2026九年级化学下册讲义（人教版）第8单元 课题 3 金属资源的利用和保护

【新课标・新素养】九年级化学下册精品讲义与分层练

第八单元金属和金属材料

课题3金属资源的利用和保护

教材知识全解……讲透知识、查漏补缺

知识点1金属矿物及铁的冶炼

一、金属资源的存在及存在形式

存在地壳和海洋中

存在单质（少数很不活泼的金属，如金、银等）

形式化合物（金、银等以外的金属）

二、一些金属矿石及其主要成分

赤铁矿（主要成分是Fe。）磁铁矿（主要成分是FeQ）铝土矿（主要成分是AZ&）

赤铜矿（主要成分是C50）金红石（主要成分是TiOj软钵矿（主要成分是MnOj

【点拨】金属在自然界中的存在形式与金属的活动性有关。活泼金属多以化合物形式存在,

金、银等很不活泼的金属以单质形式存在。

三、铁的冶炼

（1）炼铁的主要原理：FeC+3C0,Fe+3C02O

（2）高炉炼铁

①原料：赤铁矿石、焦炭、石灰石、空气。

②炼铁高炉及炉内主:要化学反应如图所示。

赤铁矿石、焦炭和石灰石

一炉弓体I高炉气限

3C0+Fe,(\=\

2Fe+3CO2

开始生成生铁\

形成炉渣！

co+cs^2co\

进8口\C+0?鲤co?/

热空气*i___________举进风口

°21.__卑暂一一1出渣口

出铁口上__生帙__J

③产nn:生铁。

【拓展延伸】冶炼金属时，选择矿石应遵循的原则：

(1)所需提炼金属的含量高；

(2)矿石在冶炼过程中对环境污染小；

(3)冶炼途径尽可能简便。

拓展延伸

实验室炼铁

(1)装置

澄

清

石

灰

水

⑵注意事项

①先通CO:排出装置内的空气，以免加热时发生爆炸。

②实验完毕后继续通入co直到玻璃管冷却：防止铁粉在较高温度下被氧化。

③尾气处理：因为co有毒，所以尾气中的co气体要进行点燃处理或收集，防止污染空气，

【易错警示】高炉炼铁冶炼出来的不是纯铁，而是生铁：高炉炼铁的还原剂是co,而不是焦

炭。

知识点2含杂质物质的有关计算

2

一、化学方程式中所体现的各物质的质■关系都是参加反应的纯物质之间的关系。在进

行计算时，必须将含杂质物质的质量换算成纯物质的质量，再代入化学方程式进行计算。

二、常用换算公式

该物质的质量

(1)混合物中某物质的质量分数=xlOO%;

混合物的总质量

(2)某物质的质量;混合物的总质量X该物质的质量分数;

某物质的质量

(3)混合物的总质量=

该物质的质量分数

【特别提醒】

进行含杂质物质的计算时，要看清题中所给的质量分数是杂质的质量分数还是主要成分

的质量分数，计算时一般假定杂质不发生反应。

知识点3金属的锈蚀与防护

一、铁制品的锈蚀

(1)探究铁制品锈蚀的条件

【实验设计】

•

棉

花及

钙

氯

化

沸

后

沸

煮后

剂

却

河

干

燥

却

冷的P

铁钉

储

水

锹

储

蒸水I

川

【实验现象及分析】

对比实验现象结论

I和HI口铁钉生锈，II中铁钉不生锈铁钉锈蚀需与氧气接触

I和IIII口铁钉生锈，III中铁钉不生锈铁钉锈蚀需与水接触

【实验结论】

铁生锈的条件是铁与水、氧气同时接触。

【实验反思】

①实验开始前，需用砂纸打磨铁钉，目的是除去表面的铁锈。

②实验中所用的蒸储水经煮沸并迅速冷却，目的是除去水中溶解的氧气。

③植物油的作用是将蒸储水和空气隔绝.

