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第六章　金　属
写出图中反应的化学方程式。
1.铁及铁的化合物间的转化
①　 ;
②　 ;
③　 ;
④　 　;
⑤　 ;
⑥　 　;
⑦　 　;
⑧　 ;
⑨　 　 。
2.铜及铜的化合物间的转化
①　 　 ;
②　 　;
③　 　;
④　 　;
⑤　 　;
⑥　 　;
⑦　 　。
金属材料包括　 　以及它们的　 　。
1.金属的物理性质
常温下为固态(除汞外),有颜色和光泽,铁、铝、锌等大多数呈银白色
(铜为亮红色,金为黄色),有良好的　 　、导热性和　 　,熔点、密度、硬度等因金属的不同而不同。
金属材料的物理性质
金属
合金
导电性
延展性
2.合金
(1)概念:由一种金属与其他金属或非金属熔合而成的具有金属特性的混合物。
(2)特性:一般来说,合金的熔点比其组分的熔点　 ,硬度比其组分　 ,抗腐蚀性能更　 　。
(3)常见合金
低
大
好
①
铁
合
金
含碳
量不同
②钛合金:抗腐蚀性能非常好、与人体具有很好的“相容性”,因此可用来制造人造骨等。
③硬铝:强度高、硬度大,可制造飞机、汽车等。
④其他合金:不锈钢、青铜、K金(光泽好)、焊锡(熔点低)、黄铜(强度高)、锰钢等。
合金中一定含有金属,可能含有非金属,如生铁和钢就是铁和碳形成的合金。
1.北斗系统的全面建成彰显了中国航天的力量。在航天科技中运用了大量金属材料。下列有关金属材料的说法中,正确的是( )
A.合金中一定只含金属元素
B.生铁和钢都是铁的合金
C.金属单质在常温下都是固体
D.合金的硬度一般比组成它们的纯金属的硬度更小
B
金属 不同条件下的反应 化学方程式
镁 常温下,在空气中表面形成氧化膜;点燃在空气中剧烈燃烧,发出耀眼的白光 　 　
铝 常温下能与氧气迅速反应生成致密的氧化膜,阻止内部的铝继续被氧化;在纯氧中点燃剧烈燃烧 　 　
铁 常温下,在干燥空气中不与氧气反应;点燃在空气中不燃烧,在纯氧中剧烈燃烧 　 　
金属的化学性质
1.金属与氧气的反应
铜 常温下不与氧气反应;在空气中加热生成黑色氧化铜 　 　
金 “真金不怕火炼”,说明高温下也很难与氧气反应 —
金属活动性 Mg、Al较活泼;Fe、Cu次之;Au的活动性最弱
铝比铁抗腐蚀性能好的原因是在其表面生成了致密而坚固的氧化铝保护膜,与金属活动性无关。
2.下列有关实验现象的描述正确的是( )
A.镁条在空气中燃烧发出白光,放出热量,生成白色粉末状固体
B.铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成白色固体
C.铜片在空气中加热,表面会变蓝
D.铝粉在空气中剧烈燃烧,发出白光并放热,生成白色氧化铝
A
2.金属与稀酸反应(以稀盐酸为例)
金属 现象 化学方程式
镁 剧烈反应,产生大量气泡,溶液仍为无色 　 　
铝 反应较剧烈,产生较多气泡,溶液为无色 　 　
锌 反应平稳,有气泡产生,溶液仍为无色 　 　
铁 反应缓慢,有气泡生成,溶液由无色变成　 　 　
铜 无明显现象 —
金属活动性Mg>Al>Zn>Fe>Cu 浅绿色
(1)只有排在金属活动性顺序中氢元素的前面的金属才能与稀酸发生置换反应。
(2)铁与稀盐酸或稀硫酸发生反应时生成物为+2价的亚铁化合物(溶液显浅绿色)和氢气。
(3)金属与酸反应后溶液的质量增加。
实验 现象 化学方程式
铝丝浸 入硫酸 铜溶液 铝丝上有亮红色固体析出,溶液由　 　色变 为　 　 　 　
铁钉浸 入硫酸 铜溶液 铁钉表面析出亮红色固体,溶液由　 　逐渐变成　 　 　 　
铜丝浸 入硝酸 银溶液 铜丝表面析出银白色固体,溶液由　 　逐渐变成　 　 　 　
