知识点1 金属
1、金属材料：包括纯金属以及它们的合金。
2、金属的的共性及用途
共性 用途
有金属光泽 制作金属饰品
导电性 制作导线
导热性 制作炊具
延展性 冲压成各种形状
3、金属的特性
①颜色：大多数金属呈银白色，铜呈红色，金呈黄色，铁粉呈黑色。
②状态：常温下大多数金属为固态，汞（俗称水银）为液态。
4、金属之最
地壳中含量最多的金属元素——铝
人体中含量最多的金属元素——钙
目前世界年产量最多的金属——铁
导电、导热性最好的金属——银
硬度最大的金属——铬
熔点最高的金属——钨（作灯丝）
熔点最低的金属——汞（制作水银温度计）
密度最大的金属——锇
密度最小的金属——锂
5、合金
（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混合物。
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）性能：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。
相互刻画，纯金属上有明显划痕
（3）常见的合金
合金 铁的合金 铜合金 焊锡 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 钛与其他金属 钛镍合金
性能/用途 坚硬 韧性强 / / 焊接金属 制造人造骨 制成人造卫星天线
备注 铁的合金主要含Fe、C，区别主要是含碳量不同 红铜是纯铜 熔点低 与人体有很好的相容性 具有形状记忆效应
【易错提醒】
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、废料是否易于回收和对环境的影响，以及是否美观、使用是否便利等多种因素。
1．（2025·江苏盐城）“金缕玉衣”所用金丝的最细处仅有0.08 mm，体现了我国古代工匠精湛的技艺。金能制成金丝是利用了其（ ）
A．密度大 B．熔点高 C．延展性好 D．导热性好
2．（2025·山东东营）不属于金属物理性质的是（ ）
A．导电性 B．导热性 C．延展性 D．耐腐蚀性
3．（2025·江西）博物馆馆藏的下列文物中，主要由金属材料制成的是（ ）
A．青铜面具 B．龙凤玉佩 C．立人陶俑 D．青花瓷瓶
4．（2025·江苏无锡）西汉彩绘雁鱼青铜釭灯及其剖面示意图如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．青铜是一种合金，其硬度小于铜
B．关闭灯罩使火焰熄灭的原理是清除可燃物
C．灯油燃烧不充分，烟气中会含有炭黑和CO
D．灯内的水不需要补充更换
5．（2025·山东泰安）下列物质属于纯净物的是（ ）
A．生铁 B．矿泉水 C．冰水混合物 D．洁净的空气
6．（2025·山东滨州）打铁花是国家级非物质文化遗产。表演者手持用水浸泡过的柳木勺，将高温铁水(铁水为液态生铁)击向高空，铁水在空中燃烧绽放成美丽的铁花。下列说法错误的是（ ）
A．铁水是混合物
B．柳木勺未燃烧，是因为水降低了柳木勺的着火点
C．柳木勺中的铁水击向高空后才燃烧，这与铁和氧气的接触面积有关
D．空中铁水燃烧时，火星四射，放出热量，生成黑色固体
命题点2 金属的化学性质
1、金属与氧气的反应：金属+氧气→金属氧化物（化合反应）
大多数金属都能与氧气反应，但反应的难易和剧烈程度不同。
（1）镁、铝在常温下就能与空气中的氧气反应
2Mg+O2 = 2MgO 镁条燃烧时发出耀眼的白光，产生白色固体
4Al+3O2 = 2Al2O3
（2）铁、铜等常温下几乎不与氧气反应，在高温时能与氧气反应。
3Fe+2O2 ( http: / / img.blog. / photo / dFjKCQJGnS0mJrrkO4QY7Q== / 5149584698922270759.jpg )Fe3O4 剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体
2Cu+O2 ( http: / / img.blog. / photo / b7i_6hZOLIs7sg9f4uUCsg== / 325385073078192246.jpg )2CuO 红色的铜加热后变黑
（3）金在高温时也不能和氧气反应（真金不怕火炼）。
通过金属与氧气能否反应及反应的难易程度判断金属的活动性：Mg、Al>Fe、Cu>Au
2、金属与稀盐酸、稀硫酸的反应：金属(活动性在氢之前) +稀酸→金属化合物+氢气（置换反应）
镁 锌 铁 铜
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 不反应
Mg+2HCl = MgCl2+H2↑ Zn+2HCl = ZnCl2+H2↑ Fe+ 2HCl = FeCl2 + H2↑
Mg+H2SO4 = MgSO4+H2↑ Zn+H2SO4 = ZnSO4+H2↑ Fe+H2SO4 =FeSO4+H2↑
通过金属与稀盐酸、稀硫酸能否反应或与稀盐酸、稀硫酸反应的剧烈程度判断金属的活动性：Mg>Zn>Fe>Cu。
3、金属与金属化合物溶液的反应：金属+金属化合物→新金属+新金属化合物（置换反应）
铁钉+硫酸铜溶液 铝丝+硫酸铜溶液 铜丝+硝酸银溶液
铁表面有红色固体产生，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色。 铝表面有红色固体产生，溶液由蓝色逐渐变为无色。 铜表面有银白色固体产生，溶液由无色逐渐变为蓝色。
Fe+CuSO4 =Cu+FeSO4 2Al+3CuSO4 =Al2(SO4)3 +3Cu Cu+2AgNO3 =2Ag+Cu(NO3)2
活动性：Fe>Cu 活动性：Al＞Cu 活动性：Cu＞Ag
反应条件：参加反应的金属活动性必须强于化合物中金属的活动性(K、Ca、Na除外)，且金属化合物必须可溶。
4、置换反应
（1）概念：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。
（2）特点：单换单。
（3）注意：置换反应中一定有元素化合价的变化。
【易错提醒】
①金属铝具有良好的抗腐蚀性能原因：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，从而阻止铝进一步被氧化；
②铁与盐酸和稀硫酸反应生成的铁的化合物中，铁元素的化合价为＋2。含有Fe2＋的溶液呈浅绿色；
③真金不怕火炼不是体现金的熔点高，而是体现了金的化学性质稳定。
1．（2025·海南）为了验证铁、铜、银的金属活动性顺序，设计如下图所示实验方案。下列说法正确的是（ ）
A．①②④中溶液颜色都发生变化
B．①和③中金属表面都有气泡产生
C．②和③比较，能判断铜和银的活动性顺序
D．①②④比较，能判断铁、铜、银的活动性顺序
2．（2025·吉林长春）元素化合价和物质类别是认识物质的两个重要维度。如图是硫元素“价类二维图”。下列说法错误的是（ ）
A．x为+3
B．对应的点是b点
C．a点对应的物质在氧气中燃烧生成
D．锌与c点对应物质的稀溶液反应能生成氢气
3．（2025·重庆）科技创新是发展新质生产力的核心要素。
(1)某电池的工作原理是用钠和硫在一定条件下生成硫化钠，反应的化学方程式为 ，此反应中钠原子 电子形成钠离子。
(2)我国无人机技术全球领先。无人机的部分组件由铝、铜等金属熔合而成的材料制成，此材料属于 （填“合金”或“合成材料”）。铝有良好的抗腐蚀性能，其原因是 ，写出一个能验证铝和铜金属活动性强弱的化学方程式 。
4．（2025·湖南长沙）化学实验课上，小湘同学用稀盐酸和石灰石制取二氧化碳并探究金属的化学性质。
回答下列问题：
(1)仪器①的名称是 。
(2)制取二氧化碳时，应选择的发生和收集装置的组合是 （填字母序号）。
(3)将二氧化碳通入紫色石蕊溶液中，观察到溶液变 色。
(4)向两支试管中分别加入铝片和铜片，然后各加入5mL稀盐酸，观察到铝片上有气泡产生，铜片无明显现象，说明铝的金属活动性比铜的 （填“强”或“弱”）。
5．（2025·山东日照）为回收废旧手机主板中的贵金属Ag、Au，根据下面工艺流程图，回答下列问题。
已知：所含某种(或某些)元素化合价降低的反应物称为氧化剂；所含某种(或某些)元素化合价升高的反应物称为还原剂。
(1)金属活动性顺序：Ag Au(选填“>”或“＜”)。
(2)预处理时将手机主板进行粉碎，目的是 。
(3)中氮元素的化合价是-3，银元素的化合价是 。
(4)生成Au的反应： ，反应中 作还原剂。(均填化学式)
(5)欲回收AgCl中的Ag，可选择下列试剂中_______(填字母)。
A．硝酸和盐酸 B．氨水 C．
命题点3 金属活动性顺序表
金属活动性顺序及规律
（1）在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，活动性就越强。
（2）在金属活动性顺序里，位于氢前面的金属能置换出稀盐酸、稀硫酸中的氢。
（3）在金属活动性顺序里，位于前面的金属能把后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来（K Ca Na除外）。
2、应用
（1）判断金属被开发利用的先后顺序。
（2）判断某些置换反应能否发生。
（3）判断金属与混合盐溶液反应后滤液、滤渣的成分。
当有多个置换反应都能发生时，在活动性顺序中金属之间间隔远的反应先发生。一个置换反应结束后，另一个置换反应才会发生。如在硫酸亚铁和硫酸铜的混合溶液中加入锌粒，锌先和硫酸铜反应，反应完毕后，若锌有剩余，才和硫酸亚铁反应。
3、金属活动性顺序的比较方法：比较Cu、Fe、Ag三种金属的活动性顺序
（1）选用试剂：Fe、Ag、CuSO4溶液
“两金夹一液”：即选用三种金属活动性最强和最弱的两种金属的单质及活动性介于中间的金属的化合物溶液作为试剂，根据两种金属单质分别与化合物溶液反应的情况进行判断。
（2）选用试剂：FeSO4溶液、AgNO3溶液、Cu
“两液夹一金”：即选用三种金属中活动性排在中间的金属单质及其他两种金属的化合物溶液作为试剂，根据金属单质分别与两种化合物溶液反应的情况判断。
4、除杂（原则：不增，不减，易分离，易恢复原状）
混合物 方法 有关化学方程式
Cu(Zn) ①加入足量稀盐酸，过滤、洗涤、干燥 Zn+2HCl = ZnCl2+H2↑
②加入足量硫酸铜溶液，过滤、洗涤、干燥 Zn + CuSO4 = Cu + ZnSO4
FeSO4(CuSO4) 加入足量铁粉，过滤 Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4
1．（2025·四川）下列金属不能与稀反应的是（ ）
A． B． C． D．
2．（2025·西藏）我国传统工艺“湿法炼铜”涉及反应：。由该反应可知，铁和铜的金属活动性强弱关系是（ ）
A．Fe>Cu B．Fe3．（2025·山东威海）欲探究Mg、Cu、Ag的金属活动性顺序，仅用组内试剂无法实现的是（ ）
A．Mg、Cu、稀硫酸、AgNO3溶液 B．Mg、Cu、Ag、稀硫酸
C．溶液 D．溶液、溶液
4．（2025·陕西）中国古代冶炼锡常用的方法是将数百斤锡砂（主要成分是）和数百斤木炭混合，使其在高温下反应，生成锡的反应是：。下列说法正确的是（ ）
A．中锡元素的化合价为+2
B．上述反应是置换反应
C．和木炭质量比为时，二者恰好完全反应
D．木炭在冶炼中只起到燃烧放热的作用
5．（2025·山东济宁）将一定质量Zn(NO3)2和AgNO3的混合溶液，按如图所示进行实验，现象如图中所述：
分析图中信息进行判断，下列说法合理的是（ ）
A．滤渣中可能含有单质Zn
B．滤渣中一定含有单质Ag、Fe
C．滤渣的质量一定小于ag
D．滤液中一定含有Mg2+，Fe2+，可能含有Zn2+