④干燥剂的FI的是干燥空气，使铁钉不与水蒸气接触。

(2)铁锈的主要成分FeA-xH。结构疏松，不能阻碍里层的铁继续锈蚀。

二、铁制品锈蚀的防护

(1)防锈原理：使铁制品隔绝氧气或水。

【拓展延伸】

很多食品中都有一个有一定透气度和强度的密封纸袋，里面盛装的铁粉可作为“脱氧

3

剂”，这是因为铁生锈的过程既吸收氧气又吸收水，可防止食品变质、受潮。

(2)防止铁制品锈蚀的方法

①“讲卫生”一一保持铁制品表面洁净和干燥。

②“穿外衣”一一在铁制品表面覆盖一层保护膜，如喷漆、涂油、搪瓷、电镀、烤蓝等。

③“强体质”一一改变金属的组成与结构，制成耐腐蚀的合金，如制成不锈钢等。

【拓展延伸】

铜生锈的条件：与氧气、水、二氧化碳同时接触。铜锈的主要成分是碱式碳酸铜，化学

式为CU2(UH)2c。3,俗称铜绿。

【图解要点】金属防锈方法

喷漆涂油搪骁电镀烤蓝制成不锈钢

知识点4金属资源的保护

一、保护金属资源的必要性

(1)金属矿物的储量有限，而且不能再生。

(2)废旧金属随意丢弃会造成资源的浪费和环境污染。

二、保护金属资源的有效途径

(1)防止金属腐蚀。

(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。

【拓展延伸】废旧电池中含有铅、镶、镉、钻等，如果将废旧电池随意丢弃，这些金属渗出

会污染地下水和土壤，危害人体健康。

经典例题考点1考查含杂质物质的有关计算

例1(2024陕西榆林定边一模)生铁和钢是应用广泛的铁合金，工业上用赤铁矿冶炼生铁的主要反应

原理为一氧化碳还原氧化铁。请完成下列分析及计算：

4

（1）生铁与钢的本质区别是______不同。

（2）某炼铁厂用含的赤铁什冶炼出含铁14000t的生铁，根据化学方程式计算炼铁所用亦铁到,

的质量。

【解析】（1）生铁是含碳量为2%〜4.3席的铁合金，钢是含碳量为0.03%〜2%的铁合金，生铁与钢的本

质区别是含碳量不同。

（2）根据一氧化碳还原氧化铁的化学方程式，由铁的质量计算氧化铁的质量，进而计算炼铁所用赤铁

矿的质量。

【答案】（1）含碳量

（2）解：设冶炼时参加反应的氧化铁的质量为X。

FeQ,+3co忠运2Fe+3C02

160112

X14000t

—=---x=20000t

11214000/

炼铁所用赤铁矿的质量为20000t4-80%=25000t

答：炼铁所用赤铁矿的质量为250001。

【解题指导】含杂质物质有关计算的步骤

（1）将纯物质的质量代入化学方程式进行计算；

（2）将得到的纯物质的质量换算成需计算的含杂质物质的质量。

考点2考查金属的锈蚀与防护

例2（2024吉林长春中考节选）实验是化学研究的重要手段。图1为教材中探究铁锈蚀条件的实验装

置，约一周后能观察到明显现象。小组同学对部分实验进行了改进，使出现明显现象的时诃缩短至

5〜10分钟，改进后的装置如图2所示（夹持装置已略去）。

干

剂

邙

「

气

空

，

空气-空气-一■

干

燥)

剂

亮

干

光

亮

光

植物油-.棉

丝

溶

液

铁

一

花

铁丝

铁钉］铁钉♦铁2\

蒸懈水,蒸懦水书钉

C剂

AB未M

4锈

生锈未生锈

图1图2

（1）图1实验中，对比（填序号）可知，铁生锈与氧气有关。

（2）图2实验中，证明铁生锈与水有关的现象为o

⑶图2实验能够在较短时间内观察到明显现象，其主要原因是。

【解析】（1）图1实验中，对比A（铁钉与氧气接触，生锈）和B（铁钉与氧气隔绝，不生锈）可知，铁

生锈与氧气有关。

【答案】（1）AB（2）左边铁丝生锈，右边铁丝没有生锈（3）铁丝接触的氧气浓度较大

【归纳总结】探究金属锈蚀的条件

5

设计探究金属锈蚀条件的实脸时，通常运用控制变量法和对比法。控制变量法的设计流

程如下:

无关

自虹虹因虹

实

验

组

对

不施

照

加或

组

改变

核心素养全解有关铁及其化合物间的框图推断

构建思维模型

。2、H.0

红棕色，

（赤铁矿Fe2O3co

主要成分）高温.

