2024年山西省中考化学一轮专题复习 金属与金属矿物 课件（共134张PPT）
文档属性
| 名称 | 2024年山西省中考化学一轮专题复习 金属与金属矿物 课件（共134张PPT） |
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| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 5.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-04-09 00:00:00 | ||
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文档简介
(共134张PPT)
金属与金属矿物
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2022版课标
内容要求 1. 知道金属具有一些共同的物理性质，通过实验探究等活动认识常见金属的主要化学性质。
2. 知道在金属中加入其他元素形成合金可以改变金属材料的性能。
3. 了解金属、金属材料在生产生活和社会发展中的重要作用。
续表
2022版课标
内容要求 4. 通过实验探究等活动认识常见金属的活动性顺序。
5. 以铁生锈为例，了解防止金属腐蚀的常用方法。
6. 知道大多数金属在自然界中是以金属矿物形式存在的，体会化学方法在金属冶炼中的重要性。
7. 了解废弃金属对环境的影响及金属回收再利用的价值。
2022版课标
学习活动建议 实验探究活动：探究铁钉生锈的条件；探究常见酸溶液、盐溶液与金属发生的置换反应及规律。
调查与交流活动：调查改革开放以来我国重要金属材料生产和使用的有关数据，并分析原因；收集有关钢铁锈蚀造成经济损失的资料；调查日常生活中金属废弃物的种类及回收价值。
项目式学习活动：合理选择金属易拉罐使用的材料，走进社区调查垃圾分类及处理的具体做法和遇到的问题。
续表
续表
2022版课标
情境素材建议 我国传统化学工艺，如“湿法炼铜”，瓷器、铜器、铁器制造等，《梦溪笔谈》中关于“湿法炼铜”的描述，我国重要的金属矿产资源及其分布，《天工开物》中对我国古代金属冶炼成就的描述，我国古代合金材料的制造（如铸造钱币、青铜器等），我国在金属及金属材料领域的研究和应用成就，现代交通、航空航天、国防科技等领域使用的合金材料及其发展，废弃金属的分类回收和再利用。
考情分析
考点 近五年考查情况（题型/分值）
2023 2022 2021 2020 2019
考点一 金属材料 选择题/2 选择题/2 科普阅读题/1
考点二 金属的化学性质 生活、生产应用题/2 物质组成与变化分析题/2
续表
考点 近五年考查情况（题型/分值）
2023 2022 2021 2020 2019
考点三 金属活动性顺序 实验探究题/6 选择题/0.5 选择题/0.5
考点四 金属资源的利用和保护 选择题/0.5
命题规律
金属与金属矿物是山西中考的常考内容。题目情境紧跟我国科技前沿，渗透我国传统化学工艺和冶金成就，密切联系生产、生活实际，注重学生阅读能力、思维能力和表达能力的考查。考查内容包括金属材料、金属及金属氧化物的化学性质、金属的活动性顺序及其应用、金属资源的利用和保护等，在中考各题型中均可考查。备考时，需要注重培养学生应用所学知识，结合题目情境，分析和解决实际问题的能力。
有关金属材料知识的考查较为基础，以基础选择题或生产、生活为背景的非选择题为主，如生活、生产应用题，科普阅读题等。试题侧重阅读能力的考查，往往与有机合成材料融合，对化学材料进行综合考查，其中合金和合成材料容易混淆。
金属的化学性质的考查融合了溶液、酸、碱、盐的相关知识，使金属的学习也成为一大难点。其中涉及的题型也较为多样，如有关金属的化学性质的基础实验及探究实验，其中以金属活动性顺序为核心的探究与应用更是重中之重，如有关金属活动性顺序的验证类实验，有关现象与结论的推理判断、有关金属与酸或盐溶液反应后溶液中溶质或金属成分的分析；有些题还涉及定量思维的考查，如反应中金属质量或溶液质量变化的简单判断；融合数学学科思维的图像题型更是学生的思维难点。在金属化学性质的学习中铁是核心物质，由于铁元素的化合价有＋2价和＋3价，这部分知识的考查如含铁盐的化学式和名称、化学方程式的书写、反应现象的描述、反应发生的原因分析、反应的微观实质等，都是学生容易出错的地方。
有关金属资源的利用和保护主要基于真实问题情境，重点考查学生初步分析和解决相关问题的能力，其中对金属材料使用与金属资源开发、资源回收、化学品合理使用等社会性议题展开讨论，积极参与相关的综合实践活动也是考试的热点及难点；有关铁生锈条件的探究、一氧化碳还原氧化铁等实验，重点考查学生实验探究能力；炼铁与“低碳”融合下的技术更新，让学生用发展的眼光分析问题；工业炼铁中含杂质物质的有关计算，也是考查的重点和难点。
核心物质转化关系图（Fe、Cu）
“→”表示由一种物质可生成另一种物质，写出对应的化学方程式：
铁和铁的化合物之间的转化
① 3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2
②Fe与O2、H2O同时接触生锈
3CO＋Fe2O3 2Fe＋3CO2
③ Fe＋H2SO4＝FeSO4＋H2↑
④ FeSO4＋Mg＝MgSO4＋Fe
Fe＋H2SO4 ＝ FeSO4＋H2↑
FeSO4＋Mg＝MgSO4＋Fe
⑤ 3Fe＋2O2Fe3O4
⑥ 4CO＋Fe3O43Fe＋4CO2
3Fe＋2O2 Fe3O4
4CO＋Fe3O4 3Fe＋4CO2
⑦ Fe＋CuCl2＝FeCl2＋Cu
⑧ FeCl2＋Zn＝ZnCl2＋Fe
Fe＋CuCl2＝FeCl2＋Cu
FeCl2＋Zn＝ZnCl2＋Fe
⑨ FeSO4＋BaCl2＝FeCl2＋BaSO4↓
⑩ Fe2O3＋6HCl＝2FeCl3＋3H2O
FeSO4＋BaCl2＝FeCl2＋BaSO4↓
Fe2O3＋6HCl＝2FeCl3＋3H2O
Fe2O3＋3H2SO4＝Fe2（SO4）3＋3H2O
Fe2（SO4）3＋3BaCl2＝2FeCl3＋3BaSO4↓
Fe2O3＋3H2SO4＝Fe2(SO4)3＋3H2O
Fe2(SO4)3＋3BaCl2＝2FeCl3＋3BaSO4↓
Fe（OH）3＋3HCl＝FeCl3＋3H2O
FeCl3＋3NaOH＝3NaCl＋Fe（OH）3↓
Fe(OH)3＋3HCl＝FeCl3＋3H2O
FeCl3＋3NaOH＝3NaCl＋Fe(OH)3↓
Fe2（SO4）3＋6NaOH＝3Na2SO4＋2Fe（OH）3↓
2Fe（OH）3＋3H2SO4＝Fe2（SO4）3＋6H2O
Fe2(SO4)3＋6NaOH＝3Na2SO4＋2Fe(OH)3↓
2Fe(OH)3＋3H2SO4＝Fe2(SO4)3＋6H2O
铜和铜的化合物之间的转化
① 2Cu＋O22CuO
② C＋2CuO2Cu＋CO2↑
2Cu＋O22CuO
C＋2CuO2Cu＋CO2↑
③ Cu＋2AgNO3＝Cu（NO3）2＋2Ag
④ Fe＋Cu（NO3）2＝Fe（NO3）2＋Cu
Cu＋2AgNO3＝Cu(NO3)2＋2Ag
Fe＋Cu(NO3)2＝Fe(NO3)2＋Cu
⑤ CuO＋H2SO4＝CuSO4＋H2O
⑥ CuO＋2HCl＝CuCl2＋H2O
⑦ Fe＋CuSO4＝Cu＋FeSO4
⑧ Fe＋CuCl2＝Cu＋FeCl2
CuO＋H2SO4＝CuSO4＋H2O
CuO＋2HCl＝CuCl2＋H2O
Fe＋CuSO4＝Cu＋FeSO4
Fe＋CuCl2＝Cu＋FeCl2
⑨ Cu（OH）2＋H2SO4＝CuSO4＋2H2O
⑩ CuSO4＋2NaOH＝Na2SO4＋Cu（OH）2↓
Cu（OH）2＋2HCl＝CuCl2＋2H2O
CuCl2＋2NaOH＝2NaCl＋Cu（OH）2↓
Cu(OH)2＋H2SO4＝CuSO4＋2H2O
CuSO4＋2NaOH＝Na2SO4＋Cu(OH)2↓
Cu(OH)2＋2HCl＝CuCl2＋2H2O
CuCl2＋2NaOH＝2NaCl＋Cu(OH)2↓
CuSO4＋BaCl2＝CuCl2＋BaSO4↓
CuSO4＋Ba（NO3）2＝Cu（NO3）2＋BaSO4↓
CuCl2＋2AgNO3＝Cu（NO3）2＋2AgCl↓
CuSO4＋BaCl2＝CuCl2＋BaSO4↓
CuSO4＋Ba(NO3)2＝Cu(NO3)2＋BaSO4↓
CuCl2＋2AgNO3＝Cu(NO3)2＋2AgCl↓
考点一 金属材料
中考考点突破
金属
材料
纯金属
共性
差异性
①有金属光泽，用途：做________
②良好的_____性，用途：能拉成丝、压成箔
③良好的______性，用途：制电线、电缆等
④良好的导热性，用途：制_______
①颜色：铁、铝等大多数金属呈银白色，但铜呈______色，金呈_____色
②状态：常温下，大多数金属是固体，但汞为 ________
③不同金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度差别较大
饰品
延展
导电
炊具
紫红
黄
液体
合金
定义：合金是指在金属中加热熔合某些金属或非金属而制得的具有金属特征的物质。合金属于________（填“纯净物”或“混合物”）
特性：合金与组成它的纯金属相比，硬度和强度____，抗腐蚀性____，熔点______
实验示例：比较合金和纯金属的硬度（右图）
举例
合金
混合物
大
好
低
现象：______上有划痕
纯铜片
举例
合金
铁合金：包括生铁和钢。二者主要成分都是_____，性能不同的原因是___________，其中__________的含碳量高
铝合金：性能优良，如密度____、抗腐蚀性好、强度和硬度____
钛合金：具有很多优良性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、机械性能好，抗腐蚀性能____，广泛用于火箭、导弹和船舶等；由于与人体具有很好的“相容性”，还可以用来制造_________等
其他常见合金：黄铜、青铜、白铜、焊锡、硬铝、18K黄金等
铁
含碳量不同
生铁
好
人造骨
小
大
特性
定义
针对训练
1. （2023江西）大国工匠秦世俊展现数控技术所使用的0.01mm铝箔，是由铝块加工而成，这体现了铝具有的性质是（ D ）
A.密度小 B.导电性
C.导热性 D.延展性
D
新课标情境素材建议：我国在金属及金属材料领域的研究和应用成就
2.运载火箭发动机在焊接时需要使用氩弧焊（如图所示）。用钨做电极主要利用了钨的性质是（ B ）
A.导热性和熔点高 B.导电性和熔点高
C.导热性和熔点低 D.导电性和熔点低
B
日积月累
地壳中含量最高的金属元素——铝；目前世界年产量最高的金属——铁；人体中含量最高的金属元素——钙；导电、导热性最好的金属——银；熔点最高的金属——钨；熔点最低的金属——汞。
3. （2023荆州改编）“神舟十五号”载人飞船（模型图如图）的返回舱经过大气层时，经受住了一千多摄氏度的高温考验，最终成功返回地面。下列说法正确的是（ D ）
A.太阳翼是将太阳能转化为热能
B.天线材料采用了钛镍合金，它属于有机合成材料
C.返回舱表面所用的材料具有熔点低、强度大等特点
D.飞船大量使用密度较小的合金材料，能减轻船体质量
D
新课标情境素材建议：现代交通、航空航天、国防科技等领域使用的合金材料及其发展
【解析】A. 太阳翼是将太阳能转化为电能，故A错误；B. 天线材料采用了钛镍合金，合金属于金属材料，故B错误；C. 返回舱经过大气层时要经历高温、摩擦力很大的环境，需要表面所用的材料具有熔点高、强度大等特点，故C错误；D. 飞船大量使用密度较小的合金材料，能减轻船体质量，故D正确。故选D。
4.（2023山西）中国国家博物馆珍藏着一枚“国玺”，即“中华人民共和國中央人民政府之印”，代表着熠熠生辉的共和国符号。她由铜胎铸字，不易变形。选用这种材料作为印章胎体最大的优点是（ A ）
A.硬度较大 B.熔点较高
C.不溶于水 D.形状美观
A
5.（2021山西）2021年5月15日，中国“天问一号”探测器成功着陆火星。火星上有峡谷山群、尘埃风暴，昼夜温差较大。为使探测器安全着陆，无须考虑的因素是（ C ）
A.火星地形地貌 B.探测器金属硬度
C.火星岩石成分 D.探测器外壳熔点
C
6.（2020山西）东汉时期的“马踏飞燕”堪称我国古代青铜器艺术中无与伦比的珍品。其制作材料属于（ C ）
A.合成材料 B.天然材料
C.金属材料 D.复合材料
易错易混
金属材料包括纯金属和合金。合金不属于合成材料。
C
7.（2023陕西A）曾在央视《新闻联播》亮相的非物质文化遗产——打铁花，是一种传统的民间焰火表演艺术。其原理是将生铁烧至熔化成为铁水，再将铁水在空中用力击打而形成四处飞溅的耀眼“铁花”。
（1）生铁属于 合金 （填“单质”或“合金”）。
（2）烧铁水时，用鼓风机不断向燃着的焦炭中鼓入空气，其目的是 提供充足的氧气，使焦炭燃烧更充分 。
合金
提供充足的氧气，使焦炭燃烧更充分
【解析】（1）生铁是含碳量为2%～4.3%的铁合金。（2）烧铁水时，用鼓风机不断向燃着的焦炭中鼓入空气，目的是提供充足的氧气，使焦炭燃烧更充分。
（3）打铁花在冬季表演更安全，因打开的铁花会迅速降温。这说明金属材料传导热的性能 良好 （填“良好”或“不好”）。
良好
日积月累
铁的合金主要是生铁和钢，生铁与钢的主要区别是含碳量不同。生铁的含碳量为2%～4.3%，钢的含碳量为0.03%～2%。
【解析】（3）冬季打开的铁花会迅速降温，这说明金属材料传导热的性能良好。
8.（原创）目前人们大量使用的是合金，而不是纯金属。如用焊锡（锡铅合金）焊接金属，是因为焊锡比锡 熔点低 。我国自主研发的万米载人潜水器“奋斗者号”的球舱采用新型钛合金制成，推测钛合金具有的性质是 抗腐蚀性好（或抗压性好，合理即可） 。
熔点低
抗腐蚀性好（或抗压性好，合理即可）
日积月累
与组成它的纯金属相比，合金的硬度更大，熔点更低，抗腐蚀性更好。
【解析】用焊锡（锡铅合金）焊接金属，是因为焊锡比锡熔点低。万米海底压强很大，故推测钛合金具有抗压性好的性质。
考点二 金属的化学性质
1. 与氧气反应：
规律：金属＋氧气→金属氧化物（基本反应类型： 化合反应 ）。
反应条件 金属 化学方程式 实验现象
常温 铝 4Al＋ 3O2＝ 银白色铝片表面逐渐变暗
点燃 镁 2Mg＋O22MgO 剧烈燃烧，发出耀眼白光，放出热量，生成白色固体
化合反应
4Al＋3O2＝ 2Al2O3
2Mg＋O2 2MgO
剧烈燃烧，发出耀眼
白光，放出热量，生成
白色固体
反应条件 金属 化学方程式 实验现象
