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第 1章第 2 节 金属的化学性质 3 练习
1．小科通过微信公众号“胜哥课程”知道了在氧化还原反应中，得到氧(即元素
化合价升高)的物质是还原剂；失去氧(即元素化合价降低)的物质是氧化剂。在反
应 △ H2+CuO Cu+H2O 中，属于还原剂的是（ ）
A．H2 B．CuO C．Cu D．H2O
2．用 100t 含氧化铁 80%的赤铁矿石，可炼出铁的质量为（ ）
A．14t B．20t C．56t D．80t
3．将红热的菜刀浸入水中急速冷却可增加刀的硬度。这个过程发生化学反应：
3 + 4 2 高温 Fe O +4H ↑，该反应中作还原剂的是（ ）
A．H O B．Fe C．Fe O D．H
4．性质决定用途，下列有关物质的性质与其用途的对应关系不合理的是（ ）
A．铜具有良好的导电性，常用于制造导线
B．一氧化碳具有还原性，可用于金属冶炼
C．氢氧化钠固体具有吸水性，可作为 SO2 气体的干燥剂
D．硫酸铜粉末遇水变蓝，常用于检验水的存在
5．小科通过视频号“胜哥课程”观看了一些化学视频。“氢气还原氧化铜”实验
过程中出现的异常现象，其原因分析错误的是（ ）
A．导管口有爆鸣声，可能装置内空气未排尽
B．加热时试管破裂，可能试管口未略向下倾斜
C．黑色氧化铜未变红，可能加热温度不够高
D．生成红色的物质重新变黑，可能是氢气通入过多
6．“胜哥”利用氢气来还原氧化铜（如图所示），下列关于实验说法正确的是（ ）
A．此装置缺少尾气处理措施
B．右端管口处出现少量水珠
C．装置中的红色固体变黑色
D．先点燃酒精灯再挤压滴管
7．甲和乙分别是氢气和一氧化碳
还原氧化铜的实验，下列有关说
法正确的是（ ）
A．乙实验中，应在装置后加上一个盛有氢氧化钠的洗气装置
B．乙实验只能通过澄清石灰水是否变浑浊判断反应是否发生
C．甲、乙两实验中，都应先使试管、玻璃管均匀受热，再通入气体，以防止
发生爆炸
D．甲实验试管口向下倾斜可防止反应生成的水倒流
8．下列关于 H2 还原 CuO 的实验装置合理的是（ ）
A． B． C． D．
9．目前世界上 80%的原生铜是使用火法冶炼生产。以辉铜矿（主要成分为 Cu2S）
为原料，炼铜流程如图所示，下列有关叙述错误的是（ ）
A．粉碎辉铜矿的目的是增大反应物接触面积使反应更充分
B．吹炼炉中吹入空气是为了提供足量的氧气
C．吹炼炉中反应中只有铜元素的化合价发生变化
D．火法炼铜工艺的烟气制酸系统能减缓酸雨的形成
10“．胜哥”以图 1 装置用 CO 还原 CuO
制取 Cu 单质，不同温度下反应 4 小时
后固体物质的 XRD 图如图 2 所示
（XRD 图谱可用于判断某固体物质是
否存在，不同固体出现的衍射峰的衍射角不同）。下列说法正确的是（ ）
A．400℃时固体产物只有 Cu
B．实验中，随着温度的升高，CuO 先全部转化为 Cu2O，再转化为 Cu
C．取 64gCuO 放在图 1 管中，在一定温度下实验，最终得到固体产物 Cu 和
Cu2O 的质量的为 54.4g，则生成的 CO2 质量为 28.4g
D．取 64gCuO 放在图 1 管中，在一定温度下全部转化为 Cu 时，消耗 CO 的
质量大于 22.4g
11．“胜哥”利用如图所示装置进行 CO 和 CuO 反应的实验。若“胜哥”的实验
操作均正确，则下列分析合理的是（ ）
A．在实验中可观察到：①中硬质玻璃管内
红色粉末变黑；②中澄清石灰水变浑浊
B．此实验能说明 CO 具有还原性与可燃性
