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条件：
与水和氧气同时接触
铁锈蚀铁锈的主要成分：
Fe2O3
涂油
防锈方法喷漆
电镀
搪瓷
防止金属锈蚀
金属资源保护途径：
废旧金属的回收利用
合理有效的开采矿物
寻找金属的替代品
【考点梳理】
考点一、金属及金属资源的利用和保护（高清课堂《金属专题复习》）
1.金属的共性：
①金属光泽；
②良好导电性、导热性；
③良好的延性、展性；
④韧性好、能弯曲。
2.金属的特性：
（1）颜色：
大多为银白色，铜呈紫红色、金呈黄色；
（2）状态：
常温下大多为固体，汞为液体；
（3）密度差别很大：
金为19.3g/cm3，铝为2.7g/cm3；
（4）导电性差异很大：
银为100，铅仅为7.9；
（5）熔点差别大：
钨为3410℃，锡仅为232℃；
（6）硬度差别大：
铬为9，铅仅为1.5。
3.合金：
是由两种或两种以上的金属（或金属和非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。
生铁（含碳量为2%～4.3%）和钢（含碳量为0.03%～2%）都是铁合金。
4.铁锈蚀的条件及防锈蚀方法：
（1）铁生锈的条件：
铁与水、氧气同时接触。
（2）防止铁生锈的方法：
①保持铁制品表面的洁净和干燥；
②在铁制品表面形成保护膜：
刷漆、涂油、镀一层其它金属、在铁制品表面形成致密的氧化物保护膜；
③改变铁制品的内部结构，制成不锈钢。
5.工业上冶炼铁的原料、主要反应原理、主要设备见下表：
原 料
铁矿石、焦炭、石灰石等
主要反应
原理
在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。
其主要反应原理为（以赤铁矿为例）：
Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2
主要设备
高 炉
【要点诠释】
1.金属材料包括纯金属和它们的合金。
合金的硬度、强度、抗腐蚀性等一般都好于组成它们的纯金属。
2.保护金属资源的有效途径：
①防止金属锈蚀；
②废旧金属的回收利用；
③合理有效的开采矿物；
④寻找金属的替代品等。
3.金属的性质在很大程度上决定着金属的用途，但在实际选择使用金属时，不仅要考虑金属的性质，还要考虑其价格、资源、是否美观以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。
4.做一氧化碳还原氧化铁的实验必须注意：
（1）实验开始时先通入一氧化碳气体，排净装置内的空气，防止一氧化碳与空气混合，加热时发生爆炸。
（2）实验完毕后要继续通入一氧化碳气体，直到玻璃管冷却，防止高温下的铁与空气接触被氧化。
同时，实验过程中还可以防止澄清石灰水被倒吸。
（3）尾气中含有一氧化碳，一氧化碳有毒，所以尾气要经过点燃处理，将一氧化碳燃烧掉转化为无毒的二氧化碳或收集备用，防止一氧化碳直接排放到空气中污染空气。
考点二、金属活动性顺序、金属的化学性质
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；
位于氢前面金属可以置换出盐酸、稀硫酸中的氢；
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（K、Ca、Na除外）。
2.置换反应是由一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应。
3.金属能与氧气、酸等发生反应。