点燃 铁 3Fe＋ 2 O 剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体
加热 铜 2Cu＋O2 2CuO 固体表面变黑
金 化学性质不活泼，高温时也不与氧气反应（“真金不怕火炼”）
3Fe＋2O2Fe3O4
剧烈燃烧，火星四射，
放出热量，生成黑色固体
续表
2Cu＋O22CuO
固体表面变黑
铝不易锈蚀的原因是 铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化膜，从而阻 止铝进一步氧化 。
铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密
的氧化膜，从而阻止铝进一步氧化
2.与酸反应：
规律：金属＋酸→盐＋H2↑（基本反应类型： 置换反应 ）。
反应发生的条件：在金属活动性顺序中，金属必须位于氢之前。
置换反应
【注意】酸一般用稀盐酸或稀硫酸，而不用浓硫酸和硝酸。
酸 金属 化学方程式 实验现象
稀盐酸/稀硫酸 镁 Mg＋2HCl ＝MgCl2＋H2↑ Mg＋H2SO4＝M gSO4＋H2↑ 固体减少，产生
铝 2Al＋6HCl＝2AlCl3 ＋3H2↑ 2Al＋3H2SO4＝Al2（SO4）3＋3H2↑ 固体减少，产生
Mg＋2HCl ＝ MgCl2＋H2↑
Mg＋H2SO4 ＝ MgSO4＋H2↑
固体减少，产
生气泡
2Al＋6HCl ＝ 2AlCl3＋3H2↑
2Al＋3H2SO4＝Al2(SO4)3＋3H2↑
固体减少，产
生气泡
酸 金属 化学方程式 实验现象
稀盐酸/稀硫酸 锌 Zn＋2HCl＝ZnCl2＋H2↑ Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑ 固体减少，产生气泡
铁 Fe＋2HCl＝FeCl2＋H2↑ Fe＋H2SO4＝FeSO4＋H2↑ 固体减少，产生气泡，溶液由无色变为浅绿色
Zn＋2HCl＝ZnCl2＋H2↑
Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑
固体减少，产生
气泡
Fe＋2HCl＝FeCl2＋H2↑
Fe＋H2SO4＝FeSO4＋H2↑
固体减少，产生
气泡，溶液由无色
变为浅绿色
续表
微观实质（以铁和稀盐酸反应为例）： 铁原子变成亚铁离子，氢离子变成氢原子，氢原子结合成氢分子 。
反应能发生的原因（以铁和稀盐酸反应为例）： 在金属活动性顺序中，铁位于氢之前 。
铁原子变成亚铁离子，氢离
子变成氢原子，氢原子结合成氢分子
在金属活动性顺序
中，铁位于氢之前
3.与盐溶液反应：
规律：金属＋盐溶液→新金属＋新盐（基本反应类型： 置换反应 ）。
反应发生的条件：①盐可溶于水；②在金属活动性顺序中， 金属比盐中 金属活泼 。
置换反
应
金属
比盐中金属活泼
金属 盐溶液 化学方程式 实验现象
铁 硫酸铜溶液 Fe＋CuSO4＝Cu＋F eSO4 固体表面覆盖一层红色物质，溶液由蓝色变 为浅绿色
铜 硝酸银溶液 Cu＋2AgNO3＝2Ag＋Cu （NO3）2 固体表面覆盖一层银白色物质，溶液由无色变为 蓝色
铝 硫酸铜溶液 2Al＋3CuSO4＝3Cu＋Al2 （SO4）3 固体表面覆盖一层红色物质，溶液由蓝色变为无色
Fe＋CuSO4＝Cu＋
FeSO4
固体表面覆盖一层红色物
质，溶液由蓝色变为浅绿色
Cu＋2AgNO3＝2Ag
＋Cu(NO3)2
固体表面覆盖一层银白色物
质，溶液由无色变为蓝色
2Al＋3CuSO4＝
3Cu＋Al2(SO4)3
固体表面覆盖一层红色物
质，溶液由蓝色变为无色
微观实质（以铁和硫酸铜溶液反应为例）： 铁原子变成亚铁离子，铜离子变成铜原子 。
反应能发生的原因（以铁和硫酸铜溶液反应为例）： 在金属活动性顺序中，铁位于铜之前，且硫酸铜可溶 。
【注意】在有铁参加的置换反应中，铁元素在生成的化合物中显 ＋2 价。
铁原子变成亚铁离
子，铜离子变成铜原子
在金属活动
性顺序中，铁位于铜之前，且硫酸铜可溶
＋2
针对训练
1.《天工开物·五金》关于黄金的下列记载中，涉及化学性质的是（ D ）
A.凡金质至重
B.凡金性又柔，可屈折如枝柳
C.凡金箔，每金七厘造方寸金一千片
D.凡黄金……成形之后，住世永无变更
D
【解析】A. “凡金质至重”指的是金的密度很大，密度是物理性质，A不涉及化学性质；B. “凡金性又柔，可屈折如枝柳”指的是金的硬度低，硬度是物理性质，B不涉及化学性质；C. “凡金笛，每金七厘造方寸金一千片”指的是金的延展性强，延展性是物理性质，C不涉及化学性质；D. “凡黄金……成形之后，住世永无变更”指的是金的化学性质稳定，很难与其他物质发生化学反应，D涉及化学性质。故选D。
2.（2023广州）钴（Co）的金属活动性与铁相似，钴的化合物相关性质如表所示。下列预测合理的是（ B ）
物质 CoO Co(OH)2 CoCl2 CoCO3
在水中的溶解性 难溶，灰绿色固体 难溶，粉红色固体 易溶，溶液呈粉红色 难溶，粉红色固体
A.Co能从MgCl2溶液中置换出Mg
B.CoO能与盐酸反应得到粉红色溶液
C.CoCO3能与盐酸反应生成H2
D.Co(OH)2可由Co与NaOH溶液反应制得
B
【解析】A. 钴的金属活动性与铁相似，所以活动性比镁弱，不能和氯化镁溶液反应，故A预测不合理；B. CoO是金属氧化物，可以和酸反应生成盐和水，所以CoO和盐酸反应生成CoCl2和H2O，CoCl2易溶，溶液呈粉红色，故 B 预测合理；C. 碳酸盐和酸反应生成盐、水、二氧化碳，无法生成氢气，故C预测不合理；D. Fe与NaOH溶液不反应，故Co与NaOH溶液也不反应，故D预测不合理。故选B。
3.将鱼用铝箔包好进行烤制，鱼很快被烤熟，在烤制过程中体现了铝箔具有良好的 导热 性；使用后的铝箔依然光亮如新，说明铝具有很好的抗腐蚀性，用化学方程式解释其原因： 4Al＋3O2＝2Al2O3 。
导热
4Al＋3O2＝
2Al2O3
【解析】将鱼用铝箔包好进行烤制，鱼很快被烤熟，在烤制过程中体现了铝箔具有良好的导热性。铝具有很好的抗腐蚀性，原因是铝在空气中与氧气反应，表面生成一层致密的氧化铝薄膜，阻止铝进一步被氧化，反应的化学方程式为4Al + 3O2 ＝ 2Al2O3 。
分析1：Fe2O3→B的化学方程式为 2Fe2O3＋3C4Fe＋3CO2↑（合理即可） 。
2Fe2O3＋3C 4Fe＋3CO2↑
（合理即可）
4.（2023适应性）FeCl2是化学实验室的必备试剂之一，同学们在实验室里用Fe2O3制取FeCl2，并用FeCl2进一步制取其他物质的流程如图所示。
分析2：B与C反应的微观实质是 铁原子变为亚铁离子，氢离子变为原子，氢原子结合为氢分子 ，该反应的基本类型属于 置换反应 。
分析3：FeCl2与D反应的化学方程式为 FeCl2＋Zn＝ZnCl2＋Fe（合理即可） 。
铁原子变为亚铁离子，氢离子变为
氢原子，氢原子结合为氢分子
置换反应
FeCl2＋Zn＝ZnCl2＋Fe（合
理即可）
【解析】氧化铁能与A在一定条件下生成B，B与C能反应生成氯化亚铁，则B为铁，A为碳单质或一氧化碳，C为盐酸，氯化亚铁与D反应可生成
E，E可以是氯化锌或氯化镁，对应D为锌或镁，合理即可。
5.（原创）在一次复习课上，同学们以图形转换的形式将四种常见物质的相互关系进行了如下整合。已知D是目前世界年产量最高的金属，B为红棕色固体，A和B物质类别相同。三角形中“→”指一种物质可转化成另一种物质，“—”指两种物质可发生反应。
（1）A的物质类别是 氧化物 。
（2）B和C反应的化学方程式是 Fe2O3＋3H2SO4＝Fe2（SO4）3＋3H2O（合理即可），该反应的基本反应类型是 复分解反应 。
（3）C和D反应的化学方程式是 Fe＋H2SO4＝FeSO4＋H2↑（合理即可） 。
氧化物
Fe2O3＋3H2SO4＝Fe2(SO4)3＋ 3H2O
（合理即可）
复分解反应
Fe＋H2SO4 ＝ FeSO4＋H2↑（合理即
可）
易错易混
铁元素在化合物中呈现两种化合价：+2和+3。铁与盐酸、稀硫酸及某些盐溶液反应属于置换反应，生成物中铁元素呈+2价。氧化铁与盐酸、稀硫酸反应属于复分解反应，生成物中铁元素呈+3价。
【解析】D是目前世界年产量最高的金属，可知D是铁；B为红棕色固体，且能和铁互相转化，则B为氧化铁；C既能和铁反应，又能和氧化铁反应，可知C为稀盐酸或稀硫酸；A和B物质类别相同，且B、C能转化成A，则A为氧化物，如二氧化碳或水等。
6.（2023宜昌改编）探秘古钱币。
（1）古币金属知多少。我国古代的钱币有多种，如金币、银铜币、铁币等。小民同学家里收藏有一枚古币，可以被磁铁吸引，该古币是
币 （填币种）。
铁币
新课标情境素材建议：我国古代合金材料的制造（如铸造钱币、青铜器等）
【解析】（1）可以被磁铁吸引的古币是铁币。
（2）金属性质共探究。小郑同学做了下列实验：
①如图1，铜片表面有黑色物质生成，该反应的化学方程式是 2Cu＋O22CuO 。
2Cu＋O22CuO
【解析】（2）①加热时，铜和氧气反应生成黑色固体氧化铜，反应的化学方程式是2Cu+O2 2CuO。
②如图2，三支试管里的液体均为稀盐酸，铁丝表面有气泡冒出，银丝和铜丝无明显变化。由此可得出有关金属活动性的结论是 在金属活动性顺序中，铁在氢前，银和铜在氢后（或铁比银和铜活泼，不能比较银和铜的活动性顺序） （写一条）。
在金属
活动性顺序中，铁在氢前，银和铜在氢后（或铁比银和铜活泼，不能
比较银和铜的活动性顺序）
【解析】（2）②在金属活动性顺序里，位于氢前面的金属能置换出盐酸中的氢，故将三种金属放入稀盐酸，铁丝表面有气泡冒出，银丝和铜丝无明显变化。由此可得出有关金属活动性的结论是在金属活动性顺序中，铁在氢前，银和铜在氢后；铁比银和铜活泼，不能比较出银和铜的活动性顺序。
③欲比较铜和银的金属活动性顺序，可选择的试剂是 铜丝、硝酸银溶液（合理即可） 。
铜丝、硝酸银
溶液（合理即可）
【解析】（2）③要比较铜和银的金属活动性顺序，可将洁净的铜丝放入盛有硝酸银溶液的试管中，观察现象。（3）古代铸造钱币选择金属考虑的因素有硬度，耐腐蚀性，成本等。
（3）货币流通有原因。铁硬度比铜大，密度比铜小，金和银做成的钱币比铜币腐蚀速度要慢得多，似乎更适合铸造钱币，但是中国历史上铜币的使用量远大于其他材质的货币。
综上所述，古代铸造钱币选择金属考虑的因素：① 价廉物美 ；② 耐腐蚀 。
价廉物美
耐腐蚀
【解析】（3）古代铸造钱币选择金属考虑的因素有硬度，耐腐蚀性，成本等。
7. （2023苏州改编）我国古代已掌握了铜冶炼和铸造技术。某校化学兴趣小组的同学们对古代铜的冶炼、铜锈蚀的条件、湿法炼铜废水的处理、现代冶铜工艺及废气处理等产生了浓厚的兴趣。在老师的指导下，同学们开展了项目化学习探究。
新课标情境素材建议：我国传统化学工艺，如“湿法炼铜”，瓷器、铜器、铁器制造等
任务一：了解古代铜的冶炼
【查阅资料】
（1）北宋沈括所著的《梦溪笔谈》中记载了“湿法炼铜”的方法：“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜。”即在硫酸铜溶液中加入铁，可得到铜，该反应的化学方程式是 Fe＋Cu SO4＝FeSO4＋Cu 。
Fe＋CuSO4＝FeSO4＋Cu
（2）我国古代的“火法炼铜”是将含有铜元素的氧化物与还原剂在较高温度下反应制取单质铜。
【进行实验】同学们在实验室按照如图1所示装置模拟古代“火法炼铜”——用一氧化碳还原氧化铜。硬质玻璃管内出现 黑色固体逐渐变红 的现象时，证明反应已经发生。
黑色固体逐渐
变红
【解析】【进行实验】一氧化碳和氧化铜在加热的条件下反应生成铜和二氧化碳，故硬质玻璃管内黑色固体逐渐变红，说明反应已经发生。
【交流研讨】上述实验获得的Cu中含有少量黑色的CuO。请补充完整提纯铜的实验方案：将所得固体置于烧杯中， 加入足量稀H2SO4充分反应至黑色固体完全溶解，过滤，蒸馏水洗涤滤渣2～3次 ，干燥。（可选用的试剂：稀H2SO4、AgNO3溶液、NaOH溶液，蒸馏水）
加入足量稀
H2SO4充分反应至黑色固体完全溶解，过滤，蒸馏水洗涤滤渣2～
3次
【解析】【交流研讨】氧化铜能与稀硫酸反应生成硫酸铜和水，铜和稀硫酸不反应，故可将所得固体置于烧杯中，加入足量稀硫酸充分反应至黑色固体完全溶解，过滤，蒸馏水洗涤滤渣2～3次，干燥。
【拓展延伸】《周礼·考工记》中记载了铸造各类青铜器的配方。铜和青铜的相关性质见下表，推断铜冶炼过程中熔入锡的作用有 降低铜的熔点，提高铜的硬度 。
性质 铜 青铜（含25％的锡）
熔点 1085℃ 800℃
硬度 3.0 5～6.6
注：硬度以金刚石的硬度10为标准，1表示很软，10表示很硬。
降低
铜的熔点，提高铜的硬度
【解析】【拓展延伸】由表中数据可知，青铜比铜的熔点低、硬度大，故铜冶炼过程中熔入锡的作用有降低铜的熔点，提高铜的硬度。
任务二：探究铜锈蚀的条件
【交流研讨】铜锈蚀产生铜绿［Cu2(OH)2CO3］，根据质量守恒定律，同学们推测，铜生锈需要铜同时接触空气中的氧气、 水、二氧化 碳 。
水、
二氧化碳
【解析】任务二：【交流研讨】铜锈蚀产生铜绿，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，反应物和生成物中都含有铜、碳、氢、氧四种元素。故铜生锈的条件是铜与氧气、二氧化碳、水同时接触。
【进行实验】小组同学设计实验探究铜锈蚀产生铜绿［Cu2(OH)2CO3］的条件（如图2所示），图中铜片上最不易产生铜绿的是 A （填序号）。
A
【解析】【进行实验】A. 该实验中，生石灰和氢氧化钠可吸收空气中的水和二氧化碳，该实验中，铜只与氧气接触；B. 该实验中铜片与水接触，但是水中可能溶有空气中的气体；C.该实验中铜片与二氧化碳、氧气和水接触，容易生锈；D. 该实验中，铜片与氧气和水接触。由以上分析可知，铜片上最不易产生铜绿的是A，因为破坏了铜生锈的两个条件，故选A。
任务三：了解湿法炼铜废水的处理
【查阅资料】湿法炼铜产生酸性废水，含有的CuSO4、ZnSO4可用铁炭混合物（铁粉和活性炭的混合物）除去。其他条件不变，废水pH对Cu2＋、Zn2＋去除率的影响如图3所示。
【交流研讨】
（1）pH＜3时，铁炭混合物表面有大量气泡产生，该气体为 H2 。
H2
任务三：（1）pH<3时，溶液中含有大量氢离子。故铁炭混合物表面有大量气泡产生的原因是铁原子与氢离子反应生成亚铁离子和氢分子，故该气体为H2。（2）相同pH条件下，Cu2+的去除率远高于Zn2+的原因可能是铁能与硫酸铜溶液反应置换出铜，但是锌
