2025版沪教版九年级化学上册第6章第1节 金属矿物及铁的冶炼（六大题型）（教师版）习题

第6章第1节金属矿物及铁的冶炼【题型1金属元素的分布与常见的金属矿物】【题型2工业炼铁】【题型3实验室模拟高炉炼铁】【题型4模拟炼铁实验改建与评价】【题型5其它金属的冶炼】【题型6工业炼铁的相关计算】【知识梳理1金属元素的分布与常见的金属矿物】1.地壳中含量最多的金属元素是铝，其次是铁、钙等。自然界中大多数金属是以化合物形式存在，少数金属以单质形式存在；2.常见的金属矿物铁矿石：赤铁矿（主要成：Fe2O3），磁铁矿（主要成分：Fe3O4）；铜矿石：孔雀石[Cu2（OH）2CO3]；铝矿石：铝土矿（Al2O3）。【题型1金属元素的分布与常见的金属矿物】【例1】对比是学习化学的重要方法。下列关于Fe2O3与Fe3O4的比较中正确的是A．Fe2O3为黑色，Fe3O4为红棕色B．Fe2O3和Fe3O4都是铁的氧化物C．Fe2O3可用于炼铁，Fe3O4不可用于炼铁D．Fe2O3是磁铁矿的主要成分，Fe3O4是赤铁矿的主要成分【答案】B【详解】A、氧化铁是红棕色的，四氧化三铁是黑色的，不符合题意；B、氧化铁和四氧化三铁均是由Fe、O两种元素组成的化合物，均属于铁的氧化物，符合题意；C、氧化铁和四氧化三铁均能与一氧化碳等还原剂在高温下反应生成铁，均可用于炼铁，不符合题意；D、磁铁矿的主要成分是四氧化三铁，赤铁矿的主要成分是氧化铁，不符合题意。故选B。【变式1-1】世界万物都是由元素组成的。元素在地壳中的含量各不相同，其中含量最多的金属元素是A．Mg B．Si C．Al D．O【答案】C【详解】地壳含量较多的元素（前四种）按含量从高到低的排序为：氧、硅、铝、铁，其中含量最多的金属元素是铝元素元素符号为Al；故选C。【变式1-2】几种矿石的主要成分如下，可用于冶炼铜的矿石是A．菱铁矿（FeCO3） B．软锰矿（MnO2）C．方铅矿（PbS） D．孔雀石[Cu2（OH）2CO3]【答案】D【详解】A、根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变可知，菱铁矿（FeCO3）中不含铜元素，不能用于冶炼铜，故A选项不符合题意；B、根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变可知，软锰矿（MnO2）中不含铜元素，不能用于冶炼铜，故B选项不符合题意；C、根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变可知，方铅矿（PbS）中不含铜元素，不能用于冶炼铜，故C选项不符合题意；D、根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变可知，孔雀石[Cu2（OH）2CO3]中不含铜元素，不能用于冶炼铜，故D选项符合题意。故选D。【变式1-3】铁是应用最广泛的金属。下列有关铁的说法正确的是A．铁是地壳中含量最多的金属元素 B．炼铁原理是将单质铁转化为氧化铁C．铁在纯氧中燃烧得到Fe3O4 D．生铁除去大部分碳后得到的钢是纯净物【答案】C【详解】A、地壳中含量居前四位的元素是：氧、硅、铝、铁，铝是地壳中含量最多的金属元素，选项A不正确；B、炼铁原理是在高温条件下，利用炉内反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来，反应中铁的氧化物转化为铁，选项B不正确；C、细铁丝在氧气中燃烧反应生成黑色的Fe3O4，选项C正确；D、生铁除去大部分碳后得到的钢是混合物，因为其中除了含有铁，还含有少量碳等其它物质，选项D不正确。故选C。【知识梳理2工业炼铁】原理：在高温下，利用一氧化碳将铁从铁的氧化物中还原出来。