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文檔簡介

金屬及金屬的化學性質(zhì)(基礎(chǔ))

【學習目標】

1.知道常見金屬的物理性質(zhì)、特性及其應(yīng)用;知道生鐵和鋼等重要合金。

鐵、鋁等常見金屬與氧氣的反應(yīng);掌握常見金屬與鹽酸、稀硫酸的置換反應(yīng),以及與化合物

的溶液的反應(yīng)。

3.掌握金屬的活動性順序;能用金屬的活動性順序?qū)τ嘘P(guān)的置換反應(yīng)進行簡單的判斷。

【要點梳理】

要點一、金屬材料

金屬材料包括純金屬和它們的合金。

1.幾種常見的金屬

(1)常見的重要金屬:鐵鋁銅鋅鈦錫金銀等。

(2)金屬有許多共同的性質(zhì),如:①金屬光澤;②良好導電性、導熱性;③良好的延性、

展性;④韌性好、能彎曲。

2.常見金屬的特性

(1)顏色:大多為銀白色,銅呈紫紅色、金呈黃色;

(2)狀態(tài):常溫下大多為固體,汞為液體;

(3g/cm3g/cm3;

(4);

(5)熔點差別大:鋁為3410℃,錫僅為232-C;

(6)硬度差別大:格為9,鉛僅為1.50

3.一些金屬物理性質(zhì)的比較

物理性質(zhì)物理性質(zhì)比較

導電杜(以掇的導也銀銅金鋁鋅鐵鉛

7.9(走)'

性為100作標準)(優(yōu))1009974612717

金鉛銀銅鐵鋅鋁

密度/(g,cnT')2.70(?。?

(大)19.311.310.58.927.867.14

鴇鐵銅金銀鋁錫

博點

(高)3410153510831064962660232(低)

段度(以金剛石的輅鐵銀銅金鋁鉛

1.5(?。?/p>

硬度為10作標;隹)(大)94-52.5-42.5~32.5~32-2.9

4.合金知識

(1)合金:是由兩種或兩種以上的金屬(或金屬和非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物

質(zhì)。合金是混合物,合金中至少含有一種金屬,

(2)生鐵(含碳量為2%~4.3%)和鋼(含碳量為0.03%~2%)都是鐵合金。因含碳量不同

合金的性能不同,含碳量越大,硬度越大;含碳量越低,韌性越好。

(3)黃銅、青銅、焊錫、硬鋁、18K黃金、18K白金、鈦合金等也是常見的合金。

(4)合金的性能與組成合金的各成分的性能不同。合金的硬度比組成它們的純金屬的硬度

大,合金的熔點比組成它們的純金屬的熔點低。

【要點詮釋】

1.金屬的用途要從不同金屬的各自不同的性質(zhì)以及價格、資源、美觀、便利、回收等各方面

考慮。如銀的導電性比銅好,但電線一般用銅制而不用銀制。因為銅的密度比銀的密度小,

價格比銀低很多,資源比銀豐富得多。

2.合金的硬度、強度、抗腐蝕性等一般都好于組成它們的純金屬。

要點二、金屬活動性順序(高清課堂《金屬的化學性質(zhì)》三)

常見金屬的活動性順序如下:

KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu

金屬活動性由強到弱>

【要點詮釋】

1.在金屬活動性順序里,金屬的位置越靠前,它的活動性就越強。

2.在金屬活動性順序里,位于氫前面金屬可以置換出鹽酸、稀硫酸中的氫。且金屬的位置越

靠前,它與酸反應(yīng)的速率就越大。

3.在金屬活動性順序里,位于前面的金屬能把位于后面的金屬從它們化合物的溶液里置換出

來(K、Ca、Na除外)。

要點三、置換反應(yīng)

置換反應(yīng)是由一種單質(zhì)與一種化合物反應(yīng),生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng)。如:

Mg+2HCI=MgCI2+H2t

Fe+H2SO4=FeSO4+H?t

Fe+CuSO4=FeSO4+Cu

Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NOs)2

【要點詮釋】

1.置換反應(yīng)可以表示為:A+BC=AC+B

2.置換反應(yīng)的特征:單質(zhì)+化合物二單質(zhì)+化合物

(1)反應(yīng)物一定是單質(zhì)與化合物;

(2)生成物一定是單質(zhì)與化合物。

要點四、金屬的化學性質(zhì)(高清課堂《金屬的化學性質(zhì)》)

1.金屬與氧氣的反應(yīng)

鐵鋁鎂

在氧氣中,點燃,劇烈燃燒,火在空氣中,常溫下,鋁表面在空氣中,點燃,劇烈

反應(yīng)現(xiàn)象星四射,放出大量的熱,生成黑變暗(生成一層致密氧化膜)燃燒,發(fā)出耀眼白光,

色固體生成白色固體

化學方程式3Fe+2O壁=FeO2Mg+O2應(yīng)邀=2MgO

2344AI+3O2=2AbO3

反應(yīng)特征都是氧化反應(yīng),生成金屬氧化物,且都屬于化合反應(yīng)

【要點詮釋】

(1)鉀鈣鈉鎂鋁鋅等金屬在常溫下都能與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng),其中鋁鋅在其表面形成

一層致密的氧化膜,阻止氧化反應(yīng)的繼續(xù)進行。

(2)鐵、銅在潮濕的空氣中,常溫下能夠發(fā)生緩慢氧化一一生銹。鐵生銹的條件是:鐵與

水、空氣中的氧氣共同作用;銅比鐵難生銹,生銹的條件是:銅與水、空氣中的氧氣、二氧

化碳共同作用。

(3)鎂在空氣中可以點燃,劇烈燃燒;鐵絲在空氣中不燃燒,在純氧中可以燃燒;銅在空

氣、氧氣中都不燃燒,但可以與氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧化銅;真金不怕火煉,金在高溫下

也不與氧氣反應(yīng)。

2.金屬與酸的反應(yīng)

鐵絲鋁絲銅絲

鐵絲表面產(chǎn)生少量氣泡,溶液由無鋁絲表面產(chǎn)生大量氣泡,溶液顏色沒沒有明顯現(xiàn)

稀鹽酸

反應(yīng)色變成淺綠色有變化象(不反應(yīng))

