中考化学 黄金知识点系列 专题07 金属材料利用及保护

到乌蒙山区的昭通;从甘肃中部的定西，到内蒙古边陲的阿尔山，看真贫、知真贫，真扶贫、扶真贫，成为“花的精力最多”的事;“扶贫先扶志”“扶贫必扶智”“实施精准扶贫”考点七：金属材料料、利用及保护 考试说明1. 了解金属的物理特征，了解防止金属腐蚀的简单方法。2. 知道一些常见金属（铝、铁等）矿物，知道可用铁矿石炼铁。3. 知道在金属中加入其他元素可以改变金属材料的性能，知道生铁和钢等重要合金。4. 认识金属材料在生产、生活和社会发展中的重要作用。5. 认识废弃金属对环境的影响和回收金属的重要性。聚焦考点温习理解考点1 金属材料1金属材料包括纯金属（如铁、铜、金等）和合金（如不锈钢、铝合金等）。金属具有很多共同的物理性质，如常温下它们都是固体（ 汞除外），有金属光泽，铁、镁等多数金属呈银白色（但铜呈紫红色）。具有良好的导电性、导热性、延展性。2物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但这不是唯一的决定因素。在考虑物质的用途时，还需要考虑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合金是由一种金属跟其他金属或非金属熔合形成的具有金属特性的物质。铁合金主要包括钢和生铁它们的区别是含碳量不同，生铁含碳量为2%43%，钢的含碳量为003%2% ，钢与生铁相比具有更多的优良性能，易于加工，用途更为广泛。4钛和钛合金是21世纪重要的金属材料，有很多优良的性能，如熔点高密度小可塑性好易于加工机械性能好等，尤其是钛和钛合金的抗腐蚀性能非常好，因此被广泛用于火箭、导弹、航天飞机、船舶、化工和通信设备等。【温馨提示】合金属于混合物，合金中各成分均以单质形式存在，例如黄铜中的铜和锌就以单质形式存在。合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属大，抗腐蚀性能等也强，熔点低。考点2 铁的冶炼地球上的金属资源广泛存在于地壳和海洋中，大多数金属化学性质活泼，所以它们以化合态形式存在，只有少数金属化学性质很不活泼，如金、银等以游离态形式存在，在工业上把能提炼金属的矿物叫矿石。常见的矿石，如赤铁矿主要成分为Fe2O3，磁铁矿主要成分为Fe3O4，菱铁矿主要成分为FeCO3，铝土矿主要成分为Al2O3。1一氧化碳还原氧化铁实验（1） 实验现象及发生反应的化学方程式原理：3CO + Fe2O3高温2Fe + 3CO2 现象：红色粉末逐渐变成黑色，澄清石灰水变浑浊，尾气燃烧产生蓝色火焰。（2）实验步骤与注意事项实验开始时，先通入一氧化碳，再点燃酒精灯。这样做的目的是防止发生爆炸。实验结束时，要先熄灭酒精灯，再停止通入一氧化碳，原因是防止生成的金属被氧化。装置右端导管处放置一只燃着的酒精灯的作用是点燃未反应的一氧化碳，防止污染空气。尾气的处理：因CO有毒，不能随意排入到空气中，处理的原则是点燃或收集。2工业炼铁（1）设备：高炉；（2）原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气；（3）反应原理：在高温下，用还原剂一氧化碳将铁从它的化合物中还原出来，化学方程式为3CO + Fe2O3高温2Fe + 3CO2【温馨提示】（1）焦炭的作用：一是生成还原剂一氧化碳，二是提高高炉的温度；（2）石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅转化为炉渣除去；（3）高炉炼铁得到的铁是生铁，其主要成分是铁，还含有C、P、S等元素。