专题05 金属的性质 铁的冶炼（原卷版）-【寒假自学课】2024年九年级化学寒假提升学与练（沪教版）

专题05金属的性质铁的冶炼目录考点聚焦：复习要点+知识网络，有的放矢重点速记：知识点和关键点梳理，查漏补缺题型归纳：归纳常考热点题型，高效解题难点强化：难点内容标注与讲解，能力提升学以致用：真题感知+提升专练，全面突破复习要点聚焦1.金属材料的认识。2.铁的实验室冶炼与工业炼铁。3.金属活动性顺序的理解应用。4.金属的化学性质的理解应用。5.金属资源的保护。知识网络聚焦一．金属的物理性质和用途1．金属有金属光泽：（1）金属都具有一定的金属光泽，一般都呈，而少量金属呈现特殊的颜色；例如，金（Au）是黄色、铜（Cu）是红色或紫红色、铅（Pb）是灰蓝色、锌（Zn）是青白色等；（2）有些金属处于粉末状态时，就会呈现不同的颜色；例如，铁（Fe）和银（Ag）在通常情况下呈银白色，但是粉末状的银粉或铁粉都是呈的，这主要是由于颗粒太小，光不容易反射；（3）典型用途：利用铜的光泽，制作；黄金饰品的光泽也是选择的因素。2．常温下，铁、铝、铜等大多数金属都是，但体温计中的是液体．3．金属有性和性：其中导电性的强弱次序：银（Ag）＞铜（Cu）＞铝（Al）主要用途：用作输电线，炊具等。4．金属有：（1）大多数的金属有（抽丝）及（压薄片），其中金（Au）的延展性最好；也有少数金属的延展性很差，如锰（Mn）、锌（Zn）等；（2）典型用途：金属可以被扎制成各种不同的形状，将金打成金箔贴在器物上．5．金属的密度：（1）大多数金属的密度都比较大，但有些金属密度也比较小，如钠（Na）、钾（K）等能浮在水面上；密度的金属——锇，密度的金属——锂；（2）典型用途：利用金属铝（Al）比较轻，工业上用来制造飞机等航天器．6．金属的硬度：（1）有些金属比较硬，而有些金属比较质软，如铁（Fe）、铝（Al）、镁（Mg）等都比较质软；硬度最高的金属是；（2）典型用途：利用金属的，制造刀具，钢盔等．7．金属的熔点：（1）有的金属熔点比较高，有的金属熔点比较低，熔点最低的金属是；熔点最高的金属是；（2）典型用途：利用金属钨的熔点高，用来制灯泡内的；利用金属锡（Sn）的熔点比较低，用来金属。二．合金1．概念：合金是由一种金属跟其他熔合形成的具有金属特性的物质。2．常见的合金：（1）铁合金：主要包括和。它们的区别是不同，生铁含碳量为2%—4.3%，钢的含碳量为0.03%—2%，钢与生铁相比具有更多的优良性能，易于加工，用途更为广泛。（2）钛和钛合金是21世纪重要的金属材料，有很多优良的性能，如，，，易于加工，机械性能好等，尤其是钛和钛合金的抗腐蚀性能非常好，因此被广泛用于火箭、导弹、航天飞机、船舶、化工和通信设备等。3．合金的性质主要是：合金的强度和硬度一般比组成它的纯金属更高，抗腐蚀性能等也比组成它的纯金属更好；但是，大多数合金的熔点比它的纯金属的，导电、导热性能比它的纯金属。三．铁的冶炼1．矿石：在工业上把能提炼金属的矿物叫。常见的铁矿石：主要成分为Fe2O3，主要成分为Fe3O4。2．实验室炼铁（一氧化碳还原氧化铁实验）（1）原理：3CO+Fe2O3高温2Fe+3CO2（2）现象：红色粉末逐渐变成，澄清石灰水，尾气燃烧产生。（3）实验步骤与注意事项①实验开始时，先通入一氧化碳，再点燃酒精灯。这样做的目的是。②实验结束时，要先熄灭酒精灯，再停止通入一氧化碳，原因是防止生成的金属。③装置右端导管处放置一只燃着的酒精灯的作用是点燃未反应的一氧化碳，防止。