3.金属与某些盐溶液反应
蓝
无色
蓝色
浅绿色
无色
蓝色
(1)金属与盐发生反应的条件
①盐溶于水;
②金属活动性强的金属置换活动性弱的金属;
③活动性特别强的K、Ca、Na等能与水反应,不能置换其他金属。
(2)铁与盐溶液发生置换反应时,生成+2价的亚铁盐,溶液呈浅绿色。
铜丝浸 入硫酸 铝溶液 无明显现象 —
3.将一根洁净的铁钉放入稀硫酸中,下列叙述正确的是( )
①在铁钉表面上产生气泡　②液体由无色变为浅绿色　③铁钉逐渐变小 ④溶液的质量增加
A.①②③ B.①③④
C.①④ D.①②③④
4.将过量铁粉放入盛硫酸铜和硫酸锌溶液的烧杯中充分反应后过滤,所得滤液的成分是( )
A.FeSO4 B.ZnSO4和FeSO4
C.FeSO4和CuSO4 D.ZnSO4和CuSO4
D
B
在金属活动性顺序里:
(1)金属的位置越靠前,它的　 　 就越强。
(2)位于　 　 能置换出盐酸、稀硫酸中的氢(不可用浓硫酸、硝酸)。
(3)位于　 　能把位于后面的金属从它们化合物的溶液中置换出来(K、Ca、Na除外)。
金属活动性顺序
活动性
1.金属的活动性顺序
氢前面的金属
前面的金属
2.金属活动性顺序的应用
(1)判断金属与酸、盐溶液能否反应,以及与酸反应的剧烈程度。
(2)判断金属与盐溶液反应后滤液、滤渣的成分。
3.探究金属活动性顺序的常用方法
(1)金属能否与酸反应,以及与酸反应的剧烈程度。
(2)金属能否与盐溶液反应,三种金属活动性判断常用方法:两金夹一盐、两盐夹一金(两边金属单质中间盐溶液或两边盐溶液中间金属单质)。
金属与盐溶液反应的优先置换原则
(1)多种金属与一种盐溶液发生反应,活动性最强的金属优先反应。
(2)一种金属与多种盐的混合溶液发生反应,最不活泼金属的盐溶液优先反应。
5.(2023怀化)向Cu(NO3)2溶液中分别加入金属X、Y,反应一段时间后在X表面有亮红色物质析出,Y表面无明显变化,则X、Y、Cu三种金属的活
动性由强到弱的顺序为( )
A.Cu>X>Y
B.X>Cu>Y
C.X>Y>Cu
D.Y>Cu>X
B
1.常见的矿石
赤铁矿(　 )、磁铁矿(　 )、黄铁矿(FeS2)、钛铁矿(FeTiO3)、铝土矿(Al2O3)、赤铜矿(Cu2O)、孔雀石[Cu2(OH)2CO3]。
2.钢铁是怎样炼成的
(1)原料:铁矿石、焦炭、石灰石、空气。
(2)冶炼铁的原理:在高温下,利用焦炭与氧气反应生成的　 　 把铁从铁矿石里 出来。化学方程式为　 。
(3)铁的冶炼模拟实验
金属矿物与冶炼
Fe2O3
Fe3O4
一氧化碳
还原
(详见[核心实验　精要研析])
(1)铁生锈的条件
铁与空气中的　 　、　 接触,生成　 ,其主要成分是　 。
(2)防止铁制品生锈的方法
①喷漆;②涂油;③电镀;④搪瓷;⑤氧化膜等。
3.钢铁锈蚀
氧气
水
铁锈
氧化铁
铁的纯度、环境的温度、湿度和酸碱性等是影响铁锈蚀的其他因素。升高温度或在盐溶液中,铁生锈的速率会加快。
6.(2023重庆B)2023年5月,大连湾海底隧道贯通,我国自主研制的盾构机起了重要作用。盾构机的壳体、刀盘等都使用了钢材。回答下列
问题。
(1)与纯铁相比,钢铁的优良性能有　 　(填一种)。
(2)高炉炼铁的原理是一氧化碳和氧化铁反应,反应的化学方程式为
　 　。反应中的还原剂为　 　。
(3)每年有大量的钢铁因腐蚀而报废,写出防止铁生锈的一条措施
　 。
硬度大(或强度高等)
一氧化碳(或CO)
在铁制品表面刷漆(合理即可)
金属的化学性质
[例1 (2023成都)利用如图实验探究金属的化学性质。
实验一　　 实验二 实验三
(1)实验一:水的作用是　 　。实验中,观察到发出白光后铁丝并未燃烧,原因是　 .
