中考化学一轮复习专题06 金属和金属材料（讲义）（2份，原卷版+解析版）

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TOC \ "1-3" \p " " \h \z \u
\l "_Tc155705199" PAGEREF _Tc155705199 \h 2
\l "_Tc155705201" 考点一 金属材料 PAGEREF _Tc155705201 \h 4
\l "_Tc155705202" 【夯基·必备基础知识梳理】 PAGEREF _Tc155705202 \h 4
\l "_Tc155705203" 一、金属材料 PAGEREF _Tc155705203 \h 4
\l "_Tc155705204" 二、合金 PAGEREF _Tc155705204 \h 5
\l "_Tc155705205" 【提升·必考题型归纳】 PAGEREF _Tc155705205 \h 6
\l "_Tc155705206" 考向01 金属材料 PAGEREF _Tc155705206 \h 6
\l "_Tc155705207" 考向02 合金 PAGEREF _Tc155705207 \h 8
\l "_Tc155705208" 考点二 金属的化学性质 PAGEREF _Tc155705208 \h 8
\l "_Tc155705209" 【夯基·必备基础知识梳理】 PAGEREF _Tc155705209 \h 8
\l "_Tc155705210" 一、与氧气反应： PAGEREF _Tc155705210 \h 8
\l "_Tc155705211" 二、与稀盐酸、稀硫酸反应： PAGEREF _Tc155705211 \h 9
\l "_Tc155705212" 三、金属与某些盐反应： PAGEREF _Tc155705212 \h 10
\l "_Tc155705213" 【提升·必考题型归纳】 PAGEREF _Tc155705213 \h 12
\l "_Tc155705214" 考向01 金属与盐酸和稀硫酸的反应 PAGEREF _Tc155705214 \h 12
\l "_Tc155705215" 考向02 金属与盐的反应 PAGEREF _Tc155705215 \h 13
\l "_Tc155705216" 考点三 置换反应 PAGEREF _Tc155705216 \h 14
\l "_Tc155705217" 【夯基·必备基础知识梳理】 PAGEREF _Tc155705217 \h 14
\l "_Tc155705218" 一、定 义： PAGEREF _Tc155705218 \h 14
\l "_Tc155705219" 二、表达式： PAGEREF _Tc155705219 \h 14
\l "_Tc155705220" 三、置换反应类型： PAGEREF _Tc155705220 \h 14
\l "_Tc155705221" 【提升·必考题型归纳】 PAGEREF _Tc155705221 \h 15
\l "_Tc155705222" 考向01 置换反应 PAGEREF _Tc155705222 \h 15
\l "_Tc155705223" 考向02 与金属相关图像 PAGEREF _Tc155705223 \h 16
\l "_Tc155705224" 考点四 金属活动顺序 PAGEREF _Tc155705224 \h 17
\l "_Tc155705225" 【夯基·必备基础知识梳理】 PAGEREF _Tc155705225 \h 17
\l "_Tc155705226" 一、金属活动顺序： PAGEREF _Tc155705226 \h 17
\l "_Tc155705227" 二、金属活动性顺序表的意义： PAGEREF _Tc155705227 \h 17
\l "_Tc155705228" 三、金属活动性顺序的应用： PAGEREF _Tc155705228 \h 17
\l "_Tc155705229" 【提升·必考题型归纳】 PAGEREF _Tc155705229 \h 19
\l "_Tc155705230" 考向01 金属活动顺序及应用 PAGEREF _Tc155705230 \h 19
\l "_Tc155705231" 考向02 金属活动顺序实验探究 PAGEREF _Tc155705231 \h 20
\l "_Tc155705232" 考点五 金属的冶炼 PAGEREF _Tc155705232 \h 22
\l "_Tc155705233" 【夯基·必备基础知识梳理】 PAGEREF _Tc155705233 \h 22
\l "_Tc155705234" 一、金属在自然界的存在 PAGEREF _Tc155705234 \h 22
\l "_Tc155705235" 一、铁的冶炼 PAGEREF _Tc155705235 \h 22
\l "_Tc155705236" 【提升·必考题型归纳】 PAGEREF _Tc155705236 \h 23
\l "_Tc155705237" 考向01 实验室模拟工业炼铁实验 PAGEREF _Tc155705237 \h 23
\l "_Tc155705238" 考向02 金属的冶炼 PAGEREF _Tc155705238 \h 25
