第6章 金属资源综合利用（知识清单）化学新教材沪教版九年级上册

该初中化学单元知识清单系统整合了“金属资源综合利用”单元内容，涵盖金属矿物与冶炼、金属性质与应用、金属防护与回收三大知识范畴，搭建了从“金属存在形态”到“冶炼原理”再到“性质应用与防护”的递进式学习支架。 清单采用“易错点深度辨析+实验探究案例”的特色设计，如将“一氧化碳还原氧化铁实验操作顺序”标注为重点，通过“实验现象与方程式对比表”“合金与纯金属性质差异总结”培养科学思维和科学探究与实践能力。特别设计“铁锈蚀条件多组对照实验”，帮助学生构建物质性质与用途的化学观念，不同层次学生可高效掌握要点，教师能据此优化教学活动提升课堂实效。

第六章 金属资源综合利用 第一节 金属矿物及铁的冶炼 一、常见的金属矿物 1.金属来自地壳中天然存在的矿物。主要有两种形态: （1）单质形态:少数化学性质 的金属，以单质形态存在，如 等。 （2）化合物形态:绝大多数金属都是以 形态存在于矿物之中，铁的矿物主要有赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿和黄铁矿等。铜的矿物主要有黄铜矿、辉铜矿和孔雀石等。铝的矿物主要有铝土矿和明矾石等。 2.金属在地壳中的含量:地壳中所占的质量分数最高的金属是 ，其次是 二、几种常见的金属矿物 类型 名称 主要成分的化学式 类型 名称 主要成分的化学式 铁的矿物 赤铁矿 铜的矿物 黄铜矿 CuFeS2 磁铁矿 辉铜矿 Cu2S 菱铁矿 FeCO3 孔雀石 黄铁矿 FeS2 铝的矿物 铝土矿 褐铁矿 Fe2O3·xH2O 明矾石 KAl3(SO4)2(OH)6 3、 实验室冶炼铁化学原理 一氧化碳还原氧化铁 （1） 实验装置： （2） 实验现象：红棕色粉末逐渐变成 ，澄清石灰水 ，点燃尾气，燃烧产生 。 （3） 有关化学方程式： ①酒精喷灯处： ②试管中： ③点燃处理尾气： （4） 注意事项： ①实验时先通入一氧化碳气体，目的是 ，防止 。 ②红棕色粉末完全变黑后，应先 ，继续 ，目的是防止 ，也能防止 。 4、 工业炼铁 （1） 主要设备： 。 （2） 原料：铁矿石、 、 和空气。 （3） 主要原理： ①从高炉下方通入热空气，焦炭燃烧： ②生成的二氧化碳与焦炭在高温下反应生成一氧化碳气体： ③一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁： （4） 产品： 。 5、 金属的冶炼方法 许多金属(如锰、锌、铁、镍和铅等)的冶炼，是把它们的矿物跟 等物质一起加热反应。 电解法制金属: 通常把金属(如铁)跟氧结合生成金属氧化物(如氧化铁)的过程称为 金属氧化物跟焦炭、氢气或一氧化碳等物质反应，失去氧转化为金属的过程称为 第2节 金属的性质和应用 一、金属的物理性质和用途 （1）物理共性 ①常温下大多数金属为 。 ②有金属光泽，大多数金属呈 。 ③具有良好的导热性、 、延展性。 ④熔沸点一般 。 （2） 物理特性 ①铜为 色，金为 色。 ②铁、钴、镍三种金属可以被磁体 ，而其他金属不具有这一特点。 ③不同金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等物理性质也存在一定的差异。 金属 物理性质 用途 铁 做炊具 铜、铝 作导线 金 做饰品 铝 包装香烟、糖果等的金属箔 2、 金属的化学性质 （1） 金属与氧气反应 实验内容 实验现象 化学方程式 镁条在空气中点燃 剧烈燃烧，发出 ，放出热量，生成 ，伴有 铝片（或铝丝）在空气中加热 铝片受热后 ，表面 铁片（或铁丝）在氧气中点燃 剧烈燃烧， ，放出热量，生成 铜片（或铜丝）在空气中加热 表面 （2） 金属与酸的反应 金属 实验现象 化学方程式 稀硫酸 稀盐酸 稀硫酸 稀盐酸 锌 金属表面产生气泡 铁 产生气泡 ，溶液 铜 — — （3） 金属与金属化合物溶液的反应 实验内容 实验现象 化学方程式 铁丝浸入硫酸铜溶液中 铁丝表面 ，溶液 三、置换反应 （1）定义：由一种单质和一种化合物作用生成另一种 和另一种 ，这样的反应叫做置换反应。 （2）通式：A+ BC = + 。 四、合金及其应用 1.概念:在纯金属中加热熔合 制得具有 特征的合金。 合金是 形成合金的过程是 ，合金中的金属以 形式存在。 合金中各成分的化学性质 。 2.性能:合金和组成它们的纯金属相比，硬度和强度一般更 ，熔点一般更 ，抗腐蚀性更好。 生铁和钢 生铁 钢 含碳量 性能 坚硬、韧性 较硬， 韧性、良好的延展性和弹性，机械性能好 机械加工 可铸造，不可锻、轧 可铸造，也可锻、轧 用途 炒菜用的铁锅、暖气片等 制造机械、交通工具和武器等 第3节 金属防护和废金属回收 1、 钢铁的锈蚀及防护 试管 ① ② ③ ④ ⑤ 实验操作 在试管①中加入少量干燥剂，再放一团干棉球，把铁钉放在干棉球上，塞紧橡皮塞 在试管②中注满煮沸后迅速冷却的蒸馏水，使铁钉完全浸没，塞紧橡皮塞 在试管③中加入少量蒸馏水，使铁钉的一部分浸没在水中 在试管④中加入稀硫酸或醋酸溶液，浸没铁钉后，倒去溶液 在试管⑤中加入少量氯化钠溶液，使铁钉的一部分浸没在溶液中 实验现象 立即观察 1天后 3天后 7天后 二、铁发生锈蚀的主要因素 （1） 铁跟 和 接触。 （2） 在酸溶液或氯化钠溶液环境中，会 。 （3）铁锈（主要成分为Fe2O3·xH2O）是一种 的物质，成分复杂，空气中的氧气和水分能穿过铁锈的空隙，不断向内层渗透，持续与铁反应，直至铁 。 