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文档简介
专题06金属和金属矿物答案
知识点一金属材料
L常见金属的物理性质
(1)金属材料包括:纯金金和合金,FI常生活中使用的金属材料大多数是合金。
(2)金属的物理共性
①常温下大多数金属为固体(汞为液体),有金属光泽,密度较大,熔点较高。
②大多数金属呈银白色(铜呈红色,金呈黄色,铁粉呈黑色,铁片银白色)。
③大多数金属具有优良的呈电拄、导热性,有延展性(延:拉成丝;展:压成片),能够弯曲。
(3)金属的用途
①决定物质用途的影响因素:主要因素:物质的性质。其他因素:价格、资源,废料是否易于回收和对环境的影
响,以及是否美观、使用是否便利等。
②金属物理性质对应的用途
金属的物理性质筲熔点高铜、铝导电性好铭硬度大铁硬度大活物
常使
对应的用途做灯泡的灯丝做电缆、电线做镀层金属菜刀、镰刀、锤子等
金属
干电池外皮“银粉”水银温度计“锡箔”纸保温瓶内胆
锌脸铝汞铝或锡银
..地
壳
中
含
量
最
多
的
金
属
元
素
人
体
中
含
量最多的金属元素
日前世界年产量最多的金属(铁〉铝〉铜)
41导电、导热性最好的金属(银〉铜〉金)铝)
铭硬度最大的金属
鸨熔点或高的金属
丞熔点最低的金属
2.合金
(1)概念:在纯金属中加热融合某坦金属或非金属,制得具有金属特征的合金。
①合金是混合物②形成合金的过程是物理变化③合金各成分的化学性质不变
(2)合金的优点:
一般来说,合金与组成它的纯金属相比较,硬度更大,熔点更低,抗腐蚀性更好。
生铁:含碳量2%〜4.3%铁的合金主要含Fe、C,生铁和钢的主要区别
铁合金是含碳量不同,也含有不同的成分,因此它们
钢:含碳量0.03%〜2%
的性能也不同。
焊锡;熔点低,用于焊接金属
锡合金
伍德合金:熔点只有70℃,做保险丝
黄铜:铜锌合金。强度高、可塑性好、耐腐蚀;做零件、仪表
铜合金
青铜:铜锡合金。强度高、可塑性好、耐腐蚀;做零件
铝合金硬铝:强度和硬度大,用作飞机、火箭、轮船
优点:熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、机械性能好、抗腐蚀性能好
钛合金用途:广泛用于火箭、导弹、航天器、化工设备、通信设备和医疗等。如:制
造人造骨和形状记忆合金;
知识点二金属的化学性质
1.金属与氧气的反应
金属反映事实反应现象反应的化学方程式
镁常温下表面形成氧化膜
2Mg+O2=2MgO
常温下就能与氧气反应
铝常温下表面形成致密的氧化膜4AI+3O2=2AhO3
铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,
点燃
铁常温下几乎不与氧气反应,3Fe+2O?-----Fe?O4
生成黑色固体
但在高温时能与氧气反应
铜红色的铜片加热后变黑
2CU+O2=2CUO
金“真金不怕火炼”说明即使在高温时金也不与氧气反应
结论通过金属与氧气能否反应及反应的难易程度判断金属的活动性:铁、铝〉铁、铜)金。
2.金属与酸反应(金属+酸T盐+H2T)
金属与稀盐酸、稀硫酸反应的现象与稀盐酸反应的化学方程式与稀硫酸反应的化学方程式
镁固体逐渐溶解,快速产生气泡Mg+2HC1=MgCb+H2TMg+H2s=MgSOi+H2T
锌固体逐渐溶解,产生气泡速度适中Zn+2HC1=ZnCb+H2TZn+H2sCh=ZnSCh+H2T
固体逐渐溶解,缓慢产生气泡,溶
铁Fc+2HC1=FeCb+H2TFc+H2soa=FeSO4+H2T
液由无色逐渐变成浅绿色。
铜无明显现象,不反应
Mg、Zn、Fe能与盐酸和稀硫酸反应,而Cu不能与稀盐酸和稀硫酸反应。
结论
金属活动性:Mg、Zn、Fe>Cu
3.金属与其他金属化合物的溶液反应(金属+盐一另一金属+另一盐)
实验图示现象化学方程式金属活动性
将铝丝浸入铝丝表面有红色物质生成,溶液
12Al+3CuS。.产AI'S。4”+3Cu铝,铜
硫酸铜溶液中!由蓝色逐渐变为无色
招铜丝浸入铜丝表面有盟1色物质生成,溶
Cu+2AgNCh=2Ag+Cu(NCh)2铜,银
硝酸银溶液中11液由无色逐渐变为蓝色
将铜丝浸入
无明显现象,不反应铝,铜
硫酸铝溶液中
将铁钉浸入铁钉表面有红色物质生成,溶液
Fe+CuS((i=FeS()「+Cu铁,铜
硫酸铜溶液中由蓝色逐渐变为浅绿色
■wo.
