專題07金屬和金屬材料

型梳

A題型01金屬材料

A題型02金屬的化學性質

A題型03實驗驗證金屬的活動性順序

A題型04濾渣濾液成分的分析

A題型05工業煉鐵

A題型06金屬冶煉的相關計算（含雜質的計算）

A題型07金屬資源的保護

A題型08金屬銹蝕的探究

舉一反三

A題型01金屬材料

￡如函祖聚一

1.金屬材料：包括純金屬和它們的合金。

2.金屬的物理性質：常溫下一般為固態（汞為液態），有金屬光澤。大多數呈銀白色（銅為紐色，金為董色），

有良好的導熱性、導電性、延展性。

3.合金的特性：合金比組成它的金屬熠點低、硬度大、耐腐蝕性強。

4.常見合金：

鐵的合金有生鐵和鈿，區別是含碳量不同。生鐵含碳量0.03%?2%,鋼的含碳量2%?4.3%。

【典例1】2024年10月30日，"神舟十九號”的成功發射彰顯了中國航天的力量。在航天科技中會用到大

量金屬材料。下列有關金屬材料的說法錯誤的是

A.黃銅的硬度比純銅的大

B.生鐵的含碳量比鋼的高

C.青銅的熔點比純銅高

D.鋁合金被廣泛用于火箭、輪船等制造業

【答案】C

【詳解】A、一般合金的硬度大于其組成中純金屬的硬度，黃銅的硬度比純銅的大，故A不符合題意；

B、生鐵是含碳量為2%~4.3%的鐵合金，鋼是含碳量為0.03%~2%的鐵合金，生鐵的含碳量比鋼高，故B不

符合題意；

C、合金的熔點小于其組成中純金屬的熔點，則青銅的熔點比純銅低，故C符合題意；

D、鋁合金硬度大、耐腐蝕性強，被廣泛用于火箭、輪船等制造業，故D不符合題意。

故選C。

【變式1-1］（2024?江蘇蘇州?中考真題）蘇州是歷史悠久的文化名城，古今建筑交相輝映。下列建筑材料

屬于金屬材料的是

A.舊城墻的青磚B.古城門的銅釘

C.火車站立柱的水泥D.博物館天窗的玻璃

【答案】B

【詳解】A、青磚是用泥土燒制而成的，屬于無機非金屬材料，故選項錯誤；

B、銅釘屬于金屬材料，故選項正確；

C、水泥的主要成分是硅酸鹽，屬于無機非金屬材料，故選項錯誤；

D、玻璃的主要成分是硅酸鹽，屬于無機非金屬材料，故選項錯誤；

故選：Bo

【變式1-2］（2024?江蘇鎮江?中考真題）下列物質的用途主要與化學性質有關的是

A.用鎂粉制作照明彈B.用活性炭除冰箱異味

C.用銅制作電線電纜D.用干冰進行人工降雨

【答案】A

【詳解】A、用鎂粉制作照明彈，是因為鎂燃燒發出耀眼白光，需要通過化學變化才能表現出來，利用的是

其化學性質，符合題意；

B、用活性炭除冰箱異味，是因為活性炭結構疏松多孔，具有吸附性，吸附性不需要通過化學變化就能表現

出來，屬于物理性質，不符合題意；

C、用銅制作電線電纜，是因為銅具有良好的導電性，導電性不需要通過化學變化就能表現出來，屬于物理

性質，不符合題意；

D、用干冰進行人工降雨，是因為干冰升華吸熱，能使周圍溫度降低，不需要通過化學變化就能表現出來,

屬于物理性質，不符合題意。

故選A。

【變式1-3］（2024?重慶?中考真題）2024年4月，淮南武王墩墓考古有重大發現。墓中出土了寫有文字的

竹簡、陶瓷、青銅和金銀器皿等文物。

(1)不屬于金屬材料的文物是(填序號)。

A.竹簡B.陶瓷C.青銅和金銀器皿

(2)竹簡上用墨書寫的文字能保留至今，其原因是o

⑶銅能形成多種合金，其中黃銅的硬度(填"大于"或"小于")純銅的硬度。黃銅(主要成分為Zn

和Cu)外觀與黃金相似，可通過灼燒來鑒別它們，寫出鑒別它們的化學方程式0

【答案】⑴AB

(2)常溫下，碳單質化學性質穩定

A

⑶大于2CU+O2=2CUO

【詳解】(1)A、竹簡用竹子做成，屬于天然材料，符合題意；

B、陶瓷屬于無機非金屬材料，符合題意；

C、青銅屬于合金，金銀器皿是金屬，均屬于金屬材料，不符合題意；

故填：AB；

(2)墨的主要成分是碳，碳在常溫下化學性質穩定，有利于長期保存，故填：常溫下，碳單質化學性質穩

定；

(3)合金相比組成金屬，硬度增大，熔點降低，黃銅硬度大于純銅硬度，故填：大于；

灼燒過程中，黃銅中鋅和銅能夠與氧氣反應，銅和氧氣反應生成黑色的氧化銅，金灼燒不與氧氣反應，故

A

填：2CU+02=2CU0O

A題型02金屬的化學性質

?如康祈更…

1.金屬的化學性質

(1)金屬+氧氣f金屬氧化物

①Al、Zn在空氣中表面生成致密氧化膜，可防銹

②鋁具有很好的抗腐蝕性能原因：鋁與空氣中氧氣反應，表面生成一層致密的氧化鋁薄膜,從而阻止鋁進一步氧

化。

③“真金不怕火煉”說明金即使在高溫時不能與氧氣反應。

(2)金屬+酸鹽+H2t(條件：位于氫前的金屬)