【解析】任务三：（1）pH<3时，溶液中含有大量氢离子。故铁炭混合物表面有大量气泡产生的原因是铁原子与氢离子反应生成亚铁离子和氢分子，故该气体为H2。
（2）相同pH条件下，Cu2＋的去除率远高于Zn2＋的原因可能是 Fe能置换出Cu，但不能置 换出Zn 。
Fe
能置换出Cu，但不能置换出Zn
【解析】任务三：（2）相同pH条件下，Cu2+的去除率远高于Zn2+的原因可能是铁能与硫酸铜溶液反应置换出铜，但是锌
任务四：了解现代冶铜工艺及废气处理
【咨询交流】同学们参观了一个铜冶炼厂，获悉该厂冶铜的原料主要是辉铜矿（主要成分为Cu2S）。大家推测，冶铜过程中产生的空气污染物可能是 SO2 。通过咨询工厂技术人员，证实了大家的推测。同学们还获悉该厂使用活性焦吸附上述废气，吸附的废气解吸后，进入制酸系统进行制酸。
SO2
【解析】任务四：【咨询交流】辉铜矿的主要成分是Cu2S，根据质量守恒定律可知，冶铜过程中产生的空气污染物可能是SO2 。
【交流研讨】该厂处理废气的过程发生的变化有 物 理变化和，处理废气工艺的优点是 使废物资源化 。
物理变化和化学变化
使废物资源化
【解析】【交流研讨】由题意可知，该厂使用活性焦吸附废气，该过程属于物理变化；吸附的废气解吸后，进入制酸系统进行制酸，废气制酸过程属于化学变化。故该厂处理废气的过程发生的变化有物理变化和化学变化。该厂处理废气的工艺最终将废气制成了酸，故该工艺的优点是使废物资源化。
考点三 金属活动性顺序
一、金属活动性顺序
1. 金属活动性顺序：
2.应用：
（1）判断金属的活动性强弱：金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，它的活动性就越 强 。
强
②在金属活动性顺序里，位于前面的金属能把位于 后面 的金属从它们的 盐溶液 里置换出来。
后面
盐溶液
（2）判断一些反应能否发生：
①在金属活动性顺序里，位于 氢前面 的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的 氢 。
氢前面
氢
【方法一】金属与酸反应。能与酸（盐酸、稀硫酸）反应的金属比不能与酸反应的金属的活动性强；其他条件相同时，与酸反应速率越____，金属的活动性越强（实验示例如下）。
3. 实验 比较金属活动性顺序
快
利用金属与酸反应探究金属的活动性强弱 （如 Mg、Fe、Cu）
实验步骤 实验现象 实验结论
将____________相同的镁、铁和铜分别放入装有___ _______________稀盐酸 （或稀硫酸）的试管中 镁表面____________；铁表面__________________ _________________；铜表面_______________ 金属活动性顺序为
______________
注意事项： ①实验所用金属一定要先用砂纸打磨 ②镁、铁、铜三种金属的____________ 相同 ③酸的种类相同，浓度、体积相等，且酸不能是 _______________ ④反应开始前温度需相同
形状、大小
体积、等浓度
有大量气泡
由无色变成浅绿色
有少量气泡，溶液
无明显变化
Mg>Fe>Cu
硝酸和浓硫酸
大小、形状
等
【方法二】金属与盐溶液反应。金属与另一种金属的盐溶液若能反应，则该金属比另一种金属的活动性强；若不能反应，则该金属比另一种金属的活动性弱（实验示例如下）。
利用金属与盐溶液反应探究金属的活动性强弱
方案一（如 Fe、Cu、Ag） 方案二（如Mg、 Fe、Cu）
实验设计
实验现象 a试管中___________；b试管中____________________ ________________________ c试管中______________________；
d试管中____________
结论 金属活动性顺序为____________ 金属活动性顺序为
____________
注意事项 ①实验所用金属一定要先用砂纸打磨 ②金属与盐溶液反应的实验中，盐必须可溶
无明显现象
铜片表面有银白色固体
析出，溶液由无色变为蓝色
溶液由浅绿色变为无色
无明显现象
Fe>Cu>Ag
Mg > Fe>Cu
【小技巧】解答此类题目时，先将金属按金属活动性顺序排序，再用“两盐夹一金”（如方案一）或“两金夹一盐”（如方案二）的方法选择试剂。
二、金属活动性顺序的应用实例
1.除杂提纯。例如：除去铜中混有的少量铁，可以向混合物中加入 过量的稀盐酸（或稀硫酸） ，充分反应后，过滤，洗涤，干燥。
2.金属冶炼。例如：①湿法炼铜的原理为 Fe＋CuSO4＝Cu＋FeSO4（用化学方程式表示）。
②从含铜离子的工业废水中提取金属铜，可以向废水中加入 适量的铁粉 ，充分反应后，过滤，洗涤，干燥。
过量的稀盐酸（或稀硫酸）
Fe＋CuSO4＝Cu＋FeSO4
适量的
铁粉
3.实验室制取氢气。从价格和反应速率等多方面考虑，实验室制取氢气最合适的试剂为 锌粒和稀硫酸 ，反应的化学方程式为 Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑ 。
4.解释金属在自然界中的存在形式和冶炼的难易程度。例如：
①金属在自然界中若以单质形式存在，说明该金属的化学性质 不活泼 ，如Ag和Au。
②一般情况下，越容易冶炼的金属，该金属化学性质越 不活泼 。
锌粒和稀硫酸
Zn＋
H2SO4＝ZnSO4＋H2↑
不活
泼
不活泼
针对训练
1.金属蚀刻是通过溶液与金属的化学反应，从而形成凹凸。兴趣小组的同学想利用蚀刻原理，用铜板做一幅蚀刻画。下列溶液可作为铜板蚀刻剂的是（ C ）
A.硫酸镁溶液 B.稀盐酸
C.硝酸银溶液 D.氯化亚铁溶液
C
【解析】在金属活动性顺序中，铜在镁、氢、铁后，铜不能与硫酸镁、稀盐酸、氯化亚铁溶液反应，故A、B、D三种溶液均不可作铜板蚀刻剂；C.在金属活动性顺序中，铜在银前，铜能和硝酸银溶液反应生成银和硝酸铜，故硝酸银溶液可以作铜板蚀刻剂。故选C。
2.（2023株洲）现有X、Y、Z三种金属，为探究其金属活动性顺序，进行了如下实验：①将X和Z分别放入稀硫酸中，X溶解并产生氢气，Z不反应；②将Y和Z分别放入硝酸银溶液中，过一会儿，在Z表面有银析出，而Y没有变化。则有关X、Y、Z的金属活动性顺序正确的是（ B ）
B
A.X＞Y＞Z B.X＞Z＞Y C.Y＞X＞Z D.Z＞X＞Y
【解析】①将X和Z分别放入稀硫酸中，X溶解并产生氢气，Z不反应，说明金属活动性顺序X>H>Z；②将Y和Z分别放入硝酸银溶液中，过一会儿，在Z表面有银析出，而Y没有变化，说明金属活动性顺序Z>Ag>Y。X、Y和Z的金属活动性顺序为X>Z>Y。故选B。
拿分技巧
验证金属活动性顺序可以应用金属与酸反应剧烈程度以及“两盐夹一金”或“两金夹一盐”的方法设计实验。
3.（2023郴州）为验证铁、铜、银三种金属的活动性顺序，小东设计了如图所示的两组实验。下列说法正确的是（ A ）
A.通过实验①②能够验证三种金属的活动性顺序
B.实验②中发生的反应是2Ag＋CuSO4＝Ag2SO4＋Cu
C.实验①中溶液质量逐渐增大
D.实验①中溶液颜色由蓝色变为黄色
A
【解析】A. ①铁能和硫酸铜溶液反应，说明金属活动性Fe>Cu；②银和硫酸铜溶液不反应，说明金属活动性Cu>Ag，可得出金属活动性Fe>Cu>Ag，故A正确；B. 实验②银和硫酸铜溶液不反应，故B错误；C. 实验①中发生反应的化学方程式为Fe + CuSO4 ＝ FeSO4 + Cu，每56份质量的铁可置换出64份质量的铜，溶液的质量会逐渐减小，直至完全反应后不再发生改变，故C错误；D. 实验①生成的是硫酸亚铁溶液，
溶液由蓝色变为浅绿色，故D错误。故选A。
4.（2023齐齐哈尔改编）将一定质量的金属镁放入硝酸银和硝酸铜的混合溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液，下列说法正确的是（ B ）
A.若滤液为无色溶液，则滤渣中一定含有镁
B.若滤液为蓝色溶液，则滤渣中一定没有镁
C.若滤液为蓝色溶液，则滤液中至少含有三种金属离子
D.若向滤渣中加入稀盐酸，无气泡产生，则滤渣中一定含有银和铜
B
【解析】根据金属活动性顺序：镁>氢>铜>银，将一定质量的金属镁放入硝酸银和硝酸铜的混合溶液中，镁先与硝酸银溶液反应，生成银与硝酸镁；若镁剩余，再与硝酸铜溶液反应，生成铜与硝酸镁。A. 若滤液为无色，则硝酸铜反应完全，镁也可能无剩余，滤渣中不一定含有镁，故A错误；B. 若滤液为蓝色，说明硝酸铜有剩余，则镁一定已完全反应，滤渣中一定没有镁，故B正确；C. 若滤液为蓝色，说明硝酸铜有剩余，硝酸银溶液与镁反应生成硝酸镁，滤液中含有铜离子、镁离子两种金属离子，故C错误；D. 若向滤渣中加入稀盐酸，无气泡产生，说明滤渣中一定没有镁，此时可能硝酸铜还没有反应，则滤渣中不一定含有铜，故D错误。故选B。
拿分技巧
将一种金属与几种盐溶液混合时，其中排在金属活动性顺序表中最靠后的金属最先被置换出来，然后再依次置换稍靠后的金属。
5.（原创）同学们在探究金属化学性质时，将锌粉和铁粉的混合物加入盛有一定量硝酸银溶液的烧杯中，充分反应后过滤，向滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生。下列说法正确的是
（ C ）
A.滤渣中一定不含银 B.滤渣中一定只含铁
C.滤液中一定含有Zn2＋ D.滤液中一定含有Fe2＋
C
【解析】根据金属活动性顺序：锌>铁>氢>银，将锌粉和铁粉的混合物加入盛有一定量硝酸银溶液的烧杯中，硝酸银溶液先和锌粉反应，生成硝酸锌和银；若硝酸银剩余，再与铁粉反应，生成硝酸亚铁和银。本题中，充分反应后过滤，向滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生，说明滤渣中一定有氢前金属剩余。可能锌和铁都剩余，可能只有铁剩余。A. 硝酸银溶液先和锌粉反应，生成银，故滤渣中银一定存在，故A错误；B. 若硝酸银溶液没有把锌粉完全消耗就无剩余，此时铁粉还未发生反应，则滤渣中含有锌和铁，故B错误；C. 硝酸银溶液先和锌粉反应，生成硝酸锌和银，滤液中一定含有Zn2+，故C正确；D. 若硝酸银溶液没有把锌粉完全消耗就无剩余，铁粉还未发生反应，此时滤液中一定不含Fe2+，故D错误。故选C。
拿分技巧
将几种金属放入同一盐溶液中，在金属活动性顺序表中，距离较远的先反应，距离较近的后反应。
6.为实现废物回收利用，可将工业湿法炼锌残留的铜镉渣（主要成分为Zn、Cd、Cu）进行处理，制取海绵镉（Cd）。主要流程如下：（已知Zn＋CdSO4＝ZnSO4＋Cd）
新课标情境素材建议：废弃金属的分类回收和再利用
（1）铜镉渣粉碎的目的是 增大反应物的接触面积，使反应更充分 。
（2）浸出槽中，Cd和Zn与H2SO4反应，其反应的化学方程式为Cd＋H2SO4＝CdSO4＋H2↑和 Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑ 。
（3）置换槽中，反应后的溶液中一定含有的金属阳离子是 Zn2＋ （写离子符号）。
（4）上述工艺的优点是 变废为宝（合理即可） 。
增大反应物的接触面积，使反应更充
分
Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑
Zn2＋
变废为宝（合理即可）
7.（2023成都）利用如图实验探究金属的化学性质。
（1）实验一：水的作用是 防止高温熔化物溅落，炸裂瓶底 。实验中观察到发出白光后铁丝并未燃烧，可能的原因是 没有等火柴快燃尽时就伸入集气瓶，火柴燃烧消耗了较多的氧气，导致氧气浓度太低（合理即可） 。
防止高温熔化物溅落，炸裂瓶底
没有等火柴快
燃尽时就伸入集气瓶，火柴燃烧消耗了较多的氧气，导致氧气浓度太
低（合理即可）
（2）实验二：两个反应均生成了 氢气 （填物质名称）。比较铁和铝的金属活动性强弱，从试剂角度需考虑：①加入同样大小的铁片和铝片；② 加入等体积等浓度的适量稀盐酸 。
氢气
加入等体积等浓度的适量稀盐酸
（3）实验三：反应的化学方程式为 Cu＋2AgNO3＝Cu（NO3）2＋2Ag 。再补充一个实验可得出Cu、Fe、Ag的金属活动性顺序。设计并进行实验，补全下表。
Cu ＋ 2AgNO3 ＝ Cu(NO3)2 ＋
2Ag
实验步骤（可用图示） 实验现象 实验结论
将一根用砂纸打磨过的铁丝浸入硫酸铜溶液中（或如图） 浸没在溶液中的铁丝表面出现一层红色固体（或铜丝表面无明显变化）
将一根用砂纸打磨过的
铁丝浸入硫酸铜溶液中
（或如图）
浸没在溶液中的铁丝表
面出现一层红色固体（或
铜丝表面无明显变化）
一、金属与酸反应
1.横坐标为时间，纵坐标为氢气的质量。
这种图像可体现化学反应速率。图像中先到达拐点的先完成反应，即反应速率最快，以Al、Mg、Fe、Zn与酸反应为例：
专项突破 金属图像
（1）等量金属与足量酸反应，产生氢气的质量由金属质量决定，大小关系为 Al＞Mg＞Fe＞Zn ，对应如图中的图 1 。
Al＞Mg＞Fe＞Zn
1
（2）足量金属与等量酸反应，产生氢气的质量由酸的质量决定，大小关系为 Al＝Mg＝Fe＝Zn ，对应如图中的图 2 。
Al＝Mg＝Fe＝Zn
2
方法技巧
（1）其他条件相同时，图像中先到拐点的金属，其与酸反应速率最 快。图中四种金属与酸反应速率大小关系为 M g>Al 。
（2）反应的酸为同种酸时，产生的氢气越多，消耗的酸越 多 ；产生氢气质量相等说明消耗酸的质量 相等 。
（3）等量金属与足量酸反应，化合物中金属的化合价相同时，金属的相对原子质量越 小 ，产生的氢气越多。
快
Mg>Al>Zn>Fe
多
相等
小
2.横坐标为金属或酸的质量，纵坐标为氢气的质量。
横坐标为金属的质量，纵坐标为氢气的质量
例：向等质量、等质量分数的稀盐酸中分别加入足量的锌、铁（如图）
分析：（1）反应过程中消耗等质量金属时，铁产生的氢气多。如消耗金属质量为a时，生成H2的质量大小关系为 Fe＞Zn
（2）最终反应生成的氢气质量相等。如加入金属质量为b时，生成H2的质量大小关系为 Fe＝Zn
Fe＞Zn
Fe＝Zn
横坐标为酸的质量，纵坐标为氢气的质量
例：向等质量的锌、铁中分别加入足量盐酸（如图）
分析：（1）反应过程中消耗等量酸时，产生的氢气质量相等。如消耗盐酸质量为c时，生成H2的质量大小关系为 Fe＝Zn
（2）最终铁比锌反应生成的氢气多。如加入盐酸质量为d时，生成H2的质量大小关系为 Fe＞Zn
Fe＝Zn
Fe＞Zn
方法技巧
（1）读题时，看清横纵坐标表示的量。
（2）若横坐标不是时间，则无法判断金属与酸反应的速率关系。
二、金属与盐溶液反应
向一定量硫酸铜溶液中加入足量铁粉
分析：（1）利用两种金属/盐的质量比关系判断