現(xiàn)象鐵絲表面產(chǎn)生少量氣泡,溶液由無鋁絲表面產(chǎn)生大量氣泡,溶液顏色沒沒有明顯現(xiàn)

稀硫酸

色變成淺綠色有變化象(不反應(yīng))

化學稀鹽酸Fe+2HCl=FeCl2+H2t2A1+6HC1=2A1C13+3H2]

方程

稀硫酸Fe+H2so產(chǎn)FeSOu+H2T2A1+3H2so產(chǎn)A12(SO03+3H2T

①上述方程式的特點是一種單質(zhì)與一種化合物反應(yīng),生成另一種單質(zhì)與另一種化合物,屬于

置換反應(yīng)類型

②根據(jù)銅與酸不反應(yīng),鐵反應(yīng)較不劇烈,而鋁反應(yīng)現(xiàn)象最劇烈,可初步推斷,三種金屬的活

討論

動性由強到弱依次是:Al>Fe>Cu

③Fe與酸反應(yīng),生成的是氯化亞鐵(FeCk)、硫酸亞鐵(FeSOJ,而不是氯化鐵(FeCL)、

硫酸鐵(FeXSOR)

【要點詮釋】

(1)參加反應(yīng)的金屬必須是排在金屬活動性順序氫前面的金屬。

(2)酸不能為強氧化性酸:如濃硫酸、硝酸。

(3)金屬與酸發(fā)生反應(yīng)后,溶液的質(zhì)量均增加。

(4)金屬與酸反應(yīng)都產(chǎn)生氣泡,但快慢有別;都放出熱量,但有多有少;溶液的顏色大多

不發(fā)生變化(鐵除外)。

3.金屬與某些化合物的溶液反應(yīng)

鐵絲浸入硫酸銅溶液鋁絲浸入硫酸亞鐵溶液銅絲浸入硫酸鋁溶液

反應(yīng)鐵絲表面有光亮的紅色物質(zhì)析出,鋁絲表面有黑色物質(zhì)析出,溶液由沒有明顯現(xiàn)象(不反

現(xiàn)象溶液由藍色變成淺綠色淺綠色變成無色應(yīng))

化學方

Fe+CuSOi=FeSOi+Cu2Al+3FeS0.i=Al(S0i)+3Fe

程式23

1上述方程式的特點是一種單質(zhì)與一種化合物反應(yīng),生成另一種單質(zhì)與另一種化合物,屬于

置換反應(yīng)類型

比2由鋁能置換出鐵,鐵能置換出銅,可推斷三種金屬的活動性由強到弱依次是:Al>Fe>Cu

③銅不能與硫酸鋁溶液反應(yīng),是因為銅的金屬活動性比鋁弱

“重點詮釋】

(1)只有較活潑的金屬才能把不太活潑的金屬從它的化合物溶液里置換出來。

(2)被置換的金屬化合物必須溶于水。

(3)鐵與酸或金屬化合物發(fā)生置換反應(yīng)時生成的鐵的化合物中鐵均顯+2價。

(4)參加反應(yīng)的金屬不能為鉀鈣鈉。如把鈉放入CuSOi溶液中,發(fā)生的反應(yīng)不是

2Na+CuS0>=Na2S04+Cu,而是2Na+2H20=2Na0H+H2f,2Na0H+CuS0i=Cu(OH)21+Na2S0.0

【典型例題】

類型一、考查金屬材料及其應(yīng)用

C1.燈泡里的燈絲用鴇制而不用錫制,主要原因是()

A.銬的導電性好B.鐺的熔點高C.鴇的硬度大D.銬的密度大

【思路點撥】金屬的用途取決于金屬的性質(zhì),但還要考慮其可行性。

【答案】B

【解析】作為燈泡中的燈絲要具有耐高溫的優(yōu)良性能,因為燈絲在通電時會產(chǎn)生熱量,如果

燈絲的熔點低,則燈絲很容易熔斷。鴇和錫都能導電,但鴇的熔點較高。

【總結(jié)升華】物質(zhì)的性質(zhì)在很大程度上決定了物質(zhì)的用途。但同時還需考慮如價格、資源以

及廢料是否易于回收等其他因素。而物質(zhì)的用途反映了它具有的性質(zhì)。

舉一反三:

【變式】下列應(yīng)用在高鐵列車上的材料,不屬于金屬材料的是()

A.不銹鋼B.玻璃C.鋁合金D.銅線

【答案】B

類型二、考查金屬的化學性質(zhì)

W2.下列關(guān)于金屬與氧氣反應(yīng)的觀點中正確的是()

A.細鐵絲在空氣中不能燃燒,是因為溫度沒有達到它的著火點

B.鋅在空氣中能與氧氣發(fā)生化學反應(yīng),其化學方程式為:Zn+O2=ZnO2

C.根據(jù)各種金屬與氧氣反應(yīng)的難易程度,可以初步比較一些金屬的化學活潑性

D.金屬與氧氣發(fā)生化學反應(yīng)時,都需要在點燃或加熱的條件下才能發(fā)生

【思路點撥】知道不同金屬在空氣和氧氣中的反應(yīng)情況和現(xiàn)象。

【答案】C

【解析】細鐵絲在空氣中不能燃燒,但在純氧中能燃燒,對比實驗條件可知空氣中鐵不能燃

燒的原因是氧氣的濃度不夠(空氣中氧氣的體積分數(shù)約為21%)0鋅與氧氣反應(yīng)生成氧化鋅,

鋅是+2價,氧是-2價,因此氧化鋅的化學式為ZnO。鎂、鋁等金屬與氧氣在常溫下就能發(fā)

生反應(yīng),如鋁制品、鎂條放在空氣中表面就能生成一層致密的氧化膜,而這也體現(xiàn)了金屬的

化學活潑性的差異。

【總結(jié)升華】鋁鋅在空氣中其表面形成一層致密的氧化膜,阻止氧化反應(yīng)的繼續(xù)進行;鐵、

銅在潮濕的空氣中,常溫下能夠發(fā)生緩慢氧化一一生銹;鎂在空氣中可以點燃,劇烈燃燒;

鐵絲在空氣中不燃燒,在純氧中可以燃燒;銅在空氣、氧氣中都不燃燒,但可以與氧氣發(fā)生

氧化反應(yīng)生成氧化銅;真金不怕火煉,金在高溫下也不與氧氣反應(yīng)。

W3.下列物質(zhì)能由金屬和酸反應(yīng)得到的是()