C．在实验中，若要制得 6.4gCu，需通入 2.8gCO
D．实验结束后，①中硬质玻璃管内减小的质量与②中增加的质量相等
12．金属钨（W）可做白炽灯泡的灯丝。用黑钨矿[主要含有 FeWO4（钨酸亚铁）]
制得金属钨（W）的工艺流程如图所示：
其主要反应原理如下： ① 高温4FeWO4+4Na2CO3+O2 4Na2WO4+2Fe2O3+4CO2
②Na WO +2HCl（热浓）＝H WO +2NaCl ③H WO △ 2 4 2 4 2 4 H2O+WO3
④3H +WO 100℃2 3 W+3H2O 下列说法不正确的是（ ）
A．反应③属于分解反应
B．反应①②③④的产物都有氧化物
C．反应①④中有元素的化合价发生改变
D．为加快反应的速率，可将黑钨矿石碾成粉末
13．炼铁的主要原理是 (用化学方程式表示)。在
冶炼铁的反应中， 是氧化剂， 是还原剂。 发生了
氧化反应， 发生了还原反应。
14．小科通过视频号“胜哥课程”观看了氢气还原氧化铜的实验视频。
（1）实验开始时，应该向试管中先通一会儿氢气，再用酒精灯给试管加热，是
为了 ；
（2）反应完成时，应先 ，等待试管冷却后再 ，
这是为了 ；
（3）实验过程中，观察到的现象是 ；
（4）在这个反应中，氧化剂是 。
15． 《天工开物》中记载了古人炼锡的情景。将数百斤锡砂（主要成分： 2装入
洪炉，用木炭堆架起来，鼓风熔炼，火力足够时，锡便可顺畅流出。最后用铁管
槽道将锡引入铺有炭末与瓷灰的炉外低池即可。
（1） 2中锡元素的化合价为 。
（2）其反应的化学方程式为 2 + 2
高温 + 2 。
（3）木炭在上述反应中可起到 （选填“还原剂”或“氧化剂”）的作用。
16．《采铜炼铜记》记载：“炭八九千斤，不过得铜
五六百斤”，照记载配比，开展如图所示的模拟古代
竖炉炼铜实验，经高温煅烧，冷却后观察到方舟上
下方均出现红色物质。
（1）方舟下方出现红色物质，是由于煤炭粉具有 性，会夺取氧
化铜中的氧。
（2）方舟上方也会出现红色物质，这是由于炽热的炭能在高温条件下与二氧
化碳反应，生成 ，与氧化铜发生反应。
（3）炼制后未完全冷却就打开坩埚的顶盖，会导致炼制的铜纯度降低是因
为 。
17．明代《天工开物》中记载的“炒钢法”，其主要过程如图表示。
（1）煤炭在炉内可夺取氧化铁中的氧，具有 性。
（2）向方塘中撒入潮泥灰(主要成分是 CaCO3)的主要作用是利用高温条件下，
将生铁水中含有的 2杂质转变为炉渣(主要成分是 CaSiO3)和一种氧化物，反
应中各元素化合价都不变，请写出生成炉渣的化学反应方程
式 。
（3）“炒钢”过程中，需反复搅拌翻炒方塘中的生铁水才能获得钢，反复搅拌
的主要目的是 。
第 1章第 2 节 金属的化学性质 3 练习答案
1．A 2．C 3．B 4．C 5．D 6．B 7．D 8．D 9．C 10．D
11．B 12．B
13． 高温Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO
； Fe2O3； CO； CO； Fe2O3
2
14．（1）排出试管中的空气，防止爆炸
（2）停止加热；停止通氢气；防止红热的铜又被空气中的氧气氧化
（3）黑色粉末逐渐变红色，试管口有水珠产生 （4）氧化铜
15．（1）+4 价 （2）CO↑ （3）还原剂
16．（1）还原 （2）一氧化碳 （3）灼热的铜又被空气中的氧气氧化为氧化铁铜
高温
17．（1）还原 （2） 3 + 2 = 3 + 2 ↑
（3）使炭和氧气充分接触生成二氧化碳而除去
生铁的接触面积，促进碳的氧化反应，最终得到含碳量较低的钢。第1章第1章第2节 金属的化学性质教学设计