鎂與稀鹽酸反應：Mg+2HC1=MgCl2+H2f

鋅與稀硫酸反應：Zn+H2soi=ZnS04+%t

鐵與稀鹽酸反應：Fe+2HC1=FeC[+坨t

鐵與稀鹽酸和稀硫酸反應生成的鐵的化合物中，鐵化合價為+2價。含有Fe?+的溶液為淺綠色。

（3）金屬+鹽一新金屬+新鹽（條件：“前換后，鹽可溶”）

鐵釘與硫酸銅溶液反應：Fe+CuSO4=Cu+FeS04；（鐵表面有紅色固體產生,溶液由藍色逐漸變為淺綠色。）

鋁絲與硫酸銅溶液反應：2A1+3CUS04=A12（S04）3+3CU；鋁表面有紅色固體產生,溶液由藍色逐漸變為無色。

銅絲與硝酸銀溶液反應：Cu+2與N（y=2Ag+Cu反0以；銅表面有銀白色固體產生,溶液由無色逐漸變為藍色。

【典例2】下列有關金屬的說法不正確的是

A.銅常用作導線，說明銅具有良好的導電性

B."真金不怕火煉”說明金的化學性質不活潑

C.生鐵和鋼是含碳量不同的兩種鐵合金

D.鋁制品具有很好的抗腐蝕性，說明鋁的金屬活動性比較弱

【答案】D

【詳解】A.銅常用作導線，說明銅具有良好的導電性，正確。

B."真金不怕火煉"說明金的化學性質不活潑，高溫條件下都不會與氧氣反應，正確。

C.生鐵和鋼是含碳量不同的兩種鐵合金，生鐵含碳量243%,鋼的含碳量0.03-2%,正確。

D.鋁制品具有很好的抗腐蝕性，不是說明鋁的金屬活動性比較弱，是因為鋁在常溫下就能與氧氣反應生成致

密的氧化鋁膜，選項錯誤。

故選：Do

【變式2-1]（2024?四川德陽?中考真題）室溫時，利用壓強傳感器研究質量相同的一塊鎂片和一塊鋅片分

別與等濃度、等質量的稀鹽酸反應的實驗如圖甲，壓強傳感器測得裝置內壓強隨時間的變化關系如圖乙。

下列說法正確的是

A.根據壓強變化推測兩個反應都有熱量放出

B.曲線①的壓強上升比曲線②高，說明①產生出總量更多

C.曲線②是Mg與稀鹽酸反應的壓強變化曲線

D.反應結束后Zn一定有剩余

【答案】A

【詳解】A、鎂、鋅都能與稀鹽酸反應生成氫氣，根據圖乙隨著反應的進行，曲線①、曲線②的壓強都是先

增大，后小幅下降，可推測兩個反應過程中都有熱量放出，故選項說法正確；

B、根據圖乙，曲線①、曲線②最后壓強相等，說明兩者產生的氫氣質量相等，故選項說法不正確；

C、鎂的活動性比鋅強，則曲線①是鎂與稀鹽酸反應的壓強變化曲線，故選項說法不正確；

D、最終壓強相等，說明反應后生成氫氣質量相等，生成氫氣質量相等時，消耗鎂、鋅的質量比是24:65,

因此鎂片一定有剩余，而鋅片不一定有剩余，故選項說法不正確；

故選A。

【變式2-2】錦（Mn）在鋼鐵、電池等領域有廣泛應用，其金屬活動性介于鋅和鐵之間。以下對金屬鎬化

學性質的預測，不合理的是

A.能在氧氣中燃燒B.能與氫氧化鈉溶液反應

C.能與稀鹽酸反應D.能與硫酸銅溶液反應

【答案】B

【詳解】A、錦（Mn）的金屬活動性介于鋅和鐵之間，鐵能在氧氣中燃燒，所以推測錦能在氧氣中燃燒,

故A合理；

B、鎰（Mn）的金屬活動性介于鋅和鐵之間，鐵和鋅都不能與氫氧化鈉溶液反應，所以鎰不能與氫氧化

鈉溶液反應，故B不合理；

C、在金屬活動性順序中，排在氫前面的金屬能與稀鹽酸反應，錦（Mn）的金屬活動性介于鋅和鐵之間,

鎰也能與稀鹽酸反應，故C合理；

D、在金屬活動性順序中，位置排在銅前面的金屬，能與硫酸銅溶液反應，鎰（Mn）的金屬活動性介于

鋅和鐵之間，鎰能與硫酸銅溶液反應，故D合理；

故選B。

【變式2-3］（2023?湖南湘潭?中考真題）將光亮的銅絲插入下列溶液中，有明顯現象的是

A.氫氧化鈉溶液B.硝酸銀溶液C.硫酸鋁溶液D.稀鹽酸

【答案】B

【詳解】A、銅絲不能與氫氧化鈉反應，無明顯現象，故錯誤；

B、金屬活動性銅〉銀，銅與硝酸銀反應生成硝酸銅和銀，溶液由無色變為藍色，銅表面有銀白色物質出現，

故正確；

C、金屬活動性鋁〉銅，銅與硫酸鋁不反應，無明顯現象，故錯誤；

D、金屬活動性銅位于氫后面，不能與稀鹽酸反應，無明顯現象，故錯誤。

故選B?

?題型03實驗驗證金屬的活動性順序

云如欣秋盛

1.金屬活動性順序

KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu

------------------------------------------?