考点3金属资源保护1（1）铁生锈的条件是：铁与水和_氧气直接接触（铁锈的主要成分为Fe2O3）。（2）铁锈很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气和水的反应，因此铁制品可以全部被锈蚀。铝在空气中与氧气反应，生成一层致密的氧化物覆盖在铝表面，防止铝继续同氧气反应，因此，铝具有很好的抗腐蚀性能。2防止铁锈蚀的方法：保持铁制品表面的清洁、干燥。表面涂保护膜：如涂油、刷漆、电镀、烤蓝等。 制成不锈钢3保护金属资源：防止金属腐蚀回收利用废旧金属 合理开采矿物 寻找金属的代用品；保护金属资源的意义：节约金属资源，减少环境污染名师点睛典例分类类型一、金属的物理性质【例1】【2016年北京市】铜能被加工成厚度仅为7微米的超博铜箔，说明铜具有良好的A导电性B延展性C导热性D抗腐蚀性【答案】B【解析】铜能被加工成厚度仅为7微米的超博铜箔，说明铜具有良好的延展性，故答案选择B 【点睛】金属材料与其它的非金属相比具有很多共同的物理性质，如常温下都是固体（汞除外）有金属光泽，大多数为电和热的优良导体，有延展性密度较大、熔点较高，经常考查金属的导电导热性、延展性等类型二、合金【例2】【2016年湖南省邵阳市】下列物质不属于合金的是（）A生铁 B铜 C黄铜 DC60【答案】D【点睛】合金属于金属材料，属于混合物是在金属中加热熔合某些金属或非金属形成的具有金属特性的物质，生活中使用的纯金属较少而合金的种类繁多，是因为形成合金后具有“一高、一低、二更好”的优点类型三、金属的冶炼【例3】【2016年广东省 】实验室根据工业炼铁的原理设计了如图所示装置进行实验。请回答：（1）主要成分为氧化铁的矿石名称为_；图中还原氧化铁的化学方程式为：_（2）“加热”和“通气”（通入CO）的操作顺序是_。【答案】（1）赤铁矿 ；3CO+Fe2O32Fe+3CO2 （2）通气 加热【点睛】铁的冶炼是利用一氧化碳的还原性把铁从铁矿石中还原出来的过程，因为一氧化碳有毒故实验室中要有尾气处理装置，同时要注意一氧化碳和酒精灯通入和操作的先后顺序，在反应开始时先通一氧化碳后点燃酒精灯，在反应结束时要先熄灭酒精灯，再停止通入一氧化碳类型四、金属锈蚀、金属回收的意义【例4】【2016年天津市】（6分）金属具有广泛的应用。（1）下列金属制品中，利用金属导热性的是 （填字母）。A金属硬币 B铝制导线 C铜制火锅（2）波尔多液是一种农业上常用的杀菌剂，它由硫酸铜、生石灰加水配制而成，不能用铁质容器配制波尔多液的原因是 （用化学方程式表示）。（3）防止金属锈蚀是保护金属资源的有效途径之一。洁净的铁钉在下列情况下容易生锈的是 （填字母）。A在干燥的空气中 B在潮湿的空气中 C浸没在植物油中（4）铝具有良好的抗腐蚀性能，原因是铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化。氧化铝难溶于水，却能溶于酸写出氧化铝与稀硫酸反应生成硫酸铝和水的化学方程式 。（5）向铁粉和氧化铜粉末的混合物中加入一定量的稀硫酸，微热，充分反应后过滤，得滤渣和滤液。向滤液中加一洁净铁片，未看到铁片有任何变化。则滤液中含有的溶质是 （填化学式），滤渣中一定含有的物质是 （填化学式）。