三、金属的保护 1.钢铁防锈原理：破坏钢铁锈蚀的条件，使铁制品 或 。 2.钢铁防锈的方法 ①保持铁制品 。 ②在钢铁表面 ：喷漆、涂油、镀一层金属（镀锌、镀铬等）、在钢铁制品表面烧涂搪瓷等。 ③改变 ，制成 。 3.回收利用废金属的意义 （1） 节约 。 （2） 节约 。 （3） 减少 。 易错点 01 金属的共性和特性 【错因辨析】 1.易错描述 ①全部金属都是银白色固体； ②所有金属都能被磁铁吸引。 2. 错因分析 铜为紫红色，金是黄色；铁钴镍三种金属可以被磁铁吸引，其余金属不行。 【对点训练】 1．河南博物院的藏品“金缕玉衣”是我国重要的黄金文物，所用的金丝最细处仅有，金能制成金丝是利用了其 A．导电性 B．密度大 C．延展性 D．熔点高 2．泱泱中华，历史何其悠久，文明何其博大。下列文物的主要成分属于金属材料的是 A．殷墟甲骨文骨片 B．三星堆玉刀 C．良渚玉镯 D．二里头乳钉纹铜爵 易错点 02 认为一氧化碳还原氧化铁属于置换反应 【错因辨析】 ①不理解实验操作顺序的目的：先熄灯，继续通 CO 至冷却，防止热的铁被空气中氧气重新氧化，同时防止石灰水倒吸炸裂玻璃管。 ②置换反应要求：反应物、生成物都必须是 “一种单质 + 一种化合物”；CO 是化合物，因此该反应不属于置换反应。 ③实验现象只能写感官看到的：红棕色粉末变为黑色；“生成铁” 属于实验结论，不能写进现象。 ④CO 有毒，直接排放污染空气，必须点燃或者收集处理尾气。 ⑤方程式条件是高温，容易误写 “加热 【对点训练】 1．电石的主要成分为碳化钙，遇水会发生化学反应，放出一种可燃性气体X，其反应原理为：，下列说法正确的是 A．碳化钙中碳元素的化合价为价 B．X的化学式为 C．该反应为置换反应 D．电石不可以存放于潮湿的环境中 2．春秋战国时期我国已开始冶铁用铁。常见铁矿石有赤铁矿(主要成分：Fe2O3)和磁铁矿(主要成分：Fe3O4)。下列说法正确的是 A．Fe2O3和Fe3O4都属于氧化物 B．利用CO还原赤铁矿是置换反应 C．赤铁矿和磁铁矿的颜色相同 D．铁元素的质量分数：Fe2O3＞Fe3O4 易错点 03 工业炼铁相关误区 【错因辨析】 ①工业炼铁原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气；石灰石作用是除去矿石中的杂质造渣，容易遗漏。 ②焦炭作用：一是燃烧放热提供高温；二是和CO2反应生成还原剂CO，真正还原氧化铁的是一氧化碳，不是焦炭直接反应。 ③高炉得到的是生铁（含碳 2%~4.3% 的铁合金，混合物），不是纯铁。 【对点训练】 1．高炉炼铁的主要原料有赤铁矿、焦炭、空气、石灰石等，X为一种物质，其主要转化流程如图所示。下列分析正确的是 A．过程①和②中焦炭的作用相同 B．X与二氧化碳的物质类别相同 C．赤铁矿石的主要成分为四氧化三铁 D．生铁与钢的含碳量及性质完全相同 2．某炼铁厂以赤铁矿石、焦炭、空气为主要原料进行高炉炼铁，其核心反应流程如下： 下列关于该流程的说法正确的是 A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4 B．（2）中反应需要吸收热量 C．通过（3）得到的为纯铁 D．流程中只体现焦炭的可燃性 易错点 04 合金概念与性质易错 【错因辨析】 ①合金可以是金属和金属或非金属熔合（如生铁含碳，碳是非金属）。 ②合金是混合物，熔合过程是物理变化，各成分化学性质不变。 ③性能：合金硬度、强度比组分纯金属大，熔点比纯金属低，抗腐蚀性更好（文档原文有印刷笔误，注意纠正）。 ④合金必须是高温熔合形成的均匀混合物；金属氧化物是化合物；表面电镀只是表面覆盖一层金属，不属于合金。 ⑤生铁和钢本质区别：含碳量不同，生铁含碳 2%‑4.3%，钢 0.03%‑2%。 【对点训练】 1．下列实验方案能达到实验目的的是 选项 实验目的 实验方案 A 比较黄铜和铜的硬度 分别加热，观察颜色变化 B 分离铁粉和铜粉混合物 加适量稀硫酸充分反应后过滤 C 除去氮气中的氧气 将混合气体通过灼热的铜网 D 检验蜡烛中是否含有氧元素 在蜡烛的火焰上方罩一只干燥烧杯，观察现象 2．2026年春节联欢晚会吉祥物，分别是名为“骐骥”“骥骥”“驰驰”“骋骋”的四匹骏马。其中，“骐骥”头上佩戴的当卢装饰，设计灵感来源于洛阳出土的一件西周铜当卢，青铜主要含铜、锡。下列说法正确的是 A．青铜的抗腐蚀性强，不会生锈 B．青铜的熔点比纯铜高 C．铜能与稀硫酸发生反应 D．青铜与纯铜相互刻画，纯铜表面留下划痕 易错点 05 金属化学性质、方程式书写易错 【错因辨析】 ①铁发生置换反应（和酸、和盐溶液），只能生成 + 2 价亚铁盐，溶液呈浅绿色：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑，不会生成三价铁。 ②铜金属活动性排在氢后面，不能和稀盐酸、稀硫酸发生置换反应，无气泡。 ③铝化学性质很活泼；常温下和氧气反应，表面生成致密氧化铝薄膜，阻止内部铝继续被氧化，所以耐腐蚀，不是本身不活泼。 【对点训练】 1．字母A、B、C、D表示金属活动性顺序表中常见的四种金属。已知：①、②、③。则以下说法不正确的是 A．上述反应都属于置换反应 B．金属C不可能是铝 C．上述反应能确定A、B、D三种金属的活动性顺序 D．若A、B、C、D分别为铁、镁、铜、银中的一种，则金属B一定为铁 2．下列有关化学知识的应用且化学方程式书写正确的是 A．一氧化碳还原氧化铜CO+CuOCu+CO2↑ B．