资源简介 8.3 金属资源的利用和保护【题型1】工业炼铁的原理及装置 1【题型2】古代冶炼金属 3【题型3】探究铁生锈的条件 6【题型4】金属制品的锈蚀及防锈措施 8【题型5】金属元素的存在形式 11【题型6】常见的金属矿物 12【题型7】 金属矿物与金属冶炼综合 13【题型8】废旧金属的回收利用 15【题型1】工业炼铁的原理及装置【典型例题】把赤铁矿、焦炭和石灰石一起加入高炉中进行冶炼，下列说法正确的是（ ）A.高炉炼铁得到的产物是纯铁B.铁矿石和焦炭是工业炼铁的重要原料C.炼铁原料中焦炭的主要作用是直接将氧化铁还原为铁D.石灰石用于除去尾气【举一反三1】碳和碳的化合物是一个庞大的家族，下列正确的是（ ）A.工业炼铁中焦炭只起提供热量的作用B.金刚石是天然存在最硬的物质C.CO有毒而CO2无毒，两者相互转化只能通过化合反应实现D.CO、甲烷、酒精都是清洁能源【举一反三2】通沪高铁即将通车，实现了南通人乘坐高铁去上海的梦想。下列说法不正确的是（ ）A.生产高铁车头用的玻璃钢属于金属合金材料B.高铁刹车制动盘使用合金锻钢制作，主要利用其耐高温、耐磨的性质C.铁轨焊接时，可利用反应：2Al+Fe2O32Fe+Al2O3，提供能量。该反应中是将化学能转化为热能D.工业上炼铁的原理可表示为：3CO+Fe2O32Fe+3CO2【举一反三3】金属材料的发展史也是人类文明的发展史。（1）《浪淘沙》写到“美人首饰侯王印，尽是沙中浪底来”。沙中淘金是 变化（填“物理”或“化学”）。金能打成金箔是因为金具有良好的 性。（2）大冶铜绿山的古铜矿遗址揭示了我国古代发达的冶铜技术，其反应原理如下：Cu2（OH）2CO3xCuO+H2O+CO2↑，2CuO+C2Cu+CO2↑ x＝ ；上述冶铜技术利用木炭的 性。（3）公元前500年我国已掌握炼铁技术，其原理是焦炭与赤铁矿（主要成分Fe2O3）在高温条件下反应，反应的化学方程式为 。（4）铝的冶炼年代远远晚于铜和铁，从化学性质角度解释其原因是 。【举一反三4】炼铁厂进行高炉炼铁的主要原料有赤铁矿石、焦炭、空气等，主要反应过程如图所示，请回答下列问题。（1）步骤①②③中发生的反应属于化合反应的是____ (填序号)，步骤②中焦炭的作用是________________ 。(2)取适量炼得的“铁”于烧杯中，加入足量稀盐酸，观察到_________________________，发生反应的化学方程式为_______________，当反应停止后，还可观察到烧杯底部有黑色不溶物，该物质主要是_____(填化学式)。(3)下列关于高炉炼铁的叙述正确的是_______(填字母)。A. 为了加快反应速率，高炉炼铁前先将赤铁矿石粉碎B. 高炉尾气对环境无影响，可直接排放C. 炉渣的出口应高于产物的出口【题型2】古代冶炼金属【典型例题】春秋初期，炼铁方法是在1000℃左右的温度下，使木炭和铁矿石（主要成分为Fe2O3）发生一系列的反应生成含较多杂质的海绵铁。其中主要化学反应为。下列说法正确的是（ ）A.海绵铁是一种纯净物B.Fe2O3中铁元素的化合价为＋3价C.该反应基本类型属于置换反应D.炼铁过程中，木炭只是作为燃料使用【举一反三1】如图为《天工开物》中描绘我国古代炼铁的场景。下列说法错误的是（ ）A.铁是地壳中含量仅次于铝的金属元素B.焦炭只起提供热量的作用C.炼铁中的原理可为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2D.炼铁中风箱鼓入空气与投料逆行是为了增大反应物的接触面积，反应更加充分【举一反三2】《天工开物》中有关炼铁的记载：“凡冶铁成器，取已炒熟铁为之……凡炉中炽铁用炭，煤炭居十七，木炭居十三。”下列说法错误的是（ ）A.铁制器是由生铁炼成的熟铁制成的，生铁炼成熟铁的过程中降低了碳的含量B.炼铁时煤炭的作用为提供CO、提高温度C.炼铁炉中流出的是纯铁D.炼铁炉中发生的反应之一为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2【举一反三3】我国有着悠久的钢铁冶炼史，《天工开物》中记载的“炒钢法”如图1，该方法的生产过程可用图2表示。资料：①潮泥灰主要成分是石灰石。②铁的熔点是1535℃。根据图文回答下列问题。（1）常见的铁矿石有赤铁矿和 （写一种）。（2）不断鼓入空气的目的是 。（3）炼铁炉中生成铁的化学方程式为 。（4）撒入潮泥灰主要作用是 。不断翻炒液态生铁，是为了降低 元素的含量。（5）钢的性能优良，如钢的熔点比纯铁 ，易于加工。【举一反三4】我国有着悠久的钢铁冶炼史，《天工开物》中记载的“炒钢法”如图1，该方法的生产过程可用图2表示。资料：①潮泥灰主要成分是石灰石②铁的熔点是1535℃。根据图文回答下列问题。（1）常见的铁矿石有赤铁矿和 （写一种）。（2）不断鼓入空气的目的是 。（3）炼铁炉中生成铁的化学方程式为 。（4）不断翻炒液态生铁，是为了降低 元素的含量。（5）钢的性能优良，如钢的熔点比纯铁 ，易于加工。（6）工业上进行高炉炼铁时，通常加入石灰石，石灰石的主要作用是将矿石中的SiO2转变为炉渣（主要成分是CaSiO3）和一种氧化物，生成炉渣的反应中没有化合价的改变，请写出生成炉渣的化学反应方程式 。【举一反三5】《天工开物》中记载了“古法炼铁”如图1和“炒钢法”如图2（1）在图1的炉中鼓入与矿物逆流而行的空气，“逆流而行”的目的是____________________________________________；再利用生成的一氧化碳和氧化铁反应生成铁单质，该反应的化学方程式是_____________________________________，此反应中体现了一氧化碳的________________________（填“氧化”或“还原”）性。（2）“炒钢法”即“持柳棍疾搅即时炒成熟铁，炒过稍冷之时，或有就塘内斩划方块者”。不断翻炒液态生铁，是为了降低生铁中________________________元素的含量。【举一反三6】《天工开物》中记载了古代炼铁工艺：“一炉载土(铁矿石)二千余斤，或用煤炭，扇炉风箱必四人…，即时炒成熟铁”，该方法的大致生产过程如图所示。(1)炼铁炉在炼铁过程中需要不断拉动风箱鼓入空气，其目的是________________________________________。(2)若该过程中使用的铁矿石是磁铁矿(主要成分为 Fe O )，则炼铁炉中生成铁的化学反应方程式为______________。(3)潮泥灰的作用和高炉炼铁中石灰石的作用类似，该炼铁过程中撒入潮泥灰的主要作用是____________________。(4)不断翻炒生铁可得熟铁，该过程发生的是__________________________(填“物理”或“化学”)变化。【题型3】探究铁生锈的条件【典型例题】下列说法不正确的是( )A.铁在潮湿的空气中易生锈B.铁可以在空气中燃烧C.铁跟稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气D.生铁是含杂质的合金【举一反三1】初中化学实验中常见的学习方法是对比实验分析法。以下是探究铁锈蚀条件的实验，其中可做对照组实验的是（ ）A.A B.B C.C D.D【举一反三2】铁、铜和铝是人类生产生活中常用的金属。（1）地壳中含量最多的金属元素是 。（2）用铜、铝做导线，利用了它们的 性。（3）铁锅易生锈，铁生锈的条件是铁与空气中的水和 共同作用的结果，防止家中铁锅锈蚀的方法是 （答一种）。（4）“曾青得铁则化为铜”（西汉 刘安《淮南万毕术》）被誉为现代湿法冶金的先驱．意思是铁与天然存在的硫酸铜溶液发生反应置换生成单质铜，该反应的化学方程式为 。【举一反三3】为探究铁生锈的条件，同学们在实验室里用铁钉和其他物质设计了如图实验(提示:CaCl 作干燥剂)。(1)一段时间后，U形玻璃管中红墨水左侧液面____________________ (填“升高”或“下降”)，原因是_______________________。