备考2023中考化学一轮复习考点直击专题1.7金属材料金属资源的利用和保护(广东专用)

专题1物质的性质与应用第07讲金属材料金属资源的利用和保护考点归纳必考点1金属材料及金属的物理性质和用途1.金属材料分为纯金属和合金。

2.金属的物理性质(1)共性:有金属光泽、能导电、能导热、有延展性等。(2)特性:多数金属常温下呈固态,汞是液态;多数金属是银白色(铁在粉末状时呈黑色),铜是紫红色,金是金黄色;铁能被磁铁吸引。

【知识归纳】金属之最:生活中应用最广泛的金属(目前世界年产量最高的金属)是铁,地壳中含量最高的金属元素是铝,人体中含量最高的金属元素是钙,人类最先利用的金属是铜,熔点最高的金属是钨,熔点最低的金属是汞。

3.合金(1)定义:在金属中加热熔合某些金属或非金属,从而得到具有金属特性的混合物(选填“纯净物”或“混合物”)。

(2)合金与组成它的纯金属相比:①硬度:合金>(选填“>”或“<”,下同)纯金属;②熔点:合金<纯金属;③抗腐蚀性:合金>纯金属。

(3)常见的合金①铁合金:生铁(含碳量2%~4.3%)、钢(含碳量0.03%~2%);生铁和钢性质不同的原因是碳含量的不同。

②钛合金:抗腐蚀性能好,被广泛用于火箭、导弹和航天飞机等;与人体有很好的相容性,常用于制造人造骨。③其他合金:硬铝、黄铜(铜锌合金)、青铜、不锈钢、焊锡等易错点(1)CuO是金属氧化物,虽由金属元素与非金属元素组成但不属于合金。(2)合金属于金属材料,不属于合成材料!(3)合金是一种混合物,不是纯净物。

【考点突破】1.金可制成金箔，拉成金丝，说明金具有良好的（）A．导电性 B．延展性 C．导热性 D．抗腐蚀性【答案】B【解析】金子被压成薄薄的金箔、被拉成几十上百倍长度的金丝，这些都表明金具有良好的延展性。故选B。2.2021年5月15日“祝融号”火星车成功着陆。该车使用了新型镁锂合金，下列说法正确的是（）A．镁锂合金属于金属材料 B．锂属于非金属元素C．镁是地壳中含量最高的金属元素 D．镁锂合金的硬度比镁的小【答案】A【解析】合金和纯金属都属于金属材料，锂合金属于金属材料，故选项正确；B、锂带“钅”旁，属于金属元素，故选项错误；C、铝是地壳中含量最高的金属元素，故选项错误；D、合金的结构比纯金属的要复杂得多，合金的硬度比纯金属硬度大，故选项错误。故选：A。3（2021·四川德阳）金俗称“黄金”。近期，德阳市广汉三星堆遗址又发掘出一副黄金面具，向世界再次展现灿烂的华夏文明，也反映出古蜀人高超的金属冶炼技术和加工水平。以下有关说法正确的是（）A．黄色、有金属光泽属于金的物理性质B．将黄金敲打成面具的过程是化学变化C．颜色与黄金高度相似的黄铜富含黄金D．金较活泼，黄金面具出土后易被氧化【答案】A【解析】A、黄金具有金属光泽的黄色固体，不需要化学变化表现出来，属于物理性质，故选项A说法正确；B、将黄金敲打成面具的过程，没有新物质生成，是物理变化，故选项B说法不正确；C、黄铜与黄金颜色相似，但黄铜是铜、锌合金，不是黄金，故选项C说法不正确；D、金不活泼，即使在高温条件下也不与氧气反应，故选项D说法不正确。故选A。4.下列物品所使用的材料中，属于金属材料的是（）A．不锈钢锅 B．塑料饭盒 C．纯棉衬衫 D．玻璃花瓶【答案】A【解析】A、不锈钢锅是用不锈钢制成的，不锈钢属于合金，金属材料包括纯金属和合金，符合题意，故A项正确；B、塑料饭盒是用塑料制成的，塑料属于三大合成材料之一，不符合题意，故B项错误；C、纯棉衬衫是用纯棉制成的，纯棉属于天然纤维，不符合题意，故C项错误；D、玻璃花瓶是用玻璃制成的，玻璃属于三大无机材料治疗，不符合题意，故D项错误；故选：A。5.金属及其合金在生产生活中应用广泛。下列关于金属及其合金的说法中不正确的是（）A．铁是地壳中含量最丰富的金属元素B．不锈钢的抗腐蚀性好，可用于制造医疗器械C．焊锡熔点较低，可以用来焊接金属D．合金中至少含有一种金属【答案】A【解析】A、铝是地壳中含量最丰富的金属元素，故A说法不正确；B、不锈钢的抗腐蚀性好，可用于制造医疗器械，故B说法正确；C、焊锡熔点较低，可以用来焊接金属，故C说法正确；D、由合金的含义可知合金中至少含有一种金属，故D说法正确。故选：A。

