百年学典 中考风向标 化学 第11讲　金属材料　金属资源的利用和保护

第11讲金属材料金属资源的利用和保护考点清单夯基础写出图中反应的化学方程式类型一与铁相关的转化物质网络成体系①

;

②

;

③

;

④

;

⑤

;

⑥

;

⑦

。

类型二与铜相关的转化①

;

②

;

③

;

④

;

⑤

;

⑥

;

⑦

。

考点聚焦考点一金属材料(5年5考)大低含碳量不同链接小实验方法:相互刻画。现象:纯金属上有明显划痕。结论:合金的硬度比组成它的纯金属的硬度

。

比较合金和纯金属的硬度大特别提醒合金中一定含金属,可能含非金属;合金属于混合物,各成分以单质形式存在考点二金属资源的利用和保护(5年4考)易错辨析判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。(1)目前世界年产量最高的金属是铝。()(2)导电性最好的金属是银。()(3)在金属表面镀上一层其他金属时,就可制得合金。()(4)由于铝的化学性质不活泼,所以铝制品比较耐腐蚀。()(5)有单质和化合物参加的反应一定是置换反应。()(6)回收利用废旧金属、寻找金属代用品都是保护金属资源的有效途径。

(

)×√×××√核心实验重迁移实验七铁制品锈蚀条件的探究铁制品锈蚀条件的探究原理控制变量,三支铁钉分别只与水接触、只与空气接触、与水和空气同时接触→比较铁钉锈蚀情况,得出铁生锈条件→铁生锈是铁与氧气、水共同作用的结果一题通关某兴趣小组的同学利用如图所示装置来探究铁制品锈蚀的条件。[实验现象及分析](1)一段时间后,能观察到铁钉锈蚀的是试管

(填序号,下同)。

(2)对比试管

中的现象,说明铁钉锈蚀需要与氧气接触;对比试管①③中的现象,说明铁钉锈蚀需要与

接触。

①①②水[实验结论](3)根据上述实验能得出,铁制品锈蚀的条件是与

.

、

同时接触。

[实验反思](4)试管②中植物油的作用是

.

;试管③中干燥剂的作用是

.

;实验所用的蒸馏水均是经煮沸后迅速冷却的蒸馏水,其目的是

。

空气(或氧气)水防止空气中的氧气溶于水而干扰实验除去试管内的水蒸气(或用于干燥空气)除去水中的氧气新考法1.创新装置如图是探究铁锈蚀条件的装置。调节L端与R端的液面高度一致,塞紧橡胶塞,一周后观察。下列推断错误的是()A.b管中铁钉不会锈蚀B.该实验说明铁锈蚀与氧气和水都有关C.L端液面比R端液面高D.若将a管中的水改为食盐水能加快铁的锈蚀B2.数字化实验铁生锈的原理能用于制作“暖宝宝”。某“暖宝宝”的成分为铁粉、蛭石(保温作用)和吸水性树脂、食盐、活性炭。探究小组利用如图甲装置进行探究,实验结果如图乙。下列说法错误的是()A.“暖宝宝”发热原理是铁粉与H2O、O2反应B.由O2浓度变化推测,铁粉可用作食品脱氧剂C.封装“暖宝宝”的外包装袋应选透水、透气的材料D.“暖宝宝”能快速放热,铁钉生锈需较长时间,说明反应物状态是影响反应速率的因素之一C甲

乙3.创新装置如图所示,将打磨后的铁丝分别用细线吊置于甲、乙中,通入纯净干燥的O2(已知:白磷着火点为40℃),下列分析错误的是()A.通入O2后,丙中白磷燃烧B.对比通入O2一段时间后甲和乙的现象,可得出铁丝锈蚀需要与水接触C.停止通入O2后关闭K1,一段时间后丙中导管内会上升一段水柱D.对比丙中通入O2前后的现象,可知可燃物燃烧需要温度达到其着火点D考点1金属材料(5年5考)聚焦广东明考向1.(选择题选项节选)判断正误,对的打“√”,错的打“×”。(1)(2025广州)不锈钢抗腐蚀性好,可用于制造医疗器械。()(2)(2022广东)铝合金的硬度比纯铝大。(