A.CuChB.AgCIC.AICI3D.FeCI3

【答案】C

【解析】根據(jù)金屬活動性順序,CusAg都位于H的后面不能和酸反應(yīng);而Fe、A1位于H的

前面可以和鹽酸、稀硫酸反應(yīng),生成相應(yīng)的鹽。但Fe與鹽酸反應(yīng)生成FeCk,而不是FeCL;

而A1和鹽酸反應(yīng)生成A1CU故選Co

【總結(jié)升華】鐵與鹽酸、稀硫酸、某些鹽溶液反應(yīng)生成+2價的鐵的化合物,即生成的是氯

化亞鐵(FeCl。、硫酸亞鐵(FeSO.),而不是生成FeCLFe^SO*。

C4.(2015?湖南中考)下列金屬制品中最不容易被酸雨腐蝕的是()

A.鍍鋅水管B.銅制器皿C.鐵制欄桿D.鋁合金門窗

【思路點撥】酸雨的溶液中含有氫離子,在金屬活動性順序表中位于氫后面的金屬,不與酸

反應(yīng),位于氫前的,都能與酸反應(yīng),據(jù)此分析。

【答案】B

【解析】

A、鋅位于氫前,與酸反應(yīng),故選項錯誤;

B、銅位于氫的后面,不與酸反應(yīng),故選項正確;

C、鐵位于氫前,與酸反應(yīng),故選項錯誤;

D、鋁位于氫前,與酸反應(yīng),故選項錯誤;

故選B。

【總結(jié)升華】本題以酸雨為載體,考查了金屬的活動性順序,明確金屬的性質(zhì)及金屬的活動

性順序是解題的關(guān)鍵“

舉一反三:

【變式1】下列有關(guān)鐵及其化合物的說法中錯誤的是()

A.生鐵和鋼都是鐵的合金

B.鐵在潮濕的空氣中容易生銹

C.地殼中含量最多的金屬元素是鐵元素

【).一氧化碳與氧化鐵在高溫下反應(yīng)生成鐵

【答案】C

【解析】地殼中含量最多的金屬元素是鋁元素

【變式2](2014?廣東中考)人們習慣上把金、銀、銅、鐵、錫五種金屬統(tǒng)稱“五金",其

中金屬活動性最強的是()

A.金B(yǎng).銅C.鐵D.錫

【答案】C

【變式3】下列物質(zhì)中,不能與氯化銅溶液發(fā)生置換反應(yīng)的是()

A.鎂B.鋅C.鐵D.銀

【答案】D

【解析】在金屬活動性順序里,鎂、鋅、鐵排在銅的前面,銀排在銅的后面,因此銀不能與

氯化銅發(fā)生置換反應(yīng)。

金屬及金屬的化學性質(zhì)(提高)

【學習目標】

1.知道常見金屬的物理性質(zhì)、特性及其應(yīng)用;知道生鐵和鋼等重要合金。

鐵、鋁等常見金屬與氧氣的反應(yīng);掌握常見金屬與鹽酸、稀硫酸的置換反應(yīng),以及與化合物

的溶液的反應(yīng)。

3.掌握金屬的活動性順序;能用金屬的活動性順序?qū)τ嘘P(guān)的置換反應(yīng)進行簡單的判斷。

【要點梳理】

要點一、金屬材料

金屬材料包括純金屬和它們的合金。

1.幾種常見的金屬

(1)常見的重要金屬:鐵鋁銅鋅鈦錫金銀等。

(2)金屬有許多共同的性質(zhì),如:①金屬光澤;②良好導電性、導熱性;③良好的延性、

展性;④韌性好、能彎曲。

2.常見金屬的特性

(1)顏色:大多為銀白色,銅呈紫紅色、金呈黃色;

(2)狀態(tài):常溫下大多為固體,汞為液體;

(3g/cm3g/cm3;

(4);

(5)熔點差別大:鴇為3410℃,錫僅為232-C;

(6)硬度差別大:格為9,鉛僅為1.50

3.一些金屬物理性質(zhì)的比較

物理性質(zhì)物理性質(zhì)比較

導電杜(以掇的導也銀銅金鋁鋅鐵鉛

7.9(走)'

性為100作標準)(優(yōu))1009974612717

金鉛銀銅鐵鋅鋁

密度/(g,cnT')2.70(小)'

(大)19.311.310.58.927.867.14

鴇鐵銅金銀鋁錫

博點

(高)3410153510831064962660232(低)

段度(以金剛石的輅鐵銀銅金鋁鉛

1.5(?。?/p>

硬度為10作標;隹)(大)94-52.5-42.5~32.5~32-2.9

4.合金知識

(1)合金:是由兩種或兩種以上的金屬(或金屬和非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物

質(zhì)。合金是混合物,合金中至少含有一種金屬,

(2)生鐵(含碳量為2%~4.3%)和鋼(含碳量為0.03%~2%)都是鐵合金。因含碳量不同

合金的性能不同,含碳量越大,硬度越大;含碳量越低,韌性越好。

(3)黃銅、青銅、焊錫、硬鋁、18K黃金、18K白金、鈦合金等也是常見的合金。

(4)合金的性能與組成合金的各成分的性能不同。合金的硬度比組成它們的純金屬的硬度

大,合金的熔點比組成它們的純金屬的熔點低。

【要點詮釋】

1.金屬的用途要從不同金屬的各自不同的性質(zhì)以及價格、資源、美觀、便利、回收等各方面

考慮。如銀的導電性比銅好,但電線一般用銅制而不用銀制。因為銅的密度比銀的密度小,

價格比銀低很多,資源比銀豐富得多。

2.合金的硬度、強度、抗腐蝕性等一般都好于組成它們的純金屬。

要點二、金屬活動性順序(高清課堂《金屬的化學性質(zhì)》三)

常見金屬的活動性順序如下:

KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu

金屬活動性由強到弱>

【要點詮釋】

1.在金屬活動性順序里,金屬的位置越靠前,它的活動性就越強。

2.在金屬活動性順序里,位于氫前面金屬可以置換出鹽酸、稀硫酸中的氫。且金屬的位置越

靠前,它與酸反應(yīng)的速率就越大。

3.在金屬活動性順序里,位于前面的金屬能把位于后面的金屬從它們化合物的溶液里置換出

來(K、Ca、Na除外)。

要點三、置換反應(yīng)