\l "_Tc155705239" 考点六 金属资源的保护 PAGEREF _Tc155705239 \h 26
\l "_Tc155705240" 【夯基·必备基础知识梳理】 PAGEREF _Tc155705240 \h 26
\l "_Tc155705241" 一、铁制品锈蚀的条件的探究 PAGEREF _Tc155705241 \h 26
\l "_Tc155705242" 二、防止铁制品锈蚀的原理和方法 PAGEREF _Tc155705242 \h 27
\l "_Tc155705243" 三、金属资源的保护 PAGEREF _Tc155705243 \h 27
\l "_Tc155705244" 四、含杂质的反应物(或生成物)质量的计算 PAGEREF _Tc155705244 \h 27
\l "_Tc155705245" 【提升·必考题型归纳】 PAGEREF _Tc155705245 \h 28
\l "_Tc155705246" 考向01 铁制品锈蚀的条件及探究 PAGEREF _Tc155705246 \h 28
\l "_Tc155705247" 考向02 金属资源的保护 PAGEREF _Tc155705247 \h 29
\l "_Tc155705248" 考向03 含杂质的计算 PAGEREF _Tc155705248 \h 29

考点一 金属材料
一、金属材料
1.金属材料：
包括纯金属(纯净物)和合金(混合物)。
2.金属物理性质：
(1)共性：常温下为固体，有金属光泽，大多数金属具有优良的导电性、导热性，有延展性。
(2)特性：
①多数金属呈银白色,而铜呈紫红色,金呈黄色。
②常温下,多数金属是固体,而汞是液体。
③各种金属的硬度、密度、熔点、导电性、导热性等物理性质差别较大。
④有些金属处于粉末状态时，就会呈现不同的颜色；例如，粉末状的铁粉和银粉都是呈黑色的，这主要是由于颗粒太小，光不容易反射。
2.金属材料的发展
(1)青铜器(商代)→铁器(春秋战国)→铝(100多年前)→钛和钛合金(21世纪重要的金属材料)。
(2)目前世界上年产量居前三位的金属依次是铁、铝、铜。
4.金属的使用
(1)主要因素:性质决定用途。
(2)其他因素:价格、资源、是否美观、使用是否便利以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。
(3)生活中的金属：
干电池外皮→锌/锰；
“银粉”→铝；水银温度计→汞；
“锡箔”纸→铝或锡；
保温瓶内胆→银
5.金属之最：
（1）铝：地壳中含量最多的金属元素
（2）钙：人体中含量最多的金属元素
（3）铁：目前世界年产量最多的金属（铁>铝>铜）
（4）银：导电、导热性最好的金属（银>铜>金>铝）
（5）铬：硬度最高的金属
（6）钨：熔点最高的金属
（7）汞：熔点最低的金属
（8）锇：密度最大的金属
（9）锂：密度最小的金属
二、合金
1.概念：在金属中加热融合某些金属或非金属，制得具有金属特征的合金。
①合金是混合物
②形成合金的过程是物理变化
③合金各成分的化学性质不变
2.合金的优点：
合金和组成其的纯金属相比较，硬度一般更大，熔点一般更低，抗腐蚀性更好
合金与纯金属的硬度比较方法：
几种重要的合金
【点拨】
1.合金中一定有金属存在,但不一定都是金属与金属熔合而成,还有可能是金属与非金属,例如:生铁、钢就是铁的合金,其中含有碳元素。
2.合金中各成分是均匀熔合在一起的,在金属表面镀上一层其他金属,不属于合金。
3.合金的各种成分均以单质形式存在。
4.钢的淬火和回火
①淬火
操作过程：取两根缝衣钢针，用镊子夹住放在火焰上烧至红热后，立即放入冷水中。
淬火结果：经过淬火后的钢，其硬度和耐磨性增强，塑性和和韧性降低。
②回火:
操作过程：用镊子夹住另一根淬火后的钢针，放在火焰上微热片刻(不要使钢针烧红)，然后放在空气中(最好放在炉灰中)待其自然冷却。
回火结果：钢针恢复其塑性和和韧性。
（一）误认为合金就是金属单质的熔合。
合金中一定有金属存在,但不一定都是金属与金属熔合而成,还有可能是金属与非金属,例如:生铁、钢就是铁的合金,其中含有碳元素。
（二）误认为合金的熔合过程是化学变化。
合金形成过程中，几种成分是熔合在一起的，发生的是物理变化，不是化学变化。
（三）误认为在金属表面电镀一层其它金属就是合金。
合金中各成分是均匀熔合在一起的,在金属表面镀上一层其他金属,不属于合金。
考向01 金属材料
【例1】（2023·湖北荆州·中考真题真题）今年6月4日，神州十五号载人飞船（模型图如下）的返回舱经过大气层时，经受住了一千多度的高温考验，最终成功返回地面。下列说法错误的是( )
A．太阳翼可将太阳能转化为电能
B．飞船大量使用密度较小的合金材料，能减轻船体质量
C．返回舱表面所用的材料具有熔点高、强度大等特点
D．天线材料采用了钛镍合金，它属于有机合成材料
【变式1-1】（2023·甘肃金昌·中考真题真题）东汉时期的“马踏飞燕”堪称我国古代青铜器艺术中无与伦比的珍品。其制作材料属于( )
A．合成材料 B．天然材料 C．金属材料 D．复合材料
【变式1-2】（2023年江苏省连云港市中考真题）钢铁是使用最多的金属材料。生铁和钢是含碳量不同的两种铁合金，其中生铁的含碳量为2%～4.3%，钢的含碳量为0.03%～2%。
(1)从公元1世纪开始，铁便成了一种最主要的金属材料。
①历史上遗留下来的铜制品远比铁制品多。从物质性质的角度看，原因是_____。