■
4.常见金属活动性顺序:
KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPlAu
金属活动性由强逐渐减弱
在金属活动性顺序里:
(1)金属的位置越靠前,它的活动性就越强
(2)位于氢前面的金属能置.换出盐酸、稀硫酸中的氢(不可用浓硫酸、硝酸)
(3)位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来(除K、Ca、Na)。
(4)越活泼的金属,开发利用得越晚。
知识点三金属的冶炼
L金属矿物
(1)地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中,除了金、银等有单质形式存在,其余金属都以化合物的形
式存在。
(2)几种常见的金属矿石及其主要成分
金属矿石赤铁矿磁铁矿铝土矿赤铜矿金红石软锌矿
主要成分
Fe?C)3Fe3O4AI2O3Cu2OTiO2MnO?
(3)人类每年要从有开采价值的金属矿石中提炼大量的金属,其中,提炼量最大的是铁。
2.铁的冶炼
(1)铁的冶炼历史:春秋时期我国一直生产和使用铁器;战国以后铁成为最主要的金属;《天工开物》有古代
炼铁的记载。
(2)工业炼铁
设备高炉图示
利用一氧化碳的还原性,将铁从化合物中还原出来赤铁矿石、焦炭和石灰石
原理高炉气体i高炉气体
Fe2C)3+3CO高温2Fe+3co2
原料赤铁矿石、焦炭、石灰石、热空气
/\
各原焦炭①提供热量;②生成CO
料的石灰石将矿石中的二氧化硅变为百。/3CO+FejO3=\
/2Fe+3cOj\
作用热空气提供充足的邕汽。/开始生成生铁\
形成炉渣
生铁,密度大于炉渣,故出铁口在出渣口下方。ICOjK邈28)
产品热空气{蚪/进风口
峥里2鳌A口
主要成分:N?、CO、CCh等
高炉气体
处理方法:收集后集中处理,或用于工业生产制煤气。
3.拓展提升:实验探究一氧化碳还原氧化铁
实验现象化学方程式
,烝化铁,
一一化一
皿¥Q
装置图
澄清I07
LiWJ石灰水、卜
A处红棕色粉末逐渐变成黑色Fe2O3+3CO高温2Fe+3CO?
实验
处澄清石灰水变浑浊
BCa(OH)2+CO2=CaC04+H20
现象
C处产生蓬色火焰2CC+O,点燃2c6
(1)先通入co一会儿,再给氧化铁加热;原因:排尽装置中的空气,防止加热co
注意事项
与空气的混合气体发生爆炸。
(2)停止加热,继续通入CO至玻璃管冷却;原因:防止热的铁被空气再次氧化.
