资源简介

专题七 金属和金属材料
◎2022年版课标要求
①了解金属、金属材料在生产生活和社会发展中的重要作用。
②知道金属具有一些共同的物理性质。
③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。
④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。
⑤通过实验探究等活动认识常见金属的主要化学性质及金属活动性顺序。
⑥以铁生锈为例，了解防止金属腐蚀的常用方法。
⑦了解废弃金属对环境的影响及金属回收再利用的价值。
⑧认识金属矿物是宝贵的自然资源，形成保护和节约资源的可持续发展意识与社会责任。
⑨学生必做实验及实践活动：常见金属的物理性质和化学性质。
◎贵州三年考情分析
年份 题号 分值 考查内容
2025 12 5 合金的判断；金属活动性顺序的验证；金属材料腐蚀及防护
2024 10（3） 1 铁丝生锈条件探究实验中的实验现象
12 5 金属的化学性质；金属活动性顺序；金属的冶炼
2023 12 7 铜的导电性；金属的化学性质；金属活动性顺序；金属的冶炼
◎链接教材
人教：九下第八单元P2～P27；沪教：九上第6章P168～P194，九下第9章P102~P103
◎课时安排
建议2课时
◎教学过程
【基础知识巩固】
知识点1　金属材料
1.金属材料的分类
(1)纯金属，如铝、铁、铜、银、金等；(2)合金，如生铁、钢、黄铜、青铜等。
2.金属的物理性质及其用途
(1)共性
物理性质 ① ② ③ ④有金属光泽
用途 用铜、铝制作导线 用铁制作炊具 用金制作金箔 制作各种饰品
(2)差异性
①颜色：大多数金属为银白色，但铜为 色，金为 色，铁粉为 色。
②不同金属的熔点、沸点、导电性、密度、硬度等物理性质差别较大。
3.合金
概念 在纯金属中加热熔合某些 ，就可以制得具有金属特征的合金，大多数合金是 (填“纯净物”或“混合物”)
性能 合金与纯金属相比：合金的 大、 强、 低、机械性能更好；合金中的各成分保持原来的
常见合金 铁合金：生铁(含碳量为2％～4.3％，硬度大)、钢(含碳量为0.03％～2％，抗腐蚀性好)
铜合金：黄铜(铜锌合金)、青铜(铜锡合金)
钛合金：具有熔点高、密度 、 可塑性好、 性能非常好等优点，与人体具有很好的相容性，可用来制造人造骨等
1.合金是金属材料，具有金属的共性。 2.合金中至少含有一种金属。 3.金属能导电，但能导电的不一定是金属，如石墨。 4.比较纯金属和合金的硬度：如图，将合金与纯金属相互刻画，纯金属表面有较深的划痕。
知识点2　金属的化学性质
1.金属与氧气反应
通式：金属＋氧气金属氧化物(化合反应)。
金属 实验现象 化学方程式
镁 在空气中点燃，发出耀眼的 ，放出大量的热，生成 色固体
铁 在氧气中点燃，剧烈燃烧， ，放出大量的热，生成 色固体
铝 在空气中表面变暗，失去 光泽 (铝耐腐蚀的原因)
铜 在空气中加热，表面变成 色
金 很稳定，即使高温时也不与氧气反应(“真金不怕火炼”)
1.其他条件相同时，金属越活泼，反应越容易、越剧烈。 2.其他条件相同时，氧气浓度越大，反应越剧烈。 3.其他条件相同时，金属与氧气的接触面积越大，反应越剧烈。
2.金属与酸反应
通式：活泼金属＋酸盐＋氢气(置换反应)。
条件：金属在金属活动性顺序中位于氢前。
金属 实验现象 化学方程式
镁 反应剧烈，产生大量 ，放出热量 稀盐酸： 、 稀硫酸：
锌 反应比较剧烈，产生较多 稀盐酸： 、 稀硫酸：
铁 反应比较缓慢，产生少量 ，溶液由无色变成 色 稀盐酸： 、 稀硫酸：
铜 不与稀盐酸、稀硫酸反应，无现象
1.这里的酸通常指稀盐酸或稀硫酸，不包括浓硫酸和硝酸。 2.利用金属与酸是否反应判断金属活动性顺序时，通常要控制变量：金属的种类不同，酸的种类、浓度、质量相同，金属的形状、大小相同。 3.铁与稀盐酸、稀硫酸或硫酸铜溶液反应时，生成物中铁元素呈＋2价，生成氯化亚铁(FeCl2)、硫酸亚铁(FeSO4)。
3.金属与盐溶液反应
通式：金属＋盐(溶液)新金属＋新盐(溶液)(置换反应)。
(1)铁与硫酸铜溶液反应
现象：铁丝表面覆盖一层 色物质，溶液由 色逐渐变成 色。
化学方程式： 。
(2)铜与硝酸银溶液反应
现象：铜丝表面覆盖一层银白色物质，溶液由 色逐渐变成 色。
化学方程式： 。
(3)铁与硫酸锌溶液混合：无现象。
(4)结论：在金属活动性顺序中，排在前面的金属能够把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来。(前可置后，盐要溶)(注：钾、钙、钠三种金属过于活泼，不发生此反应)
知识点3　金属活动性顺序
1.常见金属活动性顺序
2.金属活动性顺序的规律
(1)在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，它的活动性就越 ；
(2)在金属活动性顺序里，位于 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 的金属能把位于 的金属从它们化合物的溶液里置换出来(K、Ca、Na除外)。
3.金属活动性顺序的应用
(1)判断某些反应能否发生；
(2)验证或探究几种金属的活动性；
(3)判断金属与盐溶液反应后滤液、滤渣的成分；
(4)利用置换法除杂，如除去Cu粉中的Zn粉，可加入足量的 溶液，充分反应后过滤。
1.在自然界中以化合物形式存在的金属比以单质形式存在的金属活动性强。 2.金属的活动性越强，冶炼的难度越大，利用的时间越晚。
知识点4　金属的冶炼
1.常见的金属矿石：赤铁矿(主要成分是 )、磁铁矿(主要成分是 )、铝土矿(主要成分是Al2O3)、赤铜矿(主要成分是Cu2O)、金红石(主要成分是TiO2)、软锰矿(主要成分是MnO2)。
2.铁的冶炼
(1)工业炼铁
①设备：高炉。
②原料：赤铁矿石、焦炭、石灰石、空气。
③原理：在高温下，利用炉内反应生成的 将铁从 里还原出来。反应涉及的化学方程式有C＋O2CO2；CO2＋C2CO；Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。
(2)实验室模拟炼铁：一氧化碳还原氧化铁(详见P62【重点实验探究】实验1)
【提示】1.高炉炼铁得到的是生铁。2.原料中焦炭的作用：提供热量；提供还原剂CO。
知识点5　金属的锈蚀与防护
1.金属的锈蚀
(1)铁锈蚀的条件：铁与 、 同时接触。
(2)铁锈的主要成分： 。
1.环境中的某些物质(如酸、食盐溶液等)会加快铁的锈蚀。 2.铁锈呈 色，结构疏松多孔，不仅不能阻止铁制品与氧气、水接触，还会让氧气和水穿过它的空隙，不断向内层渗透，进一步加快铁的锈蚀。因此，铁制品表面的铁锈要及时清除。
(3)除铁锈的方法
①物理方法：用砂纸打磨。
②化学方法：常用 除铁锈，反应的化学方程式为 。
(4)防止铁生锈的措施
①“干”：保持铁制品的 ；
②“膜”：在铁制品表面覆盖 ，如喷漆、涂油、烧制搪瓷等；
③“改”：改变金属内部结构，制成合金，如铁中加入铬、镍等制成 。
2.金属锈蚀条件的探究(详见P64【重点实验探究】实验2)
3.保护金属资源的途径
(1)防止金属腐蚀；(2)回收利用废旧金属；(3)有计划、合理地开采金属矿物；(4)寻找金属的代用品。
【补充】徐光宪院士和他的团队研发了稀土分离技术，使我国能够自主分离稀土产品。
　构建物质网络　
1.铁的相关物质转化
写出下列化学方程式：
① ；　　　　　　　
② ；
③ ；
④ ；
⑤ ；
⑥ ；
⑦ ；
⑧ 。
2.铜的相关物质转化
写出下列化学方程式：
① ；　　
② ；
③ ；
④ ；
⑤ ；
⑥ ；
⑦ ；
⑧ ；
⑨ 。
【核心考点突破】
一阶核心考点突破
考点1　金属材料
1.(福建)下列物品中，由金属材料制成的是( )。
A.纯棉毛巾 B.铁质剪刀 C.橡胶导管 D.陶瓷坩埚
2.金属材料被广泛应用于生活、生产中。
(1)下列物质不属于金属材料的是 (填字母)。
A.钨丝　B.不锈钢　C.青铜　D.赤铁矿
(2)铜用作导线主要利用铜良好的延展性和 性。
(3)钠钾合金在室温下为液态，其熔点为－11 ℃。钠的熔点为97.8 ℃，钾的熔点为63.5 ℃。比较钠钾合金与钠、钾熔点的差异，得出的合理结论是 。
考点2　金属的化学性质
3.据文献报道：一种特殊的铜纳米颗粒具有与金、银极其相似的反应惰性，可替代黄金制作精密电子元器件。下列对该铜纳米颗粒的判断，正确的是( )。
A.能与盐酸反应产生氢气
B.在空气中容易锈蚀
C.能与硫酸亚铁发生置换反应
D.具有良好的导电性
4.(北京)用如图所示实验验证金属的性质。
(1)实验1，观察到灯泡发光，说明铁具有的性质是 。
(2)实验2中反应的化学方程式为 。
(3)实验3能证明铁的金属活动性比铜的强，现象是 。
5.(重庆)铜能形成多种合金，其中黄铜的硬度 (填“大于”或“小于”)纯铜的硬度。黄铜(主要成分为Zn和Cu)外观与黄金相似，可通过灼烧来鉴别它们，写出鉴别它们的化学方程式： 。
考点3　金属活动性顺序
6.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.(内蒙古改编)某实验小组对Al和CuSO4溶液的反应进行探究。
(1)根据金属活动性顺序Al (填“＞”或“＜”)Cu，小组同学一致认为Al和CuSO4溶液能够发生反应。
(2)小林将铝丝浸入CuSO4溶液一段时间，没有观察到明显的现象。结合铝的化学性质分析，原因是 。
(3)小艺对小林的实验操作进行了改进，观察到了明显现象。小艺的实验操作是 ，观察到的实验现象是 。
(4)为比较铝、铜、银的金属活动性强弱，还需补充的实验是 。
8.(吉林)运用金属活动性顺序，预测铁和镍的化学性质。完成以下内容。
预测 验证 现象 结论
(1) 向试管中加入适量硫酸镍溶液，将用砂纸打磨过的铁片浸入硫酸镍溶液中 铁表面有固体析出 对铁和镍的化 学性质预测是正确的
镍能与稀硫酸反应 向试管中加入适量稀硫酸，将用砂纸打磨过的镍片浸入稀硫酸中 (2)
考点4　金属的冶炼
9.钢铁是应用广泛的金属材料。
英国学者R·坦普尔论证了我国古代冶铁技术世界第一的观点。早在公元前4世纪，中国已广泛利用铁矿石与木炭生产生铁，并加入“黑土”以降低生铁的熔化温度；公元前2世纪，中国人发明了“充氧”等炼钢法。
(1)“黑土”含有磷酸铁(FePO4)，其中磷元素的化合价为 价。
(2)生铁生产过程中，一氧化碳与氧化铁在高温下反应的化学方程式为 。
(3)炼钢中“充氧”的目的是降低生铁中的 ，获得性能更好的钢。
10.(山西)我国是世界上锌冶炼最早的国家。明代宋应星所著的《天工开物》中有关“火法”炼锌的工艺记载是“每炉甘石(主要成分是碳酸锌)十斤装载入一泥罐内……然后逐层用煤炭饼(反应后生成一氧化碳)垫盛，其底铺薪，发火煅红……冷定毁罐取出……即倭铅(锌)也。”此工艺过程分解模拟如图所示。(已知：Zn的冶炼温度为904 ℃，Zn的沸点为906 ℃)请结合图文信息，分析思考，解决问题：
(1)装入原料器之前，将炉甘石敲碎的目的是 。
(2)高温炉内，碳酸锌(ZnCO3)在高温条件下与煤的主要成分发生反应生成Zn和CO，反应的化学方程式为 。该反应生成物中碳元素的化合价为 价。
(3)冷凝器中发生的变化属于 。
(4)我国古代冶锌晚于冶铁和铜，结合已知信息，分析说明其中的原因： 。
考点5　金属的锈蚀与防护
11.(辽宁)下列有关铁制品锈蚀与保护的说法不正确的是( )。
A.铁与氧气、水等反应导致铁制品锈蚀
B.将铁制成不锈钢能减缓锈蚀
C.锈蚀的铁制品没有任何利用价值
D.铁栏杆表面刷漆能减缓锈蚀
12.(2024贵州节选)如图是探究铁生锈条件的实验装置，回答下列问题。
装置A中分液漏斗内的试剂是 ，打开活塞，缓慢滴加试剂，持续反应5分钟后，装置B中的现象是 ，从而达到实验目的。
二阶综合应用提升
13.金属材料的使用与生产、生活和社会发展密切相关。
(1)金属冶炼。利用CO与Fe2O3的反应炼铁，反应的化学方程式为 。
(2)金属材料的使用和保护。
①“贵州桥梁”闻名世界。桥梁建造中使用大量钢材作支架，钢是铁的合金，钢的硬度比纯铁的 (填“大”或“小”)。
②铁制品在潮湿的空气里容易生锈，防止铁生锈的措施有 (写出一条)。铁也易被酸腐蚀，写出铁与盐酸反应的化学方程式： ，该反应的基本反应类型是 。
(3)比较Zn、Fe、Cu的金属活动性。
①将一定量的硫酸铜溶液加入锌粉和铁粉的混合固体中，反应的示意图如图所示，分析可知，实验中发生反应的化学方程式为 ，可得结论： 。
②在上述实验中继续添加一定量硫酸铜溶液，微观粒子种类和数量的变化情况为 时，可得结论：金属活动性Zn＞Fe＞Cu。
【重点实验探究】
实验1　实验室模拟炼铁：一氧化碳还原氧化铁
◎实验梳理
1.实验原理
用赤铁矿炼铁： (用化学方程式表示)。
2.实验步骤
炼铁原理示意图
(1)检查装置的气密性；(2)装入试剂，固定装置；
(3)向玻璃管中通入CO气体；
(4)点燃酒精灯；(5)点燃酒精喷灯；
(6)反应完成后熄灭酒精喷灯；
(7)玻璃管冷却后停止通CO气体；(8)熄灭酒精灯。
1.实验开始时，先通入一段时间CO，再点燃酒精喷灯的原因是 。 2.实验结束，先熄灭酒精喷灯，继续通入CO直至硬质玻璃管冷却的原因是(1) ；(2)防止试管中的澄清石灰水倒吸至灼热的玻璃管，使玻璃管炸裂。 3.装置最右端酒精灯的作用是 。 【小结】一氧化碳“早出晚归”，酒精喷灯“迟到早退”。
3.实验现象及原理解释
(1)硬质玻璃管中的现象为 ；反应的化学方程式为Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。
(2)试管中的现象是 ；反应的化学方程式是 。
(3)右端玻璃管口处气体燃烧，产生蓝色火焰；反应的化学方程式是2CO＋O22CO2。
◎核心素养
尾气处理装置的改进
(1)改进原因：澄清石灰水不能将生成的CO2完全吸收，排出的气体是CO和CO2的混合物，可能无法点燃，且CO直接燃烧浪费资源。
(2)改进方案：可将CO2用 溶液吸收，然后将CO收集或利用，如图1和图2所示。图1中将未反应的CO通到酒精喷灯处燃烧，其优点是 。
　　　
例1　已知草酸钙(CaC2O4)加热易分解：CaC2O4CaO＋CO↑＋CO2↑。为验证分解产物中既有CO又有CO2，小明设计如下实验装置。
图1
回答下列问题。
(1)B装置中实验现象是 。
(2)Fe2O3中铁元素化合价为 价。
(3)小华认为，在D装置后再增加B装置才能验证CO的存在，小明认为不加B装置就可验证，小明的理由是 。
(4)从环保的角度考虑，该实验装置的不足之处是 。
【拓展延伸】
若将上述D装置改进成如图2实验装置。
(5)乙装置的作用是 。
(6)在丙装置的液面下降到安全线之前，不能加热氧化铁，这是因为 。
(7)反应结束后停止加热，继续通入CO，此时丙装置的作用是 。
1.(2025毕节织金县模拟节选)化学兴趣小组的同学查阅资料发现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潮泥灰的主要成分是石灰石；②铁的熔点是1 535 ℃。
(1)工匠们在炼铁前，先将铁矿石和煤捣碎是为了 。
(2)工匠们在炼铁过程中，不断拉动风箱向炉内送进空气的目的是 。
(3)要使方塘中的生铁变成钢，关键步骤是不断翻炒液态生铁，其目的是 。
实验2　金属锈蚀条件的探究
◎实验梳理
1.探究方法：控制变量法。
2.实验设计
实验序号 实验1 实验2 实验3
实验装置
反应条件 与氧气、水接触 只与水接触 只与氧气接触
实验现象 铁钉生锈 铁钉不生锈 铁钉不生锈
分析 对比实验1和2可知影响铁生锈的因素是 ； 对比实验1和3可知影响铁生锈的因素是
实验结论 铁生锈的条件是铁和 、 同时接触
◎核心素养
实验装置的改进与创新
(1)保证其他条件相同，同一个装置增强对比性，使实验现象更明显，如图1。
图1　　 图2
(2)探究食盐水对铁钉锈蚀速率的影响如图2。
例2　为了探究铁钉锈蚀的条件，某同学设计了如图1所示的实验， 请回答下列问题(提示：氯化钙可作干燥剂)。
　　
(1)实验①②中使用煮沸的蒸馏水，目的是 ，实验②中植物油的作用是 。
(2)一周后发现实验①中铁钉锈蚀最严重的位置是 (填“甲”“乙”或“丙”)处。
(3)通过对比实验①③中的现象，可知铁钉生锈需要与 接触。
【拓展延伸】
(4)(2025黔东南校级模拟节选)铜锈主要有Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl，考古界根据铜锈是否会加速铜的锈蚀分为“有害锈”和“无害锈”。“青铜”属于 (填“单质”或“合金”)。据图2所示，分析Cu2(OH)3Cl属于有害锈的原因是 。
2.(攀枝花)根据铁锈蚀的条件判断，下列情况中，铁钉最容易生锈的是( )。
A　　　　　　　 B　　　　　　　 C　　　　　　　 D
3.(2025黔东南校级一模改编)贵州省博物馆所藏文物西汉铜柄铁剑上有红褐色锈迹，小组同学设计了下表所示实验探究铁制品生锈的原因。
编号 甲 乙 丙
实验
现象 铁丝表面出现红褐色锈迹 无明显现象 无明显现象
(1)若反应时间足够长，当打开弹簧夹时，甲中还能观察到的现象是 。
(2)得出“铁生锈一定与O2有关”的结论，依据的两个实验是 (填编号)。
(3)以上实验能证明铁生锈与水有关，原因是 。
【板书设计】专题七 金属和金属材料
◎2022年版课标要求
①了解金属、金属材料在生产生活和社会发展中的重要作用。
②知道金属具有一些共同的物理性质。
③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。
④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。
⑤通过实验探究等活动认识常见金属的主要化学性质及金属活动性顺序。
⑥以铁生锈为例，了解防止金属腐蚀的常用方法。
⑦了解废弃金属对环境的影响及金属回收再利用的价值。
⑧认识金属矿物是宝贵的自然资源，形成保护和节约资源的可持续发展意识与社会责任。
⑨学生必做实验及实践活动：常见金属的物理性质和化学性质。
◎贵州三年考情分析
年份 题号 分值 考查内容
2025 12 5 合金的判断；金属活动性顺序的验证；金属材料腐蚀及防护
2024 10（3） 1 铁丝生锈条件探究实验中的实验现象
12 5 金属的化学性质；金属活动性顺序；金属的冶炼
2023 12 7 铜的导电性；金属的化学性质；金属活动性顺序；金属的冶炼
◎链接教材
人教：九下第八单元P2～P27；沪教：九上第6章P168～P194，九下第9章P102~P103
◎课时安排
建议2课时
◎教学过程
【基础知识巩固】
知识点1　金属材料
1.金属材料的分类
(1)纯金属，如铝、铁、铜、银、金等；(2)合金，如生铁、钢、黄铜、青铜等。
2.金属的物理性质及其用途
(1)共性
物理性质 ①　导电性　 ②　导热性　 ③　延展性　 ④有金属光泽
用途 用铜、铝制作导线 用铁制作炊具 用金制作金箔 制作各种饰品
(2)差异性
①颜色：大多数金属为银白色，但铜为　红　色，金为　黄　色，铁粉为　黑　色。
②不同金属的熔点、沸点、导电性、密度、硬度等物理性质差别较大。
3.合金
概念 在纯金属中加热熔合某些　金属或非金属　，就可以制得具有金属特征的合金，大多数合金是　混合物　(填“纯净物”或“混合物”)
性能 合金与纯金属相比：合金的　硬度　大、　抗腐蚀性　强、　熔点　低、机械性能更好；合金中的各成分保持原来的　化学性质　
常见合金 铁合金：生铁(含碳量为2％～4.3％，硬度大)、钢(含碳量为0.03％～2％，抗腐蚀性好)
铜合金：黄铜(铜锌合金)、青铜(铜锡合金)
钛合金：具有熔点高、密度　小　、 可塑性好、　抗腐蚀　性能非常好等优点，与人体具有很好的相容性，可用来制造人造骨等
1.合金是金属材料，具有金属的共性。 2.合金中至少含有一种金属。 3.金属能导电，但能导电的不一定是金属，如石墨。 4.比较纯金属和合金的硬度：如图，将合金与纯金属相互刻画，纯金属表面有较深的划痕。
知识点2　金属的化学性质
1.金属与氧气反应
通式：金属＋氧气金属氧化物(化合反应)。
金属 实验现象 化学方程式
镁 在空气中点燃，发出耀眼的　白光　，放出大量的热，生成　白　色固体 　2Mg＋O22MgO　
铁 在氧气中点燃，剧烈燃烧，　火星四射　，放出大量的热，生成　黑　色固体 　3Fe＋2O2Fe3O4　
铝 在空气中表面变暗，失去　金属　光泽 　4Al＋3O22Al2O3　(铝耐腐蚀的原因)
铜 在空气中加热，表面变成　黑　色 　2Cu＋O22CuO　
金 很稳定，即使高温时也不与氧气反应(“真金不怕火炼”)
1.其他条件相同时，金属越活泼，反应越容易、越剧烈。 2.其他条件相同时，氧气浓度越大，反应越剧烈。 3.其他条件相同时，金属与氧气的接触面积越大，反应越剧烈。
2.金属与酸反应
通式：活泼金属＋酸盐＋氢气(置换反应)。
条件：金属在金属活动性顺序中位于氢前。
金属 实验现象 化学方程式
镁 反应剧烈，产生大量　气泡　，放出热量 稀盐酸：　Mg＋2HClMgCl2＋H2↑　、 稀硫酸：　Mg＋H2SO4MgSO4＋H2↑　
锌 反应比较剧烈，产生较多　气泡　 稀盐酸：　Zn＋2HClZnCl2＋H2↑　、 稀硫酸：　Zn＋H2SO4ZnSO4＋H2↑　
铁 反应比较缓慢，产生少量　气泡　，溶液由无色变成　浅绿　色 稀盐酸：　Fe＋2HClFeCl2＋H2↑　、 稀硫酸：　Fe＋H2SO4FeSO4＋H2↑　
铜 不与稀盐酸、稀硫酸反应，无现象
1.这里的酸通常指稀盐酸或稀硫酸，不包括浓硫酸和硝酸。 2.利用金属与酸是否反应判断金属活动性顺序时，通常要控制变量：金属的种类不同，酸的种类、浓度、质量相同，金属的形状、大小相同。 3.铁与稀盐酸、稀硫酸或硫酸铜溶液反应时，生成物中铁元素呈＋2价，生成氯化亚铁(FeCl2)、硫酸亚铁(FeSO4)。
3.金属与盐溶液反应
通式：金属＋盐(溶液)新金属＋新盐(溶液)(置换反应)。
(1)铁与硫酸铜溶液反应
现象：铁丝表面覆盖一层　红　色物质，溶液由　蓝　色逐渐变成　浅绿　色。
化学方程式：　Fe＋CuSO4FeSO4＋Cu　。
(2)铜与硝酸银溶液反应
现象：铜丝表面覆盖一层银白色物质，溶液由　无　色逐渐变成　蓝　色。
化学方程式：　Cu＋2AgNO3Cu(NO3)2＋2Ag　。
(3)铁与硫酸锌溶液混合：无现象。
(4)结论：在金属活动性顺序中，排在前面的金属能够把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来。(前可置后，盐要溶)(注：钾、钙、钠三种金属过于活泼，不发生此反应)
知识点3　金属活动性顺序
1.常见金属活动性顺序
2.金属活动性顺序的规律
(1)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　；
(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　的金属能把位于　后面　的金属从它们化合物的溶液里置换出来(K、Ca、Na除外)。
3.金属活动性顺序的应用
(1)判断某些反应能否发生；
(2)验证或探究几种金属的活动性；
(3)判断金属与盐溶液反应后滤液、滤渣的成分；
(4)利用置换法除杂，如除去Cu粉中的Zn粉，可加入足量的　CuCl2(合理即可)　溶液，充分反应后过滤。
1.在自然界中以化合物形式存在的金属比以单质形式存在的金属活动性强。 2.金属的活动性越强，冶炼的难度越大，利用的时间越晚。
知识点4　金属的冶炼
1.常见的金属矿石：赤铁矿(主要成分是　Fe2O3　)、磁铁矿(主要成分是　Fe3O4　)、铝土矿(主要成分是Al2O3)、赤铜矿(主要成分是Cu2O)、金红石(主要成分是TiO2)、软锰矿(主要成分是MnO2)。
2.铁的冶炼
(1)工业炼铁
①设备：高炉。
②原料：赤铁矿石、焦炭、石灰石、空气。
③原理：在高温下，利用炉内反应生成的　一氧化碳　将铁从　氧化铁　里还原出来。反应涉及的化学方程式有C＋O2CO2；CO2＋C2CO；Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。
(2)实验室模拟炼铁：一氧化碳还原氧化铁(详见P62【重点实验探究】实验1)
【提示】1.高炉炼铁得到的是生铁。2.原料中焦炭的作用：提供热量；提供还原剂CO。
知识点5　金属的锈蚀与防护
1.金属的锈蚀
(1)铁锈蚀的条件：铁与　氧气(或空气)　、　水(或水蒸气)　同时接触。
(2)铁锈的主要成分：　Fe2O3·xH2O　。
1.环境中的某些物质(如酸、食盐溶液等)会加快铁的锈蚀。 2.铁锈呈　红棕　色，结构疏松多孔，不仅不能阻止铁制品与氧气、水接触，还会让氧气和水穿过它的空隙，不断向内层渗透，进一步加快铁的锈蚀。因此，铁制品表面的铁锈要及时清除。
(3)除铁锈的方法
①物理方法：用砂纸打磨。
②化学方法：常用　稀盐酸(或稀硫酸)　除铁锈，反应的化学方程式为　Fe2O3＋6HCl2FeCl3＋3H2O[或Fe2O3＋3H2SO4Fe2(SO4)3＋3H2O]　。
(4)防止铁生锈的措施
①“干”：保持铁制品的　洁净与干燥　；
②“膜”：在铁制品表面覆盖　保护膜　，如喷漆、涂油、烧制搪瓷等；
③“改”：改变金属内部结构，制成合金，如铁中加入铬、镍等制成　不锈钢　。
2.金属锈蚀条件的探究(详见P64【重点实验探究】实验2)
3.保护金属资源的途径
(1)防止金属腐蚀；(2)回收利用废旧金属；(3)有计划、合理地开采金属矿物；(4)寻找金属的代用品。
【补充】徐光宪院士和他的团队研发了稀土分离技术，使我国能够自主分离稀土产品。
　构建物质网络　
1.铁的相关物质转化
写出下列化学方程式：
①　3Fe＋2O2Fe3O4　；　　　　　　　
②　Fe＋2HClFeCl2＋H2↑　；
③　Fe＋H2SO4FeSO4＋H2↑　；
④　Fe＋CuSO4FeSO4＋Cu　；
⑤　3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2　；
⑥　3H2＋Fe2O32Fe＋3H2O　；
⑦　Fe2O3＋6HCl2FeCl3＋3H2O　；
⑧　Fe2O3＋3H2SO4Fe2(SO4)3＋3H2O　。
2.铜的相关物质转化
写出下列化学方程式：
①　Cu＋2AgNO32Ag＋Cu(NO3)2　；　　
②　2Cu＋O22CuO　；
③　H2＋CuOCu＋H2O(合理即可)　；
④　CuO＋2HClCuCl2＋H2O　；
⑤　CuO＋H2SO4CuSO4＋H2O　；
⑥　2NaOH＋CuCl2Cu(OH)2↓＋2NaCl　(合理即可)　；
⑦　2NaOH＋CuSO4Cu(OH)2↓＋　Na2SO4(合理即可)　；
⑧　Fe＋CuCl2FeCl2＋Cu(合理即可)　；
⑨　Fe＋CuSO4FeSO4＋Cu(合理即可)　。
【核心考点突破】
一阶核心考点突破
考点1　金属材料
1.(福建)下列物品中，由金属材料制成的是(　B　)。
A.纯棉毛巾 B.铁质剪刀 C.橡胶导管 D.陶瓷坩埚
2.金属材料被广泛应用于生活、生产中。
(1)下列物质不属于金属材料的是　D　(填字母)。
A.钨丝　B.不锈钢　C.青铜　D.赤铁矿
(2)铜用作导线主要利用铜良好的延展性和　导电　性。
(3)钠钾合金在室温下为液态，其熔点为－11 ℃。钠的熔点为97.8 ℃，钾的熔点为63.5 ℃。比较钠钾合金与钠、钾熔点的差异，得出的合理结论是　合金的熔点比组分金属低　。
考点2　金属的化学性质
3.据文献报道：一种特殊的铜纳米颗粒具有与金、银极其相似的反应惰性，可替代黄金制作精密电子元器件。下列对该铜纳米颗粒的判断，正确的是(　D　)。
A.能与盐酸反应产生氢气
B.在空气中容易锈蚀
C.能与硫酸亚铁发生置换反应
D.具有良好的导电性
4.(北京)用如图所示实验验证金属的性质。
(1)实验1，观察到灯泡发光，说明铁具有的性质是　导电性　。
(2)实验2中反应的化学方程式为　Fe＋H2SO4FeSO4 ＋H2↑　。
(3)实验3能证明铁的金属活动性比铜的强，现象是　铁丝表面有红色固体析出，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色　。
5.(重庆)铜能形成多种合金，其中黄铜的硬度　大于　(填“大于”或“小于”)纯铜的硬度。黄铜(主要成分为Zn和Cu)外观与黄金相似，可通过灼烧来鉴别它们，写出鉴别它们的化学方程式：　2Cu＋O22CuO　。
考点3　金属活动性顺序
6.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(　C　)。
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.(内蒙古改编)某实验小组对Al和CuSO4溶液的反应进行探究。
(1)根据金属活动性顺序Al　＞　(填“＞”或“＜”)Cu，小组同学一致认为Al和CuSO4溶液能够发生反应。
(2)小林将铝丝浸入CuSO4溶液一段时间，没有观察到明显的现象。结合铝的化学性质分析，原因是　铝丝表面有一层致密的氧化铝薄膜，氧化铝与硫酸铜溶液不反应，阻碍了铝与硫酸铜溶液的接触　。
(3)小艺对小林的实验操作进行了改进，观察到了明显现象。小艺的实验操作是　用砂纸打磨铝丝后，再将其浸入CuSO4溶液中　，观察到的实验现象是　铝丝表面有红色固体析出，溶液由蓝色逐渐变为无色　。
(4)为比较铝、铜、银的金属活动性强弱，还需补充的实验是　将铜丝加入硝酸银溶液中(合理即可)　。
8.(吉林)运用金属活动性顺序，预测铁和镍的化学性质。完成以下内容。
预测 验证 现象 结论
(1)　铁的活动性比镍强(或铁能置换硫酸镍中的镍)　 向试管中加入适量硫酸镍溶液，将用砂纸打磨过的铁片浸入硫酸镍溶液中 铁表面有固体析出 对铁和镍的化 学性质预测是正确的
镍能与稀硫酸反应 向试管中加入适量稀硫酸，将用砂纸打磨过的镍片浸入稀硫酸中 (2)　镍片表面有气泡产生　
考点4　金属的冶炼
9.钢铁是应用广泛的金属材料。
英国学者R·坦普尔论证了我国古代冶铁技术世界第一的观点。早在公元前4世纪，中国已广泛利用铁矿石与木炭生产生铁，并加入“黑土”以降低生铁的熔化温度；公元前2世纪，中国人发明了“充氧”等炼钢法。
(1)“黑土”含有磷酸铁(FePO4)，其中磷元素的化合价为　＋5　价。
(2)生铁生产过程中，一氧化碳与氧化铁在高温下反应的化学方程式为　Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2　。
(3)炼钢中“充氧”的目的是降低生铁中的　含碳量　，获得性能更好的钢。
10.(山西)我国是世界上锌冶炼最早的国家。明代宋应星所著的《天工开物》中有关“火法”炼锌的工艺记载是“每炉甘石(主要成分是碳酸锌)十斤装载入一泥罐内……然后逐层用煤炭饼(反应后生成一氧化碳)垫盛，其底铺薪，发火煅红……冷定毁罐取出……即倭铅(锌)也。”此工艺过程分解模拟如图所示。(已知：Zn的冶炼温度为904 ℃，Zn的沸点为906 ℃)请结合图文信息，分析思考，解决问题：
(1)装入原料器之前，将炉甘石敲碎的目的是　增大反应物的接触面积，使反应更充分　。
(2)高温炉内，碳酸锌(ZnCO3)在高温条件下与煤的主要成分发生反应生成Zn和CO，反应的化学方程式为　2C＋ZnCO3Zn＋3CO↑　。该反应生成物中碳元素的化合价为　＋2　价。
(3)冷凝器中发生的变化属于　物理变化　。
(4)我国古代冶锌晚于冶铁和铜，结合已知信息，分析说明其中的原因：　锌的金属活动性比铁和铜强　。
考点5　金属的锈蚀与防护
11.(辽宁)下列有关铁制品锈蚀与保护的说法不正确的是(　C　)。
A.铁与氧气、水等反应导致铁制品锈蚀
B.将铁制成不锈钢能减缓锈蚀
C.锈蚀的铁制品没有任何利用价值
D.铁栏杆表面刷漆能减缓锈蚀
12.(2024贵州节选)如图是探究铁生锈条件的实验装置，回答下列问题。
装置A中分液漏斗内的试剂是　过氧化氢溶液　，打开活塞，缓慢滴加试剂，持续反应5分钟后，装置B中的现象是　①处铁丝生锈，②处铁丝不生锈　，从而达到实验目的。
二阶综合应用提升
13.金属材料的使用与生产、生活和社会发展密切相关。
(1)金属冶炼。利用CO与Fe2O3的反应炼铁，反应的化学方程式为 　Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2　。
(2)金属材料的使用和保护。
①“贵州桥梁”闻名世界。桥梁建造中使用大量钢材作支架，钢是铁的合金，钢的硬度比纯铁的　大　(填“大”或“小”)。
②铁制品在潮湿的空气里容易生锈，防止铁生锈的措施有　保持铁制品表面的洁净和干燥(涂油、刷漆等，合理即可)　(写出一条)。铁也易被酸腐蚀，写出铁与盐酸反应的化学方程式： 　Fe＋2HClFeCl2＋H2↑　，该反应的基本反应类型是 　置换反应　。
(3)比较Zn、Fe、Cu的金属活动性。
①将一定量的硫酸铜溶液加入锌粉和铁粉的混合固体中，反应的示意图如图所示，分析可知，实验中发生反应的化学方程式为　Zn＋CuSO4ZnSO4＋Cu　，可得结论：　金属活动性Zn＞Cu、Zn＞Fe　。
②在上述实验中继续添加一定量硫酸铜溶液，微观粒子种类和数量的变化情况为　锌、铁原子数目减少，铜原子数目增多(或锌离子、亚铁离子数目增多，铜原子数目增多)　时，可得结论：金属活动性Zn＞Fe＞Cu。
【重点实验探究】
实验1　实验室模拟炼铁：一氧化碳还原氧化铁
◎实验梳理
1.实验原理
用赤铁矿炼铁：　Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2　(用化学方程式表示)。
2.实验步骤
炼铁原理示意图
(1)检查装置的气密性；(2)装入试剂，固定装置；
(3)向玻璃管中通入CO气体；
(4)点燃酒精灯；(5)点燃酒精喷灯；
(6)反应完成后熄灭酒精喷灯；
(7)玻璃管冷却后停止通CO气体；(8)熄灭酒精灯。
1.实验开始时，先通入一段时间CO，再点燃酒精喷灯的原因是　排尽装置内的空气，防止一氧化碳与空气混合在加热时发生爆炸　。 2.实验结束，先熄灭酒精喷灯，继续通入CO直至硬质玻璃管冷却的原因是(1)　防止生成的铁被氧化　；(2)防止试管中的澄清石灰水倒吸至灼热的玻璃管，使玻璃管炸裂。 3.装置最右端酒精灯的作用是　除去尾气中的CO，防止其污染空气　。 【小结】一氧化碳“早出晚归”，酒精喷灯“迟到早退”。
3.实验现象及原理解释
(1)硬质玻璃管中的现象为　红棕色粉末逐渐变成黑色　；反应的化学方程式为Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2。
(2)试管中的现象是　澄清石灰水变浑浊　；反应的化学方程式是　CO2＋Ca(OH)2CaCO3↓＋H2O　。
(3)右端玻璃管口处气体燃烧，产生蓝色火焰；反应的化学方程式是2CO＋O22CO2。
◎核心素养
尾气处理装置的改进
(1)改进原因：澄清石灰水不能将生成的CO2完全吸收，排出的气体是CO和CO2的混合物，可能无法点燃，且CO直接燃烧浪费资源。
(2)改进方案：可将CO2用　NaOH　溶液吸收，然后将CO收集或利用，如图1和图2所示。图1中将未反应的CO通到酒精喷灯处燃烧，其优点是　节约能源(合理即可)　。
　　　
例1　已知草酸钙(CaC2O4)加热易分解：CaC2O4CaO＋CO↑＋CO2↑。为验证分解产物中既有CO又有CO2，小明设计如下实验装置。
图1
回答下列问题。
(1)B装置中实验现象是　澄清石灰水变浑浊　。
(2)Fe2O3中铁元素化合价为　＋3　价。
(3)小华认为，在D装置后再增加B装置才能验证CO的存在，小明认为不加B装置就可验证，小明的理由是　D装置中红棕色固体变为黑色即可证明有CO存在　。
(4)从环保的角度考虑，该实验装置的不足之处是　缺少尾气处理装置　。
【拓展延伸】
若将上述D装置改进成如图2实验装置。
(5)乙装置的作用是　防止倒吸　。
(6)在丙装置的液面下降到安全线之前，不能加热氧化铁，这是因为　装置内空气未排净，CO和空气混合，加热可能会发生爆炸　。
(7)反应结束后停止加热，继续通入CO，此时丙装置的作用是　收集CO，防止污染空气　。
1.(2025毕节织金县模拟节选)化学兴趣小组的同学查阅资料发现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潮泥灰的主要成分是石灰石；②铁的熔点是1 535 ℃。
(1)工匠们在炼铁前，先将铁矿石和煤捣碎是为了　增大接触面积　。
(2)工匠们在炼铁过程中，不断拉动风箱向炉内送进空气的目的是　不断送入新鲜空气，使燃料燃烧更彻底，提高温度　。
(3)要使方塘中的生铁变成钢，关键步骤是不断翻炒液态生铁，其目的是　降低含碳量，使生铁转化为钢　。
实验2　金属锈蚀条件的探究
◎实验梳理
1.探究方法：控制变量法。
2.实验设计
实验序号 实验1 实验2 实验3
实验装置
反应条件 与氧气、水接触 只与水接触 只与氧气接触
实验现象 铁钉生锈 铁钉不生锈 铁钉不生锈
分析 对比实验1和2可知影响铁生锈的因素是　氧气　； 对比实验1和3可知影响铁生锈的因素是　水　
实验结论 铁生锈的条件是铁和　氧气　、　水　同时接触
◎核心素养
实验装置的改进与创新
(1)保证其他条件相同，同一个装置增强对比性，使实验现象更明显，如图1。
图1　　 图2
(2)探究食盐水对铁钉锈蚀速率的影响如图2。
例2　为了探究铁钉锈蚀的条件，某同学设计了如图1所示的实验， 请回答下列问题(提示：氯化钙可作干燥剂)。
　　
(1)实验①②中使用煮沸的蒸馏水，目的是　除去水中溶解的氧气　，实验②中植物油的作用是　隔绝氧气　。
(2)一周后发现实验①中铁钉锈蚀最严重的位置是　乙　(填“甲”“乙”或“丙”)处。
(3)通过对比实验①③中的现象，可知铁钉生锈需要与　水　接触。
【拓展延伸】
(4)(2025黔东南校级模拟节选)铜锈主要有Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl，考古界根据铜锈是否会加速铜的锈蚀分为“有害锈”和“无害锈”。“青铜”属于　合金　(填“单质”或“合金”)。据图2所示，分析Cu2(OH)3Cl属于有害锈的原因是　结构疏松，不能阻止铜与空气中的氧气、水和二氧化碳等接触，会加速铜的锈蚀　。
2.(攀枝花)根据铁锈蚀的条件判断，下列情况中，铁钉最容易生锈的是(　A　)。
A　　　　　　　 B　　　　　　　 C　　　　　　　 D
3.(2025黔东南校级一模改编)贵州省博物馆所藏文物西汉铜柄铁剑上有红褐色锈迹，小组同学设计了下表所示实验探究铁制品生锈的原因。
编号 甲 乙 丙
实验
现象 铁丝表面出现红褐色锈迹 无明显现象 无明显现象
(1)若反应时间足够长，当打开弹簧夹时，甲中还能观察到的现象是　左侧玻璃管内液面上升到刻度1附近，右侧玻璃管内液面下降　。
(2)得出“铁生锈一定与O2有关”的结论，依据的两个实验是　甲、丙　(填编号)。
(3)以上实验能证明铁生锈与水有关，原因是　甲、乙两组实验中，玻璃管中都含有水，乙中玻璃管内的水用植物油隔绝且放有干燥剂，甲中铁丝表面出现红褐色锈迹，乙中铁丝无明显现象，说明铁锈的形成与水有关　。
【板书设计】

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