置換反應(yīng)是由一種單質(zhì)與一種化合物反應(yīng),生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng)。如:

Mg+2HCI=MgCI2+H2t

Fe+H2SO4=FeSO4+H?t

Fe+CuSO4=FeSO4+Cu

Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NOs)2

【要點詮釋】

1.置換反應(yīng)可以表示為:A+BC=AC+B

2.置換反應(yīng)的特征:單質(zhì)+化合物二單質(zhì)+化合物

(1)反應(yīng)物一定是單質(zhì)與化合物;

(2)生成物一定是單質(zhì)與化合物。

要點四、金屬的化學性質(zhì)(高清課堂《金屬的化學性質(zhì)》)

1.金屬與氧氣的反應(yīng)

鐵鋁鎂

在氧氣中,點燃,劇烈燃燒,火在空氣中,常溫下,鋁表面在空氣中,點燃,劇烈

反應(yīng)現(xiàn)象星四射,放出大量的熱,生成黑變暗(生成一層致密氧化膜)燃燒,發(fā)出耀眼白光,

色固體生成白色固體

化學方程式3Fe+2O壁=FeO2Mg+O2應(yīng)邀=2MgO

2344AI+3O2=2AbO3

反應(yīng)特征都是氧化反應(yīng),生成金屬氧化物,且都屬于化合反應(yīng)

【要點詮釋】

(1)鉀鈣鈉鎂鋁鋅等金屬在常溫下都能與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng),其中鋁鋅在其表面形成

一層致密的氧化膜,阻止氧化反應(yīng)的繼續(xù)進行。

(2)鐵、銅在潮濕的空氣中,常溫下能夠發(fā)生緩慢氧化一一生銹。鐵生銹的條件是:鐵與

水、空氣中的氧氣共同作用;銅比鐵難生銹,生銹的條件是:銅與水、空氣中的氧氣、二氧

化碳共同作用。

(3)鎂在空氣中可以點燃,劇烈燃燒;鐵絲在空氣中不燃燒,在純氧中可以燃燒;銅在空

氣、氧氣中都不燃燒,但可以與氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧化銅;真金不怕火煉,金在高溫下

也不與氧氣反應(yīng)。

2.金屬與酸的反應(yīng)

鐵絲鋁絲銅絲

鐵絲表面產(chǎn)生少量氣泡,溶液由無鋁絲表面產(chǎn)生大量氣泡,溶液顏色沒沒有明顯現(xiàn)

稀鹽酸

反應(yīng)色變成淺綠色有變化象(不反應(yīng))

現(xiàn)象鐵絲表面產(chǎn)生少量氣泡,溶液由無鋁絲表面產(chǎn)生大量氣泡,溶液顏色沒沒有明顯現(xiàn)

稀硫酸

色變成淺綠色有變化象(不反應(yīng))

化學稀鹽酸Fe+2HCl=FeCl2+H2t2A1+6HC1=2A1C13+3H2]

方程

稀硫酸Fe+H2so產(chǎn)FeSOu+H2T2A1+3H2so產(chǎn)A12(SO03+3H2T

①上述方程式的特點是一種單質(zhì)與一種化合物反應(yīng),生成另一種單質(zhì)與另一種化合物,屬于

置換反應(yīng)類型

②根據(jù)銅與酸不反應(yīng),鐵反應(yīng)較不劇烈,而鋁反應(yīng)現(xiàn)象最劇烈,可初步推斷,三種金屬的活

討論

動性由強到弱依次是:Al>Fe>Cu

③Fe與酸反應(yīng),生成的是氯化亞鐵(FeCk)、硫酸亞鐵(FeSOJ,而不是氯化鐵(FeCL)、

硫酸鐵(FeXSOR)

【要點詮釋】

(1)參加反應(yīng)的金屬必須是排在金屬活動性順序氫前面的金屬。

(2)酸不能為強氧化性酸:如濃硫酸、硝酸。

(3)金屬與酸發(fā)生反應(yīng)后,溶液的質(zhì)量均增加。

(4)金屬與酸反應(yīng)都產(chǎn)生氣泡,但快慢有別;都放出熱量,但有多有少;溶液的顏色大多

不發(fā)生變化(鐵除外)。

3.金屬與某些化合物的溶液反應(yīng)

鐵絲浸入硫酸銅溶液鋁絲浸入硫酸亞鐵溶液銅絲浸入硫酸鋁溶液

反應(yīng)鐵絲表面有光亮的紅色物質(zhì)析出,鋁絲表面有黑色物質(zhì)析出,溶液由沒有明顯現(xiàn)象(不反

現(xiàn)象溶液由藍色變成淺綠色淺綠色變成無色應(yīng))

化學方

Fe+CuSOi=FeSOi+Cu2Al+3FeS0.i=Al(S0i)+3Fe

程式23

1上述方程式的特點是一種單質(zhì)與一種化合物反應(yīng),生成另一種單質(zhì)與另一種化合物,屬于

置換反應(yīng)類型

比2由鋁能置換出鐵,鐵能置換出銅,可推斷三種金屬的活動性由強到弱依次是:Al>Fe>Cu

③銅不能與硫酸鋁溶液反應(yīng),是因為銅的金屬活動性比鋁弱

彳森徑雨

(1)只有較活潑的金屬才能把不太活潑的金屬從它的化合物溶液里置換出來。

(2)被置換的金屬化合物必須溶于水。

(3)鐵與酸或金屬化合物發(fā)生置換反應(yīng)時生成的鐵的化合物中鐵均顯+2價。

(4)參加反應(yīng)的金屬不能為鉀鈣鈉。如把鈉放入CuSOi溶液中,發(fā)生的反應(yīng)不是

2Na+CuS0>=Na2S04+Cu,而是2Na+2H20=2Na0H+H2f,2Na0H+CuS0i=Cu(OH)21+Na2S0.0

【典型例題】

類型一、考查金屬材料及其應(yīng)用

C1.燈泡里的燈絲用鴇制而不用錫制,主要原因是()

