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专题 09 金属和金属材料
知识点一、常见金属
金属材料：一般分为纯金属和合金两类。
1．金属的物理性质：
（1）常温下一般为固态（汞为液态），有金属光泽；
（2）密度和硬度较大，熔沸点较高；
（3）大多数呈银白色（铜为紫红色，金为黄色）
（4）有良好的导热性、导电性、延展性
2．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）；
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知识点二、合金
1．定义：由一种金属跟其他一种或几种金属（或金属与非金属）一起熔合而成的具有金属特性的
物质。
注意事项：（①合金是金属与金属或金属与非金属的混合物；②金属在熔合了其它金属和非金属后
不仅组成上发生了变化，其内部组成结构也发生了改变，从而引起性质的变化）。
2．合金特点：一般说来，合金的熔点比各成分低，硬度比各成分大，抗腐蚀性能更好
3．举例：
（1）铁的合金：生铁（含碳量2%～4.3%）和钢（含碳量0.03%～2%）。区别：含碳量不同
（2）铜合金：黄铜：铜、锌的合金；青铜：铜、锡的合金，它人类使用最早的合金。
（3）钛合金：被认为是21世纪的重要金属材料，优点：I、熔点高、密度小；II、可塑性好、易于
加工、机械性能好；III、抗腐蚀性能好；用途：广泛用于喷气式发动机、飞机机身、人造卫星外壳、
火箭壳体、医学补形、人造骨、海水淡化设备、海轮、舰艇的外壳等。
（4）铝合金：铝中加入镁、铜、锌等形成合金。广泛应用于制造飞机、舰艇和载重汽车等。
知识点三、金属资源
（一）金属矿物
（1）金属在自然界在的存在形式：大部分都以化合物的形式存在，少数很不活泼的金属以单质形
式存在，人类使用最早的金属是金。
（2）铝土矿（主要成分是 Al O ）；钾长石（主要成分是 KAlSi O ）；明矾石（主要成分是
2 3 3 8
kAl (SO )(OH) ）；磁铁矿（主要成分是Fe O ）、赤铁矿（主要成分是FeO ）；菱铁矿（主要
3 4 2 6 3 4 2 3
成分是FeCO）；黄铁矿（主要成分是FeS）。
3 2
（二）铁的冶炼
（1）实验前必需对装置进行检查装置气密性。这样操作的目的是防止漏气。
（2）实验开始时，先通入一氧化碳，然后再点燃灯的原因是排出空气，防止加热时爆炸。
（3）实验结束时的操作是“先停止加热，继续通一氧化碳，直到玻璃管冷却”。这样操作的目的
是防止生成高温的铁又被氧化。
（4）该实验的实验现象是硬质玻璃管中红色粉末逐渐变为黑色、试管中的澄清石灰水变浑浊、酒
精灯上方导管口处的气体燃烧，发出淡蓝色火焰。
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（5）相关反应的化学方程式：3CO+Fe O 2Fe+CO 、 Ca(OH ) +CO =CaCO ↓+H O 、
2 3 2 2 2 3 2
2CO+O 2CO
2 2
（6）思考：① 如何判断反应中生成了什么物质：取少量产物于试管中，滴加适量稀盐酸，如有气
泡产生证明含铁粉；或用磁铁吸引。
② 装置中导管末端点燃酒精灯：点燃尾气，防止污染空气。
（7）工业炼铝的原理：2Al O 4Al+3O ↑
2 3 2
（三）金属资源的保护和利用
1．铁的锈蚀
（1）铁生锈的条件是：铁与O、水接触（铁锈的主要成分：Fe O·xH O）
2 2 3 2
（2）防止铁制品生锈的措施：①保持铁制品表面的清洁、干燥；②表面涂保护膜（涂油、刷漆、
电镀、烤蓝等）；③制成不锈钢；
（3）铁锈很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气反应，因此铁制品可以全部被锈蚀。因
而铁锈应及时除去。
（4）而铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化，因此，铝具有很好的抗腐
蚀性能。
2．保护金属资源途径：
①防止金属腐蚀；②回收利用废旧金属；③合理开采矿物；④寻找金属的代用品
知识点四、金属活动性顺序及其应用
1. 金属活动性顺序
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H） Cu Hg Ag Pt Au
金属活动性由强逐渐减弱
在金属活动性顺序里：
（1）金属的位置越靠前，它的活动性就越强
（2）位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢（不可用浓硫酸、硝酸）
（3）位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。（除K、Ca、Na）
（4）越活泼的，开发利用的越晚。
2. 金属活动性顺序的应用
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（1）根据所发生反应的情况判断金属的活动性强弱。比较金属活动性的强弱可根据其与氧气反应
的难易，与酸反应的快慢、与另一种金属的盐溶液能否发生反应等情况做出判断。
（2）根据金属活动性顺序判断置换反应能否发生。
（3）根据金属活动性顺序判断金属与其他物质发生反应后所得物质的成分。
（4）用于物质除杂试剂的选择。
考点一．合金与合金的性质
1．（2023•湘潭）2023年5月28日，国产大型客机C919首次商业载客飞行成功，C919在制造过
程中使用了铝锂合金、钛合金、超高强度钢等大量金属材料。下列有关金属材料的说法错误的
是（ ）
A．合金中一定只含金属元素
B．金属材料包括纯金属和合金
C．钛合金的硬度比纯钛更大
D．超高强度钢属于一种铁合金
【解答】解：A、合金是在某种金属中加热熔合某些其它金属（或非金属），而形成的具有金属
特性的物质，因此合金中可以含有非金属元素，说法错误；
B、金属材料包括纯金属和合金，说法正确；
C、钛合金的硬度比纯钛更大，说法正确；
D、超高强度钢属于一种铁合金，说法正确。
故选：A。
考点二．金属的化学性质
2．（2023•广西）向三个烧杯中分别放入足量的Mg、Al、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．
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C． D．
【解答】解：A、向三个烧杯中分别放入足量的Mg、Al、Fe粉末，同时加入质量分数相同的
100g稀盐酸，若消耗盐酸相同，则生成氢气质量相同，根据方程式的质量关系可知消耗相同质
量的盐酸，同时消耗金属的质量关系为 Fe＞Mg＞Al，故溶液质量增加关系为Fe＞Mg＞Al，故
选项图像正确。
B、金属与酸反应时氢气来源于酸中的氢元素，因为酸的量相同，金属过量，故最终生成的氢气
应该相等，生成等质量的氢气，消耗的金属的质量为Fe＞Mg＞Al，故选项图像正确。
C、金属活动性为Mg＞Al＞Fe，则镁的反应速率最快，至完全反应所需时间短，铝的次之，最
后是铁；向三个烧杯中分别放入足量的 Mg、Al、Fe粉末，同时加入质量分数相同的 100g稀盐
酸，充分反应，最后生成的氢气的质量相等，故选项图像正确。
D、金属活动性为Mg＞Al＞Fe，所以相同时间消耗金属的质量关系为：Mg＞Al＞Fe，根据方程
式的质量关系可知消耗相同质量的盐酸，同时消耗金属的质量关系为 Fe＞Mg＞Al，故选项图像
错误。
故选：D。
3．（2023•大庆）某工厂的工业废水中含有大量的FeSO 和CuSO ，为减少污染并变废为宝，工厂
4 4
计划从该废水中回收FeSO 和金属铜，流程如图所示。下列说法不正确的是（ ）
4
A．试剂⑤是铁粉，试剂⑦是稀盐酸
B．①的成分为Fe、Cu
C．操作⑥与操作⑧均为过滤
D．滤液②、④合并后经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥即获得FeSO •7H O
4 2
【解答】解：A、某工厂的工业废水中含有大量的FeSO 和CuSO ，实验目的是从该废水中回收
4 4
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FeSO 和金属铜，则加入的金属是铁，铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，