CO

黑色，有磁性

高温

（磁铁矿

主要成分）

。2,点燃

【典例剖析】

例题（2024湖南郴州永兴期中）A〜H表示初中化学常见物质，它们之间的转化关系如图所示（部分生

成物己略去）。

E反应②AF

AC反应③-G

稀硫酸一^

反应①

高温反应④

B

足量的Ca（OH）2溶液

其中A为红棕色固体，反应①为炼铁工业的重要反应，B、D组成元素相同：C、F为金属单质，

其他物质为化合物，其中F为红色，H为白色沉淀。请按要求填空：

（1）写出下列物质的化学式：A.；F.。

（2）①〜④的反应中属于置换反应的是_______（填序号）。

（3）反应④的化学方程式为o

【解析】由A为红棕色固体，反应①为炼铁工业的重要反应，B、D组成元素相同，可知A是氧化铁,

B是一氧化碳,D是二氧化碳,C是铁；二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,H为白色沉淀，

所以H是碳酸钙；F为红色金属单质，所以F是铜；G为化合物，铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢

气，G是硫酸亚铁；E和铁反应会生成硫酸亚铁和铜，所以E是硫酸铜。经过验证，推导正确。

6

(DA是FeQ“F是Cu。

(2)①是一氧化碳和氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，不属于置换反应;