A.銬的導電性好B.鐺的熔點高C.鴇的硬度大D.銬的密度大

【思路點撥】金屬的用途取決于金屬的性質(zhì),但還要考慮其可行性。

【答案】B

【解析】作為燈泡中的燈絲要具有耐高溫的優(yōu)良性能,因為燈絲在通電時會產(chǎn)生熱量,如果

燈絲的熔點低,則燈絲很容易熔斷。鴇和錫都能導電,但鴇的熔點較高。

【總結(jié)升華】物質(zhì)的性質(zhì)在很大程度上決定了物質(zhì)的用途。但同時還需考慮如價格、資源以

及廢料是否易于回收等其他因素。而物質(zhì)的用途反映了它具有的性質(zhì)。

舉一反三:

【變式】我省有近百家企業(yè)參與了奧運建設(shè),產(chǎn)品涉及體育器材、建筑材料、相冊、食品等。

下列奧運產(chǎn)品使用的材料屬于金屬材料的是()

A.部分書冊使用了再生紙

B.場館建設(shè)使用了大量的鋼筋

C.部分相冊使用了塑料粒子

D.部分印刷油墨使用了無毒、可食用級的大豆油墨

【答案】B

【解析】紙、大豆油墨是天然材料;塑料是合成材料;鋼筋是金屬材料。

類型二、考查金屬的化學性質(zhì)

Cz.將過量鐵粉投入盛有硫酸銅和硫酸鋅混合溶液的燒杯中,充分反應(yīng)后,過濾,留在

濾紙上的物質(zhì)是()

A.Zn、Cu和FeB.CuC.Zn和CuD.Cu和Fe

【答案】D

【解析】根據(jù)金屬活動性順序,鐵沒有鋅活潑,比銅活潑,鐵可以將銅從硫酸銅溶液中置換

出來,不能將鋅從硫酸鋅溶液中置換出來。加入的鐵粉是過量的,因此留在濾紙上的固體是

鐵和銅。

【總結(jié)升華】本題的解題關(guān)鍵是能根據(jù)金屬活動性順序去判斷金屬與鹽溶液能否反應(yīng)。在金

屬活動性順序里,位于前面的金屬能把位于后面的金屬從它們化合物的溶液里置換出來。若

金屬甲比金屬乙活潑,則甲能從乙的化合物溶液中置換出金屬乙;若甲比乙不活潑,則甲不

能從乙的化合物溶液中置換出金屬乙。

C3.(2015?福建模擬)向一定量的稀硫酸中加入鋅粉至過量,下列圖象合理的是()

BD硫

質(zhì)

質(zhì)

質(zhì)

/g

反向時間,s0反應(yīng)時間勺0反向時間勺0反應(yīng)時回/s

【思路點撥】鋅粒和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣,隨著反應(yīng)的進行,酸性溶液變成中性溶

液,硫酸鋅和氫氣的質(zhì)量會越來越多直至不再發(fā)生變化。

【答案】c

【解析】

A、由于是稀硫酸變成了硫酸鋅溶液,溶液由酸性變成中性,故A錯誤。

B、由于是每向溶液中加入65份質(zhì)量的鋅粒只會生成2份質(zhì)量的氫氣擴散出來,所以溶液

的質(zhì)量增加.由于硫酸本來就有質(zhì)量,所以開始的質(zhì)量不是零,所以是起點錯誤,不應(yīng)該在

原點;故B錯誤。

C、隨著反應(yīng)的進行,生成的氫氣會越來越多直至不再增加,故C正確。

D、硫酸鋅的質(zhì)量不會一直增加,而應(yīng)該出現(xiàn)一段水平的,故D錯誤;故選C。

【總結(jié)升華】本題考查了金屬和酸反應(yīng)時引起的一系列的變化,培養(yǎng)學生對過程的分析能力

和理解能力。

CL.為驗證Fe、Cu、Ag三種金屬的活動性是依次減弱的,某化學興趣小組設(shè)計了如下圖

所示的四個實驗。其中不必進行的是()

硝酸銀溶液

?

D

【思路點撥】金屬活動順序表以H為界限分為11前金屬和H后金屬。判斷金屬活動順序有不

同的方法:(1)分別與氧氣反應(yīng),通過不同現(xiàn)象進行對比,如鎂比鐵活潑:①反應(yīng)條件不

同,鎂在空氣中可以直接點燃,鐵絲在純氧中必須通過火柴引燃才能燃燒;②反應(yīng)的劇烈

程度不同。

(2)金屬與同樣質(zhì)量分數(shù)的鹽酸或稀硫酸反應(yīng),根據(jù)產(chǎn)生氣泡的速率判斷。

(3)金屬與鹽溶液反應(yīng),根據(jù)是否置換出金屬判斷。

【答案】C

【解析】根據(jù)A、B實驗的現(xiàn)象可以判斷出Fe排在H的前面,Cu在H的后面;根據(jù)D實驗

的現(xiàn)象可以判斷出Cu比Ag活潑,從而可以確定Fe、Cu、Ag三種金屬的活動性是依次減弱

的。而C不必進行。

【總結(jié)升華】根據(jù)金屬活動性順序可以判斷金屬與酸、金屬與化合物的溶液的反應(yīng)能否發(fā)生,

反過來根據(jù)反應(yīng)的現(xiàn)象也可以推斷金屬的活動性。

舉一反三:

【變式1】將一枚潔凈的鐵釘浸入稀硫酸中,下列敘述正確的是()

①鐵釘表面產(chǎn)生氣泡:②液體由無色逐漸變?yōu)闇\綠色;③鐵釘?shù)馁|(zhì)量戒輕;④液體的質(zhì)量減

輕。

A.②③B.①②④C.①②③D.①②(契)

【答案】C

【解析】鐵釘和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣,鐵釘逐漸變小,而溶液的質(zhì)量增加。

【變式2](2014?江蘇中考)下列事實可用于判斷X、Y兩種金屬的活動性順序的是()

①X能和稀鹽酸反應(yīng)而Y不能;②X能從Y的鹽溶液中置換出Y;③常溫下X能與氧氣

反應(yīng)而Y不能;④S化合物中X顯+3價,Y顯+2價

A.B.(D2)?C.D.