4.相同状态的不同金属与氧气反应的难易程度可以作为判断金属活动性强弱的依据，易与氧气反应，则金属活动性强，反之则弱。
1.只有较活泼的金属才能把不太活泼的金属从它的化合物溶液里置换出来。
2.铁与酸或金属化合物发生置换反应时生成的铁的化合物中铁均显+2价。
3.活泼金属（如在金属活动性顺序中排在氢前面的金属）能与酸反应生成相应的盐和氢气，不活泼的金属（如在金属活动性顺序中排在氢后面的金属）不能与酸反应。
金属越活泼，与酸反应越剧烈。
【典型例题】
类型一、考查金属及金属资源的利用和保护
1.据估计，全世界每年因生锈损失的钢铁，约占世界年产量的四分之一。
为探究钢铁锈蚀的原理，某探究性学习小组用如图所示装置进行实验，数天后，只有b处生锈明显，则下列结论不正确的是（ ）
A．常温下，铁和氧气不易发生反应B．常温下，铁和水不易发生反应
C．常温下，铁和氧气、水不易发生反应D．在钢铁表面刷漆可防止钢铁锈蚀
【思路点拨】该题考查铁生锈的原理。
对比图片中abc三点的不同以及最后的实验现象就可得出铁生锈必须氧气和水两个条件同时具备。
【答案】C
【解析】铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应的过程。
图中最先锈蚀的部位是b处，因为此处所处的环境是水与氧气都充足，因而更容易生锈；
相比之下a处缺少水、c处缺少氧气，都不易生锈，故AB正确，C错误。
防止钢铁锈蚀的措施：
表面涂防锈油；
烧涂搪瓷；
制成合金；
电镀其他金属等，故D正确。
【总结升华】探究铁生锈的条件是中考常考的内容，关键是我们要明确条件的探究需要做对比性的试验。
比较生锈速率快慢主要是看铁与氧气和水接触的程度。
铁生锈的条件是铁与氧气和水同时接触；
酸性溶液、碱性溶液、盐溶液能促进金属生锈；
如果缺少水或缺少氧气，或者缺少氧气和水，铁就不容易生锈。
2.（2012山东）善于梳理有利于知识的系统化。
以下归纳完全正确的一组是（ ）
A．化学巨匠与贡献
B．化学用语与意义
门捷列夫--发现元素周期律
拉瓦锡--发现空气的主要成分
侯德榜--发明联合制碱法
2H--表示两个氢原子
3H2O--表示3个水分子
Al3+--表示铝元素的化合价为+3价
C．物质与微粒构成
D．物质与分类
金属铜--由铜原子构成
氧气--由氧分子构成
氯化钠--由Na+和Cl-构成
浓硫酸、生石灰--常见干燥剂
烧碱、纯碱--常见碱
不锈钢、生铁--常见合金
A．化学巨匠与贡献B．化学用语与意义
C．物质与微粒构成D．物质与分类
【思路点拨】本题可以用排除法解答，即只要选项中有一项说法错误，即可排除该选项。
解题时结合科学家们各自在科学上做出的贡献、化学符号的含义、物质与微粒构成、物质与分类的知识进行分析判断即可。
【答案】AC
【解析】门捷列夫在化学上的主要贡献是发现了元素周期律，并编制出元素周期表，拉瓦锡首先通过实验得出空气是由氮气和氧气组成的结论，侯德榜发明了联合制碱法。
故A选项归纳完全正确。
Al3+--表示带三个单位正电荷的铝离子，而不是铝元素的化合价为+3价，故B选项归纳有错误。
铜属于金属单质，是由铜原子直接构成的；
氧气属于气态非金属单质，是由氧分子构成的；
氯化钠是由钠离子和氯离子构成的。
故C选项归纳完全正确。
纯碱是碳酸钠的俗称，是由钠离子和碳酸根离子组成的化合物，属于盐，不是碱，故D选项归纳有错误。
【总结升华】本题难度不大。
考查了化学的发展历史、化学符号的含义、构成物质的微观粒子、物质与分类的知识等。
选用排除法是正确解答此类试题的捷径。
3.某合作学习小组讨论辨析以下说法：
①纯净水和矿泉水都是纯净物；
②用活性炭可将硬水进行软化；
③太阳能、风能和天然气都是可再生能源；