金屬活動性由強逐漸減弱

2.金屬活動性順序的應用：

(1)在金屬活動性順序表里，金屬的位置越靠前，它的活動性就越強。

(2)在金屬活動性順序表里，只有位于氫之前的金屬才能置換出鹽酸和稀硫酸中的氫。

(3)在金屬活動性順序表里，只有位于前面的金屬能把位于后面的金屬從它們的化合物溶液中置換出來。

3.金屬活動性順序的驗證

(1)兩種金屬活動性順序驗證：一種金屬和另一種金屬的鹽溶液

(2)三種金屬活動性順序驗證：兩金夾鹽或兩鹽夾金

①兩金夾鹽：金屬活動性最強和最弱的金屬與活動性在中間的金屬的鹽溶液

如驗證Fe、Cu、Ag的金屬活動性順序，選擇：Fe、CuS04溶液、Ag

②兩鹽夾金：金屬活動性最強和最弱的金屬的鹽溶液與活動性在中間的金屬

如驗證Fe、Cu、Ag的金屬活動性順序，選擇:FeS04溶液、Cu、AgNOs溶液

【典例3】(2024?江蘇徐州?中考真題)人類開發利用金屬的時間和金屬的活動性有關。為探究金屬的活動

性強弱，用如圖裝置進行實驗。下列說法不正確的是

A.實驗前需要打磨金屬片，除去表面的氧化膜

B.若向甲、乙試管加入稀鹽酸，只有鋅片表面能產生氣泡

C.若向乙試管加入ZnS04溶液，能得出鋅的金屬活動性比銅強

D.若向甲、乙試管加入AgNC>3溶液，能得出三種金屬的活動性：Zn>Cu>Ag

【答案】D

【詳解】A、實驗前需要打磨金屬片，是為了除去表面的氧化膜，從而防止氧化膜阻礙反應的進行，故選項

說法正確；

B、由金屬活動性：鋅＞氫＞銅可知，若向甲、乙試管加入稀鹽酸，只有鋅片表面能產生氣泡，故選項說法

正確；

C、若向乙試管加入ZnS5溶液，無明顯現象，說明銅不與硫酸鋅溶液反應，即銅的活動性比鋅弱，鋅的金

屬活動性比銅強，故選項說法正確；

D、由金屬活動性鋅＞銅＞銀可知，若向甲、乙試管加入AgNQ溶液，鋅和銅都能與硝酸銀反應置換出銀,

能得出金屬的活動性：Zn＞Ag,Cu＞Ag,但無法比較鋅和銅的金屬活動性，故選項說法錯誤；

故選：Do

【變式3-1](2023?遼寧?統考中考真題)現有鋁、銅、銀三種金屬，另選一種試劑就可驗證它們的金屬活

動性強弱，該試劑是

A.稀硫酸B.硝酸鎂溶液C.硝酸銅溶液D.硝酸鋁溶液

【答案】C

【詳解】A、銅、鋁、銀三種金屬單質只有鋁與稀硫酸反應，只能驗證鋁的活動性強于氫，銅、銀的活動弱

于氫，無法驗證銅、銀的活動性強弱，使用稀硫酸不能完成比較銅、鋁、銀的金屬活動性強弱的實驗目的,

錯誤；

B、銅、鋁、銀三種金屬單質都不能與硝酸鎂溶液反應，使用硝酸鎂溶液不能完成比較銅、鋁、銀的金屬活

動性強弱的實驗目的，錯誤；

C、硝酸銅為可溶性鹽，鋁能與硝酸銅反應置換出銅，能驗證鋁的活動性強于銅，銀與硝酸銅溶液不反應,

能驗證銅的活動性強于銀，從而可以得出鋁、銅、銀的活動性順序，正確；

D、銅、鋁、銀三種金屬單質都不能與硝酸鋁溶液反應，使用硝酸鋁溶液不能完成比較銅、鋁、銀的金屬活

動性強弱的實驗目的，錯誤。

故選Co

【變式3-2】金屬及其制品是現代生活中不可缺少的材料和工具。請完成下列問題：

⑴銅經常用作導線，這是利用了銅的性。

(2)鋁的化學性質很活潑，通常鋁制品卻很耐腐蝕，原因是。

⑶如圖是探究銅、鋁、銀三種金屬活動性順序的實驗。

/—銅絲/—銅絲

ab

①實驗b中發生反應的化學方程式是。

②通過實驗a、b得出三種金屬活動性由強到弱的順序是0

【答案】⑴導電

（2）在常溫下鋁與氧氣反應生成一層致密的氧化鋁保護膜，阻止內部鋁的進一步氧化

⑶Cu+2AgNO3=Cu（NO3）,+2Ag

鋁＞銅＞銀

【詳解】（1）銅具有導電性，經常用作導線；

（2）鋁的化學性質很活潑，通常鋁制品卻很耐腐蝕，是因為在常溫下鋁與氧氣反應生成一層致密的氧化鋁

保護膜，阻止內部鋁的進一步氧化；

（3）①試管b中銅與硝酸銀反應生成硝酸銅和銀，該反應的化學方程式為：

Cu+2AgNO3=Cu（N03）2+2Ag；

②試管a中銅不能與硝酸鋁溶液反應，說明鋁比銅活潑，試管b中銅與硝酸銀溶液反應，說明銅比銀活潑,

故通過實驗a、b得出三種金屬活動性由強到弱的順序是鋁＞銅＞銀。

【變式3-3]|（2024?甘肅臨夏?中考真題）金屬銀在制造錢幣、不銹鋼、催化劑等方面有著廣泛的應用。為