Fe＋CuSO4＝Cu＋FeSO4
56 ＜ 64
Fe＋CuSO4＝Cu＋FeSO4
160 ＞ 152
随着反应的进行，金属的质量增加，溶液质
量减少。
（2）纵坐标起点不能为0
向一定量锌片中加入足量硫酸亚铁溶液
分析：（1）利用两种金属/盐的质量比关系判断
Zn＋FeSO4＝Fe＋ZnSO4
65 ＞ 56
Zn＋FeSO4＝Fe＋ZnSO4
152 ＜ 161
随着反应的进行，金属的质量减少，溶液质量增加。
（2）纵坐标起点不能为0
针对训练
1.（2023自贡）现有体积大小相同的三种金属X、Y、Z，分别放入三份溶质质量分数相等的足量稀硫酸中，X不发生反应，Y、Z反应生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示。X、Y、Z的金属活动性顺序正确的是（ D ）
A.X＞Y＞Z
B.X＞Z＞Y
C.Y＞Z＞X
D.Z＞Y＞X
D
【解析】体积大小相同的三种金属X、Y、Z，分别放入三份溶质质量分数相等的足量稀硫酸中，X不发生反应，说明X的活动性在氢后。Y、Z能与稀硫酸反应，说明Y、Z的活动性排在氢前。由图像可知，相同时间内，Z产生的氢气比Y多，即Z与稀硫酸反应的速率比Y的快，则Z的金属活动性比Y强。故X、Y、Z的金属活动性顺序是Z>Y>X。故选D。
2.（原创）向两份等质量等浓度的稀盐酸中分别加入过量镁粉和铁粉，生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示。下列说法正确的是（ B ）
A.与盐酸反应的速率：Mg＜Fe
B.反应消耗盐酸的质量：Mg＝Fe
C.反应消耗金属的质量：Fe＜Mg
D.消耗等量金属时，生成H2的质量：Mg＝Fe
B
【解析】A. 由图可知，相同时间内，镁粉与酸反应产生氢气的质量比铁粉的大，即与盐酸反应的速率：Mg>Fe，故A错误；B. 向两份等质量等浓度的稀盐酸中分别加入过量镁粉和铁粉，反应停止时，稀盐酸反应完，镁和铁消耗盐酸的质量相等，故B正确；镁、铁与酸反应生成化合物中均显+2价，产生氢气的质量相等时，消耗金属的质量与金属的相对原子质量成正比，铁的相对原子质量为56，镁的相对原子质量为24，反应消耗金属的质量Fe>Mg；消耗等量金属时，生成氢气的质量与相对原子质量成反比，即Mg>Fe，故C、D错误。故选B。
3.（原创）学习完金属与酸的化学性质后，某小组同学结合实验绘制了下列图像。其中能正确表示其对应关系的是（ A ）
A B C D
A
A.向足量的稀硫酸中，分别加入等质量的锌粉和铁粉
B.向等质量的锌粉和铁粉中分别加入足量的稀硫酸
C.向等质量等浓度的稀硫酸中分别加入锌粉和铁粉至过量
D.向等质量等浓度的稀硫酸中分别加入锌粉和铁粉至过量
【解析】A. 向足量稀硫酸中，分别加入等质量的锌粉和铁粉，锌比铁活泼，反应速率快。锌、铁与酸反应生成化合物中均显+2价，消耗等量的金属，相对原子质量小的金属，产生的氢气质量大，故A正确；B. 反应开始时消耗稀硫酸相同，则生成氢气质量相同，两斜线重合，后稀硫酸过量，等质量的锌和铁完全反应，铁生成的氢气多，拐点高，故B错误；C. 向等质量等浓度的稀硫酸中分别加入锌粉和铁粉至过量，等量的酸完全反应，最终生成的氢气相等，且锌比铁活泼，相同时间内锌产生的氢气多，故C错误；D. 消耗等质量金属时，锌和铁产生氢气的量与金属的相对原子质量大小成反比，故锌与酸反应产生的氢气质量小，故D错误。故选A。
4.（原创）在一次复习课上，某小组同学就金属与盐溶液反应的图像作了如下整理。其中能正确表示其对应关系的是（ B ）
A B C D
B
A.向一定量的硝酸银溶液中加入铜粉至过量
B.向一定量的铁粉中加入足量的硝酸银溶液
C.向盛有硫酸铜溶液的烧杯中加入铁粉至过量
D.向盛有铁钉的烧杯中倒入一定质量硫酸铜溶液
【解析】A. 向一定量的硝酸银溶液中加入铜粉至过量，反应的化学方程式为Cu + 2AgNO3 ＝ Cu(NO3)2 + 2Ag，每64份质量的铜可置换出216份质量的银，固体的质量增大，至完全反应不再发生改变，故A错误；B. 向一定量的铁粉中加入足量硝酸银溶液，反应的化学方程式为 Fe + 2AgNO3 ＝ Fe(NO3)2 + 2Ag，每56份质量的铁可置换出216份质量的银，固体的质量会逐渐增加，至完全反应不再发生改变，故B正确；C. 向盛有硫酸铜溶液的烧杯中加入铁粉至过量，反应的化学方程式为Fe + CuSO4 ＝ FeSO4 + Cu，每56份质量的铁生成64份质量的铜，固体质量增加，硫酸铜完全反应后，加入56份质量铁，固体增加56份质量，固体质量增加速度减慢，故C错误；D. 向盛有铁钉的烧杯中倒入一定质量的硫酸铜溶液，每56份质量的铁可置换出64份质量的铜，固体的质量增大，溶液质量减小，至完全反应不再发生改变，故D错误。故选B。
考点四 金属资源的利用和保护
1.铁的冶炼：
（1）工业上铁的冶炼。
①设备：高炉（如图）。
②原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气。
铁矿石：常见的铁矿石有赤铁矿（主要成分为 Fe2O3 ）、磁铁矿（主要成分为Fe3O4 ）、菱铁矿（主要成分为FeCO3）等。
焦炭的作用是 反应生成一氧化碳、燃烧提供热量 ，石灰石的主要作用是 把矿石中的杂质转变成炉渣除去 。
Fe2O3
反应生成一氧化碳、燃烧提供热量
把矿石中的杂质转变成炉渣除去
③高炉炼铁的原理：在高温下，利用炉内反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。一氧化碳与赤铁矿反应的化学方程式为 生
Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 。
④高炉炼铁的产品：高炉炼铁得到的产品是 生铁 ，它属于 混合物 （填“纯净物”或“混合物”）。
3CO 2Fe＋3CO2
生铁
混合
物
Fe2O3＋
（2）实验 一氧化碳还原氧化铁
【实验药品】氧化铁粉末、澄清石灰水、一氧化碳气体。
【实验原理】 Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 （用化学方程式表示）。
（2）装入氧化铁粉末并将玻璃管固定在铁架台上；
Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
（1）检查装置气密性；
【实验步骤及操作目的】
（3）先通入CO，目的是 排尽装置内的空气，防止一氧化碳与空气混合加热发生爆炸 ；
（4）加热氧化铁，当固体由 红棕色 变为 黑色 时，停止加热；
（5）继续通入一氧化碳至玻璃管冷却到室温，目的是 防止生成的铁在较高温度下又被氧化 。
排尽装置内的空气，防止一氧化碳与空气
混合加热发生爆炸
红棕色
黑色
防止生成的
铁在较高温度下又被氧化
【实验反思与交流】
（1）该装置中用到了澄清石灰水，其作用是 检验生成的二氧化碳，从而证明一氧化碳和氧化铁发生了化学反应 ，涉及反应的化学方程式是 Ca（OH）2 + CO2 = CaCO3↓ + H2O 。
（2）在澄清石灰水装置后放一个点燃的酒精灯，目的是 点燃尾气，防止污染空气 。除去尾气的方法还可以是 在导管末端系一个气球，把气体收集起来再处理（合理即可） 。
检验生成的二氧化
碳，从而证明一氧化碳和氧化铁发生了化学反应
Ca(OH)2 + CO2 ＝ CaCO3↓ + H2O
点燃尾
气，防止污染空气
在导管末端系一个
气球，把气体收集起来再处理（合理即可）
2. 金属资源的保护：
（1）铁制品锈蚀的原因：铁与空气中的 空气中的水蒸气 等发生化学反应。铁锈的主要成分是 Fe2O3（或Fe2O3·xH2O） 。
（2）防止铁生锈
水蒸气、氧气
Fe2O3（或Fe2O3·xH2O）
①原理：破坏铁锈蚀的条件，即隔绝氧气或水
②措施
保持铁制品表面的 ______________洁净、
在铁表面涂保护膜（如________、______、镀铬等）
改变金属的内部结构：制成耐腐蚀的合金，如_______不锈钢
洁净、干燥
涂油
刷漆
不锈钢
（3）除锈的方法
①物理方法：用砂纸打磨
②化学方法：加入适量_____________________，反应的化学方程式为
_________________________________________
_________________________________________
稀盐酸（或稀硫酸）
［或Fe2O3+3H2SO4 == Fe 2(SO4)3+3H2O］
Fe2O3 + 6HCl == 2FeCl3+3H2O
（4）铁抗腐蚀性比铝差的原因：铁和水、氧气等反应生成的铁锈很疏松，不能阻碍里层的铁继续和氧气、水等反应，而铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，覆盖在铝表面，从而保护里层的铝不再与氧气反应。
（ 5 ）保护金属资源的途径
① ______________________________防止② _______________________________加__③_______________________________计
④ 寻找金属的代用品
防止金属的腐蚀
加强废旧金属的回收利用
有计划、合理地开采金属矿物
① _______________________防止
② _______________________加__
（6）废旧金属回收再利用的意义
（7）实验 探究铁钉锈蚀的条件
实验设计
实验现象 一周后，a中的铁钉生锈，b、c中的铁钉不生锈
节约金属资源
减少对环境的污染
实验分析与结论 a、b对比说明铁生锈需要有 氧气 ，a、c对比说明铁生锈需要有 水
结论：铁生锈是铁与 氧气和水 共同作用的结果
实验反思 ①实验中所用蒸馏水需煮沸并冷却，原因是 除去水中溶解 的氧气
②b试管中植物油的目的 隔绝空气
③c试管中氯化钙的作用是作干燥剂，其目的是 吸收空气中的 水蒸气
④铁钉在食盐水中生锈速率更快
氧气
水
氧气和水
除去水中溶解的氧气
隔绝空气
吸收空气中的水蒸气
续表
除去
针对训练
1.（2023百校二）文具美工刀是生活中常用物品之一，在使用后为防止其生锈，应做到（ C ）
A.刷上油漆 B.隔绝氧气
C.保持干燥 D.密封保存
C
2.为探究铁生锈的条件，同学们设计了如下实验（已知：CaCl2可作干燥剂）。一周后，有关该实验现象和结论的记录正确的是（ D ）
A.b试管内的铁钉明显生锈
B.U形管中红墨水左低右高
C.U形管中红墨水保持相平
D.说明铁生锈需要与水接触
D
【解析】铁生锈需要铁与氧气、水同时接触。A. b试管内，CaCl2干燥剂吸收了空气中的水蒸气，铁钉只与氧气接触，一周后，铁钉不会明显生锈，故A错误；a试管内的铁钉同时与氧气、水接触，一周后明显生锈。铁钉消耗了氧气，a试管内压强减小，一周后，U形管中的红墨水左高右低，故B、C错误；D. a试管中的铁钉与氧气、水同时接触而生锈，b试管中铁钉只接触氧气，没有生锈。故该实验证明铁生锈需要与水接触，故D正确。故选D。
3. “雪龙2号”是我国自主建造的全球第一艘双向破冰极地科考船。船体表面涂防护漆的防锈原理是 隔绝氧气和水 。破冰船主体材料为特种钢，钢和生铁的主要区别是 含碳量不同 。工业上用赤铁矿冶炼生铁的原理是 3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2 （用化学方程式表示）。
隔绝氧气和水
含碳量不同
3CO＋Fe2O3 2Fe＋3CO2
4.如图为某品牌暖宝宝的使用说明。
内袋物质：铁粉、水、活性炭、食盐等
内袋材料：微孔透气无纺布
外袋材料：不透气塑料
用法：临使用前，打开外袋取出内袋，直接贴在衣服上。
（1）暖宝宝发热利用了铁生锈原理，铁生锈的过程属于 缓慢 （填“剧烈”或“缓慢”）氧化。使用暖宝宝时需要打开外袋，是为了使内袋中的物质与空气中的 氧气 接触。
（2）为验证暖宝宝内袋物质中有铁粉，可采用的方法是 用磁铁吸引（或取样，向其中 加入稀盐酸，观察到有气泡产生） （写一种）。
缓慢
氧气
用磁铁吸
引（或取样，向其中加入稀盐酸，观察到有气泡产生）
5. 铁是使用最广泛的金属。某兴趣小组对铁制品的使用情况、铁制品锈蚀的条件及影响因素、防止铁生锈的方法、铁制品锈蚀后的处理方法等展开了项目化学习探究。
任务一：调查铁制品的使用情况
【观察交流】经观察，大家发现生活中有很多铁制品，如厨房中的 不锈钢锅 具 （写一种）等。
不锈钢锅具
【解析】任务一：厨房中的不锈钢锅具、刀具等都是铁制品。
任务二：探究铁制品锈蚀的条件及影响因素
【提出问题】铁锈蚀与哪些因素有关？
【查阅资料】①氯化钙固体可作干燥剂。②炭粉可加快铁的锈蚀。
【进行实验】取三枚相同的洁净无锈铁钉分别放入试管，进行图1实验。
一周之后观察，a试管中铁钉表面有一层铁锈，b、c试管中铁钉表面无明显变化。
【反思评价】
（1）实验中将蒸馏水煮沸的目的是 除去溶解在水中的氧气 。
（2）三支试管实验对比，说明铁钉锈蚀需要与铁接触的物质是 水、氧气 。
除去溶解在水中的氧气
氧气
水、
（2）三支试管实验对比，说明铁钉锈蚀需要与铁接触的物质是 水、氧气 。
氧气
水、
【解析】（2）a、b试管实验对比，说明铁钉锈蚀需要氧气，a、c试管实验对比，说明铁钉锈蚀需要水，故三支试管实验对比，说明铁钉锈蚀需要与铁接触的物质是水、氧气。
（3）兴趣小组同学设计了图2装置，检查装置气密性后，将5g铁粉和2g炭粉加入三颈烧瓶，t1时刻加入2mL饱和NaCl溶液后，再将一只装有5mL稀盐酸的注射器插到烧瓶上（此时没有推动注射器活塞），采集数据。
图2 图3 图4
①分析图3，说明铁生锈过程 放热 （填“放热”或“吸热”）。
放热
图2 图3 图4
【解析】（3）①由图3中t1 ～t2 时的温度变化可得，铁生锈过程释放热量。
②分析图4，对比AB段和BC段说明： 加NaCl溶液前，锈蚀较慢 。
加NaCl溶液前，锈蚀较慢
图2 图3 图4
【解析】（3）②从图4中可以看出，AB段生锈慢，BC段生锈速度加快，结合题干信息可知，t1时刻加入2mL饱和NaCl溶液。因此对比AB段和BC段说明加NaCl溶液前，锈蚀较慢。
③图4中，t3时刻压强突然变大的原因是 Fe＋2HCl＝FeCl2＋H2↑ （用化学方程式解释）。
Fe＋2HCl＝FeCl2＋H2↑
图2 图3 图4
【解析】（3）③t3 时刻压强突然变大的原因是铁与盐酸反应放出氢气。
任务三：了解防止铁生锈的方法
【应用交流】同学们通过实际观察、查阅资料，了解了自行车常用的防锈方法。请选择一种你知道的自行车构件（支架、链条、轮圈、车把等）说明其防锈方法： 支架刷漆（或链条涂油，或轮圈采用不锈钢，或车把电镀，合理即可） 。