【答案】（1）C（2）Fe+CuSO4=FeSO4+Cu（3）B（4）Al2O3+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2O（5）FeSO4 Cu【解析】（1）铜制火锅是利用金属导热性；（2）波尔多液是一种农业上常用的杀菌剂，它由硫酸铜、生石灰加水配制而成，不能用铁质容器配制波尔多液的原因是铁比铜活泼，能将铜从其溶液中置换出来，反应的化学方程式是：Fe+CuSO4= FeSO4 +Cu：（3）铁生锈的条件是能与水、氧气接触，洁净的铁钉在潮湿的空气中容易生锈；（4）氧化铝与稀硫酸反应生成硫酸铝和水，反应的化学方程式是：Al2O3+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2O。（5）向铁粉和氧化铜粉末的混合物中加入一定量的稀硫酸，微热，铁与稀硫酸反应生成了硫酸亚铁和氢气，氧化铜能与稀硫酸反应生成了硫酸铜和水，铁能与硫酸铜反应生成了硫酸亚铁和铜。过滤得滤渣和滤液。向滤液中加一洁净铁片，未看到铁片有任何变化，说明了硫酸铜和稀硫酸完全反应了，则滤液中含有的溶质是FeSO4，滤渣中一定含有的物质是Cu。课时作业能力提升一、选择题、1【2016年江苏省淮安市】下列物质的用途主要由物理性质决定的是（）A铝用于制造铝箔 B镁粉用于制作照明弹 C稀盐酸用于除锈 D液氧用作火箭助燃剂【答案】A2【2016年湖南省邵阳市】下列物质不属于合金的是（）A生铁 B铜 C黄铜 DC60【答案】D【解析】A、生铁是铁碳合金；B、铜是金属，属于合金；C、青铜是铜锡合金；D、C60是碳的单质，不属于合金。故选D。3【2016年湖南省郴州市】下列做法符合环境保护要求的是（）A回收废旧金属 B大量使用一次性塑料制品C随意排放工业废水和生活污水 D实验室废物不经处理随意丢弃【答案】A【解析】A。回收废旧金属，提高废旧金属的利用率，可节约金属资源，故选项符合环保要求；B。大量使用一次性塑料制品，能增大消耗的能量、二氧化碳的排放，故选项不符合环保要求；C随意排放工业废水和生活污水会造成水体的污染，故错选项不符合环保要求；D。实验室剩余的药品不能放回原瓶，不能随意丢弃，更不能带出实验室，应放入指定的容器内，故错选项不符合环保要求。故选A。4【2016年广东省广州市 】下列关于金属的说法正确的是（ ） A铝元素在地壳中含量最多，使用也最早 B不锈钢的抗腐蚀性强于纯铁，硬度小于纯铁 C灯泡里的灯丝常用钨制成 D地球上金属矿物资源储量有限，可再生 【答案】C【解析】地壳中含量最多的元素是氧元素，铝是地壳中含量最多的金属元素，故 A 错误；不锈钢是铁的合金，硬度比纯铁要大，故 B 错误；钨熔点较高，通常用作灯丝，C 正确；金属矿物属于不可再生资源，故D 错误。5【2016年广东省广州市 】“垃圾是放错位置的资源”，下列垃圾分类不合理的是（ ） A可回收垃圾：易拉罐 B不可回收垃圾：废报纸 C有害垃圾：废旧电池 D餐厨垃圾：剩余饭菜 【答案】B【解析】易拉罐主要材质为铝，废报纸含有大量纤维，这两者都属于可回收利用的材料，所以 A 正确，B 错误；废旧电池中含有重金属等有害物质，所以属于有害垃圾，C 正确；剩余饭菜属于餐厨垃圾，D 正确。6【2016年福建省福州市】下列与金属相关的说法正确的是（ ）A生铁和钢性能完全相同 B炼铁过程只发生物理变化C常温下所以金属均为固态 D铁在潮湿的空气中易生锈【答案】D7【2016年江苏省苏州市】下列说法正确的是（）A所有金属都呈银白色 B铁制品在潮湿的空气中不易生锈C铁是地壳中含量最高的金属元素 D工业炼铁的主要原理是用一氧化碳与铁矿石在高温下反应生成铁【答案】D【解析】A、不是所有金属都呈银白色，如铜呈紫红色，故选项说法错误。