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

?:?知識積累

1.金屬材料：包括和它們的。

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____色（銅為—色，金為

色），有良好的導熱性、性、延展性。

3.合金的特性：合金比組成它的金屬、、。

4.常見合金：

鐵的合金有和—，區別是不同。生鐵含碳量________,鋼的含碳量_________o

【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

【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

【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

【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。

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o

A題型02金屬的化學性質

云如欣祈盛

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,從而阻止鋁進一步氧化。

③“真金不怕火煉”說明o

（2）金屬+酸一鹽+H?t（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：__________________

鐵與稀鹽酸反應：_____________________

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___價。含有Fe?+的溶液為____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：;（鐵表面有____固體產生，溶液由____色逐漸變為

色。）

鋁絲與硫酸銅溶液反應：2A1+3CUS04=A12（S04）3+3CU；鋁表面有固體產生，溶液由____色逐漸變為

色。

銅絲與硝酸銀溶液反應：；銅表面有—固體產生，溶液由—色逐漸變為—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

【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產生也總量更多

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

【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。以下對金屬錦化

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

【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

A題型03實驗驗證金屬的活動性順序

,如夜訊臬一—

1.金屬活動性順序

KCaNaZnFeSnPb(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—o

(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—o

(3)在金屬活動性順序表里，只有位于—的金屬能把位于—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

(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：

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：

【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ZnSO4溶液，能得出鋅的金屬活動性比銅強

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

【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

【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o

⑶如圖是探究銅、鋁、銀三種金屬活動性順序的實驗。

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

【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試管中鑲絲表面無現象，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

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

①Zn只與部分AgNO3反應

②Zn恰好與全部AgNO3反應

③Zn與全部AgNO3>部分CU(NO3)2反應

@Zn恰好與全部AgNO3和CU(NO3)2反應

i⑤Zn與全部AgNC)3和Cu(NC>3)2反應后有剩余

i....................................................................................

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

②AgNO3恰好與全部Zn反應

③AgNO3與全部Zn、部分Cu反應

④AgNO3恰好與全部Zn和Cu反應

⑤AgNO3與全部Zn和Cu反應后有剩余

【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

【變式4-1]將一定量的鋅粉加入盛有AgNO3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

【變式4-2](2024?四川廣元?中考真題)向一定量CudFeCI2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

【變式4-3】向盛有AgNOs、CU(NO3)4DA1(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(NC>3)2,可能含有Al(NOj

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

A題型05工業煉鐵

?:?知識積累

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

化學方程式：___________________

2.原料：和熱空氣。常見的鐵礦石：赤鐵礦（主要成分是）o

（1）焦炭的作用：①;②

（2）石灰石的作用：將礦石中的二氧化硅變為爐渣。

3.設備：

【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：

已知氣體①、氣體②和固體③均屬于氧化物。

空'鐵礦石

I焦炭於2。3、SiO）?仔■.年

焦於T反%IHI__-j2廠同爐―

氣體Q|反應n廣體應I反jvi鐵水

石灰石一?反應v|—

-----------爐渣出鐵0-

固體③

圖1圖2

⑴如圖1中反應III,鐵礦石還原成鐵的化學方程式為:反應II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）。

【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：

焦炭空弁溫二氧化碳|焦需溫一氧化碳|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

【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。

⑵煉鋼的基礎是煉鐵。工業上煉鐵是把鐵礦石（如赤鐵礦FezS、磁鐵礦Fe3（）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Fex8的

化學方程式：。

【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

A題型06金屬冶煉的相關計算（含雜質的計算）

3如夜祺累

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=_______________________________

（2）純物質的質量=__________________

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=

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iooot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）。

【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

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

高溫

下反應：Fe3O4+4CO-3Fe+4CO2將其中的Fe3O4轉化為Fe.

（l）Fe3C）4中鐵、氧的微觀粒子數目之比為0

（2）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）？

【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Fe2O3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Fe2O3+3CO-2Fe+3CO2）

A題型07金屬資源的保護

礪礪羨

1.防止鐵制品生銹的措施：

（1）保持鐵制品表面的

（2）表面涂：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0

2.保護金屬資源

（1）途徑：①②③合理開采礦物⑷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

【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

【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

【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")。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=

(2)噴漆可以防止汽車的鋼鐵外殼的銹蝕，其原理是隔絕和?；厥绽脠髲U汽車中的金屬材料的

目的之一是o

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:

2.鐵生銹的條件是：鐵與和同時接觸。

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

#-棉花和干0劑

植物海

試管鐵釘_____鐵與________同時接觸一鎂生銹的癡石一

煮沸后迅A

鐵釘鐵釘速冷卻的

,蒸餌水鐵釘鐵與__________

試管B鐵釘無明顯變化鐵只與水接觸

同時接觸發生反應

AC

試管C鐵釘無明顯變化鐵只與氧氣接觸

【典例颯探究鐵生銹的條件，如圖二所示。

除去

氣

氧

空

的

氣

食

鹽X

水

⑤

圖二

(1)通過對比實驗①③。探究鐵生銹的條件與.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o

【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

【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

S'

最外層保護層

|?11—IWJ真空隔熱層

不銹鋼外層!Il—內層外鍍銅層

卜不銹鋼內層

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%）和銀

（Ni>8%）等金屬組成。在金屬活動性順序表中，鐵、銘、鑲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銀單質可能具有的化學性質：（答出一條即可）

⑵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o

（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