支架刷漆（或链条涂油，或轮圈采用不锈
钢，或车把电镀，合理即可）
任务四：宣传铁制品锈蚀后的处理方法
【成果分享】同学们通过实验发现，铁锈疏松多孔，能吸附空气中的氧气和水，会加快铁的锈蚀。因此铁锈蚀后应及时除锈。你认为除锈可采用的物理方法是 用砂纸打磨 。
用砂纸打磨
金属与金属矿物
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2022版课标
内容要求 1. 知道金属具有一些共同的物理性质，通过实验探究等活动认识常见金属的主要化学性质。
2. 知道在金属中加入其他元素形成合金可以改变金属材料的性能。
3. 了解金属、金属材料在生产生活和社会发展中的重要作用。
续表
2022版课标
内容要求 4. 通过实验探究等活动认识常见金属的活动性顺序。
5. 以铁生锈为例，了解防止金属腐蚀的常用方法。
6. 知道大多数金属在自然界中是以金属矿物形式存在的，体会化学方法在金属冶炼中的重要性。
7. 了解废弃金属对环境的影响及金属回收再利用的价值。
2022版课标
学习活动建议 实验探究活动：探究铁钉生锈的条件；探究常见酸溶液、盐溶液与金属发生的置换反应及规律。
调查与交流活动：调查改革开放以来我国重要金属材料生产和使用的有关数据，并分析原因；收集有关钢铁锈蚀造成经济损失的资料；调查日常生活中金属废弃物的种类及回收价值。
项目式学习活动：合理选择金属易拉罐使用的材料，走进社区调查垃圾分类及处理的具体做法和遇到的问题。
续表
续表
2022版课标
情境素材建议 我国传统化学工艺，如“湿法炼铜”，瓷器、铜器、铁器制造等，《梦溪笔谈》中关于“湿法炼铜”的描述，我国重要的金属矿产资源及其分布，《天工开物》中对我国古代金属冶炼成就的描述，我国古代合金材料的制造（如铸造钱币、青铜器等），我国在金属及金属材料领域的研究和应用成就，现代交通、航空航天、国防科技等领域使用的合金材料及其发展，废弃金属的分类回收和再利用。
考情分析
考点 近五年考查情况（题型/分值）
2023 2022 2021 2020 2019
考点一 金属材料 选择题/2 选择题/2 科普阅读题/1
考点二 金属的化学性质 生活、生产应用题/2 物质组成与变化分析题/2
续表
考点 近五年考查情况（题型/分值）
2023 2022 2021 2020 2019
考点三 金属活动性顺序 实验探究题/6 选择题/0.5 选择题/0.5
考点四 金属资源的利用和保护 选择题/0.5
命题规律
金属与金属矿物是山西中考的常考内容。题目情境紧跟我国科技前沿，渗透我国传统化学工艺和冶金成就，密切联系生产、生活实际，注重学生阅读能力、思维能力和表达能力的考查。考查内容包括金属材料、金属及金属氧化物的化学性质、金属的活动性顺序及其应用、金属资源的利用和保护等，在中考各题型中均可考查。备考时，需要注重培养学生应用所学知识，结合题目情境，分析和解决实际问题的能力。
有关金属材料知识的考查较为基础，以基础选择题或生产、生活为背景的非选择题为主，如生活、生产应用题，科普阅读题等。试题侧重阅读能力的考查，往往与有机合成材料融合，对化学材料进行综合考查，其中合金和合成材料容易混淆。
金属的化学性质的考查融合了溶液、酸、碱、盐的相关知识，使金属的学习也成为一大难点。其中涉及的题型也较为多样，如有关金属的化学性质的基础实验及探究实验，其中以金属活动性顺序为核心的探究与应用更是重中之重，如有关金属活动性顺序的验证类实验，有关现象与结论的推理判断、有关金属与酸或盐溶液反应后溶液中溶质或金属成分的分析；有些题还涉及定量思维的考查，如反应中金属质量或溶液质量变化的简单判断；融合数学学科思维的图像题型更是学生的思维难点。在金属化学性质的学习中铁是核心物质，由于铁元素的化合价有＋2价和＋3价，这部分知识的考查如含铁盐的化学式和名称、化学方程式的书写、反应现象的描述、反应发生的原因分析、反应的微观实质等，都是学生容易出错的地方。
有关金属资源的利用和保护主要基于真实问题情境，重点考查学生初步分析和解决相关问题的能力，其中对金属材料使用与金属资源开发、资源回收、化学品合理使用等社会性议题展开讨论，积极参与相关的综合实践活动也是考试的热点及难点；有关铁生锈条件的探究、一氧化碳还原氧化铁等实验，重点考查学生实验探究能力；炼铁与“低碳”融合下的技术更新，让学生用发展的眼光分析问题；工业炼铁中含杂质物质的有关计算，也是考查的重点和难点。
核心物质转化关系图（Fe、Cu）
“→”表示由一种物质可生成另一种物质，写出对应的化学方程式：
铁和铁的化合物之间的转化
① 3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2
②Fe与O2、H2O同时接触生锈
3CO＋Fe2O3 2Fe＋3CO2
③ Fe＋H2SO4＝FeSO4＋H2↑
④ FeSO4＋Mg＝MgSO4＋Fe
Fe＋H2SO4 ＝ FeSO4＋H2↑
FeSO4＋Mg＝MgSO4＋Fe
⑤ 3Fe＋2O2Fe3O4
⑥ 4CO＋Fe3O43Fe＋4CO2
3Fe＋2O2 Fe3O4
4CO＋Fe3O4 3Fe＋4CO2
⑦ Fe＋CuCl2＝FeCl2＋Cu
⑧ FeCl2＋Zn＝ZnCl2＋Fe
Fe＋CuCl2＝FeCl2＋Cu
FeCl2＋Zn＝ZnCl2＋Fe
⑨ FeSO4＋BaCl2＝FeCl2＋BaSO4↓
⑩ Fe2O3＋6HCl＝2FeCl3＋3H2O
FeSO4＋BaCl2＝FeCl2＋BaSO4↓
Fe2O3＋6HCl＝2FeCl3＋3H2O
Fe2O3＋3H2SO4＝Fe2（SO4）3＋3H2O
Fe2（SO4）3＋3BaCl2＝2FeCl3＋3BaSO4↓
Fe2O3＋3H2SO4＝Fe2(SO4)3＋3H2O
Fe2(SO4)3＋3BaCl2＝2FeCl3＋3BaSO4↓
Fe（OH）3＋3HCl＝FeCl3＋3H2O
FeCl3＋3NaOH＝3NaCl＋Fe（OH）3↓
Fe(OH)3＋3HCl＝FeCl3＋3H2O
FeCl3＋3NaOH＝3NaCl＋Fe(OH)3↓
Fe2（SO4）3＋6NaOH＝3Na2SO4＋2Fe（OH）3↓
2Fe（OH）3＋3H2SO4＝Fe2（SO4）3＋6H2O
Fe2(SO4)3＋6NaOH＝3Na2SO4＋2Fe(OH)3↓
2Fe(OH)3＋3H2SO4＝Fe2(SO4)3＋6H2O
铜和铜的化合物之间的转化
① 2Cu＋O22CuO
② C＋2CuO2Cu＋CO2↑
2Cu＋O22CuO
C＋2CuO2Cu＋CO2↑
③ Cu＋2AgNO3＝Cu（NO3）2＋2Ag
④ Fe＋Cu（NO3）2＝Fe（NO3）2＋Cu
Cu＋2AgNO3＝Cu(NO3)2＋2Ag
Fe＋Cu(NO3)2＝Fe(NO3)2＋Cu
⑤ CuO＋H2SO4＝CuSO4＋H2O
⑥ CuO＋2HCl＝CuCl2＋H2O
⑦ Fe＋CuSO4＝Cu＋FeSO4
⑧ Fe＋CuCl2＝Cu＋FeCl2
CuO＋H2SO4＝CuSO4＋H2O
CuO＋2HCl＝CuCl2＋H2O
Fe＋CuSO4＝Cu＋FeSO4
Fe＋CuCl2＝Cu＋FeCl2
⑨ Cu（OH）2＋H2SO4＝CuSO4＋2H2O
⑩ CuSO4＋2NaOH＝Na2SO4＋Cu（OH）2↓
Cu（OH）2＋2HCl＝CuCl2＋2H2O
CuCl2＋2NaOH＝2NaCl＋Cu（OH）2↓
Cu(OH)2＋H2SO4＝CuSO4＋2H2O
CuSO4＋2NaOH＝Na2SO4＋Cu(OH)2↓
Cu(OH)2＋2HCl＝CuCl2＋2H2O
CuCl2＋2NaOH＝2NaCl＋Cu(OH)2↓
CuSO4＋BaCl2＝CuCl2＋BaSO4↓
CuSO4＋Ba（NO3）2＝Cu（NO3）2＋BaSO4↓
CuCl2＋2AgNO3＝Cu（NO3）2＋2AgCl↓
CuSO4＋BaCl2＝CuCl2＋BaSO4↓
CuSO4＋Ba(NO3)2＝Cu(NO3)2＋BaSO4↓
CuCl2＋2AgNO3＝Cu(NO3)2＋2AgCl↓
考点一 金属材料
中考考点突破
金属
材料
纯金属
共性
差异性
①有金属光泽，用途：做________
②良好的_____性，用途：能拉成丝、压成箔
③良好的______性，用途：制电线、电缆等
④良好的导热性，用途：制_______
①颜色：铁、铝等大多数金属呈银白色，但铜呈______色，金呈_____色
②状态：常温下，大多数金属是固体，但汞为 ________
③不同金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度差别较大
饰品
延展
导电
炊具
紫红
黄
液体
合金
定义：合金是指在金属中加热熔合某些金属或非金属而制得的具有金属特征的物质。合金属于________（填“纯净物”或“混合物”）
特性：合金与组成它的纯金属相比，硬度和强度____，抗腐蚀性____，熔点______
实验示例：比较合金和纯金属的硬度（右图）
举例
合金
混合物
大
好
低
现象：______上有划痕
纯铜片
举例
合金
铁合金：包括生铁和钢。二者主要成分都是_____，性能不同的原因是___________，其中__________的含碳量高
铝合金：性能优良，如密度____、抗腐蚀性好、强度和硬度____
钛合金：具有很多优良性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、机械性能好，抗腐蚀性能____，广泛用于火箭、导弹和船舶等；由于与人体具有很好的“相容性”，还可以用来制造_________等
其他常见合金：黄铜、青铜、白铜、焊锡、硬铝、18K黄金等
铁
含碳量不同
生铁
好
人造骨
小
大
特性
定义
针对训练
1. （2023江西）大国工匠秦世俊展现数控技术所使用的0.01mm铝箔，是由铝块加工而成，这体现了铝具有的性质是（ D ）
A.密度小 B.导电性
C.导热性 D.延展性
D
新课标情境素材建议：我国在金属及金属材料领域的研究和应用成就
2.运载火箭发动机在焊接时需要使用氩弧焊（如图所示）。用钨做电极主要利用了钨的性质是（ B ）
A.导热性和熔点高 B.导电性和熔点高
C.导热性和熔点低 D.导电性和熔点低
B
日积月累
地壳中含量最高的金属元素——铝；目前世界年产量最高的金属——铁；人体中含量最高的金属元素——钙；导电、导热性最好的金属——银；熔点最高的金属——钨；熔点最低的金属——汞。
3. （2023荆州改编）“神舟十五号”载人飞船（模型图如图）的返回舱经过大气层时，经受住了一千多摄氏度的高温考验，最终成功返回地面。下列说法正确的是（ D ）
A.太阳翼是将太阳能转化为热能
B.天线材料采用了钛镍合金，它属于有机合成材料
C.返回舱表面所用的材料具有熔点低、强度大等特点
D.飞船大量使用密度较小的合金材料，能减轻船体质量
D
新课标情境素材建议：现代交通、航空航天、国防科技等领域使用的合金材料及其发展
【解析】A. 太阳翼是将太阳能转化为电能，故A错误；B. 天线材料采用了钛镍合金，合金属于金属材料，故B错误；C. 返回舱经过大气层时要经历高温、摩擦力很大的环境，需要表面所用的材料具有熔点高、强度大等特点，故C错误；D. 飞船大量使用密度较小的合金材料，能减轻船体质量，故D正确。故选D。
4.（2023山西）中国国家博物馆珍藏着一枚“国玺”，即“中华人民共和國中央人民政府之印”，代表着熠熠生辉的共和国符号。她由铜胎铸字，不易变形。选用这种材料作为印章胎体最大的优点是（ A ）
A.硬度较大 B.熔点较高
C.不溶于水 D.形状美观
A
5.（2021山西）2021年5月15日，中国“天问一号”探测器成功着陆火星。火星上有峡谷山群、尘埃风暴，昼夜温差较大。为使探测器安全着陆，无须考虑的因素是（ C ）
A.火星地形地貌 B.探测器金属硬度
C.火星岩石成分 D.探测器外壳熔点
C
6.（2020山西）东汉时期的“马踏飞燕”堪称我国古代青铜器艺术中无与伦比的珍品。其制作材料属于（ C ）
A.合成材料 B.天然材料
C.金属材料 D.复合材料
易错易混
金属材料包括纯金属和合金。合金不属于合成材料。
C
7.（2023陕西A）曾在央视《新闻联播》亮相的非物质文化遗产——打铁花，是一种传统的民间焰火表演艺术。其原理是将生铁烧至熔化成为铁水，再将铁水在空中用力击打而形成四处飞溅的耀眼“铁花”。
（1）生铁属于 合金 （填“单质”或“合金”）。
（2）烧铁水时，用鼓风机不断向燃着的焦炭中鼓入空气，其目的是 提供充足的氧气，使焦炭燃烧更充分 。
合金
提供充足的氧气，使焦炭燃烧更充分
【解析】（1）生铁是含碳量为2%～4.3%的铁合金。（2）烧铁水时，用鼓风机不断向燃着的焦炭中鼓入空气，目的是提供充足的氧气，使焦炭燃烧更充分。
（3）打铁花在冬季表演更安全，因打开的铁花会迅速降温。这说明金属材料传导热的性能 良好 （填“良好”或“不好”）。
良好
日积月累
铁的合金主要是生铁和钢，生铁与钢的主要区别是含碳量不同。生铁的含碳量为2%～4.3%，钢的含碳量为0.03%～2%。
【解析】（3）冬季打开的铁花会迅速降温，这说明金属材料传导热的性能良好。
8.（原创）目前人们大量使用的是合金，而不是纯金属。如用焊锡（锡铅合金）焊接金属，是因为焊锡比锡 熔点低 。我国自主研发的万米载人潜水器“奋斗者号”的球舱采用新型钛合金制成，推测钛合金具有的性质是 抗腐蚀性好（或抗压性好，合理即可） 。
熔点低
抗腐蚀性好（或抗压性好，合理即可）
日积月累
与组成它的纯金属相比，合金的硬度更大，熔点更低，抗腐蚀性更好。
【解析】用焊锡（锡铅合金）焊接金属，是因为焊锡比锡熔点低。万米海底压强很大，故推测钛合金具有抗压性好的性质。
考点二 金属的化学性质
1. 与氧气反应：
规律：金属＋氧气→金属氧化物（基本反应类型： 化合反应 ）。
反应条件 金属 化学方程式 实验现象
常温 铝 4Al＋ 3O2＝ 银白色铝片表面逐渐变暗
点燃 镁 2Mg＋O22MgO 剧烈燃烧，发出耀眼白光，放出热量，生成白色固体
化合反应
4Al＋3O2＝ 2Al2O3
2Mg＋O2 2MgO
剧烈燃烧，发出耀眼
白光，放出热量，生成
白色固体
反应条件 金属 化学方程式 实验现象
点燃 铁 3Fe＋ 2 O 剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成黑色固体
加热 铜 2Cu＋O2 2CuO 固体表面变黑
金 化学性质不活泼，高温时也不与氧气反应（“真金不怕火炼”）
3Fe＋2O2Fe3O4
剧烈燃烧，火星四射，
放出热量，生成黑色固体
续表
2Cu＋O22CuO