4
试剂⑤是铁粉，过滤后，能得到硫酸亚铁溶液、铁和铜的混合物，铁能与稀硫酸反应生成硫酸
亚铁和氢气，则试剂⑦是稀硫酸，不能使用稀盐酸，否则会生成氯化亚铁，故选项说法错误。
B、由A选项的解析，①的成分为Fe、Cu，故选项说法正确。
C、操作⑥与操作⑧均为过滤，均是将金属和溶液分离，故选项说法正确。
D、滤液②、④均为硫酸亚铁溶液，合并后经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥即获得
FeSO •7H O，故选项说法正确。
4 2
故选：A。
4．（2023•宿迁）将一定质量的Fe粉加Mg（NO ） 和Cu（NO ） 的混合溶液中，充分反应后过
3 2 3 2
滤，得滤渣和滤液。下列说法正确的是（ ）
A．滤渣质量与加入的Fe粉质量可能相等
B．滤液中一定有Mg（NO ） 、Fe（NO ） ，可能有Cu（NO ）
3 2 3 2 3 2
C．若加入的Fe粉过量，则得到的滤液呈无色
D．若向滤渣中加入稀盐酸，有气泡生成，则滤渣中一定有Cu、Fe、Mg
【解答】解：A、由金属活动性Mg＞Fe＞Cu，将一定质量的Fe粉加Mg（NO ） 和Cu（NO ）
3 2 3
的混合溶液中，不能与Mg（NO ） 溶液反应，铁能与Cu（NO ） 反应生成硝酸亚铁和铜。反
2 3 2 3 2
应的化学方程式为Fe+Cu（NO ） ＝Fe（NO ） +Cu可知，每56份质量的铁能置换出64份质量
3 2 3 2
的铜，滤渣质量大于加入的Fe粉质量，故选项说法错误。
B、无法确定反应进行的程度，硝酸铜可能有剩余，滤液中一定有Mg（NO ） 、Fe（NO ） ，
3 2 3 2
可能有Cu（NO ） ，故选项说法正确。
3 2
C、若加入的Fe粉过量，则得到的滤液中溶质是Mg（NO ） 、Fe（NO ） ，含有Fe（NO ）
3 2 3 2 3 2
的溶液呈浅绿色，故选项说法错误。
D、若向滤渣中加入稀盐酸，有气泡生成，说明铁是过量的，滤渣中一定有Cu、Fe，由于铁不
能与Mg（NO ） 反应，滤渣中一定没有镁，故选项说法错误。
3 2
故选：B。
5．（2023•滨州）向盛有AgNO 、Cu（NO ） 和Al（NO ） 混合溶液的试管中加入一定量铁粉，
3 3 2 3 3
充分反应后过滤，向滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生。下列说法正确的是（ ）
A．滤渣中一定有铁、铜、银
B．滤液中一定含有Fe（NO ） ，可能含有Al（NO ）
3 2 3 3
C．滤液的质量一定比原溶液的质量大
D．滤液有可能呈蓝色
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【解答】解：A、由金属活动性 Al＞Fe＞Cu＞Ag 知，向盛有 AgNO 、Cu（NO ） 和 Al
3 3 2
（NO ） 混合溶液的试管中加入一定量铁粉，不能与Al（NO ） 溶液反应，铁先与AgNO 反
3 3 3 3 3
应生成硝酸亚铁和银，AgNO 反应完，若还有铁粉，铁才能与Cu（NO ） 反应生成硝酸亚铁和
3 3 2
铜。充分反应后过滤，向滤渣中加入稀盐酸，有气泡产生，说明滤渣中含有铁，则滤渣中一定
有铁、铜、银，故选项说法正确。
B、滤液中一定含有Fe（NO ） 、Al（NO ） ，故选项说法错误。
3 2 3 3
C、由Fe+2AgNO ═Fe（NO ） +2Ag，由反应时的质量比可知，每56份质量的铁可置换出216
3 3 2
份质量的银，溶液的质量会减少；由 Fe+Cu（NO ） ═Fe（NO ） +Cu，每56份质量的铁可置
3 2 3 2
换出64份质量的铜，溶液的质量会减少；则滤液的质量一定比原溶液的质量少，故选项说法错
误。
D、滤液不可能呈蓝色，滤液显浅绿色，故选项说法错误。
故选：A。
6．（2023•潼南区一模）西汉淮南王刘安在《淮南万毕术》中记载：“曾青得铁则化为铜”，曾青
又叫朴青、层青，是天然的硫酸铜。下列叙述错误的是（ ）
A．该反应属于置换反应
B．反应后溶液变为黄色
C．说明铁比铜的活动性强
D．反应后铜元素的化合价降低
【解答】解：铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，化学方程式为：Fe+CuSO ＝Cu+FeSO 。
4 4
A、反应物和生成物都是一种单质和一种化合物，是置换反应，该选项说法正确。
B、反应后生成的硫酸亚铁溶液为浅绿色，该选项说法不正确。
C、该反应证明了铁的金属活动性比铜强，该选项说法正确；
D、硫酸根化合价是﹣2，根据化合物中元素化合价代数和为零可知，铜元素化合价是+2，铜是
单质，铜元素化合价是0，该选项说法正确。
故选：B。
7．（2023•定远县校级一模）请结合图示分析，下列说法正确的是（ ）
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A．转化①可利用铜置换出铁
B．转化②可以通过铁与硫酸铜溶液反应实现
C．转化③不属于氧化还原反应
D．反应④中能观察到溶液变为浅绿色
【解答】解：A.活动性强的金属可以把活动性弱的金属从其盐溶液中置换出来；铜的活动性弱
于铁，不能置换出铁，该选项不正确。
B.铁和硫酸铜生成铜和硫酸亚铁，该选项正确。
C.转化③中氧化铁失去氧发生还原反应，还原剂得到其中的氧发生氧化反应，故属于氧化还原
反应，该选项不正确。
D.反应④中盐酸和氧化铁反应生成氯化铁溶液，溶液为黄色，该选项不正确。
故选：B。
考点三．金属活动性顺序及其应用
8．（2023•永州）三种金属X、Y、Z相互之间的反应关系如下
①Y+H SO ——YSO +H ↑，Z和H SO 不反应
2 4 4 2 2 4
②Z+2XNO ——Z（NO ） +2X
3 3 2
则X、Y、Z的金属活动性顺序为（ ）
A．X＞Y＞Z B．X＞Z＞Y C．Y＞X＞Z D．Y＞Z＞X
【解答】解：①Y+H SO ——YSO +H ↑，Z和H SO 不反应，说明Y的位置排在氢的前面，
2 4 4 2 2 4
Z的位置排在氢的后面，即Y＞H＞Z；
②Z+2XNO ——Z（NO ） +2X，说明Z的金属活动性比X强，即Z＞X；
3 3 2
则X、Y和Z的金属活动性顺序为：Y＞Z＞X。
故选：D。
9．（2023•重庆）铁和铜在自然环境中都能被腐蚀，下列不能说明铁比铜活泼的事实是（ ）
A．历史上铜比铁使用更早
B．铁的文物比铜的稀有
C．氧化铁能与盐酸反应而铜单质不能
D．铁能与硫酸铜溶液反应
【解答】解：A、历史上铜比铁使用更早，说明铁比铜活泼，铁比铜难冶炼，不符合要求，故选
项错误。
B、铁的文物比铜的稀有，是因为铁比铜活泼，铁更易锈蚀，不符合要求，故选项错误。
C、氧化铁能与盐酸反应而铜单质不能，比较的金属氧化物和单质与酸的反应，不能说明铁比铜
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活泼，符合要求，故选项正确。
D、铁能与硫酸铜溶液反应，说明铁比铜活泼，不符合要求，故选项错误。
故选：C。
10．（2023•郴州）为验证铁、铜、银三种金属的活动性顺序，小东设计了如下所示的两组实验。
下列说法正确的是（ ）
A．通过实验①、②能够验证三种金属的活动性顺序
B．实验②中发生的反应是：2Ag+CuSO ═Ag SO +Cu
4 2 4
C．实验①中溶液质量逐渐增大
D．实验①中溶液颜色由蓝色变为黄色
【解答】解：A、①铁能和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，说明活动性 Fe＞Cu；②银和硫酸铜
溶液不反应，说明活动性Cu＞Ag，可得出活动性Fe＞Cu＞Ag，故选项说法正确。
B、实验②银和硫酸铜溶液不反应，故选项说法错误。
C、实验①中反应的化学方程式为Fe+CuSO ═FeSO +Cu，每56份质量的铁可置换出64份质量
4 4
的铜，溶液的质量会逐渐减少，至完全反应不再发生改变，故选项说法错误。
D、实验①生成的是硫酸亚铁溶液，溶液由蓝色变为浅绿色，故选项说法错误。
故选：A。
11．（2023•呼和浩特）某兴趣小组为探究Zn、Fe、Cu三种金属的活动性，进行如图所示探究实验。