6.不久前，日本某一材料研究所的科学家发明了一种“碳纳米管温度计”，这种温度计被认定为是目前世界上最小的温度计。研究人员在长约10-6m，直径为10-7m的碳纳米管中充入液态的金属镓。当温度升高时，管中镓就会膨胀，通过电子显微镜就能读取温度值。这种温度计测量的范围可从30℃到490℃，并且精确度较高，可用于检查电子线路是否异常、测量毛细血管的温度等许多方面。根据以上信息判断下列推测中正确的是（）。A．碳纳米管的体积在10℃至500℃之间随温度变化很小，可忽略不计B．金属镓的熔点、沸点都很低C．在30℃至490℃之间金属镓的体积与温度变化呈反比D．金属镓的体积在30℃至490℃之间随温度变化很小，可忽略不计【答案】A【解析】A、因纳米碳管的热膨胀率极低，所以纳米碳管的体积在测定温度范围内随温度变化很小，可忽略不计，选项A正确；B、因液态镓用于纳米碳管内制成温度计可知其熔点较低，沸点较高，选项B不正确；C、金属镓在纳米碳管制成的温度计内受热膨胀，所以金属镓在此温度测定范围内变化明显、均匀，但不会成反比例，选项C不正确；D、金属镓的体积在此温度测定范围内变化很小，但由于其用于温度计测定温度变化情况，并且通过电子显微镜观察变化读取数值，绝对不能忽略不计，选项D不正确。故选A。7.千年常熟城，终圆铁路梦。2020年7月1日，沪苏通铁路通车暨常熟火车站启用，常熟从此迈入“高铁时代”。（1）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：。该含镍不锈钢的硬度______（填“大于”，“小于”或“等于”）纯铁。上述反应的气体产物中常含有CO，可能的原因是______（用化学方程式表示）。（2）高铁轨道焊接时，利用铝粉与氧化铁粉末在高温下反应生成液态铁（浇铸于铁轨之间）和氧化铝来进行，称为铝热反应。该反应为______（填“吸热”或“放热”）反应，写出反应的化学方程式______。【答案】大于放热【解析】（1）含镍不锈钢属于合金，一般来说，合金要高于组成合金的纯金属的硬度，所以，含镍不锈钢的硬度大于纯铁；碳也可以还原二氧化碳生成一氧化碳，其化学方程式为：；铝热反应是放热反应，正是利用反应释放大量的热量来冶炼不容易被替换的金属，可用于铁轨焊接，其化学方程式为：。8.南昌汉代海昏侯国遗址公园于2020年9月盛大开园，“青铜雁鱼灯”是其中的展品之一，它造型优美，设计精妙。（1）雁鱼灯是青铜器。青铜属于______材料（选填“合成”或“金属”）。（2）雁鱼灯出土时表面某些部分存在绿色锈蚀——铜绿，化学式为Cu2(OH)2CO3，由铜绿的元素组成可知，空气中的______肯定参加了反应。（3）雁鱼灯的灯罩可自由开合，以调节进风量的大小。当看到有大量黑烟产生时，应______（选填“扩大”或“减小”）进风口从而促进燃料充分燃烧，黑烟的主要成分是______（填化学式）。（4）雁鱼灯的烟管可将燃烧产生的废气引入水中以减少对室内环境的污染。据记载，雁鱼灯采用淆水（“淆水”指的是石油）为燃料，燃烧产生的废气中含有的污染性气体如______（填化学式）会使水体呈酸性，需要经常换水。【答案】金属H2O、CO2扩大CSO2【解析】（1）金属材料包括纯金属单质以及它们的合金，青铜属于金属材料。（2）雁鱼灯出土时表面某些部分存在绿色锈蚀——铜绿，化学式为Cu2(OH)2CO3，根据质量守恒定律，空气中的H2O、CO2肯定参加了反应。（3）雁鱼灯的灯罩可自由开合，以调节进风量的大小。当看到有大量黑烟产生时，是进风管太小，应扩大进风口从而促进燃料充分燃烧，黑烟的主要成分是C。（4）雁鱼灯的烟管可将燃烧产生的废气引入水中以减少对室内环境的污染。据记载，雁鱼灯采用淆水（“淆水”指的是石油）为燃料，石油中含有硫元素，燃烧生成二氧化硫，会使水体成酸性，所以燃烧产生的废气中含有的污染性气体如SO2会使水体呈酸性，需要经常换水。必考点2金属的冶炼1.常见的金属矿物矿物名称赤铁矿磁铁矿菱铁矿黄铁矿铝土矿主要成分的化学式Fe2O3Fe3O4FeCO3FeS2Al2O32.一氧化碳还原氧化铁的实验（1）实验原理：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2(2)实验装置:如图所示:(3)实验现象:玻璃管内的红棕色粉末变为黑色,试管中的澄清石灰水变浑浊,点燃尾气,产生蓝色火焰。