　。
(2)实验二:两个反应均生成了　 　 (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　 。
防止高温熔融物溅落下来炸裂瓶底
火柴燃烧消耗了较多的氧气,使氧气不足
氢气
加入等体积等浓度的稀盐酸
实验步骤 (可用图示) 实验现象 实验结论
　 　 . . .
(3)实验三:反应的化学方程式为　 　。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。
或
无明显变化(或铁丝表面
析出亮红色固体,溶液由
蓝色变成浅绿色
[变式训练1] (2022北京)用下图所示实验研究金属的性质。
(1)①中有气体生成,生成的气体为　 　 。
(2)③中反应的化学方程式为　 　。
(3)下列实验组合中,能得出铁、铜、银的金属活动性顺序的是　　(填字母)。
A.①④　　　B.③④　　　C.①②④
BC
氢气(或H2)
金属活动性顺序及应用
[例2](2023赤峰红山区模拟)铝及铝合金是目前用途十分广泛、最经济适用的材料之一。
(1)人类冶炼和使用金属铝的时间较晚,下列原因正确的有　 (填字母)。
a.地壳中铝元素含量少
b.冶炼铝的技术要求高
c.金属铝活动性强
bc
(2)为验证铝合金的主要成分铝、铜、镁这三种金属的活动性顺序,某同学设计了如图三个实验:
①实验A得到的结论是　 　(填元素符号)的金属活动性更强。
②实验B有气泡产生,实验C无明显现象,实验B的化学方程式是　 .
。
Mg
(3)将一定量的铝加入硫酸亚铁和硫酸铜的混合溶液中,充分反应后过滤,向滤渣中加入盐酸,有气泡产生,则滤渣中一定含有的物质是　 .
　 (填化学式)。
Cu
和Fe
[变式训练2] (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.通过实验①、②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
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
实验突破6　铁的冶炼模拟实验
1.装置图
2.原理(写化学方程式)
A处:　 　
B处:　 　
C处:　 　
3.现象
(1)A处玻璃管内红棕色粉末逐渐变为　 　;
(2)B处澄清石灰水　 　;
(3)C处尾气燃烧产生　 　火焰。
4.注意事项
(1)CO通入时间
实验开始后先通CO排尽装置内的空气,防止CO和空气的混合气体在加热时发生爆炸(简记:先通后点防爆炸);实验后继续通CO直至玻璃管冷却,目的是防止高温下的铁与空气接触,被重新氧化(简记:先熄后停防氧化)。
黑色
变浑浊
蓝色
(2)C处酒精灯的作用:处理尾气,防止污染空气。
(3)该实验需用酒精喷灯;若用酒精灯,需加上金属网罩使火焰集中以提高温度。
(4)该反应中的CO可用H2或C代替,均体现了其还原性。
(5)若要验证产物中有铁,可取样后加稀盐酸,产生气泡则可证明;也可直接用磁铁吸引来验证。
5.实验改进
(1)
该装置优点:检验并除去CO2的同时,将尾气收集后集中处理。
(2)
该装置优点:将尾气中的CO燃烧处理,产生的热量用于实验中的加热,既节约了能源,又避免了污染。
[典例] (2022滨州)如图所示是模拟工业炼铁的化学反应装置,以下说法错误的是( )
A.实验开始时应先通入一氧化碳,目的是排净硬质玻璃管内的空气,防止爆炸
B.硬质玻璃管内氧化铁发生还原反应
C.实验过程中硬质玻璃管内观察到的现象是黑色粉末逐渐变成红色
D.装置中导管末端加一点燃的酒精灯,目的是为了燃烧未反应的一氧化碳,防止污染环境
C
[变式训练1] (2022玉林改编)如图是模拟工业炼铁的实验,下列叙述正确的是( )
A.甲中的反应是置换反应
B.该实验验证了CO的可燃性
C.用乙装置可防止液体倒吸和防止CO污染空气
D.实验结束后先移去酒精喷灯,继续通CO直至硬质玻璃管冷却
D
1.(2023苏州改编)中华文明源远流长,文物承载着文明的记忆。下列苏州博物馆馆藏文物中主要由金属材料制成的是( )
A.清代瓷盘 B.明代书轴
C.西周铜鼎 D.宋代石函