下列有关实验的说法不正确的是（ ）
A．甲试管中观察到的现象是Fe表面产生气泡，溶液由无色变为浅绿色
B．通过乙试管的实验可以比较Zn与Fe的金属活动性强弱
C．若a是Zn，b是CuSO 溶液，即可实现实验目的
4
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D．若a是Fe，b是CuSO 溶液，则无需甲试管的实验也能实现实验目的
4
【解答】解：A．铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，甲试管中观察到的现象是Fe表面产生
气泡，溶液由无色变为浅绿色，故A正确；
B．铁与硫酸锌不反应，通过乙试管的实验可以比较Zn与Fe的金属活动性强弱，故B正确；
C．Zn与硫酸铜反应生成铜和硫酸锌，若a是Zn，b是CuSO 溶液，可以说明活动性：Zn＞
4
Cu，不可实现实验目的，故C错误；
D．铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，则活动性：Fe＞H，铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁
和铜，则活动性：Fe＞Cu，若a是Fe，b是CuSO 溶液，则无需甲试管的实验也能实现实验目
4
的，故D正确。
故选：C。
12．（2023•青岛）锰（Mn）在钢铁、电池等领域有广泛应用，其金属活动性介于锌和铁之间。以
下对金属锰化学性质的预测，不合理的是（ ）
A．能在氧气中燃烧
B．能与氢氧化钠溶液反应
C．能与稀盐酸反应
D．能与硫酸铜溶液反应
【解答】解：A、锰的金属活动性介于锌和铁之间，铁能在氧气中燃烧，则能在氧气中燃烧，故
选项说法正确。
B、锰不能与氢氧化钠溶液反应，故选项说法错误。
C、锰的金属活动性介于锌和铁之间，则位置排在氢的前面，能与稀盐酸反应，故选项说法正确。
D、锰的金属活动性介于锌和铁之间，则位置排在铜的前面，能与硫酸铜溶液反应，故选项说法
正确。
故选：B。
13．（2023•桃城区模拟）下列比较金属活动性强弱的实验设计、现象和结论均正确的是（ ）
选项 实验设计 现象 结论（金属的活动
性）
A 将铝丝放入硫酸铜溶液中 无现象 Cu＞Al
B 分别将相同形状的镁条和铝条 铝条燃烧的更剧烈 Al＞Mg
点燃放入盛氧气的集气瓶中
C 分别将锌粉与铁丝放入相同浓 锌粉产生气泡的速 Zn＞Fe
度的稀盐酸中 率比铁丝快
D 分别将铁丝与铜丝放入相同浓 铁丝表面产生气 Fe＞Cu
度的稀盐酸中 泡，铜丝无现象
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【解答】解：A、由于铝的金属活动性比铜强，因此将铝丝放入硫酸铜溶液中时，应会看到在铝
丝表面生成一层红色物质，故A错误；
B、由于镁的金属活动性比铝强，因此分别将相同形状的镁条和铝条点燃放入盛氧气的集气瓶中
时，镁条应比铝条燃烧的剧烈，故B错误；
C、由于锌的金属活动性比铁强，因此和相同的酸溶液反应时，锌的反应现象更加剧烈，但由于
所用的金属是锌粉和铁丝，因此不能说明问题，故C错误；
D、由于铁在氢前，而铜在氢后，铁丝可以和稀盐酸反应，而铜丝不能和稀盐酸反应，故D正确；
故选：D。
考点四．一氧化碳还原氧化铁
14．（2023•历下区一模）如图所示为实验室中常见气体制备、干燥、收集和进行实验探究的部分
仪器，某化学小组的同学利用其进行下列化学实验。（组装实验装置时，可重复选择仪器）
试回答下列问题：
（1）若以石灰石和稀盐酸为原料，在实验室中制备并收集干燥、纯净的二氧化碳气体，按照要
求设计实验装置，连接仪器，检查装置气密性，进行实验。（提示：盐酸中挥发出的少量 HCl
气体可用饱和碳酸氢钠溶液吸收）
①所选仪器的连接顺序为 ADBF （从左到右填写仪器序号字母）。
②上述方法制二氧化碳的化学方程式为 CaCO +2HCl ＝ CaCl +H O+CO ↑ 。
3 2 2 2
（2）选择合适的仪器，可在实验室中以过氧化氢溶液为原料（二氧化锰作催化剂）制备并收集
干燥的氧气。
MnO
2
①上述方法制氧气的化学方程式为 2H 2 O 2 ¯ 2H 2 O+O 2 ↑ 。
❑
②下列关于氧气性质和用途的叙述中，不正确的是 B （填选项序号之一）。
A.氧气的化学性质比较活泼，能与多种物质发生反应
B.木炭在纯氧中比在空气中燃烧更剧烈，因为纯氧中的氧分子更活泼
C.铁丝在纯氧中剧烈燃烧时，火星四射，生成黑色固体
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D.液氧可用于火箭发射，是因为氧气具有助燃性
（3）某化学小组欲测定ag某不纯氧化铁样品中Fe O 的质量（杂质不参与反应），设计了实验
2 3
方案，所选仪器按“CO气体→E→C”的顺序连接，并检查装置气密性，然后进行实验。
①反应过程中，E中玻璃管内出现的现象是 红棕色粉末变为黑色 。
②从环保角度考虑，该实验方案设计还存在不完善之处，你的具体改进方案是 在装置 C 后连
接一个气球 。
③通过测量反应前后仪器E处玻璃管内样品的质量，来求算该样品中Fe O 的质量（杂质不参
2 3
与反应）。反应前将ag氧化铁样品装入仪器E玻璃管内，充分反应后冷却，测得此时仪器 E玻
10
璃管内固体的质量为bg，则ag氧化铁样品中Fe O 的质量为 （ a ﹣ b ） g（结果用含a、b
2 3 3
的代数式表示）。
【解答】解：（1）①固体与液体混合常温下反应生成气体采用A装置，二氧化碳气体中混有
氯化氢和水蒸气，因此混合气体先通过饱和碳酸氢钠溶液，除去氯化氢，再进入到 B装置，除
去水蒸气，由于二氧化碳的密度大于空气密度且能够溶于水，所以采用向上排空气法收集气体，
所选仪器的连接顺序为ADBF；
②石灰石和稀盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，反应的化学方程式为：CaCO +2HCl＝
3
CaCl +H O+CO ↑；
2 2 2
（2）①过氧化氢在二氧化锰催化作用下反应生成水和氧气，反应的化学方程式为：2H O
2 2
MnO
2
¯ 2H 2 O+O 2 ↑；
❑
②A.氧气的化学性质比较活泼，能与多种物质发生反应，故正确；
B.木炭在纯氧中比在空气中燃烧更剧烈，因为纯氧中的氧气的浓度大，单位体积内氧气的分子
数目多，故错误；
C.铁丝在纯氧中剧烈燃烧时，火星四射，生成黑色固体，故正确；
D.液氧可用于火箭发射，是因为氧气具有助燃性，故正确；
故选：B。
（3）①一氧化碳与氧化铁高温下反应生成铁和二氧化碳，反应过程中，E中玻璃管内出现的现
象是红棕色粉末变为黑色；
②二氧化碳与氢氧化钙反应，而一氧化碳与氢氧化钙不反应，且有毒，因此该实验方案设计没
有尾气处理装置，应该在装置C后连接一个气球，收集一氧化碳气体；
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③设该样品中Fe O 的质量为x，
2 3
高温
3CO+Fe 2 O 3 ¯ 2Fe+3CO 2 质量差量
❑
160 112 Δm＝48
x （a﹣b）g
160 x 10
= ，解得x= （a﹣b）g；
48 ag−bg 3
10
答：ag氧化铁样品中Fe O 的质量为 （a﹣b）g。
2 3 3
故答案为：
（1）①ADBF；②CaCO +2HCl＝CaCl +H O+CO ↑；
3 2 2 2
MnO
2
（2）①2H 2 O 2 ¯ 2H 2 O+O 2 ↑；②B；
❑
10
（3）①红棕色粉末变为黑色；②在装置C后连接一个气球；③ （a﹣b）。
3
15．（2023•福州模拟）铁是人类社会使用最广泛的金属。图1是实验室模拟工业炼铁。
（1）铁在自然界主要以Fe O 等化合物的形式存在，说明常温下，铁的化学性质较 活泼
2 3
（填“活泼”或“稳定”）。
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浓H SO
2 4
（2）利用装置A制备CO，反应原理是HCOOH ¯ CO↑+H O。该加热方式相较于用
2
80−90℃
酒精灯加热的优点是 使受热更均匀 （写一点）。
（3）炼铁的部分操作顺序为：Ⅰ、点燃E处酒精灯；Ⅱ、先通一会儿CO，再点燃C处酒精喷