原料及其作用：铁矿石、焦炭、石灰石、空气铁矿石：提供铁元素焦炭：提供热量并制还原剂一氧化碳石灰石：造渣，除去二氧化硅空气：提供氧气主要设备：高炉主要反应：C+O2eq\o(\s\up6(点燃),\s\do0(====))CO2、C+CO2eq\o(\s\up6(高温),\s\do0(====))2CO、Fe2O3+3COeq\o(\s\up6(高温),\s\do0(====))2Fe+3CO2产物：生铁【题型2工业炼铁】【例2】黏土主要成分为Al2Si2O5（OH）4,还含有铁、钾等元素，可用于制作红砖和青砖。高温烧砖过程，黏土中铁元素被充分氧化成Fe2O3时形成红砖；在氧气不足和还原性气氛的条件下，部分Fe2O3转化成FeO和Fe3O4形成青砖。（1）黏土属于（填“纯净物”或“混合物”）。（2）为方便推测某些复杂物质的化学性质，可将其化学式改用各自氧化物的形式表示。如碱式碳酸铜[Cu2（OH）2CO3]可改为[2CuO•CO2•H2O]，将黏土主要成分可改为各自氧化物的形式。（3）《天工开物》中记载“浇水转釉”的操作如图，其原理是：焙烧工作完成时，封闭窑门并从窑顶慢慢浇水，高温下碳和水蒸气反应生成氢气和一氧化碳。①高温下，写出碳和水蒸气的反应的化学方程式是。②“浇水转釉”时Fe2O3转化成FeO，铁元素含量（填“升高”或“降低”）。③现代工业炼铁的原理是在高温条件下，利用一氧化碳的还原性，还原赤铁矿（主要含Fe2O3）得到金属铁单质，写出该反应的化学方程式为。【答案】（1）混合物（2）Al2O3•2SiO2•2H2O（3）升高【详解】（1）黏土主要成分为Al2Si2O5（OH）4，还含有铁、钾等元素，黏土含有多种物质，属于混合物；（2）黏土主要成分为Al2Si2O5（OH）4，根据原子个数不变，将黏土主要成分可改为各自氧化物的形式可表示为：Al2O3•2SiO2•2H2O；（3）①高温下碳和水蒸气反应生成氢气和一氧化碳，化学方程式是：；②“浇水转釉”时Fe2O3转化成FeO，氧化铁中铁元素的质量分数为：，氧化亚铁中铁元素的质量分数为：，故铁元素含量升高；③现代工业炼铁的原理是在高温条件下，利用一氧化碳的还原性，还原赤铁矿（主要含Fe2O3）得到金属铁单质，同时生成二氧化碳，该反应的化学方程式为：。【变式2-1】我国古代炼铁术如图所示。下列相关说法错误的是A．铁是地壳中含量仅次于铝的金属元素B．生铁和钢都是混合物C．炼钢的原理和炼铁的原理一样D．生铁比纯铁的硬度大【答案】C【详解】A、地壳中元素含量由多到少：氧、硅、铝、铁，铁是地壳中含量仅次于铝的金属元素，说法正确；B、生铁和钢都是铁和碳组成的合金，都属于混合物，说法正确；C、炼钢的原理：高温条件下降低碳含量，炼铁的原理：利用一氧化碳的还原性，夺走氧化铁中的氧元素，说法错误；D、合金的硬度比组成且纯金属的硬度大，生铁比纯铁的硬度大，说法正确；故选：C。【变式2-2】从古自今，炼铁是非常重要的工艺。（1）《三省边防备览》中记载了古法炼铁：“铁炉高一丈七八尺，中空，上有洞放烟，下层放炭，中安矿石。矿石几百斤，用炭若干斤，皆有分两，不可增减。旁用风箱，十余人轮流曳之，日夜不断火。炉底有桥，矿渣分出，矿之化为铁者，流出成铁板。”①资料中能日夜不断火，原理是（用方程式表达）。②“旁用风箱，十余人轮流曳之”，用风箱不断鼓风的目的是。③“流出成铁板”中“铁板”属于（填“纯净物”或“混合物”）。（2）利用含铁量低的磁铁矿冶炼生铁的流程如下。①白云石的主要成分是CaMg（CO3）2，熔剂中一定含有的两种金属氧化物，写出其中一种金属氧化物是（填化学式）。②“高温烧结”是将矿石烧成多孔结构，其目的是。③以上流程中回收煤气可用作，流程中还可以回收循环利用。④用1000t含46.4%四氧化三铁的磁铁矿炼得的铁，相当于吨含杂质20%的赤铁矿（主要成分为氧化铁）炼得的铁。