金属材料、金属资源的利用和保护-2024年人教版中考化学一轮复习

第八单元金属和金属材料

第1讲金属材料金属资源的利用和保护

中考知识点归纳

知识点一金属材料

1.分类

自li金属

金属，卜合喟』含碳量不同

材料合金

由他合金

2.物理性质

具有金属光泽一作装饰品

共性能导电一》制电线、电缆用途

八「“M,讪’僻能态京赢：T铁常制温、作铝下炊等，具大多数金属都呈是银固白体色，但，汞但却铜是液体色，金呈黄-色

有蔬性T拉成细丝、压成薄片

【特别提醒】①金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等物理性质差异很大。②金属的性质在很大程

度I上决定了金属的用途，但还需考虑价格、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铁可以被磁铁吸引，利用此性质可区分铁与其他金属单质。

3.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＞铝）；

⑤铭：硬度最高的金属:

⑥鸨：熔点最高的金属:

⑦汞：熔点最低的金属:

⑧饿：密度最大的金属:

⑨锂：密度最小的金属。

【总结归纳】①有些金属处于粉末状态时，就会呈现不同的颜色；例如，粉末状的铁粉都是呈黑色的，这

主要是由于颗粒太小，光不容易反射。②生活中使用的铁制品表面一般有镀金层或油漆，不是其真正颜色。

可观察其断面的颜色。

4.合金

(1)合金的定义：在金属中加热熔合某些—金属.或非金属制成的具有金属特征的物质。合金

属于混合物。

(2)合金的优点：纯金属形成合金后性能的改变为两高(合金的强度和硬度一般比组

成它们的纯金属更高)、一低(合金的熔点比组成它们的纯金属的熔点低)、二更好(合金的

机械加工性能更好、合金的抗腐蚀性能更好)。

【应用】鉴别合金和纯金属可以采用比较合金和纯金属硬度的方法：相互刻画后，有划痕的是纯金属，无

任何变化的是合金。

(3)常见的合金

铁的合金铜合金钛和钛形状记忆

合金焊锡

生铁钢黄铜青铜合金金属

含碳量含碳量铜锌铜锡铅锡

成分钛银合金

2%〜4.3%0.03%〜2%合金合金合金

不锈钢：含铭、镇的钢，具有抗

备注紫铜为纯铜熔点低

腐蚀性能

【总结归纳】①合金中至少一种金属。②合金属于混合物；一般说来，合金的熔点比各成分低。③形成合

金的过程，属于物理变化。④合金属于金属材料，不属于合成材料，具有金属的共性。金属材料包括纯金

属和合金。⑤钢的硬度比生铁大，抗腐蚀能力比生铁强，二者性质不同的原因是含碳量不同。⑥钛合金有

熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、机械性能好、抗腐蚀性强等优点。

知识点二金属的冶炼

1.金属资源

(1)分布及存在形式：地球上金属资源广泛地存在于地壳和海洋中，除少数很不活泼的金属如金、银等以单

质形式存在外，其余都以化合物的形式存在。

(2)常见的铁矿石

矿石名称赤铁矿磁铁矿菱铁矿黄铁矿

主要成分的化学式

Fe2。?FeK)4FeCO3FeS2

【特别提醒】金属资源属于不可再生资源，因此我们应合理开采。

2.工业炼铁

常见的铁矿石磁铁矿（主要成分是FesCU.）、赤铁矿（主要成分是_FezCh______）

铁原料铁矿石、焦炭、石灰石、空气

的设备高炉

冶原理高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里一还原

炼—出来

装原料:铁疗石.焦炭.石灰石

置1

图

/江原成铁:C+02C02______\

|②生成CO2+C二^-一么立------|

%）生成c"F&O3+3CO/2Fe+3co:2

尻___________________________镌翦

二一--------------------------

【总结归纳】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。

3.一氧化碳还原氧化铁（详见教材基础实验突破）

知识点三金属的锈蚀与防护

1.金属的锈蚀与防护

铁生锈的条件铁与。2、丛0接触（铁锈的主要成分：Fe2O3xH2O）

用途做食品等的.干燥剂._、“双吸剂”