(2)对比a试管和b试管中铁钉生锈情况，得出铁生锈的条件是________________________________________。(3)铁制品表面的锈要及时除去，这是因为铁锈____________________，会加快铁制品的生锈。铝制品不需要除锈，这是因为铝表面能形成________________________________________，可以阻止铝进一步被氧化。【举一反三4】某学习小组用相同的光亮铁钉探究铁生锈与哪些因素有关，设计的实验如图所示。（1）一周后观察，试管①和③中的铁钉无明显变化，试管②中的铁钉明显生锈。探究发现铁生锈的主要条件是铁与 直接接触。②中铁钉的C三处中 处锈蚀最严重。（2）试管①中加入的蒸馏水要事先煮沸，其目的是 。蒸馏水的上面加入一层植物油的作用是 。【题型4】金属制品的锈蚀及防锈措施【典型例题】五育并举，劳动先行，劳动成就梦想。下列项目所涉化学知识错误的是（ ）A.A B.B C.C D.D【举一反三1】化学与我们的生活息息相关，日常生活中有很多现象都可以用化学知识来解释，下列有关说法错误的是（ ）A.用食盐腌制的食品可延长保存时间B.铁在潮湿的空气中易生锈，因为铁与空气中的水蒸气和氧气发生了反应C.物体具有热胀冷缩现象，微观原因是分子的大小可以随温度的改变而变化D.使用含氢氧化钠的炉具清洁剂时，应戴上橡胶手套【举一反三2】可持续发展战略的重要内容之一是保护资源。下列关于金属资源的锈蚀与保护的说法中不正确的是（ ）A.金属易被腐蚀，从结构看是因为金属原子的最外层电子数少于4个，易失电子B.铁制品表面涂油漆能防锈蚀的原因是隔绝了氧气和水C.回收废旧金属也是保护金属资源的一项重要措施D.铝制品比铁制品的抗腐蚀性好，是因为铁的活动性大于铝的活动性【举一反三3】生活中蕴含着丰富的化学知识。请回答下列问题：（1）天然气是当前许多家庭用生活燃料，其主要成分是 （填写名称）。（2）普通干电池采用石墨作为电极材料，是利用其优良的 性。（3）铝是生活中常见的金属之一，可以加工成铝箔，体现了金属的 性。（4）菜刀等铁制品容易生锈，写出一种防止菜刀生锈的具体方法 。【举一反三4】合金在工农业生产和生活中应用广泛。（1）2019年12月，我国首艘国产航母山东舰正式入列。①建航母用到了钛合金，钛合金属于 （填“金属”或“非金属”）材料。②航母外壳用涂料覆盖，是为了防止钢铁与 （填化学式）接触锈蚀，而金属铝在空气中更耐腐蚀的原因是 。③航母上官兵烧水用的电热水壶电源插头是铜质的，这主要是利用铜的 性。（2）为探究校运动会奖牌中所含锌、铁、铜金属活动性强弱，某同学设计了下列实验（每步均充分反应），其中能达到目的的是 （填字母）。A．稀盐酸中加入足量铁粉后，再加铜粉，最后加入锌粉B．ZnCl2溶液中加入足量铁粉后，再加入CuCl2溶液C．ZnCl2溶液中加入足量铜粉后，再加入铁粉【举一反三5】化学是一门以实验为基础的自然科学，下面是中学化学中的一些实验。请回答下列问题：（1）①实验一可观察到 现象。说明二氧化碳具有 的化学性质（用化学方程式表示）。②实验二通过实验现象对比可知，铁生锈与 有关。③实验三是验证燃烧条件的环保装置，通入氧气后，a处白磷不燃烧，b处白磷燃烧，通过对比说明可燃物燃烧需要的条件是 。④实验四，探究铜和锌的金属活动性顺序。无色溶液可能是 （填编号）A．H2SO4溶液B．FeCl2溶液C．CuCl2溶液D．ZnSO4溶液。（2）现提供下列实验仪器和装置：①实验室用高锰酸钾制氧气，还需补充的玻璃仪器是 （填名称），反应的化学方程式为 ；该实验可选用F和 （填字母）组装成排水法收集氧气的装置；还可用 方法收集氧气。②实验室用石灰石和稀盐酸制二氧化碳，反应的化学方程式为 ；为达到控制反应发生和停止的目的。发生装置应选择A和 （填字母）。【题型5】金属元素的存在形式【典型例题】下列关于金属资源的说法中，你不赞成的是( )A.多数金属在地壳中都是以化合物形式存在B.地球上的金属资源是取之不尽的C.防止金属腐蚀、回收利用废旧金属可以保护金属资源和环境D.合理开采矿物、寻找替代品都是保护金属资源的有效途径【举一反三1】下列关于金属及其合金说法正确的是( )A.自然界中金属多以化合物形式存在B.所有金属都是银白色C.黄铜硬度比纯铜的硬度小D.生铁可以完全溶解在足量稀盐酸中【举一反三2】下列有关金属的说法正确的是（ ）A.金属在自然界都是以化合物的形式存在B.金属都具有金属光泽，且常温下都是固体C.金属都具有较高的熔点和较大的硬度D.金属大多都具有良好的导电性和导热性【举一反三3】科学就在我们身边，与我们的生活息息相关。(1)“沙里淘金”说明黄金在自然界中以________(填“单质”“化合物”)形式存在。(2)超市中有许多小包装食品，它们的包装材料是符合卫生标准的铝箔。铝可以压成铝箔，说明铝有良好的________________。(3)美国男子乔纳森用一大束氦气球绑在椅子上将自己送上了天空，实现了人类首次靠氦气球穿越了英吉利海峡。氦气密度比氢气密度小，乔纳森利用了氦气而不是氢气做填充气体，是因为氦气具有________性。【举一反三4】阅读科普短文，回答相关问题。钠元素在自然界中分布很广，储量极为丰富，常以氯化钠、碳酸钠、硫酸钠等物质存在。19世纪初，英国化学家戴维在实验室中首次制得了金属钠。钠是一种银白色金属，质软，密度为0.97 g cm﹣3，熔点为97.8 ℃。金属钠的性质很活泼，能与许多物质发生化学反应。钠暴露在空气中，与氧气反应生成氧化钠（Na2O），钠在空气中燃烧，生成淡黄色的过氧化钠（Na2O2）；钠遇水立即发生剧烈反应，生成氢氧化钠和氢气。因此，实验室常将钠保存在煤油中。金属钠的用途广泛。钠和钾形成的合金熔点低，常温下呈液态，可用作快中子反应堆的热交换剂。利用钠的强还原性，在一定条件下可以将钛（Ti）、锆（Zr）等稀有金属从其氯化物中置换出来。工业上通常采用电解熔融氯化钠的方法制取单质钠。（1）自然界中钠元素以 （填“单质”或“化合物”）形式存在。（2）钠保存在煤油中，是为了防止钠与空气中的 反应而变质。（3）过氧化钠中的阴离子为O22﹣，1个O22﹣离子含有的电子数为 。（4）钠钾合金用作快中子反应堆的热交换剂，利用钠钾合金良好的 （填字母）。a.导电性b.导热性c.延展性（5）写出高温下钠与四氯化钛反应的化学方程式： 。【题型6】常见的金属矿物【典型例题】如表是部分常见的金属矿石，其中可用于炼镁的是（ ）A.白云石 B.冰晶石 C.方解石 D.炉甘石【举一反三1】赤铁矿的主要成分是( )A.FeO B.Fe3O4 C.Fe2O3 D.Fe【举一反三2】几种矿石的主要成分如下，可用于冶炼铜的矿石是（ ）A.菱铁矿（FeCO3）B.软锰矿（MnO2）C.方铅矿（PbS）D.孔雀石[Cu2（OH）2CO3]【举一反三3】科技创新助力炼铁低碳绿色发展，钢铁工业是我国推进绿色发展的重点。从环保角度分析，下列矿石(括号中为其主要成分的化学式)中最不宜炼铁的是（ ）A.赤铁矿(Fe2O3) B.磁铁矿(Fe3O4) C.黄铁矿(FeS2) D.菱铁矿(FeCO3)【举一反三4】赤铁矿的主要成分是( )A.FeO B.Fe3O4 C.Fe2O3 D.Fe【题型7】 金属矿物与金属冶炼综合【典型例题】铁是目前应用最广泛的一种金属，下列说法错误的是( )A.常见的铁制品大多由铁合金制成B.铁与稀盐酸反应生成H2和FeCl3C.赤铁矿是常见的铁矿石D.地壳里金属元素的含量铁元素居第二位【举一反三1】利用如图所示实验装置模拟工业炼铁。下列正确的是（ ）A.充分加热，a处固体由黑色变为红色B.b处可以用澄清石灰水检验生成的CO2C.可用水吸收尾气中的COD.反应结束后，应立即停止通CO【举一反三2】下列关于实验现象的描述，正确的是（ ）A.将铁丝伸入盛有氧气的集气瓶中，火星四射B.镁条在空气中燃烧，发出耀眼的白光，生成黑色固体C.氢气还原氧化铜时看到红色物质生成D.