用稀硫酸除去试管壁上附着的铜Cu+H2SO4=CuSO4+H2↑ C．铁与稀硫酸反应2Fe+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2↑ D．澄清石灰水检验二氧化碳Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O 易错点 06 置换反应判断误区 【错因辨析】 置换反应严格定义:反应物:1种单质+1种化合物；生成物:1种新单质+1种新化合物，通式A+BC=B+AC。 例:Fe2O3+3CO高温2Fe+3CO2生成物有单质铁，但反应物没有单质，不属于置换反应。 【对点训练】 1．下列化学反应属于置换反应的是 A.Fe2O3 +3CO高温2Fe+3CO2 B.Fe + CuS04=FeS04 + Cu C.3Fe+O2点燃Fe3O4 D.CaCO3高温Ca0+CO2↑ 2．判断下列说法正确的是（ ） A．有单质生成的反应一定是置换反应 B．置换反应中一定有元素化合价发生改变 C．一氧化碳还原氧化铁属于置换反应 D．化合反应一定有单质参与反应 易错点 07 铝制品耐腐蚀，误认为铝的化学性质稳定不易反应 【错因辨析】 铝的化学性质十分活泼，常温下就可以和空气中的氧气反应，在铝表面生成一层致密的氧化铝薄膜，这层薄膜隔绝氧气和水，阻止内部铝继续被氧化，所以铝制品抗腐蚀。很多同学把耐腐蚀等同于化学性质稳定，混淆 “易反应生成保护膜” 和 “物质本身不反应” 两个概念，这是高频考点。 【对点训练】 1．下列关于铝制品耐腐蚀的原因说法正确的是（ ） A．铝的化学性质很稳定，很难与其他物质发生反应 B．铝的密度小，所以抗腐蚀性能好 C．常温下铝易与氧气反应，表面生成致密氧化铝薄膜 D．铝不会和酸发生化学反应 2．生活中铝制器皿不易锈蚀，下列做法与解释合理的是（ ） A．可以用钢丝球打磨铝锅，去除表面污渍 B．铝制品耐腐蚀，是因为铝不与空气中氧气反应 C．铝表面氧化膜属于混合物 D．铝制品抗腐蚀，是生成的氧化膜起到保护作用 易错点 08 铁的锈蚀条件及防锈 【错因辨析】 ①铁生锈条件：同时接触氧气（空气）和水，二者缺一不可；铁锈主要成分为（带结晶水）。 ②铁锈是疏松多孔物质，氧气、水能穿过空隙继续向内腐蚀铁，不能保护内部，需要及时除锈。 ③酸性环境、食盐溶液会加快钢铁锈蚀速率。 ④防锈原理：破坏生锈条件，隔绝氧气或者水；防锈三类方法：保持干燥洁净；表面覆盖保护膜；改变内部结构制成合金。 【对点训练】 1.低空飞行器风洞是为测试低空飞行器气动性能而建造的风洞，其承压外壳使用的是专用钢板，气流通道内壁采用不锈钢，部分连接件需进行防锈处理。下列有关说法不正确的是 A．钢属于混合物 B．钢的硬度一般大于纯铁 C．不锈钢永不生锈，无需任何防护 D．在金属表面刷漆可防止金属锈蚀 2．同学们在实验室帮助老师清理实验用品时，发现了表面有污渍的铝片、铜片以及有锈迹的铁片，于是对这三种废旧金属展开了一系列探究活动。 【实验准备】除去金属表面污渍及锈迹 （1）物理方法：用________的方法除去铝片、铜片表面污渍； 活动一：比较硬度 （2）运用所学方法，设计实验比较铁片和铝片的硬度（简明写出实验操作及现象）________，得出铁的硬度大于铝。 活动二：制作书签利用处理后的金属片制作书签，三种金属片依次按照图1所示过程进行操作（石蜡不与所滴加试剂反应）。 在“化学反应显画”的操作中，需沿图案凹槽滴入试剂，通过化学反应显现图案。 （3）滴入的试剂是稀硫酸，则________的金属片表面没有显现图案。 （4）滴入的试剂是________溶液，则三种金属片上均可显现图案。 【交流反思】 （5）（3）、（4）操作中没有验证出Al、Fe的金属活动性顺序，请你设计实验进行验证________（写出一组试剂即可）。 【活动总结】此次活动利用废旧金属制作了书签，还验证了Al、Fe、Cu的金属活动性顺序。 活动三：保护金属 金属的锈蚀带来了损失，保护金属、防止金属锈蚀已成为科学研究和技术领域中的重要课题。同学们以铁生锈为例展开探究。 【提出问题】铁生锈需要哪些条件？ 【进行实验】取处理后的铁片，按图2所示进行实验。 【实验现象】 （6）放置一周后，可观察到________。 【实验结论】得出铁生锈的条件并建构了铁生锈条件的认知模型，如图3所示。 【交流表达】 （7）防止铁质书签生锈的方法是________（写一种即可）。 （8）保护金属资源除防止金属锈蚀外，请你再提出一条合理化建议________。 【拓展延伸】 (9)金属的锈蚀会造成损失，但利用其原理也会为人类服务，如食品包装袋中的脱氧剂（主要成分为铁粉），就是利用铁生锈的原理对食品进行保鲜。由此，对你的启示是________。 易错点 09 回收废金属意义 【错因辨析】 易错描述：回收废金属只是节约钱。 2. 错因分析：三点意义：①节约金属矿产资源；②节约冶炼消耗的能源；③减少冶炼带来的环境污染。 【对点训练】 1．下列有关金属及合金的说法错误的是 A．生铁和钢是常见的铁合金 B．合金的硬度一般比组成它的纯金属大 C．铝制品耐腐蚀是由于铝的化学性质不活泼 D．回收利用废旧金属是保护金属资源的有效途径之一 2．“金属保护一小步，资源节约一大步”。下列保护金属资源的做法不正确的是 A．大力开采矿物以保障金属材料的供应 B．用特种塑料代替金属制造机器的零部件 C．生锈的钢铁回收利用 D．