1、第第5 5章章 金属的冶炼与利用金属的冶炼与利用整理与归纳整理与归纳考点一、常见的金属及其性质1.由下图信息可知，最不活泼的金属是()。A.镁 B.锌 C.铁 D.铜D2.(2019扬州邗江区期末)相同质量的镁、铝、锌分别与相同质量20%的盐酸充分反应，产生氢气质量(直接用各金属表示)大小关系有以下几种猜测，其中正确的是()。A.MgAlZn B.ZnMgAlC.AlMgZn D.AlMgZnC3.金属制品在生活中应用很广泛。请回答：(1)下列生活用品，属于金属材料制品的是_(填字母)。A.塑料水杯B.大理石砖C.不锈钢水盆(2)如图中，铝原子中质子数为_，如图中所示微粒结构示意图表示的是_(
2、填粒子符号)。C13Al3(3)工业上用电解氯化镁制取金属镁。反应的化学方程式为_，属于_反应(填基本反应类型)。(4)常用铜做导线，是因为铜的_性和_性好。(5)路边的太阳能路灯灯柱为铝合金材质，铝合金灯柱硬度比铝_(填“大”或“小”)，铝不易锈蚀，原因是_(写化学方程式)。分解导电延展大4Al3O2=2Al2O34.(2020浙江温州瓯海区月考)小明学习了有关气体的知识后，进行如图所示的探究，实验开始前红墨水左右两端液面保持相平。容器、体积相同，装置气密性良好。将针筒内全部液体同时迅速注入容器中，实验内容如下表所示：(1)实验一中，针筒、内盛放足量且溶质质量分数相同的盐酸，则产生气泡更剧烈
3、的容器是_(填“”或“”)，实验一整个过程中红墨水的位置变化情况是_。先是左低右高，最终左高右低(2)实验二中，产生的现象有_。容器中澄清石灰水变浑浊，红墨水左高右低考点二、金属的冶炼5.(2019常州期末)下列关于工业炼铁的叙述中错误的是()。A.使用的设备是高炉B.主要原料为铁矿石、石灰石、焦炭和热空气等C.主要原理是2Fe2O33C=4Fe3CO2D.主要产物为生铁C6.(2019徐州沛县月考)某同学使用如图所示装置进行一氧化碳与氧化铁反应的实验。请回答有关问题。(1)实验开始时的操作顺序是先_(填字母)。a.加热 b.通入一氧化碳(2)实验进行一段时间后，A 装置中出现的现象为_，说明
4、有_生成。b红色固体逐渐变成黑色铁(3)在 C 处放置一燃着的酒精灯，目的是_。(4)和两盏酒精灯先点燃_。(5)写出相关反应的化学方程式。A部分：_；B部分：_；C部分：_。处理尾气，防止CO污染空气CO2Ca(OH)2=CaCO3H2O7.(2019扬州江都区月考)科学方法对化学学习起着事半功倍的作用。分类归纳是研究化学物质重要的方法。如图1是某位同学整理的铁及其化合物的知识网络图。(1)A反应是铁丝燃烧的过程，生成黑色固体Fe3O4，计算该物质的相对分子质量_。232(2)B反应是铁生锈的过程，铁锈(主要成分是Fe2O3)疏松多孔，而金属铝比铁活泼却耐腐蚀，原因是(用文字描述)_。(3)
5、C反应是炼铁过程，如图2，实验室常用一氧化碳来还原氧化铁。硬质玻璃管中的现象是_；反应的化学方程式为_；实验开始前要先通一段时间气体再加热的原因是_；铝会与空气中氧气反应，表面生成一层致密的氧化膜红棕色固体变黑色排尽装置内空气，防止爆炸图中广口瓶装满混合液(过量的氢氧化钠和氢氧化钙混合液，氢氧化钠吸收二氧化碳能力比氢氧化钙强)，则虚线框内装置的作用是_(填字母)。a.收集二氧化碳b.检验二氧化碳c.收集一氧化碳bc(4)D反应是金属铁与稀硫酸的反应，实验现象为_。(5)D反应是现代湿法冶金的先驱，写出其化学方程式：_；该反应说明金属活动性：Fe_(填“”“”或“”)Cu。(6)与FeSO4中铁
