专题06 金属和金属材料（讲义）-中考《化学》一轮复习讲练测（解析版）

第第页 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3.合金与纯金属的硬度比较方法：几种重要的合金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2%～4.3%含碳量0.03%～2%铜锌铜锡铅锡合金钛镍合金备注铁的合金主要含Fe、C，区别主要是含碳量不同紫铜是纯铜熔点低焊接金属与人体有很好的相容性，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【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。（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【答案】D【解析】A、太阳翼可将太阳能转化为电能，故A正确，不符合题意；B、飞船大量使用密度较小的合金材料，能减轻船体质量，故B正确，不符合题意；C、返回舱经过大气层时，经受住了一千多度的高温，故返回舱表面所用的材料具有熔点高、强度大等特点，故C正确，不符合题意；D、天线材料采用了钛镍合金，它属于金属材料，故D错误，符合题意。故选：D。【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【答案】C【解析】铸造马踏飞燕所用的是青铜，青铜由铜和锡熔合而成的合金，属于金属材料。故选C。【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)。【答案】(1)铁的金属活动性比铜的强，容易被腐蚀高温cb(2)CaCO3+SiO2eq\o\ac(\s\up7(高温),\o(===,====))CaSiO3+CO2↑降低生铁中C元素的含量(3)解：设1.0g铁合金中碳元素的质量为xC+O2eq\o\ac(\s\up7(点燃),\o(===,====))CO21244x0.11geq\f(12,44)＝eq\f(x,0.11g)x=0.03g合金中碳元素的质量分数=eq\f(0.03g,1.0g)×100%=3%答：因生铁的含碳量在2%～4.3%之间，故该铁合金属于生铁。【解析】（1）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，原因是依据金属活动性可知：铁的金属活动性比铜强，易被腐蚀；②a、后周铁狮子，不是利用金属的导热性；b、铸铁井盖利用金属的延展性、硬度大，不是利用金属的导热性；c、不锈钢水壶，利用金属的导热性；答案：c；③a、铝是地壳中含量最高的金属元素，说法错误；b、铁锈蚀的条件是同时和氧气、水接触，沙漠中水蒸气含量邵，铁制品锈蚀慢，说法正确；c、不锈钢是含铁的合金，铁和酸反应生成盐和氢气，不锈钢保温杯不可长时间盛放酸性饮品，说法错误；答案：b；（2）①石灰石和二氧化硅在高温条件下反应生成硅酸钙和一种氧化物，依据质量守恒定律：该氧化物是二氧化碳，该反应化学方程式：CaCO3+SiO2eq\o\ac(\s\up7(高温),\o(===,====))CaSiO3+CO2↑；②从物质组成的角度分析，炼钢炉中通入O2的目的是降低生铁中C元素的含量，碳元素与氧气在高温条件反应生成二氧化碳；（3）解析见答案。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【答案】D【解析】A、太阳翼可将太阳能转化为电能，故A正确，不符合题意；B、飞船大量使用密度较小的合金材料，能减轻船体质量，故B正确，不符合题意；C、返回舱经过大气层时，经受住了一千多度的高温，故返回舱表面所用的材料具有熔点高、强度大等特点，故C正确，不符合题意；D、天线材料采用了钛镍合金，它属于金属材料，故D错误，符合题意。故选：D。【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【答案】A【解析】A、金属活动性越强，人类生产和使用的越晚，铁比铜活泼，故人类生产和使用铁器晚于青铜器，符合题意；B、生铁和钢均是铁碳合金，是由铁、碳等元素形成的，不符合题意；C、不锈钢是铁的合金，属于金属材料，不符合题意；D、合金比组成它的纯金属硬度大，耐腐性，性能更优良，拓宽了金属材料的应用范围，不符合题意。故选A。【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【答案】C【解析】A、一般合金的熔点低于其组成金属的熔点，则铝锂合金的熔点比纯铝低，不符合题意；B、一般合金的抗腐蚀性比其成分金属更强，因此铝锂合金的抗腐蚀性能非常强，不符合题意；C、铝锂合金是由铝、锂等多种物质组成，属于混合物，符合题意；D、一般合金的硬度大于其组成的金属的硬度，则铝锂合金的硬度比纯铝大，不符合题意；故选C。