在金属表面刷漆、涂油等进行防锈 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第六章 金属资源综合利用 第一节 金属矿物及铁的冶炼 一、常见的金属矿物 1.金属来自地壳中天然存在的矿物。主要有两种形态: （1）单质形态:少数化学性质很不活泼的金属，以单质形态存在，如金、银、铂等。 （2）化合物形态:绝大多数金属都是以化合物形态存在于矿物之中，铁的矿物主要有赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿和黄铁矿等。铜的矿物主要有黄铜矿、辉铜矿和孔雀石等。铝的矿物主要有铝土矿和明矾石等。 2.金属在地壳中的含量:地壳中所占的质量分数最高的金属是铝，其次是铁。 二、几种常见的金属矿物 类型 名称 主要成分的化学式 类型 名称 主要成分的化学式 铁的矿物 赤铁矿 Fe2O3 铜的矿物 黄铜矿 CuFeS2 磁铁矿 Fe3O4 辉铜矿 Cu2S 菱铁矿 FeCO3 孔雀石 Cu2(OH)2CO3 黄铁矿 FeS2 铝的矿物 铝土矿 Al(OH)3 褐铁矿 Fe2O3·xH2O 明矾石 KAl3(SO4)2(OH)6 3、 实验室冶炼铁化学原理 一氧化碳还原氧化铁 （1） 实验装置： （2） 实验现象：红棕色粉末逐渐变成黑色，澄清石灰水变浑浊，点燃尾气，燃烧产生蓝色火焰。 （3） 有关化学方程式： ①酒精喷灯处：Fe2O3＋3CO 高温 2Fe＋3CO2 ②试管中：CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O ③点燃处理尾气：2CO＋O2 点燃 2CO2 （4） 注意事项： ①实验时先通入一氧化碳气体，目的是排出装置内的空气，防止一氧化碳中混有空气，加热时发生爆炸。 ②红棕色粉末完全变黑后，应先撤走酒精喷灯，继续通一氧化碳到装置冷却，目的是防止生成的热的铁被空气中的氧气氧化，也能防止试管中的澄清石灰水倒吸导致玻璃管炸裂。 4、 工业炼铁 （1） 主要设备：高炉。 （2） 原料：铁矿石、焦炭、石灰石和空气。 （3） 主要原理： ①从高炉下方通入热空气，焦炭燃烧：C＋O2 高温 CO2 ②生成的二氧化碳与焦炭在高温下反应生成一氧化碳气体：C+CO2 高温 2CO ③一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁：Fe2O3＋3CO 高温 2Fe＋3CO2 （4） 产品：生铁。 5、 金属的冶炼方法 许多金属(如锰、锌、铁、镍和铅等)的冶炼，是把它们的矿物跟焦炭或氢气、一氧化碳等物质一起加热反应。 电解法制金属:2Al203通电4Al + 302↑ 通常把金属(如铁)跟氧结合生成金属氧化物(如氧化铁)的过程称为金属的氧化 金属氧化物跟焦炭、氢气或一氧化碳等物质反应，失去氧转化为金属的过程称为金属氧化物的还原 第2节 金属的性质和应用 一、金属的物理性质和用途 （1）物理共性 ①常温下大多数金属为固体。 ②有金属光泽，大多数金属呈银白色。 ③具有良好的导热性、导电性、延展性。 ④熔沸点一般较高。 （2） 物理特性 ①铜为紫红色，金为黄色。 ②铁、钴、镍三种金属可以被磁体吸引，而其他金属不具有这一特点。 ③不同金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等物理性质也存在一定的差异。 金属 物理性质 用途 铁 导热性 做炊具 铜、铝 导电性 作导线 金 有金属光泽 做饰品 铝 有延展性 包装香烟、糖果等的金属箔 2、 金属的化学性质 （1） 金属与氧气反应 实验内容 实验现象 化学方程式 镁条在空气中点燃 剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出热量，生成白色固体，伴有白烟 2Mg＋O2 点燃 2MgO 铝片（或铝丝）在空气中加热 铝片受热后熔化但不滴落，表面变暗 4Al+3O2 ∆ 2Al2O3 铁片（或铁丝）在氧气中点燃 剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体 3Fe＋2O2 点燃 Fe3O4 铜片（或铜丝）在空气中加热 表面由紫红色变为黑色 2Cu+O2 ∆ 2CuO （2） 金属与酸的反应 金属 实验现象 化学方程式 稀硫酸 稀盐酸 稀硫酸 稀盐酸 锌 金属表面产生气泡很快 Zn＋H2SO4==FeSO4＋H2↑ Zn＋2HCl==ZnCl2＋H2 ↑ 铁 产生气泡较慢，溶液由无色变为浅绿色 Fe＋H2SO4==FeSO4＋H2↑ Fe+2HCl==FeCl2+H2↑ 铜 无现象 — — （3） 金属与金属化合物溶液的反应 实验内容 实验现象 化学方程式 铁丝浸入硫酸铜溶液中 铁丝表面覆盖一层紫红色物质，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色 Fe＋CuSO4==FeSO4＋Cu 三、置换反应 （1）定义：由一种单质和一种化合物作用生成另一种单质和另一种化合物，这样的反应叫做置换反应。 （2）通式：A+ BC = B+ AC。 四、合金及其应用 1.概念:在纯金属中加热熔合某些金属或非金属制得具有金属特征的合金。 合金是混合物 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。 合金中各成分的化学性质不变。 2.性能:合金和组成它们的纯金属相比，硬度和强度一般更低，熔点一般更大，抗腐蚀性更好。 