6．（2025·陕西）将一定量铁粉加入含有Cu(NO3)2和AgNO3两种溶质的溶液中，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣。则下列说法正确的是（ ）
A．若滤液中有AgNO3，则滤渣中一定没有Cu、Ag
B．若滤渣成分为Cu、Ag、Fe，则滤液中溶质只有一种
C．若滤渣成分为Cu、Ag，则滤液中一定有Fe(NO3)3
D．若滤液中有Cu(NO3)2，则滤渣中加入稀硫酸一定会有气泡产生
7．（2025·山东淄博）某兴趣小组对金属的物理性质和化学性质进行实验探究。
(1)将黄铜片与铜片相互刻画，铜片表面有明显划痕，由此得出的结论是 。手持铜丝一端，在酒精灯火焰上灼烧另一端，手指感觉发烫，这说明金属铜具有 。
(2)为探究镉(Cd)、锌、铜的金属活动性顺序，小组同学开展了如下实验探究。
[作出猜想]结合已知的金属活动性顺序，作出如下猜想。
猜想一：Cd＞Zn＞Cu；
猜想二：Zn＞Cd＞Cu；
猜想三： 。
[实验探究]
供选用的试剂：镉片、锌片、铜片、稀硫酸、CdSO4溶液、ZnSO4溶液、CuSO4溶液。
实验序号 实验操作 实验现象 实验结论
I 镉片上有气泡产生
II 将用砂纸打磨过的锌片放入试管中，向试管中加入适量CdSO4溶液 锌片上 金属活动性：Zn＞Cd
实验II中反应的化学方程式为 。
[得出结论]猜想 正确。
命题点4 金属矿石与金属冶炼
地球上的金属矿石
广泛存在于地壳和海洋中，除了金、银、铂等有单质的形式存在，金属多以化合物的形式存在。
2、常见的金属矿物
矿物名称 赤铁矿 磁铁矿 铝土矿 赤铜矿 金红石 软锰矿
主要成分 Fe2O3 Fe3O4 Al2O3 Cu2O TiO2 MnO2
3、工业炼铁：
（1）设备：高炉
（2）原料：铁矿石（赤铁矿或磁铁矿）、焦炭、石灰石、空气。
（3）反应原理：C+O2CO2、CO2+C2CO、3CO+Fe2O32Fe+3CO2。
（4）焦炭的作用：①提供热量（ C+O2 ( http: / / img.blog. / photo / dFjKCQJGnS0mJrrkO4QY7Q== / 5149584698922270759.jpg )CO2）；②生成CO（C + CO2 ( http: / / img.blog. / photo / rhf4jL3651HoryhaZ5lONw== / 2265029137591313382.jpg )2CO）
（焦炭虽具有还原性，但是CO气体具有流动性，与铁矿石接触更充分）
（5）石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅（SiO2）转变为炉渣（CaSiO3）。
（6）产品：生铁（实验室中“炼”出的铁不含碳，而工业生产中炼出的铁含碳）。
4、含杂质问题的计算计算公式：
【易错提醒】
涉及混合物的化学方程式计算，代入计算的一定是纯净物质量，如混合物需要转换成纯净物质量。
1．（2025·四川）实验室利用如图装置模拟工业炼铁，有关说法错误的是（ ）
A．澄清石灰水可检验生成的
B．将尾气点燃，可防止污染空气
C．“炼铁”的化学方程式为
D．实验得到的固体产物能被磁铁吸引
2．（2025·海南）我国科学家研发了一种闪速炼铁技术，用氢气还原铁矿石粉，只需3～6秒即可完成传统高炉5～6小时的炼铁过程，且还原率大于90%。如图为传统高炉炼铁和闪速炼铁的示意图。下列说法不正确的是（ ）
注：“品位”指矿石中有用元素或有用矿物含量的百分率，百分率越大，品位越高。传统高炉炼铁通常使用高品位铁矿石。
A．传统高炉炼铁是用焦炭直接还原铁矿石高温
B．闪速炼铁技术通过将粉状铁矿砂喷入高温还原塔内，实现快速还原
C．与传统高炉炼铁相比，闪速炼铁技术能有效处理低品位铁矿石
D．闪速炼铁技术通入过量氢气，出炉烟气中含有较多的氢气可回收利用
3．（2025·云南）阅读短文，回答问题。
《千里江山图》使用天然矿物颜料层层着色，历经千载依然厚重绮丽。
第一层以墨绘之。古人焚烧植物，收集火烟凝成的黑灰制得最早的炭黑。第二层以赭石上红色，其主要成分为Fe2O3.第三、四层均上绿色，此色从石绿取之，石绿的主要成分为。第五层上青色，此色取自石青，主要成分为。
矿物颜料为《千里江山图》增添了极大的色彩魅力，让这幅古画在历史长河中熠熠生辉。
(1)以墨绘画长久不变色，原因是常温下碳具有 性。
(2)赭石的主要成分中，金属元素的化合价为 。工业上也可用赭石和一氧化碳炼铁，其化学方程式为 。
(3)石绿在一定条件下会转化为石青，其化学方程式为，则X的化学式为 。
4．（2025·四川）利用赤铁矿石（主要成分为）炼铁的工艺流程示意图如下所示。回答下列问题：
(1)将矿石粉碎的目的是 。
(2)还原反应室中发生反应的化学方程式为 （任写一个）。
(3)催化反应室中发生的反应之一为。其中的化学式为 。
(4)燃烧室为还原反应室提供热量，其中的能量转化是将 能转化为热能。
(5)铁具有广泛的用途，举一例 。写出日常生活中防止铁制品生锈的一种方法 。
5．（2025·江苏宿迁）某炼铁厂以焦炭、赤铁矿、空气等为主要原料炼铁，反应过程如下：
(1)写出方框中相应物质的化学式 。
(2)现有1600t含75％氧化铁的赤铁矿，理论上最多能炼出纯铁的质量是多少(利用化学方程式计算)？
命题点5 金属的锈蚀与防护
1、实验探究：铁锈蚀条件的探究
现象 分析 结论
试管A 铁钉生锈 铁与水、氧气同时接触 铁生锈的过程是铁与空气中的氧气、水蒸气发生化学反应的过程
试管B 铁钉无明显变化 铁只与水接触
试管C 铁钉无明显变化 铁只与氧气接触
（1）蒸馏水煮沸并迅速冷却的目的是除去水中溶解的氧气；试管B中植物油的作用是隔绝氧气；试管C中的干燥剂是氯化钙，具有吸水性。
（2）铁生锈属于缓慢氧化，铁锈呈红棕色，其主要成分是Fe2O3·xH2O，结构疏松，不能阻碍里面的铁继续氧化。
2、金属的防护
（1）原理：隔绝氧气和水蒸气。
（2）具体措施：
①保持铁制品表面洁净、干燥；
②表面覆盖一层保护膜：如喷漆、涂油、烧制搪瓷、烤蓝、镀耐腐蚀的金属如铬等；
③改变内部结构，制成耐腐蚀的合金，如不锈钢。
3、保护金属资源
（1）保护金属资源的原因：矿物的储量有限，且不能再生。
（2）保护金属资源的途径：
①防止金属的腐蚀；②回收利用废旧金属；③有计划、合理地开采金属矿物，严禁不顾国家利益的乱采矿；④寻找金属的代用品。
（3）金属回收利用的意义：节约金属资源和能源，减少对环境的污染。
1．（2025·山东德州）铁是应用较广泛的金属。下列铁制品最容易生锈的是（ ）
A．喷漆的栏杆 B．涂油的链条 C．未擦干的铁锅 D．不锈钢保温杯
2．（2025·山东青岛）下列做法有利于防止金属生锈的是（ ）
A．自行车淋雨后未及时擦干 B．给室外铁制篮球架刷油漆
C．将钢铁制品存放在潮湿的环境中 D．经常用食盐水清洗铁制品
3．（2025·山东烟台）2025年世界环境日中国主题是“美丽中国我先行”。下列做法不符合这一主题的是（ ）
A．积极参与垃圾分类投放 B．深埋废旧电池防止污染
C．设计家庭低碳行动方案 D．回收化学实验后的废液集中处理
4．（2025·河南）金属在改善人类生活方面发挥着巨大作用。下列相关叙述不正确的是（ ）
A．纯铜的硬度比黄铜的大 B．钛合金具有良好的抗腐蚀性能
C．铁制品刷漆可防止生锈 D．回收废旧金属可实现资源再利用
5．（2025·山东烟台）国家非物质文化遗产“章丘铁锅”表面光滑如镜，炒菜不粘锅。制作时经过了冷锻、热锻等十二道工序，上万次捶打。兴趣小组以“章丘铁锅”为主题进行项目式学习。
任务一：认识铁料的来源
(1)自然界中的铁。因为铁的化学性质 ，所以自然界中的铁元素大多以 形式存在。
(2)炼铁。工业炼铁常用热还原法。一氧化碳在高温条件下还原氧化铁的化学方程式是 。
任务二：认识铁锅的制作
(3)裁料。在钢板上划线，沿线切出锅胚。传统工艺常用一种蓝色溶液划线，划线处会出现红色物质，该蓝色溶液可能是 （写一种物质）溶液。
(4)锻打。铁锅胚锻打成型，是利用铁具有 （性质）。
(5)淬火。将锻打好的铁锅加热，然后伸入到冷水中，铁在高温下与水蒸气反应生成一层致密的四氧化三铁，铁锅的硬度和耐磨性会显著增强，另外还生成一种气体单质。该反应的化学方程式是 。
(6)防锈。在制好的铁锅表面涂一层油防止锈蚀，其原理是 。
6．（2025·上海）讨论铁钉的生锈条件，设计如下实验，说明如何预防铁制品的生锈。
(1)完成下列表格：
画出正确的图：
现象 铁钉生锈 铁钉未生锈
结论：铁生锈与氧气、水有关。
(2)铁在空气中加热会生成四氧化三铁薄膜，写出化学方程式： ；
(3)铁可以在空气生成酥松的铁锈，而四氧化三铁可以防止生锈，那么四氧化三铁和氧化铁生成条件的区别是 ；
(4)防铁锈的方法 。
1．（2025·山东滨州）中华民族在认识、改造和应用物质方面有着光辉灿烂的文明史。下列不属于化学变化的是（ ）
A．陶瓷烧制 B．工业炼铁
C．甲骨刻字 D．火药爆炸
2．（2025·海南）汉字是中华文化传承的标志。下列不同历史时期汉字载体中属于金属材料的是（ ）
A．龟甲 B．铜鼎 C．竹简 D．石刻
3．（2025·山东青岛）在国家级非遗珠宝工艺“花丝镶嵌”中，金能被加工成比发丝还细的金丝，体现了金具有的性质是（ ）
A．导电性 B．导热性 C．延展性 D．有金属光泽
4．（2025·陕西）物质的性质决定其用途。下列物质的用途与性质的关系不相符的是（ ）
A．液氧与甲烷用作火箭推进剂，利用了氧气的可燃性
B．活性炭用于去除水中的色素与异味，利用了活性炭的吸附性
C．铜用于制作导线，利用了铜的导电性
D．氩气用作金属焊接时的保护气，利用了氩气化学性质的稳定性
5．（2025·黑龙江大庆）古代文献体现先贤智慧，下列古代生产生活涉及的化学方程式正确的是（ ）
A．“铁为胆水(CuSO4溶液)所薄，上生赤煤”：2Fe+3CuSO4=3Cu+Fe2(SO4)3
B．“煤饼烧石(主要成分是CaCO3)成灰(含CaO)”：CaCO3=CaO+CO2↑
C．“有火井……取井火(主要成分是CH4)煮之”：CH4+2O2CO2+2H2O
D．“水银……加热还复为丹(含HgO)”：Hg+O2HgO
6．（2025·江苏宿迁）将一定量的镁粉加入到硝酸铜和硝酸银的混合溶液中，充分反应后，过滤，观察到滤液仍为蓝色。下列说法正确的是（ ）
A．滤液中一定含有硝酸镁、硝酸铜，一定没有硝酸银
B．滤渣中一定含有银和铜，一定没有镁
C．所得滤液的质量一定小于原混合溶液的质量
D．向滤液中加入稀盐酸，一定产生白色沉淀
7．（2025·江苏徐州）铁与溶液接触，表面有红色固体析出，还有气泡产生。经测定溶液显酸性，且反应过程中溶液酸性先增强后略减弱。为探究酸性变化原因，用冷却后的沸水配制4%的溶液，与洁净的铁钉进行如下实验。下列分析不合理的是（ ）
实验1 实验2 实验3
酸性不变 酸性略减弱 酸性先增强后略减弱
A．红色固体为Cu，说明Fe的金属活动性比Cu强
B．溶液显酸性，推测铁钉表面气泡一定是氢气
C．实验2中加入植物油的作用是为了隔绝氧气
D．实验2、3对比证明，溶液酸性增强与、Fe有关
8．（2025·山东泰安）下列运用控制变量法进行的实验设计，不能达到该实验设计目的的是（ ）
A．探究燃烧的条件 B．比较Zn和Fe的金属活动性强弱 C．探究铁生锈的条件 D．探究温度对分子运动快慢的影响
A．A B．B C．C D．D
9．（2025·四川资阳）“碳达峰·碳中和”是我国社会发展重大战略之一。科学研究发现，在催化剂作用下，以太阳能为热源能实现CO2的吸收转化，其反应原理如图。下列说法错误的是（ ）
A．有2种金属氧化物参与该循环
B．过程Ⅰ为分解反应，过程Ⅱ为置换反应
C．该循环总反应为
D．该循环中Fe、O、C三种元素的化合价发生了改变
10．（2025·四川）铝在生产生活中应用广泛。回答下列问题：
(1)铝具有良好的 性，可作炊具。
(2)铝易与空气中氧气反应生成致密的氧化膜，具有很好的抗腐蚀性能。中铝元素的化合价为 。