④尾气的处理：因CO有毒，不能随意排入到空气中，处理的原则是。3．工业炼铁：（1）设备：；（2）原料：、、石灰石、空气；（3）反应原理：在高温下，用还原剂一氧化碳将铁从它的化合物中还原出来，化学方程式为：3CO+Fe2O3高温2Fe+3CO2四．金属的化学性质1．金属能与氧气反应（金即使在高温时也不与氧气反应）（1）铁与氧气的反应：常温下，的空气中铁很难与氧气反应。在的空气中，铁与氧气发生缓慢氧化而生成铁锈（主要成分：Fe2O3；铁锈呈红色，结构疏松，易吸水，加快铁器的腐蚀）；在中，铁丝能够被点燃，剧烈燃烧，，生成，大量的热；（2）镁与氧气的反应：常温下所看到的镁条呈，用砂纸打磨后呈银。（3）铝与氧气的反应：铝在空气容易形成，故其能很好：4Al+3O2====2Al2O3．（4）铜与氧气的反应：在加热的情况下，铜能与氧气反应，生成的物质（氧化铜）。即使在纯氧中，铜也被点燃。2．金属能与稀盐酸、稀硫酸反应该反应的条件：金属活动性顺序中的活泼金属（1）H2SO4+Mg==MgSO4+H2↑2HCl+Mg==MgCl2+H2↑现象：反应剧烈，有产生。（2）3H2SO4+2Al==Al2(SO4)3+3H2↑6HCl+2Al==2AlCl3+3H2↑现象：反应剧烈，有产生。（3）H2SO4+Zn==ZnSO4+H2↑2HCl+Zn==ZnCl2+H2↑现象：反应比较剧烈，有产生。（4）H2SO4+Fe==FeSO4+H2↑2HCl+Fe==FeCl2+H2↑现象：反应比较缓慢，有产生，溶液由无色变为。3．金属能与金属化合物溶液（即盐溶液）反应（1）铁丝浸入硫酸铜溶液中Fe+CuSO4==Cu+FeSO4现象：铁钉表面有物质出现，溶液由变为。（2）铝丝浸入硫酸铜溶液中2Al+3CuSO4==Al2(SO4)3+3Cu现象：铝丝表面有物质出现，溶液由变为。（3）铜丝浸入硝酸银溶液中Cu+2AgNO3==Cu(NO3)2+2Ag现象：铜丝表面有物质出现，溶液由变为五．金属活动性顺序及其应用1．活动性顺序：2．应用：（1）在金属活动性顺序中，金属的位置越，其就越强；（2）排在的金属，才能出酸中的氢，而排在氢后面的金属不能置换出酸中的氢；（3）的金属一般能把排在的金属从其盐溶液里置换出来。六．置换反应（基本反应类型）1．概念：由一种与一种反应，生成另一种和另一种的反应；表达式：A+BC→B+AC七．金属资源的保护1．铁生锈的条件：与、同时接触2．防止铁生锈的措施：（1）用完铁制品后及时擦洗干净，置于的环境，保持其表面的洁净、干燥；（2）在铁制品表面涂上一层；（3）在铁制品表面进行烤蓝、煮黑等处理（使其表面形成一层致密的薄膜）；（4）在铁制品表面上一层其它金属；（5）改变铁制品的，将其制成不锈钢等合金3．金属资源的保护措施：（1）防止金属的；（2）利用废旧金属；（3）有计划、合理地开采矿物，严禁不顾国家利益的乱采矿；（4）寻找金属的代用品，例如，现在经常用塑料来代替钢和其它合金制造管道、齿轮和汽车外壳等。题型一\o"金属的物理性质及用途"金属的物理性质及用途典例1科学家发现一种新金属。根据下表信息推测其用途错误的是（）熔点密度强度导电性导热性抗腐蚀性2500℃3g/cm3与钢相似良好良好优异A．用于焊接金属 B．制造航天飞机 C．制外科手术刀 D．用于通信设备题型二\o"合金与合金的性质"合金与合金的性质典例2四川省三星堆遗址出土了大量精美青铜器，青铜是金属冶铸史上最早出现的合金，与纯铜相比，其强度高、熔点低、铸造性好、耐磨、耐腐蚀。