01第1讲金属材料金属资源的保护和利用

2021

河北化学第1讲

金属材料金属资源的保护和利用（1.5~4分）

1考点特训营2实验突破3玩转河北10年中考真题【版本导航】人教：九下第八单元P1～P8

P14～P24；

沪教：九上第5章P113～P134【课标要求】1．了解金属的物理特性。2．了解防止金属腐蚀的简单方法。3．知道一些常见金属(铁、铝等)矿物；知道可用铁矿石炼铁。4．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。5．认识金属材料在生产、生活和社会发展中的重要作用。6．认识废弃金属对环境的影响和回收金属的重要性。纯金属(10年6考)共性有金属光泽，应用：金、银做饰品等

______性，应用：铜、铝做导线等差异性状态：常温下大多数都是固体，但汞为液体______性，应用：铝做铝箔等

______性，应用：铁做暖气片、用铁锅炒菜等颜色：大多数呈_______色，但铜呈__________色，金呈__色，铁粉呈黑色不同金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等差别较大导电导热延展银白紫红(或红)黄一、金属材料(10年9考)概念：合金是指在金属中加热熔合某些金属或非金属而制得的具有金属特性的物质。（合金属于混合物）特性：与组成合金的纯金属相比，合金的强度和硬度____、熔点_____、抗腐蚀性_______生铁：含碳量2%～4.3%铁合金常见的合金合金(10年6考)钛合金：抗腐蚀性能好，与人体有很好的“相容性”，可用来制造人造骨等其他合金：不锈钢、铝合金、黄铜、锰钢、硬铝等铅锑合金：熔点低，常用来做保险丝钢：含碳量0.03%～2%性能不同的原因是__________更大更好含碳量不同更低金属在自然界中的存在形式：除少数很不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外，其余都以化合物的形式存在。常见的铁矿石，如赤铁矿(主要成分的化学_______)，磁铁矿(主要成分的化学式______

)(2011.9B)工业炼铁铁的冶炼(10年5考)实验室模拟炼铁（详见实验突破栏目）设备：高炉原料及其作用：_______、焦炭(提高炉温、产生还原剂CO)、石灰石(将矿石中的二氧化硅转化为炉渣)和过量空气(使焦炭充分燃烧)反应原理：在高温条件下，利用还原剂CO将铁从它的化合物中还原出来涉及的化学方程式：、______________________________Fe2O3Fe3O4铁矿石二、金属资源的利用和保护3CO＋Fe2O3

2Fe＋3CO2金属的锈蚀(10年6考)铁锈：主要成分是氧化铁，其化学式为Fe2O3；可用________________

除去，反应的化学方程式为__________________________________________

__________________________铁制品锈蚀条件的探究（详见实验突破栏目）(10年2考)铁生锈的实质：与空气中的______、_______发生化学反应的结果防锈的原理及措施(10年8考)防锈原理：隔绝_________________水蒸气氧气稀盐酸(或稀硫酸)Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O[或Fe2O3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋3H2O]空气(或氧气)和水1.保持金属制品表面洁净干燥（如菜刀用完后洗净擦干挂起来）2.在金属表面涂保护膜［如________、________（常用于自行车链条防锈）、电镀等］3.改变金属的单一结构，制成合金（如不锈钢）等刷漆涂油防锈措施保护金属资源的途径：ａ．防止金属_____ｂ．__________废旧金属ｃ．有计划、合理地开采矿物ｄ．寻找金属的_______

腐蚀回收利用代用品二、金属资源的利用和保护判断下列说法的正误，并在题上改正错误的地方或举出反例。1.常温下，金属及合金都是固态。()2.合金中最少含有一种金属。()3.合金属于合成材料。()4.赤铁矿和氧化铁都属于合金。()【分析】汞在常温下是液态。×【分析】合金属于金属材料。××【分析】赤铁矿是铁矿石，氧化铁是金属氧化物，二者均不属于合金。√5.生铁和钢都是铁碳合金，但性能不同。(

)6.高炉炼铁得到的是生铁。(

)7.铁在空气中容易锈蚀，铝在空气中更容易锈蚀。(

)×√√【分析】铝易与空气中的氧气反应，在其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，阻止铝进一步被氧化，因此铝具有很好的抗腐蚀性能。实验室模拟炼铁在高温条件下，用一氧化碳将铁从氧化铁中还原出来，反应的化学方程式为___________________________________。命题点1反应原理3CO＋Fe2O3