(3)若用某铝制品与足量的稀盐酸完全反应，生成，则该铝制品中铝单质的质量是多少？(铝制品中其他成分不与盐酸反应，根据化学方程式进行计算，写出计算步骤)
11．（2025·黑龙江哈尔滨）资料一：未来的“钢铁”——钛(Ti)它具有钢铁般的强度，却不像钢铁那么沉重；它又像铝，质轻、抗腐蚀，但其强度却比铝高得多。钛合金还有一种既耐高温又耐低温的特殊本领，是制造轮船、军舰的理想材料，工业上在高温和稀有气体的保护下，用镁和四氯化钛发生置换反应制取钛。
资料二：“敲不碎、砸不烂”的“玻璃之王”——金属玻璃又称非晶态合金，它既有金属和玻璃的优点，又克服了它们各自的弊病。如玻璃易碎，没有延展性，金属玻璃的强度却高于钢，硬度超过高硬工具钢，且具有一定的韧性和刚性，几乎所有的金属都可通过快速凝固的方式成为金属玻璃，人们最初使用的是一种金硅合金，现在常常用铁作为主要材料。
阅读资料，完成下列问题。
(1)金属玻璃属于 (填“合成材料”或“金属材料”)。
(2)根据材料，写出工业冶炼钛的化学方程式： 。
(3)钛合金的性能有 。配方价格较低可 生产成本。质轻化的主要意义表现在 。
A．节约材料 B．节约能源 C．便于加工
12．（2025·四川广元）我国古代很多发明创造与化学工艺有关。如图是西汉海昏侯墓出土的青铜雁鱼灯。
(1)雁鱼灯的灯体采用青铜材质，青铜与铜相比的优点是 (写一点即可)。
(2)将灯罩关闭即可将火焰熄灭，其原理是 。
(3)我国在西汉时期已经发现铁与硫酸铜溶液反应会生成铜，该反应的化学方程式为 。
(4)据《汉书》记载“高奴县有洧水可燃”，洧水即石油，石油属于 (填“可再生”或“不可再生”)能源。
(5)雁鱼灯出土时表面某些部分存在绿色锈斑。该绿色锈斑的主要成分是碱式碳酸铜【】，可以推知，铜锈蚀的过程是金属铜与、 (填两种物质的化学式)发生反应的过程。
(6)时至今日，防止金属腐蚀仍是保护金属资源的重要途径，请提出一条防止金属腐蚀的建议 。
13．（2025·湖南长沙）“双碳”背景下，“以氢减碳”的氢冶金成为优化能源结构、实现绿色低碳的有效途径之一。下图是我国某工厂设计的高炉低碳冶炼关键技术与工艺。
(1)固化利用能减少的排放，防止 效应的进一步增强。
(2)电解水制氢气的化学方程式为 。
(3)“富氧空气喷吹”有利于高炉炼铁的主要原因是 。
14．（2025·山东泰安）某工厂回收了一批废旧机械零件，主要成分为Zn、Fe、Cu(表面含有少量这三种金属的氧化物)。为制取高纯度ZnO，工程师设计了如下工艺流程。
已知：Zn(OH)2难溶于水。
回答下列问题：
(1)滤渣1的成分是 (填化学式，下同)，滤液3中的溶质为 。
(2)加稀硫酸溶解废旧机械零件时，需要通风并远离火源，原因是 。
(3)滤液1中加入过量锌粉充分反应，写出其中任意一个反应的化学方程式 。
(4)工程师认为该工艺流程产生的滤渣还有利用价值。写出其中一项用途 。
15．（2025·山东）我国的铜矿产资源比较丰富，需要根据矿石种类的不同选用适当的方法冶炼。
(1)我国古代即有湿法炼铜的技术，南北朝时期又将湿法炼铜中铜盐的范围扩大到所有的可溶性铜盐(如)。铁与氯化铜溶液反应的化学方程式为 。
(2)蓝铜矿的主要成分可溶于稀硫酸。先用稀硫酸浸取矿石，再电解浸取液使铜沉积。电解时能量的主要转化形式为 。
(3)黄铜矿的主要成分为，其冶炼过程大致如下：
①为了增强浮选剂对矿石的富集效果，提高沸腾炉中化学反应的反应速率和原料利用率，需预先对矿石进行的操作为 。
②沸腾炉中，发生反应，X的化学式为 。
③反射炉中，沙子与杂质形成熔渣浮于上层，和FeS熔融生成的“冰铜”沉于下层。中硫元素的化合价为-2，则铜元素的化合价为 。
④转炉中，沙子与杂质形成炉渣，在高温条件下发生的反应过程如下：
判断生成的气体能否直接排放并说明原因 ；的化学方程式为 。
(4)兴趣小组利用如图装置(夹持装置已略去)对我国古代“竖炉炼铜”进行模拟实验，实验原理为。
①依据上述化学方程式计算C与CuO的质量比为 (填最简整数比)，烘干CuO粉末和木炭后，将木炭在研钵中研磨，按此质量比进行实验。效果不佳。
②为获得最佳实验效果，控制C与CuO的总质量一定，按不同质量比进行实验所得反应后物质状态如表，由实验知C和CuO质量比为1：10时实验效果最佳，判断依据是 ，利用数据分析其原因可能是 。
C与CuO的质量比 反应后物质状态(“√”代表有，“”代表无)
红色块状金属 金属光泽 黑色物质
1：9 √ √ 少量
1：10 √ √ 几乎无
1：11 √ × 很少
1：12 √ × 少量
1：13 √ × 较多
16．（2025·江苏盐城）同学们课后走进实验室，处理含硫酸的硫酸铜废液并回收铜，实验过程如图所示（每一步反应都充分进行，忽略实验损耗）。下列说法错误的是（ ）
A．产生H2的质量为0.1 g B．滤液呈浅绿色
C．滤渣是Cu和Fe的混合物 D．滤液中FeSO4的质量为30.4 g
17．（2025·山东济南）化学小组的同学利用实验室制取氧气以及工业炼铁的化学原理进行实验探究。请根据题目要求，回答下列问题：
制取氧气的实验原理。
(1)用溶液(作催化剂)制氧气的化学方程式为 。
(2)收集氧气时可以用 (填“向上”或“向下”)排空气法。
催化剂对分解的影响。小组同学设计的实验装置如图1所示，用电子秤称量0.04g、0.08g、0.12g的粉末，分别加入三只锥形瓶中，用注射器各量取8mL3%的溶液，连接装置，将溶液注入锥形瓶中，用压强传感器测量各锥形瓶中压强，压强随时间(前)的变化曲线如图2。
(3)根据图2提供的信息，从控制合适的反应速率和节约试剂的角度分析，催化分解的溶液制氧气时，的最佳用量为 (填“”“”“”之一)。
(4)催化制氧气时，氧气的最终产量与的用量 (填“有关”或“无关”)。
(5)金属铂也可以催化制氧气。小组同学设计如图3所示装置制取氧气，实验过程中，若观察到安全管内液面不断上升，说明锥形瓶内压强过大，此时可采取的合理安全措施是 (写出两条即可)。
用 (含少量和水蒸气)测定某样品(杂质为固体且不反应)中的质量分数。实验装置如图所示，检查装置的气密性，进行实验。(假设发生的化学反应都充分反应)
(6)装置B的作用是 。
(7)在装置C的硬质玻璃管中加入该样品15g，充分反应后继续通至硬质玻璃管冷却，测得装置A质量增加2.2g，装置D质量增加8.8g，此时装置C的硬质玻璃管中固体的总质量为 (精确至0.1g)，该样品中的质量分数为 (精确至)。
(8)从环保角度考虑，该实验装置存在的不足之处是 。
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第1页，共2页知识点1 金属
1、金属材料：包括纯金属以及它们的合金。
2、金属的的共性及用途
共性 用途
有金属光泽 制作金属饰品
导电性 制作导线
导热性 制作炊具
延展性 冲压成各种形状
3、金属的特性
①颜色：大多数金属呈银白色，铜呈红色，金呈黄色，铁粉呈黑色。
②状态：常温下大多数金属为固态，汞（俗称水银）为液态。
4、金属之最
地壳中含量最多的金属元素——铝
人体中含量最多的金属元素——钙
目前世界年产量最多的金属——铁
导电、导热性最好的金属——银
硬度最大的金属——铬
熔点最高的金属——钨（作灯丝）
熔点最低的金属——汞（制作水银温度计）
密度最大的金属——锇
密度最小的金属——锂
5、合金
（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混合物。
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）性能：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。
相互刻画，纯金属上有明显划痕
（3）常见的合金
合金 铁的合金 铜合金 焊锡 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 钛与其他金属 钛镍合金
性能/用途 坚硬 韧性强 / / 焊接金属 制造人造骨 制成人造卫星天线
备注 铁的合金主要含Fe、C，区别主要是含碳量不同 红铜是纯铜 熔点低 与人体有很好的相容性 具有形状记忆效应
【易错提醒】
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、废料是否易于回收和对环境的影响，以及是否美观、使用是否便利等多种因素。
1．（2025·江苏盐城）“金缕玉衣”所用金丝的最细处仅有0.08 mm，体现了我国古代工匠精湛的技艺。金能制成金丝是利用了其
A．密度大 B．熔点高 C．延展性好 D．导热性好
【答案】C
【详解】A、密度指单位体积的质量，制成金丝是形状变化，不依赖密度。因此，该选项不符合题意。
B、熔点高表示熔化需要高温，但制成金丝是通过机械拉伸，而非熔化铸造。因此，该选项不符合题意。
C、延展性是金属在受力时变形而不破裂的性质，包括被拉伸成细丝（延性）或锤打成薄片（展性）。题目中“制成金丝”直接对应此性质。因此，该选项符合题意。
D、导热性指传递热量的能力，金是良好热导体，但这与制成细丝的加工过程无关。因此，该选项不符合题意。
故选C。
2．（2025·山东东营）不属于金属物理性质的是
A．导电性 B．导热性 C．延展性 D．耐腐蚀性
【答案】D
【详解】A、金属通常具有良好的导电性，不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质，故选项不符合题意；
B、金属通常具有良好的导热性，不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质，故选项不符合题意；
C、金属通常具有良好的延展性，不需要通过化学变化就能表现出来，属于物理性质，故选项不符合题意；
D、耐腐蚀性指金属抵抗腐蚀（如生锈）的能力，需要通过化学变化才能表现出来，属于化学性质，故选项符合题意。
故选D。
3．（2025·江西）博物馆馆藏的下列文物中，主要由金属材料制成的是
A．青铜面具 B．龙凤玉佩 C．立人陶俑 D．青花瓷瓶
【答案】A
【详解】A. 青铜是铜与锡的合金，属于金属材料。合金是由金属与其他金属或非金属熔合而成，具有金属特性，因此青铜面具由金属材料制成；符合题意。
B. 玉佩由玉石（如翡翠、和田玉等）制成，玉石属于无机非金属材料；不符合题意。
C. 陶俑以黏土为原料，经高温烧制而成，属于陶瓷，是无机非金属材料；不符合题意。
D. 青花瓷是陶瓷的一种，主要成分为硅酸盐，属于无机非金属材料；不符合题意。
故选A。
4．（2025·江苏无锡）西汉彩绘雁鱼青铜釭灯及其剖面示意图如图所示。下列叙述正确的是
A．青铜是一种合金，其硬度小于铜
B．关闭灯罩使火焰熄灭的原理是清除可燃物
C．灯油燃烧不充分，烟气中会含有炭黑和CO
D．灯内的水不需要补充更换
【答案】C
【详解】A、青铜是铜锡合金，合金的硬度一般比组成它的纯金属大，所以青铜的硬度比纯铜大，选项说法错误，不符合题意；
B、关闭灯罩使灯油与氧气隔绝，火焰熄灭，灭火的原理是隔绝氧气，选项说法错误，不符合题意；
C、灯油不充分燃烧时，碳没有完全转化为二氧化碳，而以小颗粒形式形成烟气，烟气中会含有炭黑和，选项说法正确，符合题意；
D、燃烧产生的废气可通过烟管引入水中，一些有害气体会溶解在水中，这样就减少了废气直接排放到室内空气中，从而减少对室内环境的污染，一段时间后，有害气体在水中达到饱和无法再溶解，同时烟气温度高，水挥发快，所以需要补充更换，选项说法错误，不符合题意。
故选C。
5．（2025·山东泰安）下列物质属于纯净物的是
A．生铁 B．矿泉水 C．冰水混合物 D．洁净的空气
【答案】C
【详解】A. 生铁：生铁是铁和碳的合金，含有其他元素（如硅、锰等），属于混合物。选项错误；
B. 矿泉水：含有水、矿物质（如钙、镁离子）等，是多种物质的混合。选项错误；
C. 冰水混合物：冰（固态水）和水（液态水）是同一种物质的不同状态，组成单一，属于纯净物。选项正确；
D. 洁净的空气：空气由氮气、氧气、二氧化碳等气体组成，净化后仍为混合物。选项错误；
故选C。
6．（2025·山东滨州）打铁花是国家级非物质文化遗产。表演者手持用水浸泡过的柳木勺，将高温铁水(铁水为液态生铁)击向高空，铁水在空中燃烧绽放成美丽的铁花。下列说法错误的是
A．铁水是混合物
B．柳木勺未燃烧，是因为水降低了柳木勺的着火点
C．柳木勺中的铁水击向高空后才燃烧，这与铁和氧气的接触面积有关
D．空中铁水燃烧时，火星四射，放出热量，生成黑色固体
【答案】B
【详解】A、铁水是液态生铁，生铁是铁和碳（含碳量2%-4.3%）的合金，属于混合物，该选项说法正确；
B、着火点为物质的固有属性，不能改变，柳木勺未燃烧是因为水蒸发吸热，使温度低于柳木的着火点，该选项说法不正确；
C、铁水被击成小液滴后，与氧气接触面积增大，燃烧更剧烈，该选项说法正确；
D、铁燃烧时火星四射，放出热量，生成黑色固体，该选项说法正确。
故选B。
命题点2 金属的化学性质
1、金属与氧气的反应：金属+氧气→金属氧化物（化合反应）
大多数金属都能与氧气反应，但反应的难易和剧烈程度不同。
（1）镁、铝在常温下就能与空气中的氧气反应
2Mg+O2 = 2MgO 4Al+3O2 = 2Al2O3
铁、铜等常温下几乎不与氧气反应，在高温时能与氧气反应。
3Fe+2O2 ( http: / / img.blog. / photo / dFjKCQJGnS0mJrrkO4QY7Q== / 5149584698922270759.jpg )Fe3O4 剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体
2Cu+O2 ( http: / / img.blog. / photo / b7i_6hZOLIs7sg9f4uUCsg== / 325385073078192246.jpg )2CuO 红色的铜加热后变黑
金在高温时也不能和氧气反应（真金不怕火炼）。
通过金属与氧气能否反应及反应的难易程度判断金属的活动性：Mg、Al>Fe、Cu>Au
2、金属与稀盐酸、稀硫酸的反应：金属(活动性在氢之前) +稀酸→金属化合物+氢气（置换反应）
镁 锌 铁 铜
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 不反应
Mg+2HCl = MgCl2+H2↑ Zn+2HCl = ZnCl2+H2↑ Fe+ 2HCl = FeCl2 + H2↑
Mg+H2SO4 = MgSO4+H2↑ Zn+H2SO4 = ZnSO4+H2↑ Fe+H2SO4 =FeSO4+H2↑
通过金属与稀盐酸、稀硫酸能否反应或与稀盐酸、稀硫酸反应的剧烈程度判断金属的活动性：Mg>Zn>Fe>Cu。
3、金属与金属化合物溶液的反应：金属+金属化合物→新金属+新金属化合物（置换反应）
铁钉+硫酸铜溶液 铝丝+硫酸铜溶液 铜丝+硝酸银溶液
铁表面有红色固体产生，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色。 铝表面有红色固体产生，溶液由蓝色逐渐变为无色。 铜表面有银白色固体产生，溶液由无色逐渐变为蓝色。
Fe+CuSO4 =Cu+FeSO4 2Al+3CuSO4 =Al2(SO4)3 +3Cu Cu+2AgNO3 =2Ag+Cu(NO3)2
活动性：Fe>Cu 活动性：Al＞Cu 活动性：Cu＞Ag
反应条件：参加反应的金属活动性必须强于化合物中金属的活动性(K、Ca、Na除外)，且金属化合物必须可溶。
4、置换反应
（1）概念：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。
（2）特点：单换单。
（3）注意：置换反应中一定有元素化合价的变化。
【易错提醒】
①金属铝具有良好的抗腐蚀性能原因：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，从而阻止铝进一步被氧化；
②铁与盐酸和稀硫酸反应生成的铁的化合物中，铁元素的化合价为＋2。含有Fe2＋的溶液呈浅绿色；
③真金不怕火炼不是体现金的熔点高，而是体现了金的化学性质稳定。
1．（2025·海南）为了验证铁、铜、银的金属活动性顺序，设计如下图所示实验方案。下列说法正确的是
A．①②④中溶液颜色都发生变化
B．①和③中金属表面都有气泡产生
C．②和③比较，能判断铜和银的活动性顺序
D．①②④比较，能判断铁、铜、银的活动性顺序
【答案】D
【详解】A、①中铁与稀盐酸反应，溶液由无色逐渐变为浅绿色，④中铜与硝酸银溶液反应，溶液由无色逐渐变为蓝色，但②中铜不与稀盐酸反应，无颜色变化，A错误；
B、①铁活动性排在氢前，能与稀盐酸反应，有气泡产生，③银活动性排在氢后，不能与稀盐酸反应，没有气泡产生，B错误；
C、②③均无明显现象，铜和银的活动性无法判断，C错误；
D、①铁与稀盐酸反应产生气泡，可证明活动性：Fe>H，②铜不与稀盐酸反应，没有气泡产生，可证明活动性：CuAg，综合①②④，可证明活动性：Fe>Cu>Ag，D正确。
故选D。
2．（2025·吉林长春）元素化合价和物质类别是认识物质的两个重要维度。如图是硫元素“价类二维图”。下列说法错误的是
A．x为+3
B．对应的点是b点
C．a点对应的物质在氧气中燃烧生成
D．锌与c点对应物质的稀溶液反应能生成氢气
【答案】A
【详解】A、通常在化合物中氧元素显 2价，根据化合物中各元素正负化合价代数和为零。对于SO2，设S的化合价为x，则x+( 2)×2=0，解得x=+4，x为+4，而不是+3，选项说法错误，符合题意；
B、SO3中硫元素的化合价为+6价，且SO3属于氧化物；在该 “价类二维图” 中，b点表示+6价的硫的氧化物，所以SO3对应的点是b点，选项说法正确，不符合题意；
C、a点对应的物质是硫单质S，硫在氧气中燃烧生成二氧化硫，化学式为SO2，选项说法正确，不符合题意；
D、c点对应的物质是含有+6价硫元素的酸，对应的物质是硫酸H2SO4，锌是活泼金属，锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，锌与c点对应物质的稀溶液反应能生成氢气，选项说法正确，不符合题意。
故选A。
3．（2025·重庆）科技创新是发展新质生产力的核心要素。
(1)某电池的工作原理是用钠和硫在一定条件下生成硫化钠，反应的化学方程式为 ，此反应中钠原子 电子形成钠离子。
(2)我国无人机技术全球领先。无人机的部分组件由铝、铜等金属熔合而成的材料制成，此材料属于 （填“合金”或“合成材料”）。铝有良好的抗腐蚀性能，其原因是 ，写出一个能验证铝和铜金属活动性强弱的化学方程式 。
【答案】(1) 失去
(2) 合金 表面形成一层致密氧化膜，阻止进一步反应 2Al+3CuSO4=3Cu+Al2(SO4)3或2Al+3CuCl2=3Cu+2AlCl3或2Al+3Cu(NO3)2=2Al(NO3)3+3Cu
【详解】（1）某电池的工作原理是用钠和硫在一定条件下生成硫化钠，反应的化学方程式为：2Na+SNa2S，因为钠原子最外层有1个电子，所以此反应中钠原子失去电子形成Na 。
（2）我国无人机技术全球领先。无人机的部分组件由铝、铜等金属熔合而成的材料制成，此材料属于合金。
铝有良好的抗腐蚀性能，其原因是常温下，铝与空气中的氧气反应表面形成一层致密氧化膜，从而阻止铝进一步被氧化。
金属活动性顺序中，排在前面的金属能将排在后面的金属从其化合物的水溶液中置换出来，能验证铝和铜金属活动性强弱的化学方程式为：2Al+3CuSO4=3Cu+Al2(SO4)3或2Al+3CuCl2=3Cu+2AlCl3或2Al+3Cu(NO3)2=2Al(NO3)3+3Cu，反应说明金属活动性Al＞Cu。
4．（2025·湖南长沙）化学实验课上，小湘同学用稀盐酸和石灰石制取二氧化碳并探究金属的化学性质。
回答下列问题：
(1)仪器①的名称是 。
(2)制取二氧化碳时，应选择的发生和收集装置的组合是 （填字母序号）。
(3)将二氧化碳通入紫色石蕊溶液中，观察到溶液变 色。
(4)向两支试管中分别加入铝片和铜片，然后各加入5mL稀盐酸，观察到铝片上有气泡产生，铜片无明显现象，说明铝的金属活动性比铜的 （填“强”或“弱”）。
【答案】(1)集气瓶
(2)BD
(3)红
(4)强
【详解】（1）由图可知，仪器①为集气瓶。
（2）实验室用大理石或石灰石和稀盐酸制取二氧化碳，该反应为固液常温反应，发生装置选B，二氧化碳密度比空气大，且能溶于水，收集装置选D。
（3）二氧化碳和水反应生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊溶液变红色，则可观察到溶液变红色。
（4）在金属活动性顺序中，位于氢前面的金属能把盐酸中的氢置换出来，而位于氢后面的金属不能，则观察到铝片上有气泡产生，铜片无明显现象，说明铝的金属活动性比铜的强。
5．（2025·山东日照）为回收废旧手机主板中的贵金属Ag、Au，根据下面工艺流程图，回答下列问题。
已知：所含某种(或某些)元素化合价降低的反应物称为氧化剂；所含某种(或某些)元素化合价升高的反应物称为还原剂。
(1)金属活动性顺序：Ag Au(选填“>”或“＜”)。
(2)预处理时将手机主板进行粉碎，目的是 。
(3)中氮元素的化合价是-3，银元素的化合价是 。
(4)生成Au的反应： ，反应中 作还原剂。(均填化学式)
(5)欲回收AgCl中的Ag，可选择下列试剂中_______(填字母)。
A．硝酸和盐酸 B．氨水 C．
【答案】(1)
(2)增大反应物间的接触面积， 从而使反应更快、更充分
(3)+1
(4)
(5)BC
【详解】（1） 在金属活动性顺序中，银的活动性比金强，所以。
（2）分析预处理时粉碎手机主板的目的 将手机主板粉碎，可以增大反应物间的接触面积， 从而使反应更快、更充分。
（3）计算中银元素的化合价 在中，氮元素的化合价是-3， 氢元素的化合价是+1，氯元素的化合价是-1 。根据化合物中各元素正负化合价代数和为零的原 则，设银元素的化合价为x，则。
（4）反应前有2个、2个、4个、3 个，反应后有2个、6个、3个，所以 括号内应补充2个和2个，即。在该反应 中，锌元素的化合价由0价升高到+2价，所含元素化合价升高的反应物为还原剂，所以作还原 剂。
（5）A、选项硝酸和盐酸不能与反应回收，不符合题意；
B、选项氨水能与反应生成，可回收，符合题意；
C、选项能与反应生成， 可回收，不符合题意；
故选BC。
命题点3 金属活动性顺序表
金属活动性顺序及规律
（1）在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，活动性就越强。
（2）在金属活动性顺序里，位于氢前面的金属能置换出稀盐酸、稀硫酸中的氢。
（3）在金属活动性顺序里，位于前面的金属能把后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来（K Ca Na除外）。
2、应用
（1）判断金属被开发利用的先后顺序。
（2）判断某些置换反应能否发生。
（3）判断金属与混合盐溶液反应后滤液、滤渣的成分。
当有多个置换反应都能发生时，在活动性顺序中金属之间间隔远的反应先发生。一个置换反应结束后，另一个置换反应才会发生。如在硫酸亚铁和硫酸铜的混合溶液中加入锌粒，锌先和硫酸铜反应，反应完毕后，若锌有剩余，才和硫酸亚铁反应。
3、金属活动性顺序的比较方法：比较Cu、Fe、Ag三种金属的活动性顺序
（1）选用试剂：Fe、Ag、CuSO4溶液
“两金夹一液”：即选用三种金属活动性最强和最弱的两种金属的单质及活动性介于中间的金属的化合物溶液作为试剂，根据两种金属单质分别与化合物溶液反应的情况进行判断。
（2）选用试剂：FeSO4溶液、AgNO3溶液、Cu
“两液夹一金”：即选用三种金属中活动性排在中间的金属单质及其他两种金属的化合物溶液作为试剂，根据金属单质分别与两种化合物溶液反应的情况判断。
4、除杂（原则：不增，不减，易分离，易恢复原状）
混合物 方法 有关化学方程式
Cu(Zn) ①加入足量稀盐酸，过滤、洗涤、干燥 Zn+2HCl = ZnCl2+H2↑
②加入足量硫酸铜溶液，过滤、洗涤、干燥 Zn + CuSO4 = Cu + ZnSO4
FeSO4(CuSO4) 加入足量铁粉，过滤 Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4
1．（2025·四川）下列金属不能与稀反应的是
A． B． C． D．
【答案】D
【详解】A、铁能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，不符合题意；
B、锌能与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，不符合题意；
C、镁能与稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气，不符合题意；
D、在金属活动性顺序里，铜排在氢后，铜与稀硫酸不反应，符合题意。
故选D。
2．（2025·西藏）我国传统工艺“湿法炼铜”涉及反应：。由该反应可知，铁和铜的金属活动性强弱关系是
A．Fe>Cu B．Fe【答案】A
【详解】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化合物的溶液里置换出来。根据反应：可知， Fe能将Cu从CuSO4溶液中置换出来，说明在金属活动性顺序里，Fe排在Cu前面。在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，它的活动性就越强，所以Fe的活动性比Cu强。
故选A。
3．（2025·山东威海）欲探究Mg、Cu、Ag的金属活动性顺序，仅用组内试剂无法实现的是
A．Mg、Cu、稀硫酸、AgNO3溶液 B．Mg、Cu、Ag、稀硫酸
C．溶液 D．溶液、溶液
【答案】B
【详解】A、分别将镁、铜放入稀硫酸中，镁能和硫酸反应，但铜不能，则说明镁比铜活泼，再将铜放入硝酸银溶液中，铜能将银从硝酸银溶液中置换出来，则说明铜比银活泼，则可得到金属活动性顺序：锌>铜>银，该选项不符合题意；
B、镁能和硫酸反应，铜、银不能和硫酸反应，只能说明镁最活泼，但不能比较铜、银的金属活动性顺序，该选项符合题意；
C、镁能将铜从硫酸铜溶液中置换出来，但银不能，说明金属活动性顺序：镁>铜>银，该选项不符合题意；
D、铜不能和硫酸镁反应，但能和硝酸银反应，说明金属活动性顺序：镁>铜>银，该选项不符合题意。
故选B。
4．（2025·陕西）中国古代冶炼锡常用的方法是将数百斤锡砂（主要成分是）和数百斤木炭混合，使其在高温下反应，生成锡的反应是：。下列说法正确的是
A．中锡元素的化合价为+2
B．上述反应是置换反应
C．和木炭质量比为时，二者恰好完全反应
D．木炭在冶炼中只起到燃烧放热的作用
【答案】B
【详解】A、中氧元素的化合价为-2价，则锡元素的化合价为+4，故选项说法不正确。
B、，该反应符合“一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质和一种化合物”的特点，属于置换反应，故选项说法正确。
C、根据化学方程式可知，二者恰好完全反应时，和木炭质量比为(119+16×2):(12×1)=151:12，故选项说法不正确。
D、木炭在冶炼中不仅燃烧放热，使其在高温下反应，同时作为还原剂参与反应，故选项说法不正确。
故选B。
5．（2025·山东济宁）将一定质量Zn(NO3)2和AgNO3的混合溶液，按如图所示进行实验，现象如图中所述：
分析图中信息进行判断，下列说法合理的是
A．滤渣中可能含有单质Zn
B．滤渣中一定含有单质Ag、Fe
C．滤渣的质量一定小于ag
D．滤液中一定含有Mg2+，Fe2+，可能含有Zn2+
【答案】B
【分析】金属活动性：Mg＞Zn＞Fe＞Ag，向混合溶液中加入ag镁粉和铁粉的混合物，镁先与硝酸银反应生成硝酸镁和银，如果硝酸银完全反应后镁过量，镁再与硝酸锌反应生成硝酸镁和锌，如果镁与硝酸银反应后，硝酸银过量，铁再与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，铁与硝酸锌不反应。充分反应后，过滤，得到滤渣和浅绿色滤液，说明铁与硝酸银发生了反应，则镁已经完全反应，则硝酸锌没有参与反应，向滤渣中滴加稀硫酸，得到无色气体，说明滤渣中一定含铁，铁能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，镁、铁一定与硝酸银反应生成了银，故滤渣中一定含银。
【详解】A、由分析可知，滤渣中一定含铁和银，硝酸锌没有参与反应，则滤渣中一定不含锌，不符合题意；
B、由分析可知，滤渣中一定含有单质银、铁，符合题意；
C、由分析可知，向混合溶液中加入ag镁粉与铁粉的混合物后，发生反应为镁与硝酸银反应生成硝酸镁和银，即，24份质量的镁置换出216份质量的银，固体质量增加，铁与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，即，56份质量的铁置换出216份质量的银，固体质量增加，故滤渣的质量大于ag，不符合题意；
D、由分析可知，镁与硝酸银反应生成了硝酸镁和银，铁与硝酸银反应生成了硝酸亚铁和银，铁过量，则硝酸银已经完全反应，硝酸锌没有参与反应，故滤液中一定含有硝酸镁、硝酸亚铁、硝酸锌，一定不含硝酸银，即滤液中一定含有镁离子、亚铁离子、锌离子，一定不含银离子，不符合题意。
故选B。
6．（2025·陕西）将一定量铁粉加入含有Cu(NO3)2和AgNO3两种溶质的溶液中，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣。则下列说法正确的是
A．若滤液中有AgNO3，则滤渣中一定没有Cu、Ag
B．若滤渣成分为Cu、Ag、Fe，则滤液中溶质只有一种
C．若滤渣成分为Cu、Ag，则滤液中一定有Fe(NO3)3
D．若滤液中有Cu(NO3)2，则滤渣中加入稀硫酸一定会有气泡产生
【答案】B
【分析】根据金属活动性顺序（Fe > Cu > Ag），铁粉优先置换AgNO3中的Ag，同时产生硝酸亚铁，如果铁过量，铁再置换硝酸铜中的Cu，同时产生硝酸亚铁。
【详解】A. 若滤液中有AgNO3，说明AgNO3未完全反应，此时Fe仅置换部分银离子，滤渣中必然含有Ag，但Cu未被置换（因AgNO3未反应完时Fe不会置换Cu）。因此，滤渣中一定含有Ag，而非“没有Cu、Ag”。A错误。
B. 若滤渣含Fe、Cu、Ag，说明Fe过量，AgNO3和Cu(NO3)2已完全反应。Fe在置换反应中生成Fe2+，溶质仅剩硝酸亚铁。B正确。
C. 若滤渣含Cu、Ag，说明Fe已置换Ag和Cu，但Fe可能未完全反应。Fe在置换反应中生成Fe2+，而非Fe3+。因此，滤液中应一定含有硝酸亚铁，而非硝酸铁。C错误。
D. 若滤液含硝酸铜，说明Fe可能未与硝酸铜反应或者只反应了部分硝酸铜，此时滤渣中一定含有银，可能含有铜，而无Fe。加入稀硫酸时，无Fe则无气泡。因此，“一定会有气泡”不成立。D错误。
故选B。
7．（2025·山东淄博）某兴趣小组对金属的物理性质和化学性质进行实验探究。
(1)将黄铜片与铜片相互刻画，铜片表面有明显划痕，由此得出的结论是 。手持铜丝一端，在酒精灯火焰上灼烧另一端，手指感觉发烫，这说明金属铜具有 。
(2)为探究镉(Cd)、锌、铜的金属活动性顺序，小组同学开展了如下实验探究。
[作出猜想]结合已知的金属活动性顺序，作出如下猜想。
猜想一：Cd＞Zn＞Cu；
猜想二：Zn＞Cd＞Cu；
猜想三： 。
[实验探究]
供选用的试剂：镉片、锌片、铜片、稀硫酸、CdSO4溶液、ZnSO4溶液、CuSO4溶液。
实验序号 实验操作 实验现象 实验结论
I 镉片上有气泡产生
II 将用砂纸打磨过的锌片放入试管中，向试管中加入适量CdSO4溶液 锌片上 金属活动性：Zn＞Cd
实验II中反应的化学方程式为 。
[得出结论]猜想 正确。
【答案】(1) 黄铜的硬度比纯铜大 良好导热性
(2) Zn＞Cu＞Cd 将镉片放入试管中，再加入稀硫酸 活动性∶Cd＞H(或Cd＞Cu) 有固体析出 二
【详解】（1）将黄铜片与铜片相互刻画，铜片表面有明显划痕，说明黄铜片比铜片硬度大；手持铜丝一端，在酒精灯火焰上灼烧另一端，手指感觉发烫，这说明金属铜具有导热性；
（2）由于锌比铜活泼，再结合其他猜想，可知镉、锌、铜的金属活动性顺序还可能为：Zn＞Cu＞Cd；依据镉片上有气泡产生，操作为将镉片放入试管中，再加入稀硫酸，产生气泡，说明镉能与稀硫酸反应，说明活动性Cd＞H(或Cd＞Cu)；依据结论：金属活动性：Zn＞Cd，将锌片放入CdSO4溶液中，锌与硫酸镉反应生成镉和硫酸锌，能观察到有固体析出；化学方程式为；故可得出活动性：Zn＞Cd＞Cu，猜想二正确。
命题点4 金属矿石与金属冶炼
地球上的金属矿石
广泛存在于地壳和海洋中，除了金、银、铂等有单质的形式存在，金属多以化合物的形式存在。
2、常见的金属矿物
矿物名称 赤铁矿 磁铁矿 铝土矿 赤铜矿 金红石 软锰矿
主要成分 Fe2O3 Fe3O4 Al2O3 Cu2O TiO2 MnO2
3、工业炼铁：
（1）设备：高炉
（2）原料：铁矿石（赤铁矿或磁铁矿）、焦炭、石灰石、空气。
（3）反应原理：C+O2CO2、CO2+C2CO、3CO+Fe2O32Fe+3CO2。
（4）焦炭的作用：①提供热量（ C+O2 ( http: / / img.blog. / photo / dFjKCQJGnS0mJrrkO4QY7Q== / 5149584698922270759.jpg )CO2）；②生成CO（C + CO2 ( http: / / img.blog. / photo / rhf4jL3651HoryhaZ5lONw== / 2265029137591313382.jpg )2CO）
（焦炭虽具有还原性，但是CO气体具有流动性，与铁矿石接触更充分）
（5）石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅（SiO2）转变为炉渣（CaSiO3）。
（6）产品：生铁（实验室中“炼”出的铁不含碳，而工业生产中炼出的铁含碳）。
4、含杂质问题的计算计算公式：
【易错提醒】
涉及混合物的化学方程式计算，代入计算的一定是纯净物质量，如混合物需要转换成纯净物质量。
1．（2025·四川）实验室利用如图装置模拟工业炼铁，有关说法错误的是
A．澄清石灰水可检验生成的
B．将尾气点燃，可防止污染空气
C．“炼铁”的化学方程式为
D．实验得到的固体产物能被磁铁吸引
【答案】C
【详解】A、CO2能使澄清的石灰水变浑浊，该实验中澄清石灰水的作用是检验生成的CO2。此选项正确。
B、该实验的尾气中含有没有参加反应的CO，CO有毒，是空气污染物。将尾气点燃，将有毒的CO转化成无毒的CO2，可防止污染空气。此选项正确。
C、化学方程式没有配平，正确的化学方程式为：。此选项错误。
D、实验得到的固体产物是铁，能被磁铁吸引。此选项正确。
故选C。
2．（2025·海南）我国科学家研发了一种闪速炼铁技术，用氢气还原铁矿石粉，只需3～6秒即可完成传统高炉5～6小时的炼铁过程，且还原率大于90%。如图为传统高炉炼铁和闪速炼铁的示意图。下列说法不正确的是
注：“品位”指矿石中有用元素或有用矿物含量的百分率，百分率越大，品位越高。传统高炉炼铁通常使用高品位铁矿石。
A．传统高炉炼铁是用焦炭直接还原铁矿石高温
B．闪速炼铁技术通过将粉状铁矿砂喷入高温还原塔内，实现快速还原
C．与传统高炉炼铁相比，闪速炼铁技术能有效处理低品位铁矿石
D．闪速炼铁技术通入过量氢气，出炉烟气中含有较多的氢气可回收利用
【答案】A
【详解】A、在传统高炉炼铁中，焦炭（C）通过反应最终转化成一氧化碳（CO），然后主要由CO将铁矿石还原成铁，错误，A选项符合题意；
B、状铁矿砂接触面积大，喷入高温还原塔内，可实现快速还原，正确，B选项不符合题意；
C、闪速炼铁技术，由于其反应条件和工艺特点，能够更有效地处理低品位铁矿石，可以在一定程度上降低对铁矿石品位的依赖，提高低品位铁矿石的利用率，正确，C选项不符合题意；
D、闪速炼铁技术，为保证铁矿砂能充分被还原，通入过量氢气，氢气作为还原剂参与反应，反应后未反应的氢气会随着炉烟气排出，由于氢气具有可燃性，可将氢气进行回收利用，正确，D选项不符合题意。
故选：A。
3．（2025·云南）阅读短文，回答问题。
《千里江山图》使用天然矿物颜料层层着色，历经千载依然厚重绮丽。
第一层以墨绘之。古人焚烧植物，收集火烟凝成的黑灰制得最早的炭黑。第二层以赭石上红色，其主要成分为Fe2O3.第三、四层均上绿色，此色从石绿取之，石绿的主要成分为。第五层上青色，此色取自石青，主要成分为。
矿物颜料为《千里江山图》增添了极大的色彩魅力，让这幅古画在历史长河中熠熠生辉。
(1)以墨绘画长久不变色，原因是常温下碳具有 性。
(2)赭石的主要成分中，金属元素的化合价为 。工业上也可用赭石和一氧化碳炼铁，其化学方程式为 。
(3)石绿在一定条件下会转化为石青，其化学方程式为，则X的化学式为 。
【答案】(1)稳定
(2) +3 3CO+Fe2O32Fe+3CO2
(3)H2O
【详解】（1）以墨绘画长久不变色，原因是常温下碳具有稳定性；
（2）赭石主要成分为Fe2O3，氧化铁中的氧元素化合价为-2，根据化合物化合价代数和为0可得铁元素化合价为+3；
工业上一氧化碳和氧化铁高温下生成铁和二氧化碳，化学方程式为：3CO+Fe2O32Fe+3CO2；
（3）根据质量守恒定律，化学反应前后原子种类和数目不变，反应前有6个Cu原子，6个H原子、4个C原子和17个O原子，反应后有6个Cu原子，4个H原子、4个C原子和16个O原子，故X有2个H原子、1个O原子，X的化学式为H2O。
4．（2025·四川）利用赤铁矿石（主要成分为）炼铁的工艺流程示意图如下所示。回答下列问题：
(1)将矿石粉碎的目的是 。
(2)还原反应室中发生反应的化学方程式为 （任写一个）。
(3)催化反应室中发生的反应之一为。其中的化学式为 。
(4)燃烧室为还原反应室提供热量，其中的能量转化是将 能转化为热能。
(5)铁具有广泛的用途，举一例 。写出日常生活中防止铁制品生锈的一种方法 。
【答案】(1)增大反应物的接触面积，使反应更充分
(2)（或）
(3)
(4)化学
(5) 制铁锅 刷油漆（其他合理答案均可）
【详解】（1）矿石粉碎是为了增大反应物的接触面积，使反应更充分；
（2）还原反应室中、均可与赤铁矿石中的反应生成，反应的化学方程式为、；
（3）根据化学反应前后原子种类、数目不变，反应后C、O、H原子个数分别为2、2、4，反应前已有C、O、H原子个数分别为1、0、4，则一个X分子中含有1个C原子、2个O原子，X为；
（4）燃烧室中燃料的燃烧过程是将化学能转化为热能；
（5）铁可以制成铁锅等；铁与氧气、水共同接触时易生锈，日常生活中可通过刷油漆、保持铁器具表面干燥等方法隔绝氧气和水，防止铁生锈。
5．（2025·江苏宿迁）某炼铁厂以焦炭、赤铁矿、空气等为主要原料炼铁，反应过程如下：
(1)写出方框中相应物质的化学式 。
(2)现有1600t含75％氧化铁的赤铁矿，理论上最多能炼出纯铁的质量是多少(利用化学方程式计算)？
【答案】(1)CO
(2)解：设理论上最多能炼出纯铁的质量为x。
解得：x=840t
答：理论上最多能炼出纯铁的质量为840t。
【详解】（1）二氧化碳与焦炭在高温条件下反应生成一氧化碳（CO），故填：CO；
（2）详见答案。
命题点5 金属的锈蚀与防护
1、实验探究：铁锈蚀条件的探究
现象 分析 结论
试管A 铁钉生锈 铁与水、氧气同时接触 铁生锈的过程是铁与空气中的氧气、水蒸气发生化学反应的过程
试管B 铁钉无明显变化 铁只与水接触
试管C 铁钉无明显变化 铁只与氧气接触
（1）蒸馏水煮沸并迅速冷却的目的是除去水中溶解的氧气；试管B中植物油的作用是隔绝氧气；试管C中的干燥剂是氯化钙，具有吸水性。
（2）铁生锈属于缓慢氧化，铁锈呈红棕色，其主要成分是Fe2O3·xH2O，结构疏松，不能阻碍里面的铁继续氧化。
2、金属的防护
（1）原理：隔绝氧气和水蒸气。
（2）具体措施：
①保持铁制品表面洁净、干燥；
②表面覆盖一层保护膜：如喷漆、涂油、烧制搪瓷、烤蓝、镀耐腐蚀的金属如铬等；
③改变内部结构，制成耐腐蚀的合金，如不锈钢。
3、保护金属资源
（1）保护金属资源的原因：矿物的储量有限，且不能再生。
（2）保护金属资源的途径：
①防止金属的腐蚀；②回收利用废旧金属；③有计划、合理地开采金属矿物，严禁不顾国家利益的乱采矿；④寻找金属的代用品。
（3）金属回收利用的意义：节约金属资源和能源，减少对环境的污染。
1．（2025·山东德州）铁是应用较广泛的金属。下列铁制品最容易生锈的是
A．喷漆的栏杆 B．涂油的链条 C．未擦干的铁锅 D．不锈钢保温杯
【答案】C
【详解】铁生锈是铁与氧气、水发生化学反应的过程，生锈的条件是：铁、氧气和水同时存在。防止生锈的方法包括隔绝空气或水分（如涂漆、涂油）或使用抗腐蚀材料（如不锈钢）。
A、喷漆是在铁表面形成了一层致密的保护层，隔绝了氧气和水，阻止了铁的生锈，所以此选项不符合题意；
B、涂油是在铁表面形成油膜，隔绝了氧气和水，有效的防止铁生锈，因此不易生锈，所以此选项不符合题意；
C、锅未擦干，表面残留水分，提供了生锈所需的水，同时暴露在空气中，有充足的氧气，完全满足生锈条件，因此最容易生锈，所以此选项符合题意；
D、不锈钢是铁合金（含铬、镍等），表面形成致密的氧化铬保护层，隔绝氧气和水，具有抗腐蚀性。因此不易生锈，所以此选项不符合题意。
故选C。
2．（2025·山东青岛）下列做法有利于防止金属生锈的是
A．自行车淋雨后未及时擦干 B．给室外铁制篮球架刷油漆
C．将钢铁制品存放在潮湿的环境中 D．经常用食盐水清洗铁制品
【答案】B
【详解】A. 自行车淋雨后表面残留水分，提供生锈所需的水分条件，会加速生锈。因此，这种做法不利于防止金属生锈。故A错误。
B. 油漆能形成一层致密的保护层，隔绝铁与氧气和水分的接触，从而有效防止生锈。因此，这种做法有利于防止金属生锈。故B正确。
C. 潮湿环境含有大量水分，会促进铁与氧气、水的反应，加速生锈。因此，这种做法不利于防止金属生锈。故C错误。
D.食盐水中的盐分会加速铁的腐蚀，使生锈更快。因此，这种做法不利于防止金属生锈。故D错误。
故选B。
3．（2025·山东烟台）2025年世界环境日中国主题是“美丽中国我先行”。下列做法不符合这一主题的是
A．积极参与垃圾分类投放 B．深埋废旧电池防止污染
C．设计家庭低碳行动方案 D．回收化学实验后的废液集中处理
【答案】B
【详解】A、垃圾分类投放，能提高资源利用率，减少污染，符合环保要求。正确；
B、深埋废旧电池可能导致重金属渗入土壤和地下水，污染环境。正确做法是回收或专业处理。错误；
C、设计家庭低碳方案，可以减少碳排放，符合可持续发展理念。正确；
D、回收实验废液集中处理，可避免有害物质污染环境。正确。
故选B。
4．（2025·河南）金属在改善人类生活方面发挥着巨大作用。下列相关叙述不正确的是
A．纯铜的硬度比黄铜的大 B．钛合金具有良好的抗腐蚀性能
C．铁制品刷漆可防止生锈 D．回收废旧金属可实现资源再利用
【答案】A
【详解】A、合金的硬度通常比其成分金属更高，黄铜是铜和锌的合金，因此硬度应大于纯铜，故A错误；
B、钛合金因表面易形成致密氧化膜，抗腐蚀性能优异，常用于耐腐蚀材料，故B正确；
C、铁生锈需接触水和氧气，刷漆可隔绝二者，从而防锈，故C正确；
D、回收金属能减少资源浪费、降低污染，符合可持续发展理念，故D正确。
故选A。
5．（2025·山东烟台）国家非物质文化遗产“章丘铁锅”表面光滑如镜，炒菜不粘锅。制作时经过了冷锻、热锻等十二道工序，上万次捶打。兴趣小组以“章丘铁锅”为主题进行项目式学习。
任务一：认识铁料的来源
(1)自然界中的铁。因为铁的化学性质 ，所以自然界中的铁元素大多以 形式存在。
(2)炼铁。工业炼铁常用热还原法。一氧化碳在高温条件下还原氧化铁的化学方程式是 。
任务二：认识铁锅的制作
(3)裁料。在钢板上划线，沿线切出锅胚。传统工艺常用一种蓝色溶液划线，划线处会出现红色物质，该蓝色溶液可能是 （写一种物质）溶液。
(4)锻打。铁锅胚锻打成型，是利用铁具有 （性质）。
(5)淬火。将锻打好的铁锅加热，然后伸入到冷水中，铁在高温下与水蒸气反应生成一层致密的四氧化三铁，铁锅的硬度和耐磨性会显著增强，另外还生成一种气体单质。该反应的化学方程式是 。
(6)防锈。在制好的铁锅表面涂一层油防止锈蚀，其原理是 。
【答案】(1) 比较活泼 化合物
(2)
(3)硫酸铜
(4)延展性
(5)
(6)隔绝氧气和水
【详解】（1）铁的化学性质比较活泼，容易与水、氧气等反应；所以自然界中的铁元素大多以化合物形式存在。
（2）一氧化碳在高温条件下还原氧化铁生成铁和二氧化碳，化学方程式是；
（3）蓝色溶液可能是硫酸铜 溶液，因为铁能与硫酸铜发生置换反应，生成红色的铜和硫酸亚铁。
（4）铁锅胚锻打成型，是利用铁具有延展性 。
（5）依据质量守恒定律，反应前有铁（Fe）、氢（H ）、氧（O）元素，反应后已知生成Fe3O4（含Fe、O元素 ），所以缺失的气体单质必含氢元素，即为氢气；铁在高温下与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，化学方程式是；
（6）在制好的铁锅表面涂一层油防止锈蚀，原理是隔绝氧气和水。
6．（2025·上海）讨论铁钉的生锈条件，设计如下实验，说明如何预防铁制品的生锈。
(1)完成下列表格：
画出正确的图：
现象 铁钉生锈 铁钉未生锈
结论：铁生锈与氧气、水有关。
(2)铁在空气中加热会生成四氧化三铁薄膜，写出化学方程式： ；
(3)铁可以在空气生成酥松的铁锈，而四氧化三铁可以防止生锈，那么四氧化三铁和氧化铁生成条件的区别是 ；
(4)防铁锈的方法 。
【答案】(1) 铁钉未生锈
(2)
(3)生成四氧化三铁要求严格，必须高温，环境干燥
(4)制成不锈钢、出厂前在铁表面形成致密的四氧化三铁
【详解】（1）结论为铁生锈与氧气和水有关，第一个实验中铁和氧气、水共同接触，会生锈，第二个实验中铁只和氧气接触，不会生锈，对比可知铁生锈需要与水接触，则第一个实验和第三个实验对比可探究铁生锈需要与氧气接触，则第三个实验中，铁只和水接触，故图为：。
（2）铁和氧气加热条件下反应生成四氧化三铁，反应的化学方程式为：。
（3）铁可以在空气生成酥松的铁锈，而四氧化三铁可以防止生锈，那么四氧化三铁和氧化铁生成条件的不同，生成四氧化三铁要求严格，必须高温，环境干燥，而铁锈的生成需要常温下同时接触水和氧气。
（4）铁制品生锈的条件是同时与氧气和水直接接触，所以制成不锈钢（或出厂前在铁表面形成致密的四氧化三铁，合理即可），都可以取得防锈的作用。
1．（2025·山东滨州）中华民族在认识、改造和应用物质方面有着光辉灿烂的文明史。下列不属于化学变化的是
A．陶瓷烧制 B．工业炼铁
C．甲骨刻字 D．火药爆炸
【答案】C
【详解】A、陶瓷烧制有新物质生成，属于化学变化，不符合题意；
B、工业炼铁，铁矿石生成铁，有新物质生成，属于化学变化，不符合题意；
C、甲骨刻字过程中只是形状发生改变，没有新物质生成，属于物理变化，符合题意；
D、火药爆炸过程中有新物质生成，属于化学变化，不符合题意；
故选C。
