九年级中考化学一轮复习 第十五讲 金属材料 金属的锈蚀与防护课件

金属材料金属的锈蚀与防护第十五讲知识体系建构知识全面梳理核心考点突破目录重点实验探究知识点1金属材料1.金属材料：包括_______和合金。

纯金属2.金属的物理性质及用途项目物理性质用途共性_____性制作导线_____性制作炊具_____性冲压成各种形状有金属光泽制作各种饰品密度和硬度较大制造车辆、机械零件熔点和沸点较高制作灯泡中的灯丝特性颜色：大多数金属为银白色，而铜显红色，金显黄色，铁粉显黑色状态：常温下，大多数金属为固体，汞为液体导电导热延展【温馨提示】金属之最(1)地壳中含量最高的金属元素——铝(2)人体中含量最高的金属元素——钙(3)目前世界年产量最高的金属——铁(4)导电、导热性最好的金属——银(5)熔点最高的金属——钨(6)熔点最低的金属——汞(7)人类最早使用的金属——铜3.合金(1)概念：以某种金属为基础，添加其他金属或非金属通过高温熔炼、烧结等方式形成的具有金属特性的材料。(2)性质特征：一般合金比组成它的纯金属的熔点___、硬度___、抗腐蚀性更强，即性能更优良。

低大【温馨提示】(1)合金属于混合物，至少含一种金属。(2)生活中广泛使用的是合金而不是纯金属。(3)比较合金和组成合金的纯金属的硬度：相互刻画，产生明显划痕的是纯金属。(3)常见的合金合金铁合金铜合金焊锡生铁钢黄铜青铜成分含碳量2%～4.3%含碳量0.03%～2%铜锌合金铜锡合金铅锡合金备注生铁和钢性质不同的主要原因是含碳量不同人类最早使用的合金熔点低【即学即练】判断下列说法的正误。(1)赤铁矿和氧化铁都属于合金()(2)生铁是含杂质的铁，钢是纯净的铁()(3)硬铝片比铝片的熔点高、硬度大、耐腐蚀性强()✕✕✕知识点2金属矿物与金属的冶炼1.常见的金属矿物(了解即可)矿物黄铜矿孔雀石辉铜矿主要成分CuFeS2Cu2(OH)2CO3Cu2S2.金属的冶炼(1)铁的冶炼(详见本讲重点实验探究栏目)(2)铝的冶炼：工业上采用电解法冶炼铝，反应的化学方程式为2Al2O34Al+3O2↑。铜的冶炼：氧化铜与木炭反应，化学方程式为_____________________。

2CuO+C2Cu+CO2↑====通电====高温知识点3金属的锈蚀与防护1.导致钢铁锈蚀的原因(1)钢铁锈蚀的原因：铁与空气中的_______、_____等物质发生化学反应生成铁锈(主要成分是_____)。

(2)除锈措施：除铁锈的试剂为_______________。反应的化学方程式是______________________________________________________。

(3)影响钢铁锈蚀的因素(详见本讲重点实验探究栏目)水蒸气氧气Fe2O3稀盐酸或稀硫酸Fe2O3+6HCl====2FeCl3+3H2O或Fe2O3+3H2SO4====Fe2(SO4)3+3H2O2.减缓钢铁锈蚀的方法(1)原理：隔绝氧气或___。

(2)方法①在金属表面涂_______，如涂刷矿物油或油漆、覆盖搪瓷或塑料等。

②镀上一层不易锈蚀的金属或用“烤蓝”等方法形成致密保护层。③改变金属的组成和结构，如制成合金等。④保持金属表面清洁干燥。水保护层3.废旧金属的回收利用(1)随意弃置废旧金属的危害：很可能造成水污染和土壤污染。(2)回收废旧金属的意义：有利于金属资源的充分利用，有利于保护环境、节约能源和资源。【即学即练】判断下列说法的正误。(1)铁制品易生锈是因为和氧气接触()(2)铜的化学性质不活泼，在潮湿的空气中不会生锈()(3)必须同时隔绝氧气和水才能防止钢铁生锈()(4)生活中应经常用钢丝球擦洗铝锅表面，保持洁净()✕✕✕✕命题点1金属材料6地5考例1(2022·枣庄)2022年北京冬奥会取得圆满成功。下列冬奥会用品涉及的材料中，属于金属材料的是()A.“冰墩墩”——PET纤维 B.场馆使用的太阳能电池——晶体硅C.速滑冰刀——钛合金D.冰壶——花岗岩【解题关键】金属材料分为纯金属和合金。练1(2025·青岛)下列生活用品，主要由金属材料制成的是()A.保鲜膜B.铜导线C.陶瓷碗