电解水实验中，负极产生的气体能使带火星的小木条复燃【举一反三3】钛（Ti）被称为“航空金属”。由钛铁矿（主要成今是钛酸亚铁，化学式为FeTiO3）制备钛的一种流程如下：（1）FeTiO3中钛元素的化合价为 。（2）“氯化”过程中焦炭的作用是 。（3）由TiCl4制备Ti的化学方程式为 。该反应在氩气（Ar）氛围中进行的理由是 。（4）如上述流程所示，将钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链的好处是 。【举一反三4】金属及金属材料广泛应用于生产、生活及科学实验。其应用推动了社会的发展。（1）金属的性质：黄铜片和纯铜片相互刻画，纯铜片上留下刻度，说明黄铜的硬度比纯铜的硬度________________________（填“大”或“小”）。（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________________________。（3）金属材料的应用：形状记忆合金是具有形状记忆效应的合金，用________________________形状记忆合金做人造卫星的天线。（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【举一反三5】赤铁矿是重要的炼铁原料，其中Fe2O3的含量直接影响到炼铁的效率和成本。兴趣小组用一氧化碳还原10 g赤铁矿样品，充分反应后得到5.6 g铁单质，计算该赤铁矿样品中Fe2O3的质量分数。【题型8】废旧金属的回收利用【典型例题】“节能减排，我有责任”。下列实验操作不符合节约原则的是( )A.甲同学做完金属与酸的反应实验后，把多余的金属回收B.乙同学配制50 g 5%的氯化钠溶液，把配好的溶液装入试剂瓶中C.丙同学用氯酸钾和二氧化锰制氧气时，先点燃酒精灯，再去组装仪器D.丁同学用废弃的包装药物胶囊的铝塑板凹槽替代试管，进行酸、碱溶液与指示剂反应的实验【举一反三1】集中处理废旧电池的主要目的是( )A.回收废旧电池的金属外壳B.回收处理加工后重新出售C.防止电池中的汞、镉、铅等对环境污染D.回收废旧电池中的石墨电极【举一反三2】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）。【举一反三3】金属广泛应用于生活、生产中，其应用推动了社会发展。（1）根据如图所示金属应用实例推断，金属具有的物理性质有①___________（写出一点即可）；《周礼考工记》中有关于将铜、锡以不同比例熔合制成功能各异的青铜器的记载，这样做的好处是②___________（写出一点即可）。（2）生产生活中钢铁材料被广泛使用，世界上每年因腐蚀而报废的铁制品，50%以上得到了回收利用。回收利用废旧金属的意义是①___________（答一点即可）；路边的花圃铁栏杆经常经历风吹雨淋，可以采取②___________的方法防止铁栏杆被锈蚀。【举一反三4】如图为铁制品循环利用的示意图，根据图示回答问题。(1)①②③中，一定发生了化学变化的是____________________ (填序号)。(2)不能用铁制容器盛放硫酸铜溶液的原因是____________________(用化学方程式表示)。8.3 金属资源的利用和保护【题型1】工业炼铁的原理及装置 1【题型2】古代冶炼金属 4【题型3】探究铁生锈的条件 10【题型4】金属制品的锈蚀及防锈措施 14【题型5】金属元素的存在形式 18【题型6】常见的金属矿物 21【题型7】 金属矿物与金属冶炼综合 22【题型8】废旧金属的回收利用 26【题型1】工业炼铁的原理及装置【典型例题】把赤铁矿、焦炭和石灰石一起加入高炉中进行冶炼，下列说法正确的是（ ）A.高炉炼铁得到的产物是纯铁B.铁矿石和焦炭是工业炼铁的重要原料C.炼铁原料中焦炭的主要作用是直接将氧化铁还原为铁D.石灰石用于除去尾气【答案】B【解析】把赤铁矿、焦炭和石灰石一起加入高炉中进行冶炼，得到的产物是生铁，不是纯铁，A 错误；工业炼铁的原料有焦炭、铁矿石、石灰石等，B正确；炼铁原料中焦炭和氧气反应生成二氧化碳，放出大量的热，提供能量，焦炭和二氧化碳反应生成一氧化碳，提供还原剂一氧化碳，一氧化碳将氧化铁还原为铁，C 错误；高炉炼铁时，石灰石的作用是将矿石中的二氧化硅转变为炉渣除去，D错误。【举一反三1】碳和碳的化合物是一个庞大的家族，下列正确的是（ ）A.工业炼铁中焦炭只起提供热量的作用B.金刚石是天然存在最硬的物质C.CO有毒而CO2无毒，两者相互转化只能通过化合反应实现D.CO、甲烷、酒精都是清洁能源【答案】B【解析】碳与氧气反应生成二氧化碳，放出热量；二氧化碳与焦炭高温下反应生成一氧化碳；因此工业炼铁中焦炭只起提供热量的作用，还可将二氧化碳还原为一氧化碳，故A错误；金刚石是天然存在的最硬的物质，故B正确；CO有毒而CO2无毒，是因为它们的分子构成不同，CO转化为CO2的方法有：，，而不属于化合反应，故C错误；CO有毒，不是清洁能源，甲烷和酒精都是清洁能源，故D错误。【举一反三2】通沪高铁即将通车，实现了南通人乘坐高铁去上海的梦想。下列说法不正确的是（ ）A.生产高铁车头用的玻璃钢属于金属合金材料B.高铁刹车制动盘使用合金锻钢制作，主要利用其耐高温、耐磨的性质C.铁轨焊接时，可利用反应：2Al+Fe2O32Fe+Al2O3，提供能量。该反应中是将化学能转化为热能D.工业上炼铁的原理可表示为：3CO+Fe2O32Fe+3CO2【答案】A【举一反三3】金属材料的发展史也是人类文明的发展史。（1）《浪淘沙》写到“美人首饰侯王印，尽是沙中浪底来”。沙中淘金是 变化（填“物理”或“化学”）。金能打成金箔是因为金具有良好的 性。（2）大冶铜绿山的古铜矿遗址揭示了我国古代发达的冶铜技术，其反应原理如下：Cu2（OH）2CO3xCuO+H2O+CO2↑，2CuO+C2Cu+CO2↑ x＝ ；上述冶铜技术利用木炭的 性。（3）公元前500年我国已掌握炼铁技术，其原理是焦炭与赤铁矿（主要成分Fe2O3）在高温条件下反应，反应的化学方程式为 。（4）铝的冶炼年代远远晚于铜和铁，从化学性质角度解释其原因是 。【答案】（1）物理；延展；（2）2；还原；（3）；（4）铝的化学性质比铁、铜活泼（合理即可）。【解析】（1）“沙里淘金”这一变化过程中只是物质的分离，并没有新物质生成，属于物理变化；由于金具有良好的延展性，所以金能被加工成超薄金箔；（2）由质量守恒定律：化学反应前后元素的种类、原子的种类、数目不变及化学方程式可知：反应前有2个Cu、5个O、2个H、1个C，反应后也应有2个Cu、5个O、2个H、1个C，所以x＝2；木炭能夺取氧化铜中的氧元素，将其转化为金属铜，体现了木炭的还原性；（3）赤铁矿的主要成分是氧化铜，焦炭与Fe2O3在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：；（4）越不活泼的金属，利用越早，铜、铁比铝更早被人类利用，主要原因是铝的化学性质比铁、铜活泼。【举一反三4】炼铁厂进行高炉炼铁的主要原料有赤铁矿石、焦炭、空气等，主要反应过程如图所示，请回答下列问题。（1）步骤①②③中发生的反应属于化合反应的是____ (填序号)，步骤②中焦炭的作用是________________ 。(2)取适量炼得的“铁”于烧杯中，加入足量稀盐酸，观察到_________________________，发生反应的化学方程式为_______________，当反应停止后，还可观察到烧杯底部有黑色不溶物，该物质主要是_____(填化学式)。(3)下列关于高炉炼铁的叙述正确的是_______(填字母)。A. 为了加快反应速率，高炉炼铁前先将赤铁矿石粉碎B. 高炉尾气对环境无影响，可直接排放C. 炉渣的出口应高于产物的出口【答案】(1)①②与CO 反应生成CO、提供热量(2)固体部分溶解，产生气泡，溶液由无色变为浅绿色 Fe+2HCl═FeCl +H ↑ C(3)AC【解析】(1)步骤①中碳和氧气在高温条件下反应生成二氧化碳，步骤②中碳和二氧化碳在高温条件下反应生成一氧化碳，步骤③中一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳。上述反应中，步骤①②的反应是由两种物质反应生成一种物质的反应，属于化合反应。步骤②中焦炭的作用是与 CO 反应生成炼铁所需的CO，同时也能提供炼铁所需的热量。(2)炼得的“铁”为生铁，主要含有铁和碳，加入足量稀盐酸，铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，可观察到固体部分溶解，产生气泡，溶液由无色变为浅绿色。反应停止后，烧杯底部的黑色不溶物为碳。(3)将赤铁矿石粉碎，可增大反应物之间的接触面积，加快反应速率，A正确；高炉尾气中含有一氧化碳，一氧化碳有毒，逸散到空气中会造成污染，因此高炉尾气不可直接排放，B错误；因为生铁的密度大于炉渣密度，所以炉渣的出口应高于产物的出口，C 正确。【题型2】古代冶炼金属【典型例题】春秋初期，炼铁方法是在1000℃左右的温度下，使木炭和铁矿石（主要成分为Fe2O3）发生一系列的反应生成含较多杂质的海绵铁。其中主要化学反应为。下列说法正确的是（ ）A.海绵铁是一种纯净物B.Fe2O3中铁元素的化合价为＋3价C.该反应基本类型属于置换反应D.炼铁过程中，木炭只是作为燃料使用【答案】B【解析】 根据“生成含较多杂质的海绵铁”，可知海绵铁含有铁和杂质，是混合物，A不符合题意；该反应的反应物是两种化合物，不是置换反应，C不符合题意；炼铁过程中，木炭作为燃料使用，也作为制造一氧化碳的原料（二氧化碳和碳高温反应生成一氧化碳），D不符合题意；化合物中各元素正负化合价代数和为0，氧化铁中氧元素为-2价，则铁元素的化合价为＋3价，B符合题意。【举一反三1】如图为《天工开物》中描绘我国古代炼铁的场景。下列说法错误的是（ ）A.铁是地壳中含量仅次于铝的金属元素B.焦炭只起提供热量的作用C.炼铁中的原理可为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2D.炼铁中风箱鼓入空气与投料逆行是为了增大反应物的接触面积，反应更加充分【答案】B【解析】地壳含量较多的元素（前四种）按含量从高到低的排序为：氧、硅、铝、铁，铁是地壳中含量仅次于铝的金属元素，故A正确；碳与氧气反应生成二氧化碳，放出热量；二氧化碳与焦炭高温下反应生成一氧化碳；因此工业炼铁中焦炭除了起到提供热量的作用，还可将二氧化碳还原为一氧化碳，为反应提供还原剂，故B错误；炼铁的原理可以是一氧化碳和氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：，故C正确；炼铁中风箱鼓入空气与投料逆行是为了增大反应物的接触面积，反应更加充分，故D正确。【举一反三2】《天工开物》中有关炼铁的记载：“凡冶铁成器，取已炒熟铁为之……凡炉中炽铁用炭，煤炭居十七，木炭居十三。”下列说法错误的是（ ）A.铁制器是由生铁炼成的熟铁制成的，生铁炼成熟铁的过程中降低了碳的含量B.炼铁时煤炭的作用为提供CO、提高温度C.炼铁炉中流出的是纯铁D.炼铁炉中发生的反应之一为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2【答案】C【解析】铁制器是由生铁炼成的熟铁制成的，生铁炼成熟铁的过程中降低了碳的含量，A正确；煤炭的主要成分是碳，碳燃烧放出热量，在高温的条件下，碳能与二氧化碳反应生成一氧化碳，一氧化碳具有还原性，可用于炼铁，B正确；炼铁炉中流出的铁中含有少量的碳，不是纯铁，C错误；赤铁矿的主要成分是氧化铁，在高温的条件下，氧化铁与一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，D正确。【举一反三3】我国有着悠久的钢铁冶炼史，《天工开物》中记载的“炒钢法”如图1，该方法的生产过程可用图2表示。资料：①潮泥灰主要成分是石灰石。②铁的熔点是1535℃。根据图文回答下列问题。（1）常见的铁矿石有赤铁矿和 （写一种）。（2）不断鼓入空气的目的是 。（3）炼铁炉中生成铁的化学方程式为 。（4）撒入潮泥灰主要作用是 。不断翻炒液态生铁，是为了降低 元素的含量。（5）钢的性能优良，如钢的熔点比纯铁 ，易于加工。【答案】（1）磁铁矿（合理即可）；（2）提高炉温；（3）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2或Fe3O4+4CO3Fe+4CO2；（4）将铁矿石中的二氧化硅转化为炉渣而除去；碳或C；（5）低。【解析】（1）常见的铁矿石有赤铁矿和磁铁矿或菱铁矿（合理即可）；（2）不断鼓入空气的目的是使碳与氧气反应，放热，提高炉温；（3）高温条件下氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，该反应的化学方程式：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。高温条件下四氧化三铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，该反应的化学方程式：Fe3O4+4CO3Fe+4CO2；（4）撒入潮泥灰主要作用是将铁矿石中的二氧化硅转化为炉渣而除去，生铁和钢的区别是含碳量不同，不断翻炒液态生铁，使生铁中碳与氧气接触反应生成二氧化碳，降低碳元素的含量得到钢。（5）合金的熔点低于组成它的纯金属，钢的熔点比纯铁低，易于加工。【举一反三4】我国有着悠久的钢铁冶炼史，《天工开物》中记载的“炒钢法”如图1，该方法的生产过程可用图2表示。资料：①潮泥灰主要成分是石灰石②铁的熔点是1535℃。根据图文回答下列问题。（1）常见的铁矿石有赤铁矿和 （写一种）。（2）不断鼓入空气的目的是 。（3）炼铁炉中生成铁的化学方程式为 。（4）不断翻炒液态生铁，是为了降低 元素的含量。（5）钢的性能优良，如钢的熔点比纯铁 ，易于加工。（6）工业上进行高炉炼铁时，通常加入石灰石，石灰石的主要作用是将矿石中的SiO2转变为炉渣（主要成分是CaSiO3）和一种氧化物，生成炉渣的反应中没有化合价的改变，请写出生成炉渣的化学反应方程式 。【答案】（1）磁铁矿石（合理即可）；（2）提高炉温；（3）3CO+Fe2O32Fe+3CO2；（4）碳；（5）低；（6）CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑。【解析】（1）常见的铁矿石有赤铁矿和磁铁矿石或菱铁矿等；（2）不断鼓入空气，使碳与氧气充分反应，反应放出大量的热，以此来提高炉温；（3）高温条件下，氧化铁与一氧化碳反应生成二氧化碳和铁，该反应的化学方程式为3CO+Fe2O32Fe+3CO2；（4）生铁与钢的含碳量不同，生铁中含碳量高，不断翻炒液态生铁，使碳与氧气反应生成二氧化碳，降低了碳元素的含量；（5）合金的熔点低于组成它的纯金属，因此钢的熔点比纯铁低，易于加工；（6）石灰石与SiO2高温下反应生成CaSiO3和二氧化碳，生成炉渣的化学反应方程式：CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑；【举一反三5】《天工开物》中记载了“古法炼铁”如图1和“炒钢法”如图2（1）在图1的炉中鼓入与矿物逆流而行的空气，“逆流而行”的目的是____________________________________________；再利用生成的一氧化碳和氧化铁反应生成铁单质，该反应的化学方程式是_____________________________________，此反应中体现了一氧化碳的________________________（填“氧化”或“还原”）性。（2）“炒钢法”即“持柳棍疾搅即时炒成熟铁，炒过稍冷之时，或有就塘内斩划方块者”。不断翻炒液态生铁，是为了降低生铁中________________________元素的含量。