探究保（Ni）、鋅、銅的金屬活動性順序，小明做了如圖所示的實驗，發現A試管中銀絲表面無現象，B試

管中銀絲表面出現紅色物質，則三種金屬活動性由強到弱的順序是

AB

A.Ni、Zn、CuB.Zn＞Cu、NiC.Zn、Ni、CuD.Cu＞Ni、Zn

【答案】c

【詳解】根據金屬活動性順序的應用可知，排在金屬活動性順序中前面的金屬可以把排在后面的金屬從其

鹽溶液里置換出來。據圖可知，A試管中鎂絲表面無現象，說明銀沒有置換出硫酸鋅溶液中的鋅，銀不如鋅

活潑；B試管中銀絲表面出現紅色物質，說明鑲置換出硫酸銅溶液中的銅，銀比銅活潑。所以三種金屬活動

性由強到弱的順序是Zn、Ni、Cu。

綜上所述：選擇C。

A題型04濾渣濾液成分的分析

。知識積累

1.一種金屬與兩種鹽溶液反應

以Zn粉加入到Cu(NC)3)2和AgNO3的混合溶液中為例：

反應進行的程度濾渣成分濾液成分

①只與部分反應

ZnAgNO3AgZn(NO3)2>CU(NO3)2>AgNO3

②恰好與全部反應

ZnAgNO3AgZn(NO3)2>CU(NO3)2

③與全部、部分)反應、

ZnAgNChCU(NO32AgCuZn(NO3)2>CU(NO3)2

@Zn恰好與全部AgNO3和CU(NO3)2反應Ag>CuZn(NO3)2

⑤與全部和)反應后有剩余Ag>Cu、Zn

ZnAgNO3Cu(NC>32Zn(NO3)2

2.兩種金屬與一種鹽溶液反應

以“AgNCh溶液加入Zn粉和Cu粉的混合物中”為例：

反應進行的程度濾渣成分濾液成分

①AgNCh只與部分Zn反應Ag>Cu、ZnZn(NO3)2

②恰好與全部反應Ag、Cu

AgNChZnZn(NO3)2

③AgNC)3與全部Zn、部分Cu反應Ag、Cu

Zn(NC)3)2、CU(NO3)2

④恰好與全部和反應

AgNO3ZnCuAgZn(NO3)2>CU(NO3)2

⑤與全部和反應后有剩余

AgNO3ZnCuAgZn(NO3)2>CU(NO3)2>AgNO3

【典例4】(2024?黑龍江齊齊哈爾?中考真題)將一定質量的鐵粉放入硝酸鋅和硝酸銀的混合溶液中，充分

反應后過濾，得到濾渣和濾液。下列說法正確的是

A.若濾液呈淺綠色，則濾液中只含有硝酸亞鐵

B.若濾渣中的成分能被磁鐵吸引，則濾渣中一定含有兩種金屬

C.若向濾液中加入鋅片，有固體析出，則濾液中一定含有硝酸銀

D.將所得濾渣洗滌、干燥后稱量，質量可能與所加鐵粉的質量相等

【答案】B

【詳解】A、若濾液呈淺綠色，但由于不確定硝酸銀是否完全反應，則濾液中一定含有硝酸鋅和硝酸亞鐵,

可能含有硝酸銀，該選項說法不正確；

B、若濾渣中的成分能被磁鐵吸引，則說明鐵過量，則濾渣中含有銀和鐵，該選項說法正確；

C、由于鋅能和硝酸亞鐵反應生成鐵和硝酸鋅，則向濾液中加入鋅片，一定有固體析出，則不能說明濾液中

是否含有硝酸銀，該選項說法不正確;

D、由于I：+2ASNO"="MG"+笠，反應后固體質量增大，則所得濾渣的質量比所加鐵粉質

56216

量大，該選項說法不正確。

故選Bo

【變式4-1]將一定量的鋅粉加入盛有AgNC)3溶液的燒杯中，不斷攪拌，充分反應后過濾，得到濾渣和濾液。

向濾渣中加入足量稀鹽酸，攪拌，濾渣部分溶解，有氣泡產生。下列說法錯誤的是

A.濾渣中有Zn和AgB.金屬活動性：Zn>Ag

C.濾液中含Zn(NO3)2和AgNC)3D.上述過程中只發生置換反應

【答案】C

【詳解】在金屬活動性順序中，鋅>H>銀，鋅能與硝酸銀反應生成硝酸鋅和銀，鋅能和酸反應，銀不與酸

反應。鋅粉加入盛有AgNO3溶液的燒杯中，充分反應后過濾，得到濾渣和濾液；向濾渣中加入足量稀鹽酸,

濾渣部分溶解，有氣泡產生，說明鋅過量，已經把硝酸銀完全反應，濾液只有硝酸鋅，濾渣是鋅和銀。

A、向濾渣中加入鹽酸，有氣泡產生，說明濾渣中一定有鋅，而硝酸銀完全反應，說明濾渣是鋅和銀，正確；

B、鋅能與硝酸銀反應生成硝酸鋅和銀，則金屬活動性：Zn>Ag,正確；

C、鋅過量，濾液中一定含有硝酸鋅，不含有硝酸銀，錯誤；

D、鋅能與硝酸銀反應生成硝酸鋅和銀，鋅和鹽酸反應產生氯化鋅和氫氣，都是由一種單質與一種化合物反

應，生成另一種單質與另一種化合物的反應是置換反應，正確；

故選：C?

