金属资源的利用和保护-2023学年九年级化学下册（人教版）

8.3金属资源的利用和保护

考点精讲

【知识点一】金属资源的利用金属的冶炼

1.金属在自然界的存在

(1)金属在自然界的存在

地球上的金属资源广泛地存在于地壳和浩瀚的海洋中。除少数很不活泼的金属如金、银等有单质形式

存在外，其余都以化合物的形式存在。

(2)金属在地壳中的含量

金属在地壳中含量的顺序是：铝、铁、钙、钠、钾、镁、锌、铜、银、金。

(3)常见的金属矿石

金属矿石名称赤铁矿磁铁矿菱铁矿铝土矿黄铜矿辉铜矿

主要成分

FezOsFesO4FeCO3A12O3CuFeS2Cu2s

2.铁的冶炼

(1)一氧化碳还原氧化铁实验

高］日

①实验原理：Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2

②实验装置

澄石

清灰

的水

③实验步骤

a.检查装置气密性;

b.转入药品并固定装置;

c.通入CO并点燃酒精灯;

d.排尽装置内的空气后，点燃酒精喷灯给氧化铁加热;

e.当玻璃管内的红棕色粉末变为黑色时，停止加热；

f.等装置冷却后，停止通CO,熄灭酒精灯。

④实验现象

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。

⑤有关的化学方程式

硬质玻璃管中：Fe2O3+3CO=2Fe+3CO20

试管中：Ca(OH)2+CO2=CaCO3；+H2OO

尾气处理：2co+。2壁2co2。

(2)工业炼铁

①炼铁的原理

在高温下，一氧化碳还原铁的氧化物(氧化铁、四氧化三铁)。

②原料及作用

a.铁矿石：提供原料。

b.焦炭：燃烧提供热量、产生还原剂一氧化碳。

c.石灰石：可将矿石中二氧化硅转变为炉渣。

③设备：高炉。

铁矿行、焦炭和石灰行

高炉气体j高炉'(体

/3CO+Fe2O3=\

/2Fc+3CO;\

/开始七成生铁\

形成炉渣

1CQM型2co)

进C+O>=CO./

热’°斗二璃二一，摘”

出帙11」锹「

工？【典型例题】

|我国有着悠久的钢铁冶炼史，《天工开物》中记载的“炒钢法”如图1,该方

法的生产过程可用图2表示。

［气潮7灰

铁矿石、煤至*1炼铁炉~卜|方塘产雪钢

图2

资料：①潮泥灰主要成分是石灰石。②铁的熔点是1535℃。

根据图文回答下列问题。

(1)常见的铁矿石有赤铁矿和(写一种)。

(2)不断鼓入空气的目的是0

(3)炼铁炉中生成铁的化学方程式为。

⑷撒入潮泥灰主要作用是0不断翻炒液态生铁，是为了降低元素的含量。

(5)钢的性能优良，如钢的熔点比纯铁,易于加工。

【答案】

(1)磁铁矿(或菱铁矿)

(2)提高炉温

高温高温

(3)3co+Fe2Ch==2Fe+3co2(或4CO+Fe3O4=3Fe+4CO2)

(4)除杂碳##C

(5)低

【解析】(1)常见的铁矿石有赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿；

(2)不断鼓入空气的目的是为燃烧提供充足的氧气，使燃烧更加充分，为反应提供更高的温度；

(3)赤铁矿的主要成分为氧化铁，磁铁矿的主要成分为四氧化三铁，氧化铁与一氧化碳在高温下反应生成

铁与二氧化碳，化学反应方程式为：3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2;四氧化三铁与一氧化碳在高温下反应生成