【答案】（1）提供充足的氧气，使碳完全燃烧或充分燃烧混合物（2）CaO/MgO增大反应物之间的接触面积，使反应更快更充分燃料炉尘600【详解】（1）①资料中能日夜不断火，原理是碳燃烧生成二氧化碳，该反应的化学方程式为：；②“旁用风箱，十余人轮流曳之”，用风箱不断鼓风的目的是：提供充足的氧气，使碳完全燃烧或充分燃烧；③“流出成铁板”中“铁板”是生铁，由铁、碳等混合而成，属于混合物；（2）①根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，反应物中含钙、镁、碳、氧元素，生成物中也应含钙、镁、碳、氧元素，钙元素和镁元素属于金属元素，故含有的两种金属氧化物为：CaO、MgO；②“高温烧结”是将矿石烧成多孔结构，其目的是：增大反应物之间的接触面积，使反应更快更充分；③煤气主要成分是一氧化碳，一氧化碳具有可燃性，故以上流程中回收煤气可用作燃料；高炉炼铁的炉尘中含铁矿粉、焦炭粉等，可循环利用；1000t含46.4%四氧化三铁的磁铁矿中铁元素的质量为：，则含336t铁元素的赤铁矿的质量为：。【变式2-3】为了减少工业炼铁中CO、CO2的排放，小苏同学基于碳中和理念设计了一个低碳行动方案，方案流程如图所示，下列分析不正确的是A．该方案可以除去CO2，还可实现CaCO3、CO的部分或全部循环利用B．该方案中的CO重新通入高炉后，起的主要作用是还原赤铁矿C．流程图中反应1和反应2，都属于化合反应，且反应后碳元素化合价均发生改变D．实验室用48gFe2O3粉末作为原料模拟炼铁，反应后测得固体中的铁元素与氧元素的质量比为7：1，若炼铁过程中只发生流程图中的反应3，则理论上参加反应的Fe2O3质量为32g【答案】A【详解】A、根据流程图，该方案中二氧化碳既是反应物又是生成物，可以循环利用，碳酸钙和一氧化碳既是反应物又是生成物，可循环利用，故还可实现CaCO3、CO的部分或全部循环利用，故A分析不正确；B、赤铁矿的主要成分是氧化铁，一氧化碳与氧化铁高温条件下反应生成铁和二氧化碳，该方案中的CO重新通入高炉后，起的主要作用是还原赤铁矿，故B分析正确；C、流程图中反应1为碳和氧气反应生成二氧化碳，反应2为碳和二氧化碳高温下反应生成一氧化碳，这两个反应均是两种物质生成一种物质，符合“多变一”的特点，都属于化合反应；反应1中反应前碳元素的化合价为0，反应后碳元素的化合价为+4价，发生改变；反应2中反应前碳元素的化合价为0价和+4价，反应后碳元素的化合价为+2价，发生改变，故C分析正确；D、实验室用48gFe2O3粉末作为原料模拟炼铁，48g氧化铁中铁元素的质量为，反应后测得固体中的铁元素与氧元素的质量比为7：1，则反应后固体中氧元素的质量为，若炼铁过程中只发生流程图中的反应3，反应后固体中的氧元素存在于没有反应的氧化铁中，说明氧化铁没有反应完全，根据氧元素守恒，则没有参与反应的氧化铁的质量为，理论上参加反应的Fe2O3质量为48g-16g=32g，故D分析正确；故选：A。【知识梳理3实验室模拟高炉炼铁】1.实验室模拟高炉炼铁原理：Fe2O3+3COeq\o(\s\up6(高温),\s\do0(====))2Fe+3CO2步骤：①检验CO纯度（防止CO不纯，加热时引起爆炸）②先通一会儿CO（排尽玻璃管中的空气，防止加热时发生爆炸）③再用酒精喷灯给装置加热④先停止加热，继续通入CO到玻璃管冷却（防止澄清石灰水倒吸，引起玻璃管炸裂）⑤再停止通入一氧化碳现象：①红棕色粉末变成黑色；②澄清石灰水变浑浊。结论：CO还原氧化铁生成了CO2和铁。【检验有单质铁生成的方法】：物理法：用磁铁靠近生成物，如被吸引，则为铁。化学方法：取少量生成物放入试管中，滴加少量稀硫酸，有气泡且溶液变为浅绿色，则为铁。【题型3实验室模拟高炉炼铁】【例3】如图所示，小海同学进行了模拟炼铁的实验。下列有关该实验的说法正确的是A．