2.(2023江西改编)数控技术所使用的0.01 mm铝箔,是由铝块加工而成的,这体现了铝具有( )
A.密度小 B.导电性
C.导热性 D.延展性
C
D
3.(2023赤峰)金属及其合金的用途很大程度上取决于它们的特性。下列对钛及其合金性质与用途对应关系的描述,错误的是( )
A.钛的韧性强——做导线
B.钛合金强度高、耐腐蚀——做医疗器械
C.钛合金具有良好的生物相容性——制造人造骨骼
D.钛合金密度小、强度高、耐高温——用作航空航天材料
A
4.(2023长沙)2023年我国自主研制的大型灭火、水上救援水陆两栖飞机“鲲龙”已成功首飞,制造该飞机使用了铝锂合金等多种合金。下列有关铝锂合金的说法正确的是( )
A.铝锂合金的熔点比纯铝更高
B.铝锂合金的抗腐蚀性能非常差
C.铝锂合金是混合物
D.铝锂合金的硬度比纯铝小
5.(2022贺州)下列措施中,不能防止金属制品锈蚀的是( )
A.用湿布擦拭 B.在表面涂油
C.在表面刷漆 D.在表面镀铬
C
A
6.(2023重庆B)铁和铜在自然环境中都能被腐蚀。下列不能说明铁比铜活泼的事实是( )
A.历史上铜比铁使用更早
B.铁的文物比铜的稀有
C.氧化铁能与盐酸反应而铜单质不能
D.铁能与硫酸铜溶液反应
7.(2022湘潭)青铜是人类最早使用的铜锡合金。下列说法中错误的是( )
A.青铜属于金属材料
B.青铜的硬度比纯铜更大
C.青铜的熔点比纯铜的熔点要低
D.铜是目前世界年产量最高的金属
C
D
8.(2023苏州)铁是应用最广泛的金属。下列有关说法正确的是( )
A.炼铁原理是用合适的物质将单质铁转化为氧化铁
B.将生铁中的大部分碳反应除去得到的钢是纯净物
C.铁制品高温处理后,表面形成的致密氧化膜有防腐作用
D.日常生活中的废旧铁制品直接填埋处理
C
9.(2023赤峰)为探究钛合金中钛、铝、铜三种金属的活动性顺序,同学们做了如图所示的实验,发现甲试管中钛片无明显变化,乙试管中钛片表面有亮红色固体出现,则三种金属活动性由强到弱的顺序是( )
A.Al>Ti>Cu B.Al>Cu>Ti
C.Ti>Al>Cu D.Ti>Cu>Al
A
10.某学习小组用相同的洁净无锈的铁钉对铁制品锈蚀的条件进行探
究,设计的实验如图所示,一周后观察,下列说法错误的是( )
A.①和②中的铁钉无明显变化,③中的铁钉明显生锈
B.②中加入的蒸馏水要事先煮沸,目的是除去水中溶解的氧气
C.③中铁钉的甲、乙、丙三处,甲处锈蚀最严重
D.探究发现铁生锈的主要条件是铁与空气和水(或水蒸气)直接接触
C
11.(2023泸州)下表为某核心期刊刊文中氢气制备对比实验的数据(将锌粒压成薄锌片增大了表面积)。下列不能由实验得出的结论是( )
B
编号 20 mL硫酸的质量分数 1 g锌的形状 0～3 min产生氢气体积/mL
① 20% 锌粒 31.7
② 20% 薄锌片 50.9
③ 30% 锌粒 61.7
④ 30% 薄锌片 79.9
A.Zn是金属活动性顺序中氢前金属
B.锌粒产生氢气的体积总是比薄锌片少
C.增大硫酸的质量分数能加快产生氢气
D.增大锌与酸的接触面积能加快产生氢气
12.(2023营口)人类从石器时代进入青铜器时代,继而进入铁器时代,就是以金属材料的使用为标志的。根据所学知识回答下列问题:
(1)将硬铝片和纯铝片相互刻画,纯铝片上留下划痕说明硬铝比纯铝的硬度　 　;
(2)生活中常用铜制导线,利用了铜具有良好的　 　性;
(3)“真金不怕火炼”说明金即使在高温下也不与　 　反应;
(4)实验室内铁架台经常因接触盐酸而被腐蚀,反应的化学方程式是
　 ;
(5)保护金属资源的有效途径有　 　 (答一种即可)。
大
导电
回收利用废旧金属(合理即可)
氧气
13.(2023包头)内蒙古矿产资源丰富,某炼铁厂利用当地的焦炭和赤铁矿石作为高炉炼铁的主要原料,其主要反应过程如图所示(部分反应物、生成物及反应条件已略去)。
据此回答问题:
(1)A的化学式为　 。
(2)用化学方程式表示一氧化碳炼铁的原理　 　,实际上高炉炼得的铁是生铁,生铁属于　 　(填“纯净物”或“混合物”)。
(3)生铁等金属制品易锈蚀,请你列举一种防止铁制品锈蚀的方法　 .