铁与二氧化碳，化学反应方程式为：4CO+Fe3O4=3Fe+4CO

(4)潮泥灰的主要成分是碳酸钙，碳酸钙在炼铁过程中的主要作用是吸收反应中产生的杂质，产生炉渣，

故撒入潮泥灰达到除杂的目的；铁的熔点是1535℃,则液态的生铁为温度很高，不断翻炒液态生铁，是

为了让生铁中的碳与氧气接触燃烧，以达到降低碳元素含量的目的；

(5)钢是铁与碳等物质形成的合金，合金的熔点比其中组成中的纯金属熔点低，故钢的熔点比纯铁熔点

低。

哈【举一反三】

1.(2022年四川省达州市中考)钢铁是应用最普遍的金属材料，也是最容易发生锈蚀的金属材料之一、

人类为金属的锈蚀付出了巨大的代价，所以金属的防腐和废旧金属的回收有着十分重要的意义。

(1)工业上用赤铁矿(主要成分Fe2O3)炼铁的原理：(用化学方程式表示)。

(2)钢铁生锈是铁与空气中发生化学反应的结果。

(3)处理某废旧金属后的溶液中含有Cu(NO3)2和AgNCh两种溶质，为回收其中的金属，向该溶液中加入

一定量的铁粉，充分反应后过滤，再向滤渣中加入稀盐酸，无气泡产生。则滤液中一定含有的金属离子

是;滤渣中可能含有o

【答案】

⑴3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2

(2)水、氧气

⑶Fe2+##亚铁离子Cu##铜

【解析】

高沪

(1)工业上用赤铁矿和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2

(2)钢铁容易在潮湿的空气中生锈，是铁与空气中水、氧气共同作用的结果。

(3)金属的活动性：铁大于氢大于铜大于银，铁先和硝酸银反应产生银和硝酸亚铁，铁剩余才和硝酸铜反

应产生铜和硝酸亚铁；在滤渣中加入盐酸无气泡产生，则没有铁，铁不过量，铁一定和硝酸银反应，铁

可能和硝酸铜反应，则滤液中一定含有亚铁离子，滤渣中一定有银，可能有铜。

2.(2022年四川省南充市中考)日常生活用品很多是由金属材料制成的。

(1)三星堆出土的文物使用了贴金技艺，贴金技艺利用了金具有良好的性，将锤成极薄的薄

片。

(2)铝的化学性质很活泼，通常铝制品却很耐腐蚀，原因是(用化学方程式表示)。

(3)春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器。古法炼铁的原理包含一氧化碳与氧化铁在高温下反应,

反应的化学方程式是

(4)将一定质量的锌粒投入到含有CuSO4和FeSCU的混合溶液中，充分反应后过滤，若滤液中只含有一种

溶质，则滤渣中一定含有

【答案】

(1)延展

(2).4A1+3O2=2Al2O3

(3)3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2

(4)Fe、Cu(铁、铜)

【解析】

(1)将锤成极薄的薄片，利用了金具有良好的延展性;

(2)铝的化学性质很活泼，但通常铝制品却很耐腐蚀，其原因是常温下铝易与空气中的氧气反应生成致密

的氧化铝保护膜，从而阻止了内部的铝进一步氧化，其反应的化学方程式为：.4A1+3O2=2A12O3；

(3)古法炼铁的原理包含一氧化碳与氧化铁在高温下反应铁和二氧化碳，反应的化学方程式为:

高温

3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2；

(4)由于金属的活动性是：锌＞铁＞铜，将一定质量的锌粒投入含有CuSCU和FeSCM的混合溶液中，锌先

与硫酸铜反应生成了铜和硫酸锌，当硫酸铜完全反应后再与硫酸亚铁反应生成了硫酸锌和铁，充分反应

后过滤，若滤液中只含一种溶质，该溶质就是硫酸锌，说明了溶液中的铜和铁完全被置换出来了，则滤

渣中一定含有：Cu、Feo

3.(2022年云南省中考)金属及金属材料广泛应用于生产、生活及科学实验，其应用推动了社会的发展。

⑴下列实验中，铜片上的白磷燃烧，说明铜具有..性：黄铜片和纯铜片相互刻画，纯铜片上留

下刻痕，说明黄铜的硬度比纯铜的硬度.(填“大”或“小")。

(2)铁在潮湿的空气中容易生锈，写出一种防止铁制品生锈的具体方法0

(3)春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器。工业上用赤铁矿(主要成分FezCh)和一氧化碳反应炼铁的

化学方程式为o

(4)某同学对含CU(NO3)2、AgNCh、M(NC)3)2的混合溶液进行探究，流程如下(M表示一种金属元素)：

滤液D

一定量硝酸银溶液

固体乙

过滤

滤波A固体丁

混

合一定量铁

溶

过滤

液

根据实验探究流程，回答下列问题：

①气体X的化学式为。

②金属Fe、Cu、Ag、M的活动性由强到弱的顺序是o

③滤液D中所含溶质的成分可能有种情况。

【答案】

(1)导热大

(2)铁制品表面喷漆(合理即可)