④霉变的大米（含有黄曲霉毒素）只要洗干净就可放心食用；
⑤合金比组成合金的纯金属强度和硬度更高、抗腐蚀性能更好；
⑥回收利用废旧金属不仅可以节约资源，而且可以减少对环境的污染．其中正确的是（ ）
A．⑤⑥B．③⑤⑥C．②④⑤D．①②③④
【思路点拨】解答本题要掌握各种常见物质的性质和用途，并结合硬水和软水、纯净物和混合物的判别等教材知识，才能对相关方面的问题做出正确的判断。
【答案】A
【解析】矿泉水中含有多种物质，属于混合物，不属于纯净物，①错；
活性炭不能除去水中的钙离子和镁离子，不能将硬水进行软化，②错；
太阳能、风能属于可再生能源，天然气属于不可再生能源，③错；
霉变的大米洗干净后也不能食用，④错；
合金比组成合金的纯金属强度和硬度更高、抗腐蚀性能更好，⑤正确；
回收利用废旧金属不仅可以节约资源，而且可以减少对环境的污染，⑥正确。
【总结升华】本题涉及的知识点较多，要求学生在平时学习中要注意教材知识的积累，并注意与实际生产、生活相结合。
举一反三：
【变式1】人们的日常生活离不开金属，高科技新材料的开发和应用也需要金属。
请回答：
（1）地壳中含量最多的金属元素是。
（2）写出赤铁矿（Fe2O3）与CO反应的化学方程式。
（3）钢铁防腐十分重要，请写出一种防止钢铁生锈的方法。
【答案】
（1）Al（或铝）
（2）Fe2O3+3CO
（3）涂油、刷漆（或其它合理答案）
【变式2】人类每年从自然界中提取大量的金属铁，下列关于铁的说法正确的是（）
A．钢是很纯的铁
B．生铁是含少量碳的铁合金
C．被腐蚀的铁制品属于不可回收垃圾
D．炼铁的过程是把金属铁变成氧化铁
【答案】B
【变式3】物质的性质决定着物质在生产和生活中的用途。
木炭和一氧化碳都具有还原性，用于冶炼金属。
请根据图示回答：
（1）请写出下列反应的化学方程式：
①木炭还原氧化铜：
；
②一氧化碳还原氧化铁：
。
（2）B装置最右端酒精灯的作用是。
（3）在A装置中，当观察到现象时，证明木炭粉末和氧化铜粉末已经完全反应。
（1）①C+2CuO
2Cu+CO2↑②3CO+Fe2O3
（2）除去未反应完的一氧化碳，防止污染空气
（3）竖直的试管内导管口不再有气泡冒出
【解析】
（1）木炭和CO都有还原性，高温下都可以夺得金属氧化物中的氧生成CO2，同时得到金属单质；
（2）因CO有毒，污染空气，因此需将未反应完的CO烧掉；
（3）插入澄清石灰水中的导管口没有气泡产生，说明不再有CO2生成，证明反应已结束。
类型二、考查金属的化学性质
4.（2012山东）将一定质量铜锌合金的粉末加入到一定质量的硝酸银溶液中，充分反应后过滤，向滤渣中滴加少量的稀盐酸，无气泡产生。
下列相关判断中，正确的是（ ）
A．滤液中的溶质一定含有硝酸铜B．滤液中的溶质一定不含硝酸银
C．滤渣中一定含银D．滤渣中一定含铜
【思路点拨】本题考查了金属活动性顺序的应用，可以依据金属活动性顺序及其意义进行分析判断。
向滤渣中滴加少量的稀盐酸，无气泡产生，说明固体中不含有锌，锌全部参加了反应；
铜能与硝酸银反应生成硝酸铜和银，锌能与硝酸银反应生成硝酸锌和银，锌能与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，故滤渣中一定含有银，可能含有铜。
【解析】锌能与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，若锌与硝酸铜恰好反应，则滤液中的溶质不含有硝酸铜，故A错误。
若锌的量不足，不能将溶液中的硝酸银反应完，则滤液中的溶质含有硝酸银，故B错误。
锌能与硝酸银反应生成硝酸锌和银，所以，滤渣中一定含银，故C正确。