D.实木椅练2(2024·临沂)下列关于金属和金属材料的说法中正确的是()A.生铁和钢的含碳量不同B.黄铜比纯铜硬度小C.合金属于合成材料D.大多数金属在自然界中以单质形式存在命题点2金属矿物与金属的冶炼6地5考例2(2022·滨州)如图所示是模拟工业炼铁的化学反应装置，以下说法错误的是()A.实验开始时应先通入一氧化碳，目的是排净硬质玻璃管内的空气，防止爆炸B.硬质玻璃管内氧化铁发生还原反应C.实验过程中硬质玻璃管内观察到的现象是黑色粉末逐渐变成红色D.装置中导管末端加一点燃的酒精灯，目的是燃烧未反应的一氧化碳，防止污染环境【解题关键】氧化铁为红色，铁粉为黑色。练3如图是木炭还原氧化铜反应的实验装置图，下列说法正确的是()A.给酒精灯加网罩，目的是使火焰集中并提高温度B.实验过程中，可观察到红色粉末逐渐变黑C.木炭是使氧化铜还原为铜的物质，它具有氧化性D.实验结束后，应先停止加热，再将导气管从澄清石灰水中撤出练4(2023·德州)金属材料在生产、生活中有着广泛的用途，金属资源应得到有效的利用和保护。(1)利用金属矿产冶炼金属是获得金属材料的主要途径。工业上炼铁常用的原料有赤铁矿(主要成分为Fe2O3)、焦炭(主要成分为碳)、石灰石和空气。其主要反应过程如下：①上述流程中X的化学式是CO2。写出反应Ⅱ的化学方程式：______________。

②反应Ⅲ为炼铁的主要反应，其反应的化学方程式为______________________。

C+CO22COFe2O3+3CO2Fe+3CO2====高温====高温(2)为了从某废旧电子产品中提炼贵重金属并得到硫酸铜溶液。有如下流程：①“步骤二”中能与稀硫酸反应的是粗铜中的_______(填化学式，下同)，“步骤三”是滤渣Ⅰ中的Cu与空气中的氧气发生反应。

②写出“步骤四”中发生反应的化学方程式：_____________________。

Al、MgCuO+H2SO4====CuSO4+H2O练5新考向结合传统文化(2024·山西)【化学与技术】我国是世界上锌冶炼最早的国家。明代宋应星所著的《天工开物》中有关“火法”炼锌的工艺记载是“每炉甘石(主要成分是碳酸锌)十斤装载入一泥罐内……然后逐层用煤炭饼(反应后生成一氧化碳)垫盛，其底铺薪，发火煅红……冷定毁罐取出……即倭铅(锌)也。”此工艺过程分解模拟如图。(已知：Zn的冶炼温度为904℃，Zn的沸点为906℃。)请结合图文信息，分析思考，解决问题：(1)装入原料器之前，将炉甘石敲碎的目的是________________________________。

(2)高温炉内，碳酸锌(ZnCO3)在高温条件下与煤的主要成分发生反应生成Zn和CO，反应的化学方程式为______________________。该反应生成物中碳元素的化合价为___。

(3)冷凝器中发生的变化属于_________。

(4)我国古代冶锌晚于铁和铜，结合已知信息，分析说明其中的原因是__________________________________________________________________。