生铁和钢 生铁 钢 含碳量 2% ~ 4.3% 0.03% ~ 2% 性能 坚硬、韧性差 较硬，有韧性、良好的延展性和弹性，机械性能好 机械加工 可铸造，不可锻、轧 可铸造，也可锻、轧 用途 炒菜用的铁锅、暖气片等 制造机械、交通工具和武器等 第3节 金属防护和废金属回收 1、 钢铁的锈蚀及防护 试管 ① ② ③ ④ ⑤ 实验操作 在试管①中加入少量干燥剂，再放一团干棉球，把铁钉放在干棉球上，塞紧橡皮塞 在试管②中注满煮沸后迅速冷却的蒸馏水，使铁钉完全浸没，塞紧橡皮塞 在试管③中加入少量蒸馏水，使铁钉的一部分浸没在水中 在试管④中加入稀硫酸或醋酸溶液，浸没铁钉后，倒去溶液 在试管⑤中加入少量氯化钠溶液，使铁钉的一部分浸没在溶液中 实验现象 立即观察 无现象 无现象 无现象 有大量无色气泡产生 无现象 1天后 无现象 无现象 无现象 铁钉表面开始生锈 铁钉表面开始生锈 3天后 无现象 无现象 无现象 生锈 生锈 7天后 无现象 无现象 铁钉表面开始生锈 锈蚀严重 锈蚀严重 二、铁发生锈蚀的主要因素 （1） 铁跟水和氧气（或空气）接触。 （2） 在酸溶液或氯化钠溶液环境中，会加快铁锈蚀的速率。 （3）铁锈（主要成分为Fe2O3·xH2O）是一种疏松多孔的物质，成分复杂，空气中的氧气和水分能穿过铁锈的空隙，不断向内层渗透，持续与铁反应，直至铁被完全锈蚀。 三、金属的保护 1.钢铁防锈原理：破坏钢铁锈蚀的条件，使铁制品隔绝空气或隔绝水。 2.钢铁防锈的方法 ①保持铁制品表面洁净干燥。 ②在钢铁表面覆盖保护膜：喷漆、涂油、镀一层金属（镀锌、镀铬等）、在钢铁制品表面烧涂搪瓷等。 ③改变内部结构，制成合金。 3.回收利用废金属的意义 （1） 节约金属矿石等金属资源。 （2） 节约能源。 （3） 减少环境污染。 易错点 01 金属的共性和特性 【错因辨析】 1.易错描述 ①全部金属都是银白色固体； ②所有金属都能被磁铁吸引。 2. 错因分析 铜为紫红色，金是黄色；铁钴镍三种金属可以被磁铁吸引，其余金属不行。 【对点训练】 1．河南博物院的藏品“金缕玉衣”是我国重要的黄金文物，所用的金丝最细处仅有，金能制成金丝是利用了其 A．导电性 B．密度大 C．延展性 D．熔点高 【答案】C 【解析】A、导电性主要与金能否传导电流相关，制成金丝与传导电流没有直接关系，故A选项错误； B、密度大与金制成金丝这一现象无关，故B选项错误； C、金能制成金丝，正是利用了金具有良好的延展性，可以被拉成很细的丝，故C选项正确； D、熔点高与金能否制成细丝没有关联，故D选项错误； 故选：C。 2．泱泱中华，历史何其悠久，文明何其博大。下列文物的主要成分属于金属材料的是 A．殷墟甲骨文骨片 B．三星堆玉刀 C．良渚玉镯 D．二里头乳钉纹铜爵 【答案】D 【解析】A、殷墟甲骨文骨片的主要成分是动物骨头，不属于金属材料，故选项错误； B、三星堆玉刀的主要成分是玉石，不属于金属材料，故选项错误； C、良渚玉镯的主要成分是玉石，不属于金属材料，故选项错误； D、二里头乳钉纹铜爵的主要成分是青铜，青铜属于金属材料，故选项正确。 故选：D。 易错点 02 认为一氧化碳还原氧化铁属于置换反应 【错因辨析】 ①不理解实验操作顺序的目的：先熄灯，继续通 CO 至冷却，防止热的铁被空气中氧气重新氧化，同时防止石灰水倒吸炸裂玻璃管。 ②置换反应要求：反应物、生成物都必须是 “一种单质 + 一种化合物”；CO 是化合物，因此该反应不属于置换反应。 ③实验现象只能写感官看到的：红棕色粉末变为黑色；“生成铁” 属于实验结论，不能写进现象。 ④CO 有毒，直接排放污染空气，必须点燃或者收集处理尾气。 ⑤方程式条件是高温，容易误写 “加热 【对点训练】 1．电石的主要成分为碳化钙，遇水会发生化学反应，放出一种可燃性气体X，其反应原理为：，下列说法正确的是 A．碳化钙中碳元素的化合价为价 B．X的化学式为 C．该反应为置换反应 D．电石不可以存放于潮湿的环境中 【答案】D 【解析】A.化合物中正负化合价代数和为0，中为+2价，设C的化合价为，则：，解得，因此碳元素化合价为-1价，A错误。 B.根据质量守恒定律，反应前后原子种类、数目不变。反应前总原子数：1个、2个、4个、2个；反应后中已有1个、2个、2个，因此含2个、2个，化学式为，且无可燃性，与题干“可燃性气体X”矛盾，B错误。 C.置换反应的定义是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，该反应的反应物、生成物均为化合物，不属于置换反应，C错误。 D.电石遇水会发生化学反应变质，因此不能存放于潮湿环境，D正确。 2．春秋战国时期我国已开始冶铁用铁。常见铁矿石有赤铁矿(主要成分：Fe2O3)和磁铁矿(主要成分：Fe3O4)。下列说法正确的是 A．Fe2O3和Fe3O4都属于氧化物 B．利用CO还原赤铁矿是置换反应 C．赤铁矿和磁铁矿的颜色相同 D．铁元素的质量分数：Fe2O3＞Fe3O4 【答案】A 【解析】A.氧化物的定义是由两种元素组成、且其中一种为氧元素的化合物，和都仅由铁、氧两种元素组成，属于氧化物，正确； B.置换反应要求反应物和生成物均为“一种单质+一种化合物”，CO还原赤铁矿的反应为，反应物都是化合物，不属于置换反应，错误； C.赤铁矿为红棕色，磁铁矿为黑色，二者颜色不同，错误； D.计算铁元素质量分数： 中 中 因此铁元素质量分数，错误； 易错点 03 工业炼铁相关误区 【错因辨析】 ①工业炼铁原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气；石灰石作用是除去矿石中的杂质造渣，容易遗漏。 ②焦炭作用：一是燃烧放热提供高温；二是和CO2反应生成还原剂CO，真正还原氧化铁的是一氧化碳，不是焦炭直接反应。 ③高炉得到的是生铁（含碳 2%~4.3% 的铁合金，混合物），不是纯铁。 【对点训练】 1．高炉炼铁的主要原料有赤铁矿、焦炭、空气、石灰石等，X为一种物质，其主要转化流程如图所示。下列分析正确的是 A．过程①和②中焦炭的作用相同 B．X与二氧化碳的物质类别相同 C．赤铁矿石的主要成分为四氧化三铁 D．生铁与钢的含碳量及性质完全相同 【答案】B 【分析】过程①焦炭与空气中的氧气高温反应：；过程②二氧化碳与焦炭高温反应：，因此X为；过程③为CO还原赤铁矿炼铁：。 【解析】A.过程①中焦炭燃烧放热，为炼铁提供高温环境；过程②中焦炭作还原剂，与CO₂反应制取炼铁的还原剂CO，二者作用不同。 B.X是CO，和CO₂都属于氧化物，物质类别相同。 C.赤铁矿的主要成分为，是磁铁矿的主要成分。 D.生铁含碳量为2%~4.3%，钢的含碳量为0.03%~2%，二者含碳量不同，性质差异较大（如生铁质硬而脆，钢韧性好）。 2．某炼铁厂以赤铁矿石、焦炭、空气为主要原料进行高炉炼铁，其核心反应流程如下： 下列关于该流程的说法正确的是 A．赤铁矿的主要成分是Fe3O4 B．（2）中反应需要吸收热量 C．通过（3）得到的为纯铁 D．流程中只体现焦炭的可燃性 【答案】B 【解析】A.赤铁矿的主要成分是，是磁铁矿的主要成分，错误。 B.反应（2）的化学方程式为，该反应属于吸热反应，反应过程需要吸收热量，正确。 C.反应（3）高炉炼铁得到的产物是生铁，属于含有碳等杂质的铁合金，不是纯铁，错误。 D.焦炭在反应（1）中燃烧放出热量，体现可燃性；在反应（2）中还原生成，体现还原性，并非只体现可燃性，错误。 易错点 04 合金概念与性质易错 【错因辨析】 ①合金可以是金属和金属或非金属熔合（如生铁含碳，碳是非金属）。 ②合金是混合物，熔合过程是物理变化，各成分化学性质不变。 ③性能：合金硬度、强度比组分纯金属大，熔点比纯金属低，抗腐蚀性更好（文档原文有印刷笔误，注意纠正）。 ④合金必须是高温熔合形成的均匀混合物；金属氧化物是化合物；表面电镀只是表面覆盖一层金属，不属于合金。 ⑤生铁和钢本质区别：含碳量不同，生铁含碳 2%‑4.3%，钢 0.03%‑2%。 【对点训练】 1．下列实验方案能达到实验目的的是 选项 实验目的 实验方案 A 比较黄铜和铜的硬度 分别加热，观察颜色变化 B 分离铁粉和铜粉混合物 加适量稀硫酸充分反应后过滤 C 除去氮气中的氧气 将混合气体通过灼热的铜网 D 检验蜡烛中是否含有氧元素 在蜡烛的火焰上方罩一只干燥烧杯，观察现象 【答案】C 【解析】A.加热不能比较黄铜和铜的硬度，比较黄铜和铜的硬度，可将黄铜片和铜片相互刻划，错误； B.加稀硫酸反应，铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，铜与稀硫酸不反应，过滤，可得到铜粉，铁被转化为了硫酸亚铁溶液，不能得到铁粉，错误； C.氧气与铜反应被除去，氮气不反应，能达到目的，正确； D.在蜡烛的火焰上方罩一只干燥烧杯，烧杯内壁有水雾出现，说明蜡烛燃烧生成了水，根据质量守恒定律， 化学反应前后元素的种类不变，水由H、O元素组成，反应物氧气由氧元素组成，则蜡烛中一定含氢元素，不能验证蜡烛中是否含有氧元素，错误。 2．2026年春节联欢晚会吉祥物，分别是名为“骐骥”“骥骥”“驰驰”“骋骋”的四匹骏马。其中，“骐骥”头上佩戴的当卢装饰，设计灵感来源于洛阳出土的一件西周铜当卢，青铜主要含铜、锡。下列说法正确的是 A．青铜的抗腐蚀性强，不会生锈 B．青铜的熔点比纯铜高 C．铜能与稀硫酸发生反应 D．青铜与纯铜相互刻画，纯铜表面留下划痕 【答案】D 【解析】A.青铜抗腐蚀性优于纯铜，但仍可生锈（铜锈主要成分为碱式碳酸铜），表述错误。 B.合金的熔点一般低于其组成的纯金属，因此青铜熔点比纯铜低，表述错误。 C.金属活动性顺序中铜排在氢之后，不能与稀硫酸发生置换反应，表述错误。 D.合金的硬度一般大于其组成的纯金属，青铜硬度大于纯铜，二者相互刻画时纯铜表面会留下划痕，表述正确。 易错点 05 金属化学性质、方程式书写易错 【错因辨析】 ①铁发生置换反应（和酸、和盐溶液），只能生成 + 2 价亚铁盐，溶液呈浅绿色：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑，不会生成三价铁。 ②铜金属活动性排在氢后面，不能和稀盐酸、稀硫酸发生置换反应，无气泡。 ③铝化学性质很活泼；常温下和氧气反应，表面生成致密氧化铝薄膜，阻止内部铝继续被氧化，所以耐腐蚀，不是本身不活泼。 【对点训练】 1．字母A、B、C、D表示金属活动性顺序表中常见的四种金属。已知：①、②、③。则以下说法不正确的是 A．上述反应都属于置换反应 B．金属C不可能是铝 C．上述反应能确定A、B、D三种金属的活动性顺序 D．若A、B、C、D分别为铁、镁、铜、银中的一种，则金属B一定为铁 【答案】D 【分析】解题核心依据：金属活动性顺序中，排在前面的金属能置换出后面金属的盐溶液中的金属，氢前金属可与稀硫酸反应生成氢气；置换反应是单质与化合物反应生成新单质和新化合物的反应。 【解析】A.三个反应均符合“单质+化合物→新单质+新化合物”的特征，都属于置换反应，表述正确。 B.反应②中C的硫酸盐为，说明C在化合物中显+2价，而铝的硫酸盐为，铝显+3价，因此C不可能是铝，表述正确。 