若所加入的一定质量的铜锌合金粉末完全反应，则所得滤渣中只含金属银，故D错误。
【总结升华】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；
5.（2012辽宁）判断x、y、z的金属活动性顺序：
把x和y分别放入稀盐酸中，x变小并产生H2，而y不反应；
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。
则x、y、z的金属活动性由弱到强的顺序是（ ）
A．x、y、zB．x、z、yC．z、y、xD．z、x、y
【思路点拨】根据金属活动性顺序的应用分析。
在金属活动性顺序表中，排在氢前面的金属能与酸反应生成氢气，排在后面的则不能；
前面的金属一般可以将位于其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。
【解析】由金属活动性顺序的应用及题意可知，X能置换出酸中的氢而y不能，说明金属X的活动性比y强；
金属y能置换出硝酸银中的银而z却不能，说明金属y的活动性比z强；
综上所述，三种金属的活动性由弱到强的顺序为z、y、x。
故选C。
【总结升华】根据金属与酸、金属与盐能否发生反应判断金属的活动性。
金属与酸能反应说明该金属较活泼（排在H的前面），金属与盐能反应说明该金属比盐中的金属元素活动性强。
6.有等质量的A、B两金属，相对原子质量Ar（A）＜Ar（B）；
将A放入溶质质量分数为15%的稀硫酸中，B放入质量分数为15%的稀盐酸中，在反应中A、B均显正二价，产生氢气的质量随反应时间变化曲线如下图。
下列说法正确的是（）
A.产生氢气的速率A＜BB.反应后A、B一定都有剩余
C.消耗的稀硫酸和稀盐酸质量一定不相等D.消耗B的质量一定小于消耗A的质量
【思路点拨】金属与酸、盐溶液反应中所涉及到的相关因素用函数图象表示则要弄清楚函数图象中各量的关系，具体情况具体分析。
图象中，斜线的倾斜度越大，单位时间生成的H2越多，表示反应速率越快；
平线处的位置越高，表示生成的H2越多。
【答案】C
【解析】由“产生氢气的质量随反应时间变化曲线图”可知，A反应完所用时间小于B，因此产生氢气的速率A应大于B，故A错；
写出化学方程式A＋H2SO4＝ASO4＋H2↑和B＋2HCl＝BCl2＋H2↑，设氢气的质量为m，根据氢气的质量不难求出消耗的稀硫酸和稀盐酸的质量不相等，消耗B的质量大于A的质量，故C正确，D错误；
根据化学方程式不能确定A、B是否一定都剩余，故B错。
【总结升华】要掌握常见金属（重点是镁、铝、锌、铁）与酸反应的有关规律。
【变式】某同学探究金属单质的活泼性时发现：
X、Y都能与稀硫酸反应放出氢气而Z不能；
Y能在X的盐溶液中置换出X。
则它们的金属活动顺序为（）
A.X>
Y>
（H）>
ZB.Y>
X>
ZC.X>
Z>
YD.Y>
Z
【答案】B
【解析】X、Y能与稀硫酸反应说明在金属活动性顺序中排在氢的前面，Z不能反应，说明排在氢的后面；
Y能置换出X的盐溶液中的X，说明Y排在X的前面，所以它们的金属活动顺序为Y>
Z。
【巩固练习】
一、选择题（每小题只有一个选项符合题意）
1.下列性质中属于金属共有的物理性质的是（）
①导电性②熔点低③延展性④密度大⑤不易导电⑥导热性
A．①②⑤B．①③⑥C．②⑤⑥D．②④⑤
2.菜刀用铁制而不用铅制的原因是（）
A．铁的硬度大，铅的硬度小B．铁的熔点高，铅的熔点低
C．铁的密度大，铅的密度小D．铁的导电性好，铅的导电性差
3.下列关于“合金”的叙述，正确的是（）
①合金中至少含有两种金属②合金中元素以化合物的形式存在③合金中一定含有金属④合金一定为混合物⑤合金依然具有金属特性