固体表面变黑
铝不易锈蚀的原因是 铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化膜，从而阻 止铝进一步氧化 。
铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密
的氧化膜，从而阻止铝进一步氧化
2.与酸反应：
规律：金属＋酸→盐＋H2↑（基本反应类型： 置换反应 ）。
反应发生的条件：在金属活动性顺序中，金属必须位于氢之前。
置换反应
【注意】酸一般用稀盐酸或稀硫酸，而不用浓硫酸和硝酸。
酸 金属 化学方程式 实验现象
稀盐酸/稀硫酸 镁 Mg＋2HCl ＝MgCl2＋H2↑ Mg＋H2SO4＝M gSO4＋H2↑ 固体减少，产生
铝 2Al＋6HCl＝2AlCl3 ＋3H2↑ 2Al＋3H2SO4＝Al2（SO4）3＋3H2↑ 固体减少，产生
Mg＋2HCl ＝ MgCl2＋H2↑
Mg＋H2SO4 ＝ MgSO4＋H2↑
固体减少，产
生气泡
2Al＋6HCl ＝ 2AlCl3＋3H2↑
2Al＋3H2SO4＝Al2(SO4)3＋3H2↑
固体减少，产
生气泡
酸 金属 化学方程式 实验现象
稀盐酸/稀硫酸 锌 Zn＋2HCl＝ZnCl2＋H2↑ Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑ 固体减少，产生气泡
铁 Fe＋2HCl＝FeCl2＋H2↑ Fe＋H2SO4＝FeSO4＋H2↑ 固体减少，产生气泡，溶液由无色变为浅绿色
Zn＋2HCl＝ZnCl2＋H2↑
Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑
固体减少，产生
气泡
Fe＋2HCl＝FeCl2＋H2↑
Fe＋H2SO4＝FeSO4＋H2↑
固体减少，产生
气泡，溶液由无色
变为浅绿色
续表
微观实质（以铁和稀盐酸反应为例）： 铁原子变成亚铁离子，氢离子变成氢原子，氢原子结合成氢分子 。
反应能发生的原因（以铁和稀盐酸反应为例）： 在金属活动性顺序中，铁位于氢之前 。
铁原子变成亚铁离子，氢离
子变成氢原子，氢原子结合成氢分子
在金属活动性顺序
中，铁位于氢之前
3.与盐溶液反应：
规律：金属＋盐溶液→新金属＋新盐（基本反应类型： 置换反应 ）。
反应发生的条件：①盐可溶于水；②在金属活动性顺序中， 金属比盐中 金属活泼 。
置换反
应
金属
比盐中金属活泼
金属 盐溶液 化学方程式 实验现象
铁 硫酸铜溶液 Fe＋CuSO4＝Cu＋F eSO4 固体表面覆盖一层红色物质，溶液由蓝色变 为浅绿色
铜 硝酸银溶液 Cu＋2AgNO3＝2Ag＋Cu （NO3）2 固体表面覆盖一层银白色物质，溶液由无色变为 蓝色
铝 硫酸铜溶液 2Al＋3CuSO4＝3Cu＋Al2 （SO4）3 固体表面覆盖一层红色物质，溶液由蓝色变为无色
Fe＋CuSO4＝Cu＋
FeSO4
固体表面覆盖一层红色物
质，溶液由蓝色变为浅绿色
Cu＋2AgNO3＝2Ag
＋Cu(NO3)2
固体表面覆盖一层银白色物
质，溶液由无色变为蓝色
2Al＋3CuSO4＝
3Cu＋Al2(SO4)3
固体表面覆盖一层红色物
质，溶液由蓝色变为无色
微观实质（以铁和硫酸铜溶液反应为例）： 铁原子变成亚铁离子，铜离子变成铜原子 。
反应能发生的原因（以铁和硫酸铜溶液反应为例）： 在金属活动性顺序中，铁位于铜之前，且硫酸铜可溶 。
【注意】在有铁参加的置换反应中，铁元素在生成的化合物中显 ＋2 价。
铁原子变成亚铁离
子，铜离子变成铜原子
在金属活动
性顺序中，铁位于铜之前，且硫酸铜可溶
＋2
针对训练
1.《天工开物·五金》关于黄金的下列记载中，涉及化学性质的是（ D ）
A.凡金质至重
B.凡金性又柔，可屈折如枝柳
C.凡金箔，每金七厘造方寸金一千片
D.凡黄金……成形之后，住世永无变更
D
【解析】A. “凡金质至重”指的是金的密度很大，密度是物理性质，A不涉及化学性质；B. “凡金性又柔，可屈折如枝柳”指的是金的硬度低，硬度是物理性质，B不涉及化学性质；C. “凡金笛，每金七厘造方寸金一千片”指的是金的延展性强，延展性是物理性质，C不涉及化学性质；D. “凡黄金……成形之后，住世永无变更”指的是金的化学性质稳定，很难与其他物质发生化学反应，D涉及化学性质。故选D。
2.（2023广州）钴（Co）的金属活动性与铁相似，钴的化合物相关性质如表所示。下列预测合理的是（ B ）
物质 CoO Co(OH)2 CoCl2 CoCO3
在水中的溶解性 难溶，灰绿色固体 难溶，粉红色固体 易溶，溶液呈粉红色 难溶，粉红色固体
A.Co能从MgCl2溶液中置换出Mg
B.CoO能与盐酸反应得到粉红色溶液
C.CoCO3能与盐酸反应生成H2
D.Co(OH)2可由Co与NaOH溶液反应制得
B
【解析】A. 钴的金属活动性与铁相似，所以活动性比镁弱，不能和氯化镁溶液反应，故A预测不合理；B. CoO是金属氧化物，可以和酸反应生成盐和水，所以CoO和盐酸反应生成CoCl2和H2O，CoCl2易溶，溶液呈粉红色，故 B 预测合理；C. 碳酸盐和酸反应生成盐、水、二氧化碳，无法生成氢气，故C预测不合理；D. Fe与NaOH溶液不反应，故Co与NaOH溶液也不反应，故D预测不合理。故选B。
3.将鱼用铝箔包好进行烤制，鱼很快被烤熟，在烤制过程中体现了铝箔具有良好的 导热 性；使用后的铝箔依然光亮如新，说明铝具有很好的抗腐蚀性，用化学方程式解释其原因： 4Al＋3O2＝2Al2O3 。
导热
4Al＋3O2＝
2Al2O3
【解析】将鱼用铝箔包好进行烤制，鱼很快被烤熟，在烤制过程中体现了铝箔具有良好的导热性。铝具有很好的抗腐蚀性，原因是铝在空气中与氧气反应，表面生成一层致密的氧化铝薄膜，阻止铝进一步被氧化，反应的化学方程式为4Al + 3O2 ＝ 2Al2O3 。
分析1：Fe2O3→B的化学方程式为 2Fe2O3＋3C4Fe＋3CO2↑（合理即可） 。
2Fe2O3＋3C 4Fe＋3CO2↑
（合理即可）
4.（2023适应性）FeCl2是化学实验室的必备试剂之一，同学们在实验室里用Fe2O3制取FeCl2，并用FeCl2进一步制取其他物质的流程如图所示。
分析2：B与C反应的微观实质是 铁原子变为亚铁离子，氢离子变为原子，氢原子结合为氢分子 ，该反应的基本类型属于 置换反应 。
分析3：FeCl2与D反应的化学方程式为 FeCl2＋Zn＝ZnCl2＋Fe（合理即可） 。
铁原子变为亚铁离子，氢离子变为
氢原子，氢原子结合为氢分子
置换反应
FeCl2＋Zn＝ZnCl2＋Fe（合
理即可）
【解析】氧化铁能与A在一定条件下生成B，B与C能反应生成氯化亚铁，则B为铁，A为碳单质或一氧化碳，C为盐酸，氯化亚铁与D反应可生成
E，E可以是氯化锌或氯化镁，对应D为锌或镁，合理即可。
5.（原创）在一次复习课上，同学们以图形转换的形式将四种常见物质的相互关系进行了如下整合。已知D是目前世界年产量最高的金属，B为红棕色固体，A和B物质类别相同。三角形中“→”指一种物质可转化成另一种物质，“—”指两种物质可发生反应。
（1）A的物质类别是 氧化物 。
（2）B和C反应的化学方程式是 Fe2O3＋3H2SO4＝Fe2（SO4）3＋3H2O（合理即可），该反应的基本反应类型是 复分解反应 。
（3）C和D反应的化学方程式是 Fe＋H2SO4＝FeSO4＋H2↑（合理即可） 。
氧化物
Fe2O3＋3H2SO4＝Fe2(SO4)3＋ 3H2O
（合理即可）
复分解反应
Fe＋H2SO4 ＝ FeSO4＋H2↑（合理即
可）
易错易混
铁元素在化合物中呈现两种化合价：+2和+3。铁与盐酸、稀硫酸及某些盐溶液反应属于置换反应，生成物中铁元素呈+2价。氧化铁与盐酸、稀硫酸反应属于复分解反应，生成物中铁元素呈+3价。
【解析】D是目前世界年产量最高的金属，可知D是铁；B为红棕色固体，且能和铁互相转化，则B为氧化铁；C既能和铁反应，又能和氧化铁反应，可知C为稀盐酸或稀硫酸；A和B物质类别相同，且B、C能转化成A，则A为氧化物，如二氧化碳或水等。
6.（2023宜昌改编）探秘古钱币。
（1）古币金属知多少。我国古代的钱币有多种，如金币、银铜币、铁币等。小民同学家里收藏有一枚古币，可以被磁铁吸引，该古币是
币 （填币种）。
铁币
新课标情境素材建议：我国古代合金材料的制造（如铸造钱币、青铜器等）
【解析】（1）可以被磁铁吸引的古币是铁币。
（2）金属性质共探究。小郑同学做了下列实验：
①如图1，铜片表面有黑色物质生成，该反应的化学方程式是 2Cu＋O22CuO 。
2Cu＋O22CuO
【解析】（2）①加热时，铜和氧气反应生成黑色固体氧化铜，反应的化学方程式是2Cu+O2 2CuO。
②如图2，三支试管里的液体均为稀盐酸，铁丝表面有气泡冒出，银丝和铜丝无明显变化。由此可得出有关金属活动性的结论是 在金属活动性顺序中，铁在氢前，银和铜在氢后（或铁比银和铜活泼，不能比较银和铜的活动性顺序） （写一条）。
在金属
活动性顺序中，铁在氢前，银和铜在氢后（或铁比银和铜活泼，不能
比较银和铜的活动性顺序）
【解析】（2）②在金属活动性顺序里，位于氢前面的金属能置换出盐酸中的氢，故将三种金属放入稀盐酸，铁丝表面有气泡冒出，银丝和铜丝无明显变化。由此可得出有关金属活动性的结论是在金属活动性顺序中，铁在氢前，银和铜在氢后；铁比银和铜活泼，不能比较出银和铜的活动性顺序。
③欲比较铜和银的金属活动性顺序，可选择的试剂是 铜丝、硝酸银溶液（合理即可） 。
铜丝、硝酸银
溶液（合理即可）
【解析】（2）③要比较铜和银的金属活动性顺序，可将洁净的铜丝放入盛有硝酸银溶液的试管中，观察现象。（3）古代铸造钱币选择金属考虑的因素有硬度，耐腐蚀性，成本等。
（3）货币流通有原因。铁硬度比铜大，密度比铜小，金和银做成的钱币比铜币腐蚀速度要慢得多，似乎更适合铸造钱币，但是中国历史上铜币的使用量远大于其他材质的货币。
综上所述，古代铸造钱币选择金属考虑的因素：① 价廉物美 ；② 耐腐蚀 。
价廉物美
耐腐蚀
【解析】（3）古代铸造钱币选择金属考虑的因素有硬度，耐腐蚀性，成本等。
7. （2023苏州改编）我国古代已掌握了铜冶炼和铸造技术。某校化学兴趣小组的同学们对古代铜的冶炼、铜锈蚀的条件、湿法炼铜废水的处理、现代冶铜工艺及废气处理等产生了浓厚的兴趣。在老师的指导下，同学们开展了项目化学习探究。
新课标情境素材建议：我国传统化学工艺，如“湿法炼铜”，瓷器、铜器、铁器制造等
任务一：了解古代铜的冶炼
【查阅资料】
（1）北宋沈括所著的《梦溪笔谈》中记载了“湿法炼铜”的方法：“熬胆矾铁釜，久之亦化为铜。”即在硫酸铜溶液中加入铁，可得到铜，该反应的化学方程式是 Fe＋Cu SO4＝FeSO4＋Cu 。
Fe＋CuSO4＝FeSO4＋Cu
（2）我国古代的“火法炼铜”是将含有铜元素的氧化物与还原剂在较高温度下反应制取单质铜。
【进行实验】同学们在实验室按照如图1所示装置模拟古代“火法炼铜”——用一氧化碳还原氧化铜。硬质玻璃管内出现 黑色固体逐渐变红 的现象时，证明反应已经发生。
黑色固体逐渐
变红
【解析】【进行实验】一氧化碳和氧化铜在加热的条件下反应生成铜和二氧化碳，故硬质玻璃管内黑色固体逐渐变红，说明反应已经发生。
【交流研讨】上述实验获得的Cu中含有少量黑色的CuO。请补充完整提纯铜的实验方案：将所得固体置于烧杯中， 加入足量稀H2SO4充分反应至黑色固体完全溶解，过滤，蒸馏水洗涤滤渣2～3次 ，干燥。（可选用的试剂：稀H2SO4、AgNO3溶液、NaOH溶液，蒸馏水）
加入足量稀
H2SO4充分反应至黑色固体完全溶解，过滤，蒸馏水洗涤滤渣2～
3次
【解析】【交流研讨】氧化铜能与稀硫酸反应生成硫酸铜和水，铜和稀硫酸不反应，故可将所得固体置于烧杯中，加入足量稀硫酸充分反应至黑色固体完全溶解，过滤，蒸馏水洗涤滤渣2～3次，干燥。
【拓展延伸】《周礼·考工记》中记载了铸造各类青铜器的配方。铜和青铜的相关性质见下表，推断铜冶炼过程中熔入锡的作用有 降低铜的熔点，提高铜的硬度 。
性质 铜 青铜（含25％的锡）
熔点 1085℃ 800℃
硬度 3.0 5～6.6
注：硬度以金刚石的硬度10为标准，1表示很软，10表示很硬。
降低
铜的熔点，提高铜的硬度
【解析】【拓展延伸】由表中数据可知，青铜比铜的熔点低、硬度大，故铜冶炼过程中熔入锡的作用有降低铜的熔点，提高铜的硬度。
任务二：探究铜锈蚀的条件
【交流研讨】铜锈蚀产生铜绿［Cu2(OH)2CO3］，根据质量守恒定律，同学们推测，铜生锈需要铜同时接触空气中的氧气、 水、二氧化 碳 。
水、
二氧化碳
【解析】任务二：【交流研讨】铜锈蚀产生铜绿，根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，反应物和生成物中都含有铜、碳、氢、氧四种元素。故铜生锈的条件是铜与氧气、二氧化碳、水同时接触。
【进行实验】小组同学设计实验探究铜锈蚀产生铜绿［Cu2(OH)2CO3］的条件（如图2所示），图中铜片上最不易产生铜绿的是 A （填序号）。
A
【解析】【进行实验】A. 该实验中，生石灰和氢氧化钠可吸收空气中的水和二氧化碳，该实验中，铜只与氧气接触；B. 该实验中铜片与水接触，但是水中可能溶有空气中的气体；C.该实验中铜片与二氧化碳、氧气和水接触，容易生锈；D. 该实验中，铜片与氧气和水接触。由以上分析可知，铜片上最不易产生铜绿的是A，因为破坏了铜生锈的两个条件，故选A。
任务三：了解湿法炼铜废水的处理
【查阅资料】湿法炼铜产生酸性废水，含有的CuSO4、ZnSO4可用铁炭混合物（铁粉和活性炭的混合物）除去。其他条件不变，废水pH对Cu2＋、Zn2＋去除率的影响如图3所示。
【交流研讨】
（1）pH＜3时，铁炭混合物表面有大量气泡产生，该气体为 H2 。
H2
任务三：（1）pH<3时，溶液中含有大量氢离子。故铁炭混合物表面有大量气泡产生的原因是铁原子与氢离子反应生成亚铁离子和氢分子，故该气体为H2。（2）相同pH条件下，Cu2+的去除率远高于Zn2+的原因可能是铁能与硫酸铜溶液反应置换出铜，但是锌
【解析】任务三：（1）pH<3时，溶液中含有大量氢离子。故铁炭混合物表面有大量气泡产生的原因是铁原子与氢离子反应生成亚铁离子和氢分子，故该气体为H2。
（2）相同pH条件下，Cu2＋的去除率远高于Zn2＋的原因可能是 Fe能置换出Cu，但不能置 换出Zn 。
Fe
能置换出Cu，但不能置换出Zn
【解析】任务三：（2）相同pH条件下，Cu2+的去除率远高于Zn2+的原因可能是铁能与硫酸铜溶液反应置换出铜，但是锌
任务四：了解现代冶铜工艺及废气处理