考点二金属的化学性质一、与氧气反应：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\o\ac(\s\up7(点燃),\o(===,====))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\o\ac(\s\up7(点燃),\o(===,====))Fe3O4铜在空气中加热表面变为黑色在空气中加热:2Cu+O2eq\o\ac(\s\up6(△),\o(==,===))2CuO高温金在空气中加热不变色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↑金属与酸反应生成氢气问题的分析方法H2质量/gH2质量/gt/sZnFe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H2H2质量/gt/sZnFeMg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/H2质量/gt/sZnMgAl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+FeSO42Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3CuCu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2活动性比较铁>铜铝＞铜铜＞银【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：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＋Ag②加入少量的FeAgNO3恰好反应Fe2＋、Cu2＋Ag③加入较少量的Fe部分Cu(NO3)2反应Fe2＋、Cu2＋Cu、Ag④加入适量的FeCu(NO3)2恰好反应Fe2＋Cu、Ag⑤加入过量的Fe无反应Fe2＋Fe、Cu、Ag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反应情况滤液成分滤渣成分①Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3Ag②Fe(NO3)2、Cu(NO3)2Ag③Fe(NO3)2、Cu(NO3)2Ag、Cu④Fe(NO3)2Ag、Cu⑤Fe(NO3)2Ag、Cu、Fe2.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反应情况滤液成分滤渣成分①Fe(NO3)2Fe、Cu、Ag②Fe(NO3)2Cu、Ag③Fe(NO3)2、Cu(NO3)2Cu、Ag④Fe(NO3)2、Cu(NO3)2Ag⑤Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3Ag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．【答案】D【解析】A、Mg+2HCl=MgCl2+H2↑、2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑、Fe+2HCl=FeCl2+H2↑247395254219267656731272因为金属足量则稀盐酸完全反应。如反应73份质量的HCl，溶液质量的增加情况为：镁增加24-2=22份，铝增加eq\f(54-6,3)=16份，铁增加56-2=54份，所以溶液增加质量Fe>Mg>Al，图示正确；B、消耗73份质量的HCl需要镁的质量为24份，铝的质量为eq\f(54,3)=18份，铁的质量56份，所以消耗相同质量的稀盐酸需要金属的质量Fe>Mg>Al，金属过量，最终稀盐酸全部消耗，则最终消耗稀盐酸质量相同。图示正确；C、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，最终生成的氢气质量相等，镁的金属活动性强于铝强于铁，故镁的反应速率大于铝大于铁，图示正确；D、从B分析可知，最终稀盐酸全部反应，消化金属的质量Fe>Mg>Al。金属活动性Mg>Al>Fe，则相同时间内消耗的金属Mg>Al>Fe。图示错误。故选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．