【答案】B

【解析】①X能和稀鹽酸反應(yīng),說明在金屬活動性順序中X位于氫前面,Y不能和稀鹽酸

反應(yīng),說明Y位于氫后面,從而得出金屬活動性X大于Y;②X能從Y的鹽溶液中置換出

Y,說明金屬活動性X大于Y;③常溫下X能與氧氣反應(yīng)而Y不能,說明金屬活動性X大

TY:④金屬的活動性與化合價無關(guān),因此根據(jù)化合價不能判斷X、Y兩種金屬的活動性順

序。

【變式3】某學生為了驗證鐵、鋅、銅三種金屬的活動性順序,設(shè)計了四種方案:①將Zn、

Cu分別加入到FeSOi溶液中②將Zn、Cu分別加入到ZnSOi溶液中③將Zn分別加入到FeSO.,

CuSOi溶液中④將Fe分別加入到ZnSO」、CuSOi溶液中,你認為可行的方案是()

A.①或④B.①或②C.②或③D.③或④

【答案】A

【解析】本題考查金屬活動性順序的應(yīng)用。①將Zn、Cu分別加入到FcSOi溶液中,觀察到

Zn表面有固體析出,Cu表面沒有變化,可以判斷出Zn比Fe活潑,Cu沒有Fe活潑;②將

Zn、Cu分別加入到ZnSOi溶液中,只能判斷出Zn、Cu的活動性;③將Zn分別加入到FeSO”、

CuSO,溶液中,能得出Zn比Fe、Cu活潑,F(xiàn)e.Cu活動性不能判斷;④將Fe分別加入到ZnSO,.

CuSO,溶液中,可以得出三者的活動性。故選A。

金屬資源的利用和保護(基礎(chǔ))

【學習目標】

L知道一些常見的金屬(鐵)等礦物;掌握煉鐵的原理及有關(guān)含雜質(zhì)物質(zhì)的化學方程式的計

算C

2.了解防止金屬生銹的簡單方法,知道廢棄金屬對環(huán)境的污染,認識回收金屬的重要性。

【要點梳理】

要點一、幾種常見的金屬礦物

1.地球上的金屬資源廣泛存在于地殼和海洋中,除金、銀等少數(shù)很不活潑的金屬有單質(zhì)形式

存在外,其余都以化合物的形式存在。

2.幾種常見的金屬礦物的名稱和主要成分見下表:

金屬礦物赤鐵礦黃鐵礦菱鐵礦鋁土礦黃銅礦輝銅礦

主要成分

FeaOsFeS2FeC03AhChCjFeS2Cu2s

【要點詮釋】

地殼中的含量由大到小:鋁鐵鈣、鈉鉀鎂0

2.工業(yè)上把能用來提煉金屬的礦物叫做礦石。在自然條件下,鐵、鋁等金屬無單質(zhì)存在,因

為這些金屬的活動性較強,會與氧氣、水等作用生成化合物。

3.人類最先使用銅,而后鐵,使用鋁只有一百多年的歷史,主要與三種金屬的化學性質(zhì)、冶

煉難易有關(guān)。

要點二、工業(yè)煉鐵

工業(yè)上冶煉鐵的原料、主要反應(yīng)原理、主要設(shè)備見下表:(高清課堂《金屬資源的利用和保

護》一)

原料鐵礦石、焦炭、石灰石等

在高爐中焦炭的作用是提供熱量(碳和氧氣反應(yīng)生成二氧化碳,放

熱),二氧化碳和碳反應(yīng)生成還原劑一氧化碳。

主要反應(yīng)

C+CO2i1=2C0

原理

Fe203+3C0^=2Fe+3C02

主要設(shè)備高爐

【要點詮釋】

1.鐵礦石冶煉成鐵是一個復雜的過程。

(1)在高爐中焦炭的作用是提供熱量和生成還原劑一氧化碳。

C+02C02(放熱反應(yīng))

C+CO?=2^=2C0

(2)石灰石的作用是除SiO?等雜質(zhì),將礦石中的Si(b轉(zhuǎn)化為爐渣CaSiOs。

CaC0.3=Sl=CaO+CO21

CaO+SiO?奧堡CaSid

(3)冶煉過程中的主要化學方程式:

C+02C02C+CO22C0Fe2O3+3C05S=2Fe+3C02

2.高爐煉出的鐵是生鐵,主要成分是鐵,還含有C、P、S等元素,所以生鐵是鐵和其它元素

的合金。

要點三、一氧化碳還原氧化鐵的實驗探究

1.實驗裝置:

2.反應(yīng)的化學方程式(煉鐵的原理):Fe203+3C0誕2Fe+3cd

3.實驗步驟:

(1)檢查裝置的氣密性。

(2)將適量的氧化鐵粉末放入玻璃管內(nèi),并固定裝置。

(3)向玻璃管內(nèi)通入一氧化碳氣體,并點燃酒精燈。

(4)待裝置內(nèi)的空氣完全排凈后,點燃酒精噴燈給氧化鐵加熱。

(5)當玻璃管內(nèi)紅色粉末變?yōu)楹谏珪r,停止加熱。

(6)待玻璃管內(nèi)的固體冷卻至常溫后,停止通入一氧化碳氣體,并熄滅酒精燈。

4.實驗現(xiàn)象:紅色粉末逐漸變?yōu)楹谏?,澄清的石灰水變渾濁,尾氣燃燒產(chǎn)生藍色火焰。

【要點詮釋】

實驗注意事項:

1.先通入一氧化碳氣體的目的:排凈裝置內(nèi)的空氣,防止一氧化碳與空氣混合,加熱時發(fā)生

爆炸。

2.實驗完畢后繼續(xù)通入一氧化碳氣體,直到玻璃管冷卻的目的:防止高溫下的鐵與空氣接觸

被氧化。同時,還可防止試管內(nèi)的澄清石灰水被倒吸。

3.尾氣的處理:尾氣中的一氧化碳有毒,所以尾氣要經(jīng)過處理,可點燃使其生成無毒的二氧

化碳氣體。

4.若實驗中沒有酒精噴燈,也可用酒精燈代替,不過要在火焰上加一個金屬網(wǎng)罩,使火力更

加集中,提高溫度。

要點四、含雜質(zhì)物質(zhì)的化學方程式的計算

化學方程式所表示的都是純凈物發(fā)生化學變化時的相互關(guān)系,生成物也是純凈物的各物

質(zhì)之間的質(zhì)量關(guān)系,但實際上絕對純凈的物質(zhì)是沒有的。因此當參與反應(yīng)或生成的是含雜質(zhì)

的物質(zhì)時,必須先把含有雜質(zhì)的物質(zhì)換算成純物質(zhì)的量,才能進行計算。而實際煉鐵中所用

的礦石是不純的,煉出的生鐵也是不純的,因此進行有關(guān)計算時要注意換算。

“鐵礦石中氧化鐵的質(zhì)W*[M

、卜首八卦.帙"八的純度=—鐵礦7而質(zhì)邛—X100”

計算公式.