)2.(2025广东)古丝绸之路贸易中的下列商品,主要成分属于金属材料的是()A.丝绸 B.瓷器 C.玉器 D.铁器√√D3.(2024广东)广东省博物馆馆藏丰富。下列藏品主要由金属材料制成的是()DA.肇庆端砚B.广彩青瓷C.潮州木雕D.云浮铜鼓4.(2025佛山禅城区模拟)稀土是我国重要的战略资源。研发了稀土分离技术的科学家是()A.闵恩泽 B.侯德榜 C.徐光宪 D.范旭东C5.(2025揭阳普宁一模)下列有关青铜的说法错误的是()A.青铜是混合物

B.青铜硬度大于纯铜

C.青铜熔点高于纯铜

D.青铜属于金属材料C6.(1)文化典籍

(2024广州)东晋《华阳国志》(卷四)中已有关于白铜的记载,云南镍白铜(铜镍合金)闻名中外,曾用于造币和制作仿银饰品,西方直到19世纪才仿制出白铜。镍白铜的熔点比纯铜

(填“高”或“低”)。

(2)(2023广东)我国是茶文化的发源地。唐代陆羽《茶经》中记载:“风炉以铜铁铸之……”。“铜铁”属于

(填“金属”或“合成”)材料。

(3)(2021广东)火星车使用的新型镁锂合金属于

(填“金属”或“复合”)材料,实现了探测器的轻量化。

低金属金属考点2金属的冶炼(5年2考)7.(2025佛山顺德区模拟)《天工开物》描述了系统、连续的炼铁炼钢过程。将铁矿石和焦炭加入炼铁炉中,持续鼓入空气并加热,从炼铁炉流出的生铁水直接流进炒铁炉里炒成熟铁。下列说法错误的是()A.炼铁时,持续鼓入空气可以增大进氧量

B.炼铁过程利用了焦炭的氧化性C.生铁的硬度比纯铁大

D.铁制容器不可长期用于盛装食醋B8.(2024广州)在春秋战国时期,我国就开始生产和使用铁器,铁的冶炼技术极大促进了生产力的发展。赤铁矿和磁铁矿的主要成分分别是Fe2O3和Fe3O4。下列说法不正确的是()A.Fe2O3中铁元素的化合价为+3B.Fe2O3和Fe3O4都属于氧化物C.利用Fe2O3和CO炼铁的反应类型为置换反应D.Fe3O4中铁元素的质量分数比Fe2O3的高C9.(2025深圳)铜具有重要战略价值。古代以黄铜矿(主要成分为CuFeS2)为原料,运用火法炼铜工艺得到铜。现代在火法炼铜工艺的基础上发展出闪速炼铜工艺。永浩同学对比两者原理如图:

火法炼铜

闪速炼铜(1)“闪速炼铜”速率远快于“火法炼铜”,科科同学由此可知,

炼铜需要将黄铜矿颗粒粉末研磨得更细。

(2)火法炼铜中,林达同学发现持续向Cu2S中鼓入空气并维持高温状态,这说明反应

(填“吸收”或“放出”)热量,反应的化学方程式为

。

(3)反应生成的SO2可用于工业制造一种酸,请帮助嘉煜同学写出这种酸:

(填化学式);SO2可被石灰乳吸收,请说明其吸收效果优于石灰水的原因:

。闪速吸收H2SO4石灰乳中氢氧化钙的含量比石灰水高,能吸收更多的SO2(4)火法炼铜中,炉渣FeSiO3是由2种物质化合生成的,请帮助俊基同学写出沙子提供的物质:

(填化学式)。

(5)对比火法炼铜,怡妍同学发现闪速炼铜的优势有

(填字母)。

a.高温更少,节约能源b.原料更少,节省成本c.无污染SiO2ab考点3钢铁的锈蚀与防护(5年4考)10.(选择题选项节选)判断正误,对的打“√”,错的打“×”。(1)(2023广东)氧化铁呈黑色。()(2)(2023广东)回收铝质易拉罐,是因为铝易与氧气反应。()(3)(2021广东)用布擦干淋湿的自行车,是因为铁部件潮湿易生锈。()××√11.(2022广东)对铁生锈与燃烧条件的实验探究如图所示。下列说法正确的是()A.对比①②可探究:接触氧气是否为铁生锈的条件之一B.对比②③可探究:接触水是否为铁生锈的条件之一C.对比①④可探究:温度达到着火点是否为铁燃烧的条件之一D.对比③④可探究:接触氧气是否为铁燃烧的条件之一C12.(2024深圳)以下实验现象,正确的是()A.如图甲,大海同学加入硫酸铜溶液后,可以用铁把铜析出B.反应后电子秤的示数为230.5gC.对比实验乙的①③:可以探究接触空气是否是铁生锈的条件之一D.图乙一周过后,②中铁钉产生的铁锈最多B13.文化遗产

(2025广州)青铜铸文明,文脉传千秋。四千多年前,华夏民族就能够冶炼青铜合金。(1)《周礼·考工记》中记载了春秋时期的六种青铜合金,其中两种的性质如下表。名称钟鼎之齐(含锡16.7%)戈戟之齐(含锡25.0%)熔点/℃980800布氏硬度(数值越大越硬)90290它们在古代分别用于制作礼器和兵器。用“戈戟之齐”制作兵器,利用的物理性质是

。

硬度大(2)赤铜矿中Cu2O的质量分数为72%,炼铜时发生反应Cu2O+CO2Cu+CO2,理论上1t赤铜矿能冶炼出

t铜。

(3)一些古老的铜器“纯青如铺翠、而莹如玉”。在自然环境中,铜器受腐蚀生成“无害锈”,不仅增加美观度还有一定的保护作用。在氯离子、氧气和潮湿环境的影响下,“无害锈”也会转化为质地疏松易脱落的“有害锈”,加快铜器腐蚀。0.64锈蚀类型主要成分无害锈Cu2(OH)2CO3、CuO、Cu2O有害锈Cu2(OH)3Cl①根据组成预测,Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl都能溶于盐酸,生成

.(填化学式)溶液。

②某小组刮取少量铜器表面锈蚀物于试管中,加入足量稀盐酸,锈蚀物溶解得到蓝色溶液,并有气泡冒出,再向试管中滴加几滴硝酸银溶液,出现白色浑浊。反思与评价:锈蚀物中含“无害锈”,依据是

.

;不能确定是否含“有害锈”,理由是

.

.

。(查阅资料:Ag2CO3、AgCl均为白色固体且不溶于水)

CuCl2加入足量稀盐酸,锈蚀物溶解得到蓝色溶液,并有气泡冒出与“无害锈”中的Cu2(OH)2CO3反应的稀盐酸引入了氯离子,“Cl-”能与AgNO3反应生成AgCl白色沉淀,所以无法确定白色浑浊是由“有害锈”产生的氯离子与硝酸银反应导致的③考古学家从海底打捞出青铜文物后,立即用蒸馏水清洗,主要目的是

。埋藏在海底的青铜文物历经多年仍保存相对完好,原因是

.

。洗去文物表面的盐分等杂质,防止这些杂质加速文物的腐蚀海底环境缺氧、潮湿但盐分较高,形成了相对稳定的环境,减缓了铜器的氧化和腐蚀速率商代四羊青铜方尊14.金属的使用历史体现了人们对其性质的认识和科技水平的发展。(1)《吕氏春秋》中记载“金(铜单质)柔锡(锡单质)柔,合两柔则刚”,表明青铜的硬度比纯铜的硬度

(填“大”或“小”)。另外,通过敲打可将青铜等金属材料打制成不同的形状,这主要是利用了金属的

性。

(2)我国古代将炉甘石(ZnCO3)、赤铜(Cu2O)和木炭粉混合后加热到约800℃,得到一种锌和铜的合金——黄铜,外观似黄金但质地坚硬。黄铜

(填“是”或“不是”)金属材料,其中赤铜和木炭粉反应的化学方程式为

。(提示:ZnCO3ZnO+CO2↑)

大延展是(3)三星堆遗址出土的青铜大面具,其表面附着一层绿色铜锈,主要成分是Cu2(OH)2CO3,从元素守恒的角度来分析,它可能是铜与氧气以及空气中的另外两种物质在常温下化合而成,则另外两种物质是