灯；Ⅲ、C处停止加热（装置未拆开），继续通CO；Ⅳ…
高温
①装置C中红棕色粉末变黑的化学方程式为 F e 2 O 3 +3CO ¯ 2Fe+3CO 2 （写一个）。
❑
②步骤皿继续通CO目的是 b c （填标号）。
a．防止灼热的铁被氧化
b．防止石灰水倒吸
c．加快装置的降温
③装置E的作用是 处理尾气，防止污染空气 。
（4）加热时固体质量随温度变化的曲线如图2。据图分析：若反应温度控制于600℃～700℃之
间，得到的固体有 F e O 、 FeO （填化学式）；为提高产率，可采取的措施是 将温度控制
3 4
在 85 0 ℃以上 。
【解答】解：（1）铁在自然界中主要以化合物形式存在，说明铁的化学性质比较活泼。
（2）A装置中采用的为水浴加热，该方法使装置受热更均匀。
高温
（3）①一氧化碳能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为Fe 2 O 3 +3CO ¯
❑
2Fe+3CO 。
2
②停止加热后继续通一氧化碳，可以防止石灰水倒吸，使玻璃管炸裂，加快装置的降温，装置
没有拆开，整个装置是封闭的，不存在进入空气，使灼热的铁重新被氧化，故填bc。
③一氧化碳有毒，会污染空气，且一氧化碳具有可燃性，则E装置可用于处理尾气，防止污染
空气。
（4）由图可知，当反应温度控制于600℃～700℃之间，得到的固体有Fe O 和FeO；若想提高
3 4
产率，应将温度高于850℃。
16．（2023•息县模拟）如图为实验室还原氧化铁并用气球收集较纯净、干燥的尾气的微型实验装
置（夹持仪器已省略）。已知，甲酸（HCOOH）易挥发，在热浓硫酸中易分解：HCOOH
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热浓硫酸 H O+CO↑。
2
¯
❑
（1）说出B装置中氢氧化钠的作用 除去 CO 气体中的水蒸气和甲酸 。
（2）与传统实验装置相比，微型实验装置的优点是什么？ 节约药品 （写出一条即可）
（3）请结合实验目的，设计实验检验实验结束后D装置中溶质的成分 取少量实验结束后 D
装置中的溶液，加入过量 BaC l 溶液，有白色沉淀生成；静置，取上层清液滴加酚酞溶液，若溶
2
液变红，则溶质为 N a CO 和 NaOH ，若溶液不变色，则溶质只有 N a CO 。（简要写出实验步
2 3 2 3
骤、现象和结论）
【解答】解：（1）氢氧化钠固体易吸水潮解，并且能和甲酸反应，则B装置中氢氧化钠的作用
是除去CO气体中的水蒸气和甲酸。
（2）微型实验装置可减少药品的用量和排放量，与传统实验装置相比，微型实验装置的优点是
节约药品或绿色环保，污染小（合理即可）。
（3）C中氧化铁和一氧化碳在强热的条件下生成铁和二氧化碳，二氧化碳能和D中的氢氧化钠
反应生成碳酸钠和水；如果氢氧化钠被完全反应，反应后D中的溶质是碳酸钠，如果氢氧化钠
有剩余，反应后D中溶质成分是碳酸钠和氢氧化钠；碳酸钠能和氯化钡反应生成碳酸钡沉淀，
而氢氧化钠和氯化钡不反应，则检验方法D中溶质成分的方法是：取少量实验结束后D装置中
的溶液，加入过量BaCl 溶液，有白色沉淀生成；静置，取上层清液滴加酚酞溶液，若溶液变红，
2
则溶质为Na CO 和NaOH，若溶液不变色，则溶质只有Na CO 。
2 3 2 3
故答案为：
（1）除去CO气体中的水蒸气和甲酸；
（2）节约药品；
（3）取少量实验结束后D装置中的溶液，加入过量BaCl 溶液，有白色沉淀生成；静置，取上
2
层清液滴加酚酞溶液，若溶液变红，则溶质为Na CO 和NaOH，若溶液不变色，则溶质只有
2 3
Na CO 。
2 3
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考点五．金属锈蚀的条件及其防护
17．（2023•内江）金属材料在人类活动中有着广泛的应用。下列有关说法正确的是（ ）
A．合金中只含金属元素
B．金能压成很薄的片，说明金的熔点高
C．在铁锅表面涂油，可减缓钢铁的锈蚀
D．铁能从ZnSO 、CuSO 的溶液中置换出锌和铜
4 4
【解答】解：A、合金是指在一种金属中加热熔合其它金属或非金属而形成的具有金属特性的物
质，合金中不是只含金属元素，还可能含有非金属元素，故选项说法错误。
B、金能压成很薄的片，说明金具有良好的延展性，故选项说法错误。
C、铁生锈实际上是铁与氧气、水等发生化学反应的过程，在铁锅表面涂油，隔绝氧气和水，可
减缓钢铁的锈蚀，故选项说法正确。
D、锌、铁、铜三种金属活动性：锌＞铁＞铜，铁能置换出CuSO 的溶液中的铜，不能置换出
4
ZnSO 的溶液中锌，故选项说法错误。
4
故选：C。
18．（2023•无锡）用如图所示装置探究铜生锈的条件，一个月后发现铜丝未生锈。下列叙述错误
的是（ ）
A．金属的腐蚀是金属从单质变成化合物的过程
B．在潮湿的空气中，铝比铁耐锈蚀
C．在有氧气和水的条件下，铜比铁易生锈
D．铜生锈可能与空气中的O 、H O和CO 有关
2 2 2
【解答】解：A、金属的腐蚀，与氧气、水等发生反应，是金属从单质变成化合物的过程，故选
项说法正确。
B、在潮湿的空气中，铝比铁耐锈蚀，因为铝在空气中能与氧气反应，其表面生成一层致密的氧
化铝薄膜，阻止内部的铝进一步被氧化，故选项说法正确。
C、用如图所示装置探究铜生锈的条件，一个月后发现铜丝未生锈，说明在有氧气和水的条件下，
铜不如铁易生锈，故选项说法错误。
D、用如图所示装置探究铜生锈的条件，氢氧化钠溶液能吸收空气中的二氧化碳，氢氧化钠固体
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能防止空气中的二氧化碳、水蒸气进入盛有铜丝的试管中，一个月后发现铜丝未生锈，说明铜
生锈可能与空气中的O 、H O和CO 有关，故选项说法正确。
2 2 2
故选：C。
19．（2023•保山一模）金属在生产、生活中有广泛应用。
（1）共享单车作为代步工具，既轻便灵活，又环保。图1是一款自行车的图片，所标材料中，
车架主要含有的金属元素是 铁 ，为防止车架生锈，可以采取的防锈措施是 刷漆 ，铝合
金与纯铝相比，其硬度更 大 （填“大”或“小”）。
（2）赤铁矿是炼铁的一种矿石，Fe O 属于 氧化物 （填“单质”或“氧化物”）。如图2
2 3
所示，实验室用一氧化碳还原氧化铁，请写出先通入一氧化碳再点燃酒精灯的原因： 排尽装
置内的空气，防止一氧化碳与热空气混合发生爆炸 。
（3）为了验证Fe、Cu、Ag三种金属的活动性顺序，下列选用的药品可行的是 ①③ （填
序号）。
①Fe、CuSO 溶液、Ag
4
②FeSO 溶液、Cu、Ag
4
③FeSO 溶液、Cu、AgNO 溶液
4 3
④FeSO 溶液、CuSO 溶液、Ag
4 4
（4）由两种元素组成的某合金6g与足量的稀硫酸充分反应后，生成0.2g氢气。下列说法不合
理的是 EF （填序号）。
A.合金中的元素可能是Fe和Cu
B.所得溶液中的溶质可能是硫酸镁和硫酸
C.合金中的元素可能是Zn和Fe
D.所得溶液中的溶质可能是硫酸铝和硫酸
E.合金中的元素可能是Zn和Ag
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F.所得溶液中的溶质可能是硫酸镁、硫酸铝和硫酸
（5）在硝酸铜、硝酸银的混合溶液中加入一定量的锌粉，充分反应后过滤。下列说法正确的是
B （填序号）。
A.若滤液为无色，则滤渣中一定有银和锌，可能有铜
B.若滤液为蓝色，则滤液中一定有Cu2+、Zn2+，可能有Ag+
C.若往滤渣中加入稀盐酸有气泡产生，则滤液中一定有Zn2+、Ag+，可能有Cu2+
D.若往滤液中加入稀盐酸有白色沉淀产生，则滤渣中一定有银和铜，可能有锌
【解答】解：（1）车架主要含有的金属元素是铁，为防止车架生锈，可以采取的防锈措施是刷
漆，铝合金与纯铝相比，其硬度更大；
（2）赤铁矿是炼铁的一种矿石，主要成分是氧化铁，氧化铁由铁元素和氧元素组成，属于氧化
物，实验室用一氧化碳还原氧化铁，一氧化碳是可燃性的气体，点燃不纯的一氧化碳可能会发
生爆炸，则先通入一氧化碳再点燃酒精灯的原因是排尽装置内的空气，防止一氧化碳与热空气
混合发生爆炸；
（3）①铁与硫酸铜溶液反应能置换出铜，说明活动性铁＞铜，银和硫酸铜溶液不反应，说明铜