增大反应物的接触面积(合理即可)2C+ZnCO3Zn+3CO↑+2物理变化Zn的冶炼温度与沸点接近，冶炼时生成的Zn呈气态，不易收集(合理即可)====高温命题点3金属的锈蚀与防护6地4考例3(2024·滨州)下列做法不能减缓或防止钢铁锈蚀的是()A.经常用食盐水清洗铁制品B.保持铁制品表面清洁干燥C.在铁制品表面涂油漆D.在钢铁的表面镀一层不易锈蚀的金属【解题关键】防止钢铁锈蚀的原理：一是隔绝空气，二是隔绝水，三是改变金属内部结构。练6(2023·潍坊)某化学学习小组为探究铁丝生锈、铁丝燃烧的影响因素，进行如下实验(点燃操作已略去)。下列说法错误的是()A.对比①③可知：水是铁丝生锈的条件之一B.对比①②可知：氧气是铁丝生锈的条件之一C.对比②③可知：氧气是铁丝燃烧的条件之一D.对比③④可知：铁丝形状能影响铁丝的燃烧练7(2023·无锡)用如图所示装置探究铜生锈的条件，一个月后发现铜丝未生锈。下列叙述错误的是()A.金属的腐蚀是金属从单质变成化合物的过程B.在潮湿的空气中，铝比铁耐锈蚀C.在有氧气和水的条件下，铜比铁易生锈D.铜生锈可能与空气中的O2、H2O和CO2有关练8(2025·青岛)钢铁是目前应用最广泛的金属。钢铁工业的发展状况是衡量一个国家工业化水平的重要标志。(1)早在春秋时期，我国就掌握了炼铁方法，其原理是Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，反应过程中化合价降低的元素是_____________。

(2)如今铁制品应用于生活的方方面面。如用铁锅做饭，主要因为铁具有_____性。

(3)不锈钢不易生锈，铁容易生锈，二者性质不同的原因是________________。请列举一条生活中防止铁锅生锈的方法：_____________。铁制品生锈时应及时除锈，生产中可用盐酸除铁锈(主要成分是Fe2O3)，反应的化学方程式为________________________。

Fe(或铁元素)导热物质的结构不同擦干(或涂油)Fe2O3+6HCl====2FeCl3+3H2O(4)随着生产力的发展，我国炼铁技术又有新突破，是少数几个掌握羰基铁粉生产技术的国家之一。羰基铁粉在国防军工领域有重要应用，其制备的简易流程如图所示。制备Fe(CO)5时，先往设备中通入一段时间CO再加热的原因是__________________________，制备过程中可循环利用的物质是_______________。

排尽设备内空气，防止爆炸CO(或一氧化碳)练9新考法装置创新(2024·长春)实验是化学研究的重要手段。图1为教材中探究铁锈蚀条件的实验装置，约一周后能观察到明显现象。小组同学对部分实验进行了改进，使出现明显现象的时间缩短至5～10分钟，改进后的装置如图2所示(夹持装置已略去)。(1)图1实验中，对比___(填序号)可知，铁生锈与氧气有关。

(2)图2实验中，证明铁生锈与水有关的现象为___________________________________。

(3)图2实验能够在较短时间内观察到明显现象，其主要原因是______________。

(4)图2实验的优点是在一定程度上缩短了实验时间，但仍存在不足。请你指出该实验设计的不足之处_____________________________(答一条即可)。

ABU形管左侧铁丝生锈，右侧铁丝不生锈氧气浓度较大未能探究铁生锈是否与氧气有关实验10

金属的冶炼——一氧化碳还原化铁1.反应原理：在高温下用CO将铁从铁矿石中还原出来，反应的化学方程式：_______________________。

3CO+Fe2O32Fe+3CO2====高温2.实验装置3.实验步骤与实验现象(1)检查装置的_______。

(2)装入试剂并固定装置。(3)先点燃尾部酒精灯，再通入一氧化碳❶。(4)待玻璃管内的空气完全排尽后(约半分钟)，点燃_________给氧化铁加热❷；红色粉末逐渐变为_____，澄清石灰水_______，尾气燃烧时产生___色火焰。

(5)当玻璃管内的红色粉末完全变色后，熄灭_________。

(6)继续_____________❸，待玻璃管内的固体冷却后，再__________________。

气密性酒精喷灯黑色变浑浊蓝酒精喷灯通入一氧化碳熄灭尾部的酒精灯巧学妙记：酒精灯早出晚归，酒精喷灯迟到早退。注意事项：❶因为CO有毒，在实验前先通CO，会污染空气，所以为了避免CO的影响，要先点燃尾部酒精灯。❷由于CO是可燃性气体，点燃或加热可燃性气体与空气的混合物可能会引发爆炸，所以实验前先通CO以排净装置内的空气。❸Fe在加热条件下能与空气中的O2反应，继续通CO可防止还原出来的Fe再次被氧化。4.有关的化学方程式①_______________________；