【答案】A【解析】过程中稀硫酸不足，因此生成氢气质量相等。【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()编号20mL硫酸的质量分数1g锌的形状0～3min产生氢气体积（mL）①20%锌粒31.7②20%薄锌片50.9③30%锌粒61.7④30%薄锌片79.9A.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【答案】B【解析】A、根据锌和硫酸反应能产生氢气可知，锌的活动性比氢强，Zn是金属活动顺序表中氢前金属，故选项说法正确；B、由实验②③对比可知，锌粒产生氢气的体积不是总是比薄锌片少，故选项说法错误；C、由实验①③对比可知，增大硫酸的质量分数，反应物的浓度增大，能加快产生氢气，故选项说法正确；D、由实验③④对比可知，增大锌与酸的接触面积（锌的形状不同，锌片比锌粒的表面积更大），能加快产生氢气，故选项说法正确。故选B。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ZnB．若滤液不为蓝色，则滤液中可能不含CuCl2C．若往滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生，则滤渣中一定含有MgD．所得滤液的质量一定比原溶液的质量大【答案】D【解析】由金属活动性顺序Mg＞Zn＞Cu可知，向MgCl2和CuCl2的混合溶液中加入一定量的锌粉，锌和氯化铜反应生成氯化锌和铜，和氯化镁不反应；A、若滤液为蓝色，说明滤液中含有CuCl2，则滤渣中一定含有Cu，一定不含Zn，故选项A说法错误；B、若滤液不为蓝色，则滤液中一定不含CuCl2，故选项B说法错误；C、若往滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生，则滤渣中一定含有Zn，不含Mg，故选项C说法错误；D、锌和氯化铜反应生成氯化锌和铜，Zn+CuCl2＝ZnCl2+Cu，所得滤液的质量一定比原溶液的质量大，故6564所得滤液的质量一定比原溶液的质量大，故选项D说法正确；故选：D。【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AlCl3B．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AlCl3D．根据质量守恒定律，所得滤渣的质量一定等于m克【答案】A【分析】由于金属活动性顺序：铝>锌>铜，则将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，铝先与氯化铜反应生成铜和氯化铝，后与氯化锌反应生成锌和氯化铝。【解析】A、充分反应后，向滤渣中滴加稀盐酸，有气泡产生，而锌、铝均能与盐酸反应，则说明滤渣中一定含有铜、锌，可能含有铝，滤液中一定含有氯化铝，可能含有氯化锌，该选项判断正确；B、由于滤渣中一定含有锌，说明氯化铜已经完全反应，则滤液中一定不含氯化铜，则溶液一定不显蓝色，该选项判断不正确；C、若滤渣中含有铜和锌，则说明铝与氯化铜完全反应，且铝与氯化锌发生反应，但不确定氯化锌是否完全反应，则滤液中一定含有氯化铝，可能含有氯化锌，该选项判断不正确；D、根据反应方程式的质量关系可知，则无论铝与氯化铜、氯化锌反应时固体质量均增大，则滤渣质量一定大于m克，该选项判断不正确。故选A。【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【答案】D【分析】活动性Mg>Cu>Ag，则加入镁后镁先和硝酸银反应生成硝酸镁和银，后和硝酸铜反应生成硝酸镁和铜。【解析】A、若滤液为无色溶液，则硝酸铜全部反应，但无法判断镁和硝酸铜恰好完全反应还是镁有剩余，滤渣中可能有镁，错误；B、若向滤渣中加入稀盐酸，没有气泡产生，则没有氢前金属镁剩余，滤渣中一定有开始反应就置换出的银，但无法确定是否有铜，错误；C、若滤液为蓝色溶液，则溶液中一定有硝酸铜存在，溶液中一定还有反应生成的硝酸镁，但是没有办法确定是否有硝酸银剩余，则至少有二种金属离子。错误；D、根据反应方程式的质量关系可知，镁和硝酸铜、硝酸锌反应后得到的固体质量都增加，所以若加入镁的质量为2.4g，则滤渣的质量一定大于2.4g。正确；故选D。