②下列铁制品中，利用了金属导热性的是_____(填字母)。
a． 后周铁狮子 b． 铸铁井盖 c． 不锈钢水壶
③下列关于铁及铁制品的说法中，正确的是_____(填字母)。
a．铁是地壳中含量最高的金属元素
b．沙漠地区的铁制品锈蚀较慢
c．不锈钢保温杯可长时间盛放酸性饮品
(2)工业上冶炼钢铁的主要工艺流程如下：
①石灰石(主要成分为CaCO3)在高温下可将铁矿石中的SiO2转变为炉渣(CaSiO3)，同时生成一种氧化物。该反应的化学方程式为_____。
②从物质组成的角度分析，炼钢炉中通入O2的目的是_____。
(3)将1.0g某铁合金在纯氧中完全燃烧，得到0.11g二氧化碳。通过计算判断该铁合金属于生铁还是钢。(写出计算过程，否则不得分)。
考向02 合金
【例2】（2023年湖北省荆州市中考真题）今年6月4日，神州十五号载人飞船（模型图如下）的返回舱经过大气层时，经受住了一千多度的高温考验，最终成功返回地面。下列说法错误的是( )
A. 太阳翼可将太阳能转化为电能
B. 飞船大量使用密度较小的合金材料，能减轻船体质量
C. 返回舱表面所用的材料具有熔点高、强度大等特点
D. 天线材料采用了钛镍合金，它属于有机合成材料
【变式2-1】（2022年江苏省扬州市中考真题）合金的应用和发展印证了人类文明的进步。下列有关合金的说法不正确的是( )
A．人类生产和使用铁器早于青铜器B．生铁和钢是铁、碳等元素形成的合金
C．不锈钢属于金属材料D．合金拓宽了金属材料的应用范围
【变式2-2】（2023年湖南省长沙市中考真题）2023 年我国自主研制的大型灭火、水上救援水陆两栖飞机“鲲龙”已成功首飞，制造该飞机使用了铝锂合金等多种合金。下列有关铝锂合金的说法正确的是( )
A．铝锂合金的熔点比纯铝更高B．铝锂合金的抗腐蚀性能非常差
C．铝锂合金是混合物D．铝锂合金的硬度比纯铝小
考点二 金属的化学性质
一、与氧气反应：
铝具有很好的抗腐蚀性能原因：铝与空气中氧气反应，表面生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化。
二、与稀盐酸、稀硫酸反应：
1.反应规律：
金属＋酸→盐＋H2↑
2.注意事项：
实验前用砂纸打磨金属，除去镁、铁等金属表面的氧化膜，便于金属与酸接触反应。
金属与酸反应生成氢气问题的分析方法
H2质量/g
t/s
Zn
Fe
1.等质氢图
两种金属分别与酸反应,产生的氢气质量相同,此图反映两种情况:
(1)酸不足,金属过量,产生的氢气质量由酸的质量决定。
(2)酸足量,投放的两种金属分别与酸反应产生氢气的质量恰好相同,如
6.5g锌和5.6g铁分别投入足量的盐酸中,反应产生的氢气质量相同。
2.等质等价金属图
H2质量/g
t/s
Zn
Fe
Mg
如等质量的镁、铁、锌分别与足量的酸反应,生成的金属离子都
带2个单位的正电荷,产生氢气的速率和质量不同。此图反映出:
(1)金属越活泼,图示中反应物的线越陡,如Mg线比Zn 线陡、Zn
线比Fe线陡,说明金属活动性Mg> Zn>Fe。
(2)金属的相对原子质量越小,等质量时与足量酸反应产生的氢气
越多,曲线的拐点越高,因此,相对原子质量Zn>Fe>Mg。
可简单概括为:越陡越活,越高越小。
H2质量/g
t/s
Zn
Mg
Al
3.等质不等价金属图
如等质量的铝、镁、锌分别与足量酸反应,生成的化合物中金属
元素的化合价分别为+3、+2、+2价，此图反映出等质不等价金
属与酸反应不仅产生氢气的速率不同,而且产生氢气的质量与金
属元素化合价有关。可用下式计算氢气质量:
m(H2)＝eq \f(m(金属) ×金属元素的化合价,相对原子质量)
三、金属与某些盐反应：
反应规律：
金属＋盐→新盐＋新金属
【点拨】
①单质铁与稀盐酸和稀硫酸反应，均生成亚铁盐；
②现象的描述重点：金属表面生成固体的颜色，溶液颜色的变化。
金属与与混合盐溶液的反应后的溶液和滤渣成分分析
方法一：定量分析法
如将铁粉加入到硝酸铜和硝酸银的混合溶液中。
第一步：将题目中涉及的金属，按照金属的活动性由强到弱的顺序排列：如Fe、Cu、Ag。
第二步：根据金属活动性由弱到强依次加入盐溶液中的金属，其顺序为Ag、Cu、Fe。
第三步：根据加入金属的量分析，如下表：
方法二：优先法
判断反应发生的先后顺序的依据：远距离先置换，即金属活动性相差越大(或位置距离越远)，反应优先发生。
1. 将铁粉加入到一定量的硝酸铜和硝酸银的混合溶液中
先：Fe＋2AgNO3＝Fe(NO3)2＋2Ag
后：Fe＋Cu(NO3)2＝Fe(NO3)2＋Cu
2. 将硝酸银溶液加入到一定量铁和铜的混合物中
先：Fe＋2AgNO3 === Fe(NO3)2＋2Ag
后：Cu＋2AgNO3 === Cu(NO3)2＋2Ag
考向01 金属与盐酸和稀硫酸的反应
【例1】（2023·广西中考真题）向三个烧杯中分别放入足量的Mg、A1、Fe粉末，同时加入质量分数相同的100g稀盐酸，充分反应。反应的有关图像错误的是( )
A． B．
C． D．
【变式1-1】（2023·安徽蚌埠中考一模）将质量均为5克的Mg、Fe、Zn三种金属分别放入10克溶质质量分数为5%的三份稀硫酸中，反应完成后，生成氢气的质量关系是( )
A．B．
C．D．
【变式1-2】（2023·四川省泸州市中考真题）下表为某核心期刊刊文中氢气制备对比实验的数据（将锌粒压成薄锌片增大了表面积）。下列不能由实验得出的结论是( )