(4)实验注意事项:①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,被氧化为氧化铁,同时,实验过程中还可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,所以尾气要点燃或收集,直接排放会污染空气。

3.工业炼铁(主要产品是生铁)(1)原料:铁矿石、焦炭、石灰石、空气等。(2)主要设备:炼铁高炉。（3）主要的反应C+O2CO2、C+CO22CO、

Fe2O3+3C02Fe+3CO2。4.易错点(1)刚开始加热时，澄清石灰水中有气泡产生，但澄清石灰水没变浑浊，其原因是刚开始加热时，试管中的空气受热膨胀而逸出试管，此时碳和氧化铜还没有发生反应。若试管中红色物质又变黑色，其原因是热的铜跟空气中的氧气反应生成黑色的氧化铜(或铜被氧化成黑色氧化铜)。【考点突破】1.实验室用下图装置模拟炼铁，下列说法正确的是（）A．磁铁矿的主要成分是Fe2O3B．氧化铁发生了氧化反应C．红棕色粉末逐渐变黑D．实验结束时，先停止通CO，再停止加热【答案】C【解析】A、磁铁矿的主要成分是Fe3O4，不符合题意；B、氧化铁被CO夺取了氧，发生了还原反应，不符合题意；C、在做一氧化碳还原氧化铁的实验过程中，一氧化碳还原氧化铁生成铁和二氧化碳，会观察到红棕色粉末逐渐变黑，符合题意；D、实验结束时，先停止加热，再停止通CO，防止生成的铁被再次氧化，不符合题意。故选C。2.工业上利用赤铁矿石（主要成分是Fe2O3，还含少量SiO2等杂质）冶炼生铁的过程如图所示，下列说法不正确的是（）A.CaSiO3中硅元素显+4价B高炉气体中SO2会形成酸雨，不能直接排放到空气中C.原料中焦炭的作用之一是生成具有还原性的物质COD.高炉炼铁的原理是，该反应属于置换反应【答案】D【解析】A、根据化学式化合价代数和为0，钙显+2价，氧显-2价，综合得到硅显+4价，A选项不合题意；B、二氧化硫会和空气中的氧气和水反应生成硫酸，硫酸形成酸雨，因此二氧化硫不能直接排放，B选项不合题意；C、焦炭可以直接与铁矿石反应，也可跟碳酸钙分解的二氧化碳反应生成一氧化碳，C选项不合题意；D、该反应的两种反应物均为化合物，不符合置换反应的“单质与化合物反应生成另一种单质与另一种化合物”的定义，因此D选项错误，符合题意；故选D。3.如图为炼铁高炉示意图。（1）高炉内经过两个反应得到CO：①C+O2CO2；②C+CO22CO；反应①属于基本反应类型中的__________反应；反应②中化合价发生改变的元素是__________。（2）一氧化碳还原氧化铁的化学方程式为__________。【答案】化合碳元素【解析】（1）反应①碳和氧气在点燃条件下生成二氧化碳，两种物质参与反应生成一种物质的反应，该反应属于化合反应；反应②，该反应中碳单质碳元素的化合价为0，二氧化碳中氧元素的化合价为-2价，依据二氧化碳化合物中各元素正负化合价代数和为0，可知二氧化碳中碳元素化合价为+4价，同理CO化合物中碳元素化合价为+2，氧元素化合价为-2价，反应②中化合价发生改变的元素是碳元素；（3）一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，该反应的化学方程式为：。