防止铁制品生锈①保持铁制品表面的一洁净______和干燥（讲卫生）；

的措施：②表面形成保护膜-O如涂油、刷漆、电镀、烤蓝等（穿外衣）；

③改变其内部组成，制成—合金。如不锈钢（强体质）。

特征铁锈很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气反应因而铁锈应及

时除去。

金属资源的意义节约金属资源______,减少环境污染_________

金属资源的保护①防止金属腐蚀：②回收利用废旧金属:③—合理—开

途径采矿物；④寻找金属的—_代用品____O

2.铁锈蚀条件的探究（详见教材基础实验突破）

【名师点拨】①铜生锈需要铜与水、氧气、二氧化碳同时接触。生成碱式碳酸铜（铜绿Cu2（OH）2co3）。②

铁生锈和铁燃烧的实质都是氧化反应，但铁燃烧时剧烈的氧化反应而铁生锈是缓慢氧化，反应产物铁锈是

红色的，而四氧化三铁是黑色的。

热点题型剖析

题型一金属材料的物理性质和使用

解答该类试题需要掌握金属的通性与特性，明确纯金属和合金都属于金属材料，金属材料都有金属的特性;

了解合金的特性;掌握性质决定用途，用途反映性质的思想方法。

例1国产飞机C919机壳采用了先进的铝锂合金材料。下列有关说法错误的是

A.铝锂合金密度小

B.铝锂合金的硬度比纯铝大

C.铝锂合金抗腐蚀性强

D.铝锂合金是合成材料

【解析】A.铝锂合金密度小，故选项说法正确；B.合金比组分金属硬度大，铝锂合金的硬度比纯铝大，

故选项说法正确；C.铝锂合金抗腐蚀性强，故选项说法正确；D.铝锂合金属于金属材料，故选项说法错

误。故选D。

【答案】D

变式训练1北斗系统的全面建成彰显了中国航天的力量，在航天科技中会用到大量金属材料。下列有关金

属材科的说法正确的是（D）

A.合金中一定只含金属元素

B.纯铜比黄铜的硬度更大

C.生锈的钢铁制品没有回收价值

D.钛和钛合金被广泛用于火箭、导弹等

题型二金属的冶炼

解答此类题目的关键是熟记和理解金属锈蚀的条件及其防护措施等相关知识，根据题目所给信息进行分析。

Fe2O3+3C0-2Fe+3C02

例2高炉炼铁的主反应为。下列有关说法正确的是

A.该反应既是氧化还原反应又是置换反应

B.CO由焦炭和焦炭燃烧所得的CO2反应产生

C.所得产物为生铁，含碳量比钢低

D.高炉尾气对环境无影响，可直接排放

【解析】A.反应中CO得氧变成C02发生氧化反应，FezCh失氧变成Fe发生还原反应，所以这个反应是氧

化还原反应；置换反应指由一种单质和一种化合物反应，生成另外一种单质和一种化合物的反应，由于反

应的反应物中没有单质，该反应不属于置换反应，不符合题意；B.焦炭燃烧放热，提高炉温，反应为：

八占、、/燃力、、高温

C+0,CO+C2C0

co22

并转化成co,反应为:符合题意；C.生铁中的含碳量为2%

4.3%,钢中的含碳量为0.03%〜2%,故生铁的含碳量比钢高，不符合题意；D.高炉尾气中含有一氧化碳

等有害气体，对环境有危害，不能直接排放，不符合题意。故选B。

【答案】B

变式训练2

工业上利用赤铁矿石（主要成分是FezCh，还含少量SiCh等杂质）冶炼生铁的过程如图所示，下列说法不

正确的是（2）

赤铁矿、焦炭、石灰石（主要成分CaCOD

—►高炉气体（主要成分Nz、CO、CCh、和SOD

空气一:煨烧|--------►炉渣庄要成分曜酸钙（CaSiCh）］

—►生铁

A.CaSiCh中硅元素显+4价

B.高炉气体中SCh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CO

高温

3CO+Fe2O32Fe+3CO2

D.高炉炼铁的原理是，该反应属于置换反应

题型三金属的锈蚀与防护

例3下列有关金属资源的利用与防护解释不合理的是

A.在001A型国产航母金属外壳覆盖涂料，主要是为了美观

B.用“烤蓝”的方法处理钢铁表面，可减缓钢铁的腐蚀

C.用铝合金制造国产大飞机C919机壳，是利用铝合金强度大、质量轻、抗腐蚀

D.切菜后的菜刀用清水洗净擦干，可减缓菜刀生锈

【解析】A.在001A型国产航母金属外壳覆盖涂料，除了美观，更重要的是可以隔绝氧气和水，起到防锈

的目的，符合题意；B.用“烤蓝”的方法处理钢铁表面，可以隔绝氧气和水，减缓钢铁的腐蚀，不符合题意；

C.铝合金是铝的合金，具有质轻、硬度大，耐腐蚀等特点，故可用铝合金制造国产大飞机C919机壳，不

符合题意；D.铁生锈的条件是铁与氧气和水接触，切菜后的菜刀用清水洗净擦干，保持菜刀表面干燥，可

减缓菜刀生锈，不符合题意。故选A。

【答案】A

变式训练3港珠澳大桥的桥、岛、隧以及“雪龙2号”的船身等主要由金属材料制成。下列金属防护措施不

正确的是（D）

A.在金属制品表面镀保护层

B.改变金属结构制成合金使用

C.在金属制品表面涂油漆

D.用稀盐酸定期清洗金属制品

教材基础实验突破

实验一一氧化碳还原氧化铁

实验过程归纳

装置图

Fe?。

(()Z1c」

L.»0

60''