6、元素的化合价相同的铁的氧化物的化学式是_。溶液由无色变成浅绿色，且有气泡冒出FeCuSO4=CuFeSO4FeO8.(2019南京鼓楼区期末)小红用三根相同的铁钉进行铁制品锈蚀条件的探究(如图)，一周后观察现象。下列说法错误的是()。A.该实验说明铁生锈需要与氧气和水同时接触B.对比甲和丙中出现的现象，可说明铁生锈需要氧气C.煮沸蒸馏水的目的是除去水中溶解的氧气D.若把甲中蒸馏水换成食盐水，则铁钉更容易生锈B9.下列关于金属的说法不正确的是()。A.常温下金属都呈液态B.常温下铝在空气中生成致密的氧化铝膜C.铁在潮湿的空气中易生锈D.金属的回收利用既保护环境又节约资源A10.(2019淮安淮安
7、区期末)人类的生产生活离不开金属，铁是目前使用最广泛的金属。(1)如图1是铁元素在元素周期表中的相关信息，则铁原子核内质子数为_。(2)铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟_等物质作用，发生一系列复杂的化学反应，转化为铁的化合物的过程。26水和氧气(3)如图2所示的某“取暖片”中发热剂主要成分有铁粉、活性炭、氯化钠、水等，氯化钠的作用是_，使用过程中是_能转化为热能。加速锈蚀化学易错点一、错将含有金属元素的物质当成合金11.(2020广西南宁兴宁区月考)下列物质不属于合金的是()。A.黄铜 B.氧化铁C.铝合金 D.不锈钢B12.(2020盐城阜宁月考)下列物质中不属于合金的是()。A.不锈钢 B.生
8、铁C.氧化汞 D.黄铜C易错点二、CO还原氧化铁的化学方程式错误、反应类型判断错误13.(2020无锡惠山区月考)如图是对CO还原氧化铁的实验装置进行的改进，已知，下列说法错误的是()。A.试管1中可以加入甲酸(HCOOH)和浓硫酸，CO可以现制现用B.实验开始前应先点燃酒精灯，过一段时间后再点燃酒精喷灯C.实验过程中可以看到试管2中红色粉末变成黑色，试管3中澄清石灰水变浑浊D.试管1中发生的反应属于分解反应，试管2中发生的反应是置换反应D14.实验室用一氧化碳还原氧化铁的装置如图，下列叙述中错误的是()。A.实验开始时要先通入一氧化碳后加热氧化铁，实验结束时通入一氧化碳至试管冷却B.实验过程
9、要对尾气进行处理，不能排放到空气中C.实验观察到的现象为红棕色固体变黑，澄清石灰水变浑浊 D15.(2019泰州兴化月考)如图是取大小形状相同的Mg、Zn、Fe、Cu四种金属与相同浓度的稀盐酸反应状况的示意图。仔细观察并结合所学的知识回答下列问题：(1)不能与稀盐酸反应的金属是_。(2)图中显示有三种金属能与稀盐酸反应，其共同的反应现象是_，其中反应速率最快的是_，请写出它与盐酸反应的化学方程式：_。铜有气泡产生镁Mg2HCl=MgCl2H2(3)通过以上实验(或图示)说明，Zn和Cu的金属活动性强弱是_。(4)某兴趣小组的同学为了探究哪些因素可以影响金属与酸溶液反应的速率设计并进行了如下实验