2．（2025·海南）汉字是中华文化传承的标志。下列不同历史时期汉字载体中属于金属材料的是
A．龟甲 B．铜鼎
C．竹简 D．石刻
【答案】B
【分析】金属材料包括纯金属和合金；
【详解】A.金属材料包括纯金属和合金，龟甲主要成分含胶质、脂肪即钙盐等，不属于金属材料，故A错误；
B.青铜器为合金，属于金属材料，故B正确；
C.竹简主要成分是纤维素，属于天然有机高分子材料，不属于金属材料，故C错误；
D.石刻材料主要包括花岗岩、大理石、青石、汉白玉等天然石材，不属于金属材料，故D错误。
故选：B。
3．（2025·山东青岛）在国家级非遗珠宝工艺“花丝镶嵌”中，金能被加工成比发丝还细的金丝，体现了金具有的性质是
A．导电性 B．导热性 C．延展性 D．有金属光泽
【答案】C
【详解】A、导电性是指金属能传导电流的性质，如铜用于电线。但题干中金被加工成细丝，强调的是形状变化，而不是导电功能，因此不体现导电性。结论：错误。
B、导热性是指金属能传递热量的性质，如铝用于锅具。题干中金丝的加工过程不涉及热量传递，只涉及物理变形，因此不体现导热性。结论：错误。
C、延展性是指金属能被拉伸成细丝或压成薄片的性质。题干中金被加工成比发丝还细的金丝，正是金在受力时被拉伸而不破裂的体现，这直接对应延展性。结论：正确。
D、金属光泽是指金属表面有闪亮的光泽，如金首饰的外观。但题干强调的是加工过程（拉成细丝），而不是最终产品的外观，因此不体现金属光泽。结论：错误。
故选C。
4．（2025·陕西）物质的性质决定其用途。下列物质的用途与性质的关系不相符的是
A．液氧与甲烷用作火箭推进剂，利用了氧气的可燃性
B．活性炭用于去除水中的色素与异味，利用了活性炭的吸附性
C．铜用于制作导线，利用了铜的导电性
D．氩气用作金属焊接时的保护气，利用了氩气化学性质的稳定性
【答案】A
【详解】A.液氧作为火箭推进剂，利用的是氧气的助燃性，氧气本身不能燃烧，氧气没有可燃性，因此A选项符合题意；
B.活性炭具有疏松多孔的结构，因此有强吸附性，可去除水中色素、异味，因此B选项不符合题意；
C. 铜是金属，具有良好的导电性，因此可制作导线，因此C选项不符合题意；
D.氩气是稀有气体，化学性质稳定（不易与其他物质反应），因此可作金属焊接的保护气，因此D选项不符合题意；
故选A。
5．（2025·黑龙江大庆）古代文献体现先贤智慧，下列古代生产生活涉及的化学方程式正确的是
A．“铁为胆水(CuSO4溶液)所薄，上生赤煤”：2Fe+3CuSO4=3Cu+Fe2(SO4)3
B．“煤饼烧石(主要成分是CaCO3)成灰(含CaO)”：CaCO3=CaO+CO2↑
C．“有火井……取井火(主要成分是CH4)煮之”：CH4+2O2CO2+2H2O
D．“水银……加热还复为丹(含HgO)”：Hg+O2HgO
【答案】C
【详解】A、铁为胆水(CuSO4溶液)所薄，上生赤煤，即铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，正确的反应的化学方程式为Fe+CuSO4=Cu+FeSO4，故选项不符合题意；
B、煤饼烧石(主要成分是CaCO3)成灰(含CaO)，即碳酸钙在高温条件下生成氧化钙和二氧化碳，未标注反应条件，正确的反应的化学方程式为CaCO3CaO+CO2↑，故选项不符合题意；
C、有火井……取井火(主要成分是CH4)煮之，即甲烷完全燃烧时生成二氧化碳和水，化学方程式书写正确，故选项符合题意；
D、水银……加热还复为丹(含HgO)，即汞与氧气在加热的条件下生成氧化汞，化学方程式未配平，正确的化学方程式为2Hg+O22HgO，故选项不符合题意。
故选C。
6．（2025·江苏宿迁）将一定量的镁粉加入到硝酸铜和硝酸银的混合溶液中，充分反应后，过滤，观察到滤液仍为蓝色。下列说法正确的是
A．滤液中一定含有硝酸镁、硝酸铜，一定没有硝酸银
B．滤渣中一定含有银和铜，一定没有镁
C．所得滤液的质量一定小于原混合溶液的质量
D．向滤液中加入稀盐酸，一定产生白色沉淀
【答案】C
【分析】在金属活动性顺序中，镁＞铜＞银。将镁粉加入到硝酸铜和硝酸银的混合溶液中，镁先与硝酸银反应生成硝酸镁和银；当硝酸银完全反应后，镁再与硝酸铜反应生成硝酸镁和铜，因为过滤后滤液仍为蓝色，说明滤液中一定有硝酸铜。
【详解】A、滤液仍为蓝色，说明滤液中一定有硝酸铜，由于镁先与硝酸银反应，若硝酸银没有完全反应，滤液中还会有硝酸银，故选项说法错误；
B、因为滤液中有硝酸铜，说明镁可能只与部分硝酸银反应，也可能与硝酸银反应完后又与部分硝酸铜反应，所以滤渣中一定有银，可能有铜，一定没有镁，故选项说法错误；
C、镁与硝酸银反应，，每24份质量的镁能置换出216份质量的银，溶液质量减小；镁与硝酸铜反应，每 24 份质量的镁能置换出64份质量的铜，溶液质量也减小，所以所得滤液的质量一定小于原混合溶液的质量，故选项说法正确；
D、滤液中可能有硝酸银，也可能没有硝酸银，所以向滤液中加入稀盐酸，不一定产生白色沉淀，故选项说法错误；
故选：C。
7．（2025·江苏徐州）铁与溶液接触，表面有红色固体析出，还有气泡产生。经测定溶液显酸性，且反应过程中溶液酸性先增强后略减弱。为探究酸性变化原因，用冷却后的沸水配制4%的溶液，与洁净的铁钉进行如下实验。下列分析不合理的是
实验1 实验2 实验3
酸性不变 酸性略减弱 酸性先增强后略减弱
A．红色固体为Cu，说明Fe的金属活动性比Cu强
B．溶液显酸性，推测铁钉表面气泡一定是氢气
C．实验2中加入植物油的作用是为了隔绝氧气
D．实验2、3对比证明，溶液酸性增强与、Fe有关
【答案】B
【详解】A、红色固体为铜，说明铁能置换出硫酸铜的铜，由此可得出铁的金属活动性比铜强，故选项说法正确；
B、CuSO4溶液显酸性是由于Cu2 水解产生的H ，铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，同时与酸反应可能产生氢气，也可能是产生的Fe2 被氧化过程中伴随气体生成，因此铁钉表面气泡不一定是氢气，故选项说法不正确；
C、实验2中加入植物油，其目的是隔绝氧气，防止氧气对反应的影响，如防止氧化反应或影响酸性变化，故选项说法正确；
D、实验2中铁的隔绝氧气，铁只与硫酸铜反应，酸性略减弱；而实验3中的铁与氧气接触，酸性先增强后减弱，对比表明氧气和铁共同作用导致酸性增强，故选项说法正确。
故选B。
8．（2025·山东泰安）下列运用控制变量法进行的实验设计，不能达到该实验设计目的的是
A．探究燃烧的条件 B．比较Zn和Fe的金属活动性强弱
C．探究铁生锈的条件 D．探究温度对分子运动快慢的影响
A．A B．B C．C D．D
【答案】B
【详解】A、薄铜片上的白磷和红磷是一组对照实验，变量是着火点，薄铜片上的白磷和热水中的白磷是一组对照实验，变量是氧气，该实验能达到实验目的，不符合题意；
B、该实验有两个变量，一个是金属种类不同，一个是盐酸的浓度不同，不能达到实验目的，符合题意；
C、该实验中①和②是一组对照实验，变量是氧气，①和③是一组对照实验，变量是水，能达到实验目的，不符合题意；
D、该实验的变量是温度，其他条件相同且适宜，能达到实验目的，不符合题意；
故选B。
9．（2025·四川资阳）“碳达峰·碳中和”是我国社会发展重大战略之一。科学研究发现，在催化剂作用下，以太阳能为热源能实现CO2的吸收转化，其反应原理如图。下列说法错误的是
A．有2种金属氧化物参与该循环
B．过程Ⅰ为分解反应，过程Ⅱ为置换反应
C．该循环总反应为
D．该循环中Fe、O、C三种元素的化合价发生了改变
【答案】B
【详解】A、从图中得出参与循环的金属氧化物有Fe3O4和FeO，A正确；
B、根据图示可得出过程I的反应为：，符合一变多的特点，因此过程I属于分解反应；过程II的反应为：，反应物中有两种化合物，不符合置换反应定义，即一种单质、化合物生成另一种单质、化合物，因此过程II不属于置换反应。B错误；
C、结合反应I和反应II，可得出总反应方程式为：，C正确；
D、在反应I中， Fe3O4转化为FeO，铁元素化合价由价转化为+2价，化合价发生改变，同时反应I有氧气生成，氧元素化合价由反应前的-2价转化为0价，化合价也发生改变。在反应II中，CO2转化为C，碳元素化合价由+4价转化为0价，化合价也发生改变。D正确。
故选B。
10．（2025·四川）铝在生产生活中应用广泛。回答下列问题：
(1)铝具有良好的 性，可作炊具。
(2)铝易与空气中氧气反应生成致密的氧化膜，具有很好的抗腐蚀性能。中铝元素的化合价为 。
(3)若用某铝制品与足量的稀盐酸完全反应，生成，则该铝制品中铝单质的质量是多少？(铝制品中其他成分不与盐酸反应，根据化学方程式进行计算，写出计算步骤)
【答案】(1)导热
(2)+3
(3)设该铝制品中铝单质的质量为x，
x=162g，
答：该铝制品中铝单质的质量为162g。
【详解】（1）铝作炊具是利用了铝的导热性；
（2）氧元素的化合价为-2，设铝元素的化合价为x，根据在化合物中各元素化合价的代数和为零，则x×2+（-2）×3=0，解得x=+3；
（3）见答案。
11．（2025·黑龙江哈尔滨）资料一：未来的“钢铁”——钛(Ti)它具有钢铁般的强度，却不像钢铁那么沉重；它又像铝，质轻、抗腐蚀，但其强度却比铝高得多。钛合金还有一种既耐高温又耐低温的特殊本领，是制造轮船、军舰的理想材料，工业上在高温和稀有气体的保护下，用镁和四氯化钛发生置换反应制取钛。
资料二：“敲不碎、砸不烂”的“玻璃之王”——金属玻璃又称非晶态合金，它既有金属和玻璃的优点，又克服了它们各自的弊病。如玻璃易碎，没有延展性，金属玻璃的强度却高于钢，硬度超过高硬工具钢，且具有一定的韧性和刚性，几乎所有的金属都可通过快速凝固的方式成为金属玻璃，人们最初使用的是一种金硅合金，现在常常用铁作为主要材料。
阅读资料，完成下列问题。
(1)金属玻璃属于 (填“合成材料”或“金属材料”)。
(2)根据材料，写出工业冶炼钛的化学方程式： 。
(3)钛合金的性能有 。配方价格较低可 生产成本。质轻化的主要意义表现在 。
A．节约材料 B．节约能源 C．便于加工
【答案】(1)金属材料
(2)
(3) 强度高、质轻、抗腐蚀、既耐高温又耐低温 降低 BC
【详解】（1）由题干信息可知，几乎所有的金属都可通过快速凝固的方式成为金属玻璃，金属玻璃又称非晶态合金，合金属于金属材料；
（2）由题干信息可知，工业冶炼钛的原理是镁与四氯化钛在高温和稀有气体条件下发生置换反应生成钛和氯化镁，化学方程式为；
（3）由题干信息可知，钛合金的性能有强度高、质轻、抗腐蚀、既耐高温又耐低温；
配方价格较低可降低生产成本；
质轻化的主要意义表现在减少运输和运行中的能源消耗，同时也便于加工、安装和操作，故选：BC。
12．（2025·四川广元）我国古代很多发明创造与化学工艺有关。如图是西汉海昏侯墓出土的青铜雁鱼灯。
(1)雁鱼灯的灯体采用青铜材质，青铜与铜相比的优点是 (写一点即可)。
(2)将灯罩关闭即可将火焰熄灭，其原理是 。
(3)我国在西汉时期已经发现铁与硫酸铜溶液反应会生成铜，该反应的化学方程式为 。
(4)据《汉书》记载“高奴县有洧水可燃”，洧水即石油，石油属于 (填“可再生”或“不可再生”)能源。
(5)雁鱼灯出土时表面某些部分存在绿色锈斑。该绿色锈斑的主要成分是碱式碳酸铜【】，可以推知，铜锈蚀的过程是金属铜与、 (填两种物质的化学式)发生反应的过程。
(6)时至今日，防止金属腐蚀仍是保护金属资源的重要途径，请提出一条防止金属腐蚀的建议 。
【答案】(1)硬度大
(2)隔绝空气或氧气
(3)
(4)不可再生
(5)、
(6)保持金属表面洁净干燥
【详解】（1）一般情况下，合金的硬度比组成它的纯金属的硬度大，因此青铜与铜相比的优点是硬度大；
（2）将灯罩关闭即可将火焰熄灭，其原理是隔绝空气或氧气；
（3）铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，化学方程式为；