B、铁制品在潮湿的空气中，跟空气中的氧气和水共同作用容易生成铁锈，故选项说法错误。C、铝是地壳中含量最高的金属元素，故选项说法错误。D、工业炼铁的主要原理是一氧化碳具有还原性，与铁矿石在高温下反应生成铁，故选项说法正确。故选：D。8【2016年江苏省扬州市】为了减缓铁制品的锈蚀，下列做法不当的是（）A在车船的表面喷涂油漆 B将使用后的菜刀用布擦干C洗净铁制品表面的油膜 D在铁制品表面镀上一层锌【答案】C【解析】A、在车、船的表面喷涂油漆能够防止生锈，做法正确；B、将使用后的菜刀用布擦干，能减缓铁制品的锈蚀，做法正确；C、洗净铁制品表面的油膜，使铁与氧气和水接触，容易生锈，做法错误；D、在铁制品表面镀上一层锌，能够防止生锈，做法正确。故选C 二、非选择题9【2016年四川省资阳市】 铝热剂是铝粉和氧化铁粉末的混合物，引燃铝热剂，发生反应生成铁和氧化铝，此反应过去用于焊接钢轨。（1）钢属于铁和 元素形成的合金。（2）引燃铝热剂反应的化学方程式为： ，此过程中铁元素的化合价由 价变为 价。（3）CO也能与氧化铁发生类似反应，写出反应的化学方程式： 。【答案】（1） 碳 （2）2Al+Fe2O32Fe+Al2O3；+3；0 （3）3CO+Fe2O32Fe+3CO210、【2016年山东省临沂市】 如图是与铁的性质有关的部分实验，请回答下列问题：（1）A中细铁丝燃烧的化学方程式是 ，集气瓶中预先放入一些水的作用是 。（2）B中铁钉最易生锈的部位是 （填a或b或c）。（3）C中反应一段时间后，溶液颜色会由蓝色变成浅绿色，发生反应的化学方程式是 。【答案】（1）3Fe+2O2Fe3O4 防止烧落的固体炸裂瓶底 （2）b （3）Fe+CuSO4=Cu+FeSO4【解析】（1）铁丝燃烧会生成高温的四氧化三铁，化学方程式为：3Fe+2O2Fe3O4，集气瓶中预先放入一些水的作用是防止烧落的固体炸裂瓶底；（2）铁生锈的条件：铁与水和氧气同时接触，所以因b处与水和氧气同时充分接触，所以最易生锈；（3）铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，化学方程式为：Fe+CuSO4=Cu+FeSO4。11【2016年山东省泰安市】 人类文明进步与金属材料的发展关系十分密切，金属在生活生产中有着非常广泛的应用。请回答下列问题：（1）根据如图金属应用实例推断，金属具有的物理性质有 （至少答两点）。（2）生铁和钢都是铁的合金，二者性能不同的原因是 。（3）厨房中的下列物品所使用的主要材料属于金属材料的是 。A、陶瓷碗 B、不锈钢炊具 C、橡胶手套 D、铜质水龙头（4）微型化录音录像的高性能带中磁粉主要材料之一是化学组成相当于CoFe2O4的化合物，又知钴(Co)和铁都有+2、+3价，且在上述化合物中每种元素只具有一种化合价，则铁元素的化合价为 。（5）某实验室废液中含有稀硫酸、硫酸亚铁和硫酸铜，若向其中加入一定量的锌，充分反应后过滤，向滤渣中加入盐酸，有气泡产生则滤液中一定不含有的物质是 。【答案】（1）导电性 导热性 延展性（2）含碳量不同 （3）BD （4）+3 （5）硫酸、硫酸铜合物，一定有铁生成，锌与硫酸亚铁、硫酸铜的混合溶液反应，先置换出铜，因此有铁一定有铜，所以滤渣中一定含有的固体是铁、铜；因为滤渣中存在铁，因此滤液中一定不含的物质是硫酸、硫酸铜，因为不能和铁共存。12【2016年江苏省淮安市】2015年12月28日，我市有轨电车（如图）正式通车，关于有轨电车有下列问题，请回答：（1）电