4.2020年12月17日凌晨1时59分，“嫦娥五号”的返回器在内蒙古四子王旗的预定区域成功着路，标志着我国第一次地外天体采样返回任务顺利完成。(1)“嫦娥五号”的成功发射是中国航天科技的重大突破性成果。“嫦娥5号”用长征五号运载火箭发射。火箭的芯一级和芯二级采用液氧、液氢发动机，助推器采用液氧煤油发动机，“嫦娥5号”本身采用偏二甲肼、四氧化二氮发动机。采用液氧液氢发动机的优点是_______；偏二甲肼(C2H8N2)、四氧化二氮(N2O4)燃烧发生反应的化学方程式为，X的化学式为_______。(2)月球土壤中存在天然的铁、金、银等多种金属矿物颗粒。若从铁、金、银混合金属中回收某些金属，将混合金属放入足量的盐酸中充分反应，然后过滤，剩余的固体中可以回收得到的金属组合是_____；除去金属所发生反应的化学方程式为_______。(3)科学家发现月球的沙土中含有丰富的含氧钛铁矿，成分为TiO2、Fe2O3的混合物将这些矿石利用CO来还原提炼单质钛和铁。装置如下图所示。①A装置中发生的反应_______(填“属于”或“不属于”)置换反应。②用CO还原钛铁矿，生成钛和铁的混合物，写出将两种物质分开可用的简单物理方法：_______。③C装置中酒精灯的作用是_______。【答案】燃烧产物只有水，无污染H2OAg、Au不属于用磁铁吸引铁粉除去尾气，防止污染空气【解析】(1)氢气与氧气在点燃的条件下反应生成水，不会对环境造成任何污染，采用液氧液氢发动机的优点是燃烧产物只有水，无污染；根据，由质量守恒定律：反应前后，原子种类、数目均不变，由反应的化学方程式，反应前碳、氢、氮、氧原子个数分别为2、8、6、8，反应后的生成物中碳、氢、氮、氧原子个数分别为2、0、6、4，根据反应前后原子种类、数目不变，则4X分子中含有8个氢原子和4个氧原子，则每个X分子由2个氢原子和1个氧原子构成，则物质X的化学式为H2O。(2)若从铁、金、银混合金属中回收某些金属，将混合金属放入足量的盐酸中充分反应，然后过滤，稀盐酸和铁反应生成氯化亚铁和氢气，铜、银和稀盐酸不反应，剩余的固体中可以回收得到的金属组合是Ag、Au；除去金属所发生反应的化学方程式为。(3)①A装置中发生的反应不属于置换反应，因为反应物为两种化合物。②将钛和铁的混合物分开可用的简单物理方法：用磁铁吸引铁粉。③尾气中含有有毒的一氧化碳气体，C装置中酒精灯的作用是除去尾气，防止污染空气。必考点3金属的锈蚀和防护铁制品锈蚀的条件探究（1）.实验原理:铁与空气中氧气、水蒸气等发生化学反应生成氧化铁(铁锈的主要成分)。（2）.实验设计实验条件Ⅰ.铁钉只与空气接触Ⅱ.铁钉只与蒸馏水接触Ⅲ.铁钉与空气和蒸馏水接触Ⅳ.铁钉与氧气和蒸馏水同时接触实验装置实验现象不生锈不生锈易生锈最易生锈实验中不用自来水而用蒸馏水的目的是防止水中溶解的氧气对实验产生干扰。（3）.实验分析:能得出铁生锈需要氧气(或空气)的组合是Ⅱ、Ⅳ(或Ⅱ、Ⅲ),能得出铁生锈需要水的组合是Ⅰ、Ⅲ(或Ⅰ、Ⅳ)。