(3)3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2

(4)H2M>Fe>Cu>Ag3##三

【解析】

⑴铜片上的白磷燃烧，说明铜具有导热性；黄铜片和纯铜片相互刻画，纯铜片上留下刻痕，说明黄铜的

硬度比纯铜的硬度大。

(2)防止铁制品生锈的方法：喷漆、刷油等，合理即可。

(3)赤铁矿和一氧化碳反应炼铁，是一氧化碳与氧化铁高温下反应生成铁和二氧化碳，方程式为：

高温

3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2。

(4)①无论加入铁是否过量，固体加一定是金属(混合物)，而金属能与稀盐酸发生反应产生气体，则气

体X一定是氢气(H2)。

②铁一定会与硝酸银、硝酸铜发生置换，所以滤液A中一定含硝酸亚铁，而加入过量的M后过滤可得到

无色滤液，则M活动性一定比铁强，根据已学知识金属活动性Fe>Cu>Ag,所以金属Fe、Cu、Ag、M

的活动性由强到弱的顺序是，M>Fe>Cu>Ag0

③结合小问②固体甲加入稀盐酸产生气体，则滤液A溶质为Fe(NO3)2、M(NC)3)2,加入过量固体乙，

则固体乙是M和铁，再加入一定量的硝酸银溶液过滤，若硝酸银过量，则滤液D溶质为Fe(NO3)2、

M(NO3)2,AgNCh,若硝酸银不足，则滤液D溶质为M(NO3)2,或Fe(NO3)2、M(NO3)2,综上共有3种

情况。

孝【技巧方法】

1、焦炭的作用：一是生成还原剂一氧化碳，二是提高高炉的温度；

2、石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅转化为炉渣除去；

3、高炉炼铁得到的铁是生铁，其主要成分是铁，还含有C、P、S等元素。

4、一氧化碳还原红棕色的氧化铁，得到黑色粉末还原性铁粉，铁的形状不同颜色有差异。在用一氧

化碳还原铁矿石的实验过程中，要特别注意在加热前必须将管内空气排尽，尾气要进行处理才能排放。

注意观察装置中的加热仪器不同，一个是酒精灯，一个是酒精喷灯，一氧化碳还原铁矿石的反应条件是

高温。

□□【拓展延伸】

1、熟记和理解铁的冶炼的原理、原料、设备、涉及的反应、和产物及其相关知识等。

2、根据所给的实验、问题情景或图表信息等，结合所学的相关知识和技能，细致地阅读、分析题意等,

联系着生活实际，细心地进行探究、推理。

能【知识点二】金属资源的保护

1.铁制品锈蚀的条件

■

实验装置

无水氯化钙

蒸物油L

一棉花

储理一经煮沸冷却

一

水—空气

1i③的蒸僧水J

现象铁钉生锈铁钉不生锈铁钉不生锈

现象分析铁钉同时和氧气(或空气)、水接触铁钉只和水接触铁钉只和氧气(或空气)接触

结论铁钉生锈的条件:同时和氧气(或空气)、水接触

(1)铁制品生锈主要是铁与空气中的氧气、水蒸气等物质发生了化学反应。

(2)铁锈的主要成分是Fe2O3-nH2O,颜色为红色。铁锈的结构疏松，不能阻止里层的铁继续与氧气、

水的反应，铁制品会完全被腐蚀。

规律小结:

(1)铁制品一般温度越高，锈蚀的速度越快。

(2)在酸、盐存在的环境中，铁制品的锈蚀会加快。

2.防止铁制品锈蚀的原理和方法

(1)防止铁制品锈蚀的原理

破坏铁锈蚀的条件即可防止铁制品锈蚀，即防止铁制品与氧气或水接触。

(2)防止铁制品锈蚀的方法

①保持铁制品表面干燥和洁净。

②在铁制品表面覆盖一层保护膜，如在铁制品表面刷漆、涂油等。

③在铁制品表面镀上其他金属，如镀锌、镀铭等。

④将铁制品制成合金，如不锈钢。

⑤通过化学方法使铁制品表面形成致密的氧化膜，如“烤蓝”等。

3.金属资源的保护

(1)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。

(2)有效途径

①防止金属腐蚀；

②回收利用废旧金属；

③合理有效地开采矿物；

④寻找金属的代用品等。

【典型例题】

1.(2022•广东•中考真题)对铁生锈与燃烧条件的实验探究如图所示。下列说法正确的是

A.对比①②可探究：接触氧气是否为铁生锈的条件之一

B.对比②③可探究：接触水是否为铁生锈的条件之一

C.对比①④可探究：温度达到着火点是否为铁燃烧的条件之一

D.对比③④可探究：接触氧气是否为铁燃烧的条件之一

【答案】C

【解析】

A.对比①②发现变量为水，所以可探究：接触水是否为铁生锈的条件之一，选项错误。

B.无法对比②③，因为有多个变量：水和氧气和二氧化碳，选项错误。

C.对比①④发现变量为温度是否达到着火点，所以可探究：温度达到着火点是否为铁燃烧的条件之一,

正确。

D.无法对比③④，因为有多个变量：二氧化碳和氧气，是否加热，选项错误。

故选：Co

职【举-反三】

1.（2022年云南省昆明市中考）化学与生活息息相关。下列做法错误的是（)

A.刷油漆防止铁栏杆生锈B.甲醛溶液浸泡食品延长保质期

C.加入洗涤剂的水洗去餐盘上的油污D.灼烧闻气味鉴别合成纤维和棉纤维

【答案】B

【解析】

A、刷油漆防止铁栏杆生锈，原理是隔绝了氧气和水，选项正确，不符合题意；

B、甲醛溶液浸泡食品延长保质期，会影响人体健康，选项错误，符合题意；

C、加入洗涤剂的水洗去餐盘上的油污，是利用了洗涤剂的乳化原理，选项正确，不符合题意;