其中属于青铜的化学性质的是（）A．强度高 B．熔点低 C．耐磨 D．耐腐蚀题型三\o"金属的化学性质"金属的化学性质典例3超细的铁粉是一种纳米颗粒型材料，可在低温下将CO2转化为炭，下列推测错误的是（）A．该反应有助于减少温室气体排放 B．超细铁粉在反应中可能起催化作用 C．该反应的另一产物可能是O2 D．超细铁粉和铁钉的化学性质不相同典例4金属材料与人类生活息息相关。请回答下列问题：（1）家用台灯通常采用铜质插头，是利用金属铜的性。（2）我国是最早采用湿法炼铜的国家，铁与硫酸铜溶液反应的化学方程式是。（3）将一定质量的Zn片加入AgNO3、Cu（NO3）2的混合溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液，则滤渣中一定含有的金属是。典例5将一定质量的镁粉和铁粉的混合物加入到AgNO3和Cu（NO3）2混合溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和无色滤液。（1）反应后溶液的质量（填“增大”“减小”“不变”）。（2）写出一个一定反应的化学方程式。（3）请分析滤渣的成分。题型四\o"金属活动性顺序及其应用"金属活动性顺序及其应用典例6把X、Y、Z三种金属片分别加入稀硫酸中，X、Y表明有气泡产生，Z无变化；把Y加入X的硝酸盐溶液中，Y表面析出X。则三种金属活动性顺序为（）A．Y＞X＞Z B．X＞Y＞Z C．Z＞Y＞X D．X＞Z＞Y典例7金属材料在生产、生活和化学实验中有着广泛的应用。（1）金属镁是一种常用的实验用品。小明同学在实验室中取一段镁条，在空气中点燃，观察到的现象是。（2）实验室现有锌片和铜片，小明同学要验证锌、铜的金属活动性强弱，现提供下列试剂：①KCl溶液；②FeCl2溶液；③稀盐酸，不能达到实验目的的是（填序号）。题型五\o"金属材料及其应用"金属材料及其应用典例8人类利用金属铁、铜、铝的时间顺序由早到晚依次是（）A．铁、铝、铜 B．铜、铁、铝 C．铝、铜、铁 D．铁、铜、铝题型六\o"置换反应及其应用"置换反应及其应用典例9下列反应中，属于置换反应的是（）A．CH4+2O2CO2+2H2O B．H2+CuOCu+H2O C．CuO+COCu+CO2 D．NaOH+HCl＝NaCl+H2O题型七\o"一氧化碳还原氧化铁"一氧化碳还原氧化铁典例10如图是实验室模拟工业炼铁的装置图，下列说法不正确的是（）A．通入的CO要先验纯 B．实验开始时，应先通CO，再点燃酒精喷灯 C．应把尾气通入水中，以除去尾气中的CO D．实验中，B处红棕色粉末变黑，C处变浑浊典例11一氧化碳不仅可作燃料，还可用于冶炼金属，利用如图所示的微型实验装置模拟赤铁矿炼铁，请完成以下问题。（1）写出a处反应的化学方程式。（2）从环保角度考虑，写出一种尾气处理方法。（3）请从微观角度分析CO和CO2性质不同的原因。题型八\o"铁的冶炼"铁的冶炼典例12炼铁工业中高炉煤气的一种新的处理过程如图所示，有关该过程的叙述错误的是（）A．可减少CO2的排放 B．Fe3O4和CaO均可循环利用 C．H2、CO在过程①体现还原性 D．在反应中C、H、Fe、Ca的元素化合价都发生了变化题型九\o"金属锈蚀的条件及其防护"金属锈蚀的条件及其防护典例13如图是某化学兴趣小组设计的观察铁制品锈蚀的实验装置。