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+H2②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+CO2④H2+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↑65g2g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：Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu56g64g溶液质量减轻64g-56g=8g②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+Cu65g64g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\o\ac(\s\up7(高温),\o(===,====))Fe3O4+4X。下列说法错误的是()A.X的化学式为H2B.该反应属于置换反应C.参加反应的Fe和H2O的质量比为3：4D.该实验证明了“水不是一种元素”【答案】C【解析】A、根据质量守恒定律，反应前后原子的种类和数目不变，由反应的化学方程式可知，反应前Fe、H、O的原子数目是3、8、4，反应后Fe、O的原子数目是3、4，则4X中含有8个H，所以X的化学式为H2；正确；B、置换反应是由一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应；由反应的化学方程式可知，该反应属于置换反应；正确；C、根据方程式，参加反应的铁和水的质量比为（56×3）：（18×4）=7：3；错误；D、根据质量守恒定律，反应前后元素的种类不变，反应后有铁、氧、氢三种元素，而反应前铁中只含有铁一种元素，则水中含有氢、氧两种元素，所以该实验了证明“水不是一种元素”；正确；故选C。【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)2B．CuCl2eq\o\ac(\s\up7(高温),\o(===,====))Cu+Cl2↑C．3CO+Fe2O3eq\o\ac(\s\up7(高温),\o(===,====))2Fe+3CO2D．Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu【答案】D【解析】A、根据化学方程式，该反应是多种物质反应生成另一种物质属于化合反应，不符合题意；B、根据化学方程式，该反应是一种物质反应生成多种物质，该反应是分解反应，不符合题意；C、根据化学方程式，该反应是两种化合物反应生成一种单质和一种化合物，不属于基本反应类型，不符合题意；D、根据化学方程式，该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和化合物，属于置换反应，符合题意；故选：D。【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．FeCl3 C．AgNO3 D．Al2(SO4)3【答案】D【解析】A、铜的金属活动性在氢后，所以不能与稀盐酸反应生成CuCl2，故错误；B、铁的金属活动性在氢前，所以能与稀盐酸发生置换反应生成氯化亚铁，而非FeCl3，故错误；C、银的金属活动性在氢后，所以不能与稀盐酸发生置换反应生成AgCl，故错误；D、铝的金属活动性在氢前，所以能与稀硫酸发生置换反应反应生成Al2(SO4)3，故正确。故选：D。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【答案】C【解析】A、金属的活动性，锌＞氢＞铜，只有锌和硫酸反应，反应产生硫酸锌和氢气，因此M点时锌剩余硫酸不足，则溶液中的溶质是硫酸锌，说法正确；B、N点时，全部锌和稀硫酸反应，则生成气体的总质量达到最大，说法正确；C、N点锌和稀硫酸反应恰好完全反应，此时溶液为硫酸锌溶液，P点时所加稀硫酸过量，此时溶液中的溶质有硫酸锌和硫酸，溶液显酸性，pH＜7，N→P点时，溶液的酸性增强，pH减小，说法错误；D、根据A项的分析，锌完全反应，b是铜的质量，则锌的质量为(a-b)g，说法正确；故选：C。【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【答案】C【分析】根据相同时间内产生氢气较多（即反应剧烈）的金属活动性较强，结合产生氢气的关系图判断三种金属活动性；结合三种金属的化合价及完全反应放出氢气的质量大小，判断三种金属的相对原子质量的大小。据此分析。