生鐵的純發(fā)二糊

【要點詮釋】

1.化學方程式所表達的物質(zhì)間的質(zhì)量關(guān)系都是參加反應(yīng)的純凈物間的關(guān)系。

2.做題時要重視審題,看清題目中所給的質(zhì)量分數(shù)是純度還是雜質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)。如用200t

含雜質(zhì)20%的赤鐵礦石用于煉鐵,參加反應(yīng)的純凈物不是200tx20%,而是200tx(1-20險。

物質(zhì)之間的關(guān)系:純物質(zhì)的質(zhì)量;不純物質(zhì)的質(zhì)量X純度。

要點五、金屬資源的保護和利用

L鐵銹蝕的條件及防銹蝕方法

(1)鐵生銹的條件:鐵與水、氧氣同時接觸。

(2)防止鐵生銹的方法:

①保持鐵制品表面的潔凈和干燥。

②在鐵制品表面形成保護膜:刷漆、涂油、鍍層其它金屬、在鐵制品表面形成致密的氧化

物保護膜。

③改變鐵制品的內(nèi)部結(jié)構(gòu),制成不銹鋼。

2.保護金屬資源的有效途徑為:(高清課堂《金屬資源的利用和保護》二、2)

(1)防止金屬銹蝕。

(2)廢舊金屬的回收利用。

(3)合理有效的開采礦物。

(4)尋找金屬的替代品等。

【要點詮釋】

1.鐵銹的主要成分是氧化鐵(Fe?O3)。

2.鐵銹與鋁、鋅表面的氧化膜不同,前者疏松,后者致密。

【典型例題】

類型一、考查金屬的冶煉及有關(guān)計算

ei.工業(yè)煉鐵是把鐵礦石和焦炭等原料一起加入高爐,在高溫下通入空氣進行一系列

反應(yīng)把鐵還原出來。

(D赤鐵礦(主要成分為FeQ)在高爐里反應(yīng)生成單質(zhì)鐵的化學方程式

是O

(2)請計算5000t含氧化鐵84%的赤鐵礦中,氧化鐵的質(zhì)量是to

【答案】(1)Fe2O3+3co圣通=2Fe+3CO2

(2)4200t

【解析】

(1)煉鐵的原理就是用還原劑CO,把鐵從鐵的氧化物中還原出來。

(2)50001含氧化鐵84%的赤鐵礦中,純的氧化鐵的質(zhì)量是50001X84%;42001。

【總結(jié)升華】化學方程式中各物質(zhì)間的質(zhì)量關(guān)系都是純物質(zhì)的質(zhì)量,入純物質(zhì)要先換算成純

物質(zhì)的量,再進行計算。

舉一反三:

【變式】實驗室里,用如右圖所示裝置還原氧化鐵

的過程中,可能生成四氧化三鐵、氧化亞鐵或鐵等固體物質(zhì)。關(guān)于該

實驗,下列說法錯誤的是()

A.實驗時,試管中澄清的石灰水變渾濁,證明該反應(yīng)有二氧化碳

生成

B.實驗結(jié)束時,玻璃管中紅色的氧化鐵粉末變成黑色,該產(chǎn)物不

一定是鐵

C.反應(yīng)后,取玻璃管中的固體物質(zhì)加入稀鹽酸有氣體產(chǎn)生,證明一

定有鐵生成

D.該實驗不用增加尾氣處理裝置

【答案】D

類型二、考查金屬資源的保護和利用

.金屬材料在生產(chǎn)、生活中有著廣泛的應(yīng)用。

(1)人類每年從自然界提取大量的金屬,其中提取量最大的是鐵。用赤鐵礦(主要成分為

Fezd)和一氧化碳煉鐵的化學方程式為________o

(2)金屬礦物的儲量有限,而且不能再生,所以保護金屬資源尤為重要。保護金屬資源的

有效途徑是(答出兩條即可)。

【答案】

(1)Fe2O3+3Co5B=2Fe+3C02

(2)防止金屬腐蝕、回收利用廢舊金屬、合理有效開采礦物、尋找金屬的代用品等。

【解析】一氧化碳和氧化鐵反應(yīng)生成鐵和二氧化碳;保護金屬資源的途徑有防止金屬腐蝕、

回收利用廢舊金屬、合理有效開采礦物、尋找金屬的代用品等。

【總結(jié)升華】要記住煉鐵的原理、了解金屬材料和金屬資源的保護方法。

C3.(2015?南寧中考)下列措施中,不宜用于博物館保存槍支大炮等鐵制文物的是()

A.定期用濕布擦拭鐵制文物

B.提醒觀眾不要用手觸摸文物

C.保持文物儲存室內(nèi)空氣的干燥

D.在鐵制文物表面涂抹一層保護物質(zhì)

【思路點撥】鐵與氧氣和水充分接觸時容易生銹,水和氧氣同時存在是鐵生銹的必要條件;

如果缺少水或缺少氧氣,或者缺少氧氣和水,鐵就不容易生銹。

【答案】A

【解析】

A.用濕布擦拭鐵質(zhì)文物,會導致鐵制品與氧氣和水充分接觸,容易生銹,A錯誤.