②是铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，属于置换反应；

③是铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，属于置换反应；

④是二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，不属于置换反应。

［答案］(l)Fe203Cu(2)②③(3)Ca(OH)2+C0:=CaC03I+H20

7

《第八单元课题3金属资源的利用和保护》分层练

第1课时金属矿物及铁的冶炼含杂质物质的有关计算

基础过关全练

知识点1金属矿物及铁的冶炼

1.【跨语文-古诗词】刘禹锡的诗句“美人首饰侯王印，尽是沙中浪底来”描述的金属是（）

A.AuB.PtC.AgD.Cu

2.【微型实验】（2024江苏苏州虎丘一模）利用下图所示的实验装置模拟工业炼铁。下列说法正确的是

（）

*匚一尾气处理

辄化铁

网罩

（提高火

焰温度）

A.实验时应先点燃酒精灯后通C0B.b处可用澄清石灰水检验生成的CO,

C.充分加热，a处固体由黑色变为红色I）.可用水吸收尾气中的C0,以免污染空气

3.（2024河南商丘梁园二模）下图为工业炼铁的流程。下列有关说法正确的是（）

热空气02

？髓第也幸斗生铁钢

高炉气、炉渣

A.焦炭的作用只有提供热量B.高炉气不需要进行尾气处理

C.高炉炼铁得到的是纯铁D.生铁和钢的性质不同的原因是它们的含碳量不同

4.【学科素养•科学思维】铁在自然界分布广泛，在工业、农业和国防科技中有重要应用。

铁

矿石

原

等

料

还

原

竖

炉

一C

焦炭

一

融

造

炉腹I执空气/气

进风口RG、（进风口蛇一热空气

炉缸|出铁占F二二二F出渣口出铁口■*出清口

a

阿I答下列问题：

（1）用铁矿石（赤铁矿）冶炼生铁的高炉如图a所示。投料中除铁矿石和焦炭外还有,高炉排

出气体的主要成分有此、CO?和_______（填化学式）。

（2）有人设计出“二步熔融还原法”炼铁工艺，其流程如图b所示，其中，还原竖炉相当于高炉的

部分，主要反应的化学方程式为：

8

•熔融造气炉相当于高炉的部分。

知识点2含杂质物质的有关计算

5.（2024湖南怀化鹤城模拟）某炼铁厂用赤铁矿石冶炼生铁。若要炼得1120t含铁90%的生铁，需要含

氧化铁80%的赤铁矿石的质量是（）

A.15001B.1440tC.1800tD.1980t

6.【原创】近年来，我国钢铁行业在绿色生产、低碳炼铁、高炉设计、智能操作、降本增效等多方面

均有突破和创新。某钢铁厂每天消耗5000t含氧化铁84%的赤铁矿石，该厂理论上每天可炼得含铁

98%的生铁的质量为多少？

能力提升全练

7.（2024广西中考，4,翁）广西铝土矿资源丰富。铝土矿的主要成分是（）

A.二氧化硅B.氧化铝C.四氧化三铁D.碳酸钙

8,【情境素材•中华优秀传统文化】（2024辽宁沈阳皇姑模拟，13,公）我国古代常用“灰唉法”炼银,

其过程为将银熔于铅中形成银铅块，通过焙烧使铅氧化成PbO进入炉灰，再分离得到银。下列说法

错误的是（）

A.该炼银过程涉及化学变化B.银铅块属于合金

C.PbO中Pb的化合价为+2I）.银在自然界不存在单质形态

9.【情境素材•传统工艺】（2024湖北武汉模拟，9,）《天工开物》中记载了锡和锌的冶炼方法，下列

说法不正确的是（）

炼锡:炼锌:

A.图a中X为C0?

B.炼锡时混入少许铅形成合金，产物更难熔

C.图b中泥罐外煤饼的主要作用是提供热量

D.图b中必须冷却后才能取锌，这是为了防止锌在较高的温度下被氧化

10.（2024河南中考节选，25,）探究炼铁原理的实验装置如图，在V形管内反应的化学方程式;为

（写出一个即可）；从环境保护的角度考虑，处理尾气的方法

为O

9

尾气

c---o-A—»

加热（高温）石庆水

11.（2023四川泸州中考，43,）工业上可用焦炭与赤铁矿冶炼铁。实验室用下图所示装置模拟冶炼铁并

探究其产物。回答下列问题：

（1）酒精喷灯加热前，先打开活塞％和心关闭&，将气囊中川鼓入。通用的目的是—

（2）通适量风后，关闭活塞他和必打开降，点燃酒精喷灯进吁实验。B装置中盛放的试剂是

_______（填“稀硫酸”“澄清石灰水”或“氯化钙溶液”），用于检测气体产物之一（填化学

式）。

（3）装置C的作用是.

（4）当A装置药品完全变黑后，停止实验。移走酒精喷灯停止加热前的操作是

（5）用简单的化学方法证明己经冶炼出铁。取少量黑色产物不试管中，滴加（填”稀

硫酸”“澄清石灰水”或“硫酸铜溶液”），观察到说明铁已生成。

第2课时金属资源保护

基础过关全练

知识点3金属的锈蚀与防护

1.（2024湖南长沙模拟）早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器。下列铁制品最容易生锈的是

（）

A.未擦干的铁锅R.喷油漆的栏杆C.盛水的不锈钢水杯D.镀铭的水龙头

2.【创新装置】（2024吉林长春一-模）某小组利用下图装置进行创新实验。实验前检查装置气密性良好,

实验时，打开弹簧夹K,观察•段时间，无明显现象；关闭K,加入食盐水，观察同样的一段时间后打

开K,发现注射器活塞向左移动。下列说法不正确的是（：'