【解析】A、等质量的金属与足量的稀硫酸反应且生成物中金属元素均为+2价时，产生氢气的质量与金属的相对原子质量成反比，结合图像可知，相对原子质量由大到小的顺序为丙＞乙＞甲，故该项正确，不符合题意；B、金属越活泼，与酸反应产生气体速率越快，单位时间内产生的气体越多，结合图像可知，金属活泼性为甲＞丙＞乙，故该项正确，不符合题意；C、金属与酸反应生成氢气时，氢气来源于酸中的氢元素，所以生成的氢气与消耗的酸的多少顺序一致，故消耗酸的质量为甲＞乙＞丙，故该项错误，符合题意；D、由金属的活泼性：甲＞丙＞乙，及相对原子质量：丙＞乙＞甲，镁、铁、锌的相对原子质量分别为24、56、65，且金属活动性顺序为镁＞锌＞铁，故可知甲、乙、丙可能是镁、铁、锌，故该项正确，不符合题意。故选：C。【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．【答案】D【分析】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，铁、铜、银三种金属的活动性顺序为：铁＞铜＞银，则铁粉先和硝酸银反应，硝酸银反应完后，铁粉再和硝酸铜反应；据此分析解答。【解析】A、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，铁粉先和硝酸银反应生成银和硝酸亚铁，一开始试管中只有银一种金属；硝酸银反应完后，铁粉再和硝酸铜反应生成铜和硝酸亚铁，此时试管中有银和铜两种金属；当硝酸铜也反应完之后，继续加入铁粉，没有物质反应，此时试管中有银、铜、铁三种金属；故选项图像正确。B、一开始没有加入铁粉时，溶质只有硝酸银和硝酸铜两种，开始加入铁粉后，铁粉和硝酸银反应生成银和硝酸亚铁，溶质有硝酸银、硝酸铜和生成的硝酸亚铁三种，随着硝酸银反应完，溶质有硝酸铜和硝酸亚铁两种，硝酸铜也反应完后，溶质只有硝酸亚铁，故选项图像正确。C、铁、铜、银三种金属的相对原子质量由大到小的顺序是：银＞铜＞铁，一开始铁置换硝酸银中的银时，溶液总质量减小的快，硝酸银反应完后，铁置换硝酸铜中的铜时，溶液总质量减小的慢，完全反应后，溶液总质量不变，故选项图像正确。D、铁、铜、银三种金属的相对原子质量由大到小的顺序是：银＞铜＞铁，一开始铁置换硝酸银中的银时，固体总质量增加的快，硝酸银反应完后，铁置换硝酸铜中的铜时，固体总质量增加的慢，完全反应后，随着铁粉的不断加入，固体总质量不断增大，故选项图像错误。故选：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.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【答案】B【解析】A、将Fe、Cu、Ag分别放入稀盐酸中，只有铁与稀盐酸反应生成气体产生气泡，而铜、银都不与稀盐酸反应，只能够证明铁的金属活动性比铜、银强，但不能验证铜、银活动性的关系，选项错误；B、将Cu分别放入FeCl2、AgNO3溶液中，铜不与氯化亚铁反应，证明铜的活动性比铁弱，铜能够与硝酸银反应生成银和硝酸铜，证明铜的活动性比银强，选项正确；C、将Cu、Ag分别放入FeSO4溶液中，铜、银都不与硫酸亚铁反应，证明铜、银的活动性都比铁弱，但不能验证铜、银活动性的关系，选项错误；D、将Fe放入稀盐酸，铁与稀盐酸反应生成氢气产生气泡，证明铁位于金属活动性顺序表中氢的前面，Cu放入AgNO3溶液中反应生成硝酸铜和银，证明铜的活动性比银强，但不能验证铁与铜的活动性的关系，选项错误，故选B。【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、Y C．X、Y、Z D．Y、X、Z【答案】C【解析】根据金属活动性的应用，在金属活动性顺序里，位于前面的金属能将后面的金属从盐溶液中置换出来，Y放入硝酸银溶液中，过一会儿，在Y表面有银析出，说明Y的活动性大于银；Z放入硝酸银溶液中，Z没有变化，说明银的活动性大Z，综合所述可知Y活动性大于Z；根据第二条应用可知，位于氢前的金属能将稀盐酸、稀硫酸中的氢置换出来，X和Y分别放入稀硫酸中，X溶解并产生气泡，Y不反应，说明X活动性大于氢，氢的活动性大于Y，故X的活动性大于Y；综合上述可可知，活动性顺序为X、Y、Z；故选C。【变式1-2】（2023·广东广州中考真题）钴（Co）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()物质CoOCo(OH)2CoCl2CoCO3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A．Co能从MgCl2溶液中置换出MgB．CoO能与盐酸反应得到粉红色溶液C．CoCO3能与盐酸反应生成H2D．Co(OH)2可由Co与NaOH溶液反应制得【答案】B【解析】A、钴的金属活动性与铁相似，则活动性比镁弱，不会和氯化镁反应，错误；B、CoO是金属氧化物，可以和酸反应生成盐和水，则CoO和盐酸反应生成CoCl2和H2O，CoCl2易溶，溶液呈粉红色，正确；C、碳酸盐和酸反应生成盐、水、二氧化碳，所以CoCO3能与盐酸反应生成二氧化碳，不会生成氢气，错误；D、Co与NaOH溶液不反应，错误；故选B。