【答案】（1）使反应物充分接触，增大反应物接触面积 还原（2）碳【解析】（1）“逆流而行”的目的是使反应物充分接触，增大反应物接触面积，充分反应；高温时一氧化碳和氧化铁反应生成铁单质和二氧化碳，该反应的化学方程式是；一氧化碳夺走氧化铁中的氧，体现还原性。（2）不断翻炒液态生铁，使碳接触氧气，碳燃烧生成二氧化碳，是为了降低生铁中碳元素的含量。【举一反三6】《天工开物》中记载了古代炼铁工艺：“一炉载土(铁矿石)二千余斤，或用煤炭，扇炉风箱必四人…，即时炒成熟铁”，该方法的大致生产过程如图所示。(1)炼铁炉在炼铁过程中需要不断拉动风箱鼓入空气，其目的是________________________________________。(2)若该过程中使用的铁矿石是磁铁矿(主要成分为 Fe O )，则炼铁炉中生成铁的化学反应方程式为______________。(3)潮泥灰的作用和高炉炼铁中石灰石的作用类似，该炼铁过程中撒入潮泥灰的主要作用是____________________。(4)不断翻炒生铁可得熟铁，该过程发生的是__________________________(填“物理”或“化学”)变化。【答案】(1)使煤炭充分燃烧，提供炼铁所需的高温条件(2)Fe3O4+4CO3Fe+4CO2(3)使铁矿石中的二氧化硅转化为炉渣(4)化学【解析】(1)炼铁过程中，铁的氧化物与 CO 反应需高温条件，因此该过程中不断拉动风箱鼓入空气的目的是使其中的煤炭充分燃烧，提供炼铁所需的高温条件。(2)磁铁矿石的主要成分是 Fe O ，Fe O 和炼铁炉中的CO在高温条件下反应生成 Fe和 CO ，据此写出反应的化学方程式。(3)高炉炼铁中石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅转变为炉渣除去，而该炼铁过程中潮泥灰的作用和高炉炼铁中石灰石的作用类似，故在方塘中撒入潮泥灰的作用是使铁矿石中的二氧化硅转化为炉渣而除去。(4)翻炒生铁是使生铁中过量的碳与空气充分接触发生反应转化为CO ，从而降低生铁中的碳含量，使其转化为含碳量较低的熟铁，故该过程发生化学变化。【题型3】探究铁生锈的条件【典型例题】下列说法不正确的是( )A.铁在潮湿的空气中易生锈B.铁可以在空气中燃烧C.铁跟稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气D.生铁是含杂质的合金【答案】B【解析】B项，铁在纯氧中才能燃烧。故选B。【举一反三1】初中化学实验中常见的学习方法是对比实验分析法。以下是探究铁锈蚀条件的实验，其中可做对照组实验的是（ ）A.A B.B C.C D.D【答案】D【解析】A图示中，铁钉只与干燥的空气接触，铁钉没有发生锈蚀；B图示中，铁钉只与水接触，铁钉没有发生锈蚀；C图示中，铁钉与空气和蒸馏水同时接触，铁钉发生了锈蚀；D图示中，铁钉与氧气和蒸馏水同时接触，铁钉发生了锈蚀。在探究铁锈蚀条件的实验中，D可做对照组实验，说明了铁钉的锈蚀是铁与氧气、水共同作用的结果。【举一反三2】铁、铜和铝是人类生产生活中常用的金属。（1）地壳中含量最多的金属元素是 。（2）用铜、铝做导线，利用了它们的 性。（3）铁锅易生锈，铁生锈的条件是铁与空气中的水和 共同作用的结果，防止家中铁锅锈蚀的方法是 （答一种）。（4）“曾青得铁则化为铜”（西汉 刘安《淮南万毕术》）被誉为现代湿法冶金的先驱．意思是铁与天然存在的硫酸铜溶液发生反应置换生成单质铜，该反应的化学方程式为 。【答案】（1）铝（2）导电性（3）氧气，在钢铁表面涂油（或刷漆）（4）Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4．【解析】（1）地壳中含量最高的金属是铝。（2）电路中的导线多数是用铜、铝制做的，利用的是它们的导电性。（3）钢铁生锈实际是铁与空气中的氧气和水分发生化学反应。所以在钢铁表面涂油、刷漆等，能防止钢铁生锈。（4）：“曾青得铁则化为铜”，其中的“曾青”就是指硫酸铜，这句话的意思就是说：硫酸铜溶液遇到金属铁时，铁与硫酸铜发生置换反应能生成金属铜，该反应的化学方程式为Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4。【举一反三3】为探究铁生锈的条件，同学们在实验室里用铁钉和其他物质设计了如图实验(提示:CaCl 作干燥剂)。(1)一段时间后，U形玻璃管中红墨水左侧液面____________________ (填“升高”或“下降”)，原因是_______________________。(2)对比a试管和b试管中铁钉生锈情况，得出铁生锈的条件是________________________________________。(3)铁制品表面的锈要及时除去，这是因为铁锈____________________，会加快铁制品的生锈。铝制品不需要除锈，这是因为铝表面能形成________________________________________，可以阻止铝进一步被氧化。【答案】(1)升高 a试管中的铁钉生锈消耗了氧气，压强变小(2)需要与水接触(3)疏松多孔，易吸收水和氧气 致密的氧化铝薄膜【解析】（1)铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟空气中的氧气和水蒸气共同作用的结果。一段时间后，由于 a试管中的铁钉生锈消耗了氧气，压强变小，U形玻璃管中红墨水左侧液面升高。(2)a试管中铁钉与氧气和水充分接触，b试管中铁钉只能与干燥的空气接触，一段时间后，a试管中的铁钉生锈，而b试管中的铁钉没有生锈，可以得出铁生锈的条件是需要与水接触。（3）铁锈疏松多孔，易吸收水和氧气，会加速铁的锈蚀；铝在空气中表面能形成致密的氧化铝薄膜，起到保护的作用。【举一反三4】某学习小组用相同的光亮铁钉探究铁生锈与哪些因素有关，设计的实验如图所示。（1）一周后观察，试管①和③中的铁钉无明显变化，试管②中的铁钉明显生锈。探究发现铁生锈的主要条件是铁与 直接接触。②中铁钉的C三处中 处锈蚀最严重。（2）试管①中加入的蒸馏水要事先煮沸，其目的是 。蒸馏水的上面加入一层植物油的作用是 。【答案】（1）氧气、水；B；（2）除去水中的氧气；隔绝空气。【解析】（1）试管①中的铁钉只能与水接触，试管②中的铁钉能与氧气、水充分接触，试管③的铁钉只能与干燥的空气接触；一段时间后，一周后观察，试管①和③中的铁钉无明显变化，试管②中的铁钉明显生锈，对比①②两支试管中的铁钉，说明铁生锈需要与氧气接触；对比②③两支试管中的铁钉，说明铁生锈需要与水接触；探究发现铁生锈的主要条件是铁与氧气、水直接接触。②中铁钉的C三处中B处的铁最容易和氧气、水充分接触，锈蚀最严重。（2）试管①中加入的蒸馏水要事先煮沸，因为温度升高，气体的溶解度减小，其目的是除去溶解在水中的氧气；蒸馏水的上面加入一层植物油的作用是隔绝空气。【题型4】金属制品的锈蚀及防锈措施【典型例题】五育并举，劳动先行，劳动成就梦想。下列项目所涉化学知识错误的是（ ）A.A B.B C.C D.D【答案】A【解析】加碘食盐中的“碘”指碘元素，故A错误；潮湿的铁在空气中易生锈，因此雨后将自行车擦干水放置，故B正确；石墨具有导电性，可以用铅笔芯制作简易电池的电极材料，故C正确；空气中的氧气可供给呼吸，清理家中鱼缸时应该通入氧气，故D正确。【举一反三1】化学与我们的生活息息相关，日常生活中有很多现象都可以用化学知识来解释，下列有关说法错误的是（ ）A.用食盐腌制的食品可延长保存时间B.铁在潮湿的空气中易生锈，因为铁与空气中的水蒸气和氧气发生了反应C.物体具有热胀冷缩现象，微观原因是分子的大小可以随温度的改变而变化D.使用含氢氧化钠的炉具清洁剂时，应戴上橡胶手套【答案】C【解析】用食盐腌制的食品可延长保存时间，故A正确；铁在潮湿的空气中易生锈，实际上是铁跟空气中的氧气、水共同作用的结果，故B正确；物体具有热胀冷缩现象，微观原因是分子间的间隔可以随温度的改变而变化，故C错误；使用含氢氧化钠的炉具清洁剂时，应戴上橡胶手套，故D正确。