＞银，由此可得出三种金属的活动性铁＞铜＞银，则①方案可行，故①符合题意；
②Cu、Ag与FeSO 溶液均不反应，说明活动性铁＞铜，铁＞银，无法判断铜和银的活动性强
4
弱，则②方案不可行，故②不符合题意；
③Cu和AgNO 溶液反应置换出银，说明活动性Cu＞Ag，Cu和FeSO 溶液不反应，说明活动
3 4
性Fe＞Cu，由此可得出三种金属的活动性铁＞铜＞银，则③方案可行，故③符合题意；
④Ag与FeSO 溶液、CuSO 溶液均不反应，说明活动性Fe＞Ag，Cu＞Ag，无法判断铜和铁的
4 4
活动性强弱，则④方案不可行，故④不符合题意；
故选：①③；
（4）A、铁与稀硫酸反应的方程式为 Fe+H SO ＝FeSO +H ↑，铜不与稀硫酸反应，若5.6g铁
2 4 4 2
与0.4g铜与稀硫酸反应可生成0.2g氢气，故A正确；
B、镁与稀硫酸反应的方程式为Mg+H SO ＝MgSO +H ↑，每24份质量的镁可生成2份质量的
2 4 4 2
氢气，铜不与稀硫酸反应，若是2.4g镁与3.6g铜反应生成0.2g氢气，加入的硫酸过量，溶质是
硫酸镁和硫酸，故B正确；
C、铁与稀硫酸反应的方程式为Fe+H SO ＝FeSO +H ↑，若6g全部是铁，生成氢气的质量大于
2 4 4 2
0.2g，锌与稀硫酸反应的方程式为Zn+H SO ＝ZnSO +H ↑，若6g全部是锌，生成氢气的质量
2 4 4 2
小于0.2g，则合金中的元素可能是Zn和Fe，故C正确；
D、铝与稀硫酸反应的方程式为2Al+3H SO ＝Al （SO ） +3H ↑，每54份质量的铝反应生成6
2 4 2 4 3 2
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份质量的氢气，铜不与稀硫酸反应，若 1.8g铝与4.2g铜与稀硫酸反应可生成0.2g氢气，故D正
确；
E、锌与稀硫酸反应的方程式为Zn+H SO ＝ZnSO +H ↑，每65份质量的锌生成2份质量的氢气，
2 4 4 2
银不与稀硫酸反应，则6gZn和Ag合金与稀硫酸反应不可能生成0.2g氢气，故E错误；
F、镁与稀硫酸反应的方程式为Mg+H SO ＝MgSO +H ↑，若6g全部是镁，生成氢气的质量大
2 4 4 2
于0.2g，铝与稀硫酸反应的方程式为2Al+3H SO ＝Al （SO ） +3H ↑，若6g全部是铝，生成
2 4 2 4 3 2
氢气的质量大于0.2g，则不可能是镁和铝的混合物，即所得溶液中的溶质可不能是硫酸镁、硫
酸铝和硫酸，故E错误；
故选：EF；
（5）A、锌的金属活动性比铜、银强，在硝酸铜、硝酸银的混合溶液中加入一定量的锌粉，锌
先与硝酸银溶液反应生成硝酸锌和银，硝酸银反应完，若还有锌粉，锌才能与硝酸铜溶液反应
生成硝酸锌和铜，若滤液为无色，说明硝酸铜一完全反应，锌可能有剩余，则滤渣中一定有银
和铜，可能有锌，故A错误；
B、若滤液为蓝色，说明滤液中含有硝酸铜，硝酸银可能有剩余，则滤液中一定有 Cu2+、Zn2+，
可能有Ag+，故B正确；
C、若往滤渣中加入稀盐酸有气泡产生，则滤渣中含有锌，说明锌过量，则滤液中一定有Zn2+、
不可能有Ag+，Cu2+，故C错误；
D、若往滤液中加入稀盐酸有白色沉淀产生，说明滤液中含有硝酸银，则滤渣中一定有银，不可
能有铜和锌，故D错误；
故选：B。
一．选择题（共15小题）
1．（2023•滨城区二模）下列各组物质不能验证Mg、Fe、Cu三种金属活动性强弱的是（ ）
A．稀盐酸、Mg、Fe、Cu
B．MgSO 溶液、Fe、Cu
4
C．Mg、FeSO 溶液、Cu
4
D．MgSO 溶液、Fe、Cu（NO ） 溶液
4 3 2
【解答】解：A、镁与稀盐酸应置换出氢气，说明了活动性镁＞氢；铁与稀盐酸反应置换出氢气，
说明了活动性铁＞氢；但镁与稀盐酸的反应比铁与稀盐酸的反应剧烈，则可得镁＞铁；铜与稀
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盐酸不反应，说明氢＞铜；由此可得出三种金属活动性镁＞铁＞铜；故该方案合理。
B、铁、铜与MgSO 溶液均不反应，说明了活动性镁＞铁，镁＞铜，但无法确定铁和铜的活动
4
性强弱，故该方案不合理。
C、镁与FeSO 溶液反应置换出铁，说明了活动性镁＞铁；铜与FeSO 溶液不反应，说明了活动
4 4
性铁＞铜；由此可得出三种金属活动性镁＞铁＞铜；故该方案合理。
D、Fe与MgSO 溶液不反应，说明了活动性镁＞铁；铁能与Cu（NO ） 溶液溶液反应生成硝酸
4 3 2
亚铁溶液和铜，说明了活动性铁＞铜；由此可得出三种金属活动性镁＞铁＞铜；故该方案合理。
故选：B。
2．（2023•绵竹市模拟）某兴趣小组在研究Zn﹣Cu合金、Zn﹣Fe合金、Fe﹣Al合金、Fe﹣Cu合
金时，发现其中一种合金9g与足量稀盐酸充分反应产生了0.4g气体，该合金可能是（ ）
A．Zn﹣Cu合金 B．Zn﹣Fe合金 C．Fe﹣Al合金 D．Fe﹣Cu合金
【解答】解：金属活动性顺序中，氢前面的金属能与稀盐酸反应生成氢气，氢后面的金属不能
与稀盐酸反应产生氢气。铜位于氢后，不与稀盐酸反应，锌、铁、铝位于氢前，都能与稀盐酸
反应产生氢气。
设生成0.4g氢气时消耗的锌、铁、铝的质量分别为x、y、z，则
Zn+2HCl═ZnCl +H ↑
2 2
65 2
x 0.4g
65 x
=
2 0.4g
解得x＝13g
Fe+2HCl═FeCl +H ↑
2 2
56 2
y 0.4g
56 y
=
2 0.4g
解得y＝11.2g
2Al+6HCl═2AlCl +3H ↑
3 2
54 6
z 0.4g
54 z
=
6 0.4g
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解得z＝3.6g
由于合金9g与足量稀盐酸充分反应产生了0.4g气体，那么合金中成分金属生成0.4g氢气，需要
金属质量要有大于9g和小于9g的，或有金属与酸不反应生成氢气和需要金属质量小于9g的。
A、生成0.4g氢气，需要Zn质量13g＞9g，Cu不反应，不符合题意；
B、生成0.4g氢气，需要Zn质量13g＞9g，Fe质量11.2g＞9g，不符合题意；
C、生成0.4g氢气，需要Fe质量11.2g＞9g，Al质量3.6g＜9g，符合题意；
D、生成0.4g氢气，需要Fe质量11.2g＞9g，Cu不反应，不符合题意。
故选：C。
3．（2023•隆回县二模）为了验证铁、锌、铜三种金属的活动性顺序，某化学小组设计了以下四种
方案，其中可行的是（ ）
A．将Cu分别加入到ZnSO 、FeSO 溶液中
4 4
B．将Fe、Cu分别加入到ZnSO 溶液中
4
C．将Zn、Cu分别加入到FeSO 溶液中
4
D．将Zn分别加入到FeSO 、CuSO 溶液中
4 4
【解答】解：A、将Cu分别加入到ZnSO 、FeSO 溶液中，均不发生反应，只能证明铜的活动
4 4
性顺序小于铁和锌，无法判断铁和锌的活动性顺序，方案不可行，故选项错误。
B、将Fe、Cu分别加入到ZnSO 溶液中，Fe和Cu与ZnSO 溶液均不反应，只能证明Zn的活动
4 4
性顺序大于Cu和Fe，无法判断铁和铜的活动性顺序，方案不可行，故选项错误。
C、将Zn、Cu分别加入到FeSO 溶液中，Zn可以与硫酸亚铁溶液反应置换出铁单质，证明金属
4
活动性顺序Zn＞Fe，Cu不与硫酸亚铁溶液反应，说明金属活动性顺序 Fe＞Cu，则Zn＞Fe＞
Cu，方案可行，故选项错误。
D、将Zn分别加入到FeSO 、CuSO 溶液中，Zn与两种溶液均能发生置换反应，生成铁单质和
4 4
铜单质，只能证明Zn的活动性顺序大于Cu和Fe，无法判断铁和铜的活动性顺序，方案不可行，
故选项错误。
故选：C。
4．（2023•衡南县模拟）现有X、Y、Z三种金属，如果把X和Y分别放入稀硫酸中，X溶解并产
生氢气，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的金属活动性顺序由强到弱的顺序排列为（ ）
A．XYZ B．XZY C．YZX D．ZXY
【解答】解：由题中把X和Y分别放入稀硫酸中，X可以反应产生氢气，Y不反应，可知X位
于氢之前，Y位于氢后；而把Y和Z放入硝酸银溶液中，过一会儿，在Y表面有银析出，Z表