【變式4-2](2024?四川廣元?中考真題)向一定量CuCb、Fe"的混合溶液中加入一定量鋅粉，充分反應后

過濾，得到濾液和濾渣。下列說法正確的是

A.若濾渣中只有一種金屬，則濾液中溶質一定有三種

B.若濾渣中有兩種金屬，則濾液中溶質一定有兩種

C.若濾液中只有一種溶質，則向濾渣中加入稀硫酸一定有氣泡產生

D.若濾液中有兩種溶質，則向濾渣中加入稀硫酸不可能有氣泡產生

【答案】C

【詳解】金屬活動性順序為Zn>Fe>Cu,向一定量CuCI?、FeCI2的混合溶液中加入一定量鋅粉，鋅先與CuCb

反應生成氯化鋅和銅，CuCb反應完，若還有鋅粉，鋅才能與FeCk反應生成氯化鋅和鐵。

A、若濾渣中只有一種金屬，該金屬是銅，濾液中溶質不一定有三種，也可能是鋅和氯化銅恰好完全反應,

此時濾液中溶質有氯化亞鐵、氯化鋅兩種，故選項說法錯誤；

B、若濾渣中有兩種金屬，濾液中溶質不一定有兩種，也可能是鋅和氯化亞鐵恰好完全反應，此時濾液中溶

質只有氯化鋅一種，故選項說法錯誤；

C、若濾液中只有一種溶質，濾渣中一定含有鐵，此時向濾渣中加入稀硫酸，一定有氣泡產生，故選項說法

正確；

D、若濾液中有兩種溶質，說明溶質是氯化鋅、氯化亞鐵，若氯化亞鐵部分參加了反應，濾渣中含有銅、鐵，

鐵能與稀硫酸反應生成氫氣，則向濾渣中加入稀硫酸有氣泡產生，故選項說法錯誤。

故選Co

【變式4-3】向盛有AgNOs、CU（NC?3）2和A1（NC）3）3混合溶液的試管中加入一定量鐵粉，充分反應后過濾，

向濾渣中加入稀鹽酸，有氣泡產生。下列說法正確的是

A.濾渣中一定有鐵、銅、銀B.濾液中一定含有Fe（NOj2,可能含有A1（NC>3）3

C.濾液的質量一定比原溶液的質量大D.濾液有可能呈藍色

【答案】A

【詳解】鐵粉加入以后會先與硝酸銀反應生成硝酸亞鐵和銀，接著才會與硝酸銅反應生成硝酸亞鐵和銅，

鐵活性弱于鋁，所以不會與硝酸鋁反應，向濾渣中加入稀鹽酸，有氣泡產生，說明有氫前金屬，所以鐵一

定過量。

A.濾渣中一定有鐵（過量的）、銅和銀（都是反應生成的），正確；

B.濾液中一定含有反應生成的Fe（NC）3）2和未反應的A1（NC）3）3,錯誤；

Fe+2AgNO3=Fe（NO3）o+2AgFe+Cu（NO3）2=Fe（NO3+Cu

C.由方程式分析可知56216,5664,鐵與硝酸銀和硝酸銅

反應都會使溶液質量減小，錯誤；

D.濾液不可能呈藍色，因為硝酸銅已經被完全反應，錯誤。

故選：Ao

?題型05工業煉鐵

云如欣祺盛

1.原理：在高溫下，利用焦炭與氧氣反應生成的還原劑（C0）將鐵從鐵礦石里還原出來。

化學方程式：Fe2Oa+3CO92Fe+3c

2.原料：鐵礦石、焦炭、石灰石和熱空氣。常見的鐵礦石：赤鐵礦（主要成分是血@）。

（1）焦炭的作用：①提供熱量:②生成還原劑CO

（2）石灰石的作用：將礦石中的二氧化硅變為爐渣。

3.設備：窗怛

【典例5】高爐煉鐵所需的原料有鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣等，其過程可用下圖簡要表示:

己知氣體①、氣體②和固體③均屬于氧化物。

空/鐵礦石

I焦炭（FezOs、SiO）卜*^■"之

焦於心茴卜一c!…J2「爐氣

包”|反應應m、鐵水

石灰石一“反應v|~

----------?爐渣

固體③

圖1

⑴如圖1中反應in,鐵礦石還原成鐵的化學方程式為一；反應n是反應（填"放熱"或"吸

熱"）。

⑵通過煉鐵高爐底部不同高度的出口，分離鐵水與爐渣（如圖2）的原因是：因為爐渣具有的性

質（寫一條即可）。

⑶焦炭的作用除了提供熱量外，另一作用是；石灰石在煉鐵中的作用是o

⑷高爐氣體中含有多種成分，其中含量最高（占55%?60%）的是（填化學式），還含有一種可

燃性氣體（占25%?30%）（填化學式）。

高溫

【答案】⑴Fe2O3+3CO-2Fe+3CO2吸熱

⑵熔點高、密度比鐵水小

⑶生成還原劑一氧化碳將礦石中的二氧化硅轉化為爐渣

（4）N2CO

【詳解】（1）圖1中反應III,鐵礦石還原成鐵的原理是一氧化碳與氧化鐵在高溫條件下反應生成鐵和二氧

高溫

化碳,化學方程式為Fe2C）3+3CO^2Fe+3c。2

反應II是二氧化碳與焦炭在高溫條件下反應生成一氧化碳，該反應為吸熱反應；

（2）通過煉鐵高爐底部不同高度的出口，分離鐵水與爐渣的原因是：爐渣具有熔點高、密度比鐵水小的性

質；

（3）焦炭的作用除了燃燒時提供熱量外，另一作用是與二氧化碳在高溫條件下反應生成還原劑一氧化碳;