A. Zn是金属活动顺序表中氢前金属
B. 锌粒产生氢气的体积总是比薄锌片少
C. 增大硫酸的质量分数能加快产生氢气
D. 增大锌与酸的接触面积能加快产生氢气
考向02 金属与盐的反应
【例2】（2023年·湖南省衡阳市中考真题）向MgCl2和CuCl2的混合溶液中加入一定量的锌粉，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。下列说法正确的是( )
A．若滤液为蓝色，则滤渣中一定含有Cu和Zn
B．若滤液不为蓝色，则滤液中可能不含CuCl2
C．若往滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生，则滤渣中一定含有Mg
D．所得滤液的质量一定比原溶液的质量大
【变式2-1】（2023·湖北潜江等中考真题）化学兴趣小组的同学把质量为m克的铝粉加入到一定质量的氯化锌和氯化铜的混合溶液中，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣，向滤渣中滴加稀盐酸，有气泡产生。下列判断中正确的是( )
A．滤渣中可能含有A1，滤液中一定含有AlCl3
B．滤渣中一定含有Zn，滤液可能为蓝色
C．若滤渣中只含Cu、Zn，则滤液中一定只含有AlCl3
D．根据质量守恒定律，所得滤渣的质量一定等于m克
【变式2-2】（2023·黑龙江齐齐哈尔中考真题）将一定质量的金属镁放入硝酸银和硝酸铜的混合溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液，下列说法正确的是( )
A．若滤液为无色溶液，则滤渣中一定含有镁
B．若向滤渣中加入稀盐酸，没有气泡产生，则滤渣中一定含有银和铜
C．若滤液为蓝色溶液，则滤液中至少含有三种金属离子
D．若加入镁的质量为2.4g，则滤渣的质量一定大于2.4g
考点三 置换反应
一、定 义：
由一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质与另一种化合物的反应
二、表达式：
A+BC→AC+B
三、置换反应类型：
①金属+酸→金属化合物+H2
②金属+金属化合物→另一金属+另一金属化合物
③C+金属氧化物→金属单质+CO2
④H2+金属氧化物→金属单质+H2O
【点拨】CO+金属氧化物→金属单质+CO2 该反应不属于基本反应
分析金属与溶液反应(或固体)质量的变化方法
(1)金属与酸反应后金属质量减少，溶液质量增加。
如Zn+H2SO4(稀)=ZnSO4+H2↑
65g 2g
溶液质量增加65g-2g=63g
(2)对于在盐中呈相同价态的两种金属,金属与另一种金属的盐溶液反应后的质量变化分两种情况。
①单质金属的相对原子质量盐中金属的相对原子质量。
如：Zn+CuSO4＝ZnSO4+Cu
65g 64g
溶液质量减轻65g-64g=1g
考向01 置换反应
【例1】（2023·吉林长春中考真题）18世纪末，法国科学家拉瓦锡为探究水的组成，让水蒸气通过一根烧红的铁管，发生反应的化学方程式为3Fe+4H2O(气)eq \\ac(\s\up7(高温),\(===,====))Fe3O4+4X。下列说法错误的是( )
A. X的化学式为H2
B. 该反应属于置换反应
C. 参加反应的Fe和H2O的质量比为3：4
D. 该实验证明了“水不是一种元素”
【变式1-1】（2022·湖南株洲中考真题）下列反应中，属于置换反应的是( )
A．CaCO3+CO2+H2O＝Ca(HCO3)2 B．CuCl2eq \\ac(\s\up7(高温),\(===,====))Cu+Cl2↑
C．3CO+Fe2O3eq \\ac(\s\up7(高温),\(===,====))2Fe+3CO2 D．Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu
【变式1-2】（2022·萧县模考）下列化合物可以通过金属与对应的酸发生置换反应获得的是( )
A．CuCl2 B．FeCl3C．AgNO3 D．Al2(SO4) 3
考向02 与金属相关图像
【例2】（2023·河北中考真题）向盛有铜锌混合物的烧杯中加入稀硫酸，该过程中剩余固体与加入稀硫酸的质量关系如图所示。下列说法错误的是
A．M点时，溶液中的溶质只有
B．N点时，生成气体的总质量达到最大
C．过程中，溶液的逐渐增大
D．该铜锌混合物中锌的质量为
【变式2-1】（2023·博山区三模）现将等质量且形状相同的甲、乙、丙三种金属，分别放入三份溶质质量分数相同的足量稀硫酸中，产生氢气的质量随反应时间的关系如图所示（已知甲、乙、丙在生成物中化合价均为+2）。下列说法不正确的是
A．相对原子质量：甲＜乙＜丙
B．金属活动性：乙＜丙＜甲
C．消耗硫酸的质量：甲＜乙＜丙
D．甲、乙、丙可能分别是镁、铁、锌
【变式2-2】（2023·仙桃校级一模）向装有一定量硝酸铜和硝酸银混合溶液的试管中，缓慢加入细铁粉，充分反应。下列关于试管中物质的变化关系图错误的是（ ）
A．B．
C．D．
考点四 金属活动顺序
一、金属活动顺序：
二、金属活动性顺序表的意义：
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。
三、金属活动性顺序的应用：
1.判断金属与盐溶液能否反应