实验开始前先通入CO再点燃A装置B．硬质玻璃管中的现象是固体由黑变红C．B装置的作用是吸收二氧化碳D．A和C两处的酒精灯作用相同【答案】A【详解】A、一氧化碳具有可燃性，与空气混合点燃易发生爆炸，因此实验开始前应先通入一段时间CO再点燃A装置，其目的是排尽装置内的空气，防止爆炸，说法正确，符合题意；B、硬质玻璃管中发生的反应是一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，实验现象是固体由红色变黑色，说法错误，不符合题意；C、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，则B装置的作用是检验二氧化碳，说法错误，不符合题意；D、A处酒精喷灯的作用是加热，C处酒精灯的作用是点燃尾气中的一氧化碳，防止污染空气，因此A和C两处的酒精灯作用不相同，说法错误，不符合题意。故选：A。【变式3-1】用CO还原氧化铁的实验中，下列操作错误的是A．实验前应先检查装置的气密性B．可用酒精灯的火焰烧掉反应剩余的COC．可用石灰水来验证产生的气体D．红棕色固体全变成黑色后，先停止通CO后停止加热【答案】D【详解】A、该实验有气体参与反应，故实验前应先检查装置的气密性，防止装置漏气，影响实验，不符合题意；B、一氧化碳有毒，未反应的一氧化碳散逸到空气中，会污染空气，一氧化碳具有可燃性，故可用酒精灯的火焰烧掉反应剩余的CO，防止污染空气，不符合题意；C、一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，能使澄清石灰水变浑浊，故可用石灰水来验证二氧化碳，不符合题意；D、一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，红棕色固体全变成黑色后，先停止加热，待冷却至室温后，再停止通入CO，防止反应生成的铁高温下重新被氧化，符合题意。故选D。【变式3-2】如图为一氧化碳还原氧化铁的实验装置，下列说法不正确的是A．开始时应先加热再通入一氧化碳 B．玻璃管中的现象是红棕色粉末变为黑色C．澄清石灰水变浑浊说明有CO2生成 D．尾气处理时体现了CO的可燃性【答案】A【详解】A、实验开始时，应先通入一氧化碳，排尽玻璃管中的空气，再加热玻璃管，防止一氧化碳与空气混合加热发生爆炸。A不正确；B、氧化铁是红棕色，铁粉是黑色，所以实验中玻璃管里粉末由红棕色逐渐变成黑色。B正确；C、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，试管中澄清石灰水变浑浊证明有二氧化碳生成。C正确；D、装置末端的导管口放一只燃着的酒精灯，通过点燃处理尾气，利用了一氧化碳的可燃性。D正确。故选A。【变式3-3】如图是实验室模拟工业炼铁的装置。下列有关分析不正确的是A．澄清石灰水变浑浊，说明有CO2生成B．该反应中，失去氧的物质是COC．CO具有可燃性D．硬质玻璃管中固体质量逐渐减小【答案】B【详解】A、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，澄清石灰水变浑浊，说明有CO2生成，故选项说法正确；B、一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，该反应中，失去氧的物质是氧化铁，故选项说法错误；C、一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染环境，常在装置末端的导管口放一盏燃着的酒精灯，是为了点燃尾气，利用的是一氧化碳具有可燃性，故选项说法正确；D、一氧化碳具有还原性，高温下与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，随着反应的进行，硬质玻璃管中固体质量逐渐减小，故选项说法正确；故选：B。