(3)尾气处理:①点燃,使CO变成无毒的CO*②用气球或用排水法将尾气收集起
来。
(4)澄清石灰水的作用:检验生成的二氧化碳。
知识点四金属资源保护
1.铁生锈条件的探究
(1)铁生锈的实验
实验方案现象
I试管A:铁与水、氧气同时接触铁钉生锈
试管B:铁只与水接触铁钉无明显变化
ABC试管C:铁只与氧气接触铁钉无明显变化
(2)实验分析
试管A与试管B对比,A中铁钉生锈,B中铁钉不生锈,说明铁生锈需要与氧气接触。
试管A与试管C对比,A中铁钉生锈,C中铁钉不生锈,说明铁生锈需要与水接触。
结论:铁生锈的条件是铁与水、氧气同时接触。
2,铁锈的成分
铁锈的主要成分是Fe2O3ixH2O,颜色为红色。铁锈的结构很疏松,不能阻碍里层的铁继续与氧气、水等反应,
铁制品会完全被腐蚀。
3.防止铁制品锈蚀的原理和方法
(1)防止铁生锈的原理:隔绝氧气或水。
(2)防止铁生锈的方法:
①保持铁制品表面的清洁、干燥
②涂保护层:如涂油、刷漆、烧制搪瓷、喷塑、镀耐腐蚀的金属、通过化学反应在表面形成致密的氧化物保护膜
如烤蓝、使用防锈纸和防锈膜等。
③改变内部结构,制成耐腐蚀的合金,如不锈钢。
4.保护金属资源
(1)理由:①金属矿物的储量有限,且不可再生;②废旧金属的随意丢弃不仅浪费资源还污染环境。
(2)有效途径:①防止金属腐蚀;②回收利用废旧金属;③有计划、合理地开采金属矿物;④寻找金属的代用
品等。
中考真题分析
知识点一金属材料
【典例1】2025年央视春晚,人形机器人惊艳亮相。机器人的一些部件用铝合金制造,铝合金属于
A.复合材料B.高分子材料C.无机非金属材料D.金属材料
【答案】D
【典例2】“金缕玉衣”所用金丝的最细处仅有0.08mm,体现了我国占代工匠精湛的技艺。金能制成金丝是利用
了其
A.密度大B.熔点高C.延展性好D.导热性好
【答案】C
【典例3】(2025・福建•中考真题)铢是一种重要的金属。将废旧坡莫合金(含银、铁和铜等)浸入800C液态镁
中形成镁银合金,再经如右下图所示的真空蒸储,可实现镁和银的分离与回收。下列说法正确的是
液态镁
收集2#
A.合金的硬度一般比其组成金属的大-I-
B.镁的沸点比银的低••
■
C.真空蒸溜过程中,镁原子间的间隙不发生改变・•气态镁
D.坡莫合金不能完全溶解于足量稀硫酸中豆一加热器
液态诙集金金
【答案】c
【典例4】(2025•江苏苏州•中考真题)白炽灯泡的结构如图,通电后普丝在高温下发光。生产时灯泡内可能会
混入少量氧气。下列说法正确的是
人•铐丝的熔点高玻蒙翁黑丝
B,两侧的金属丝导电玻璃柱^氮气
c.灯泡内填充氮气是因为其化学性质不活泼g
D.白炽灯工作时,红磷不能消耗残留氧气
【答案】D
【典例5】(2025・四川自贡•中考真题)近年来,我市做大做强通航产业集群,已建成全国重要的大中型无人机
产业基地。某无人机的结构模型如图所示,下列有关说法错误的是
锂离子动力电池碳纤维螺旋桨叶
A.碳纤维属于复合材料
B.铜制线圈用聚酯漆包裹可以起到绝缘和防腐的作用
铜制电机纤维
C.镁合金和铝合金都有硬度大、密度小的优点
•5MB铝合金起落架
D.上述材料所使用的金属并非均为单质钵锌铁轨体
【答案】D
知识点二金属的化学性质
【典例I】(2025•河南•中考真题)金属在改善人类生活方面发挥着巨大作用。下列相关叙述不氐碰的是
A.纯铜的硬度比黄铜的小B.钛合金具有良好的抗腐蚀性能