石灰石在煉鐵中的作用是將礦石中的二氧化硅轉化為爐渣；

（4）高爐氣體中含有多種成分，其中含量最高的是空氣中不參與反應的氮氣，其化學式為N?；還含有一

種可燃性氣體是一氧化碳，其化學式為CO。

【變式57］煉鐵的主要原料是赤鐵礦（主要成分是FezQ）、焦炭、空氣、石灰石，轉化過程如圖：

焦炭空?，溫二氧化碳|焦號高溫一氧化碳|赤鐵婆/高溫［生鐵

------①----------②----------③------

⑴赤鐵礦石在進入高爐前要粉碎，其目的是O

（2）③中發生反應的化學方程式是,高爐煉鐵時出鐵口比出渣口（選填"高"或"低"）。

⑶世界上每年因腐蝕而報廢的金屬設備和材料相當于其年產量的20%~40%,請你寫出一種防止鐵制品銹蝕

的方法：o

⑷轉化過程①②的基本反應類型均為o

【答案】⑴增大反應物的接觸面積，加快反應速率

高溫

（2）Fe2O3+3C02Fe+3CO2低

⑶刷漆（合理即可）

⑷化合反應

【詳解】（1）反應物的接觸面積越大，反應速率越快。赤鐵礦石在進入高爐前要粉碎，其目的是：增大反

應物的接觸面積，加快反應速率。

（2）根據流程圖，反應③是一氧化碳與赤鐵礦石（主要成分是FezQ）在高溫條件下反應生成鐵單質、二

高溫

氧化碳，化學方程式為：Fe203+3C0=2Fe+3C02o

由于鐵的密度大于渣（主要含有石灰石分解產生的CaO）的密度，所以在爐缸中鐵是處于底部的。因此,

高爐煉鐵時出鐵口要低于出渣口才能順利地排出鐵水。

（3）防止鐵制品銹蝕的方法有：刷漆、涂油、制成不銹鋼、搪瓷、鍍鋅、鍍銘等。

（4）根據流程圖，反應①是焦炭與氧氣在高溫條件下反應生成二氧化碳，反應②是二氧化碳與焦炭在高溫

條件下反應生成一氧化碳，這兩個反應都是由兩種物質反應生成一種物質，屬于基本反應類型中的化合反

應。

【變式5-2］（2023?湖南株洲?中考真題）生鐵和鋼是含碳量不同的兩種鐵合金。我國粗鋼產量自1996年開

始已經連續27年位居全球第一。

⑴含碳量比較：生鐵（填"大于"或"小于"）鋼。

（2）煉鋼的基礎是煉鐵。工業上煉鐵是把鐵礦石（如赤鐵礦Fe2C>3、磁鐵礦Fe3C）4等）、焦炭和石灰石一起加

入鍋爐，在高溫下，利用爐內反應生成的co把鐵從鐵礦石里還原出來。請寫出在高溫下CO還原FexOy的

化學方程式：。

【答案】⑴大于

高溫

(2)FexOy+yCOxFe+yCO2

【詳解】（1）生鐵中的含碳量為2%?4.3%,鋼中的含碳量為0.03%?2%,故生鐵的含碳量大于鋼。

高溫

（2）發生的反應為在高溫下一氧化碳和FexOy生成二氧化碳和鐵，化學方程式為：FexOy+yCO—

xFe+yC02o

【變式5-3】《天工開物》記載的“生鐵、熟鐵連續生成工藝"，處于當時世界領先地位，是現代冶金工藝的

雛形。其流程圖如圖所示。下列說法不正確的是

空氣氧氣

木炭黑色濕泥

A.熔煉過程中氧化鐵被一氧化碳奪去氧

B.選擇足量的硫酸可證明生鐵是混合物

C.生鐵中通入氧氣的主要目的是將鐵氧化

D.因表面有油隔絕空氣，所以切肉的鋼刀不易生銹

【答案】C

【詳解】A、CO具有還原性，在高溫下和氧化鐵反應生成鐵和二氧化碳，奪取氧化鐵中的氧，生成鐵，正

確；

B、生鐵是鐵和碳的合金，鐵能和硫酸反應，而碳不能，取少許熔煉后的生鐵，加入足量硫酸，觀察到有氣

泡產生，硫酸亞鐵的水溶液呈淺綠色，溶液變為淺綠色，剩余的黑色物質是碳，證明生鐵是混合物，正確;

C、生鐵和熟鐵的區別是含碳量，熟鐵的含碳量更低，生鐵中通入氧氣的主要目的是與碳反應生成二氧化碳,

從而降低含碳量，錯誤；

D、鐵生銹的條件是同時和氧氣、水接觸，涂油可將鐵制品和氧氣、水隔離開，故不易生銹，正確。

故選：Co

A題型06金屬冶煉的相關計算（含雜質的計算）

。知識積累

1.在實際生產時，煉鐵用的原料和產品都含有雜質，計算用料和產量時需考慮雜質。

2.計算式：

（1）純度=純物質的質量+不純物質的質量又100%

（2）純物質的質量=不純物質的質量又純度

Fe2O3的質量=赤鐵礦石的質量X赤鐵礦石中Fe2O3的質量分數；

Fe的質量=生鐵的質量X生鐵中Fe的質量分數

Fe的質量=生鐵的質量義（1-生鐵中雜質的質量分數）

（3）不純物質的質量=純物質的質量+純度

赤鐵礦石的質量=Fe2O3的質量+赤鐵礦石中Fe2O3的質量分數；

生鐵的質量=Fe的質量+生鐵中鐵的質量分數

生鐵的質量=Fe的質量+（1-生鐵中雜質的質量分數）

【典例6】（2024?江蘇鹽城?中考真題）2024年5月17日，中國一汽鹽城分公司首款新能源汽車“奔騰小馬"

投產下線，順利實現新能源汽車轉型升級。生產汽車還需要使用大量的金屬鐵。若用1000t含氧化鐵

（Fe2Q）80%的赤鐵礦石，理論上可以煉出純鐵的質量為（寫出計算過程）。

【答案】解：設產生鐵的質量為X。

高溫

Fe2O3+3CO2Fe+3c。2

160112

1000tx80%x

160_1000tx80%

H2-x

x=560t

答：可以煉出純鐵的質量為560t。

【詳解】見答案。

【變式67]|（2023?四川綿陽?中考真題）工業上用1200t含氧化鐵80%的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵

96%的生鐵的質量是

A.700tB.778tC.672tD.645t

【答案】A

【詳解】解：設理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質量為x

高溫

Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

160112

1200tx80%xx96%

160_1200tx80%

H2-xx96%

x=700t

故選：Ao

【變式6-2］（2023?四川眉山?中考真題）磁鐵礦石（主要成分為Fes。,）是常用的煉鐵原料，工業上可通過如

高溫

下反應：FeQ4+4CO-3Fe+4cCt2將其中的Fe3“轉化為Fe.