下列相关叙述中正确的是（）①一段时间后，铁丝会由下向上出现锈蚀现象②一段时间后，水面处铁丝锈蚀严重③一段时间后，塑料瓶会变膨胀，因为铁生锈要放热④一段时间后，塑料瓶会变瘪，因为铁生锈消耗了氧气A．①② B．②④ C．②③ D．③④典例14在人类社会的发展进程中，金属起着重要的作用。（1）青铜是铜锡合金，其属于（填“金属材料”或“合成材料”）。（2）某些铁制零件防锈措施是涂油，其防锈原理是。（3）铝合金广泛应用于飞机制造业，可增加飞机的载重量以及提高飞行速度，这是利用了铝合金（写出一点即可）的优良性能。（4）向硝酸银和硝酸铝的混合溶液中加入一定量的铁粉，观察到溶液由无色变为浅绿色后，对混合物进行过滤，则滤液中一定含有的溶质是。题型十\o"金属资源的保护"金属资源的保护典例15金属在生活中随处可见。请回答以下问题：（1）生活中用到的金属制品大多数属于（填“纯金属”或“合金”）。（2）下列钢铁制品最容易生锈的是（填字母序号）。A．不锈钢杯子B．涂油的自行车链条C．切菜后没有洗干净的菜刀（3）除防止金属腐蚀外，请再写出一条保护金属资源的有效途径。强化点一金属的性质注意点1.判断金属活动性顺序的方法：（1）金属与氧气反应的难易程度，越容易与氧气反应的，金属活动性越强；（2）金属与酸反应的剧烈程度，与酸反应与剧烈的活动性越强；（3）金属与金属的盐溶液能否发生置换反应，活动性强的能把活动性弱的置换出来。2．在金属活动性顺序中只有排在前面的金属才能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来，而与H的位置无关。但K、Ca、Na等金属例外，由于它们过于活泼，与盐溶液不发生置换反应，而是先与溶液中的水发生置换反应。3．熟记和理解金属的物理性质及用途、常见金属的特性及其应用等相关知识；要特别注意灵活运用物质的性质与用途之间的相互联系（即）。4.铁生锈的的条件是铁与水、氧气同时接触；防止铁生锈的原理是破坏铁生锈的条件（只需破坏其中一个即可）。真题感知1．（2023•无锡）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2．（2023•西藏）将粗细相同的X、Y、Z三种金属丝分别放入质量和浓度相同的稀盐酸中，根据如图所示的实验现象，三种金属的活动性强弱顺序正确的是（）A．Y＞Z＞X B．X＞Z＞Y C．Z＞Y＞X D．Z＞X＞Y3．（2023•宿迁）将一定质量的Fe粉加Mg（NO3）2和Cu（NO3）2的混合溶液中，充分反应后过滤，得滤渣和滤液。下列说法正确的是（）A．滤渣质量与加入的Fe粉质量可能相等 B．滤液中一定有Mg（NO3）2、Fe（NO3）2，可能有Cu（NO3）2 C．若加入的Fe粉过量，则得到的滤液呈无色 D．若向滤渣中加入稀盐酸，有气泡生成，则滤渣中一定有Cu、Fe、Mg4．（2023•呼和浩特）人类社会的文明进步与金属材料的发展密切相关。（1）商代文物黄金面罩，其制作工艺先进，薄如蝉翼，利用了黄金良好的性。（2）明代《天工开物》中记载“炒钢法”的生产工艺是现代钢铁冶炼的先者。现代高炉炼铁中一氧化碳与氧化铁反应的化学方程式为，原料中焦炭的作用是提供热量和（用化学方程式回答）。（3）铝被广泛应用，原因之一是铝的抗腐蚀性能良好。铝具有良好抗腐蚀性能的原因是。5．（2023•襄阳）金属在生活、生产中有着广泛的应用，金属材料已成为社会发展的重要物质基础。（1）我国“天问一号”火星探测器成功降落火星，实现了中国航天史无前例的突破。