①在金属活动性顺序表中，排在前面的金属能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来。
②盐是可溶性盐。
③K、Ca、Na除外(K、Ca、Na等加入到盐溶液中，先与溶液中的水反应，生成的碱再与盐反应)。
2.判断金属与酸能否反应。
①在金属活动性顺序表中，该金属必须排在氢的前面。
②“酸”一般指的是稀盐酸、稀硫酸。
3.根据金属活动性的相对强弱，可为除杂选择合适的试剂。
如Cu中混有少量的Fe，欲除去少量的Fe，可选择加入足量的硫酸铜溶液充分反应，Fe和硫酸铜溶液反应生成了Cu和硫酸亚铁，再过滤即可。
4.根据金属活动性顺序判断金属与盐溶液反应后滤渣、滤液的成分。
一种金属和几种盐溶液混合时，最不活泼的金属最先被置换出来，然后再依次按照活动性由弱到强的先后顺序被置换出来
5.根据金属活动性顺序判断金属与酸反应的快慢（反应速率）或根据反应速率判断金属的活动性顺序。一般金属越活泼，在同等条件下，与某一酸反应的速率越快。
验证金属活动性强弱的实验设计方法
1.探究金属活动性强弱的方法有两种
方法一:
金属与酸(稀盐酸、稀硫酸)反应。能反应的金属比H活泼,反应越剧烈,则越活泼;不反应的金属位于H之后。
方法二:
金属与盐溶液反应。若则表示该金属的活动性强于该盐中金属的活动性。
2.运用金属活动性顺序验证金属活动性强弱的实验方案设计
考向01 金属活动顺序及应用
【例1】（2023·山东聊城中考真题）为证明Fe、Cu、Ag三种金属的活动性强弱，下列实验方案能达到目的的是( )
A．将Fe、Cu、Ag分别放入稀盐酸中
B．将Cu分别放入FeCl2、AgNO3溶液中
C．将Cu、Ag分别放入FeSO4溶液中
D．将Fe放入稀盐酸、Cu放入AgNO3溶液中
【变式1-1】（2023·甘肃白银中考真题）现有X、Y、Z三种金属，如果把Y和Z分别放入硝酸银溶液中，过一会儿，在Y表面有银析出，而Z没有变化；如果把X和Y分别放入稀硫酸中，X溶解并产生气泡，Y不反应。根据以上实验事实，判断这三种金属的活动性由强到弱的顺序为( )
A．Z、Y、X B．X、Z、YC．X、Y、ZD．Y、X、Z
【变式1-2】（2023·广东广州中考真题）钴（C）的金属活动性与铁相似，钴的化合物相关性质如下、下列预测合理的是( )
A．C能从MgCl2溶液中置换出Mg
B．CO能与盐酸反应得到粉红色溶液
C．CCO3能与盐酸反应生成H2
D．C(OH)2可由C与NaOH溶液反应制得
考向02 金属活动顺序实验探究
【例2】（2023年·山东省烟台市中考真题）垃圾是放错地方的资源，城市的废旧电器是一座“金属矿山”，某废旧电器中含有锌、铜、镍(Ni)三种金属，兴趣小组的同学为了从中回收金属铜和镍，做了如下的探究。
已知：硫酸镍（化学式NiSO4）能溶于水。
实验一：探究锌、铜、镍三种金属在溶液中的活动性强弱
【提出猜想】兴趣小组结合常见金属活动性顺序，提出了以下猜想。
猜想一：Zn>Ni>Cu；猜想二：Zn> Cu > Ni；猜想三： 。
【进行实验】兴趣小组进行了如下的实验，请完成实验报告。
实验二：从含有锌、铜、镍三种金属的废旧电器中回收铜和镍
【设计方案】兴趣小组设计了如图所示的物质转化流程。
步骤①中得到的A是 。步骤②中生成C的化学方程式是 。
【反思评价】合理开发城市“金属矿山”的意义是 (答1条）。
【变式2-1】（2023·河南中考真题）某化学小组用下图所示实验装置，探究铝、铜、银的金属活动性顺序。
(1)铝丝浸入溶液前需要先用砂纸打磨，其目的是什么？
(2)请写出装置A或B中发生反应的化学方程式。
(3)通过图示中的实验不能判断铜、银的金属活动性顺序，请补充实验继续探究。(简要叙述实验步骤)
【变式2-2】（2023·四川省成都市中考真题）利用如图实验探究金属的化学性质。
(1)实验一：水的作用是______。实验中，观察到发出白光后铁丝并未燃烧，原因是______。
(2)实验二：两个反应均生成了______（填物质名称）。比较铁和铝的金属活动性强弱，从试剂角度需考虑：①加入同样大小的铁片和铝片；②______。
(3)实验三：反应的化学方程式为______。再补充一个实验可得出的金属活动性顺序。设计并进行实验，补全下表。
考点五 金属的冶炼
一、金属在自然界的存在
二、铁的冶炼
1. 一氧化碳还原氧化铁实验
①实验原理：Fe2O3+3COeq \\ac(\s\up7(高温),\(===,====))2Fe+3CO2
②实验装置：
③实验步骤
a.检查装置气密性；
b.转入药品并固定装置；
c.通入CO并点燃酒精灯；
d.排尽装置内的空气后，点燃酒精喷灯给氧化铁加热；
e.当玻璃管内的红棕色粉末变为黑色时，停止加热；
f.等装置冷却后，停止通CO，熄灭酒精灯。
④实验现象
红棕色粉末逐渐变为黑色；澄清石灰水变浑浊；尾气燃烧时产生蓝色火焰。
⑤有关的化学方程式
硬质玻璃管中：Fe2O3+3COeq \\ac(\s\up7(高温),\(===,====))2Fe+3CO2。
试管中：Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O。
尾气处理：2CO+O2eq \\ac(\s\up7(高温),\(===,====))2CO2。
2. 工业炼铁
①炼铁的原理
在高温下，一氧化碳还原铁的氧化物（氧化铁、四氧化三铁）。
②原料及作用
a.铁矿石：提供原料。
b.焦炭：燃烧提供热量、产生还原剂一氧化碳。
c.石灰石：可将矿石中二氧化硅转变为炉渣。