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）。【答案】【提出猜想】Ni>Zn>Cu；【进行实验】一；Ni+H2SO4=NiSO4+H2↑；【设计方案】铜/Cu；Zn+NiSO4=ZnSO4+Ni；【反思评价】节约金属资源，减少对环境的污染（合理即可）【解析】实验一：[提出猜想]由于锌的活动性比铜强，再结合其它猜想，则猜想三为Ni>Zn>Cu。[进行实验]根据现象可知，锌、镍均能与硫酸反应，铜不能与硫酸反应，且锌反应比镍快，则说明金属活动性顺序Zn>Ni>Cu，即猜想一成立；镍与稀硫酸反应生成硫酸镍和氢气反应的化学方程式为Ni+H2SO4=NiSO4+H2↑。实验二：[设计方案]锌、镍的活动性比氢强，铜的活动性比氢弱，加入过量的稀硫酸，锌、镍分别与硫酸反应生成硫酸锌、硫酸镍和氢气，铜不与硫酸反应，则金属A为铜，溶液B为硫酸锌、硫酸镍、硫酸；由于锌的活动性比镍的活动性强，锌与硫酸镍反应硫酸锌和镍，反应的化学方程式为Zn+NiSO4=ZnSO4+Ni。[反思评价]合理开发城市“金属矿山”可以节约金属资源，减少对环境的污染，故答案为：节约金属资源，减少对环境的污染（合理即可）。【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)【答案】(1)除去铝丝表面氧化膜(2)Al+3AgNO3=Al(NO3)3+3Ag或2Al+3Cu(NO3)2=2Al(NO3)3+3Cu(3)将铜丝插入到硝酸银溶液中（或将银丝插入到硝酸铜溶液中）【解析】（1）铝极易与空气中的氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，故铝丝浸入溶液前需要先用砂纸打磨，其目的是除去铝丝表面氧化膜。（2）装置A为铝和硝酸银反应生成硝酸铝和银，故方程式为Al+3AgNO3=Al(NO3)3+3Ag，装置B为铝和硝酸铜反应生成硝酸铝和铜，故方程式为2Al+3Cu(NO3)2=2Al(NO3)3+3Cu，写一个即可。（3）装置A铝可以置换出银，说明铝的金属活动性比银强，装置B铝能置换出铜，说明铝的金属活动性比铜强，故无法比较铜、银的金属活动性顺序，故补充实验为将铜丝插入到硝酸银溶液中，若铜能置换出银，则铜的金属活动性强于银，或将银丝插入到硝酸铜溶液中，观察银不能置换出铜，也可以判断出铜的金属活动性强于银。【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。实验步骤（可用图示）实验现象实验结论____________【答案】(1)防止燃烧产物下落使集气瓶炸裂火柴燃烧消耗了较多的氧气，使氧气不足(2)氢气加入等体积等浓度的稀盐酸(3)Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag（或取少量硫酸亚铁溶液于试管中，伸入铜丝与溶液反应）无明显变化【解析】（1）实验一中，集气瓶底部加少量水，是为了防止燃烧产物下落使集气瓶炸裂；实验中，观察到发出白光后铁丝并未燃烧，是因为火柴燃烧消耗了较多的氧气，使氧气不足；（2）铁和铝的金属活动性都在氢之前，都可与稀盐酸反应生成氢气；比较铁和铝的金属活动性强弱，从试剂角度需考虑两点：①加入同样大小的铁片和铝片，②加入等体积等浓度的稀盐酸；（3）在实验三中铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银，反应的化学方程式为：Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2；为探究Cu、Fe、Ag的金属活动性顺序，

（或取少量硫酸亚铁溶液于试管中，伸入铜丝与溶液反应），无明显变化，说明铁金属活动性强于铜，从而得出Cu、Fe、Ag的金属活动性顺序为Fe＞Cu＞Ag。考点五金属的冶炼一、金属在自然界的存在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Fe2O3Fe3O4FeCO3Al2O3CuFeS2Cu2S一、铁的冶炼1.一氧化碳还原氧化铁实验①实验原理：Fe2O3+3COeq\o\ac(\s\up7(高温),\o(===,====))2Fe+3CO2②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\o\ac(\s\up7(高温),\o(===,====))2Fe+3CO2。