D、灼烧闻气味鉴别合成纤维和棉纤维，是因为灼烧后气味不同，选项正确，不符合题意。

故选B。

2.（2022年四川省凉山州中考）实验是学习化学的基础。下列装置所示的实验操作正确且能达到实验目

的的是（）

A.用NaHCCh溶于水验证质量守恒定律

B.蒸发食盐水

干燥

空气探究水是铁生锈的必要条件之一

测空气中02的含量

【解析】

A、碳酸氢钠溶于水后没有生成新物质，属于物理变化，质量守恒定律是化学变化中的一种规律，所以用

NaHCCh溶于水不能验证质量守恒定律，选项错误；

B、蒸发食盐水时，应边加热边用玻璃棒搅拌，防止液体受热不匀发生飞溅，图中缺少玻璃棒，选项错

误；

C、由图可知，左侧试管中的铁钉既能够与空气接触，也能够与水接触，右侧试管中的铁钉只能够接触空

气，不接触水分，一段时间后，观察到U型管中红墨水左侧液面上升，右侧液面下降，说明左侧的铁钉

发生了锈蚀，证明水是铁生锈的必要条件之一，选项正确；

D、碳与装置中的空气中的氧气反应生成二氧化碳气体，实验后，装置中剩余的气体的体积不变或变化较

小，则实验结果为零或偏小，选项错误，故选C。

4.(2022・四川内江・中考真题)如图所示，某兴趣小组用三枚洁净无锈铁钉探究铁生锈的条件。

一干燥剂植

物

-一

莅-

十空气3油

.

SJ中

水

bc

(1)四天后，(填字母序号)试管中铁钉有明显锈迹。

(2)由此实验可以得出铁生锈的条件是o

【答案】

(Da

(2)铁与氧气和水共同作用的结果

【解析】(1)

a试管中与水和空气都接触，b试管中只与空气接触，c试管中只与水接触，所以四天后，a试管中铁钉有

明显锈迹。

(2)

a试管中铁与氧气和水接触，生锈，b试管中铁只与氧气接触，不生锈，说明铁生锈需要与水接触；a试

管中铁与氧气和水接触，生锈，c试管中铁只与水接触，不生锈，说明铁生锈需要与氧气接触，由此实验

可以得出铁生锈的条件是铁与氧气和水共同作用的结果。

5.(2022年江西省中考)“世界棉花看中国，中国棉花看新疆”，棉花在化学实验中也常被使用。

F

棉

b花和

氯

化钙

后

煮沸_

冷

迅速

蒸

即的

屈水

abc

③

(1)实验①中棉花、细沙和小卵石在净水中的作用是o

(2)实验②中棉花上蘸有的酒精能燃烧，而棉花上蘸有的水不能燃烧，说明燃烧的条件之一是o

如果加热蘸有水的棉花时间较长，可观察到的现象是O

(3)实验③的目的是探究铁钉生锈的条件。试管c内棉花中放氯化钙的目的是o实验几天后观

察到试管(填序号)中的铁钉生锈，从而得出铁生锈的条件是与空气和水同时接触。

【答案】

(1)过滤(或除去水中的难溶性杂质等)

(2)需要可燃物棉花燃烧(或棉花变黑等)

(3)作干燥剂(或吸水等)a

【解析】

(1)实验①中棉花、细沙和小卵石在净水中的作用均是过滤，可除去难溶性杂质；

(2)实验②中棉花上蘸有的酒精属于可燃物，能燃烧，而棉花上蘸有的水，不属于可燃物，不能燃烧，说

明燃烧需要可燃物；

如果加热蘸有水的棉花时间较长，水加热后蒸发，温度达到棉花的着火点，棉花燃烧，观察到棉花燃烧

(或棉花变黑等)；

(3)试管c内棉花中放氯化钙，可以作干燥剂，吸收试管中的水分，防止影响实验结果；

试管a中铁钉与空气和水接触，生锈，试管b中铁钉只与水接触，不生锈，试管c中铁钉只与空气接触,

不生锈，说明铁生锈的条件是与空气和水同时接触。

6.(2022年湖南省衡阳市中考)炼铁的主要原料是赤铁矿(主要成分是FezCh)、焦炭、空气、石灰石,

转化过程如图:

(1)在此转化过程中体现了焦炭的化学性质有0(写一条即可)

(2)③中发生反应的化学方程式是o

(3)世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于其年产量的20%~40%,请你写出一种防止铁制品锈

蚀的方法o

【答案】

(1)还原性或者可燃性

(2)3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2

(3)刷漆(合理即可)