③设备：高炉。
考向01 实验室模拟工业炼铁实验
【例1】（2023·山东省滨州市中考真题）人类文明进步与金属材料发展关系十分密切。下列有关金属材料的说法中，正确的是
A．金属在常温下都是固体
B．工业炼铁的原理是Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，该反应属于置换反应
C．铁在潮湿的空气中比在干燥的空气中更容易生锈
D．铝制品不易被锈蚀是因为铝不与氧气反应
【变式1-1】（2023·黑龙江绥化中考真题）将一氧化碳和铁的氧化物FexOy置于密闭容器中，一定条件下充分反应。反应过程中容器内部分物质的质量变化如图所示。下列说法正确的是
A．m的值为19.6
B．参加反应的铁的氧化物的质量为16g
C．当CO2质量为4.4g时，容器内CO的质量为14g
D．铁的氧化物中x:y=2:3
【变式1-2】（2023·广东广州中考真题）某小组采用图a所示实验装置探究CO还原Fe2O3时，出现了争论。甲同学观察到固体由红色变成黑色，推断黑色固体是Fe；乙同学提出质疑，认为黑色固体可能是Fe3O4，并查阅了资料：Fe3O4可被磁铁吸引，几乎不溶于稀的酸溶液。
(1)制备CO的原理是：HCOOHeq \\ac(\s\up6(浓H2SO4),\(=====,======),\s\d6(△))CO↑+H2O（HCOOH在常温下为液态），图b所示三种气体发生装置中，可用于制备CO的是______（填标号）。
(2)若甲同学推断正确，反应的化学方程式为______。
(3)对乙同学提出的质疑进行分析和验证。
①定量分析物质组成可知，该反应生成Fe3O4是合理的，理由是______。
②该小组通过对黑色固体进行检验，证明同时含有Fe3O4和Fe．检验的操作和现象是：取样于试管中，______。
(4)该小组为了探索CO还原Fe2O3与温度的关系，走访了某钢铁厂。工程师用SDTQ热分析仪对该反应进行研究，根据不同温度下所得固体的质量，推导对应的固体成分，结果如图。
①用CO炼铁时，还原Fe2O3的温度应不低于______℃。（填“400”“600”或“800”）
②图中：x＝______。
③该小组查阅资料得知酒精灯加热温度为600℃左右，他们发现上述对黑色固体成分的检验结果与图像有矛盾，推测黑色固体在冷却过程中发生了以下反应：______= Fe3O4+______。
考向02 金属的冶炼
【例2】（2023·内蒙古包头中考真题）内蒙古矿产资源丰富，某炼铁厂利用当地的煤炭和赤铁矿石作为高炉炼铁的主要原料，其主要反应过程如图所示(部分反应物、生成物及反应条件已略去)。
据此回答问题：
(1)A的化学式为___________。
(2)用化学方程式表示一氧化碳炼铁的原理________，实际上高炉炼得的铁是生铁，生铁属于________(填“纯净物”或“混合物”)。
(3)生铁等金属制品易锈蚀，请你列举一种防止铁制品锈蚀的方法___________。
【变式2-1】（2023·广东广州中考真题）我国古代科技璀璨夺目，金属的冶炼与使用在当时已处于世界先进水平。
(1)日常生活中，适合制作电缆的金属是______（填标号）。
A．金B．铜C．汞D．钨
(2)明代《天工开物》描述了锡的冶炼方法，如图a。
①原料锡砂中的SnO2和木炭反应得到锡和二氧化碳，化学方程式为______。
②炼锡时混入少许铅形成合金，产物更易熔化流出，原因是______。
(3)图b为古代炼锌工艺原理示意图。炉甘石成分是ZnCO3，高温易分解生成ZnO。
①泥罐外煤饼的主要作用是燃烧提供热量，泥罐内煤粉的主要作用是______。
②已知锌的沸点为907℃。泥罐下部温度可达1200℃，上部约为600℃，该工艺从反应混合物中收集液态锌的方法属于______（填标号）。
A．结晶 B．蒸发 C．蒸馏 D．升华
③必须冷却后才能取锌，是为了防止发生反应：______（写化学方程式）。
(4)湿法冶金利用置换反应。向Cu(NO3)2、AgNO3混合液中加入Fe粉，充分反应后过滤。若滤渣中有两种金属，则滤液中一定不含的金属阳离子是______。
【变式2-2】（2023年湖南省湘潭市中考化学真题）中国传统文化对人类文明贡献巨大，很多诗句和典籍中都蕴含着化学知识。
(1)“春蚕到死丝方尽”所描述的蚕丝属于 （填“天然”或“合成”）纤维。
(2)“千锤万凿出深山，烈火焚烧若等闲”中“烈火焚烧”是指高温煅烧石灰石，该反应的化学方程式是 。
(3)“千淘万漉虽辛苦，吹尽黄沙始到金”中“淘”和“漉”相当于化学实验中的 操作，实验室里进行该操作用到的玻璃仪器有烧杯、 和玻璃棒。
(4)《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。
考点六 金属资源的保护
一、铁制品锈蚀的条件的探究
【点拨】
（1）铁制品生锈主要是铁与空气中的氧气、水蒸气等物质发生了化学反应。
（2）铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O，颜色为红色。铁锈的结构疏松，不能阻止里层的铁继续与氧气、水的反应，铁制品会完全被腐蚀。
（3）铁制品一般温度越高，锈蚀的速度越快。
（4）在酸、盐存在的环境中，铁制品的锈蚀会加快。
二、防止铁制品锈蚀的原理和方法
1. 防止铁制品锈蚀的原理：
破坏铁锈蚀的条件即可防止铁制品锈蚀，即防止铁制品与氧气或水接触。