试管中：Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O。尾气处理：2CO+O2eq\o\ac(\s\up7(高温),\o(===,====))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【答案】C【解析】A、金属在常温下不都是固体，如汞常温下为液态，选项错误；B、置换反应的定义是单质和化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，工业炼铁原理反应物是一氧化碳和氧化铁，没有单质，不属于置换反应，选项错误；C、铁与氧气、水共同反应生成铁锈，所以铁在潮湿的空气中比在干燥的空气中更容易生锈，选项正确；D、铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，阻止铝与氧气反应，所以铝制品不易被锈蚀，选项错误；故选：C。【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19.6B．参加反应的铁的氧化物的质量为16gC．当CO2质量为4.4g时，容器内CO的质量为14gD．铁的氧化物中x:y=2:3【答案】C【解析】A、由反应的化学方程式：yCO+FexOyxFe+yCO228y44y(m-5.6g) 17.6geq\f(28y,44y)＝eq\f((m-5.6g),17.6g)m=16.8g说法不正确；B、生成铁的质量为16.8g，参加反应的一氧化碳的质量为16.8g-5.6g=11.2g，则铁的氧化物中氧元素的质量为17.6g-11.2g=6.4g，参加反应铁的氧化物的质量=16.8g+6.4g=23.2g，说法不正确；C、当二氧化碳质量为4.4g时，由反应的化学方程式，设该反应消耗一氧化碳的质量为zyCO+FexOyxFe+yCO228y44yz 4.4geq\f(28y,44y)＝eq\f(z,4.4g)z=2.8g则参加反应的一氧化碳的质量为2.8g，容器内一氧化碳质量=16.8g-2.8g=14g，说法正确；D、生成铁的质量为16.8g，铁的氧化物种氧元素的质量为6.4g，x:y=eq\f(16.8g,56):eq\f(6.4g,16)=3:4，说法不正确；答案：C。【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\o\ac(\s\up6(浓H2SO4),\o(=====,======),\s\do6(△))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+______。【答案】(1)C(2)3CO+Fe2O32Fe+3CO2(3)反应前有铁、氧元素，根据质量守恒定律知，反应后元素种类不变取样于试管中，滴入稀盐酸，观察到有气泡生成，形成浅绿色溶液，有黑色固体不溶解(4)80033.64FeOFe【解析】（1）由制备CO的原理知，反应属于液液加热型，图b所示三种气体发生装置中，可用于制备CO的是C。（2）甲同学推断黑色固体是Fe，则对应为一氧化碳和氧化铁高温生成铁和二氧化碳，化学方程式为3CO+Fe2O32Fe+3CO2。（3）①定量分析物质组成可知，该反应生成Fe3O4是合理的，理由是反应前有铁、氧元素，根据质量守恒定律知，反应后元素种类不变。②该小组通过对黑色固体进行检验，证明同时含有Fe3O4和Fe，可加入稀盐酸，Fe3O4不溶于稀盐酸，铁和稀盐酸生成氯化亚铁和氢气，故检验的操作和现象是：取样于试管中，滴入稀盐酸，观察到有气泡生成，形成浅绿色溶液，有黑色固体不溶解，则黑色固体同时含有Fe3O4和Fe。（4）①用CO炼铁得铁单质，结合图像，还原Fe2O3的温度应不低于800℃。②由图知，最初氧化铁固体的质量为48g，其中铁元素全部转化到铁单质中，则铁的质量为48g×eq\f(112,160)×100%＝33.6g，则x=33.6。③由图知，600℃左右固体为氧化亚铁，可能是在冷却过程中氧化亚铁分解为四氧化三铁和铁，化学方程式为4FeO=Fe3O4+Fe。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___________。【答案】(1)CO2(2)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2混合物(3)在铁制品表面涂油、喷漆、搪瓷等【解析】（1）碳燃烧生成二氧化碳，则A的化学式为CO2。（2）赤铁矿的主要成分为氧化铁，一氧化碳和氧化铁在高温条件下生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；生铁为铁的合金，属于混合物。