（DFesCU中鐵、氧的微觀粒子數目之比為。

⑵假設煉鐵過程中鐵沒有損耗,用含348噸Fe3O4的磁鐵礦石理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質量是多少

（寫出計算過程）？

【答案】（1）3：4

（2）解：含348噸Fe3O4的磁鐵礦石理論上可以煉出鐵的質量為

…168

348tx—=252t

232

折合為含鐵96%的生鐵的質量為：筆252t=262勺

96%

答：含348噸Fe3O4的磁鐵礦石理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質量是262.5噸。

【詳解】（1）由四氧化三鐵的分子式可知，Fe3O4中鐵、氧的微觀粒子數目之比為3：4。

（2）見答案。

【變式6-3］（2023?四川涼山?統考中考真題）2022年12月，西昌至成都的城際動車組列車正式運行。高

鐵鋼軌的制造需要大量鐵礦石煉鐵?，F有含Fez。?為80%的磁鐵礦石29003求理論上可煉制純鐵的質量為

多少？

高溫

（提示：化學方程式為Fe2C）3+3CO-2Fe+3c0力

【答案】方法一：

解：設理論上可煉制純鐵的質量為X。

高溫

Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

160112

2900tx80%X

160112

2900tx80%x

x=1624t

答：理論上可煉制純鐵1680t。

方法二：

112

理論上可煉制純鐵的質量為2900tx80%x——=1624t

160

【詳解】見答案。

A題型07金屬資源的保護

W而坂祖聚一

1.防止鐵制品生銹的措施：

(1)保持鐵制品表面的潔凈和干燥

(2)表面涂保護膜:如涂油、燒制搪瓷、刷漆、鍍耐腐蝕的金屬、烤藍等

(3)改變內部結構：制成不銹鋼。

2.保護金屬資源

(1)途徑：①防止金屬腐蝕②回收利用廢舊金屬③合理開采礦物④尋找金屬的代用品

(2)意義：節約金屬資源，減少環境污染

【典例7】(2024?江蘇揚州?二模)下列有關鐵的銹蝕與保護措施的說法正確的是

A.Fe在潮濕的空氣中易生銹生成Fe3C)4

B.防止菜刀生銹的好方法是表面涂油保護

C.鐵生銹產生的鐵銹能阻止鐵繼續被銹蝕

D.同樣的鐵制品在潮濕多雨的地區比在干燥的地區更易銹蝕

【答案】D

【詳解】A、鐵銹蝕的實質是鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣等發生了化學變化，生成氧化鐵即鐵銹，錯誤；

B、表面涂油可以防止菜刀生銹，但是如果長時間不使用菜刀或者存放在潮濕環境中，即使涂有油脂，也可

能會導致生銹，防止菜刀生銹的好方法是保持菜刀表面干燥并存放在干燥通風的地方，錯誤；

C、鐵銹的結構疏松，不能阻止里層的鐵繼續與氧氣、水反應，如果不及時除去，會加速鐵的銹蝕，錯誤；

D、鐵在潮濕的空氣中容易生銹，故同樣的鐵制品在潮濕多雨的地區比在干燥的地區更易銹蝕，正確；

故選Do

【變式77】世界上每年因腐蝕而報廢的金屬設備和材料相當于金屬年產量的20%~40%。下列做法不能有

效防止鋼鐵生銹的是

A.表面刷漆B.清洗銹跡C.制成不銹鋼D.鍍耐腐蝕的銘

【答案】B

【詳解】A、在鋼鐵表面刷一層油漆，可以隔絕空氣和水防銹，從而防止鋼鐵生銹，故A不符合題意;

B、清洗銹跡不能防止鋼鐵生銹，故B符合題意；

C、制成不銹鋼可以改變鐵內部的結構，能防止鐵生銹，故C不符合題意；

D、在鋼鐵表面鍍一層耐腐蝕的銘，可以防止生銹，能防止金屬被腐蝕，故D不符合題意。

故選Bo

【變式7-2】青藏高原有豐富的金屬礦產資源。下列有關金屬資源的利用和保護不正確的是

A.將鐵制品放在潮濕的空氣里

B.在鋼鐵表面涂油、刷漆都能防止生銹

C.廢舊金屬回收利用可以節約金屬資源

D.有計劃、合理地開采礦物是保護金屬資源的有效途徑

【答案】A

【詳解】A、鐵在潮濕的環境中容易生銹,不利于金屬資源的利用和保護,故A符合題意;

B、在鋼鐵表面涂油、刷漆都能防止生銹,有利于金屬資源的利用和保護,故B不符合題意;

C、廢舊金屬回收利用可以節約金屬資源,有利于金屬資源的利用和保護,故C不符合題意;

D、有計劃、合理地開采礦物是保護金屬資源的有效途徑，有利于金屬資源的利用和保護，故D不符合題意。

故選A?

【變式7-3】鋼鐵是使用最多的金屬材料。

⑴汽車外殼中使用鐵合金而不用純鐵，是因為鐵合金比純鐵（填"軟〃或"硬"）o工業上利用一氧化碳

將鐵從赤鐵礦中冶煉出來，反應的化學方程式為。

⑵噴漆可以防止汽車的鋼鐵外殼的銹蝕，其原理是隔絕和?回收利用報廢汽車中的金屬材料的

目的之一是

高溫

【答案】⑴硬3CO+Fe2O3^=2Fe+3CO2

⑵氧氣水節約金屬資源或減少對環境的污染

【詳解】（1）①合金的硬度比純金屬大，則汽車外殼中使用鐵合金而不用純鐵，是因為鐵合金比純鐵硬,

故填：硬。

②工業上利用一氧化碳和赤鐵礦煉鐵的原理是，一氧化碳與氧化鐵在高溫條件下反應生成鐵和二氧化碳,

高溫高溫

反應的化學方程式為：3CO+Fe2O3—2Fe+3CO2,故填：3CO+Fe2O3—2Fe+3CO2o

(2)在鋼鐵表面噴一層漆，能隔絕氧氣和水，可以防止汽車的鋼鐵外殼的銹蝕，回收利用報廢汽車中的金

屬材料，可以節約金屬資源，還可以減少對環境的污染，故①填：氧氣，②填：水，③填：節約金屬資

源或減少對環境的污染。

A題型08金屬銹蝕的探究

?:?知識積累

鐵生銹條件的探究:

1.鐵銹的主要成分：Fe2O3

2.鐵生銹的條件是：鐵與氧氣和水同時接觸。

3.鐵生銹的條件實驗探究

實驗方案鐵生銹條件的探究

現象分析結論

鐵與水、氧氣同時接觸!