【题型4模拟炼铁实验改进与评价】【例4】CO还原氧化铁的实验如图所示，有关说法正确的是A．玻璃管a处固体由黑色变为红色 B．澄清石灰水的作用是检验CO2C．此实验能说明CO具有氧化性 D．可用水吸收尾气中的CO【答案】B【详解】A、CO与氧化铁在高温条件下反应生成铁单质、二氧化碳，氧化铁为红色固体，粉末状铁单质为黑色固体，所以玻璃管a处固体由红色变为黑色，A选项错误；B、CO2能与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀，导致澄清石灰水变浑浊，所以装置中澄清石灰水的作用是检验CO2，B选项正确；C、CO与氧化铁在高温条件下反应生成铁单质、二氧化碳，CO能将氧化铁还原为铁单质，说明CO具有还原性，C选项错误；D、CO难溶于水，不可用水吸收尾气中的CO，D选项错误。故选：B。【变式4-1】有位同学设计了下列实验（装置及所用药品如图所示），仔细观察后回答下列问题。（1）在给氧化铁加热时，要先通入一氧化碳气体后加热，其目的是。（2）在C处看到的现象，说明反应后有生成。（3）本实验设计中，在B处所采取措施的目的是，其优点是。【答案】（1）排尽装置内的空气，防止爆炸（2）石灰水变浑浊二氧化碳（3）点燃尾气中的一氧化碳防止了CO对空气的污染，又充分利用了能源【详解】（1）一氧化碳具有可燃性，与空气混合点燃时易发生爆炸，因此在给氧化铁加热时，要先通入一氧化碳气体后加热，其目的是排尽装置内的空气，防止爆炸；（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，因此在C处能看到石灰水变浑浊，说明反应后有二氧化碳生成；（3）一氧化碳有毒，会污染空气，则本实验设计中，在B处所采取措施的目的是点燃尾气中的一氧化碳，使尾气中的一氧化碳燃烧而除去，其燃烧放出的热量还能对玻璃管中的氧化铁进行加热，因此其优点是防止了CO对空气的污染，又充分利用了能源。【变式4-2】将草酸（，沸点约，分解温度约）隔绝空气加热，得到的混合气体（已知草酸可分解为、，草酸钙难溶于水）。为探究的成分，设计如下图所示实验。下列说法不正确的是A．草酸中的化合价是+3B．若丙中固体变黑、丁试管内溶液变浑浊．则中一定含C．若甲试管内溶液变浑浊，则中一定含有D．若加热所得混合物不经充分冷却，则中可能混有草酸蒸气【答案】C【详解】A、草酸化学式为H2C2O4，其中氢元素化合价为+1，氧元素化合价为-2，设碳元素化合价为x，根据化合物中各元素化合价代数和为0可知：，即碳元素的化合价为+3，故A不符合题意；B、丙中固体变黑是因为氧化铁和一氧化碳反应生成了黑色的铁粉和二氧化碳，二氧化碳使丁试管内溶液变浑浊，则M中一定含有CO，故B不符合题意；C、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，但题干提供信息，草酸的沸点低于分解温度，草酸在分解时会有一部分草酸变为草酸蒸气，进入澄清石灰水中生成草酸钙沉淀，也可以使澄清石灰水变浑浊，故若甲试管内溶液变浑浊，则M中不一定含有CO2，故C符合题意；D、因为草酸（H2C2O4），沸点约150℃，分解温度约190℃，如果温度没有冷却到150℃以下，则M中可能混有草酸蒸气，故D不符合题意。故选C。【变式4-3】建造船舰的特种钢材需要用铁矿石来冶炼。某同学为测出某地赤铁矿石中氧化铁的含量，取10g该赤铁矿样品，用图1装置进行实验，并将生成的气体用氢氧化钠溶液吸收，B中溶液总质量与反应时间的关系如图2所示。（产生的气体被完全吸收，且杂质不参与反应，并假设气体通过溶液时不带出水蒸气）