C.由反应①得活动性，由反应③得活动性，可确定，表述正确。 D.C能与稀硫酸反应，说明C是氢前金属（镁或铁）：若C为铁，则A为镁、B为铜、D为银，也符合三个反应规律，此时B不是铁，因此“金属B一定为铁”的表述错误。 2．下列有关化学知识的应用且化学方程式书写正确的是 A．一氧化碳还原氧化铜CO+CuOCu+CO2↑ B．用稀硫酸除去试管壁上附着的铜Cu+H2SO4=CuSO4+H2↑ C．铁与稀硫酸反应2Fe+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2↑ D．澄清石灰水检验二氧化碳Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O 【答案】D 【解析】A. 一氧化碳能与氧化铜在加热的条件下反应生成铜和二氧化碳，该反应的化学方程式为：，题干化学方程式的错误是：无需标注气体符号，不符合要求； B. 在金属活动性顺序里，铜排在氢后，铜与稀硫酸不反应，不符合要求； C. 铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，化学方程式为：，生成物是硫酸亚铁，不是硫酸铁，不符合要求； D. 二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，故可用澄清石灰水检验二氧化碳，化学方程式正确，符合要求。 易错点 06 置换反应判断误区 【错因辨析】 置换反应严格定义:反应物:1种单质+1种化合物；生成物:1种新单质+1种新化合物，通式A+BC=B+AC。 例:Fe2O3+3CO高温2Fe+3CO2生成物有单质铁，但反应物没有单质，不属于置换反应。 【对点训练】 1．下列化学反应属于置换反应的是 A.Fe2O3 +3CO高温2Fe+3CO2 B.Fe + CuS04=FeS04 + Cu C.3Fe+O2点燃Fe3O4 D.CaCO3高温Ca0+CO2↑ 【答案】B 【解析】置换反应要求反应物是一种单质和一种化合物，生成物是另一种单质和另一种化合物。 A 选项，生成物有单质铁，但反应物中没有单质，不属于置换反应； B 选项，反应物Fe（单质）、CuSO4（化合物），生成物Cu（单质）、FeSO4（化合物），符合置换反应通式； C 是 “多变一”，属于化合反应； D 是 “一变多”，属于分解反应。 2．判断下列说法正确的是（ ） A．有单质生成的反应一定是置换反应 B．置换反应中一定有元素化合价发生改变 C．一氧化碳还原氧化铁属于置换反应 D．化合反应一定有单质参与反应 【答案】B 【解析】A. 错误，有单质生成不一定是置换反应，例如高锰酸钾分解制氧气，有单质生成，属于分解反应； B .正确，置换反应有单质参与和生成，单质中元素化合价为 0，反应后变成化合物中元素化合价，化合价一定改变； C. 错误，CO是化合物，反应物无单质，该反应不属于置换反应； D. 错误，化合反应只要求 “多变一”，不一定需要单质参加，如二氧化碳和水生成碳酸。 易错点 07 铝制品耐腐蚀，误认为铝的化学性质稳定不易反应 【错因辨析】 铝的化学性质十分活泼，常温下就可以和空气中的氧气反应，在铝表面生成一层致密的氧化铝薄膜，这层薄膜隔绝氧气和水，阻止内部铝继续被氧化，所以铝制品抗腐蚀。很多同学把耐腐蚀等同于化学性质稳定，混淆 “易反应生成保护膜” 和 “物质本身不反应” 两个概念，这是高频考点。 【对点训练】 1．下列关于铝制品耐腐蚀的原因说法正确的是（ ） A．铝的化学性质很稳定，很难与其他物质发生反应 B．铝的密度小，所以抗腐蚀性能好 C．常温下铝易与氧气反应，表面生成致密氧化铝薄膜 D．铝不会和酸发生化学反应 【答案】C 【解析】 铝化学性质活泼，并不是性质稳定，A 错误；铝抗腐蚀和密度无关，B 错误；常温下铝和氧气反应生成致密的氧化铝保护膜，隔绝氧气和水，阻止内部铝继续被氧化，C 正确；铝可以和稀盐酸、稀硫酸发生反应，D 错误。 2．生活中铝制器皿不易锈蚀，下列做法与解释合理的是（ ） A．可以用钢丝球打磨铝锅，去除表面污渍 B．铝制品耐腐蚀，是因为铝不与空气中氧气反应 C．铝表面氧化膜属于混合物 D．铝制品抗腐蚀，是生成的氧化膜起到保护作用 【答案】D 【解析】不能用钢丝球打磨铝锅，会破坏表面致密的氧化铝保护膜，加速铝的腐蚀，A 错误；铝常温下极易和氧气反应，B 错误；氧化铝Al2O3是纯净物，C 错误；铝和氧气反应生成致密氧化铝薄膜，隔绝空气和水，保护内部金属，D 正确。 易错点 08 铁的锈蚀条件及防锈 【错因辨析】 ①铁生锈条件：同时接触氧气（空气）和水，二者缺一不可；铁锈主要成分为（带结晶水）。 ②铁锈是疏松多孔物质，氧气、水能穿过空隙继续向内腐蚀铁，不能保护内部，需要及时除锈。 ③酸性环境、食盐溶液会加快钢铁锈蚀速率。 ④防锈原理：破坏生锈条件，隔绝氧气或者水；防锈三类方法：保持干燥洁净；表面覆盖保护膜；改变内部结构制成合金。 【对点训练】 1.低空飞行器风洞是为测试低空飞行器气动性能而建造的风洞，其承压外壳使用的是专用钢板，气流通道内壁采用不锈钢，部分连接件需进行防锈处理。下列有关说法不正确的是 A．钢属于混合物 B．钢的硬度一般大于纯铁 C．不锈钢永不生锈，无需任何防护 D．在金属表面刷漆可防止金属锈蚀 【答案】C 【解析】A.钢是由铁、碳等物质组成的合金，属于混合物，正确； B.合金的硬度通常高于其组成的纯金属，钢作为铁的合金，硬度大于纯铁，正确； C.