。 　
CO2　
混合物
刷
漆(合理即可)
14.(2023陕西)如下图,将金属X插入烧杯内的AgNO3溶液中,观察到溶液颜色变蓝后取出X,向烧杯内再加入一定量锌粉,振荡后,溶液蓝色逐渐消失。
(1)金属X是　 　。
(2)加入锌粉,溶液蓝色消失的原因是　 　(用化学方程式表示)。
(3)实验结束后,烧杯内的溶液中一定　 　 (填“存在”或“不存在”)AgNO3。
铜(或Cu)
不存在
15.(2023呼和浩特改编)人类社会的文明进步与金属材料的发展密切
相关。
(1)商代文物黄金面罩,其制作工艺先进,薄如蝉翼,利用了黄金良好的
性;
(2)明代《天工开物》中记载“炒钢法”的生产工艺是现代钢铁冶炼的先驱者。现代高炉炼铁中一氧化碳与氧化铁反应的化学方程式为　 . .　 ,原料中焦炭的作用是提供热量和　 .
(用化学方程式回答);
延展
(3)铝被广泛应用,原因之一是铝的抗腐蚀性能良好。铝具有良好抗腐蚀性能的原因是　 .
　 。
在常温下铝易与空气中的氧气反应,在其表面生成一层致密的氧化铝保护膜,保护内部的铝不被继续腐蚀
16.(2023益阳)数字化实验利用传感器能准确地测定实验过程的相关数据。如图是某同学将少量锌粒放入盛有过量稀硫酸的恒容密闭容器中,用压强传感器测得容器内气体压强与反应时间的变化曲线。据图回答下列问题:
(1)AB段发生反应的化学方程式为　 　。
(2)C点表示的溶液中含有的溶质有　 (填化学式)。
ZnSO4、H2SO4
17.(2022本溪)对于金属材料,我们应从多角度了解。
(1)金属的性质
①在常温下,铝能与氧气反应,该反应的化学方程式为　 　.
。
②将铝丝浸入硫酸镁和硫酸铜的混合溶液中,过一会儿取出,观察到铝丝表面有固体析出,溶液呈蓝色。此时溶液中含有　 　(填数字)种溶质。
(2)金属的冶炼
在高温条件下,利用一氧化碳将铁从赤铁矿石(主要成分为氧化铁)里还
原出来,该反应的化学方程式为　 　。
三(或3)
(3)金属材料的应用
铁制品应用广泛,作医疗器械时,通常使用不锈钢而不用纯铁,主要是因为两者相比,不锈钢具有　 　(答一点)的性能。
(4)金属资源的保护
下列保护金属资源的做法正确的是　 　(填字母)。
A.寻找金属代用品
B.任意开采金属矿物
C.回收利用废旧金属
耐腐蚀(或硬度大)
AC
1.(2022南通)金属M与AgNO3溶液发生反应: ,下列说法中正确的是( )
A.在金属活动性顺序里,M一定排在氢的前面
B.M的金属活动性比Ag弱
C.M可能是铝
D.反应前后M元素的化合价发生了改变
D
2.(2022广东)对铁生锈与燃烧条件的实验探究如图所示。下列说法正确的是( )
A.对比①②可探究:接触氧气是否为铁生锈的条件之一
B.对比②③可探究:接触水是否为铁生锈的条件之一
C.对比①④可探究:温度达到着火点是否为铁燃烧的条件之一
D.对比③④可探究:接触氧气是否为铁燃烧的条件之一
C
3.(2022陕西)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( )
A.甲、乙中,气体含氧气的体积分数不相等
B.甲中,铁钉在植物油内的部分没有锈蚀
C.乙中,铁钉在水面下的部分锈蚀最严重
D.丙中,导管内上升一段水柱
C
4.(2023宜宾)将一定量的锌粉加入盛有AgNO3溶液的烧杯中,不断搅拌,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液,向滤渣中加入足量稀盐酸,搅拌,滤渣部分溶解,有气泡产生,下列说法错误的是( )
A.滤渣中有Zn和Ag
B.金属活动性:Zn>Ag
C.滤液中含Zn(NO3)2和AgNO3
D.上述过程中只发生置换反应
C