②_________________________；

③________________。

5.尾气处理方法一：在装置末端放一盏燃着的酒精灯，将未反应的一氧化碳转化为二氧化碳。方法二：用气球收集尾气，回收利用。Fe2O3+3CO2Fe+3CO2Ca(OH)2+CO2====CaCO3↓+H2O2CO+O22CO2====高温====点燃6.产物的检验物理方法：磁铁吸引，若有黑色固体被磁铁吸起，则说明生成了铁。化学方法：用稀盐酸检验，将生成物加入稀盐酸中，若有气泡冒出，则说明生成了铁。7.实验改进8.拓展提高(1)反应原理：用碳和氧化铜高温加热炼铜，反应的化学方程式为_____________________。

(2)实验装置：(如图)(3)实验现象：试管中的黑色粉末逐渐变为___色，澄清石灰水_______。

C+2CuO2Cu+CO2↑红变浑浊====高温1.某兴趣小组的同学们利用如图所示的装置对CO还原Fe2O3粉末的实验进行探究(固定装置略)。【查阅资料】CO能溶于铜液[醋酸二氨合铜(Ⅰ)和氨水的混合液](1)按上图连接装置A～E，在装入试剂前，先_________________。

(2)写出装置B中反应的化学方程式：______________________。

(3)通入CO2一段时间后，先点燃___(填“A”或“D”)处酒精喷灯。

(4)装置C中玻璃管的作用：_________。

检查装置的气密性2NaOH+CO2====Na2CO3+H2OA平衡气压(5)反应一段时间后，能证明CO与Fe2O3反应的实验现象：_____________________；____________________。写出装置D中反应的化学方程式：_______________________。

(6)某同学认为该装置有缺陷，需在装置E后再连接装置F，其目的是______________。装置E、F的接口连接顺序：a连接__(填“b”或“c”)。

D中红色固体变成黑色E中Ca(OH)2溶液变浑浊Fe2O3+3CO2Fe+3CO2吸收一氧化碳c====高温实验11

铁制品锈蚀条件的探究1.影响钢铁锈蚀的因素(1)铁与空气中的_____________等物质发生复杂化学反应生成氧化铁(铁锈的主要成分)。

(2)钢铁的成分和环境的温度、湿度、酸碱性等都是影响钢铁锈蚀的因素。氧气、水蒸气2.实验设计编号ⅠⅡⅢⅣⅤ实验条件铁钉与空气和水同时接触铁钉只与空气接触铁钉只与水接触铁钉与食盐水和空气接触食醋浸湿的铁钉只与空气接触实验图示编号ⅠⅡⅢⅣⅤ实验现象表面出现红色铁锈无明显锈迹无明显锈迹表面出现红色铁锈表面明显变黑生锈程度生锈不生锈不生锈严重生锈严重生锈分析通过对比Ⅰ与Ⅱ两组实验可知，影响铁生锈的因素是水；通过对比Ⅰ与Ⅲ两组实验可知，影响铁生锈的因素是空气；通过对比Ⅰ与Ⅳ两组实验可知，食盐水可以加快铁生锈；通过对比Ⅰ与Ⅴ两组实验可知，弱酸性条件可以加快铁生锈实验结论铁生锈是铁与_______和_____共同作用的结果注意事项(1)实验中所用的水都是经过煮沸并迅速冷却的蒸馏水，煮沸的目的是将溶解在水中的氧气除去，迅速冷却的目的是减少或防止空气中的氧气溶于水。(2)植物油的作用是隔绝空气，防止空气中的氧气溶于水水蒸气氧气3.铁锈的主要成分为_______________，它的结构疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水等反应，因此铁制品可以全部锈蚀。

4.久置的铜制品表面会锈蚀生成铜绿，化学式为Cu2(OH)2CO3，产生铜绿是铜与空气中的氧气、水和_______________共同作用的结果。

5.铝的活动性比铁强，在生活中却常在铁的表面涂铝粉的原因为____________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

氧化铁(或Fe2O3)二氧化碳(或CO2)铝是一种比较活泼的金属，在常温下就很容易跟氧气发生反应，生成一层致密而坚固的氧化铝薄膜。这层薄膜阻止了内层的铝进一步氧化，从而对内部起到保护作用2.为探究铁钉生锈的条件，某探究性学习小组设计实验如下图：(1)①实验中最易生锈的部位是___。

②中植物油的作用是_________。

③实验中，棉花和氯化钙的作用是______