2. 防止铁制品锈蚀的方法：
①保持铁制品表面干燥和洁净。
②在铁制品表面覆盖一层保护膜，如在铁制品表面刷漆、涂油等。
③在铁制品表面镀上其他金属，如镀锌、镀铬等。
④将铁制品制成合金，如不锈钢。
⑤通过化学方法使铁制品表面形成致密的氧化膜，如“烤蓝”等。
三、金属资源的保护
1. 必要性
①金属矿物的储量有限，且不可再生；
②废旧金属的随意丢弃不仅浪费资源还污染环境。
2. 有效途径
①防止金属腐蚀；
②回收利用废旧金属；
③合理有效地开采矿物；
④寻找金属的代用品等。
四、含杂质的反应物(或生成物)质量的计算
1. 将含杂质的已知物质量换算为纯物质质量，其关系式为：
纯度＝eq \f(纯物质质量, 含杂质物质物质质量)×100%，纯物质质量=含杂质物质质量×纯度。
2. 将纯物质质量代入化学方程式进行计算。
3. 将计算得到的纯物质质量换算成含杂质物质质量：含杂质物质质量为=eq \f(纯物质质量, 纯度)。
考向01 铁制品锈蚀的条件及探究
【例1】（2023·山东省青岛市中考化学真题）防止金属锈蚀能有效保护金属资源。下列防锈方法中，与其它三种方法原理不同的是( )
A．表面涂油B．表面刷漆
C．覆盖塑料D．制成合金
【变式1-1】（2023·年山东省潍坊市中考化学真题）某化学学习小组为探究铁丝生锈、铁丝燃烧的影响因素，进行如下实验（点燃操作已略去）。下列说法错误的是( )
A．对比①③可知：水是铁丝生锈的条件之一
B．对比①②可知：氧气是铁丝生锈的条件之一
C．对比②③可知：氧气是铁丝燃烧的条件之一
D．对比③④可知：铁丝形状能影响铁丝的燃烧
【变式1-2】（2022·广东中考真题）对铁生锈与燃烧条件的实验探究如图所示。下列说法正确的是( )
A．对比①②可探究：接触氧气是否为铁生锈的条件之一
B．对比②③可探究：接触水是否为铁生锈的条件之一
C．对比①④可探究：温度达到着火点是否为铁燃烧的条件之一
D．对比③④可探究：接触氧气是否为铁燃烧的条件之一
考向02 金属资源的保护
【例2】（2023·江苏省宿迁市中考化学真题）下列说法正确的是( )
A．人类利用的能量都是通过燃烧获得的
B．原子得失电子变成离子后，元素种类发生了改变
C．回收废旧金属有利于金属资源的充分利用
D．原子核都是由质子和中子构成的
【变式2-1】（2023·广西中考真题）下列做法不能有效保护金属资源的是( )
A．防止金属腐蚀B．寻找金属的代用品
C．回收利用废旧金属D．肆意开采金属矿物
【变式2-2】垃圾分类，从我做起。下列可回收垃圾属于金属材料的是( )
A．旧报纸B．塑料瓶C．玻璃瓶D．铝制易拉罐
考向03 含杂质的反应物(或生成物)质量的计算
【例3】工业炼铁是把铁矿石和焦炭等原料一起加入高炉，在高温下通入空气进行一系列反应把铁还原出来。
(1)赤铁矿(主要成分为Fe2O3 )在高炉里反应生成单质铁的化学方程式是 。
(2)计算：
① 5000t含氧化铁84％的赤铁矿中，氧化铁的质量是____________t；
②上述赤铁矿理论上可炼得含铁98％的生铁___________t。
【变式3-1】钢铁公司用2000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的钢坯多少吨？
【变式3-2】现有含四氧化三铁85%的磁铁矿200t，用一氧化碳做还原剂，充分反应能炼出含杂质2%的铁多少吨？
考点要求
课标要求
命题预测
金属材料
了解金属材料发展史。
认识金属的物理共性个特性。
掌握合金的概念和特征
金属的共性与个性、合金的特征、置换反应的判断、金属资源的保护等考点常以选择题的形式进行考查，考查的命题点有：金属的颜色、金属之最、合金的特点、金属锈蚀条件、保护金属资源的方法等。常结合常见生活中现象、工农业生产、科学实验等以文字或图片结合的形式呈现。
金属活动顺序的探究、钢铁锈蚀的条件等知识点常以填空题的形式进行考查。
金属的化学性质、金属活动顺序的探究、钢铁锈蚀的条件、金属与混合盐溶液反应后的溶质成分和滤渣成分的分析考点还可能以实验题、计算题的形式进行考查。考查的命题点有：实验步骤、仪器的使用、误差分析。常以化学实验或科学探究的形式出现。
金属的化学性质
掌握金属常见的化学性质。
掌握金属反应规律。
知道反应条件会影响反应产物。
置换反应
了解置换反应的几种类型。
掌握置换反应概念和特点。
金属活动顺序
熟记金属活动顺序表
掌握金属活动顺序的应用
能对一些常见金属进行活动顺序探究
金属的冶炼
知道一些金属矿物质及其主要成分
掌握生铁冶炼的原理、设备及原料
掌握实验室模拟工业炼铁的实验
金属资源的保护
知道金属锈蚀的形成的条件
了解防锈的措施
知道一些保护金属资源的方法
合金
铁的合金
铜合金
焊锡
钛和钛合金
形状记忆合金
生铁
钢
黄铜
青铜
成分
含碳量

含碳量

铜锌
铜锡
铅锡合金
钛镍合金
备注
铁的合金主要含Fe、C，
区别主要是
紫铜是
熔点低
焊接金属
，
可用于制造人造骨
具有形状记忆效应用于制成人造卫星天线
反应条件
金属
现象
化学方程式
常温
镁
打磨过的镁带在空气中表面逐渐变暗;在空气中点燃剧烈燃烧,发出耀眼的白光，生成白色固体
点燃时: 2Mg+O2eq \\ac(\s\up7(点燃),\(===,====))2MgO
铝
打磨过的铝在空气中表面会逐渐变暗,生成一层致密的氧化膜
常温下：4Al+3O2=2Al2O3
点燃或加热