【举一反三2】可持续发展战略的重要内容之一是保护资源。下列关于金属资源的锈蚀与保护的说法中不正确的是（ ）A.金属易被腐蚀，从结构看是因为金属原子的最外层电子数少于4个，易失电子B.铁制品表面涂油漆能防锈蚀的原因是隔绝了氧气和水C.回收废旧金属也是保护金属资源的一项重要措施D.铝制品比铁制品的抗腐蚀性好，是因为铁的活动性大于铝的活动性【答案】D【解析】 金属原子的最外层电子数小于4，因此金属锈蚀的过程是金属原子失电子的过程，A正确；铁生锈需要与水、氧气同时接触，因此铁制品表面涂油漆能防锈蚀的原因是隔绝了氧气和水，B正确；回收废旧金属能够增加金属的利用率，属于保护金属资源的措施之一，C正确；铝制品比铁制品的抗腐蚀性好，是因为铝与氧气反应在铝表面形成一层致密的氧化膜，阻止反应继续进行，D错误。【举一反三3】生活中蕴含着丰富的化学知识。请回答下列问题：（1）天然气是当前许多家庭用生活燃料，其主要成分是 （填写名称）。（2）普通干电池采用石墨作为电极材料，是利用其优良的 性。（3）铝是生活中常见的金属之一，可以加工成铝箔，体现了金属的 性。（4）菜刀等铁制品容易生锈，写出一种防止菜刀生锈的具体方法 。【答案】（1）甲烷；（2）导电；（3）延展；（4）将菜刀擦干，放置在干燥处等。【解析】（1）天然气是当前许多家庭用生活燃料，其主要成分是甲烷；（2）石墨具有优良的导电性，普通干电池可采用石墨作电极材料；（3）铝可以加工成铝箔，体现了金属的延展性；（4）铁生锈的条件是铁与氧气和水接触，防止铁制品生锈，可以隔绝氧气和水，故防止菜刀生锈，可以将菜刀擦干，放置在干燥处等。【举一反三4】合金在工农业生产和生活中应用广泛。（1）2019年12月，我国首艘国产航母山东舰正式入列。①建航母用到了钛合金，钛合金属于 （填“金属”或“非金属”）材料。②航母外壳用涂料覆盖，是为了防止钢铁与 （填化学式）接触锈蚀，而金属铝在空气中更耐腐蚀的原因是 。③航母上官兵烧水用的电热水壶电源插头是铜质的，这主要是利用铜的 性。（2）为探究校运动会奖牌中所含锌、铁、铜金属活动性强弱，某同学设计了下列实验（每步均充分反应），其中能达到目的的是 （填字母）。A．稀盐酸中加入足量铁粉后，再加铜粉，最后加入锌粉B．ZnCl2溶液中加入足量铁粉后，再加入CuCl2溶液C．ZnCl2溶液中加入足量铜粉后，再加入铁粉【答案】（1）①金属；②O2、H2O；铝能与空气中的氧气反应生成致密的氧化铝薄膜而阻止内部的铝进一步氧化；③导电；（2）AB。【解析】（1）①建航母用到了钛合金，钛合金属于金属材料；②铁生锈需要铁和氧气、水同时接触。航母外壳用涂料覆盖，是为了防止钢铁材料与氧气和水接触而锈蚀。在常温下，铝能与空气中的氧气反应生成致密的氧化铝薄膜而阻止内部的铝进一步氧化，所以金属铝在空气中更耐腐蚀；③航母上官兵烧水用的电热水壶电源插头是铜质的，这主要是利用铜的导电性；（2）稀盐酸中加入足量铁粉后，铁与盐酸反应生成氯化亚铁溶液，再加铜粉，铜不与氯化亚铁反应，从而证明铁的活动性比铜强，最后加入锌粉，锌又会将氯化亚铁中的铁置换出来，从而证明锌的活动性比铁强，所以该实验方案可以证明锌的活动性强于铁，铁强于铜，A正确；ZnCl2溶液中加入足量铁粉后，不反应，说明了锌的活动性大于铁，再加入CuCl2溶液，铁和氯化铜能反应，说明了铁的活动性大于铜，可以比较金三种金属的活动性强弱，B正确；ZnCl2溶液中加入足量铜粉后，不反应，再加入铁粉，都不反应，说明了锌的活动性大于铜、铁，但不能比较铜和铁的活动性强弱，不可以比较金三种金属的活动性强弱，C错误；【举一反三5】化学是一门以实验为基础的自然科学，下面是中学化学中的一些实验。请回答下列问题：（1）①实验一可观察到 现象。说明二氧化碳具有 的化学性质（用化学方程式表示）。②实验二通过实验现象对比可知，铁生锈与 有关。③实验三是验证燃烧条件的环保装置，通入氧气后，a处白磷不燃烧，b处白磷燃烧，通过对比说明可燃物燃烧需要的条件是 。④实验四，探究铜和锌的金属活动性顺序。无色溶液可能是 （填编号）A．H2SO4溶液B．FeCl2溶液C．CuCl2溶液D．ZnSO4溶液。（2）现提供下列实验仪器和装置：①实验室用高锰酸钾制氧气，还需补充的玻璃仪器是 （填名称），反应的化学方程式为 ；该实验可选用F和 （填字母）组装成排水法收集氧气的装置；还可用 方法收集氧气。②实验室用石灰石和稀盐酸制二氧化碳，反应的化学方程式为 ；为达到控制反应发生和停止的目的。发生装置应选择A和 （填字母）。【答案】（1）①②③不变色，④比①先变红；H2O+CO2＝H2CO3；②水；③温度达到可燃物的着火点；④A；（2）①酒精灯；；E、H；向上排空气法；②CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；D。【解析】（1）①二氧化碳的密度比空气大，二氧化碳不能使干燥的石蕊试纸变红，能与水对应生成碳酸，碳酸能使石蕊试纸变红，则实验一可观察到的现象是②③不变色，④比①先变红；说明二氧化碳具有化学性质是二氧化碳可以与水反应生成碳酸，反应的化学方程式为CO2+H2O＝H2CO3；②实验2中左侧试管中铁钉与水和氧气同时接触，生锈；右侧试管中铁钉只与氧气接触，不生锈，通过实验现象对比可知，铁生锈与水有关；③通入氧气后，a处白磷不燃烧，b处白磷燃烧，通过对比说明可燃物燃烧需要的条件是温度达到可燃物的着火点；④铜与硫酸不反应，无明显现象；锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气，观察到有气泡生成，说明金属活动性：锌大于铜，A符合题意；FeCl2溶液为浅绿色，B不符合题意；CuCl2溶液为蓝色，C不符合题意；铜、锌均不与ZnSO2反应，均无明显现象，无法比较两种金属活动性大小，D不符合；（2）①实验室用高锰酸钾制氧气，反应需要加热，则还需补充的玻璃仪器是酒精灯；高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、水和氧气，反应的化学方程式为；该实验可选用F和E、H组装成排水法收集氧气的装置，氧气的密度比空气大，还可以采用向上排空气法进行收集；②实验室用石灰石（主要成分碳酸钙）和稀盐酸制二氧化碳，碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应的化学方程式为CaCO3+2HCl＝CaCl2+H2O+CO2↑；D装置可将固体置于有孔隔板上，关闭活塞，通过长颈漏斗添加液体，固液接触，生成气体，装置内压强增大，将液体压入长颈漏斗中，固液分离，反应停止，打开活塞，气体导出，固液接触，反应开始，则为达到控制反应发生和停止的目的，发生装置应选择A和D。【题型5】金属元素的存在形式【典型例题】下列关于金属资源的说法中，你不赞成的是( )A.多数金属在地壳中都是以化合物形式存在B.地球上的金属资源是取之不尽的C.防止金属腐蚀、回收利用废旧金属可以保护金属资源和环境D.合理开采矿物、寻找替代品都是保护金属资源的有效途径【答案】B【解析】A项，元素的存在形式由其化学性质决定，多数金属以化合物的形式存在；B项，地球上的金属资源是有限的；C项，防止金属腐蚀、回收利用废旧金属均可以保护金属资源和环境；D项，合理开采矿物、寻找替代品都是保护金属资源的有效途径。故选B。【举一反三1】下列关于金属及其合金说法正确的是( )A.自然界中金属多以化合物形式存在B.所有金属都是银白色C.黄铜硬度比纯铜的硬度小D.生铁可以完全溶解在足量稀盐酸中【答案】A【解析】A项，自然界中金属多以化合物形式存在；B项，大多数金属呈银白色，金呈黄色，铜呈紫红色；C项，黄铜硬度比纯铜的硬度大；D项，生铁是铁和碳的合金，铁可以完全溶解在足量稀盐酸中，但碳不溶解。故选A。【举一反三2】下列有关金属的说法正确的是（ ）A.金属在自然界都是以化合物的形式存在B.金属都具有金属光泽，且常温下都是固体C.金属都具有较高的熔点和较大的硬度D.金属大多都具有良好的导电性和导热性【答案】D【解析】绝大多数金属元素的化学性质活泼，在自然界中以化合物的形式存在，只有少数不活泼的金属在自然界中存在着单质，如金、银、铂等，故A错误；金属都具有金属光泽，绝大多数在常温下都是固体，而金属汞在常温下为液态，故B错误；大多数金属具有较高的熔点和较大的硬度，并不是所有的金属都是熔点高，如金属汞在常温下即为液态，故C错误；金属大多都具有良好的导电性和导热性，故D正确。【举一反三3】科学就在我们身边，与我们的生活息息相关。(1)“沙里淘金”说明黄金在自然界中以________(填“单质”“化合物”)形式存在。(2)超市中有许多小包装食品，它们的包装材料是符合卫生标准的铝箔。铝可以压成铝箔，说明铝有良好的________________。(3)美国男子乔纳森用一大束氦气球绑在椅子上将自己送上了天空，实现了人类首次靠氦气球穿越了英吉利海峡。氦气密度比氢气密度小，乔纳森利用了氦气而不是氢气做填充气体，是因为氦气具有________性。【答案】(1)单质 (2)延展性 (3)稳定性【解析】(1)元素的存在形式由其化学性质决定。黄金化学性质稳定，在自然界中以单质形式存在。(2)铝可以压成铝箔，说明铝有良好的延展性。(3)用了氦气而不是氢气做填充气体，是因为氦气具有稳定性。【举一反三4】阅读科普短文，回答相关问题。钠元素在自然界中分布很广，储量极为丰富，常以氯化钠、碳酸钠、硫酸钠等物质存在。19世纪初，英国化学家戴维在实验室中首次制得了金属钠。钠是一种银白色金属，质软，密度为0.97 g cm﹣3，熔点为97.8 ℃。金属钠的性质很活泼，能与许多物质发生化学反应。钠暴露在空气中，与氧气反应生成氧化钠（Na2O），钠在空气中燃烧，生成淡黄色的过氧化钠（Na2O2）；钠遇水立即发生剧烈反应，生成氢氧化钠和氢气。因此，实验室常将钠保存在煤油中。金属钠的用途广泛。钠和钾形成的合金熔点低，常温下呈液态，可用作快中子反应堆的热交换剂。利用钠的强还原性，在一定条件下可以将钛（Ti）、锆（Zr）等稀有金属从其氯化物中置换出来。工业上通常采用电解熔融氯化钠的方法制取单质钠。（1）自然界中钠元素以 （填“单质”或“化合物”）形式存在。（2）钠保存在煤油中，是为了防止钠与空气中的 反应而变质。（3）过氧化钠中的阴离子为O22﹣，1个O22﹣离子含有的电子数为 。（4）钠钾合金用作快中子反应堆的热交换剂，利用钠钾合金良好的 （填字母）。a.导电性b.导热性c.延展性（5）写出高温下钠与四氯化钛反应的化学方程式： 。【答案】（1）化合物；（2）氧气和水；（3）18；（4）b；（5）4Na+TiCl4Ti+4NaCl。【解析】（1）钠常以氯化钠、碳酸钠、硫酸钠等物质存在，故自然界中钠元素以化合物形式存在，故填：化合物；（2）钠与水和氧气易发生化学反应，故保存在煤油中，是为了防止钠与空气中的氧气和水反应而变质，故填：氧气和水；（3）1个O22﹣离子含有的电子数为：2×8+2＝18，故填：18；（4）钠钾合金用作快中子反应堆的热交换剂，利用钠钾合金良好的导热性，故填：b；（5）高温下钠与四氯化钛反应生成钛和氯化钠，化学方程式为4Na+TiCl4Ti+4NaCl，故填：4Na+TiCl4Ti+4NaCl。【题型6】常见的金属矿物【典型例题】如表是部分常见的金属矿石，其中可用于炼镁的是（ ）A.白云石 B.冰晶石 C.方解石 D.炉甘石【答案】A【解析】白云石的主要成分中含有镁元素，可用于炼镁，故A正确；冰晶石的主要成分中不含有镁元素，不能用于炼镁，故B错误；方解石的主要成分中不含有镁元素，不能用于炼镁，故C错误；炉甘石的主要成分中不含有镁元素，不能用于炼镁，故D错误。【举一反三1】赤铁矿的主要成分是( )A.FeO B.Fe3O4 C.Fe2O3 D.Fe【答案】C【解析】赤铁矿的主要成分是Fe2O3，选C。【举一反三2】几种矿石的主要成分如下，可用于冶炼铜的矿石是（ ）A.菱铁矿（FeCO3）B.软锰矿（MnO2）C.方铅矿（PbS）D.孔雀石[Cu2（OH）2CO3]【答案】D【解析】根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变可知，菱铁矿（FeCO3）中不含铜元素，不能用于冶炼铜，故A不符合题意；根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变可知，软锰矿（MnO2）中不含铜元素，不能用于冶炼铜，故B不符合题意；根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变可知，方铅矿（PbS）中不含铜元素，不能用于冶炼铜，故C不符合题意；根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变可知，孔雀石[Cu2（OH）2CO3]中不含铜元素，不能用于冶炼铜，故D符合题意。【举一反三3】科技创新助力炼铁低碳绿色发展，钢铁工业是我国推进绿色发展的重点。从环保角度分析，下列矿石(括号中为其主要成分的化学式)中最不宜炼铁的是（ ）A.赤铁矿(Fe2O3) B.磁铁矿(Fe3O4) C.黄铁矿(FeS2) D.菱铁矿(FeCO3)【答案】C【解析】选项中最不适宜用来炼铁的是黄铁矿，因为黄铁矿中含有硫元素，在冶炼过程中可能会产生污染空气的二氧化硫气体。【举一反三4】赤铁矿的主要成分是( )A.FeO B.Fe3O4 C.Fe2O3 D.Fe【答案】C【解析】赤铁矿的主要成分是Fe2O3，选C。【题型7】 金属矿物与金属冶炼综合【典型例题】铁是目前应用最广泛的一种金属，下列说法错误的是( )A.常见的铁制品大多由铁合金制成B.铁与稀盐酸反应生成H2和FeCl3C.赤铁矿是常见的铁矿石D.地壳里金属元素的含量铁元素居第二位【答案】B【解析】A项，在日常生活中，铁合金比纯铁有着更为广泛的应用，常见的铁制品大多由铁合金制成；B项，铁与稀盐酸反应生成氢气(H2)和氯化亚铁(FeCl2)；C项，常见的铁矿石有赤铁矿、磁铁矿等；D项，地壳中金属元素的含量居第二位的是铁。故选B。【举一反三1】利用如图所示实验装置模拟工业炼铁。下列正确的是（ ）A.充分加热，a处固体由黑色变为红色B.b处可以用澄清石灰水检验生成的CO2C.可用水吸收尾气中的COD.反应结束后，应立即停止通CO【答案】B【解析】一氧化碳具有还原性，高温下能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，充分加热，a处固体由红色变为黑色，故A错误；二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，b处可以用澄清石灰水检验生成的CO2，故B正确；一氧化碳难溶于水，不能用水吸收尾气中的CO，故C错误；反应结束后，不能立即停止通CO，应继续通入一氧化碳，直至装置冷却至常温，以防止生成的铁再次被氧化，故D错误。【举一反三2】下列关于实验现象的描述，正确的是（ ）A.将铁丝伸入盛有氧气的集气瓶中，火星四射B.镁条在空气中燃烧，发出耀眼的白光，生成黑色固体C.氢气还原氧化铜时看到红色物质生成D.电解水实验中，负极产生的气体能使带火星的小木条复燃【答案】C【解析】将铁丝伸入盛有氧气的集气瓶中，不能发生化学反应，故A错误；镁条在空气中燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体，故B错误；氢气还原氧化铜生成铜和二氧化碳，可看到红色物质生成，故C正确；电解水实验中，负极产生的气体为氢气，氢气具有可燃性，正极产生的气体为氧气，氧气具有助燃性，所以正极产生的气体能使带火星的小木条复燃，故D错误。【举一反三3】钛（Ti）被称为“航空金属”。由钛铁矿（主要成今是钛酸亚铁，化学式为FeTiO3）制备钛的一种流程如下：（1）FeTiO3中钛元素的化合价为 。（2）“氯化”过程中焦炭的作用是 。（3）由TiCl4制备Ti的化学方程式为 。该反应在氩气（Ar）氛围中进行的理由是 。（4）如上述流程所示，将钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链的好处是 。【答案】（1）+4；（2）做还原剂；（3）2Mg+TiCl42MgCl2+Ti；防止镁在高温的条件下被氧化；（4）各种物质可以充分得到利用，减少了废物的排放，节约了资源，保护了环境。【解析】（1）在FeTiO3中，因化合物中元素化合价的代数和为0，所以钛的化合价为0﹣（+2）﹣（﹣2）×3＝+4；故填：+4；（2）由于TiO2、C和Cl2反应生成了TiCl4和CO，此反应体现了碳的还原性，做还原剂；故填：做还原剂；（3）TiCl4在高温下与足量Mg反应生成金属Ti．根据质量守恒定律可知，还应有氯化镁，所以方程式是：2Mg+TiCl42MgCl2+Ti．氩气化学性质稳定，为防止镁在高温的条件下被氧化，所以该反应在氩气（Ar）氛围中进行；故填：2Mg+TiCl42MgCl2+Ti；防止镁在高温的条件下被氧化；（4）如上述流程所示，将钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链的好处是各种物质可以充分得到利用，减少了废物的排放，节约了资源，保护了环境；故填：各种物质可以充分得到利用，减少了废物的排放，节约了资源，保护了环境。【举一反三4】金属及金属材料广泛应用于生产、生活及科学实验。其应用推动了社会的发展。（1）金属的性质：黄铜片和纯铜片相互刻画，纯铜片上留下刻度，说明黄铜的硬度比纯铜的硬度________________________（填“大”或“小”）。（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________________________。（3）金属材料的应用：形状记忆合金是具有形状记忆效应的合金，用________________________形状记忆合金做人造卫星的天线。（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【答案】（1）大（2）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2（3）钛镍（4）AC【解析】（2）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，一氧化碳高温下还原氧化铁生成铁和二氧化碳，该反应的化学方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。（4）寻找金属代用品，可以有效保护金属资源，故A正确；任意开采金属矿物，会造成金属资源的浪费，故B错误；回收利用废旧金属，可以有效保护金属资源，故C正确。【举一反三5】赤铁矿是重要的炼铁原料，其中Fe2O3的含量直接影响到炼铁的效率和成本。兴趣小组用一氧化碳还原10 g赤铁矿样品，充分反应后得到5.6 g铁单质，计算该赤铁矿样品中Fe2O3的质量分数。【答案】80%【解析】设充分反应后得到5.6 g铁单质，需要氧化铁的质量为x。Fe2O3+3CO2Fe+3CO2160 112X 5.6 gx＝8 g该赤铁矿样品中Fe2O3的质量分数为：80%答：该赤铁矿样品中Fe2O3的质量分数为80%。【题型8】废旧金属的回收利用【典型例题】“节能减排，我有责任”。下列实验操作不符合节约原则的是( )A.甲同学做完金属与酸的反应实验后，把多余的金属回收B.乙同学配制50 g 5%的氯化钠溶液，把配好的溶液装入试剂瓶中C.丙同学用氯酸钾和二氧化锰制氧气时，先点燃酒精灯，再去组装仪器D.丁同学用废弃的包装药物胶囊的铝塑板凹槽替代试管，进行酸、碱溶液与指示剂反应的实验【答案】C【解析】A项，把多余的金属回收属于节约药品，故不选A；B项，配好的溶液装入试剂瓶中备用，属于节约药品，故不选B；C项，先点燃酒精灯再去组装仪器，造成酒精的浪费，不符合节约原则，故选C；D项，用废弃的包装药物胶囊的铝塑板凹槽替代试管，起到了废物利用和节约药品的目的，属于节约原则，故不选D。【举一反三1】集中处理废旧电池的主要目的是( )A.回收废旧电池的金属外壳B.回收处理加工后重新出售C.防止电池中的汞、镉、铅等对环境污染D.回收废旧电池中的石墨电极【答案】C【解析】集中处理废旧电池的主要目的是防止电池中的汞、镉、铅等对环境污染。故选C。【举一反三2】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）。【答案】（1）大；（2）导电；（3）氧气；（4）Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑；（5）回收利用废旧金属等（合理即可）。【解析】（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大，即合金的硬度大于构成其纯金属的硬度;（2）生活中常用铜制导线，是铜具有良好的导电性;（3）“真金不怕火炼”意思是金即使在高温时也不与氧气反应，说明金的化学性质不活泼;（4）实验室内铁架台经常因接触盐酸而被腐蚀，是盐酸与铁反应生成氯化亚铁和氢气，反应的化学方程式为Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑;（5）保护金属资源的有效途径有回收利用废旧金属、合理有效地开采矿物、寻找金属代用品等。【举一反三3】金属广泛应用于生活、生产中，其应用推动了社会发展。（1）根据如图所示金属应用实例推断，金属具有的物理性质有①___________（写出一点即可）；《周礼考工记》中有关于将铜、锡以不同比例熔合制成功能各异的青铜器的记载，这样做的好处是②___________（写出一点即可）。（2）生产生活中钢铁材料被广泛使用，世界上每年因腐蚀而报废的铁制品，50%以上得到了回收利用。回收利用废旧金属的意义是①___________（答一点即可）；路边的花圃铁栏杆经常经历风吹雨淋，可以采取②___________的方法防止铁栏杆被锈蚀。【答案】（1）导电性 硬度大（或耐腐蚀）（2）减少环境污染（或节约金属资源） 喷漆或涂油等【解析】（1）根据如图金属应用实例推断，金属可以制作导线、炊具、金属丝、乐器等，说明金属具有的物理性质有导电性、导热性、延展性、特殊的光泽等。青铜属于合金，具有硬度大，耐腐蚀的特点；（2）回收利用废旧金属的意义是减少环境污染、节约金属资源；铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与空气中的水、氧气反应的过程，防止锈蚀的有效措施是喷漆、涂油等。【举一反三4】如图为铁制品循环利用的示意图，根据图示回答问题。(1)①②③中，一定发生了化学变化的是____________________ (填序号)。(2)不能用铁制容器盛放硫酸铜溶液的原因是____________________(用化学方程式表示)。【答案】(1)① (2)Fe+CuSO4═Cu+FeSO 【解析】(1)①是用铁矿石炼铁，生成了新物质，是化学变化；②是用生铁制造铁制品，可能没有新物质生成，可能是物理变化；③是铁制品废弃，未提及铁制品生锈，可能没有新物质生成，没有发生化学变化。故一定发生化学变化的是①。(2)不能用铁制容器盛放硫酸铜溶液是因为铁能与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁。 展开更多...... 收起↑ 资源列表 初中化学人教版（2024）九年级下册 8.3 金属资源的利用和保护 题型专练（原卷版）.docx 初中化学人教版（2024）九年级下册 8.3 金属资源的利用和保护 题型专练（解析版）.docx
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