C.铁制品刷漆可防止生.锈D.回收废旧金属可实现资源再利用
【答案】A
【典例2】(2025•海南•中考真题)为了验证铁、铜、银的金属活动性顺序,设计如下图所示实验方案。下列说
法正确的是
①②③④
A.①②④中溶液颜色不一定都发生变化B.①和③中金属表面不一定都有气泡产生
C.②和③比较,能判断铜和银的活动性顺序D.①②④比较,能判断铁、铜、银的活动性顺序
【答案】D
【典例3】(2025•四川.中考真题)下列金属不能与稀H2so4反映的是
A.FeB.ZnC.MgD.Cu
【答案】D
【典例4】(2025•西藏・中考真题)我国传统工艺“湿法炼铜”涉及反应:Fe+CuSO=FeSO4+Cuo由该反应可知,
铁和铜的金属活动性强弱关系是
A.Fe>CuB.Fe<CuC.Fe=CuD.无法判断
【典例5】(2025•陕西•中考真题)将一定量铁粉加入含有Cu(NO3)2和AgNCh两种溶质的溶液中,充分反应后过
漉,得到滤液和滤渣。则下列说法正确的是
A.若滤液中有AgNO一则滤渣中一定没有Cu、Ag
B.若滤渣成分为Cu、Ag、Fe,则滤液中溶质只有一种
C.若滤渣成分为Cu、Ag,则滤液中不一定有Fe(NO3)3
D.若滤液中有CU(NO3)2,则滤渣中加入稀硫酸不一定会有气泡产生
【答案】B
【典例6】(2025・山东威海•中考真题)欲探究Mg、Cu、Ag的金属活动性顺序,仅用组内试剂无法实现的是
A.Mg、Cu、Ag、稀硫酸、AgNCh溶液B.Mg、Cu、Ag、稀硫酸
C.Mg、Ag、CuSO4溶液D.Cu、MgSO』溶液、AgNO,溶液
【答案】B
【典例7】(2025•内蒙古•中考真题)实验小组对AI和CuSO,溶液的反应进行探究。
铝丝、
C溶uS液O4——I:
(I)根据金属活动性顺序A1Cu,小组同学一致认为A1和CuSO4溶液能够发生反应。
(2)小林将铝丝浸入CuS(L溶液一段时间,没有观察到明显现象.结合铝的化学性质分析,原因是一
(3)小艺对小林的实验操作进行了改进,观察到明显现象。小艺的实验操作是,观察到的实验现象是
【答案】(1)>
(2)铝丝表面有一层致密的氧化铝薄膜,氧化铝与硫酸铜溶液不反应,阻碍了铝与硫酸铜溶液的接触
(3)用砂纸打磨铝丝后,再将其浸入CuSO4溶液中铝丝表面有红色固体析由,溶液由蓝色逐渐变为无色
【典例8](2025•山东淄博・中考真题)某兴趣小组对金属的物理性质和化学性质进行实验探究。
(1)将黄铜片与铜片相互刻画,铜片表面有明显划痕,由此得出的结论是。手持铜丝一端,在酒精灯火焰
上灼烧另一端,手指感觉发烫,这说明金属铜具有o
(2)为探究镉(Cd)、锌、铜的金属活动性顺序,小组同学开展了如下实验探究。
[作出猜想]结合已知的金属活动性顺序,作出如下猜想。
猜想一:Cd>Zn>Cu;猜想二:Zn>Cd>Cu;猜想三:。
[实验探究1
供选月的试剂:镉片、锌片、铜片、稀硫酸、CdSO4溶液、ZnSCh溶液、CuSCh溶液。
实验序号实验操作实验现象实验结论
镉片上有气泡产
I——
生
将用砂纸打磨过的锌片放入试管中,向试管中加入适
II锌片上_____金属活动性:Zn>Cd
量CdSO4溶液
实验II中反应的化学方程式为。
[得出结论]猜想正确。
【答案】(1)黄铜的硬度比纯铜大良好导热性
(2)Zn>Cu>Cd将镉片放入试管中,再加入稀硫酸活动性:Cd>H(或Cd>Cu)有固体析出