2Fe＋3CO2(侧重体现学科核心素养中科学探究能力的创新)重难实验突破命题点2实验装置命题点3操作步骤(1)实验开始，先_________________，再点燃酒精喷灯加热，目的是________________________________________________。(2)反应结束后，先熄灭酒精喷灯，继续通入一氧化碳至硬质玻璃管冷却，目的是________________________、_________________________________。【简记】一氧化碳早出晚归，酒精灯迟到早退。通入一段时间CO排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸(合理即可)防止生成的铁再次被氧化防止澄清石灰水倒吸使硬质玻璃管炸裂命题点4实验现象(1)A处硬质玻璃管中__________________________。(2)B处试管中____________________。(3)C处玻璃管尖嘴处__________________。红棕色粉末逐渐变为黑色澄清石灰水变浑浊产生蓝色火焰命题点5尾气处理实验要采用点燃或气球收集的方法处理尾气，原因是__________________________________________________。尾气中含有未反应完的一氧化碳，直接排放会污染空气命题点6装置的创新(1)发生装置的改进：用“W”型管进行微型实验，该装置与传统装置相比，优点是____________________。核心素养——创新节约药品(合理即可)（2017北京）(2)尾气处理装置的改进：由于反应产生的尾气是CO和CO2的混合物，故通过点燃的方法处理尾气的效果不佳，因此可用气球或排水法收集尾气。通过一个密闭容器将实验尾气收集起来，如甲装置；也可先将CO2用_______________完全吸收，再将CO收集起来，如乙装置。氢氧化钠溶液甲乙（2017枣庄）其他有关硬质玻璃管类试题详见第二部分专题一横向实验归类练P130。例如图1为实验室模拟工业炼铁的装置。请回答下列问题：(1)氧化铁是________(选填“赤铁矿”或“磁铁矿”)的主要成分。(2)实验中可观察到硬质玻璃管里的粉末由红棕色逐渐变黑，说明氧化铁转化为___(填化学式)，反应的化学方程式为____________________________。赤铁矿Fe3CO＋Fe2O3

2Fe＋3CO2图1(3)澄清石灰水的作用是______________________，该反应的化学方程式为___________________________________。(4)从环保角度考虑，图中装置需要改进的是____________________。检验生成物二氧化碳Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O增加尾气处理装置图1(5)若利用支架调节酒精灯的高度，用酒精灯火焰的________点燃尾气，点燃尾气发生反应的化学方程式为__________________________。外焰2CO＋O2

