铁生锈的化学方程式
金属的性质
一、
考纲要求
1.了解常见金属及合金的物理性质、特性及其应用；了解金属资源的利用和保护。2.掌握常见金属的化学性质，能用金属的活动性顺序对有关的置换反应进行判断。
3.掌握炼铁的原理及有关含杂质物质的化学方程式的计算。
二、
思维导图
三、
考点梳理
考点一、金属及金属资源的利用和保护
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2.7?g/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.认识合金时，应抓住五点：①合金中一定含有金属元素，且各元素都是以单质的形式存在；②合金一定具有金属特性；③合金一定是混合物；④合金中也可以有非金属；⑤形成合金的过程是熔合，并非简单的混合。
5.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。
6.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。
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.铁与盐酸和稀硫酸反应只能生成+2价的亚铁盐（FeCl2，FeSO4），而不能生成+3价的铁盐[ FeCl3，Fe2(SO4)3]。
5.铁与盐的溶液发生置换反应时，生成的是+2价的亚铁盐。
6.判断金属活动性强弱的依据：
（1）依据在相同条件下金属能否与氧气反应或与氧气反应的剧烈程度判断金属活动性强弱。
（2）在相同条件下金属能否与酸反应或与酸反应的剧烈程度判断金属活动性强弱。
（3）在相同条件下金属能否与某种盐反应判断金属活动性强弱。
7.比较三种金属活动性实验的设计方法。如验证Zn，Cu，Ag三种金属活动性实验的设计方法有三种：
（1）取活动性居中的金属单质，例如取Cu丝，而Cu两边的金属取其溶液，如ZnCl2溶液和AgNO3溶液，然后将Cu丝分别伸入两溶液中，通过是否有金属被置换出来而确定金属的活动性。即“中间的金属，两端的溶液”的方法。
（2）取金属活动性居中的金属溶液，例如取CuSO4溶液，而Cu两边的金属取其单质，如Zn片和Ag片，然后分别将Zn片和Ag片放入CuSO4溶液中，根据是否有紫红色的铜被置换出来确定金属的活动性。即“中间的溶液，两端的金属”的方法。
（3）先取Zn片、Cu丝和稀盐酸验证Zn和Cu的活动性顺序，然后取AgNO3溶液，将Cu丝插入其中验证Cu和Ag的活动性顺序。此法也可简称为“两单一液加一酸”，即先取相邻两种金属的单质，再取另一种金属的盐溶液，外加一种酸（稀盐酸或稀硫酸均可）。注意：相邻的金属中要有一种金属能与酸反应。
考点三、金属冶炼及有关计算1.工业上把能用来提炼金属的矿物叫做矿石。人类最先使用铜，而后铁，使用铝只有一百多年的历史，主要与三种金属的化学性质、冶炼难易有关。
2.工业上冶炼铁的原料、主要反应原理、主要设备见下表：
3.化学方程式表达的是纯净物间的关系，所以利用化学方程式进行计算，使用的必须是纯净物的质量，当参加反应的物质中含有杂质时，应把含杂质物质的质量换算成纯净物的质量，然后利用方程式进行计算。纯净物与含杂质物质间的质量换算关系如下：
【要点诠释】
1.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。
2.计算各种矿石的含铁量，不必非要计算出铁元素的质量分数，可以用铁元素与其他元素的原子个数之比来判断。磁铁矿（Fe3O4）中Fe，O个数比为1∶1.3，赤铁矿（Fe2O3）中Fe，O个数比为1∶1.5，而黄铁矿（FeS2）中1个硫原子相当于2个氧原子的质量，Fe，S个数比为1∶2，相当于Fe，O个数比为1∶4。Fe与O的原子个数比值越大，含铁量越高。
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典型例题
类型一、考查金属及金属资源的利用和保护
1.如图所示实验，装置中出现的现象是（ ）
【思路点拨】解答本题要掌握铁生锈的条件和压强等方面的知识。铁与氧气和水同时接触时容易生锈，铁生锈消耗了试管中的氧气从而使得试管中的气体压强减小。
【答案】D
【解析】试管中的铁丝因与氧气和水蒸气充分接触容易生锈。铁生锈消耗了试管中的氧气，使试管内压强减小；在外界大气压的作用下，烧杯中的水被压入试管内，使试管中的液面上升。
【总结升华】铁在潮湿的空气中易生锈，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。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。所以只要破坏铁制品锈蚀的条件，就能防止钢铁生锈。
【变式】如图所示，甲图是一氧化碳与氧化铁反应装置的示意图，乙图是高炉炼铁示意图。请回答下列问题：
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类型二、考查金属的化学性质
１.向一定量的稀硫酸中加入锌粉至过量，下列图象合理的是（ ）
【思路点拨】锌粒和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，随着反应的进行，酸性溶液变成中性溶液，硫酸锌和氢气的质量会越来越多直至不再发生变化。
【答案】B
【解析】
A、由于是稀硫酸变成了硫酸锌溶液，溶液由酸性变成中性，故A错误。
B、由于是每向溶液中加入65份质量的锌粒只会生成2份质量的氢气扩散出来，所以溶液的质量增加．由于硫酸本来就有质量，所以开始的质量不是零，所以是起点错误，不应该在原点；故B错误。
C、随着反应的进行，生成的氢气会越来越多直至不再增加，故C正确。
D、硫酸锌的质量不会一直增加，而应该出现一段水平的，故D错误；
【总结升华】本题考查了金属和酸反应时引起的一系列的变化，培养学生对过程的分析能力和理解能力。
【变式1】下列事实可用于判断X、Y两种金属的活动性顺序的是（ ???）
①X能和稀盐酸反应而Y不能； ②X能从Y的盐溶液中置换出Y；
③常温下X能与氧气反应而Y不能； ④在化合物中X显+3价，Y显+2价
A．①② ???B．①②③ ???C．③④ ???D．①②④
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类型三、考查有关含杂质物质的化学方程式的综合计算
１.学校课外活动小组为了测定某钢铁厂生铁样品中铁的质量分数，在实验室称取生铁样品5.8g放入烧杯中（烧杯的质量为30g）。然后再加入50g稀硫酸，使之充分反应后，称量，烧杯及烧杯中物质的总质量为85.6g(已知该反应中稀硫酸恰好反应完，杂质不参与反应)。请计算：
（1）产生氢气的质量是多少？
（2）该生铁样品中铁的质量分数？（精确到0.1％）
（3）反应后的溶液中溶质的质量分数？（精确到0.1％）