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。
在氧气中点燃: 3Fe+2O2eq \\ac(\s\up7(点燃),\(===,====))Fe3O4
铜
在空气中加热表面变为黑色
在空气中加热: 2Cu+O2eq \\ac(\s\up6(△),\(==,===))2CuO
高温
金
在空气中加热不变色
金属
现象
反应的化学方程式
稀盐酸
稀硫酸
镁
反应剧烈，产生大量气泡
Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑
锌
反应比较剧烈，产生少量气泡
Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
铁
反应缓慢，有少量气泡产生，溶液由无色变为浅绿色
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
实验
铁钉+硫酸铜溶液
铝丝+硫酸铜溶液
铜丝+硝酸银溶液
现象
铁表面有红色固体产生，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色。
铝表面有红色固体产生，
溶液由蓝色逐渐变为无色。
铜表面有银白色固体产生，
溶液由无色逐渐变为蓝色。
化学方程式
Fe+CuSO4 =Cu+FeSO4
2Al+3CuSO4 =Al2(SO4)3 +3Cu
Cu+2AgNO3 =2Ag+Cu(NO3)2
活动性比较
铁>铜
铝＞铜
铜＞银
情况
反应情况
滤液
滤渣
①加入极少量的Fe
部分AgNO3反应
Fe2＋、Cu2＋、Ag＋
Ag
②加入少量的Fe
AgNO3恰好反应
Fe2＋、Cu2＋
Ag
③加入较少量的Fe
部分Cu(NO3)2反应
Fe2＋、Cu2＋
Cu、Ag
④加入适量的Fe
Cu(NO3)2恰好反应
Fe2＋
Cu、Ag
⑤加入过量的Fe
无反应
Fe2＋
Fe、Cu、Ag
反应情况
滤液成分
滤渣成分
①
Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3
Ag
②
Fe(NO3)2、Cu(NO3)2
Ag
③
Fe(NO3)2、Cu(NO3)2
Ag、Cu
④
Fe(NO3)2
Ag、Cu
⑤
Fe(NO3)2
Ag、Cu、Fe
反应情况
滤液成分
滤渣成分
①
Fe(NO3)2
Fe、Cu、Ag
②
Fe(NO3)2
Cu、Ag
③
Fe(NO3)2、Cu(NO3)2
Cu、Ag
④
Fe(NO3)2、Cu(NO3)2
Ag
⑤
Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3
Ag
编号
20mL硫酸的质量分数
1g锌的形状
0～3min产生氢气体积（mL）
①
20%
锌粒
31.7
②
20%
薄锌片
50.9
③
30%
锌粒
61.7
④
30%
薄锌片
79.9
验证项目
实验方案
判断理由
比较两种金属的活动性强弱，如 Cu、Zn
方案一:将金属锌放入铜的盐溶液中
方案二:将金属铜放入锌的盐溶液中
方案三:将金属锌、铜分别放入稀盐酸中
方案四:将金属锌、铜同时放入金属活动性位于两者中间的一种金属的盐溶液中,如 FeSO4溶液
根据置换反应能否发生做出相应的判断
比较三种金属的活动性强弱，如 Mg、Fe、 Cu
方案一:将金属镁、铜同时放入FeSO4溶液中(两边的金属与中间金属的盐溶液)
方案二:将金属铁分别放入MgCl2,溶液和CuSO4溶液中(两边金属的盐溶液与中间的金属)
根据金属与盐溶液的置换反应能否发生作出相应判断。方案一中镁与FeSO4反应而铜与 FeSO4不不反应;方案二中Fe与CuO4反应而与MgCl2不反应,均可证明金属活动性Mg> Fe>Cu
方案三:将三种金属同时放入相同浓度的稀盐酸(或稀硫酸)中
根据金属与酸的置换反应能否发生及反应速率的快慢作出判断。Mg与酸反应速率快,Fe与酸反应速率慢,Cu与酸不反应,证明金属活动性Mg> Fe>Cu
比较多种金属的活动性强弱，如 Mg、Zn、 Cu、Ag
步骤一:先将四种金属单质同时放入相同浓度的稀盐酸或稀硫酸中
步骤二:再用比较两种金属的活动性强弱的方案比较Cu和 Ag的活动性强弱
根据能否与酸发生置换反应将四种金属分为两组。在金属活动性顺序中，排在氢前面的是 Mg和Zn,由于反应速率快慢不同,可判断出活动性Mg> Zn;排在氢后面的 Cu和Ag的验证方案见两种金属的活动性的验证方案.
物质
CO
C(OH)2
CCl2
CCO3
在水中的溶解性
难溶，灰绿色
固体
难溶，粉红色
固体
易溶，溶液呈
粉红色
难溶，粉红色
固体
实验步骤
实验现象
解释与结论
取三支试管，分别向其中加入等质量、等浓度的稀硫酸，然后将大小、形状相同的锌、铜、镍三种金属片分别插入三支试管中。
锌片表面产生的气泡较快；镍片表面产生的气泡较慢；铜片无明显现象。
猜想 正确。镍与稀硫酸反应的化学方程式是 。
实验步骤（可用图示）
实验现象
实验结论
______
______
金属矿石名称
赤铁矿
磁铁矿
菱铁矿
铝土矿
黄铜矿
辉铜矿
主要成分
Fe2O3
Fe3O4
FeCO3
Al2O3
CuFeS2
Cu2S
实验装置
现象
铁钉生锈
铁钉不生锈
铁钉不生锈
现象分析
铁钉同时和氧气（或空气）、水接触
铁钉只和水接触
铁钉只和氧气（或空气）接触
结论
铁钉生锈的条件：铁和氧气(或空气)、水接触同时接触