2CO2(6)实际操作分析①实验开始时，若未先通入CO而直接点燃酒精喷灯，可能造成的后果是__________________。②实验结束后，若直接停止通入CO，可能造成的后果是_____________________________________________________。加热时发生爆炸生成的铁再次被氧化，澄清石灰水倒吸使硬质玻璃管炸裂图1(7)上述方法“炼”出的铁与工业上炼出的生铁在组成上的最大区别是_____________________________。(8)反应结束后，含有未反应的氧化铁固体，______(选填“能”或“不能”)采用加入盐酸的方法来提纯铁，原因是_______________________。上述方法“炼”出的铁不含碳不能铁与盐酸也会发生反应(9)请设计一个实验证明反应后硬质玻璃管内的固体中含有铁(写出实验方案和现象)________________________________________________________________。向反应后的固体中加入稀盐酸，观察到固体溶解，有气泡产生(合理即可)图1(10)(2020宁波)如图2是某科学老师设计的一氧化碳还原氧化铁的实验装置。在B装置的液面下降到安全线之前，不能加热氧化铁，这是因为________________________________。反应结束后停止加热，继续通CO，此时B装置的作用是_________________________。CO和空气混合加热可能会发生爆炸收集CO，防止污染空气图2(11)(微型实验，2017淮安)图3为小华同学利用长柄W形玻璃管完成一氧化碳与氧化铁的反应。其中甲酸与浓硫酸反应生成CO，A处可观察到的现象为_____________________，此处金属网罩的作用是____________________。红棕色粉末变为黑色集中火焰，提高温度图3铁制品锈蚀条件的探究[2018.30(2)、2013.13]命题点1实验思想方法控制变量思想(对比实验)(2013.13)命题点2实验设计及结论编号ⅠⅡⅢ实验条件铁钉与水和氧气同时接触铁钉全部浸在蒸馏水中铁钉在干燥的氧气中实验图示生锈程度(约一周后观察)______________________无明显现象实验结论(1)对比试管Ⅰ、Ⅱ可知铁钉生锈需要_______________。(2)对比试管Ⅰ、Ⅲ可知铁钉生锈需要______。由此得出铁钉生锈的条件是_______________________________。生锈无明显现象空气(或氧气)水与空气(或氧气)和水同时接触【特别提醒】铁生锈是一个缓慢氧化的过程，因此实验的时间较长。由于水中溶有少量的氧气，使用的蒸馏水必须事先____________________，排除水中溶解的氧气对实验的干扰。【实验拓展】如图是探究影响铁锈蚀快慢因素的实验。将两支试管放置一段时间后，观察到A试管铁片生锈，B试管铁片严重生锈，由该实验现象可知氯化钠溶液能加快铁片锈蚀。[2018.30(2)]其他有关控制变量思想类试题详见第二部分专题一横向实验归类练P126。加热煮沸并迅速冷却例为了探究铁钉锈蚀的条件，某化学兴趣小组设计的实验如图1所示，请回答下列问题：(1)实验前，必须将铁钉打磨光亮，目的是____________________________。(2)实验B中，植物油的作用是_________________，实验C中氯化钙的作用是________________________。除去铁钉表面的污物和氧化物隔绝空气(或氧气)吸收空气中的水蒸气图1(4)实验A中，一周后发现铁钉锈蚀最严重的部位是________，若将试管换为密封的软质塑料瓶，则一段时间后，可观察到的现象是_______________。(5)对比实验A和D，发现放置相同时间后，实验D中铁钉表面的铁锈比实验A中的多，说明食盐水能________(选填“加快”或“减缓”)铁的锈蚀。乙软质塑料瓶变瘪加快(3)能验证铁钉锈蚀与水有关的是实验_______(填序号)。AC图1(6)实际操作分析①小明同学在做实验B时，发现有时会观察到实验B中的铁钉表面也会产生少量铁锈，造成此现象的原因可能是_________________________________。蒸馏水中溶解了少量氧气(合理即可)图1②小李同学在实验过程中意外发现C中铁钉表面出现了少量铁锈，经仔细检查后发现胶塞已塞紧，产生这种现象的原因可能是________________________________________________。氯化钙的量不足(或氯化钙已失效等，合理即可)(7)装置创新①小红同学将图1实验进行了改进，如图2所示(夹持装置省略)。一周后，乙、丙中无明显现象，甲中可观察到的现象是________________________。实验证明，铁制品锈蚀主要是铁与____________共同作用的结果。铁丝生锈，试管内液面上升氧气和水图2②(2018重庆B改编)如图3所示，小张同学利用杠杆完成探究实验，杠杆已调至平衡。较长时间后，左边铁粉布包下降，是因为铁粉与__________发生了反应。将铁粉换成下列物质中的________(填序号)，杠杆也会出现相似现象。a.NaClb.NaOHc.CaO氧气和水bc图3③(2018杭州改编)如图4是小方同学借助U型管探究铁制品锈蚀条件的装置图，一段时间后，观察到钢丝棉1、2、3、4中发生锈蚀的是___________________，其中锈蚀程度最严重的是________。由该实验现象得到的结论有________________________________________________________________。钢丝棉1和钢丝棉2钢丝棉1铁制品的锈蚀需要与氧气和水同时接触，且盐溶液能加快铁制品的锈蚀图4(8)(2020安徽)①小强同学进行如下实验：取铁钉用砂纸打磨，称其质量，按如图5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/g0.020.040.080.160.180.180.18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_________________________________。温度温度越高，铁腐蚀越快(合理即可)图5②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：______________________________________________________________________________________。50℃以后，试管中的氧气耗尽，铁钉的腐蚀停止(合理即可)

用容积较大的容器代替装置乙中的试管，分别在50℃、60℃、70℃下重复上述实验(合理即可)温度/℃10203040506070铁钉质量增加/g0.020.040.080.160.180.180.18图5金属材料的判断（10年9考，仅2011年未考查）1.判断下列说法或应用是否正确，正确的打“√”，不正确的打“×”。(1)不锈钢和金刚石都是金属材料(2015河北13C)()(2)常温下所有的金属都是固体(2019河北3A)()(3)铁由于导热性能好，用来做暖气片(2014河北12A)()(4)铅锑合金由于熔点低，用来做保险丝(2014河北12B)()√√××2.[2018河北29(3)题1分]保险丝(铅锑合金)比组成它的纯金属的熔点_____。3.[2017河北29(2)题1分]锰钢比组成它的纯金属硬度______，可用于制作钢轨。4.[2012河北29(2)题1分]合金具有良好的物理、化学性能，下列物质不属于合金的是______(选填序号)。a.黄铜b.不锈钢c.铁矿石低大c5.[2020河北30(2)题第1空1分]如图是金属性质的实验，步骤①体现了铜具有________性。延展金属的锈蚀与保护（10年8考）6.判断下列说法及做法是否正确，正确的打“√”，不正确的打“×”。(1)铁制品在潮湿的空气中易生锈(2019河北3B)()(2)铝片表面