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面没有变化说明Y位于银之前，Z位于银之后。就是说X、Y、Z的金属活动性顺序由强到弱应
是X、Y、Z；
故选：A。
5．（2023•泉州模拟）通常情况下，相同体积的溶液中溶质质量越大，溶液密度越大。如图，将悬
挂在弹簧秤上的铁块浸没在CuSO 溶液中，一段时间后，弹簧秤读数变大，溶液体积变化忽略
4
不计。下列有关实验的表述错误的是（ ）
A．铁块表面覆盖一层红色物质
B．溶液中的溶质质量减小
C．读数变大的原因是金属总质量增大，溶液密度变小
D．若将CuSO 溶液换成稀硫酸，弹簧秤读数也会变大
4
【解答】解：A、铁与硫酸铜溶液反应，生成硫酸亚铁和铜，其中铜是红色的，所以看到的实验
现象是：铁块表面覆盖一层红色物质，故A正确；
B、铁与硫酸铜溶液反应的化学方程式为：Fe+CuSO ＝FeSO +Cu，每消耗160份质量的硫酸铜，
4 4
可生成152份质量的硫酸亚铁，所以溶液中的溶质质量减小，故B正确；
C、铁与硫酸铜溶液反应的化学方程式为：Fe+CuSO ＝FeSO +Cu，每消耗56份质量的铁，可生
4 4
成64份质量的铜，所以固体质量增加；已知通常情况下，相同体积的溶液中溶质质量越大，溶
液密度越大；由B中分析，溶液中溶质的质量减小，则密度减小，则弹簧秤读数变大，即读数
变大的原因是金属总质量增大，溶液密度变小，故B正确；
D、若将硫酸铜换成稀硫酸，发生反应的化学方程式为：Fe+H SO ＝FeSO +H ↑，根据化学方
2 4 4 2
程式可知，每消耗56份质量的铁，可生成2份质量的氢气，所以固体质量减小；每消耗98份质
量的硫酸，可生成152份质量的硫酸亚铁，所以溶液中的溶质质量增加，已知通常情况下，相同
体积的溶液中溶质质量越大，溶液密度越大；所以该反应溶液密度增大，则弹簧秤读数变小，
不会变大，故D错误。
故选：D。
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6．（2023•环翠区模拟）如图是某化学兴趣小组设计的观察铁制品锈蚀的实验装置。下列相关叙述
中正确的是（ ）
①一段时间后，铁丝会由下向上出现锈蚀现象
②一段时间后，水面处铁丝锈蚀严重
③一段时间后，塑料瓶会变膨胀，因为铁生锈要放热
④一段时间后，塑料瓶会变瘪，因为铁生锈消耗了氧气
A．①② B．②④ C．②③ D．③④
【解答】解：铁生锈是铁与氧气、水共同作用的结果，氧气与水和铁接触的越充分，生锈越严
重，在水面处的铁丝与水和氧气充分接触，故一段时间后，水面处的铁丝锈蚀严重，水面上部
的和下部的铁丝锈蚀不明显，故①错误，②正确；铁生锈需要消耗氧气，导致瓶内的气压减小，
故一段时间后塑料瓶会变瘪，故③错误，④正确。
故选：B。
7．（2023•任丘市校级模拟）将一定质量的锌粉加入含硝酸银和硝酸铜的混合溶液中，充分反应。
反应过程中固体质量与加入锌粉的质量关系如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．a点固体为锌和银
B．b点固体中加入稀盐酸有气泡产生
C．c点溶液为无色
D．d点固体为银和铜
【解答】解：A、由金属活动性Zn＞Cu＞Ag，将一定质量的锌粉加入含硝酸银和硝酸铜的混合
溶液中，锌先与 AgNO 反应生成硝酸锌和银，AgNO 反应完，若还有锌粉，锌才能与 Cu
3 3
（NO ） 反应生成硝酸锌和铜。a点时硝酸银还没有完全反应，固体为银，故选项说法错误。
3 2
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B、b点时，锌和硝酸银恰好完全反应，固体是银，加入稀盐酸，银和稀盐酸不反应，没有气泡
产生，故选项说法错误。
C、c点时锌和硝酸铜恰好完全反应，所得溶液为硝酸锌溶液，溶液为无色，故选项说法正确。
D、至c点，锌和硝酸铜恰好完全反应，d固体为银、铜、锌，故选项说法错误。
故选：C。
8．（2023•柳州三模）已知锰（Mn）的金属活动性介于镁与锌之间，若要验证铁、铜、锰的金属
活动性强弱，下列实验能达到目的的是（ ）
A． B．
C． D．
【解答】解：A、Fe、Mn均能与CuSO 溶液反应，说明了活动性铁＞铜，锰＞铜，但无法确定
4
铁和锰的活动性强弱，故A不能达到实验目的；
B、Cu、Fe均不与硫酸锰溶液反应，说明了活动性锰＞铜，锰＞铁，但无法确定铁和铜的活动
性强弱，故B不能达到实验目的；
C、Mn与硫酸亚铁溶液反应，说明了活动性锰＞铁，铜不与硫酸亚铁溶液反应，说明活动性铁
＞铜，则可得出三种金属的活动性顺序为：锰＞铁＞铜，故C能达到实验目的；
D、铜不与硫酸亚铁溶液反应，说明活动性铁＞铜，铜不与硫酸锰溶液反应，说明了活动性锰＞
铜，但无法确定铁和锰的活动性强弱，故D不能达到实验目的；
故选：C。
9．（2023•金安区校级三模）实验研究铁锈蚀影响因素，记录如下。下列分析错误的是（ ）
实验装置 序号 其他试剂 100min时O 的含量
2
① 干燥剂 21%
② 10滴水 15%
③ 10滴水和1.0g食盐 8%
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A．①中铁未生锈，②③中铁已锈蚀
B．①②③证明炭粉对铁锈蚀有影响
C．①②证明水对铁锈蚀有影响
D．②③证明食盐能加快铁锈蚀
【解答】解：A、①加入干燥剂后，铁粉只与氧气接触，不会锈蚀；②加入10滴水后，铁粉与
水和氧气同时接触，铁粉慢慢锈蚀；③加入10滴水和1.0g食盐，铁粉与氧气和水同时接触，且
食盐能加快铁粉的锈蚀速率，所以铁粉很快锈蚀，故A正确。
B、三个实验中的铁粉中均混有炭粉，实验①中的铁粉没有锈蚀，②、③的铁粉发生锈蚀，对
比三个实验，并不能证明炭粉对铁锈蚀有影响，故B错误；
C、①加入干燥剂后，铁粉不会锈蚀；②加入10滴水后，铁粉慢慢锈蚀，因此①②证明水对
铁锈蚀有影响，故C正确；
D、②加入10滴水后，铁粉慢慢锈蚀；③加入10滴水和1.0g食盐，铁粉很快锈蚀，因此
②③证明食盐能加快铁锈蚀，故D正确。
故选：B。
10．（2023•郑州模拟）根据以下铁钉生锈实验的设计，得出的结论不正确的是（ ）
A．对比甲、丙，说明铁生锈一定要有水参加
B．对比乙、丙，说明铁生锈一定要有氧气参加
C．对比甲、乙，说明铁生锈一定要有氧气参加
D．对比丙、丁，说明铁在水面附近生锈的速度较快
【解答】解：A、对比甲、丙，甲中没有水不生锈，丙中有水生锈，说明铁生锈一定要有水参加，
【25淘宝店铺：向阳百分百】关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
正确；
B、对比乙、丙，乙中没有氧气不生锈，丙中有氧气生锈，说明铁生锈一定要有氧气参加，正确；
C、对比甲、乙，乙中有水，而甲中没有水，不能说明铁生锈一定要有氧气参加，错误；
D、对比丙、丁，说明铁在水面附近生锈的速度较快，正确；
故选：C。
11．（2023•任城区一模）向质量均为m的锌粉和铁粉中分别滴加100g相同质量分数的稀硫酸，反
应过程中产生气体的质量与所加稀硫酸的质量关系如图所示。下列叙述中正确的是（ ）
A．反应结束后，两种金属均有剩余
B．反应结束后，消耗硫酸的质量相等
C．b表示的是铁和稀硫酸反应的情况
D．反应结束后，所得溶液的质量相等
【解答】解：A、由图可知，稀硫酸的质量不到100g时，气体的质量就不再变化，则稀硫酸有
剩余，所以反应结束后，两种金属均完全反应，故选项说法错误。
B、由图可知，生成气体的质量不相等，该气体是氢气，氢气全部来自于稀硫酸，所以反应结束
后，消耗硫酸的质量不相等，故选项说法错误。
C、锌和铁与稀硫酸反应都生成+2价的盐，锌的相对原子质量大于铁，则相同质量的锌和铁与
过量稀硫酸反应，铁产生气体的质量要大，所以b表示的是铁和稀硫酸反应的情况，故选项说法
正确。
D、反应结束后，锌和铁完全反应，但是生成气体的质量不相等，则所得溶液的质量不相等，故
选项说法错误。
故选：C。
12．（2023•宁津县三模）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（ ）
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A． B．
C． D．
【解答】解：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。