不锈钢的抗腐蚀性比普通钢材优异，但并非永不生锈，在强腐蚀环境下仍可能被锈蚀，需要适当防护，错误； D.在金属表面刷漆可以隔绝氧气和水，能够防止金属锈蚀，正确。 2．同学们在实验室帮助老师清理实验用品时，发现了表面有污渍的铝片、铜片以及有锈迹的铁片，于是对这三种废旧金属展开了一系列探究活动。 【实验准备】除去金属表面污渍及锈迹 （1）物理方法：用________的方法除去铝片、铜片表面污渍； 活动一：比较硬度 （2）运用所学方法，设计实验比较铁片和铝片的硬度（简明写出实验操作及现象）________，得出铁的硬度大于铝。 活动二：制作书签利用处理后的金属片制作书签，三种金属片依次按照图1所示过程进行操作（石蜡不与所滴加试剂反应）。 在“化学反应显画”的操作中，需沿图案凹槽滴入试剂，通过化学反应显现图案。 （3）滴入的试剂是稀硫酸，则________的金属片表面没有显现图案。 （4）滴入的试剂是________溶液，则三种金属片上均可显现图案。 【交流反思】 （5）（3）、（4）操作中没有验证出Al、Fe的金属活动性顺序，请你设计实验进行验证________（写出一组试剂即可）。 【活动总结】此次活动利用废旧金属制作了书签，还验证了Al、Fe、Cu的金属活动性顺序。 活动三：保护金属 金属的锈蚀带来了损失，保护金属、防止金属锈蚀已成为科学研究和技术领域中的重要课题。同学们以铁生锈为例展开探究。 【提出问题】铁生锈需要哪些条件？ 【进行实验】取处理后的铁片，按图2所示进行实验。 【实验现象】 （6）放置一周后，可观察到________。 【实验结论】得出铁生锈的条件并建构了铁生锈条件的认知模型，如图3所示。 【交流表达】 （7）防止铁质书签生锈的方法是________（写一种即可）。 （8）保护金属资源除防止金属锈蚀外，请你再提出一条合理化建议________。 【拓展延伸】 (9)金属的锈蚀会造成损失，但利用其原理也会为人类服务，如食品包装袋中的脱氧剂（主要成分为铁粉），就是利用铁生锈的原理对食品进行保鲜。由此，对你的启示是________。 【答案】（1）砂纸打磨 （2）将铁片和铝片相互刻画，铝片表面留下更明显的划痕 （3）铜 （4）硝酸银（合理即可） （5）铝片、硫酸亚铁溶液（或铁片、氯化铝溶液，合理即可） （6）①中铁片生锈，②、③中铁片无明显锈迹 （7）保持干燥（或刷漆，合理即可） （8）回收利用废旧金属（或合理开采金属矿物、寻找金属代用品，合理即可） (9)事物具有两面性，合理利用化学反应可以造福人类（合理即可） 【解析】（1）除金属表面污渍的物理方法，就是通过砂纸打磨去除，不涉及化学变化，符合要求。 （2）比较硬度的常用方法是相互刻画：硬度更大的金属能在硬度更小的金属表面划出更深划痕，该操作符合结论“铁硬度大于铝”。 （3）金属活动性顺序中铜排在氢后，不能和稀硫酸反应，只有铝、铁能和稀硫酸反应，因此铜片无法通过反应显现图案。 （4）金属活动性顺序：Al＞Fe＞Cu＞Ag，铝、铁、铜三种金属都可以和硝酸银发生置换反应，因此滴入硝酸银溶液后，三种金属都能通过反应显现图案。 （5）验证铝、铁活动性，可利用“活动性强的金属能置换出盐溶液中活动性弱的金属”的规律，答案给出的试剂组均可验证。 （6）铁生锈需要同时接触水和氧气：①中铁片同时接触水和氧气，会生锈；②中植物油隔绝氧气、③中干燥剂吸收水，都不满足生锈条件，因此不生锈。 （7）铁生锈需要同时接触水和氧气，破坏任意一个生锈条件即可防锈，保持干燥、刷漆等方法均可隔绝水或氧气，能够防止铁质书签生锈，答案表述合理即可。 （8）保护金属资源的常见途径，除防锈外，给出的答案均可。 （9）铁生锈原本会造成金属损耗，但可以利用其原理制作脱氧剂，说明任何事物/化学反应都有两面性，合理利用就能造福人类，合理表述即可。 易错点 09 回收废金属意义 【错因辨析】 易错描述：回收废金属只是节约钱。 2. 错因分析：三点意义：①节约金属矿产资源；②节约冶炼消耗的能源；③减少冶炼带来的环境污染。 【对点训练】 1．下列有关金属及合金的说法错误的是 A．生铁和钢是常见的铁合金 B．合金的硬度一般比组成它的纯金属大 C．铝制品耐腐蚀是由于铝的化学性质不活泼 D．回收利用废旧金属是保护金属资源的有效途径之一 【答案】C 【解析】A.生铁（含碳量）和钢（含碳量）是最常见的铁碳合金，表述正确。 B.合金的普遍特性是硬度高于组成它的纯金属、熔点低于组成它的纯金属，表述正确。 C.铝属于化学性质活泼的金属，常温下即可和空气中的氧气反应，在表面生成一层致密的氧化铝薄膜，阻挡内部铝继续被氧化，因此铝制品耐腐蚀，不是因为铝化学性质不活泼，表述错误。 D.回收废旧金属、合理开采金属矿物、开发金属代用品都是保护金属资源的有效途径，表述正确。 2．“金属保护一小步，资源节约一大步”。下列保护金属资源的做法不正确的是 A．大力开采矿物以保障金属材料的供应 B．用特种塑料代替金属制造机器的零部件 C．生锈的钢铁回收利用 D．在金属表面刷漆、涂油等进行防锈 【答案】A 【解析】A．矿物资源有限，大力开采会导致资源浪费和环境破坏，故选项做法不正确。 B．用特种塑料等替代金属制造零部件，可以减少金属消耗，有利于保护金属资源，故选项做法正确。 C．生锈的钢铁回收利用，能节约金属资源，故选项做法正确。 D．在金属表面刷漆、涂油可隔绝氧气和水，避免金属锈蚀，减少金属损耗，故选项做法正确。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $