九年级化学上册（沪教版）专题06 金属资源综合利用（期末复习讲义）（教师版）习题

专题06金属资源综合利用（期末复习讲义）内容导航明·期末考情：把握考试趋势方向，精准备考理·核心要点：系统归纳知识脉络，构建体系破·重难题型：攻克典型疑难问题，突破瓶颈过·分层验收：阶梯式检测与评估，稳步提升考查重点命题角度金属矿物常见的金属矿物；金属的存在形式；钢铁的冶炼一氧化碳还原氧化铁实验装置、实验原理、实验步骤、注意事项及尾气处理；工业炼铁的反应原理、实验装置、实验现象及注意事项；常见金属的冶炼方法含杂质的相关计算工业炼铁中含杂质的相关计算金属的性质与应用金属的物理性质及用途；实验探究常见金属的化学性质；金属材料的用途金属活动顺序金属活动性顺序表及其应用；金属活动性强弱的判断氢气的实验室制备实验室制取氢气的实验原理、装置、实验步骤；氢气收集方法、检验和验满置换反应及其应用置换反应定义；置换反应类型；化学反应基本类型合金及其应用合金的性质及其应用；生铁和钢区分金属防护和废金属回收金属锈蚀的条件；控制变量法探究钢铁锈蚀的条件；钢铁的锈蚀过程；防止金属腐蚀的措施；废金属的回收利用及对环境的影响要点01常见的金属矿物1．金属的分布及存在（1）金属元素在自然界中分布很广，除极少数不活泼的金属（如铂、金、银等）以单质形式存在外，其余大多数以化合物形式存在。（2）金属元素在自然界中一般以矿物的形式存在。2．几种常见的金属矿物项目名称主要成分的化学式铁的矿物赤铁矿Fe2O3

磁铁矿（具有磁性，能被磁铁吸引）Fe3O4

菱铁矿FeCO3

黄铁矿FeS2

铜的矿物黄铜矿CuFeS2

辉铜矿Cu2S

孔雀石Cu2(OH)2CO3

铝的矿物铝土矿Al(OH)3

明矾石KAl(SO4)2⋅12H2O

3．金属冶炼：以金属矿物作为原料，通过一系列物理变化、化学变化可以得到相应的金属单质。而使金属矿物转化成金属的过程称为金属的冶炼。易｜错｜点｜拨金属越活泼，越不易被冶炼出来，故铝的利用比铜和铁晚得多。要点02铁冶炼的化学原理一氧化碳还原氧化铁实验装置实验现象（1）红棕色粉末逐渐变成黑色；（2）澄清石灰水变浑浊；（3）尾气燃烧产生蓝色火焰实验步骤（1）检查装置的气密性。（2）将适量的氧化铁粉末放入玻璃管内，并固定装置。（3）向玻璃管内通入一氧化碳气体，并点燃酒精灯。（4）待装置内的空气完全排净后，点燃酒精喷灯给氧化铁加热。（5）当玻璃管内红色粉末变为黑色时，停止加热。（6）待玻璃管内的固体冷却至常温后，停止通入一氧化碳气体，并熄灭酒精灯。注意事项（1）先停止加热，继续通一氧化碳，直到玻璃管冷却的原因：防止石灰水倒流，使试管炸裂。（如果没有石灰水，则目的是防止生成高温的铁又被氧化。）（2）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：排出装置内的空气，防止一氧化碳与空气混合加热时爆炸。（3）判断反应中生成物质的方法：取少量产物于试管中，滴加适量稀盐酸，如有气泡产生证明含铁粉；或用磁铁吸引。（4）酒精喷灯的作用是提供高温（如果用酒精灯，则加金属网罩，金属网罩可以集中火焰，提高温度）化学方程式（1）硬质玻璃管中：3CO+Fe2O3

2Fe+3CO2

（工业炼铁的主要原理）；（2）试管中：CO2+Ca(OH)2

=

CaCO3↓+H2O

;（3）酒精灯处：2CO+O2

2CO2

（尾气处理）尾气处理由于一氧化碳有毒，如果直接排放到空气中，会造成污染；所以在有关一氧化碳的实验时，都需要注意尾气的处理，常用点燃或收集的方法：①点燃，使CO变成无毒的CO2；②在导管末端系一个气球或用排水法将尾气收集起来。要点03工业炼铁1．常见的矿石：赤铁矿:主要成分Fe2O3；磁铁矿:主要成分Fe3O4；铝土矿:主要成分Al2O3。2．工业上炼铁设备：高炉（1）炼铁的原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气（2）反应原理：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2（3）焦炭的作用：=1\*GB3①提供热量（C+O2CO2）；=2\*GB3②生成CO（C+CO22CO）（4）石灰石的作用：将矿石中的二氧化硅变为炉渣。（5）生产产物：生铁（具有较多杂质），密度大于炉渣，故出铁口在出渣口下方。（6）高炉气体的主要成分：N2、CO、CO2等。3．常见金属的冶炼方法主要有以下5种

（1）电解法：主要使用于金属活动顺序表中钠至铝之间的金属的冶炼。（2）热还原法：主要使用于金属活动顺序表中锌至铜之间的金属的冶炼。（3）加热法（即用加热其氧化物或锻烧其硫化物的方法）：主要使用于Hg、Ag等不活泼金属的冶炼。

（4）置换法（湿法冶金）：即根据金属的活动性顺序表的应用，利用排在金属活动性顺序中前面的金属把排在后面的金属从其盐溶液里置换出来。

（5）物理提取法：主要使用于提取Pt、Au等极不活泼的金属，由于它们在自然界中以单质形式存在，且密度很大，用多次淘洗法去掉矿粒、泥沙等杂质，便可得到。归｜纳｜总｜结通常把金属（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。要点04工业炼铁中含杂质的相关计算1．计算步骤（1）设：按题意设未知量。（2）写：写出题中反应的化学方程式。（3）找：找出相关反应物和生成物的质量关系。（4）比：建立含有未知量的比例关系。（5）求和答：求得未知量，利用相关公式计算出含杂质的物质质量，并作答。2．遇到含杂质的不纯物质时，需将不纯物质的质量换算成纯净物的质量，才能代入化学方程式按质量比进行计算。常用的计算公式如下：a．纯净物的质量=混合物的质量×纯度3．示例：工业上计划生产含杂质4%的生铁350t，则需储备含氧化铁80%的赤铁矿原料至少不低于多少？根据化学方程式计算并写出解题过程解题步骤书写格式设：按题意设未知量解：生铁中铁的质量是：，设需要氧化铁的质量是x。写：写出题中反应的化学方程式

找：找出相关反应物和生成物的质量关系比：建立含有未知量的比例关系求和答：求得未知量，并作答𝑥=480

t

赤铁矿原料为：答：赤铁矿原料至少不低于600t。要点05金属的性质与应用1．金属的物理性质(1)金属物理性质及用途①常温下为固体（特殊：汞为液体），有金属光泽，密度较大，熔点较高。②大多数金属呈银白色，特殊：铜紫红色，金金黄色，铁粉黑色(铁片为银白色)。③大多数金属具有优良的导电性、导热性，有延展性(延：拉成丝；展：压成片)。(2)金属的用途：物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，另外还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利以及是否容易回收和对环境的影响等多种因素。①性质决定用途铜、铝具有导电性→电线；钨熔点高→灯丝；铬硬度大→做镀层金属；铁硬度大→菜刀、镰刀、锤子等。②生活中应用的金属干电池外皮→锌/锰；“银粉”→铝；水银温度计→汞；“锡箔”纸→铝或锡。2．常见金属的化学性质(1)大多数金属可与氧气发生反应金属在空气中在氧气中镁常温下逐渐变暗，表面形成氧化膜。点燃，剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色的固体。点燃，剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色的固体2Mg+O2点燃2MgO铝常温下表面变暗，生成一种致密的氧化膜点燃，剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色的固体4Al+3O2点燃2Al2O3铁持续加热变红点燃，剧烈燃烧，火星四射，生成黑色的固体3Fe+2O2点燃Fe3O4铜加热，生成黑色物质；在潮湿的空气中，生成铜绿而被腐蚀紫红色的铜丝加热后变黑2Cu+O2加热2CuO银、金即使在高温时也不与氧气发生反应(2)金属+酸→盐+H2↑（置换反应）反应条件：金属活动性排在H前。+稀盐酸+稀硫酸镁锌铁铜现象固体逐渐溶解，产生大量气泡固体逐渐溶解，产生较多气泡固体逐渐溶解，无色溶液变为浅绿色，产生少量气泡无明显现象方程式Mg+2HCl=MgCl2+H2↑Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑Fe+2HCl=FeCl2+H2↑-Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑-结论锌和铁都能与稀硫酸（或稀盐酸）反应，生成氢气和相应的化合物；铜不与稀硫酸（或稀盐酸）反应。易｜错｜点｜拨铝在空气中与氧气反应，表面生成一层致密的氧化膜（Al2O3)，从而阻止铝进一步被氧化。(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表面覆盖一层红色物质，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色Fe+CuSO4

=

FeSO4+Cu易｜错｜点｜拨(1)实验前用砂纸打磨金属，除去镁、铁等金属表面的氧化膜，便于金属与酸接触反应。(2)铁与稀盐酸和稀硫酸反应生成的铁的化合物中，铁化合价为＋2价。有Fe2＋的溶液为浅绿色。要点06金属活动性顺序表及其应用1．金属的活动性

2．应用(1)根据位置前后可以确定金属的活动性顺序,位置越靠前,金属的活动性就越强。(2)排在氢前面的金属可以与稀酸反应生成盐溶液和氢气。(浓硫酸、硝酸有强氧化性,除外)(3)排在前面的金属可以将排在后面的金属从它们化合物的溶液中置换出来。(极为活泼的金属K、Ca、Na除外)3．金属活动性强弱的判断：(举例:金属A和金属B)(1)形状相同金属与同浓度的盐酸(稀硫酸),是否放出氢气或放出氢气快慢程度①相同条件A与盐酸反应,B与盐酸不反应,则活动性A>B。②相同条件A与盐酸反应剧烈,B反应缓慢,则活动性A>B。(比较放气泡快慢)③相同条件下A、B都不与盐酸反应,则无法判断A、B的活动性。(2)金属与金属化合物溶液(盐溶液)反应①金属A能从B的化合物溶液中置换出B,则活动性A>B。(直接法)②金属A不能从B的化合物溶液中置换出B,则活动性A<B。(反证法)③金属A能从C的化合物溶液中置换出C,金属B不能从C的化合物溶液中置换出C,则活动性A>B。(间接法,通过另一物质,对强弱进行判断)(3)“金属置换反应”，注意以下几个特殊方面：①用于置换的金属单质不能为K、Ca、Na这样的“金属性强的金属”。②所使用的酸溶液，不能为浓硫酸，只能为稀盐酸或稀硫酸；金属单质若与浓盐酸发生反应，生成的气体中必然要带有“HCl气体杂质”；由于硝酸溶液具有强氧化性，所以发生置换反应用的酸溶液不能为硝酸溶液，但可以用“硝酸盐溶液”。③发生置换反应所使用的盐溶液，必须为可溶性盐溶液。而Ag所对应的盐溶液一般为“硝酸银溶液”。④金属Fe所参加的置换反应中，只能生成+2价的“亚铁盐溶液”（浅绿色），而不是+3价的“铁盐溶液”。归｜纳｜总｜结(1)根据位置前后可以确定金属的活动性顺序,位置越靠前,金属的活动性就越强。(2)排在氢前面的金属可以与稀酸反应生成盐溶液和氢气。(浓硫酸、硝酸有强氧化性,除外)(3)排在前面的金属可以将排在后面的金属从它们化合物的溶液中置换出来。(极为活泼的金属K、Ca、Na除外)要点07氢气的实验室制法药品锌粒（Zn）和稀硫酸（H2SO4）反应原理Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑收集方法排水法(原因是难溶于水且不和水反)②瓶口向下排空气法(原因是密度比空气小且不与空气成分反应)制取装置操作步骤①检查气密性②装入锌粒③倒入稀硫酸④固定装置⑤收集检验点燃木条，伸入瓶内，木条上的火焰熄灭，瓶口火焰呈淡蓝色，则该气体是氢气。验满(验纯)①用拇指堵住集满氢气的试管口；②靠近火焰,移开拇指点火，若“噗”的一声，氢气已纯；若有尖锐的爆鸣声，则氢气不纯。要点08置换反应及其应用1．置换定义：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A+BC→AC+B2．置换反应类型（1）金属+酸→金属化合物+H2（2）金属+金属化合物→另一金属+另一金属化合物（3）C+金属氧化物→金属单质+CO2（4）H2+金属氧化物→金属单质+H2O化合反应：多变一 3．化学反应基本类型分解反应：一变多 置换反应：单化生化单 归｜纳｜总｜结(1)CO+金属氧化物→金属单质+CO2该反应不属于基本反应(2)由于置换反应是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的反应，单质中元素的化合价为0，化合物中元素的化合价不为0，因此置换反应中一定有元素的化合价发生改变。要点08合金与合金的性质1．概念：在金属中加热融合某些金属或非金属，制得具有金属特征的合金。①合金是混合物②形成合金的过程是物理变化③合金各成分的化学性质不变2．合金的优点：合金和组成其的纯金属相比较，硬度一般更大，熔点一般更低，抗腐蚀性更好。合金铁的合金铜合金焊锡钛和钛合金形状记忆合金生铁钢黄铜青铜成分含碳量2%～4.3%含碳量0.03%～2%铜锌铜锡铅锡合金钛镍合金备注铁的合金主要含Fe、C，区别主要是含碳量不同紫铜是纯铜熔点低焊接金属与人体有很好的相容性，可用于制造人造骨具有形状记忆效应用于制成人造卫星天线注意：①“百炼成钢”的原理是降低含碳量，通入纯氧的目的是使生铁中的碳充分反应。C+O2CO23．一些常见合金的特性和用途名称主要组成元素特性用途黄铜铜、锌坚硬、耐腐蚀制造机器零件、电器零件等青铜铜、锡耐腐蚀、易铸造成型制造形状复杂的铸件、精致的工艺品、塑像等硬铝铝、铜、镁、锰质轻而坚硬制造飞机、汽车，作建筑材料等焊锡锡、铅熔点低、能粘接金属焊接电子元件、金属片等不锈钢（含铬10.5%以上的铁合金）铁、铬、镍耐腐蚀制造医疗器械、化工设备、日用品等碳素钢铁、碳坚硬作建筑材料，制造机器零件、铁轨、船舶、桥梁等武德合金铋、铅、锡、镉熔点低制造电路保险丝、自动灭火和防爆安全装置等归｜纳｜总｜结(1)合金中至少含有一种金属元素，同时也可能含有非金属元素。有些物质虽然含有金属元素，但不具有金属的性质，不属于合金，如Fe3O4、MnO2等。(2)合金具有金属的共性，如金属光泽，优良的导电性、导热性等。(3)形成合金的过程是物理变化，合金中各成分保持各自原有的化学性质。要点09金属防护和废金属回收1．金属锈蚀的条件钢铁锈蚀的条件：铁与水和氧气接触。有酸或盐存在时会加速金属锈蚀。钢铁锈蚀发生的是缓慢氧化。铁锈的主要成分为Fe2O3。2．控制变量法探究钢铁锈蚀的条件控制变量法：把多因素问题变成多个单因素，每次只改变一个因素条件铁钉在干燥的空气中铁钉全部在蒸馏水中铁钉与空气和蒸馏水同时接触铁钉与空气和氯化钠溶液同时接触图示①②③④生锈程度不生锈不生锈易生锈最易生锈结论（1）通过①③对比可知，影响铁生锈的因素是水（2）通过②③对比可知，影响铁生锈的因素是空气（或氧气）由此可知，铁生锈的条件是铁与水和空气（或氧气）同时接触（3）通过③④对比可知，盐溶液的存在会加快铁的锈蚀。①植物油的作用是隔绝空气（或氧气）；②将蒸馏水煮沸的目的是除去水中的氧气；③实验开始前，需用砂纸打磨铁钉的表面，其目的是除去铁钉表面的氧化物和污物。④实验中所用的水是经煮沸迅速冷却的蒸馏水，煮沸的目的是除去水中溶解的氧气，迅速冷却的目的是减少或防止空气中的氧气溶于水，从而排除氧气的干扰。⑤防止铁制品锈蚀的原理是隔绝氧气或隔绝水。3．铁在密闭容器里生锈引起气压变化在密闭容器里,铁生锈消耗氧气,冷却到室温后,引起密闭容器内气压减小。根据此原理可用来测定空气中氧气的含量。实验现象：铁丝网表面有少量的红棕色物质出现；烧杯中滴有红墨水的水沿导管上升一段距离，形成一段红色水柱。现象解释：红棕色物质是铁锈，铁生锈消耗了氧气，使锥形瓶内的气压减小，烧杯内滴有红墨水的水被倒吸入导管中4．钢铁的锈蚀过程（1）铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟氧气、水等物质作用（水和氧气必须同时存在，铁才会生锈），发生一系列复杂的化学反应，转化为铁的化合物的过程。稀硫酸、醋酸溶液和氯化钠溶液等物质存在时会加速铁的锈蚀。（2）铁锈是一种混合物，成分复杂，主要成分是氧化铁(Fe2O3)。铁锈是一种疏松多孔的物质，能让空气中的氧气和水分穿过它的空隙，不断向内层渗透（铁制品表面的铁锈若不及时除去,会加速其锈蚀），持续与铁反应，直至铁被完全锈蚀。归｜纳｜总｜结铁生锈有氧气参加，且反应很慢不易被察觉，属于缓慢氧化。5．防止铁制品生锈（即铁锈蚀的防护）的常用措施主要有如下

（1）钢铁防锈的原理：破坏钢铁制品锈蚀的条件，使钢铁制品隔绝空气或水。（2）钢铁防锈的方法①保持铁制品的洁净和干燥。②铁制品表面覆盖保护层，如涂油、刷油漆、烧制搪瓷、镀一层金属如铬、烤蓝（在金属表面生成一层致密的氧化膜）。③改变其内部结构，制成耐腐蚀的合金，如不锈钢等。（3）铝的“自我保护”（1）铝的化学性质比较活泼，比铁更容易与氧气和其他物质发生化学反应。（2）实际上铝制品一般不需要采取防锈措施，因为铝在空气中与氧气反应，生成一层致密而结实的氧化铝膜覆盖在铝的表面，防止内部的铝继续与氧气反应，从而起到“自我保护”的作用。6．金属的回收利用和金属资源的保护(1)金属的回收利用是指将一些废弃的金属材料通过不同的渠道汇集起来，再加工再利用。

(2)金属的回收利用的重要性表现在以下两个方面

①节约能源。

②减少污染。

(3)金属资源的保护主要有以下四种措施

①减缓或防止金属的腐蚀。②回收利用废旧金属。

③有计划、合理地开采矿物。

④寻找金属的代用品。题型01常见的金属矿物【典例1】(24-25九上·广西河池·期末)广西铝土矿资源丰富，铝土矿的主要成分是A．Fe2O3 B．Al2O3 C．MnO2 D．CuO【答案】B【详解】A、赤铁矿的主要成分是氧化铁（Fe2O3），错误；B、铝土矿是提取金属铝的主要矿石，其主要成分是氧化铝（Al2O3），正确；C、软锰矿的主要成分是二氧化锰（MnO2），错误；D、（CuO）并非常见铜矿石的主要成分，铜矿石多为硫化矿或碳酸盐，错误；故选B。解｜题｜模｜板解题时需掌握好铁矿石的选择原则：含铁量高，不含有害元素，冶炼过程中不产生或少产生污染环境的物质。通过计算可知磁铁矿、赤铁矿和黄铁矿的主要成分中铁元素的质量分数分别为：72.4%、70%、46.7%，因此从铁元素含量较高，且“有害元素”少来分析选择；其中适合炼铁的是磁铁矿、赤铁矿。【变式1-1】(24-25九上·江苏南京建邺区·期末)下列金属矿石和其主要成分对应正确的是A．磁铁矿—FeO B．软锰矿— C．赤铜矿—CuO D．铝土矿—【答案】D【详解】A、磁铁矿的主要成分是Fe3O4，而不是FeO，故A错误；B、软锰矿的主要成分是MnO2，而不是TiO2，故B错误；C、赤铜矿的主要成分是Cu2O，而不是CuO，故C错误；D、铝土矿的主要成分是Al2O3，故D正确；故选：D。【变式1-2】下列归类正确的是选项归类内容A金属材料金刚石、硬铝、黄铜B常见矿石赤铁矿、黄铜矿、不锈钢C可燃性气体甲烷、一氧化碳、氧气D大气污染物PM2.5、二氧化硫、一氧化氮A．A B．B C．C D．D【答案】D【详解】A、金刚石是碳单质，其不属于金属材料，不符合题意；B、常见的矿石有赤铁矿、黄铜矿，不锈钢不属于矿石，不符合题意；C、甲烷、一氧化碳均具有可燃性，都是可燃性气体，氧气具有助燃性，不属于可燃性气体，不符合题意；D、大气污染物包括PM2.5、二氧化硫、一氧化氮、二氧化硫等，符合题意。故选：D。题型02实验室冶炼金属【典例2】(24-25九上·山东泰安·期末)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．此实验能说明CO具有氧化性B．B装置的作用是吸收二氧化碳C．A和C两处的酒精灯作用相同D．实验开始前先通入CO再点燃A装置【答案】D【详解】A、CO能与氧化铁在高温条件下反应生成铁、二氧化碳，CO夺取了氧化铁中的氧，说明CO具有还原性，A选项错误；B、二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，澄清石灰水的浓度较低，无法吸收大量的二氧化碳，因此B装置的作用是检验二氧化碳，B选项错误；C、A处酒精灯的作用是提供热量，C处酒精灯的作用是处理尾气中的一氧化碳，防止空气污染，二者作用不相同，C选项错误；D、实验开始前，装置内含有空气，应先通入CO再点燃A装置，以防加热空气与CO的混合气体引发爆炸，D选项正确。故选：D。方｜法｜点｜拨实验室模拟炼铁的易错点：（1）实验开始时要先通入一氧化碳，再点燃酒精喷灯，以排尽玻璃管内的空气，防止加热时发生爆炸。（2）实验结束时，应先停止加热，并继续通一氧化碳直至装置冷却，以防止生成的铁又被空气中的氧气氧化;同时防止试管中的澄清石灰水倒吸进入灼热的硬质玻璃管内，使硬质玻璃管炸裂。（3）一氧化碳有毒，不能直接排放到空气中，否则会污染空气，因此装置中必须有尾气处理装置。尾气处理可用收集法（用气球或排水法收集尾气）或燃烧法（将尾气点燃烧掉或用于加热氧化铁）。【变式2-1】(24-25九上·辽宁沈阳大东区·期末)金属材料的应用与生产、生活有着十分密切的关系。I．金属材料与生活(1)图1是汉代彩绘雁鱼青铜釭灯。灯罩可自由开合，以调节进风量的大小。看到大量黑烟产生时，应(填“扩大”或“减小”)进风口从而促进燃料充分燃烧。关闭灯罩火焰熄灭，灭火的原理是。Ⅱ．金属材料与生产(2)《梦溪笔谈》有古代湿法炼铜记载“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”。胆矾为CuSO4晶体，写出“铁釜”中发生反应的化学方程式：。(3)古人炼制黄铜的原理：X+ZnCO3+CZn+2Cu+2CO2↑X的化学式：黄铜可压制成无缝黄铜管，利用了金属的性。早在公元前4世纪，中国已广泛利用铁矿石与木炭生产生铁，并加入“黑土”以降低生铁的熔化温度；公元前2世纪，中国人发明了“充氧”等炼钢法。(4)“黑土”含有磷酸铁(FePO4)，其中P的化合价为。(5)炼钢中“充氧”的目的是降低生铁中的，获得性能更好的钢。(6)实验室模拟工业炼铁的装置如图2，玻璃管内的实验现象为。检验玻璃管内有铁生成的方法：取玻璃管内少量样品于试管中，加入(填物质名称)，观察到有气泡产生。(7)钢铁制品易生锈，校园铁质护栏采用刷油漆的方法防锈，原理是。(8)铝及铝合金能在多个领域代替易生锈的钢铁，主要原因是___________(填序号)。A．硬度小 B．耐腐蚀 C．有光泽 D．难冶炼【答案】(1)扩大隔绝氧气（或空气）(2)(3)Cu2O延展（或良好的延展）(4)+5(5)含碳量(6)红棕色固体逐渐变为黑色适量稀硫酸(7)隔绝氧气和水(8)B【详解】（1）看到大量黑烟产生时，说明氧气不足，碳不完全燃烧，应扩大进风口，提供充足的氧气，从而促进燃料充分燃烧；关闭灯罩火焰熄灭，灭火的原理是隔绝氧气（或空气），达到灭火的目的；（2）“铁釜”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）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Zn、Cu、C、O的个数分别是1、0、2、3，生成物中含Zn、Cu、C、O的个数分别是1、2、2、4，故生成物中还应含2个Cu、1个O，故X的化学式为：Cu2O；黄铜可压制成无缝黄铜管，利用了金属的延展性；（4）磷酸铁中铁元素显+3价，氧元素显-2价，设磷元素的化合价为x，根据化合物中，正、负化合价的代数和为零，可得：，x=+5；（5）生铁和钢均是铁的合金，但是含碳量不同，生铁的含碳量为2%-4.3%，钢的含碳量为0.03%-2%，故炼钢中“充氧”的目的是降低生铁中的含碳量，获得性能更好的钢；（6）玻璃管内反应为一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，故现象是：红棕色固体逐渐变为黑色；铁能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，故检验玻璃管内有铁生成的方法：取玻璃管内少量样品于试管中，加入适量稀硫酸，观察到有气泡产生，（7）铁生锈的条件是铁与氧气和水接触，校园铁质护栏采用刷油漆的方法防锈，原理是：隔绝氧气和水；（8）铝及铝合金能在多个领域代替易生锈的钢铁，主要原因是铝及铝合金具有良好的抗腐蚀性。故选B。【变式2-2】(24-25九上·辽宁朝阳北票·期末)物质的性质与应用是化学学科重要的学习主题。小组同学围绕金属铁开展了相关研学。主题一：识铁(1)小组同学通过如图所示实验认识铁的性质：①在实验甲中，观察到蜡片熔化，说明铁具有的物理性质是。②实验乙和丙均为铁丝在氧气中燃烧的实验。图乙中的实验现象为；图丙是图乙的改进实验，瓶中放了充足的过氧化氢溶液和二氧化锰，请分析说明改进后的优点（写一条即可）。(2)如图是小组同学绘制的金属化学性质思维导图的一部分，请帮助他们补全内容。①；②；③。主题二：炼铁(3)小组同学利用如图所示装置模拟工业炼铁，并检验生成的气体产物。①A装置中的氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳，生成水和碳酸钠，写出该反应的化学方程式。②写出尾气处理的方法。主题三用铁(4)林则徐修筑洪泽湖大堤时，将砂浆、铁焗和条石黏合在一起，使大堤固若金汤。①铁焗是含少量碳的铁，它属于（填字母序号）。A．纯金属

B．合金

C．铁矿石②砂浆中含有氢氧化钙，砂浆与空气接触，发生反应的化学方程式是。主题四：护铁(5)电池表面采用镀镍钢壳不易生锈，其防锈原理是。【答案】(1)导热性剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，放出大量的热不需要提前收集氧气或持续提供铁丝燃烧所需要的氧气(2)有气泡产生强用稀盐酸除铁锈(3)CO2+2NaOH＝Na2CO3+H2O用气球收集(4)BCO2+Ca（OH）2＝CaCO3↓+H2O(5)隔绝氧气和水【详解】（1）①在实验甲中，观察到蜡片熔化，是因为铁能将蜡烛燃烧产生的热量传递给蜡片，使蜡片温度升高至熔点以上，说明铁具有良好的导热性；②实验乙中，铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体；图丙中瓶中放了充足的过氧化氢溶液和二氧化锰，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成氧气，则该实验改进后的优点为：不需要提前收集氧气或持续提供铁丝燃烧所需要的氧气；（2）①金属与酸溶液反应，镁、铁的金属活动性比氢强，能与稀硫酸反应产生氢气，所以加入Mg、Fe的两支试管有气泡产生；②铜的金属活动性比氢弱，不与稀硫酸反应，所以加入Cu的无明显现象。由此得出Mg、Fe的金属活动性比Cu强；③酸在生产生活中的应用举例:用稀盐酸除铁锈，铁锈的主要成分是氧化铁，能与稀盐酸反应生成氯化铁和水，反应的化学方程式为：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O；（3）①A装置中的氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，生成水和碳酸钠，该反应的化学方程式为：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O；②尾气中含有一氧化碳，一氧化碳具有可燃性，尾气处理的方法可以是在装置末端放一盏点燃的酒精灯，将一氧化碳燃烧转化为二氧化碳(或用气球收集尾气等合理答案均可)；（4）①铁焗是含少量碳的铁，合金是由一种金属与其他金属或非金属熔合而成的具有金属特性的物质，所以它属于合金，故选：B；②砂浆中含有氢氧化钙，砂浆与空气接触，氢氧化钙会与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式是Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O；（5）电池表面采用镀镍钢壳不易生锈，其防锈原理是隔绝氧气和水。镀镍钢壳在铁的表面形成一层保护膜，阻止了铁与空气中的氧气和水蒸气接触，从而防止铁生锈。题型03工业炼铁【典例3】(24-25九上·辽宁大连中山区·期末)金属材料在生产生活中应用广泛。Ⅰ认识金属材料。(1)在生活中常用铁锅来煮饭，主要利用金属的性。(2)下列有关金属及合金的说法中正确的是______。A．合金中至少含有两种金属B．在日常生活中，大量使用的常常不是纯金属，而是它们的合金C．“真金不怕火炼”说明黄金的硬度非常大D．焊锡的熔点比纯锡的熔点高Ⅱ利用金属资源。工业上用高炉炼铁产生的副产品有炉渣、炉尘和煤气，煤气中CO含量可达。为了减少炼铁中CO、的排放，设计了如图回收利用方案。(3)石灰浆[主要成分为吸收的化学方程式为。工业上用含的赤铁矿为原料炼铁，反应3中最多得到Fe的质量为t。上述方案中的CO重新通入高炉后，起的主要作用是。该方案的优点是除去外，还可实现的部分或全部循环利用。Ⅲ探究金属的活动性顺序。(4)化学小组为探究铝、铜、银三种金属的活动性顺序做了如图所示实验。①能证明铝的金属活动性比铜强的实验现象为；乙中反应的化学方程式为；上述实验中，得出三种金属活动性顺序，不需进行的实验是。②实验后将足量铁粉加入到含、、的混合溶液中，充分反应后过滤，铁粉足量的目的是。【答案】(1)导热(2)B(3)336燃烧提供热量、CO(4)甲实验铝丝表面有红色固体析出丙将混合液中的、完全除去，防止污染环境【详解】（1）在生活中常用铁锅来煮饭，主要利用金属的导热性；（2）A、合金是金属与金属或非金属熔合而成具有金属特征的混合物，则合金中至少含有一种金属，说法错误，不符合题意；B、在日常生活中，由于合金具有比纯金属更优良的性能，如硬度大、抗腐蚀性强等，所以大量使用的常常不是纯金属，而是它们的合金，说法正确，符合题意；C、“真金不怕火炼”说明黄金的化学性质不活泼，在高温下也不与氧气反应，不能说明黄金的硬度非常大，说法错误，不符合题意；D、一般情况下，合金的熔点比组成它的纯金属的熔点低，焊锡是锡的合金，则焊锡的熔点比纯锡的熔点低，说法错误，不符合题意。故选：B；（3）二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为；一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，工业上用含的赤铁矿为原料炼铁，根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类及质量不变，则氧化铁中铁元素的质量等于铁中铁元素的质量，则反应3中最多得到Fe的质量为；一氧化碳具有可燃性，则CO重新通入高炉后，主要作用是为一氧化碳还原氧化铁提供热量；由图可知，该方案的优点除了除去外，还可实现、CO的部分或全部循环利用，减少了CO的排放，提高了原料的利用率；（4）①甲实验中铝与硝酸铜反应生成铜和硝酸铝，铝丝表面有红色固体析出，说明铝的金属活动性比铜强；乙实验中铜与硝酸银反应生成银和硝酸铜，化学方程式为；甲实验中铝与硝酸铜反应生成铜和硝酸铝，说明铝的金属活动性比铜强；乙实验中铜与硝酸银反应生成银和硝酸铜，说明铜的金属活动性比银强，由此可得三种金属的活动性顺序为，则不需要进行的实验是丙；②实验后将足量铁粉加入到含、、的混合溶液中，根据金属活动性，铁与硝酸银反应生成银和硝酸亚铁，硝酸银完全反应后，铁与硝酸铜反应生成铜和硝酸亚铁，铁与硝酸铝不反应，充分反应后过滤，则铁粉足量的目的是将混合液中的、完全除去，防止污染环境。方｜法｜点｜拨工业炼铁易错点：(1)产品生铁是混合物(2)涉及反应：C＋O2eq\o(=====,\s\up7(高温))CO2C＋CO2eq\o(=====,\s\up7(高温))2CO3CO＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高温))2Fe＋3CO2【变式3-1】(24-25九上·辽宁葫芦岛·期末)铜是重要的金属资源，它对于改善人类生活、促进人类文明起着重要作用。某小组同学围绕金属铜展开了相关研学。铜的冶炼：我国古代劳动人民很早就掌握了“火法炼铜”和“湿法炼铜”的方法。(1)“火法炼铜”：宋代《大冶赋》中记载了用孔雀石和木炭经过如下反应可获得铜（如图）。第一步为木炭燃烧放热使孔雀石分解得到氧化铜；第二步为木炭和氧化铜在高温下反应制备铜，是利用了木炭的性。(2)“湿法炼铜”：宋代《梦溪笔谈》中记载，“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜”。已知胆矾溶于水可得到硫酸铜溶液，则该炼铜过程可用化学方程式表示为，该反应属于（填基本反应类型）。(3)铜的加工：青铜是金属冶铸史上最早的合金，其主要成分是铜和锡。《吕氏春秋》中就有对青铜的记载：“金（铜单质）柔锡（锡单质）柔，合两柔则刚”。表明与铜、锡相比，青铜的特性是。(4)铜的锈蚀：铜制品长期暴露在空气中，表面会生成铜锈［主要成分为Cu2(OH)2CO3］，从物质组成的角度分析，铜生锈是铜与空气中的O2、H2O和长期作用的结果；为防止铜制品生锈，请你提出一条合理化建议。(5)铜的金属活动性：某小组同学设计如图所示实验，验证铁、铜、银三种金属的活动性强弱。①实验前需要将金属丝打磨，目的是。②实验中，能观察到试管A中出现的现象是。若要准确得出铁、铜、银三种金属的活动性强弱，X为，Y为溶液。③实验后对所用金属进行回收，其意义是（写出一条即可）。【答案】(1)还原(2)置换反应(3)硬度大(4)CO2/二氧化碳保持铜制品表面洁净干燥（合理即可）(5)除去金属表面的氧化物和污物有气泡产生，溶液由无色变成浅绿色CuAgNO3节约金属资源【详解】（1）木炭与氧化铜在高温条件下生成铜与二氧化碳，木炭夺走了氧化铜中的氧，体现了氧化铜的还原性；（2）铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁与铜，该反应的化学方程式为：；该反应是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，属于置换反应；（3）“金（铜单质）柔锡（锡单质）柔，合两柔则刚”，表明与铜、锡相比，青铜的特性是硬度大；（4）化学反应前后，元素种类不变，铜绿中含有铜、氢、氧、碳四种元素，故铜生锈是铜与空气中氧气、水、二氧化碳长期作用的结果；为防止铜制品生锈，可以保持铜制品表面洁净干燥（合理即可）；（5）①实验前需要将金属丝打磨，目的是除去金属表面的氧化物和污物；②铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁与氢气，实验中出现的现象为有气泡产生，溶液由无色变成浅绿色；铁的金属活动性大于铜大于银，铁与稀硫酸反应，铜与稀硫酸不反应，说明铁的金属活动性比铜强，还需比较铜与银的金属活动性，故X可为铜，Y为硝酸银溶液；③实验后对所用金属进行回收，其意义是节约金属资源。【变式3-2】铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程。高炉炼铁实验中的问题（1）由下图可知，原料有铁矿石、焦炭、石灰石和。（2）赤铁矿与一氧化碳反应的化学方程式为。【答案】热空气3CO+Fe2O32Fe+3CO2【详解】（1）由图可知，原料有铁矿石、焦炭、石灰石和热空气；（2）赤铁矿的主要成分是氧化铁，氧化铁能与一氧化碳在高温下反应生成铁和二氧化碳，该反应的化学方程式为：题型04工业炼铁中含杂质的相关计算【典例4】(24-25九上·安徽合肥巢湖第七中学·期末)钛()和钛合金是二十一世纪重要的金属材料，享有“未来金属”的美称，可用于制造航天飞机、船舶等。工业上生产钛的反应为。(1)若用金属镁与足量完全反应，理论上可生成金属钛的质量是多少？(写出计算过程)(2)上述反应需要在氦气环境下进行，氦气的作用是。【答案】(1)设理论上可生成金属钛的质量是。，答：理论上可生成金属钛的质量是。(2)作保护气，防止金属镁和钛被空气中的氧气氧化(合理即可)【详解】（1）见答案；（2）加热条件下，镁、钛金属与氧气均能发生反应，而氦气化学性质稳定，因此反应需要在氦气环境下进行，氦气起到保护气的作用。方｜法｜点｜拨常用的计算公式如下：a．纯净物的质量=混合物的质量×纯度【变式4-1】(24-25九上·湖南岳阳岳阳县·期末)工业上可以利用焦炭将氧化铁中的铁还原出来，某铁矿石中含氧化铁65%，若要将246kg铁矿石中氧化铁还原，理论上至少需要碳单质的质量是多少？（保留整数）【答案】解：氧化铁的质量为：246kg×65%=160kg设：至少需要碳单质的质量为x

x=18kg答：至少需要碳单质18kg。【详解】见答案。【变式4-2】(24-25九上·安徽阜阳太和县·期末)赤铁矿是重要的炼铁原料，其中的含量直接影响到炼铁的效率和成本。某兴趣小组用一氧化碳与100g赤铁矿样品，充分反应后得到56g铁。(1)该赤铁矿样品中的质量分数是多少（写出计算过程）？(2)工业炼铁所用的原料是空气、赤铁矿石、焦炭和石灰石，炼铁时得到的是生铁而不是纯铁，原因是。【答案】(1)解：设100g该赤铁矿样品中的质量为x。该赤铁矿样品中的质量分数是答：该赤铁矿样品中的质量分数是80%。(2)部分焦炭与铁相互熔合（合理即可）【详解】（1）根据质量守恒定律来利用化学方程式进行计算：解：设100g该赤铁矿样品中的质量为x。该赤铁矿样品中的质量分数是（2）工业炼铁所用的原料是空气、赤铁矿石、焦炭和石灰石，炼铁时得到的是生铁而不是纯铁，原因是：炼铁的过程中，焦炭会与铁矿石中的一些杂质反应生成炉渣除去，但同时焦炭中的碳元素等会有部分进入铁中，所以得到的是含有碳等杂质的生铁，而不是纯铁。题型05金属的物理性质及用途【典例5】(24-25九上·江苏扬州江都区实验初级中学·月考)下列物质的性质和用途对应关系正确的是A．铜呈紫红色，可用作导线B．氧气能助燃，可用作火箭燃料C．CO具有可燃性，可用于冶炼金属D．金刚石硬度大，可用于切割玻璃【答案】D【详解】A、铜具有良好的导电性，可用作导线，与铜呈紫红色无关，说法错误，不符合题意；B、氧气能助燃，可用作火箭助燃剂，说法错误，不符合题意；C、一氧化碳具有还原性，可用于冶炼金属，与CO具有可燃性无关，说法错误，不符合题意；D、金刚石硬度大，可用于切割玻璃，说法正确，符合题意。故选：D。方｜法｜点｜拨主要考察对金属的物理性质的把握，以及性质与用途的联系。解题时需注意(1)金属具有金属光泽。生活中，金、铂可用来打造首饰，原因是它们具有永恒而美丽的光泽。(2)延展性：铜和金是具有较好延展性的金属材料。金属的延展性在电线、管材和板材等领域具有广泛应用。(3)金属的特性①常温下一般为固态（只有汞为液态）。②大多数呈银白色（但铜为紫红色，金为黄色）。③纯铁是银白色的，质软，而铁粉则为黑色。【变式5-1】(24-25九上·江苏镇江科技新城实验学校·期末)2024年3月20日，鹊桥二号中继星成功发射，其中用的伞状天线是用镀金钼丝编织而成。如图是钼元素在元素周期表的相关信息。下列说法不正确的是A．钼元素属于金属元素 B．钼元素的相对原子质量为95.96gC．金属钼具有良好的延展性 D．钼原子核外有42个电子【答案】B【详解】A、钼带“钅”字旁，属于金属元素，故选项说法正确；B、根据元素周期表中的一格可知，汉字下面的数字表示相对原子质量，该元素的相对原子质量为95.96，相对原子质量单位是“1”，不是“g”，故选项说法错误；C、伞状天线是用镀金钼丝编织而成，说明金属钼具有良好的延展性，故选项说法正确；D、根据元素周期表中的一格可知，左上角的数字表示原子序数，该元素的原子序数为42；原子中原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数，则钼原子核外有42个电子，故选项说法正确。故选B。【变式5-2】(24-25九上·江苏南京联合体·期末)铝的应用涉及生产、生活的各个方面。(1)铝能被加工成厚度仅为10μm的超薄铝箔，说明铝具有良好的(2)铝虽然较活泼，但抗腐蚀性能好，原因是(3)工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含沙石等杂质)制备铝的主要流程如图所示：①过程i、ii都包含固液分离的操作，该操作与实验室的操作原理相同。②生成Al(OH)3的反应中，反应物除了NaAlO2、CO2，还有一种氧化物为(填化学式)。③已知电解氧化铝获得铝的化学方程式为2Al2O34Al+3O2↑。试计算电解51t氧化铝理论上最多生成铝的质量是多少？(写出计算过程)【答案】(1)延展性(2)在常温下，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，阻止铝的进一步氧化(3)过滤H2O理论上最多生成铝的质量为x。答：理论上最多生成铝的质量为27t。【详解】（1）铝能被加工成厚度仅为10um的超薄铝箔，说明铝具有良好的延展性。（2）铝的化学性质活泼，但铝制品却很耐腐蚀，原因是在常温下，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，阻止铝的进一步氧化。（3）①过程①、②中都含有固液分离的操作，该操作为过滤；②生成物Al(OH)3中含有氢元素，而反应物NaAlO2和CO2中均没有氢元素，根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，说明还有一种含氢的物质参与反应，该物质为一种氧化物，即为水，化学式为H2O；③见答案。题型06常见金属的化学性质【典例6】(24-25九上·辽宁鞍山·期末)五金的原始含义是指金、银、铜、铁、锡五种金属，在古代五金中没有铝的原因是A．铝的密度小 B．铝元素在地壳含量低C．铝活泼难制取 D．铝的硬度不高【答案】C【详解】虽然铝是地壳中含量最多的金属元素，但由于铝的化学性质活泼，所以在古代很难制取，与铝的密度、硬度无关，故选C。方｜法｜点｜拨(1)多数金属都能跟氧气发生氧化反应，生成氧化物。(2)活泼金属可跟稀硫酸和稀盐酸一类的稀酸发生置换反应，放出氢气。(3)较活泼金属可跟较不活泼金属化合物的溶液发生置换反应，将较不活泼金属置换出来。【变式6-1】(24-25九上·江苏泰州海陵区民兴中英文学校·期末)形成化学观念、发展科学思维是学习化学的目标要求。下列有关认识正确的是A．分类观念：氧化镁、二氧化硫、高锰酸钾都属于氧化物B．守恒思想：2g氢气和8g氧气充分反应，生成10g水C．证据推理：铝具有很好的抗腐蚀性能，说明铝的金属活动性弱D．宏微结合：过氧化氢和水的化学性质不同，因为二者分子的构成不同【答案】D【详解】A、氧化物是指含有两种元素且其中一种元素是氧元素的化合物，氧化镁、二氧化硫属于氧化物，高锰酸钾中含有三种元素，不属于氧化物，故说法错误；B、根据化学方程式：可知，2g氢气和8g氧气充分反应时，8g氧气完全反应，消耗1g氢气，因此生成水的质量为9g，剩余1g氢气，故说法错误；C、铝具有很好的抗腐蚀性能，是因为铝常温与空气中的氧气反应生成了一层致密的氧化铝薄膜，阻止铝进一步氧化，不是因为铝的金属活动性弱，故说法错误；D、过氧化氢是由过氧化氢分子构成的，水是由水分子构成的，因此过氧化氢和水的化学性质不同，因为二者分子结构不同，故说法正确。故选D。【变式6-2】24-25九上·江苏镇江·期末)实验小组利用稀硫酸，铜粉，铁钉进行如下实验。实验①：取少许铜粉置于试管中，加入一定量的稀硫酸，无现象。实验②：向实验①的试管中持续通入并加热，溶液变为蓝色。实验③：向实验②的蓝色溶液中加入铁钉，观察到有红色固体析出，有气泡产生。下列说法不正确的是A．实验①可知，常温下铜粉和稀硫酸不发生反应B．实验②中发生的反应为C．实验③中只发生1个置换反应D．通过本实验探究可以得到金属活动性：【答案】C【详解】A、根据实验①的现象，铜片不溶解，说明铜与稀硫酸常温时不发生反应，故选项说法正确；B、稀硫酸溶液为无色液体，溶液变为蓝色，是因为在加热条件下铜和氧气和硫酸反应生成硫酸铜和水，因此溶液变成蓝色，反应的化学方程式为：，故选项说法正确；C、实验③中发生2个置换反应，铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，其中硫酸亚铁为浅绿色溶液，铜单质为红色固体，加入铁钉有气泡，说明反应物中硫酸有剩余，依据金属活动性顺序表，铁排在氢的前面，可以与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，故选项说法错误；D、通过实验①可以得出在金属活动性顺序表中，铜排在氢的后面，通过实验③可以得出铁的活动性比铜强，排在铜的前面，铁排在氢的前面，因此通过实验可以得到金属活动性顺序：Fe>Cu，故选项说法正确。故选：C。题型07金属活动性顺序表及其应用【典例7】(2025·江苏省无锡市·中考)利用图所示装置探究金属的活动性顺序。实验步骤如下：步骤1：在试管①和②中分别加入等体积10%的稀盐酸，向两个直角导管中分别滴入等量红色水，标记水的高度；步骤2：向试管①和②中分别投入均过量的镁条和锌粒各0.5g，同时套上小气球；步骤3：红色水面上升高度稳定后，记录水面上升的高度见表3。表3红色水面上升的高度金属红色水面上升的高度/cm镁条4.5锌粒1.2(1)写出镁与稀盐酸反应的化学方程式：。(2)实验时，观察到试管①和②的管口处气球均变大，气球变大的原因是：、。(3)反应结束后，冷却至室温。两侧气球体积相同，原因是。(4)实验结论：镁的金属活动性比锌强。该结论的依据是。【答案】(1)(2)生成氢气（合理即可）反应放出热量（合理即可）(3)镁条与锌粒生成的氢气一样多(4)其他条件相同时，镁条红色水面上升的比锌粒高【详解】（1）镁与稀盐酸反应生成氯化镁和氢气，反应的化学方程式为；（2）金属活动性顺序中，镁、锌均位于氢之前，故镁、锌粒均能与稀盐酸反应生成氢气，且反应放出热量，则实验时，观察到试管①和②的管口处气球均变大，气球变大的原因是：生成氢气、反应放出热量；（3）过量的镁条和锌粒与等体积10%的稀盐酸反应，金属过量，酸消耗完，生成的氢气一样多，则反应结束后，冷却至室温。两侧气球体积相同，原因是镁条与锌粒生成的氢气一样多；（4）其他条件相同时，镁条红色水面上升的比锌粒高，根据题意，在生成相同量的氢气时，镁与稀盐酸反应放出的热量更多，则说明镁的活动性比锌强。方｜法｜点｜拨解题时需根据题意判断出金属与氧气或金属与酸类物质发生反应的现象和注意事项。由金属与酸反应的现象可以判断金属活动性强弱：(举例:金属A和金属B)（1）形状相同金属与同浓度的盐酸(稀硫酸),是否放出氢气或放出氢气快慢程度①相同条件A与盐酸反应,B与盐酸不反应,则活动性A>B。②相同条件A与盐酸反应剧烈,B反应缓慢,则活动性A>B。(比较放气泡快慢)③相同条件下A、B都不与盐酸反应,则无法判断A、B的活动性。（2）金属与金属化合物溶液(盐溶液)反应①金属A能从B的化合物溶液中置换出B,则活动性A>B。(直接法)②金属A不能从B的化合物溶液中置换出B,则活动性A<B。(反证法)③金属A能从C的化合物溶液中置换出C,金属B不能从C的化合物溶液中置换出C,则活动性A>B。(间接法,通过另一物质,对强弱进行判断)【变式7-1】(24-25九上·江苏镇江科技新城实验学校·期末)向一定量CuSO4与ZnSO4混合溶液中加入一定量铁粉，过滤得滤渣A和滤液B，将滤液B分为二等份，分别进行下列实验。实验①：向第一份溶液中插入纯净的铁丝。实验②：向第二份溶液中插入纯净的Al片。实验③：向滤渣A中加入稀盐酸，振荡。下列说法不正确的是A．加入铁粉一定发生的反应为：Fe＋CuSO4=FeSO4＋CuB．实验①中铁丝表面出现红色物质，说明滤液中含有CuSO4C．实验②中一定发生置换反应，不能说明滤液中溶质有2种D．实验③中出现气泡，说明滤渣中含有Zn与Fe【答案】D【分析】金属活动性：Zn>Fe>Cu，向一定量CuSO4与ZnSO4混合溶液中加入一定量铁粉，铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，铁与硫酸锌不反应，充分反应后，滤液中一定含有生成的硫酸亚铁、未反应的硫酸锌，可能存在硫酸铜；滤渣中一定含有Cu，可能含有Fe。【详解】A、结合分析，加入铁粉一定发生的反应为铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，反应的化学方程式为，故A不符合题意；B、实验①中铁丝表面出现红色物质，说明有铜生成，即说明滤液中含有CuSO4，故B不符合题意；C、金属活动性：Al>Zn>Fe>Cu，滤液中一定含有生成的硫酸亚铁、未反应的硫酸锌，可能存在硫酸铜。向第二份溶液中插入纯净的Al片，一定发生的反应为Al与硫酸亚铁反应生成硫酸铝和铁、与硫酸锌反应生成硫酸铝和锌，可能发生的反应为铝与硫酸铜反应生成硫酸铝和铜，反应均为单质和化合物反应生成新的单质和新的化合物的反应，属于置换反应，不能说明滤液中溶质有2种，故C不符合题意；D、向滤渣A中加入稀盐酸，振荡，出现气泡，说明铁剩余，则滤渣的成分为生成的Cu和剩余的Fe，铁与硫酸锌不反应，无Zn生成，故D符合题意。故选D。【变式7-2】为验证银、铁、铜三种金属的活动性顺序，小于同学做了如图所示实验，三支试管里的液体均为稀硫酸。下列说法错误的是

A．金属丝浸入溶液前需要先用砂纸打磨B．该组实验不能判断铜、银的金属活动性顺序C．将a试管中的溶液换为硫酸铜溶液可达到实验目的D．将b试管中的溶液换为硫酸铜溶液可达到实验目的【答案】D【详解】A、金属丝浸⼊溶液前需要先用砂纸打磨，除去表面的保护膜，故A正确；B、铁排在氢前，能与盐酸反应，铜、银排在氢后，不能与盐酸反应，铁丝表⾯有气泡冒出，银丝和铜丝无明显变化，故B正确；C、将a试管中的溶液换为硫酸铜溶液，根据反应无明显现象，可证明银的活动性小于铜，b有气体产生，说明铁排在氢前，c无现象，说明铜在氢后，可得出活动性：铁>铜>银，故C正确；D、将b试管中的溶液换为硫酸铜溶液，可证明铁活动性比铜强，但ac不能确定银和铜的活动性强弱，故D错误。故选D。题型08置换反应的判断【典例8】(24-25九上·江苏南京鼓楼区·期末)小明查阅资料获知了关于燃烧的新反应：2Mg+CO22MgO+C，由此形成的认识不正确的是A．该反应属于置换反应 B．Mg发生了还原反应C．燃烧不一定要有氧气参与 D．CO2灭火器不能用于扑灭所有物质的着火【答案】B【详解】A、该反应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，属于置换反应，该选项正确；B、Mg得到氧变成氧化镁，镁被氧化，发生了氧化反应，该选项不正确；C、镁能够在二氧化碳中燃烧，说明燃烧不一定要有氧气参与，该选项正确；D、CO2灭火器不能用于扑灭所有物质的着火，例如镁能够在二氧化碳中燃烧，则镁失火不能用二氧化碳灭火，该选项正确；故选：B。方｜法｜点｜拨掌握好判断技巧：在化学反应中，单质置换出另一个单质。【变式8-1】(24-25九上·江苏扬州树人集团·期末)氨基钠（）是合成维生素A的原料，工业上利用金属钠和液氨（）生产氨基钠的主要原理如图1，现用120mL液氨与金属钠反应，实验结果如图2所示。下列分析错误的是A．反应釜中发生的反应为置换反应B．金属钠的投加量越多生成氨基钠的量C．其它条件相同时，控制温度能提高氨基钠产量D．控制温度在50℃时，2.0g金属钠与120mL液氨反应，液氨有剩余【答案】B【详解】A、由题意可知，反应釜中液氨和熔融金属钠发生反应生成钠和氢气，该反应是一种单质和一种化合物反应生成了另一种单质和另一种化合物，属于置换反应，故A分析正确；B、由图像可知，金属钠投入质量为1.0～2.5g时，氨基钠的含量增大，金属投入质量为2.5g～3.5g时，氨基钠的含量降低，故B分析错误；C、由图像可知，其它条件相同时，控制温度能提高氨基钠产量，故C分析正确；D、控制温度在50℃时，2.0g金属钠与120mL液氨没有恰好反应，因为在投入0.5g钠，氨基钠含量增加，说明液氨没有反应完全，故D分析正确；故选：B。【变式8-2】(24-25九上·江苏扬州树人集团·期末)下列反应中，属于置换反应的是A．B．C．D．【答案】D【详解】A、该反应是两种物质反应生成一种物质，符合多变一的特点，属于化合反应，选项不符合题意；B、该反应是一种物质反应生成三种物质，符合一变多的特点，属于分解反应，选项不符合题意；C、该反应中反应物是两种化合物，生成物是一种单质与一种化合物，不属于置换反应，选项不符合题意；D、该反应是是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，属于置换反应，选项符合题意；故选D。题型09合金及其应用【典例9】(24-25九上·辽宁大连高新经开区·期末)神舟飞船返回舱使用了钛合金等复合金属材料做成的“避火衣”，如图是钛在元素周期表中的信息及钛原子结构示意图。下列说法正确的是A．钛原子的中子数是22B．钛的相对原子质量是47.87gC．钛原子有4个电子层，最外层电子数x=2D．钛合金的强度低，耐热性差，抗腐蚀能力差【答案】C【详解】A、根据元素周期表中的一格可知，左上角的数字表示原子序数，最下方的数字表示相对原子质量，原子序数=原子的质子数，相对原子质量≈质子数+中子数，则原子核内中子数约为48-22=26，该选项说法错误；B、相对原子质量单位是“1”，不是“g”，该选项说法错误；C、原子结构示意图中，弧线表示电子层，则钛原子有4个电子层，原子中质子数=核外电子数，，，该选项说法正确；D、神舟飞船返回舱使用了钛合金等复合金属材料做成的“避火衣”，说明钛合金的强度高，耐热性好，抗腐蚀能力高，该选项说法错误。故选：C。方｜法｜点｜拨合金性质：(1)熔点更低（锡片与焊锡）(2)硬度更大（铜片与黄铜相互刻画）(3)抗腐蚀性更强；合金的性质易错点(1)有新的物质生成，一定发生了化学反应。(2)合金一定是混合物。储氢合金是一类能够大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料。此过程发生化学变化，储氢合金属于混合物。【变式9-1】(24-25九上·江苏泰州姜堰区·期末)下列物质的性质和用途对应关系正确的是A．氧气具有氧化性，可用作燃料B．金刚石无色透明，可用于切割玻璃C．氮气难溶于水，可用作保护气D．武德合金熔点低，可用作电路保险丝【答案】D【详解】A、氧气具有氧化性，但氧气本身不能燃烧，不具有可燃性，不能用作燃料，故A错误；B、金刚石可用于切割玻璃，是因为金刚石硬度大，而不是因为无色透明，故B错误；C、氮气可用作保护气，是因为氮气化学性质稳定，不易与其他物质发生化学反应，而不是因为难溶于水，故C错误；D、武德合金熔点低，当电路中电流过大，产生较多热量时，武德合金易熔断，从而切断电路，起到保护电路的作用，所以可用作电路保险丝，故D正确；故选：D。【变式9-2】(24-25九上·江苏泰州姜堰区·期末)如图是我国西汉青铜雁鱼灯及其示意图。灯油燃烧时，烟气通过鱼身和雁颈导入雁体内水中，减少对室内空气的污染。下列说法错误的是A．该灯使用的青铜是一种金属材料B．看到有大量黑烟产生时，应调大进风口C．转动灯罩隔绝空气，可使灯火熄灭D．水能吸收烟尘和一氧化碳【答案】D【详解】A、青铜是一种铜合金，属于金属材料，故A说法正确；B、有大量黑烟产生是因为氧气不足，燃料燃烧不充分，应调大进风口，增大氧气进入量，促进燃烧，故B说法正确；C、燃烧的条件是可燃物、与氧气接触、温度达到可燃物的着火点，三者缺一不可，灭火只需要破坏其一即可，转动灯罩隔绝空气，可使灯火熄灭，故C说法正确；D、一氧化碳难溶于水，水不能吸收一氧化碳，故D说法错误。故选：D。题型10合金的性质【典例10】．(24-25九上·江苏扬州江都区实验初级中学·月考)金属材料具有各种特殊性能，因而具有广泛的用途。(1)人类祖先使用金属历史悠久。铁铜铝使用的年代先后顺序是。(2)生产生活中，最常见、使用最为广泛的钢和生铁是铁和形成的合金。钢的硬度比铁的硬度。(3)铜锡合金的熔点和硬度随其中锡含量的变化如图所示。图中表示熔点的曲线是曲线（填“A”或“B”）。(4)日常生活中，防止铁锅生锈的方法是。(5)下图是兴趣小组同学利用实验室模拟炼铁的原理测定铜样品（含Cu和Cu2O）中铜单质的质量分数。【资料】碱石灰能吸收二氧化碳和水，但不能吸收CO。①装置C的作用是。②实验结束后继续通入一氧化碳至冷却到室温，一个作用是为了防止铜被氧化，还有一个作用可能是。③经讨论，该小组设计了下列3种方案。分别取5.0g样品进行实验，能确定铜样品中铜单质的质量分数的是（填字母）。A．测出充分反应后玻璃管中固体质量

B．测出充分反应前后B装置增加的质量C．测出通入的一氧化碳质量(6)金属钛（Ti）具有十分优异的性能，得到了广泛应用。其应用领域有航空航天、舰船制造、化工等多种行业。工业上制取金属钛的工艺流程大致如下图所示。①金属钛可能具有的性质有（填字母）。A．密度较小

B．强度大

C．耐腐蚀

②钛铁矿的主要成分是FeTiO3，其中钛的化合价是+4，则铁元素的化合价为。③工业上将钛铁矿粉碎的目的是。④第④步反应是四氯化钛和金属镁在800℃下发生的置换反应，该反应的化学方程式为。该反应需要在氩气氛围中进行，则氩气起的作用是。⑤现有含FeTiO3的质量分数为76%钛铁矿100吨。若不考虑损失，则经过上述流程，理论上可制得金属钛吨。（写出计算过程）【答案】(1)铜、铁、铝(2)碳大(3)A(4)保持铁锅表面干燥(5)防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入B装置，干扰实验结果使生成的被B装置完全吸收AB(6)ABC+2增大反应物的接触面积，使反应更快、更充分作保护气，防止钛、镁被氧化解：理论上可制得金属钛的质量为答：理论上可制得金属钛的质量为24t。【详解】（1）金属使用的年代先后顺序与金属活动性有关，越不活泼的金属越先被使用，因此铁铜铝使用的年代先后顺序是铜、铁、铝；（2）生产生活中，最常见、使用最为广泛的钢和生铁是铁和碳形成的合金；一般情况下，合金的硬度比组成它的纯金属的硬度大，因此钢的硬度比铁的硬度大；（3）一般情况下，合金的硬度比组成它的纯金属的硬度大，合金的熔点比组成它的纯金属的熔点低，故图中表示熔点的曲线是曲线A；（4）日常生活中，防止铁锅生锈的方法是保持铁锅表面干燥；（5）①碱石灰能吸收二氧化碳和水，故装置C的作用是防止空气中的二氧化碳和水蒸气进入B装置，干扰实验结果；②实验结束后继续通入一氧化碳至冷却到室温，一个作用是为了防止铜被氧化，还有一个作用可能是使生成的被B装置完全吸收；③A、一氧化碳与在加热条件下反应生成铜和二氧化碳，反应前后玻璃管中固体减少的质量为中氧元素的质量，则能计算出样品中的质量，从而计算出样品中铜单质的质量分数，符合题意；B、一氧化碳与在加热条件下反应生成铜和二氧化碳，碱石灰能吸收二氧化碳，测出充分反应前后B装置增加的质量，即生成二氧化碳的质量，根据二氧化碳的质量能计算出样品中的质量，从而计算出样品中铜单质的质量分数，符合题意；C、测出通入的一氧化碳质量不能确定铜样品中铜单质的质量分数，是因为通入的一氧化碳比实际参与反应的一氧化碳的质量大，则不能根据通入一氧化碳的质量计算样品中的质量，否则会导致样品中铜单质的质量分数偏小，不符合题意。故选AB；（6）①金属钛应用领域有航空航天、舰船制造、化工等多种行业，说明金属钛可能具有的性质有密度较小、强度大、耐腐蚀，故选ABC；②中钛元素的化合价为+4、氧元素的化合价为-2，设铁元素的化合价为x，根据在化合物中各元素化合价的代数和为零，则，解得，故中铁元素的化合价为+2；③工业上将钛铁矿粉碎的目的是增大反应物的接触面积，使反应更快、更充分；④置换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的反应，则四氯化钛与镁在800℃条件下反应生成钛和氯化镁，化学方程式为；该反应需要在氩气氛围中进行，则氩气起的作用是作保护气，防止钛、镁被氧化；⑤根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类及质量不变，则钛铁矿中钛元素的质量等于钛中钛元素的质量，计算过程见答案。方｜法｜点｜拨解题时应注意根据合金的性质对应其用途作答。【变式10-1】(24-25九上·辽宁铁岭铁岭县·期末)早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁，时至今日，钢铁仍然是我国使用最多的金属材料，下面是围绕金属铁开展的主题式学习活动，请回答问题。主题一：铁的认识(1)铁元素在元素周期表中的信息及原子结构示意图如图1所示，请回答。①铁的原子序数为。②根据铁原子结构示意图可知，第三电子层x的数值为，在化学变化中，铁原子容易失去电子，形成(选填“阳离子”或“阴离子”)。(2)从物质类别角度分析，铁属于(选填“混合物”、“化合物”或“单质”)。主题二：铁的性质及应用(3)用如图2所示实验验证铁的性质。①实验1中，观察到灯泡发光，说明铁具有的性质是。②实验2中，写出能发生反应的化学方程式。③实验3中，能证明铁的金属活动性比铜强的现象是。(4)我国非遗项目“打铁花”不仅有火树银花落，万点星辰开的古老浪漫，而且蕴含着丰富的化学原理。①“打铁花”就是将生铁熔化后的铁水抛向空中，形成铁花，请用化学方程式表示其中的主要原理；为了更好的视觉效果，表演者通常将铁水打得又高又散。②从合金性质的角度分析，打铁花用生铁而不用纯铁的依据是。主题三：铁的来源及冶炼(5)铁资源在自然界常以化合物形式存在，请写出工业上利用赤铁矿石(主要成分Fe2O3)与一氧化碳炼铁反应的化学方程式。主题四：防护铁资源(6)为了防止铁制品生锈，可采取的措施有(写一条即可)。【活动总结】大自然为人类提供了丰富的金属矿物资源，人类每年提取量最大的是铁。希望同学们不断的学习，继续探究铁的性质，让金属铁更好地服务人们的生活和生产。【答案】(1)2614阳离子(2)单质(3)铁具有导电性Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑析出红色固体，溶液由蓝色变成浅绿色(4)3Fe+2O2Fe3O4生铁熔点比纯铁低(5)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2(6)涂油/刷漆等【详解】（1）①根据元素周期表的信息可知，左上角的数字表示原子序数，则铁的原子序数为26，故填：26；②原子中质子数=核外电子数，则有26=2+8+x+2，得x=14；铁原子的最外层电子数为2，小于4，在化学变化中容易失去电子，形成带2个单位正电荷的阳离子，故填：14；阳离子；（2）铁是由铁元素组成的纯净物，属于单质，故填：单质；（3）①实验1中，观察到灯泡发光，说明铁具有导电性，故填：铁具有导电性；②实验2中，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Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，故填：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑；③实验3中，能证明铁的金属活动性比铜强的现象是析出红色固体，溶液由蓝色变成浅绿色(铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜)，故填：析出红色固体，溶液由蓝色变成浅绿色；（4）①“打铁花”就是将生铁熔化后的铁水抛向空中，形成铁花，是因为铁燃烧生成四氧化三铁，反应的化学方程式为3Fe+2O2Fe3O4，故填：3Fe+2O2Fe3O4；②打铁花用生铁而不用纯铁的依据是生铁属于铁合金，生铁熔点比纯铁低，故填：生铁熔点比纯铁低；（5）高温条件下，一氧化碳和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，故填：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；（6）铁生锈实际上是铁与空气中的水、氧气等发生化学反应的过程，为了防止铁制品生锈，可采取的措施有涂油或刷漆等，故填：涂油或刷漆等。【变式10-2】(24-25九上·辽宁沈阳沈北新区·期末)从青铜时代、铁器时代起，到科技发达的今天，金属材料对生产生活、社会发展有着十分重要作用。(1)《天工开物》记载了铁的有关知识：“或用木炭，……扇炉风箱，……土化成铁……”；“凡钢铁炼法，……火力到时，生铁先化，渗淋熟铁之中……”；“烧铁器淬于胆矾水中，即成铜色也”。①“土化成铁”中的“土”指的是铁矿石，请写出一种铁矿石的名称：。②“生铁”的熔点比“熟铁”(填“高”或“低”)；炼出的铁可锻打成薄片是利用了铁的。③请解释“烧铁器淬于胆矾水(硫酸铜溶液)中，即成铜色也”这一变化的原理：(用化学方程式表示)。(2)黄铜(锌和铜的合金)在古代应用非常广泛，古人用炉甘石(ZnCO3)、赤铜(Cu2O)和木炭制备黄铜，其中一种流程如图：①赤铜(Cu2O)中铜元素的化合价为。②反