1食盐水

铁粉K

A.铁锈蚀属于缓慢氧化B.实验过程中装置内氧气的含量减小

10

C.滴加食盐水能加快铁锈蚀D.根据实验可得出铁的锈蚀需要水的参与

3.【学科素养•科学态度与责任】（2024山东青岛物山一模）世界上每年因锈蚀而损失的金属数量巨大,

防止金属锈蚀已成为科学研究中的重大课题。下列有关金属锈蚀与保护措施中不正确的是（）

A.铁锈蚀的实质是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生了化学变化

B.同样的铁制品在潮湿多雨的西南地区比在北方干燥地区更易锈蚀

C.在铁表面刷油漆可以防止铁锈蚀

D.铝的抗锈蚀性能比铁强，生活中可用钢丝球洗刷铝锅

4【教材变式】“共享单车”（如图）方便市民出行，颇受人们的喜爱。

a.铝合金支架

Lb.塑料把手

d.钢链条e不锈钢车圈

（1）单车上标示出的部件中由金属材料制成的是（填字母）。

（2）为防止钢链条生锈，可采取的措施是o

（3）自行车被雨淋湿后，为防止生锈，你应做的是o

知识点4金属资源的保护

5.【原创】2024全球再生金属产业链高峰论坛在马来西亚举办，以推动金属资源行业健康、可持续发

展。下列关于保护金属资源的说法，错误的是（）

A.在铁制品表面涂油漆防止锈蚀B.禁止使用金属材料

C.用优质塑料代替合金制造汽车部件D.回收废旧易拉罐，循环利用铝

能力提升全练

6.（2024山东滨州中考，5,公）下列做法不能减缓或防止钢铁锈蚀的是（）

A.经常用食盐水清洗铁制品B.保持铁制品表面清洁干燥

C.在铁制品表面涂油漆D.在钢铁的表面镀一层不易锈蚀的金属

7.【创新装置】（2024吉林东北师大附中一模，9.★）如图所示为探究铁锈蚀条件的装置实验时将干

燥的02从a通入U形管，待充满02后，在b处连接一个注射器并收集一定量02,a端用止水夹夹紧,

一段时间后观察到的现象如下表，且注射器向左移动。下列分析错误的是（）

止水夹।O.

a

①干燥的i

普通铁丝泡②潮湿的

普通铁丝

干燥剂

（CaO）③潮湿的纯铁丝

11

观察对象现象

①没有明显变化

②较多红褐色锈斑

③没有明显变化

A.可用带火星的木条检验U形管内是否充满氧气B.对比①、③说明铁锈蚀与水有关

C.注射器向左移动说明铁锈蚀与氧气有关D.此实验还可以得出铁锈蚀与铁丝纯度有关

8.【跨物理■压强】(2022陕西中考A卷，8,)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()

弹簧夹

A.甲、乙中，气体含氧气的体积分数不相等B.乙中，铁钉在水面下的部分锈蚀最严重

C.甲中，铁钉在植物油内的部分没有锈蚀D.丙中，导管内上升一段水柱

素养探究全练

真实情境探究素养

9.【学科素养・科学探究与实践】(2024湖南长沙•模)铁是目前世界年产量最高的金属。某化学学习

小组对铁的锈蚀产生了浓厚的兴趣，在老师的指导下进行了如下实验探究。

【知识回顾】

(1)铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与空气中的和水蒸气等发生化学反应的过程。

【实验探究】

该小组利用如下装置对铁钉锈蚀的条件进行探究，一段时间后，在A和B中没有观察到明显现象，C

和D中铁钉锈蚀。

煮

沸并

气

空o

的

气

rr-Lr空

冷

速

钉

铁

・

迅

蒸

l蒸

「f-!