13．（2023•二道区校级一模）高铁列车车体材料使用了含镍不锈钢，工业上火法炼镍的原理是：
高温
C+NiO 2 ¯ Ni+CO 2 ↑，下列说法错误的是（ ）
❑
A．反应中NiO 发生还原反应
2
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B．气体产物中可能有CO
C．该不锈钢中还含有铁和碳
D．该不锈钢合金的硬度小于纯铁
【解答】解：A、NiO 失去了氧，发生了还原反应，故选项说法正确。
2
B、碳和二氧化碳在高温下反应生成一氧化碳，气体产物中可能有CO，故选项说法正确。
C、钢是含碳量为0.03%～2%的铁合金，则该不锈钢中还含有铁和碳，故选项说法正确。
D、合金的硬度比组成它的纯金属的硬度大，该不锈钢合金的硬度大于纯铁，故选项说法错误。
故选：D。
14．（2023•盘锦三模）钛镍形状记忆合金具有形状记忆功能，可揉成一团放入卫星或宇宙飞船舱
高温
内，需要时可在一定条件下恢复原来的形状。冶炼金属钛的反应原理为：①2Cl 2 +TiO 4 ¯
❑
高温
TiCl 4 +2X、②TiCl 4 +3Mg ¯ Ti+3MgCl 2 。下列说法不正确的是（ ）
❑
A．①中X的化学式为O
2
B．金属钛由钛分子构成
C．TiCl 中钛元素的化合价为+4
4
D．①②均属于置换反应
【解答】解：A、根据质量守恒定律可知，化学反应前后原子的种类和个数不变，反应①中，
反应前：Cl原子4个、Ti原子1个、O原子4个，反应后Cl原子4个、Ti原子1个，则2X中含
有4个O原子，X的化学式为O ，说法正确；
2
B、金属钛是由钛原子构成的，不是钛分子，说法错误；
C、TiCl 中氯元素的化合价为﹣1价，设钛元素的化合价为x，根据化合物中正负化合价代数和
4
为0可知：x+（﹣1）×4＝0，x＝+4，说法正确；
D、反应①②均是由单质和化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，均属于置换反
应，说法正确；
故选：B。
15．（2023•东方二模）向FeCl 和CuCl 的混合溶液中加入一定量Zn粉，充分反应后过滤，向滤
2 2
渣中滴加稀盐酸，有气泡冒出。下列说法正确的是（ ）
A．滤渣中一定有Cu和Fe
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B．滤渣中一定有Zn
C．滤液中只能有ZnCl
2
D．滤液中可能存在CuCl
2
【解答】解：根据金属金属活动性顺序：锌＞铁＞氢＞铜，向FeCl 和CuCl 的混合溶液中加入
2 2
一定量Zn粉，锌先与氯化铜反应生成铜和氯化锌，氯化铜反应完全之后，锌才会与氯化亚铁反
应生成铁和氯化锌；充分反应后过滤，向滤渣中滴加稀盐酸，有气泡冒出，说明滤渣中有排在
氢前面的金属，即滤渣中至少含有铜和铁，也可能含有锌；滤液中一定没有氯化铜，一定有氯
化锌，可能含有氯化亚铁。
A、由上述分析，滤渣中一定有铜和铁，可能含有Zn，故选项说法正确。
B、由上述分析，滤渣中一定有铜和铁，可能含有Zn，故选项说法错误。
C、由上述分析，当锌不足时，滤渣中有铜、铁，氯化亚铁部分反应时，滤液中有氯化锌、氯化
亚铁，故选项说法错误。
D、因为滤渣中一定有铜和铁，即氯化亚铁参与了反应，则氯化铜一定反应完全，故滤液中不可
能存在Cu2+，故选项说法错误。
故选：A。
二．实验题（共3小题）
16．（2023•夏津县二模）金属及金属材料在日常生活、生产中具有广泛的应用。
（1）《周礼•考工记》中有关于将铜、锡以不同比例熔合制成功能各异的青铜器的记载。青铜
的硬度 ＞ 铜的硬度（填“＞”或“＜”或“＝”）。
（2）《开工天物》中有“淘洗铁砂”“生熟炼铁”等钢铁冶炼过程记载。如图体现的是现代工
业炼铁的主要原理。
①下列两项实验操作，顺序在先的是 B 。
A．加热玻璃管
B．通入一氧化碳
高温
②玻璃管中发生反应的化学方程式为 3CO+Fe O ¯ 2Fe+3CO 。
2 3 ❑ 2
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（3）《梦溪笔谈》中记载了两种用“苦泉水”制取铜的方法：“挹其水熬之，则成胆矾，烹胆
矾 则 成 铜 ； 熬 胆 矾 铁 釜 ， 久 之 亦 化 为 铜 ” 。 后 者 的 主 要 流 程 如 图 ：
①前一方法中，“烹胆矾则成铜”的过程中发生的是 化学 （选填“物理”或“化学”）变
化。
②后一方法中，盛装硫酸铜溶液的“铁釜”中发生反应的化学方程式为 Fe+CuSO ＝
4
Cu+FeSO 。该反应属于基本反应类型中的 置换 反应。
4
【解答】解：（1）青铜和铜合金，合金硬度比纯铜硬度大。
（2）①工业炼铁时，为防止一氧化碳与装置中的空气混合后遇热发生爆炸，则应先通入一段时
间一氧化碳，后加热玻璃管。
② 一 氧 化 碳 与 氧 化 铁 反 应 生 成 铁 和 二 氧 化 碳 ， 反 应 的 化 学 方 程 式 为
高温
Fe O +3CO ¯ 2Fe+3CO 。
2 3 ❑ 2
（3）①“烹胆矾则成铜”的过程中有新物质生成，则为化学变化。
②硫酸铜能与铁反应生成铜和硫酸亚铁，反应的化学方程式为Fe+CuSO ＝FeSO +Cu；
4 4
该反应为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，属于置换反应。
故答案为：
（1）＞；
高温
（2）B； 3CO+Fe O ¯ 2Fe+3CO ；
2 3 ❑ 2
（3）化学；Fe+CuSO ＝Cu+FeSO ；置换。
4 4
17．（2023•五华区校级三模）通过学习，你已经掌握了实验室制取气体的有关规律，如图是老师
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提供的一些实验装置。请结合如图所示回答问题：
（1）仪器a的名称是 铁架台 。
（2）若用G装置收集O ，实验完毕后，先将导管从水槽中移出，再熄灭酒精灯的目的是 防
2
止水槽中的水倒吸入试管，使试管炸裂 。
（3）实验室若用 B 装置制取二氧化碳，反应的化学方程式是 CaCO +2HCl ＝
3
CaCl +H O+CO ↑ 。用H装置收集二氧化碳，二氧化碳应从 b （b或c）导管进入集气瓶。
2 2 2
（4）某化学兴趣小组同学利用甲酸（HCOOH）与浓硫酸制备一氧化碳，并用如图装置测定赤
浓硫酸
铁矿样品中氧化铁的质量分数。（已知：HCOOH ¯ CO↑+H O）
2
60−80℃
①实验操作中正确的顺序是 B （填字母选项）。
A．先点燃乙处的酒精灯，再滴加甲酸
B．先滴加甲酸，再点燃乙处的酒精灯
②实验中丁装置的作用是 AB （填字母选项）。
A．检验二氧化碳
B．收集一氧化碳，防止污染空气
③实验前称量赤铁矿样品的质量为mg，当乙装置中固体质量不再改变时，称量发现乙装置中固
【31淘宝店铺：向阳百分百】关注公众号：陆陆高分冲刺 ~领取：最新版“小中高考-总复习”、最新试卷下载
10n
体质量减少了ng，计算该样品中氧化铁的质量分数为 ×100% （用含字母m、n的式子
3m
表示）。
【解答】解：（1）仪器a的名称是铁架台；
（2）若用G装置收集 O ，实验完毕后，先将导管从水槽中移出，再熄灭酒精灯是防止装置内
2
压强减小，使水倒吸入试管，使试管炸裂；
（3）实验室若用B装置制取二氧化碳，选择大理石和稀盐酸反应，大理石和主要成分是碳酸钙，
碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水、二氧化碳，反应的化学方程式是：CaCO +2HCl＝
3
CaCl +H O+CO ↑；二氧化碳的密度大于空气，因此用H装置收集二氧化碳时，二氧化碳应从b
2 2 2
导管进入集气瓶；
（4）①甲酸反应生成一氧化碳，一氧化碳不纯时燃烧可能会爆炸，故选滴加甲酸，排尽装置内
的空气，再点燃乙处的酒精灯，故选B；
②二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，根据澄清石灰水是否变浑浊，可以检验二氧化碳；一氧化
碳不与石灰水反应，又可以将瓶中的石灰水排出，可收集一氧化碳，故选AB；
高温
③乙装置中的反应： Fe O +3CO ¯ 2Fe+3CO ，根据化学方程式可看出，乙装置中固