【咨询交流】同学们参观了一个铜冶炼厂，获悉该厂冶铜的原料主要是辉铜矿（主要成分为Cu2S）。大家推测，冶铜过程中产生的空气污染物可能是 SO2 。通过咨询工厂技术人员，证实了大家的推测。同学们还获悉该厂使用活性焦吸附上述废气，吸附的废气解吸后，进入制酸系统进行制酸。
SO2
【解析】任务四：【咨询交流】辉铜矿的主要成分是Cu2S，根据质量守恒定律可知，冶铜过程中产生的空气污染物可能是SO2 。
【交流研讨】该厂处理废气的过程发生的变化有 物 理变化和，处理废气工艺的优点是 使废物资源化 。
物理变化和化学变化
使废物资源化
【解析】【交流研讨】由题意可知，该厂使用活性焦吸附废气，该过程属于物理变化；吸附的废气解吸后，进入制酸系统进行制酸，废气制酸过程属于化学变化。故该厂处理废气的过程发生的变化有物理变化和化学变化。该厂处理废气的工艺最终将废气制成了酸，故该工艺的优点是使废物资源化。
考点三 金属活动性顺序
一、金属活动性顺序
1. 金属活动性顺序：
2.应用：
（1）判断金属的活动性强弱：金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，它的活动性就越 强 。
强
②在金属活动性顺序里，位于前面的金属能把位于 后面 的金属从它们的 盐溶液 里置换出来。
后面
盐溶液
（2）判断一些反应能否发生：
①在金属活动性顺序里，位于 氢前面 的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的 氢 。
氢前面
氢
【方法一】金属与酸反应。能与酸（盐酸、稀硫酸）反应的金属比不能与酸反应的金属的活动性强；其他条件相同时，与酸反应速率越____，金属的活动性越强（实验示例如下）。
3. 实验 比较金属活动性顺序
快
利用金属与酸反应探究金属的活动性强弱 （如 Mg、Fe、Cu）
实验步骤 实验现象 实验结论
将____________相同的镁、铁和铜分别放入装有___ _______________稀盐酸 （或稀硫酸）的试管中 镁表面____________；铁表面__________________ _________________；铜表面_______________ 金属活动性顺序为
______________
注意事项： ①实验所用金属一定要先用砂纸打磨 ②镁、铁、铜三种金属的____________ 相同 ③酸的种类相同，浓度、体积相等，且酸不能是 _______________ ④反应开始前温度需相同
形状、大小
体积、等浓度
有大量气泡
由无色变成浅绿色
有少量气泡，溶液
无明显变化
Mg>Fe>Cu
硝酸和浓硫酸
大小、形状
等
【方法二】金属与盐溶液反应。金属与另一种金属的盐溶液若能反应，则该金属比另一种金属的活动性强；若不能反应，则该金属比另一种金属的活动性弱（实验示例如下）。
利用金属与盐溶液反应探究金属的活动性强弱
方案一（如 Fe、Cu、Ag） 方案二（如Mg、 Fe、Cu）
实验设计
实验现象 a试管中___________；b试管中____________________ ________________________ c试管中______________________；
d试管中____________
结论 金属活动性顺序为____________ 金属活动性顺序为
____________
注意事项 ①实验所用金属一定要先用砂纸打磨 ②金属与盐溶液反应的实验中，盐必须可溶
无明显现象
铜片表面有银白色固体
析出，溶液由无色变为蓝色
溶液由浅绿色变为无色
无明显现象
Fe>Cu>Ag
Mg > Fe>Cu
【小技巧】解答此类题目时，先将金属按金属活动性顺序排序，再用“两盐夹一金”（如方案一）或“两金夹一盐”（如方案二）的方法选择试剂。
二、金属活动性顺序的应用实例
1.除杂提纯。例如：除去铜中混有的少量铁，可以向混合物中加入 过量的稀盐酸（或稀硫酸） ，充分反应后，过滤，洗涤，干燥。
2.金属冶炼。例如：①湿法炼铜的原理为 Fe＋CuSO4＝Cu＋FeSO4（用化学方程式表示）。
②从含铜离子的工业废水中提取金属铜，可以向废水中加入 适量的铁粉 ，充分反应后，过滤，洗涤，干燥。
过量的稀盐酸（或稀硫酸）
Fe＋CuSO4＝Cu＋FeSO4
适量的
铁粉
3.实验室制取氢气。从价格和反应速率等多方面考虑，实验室制取氢气最合适的试剂为 锌粒和稀硫酸 ，反应的化学方程式为 Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑ 。
4.解释金属在自然界中的存在形式和冶炼的难易程度。例如：
①金属在自然界中若以单质形式存在，说明该金属的化学性质 不活泼 ，如Ag和Au。
②一般情况下，越容易冶炼的金属，该金属化学性质越 不活泼 。
锌粒和稀硫酸
Zn＋
H2SO4＝ZnSO4＋H2↑
不活
泼
不活泼
针对训练
1.金属蚀刻是通过溶液与金属的化学反应，从而形成凹凸。兴趣小组的同学想利用蚀刻原理，用铜板做一幅蚀刻画。下列溶液可作为铜板蚀刻剂的是（ C ）
A.硫酸镁溶液 B.稀盐酸
C.硝酸银溶液 D.氯化亚铁溶液
C
【解析】在金属活动性顺序中，铜在镁、氢、铁后，铜不能与硫酸镁、稀盐酸、氯化亚铁溶液反应，故A、B、D三种溶液均不可作铜板蚀刻剂；C.在金属活动性顺序中，铜在银前，铜能和硝酸银溶液反应生成银和硝酸铜，故硝酸银溶液可以作铜板蚀刻剂。故选C。
2.（2023株洲）现有X、Y、Z三种金属，为探究其金属活动性顺序，进行了如下实验：①将X和Z分别放入稀硫酸中，X溶解并产生氢气，Z不反应；②将Y和Z分别放入硝酸银溶液中，过一会儿，在Z表面有银析出，而Y没有变化。则有关X、Y、Z的金属活动性顺序正确的是（ B ）
B
A.X＞Y＞Z B.X＞Z＞Y C.Y＞X＞Z D.Z＞X＞Y
【解析】①将X和Z分别放入稀硫酸中，X溶解并产生氢气，Z不反应，说明金属活动性顺序X>H>Z；②将Y和Z分别放入硝酸银溶液中，过一会儿，在Z表面有银析出，而Y没有变化，说明金属活动性顺序Z>Ag>Y。X、Y和Z的金属活动性顺序为X>Z>Y。故选B。
拿分技巧
验证金属活动性顺序可以应用金属与酸反应剧烈程度以及“两盐夹一金”或“两金夹一盐”的方法设计实验。
3.（2023郴州）为验证铁、铜、银三种金属的活动性顺序，小东设计了如图所示的两组实验。下列说法正确的是（ A ）
A.通过实验①②能够验证三种金属的活动性顺序
B.实验②中发生的反应是2Ag＋CuSO4＝Ag2SO4＋Cu
C.实验①中溶液质量逐渐增大
D.实验①中溶液颜色由蓝色变为黄色
A
【解析】A. ①铁能和硫酸铜溶液反应，说明金属活动性Fe>Cu；②银和硫酸铜溶液不反应，说明金属活动性Cu>Ag，可得出金属活动性Fe>Cu>Ag，故A正确；B. 实验②银和硫酸铜溶液不反应，故B错误；C. 实验①中发生反应的化学方程式为Fe + CuSO4 ＝ FeSO4 + Cu，每56份质量的铁可置换出64份质量的铜，溶液的质量会逐渐减小，直至完全反应后不再发生改变，故C错误；D. 实验①生成的是硫酸亚铁溶液，
溶液由蓝色变为浅绿色，故D错误。故选A。
4.（2023齐齐哈尔改编）将一定质量的金属镁放入硝酸银和硝酸铜的混合溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液，下列说法正确的是（ B ）
A.若滤液为无色溶液，则滤渣中一定含有镁
B.若滤液为蓝色溶液，则滤渣中一定没有镁
C.若滤液为蓝色溶液，则滤液中至少含有三种金属离子
D.若向滤渣中加入稀盐酸，无气泡产生，则滤渣中一定含有银和铜
B
【解析】根据金属活动性顺序：镁>氢>铜>银，将一定质量的金属镁放入硝酸银和硝酸铜的混合溶液中，镁先与硝酸银溶液反应，生成银与硝酸镁；若镁剩余，再与硝酸铜溶液反应，生成铜与硝酸镁。A. 若滤液为无色，则硝酸铜反应完全，镁也可能无剩余，滤渣中不一定含有镁，故A错误；B. 若滤液为蓝色，说明硝酸铜有剩余，则镁一定已完全反应，滤渣中一定没有镁，故B正确；C. 若滤液为蓝色，说明硝酸铜有剩余，硝酸银溶液与镁反应生成硝酸镁，滤液中含有铜离子、镁离子两种金属离子，故C错误；D. 若向滤渣中加入稀盐酸，无气泡产生，说明滤渣中一定没有镁，此时可能硝酸铜还没有反应，则滤渣中不一定含有铜，故D错误。故选B。
拿分技巧
将一种金属与几种盐溶液混合时，其中排在金属活动性顺序表中最靠后的金属最先被置换出来，然后再依次置换稍靠后的金属。
5.（原创）同学们在探究金属化学性质时，将锌粉和铁粉的混合物加入盛有一定量硝酸银溶液的烧杯中，充分反应后过滤，向滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生。下列说法正确的是
（ C ）
A.滤渣中一定不含银 B.滤渣中一定只含铁
C.滤液中一定含有Zn2＋ D.滤液中一定含有Fe2＋
C
【解析】根据金属活动性顺序：锌>铁>氢>银，将锌粉和铁粉的混合物加入盛有一定量硝酸银溶液的烧杯中，硝酸银溶液先和锌粉反应，生成硝酸锌和银；若硝酸银剩余，再与铁粉反应，生成硝酸亚铁和银。本题中，充分反应后过滤，向滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生，说明滤渣中一定有氢前金属剩余。可能锌和铁都剩余，可能只有铁剩余。A. 硝酸银溶液先和锌粉反应，生成银，故滤渣中银一定存在，故A错误；B. 若硝酸银溶液没有把锌粉完全消耗就无剩余，此时铁粉还未发生反应，则滤渣中含有锌和铁，故B错误；C. 硝酸银溶液先和锌粉反应，生成硝酸锌和银，滤液中一定含有Zn2+，故C正确；D. 若硝酸银溶液没有把锌粉完全消耗就无剩余，铁粉还未发生反应，此时滤液中一定不含Fe2+，故D错误。故选C。
拿分技巧
将几种金属放入同一盐溶液中，在金属活动性顺序表中，距离较远的先反应，距离较近的后反应。
6.为实现废物回收利用，可将工业湿法炼锌残留的铜镉渣（主要成分为Zn、Cd、Cu）进行处理，制取海绵镉（Cd）。主要流程如下：（已知Zn＋CdSO4＝ZnSO4＋Cd）
新课标情境素材建议：废弃金属的分类回收和再利用
（1）铜镉渣粉碎的目的是 增大反应物的接触面积，使反应更充分 。
（2）浸出槽中，Cd和Zn与H2SO4反应，其反应的化学方程式为Cd＋H2SO4＝CdSO4＋H2↑和 Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑ 。
（3）置换槽中，反应后的溶液中一定含有的金属阳离子是 Zn2＋ （写离子符号）。
（4）上述工艺的优点是 变废为宝（合理即可） 。
增大反应物的接触面积，使反应更充
分
Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑
Zn2＋
变废为宝（合理即可）
7.（2023成都）利用如图实验探究金属的化学性质。
（1）实验一：水的作用是 防止高温熔化物溅落，炸裂瓶底 。实验中观察到发出白光后铁丝并未燃烧，可能的原因是 没有等火柴快燃尽时就伸入集气瓶，火柴燃烧消耗了较多的氧气，导致氧气浓度太低（合理即可） 。
防止高温熔化物溅落，炸裂瓶底
没有等火柴快
燃尽时就伸入集气瓶，火柴燃烧消耗了较多的氧气，导致氧气浓度太
低（合理即可）
（2）实验二：两个反应均生成了 氢气 （填物质名称）。比较铁和铝的金属活动性强弱，从试剂角度需考虑：①加入同样大小的铁片和铝片；② 加入等体积等浓度的适量稀盐酸 。
氢气
加入等体积等浓度的适量稀盐酸
（3）实验三：反应的化学方程式为 Cu＋2AgNO3＝Cu（NO3）2＋2Ag 。再补充一个实验可得出Cu、Fe、Ag的金属活动性顺序。设计并进行实验，补全下表。
Cu ＋ 2AgNO3 ＝ Cu(NO3)2 ＋
2Ag
实验步骤（可用图示） 实验现象 实验结论
将一根用砂纸打磨过的铁丝浸入硫酸铜溶液中（或如图） 浸没在溶液中的铁丝表面出现一层红色固体（或铜丝表面无明显变化）
将一根用砂纸打磨过的
铁丝浸入硫酸铜溶液中
（或如图）
浸没在溶液中的铁丝表
面出现一层红色固体（或
铜丝表面无明显变化）
一、金属与酸反应
1.横坐标为时间，纵坐标为氢气的质量。
这种图像可体现化学反应速率。图像中先到达拐点的先完成反应，即反应速率最快，以Al、Mg、Fe、Zn与酸反应为例：
专项突破 金属图像
（1）等量金属与足量酸反应，产生氢气的质量由金属质量决定，大小关系为 Al＞Mg＞Fe＞Zn ，对应如图中的图 1 。
Al＞Mg＞Fe＞Zn
1
（2）足量金属与等量酸反应，产生氢气的质量由酸的质量决定，大小关系为 Al＝Mg＝Fe＝Zn ，对应如图中的图 2 。
Al＝Mg＝Fe＝Zn
2
方法技巧
（1）其他条件相同时，图像中先到拐点的金属，其与酸反应速率最 快。图中四种金属与酸反应速率大小关系为 M g>Al 。
（2）反应的酸为同种酸时，产生的氢气越多，消耗的酸越 多 ；产生氢气质量相等说明消耗酸的质量 相等 。
（3）等量金属与足量酸反应，化合物中金属的化合价相同时，金属的相对原子质量越 小 ，产生的氢气越多。
快
Mg>Al>Zn>Fe
多
相等
小
2.横坐标为金属或酸的质量，纵坐标为氢气的质量。
横坐标为金属的质量，纵坐标为氢气的质量
例：向等质量、等质量分数的稀盐酸中分别加入足量的锌、铁（如图）
分析：（1）反应过程中消耗等质量金属时，铁产生的氢气多。如消耗金属质量为a时，生成H2的质量大小关系为 Fe＞Zn
（2）最终反应生成的氢气质量相等。如加入金属质量为b时，生成H2的质量大小关系为 Fe＝Zn
Fe＞Zn
Fe＝Zn
横坐标为酸的质量，纵坐标为氢气的质量
例：向等质量的锌、铁中分别加入足量盐酸（如图）
分析：（1）反应过程中消耗等量酸时，产生的氢气质量相等。如消耗盐酸质量为c时，生成H2的质量大小关系为 Fe＝Zn
（2）最终铁比锌反应生成的氢气多。如加入盐酸质量为d时，生成H2的质量大小关系为 Fe＞Zn
Fe＝Zn
Fe＞Zn
方法技巧
（1）读题时，看清横纵坐标表示的量。
（2）若横坐标不是时间，则无法判断金属与酸反应的速率关系。
二、金属与盐溶液反应
向一定量硫酸铜溶液中加入足量铁粉
分析：（1）利用两种金属/盐的质量比关系判断
Fe＋CuSO4＝Cu＋FeSO4
56 ＜ 64
Fe＋CuSO4＝Cu＋FeSO4
160 ＞ 152
随着反应的进行，金属的质量增加，溶液质
量减少。
（2）纵坐标起点不能为0
向一定量锌片中加入足量硫酸亚铁溶液
分析：（1）利用两种金属/盐的质量比关系判断
Zn＋FeSO4＝Fe＋ZnSO4
65 ＞ 56
Zn＋FeSO4＝Fe＋ZnSO4
152 ＜ 161
随着反应的进行，金属的质量减少，溶液质量增加。
（2）纵坐标起点不能为0