和

。

水二氧化碳考点4与金属资源利用相关的传统工艺(5年4考)15.(2024广东改编)《天工开物》蕴含丰富的化学知识和化学思想。书中记载了银朱的制备过程,如图所示。(1)水银属于

(填“金属”或“非金属”)单质。

(2)“加热”时,银朱

(填“升华”或“凝华”),再经“蘸水擦盏”形成粉末贴于泥罐内壁,达到银朱从混合物中

的目的。

(3)为使燃烧更充分,可采取的措施是

(写一条)。

金属升华分离鼓入充足的氧气1.生活情境

(2025苏州)白炽灯泡的结构如图,通电后钨丝在高温下发光。生产时灯泡内可能会混入少量氧气。下列说法正确的是()A.钨丝的熔点低B.两侧的金属丝不导电C.灯泡内填充氮气是因为其化学性质活泼D.白炽灯工作时,红磷能消耗残留氧气展望全国拓视野D2.设备流程

(2025福建)镍是一种重要的金属。将废旧坡莫合金(含镍、铁和铜等)浸入800℃液态镁中形成镁镍合金,再经如图所示的真空蒸馏,可实现镁和镍的分离与回收。下列说法正确的是()A.合金的硬度一般比其组成金属的小B.镁的沸点比镍的高C.真空蒸馏过程中,镁原子间的间隔发生改变D.坡莫合金可完全溶解于足量稀硫酸中C3.跨学科(物理)(2024宜宾)某学习小组为了探究不同金属导电性强弱,进行了如图所示的实验。在金属片横截面积、长度相同的情况下,测得电流数据如下表。下列说法错误的是()

DA.导电性:Ag>Cu>FeB.三种金属中,Fe片电阻最大C.设计并联电路的目的是控制变量D.利用图中仪器,改为串联电路也可得出相同结论电流表电流表示数/AA11.7A21.5A31.04.设备流程

(2025湖北)钢铁工业加速绿色转型,由“碳冶金”向“氢冶金”升级。工程师在高炉炼铁(图甲)的基础上,开发了氢基竖炉炼铁新工艺,其流程如下(图乙)。甲高炉炼铁示意图乙氢基竖炉炼铁工艺示意图(1)赤铁矿石主要成分Fe2O3中铁元素的化合价为

。

(2)炼铁高炉进风口附近的反应,主要生成CO2而不是CO的原因是

.

.

。

(3)新工艺绿色环保,“还原反应室”中主反应为Fe2O3+3H22Fe+3X。①X的化学式为

。

②该反应属于

(填字母)。

a.化合反应 b.分解反应

c.置换反应 d.复分解反应+3进风口鼓入的是热空气,氧气充足,碳与充足的氧气在高温条件下反应生成二氧化碳H2Oc(4)图乙中合成气由甲烷和水反应制得,也可由焦炭制得:C+H2OH2+CO。消耗相同质量的水时,理论上前者与后者制得H2的质量比为

。3∶1基础达标课后精练提能力1.(2025长沙)材料的应用贯穿人类文明。下列物品主要由金属材料制成的是()A.四羊青铜方尊 B.人面鱼纹彩陶盆

C.有机人工角膜 D.高强度芳纶纸A2.(2025云浮新兴模拟)《宋书·武帝纪下》记载:“床头有土鄣,壁上挂葛灯笼。”古时灯笼多用竹篾或细铁丝等制作骨架,现在常用钢丝代替铁丝,与钢丝的下列性质无关的是()A.密度大 B.耐腐蚀

C.强度大 D.能弯曲A3.(2025茂名一模)《天工开物·五金》有关于黄金的下列记载:“凡金性又柔,可屈折如枝柳……凡金箔每金七厘,造方寸金一千片……”下列说法正确的是()A.“性又柔,可屈折如枝柳”说明金的硬度小B.真金不怕火炼,说明金的熔点高C.金元素的化学性质由其原子的电子数决定D.黄金可制成金箔,说明金具有良好的导电性A4.如图是探究铁钉锈蚀条件的4个实验,一段时间后观察现象。下列说法错误的是()A.比较①中甲、乙、丙三处,生锈最明显的地方是乙B.对比②③说明铁生锈需要水和空气C.②中植物油的作用是隔绝空气,③中氯化钙的作用是作干燥剂D.④比①锈蚀严重,说明在其他条件相同时,食盐水能加快铁钉的锈蚀B5.控制变量法