在探测器运行系统中使用了铜丝作电线，是因为铜具有良好的性和延展性。（2）第24届冬奥会纪念币的材质为黄铜合金，强度高，耐腐蚀。若将少量黄铜合金投入到足量稀盐酸中，（填“有”或“没有”）固体剩余。（3）“嫦娥五号”使用的记忆合金再次让全世界关注新合金材料。Mg2Cu是一种能够储存氢能源的合金，它吸氢后生成MgCu2合金和MgH2，而MgH2和稀盐酸反应能产生氢气。MgH2和HCl反应的化学方程式是。6．（2023•鞍山）金属在生产和生活中的应用极为广泛。（1）铝可制成铝箔，说明铝具有良好的性。（2）黄铜的硬度比纯铜（填“大”或“小”）。（3）废旧金属回收利用的意义是。（4）验证铝、铜、银的金属活动性顺序可选择的实验组合是：②和；③和。提升专练1．下列反应属于置换反应的是（）A．CH4+2O2CO2+2H2O B．4P+5O22P2O5 C．2KClO32KCl+3O2↑ D．Cl2+2NaI═I2+2NaCl2．向AgNO3、Cu（NO3）2的混合溶液中加入一些锌粉，完全反应后过滤。下列情况不可能存在的是（）A．滤纸上有Ag，滤液中有Ag+、Cu2+、Zn2+ B．滤纸上有Ag、Cu，滤液中有Cu2+、Zn2+ C．滤纸上有Ag、Cu、Zn，滤液中有Zn2+ D．滤纸上有Ag、Cu、Zn，滤液中有Cu2+、Zn2+3．中国高铁是一张国家名片，工业中常利用赤铁矿来炼铁，下列说法中正确的是（）A．地壳中含量最高的金属元素是铁元素 B．高炉炼铁得到的产品是纯铁 C．炼铁过程中，氧化铁体现了还原性 D．高炉炼铁时加入石灰石可将杂质二氧化硅转化为炉渣4．利用如图所示实验装置模拟工业炼铁。下列说法不正确的是（）A．网罩的作用是提高火焰温度 B．b处可用澄清石灰水检验生成的CO2 C．反应一段时间后a处固体质量增大 D．可在装置末端放一只燃着的酒精灯处理尾气5．金属腐蚀直接关系到人民的生命财产安全，关系到工农业生产和国防建设。因此金属腐蚀与防腐是很重要的问题。已知金属活动性：Zn＞Fe＞Cu。依据表格提供的信息，正确的是（）腐蚀环境平均腐蚀速度/mg•dm﹣2•d﹣1钢铜锌农村大气海洋大气工业大气海水土壤﹣﹣2.91.52550.170.311.01030.140.320.298.00A．相同环境下钢最耐腐蚀，锌最易被腐蚀 B．海水中，钢比锌更易腐蚀说明铁比锌化学性质活泼 C．农村大气环境中金属腐蚀最慢，因为农村大气中污染物少，空气质量更好 D．土壤比大气对金属的腐蚀性更强6．暖宝宝中有铁粉等物质，铁遇氧气温度升高。小红用压强、氧气浓度和温度三种数字传感器画出暖宝宝原料遇空气的数据变化图像，如图2，下列说法中不正确的是（）A．Ⅱ为压强变化曲线 B．Ⅲ为氧气浓度变化曲线 C．暖宝宝原料足量时，瓶内压强可降至0 D．Ⅰ和Ⅱ开始增大是因为铁发生氧化反应放热7．某化学兴趣小组同学在实验室将一定质量的锌粉放入盛有硝酸银、硝酸铜和硝酸镁的混合溶液中，充分反应后过滤得到滤渣和滤液，滤液呈无色。（1）滤渣中可能有的金属是，如何检验滤渣中是否有该金属。（2）滤液中一定含有的阳离子是。8．10月26日11时14分，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。请热爱思考的你回答下列问题：（1）长征二号运载火箭用到了许多金属材料如钛合金，它具有的优良性能是（填字母）。A．密度大B．熔点高C．硬度小（2）偏二甲肼（C2H8N2）是运载火箭使用的燃料