（4）石油在短时间内不能从自然界中得到补充，属于不可再生能源；
（5）根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，生成物碱式碳酸铜中含有铜元素、氧元素、氢元素和碳元素，反应物铜、氧气中含有铜元素和氧元素，还需要含碳元素和氢元素的物质，空气中的二氧化碳、水中含有碳元素、氢元素，由此可知铜锈蚀的过程是金属铜与、、发生反应的过程；
（6）防止金属腐蚀的建议：保持金属表面洁净干燥、刷漆等。
13．（2025·湖南长沙）“双碳”背景下，“以氢减碳”的氢冶金成为优化能源结构、实现绿色低碳的有效途径之一。下图是我国某工厂设计的高炉低碳冶炼关键技术与工艺。
(1)固化利用能减少的排放，防止 效应的进一步增强。
(2)电解水制氢气的化学方程式为 。
(3)“富氧空气喷吹”有利于高炉炼铁的主要原因是 。
【答案】(1)温室
(2)
(3)一方面增大了的浓度，使焦炭等充分燃烧释放更多热量；另一方面高炉内固体与气体能有足够大的接触面，反应更充分
【详解】（1）二氧化碳是导致温室效应的主要气体之一。固化利用能减少的排放，从而防止温室效应进一步增强。
（2）水在通电的条件下分解生成氢气和氧气，化学方程式为。
（3）燃料燃烧需要氧气，富氧空气中氧气浓度比普通空气高，能使焦炭燃烧更剧烈，释放出更多的热量，从而为高炉炼铁提供充足的能量；另外，还能使高炉内固体与气体能有足够大的接触面，有利于炼铁反应的进行。
14．（2025·山东泰安）某工厂回收了一批废旧机械零件，主要成分为Zn、Fe、Cu(表面含有少量这三种金属的氧化物)。为制取高纯度ZnO，工程师设计了如下工艺流程。
已知：Zn(OH)2难溶于水。
回答下列问题：
(1)滤渣1的成分是 (填化学式，下同)，滤液3中的溶质为 。
(2)加稀硫酸溶解废旧机械零件时，需要通风并远离火源，原因是 。
(3)滤液1中加入过量锌粉充分反应，写出其中任意一个反应的化学方程式 。
(4)工程师认为该工艺流程产生的滤渣还有利用价值。写出其中一项用途 。
【答案】(1)
(2)反应过程中产生氢气，远离火源防止氢气发生爆炸
(3)//
(4)铜回收后可以作导线
【分析】本题主要考查物质的转化和制备，解答时要根据所学知识，结合各方面条件进行分析、判断，从而得出正确的结果。根据金属活动性顺序，零件中的锌、铁以及锌、铁、铜的氧化物都和稀硫酸反应，铜不与稀硫酸反应，故滤液1中有硫酸锌、硫酸亚铁和硫酸铜，滤渣1中有铜。往滤液1中加入锌粉，由于金属活动性顺序：，故锌粉会与滤液中的过量稀硫酸、硫酸亚铁和硫酸铜反应，、、，则滤液2的主要成分是硫酸锌，滤渣2中有铁、铜和过量的锌粉。滤液2中加入适量的氢氧化钠溶液，氢氧化钠会与硫酸锌反应生成硫酸钠和氢氧化锌固体，故滤液3中溶质是硫酸钠。
【详解】（1）某合金主要成分为、、及这三种金属的少量氧化物，锌、铁以及锌、铁、铜的氧化物都和稀硫酸反应，只有铜不能和稀硫酸反应，所以滤渣1中一定有Cu。由分析可知，滤液2的主要成分是硫酸锌，氢氧化钠会与硫酸锌反应生成硫酸钠和氢氧化锌固体，故滤液3中溶质是Na2SO4。
（2）加入稀硫酸时，锌和铁都会与稀硫酸反应生成氢气，氢气具有可燃性，与空气混合点燃易发生爆炸，故该过程需要通风并远离火源。
（3）由分析可知滤液1的主要成分是稀硫酸、硫酸亚铁和硫酸铜，故可以写出任意一个化学反应方程式：//。
（4）由分析可知，滤渣1中有铜，滤渣2中有铁和铜，铜具有导电性，故收集的铜渣可以用于制作导线。
【点睛】根据金属的化学性质分析流程中各个部分的成分是什么是解题的关键。
15．（2025·山东）我国的铜矿产资源比较丰富，需要根据矿石种类的不同选用适当的方法冶炼。
(1)我国古代即有湿法炼铜的技术，南北朝时期又将湿法炼铜中铜盐的范围扩大到所有的可溶性铜盐(如)。铁与氯化铜溶液反应的化学方程式为 。
(2)蓝铜矿的主要成分可溶于稀硫酸。先用稀硫酸浸取矿石，再电解浸取液使铜沉积。电解时能量的主要转化形式为 。
(3)黄铜矿的主要成分为，其冶炼过程大致如下：
①为了增强浮选剂对矿石的富集效果，提高沸腾炉中化学反应的反应速率和原料利用率，需预先对矿石进行的操作为 。
②沸腾炉中，发生反应，X的化学式为 。
③反射炉中，沙子与杂质形成熔渣浮于上层，和FeS熔融生成的“冰铜”沉于下层。中硫元素的化合价为-2，则铜元素的化合价为 。
④转炉中，沙子与杂质形成炉渣，在高温条件下发生的反应过程如下：
判断生成的气体能否直接排放并说明原因 ；的化学方程式为 。
(4)兴趣小组利用如图装置(夹持装置已略去)对我国古代“竖炉炼铜”进行模拟实验，实验原理为。
①依据上述化学方程式计算C与CuO的质量比为 (填最简整数比)，烘干CuO粉末和木炭后，将木炭在研钵中研磨，按此质量比进行实验。效果不佳。
②为获得最佳实验效果，控制C与CuO的总质量一定，按不同质量比进行实验所得反应后物质状态如表，由实验知C和CuO质量比为1：10时实验效果最佳，判断依据是 ，利用数据分析其原因可能是 。
C与CuO的质量比 反应后物质状态(“√”代表有，“”代表无)
红色块状金属 金属光泽 黑色物质
1：9 √ √ 少量
1：10 √ √ 几乎无
1：11 √ × 很少
1：12 √ × 少量
1：13 √ × 较多
【答案】(1)
(2)电能转化为化学能
(3) 将矿石粉碎为碎石块以增大接触面积 +1 不能，二氧化硫为污染物并会对人体造成伤害
(4) 3：40 反应后得到的红色块状金属有金属光泽且黑色物质几乎无 质量比不合适时会有未反应完的氧化铜或碳残留，影响实验效果，1：10 时反应能充分进行
【详解】（1）铁与氯化铜溶液反应生成铜和氯化亚铁，反应的化学方程式为Fe+CuCl2=Cu+FeCl2；
（2）电解过程中，电能促使浸取液中的铜离子发生还原反应沉积出来，能量的主要转化形式就是电能转化为化学能；
（3）①为了增强浮选剂对矿石的富集效果，提高沸腾炉中化学反应的反应速率和原料利用率，需预先对矿石进行粉碎操作，因为将矿石粉碎可以增大反应物的接触面积，使反应更加充分，提高原料利用率；
②在反应中，根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类和数目不变，反应前有2个Cu原子、2个Fe原子、4个S原子、2个O原子，反应后有2个Fe原子、3个S原子、2个Cu原子，所以X中含有1个S原子和2个O原子，则X的化学式为SO2；
③在Cu2S中，硫元素的化合价为-2价，设铜元素的化合价为x，根据化合物中各元素正负化合价代数和为零，可得2x+（-2）=0，x=+1，所以铜元素的化合价为+1价；
④Cu2S在高温条件下与氧气反应生成SO2，SO2是一种有毒气体，会污染空气，所以不能直接排放，Cu2S和Cu2O在高温条件下反应生成铜和二氧化硫，反应的化学方程式为；
（4）①依据化学方程式可知，C与CuO的质量比为12：[2×（64+16）]=3：40；
②当C和CuO质量比为 1：10 时，反应后得到的红色块状金属（铜）有金属光泽，且黑色物质几乎无。表明在该质量比下，反应进行得比较完全，生成的铜的质量较多且杂质较少，所以实验效果最佳，原因可能是质量比不合适时会有未反应完的氧化铜或碳残留，影响实验效果，1：10 时反应能充分进行。
16．（2025·江苏盐城）同学们课后走进实验室，处理含硫酸的硫酸铜废液并回收铜，实验过程如图所示（每一步反应都充分进行，忽略实验损耗）。下列说法错误的是
A．产生H2的质量为0.1 g B．滤液呈浅绿色
C．滤渣是Cu和Fe的混合物 D．滤液中FeSO4的质量为30.4 g
【答案】D
【详解】本题考查金属的化学性质、质量守恒定律、有关化学方程式的计算。实验中发生的反应为、，并且每一步反应都充分进行。
A、根据质量守恒定律，参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和，则产生H2的质量为，A正确，不符合题意；
B、铁粉与硫酸、硫酸铜反应均能生成硫酸亚铁，硫酸亚铁溶液为浅绿色，B正确，不符合题意；
C、根据化学方程式，代入产生氢气的质量，可以求出与硫酸发生反应的铁粉的质量为2.8 g，则剩余铁粉的质量为15 g-2.8 g=12.2 g
设与硫酸铜反应的铁粉的质量为x
由于12.2 g>11.2 g，则反应后铁粉有剩余，滤渣中含有Cu和Fe，C正确，不符合题意；
D、滤液中FeSO4的质量等于铁粉分别与硫酸和硫酸铜反应生成的FeSO4的质量总和，根据铁元素守恒，可以求出滤液中FeSO4的质量为，D错误，符合题意。
故选D。
17．（2025·山东济南）化学小组的同学利用实验室制取氧气以及工业炼铁的化学原理进行实验探究。请根据题目要求，回答下列问题：
制取氧气的实验原理。
(1)用溶液(作催化剂)制氧气的化学方程式为 。
(2)收集氧气时可以用 (填“向上”或“向下”)排空气法。
催化剂对分解的影响。小组同学设计的实验装置如图1所示，用电子秤称量0.04g、0.08g、0.12g的粉末，分别加入三只锥形瓶中，用注射器各量取8mL3%的溶液，连接装置，将溶液注入锥形瓶中，用压强传感器测量各锥形瓶中压强，压强随时间(前)的变化曲线如图2。
(3)根据图2提供的信息，从控制合适的反应速率和节约试剂的角度分析，催化分解的溶液制氧气时，的最佳用量为 (填“”“”“”之一)。
(4)催化制氧气时，氧气的最终产量与的用量 (填“有关”或“无关”)。
(5)金属铂也可以催化制氧气。小组同学设计如图3所示装置制取氧气，实验过程中，若观察到安全管内液面不断上升，说明锥形瓶内压强过大，此时可采取的合理安全措施是 (写出两条即可)。
用 (含少量和水蒸气)测定某样品(杂质为固体且不反应)中的质量分数。实验装置如图所示，检查装置的气密性，进行实验。(假设发生的化学反应都充分反应)
(6)装置B的作用是 。
(7)在装置C的硬质玻璃管中加入该样品15g，充分反应后继续通至硬质玻璃管冷却，测得装置A质量增加2.2g，装置D质量增加8.8g，此时装置C的硬质玻璃管中固体的总质量为 (精确至0.1g)，该样品中的质量分数为 (精确至)。
(8)从环保角度考虑，该实验装置存在的不足之处是 。
【答案】(1)
(2)向上
(3)0.08g
(4)无关
(5)将铂丝向上提起，使其与溶液脱离接触；或将锥形瓶浸入冷水中
(6)吸收中的水蒸气，防止对实验结果产生干扰
(7) 11.8g 77.3%
(8)没有尾气处理装置
【详解】（1）用溶液(作催化剂)制氧气的化学方程式为: ；
（2）氧气密度比空气大，可以用向上排空气法；
（3）从控制合适的反应速率和节约试剂的角度分析，需要找反应速率适中且用量少的情况。观察图2，0.08 g催化时，反应速率比较合适，同时比较节约试剂，故的最佳用量为0.08 g；
（4）根据催化剂的定义，催化剂能改变其他物质的反应速率，但不能改变生成物的质量，生成物的质量与反应物的质量有关，即在本题中氧气的最终产量只与的量有关，与的用量无关；
（5）安全管内液面不断上升，说明锥形瓶内压强过大，为了安全，可采取的措施有：一是可将铂丝向上提起，使其与溶液脱离接触，这样可以极大的减缓产生氧气的速率；二是可将锥形瓶浸入冷水中，降低温度，使气体体积收缩，压强减小；
（6）装置B中的浓硫酸具有吸水性，作用是吸收中的水蒸气，防止对实验结果产生干扰；
（7）装置D质量增加8.8g，增加的质量是反应生成的的质量。以的质量作为已知量，分别计算生成的铁和参加反应的的质量，即可按题意逐一解答。
解：设参加反应的的质量为，生成的质量为。
装置C的硬质玻璃管中固体总质量为生成的铁和样品中杂质的质量，即：8.4g+(15g-11.6g)=11.8g
该样品中的质量分数为:；
（8）是有毒气体，直接排放到空气中会污染环境，而该实验装置中没有对尾气 进行处理的装置。
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