A．④B．①②③C．③④D．③④⑤
4.铁在潮湿的空气里会发生锈蚀，证明氧气一定参加了反应必须做的实验是图中的（）
A．①②B．①③C．②③D．①②③
5.下列化学反应：
①铁生锈；
②铁丝在氧气中燃烧；
③高炉炼铁；
④湿法冶金；
⑤铁与盐酸反应。
其中反应前后铁元素的化合价改变的是（）
A．只有①②⑤B．只有①③⑤C．只有③④⑤D．①②③④⑤
6.下列说法正确的是（）
A．铁在潮湿的空气中容易生锈 B．金属的活动性：
Zn＞Ag＞Cu
C．合金属于纯净物 D．铝是地壳中含量最多的元素
7.某合金与铁的物理性质的比较如下表所示（硬度以金刚石的硬度为10作为标准，导电性以银的导电性为100作为标准）：
熔点
密度
硬度
导电性
合金
3200℃
3.20g·
cm－3
7.5
3.5
铁
1535℃
7.86g·
4.5
17
已知该合金耐腐蚀、强度大。
从性能上看，该合金不适合制（）
A．门窗框B．炉具C．导线D．飞机外壳
8.下列关于金属资源的说法，你不赞成的是（）
A．地球上除少数不活泼的金属如金、银等以单质形式存在外，其余的金属都以化合物的形式存在
B．地球上的金属资源是取之不尽的
C．防止金属腐蚀、回收利用废旧金属可以保护金属资源和环境
D．合理开采矿物、寻找金属代用品都是保护金属资源的有效途径
9.收藏家收藏的清末铝制品，至今仍保存得十分完好，该艺术品不易锈损的主要原因是（）
A．铝不易发生化学反应
B．铝的氧化物易发生还原反应
C．铝不易被氧化
D．铝易被氧化，但铝表面的氧化铝具有保护内部铝的作用
10.把一根洁净的铁钉放在稀硫酸中：
①在铁钉表面产生气泡；
②溶液由无色逐渐变为浅绿色；
③铁钉的质量减轻；
④溶液的质量增加。
以上叙述正确的是（）
A．①②③B．①③④C．①④D．①②③④
11.有X，Y，Z三种金属，X在常温下就能与氧气反应，Y，Z常温下几乎不与氧气反应；
如果把Y和Z分别放入稀硫酸中，Y溶解并产生氢气，Z不反应。
根据以上实验事实判断，X，Y，Z三种金属的活动性由强至弱的顺序正确的是（）
A．XZYB．XYZC．YZXD．ZYX
12.下列各组物质间能发生反应的是（）
A．铜和硝酸钠溶液B．铁和稀盐酸C．锌和氯化钾溶液D．银和稀硫酸
13.下列关于炼铁过程的说法，正确的是（）
A．炼铁过程是含铁的化合物在高温下分解而得到铁
B．炼铁过程是由碳与含铁的化合物发生置换反应得到铁
C．在高温条件下，用一氧化碳从铁的氧化物中还原得到铁
D．高炉炼铁时，主要的原料是铁矿石和一氧化碳
二、填空题
14.人们的日常生活离不开金属，高科技新材料的开发和应用也需要金属。
（1）地壳中含量最多的金属元素是________。
（2）根据如图金属应用实例推断，金属具有的物理性质有________。
（3）日常使用的金属材料多数属于合金。
下表列出了一些常见合金的主要成分和性能。
合金的主要性能
主要成分及纯金属的性能
焊锡
熔点183℃
锡：
熔点232℃铅：
熔点327℃
硬铝
强度和硬度好
铝、铜、镁等。
硬度小，质软
不锈钢
抗腐蚀性好
铁、铬、镍等。
纯铁抗腐蚀性能不如不锈钢
由上表推断，与组成合金的纯金属相比，合金的优点一般有________（填序号）。
①强度更低②硬度更高③熔点更高④抗腐蚀性更好
15.作为资源大省，山西蕴藏着丰富的铝土矿资源，每年为国家生产大量优质铝材。
（1）铝土矿主要成分是氧化铝。
工业生产中，通过电解氧化铝得到铝和氧气，该反应的化学方程式是______________________________________。
（2）铝原子的结构示意图为