（3）防止铁制品生锈就是要隔绝铁与氧气、水同时接触，具体方法有：刷漆、涂油等。【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______。【答案】(1)B(2)C+SnO2Sn+CO2↑形成合金熔点降低(3)作还原剂CZn+O22ZnO(4)银离子/Ag+【解析】（1）适合制作电缆的金属应该具有良好的导电性，且价格还应该便宜，A、金具有导电性，但是价格昂贵，不符合题意；B、铜具有良好的导电性，且价格低廉，符合题意；C、汞在常温下是液态，不符合题意；D、钨的熔点高，不适合制作电缆，不符合题意；故选B；（2）①原料锡砂中的SnO2和木炭高温下反应得到锡和二氧化碳，该反应的化学方程式为C+SnO2Sn+CO2↑；②合金的熔点低于其组成中纯金属的熔点，炼锡时混入少许铅形成合金，产物更易熔化流出，原因是形成合金熔点降低；（3）①煤粉的主要成分是碳，在高温的条件下，碳酸锌分解为氧化锌和二氧化碳，在罐中，碳与氧化锌在高温的条件下反应生成锌和二氧化碳，碳能夺取氧化锌中的氧将其还原为锌，所以泥罐内煤粉的主要作用是做还原剂；②由于锌的沸点为907℃，泥罐下部温度可达1200℃，上部约为600℃，此时锌由气态转化为液态；A、结晶是物质由液态变为固态的过程，不符合题意；B、蒸发是指将溶液中的溶剂通过加热使其除去水分，剩下溶质固体，蒸发的目的是将溶液中的溶质分离出来，不符合题意；C、蒸馏是将液体先通过加热使其气化，再通过冷凝使其液化的过程，蒸馏是根据混合物的沸点不同进行分离，锌的沸点为907℃，泥罐下部温度可达1200℃，上部约为600℃，在冷凝区，锌由气态转化为液态，故工艺从反应混合物中收集液态锌的方法属于蒸馏，符合题意；D、升华是指固态物质不经液态直接变为气态的过程，不符合题意；故选C；③必须冷却后才能取锌，是为了防止生成的锌在较高温度下又被氧化成氧化锌，该反应的化学方程式为Zn+O22ZnO；（4）根据金属活动性顺序：铁＞氢＞铜＞银，向Cu（NO3）2、AgNO3混合液中加入Fe粉，铁会先与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，待硝酸银反应完全，铁有剩余，铁会与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，充分反应后过滤。若滤渣中有两种金属，则为银和铜，可确定硝酸银中的银一定被全部置换出来，无法判断硝酸铜是否有剩余，则滤液中一定不含的金属阳离子是阴离子银离子（Ag+）。【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2①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。【答案】(1)天然；(2)CaCO3CaO+CO2↑；(3)过滤；漏斗；(4)使反应物充分接触，增大反应物接触面积；3CO+Fe2O32Fe+3CO2；还原；碳【解析】（1）蚕丝属于天然纤维；（2）高温煅烧石灰石（主要成分是碳酸钙），碳酸钙高温分解产生氧化钙和二氧化碳，该反应的化学方程式是CaCO3CaO+CO2↑；（3）“淘”，“漉”是将固体和液体分离，相当于化学实验操作中的过滤；实验室里进行该操作用到的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒；（4）①“逆流而行”的目的是使反应物充分接触，增大反应物接触面积，充分反应；高温时一氧化碳和氧化铁反应生成铁单质和二氧化碳，该反应的化学方程式是3CO+Fe2O32Fe+3CO2；一氧化碳夺走氧化铁中的氧，体现还原性；②不断翻炒液态生铁，使碳接触氧气，碳燃烧生成二氧化碳，是为了降低生铁中碳元素的含量。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【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【答案】D【解析】A.在金属制品表面涂油防锈方法中，方法原理是在铁制品表面涂保护膜，破坏铁锈蚀条件，即隔绝氧气或水；B.在金属制品表面刷漆防锈方法中，方法原理是在铁制品表面涂保护膜，破坏铁锈蚀条件，即隔绝氧气或水；C.在金属制品表面覆盖塑料，方法原理是在铁制品表面覆盖保护膜，破坏铁锈蚀条件，即隔绝氧气或水；D.制成合金进行防锈，方法原理是改变金属的内部结构，制成耐腐蚀的合金。综上所述，四种防锈方法中，与其它三种方法原理不同的是D，故选：D。【变式1-1】（2023·年山东省潍坊市中考化