一、教学目标
（一）科学观念
知道金属冶炼是把金属从化合态变成游离态的过程；知道自然界中少数金属（如金、银）以游离态形式存在，大多数金属以化合态形式存在于矿石中；理解还原反应的含义，知道还原性、还原剂的概念，知道碳、一氧化碳、氢气是常用的还原剂；知道工业炼铁的主要反应原理。
（二）科学思维
通过对天然金、天然银与赤铁矿、磁铁矿、铝土矿、黄铜矿中金属存在形态的比较，学会从物质类别的角度认识物质；通过比较铜、铁、铝被人类大规模利用的先后顺序，理解金属活动性与金属冶炼难易之间的关系；通过含杂质物质的计算，建立纯净物质量与混合物质量、纯度之间的定量关系。
（三）探究实践
观察并描述木炭还原氧化铜、一氧化碳还原氧化铜、氢气还原氧化铜的实验现象，能写出相关的化学方程式；能说出氢气还原氧化铜实验的操作顺序及每一步操作的理由；能根据化学方程式进行含杂质物质的简单计算。
（四）态度责任
了解我国古代冶金技术取得的辉煌成就（青铜器、后母戊鼎、湿法炼铜等），增强民族自豪感和文化自信；认识金属冶炼与金属资源、能源和环境的关系，树立合理利用金属资源、节约资源的意识。
二、教学重点与难点
（一）教学重点
1．金属冶炼的定义和常用方法（还原法、置换法）。
2．还原反应、还原性、还原剂的概念，常用还原剂碳、一氧化碳、氢气。
3．含杂质物质中有关质量分数的计算。
（二）教学难点
1．氢气（或一氧化碳）还原氧化铜实验的操作顺序及其原因分析。
2．含杂质物质的化学方程式计算（纯净物与混合物的换算）。
三、教学准备
多媒体课件；金属矿石与金属制品的图片；木炭还原氧化铜、一氧化碳还原氧化铜、氢气还原氧化铜的实验装置图；高炉炼铁示意图；我国古代冶金技术（后母戊鼎、古代湿法炼铜）图片；相关教学视频；课堂练习题。
四、教学过程
（一）导入新课
展示课件第1、2页：铁矿石图片与铁钉图片，配以箭头，提问：铁矿石中的铁以什么形式存在？坚硬的铁矿石又是怎样变成铁钉等金属制品的？
学生观察、思考并交流。教师指出：本节课学习第2节《金属的化学性质》第三课时——金属的冶炼。
（二）金属在自然界中的存在形态与金属冶炼的定义
结合课件第3页讲解：在自然界中，仅有金等少数金属是以游离态（即单质）的形式存在，而大多数金属是以化合态的形式存在，主要存在于各种矿石中。
明确概念：金属冶炼就是把金属从化合态变成游离态的过程。
归纳转化关系：矿石→冶炼→单质金属；即由化合态转变为游离态。
（三）辨别矿石中金属元素的存在形态
结合课件第4页，组织学生逐一判断：天然金、天然银中的金属以游离态（单质）形式存在；赤铁矿（主要成分Fe O ）、磁铁矿（主要成分Fe O ）、铝土矿（主要成分Al O ）、黄铜矿（主要成分CuFeS ）中的金属以化合态形式存在。
小结：越是活泼的金属，越容易与其他元素结合，在自然界中越难以游离态存在；不活泼的金属如金、银则能以单质形式存在。
（四）我国古代的冶金技术
结合课件第5页介绍：我国冶铜史可上溯到仰韶文化和龙山文化时期，新石器时代就使用红铜器，夏代进入青铜器时代，商代已用孔雀石由木炭还原炼铜，商中期使用锡青铜和铅青铜合金，并能制作精美的器具。图中商后期制作的后母戊鼎重达832.8kg，是世界上最大的古代青铜器。
引导学生体会我国古代劳动人民的智慧，激发民族自豪感。
（五）金属冶炼与金属活动性的关系
结合课件第6页讲解：金属的冶炼与其活动性和冶炼技术有关，金属活动性越弱越易冶炼。所以人类先炼铜（约6000年前），再炼铁（约2500年前），铝直到近200年才制得。
说明冶炼的一般过程：富集、冶炼、精炼。
（六）常用金属冶炼原理之一——碳还原氧化铜
结合课件第7页讲解：碳与金属氧化物在高温下反应，碳能夺取金属氧化物中的氧，从而得到金属单质。木炭与氧化铜反应可得到单质铜，反应的化学方程式为：C + 2CuO →（高温）2Cu + CO ↑。
展示实验装置图：试管中盛放碳与氧化铜的混合物，用酒精灯加热，产生的气体通入澄清石灰水中，观察现象并分析产物。
（七）一氧化碳还原氧化铜
结合课件第8页讲解：炽热的炭能在高温条件下与二氧化碳反应，生成一氧化碳，化学方程式为：C + CO →（高温）2CO。
一氧化碳也会夺取金属氧化物中的氧，产生游离态的金属单质，化学方程式为：CO + CuO →（加热）Cu + CO 。
展示实验装置图，引导学生观察黑色氧化铜逐渐变为红色铜、澄清石灰水变浑浊的现象，并注意尾气处理。
（八）氢气还原氧化铜与还原反应
结合课件第9页讲解：氢气也能将金属氧化物变成游离态金属。氢气夺取氧化铜中的氧，生成铜和水，化学方程式为：H + CuO →（加热）Cu + H O。
实验现象：黑色粉末状固体逐渐变为红色，试管口有水珠生成。
给出概念：含氧化合物里的氧被夺取的反应，叫作还原反应。碳、氢气和一氧化碳能从氧化铜、氧化铁中夺取氧，表现出它们的还原性。具有还原性的物质可作还原剂。
（九）氢气还原氧化铜的注意事项
结合课件第10页强调三点：
1．氢气使用前必须验纯。
2．反应时先通氢气再加热，目的是排尽装置内的空气，防止氢气与空气混合加热时发生爆炸。
3．结束时先熄灭酒精灯，继续通氢气直到试管冷却，防止灼热的铜被空气重新氧化成氧化铜。
引导学生概括操作要领：“先通氢，后点灯；熄灯后，继续通”。
（十）铁矿石冶炼成铁
结合课件第11页讲解：铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程，但主要反应原理是在高温下，利用还原剂（主要是一氧化碳）从铁矿石里把铁还原出来。
展示高炉炼铁示意图，说明原料为赤铁矿石、焦炭和石灰石，并分析主要反应：
焦炭燃烧提供热量：C + O →（点燃）CO ；
二氧化碳与炽热的炭反应生成还原剂：CO + C →（高温）2CO；
一氧化碳还原氧化铁：3CO + Fe O →（高温）2Fe + 3CO 。
指出高炉中生成生铁并形成炉渣，炉渣与生铁分别从出渣口、出铁口排出。
（十一）含杂质物质的质量分数计算
结合课件第12页讲解纯净物与含杂质物质的换算关系：
质量双向换算：m（纯净物）＝ m（总）× C%；m（总）＝ m（纯净物）÷ C%。
质量分数（纯度）：C% ＝ 纯净物质量 ÷ 混合物总质量 × 100%。
结合课件第13页例题讲解：100t含Fe O 质量分数为85%的铁矿石中，可提炼出含铁质量分数为96%的生铁多少吨？
解：设可提炼出含铁质量分数为96%的生铁的质量为m。
3CO + Fe O 高温 2Fe + 3CO
160　　　　　　　112
100t×85%　　　　m×96%
列比例式：160 ÷（100t×85%）＝ 112 ÷（m×96%），解得m≈62t。
答：提炼出的生铁质量约为62t。
（十二）湿法炼铜
结合课件第14页介绍：湿法炼铜技术是我国古代劳动人民的发明成果。其原理是先用硫酸将铜矿石中的铜转变成可溶性的硫酸铜，再把铁放入硫酸铜溶液中将铜置换出来。
说明湿法炼铜的实质是利用了金属活动性顺序，用活泼的铁置换不活泼的铜，属于置换法冶炼金属。
（十三）课堂小结
结合课件第15、16页归纳：
1．定义：把金属从化合态变成游离态叫金属的冶炼。
2．常用方法：（1）还原法；（2）置换法。
3．还原反应：含氧化合物里的氧被夺取的反应；还原性：具有从含氧化合物里夺取氧的能力；还原剂：具有还原性的物质。
4．常用还原剂：C、CO、H ，相关化学方程式为：C + 2CuO →（高温）2Cu + CO ↑；3CO + Fe O →（高温）2Fe + 3CO ；H + CuO →（加热）Cu + H O；C + O →（点燃）CO ；2CO + O →（点燃）2CO ；2H + O →（点燃）2H O。
（十四）课堂练习
1．如图是木炭还原氧化铜反应的实验装置图，下列说法正确的是（　　）
A．实验过程中，可观察到红棕色粉末逐渐变黑
B．反应中，氧化铜发生了还原反应
C．木炭使氧化铜还原为铜，木炭具有氧化性
D．实验结束后，先停止加热，再将导气管从澄清石灰水中撤出
答案：B。
2．在隔绝空气下，用木炭还原氧化铜，下列叙述正确的是（　　）
A．反应前后固体中氧原子的物质的量保持不变
B．反应中消耗的氧化铜与碳的物质的量一定相等
C．反应中铜元素在固体中的质量分数逐渐变大
D．反应前后固体减轻的质量等于氧化铜中氧元素的质量
答案：C。
3．对于H 、CO还原氧化铜的实验，下列说法错误的是（　　）
A．实验均需加热
B．反应类型都是置换反应
C．实验均有紫红色固体生成
D．H 和CO均体现出还原性
答案：B。
4．木炭还原氧化铜和一氧化碳还原氧化铜的实验装置如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．两个实验结束后，固体减少的质量均为生成的二氧化碳气体的质量
B．两个实验中氧化铜均是还原剂
C．两个实验都要排尽装置中的空气，再加热
D．两个实验的操作中都要防止液体倒吸
答案：D。
5．用2000吨含Fe O 75%的铁矿石，最多可以提炼出多少吨纯铁？
解：m（铁）＝2000吨×75%×（112÷160）×100%＝1050吨。
答：最多可以提炼出纯铁1050吨。
五、板书设计
金属的冶炼
一、金属在自然界中的存在形态
游离态：金、银等少数金属；化合态：大多数金属（存在于矿石中）
二、金属的冶炼
1．定义：把金属从化合态变成游离态
2．常用方法：还原法、置换法
3．还原反应：含氧化合物里的氧被夺取的反应
还原剂：C、CO、H
三、主要化学方程式
C + 2CuO高温2Cu + CO ↑
CO + CuO加热Cu + CO
H + CuO 加热Cu + H O
3CO + Fe O 高温2Fe + 3CO
四、含杂质物质的计算
m（纯净物）＝ m（总）× C%；C% ＝ 纯净物质量 ÷ 混合物总质量 × 100%
六、教学反思
本节课以“矿石怎样变成金属”为主线，从金属在自然界中的存在形态入手，引出金属冶炼的定义，再通过碳、一氧化碳、氢气还原氧化铜的实验，帮助学生建立还原反应、还原性、还原剂等概念，最后落实到工业炼铁和含杂质物质的计算，知识线索清晰，学生容易接受。
教学中注意用对比的方法突破难点：把木炭还原氧化铜、一氧化碳还原氧化铜、氢气还原氧化铜三个实验放在一起比较，学生能较快地发现它们的共同点都是“夺取氧”，从而理解还原反应的本质；把氢气还原氧化铜的操作顺序与安全性、防止再氧化联系起来，学生记忆更牢固。
存在的问题是含杂质物质的计算中，部分学生对“纯度”与“质量分数”的换算还不够熟练，容易出现把不纯物质的质量直接代入化学方程式的错误。今后教学中应增加变式练习，强化“代入化学方程式计算的必须是纯净物质量”这一意识；同时可适当补充我国古代冶金技术的视频资料，进一步激发学生的学习兴趣和民族自豪感。

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