試管A鐵釘生銹鐵生銹的條件：

鐵與水、氧氣

試管B鐵釘無明顯變化鐵只與水接觸

同時接觸發生反應

ABC

試管C鐵釘無明顯變化i鐵只與氧氣接觸

【典例8】探究鐵生銹的條件，如圖二所示。

H

除去

氧氣含

氣

氧

一

數字

量

空

的

感器

傳

氣

*食

?鹽X

^水

3

③④

虹

⑴通過對比實驗①③。探究鐵生銹的條件與一有關。

(2)為進一步探究不同種類的溶液對鐵生銹的影響，小組同學補充⑤⑥實驗，利用數字化實驗分別檢測盛有

鹽溶液和酸溶液的試管內氧氣含量隨時間的變化關系，如圖三所示。酸溶液X可以為(填字母序號)。

A.蘇打水B.食醋C.肥皂水

結合圖三，分析該實驗可獲得的結論是=

【答案】⑴氧氣/。2

(2)B鐵與氧氣、水接觸生銹，食鹽水和酸溶液加速鐵生銹

【詳解】（1）①中鐵釘與氧氣、水接觸生銹，③中鐵釘只與氧氣接觸不生銹，說明實驗是探究鐵生銹的

條件與氧氣有關。

（2）A、蘇打水呈堿性，不符合題意；

B、食醋呈酸洗，符合題意；

C、肥皂水呈堿性，不符合題意。

故選Bo

結合圖三，試管內氧氣含量隨時間的變化，食鹽水和酸溶液加速鐵生銹。

【變式87］在探究“鐵生銹的條件"實驗中，某小組同學利用如圖裝置（裝置氣密性良好）進行創新實驗。實

驗時，先向鐵粉中滴入水，觀察一段時間后，發現無明顯現象；然后滴入NaCI溶液，幾分鐘后觀察到注射

器活塞向左移動。下列相關說法錯誤的是

A.活塞向左移動是因為鐵生銹消耗氧氣

B.若鐵粉過量，注射器活塞最終停在約4mL處

C.此實驗能推斷出鐵的銹蝕需要水的參與

D.對比現象可知加入氯化鈉溶液能加快鐵的銹蝕

【答案】C

【詳解】A、鐵銹蝕會消耗空氣中的氧氣，裝置內氣壓減小，注射器活塞向左移動，故A說法正確；

B、鐵銹蝕會消耗空氣中的氧氣，裝置內氣壓減小，注射器活塞向左移動，氧氣約占空氣體積的五分之一,

若鐵粉過量，消耗氧氣的體積為（20mL+10mL）xg=6mL,故注射器活塞最終停在約10mL-6mL=4mL處，故

B說法正確；

C、由題意可知：實驗開始滴加氯化鈉溶液前，無明顯現象，說明反應緩慢，滴加氯化鈉溶液后，發現注射

器活塞向左移動，說明反應速率加快，所以使用氯化鈉溶液的目的是加快鐵的銹蝕，不能推斷出鐵的銹蝕

需要水的參與，故C說法錯誤；

D、由題意可知：實驗開始滴加氯化鈉溶液前，無明顯現象，說明反應緩慢，滴加氯化鈉溶液后，發現注射

器活塞向左移動，說明反應速率加快，所以使用氯化鈉溶液的目的是加快鐵的銹蝕，故D說法正確；

故選：Co

【變式8-2】不銹鋼保溫杯在日常生活中被廣泛使用，其結構如圖所示

最外層保護層一■一士夫

I1|—IWJ真空隔熱層

不銹鋼外層一II內層外鍍銅層

不銹鋼內層

不銹鋼是含有兩種或兩種以上金屬的合金。保溫杯的不銹鋼內層主要由鐵Fe）、銘（Cr>18%）和鑲

（Ni>8%）等金屬組成。在金屬活動性順序表中，鐵、銘、銀元素均位于氫元素之前。

⑴根據已學知識預測不銹鋼中含有的金屬保單質可能具有的化學性質：（答出一條即可）

（2）不銹鋼保溫杯內層外面鍍銅，目的是通過反射熱輻射以提高保溫杯的保溫效果。選擇所鍍金屬時，還需

要考慮該金屬的活動性。請你寫出能說明銅的金屬活動性比鐵的弱的一個化學方程式。

（3廣不銹鋼是真的不生銹，還是不容易生銹？"針對這一問題，某化學興趣小組的同學選擇一種不銹鋼材料

進行探究實驗，實驗方案和觀察到的現象如表所示。

實驗ABC

一空氣一空氣一空氣

實驗n經打磨的L經打磨的精經打磨的

三一不銹鋼片廠不銹鋼片易寫一不銹鋼片

方案

10mL10mL油三_10mL

食鹽水3蒸儲水國食鹽水

實驗放置較長時間，觀察到不放置與實驗A相同的時間，觀察放置與實驗A相同的時間，觀察不

現象銹鋼片表面出現鐵銹