澄清的1

1GL石灰水、

操作步骤①检查装置的气密性；

②将氧化铁粉末装入玻璃管后固定在铁架台上；

③点燃右端酒精灯：防止未参与反应的一氧化碳释放到空气中造成污染；

④给玻璃管通入一氧化碳：为了排尽装置中的空气，防止一氧化碳和空气混合受热发生爆

炸；

⑤点燃酒精喷灯，加热装有氧化铁的玻璃管；

⑥停止加热，熄灭酒精喷灯；

⑦停止通入一氧化碳；

⑧熄灭右端酒精灯。

实验现象红棕色粉末逐渐变为黑一色；澄清石灰水变浑浊；尾气点燃后有—_1

色一火焰。

注意事项①注意观察装置中的加热仪器，是酒精喷灯，一氧化碳还原铁矿石的反应条件是高温。

②先通CO（点燃酒精灯），再加热（点燃酒精喷灯）；以便排尽玻璃管中的空气。

③实验完毕，先熄灯（熄酒精喷灯），继续通CO至玻璃管冷却。防止生成的Fe被氧化。

④尾气处理：燃烧或用塑料袋收集起来后燃烧；防止未反应的CO污染空气。

例题精讲

例用一氧化碳还原氧化铁的实验中，FezCh转化为铁的具体过程是:

FeO4。八~5。=>Fe3C>4600s68->FeO700，c-800，c>Fe

23=已知铁的氧化物除FezCh外，其余均为

黑色。下列说法正确的是

A.装置中漏斗的作用是防止倒吸

B.通过实验现象可以判断氧化铁是否完全转化为铁

C.该实验中所有的化学反应里，氧元素的化合价均未改变

D.当硬质玻璃管内固体中铁元素的质量分数为74%时，固体成分是Fe3C>4和FeO

【解析】一氧化碳和氧化铁在高温条件下反应生成二氧化碳和铁，二氧化碳和澄清石灰水反应生成碳酸钙

和水。A.一氧化碳有毒，倒置漏斗的作用是点燃过量的一氧化碳，防止污染空气，故选项错误；B.随着

反应的进行现象为：玻璃管中的粉末由红色逐渐变为黑色，通过实验现象不可以判断氧化铁是否完全转化

为铁，因为铁和四氧化三铁和氧化亚铁均为黑色固体，故选项错误；C.该实验中所有的化学反应里，最后

一步一氧化碳在空气中点燃生成二氧化碳，其中氧气为单质，化合价为0价，生成物二氧化碳中氧元素化

合价为-2价，化合价发生变化，故选项错误；D.Fe2O3>FesCU和FeO中铁元素的质量分数依次为

——x100%=70%——x100%«72.4%-^―xlOO%»77.8%

56x2+16x3、56x3+16x4、56+16。随着反应的进

行，可知氧化铁反应生成四氧化三铁，铁的质量分数变高，当全部是四氧化三铁时变为72.4%,当四氧化三

铁反应生成氧化亚铁时，铁的质量分数变高，当全部是氧化亚铁时变为77.8%。当硬质玻璃管内固体中铁元

素的质量分数为74%时，可知处在72.4%和77.8%之间，所以此时固体成分是FesCU和FeO,故选项正确。

故选D。

【答案】D

拓展训练

利用甲酸（HCOOH）与浓硫酸制备CO,并用如下实验装置验证CO的有关性质。已知:

浓硫酸

HCOOHcoT+H2O

60~80℃,下列说法不正确的是9

乙

A.操作时，先点燃乙处酒精灯，再滴加HCOOH

B.装置丙的作用是防止倒吸

C.装置丁既可检验CCh，又可收集CO

D.随着反应进行，浓硫酸浓度降低，产生CO气体速率减小

实验二铁钉锈蚀条件的探究

实验过程归纳

设计方案一周以后的实验现象结论

把洁净的铁钉放在干燥的试管铁钉表面无变化铁钉生锈不只是与氧气有关

中，并放入用棉花包裹的氯化钙系.