（1）图1装置的一个明显缺陷是；C中澄清石灰水没有变浑浊，说明。（2）由图2可知赤铁矿与一氧化碳反应生成二氧化碳的质量为g。（3）计算该地赤铁矿石中氧化铁的质量分数。（4）（定量分析）已知：CO与Fe2O3在不同条件下反应生成铁的同时，也会生成一些FeO或某实验室将CO与Fe2O3在密闭容器中隔绝空气加强热来测试某温度下的反应结果，假如某次测试实验前后收集的数据如表，请回答相关问题。物质COFe2O3FeFeOCO2反应前的质量/g19.680000反应后的质量/g0011.2a30.8①表中a的值为；②容器中发生反应的化学方程式为Fe+FeO+CO2。【答案】（1）缺少尾气处理装置反应生成的二氧化碳全部被B装置吸收（2）6.6（3）解：设该地赤铁矿石中氧化铁的质量分数为x

x=80%答：该地赤铁矿石中氧化铁的质量分数为80%（4）57.6287【详解】（1）一氧化碳有毒，未反应的一氧化碳散逸到空气中，会污染空气，故图1装置的一个明显缺陷是：缺少尾气处理装置；二氧化碳能与氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，B装置用于吸收二氧化碳，二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水，能使澄清石灰水变浑浊，C装置用于检验二氧化碳是否被除尽，故C中澄清石灰水没有变浑浊，说明反应生成的二氧化碳全部被B装置吸收；（2）根据质量守恒定律，化学反应前后，物质的总质量不变，则生成二氧化碳的质量为：106.6g-100g=6.6g；（3）见答案；（4）①根据质量守恒定律，化学反应前后，物质的总质量不变，则19.6g+80g=11.2g+ag+30.8g，ag=57.6g，即a的值为57.6；②根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类和数目不变，反应物中含7个C，故二氧化碳的化学计量数为7，反应物中含22个O，生成物中也应含22个O，故FeO的化学计量数为8，反应物中含10个Fe，生成物中也应含10个Fe，故Fe的化学计量数为2，故填：2、8、7。【知识梳理5其它金属的冶炼方法】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。有些金属（如钠、钾、镁和铝等）很难从其矿物中提取出来。为了制得这些金属，需要用电解的方法。通常把金属（如铁）跟氧生成金属氧化物（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，失去氧转化成金属的过程，称为是金属氧化物的还原。【题型5其它金属的冶炼】【例5】获得金属材料的途径有很多，例如：（1）湿法冻炼：“曾青（CuSO4）得铁则化为铜”所属的基本反应类型是。（2）电解法冻炼：工业上利用电解熔融的氧化铝得到铝和氧气，写出该反应的化学方程式：。（3）还原金属氧化物：用2000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁多少吨（结果保留小数点后一位）？（根据化学方程式计算。）【答案】（1）置换反应（2）（3）解：设理论上可炼出铁的质量为x.含铁96%的生铁质量为：1120t÷96%≈1166.7t答：可以炼出含铁96%的生铁1166.7吨。【详解】（1）置换反应是一种单质与一种化合物起反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应。硫酸铜与铁反应生成硫酸亚铁和铜。反应类型是置换反应。（2）工业上利用电解熔融的氧化铝得到铝和氧气，化学方程式（3）【解】设理论上可炼出铁的质量为。1120t÷96%≈1166.7t【变式5-1】下列变化过程不属于金属冶炼的是A．电解氧化铝 B．铁在氧气中燃烧C．金属氧化物与焦炭在高温下反应 D．高温下CO还原CuO【答案】B【分析】金属冶炼就是把金属从金属化合物中提炼出来的过程，形成金属单质。常见的方法有：1、还原法：金属氧化物（与还原剂共热）；2、置换法：金属盐溶液（加入活泼金属）；除此以外还有电解法和热分解法。【详解】A.电解氧化铝：，故A符合金属冶炼的原理；B.铁在氧气中燃烧，生成四氧化三铁，故B不符合金属冶炼的原理；C.焦炭具有还原性，可以在高温条件下，把金属从金属氧化物中还原出来，故C符合金属冶炼的原理；D.高温下CO夺走CuO中的O，生成Cu，故D符合金属冶炼的原理；故选B。【变式5-2】金属材料在人类发展的历史中扮演了重要的角色。回答下列问题。（1）《周礼·考工记》中记载了铸造各类青铜器的配方。与纯铜相比，青铜的硬度更（填“大”或“小”）。（2）东晋葛洪《抱朴子内篇·黄白》中也有“以曾青涂铁，铁赤色如铜”的记载，即将曾青（硫酸铜溶液）涂在铁的表面可得到铜，写出反应的化学方程式，该反应之所以能够发生，是因为。【答案】（1）大（2）铁的金属活动性比铜强（合理即可）【详解】（1）一般合金的硬度比其组成中纯金属的硬度大，因青铜与纯铜相比，青铜硬度更大；（2）铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，反应的化学方程式为：；铁能置换出硫酸铜的铜，说明铁的金属活动性比铜强。【变式5-3】仔细阅读下列材料19世纪初，铝是比黄金还贵的金属，主要是由于铝的化学性质很活泼，在自然界中以化合物的形式存在。当时采用的与氯化铝在一定条件下发生反应得到铝，反应方程式为3Na+AlCl33NaCl+Al，因为生产成本高，所以铝十分珍贵。19世纪末，霍尔应用电解熔融金属化合物的方法制备金属。他在用氧化铝制备金属铝的过程中，发现氧化铝的熔点很高，很难达到熔融状态，必须物色一种能够溶解氧化铝且又能降低其熔点的材料，实验过程中他发现冰晶石（Na3AlF6）能起到这种作用。他把氧化铝溶解在10%~15%的熔融的冰晶石里进行电解，发现有银白色小球状的铝生成，冰晶石在电解过程中不被分解，并有足够的流动性，有利于电解的进行。这种廉价炼铝方法的发现，使铝成为广泛应用的金属材料。阅读文本，回答问题：（1）自然界中，以单质形式存在的金属有（举一例）。铝制品耐腐蚀的原因是。（2）冰晶石中氟元素的化合价为。（3）19世纪初，采用钠与氯化铝在一定条件下发生反应得到铝，该反应的基本反应类型是。（4）写出通电分解氧化铝的化学方程式。（5）由文中可知，金属广泛应用于生活生产与该金属有关。【答案】（1）金/银/铂常温下铝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（2）-1价/-1（3）置换反应（4）2Al2O34Al+3O2↑（5）冶炼的难易程度【详解】（1）自然界中，以单质形式存在的金属有金或银或铂；铝制品耐腐蚀的原因是铝能与空气中的氧气反应，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，故填：金或银或铂；常温下铝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；（2）冰晶石中钠元素的化合价为+1价，铝元素的化合价为+3价，根据化合物中各元素化合价的代数和为零，则氟元素的化合价为-1，故填：-1或-1价；（3）钠与氯化铝在一定条件下发生反应得到铝和氯化钠，该反应符合“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”的特点，属于置换反应，故填：置换反应；（4）氧化铝在通电条件下生成铝和氧气，反应的化学方程式为2Al2O34Al+3O2↑，故填：2Al2O34Al+3O2↑。（5）由文中信息可知，金属广