取的措施有刷漆（其他合理答案均可）； （4）如果氧化膜不够致密，这时铁会与喷洒硫酸铜溶液发生反应生成铜和硫酸亚铁，反应化学方程式为，会观察到钢件表面出现红色斑点。 17 / 18 学科网（北京）股份有限公司 $