(2025苏州)为验证活性炭或食盐能加快铁粉生锈速率,进行实验。下表是2g铁粉、5g水与不同质量活性炭、食盐均匀混合后,在10min内温度上升的实验记录。实验编号活性炭质量/g食盐质量/g温度上升值/℃1000.120.2022.03x0.13.140.20.156.3下列说法正确的是()A.铁的锈蚀不需要氧气参与B.表中x的值为0.2C.欲得出结论“活性炭能加快铁粉生锈速率”可以对比实验1和2D.对比实验1和4得出的结论是“食盐能加快铁粉生锈速率”C6.(2024吉林)蒸汽眼罩可以舒缓眼部疲劳,其填充物的主要成分是铁粉、食盐和活性炭等。(1)金属资源的利用:蒸汽眼罩使用时发热是因为铁粉生锈,其原理是铁粉与空气中的水和

反应。

(2)金属资源的保护:蒸汽眼罩使用前需要

保存,防止铁粉生锈。(3)结合上述问题,谈谈你对铁生锈利或弊的认识:

.

。

氧气密封利:铁生锈放热,制成暖宝宝(或弊:造成金属锈蚀,浪费资源)7.工艺流程(2025长沙)“双碳”背景下,“以氢减碳”的氢冶金成为优化能源结构、实现绿色低碳的有效途径之一,如图是我国某工厂设计的高炉低碳冶炼关键技术与工艺。(1)CO2固化利用能减少CO2的排放,防止

效应的进一步增强。

(2)电解水制氢气的化学方程式为

。

(3)“富氧空气喷吹”有利于高炉炼铁的主要原因是

.

.

。

温室一方面增大了O2的浓度,使焦炭等充分燃烧释放更多热量;另一方面高炉内固体与气体能有足够大的接触面,使反应更充分能力提升8.(2024攀枝花)明代科学著作《天工开物》记载了铁的有关知识:①炼铁:“或用木炭,……扇炉风箱,……土(铁矿石)化成铁……”;②炼钢:“凡钢铁炼法,……火力到时,生钢(生铁)先化,渗淋熟铁之中……”;③铁器:“烧铁器淬于胆矾水中,即成铜色也”。下列说法不正确的是()A.“风箱”鼓入空气与木炭反应

B.“炼铁”时“土”发生了还原反应C.“生铁”的熔点比“熟铁”高

D.“铜色”为红色C9.(2025烟台)国家非物质文化遗产“章丘铁锅”表面光滑如镜,炒菜不粘锅。制作时经过了冷锻、热锻等十二道工序,上万次捶打。某兴趣小组以“章丘铁锅”为主题进行项目式学习。任务一:认识铁料的来源(1)自然界中的铁。因为铁的化学性质

,所以自然界中的铁元素大多以

形式存在。

(2)炼铁。工业炼铁常用热还原法。一氧化碳在高温条件下还原氧化铁的化学方程式是

。

活泼化合物任务二:认识铁锅的制作(3)裁料。在钢板上划线,沿线切出锅坯。传统工艺常用一种蓝色溶液划线,划线处会出现红色物质,该蓝色溶液可能是

(写一种物质)溶液。

(4)锻打。铁锅坯锻打成型,是利用铁具有

(填性质)。

(5)淬火。将锻打好的铁锅加热,然后浸入冷水中,铁在高温下与水蒸气反应生成一层致密的四氧化三铁,铁锅的硬度和耐磨性会显著增强,另外还生成一种气体单质。该反应的化学方程式是

。

(6)防锈。在制好的铁锅表面涂一层油防止锈蚀,其原理是

。硫酸铜延展性隔绝氧气和水10.我国古代科技璀璨夺目,金属的冶炼与使用在当时已处于世界先进水平。(1)日常生活中,适合制作电缆的金属是

(填字母)。

A.金 B.铜 C.汞 D.钨(2)明代《天工开物》描述了锡的冶炼方法。①原料锡砂中的