2 3 ❑ 2
体减少的质量是氧化铁中氧元素的质量，即氧化铁中氧元素的质量为 ng，则氧化铁的质量为：
16×3 10n
ng÷( ×100%)= g， 所 以 该 样 品 中 氧 化 铁 的 质 量 分 数 为
56×2+16×3 3
10n
g
3 10n 。
×100%= ×100%
mg 3m
故答案为：（1）铁架台；
（2）防止水槽中的水倒吸入试管，使试管炸裂；
（3）CaCO +2HCl＝CaCl +H O+CO ↑；b；
3 2 2 2
（4）①B；
②AB；
10n
③
×100%。
3m
18．（2023•驿城区三模）金属在生产、生活中有着广泛的用途，铁是目前世界上使用最多的金属。
（1）铁可制成铁锅烹调食物，利用了铁的延展性和 导热 性。
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（2）铝制品耐腐蚀是因其表面生成了致密的氧化铝薄膜，该反应的化学方程式为 4Al+3O ＝
2
2Al O 。
2 3
（3）将一定量的锌粉放入盛有硝酸铜和硝酸银的混合溶液的烧杯中，充分反应后过滤，得到固
体甲和溶液乙。若反应前后烧杯中溶液的质量不变，则：
①分析固体甲的成分是 一定含有银和铜，可能含有锌 ；
②写出一个相关反应的化学方程式 Zn+2AgNO ＝ Zn （ NO ） +2Ag 或 Zn+Cu （ NO ） ＝ Zn
3 3 2 3 2
（ NO ） +Cu ；
3 2
③说明反应前后溶液质量不变的原因： 锌与硝酸银反应后溶液的质量减少，锌与硝酸铜反应
后溶液的质量增加，溶液减少的质量与溶液增加的质量相同 。
（4）实验室可利用下图所示装置模拟炼铁反应。
高温
①写出A装置玻璃管内发生反应的化学方程式 3CO+F e 2 O 3 ¯ 2Fe+3CO 2 。
❑
②请设计实验方案，检验实验后B装置溶液中含有氢氧化钠： 取适量实验后装置 B 中的溶液
放到试管中，向试管中加入过量的氯化钙溶液，静置后向上层清液中加入几滴酚酞溶液，观察
到上层清液变红，表明实验后 B 装置溶液中含有氢氧化钠 （简要写出实验步骤、现象和结
论）。
（5）现有13g锌与足量的稀硫酸充分反应，理论上可以制取氢气的质量是多少？
【解答】解：（1）铁可制成铁锅烹调食物，利用了铁的延展性和导热性。
（2）铝制品耐腐蚀是因为铝与空气中的氧气反应在其表面生成了致密的氧化铝薄膜，故反应的
化学方程式写为：4Al+3O ＝2Al O 。
2 2 3
（3）①锌、铜、银三种金属的活动性由强到弱的顺序是锌、铜、银，将一定量的锌粉放入盛有
硝酸铜和硝酸银的混合溶液的烧杯中，锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银，反应的化学方程式
为：Zn+2AgNO ＝Zn（NO ） +2Ag，参加反应的硝酸银与生成的硝酸锌的质量比为340：189，
3 3 2
反应后溶液的质量减少，硝酸银完全反应后，锌与硝酸铜反应，反应的化学方程式为：Zn+Cu
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（NO ） ＝Zn（NO ） +Cu，参加反应的硝酸铜与生成的硝酸锌的质量比为 188：189，反应后
3 2 3 2
溶液的质量增加，反应前后烧杯中溶液的质量不变，则硝酸银完全反应，硝酸铜全部或部分反
应，锌完全或部分反应，则反应后固体甲中一定含有银和铜，可能含有锌，故填一定含有银和
铜，可能含有锌。
②锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银，反应的化学方程式为：Zn+2AgNO ＝Zn（NO ）
3 3
+2Ag，硝酸银完全反应后，锌与硝酸铜反应，反应的化学方程式为：Zn+Cu（NO ） ＝Zn
2 3 2
（NO ） +Cu，故填Zn+2AgNO ＝Zn（NO ） +2Ag或Zn+Cu（NO ） ＝Zn（NO ） +Cu。
3 2 3 3 2 3 2 3 2
③锌与硝酸银反应后溶液的质量减少，锌与硝酸铜反应后溶液的质量增加，溶液减少的质量与
溶液增加的质量相同，反应前后溶液质量不变，故填锌与硝酸银反应后溶液的质量减少，锌与
硝酸铜反应后溶液的质量增加，溶液减少的质量与溶液增加的质量相同。
（4）①由图可知，A装置玻璃管内发生的反应是一氧化碳与氧化铁在高温的条件下反应生成铁
高温
和二氧化碳，故反应的化学方程式写为：3CO+Fe 2 O 3 ¯ 2Fe+3CO 2 。
❑
②检验实验后B装置溶液中含有氢氧化钠的方法是取适量实验后装置B中的溶液放到试管中，
向试管中加入过量的氯化钙溶液，除去生成的碳酸钠，然后静置后向上层清液中加入几滴酚酞
溶液，观察到上层清液变红，表明实验后B装置溶液中含有氢氧化钠，故填取适量实验后装置
B中的溶液放到试管中，向试管中加入过量的氯化钙溶液，静置后向上层清液中加入几滴酚酞溶
液，观察到上层清液变红，表明实验后B装置溶液中含有氢氧化钠。
（5）设生成氢气的质量为x，
Zn + H SO = ZnSO + H ↑
2 4 4 2 ¿x¿
65 ¿ ¿ ¿ 13g ¿ ¿
65 13g
=
2 x
x＝0.4g
答：生成氢气的质量为0.4g。
故答案为：（1）导热；
（2）4Al+3O ＝2Al O ；
2 2 3
（3）①一定含有银和铜，可能含有锌；
②Zn+2AgNO ＝Zn（NO ） +2Ag或Zn+Cu（NO ） ＝Zn（NO ） +Cu；
3 3 2 3 2 3 2
③锌与硝酸银反应后溶液的质量减少，锌与硝酸铜反应后溶液的质量增加，溶液减少的质量与
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溶液增加的质量相同；
高温
（4）①3CO+Fe 2 O 3 ¯ 2Fe+3CO 2 ；
❑
②取适量实验后装置B中的溶液放到试管中，向试管中加入过量的氯化钙溶液，静置后向上层
清液中加入几滴酚酞溶液，观察到上层清液变红，表明实验后B装置溶液中含有氢氧化钠。
（5）0.4g。
三．计算题（共2小题）
19．（2023•娄底三模）工业上可采用某铁矿石（主要成分四氧化三铁）冶炼铁，反应原理为：
高温
Fe 3 O 4 +4CO ¯ 3Fe+4CO 2 ，若现用100t含四氧化三铁为46.4%的该矿石冶炼金属铁。
❑
请计算：
（1）该铁矿石中含四氧化三铁的质量是 46.4 t 。
（2）理论上可炼出含铁96%的生铁的质量是多少？
【解答】解：（1）该铁矿石中含四氧化三铁的质量是100t×46.4%＝46.4t。
故答案为：46.4t。
（2）设理论上可炼出含铁96%的生铁的质量是x。
高温
Fe 3 O 4 +4CO ¯ 3Fe+4CO 2 ，
❑
232 168
46.4t x×96%
232 46.4t
=
168 x×96%
x＝35t
答：理论上可炼出含铁96%的生铁的质量是35t。
20．（2023•青羊区校级模拟）我国古代将炉甘石（ZnCO ）、赤铜（Cu O）和木炭粉混合后加热
3 2
到800℃左右，得到一种外观似金子的铜和锌的合金。
（1）ZnCO 从物质类别来说属于 盐 。
3
高温
（2）赤铜与木炭粉反应（火法炼铜）的化学方程式为 2C u 2 O+C ¯ 4Cu+CO 2 ↑ 。
❑
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（3）西汉时期刘安所著的《淮南万毕术》中，有湿法炼铜（即铁与硫酸铜反应）的记载，以
“绿色化学”的观点，对照火法炼铜，湿法炼铜的优点是 操作简单、节约能源 。
（4）若用湿法炼铜的方法获取128t金属铜，则需要铁的质量是多少？
【解答】解：（1）碳酸锌是由锌离子和碳酸根离子构成的化合物，从物质类别来说属于盐。
高温
（2）赤铜与木炭粉在高温的条件下生成铜和二氧化碳，反应的化学方程式为：2Cu 2 O+C ¯
❑
4Cu+CO ↑。
2
（3）对照火法炼铜，湿法炼铜在常温下进行，优点是操作简单，节约能源。
（4）设需要铁的质量是x。
Fe+CuSO ═Cu+FeSO
4 4
56 64
x 128t
56 x
=
64 128t
x＝112t
答：需要铁的质量是112t。
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