（4）.实验结论:铁制品生锈的实质是铁与空气中的氧气和水蒸气共同作用的结果。

（5）影响铁制品锈蚀速率的因素如图所示,将两支试管放置一段时间后,观察到的实验现象为两支试管中的铁片都锈蚀,且试管②中的铁片锈蚀更严重,由该实验现象得出的结论为盐(或氯化钠)溶液能加快铁片的锈蚀。（6）铜的锈蚀铜锈的主要成分是铜绿[Cu2(OH)2CO3],铜生锈的条件除氧气和水外,还必须有二氧化碳。为证明“必须有二氧化碳”,需进行如图1所示实验中的甲和丁。

2.防护措施（1）.防止铁生锈的方法①保持铁制品表面洁净、干燥。②在铁制品表面加一层保护膜，如刷油漆、镀铬。③改变铁制品的结构，如制成不锈钢等。（2）保护金属资源的措施①防止金属腐蚀。②回收利用废旧金属。③有计划、合理的开采矿物。(4)寻找金属的代用品。【考点突破】1.下列实验中，铁片最容易发生锈蚀的是（）A． B． C． D．【答案】C【解析】A、铁与水接触，与氧气不接触，只能与水中溶解的少量氧气接触，不易生锈，不符合题意；B、铁与氧气直接接触，没有和水蒸气接触，不易生锈，不符合题意；C、铁能与氧气和水接触，比较容易生锈，符合题意；D、铁只能与水接触，与氧气不接触，不易生锈，不符合题意。故选C。2.全世界每年因锈蚀损失的钢铁约占世界年产量的。小明同学想探究钢铁生锈的条件，他将干净的铁钉放入试管中（如图），定期进行观察并记录。下列说法正确的是（）A．图1可以探究得出铁生锈的所有条件B．图2，一段时间后，可以看到a试管中的铁钉生锈，b试管中的铁钉不会生锈C．通过a、b试管中铁钉现象可以说明铁生锈与氧气有关D．一段时间以后，U型管内植物油液面L端比R端要低【答案】B【解析】A、图1所示实验中，会观察到B处最先生锈，但是不能得出铁锈蚀的所有条件，故A错误；B、图2，一段时间后，可以看到a试管中的铁钉生锈，b试管中没有水，铁钉不会生锈，故B正确；C、通过a、b试管中铁钉现象a生锈，b不生锈，可以说明铁生锈与水有关，故C错误；D、一段时间以后，a生锈，b不生锈，a消耗氧气，气体减少，压强减小，U型管内植物油液面L端比R端要高，故D错误。故选：B。3.某博物馆藏有一柄古代铁剑，为防止其生锈，下列做法合理的是（）A．定期用清水冲洗，除去灰尘 B．放于体验区，让观众触摸C．用盐水除去铁剑上的锈斑 D．放在充满氮气的展览柜中【答案】D【解析】A．定期不应用清水冲洗，除去灰尘。故A错误。