【解析】

(1)碳能在空气中燃烧、二氧化碳与碳反应生成一氧化碳，说明碳具有可燃性、还原性。

(2)一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2

(3)防止铁生锈是保护金属资源的一种有效途径，防止铁生锈的方法:涂油、刷漆、制成合金、镀一层金属

竺寸O

7.(2022年江苏省扬州市中考改编)化学提升生活品质，助力未成年人健康成长。

⑴扬州某中学的午餐食谱如图：

红烧狮子头

水煮鱼片

炒青菜、海带汤

米饭、桔子

①合理膳食可增强体质。下列说法不正确的是。

A.鱼片含有丰富蛋白质

B.淀粉可分解为氨基酸

C.适度补充油脂，有益身体健康

②若需补充维生素C,建议多吃食谱中（写出一种即可）。

③食用加碘盐可补充碘元素。下列说法正确的是o

A.人体中缺少碘元素，会导致骨质疏松

B.除加碘盐外，还可以通过食用海带等海产品补充碘元素

C.加碘盐中添加了碘酸钾（KIO3）,淀粉可用于检验其中碘元素的存在

④学校正推行垃圾分类。餐后的食物残渣应投入印有标识的垃圾箱。

RecyclableHarmfulwasteKitchenwasteOtherwaste

ABCD

（2）校服面料常用棉花、羊毛等混纺制成。棉花溶于水中（填“难”或“易”）：生活中常用法区

分羊毛线和棉线。

（3）骑自行车属于低碳生活新时尚。

①下列做法不属于低碳生活方式的是。

A.随手关灯

B.旧书本循环利用

C.夏天将空调温度调至最低

②下列做法不利于自行车防锈的是O

A.金属部件镀金属铭

B.链条涂防锈油

C.雨淋后自然晾干

③铁锈成分中含有氧化铁（Fez。）写出氧化铁与稀硫酸反应的化学方程式o

④某学生做了铁的锈蚀实验，装置如图。一段时间后可观察到导管内红墨水的液面______（填“上升”或

“下降”)。

少量废铁屑和

3-4mL浓食盐水

【答案】

⑴B炒青菜##桔子BC

(2)难灼烧、闻气味

(3)CCFe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O上升

【解析】

(1)①A、鱼片是动物的肌肉，富含蛋白质，不符合题意；

B、淀粉属于糖类，可分解为葡萄糖，符合题意；

C、油脂是供给人体生命活动的备用能源，适度补充油脂，有益身体健康，不符合题意。

故选B；

②蔬菜、水果富含维生素，故若需补充维生素C,建议多吃食谱中的炒青菜、桔子；

③A、人体缺碘，会导致甲状腺肿大，老年人缺钙，会导致骨质疏松，不符合题意；

B、除加碘盐外，海带中等海产品中也富含碘元素，符合题意；

C、淀粉遇碘单质变蓝，不能用于检验其中碘元素的存在，不符合题意。

故选B；

④A、可回收物是指，适宜回收利用和资源化利用的生活废弃物，如废纸张、废塑料、废玻璃制品、废金

属、废织物等，不符合题意；

B、有害垃圾指对人体健康或者自然环境造成直接或者潜在危害的生活废弃物。常见的有害垃圾包括废灯

管、废油漆、杀虫剂、废弃化妆品、过期药品、废电池、废灯泡、废水银温度计等，不符合题意；

C、厨余垃圾是指居民日常生活及食品加工、饮食服务、单位供餐等活动中产生的垃圾，包括丢弃不用的

菜叶、剩菜、剩饭、果皮、蛋壳、茶渣、骨头等，故餐后的食物残渣属于厨余垃圾，符合题意；

D、其他垃圾指危害比较小，没有再次利用的价值的垃圾，如建筑垃圾，生活垃圾等，不符合题意。

故选C；

(2)棉花难溶于水中；

羊毛的主要成分是蛋白质，灼烧有烧焦羽毛的气味，棉线的主要成分是纤维素，灼烧有纸燃烧的气味，

气味不同，故可通过灼烧、闻气味的方法区分；

(3)①A、随手关灯，可以节约能源，减少二氧化碳的排放，属于低碳生活方式，不符合题意；

B、旧书本循环利用，可以减少森林的砍伐，增加二氧化碳的吸收，属于低碳生活方式，不符合题意；

C、夏天将空调温度调至最低，会造成资源浪费，增加二氧化的排放，不属于低碳生活，符合题意。

故选C；

②A、金属部件镀金属铭，可以隔绝氧气和水，起到防锈的目的，不符合题意；

B、链条涂防锈油，可以隔绝氧气和水，起到防锈的目的，不符合题意；

C、雨淋后自然晾干，使铁与氧气和水接触，会加速铁的锈蚀，符合题意。

故选C；

③氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁和水，该反应的化学方程式为：Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O;

④铁能与空气中的氧气和水反应，从而生锈，且食盐水会加速铁的锈蚀，由于消耗了氧气，装置内压强

减小，故一段时间后可观察到导管内红墨水的液面上升。

(2022•江苏常州・中考真题)|钱老师设计了如图所示的数字化实验指导同学们对铜铁锈蚀进行探究。

用铁粉和碳粉的均匀混合物模拟铁钉成分，用传感器测定试剂瓶内气体的相关数据。

可供选择的药品见表:

药品

组别

铁粉/g碳粉/g水/滴食盐/g其他

一5.00.100干燥剂

二5.00.1100无

三5.00.1101.0无

四5.00.101.0无

(1)铁在空气中锈蚀生成铁锈。铁锈的主要成分是(填化学式)。

(2)在A、B两只试剂瓶中依次加入第一组和第二组药品进行实验。

①600s内A瓶中02含量几乎不变，B瓶中不断减少。实验表明，铁在空气中锈蚀是铁和。2、发

生了化学反应。

②将第二组药品中的水改为迅速冷却的沸水，且用量增多至足以完全浸没固体混合物。600s内B瓶中02

含量也略有减少，主要原因是o

(3)为探究食盐对钢铁锈蚀速率的影响，应选择的药品组别是(填序号)。

(4)在两只试剂瓶中均加入第二组药品，分别改用温度和湿度传感器测得结果如图所示。瓶内湿度随时间

增大(即水蒸气含量增大)，根本原因是。

(5)请提出一种防止钢铁生锈的方法：o

【答案】

(l)Fe2O3

(2)H2O#水试剂瓶中的02逐渐溶于冷却的沸水

(3)二和三

(4)铁的锈蚀反应有热量放出，瓶内温度上升

(5)在钢铁表面覆盖保护层、保持钢铁表面干燥(或制成不锈钢)

【解析】(1)铁锈的主要成分是氧化铁，化学式为：Fe2O3»

(2)①A、B两只试剂瓶中依次加入第一组和第二组药品，两组中其他药品相同，变量是水，A中无

水，B中有水，600s内A瓶中02含量几乎不变，B瓶中不断减少。实验表明，铁在空气中锈蚀是铁和

02、水发生了化学反应，故填：H2O或水。

②氧气不易溶于水，但也有少量氧气溶解在水中。将第二组药品中的水改为迅速冷却的沸水，且用量增

多至足以完全浸没固体混合物。600s内B瓶中Ch含量也略有减少，主要原因是试剂瓶中的02逐渐溶于

冷却的沸水。

(3)为探究食盐对钢铁锈蚀速率的影响，即其他量相同，唯一的变量是食盐，应选择的药品组别是二和

（4）根据图像可知，瓶内温度和湿度均随时间增大，瓶内湿度随时间增大（即水蒸气含量增大）的根本

原因是温度的升高，即铁的锈蚀反应有热量放出，瓶内温度上升。

（5）钢铁在潮湿的空气中易生锈，在钢铁表面覆盖保护层、保持钢铁表面干燥（或制成不锈钢）等方法

均可防止钢铁生锈。

9.（2022•黑龙江牡丹江.中考真题）实验活动课，老师为大家演示兴趣实验，振荡留有小孔的盒子，将

里面的黑色粉末均匀地酒在酒精灯火焰的上方，观察到火星四射的灿烂烟花，老师揭秘黑色粉末是食品

包装袋中的脱氧剂，为此兴趣小组展开了对该脱氧剂成分及原理的探究。

实验活动一：探究脱氧剂中黑色粉末的成分。

【作出猜想】黑色粉末含有铁粉和碳粉中的一种或两种。

【实验探究】小组同学设计实验方案并完成如下实验：

实验步骤实验现象实验结论

黑色粉末中含有铁粉，反

______,溶液变为浅绿

①取黑色粉末放入烧杯中，加入稀盐酸，应的化学方程式为

色，有黑色不溶物。

______________O

②将①中黑色不溶物滤出，洗涤、干燥后，放

在石棉网上灼烧，上方放一蘸有澄清石灰水的______________O黑色粉末中含有碳粉。

玻璃片。

【查阅资料】实验所用脱氧剂中还含有氯化钠。

实验活动二：探究脱氧剂中氯化钠的作用。

【实验探究】小组同学用控制变量法按下图装置进行实验:

一段时间后观察到烧杯内左侧导管液面_____右侧导管液面（填“高于”或“低于”）。

【表达交流】脱氧剂利用铁生锈的原理延长食品保质期，其中碳粉具有性，可以促进反应的发

生，氯化钠可以加快铁生锈的反应速率。

实验活动三：探究溶液中溶质的成分。

【实验探究】小组同学用老师提供的完全变质的同种脱氧剂设计并完成如下实验:

实验步骤实验现象实验结论

①取适量完全变质的脱氧剂放入烧杯中，加溶液由无色变为黄色，有黑反应的化学方程式为

入稀盐酸。色不溶物。O

②取①中过滤后的滤液，向其中滴加少滤液中溶质的成分为

无明显现象。

量氢氧化钠溶液。

【反思评价】脱氧剂包装上应注明的注意事项是（请写出一条）。

【答案】

【实验探究】①有气泡生成Fe+2HC1=FeCh+Hs?②澄清石灰水变浑浊

【实验探究】高于

【表达交流】吸附

【实验探究】Fe2O3+6HCl=2FeCb+3H2ONaCl、FeCb、HC1不可食用（答不可微波等合理即可）

【解析】【实验探究］

实验步骤①：由于溶液变为浅绿色，可知黑色粉末含有铁粉，浅绿色溶液是铁与稀盐酸反应生成的氯化

亚铁，同时生成氢气，现象为有气泡产生；化学方程式为Fe+2HCl=FeCb+H2b

实验步骤②：结论中说明黑色粉末中含有碳粉，则将其放在石棉网上灼烧，上方放一蘸有澄清石灰水的

玻璃片，碳会反应生成二氧化碳，二氧化碳会与澄清石灰水的主要成分氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉

淀，故看到的现象为澄清石灰水变浑浊。

［实验探究］

由于蘸有食盐水的细铁丝比蘸有水的细铁丝生锈速度更快，故相同时间内左侧锥形瓶中氧气被消耗更

多，则一段时间后观察到烧杯内左侧导管液面高于右侧导管液面。

［表达交流］

脱氧剂利用铁生锈的原理延长食品保质期，其中碳粉具有吸附性，可以促进反应的发生，氯化钠可以加

快铁生锈的反应速率。

［实验探究］

实验步骤①：由题意可知完全变质的脱氧剂中含有铁锈，则向其中加入稀盐酸，铁锈与稀盐酸反应生成

氯化铁和水，生成的氯化铁溶液为黄色，符合题意，故化学方程式为Fe2O3+6HCl=2FeCb+3H2O。

实验步骤②：取①中过滤后的滤液，向其中滴加少量氢氧化钠溶液后无明显现象，说明步骤①中盐酸过

量，盐酸先与氢氧化钠发生反应，导致①中生成的氯化铁不与氢氧化钠反应生成氢氧化铁红褐色沉淀，

故此时滤液中溶质的成分为①中过量的盐酸，①中生成的氯化铁，以及可以加快铁生锈的反应速率氯化

钠，答案为NaCl、FeCb、HC1„

［反思评价］

脱氧剂包装上应注明的注意事项是不可食用（答不可微波等合理即可）。

至【技巧方法】

1、铜生锈需要铜与水、氧气、二氧化碳同时接触。生成碱式碳酸铜（铜绿CU2（0H）2c。3）

2、铁生锈和铁燃烧的实质都是氧化反应，但铁燃烧时剧烈的氧化反应而铁生锈是缓慢氧化，反应产

物铁锈是红色的，而四氧化三铁是黑色的。

□n【拓展延伸】

1、金属腐蚀注意的问题

①铁锈的主要成分是氧化铁，颜色为红色，具有疏松多孔的结构，易吸水，所以铁制品表面的锈如果

不及时除去，会加快生锈的速度；

②高温时或在盐水环境中，铁生锈的速度也会加快。用过的菜刀或炒完菜的铁锅上的水没擦干净，过

一晚上会生锈，就是这个缘故。

2、日常生活中常见的替代金属材料的用品有自来水管、下水管道、门窗等，它们是由金属材料改为塑

料管或塑铝管、塑钢门窗。塑铝和塑钢属于特殊塑料，不是金属材料。

展【知识点三】含杂质的反应物（或生成物）质量的计算

纯物房质量

（1）将含杂质的己知物质量换算为纯物质质量，其关系式为：纯度=含温瑞1瑞质童X100%，纯物质

质量=含杂质物质质量x纯度。

（2）将纯物质质量代入化学方程式进行计算。

纯物质质量

（3）将计算得到的纯物质质量换算成含杂质物质质量：含杂质物质质量为=卷皆。

利【典型例题】

3.现有384t含Fe2C>380%赤铁矿石，理论上可炼出含铁96%的生铁的质量为（）

A.320tB.224tC.206tD.112t

【答案】B

【解析】384吨含Fe2O380%的赤铁矿石中含Fe2O3的质量=384吨x80%=307.2吨

307.2吨Fe2O3中含Fe元素质量=307.2吨x70%=215.04吨

则含铁96%的生铁的质量=215.04吨+96%=224吨

观察选项，故选B.

【分析】根据冶炼过程中铁元素的质量不变，利用赤铁矿的质量计算可炼出生铁的质量.

哈【举一反三】

1.工业炼铁是把铁矿石和焦炭等原料一起加入高炉，在高温下通入空气进行一系列反应把铁还原出来。

(1)赤铁矿(主要成分为Fe2O3)在高炉里反应生成单质铁的化学方程式是o

(2)计算:

①50001含氧化铁84%的赤铁矿中，氧化铁的质量是t；

②上述赤铁矿理论上可炼得含铁98%的生铁to

【答案】(1)Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2

(2)①4200t

②设4200t氧化铁理论上可炼出含铁98%的生铁的质量为X。

声汨

Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2

16056x2

4200t98%x

160=4200t

712—98%x

x=3000t

答：可炼出生铁3000t。

【解析】

(1)炼铁的原理就是用还原剂CO,把铁从铁的氧化物中还原出来。

(2)①5000t含氧化铁84%的赤铁矿中，纯的氧化铁的质量是5000tx84%=4200t；②中所求生铁的质量

是含杂质的，如果设制得的生铁质量为X,则纯铁的质量为98%X,然后根据化学方程式，就可以求出

Xo

2.钢铁公司用2000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的钢坯多少吨？

【答案】解：2000t矿石中含氧化铁的质量为：

2000tx80%=1600t

设1600t氧化铁理论上可炼出含铁96%的生铁的质量为x

Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2

16056x2

1600t96%x

160=1600t

712=96%x

x=1166.7t

答：理论上可炼出含铁96%的生铁的质量为1166.7t。

3.现有含四氧化三铁85%的磁铁矿200t,用一氧化碳做还原剂，充分反应能炼出含杂质2%的铁多少

吨？

【答案】

解：设可炼出含杂质2%的生铁的质量为X。

声源

Fe3O4+4CO=3Fe+4CO2

232168

200tx85%x(12%)