B.觀眾手上有汗液--水和鹽分,觸摸鐵制品時能夠促進鐵制品生銹,B正確;

C.空氣干燥,水蒸氣含量低,鐵制品不容易生銹,C正確;

D.在鐵制品外表涂抹一層保護層可以使鐵與氧氣和水隔絕,從而可以防止鐵制品生銹,D

正確;故選A。

【總結(jié)升華】鐵在潮濕的空氣中易生銹,實際上是鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣等發(fā)生化學反

應(yīng)的過程,只要破壞鐵制品銹蝕的條件,就能防止鐵生銹。

4.鋁、銅、鐵是生活中常見的金屬。

⑴鋁在空氣中具有很好的抗腐蝕性能的原因

是0

(2)用銅制電線主要是利用銅具有良好的性。

(3)鐵制品銹蝕,實際上是鐵跟空氣中的發(fā)生了化學反應(yīng)。防止鐵制欄桿銹蝕的

一種方法是O

【答案】

(1)鋁在空氣中氧化表面形成致密的氧化物薄膜(2)導電性

(3)水、氧氣刷漆

【解析】鐵與氧氣、水同時接觸就會生銹。防止鐵制品腐蝕。

【總結(jié)升華】要了解常見金屬的性質(zhì)、用途及防護方法等。

舉一反三:

【變式1】為預防自行車生銹,下列做法中不合理的是()

A.車架表面噴涂油漆B.鋼圈表面鍍防護金屬

C.鏈條表面涂機油D.露天放置,曰哂雨淋

【答案】D

【變式2](2015?湖南中考)鐵釘在下列情況下最容易生銹的是()

A.干燥的空氣中B.潮濕的空氣中

C.浸沒在自來水中D.浸沒在植物油中

【答案】B

金屬資源的利用和保護(提高)

【學習目標】

1.知道一些常見的金屬(鐵)等礦物;掌握煉鐵的原理及有關(guān)含雜質(zhì)物質(zhì)的化學方程式的計

算C

2.了解防止金屬生銹的簡單方法,知道廢棄金屬對環(huán)境的污染,認識回收金屬的重要性。

【要點梳理】

要點一、幾種常見的金屬礦物

1.地球上的金屬資源廣泛存在于地殼和海洋中,除金、銀等少數(shù)很不活潑的金屬有單質(zhì)形式

存在外,其余都以化合物的形式存在。

2.幾種常見的金屬礦物的名稱和主要成分見下表:

金屬礦物赤鐵礦黃鐵礦菱鐵礦鋁土礦黃銅礦輝銅礦

主要成分

FeaOsFeS2FeC03AhChCjFeS2Cu2s

【要點詮釋】

地殼中的含量由大到小:鋁鐵鈣、鈉鉀鎂0

2.工業(yè)上把能用來提煉金屬的礦物叫做礦石。在自然條件下,鐵、鋁等金屬無單質(zhì)存在,因

為這些金屬的活動性較強,會與氧氣、水等作用生成化合物。

3.人類最先使用銅,而后鐵,使用鋁只有一百多年的歷史,主要與三種金屬的化學性質(zhì)、冶

煉難易有關(guān)。

要點二、工業(yè)煉鐵

工業(yè)上冶煉鐵的原料、主要反應(yīng)原理、主要設(shè)備見下表:

原料鐵礦石、焦炭、石灰石等

在高爐中焦炭的作用是提供熱量(碳和氧氣反應(yīng)生成二氧化碳,放

熱),二氧化碳和碳反應(yīng)生成還原劑一氧化碳。

主要反應(yīng)C+C&=SB=2C0

原理

Fe2O3+3C0=^B=2Fe+3C02

主要設(shè)備高爐

【要點詮釋】

1.鐵礦石冶煉成鐵是一個復雜的過程。

(1)在高爐中焦炭的作用是提供熱量和生成還原劑一氧化碳。

C+02息輪co2(放熱反應(yīng))

C+CO:2C0

(2)石灰石的作用是除Si。?等雜質(zhì),將礦石中的SiO:轉(zhuǎn)化為爐渣CaSiO3。

CaCOi=SM=CaO+CO21

CaO+SiO2=Sl=CaSiO3

(3)冶煉過程中的主要化學方程式:

C+02C02C+CO22C0Fe203+3C02Fe+3CO2

2.高爐煉出的鐵是生鐵,主要成分是鐵,還含有C、P、S等元素,所以生鐵是鐵和其它元素

的合金C

要點三、一氧化碳還原氧化鐵的實驗探究

1.實驗裝置:

2.反應(yīng)的化學方程式(煉鐵的原理):Fe^3C0篦=2Fc+3Ca

3.實驗步驟:

(1)檢查裝置的氣密性。

(2)將適量的氧化鐵粉末放入玻璃管內(nèi),并固定裝置。

(3)向玻璃管內(nèi)通入一氧化碳氣體,并點燃酒精燈。

(4)待裝置內(nèi)的空氣完全排凈后,點燃酒精噴燈給氧化鐵加熱。

(5)當玻璃管內(nèi)紅色粉末變?yōu)楹谏珪r,停止加熱。

(6)待玻璃管內(nèi)的固體冷卻至常溫后,停止通入一氧化碳氣體,并熄滅酒精燈。

4.實驗現(xiàn)象:紅色粉末逐漸變?yōu)楹谏?,澄清的石灰水變渾濁,尾氣燃燒產(chǎn)生藍色火焰。

【要點詮釋】

實驗注意事項:

1.先通入一氧化碳氣體的目的:排凈裝置內(nèi)的空氣,防止一氧化碳與空氣混合,加熱時發(fā)生

爆炸。

2.實驗完畢后繼續(xù)通入一氧化碳氣體,直到玻璃管冷卻的目的:防止高溫下的鐵與空氣接觸

被氧化。同時,還可防止試管內(nèi)的澄清石灰水被倒吸。

3.尾氣的處理:尾氣中的一氧化碳有毒,所以尾氣要經(jīng)過處理,可點燃使其生成無毒的二氧

化碳氣體。

4.若實驗中沒有酒精噴燈,也可用酒精燈代替,不過要在火焰上加一個金屬網(wǎng)罩,使火力更

加集中,提高溫度。

要點四、含雜質(zhì)物質(zhì)的化學方程式的計算

化學方程式所表示的都是純凈物發(fā)生化學變化時的相互關(guān)系,生成物也是純凈物的各物

質(zhì)之間的質(zhì)量關(guān)系,但實際上絕對純凈的物質(zhì)是沒有的。因此當參與反應(yīng)或生成的是含雜質(zhì)

的物質(zhì)時,必須先把含有雜質(zhì)的物質(zhì)換算成純物質(zhì)的量,才能進行計算。而實際煉鐵中所用

的礦石是不純的,煉出的生鐵也是不純的,因此進行有關(guān)計算時要注意換算。

計算公式:鐵礦石的純度;幽佚礦石即的質(zhì)斛疑?員家*100%

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