B．不应放于体验区，更不要让观众触摸。故B错误。

C．用盐酸除去铁剑上的锈斑。故C错误。

D．放在充满氮气的展览柜中，氮气性质稳定。故D正确。故选D。4.为了探究影响铜生锈的因素，设计如下实验，有关分析正确的是（）实验①实验②实验③实验④

铜生锈无明显现象无明显现象无明显现象A．对比实验①和②可知：影响铜生锈的因素是CO2和H2OB．对比实验①和③可知：影响铜生锈的因素是H2O和O2C．对比实验①和④可知：影响铜生锈的因素是CO2和O2D．此实验设计运用了控制变量的方法【答案】D【解析】实验①中，铜与水、氧气、二氧化碳同时接触，发生了锈蚀。实验②中的铜片没有与二氧化碳接触，没有发生锈蚀。实验③中的铜片没有与氧气接触，没有发生锈蚀。实验④中的铜片没有与水接触，没有发生锈蚀。A．对比实验①和②可知：影响铜生锈的因素是CO2，选项说法错误；B．对比实验①和③可知：影响铜生锈的因素是O2，选项说法错误；C．对比实验①和④可知：影响铜生锈的因素是H2O，选项说法错误；D．由以上分析可知，此实验设计运用了控制变量的方法，选项说法正确。故选：D。5.垃圾分类回收是开封创建文明城市的重要措施之一。某垃圾桶的组成材料如图所示，其制作材料中属于有机合成材料的是________；铁制外筒表面刷漆可以防锈的原理是_______；工业上常用稀盐酸除铁锈（主要成分是Fe2O3），其反应的化学方程式为_______。【答案】塑料顶盖覆盖保护层，起到隔绝氧气（或空气）和水的作用【解析】塑料属于有机合成材料，铁制外筒和铝合金内筒属于金属材料，铁在氧气和水的共同作用下容易生锈，铁制外筒表面刷漆可以防锈的原理是覆盖保护层，起到隔绝氧气（或空气）和水的作用，工业上常用稀盐酸除铁锈，主要原因铁锈主要成分氧化铁和盐酸生成氯化铁和水，化学方程式Fe2O3+6HC1=2FeCl3+3H2O，故填：塑料顶盖；覆盖保护层，起到隔绝氧气（或空气）和水的作用；Fe2O3+6HC1=2FeCl3+3H2O。6.元代《格物粗谈》提及：“赤铜人炉甘石炼为黄铜，其色如金。”即炉甘石（ZnCO3）、赤铜（Cu2O）和木炭粉混合加热得到锌铜合金。已知锌的熔点为419.5℃，铜的熔点是1083.4℃。（1）黄铜属于______（填“纯净物”或“混合物”），其熔点可能的范围是______。（2）久存的黄铜钱币表面常有铜绿（Cu2（OH）2CO3），铜绿的形成与空气中的O2、______、______（填化学式）有关。（3）炉甘石在高温条件下分解产生两种氧化物，反应的化学方程式为______，赤铜和木炭粉发生置换反应得到铜，反应中化合价降低的元素是______。【答案】（1）混合物小于419.5℃（2）CO2H2O（3）Cu或者铜元素【解析】(1)由题意可知：由炉甘石（ZnCO3）、赤铜（Cu2O）和木炭粉混合加热得