5.(2022怀化)现有质量相等的X、Y、Z三种金属,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在生成物中均显+2价,Y、Z反应生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示,则下列说法正确的是( )
A.X、Y、Z的金属活动性顺序为Y>Z>X
B.相对原子质量:Y>Z
C.完全反应生成氢气的质量:YD.Y与H2SO4反应的化学方程式为
D
6.(2022通辽)向一定量银、铜、铁混合金属中加入硝酸银溶液充分反应,固体的质量与加入硝酸银溶液的质量关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A.a点溶液呈浅绿色
B.b点消耗固体的质量小于析出固体的质量
C.取c点固体滴加稀盐酸,无气泡产生
D.c、d点溶液中溶质相同
D
7.(2023宜昌) 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、银币、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
　 (填币种)。
(2)金属性质共探究。小郑同学做了下列实验:
铁币
甲　 乙
①如图甲,铜片表面有黑色物质生成,该反应的化学方程式是　 .
　 。
②如图乙,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　 .
　 。
③《天工开物》记载“铁质贱甚”,写出一个由铁得到铜的化学方程式
　 。 　
铁的金属活动
性强于铜和银
(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两个因素是①　 　;②　 　。
便于携带
稀缺性
8.(2022赤峰)钢铁冶炼的部分工艺流程如图所示,回答下列问题:
(1)用化学方程式表示赤铁矿石冶炼成生铁的反应原理　 　.
。
(2)钢铁冶炼的产品是生铁和钢,两者的主要区别是　 　。
(3)在钢水铸件机中,高温钢水加工成钢制零件时,充入氮气的作用是　
　 。
(4)流程的最后一道操作是涂层(即在金属制品表面进行喷漆或搪瓷
等),该操作的主要目的是　 　。
含碳量不同
作保护气,防止铁在高温下被空气中的氧气氧化
隔绝氧气和水,防止金属制品生锈
9.(2022铜仁)人类的生产、生活离不开金属材料,金属的发现和使用推动了人类社会发展。部分金属的发现历程如图所示,请根据要求回答下列问题。
(1)根据如图分析,金属的发现历程与金属的　 　 有关。
(2)铝被广泛地应用,除了因为改进铝的冶炼方法使其成本降低以及铝的密度小外,还由于铝的　 　性能好。
(3)某兴趣小组为探究Fe、Cu、R的金属活动性顺序,展开了一系列探究。
活动性
抗腐蚀
【提出问题】 如何判断Fe、Cu、R的金属活动性顺序
【猜想与假设】
猜想一:Fe>Cu>R;
猜想二:Fe>R>Cu;
猜想三:　 　 。
【进行实验】
R>Fe>Cu
实验操作 实验现象 实验结论
　 . . 　 . . 猜想二
正确
将金属R分别放入盛有硫酸亚铁和硫酸 铜的溶液中
硫酸亚铁溶液内无明显变化,硫酸铜溶液蓝色消失,有亮红色固体析出
【拓展与应用】为了回收利用金属,同学们将反应后的物质倒入同一容器中,向其中加入过量的铝粉,充分反应后过滤,则滤渣中的金属单质为　
　 。
Al、Fe、R、Cu
1.工业上冶炼钢铁,科学合理选用优质铁矿石时不仅要选含铁量高的,还要选“有害元素”少的。回答以下问题:
(1)现在提供四种不同品质的铁矿石:①赤铁矿(Fe2O3);②磁铁矿(Fe3O4);③菱铁矿(FeCO3);④黄铁矿(FeS2)。根据四种铁矿石主要成分的化学式,比较它们主要成分中铁元素的质量分数从高到低的次序为　 　。
A.①②③④ B.②①③④
C.②①④③ D.④③②①
B
(2)从环保角度来考虑,你认为最不适宜用来炼铁的矿石是　 (序号),请说一说你的理由是　 .