10、：锌大于铜盐酸铁粉快 通过上述实验，小组同学得出了影响金属与酸溶液反应的速率的因素有很多，请你写出其中的一种_。此外同学们提出影响金属与酸溶液反应的速率的因素还可能有温度，温度越高，反应速率越_(填“快”或“慢”)。金属的性质或种类、酸溶液的浓度、金属与酸溶液的接触面积等快【解析】(1)由四种金属与盐酸反应状况的示意图可知，没有气泡生成的金属是铜，说明了不能与盐酸反应的金属是Cu；(2)由四种金属与盐酸反应状况的示意图可知，有三种金属能与盐酸反应，其共同的反应现象是产生气泡；由四种金属与盐酸反应状况的示意图可知，产生气泡最快的就是反应速率最快的是镁；镁与稀盐酸反应生成氯化镁和氢气；(3)由四种
11、金属与盐酸反应状况的示意图可知，铜不能与酸反应，金属活动性最弱，镁与酸反应产生气泡最快，镁最活泼，其次是锌，产生气泡最慢的是铁，所以，四种金属的金属活动性由强到弱的顺序为MgZnFeCu；(4)探究哪些因素可以影响金属与酸溶液反应的速率，所以实验中用的酸种类要相同，药品的接触面积越大，反应速率越快；反应物的浓度越快，反应的速率越快；温度越高，反应速率越快。16.某工厂排放的工业废水中含有硫酸亚铁和少量硫酸铜。如图是从该废水中回收金属铜和硫酸亚铁晶体的主要流程，请回答下列问题：(1)工业废水中加入铁粉后发生反应的化学方程式为_。(2)操作名称为_；玻璃棒在该操作中的用途为_。FeCuSO4=Fe
12、SO4Cu过滤引流(3)进行操作前加入稀硫酸的目的是_，能否用稀盐酸代替？_(填“能”或“不能”)，原因是_。除去金属中的铁不能会引入新杂质氯化亚铁【解析】(1)铁能与废水中的硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁溶液和铜；(2)操作是将硫酸亚铁溶液与铜进行分离，操作名称为过滤，玻璃棒在该操作中的用途为引流；(3)铁能与稀硫酸反应生成硫酸亚铁溶液和铜，进行操作前加入稀硫酸的目的是除去金属中的铁。不能用稀盐酸代替，因为使用稀盐酸会引入新杂质氯化亚铁。17.(2019常州溧阳期末)金属材料在生产、生活中有广泛的应用，人类的生产和生活都离不开金属。(一)铁的应用和防护(1)常州地铁的轨道主要材料是铁合金制作的，
13、其硬度比纯铁_。(2)钢铁的锈蚀主要是铁与空气中的_等物质发生化学反应的结果。(3)为防止铁生锈，通常会对铁制品进行“烤蓝”处理，烤蓝是用化学方法在铁表面生成一层致密的四氧化三铁(Fe3O4)保护膜。烤蓝的原理是在高温下，铁与水蒸气发生反应，生成四氧化三铁和一种单质气体，写出该反应的化学方程式：_。大氧气、水(二)铁的冶炼我国劳动人民在春秋战国时期就会冶铁炼钢，实验室模拟炼铁实验装置如下图所示。(1)实验时，应先注水片刻后再加热的目的是_。排出装置中的空气，防止加热时发生爆炸(2)实验过程中，硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为_。(3)有同学提出黑色粉末中还可能含有Fe3O4。已知：Fe3O4
14、能溶于稀硫酸，且有Fe3生成；Fe3遇到硫氯化钾溶液显血红色。为证明黑色粉末的成分，该同学取少量样品于烧杯中，加过量稀硫酸，充分反应后，滴加少量硫氰化钾，证明黑色粉末中含有Fe和Fe3O4的现象是_。(4)若取16g氧化铁粉末进行实验，反应一段时间后，经检测剩余黑色固体成分是Fe和Fe3O4，称量固体的质量为X，则X的范围为_。溶液中有气泡产生，且溶液变为血红色 11.2gX15.5g【解析】(一)(1)地铁轨道要承担车身重量及乘客重量，不能变形，所以需要硬度大的合金；(2)铁生锈需要接触水和氧气，才能被腐蚀，所以与空气中的水和氧气接触发生腐蚀；(3)根据质量守恒定律，反应前含有铁、氢、氧元素
15、，反应后已有铁和氧元素，剩余没有氢元素，而剩余的为气体，所以可以由氢元素组成，为氢气；(二)(1)由于一氧化碳是易燃易爆气体，所以需要排出空气，避免发生爆炸，注入水可以压缩体积，使内部压强增大，将内部气体排出；(2)一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳；(3)黑色固体含有铁和四氧化三铁，铁与硫酸反应生成氢气，会有气泡出现，Fe3O4能溶于稀硫酸，且有Fe3生成，其遇到硫氰化钾显示血红色，所以通过观察上述两种现象，即可判断含有铁和四氧化三铁；(4)根据质量守恒定律，若氧化铁全部生成铁，则铁全部来自氧化铁，所以铁的质量氧化铁中铁元素质量化三铁，则四氧化三铁中铁质量氧化铁中铁元素质量，故四氧化三铁的质
16、量，所以X在11.2 g与15.5 g之间即可。18.钢铁的腐蚀是重要研究课题。【知识回顾】用如下图1所示实验进行铁钉腐蚀的研究。一段时间后试管A、B中铁钉几乎没有生锈，而试管C中铁钉明显锈蚀，试管D、E中铁钉严重锈蚀。(1)由A、B、C的现象可知，铁的锈蚀是铁跟_(填化学式)等物质作用的过程。O2、H2O(2)试管B中使用“煮沸并迅速冷却的蒸馏水”，其目的是_。【实验探究】向试管D中(含生锈铁钉)加入过量10%稀盐酸，浸泡。可观察到铁锈逐渐消失，铁钉表面有气泡产生，溶液呈黄色，一段时间后黄色变为浅绿色。(3)写出铁锈溶于盐酸的化学方程式：_。除去蒸馏水中的溶解的氧气且防止氧气再溶于水Fe2O
17、36HCl=2FeCl33H2O(4)推测试管D中溶液由黄色变为浅绿色，可能是因为氯化铁与某些物质发生反应所致。现进行如下3个实验(持续10小时，已知氢气不影响该反应)。设计实验的目的是_。综合分析上述3个实验，试管D中溶液由黄色变为浅绿色的原因是_。【拓展延伸】研究水样的pH、水中溶解氧浓度与钢铁腐蚀速率的关系。查阅相关文献得到如下资料。探究FeCl3能否与盐酸反应生成FeCl2酸性条件下，FeCl3与铁钉发生反应生成FeCl2(5)图2表示水样温度22、氧含量6 mLL1时，钢铁腐蚀速率与水样pH的关系。当pH4时，钢铁腐蚀速率明显增大的原因是_。(6)图3表示温度22、pH7时，钢铁腐蚀
18、速率与水中溶解氧浓度的关系。当溶解氧超过20 mLL1时，钢铁腐蚀速率明显下降的原因可能是_。钢铁与水样中的H发生反应钢铁表面生成较致密的氧化膜，阻碍O2、H2O与钢铁的接触【解析】(1)A、B中铁钉在只有空气或只有水的作用下几乎没有生锈，C中铁钉在水和空气共同作用下明显生锈，说明铁的锈蚀是铁跟氧气、水等物质共同作用的结果；(2)将蒸馏水煮沸并迅速冷却的目的在于除去蒸馏水中溶解的氧气且防止氧气再溶于水；(3)铁锈的主要成分为Fe2O3，溶于盐酸后生成氯化铁和水；(4)设计实验的目的在于探究FeCl3能否与盐酸反应生成FeCl2；实验中无铁钉，实验中未加盐酸，试管D中溶液均未变为绿色，实验中现象表明，在酸性条件下，FeCl3与铁钉发生反应生成FeCl2；(5)当pH4时，溶液酸性增强，钢铁与水样中的H发生反应，腐蚀速率明显增大；(6)当溶解氧超过20 mLL1时，钢铁表面生成较致密的氧化膜，阻碍O2、H2O与钢铁的接触，使得钢铁腐蚀速率明显下降。