，其最外层电子数是________，易___________电子，所以铝是较活泼的金属，铝可以与盐酸反应，该反应的化学方程式是。
16.实验室里，用如图所示装置还原氧化铁：
实验时，试管中澄清的石灰水变浑浊，证明该反应有生成；
为了空气污染，应增加尾气处理装置。
三、计算题
17.小彬同学想测定黄铜（含Cu、Zn）和硬铝（含铝、铜、镁、锰）两种合金中铜的质量分数，实验室只提供了一瓶末标明溶质质量分数的稀盐酸和必要的仪器。
（1）请你判断出他能测出铜的质量分数的合金是。
（2）小彬取该合金的粉末32.5g，与足量该盐酸充分反应后，经测定产生了0.4g气体，请你帮助他计算出该合金中铜的质量分数为多少？
【答案与解析】
1.【答案】B
【解析】注意审题，注意“金属的物理性质”与“金属共有的物理性质”的区别，金属共有的物理性质是导电性、延展性、有金属光泽等，而熔点低、密度大是部分金属的物理性质。
2.【答案】A
【解析】制作菜刀的金属须有较大的硬度和较大的密度，而与金属导电性的好坏、熔点的高低没有关系。
虽然铅的密度大于铁的密度，但铅的硬度比铁的硬度小得多，且铁的密度也较大，所以用铁制菜刀。
3.【答案】D
【解析】只要正确理解合金的概念，此题不难解答。
合金不一定要含有两种金属，含一种金属或几种金属都可以。
合金中元素不是以化合物的形式存在的，而是以单质的形式存在的。
综合分析，③④⑤正确。
4．【答案】A
【解析】①中的铁钉易锈蚀，①与②对比，改变的因素是氧气，所以做①②两个实验可以证明铁锈蚀一定有氧气参加了反应。
5.【答案】D
【解析】①②④⑤中的反应均是铁由单质转化为铁的化合物，③中反应是将铁的化合物转化为铁单质，单质中元素的化合价为零，故以上反应中铁元素的化合价均发生了改变。
6.【答案】A
【解析】铁生锈是铁与空气中的氧气和水发生反应，故A正确；
金属的活动性：
Zn＞Cu＞Ag，合金是混合物，铝是地壳中含量最多的金属元素，故B、C、D错误。
7.【答案】C
【解析】根据已给出的该合金和铁的物理性质的相关信息可知：
A项主要从硬度方面考虑，该合金的硬度大于铁，适合制门窗框；
B项从熔点方面考虑，该合金的熔点大于铁，适合制炉具；
C项从导电性方面考虑，该合金的导电性不如铁，不适合制导线；
D项从密度方面考虑，该合金的密度小于铁，适合制飞机外壳。
8.【答案】B
【解析】金、银等金属的化学性质稳定，在自然界中主要以单质形式存在，大多数金属都以化合物的形式存在。
矿物的储量有限，而且不能再生，多数金属的开采年限只有几十年。
金属资源的保存方法很多，如防腐蚀、回收、寻找金属替代品等。
9.【答案】D
【解析】金属铝活动性较强，易被氧化，但其表面的生成物——致密的氧化铝薄膜，能阻止内部的铝继续被氧化，因此铝具有很好的抗腐蚀性能。
10.【答案】D
【解析】铁与硫酸反应生成氢气，因而能在铁钉表面看到气泡；
由于生成了硫酸亚铁，所以溶液为浅绿色；
由于铁不断溶解，所以铁钉的质量减轻。
根据化学方程式Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑可知，每56份质量的铁参加反应，溶液中将放出2份质量的氢气，放出氢气的质量远小于参加反应的铁的质量，所以溶液的质量会增加。
11.【答案】B
【解析】根据X在常温下就能与氧气反应，Y，Z常温下几乎不与氧气反应，推断金属X最活泼；
根据Y与稀硫酸反应，Z不反应，推断Y比Z活泼。
即活动性：
X＞Y＞Z。
12.【答案】B
【解析】运用金属活动性顺序的相关规律答题
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