铁3

铁

铁

蒸

的

花

棉

锹

溜

却

钉

钉

IH;钉

燥

干

水

剂

水

水

・

e蟒

B

(2)B中将蒸储水煮沸的目的是o

(3)对比_______(填字母)的实验现象，说明铁钉锈蚀需要水。

(4)C中的铁钉比D中的锈蚀更严重，原因可能是o

【拓展探究】

(5)为进一步探究铁钉锈蚀过程中气态物质的变化，该小组按示意图E所示装置完成以下实验：向锥

形瓶中加入少量稀盐酸，同时测量锥形瓶内气体压强随时间的变化，直至铁钉表面全部生锈。锥形

瓶内气体压强的变化趋势为。请你解释压强变化的原因：

12

【参考答案及解析】

课题3金属资源的利用和保护

第1课时金属矿物及铁的冶炼含杂质物质的有关计算

基础过关全练

1.A

“美人首饰侯王印，尽是沙中浪底来”说的是将金子从沙子中分高出来，描述的金属是金，

2.B

实验时应先通入一氧化碳，排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸；二氧化碳能使澄清石灰水变

浑浊，b处可用澄清石灰水检验生成的二氧化碳：一氧化碳在高温条件下与氧化铁反应生成铁和二氧

化碳，装置a处固体由红棕色变黑；一氧化碳难溶于水且不与水反应，不可用水吸收尾气中的一氧

化碳。

3.D

炼铁过程中焦炭的作用是提供热量和产生还原剂

一氧化碳；高炉气中含有一氧化碳，需要进行尾气处

理；高炉炼铁得到的是生铁。

4.【答案】(1)石灰石CO

(2)炉身FeA+3C0里，2Fe+3coz炉腹

【解析】(1)铁矿石中含有氧化铁和SiO-为除去Si。＞可加入石灰石，石灰石分解生成氧化钙，氧化

钙能和二氧化硅反应生成硅酸钙。高炉炼铁时的还原剂为CO,而C0无法完全反应，因此高炉排出气

中含有C0。(2)高炉炼铁时，炉身部分发生的主要反应是FeG+3C0粤2Fe+3c0“炉腰部位生成炉

渣，炉腹部位生成还原剂C0,因此还原竖炉相当于炉身部位，熔融造气炉相当于炉腹部位。

【易错警示】工业炼铁与实验室“炼铁”的比较

(1)还原剂来源不同。工业炼铁的原料有铁矿石、焦炭、石灰石和空气，焦炭和空气发生一系列化学

反应，得到一氧化碳，同时放出大量的热，为反应提供高温条件，而实验室“炼铁”采用直接通入

还原剂一氧化碳气体的方法。

(2)设备不同。工业炼铁使用高炉，可实现连续投料、连续生产，而实脸室“炼铁”使用硬质玻璃管,

用酒精喷灯来实现“高温”条件。

(3)产物不同。工业炼铁的产物是含碳量较高的生铁，实验室“炼铁”能得到较纯净的铁。

5.C

设需要含氧化铁80%的赤铁矿石的质量为X。

Fe2()3+3CO高温2Fe+3c(%

160112

80%Xx1120tx90%

13

16080%xx

解得x=1800t<.

n2-1120^x90%

6.【答案】解：设每天可炼得含铁98%的生铁的质量为x。

F5O3+3CO&L2Fe+3c0,

160112

5000tX84%xX98%

160_5000/x84%

x=3000t

HI-xx98%

答：理论上每天可炼得含铁98%的生铁的质量为3()()。t.

能力提升全练

7.B氧化铝是铝土矿的主要成分。

8.1)该炼银过程中有新物质生成，涉及化学变化；银铅块属于合金；PbO中，氧元素为一2价，根据

化合物中各元素正负化合价的代数和为零，可知Pb的化合价为+2价；银的化学性质不活泼，在自然

界中存在单质形态。

9.B化学反应前后原子的种类.数目不变，可知X为CO,；合金的熔点一般比其组分金属的熔点低，

炼锡时混入少许铅形成合金，产物更易熔化流出；煤饼燃烧放热：题图b中必须冷却后才能取锌，

这是为了防止锌在较高的温度下被氧化成氧化锌。

10.【答案】Fe：a+3C0=B^2Fe+3C0;;[H£Ca(0H)2+C02=CaCC'31+H20]将尾气点燃(或进行收集)

11.【答案】(1)排净装置内的空气(2)澄清石灰水C0：(3)收集一氧化碳气体(4)关闭K(5)稀

硫酸有气体产生

【解析】(1)通氮气的目的是排净装置内的空气，防止焦炭