干燥剂，用橡皮塞密封试管口。

营一干燥剂

、一铁钉

把洁净的铁钉全部浸在屈iW煮铁钉表面无变化铁钉生锈不只是与水.有关系

过蒸储水的试管中，将任［物油滴

植物油

蒸

一溜

7k

在水面上密封。

把洁净的铁钉一半浸入试管中铁钉表面有铁锈生成铁牛锈是铁与水和氧气

的蒸储水里，将试管敞口放置_____共同作用的结果

蒸惘水

¥

例题精讲

例金属防腐是科学研究中的重大课题。某校学习小组以铁的腐蚀为项目进行如下研究。

（认识铁的腐蚀）

（1）下列环境中的铁制品最容易生锈的是（填字母序号）。

A未擦干的铁锅B除油漆的栏杆C盛水的不锈钢水杯

（2）铁锈的主要成分是FezCh-xHzO,其中铁元素的化合价是。

（探究铁的腐蚀）

（3）该小组用下图甲装置进行实验，起始时量筒内水面处于50mL刻度处，之后水面缓慢上升。几天后水

面最终处于约（填“40”或“10”）mL刻度处，原因是。

（拓展探究）

（4）小强同学进行如下实验：取铁钉用砂纸打磨，称其质量，按上图乙安装装置，放置3天，再取出铁钉

称量。在不同温度下重复上述实验，得到铁钉质量增加情况如下表。

温度/℃10203040506070

铁钉质量增加值0.020.040.080.160.180.180.18

小强同学的实验是探究—因素对铁钉腐蚀快慢的影响，结论是一o

（5）有同学认为小强的实验未能真实反映50℃以后铁钉腐蚀的快慢，理由是50℃以后铁钉质量没有变化。

请分析铁钉质量没有变化的原因：—；改进实验方案证明你的分析：—o

【解析】(1)A.未擦干的铁锅，跟潮湿的空气接触最易生锈；B.涂油漆的栏杆隔绝了铁与氧气、水的接

触，不易锈蚀；C.不锈钢是一种铁合金，抗腐蚀性能强；

(2)氧元素显-2价，设铁元素的化合价是x,根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得：2x+(-2)x3=0,

则x=+3价;

(3)铁锈蚀消耗氧气，且氧气约占空气总体积的1/5,根据题意知，量筒内有50mL空气，其中有氧气10mL,

铁丝生锈要消耗掉这10mL氧气，在外界大气压强的作用下，水进入量筒10mL,最后量筒内水面最后约在

40mL刻度处；

(4)分析表中数据可知，小强同学的实验是探究温度因素对铁钉腐蚀快慢的影响；由数据可知:温度在10~50℃

的范围内，温度越高，铁钉腐蚀的速度越快；

(5)由表中数据可知，50℃以后铁钉质量不再增加，是因为试管内的氧气已耗尽，剩余的铁不能继续锈蚀；

可继续通如氧气，并保持在50℃,几天后观察现象，可得出结论，具体操作：向乙装置的试管中充入氧气，

并在50℃的环境中放置3天；若铁钉增加的质量大于0.18g,则分析成立。

【答案】(1)A(2)+3价(3)40(4)铁锈蚀消耗氧气，且氧气约占空气总体积的1/5温

度温度在10~50℃的范围内，温度越高，铁钉腐蚀的速度越快(5)试管内的氧气已耗尽，剩余的

铁不能继续锈蚀向乙装置的试管中充入氧气,并在50℃的环境中放置3天;若铁钉增加的质量大于0.18g,

则分析成立

拓展训练

如图是探究铁锈蚀条件的装置，实验开始时L端与R端的液面高度一致。

(2)有人提议将铁钉换作与铁钉质量相等的细铁粉来缩短实验天数，理由是一铁粉与铁钉相比，与空气和水

接触的面积大，反应速率快。

(3)该实验不能.(写“能”或“不能”)证明铁生锈与氧气有关。理由是.里面增加了是空气，由于空气是

混合物，不是只有氧气，因此变量因素不确定，因此不能确定铁生锈与氧气有关o

第八单元金属和金属材料

第1讲金属材料金属资源的利用和保护

中考知识点归纳

知识点一

1.碳

2.导电导热延展性紫红黄液体

3.①含量最多②人体③世界年产量④导电、导热⑤硬度

⑥熔点⑦熔点⑧密度⑨密度

4.(1)金属非金属(2)强度硬度熔点机械加工性能抗腐蚀性

知识点二

1.(1)金银单质化合物(2)FesCUFezCh一氧化碳还原

W衽宣:旦官洱

-1gl

2.Fe3O4Fe2O3铁矿石焦炭C+02C02CCh+Cm2coFe2O3+3CO=^2Fe+3CO2

知识点三

1.02、H2O干燥剂洁净干燥保护膜合金疏松金属资源环境污染腐蚀回收利

用合理代用品

热点题型剖析

变式训练

1.D

2.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+