针对训练
1.（2023自贡）现有体积大小相同的三种金属X、Y、Z，分别放入三份溶质质量分数相等的足量稀硫酸中，X不发生反应，Y、Z反应生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示。X、Y、Z的金属活动性顺序正确的是（ D ）
A.X＞Y＞Z
B.X＞Z＞Y
C.Y＞Z＞X
D.Z＞Y＞X
D
【解析】体积大小相同的三种金属X、Y、Z，分别放入三份溶质质量分数相等的足量稀硫酸中，X不发生反应，说明X的活动性在氢后。Y、Z能与稀硫酸反应，说明Y、Z的活动性排在氢前。由图像可知，相同时间内，Z产生的氢气比Y多，即Z与稀硫酸反应的速率比Y的快，则Z的金属活动性比Y强。故X、Y、Z的金属活动性顺序是Z>Y>X。故选D。
2.（原创）向两份等质量等浓度的稀盐酸中分别加入过量镁粉和铁粉，生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示。下列说法正确的是（ B ）
A.与盐酸反应的速率：Mg＜Fe
B.反应消耗盐酸的质量：Mg＝Fe
C.反应消耗金属的质量：Fe＜Mg
D.消耗等量金属时，生成H2的质量：Mg＝Fe
B
【解析】A. 由图可知，相同时间内，镁粉与酸反应产生氢气的质量比铁粉的大，即与盐酸反应的速率：Mg>Fe，故A错误；B. 向两份等质量等浓度的稀盐酸中分别加入过量镁粉和铁粉，反应停止时，稀盐酸反应完，镁和铁消耗盐酸的质量相等，故B正确；镁、铁与酸反应生成化合物中均显+2价，产生氢气的质量相等时，消耗金属的质量与金属的相对原子质量成正比，铁的相对原子质量为56，镁的相对原子质量为24，反应消耗金属的质量Fe>Mg；消耗等量金属时，生成氢气的质量与相对原子质量成反比，即Mg>Fe，故C、D错误。故选B。
3.（原创）学习完金属与酸的化学性质后，某小组同学结合实验绘制了下列图像。其中能正确表示其对应关系的是（ A ）
A B C D
A
A.向足量的稀硫酸中，分别加入等质量的锌粉和铁粉
B.向等质量的锌粉和铁粉中分别加入足量的稀硫酸
C.向等质量等浓度的稀硫酸中分别加入锌粉和铁粉至过量
D.向等质量等浓度的稀硫酸中分别加入锌粉和铁粉至过量
【解析】A. 向足量稀硫酸中，分别加入等质量的锌粉和铁粉，锌比铁活泼，反应速率快。锌、铁与酸反应生成化合物中均显+2价，消耗等量的金属，相对原子质量小的金属，产生的氢气质量大，故A正确；B. 反应开始时消耗稀硫酸相同，则生成氢气质量相同，两斜线重合，后稀硫酸过量，等质量的锌和铁完全反应，铁生成的氢气多，拐点高，故B错误；C. 向等质量等浓度的稀硫酸中分别加入锌粉和铁粉至过量，等量的酸完全反应，最终生成的氢气相等，且锌比铁活泼，相同时间内锌产生的氢气多，故C错误；D. 消耗等质量金属时，锌和铁产生氢气的量与金属的相对原子质量大小成反比，故锌与酸反应产生的氢气质量小，故D错误。故选A。
4.（原创）在一次复习课上，某小组同学就金属与盐溶液反应的图像作了如下整理。其中能正确表示其对应关系的是（ B ）
A B C D
B
A.向一定量的硝酸银溶液中加入铜粉至过量
B.向一定量的铁粉中加入足量的硝酸银溶液
C.向盛有硫酸铜溶液的烧杯中加入铁粉至过量
D.向盛有铁钉的烧杯中倒入一定质量硫酸铜溶液
【解析】A. 向一定量的硝酸银溶液中加入铜粉至过量，反应的化学方程式为Cu + 2AgNO3 ＝ Cu(NO3)2 + 2Ag，每64份质量的铜可置换出216份质量的银，固体的质量增大，至完全反应不再发生改变，故A错误；B. 向一定量的铁粉中加入足量硝酸银溶液，反应的化学方程式为 Fe + 2AgNO3 ＝ Fe(NO3)2 + 2Ag，每56份质量的铁可置换出216份质量的银，固体的质量会逐渐增加，至完全反应不再发生改变，故B正确；C. 向盛有硫酸铜溶液的烧杯中加入铁粉至过量，反应的化学方程式为Fe + CuSO4 ＝ FeSO4 + Cu，每56份质量的铁生成64份质量的铜，固体质量增加，硫酸铜完全反应后，加入56份质量铁，固体增加56份质量，固体质量增加速度减慢，故C错误；D. 向盛有铁钉的烧杯中倒入一定质量的硫酸铜溶液，每56份质量的铁可置换出64份质量的铜，固体的质量增大，溶液质量减小，至完全反应不再发生改变，故D错误。故选B。
考点四 金属资源的利用和保护
1.铁的冶炼：
（1）工业上铁的冶炼。
①设备：高炉（如图）。
②原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气。
铁矿石：常见的铁矿石有赤铁矿（主要成分为 Fe2O3 ）、磁铁矿（主要成分为Fe3O4 ）、菱铁矿（主要成分为FeCO3）等。
焦炭的作用是 反应生成一氧化碳、燃烧提供热量 ，石灰石的主要作用是 把矿石中的杂质转变成炉渣除去 。
Fe2O3
反应生成一氧化碳、燃烧提供热量
把矿石中的杂质转变成炉渣除去
③高炉炼铁的原理：在高温下，利用炉内反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。一氧化碳与赤铁矿反应的化学方程式为 生
Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 。
④高炉炼铁的产品：高炉炼铁得到的产品是 生铁 ，它属于 混合物 （填“纯净物”或“混合物”）。
3CO 2Fe＋3CO2
生铁
混合
物
Fe2O3＋
（2）实验 一氧化碳还原氧化铁
【实验药品】氧化铁粉末、澄清石灰水、一氧化碳气体。
【实验原理】 Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 （用化学方程式表示）。
（2）装入氧化铁粉末并将玻璃管固定在铁架台上；
Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
（1）检查装置气密性；
【实验步骤及操作目的】
（3）先通入CO，目的是 排尽装置内的空气，防止一氧化碳与空气混合加热发生爆炸 ；
（4）加热氧化铁，当固体由 红棕色 变为 黑色 时，停止加热；
（5）继续通入一氧化碳至玻璃管冷却到室温，目的是 防止生成的铁在较高温度下又被氧化 。
排尽装置内的空气，防止一氧化碳与空气
混合加热发生爆炸
红棕色
黑色
防止生成的
铁在较高温度下又被氧化
【实验反思与交流】
（1）该装置中用到了澄清石灰水，其作用是 检验生成的二氧化碳，从而证明一氧化碳和氧化铁发生了化学反应 ，涉及反应的化学方程式是 Ca（OH）2 + CO2 = CaCO3↓ + H2O 。
（2）在澄清石灰水装置后放一个点燃的酒精灯，目的是 点燃尾气，防止污染空气 。除去尾气的方法还可以是 在导管末端系一个气球，把气体收集起来再处理（合理即可） 。
检验生成的二氧化
碳，从而证明一氧化碳和氧化铁发生了化学反应
Ca(OH)2 + CO2 ＝ CaCO3↓ + H2O
点燃尾
气，防止污染空气
在导管末端系一个
气球，把气体收集起来再处理（合理即可）
2. 金属资源的保护：
（1）铁制品锈蚀的原因：铁与空气中的 空气中的水蒸气 等发生化学反应。铁锈的主要成分是 Fe2O3（或Fe2O3·xH2O） 。
（2）防止铁生锈
水蒸气、氧气
Fe2O3（或Fe2O3·xH2O）
①原理：破坏铁锈蚀的条件，即隔绝氧气或水
②措施
保持铁制品表面的 ______________洁净、
在铁表面涂保护膜（如________、______、镀铬等）
改变金属的内部结构：制成耐腐蚀的合金，如_______不锈钢
洁净、干燥
涂油
刷漆
不锈钢
（3）除锈的方法
①物理方法：用砂纸打磨
②化学方法：加入适量_____________________，反应的化学方程式为
_________________________________________
_________________________________________
稀盐酸（或稀硫酸）
［或Fe2O3+3H2SO4 == Fe 2(SO4)3+3H2O］
Fe2O3 + 6HCl == 2FeCl3+3H2O
（4）铁抗腐蚀性比铝差的原因：铁和水、氧气等反应生成的铁锈很疏松，不能阻碍里层的铁继续和氧气、水等反应，而铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，覆盖在铝表面，从而保护里层的铝不再与氧气反应。
（ 5 ）保护金属资源的途径
① ______________________________防止② _______________________________加__③_______________________________计
④ 寻找金属的代用品
防止金属的腐蚀
加强废旧金属的回收利用
有计划、合理地开采金属矿物
① _______________________防止
② _______________________加__
（6）废旧金属回收再利用的意义
（7）实验 探究铁钉锈蚀的条件
实验设计
实验现象 一周后，a中的铁钉生锈，b、c中的铁钉不生锈
节约金属资源
减少对环境的污染
实验分析与结论 a、b对比说明铁生锈需要有 氧气 ，a、c对比说明铁生锈需要有 水
结论：铁生锈是铁与 氧气和水 共同作用的结果
实验反思 ①实验中所用蒸馏水需煮沸并冷却，原因是 除去水中溶解 的氧气
②b试管中植物油的目的 隔绝空气
③c试管中氯化钙的作用是作干燥剂，其目的是 吸收空气中的 水蒸气
④铁钉在食盐水中生锈速率更快
氧气
水
氧气和水
除去水中溶解的氧气
隔绝空气
吸收空气中的水蒸气
续表
除去
针对训练
1.（2023百校二）文具美工刀是生活中常用物品之一，在使用后为防止其生锈，应做到（ C ）
A.刷上油漆 B.隔绝氧气
C.保持干燥 D.密封保存
C
2.为探究铁生锈的条件，同学们设计了如下实验（已知：CaCl2可作干燥剂）。一周后，有关该实验现象和结论的记录正确的是（ D ）
A.b试管内的铁钉明显生锈
B.U形管中红墨水左低右高
C.U形管中红墨水保持相平
D.说明铁生锈需要与水接触
D
【解析】铁生锈需要铁与氧气、水同时接触。A. b试管内，CaCl2干燥剂吸收了空气中的水蒸气，铁钉只与氧气接触，一周后，铁钉不会明显生锈，故A错误；a试管内的铁钉同时与氧气、水接触，一周后明显生锈。铁钉消耗了氧气，a试管内压强减小，一周后，U形管中的红墨水左高右低，故B、C错误；D. a试管中的铁钉与氧气、水同时接触而生锈，b试管中铁钉只接触氧气，没有生锈。故该实验证明铁生锈需要与水接触，故D正确。故选D。
3. “雪龙2号”是我国自主建造的全球第一艘双向破冰极地科考船。船体表面涂防护漆的防锈原理是 隔绝氧气和水 。破冰船主体材料为特种钢，钢和生铁的主要区别是 含碳量不同 。工业上用赤铁矿冶炼生铁的原理是 3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2 （用化学方程式表示）。
隔绝氧气和水
含碳量不同
3CO＋Fe2O3 2Fe＋3CO2
4.如图为某品牌暖宝宝的使用说明。
内袋物质：铁粉、水、活性炭、食盐等
内袋材料：微孔透气无纺布
外袋材料：不透气塑料
用法：临使用前，打开外袋取出内袋，直接贴在衣服上。
（1）暖宝宝发热利用了铁生锈原理，铁生锈的过程属于 缓慢 （填“剧烈”或“缓慢”）氧化。使用暖宝宝时需要打开外袋，是为了使内袋中的物质与空气中的 氧气 接触。
（2）为验证暖宝宝内袋物质中有铁粉，可采用的方法是 用磁铁吸引（或取样，向其中 加入稀盐酸，观察到有气泡产生） （写一种）。
缓慢
氧气
用磁铁吸
引（或取样，向其中加入稀盐酸，观察到有气泡产生）
5. 铁是使用最广泛的金属。某兴趣小组对铁制品的使用情况、铁制品锈蚀的条件及影响因素、防止铁生锈的方法、铁制品锈蚀后的处理方法等展开了项目化学习探究。
任务一：调查铁制品的使用情况
【观察交流】经观察，大家发现生活中有很多铁制品，如厨房中的 不锈钢锅 具 （写一种）等。
不锈钢锅具
【解析】任务一：厨房中的不锈钢锅具、刀具等都是铁制品。
任务二：探究铁制品锈蚀的条件及影响因素
【提出问题】铁锈蚀与哪些因素有关？
【查阅资料】①氯化钙固体可作干燥剂。②炭粉可加快铁的锈蚀。
【进行实验】取三枚相同的洁净无锈铁钉分别放入试管，进行图1实验。
一周之后观察，a试管中铁钉表面有一层铁锈，b、c试管中铁钉表面无明显变化。
【反思评价】
（1）实验中将蒸馏水煮沸的目的是 除去溶解在水中的氧气 。
（2）三支试管实验对比，说明铁钉锈蚀需要与铁接触的物质是 水、氧气 。
除去溶解在水中的氧气
氧气
水、
（2）三支试管实验对比，说明铁钉锈蚀需要与铁接触的物质是 水、氧气 。
氧气
水、
【解析】（2）a、b试管实验对比，说明铁钉锈蚀需要氧气，a、c试管实验对比，说明铁钉锈蚀需要水，故三支试管实验对比，说明铁钉锈蚀需要与铁接触的物质是水、氧气。
（3）兴趣小组同学设计了图2装置，检查装置气密性后，将5g铁粉和2g炭粉加入三颈烧瓶，t1时刻加入2mL饱和NaCl溶液后，再将一只装有5mL稀盐酸的注射器插到烧瓶上（此时没有推动注射器活塞），采集数据。
图2 图3 图4
①分析图3，说明铁生锈过程 放热 （填“放热”或“吸热”）。
放热
图2 图3 图4
【解析】（3）①由图3中t1 ～t2 时的温度变化可得，铁生锈过程释放热量。
②分析图4，对比AB段和BC段说明： 加NaCl溶液前，锈蚀较慢 。
加NaCl溶液前，锈蚀较慢
图2 图3 图4
【解析】（3）②从图4中可以看出，AB段生锈慢，BC段生锈速度加快，结合题干信息可知，t1时刻加入2mL饱和NaCl溶液。因此对比AB段和BC段说明加NaCl溶液前，锈蚀较慢。
③图4中，t3时刻压强突然变大的原因是 Fe＋2HCl＝FeCl2＋H2↑ （用化学方程式解释）。
Fe＋2HCl＝FeCl2＋H2↑
图2 图3 图4
【解析】（3）③t3 时刻压强突然变大的原因是铁与盐酸反应放出氢气。
任务三：了解防止铁生锈的方法
【应用交流】同学们通过实际观察、查阅资料，了解了自行车常用的防锈方法。请选择一种你知道的自行车构件（支架、链条、轮圈、车把等）说明其防锈方法： 支架刷漆（或链条涂油，或轮圈采用不锈钢，或车把电镀，合理即可） 。
支架刷漆（或链条涂油，或轮圈采用不锈
钢，或车把电镀，合理即可）
任务四：宣传铁制品锈蚀后的处理方法
【成果分享】同学们通过实验发现，铁锈疏松多孔，能吸附空气中的氧气和水，会加快铁的锈蚀。因此铁锈蚀后应及时除锈。你认为除锈可采用的物理方法是 用砂纸打磨 。
用砂纸打磨
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