232_200tx85%

T68=x(12%)

X=125.6t

答：能炼出含杂质2%的铁125.6吨。

【总结升华】本题中的已知量与未知量都是不纯物质的质量。如果根据化学方程式进行计算，代入方程式

中的质量必须是纯物质的质量。

型【技巧方法】

解题的关键是把非纯净的量转化为纯净物的量！化学方程式中的质量比是纯净物的质量比

考点达标

1.(2022.陕西・中考真题)如图所示，将两枚光亮的铁钉分别用细线吊置于甲、乙中，并使部分铁钉露

出液面。放置一段时间，出现了锈蚀。下列说法不正确的是

弹箸夹

甲乙丙

A.甲、乙中，气体含氧气的体积分数不相等

B.甲中，铁钉在植物油内的部分没有锈蚀

C.乙中，铁钉在水面下的部分锈蚀最严重

D.丙中，导管内上升一段水柱

【答案】C

【解析】

A、甲中，水面上用植物油封住，阻止了氧气溶于水，只有植物油上部分锈蚀，而乙中铁钉水上水下都锈

蚀，消耗更多的氧气，所以气体含氧气的体积分数不相等，故A说法正确；

B、甲中，水面上用植物油封住，阻止了氧气溶于水，铁钉在植物油内的部分因为没有接触到氧气而没有

锈蚀，故B说法正确；

C、乙中，铁钉锈蚀最严重是水面接触处，因为此处铁钉与氧气和水接触最充分，故C说法错误；

D、因为乙中铁钉锈蚀消耗了氧气，使装置内的压强减小，产生了压强差，在大气压的作用下，将丙烧杯

中水部分压入导管中，故D说法正确。

故选C。

浓硫酸.

2.（2022・广东广东•模拟预测）如图是对CO还原氧化铁的实验装置进行的改进。HCOOH^=H2O+COt,

A

下列说法错误的是（）

A.实验过程中一氧化碳可以现制现用

B.实验开始前应先点燃酒精灯，过一段时间后再点燃酒精喷灯

C.实验过程中可以看到玻璃管内红色粉末变成黑色，澄清石灰水变浑浊

D.甲酸发生的反应属于分解反应，氧化铁和一氧化碳发生的是置换反应

【答案】D

【解析】

A、由于甲酸在分液漏斗中，可控制甲酸的加入量，所以实验过程中一氧化碳可以现制现用。A正确。

B、实验开始前应先点燃酒精灯，产生的一氧化碳通入玻璃管，排尽玻璃管内空气，过一段时间后再点燃

酒精喷灯，避免玻璃管内发生爆炸。B正确。

C、一氧化碳与氧化铁高温下反应生成铁和二氧化碳，生成的铁是黑色的，所以实验过程中可以看到玻璃

管内红色粉末变成黑色，澄清石灰水变浑浊。C正确。

D、甲酸发生的反应属于分解反应，氧化铁和一氧化碳发生的反应由于反应物中没有单质，不是置换反

应，所以为非基本反应类型。D错误。

综上所述：选择D。

3.（2022.安徽.模拟预测）实验室模拟工业炼铁的实验装置图如图所示，下列说法中不正确的是（)

A.实验过程中硬质玻璃管内红色粉末变成黑色

B.气球可以用燃着的酒精灯代替

C.实验过程中氧化铁表现出氧化性

D.要证明CO不能使澄清石灰水变浑浊，需要另外做对照实验

【答案】D

【解析】

A、氧化铁是红色粉末，铁粉是黑色的，实验过程中氧化铁被一氧化碳还原成铁，所以硬质玻璃管内红色

粉末变成黑色，故正确；

B、气球的作用是收集尾气一氧化碳，一氧化碳有可燃性，所以也可以用燃着的酒精灯将一氧化碳点燃，

故正确；

C、实验过程中氧化铁提供了氧，发生了还原反应，是氧化剂，具有氧化性，一氧化碳得到了氧，发生氧

化反应，是还原剂，具有还原性，故正确；

D、实验开始时为排尽装置内的空气，先通入一氧化碳，观察石灰水不变浑浊，说明CO不能使澄清石灰

水变浑浊，故不需另外做对照实验，故错误。

故选D。

4.（2022・江苏・盐城市初级中学三模）利用如图所示实验装置模拟工业炼铁。下列说法正确的是（

CO

f尾气处理

氧化铁

网罩

（提高火焰温度）澄清石灰水

A.充分加热，a处固体由黑色变为红色

B.实验开始前先点燃酒精灯，再通入一氧化碳

C.可用氢氧化钠吸收尾气中的CO

D.玻璃