。
2.(2023广州)我国古代科技璀璨夺目,金属的冶炼与使用在当时已处于世界先进水平。
(1)日常生活中,适合制作电缆的金属是　 　(填字母)。
A.金 B.铜 C.汞 D.钨
(2)明代《天工开物》描述了锡的冶炼方法,如图a。
④
因为炼铁过程中会产生有毒的二氧化硫气体,
会造成空气污染
B
①原料锡砂中的SnO2和木炭反应得到锡和二氧化碳,化学方程式为　
　 。
②炼锡时混入少许铅形成合金,产物更易熔化流出,原因是　 .
　。
形成合金的熔点降低
a　 b
(3)图b为古代炼锌工艺原理示意图。炉甘石成分是ZnCO3,高温易分解生成ZnO。
①泥罐外煤饼的主要作用是燃烧提供热量,泥罐内煤粉的主要作用是
　。
②已知锌的沸点为907 ℃。泥罐下部温度可达1 200 ℃,上部约为
600 ℃,该工艺从反应混合物中收集液态锌的方法属于　 (填字母)。
A.结晶 B.蒸发
C.蒸馏 D.升华
③必须冷却后才能取锌,是为了防止发生反应:　 　(写化
学方程式)。
作还原剂
C
(4)湿法冶金利用置换反应。向Cu(NO3)2、AgNO3混合液中加入Fe粉,充分反应后过滤。若滤渣中有两种金属,则滤液中一定不含的金属阳离子是　 　。
Ag+(或银离子)
3.(2023福建)为完成“研究钢铁防护的方法”的实践性作业,学习小组查得资料:钢铁膜化处理是钢铁防护的重要方法,其目的是在钢铁表面形成致密、均匀的保护膜。检验膜的抗腐蚀性能要做“滴铜实验”,即往钢铁表面滴加含硫酸铜的腐蚀剂,60 s后钢铁表面才出现亮红色物 质,表明抗腐蚀性能达标,且越迟出现亮红色物质的越好。请和小组同学使用某种膜化剂开展如下研究。
Ⅰ.验证膜的抗腐蚀性能
【实验1】将有膜化和未膜化的薄钢片分别进行滴铜实验,有膜化的薄钢片出现亮红色物质的时间明显推迟。
(1)出现亮红色物质的原因是　 　(用化学方程式表示)。
(2)有膜化的薄钢片出现亮红色物质的时间明显推迟,其原因是　 .
　。
腐蚀
剂将致密保护膜破坏需要一定的时间(或其他合理答案)
Ⅱ.探究膜化条件对膜层外观的影响
【实验2】其他条件相同时,将薄钢片放入pH=3、不同温度的膜化剂中浸泡20 min,观察钢片表面形成的膜层外观。结果如下:
温度/℃ 50 60 70 80
膜层外观 粗糙 致密、均匀 致密、均匀 粗糙
【实验3】已知pH≥3.5时,膜化剂不稳定。其他条件相同时,将薄钢片放入60 ℃、不同pH的膜化剂中浸泡20 min,观察钢片表面形成的膜层外观。结果如下:
pH 1.5 2.0 2.5 3.0
膜层外观 易脱落 粗糙 致密、均匀 致密、均匀
(3)实验3的目的是　 　。
(4)根据实验2、实验3的结果,膜层外观符合要求的温度、pH的范围依次为　 　、　 。
Ⅲ.确定抗腐蚀性能较好的膜化条件
【实验4】依次选取实验2、实验3膜层外观符合要求的钢片进行对比实验,分别确定适宜的温度、pH。
(5)实验4中,确定适宜温度的实验方案是　 .
.　 。
探究不同pH的膜化剂对膜层外观的影响
60～70 ℃
2.5～3.0
取60～70 ℃膜化处理后的
钢片,分别进行滴铜实验,观察并记录钢片表面从滴入腐蚀剂到开始出现亮红色物质的时间
Ⅳ.实践反思
(6)反思上述实践活动,提出一个关于钢铁膜化处理可进一步探究的
问题。
答:　 　。
膜化剂浓度对钢铁膜化处理效果有何影响(或其他合理答案)
谢谢观赏！

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