Zn+CdSO4=Cd+ZnSO4二
知识点三金属的冶炼
【典例1】我国科学家研发了一种闪速炼铁技术,用氢气还原铁矿石粉,只需3〜6秒即可完成传统高炉5〜6小
时的炼铁过程,且还原率大于90%。如图为传统高炉炼铁和闪速炼铁的示意图。下列说法不氐碓的是
注:“品位”指矿石中有用元素或有用矿物含量的百分率,百分率越大,品位越高。传统高炉炼铁通常使用高品位
铁矿石。
赤铁矿石、焦
A.传统高炉炼铁是用焦炭在高温下直接还原铁矿石3c+2Fea-4Fe+3cO?T
B.闪速炼铁技术通过将粉状铁矿砂喷入高温还原塔内,实现快速还原
C.与传统高炉炼铁相比,闪速炼铁技术能有效处理低品位铁矿石
D.闪速炼铁技术通入过量氢气,出炉烟气中含有较多的氢气可回收利用
【答案】A
【典例2】(2025・四川・中考真题)实验室利用如图装置模拟工业炼铁,有关说法错误的是
A.澄清石灰水可检验生成的二氧化碳CO?
B.将尾气点燃,可防止CO污染空气
高温
C.“炼铁”的化学方程式为Fea+CO^_Fe+CO
D.实验得到的固体产物能被磁铁吸引
【答案】C
【典例3】(2025•吉林・中考真题)竖炉炼铁的工艺流程如图所示。催化反应室中发生的反应之一为:
催化剂
CH+CO2cO+2X。下列分析正确的是
42高温
赤铁矿石
A.赤铁矿石粉碎后可以增加铁元素的含量
B.原料是赤铁矿石、天然气、高温尾气
C.合成气中X的化学式为HQ
D.赤铁矿石和天然气的主要成分都属于化合物
【答案】D
【典例4】(2025•黑龙江•中考真题)金属矿物是宝贵的自然资源。
、铁矿石、焦炭、石灰石,
《天工开物》生熟炼铁炉炼铁高炉及炉内主要化学反应
图一图二
(I)图一展示了古代炼铁的过程,其中将生铁炼成熟铁(钢)的原理是O
(2)图二是现代高炉炼铁的过程,写出反应3的化学方程式o
(3)世界上每年因腐蚀而报废的金属相当于年产量的20%-40%,请你提出一种预防金属锈蚀的具体方法一
(4)某化工厂为回收废旧金属,向含有AgNO、和CU(NC)3)2的废液中加入一定质量的锌粉,充分反应后过滤,
得到无色滤液和滤渣,滤渣中可能含有(填化学式,下同),滤液中的溶质是。
【答案】(1)降低含碳量
高温
(2)3C0+Fe2O32Fe+3CO2
(3)刷漆、涂油(合理即可)
(4)ZnZII(NO3)2
知识点四金属资源保护
【典例1】(2025•广西•中考真题)下列对■铁片的处理方式中,容易导致其生锈的是
A.在表面喷漆B.制成不锈钢C.在表面涂油D.泡在海水中
【答案】D
【典例2】(2025•山东德州•中考真题)铁是应用较广泛的金属。下列铁制品最容易生锈的是
A.喷漆的栏杆B.涂油的链条C,未擦干的铁锅D.不锈钢保温杯
【答案】C
【典例3】(2025•江苏苏州・中考真题)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10分钟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/C
1000.1
20.2022.0
3X0.13.1
40.20.156.3
下列说法正确的是
A.铁的锈蚀需要氧气参与
B.表中x的值为0.2
C.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2
D.对比实验I和4得出的结论是“食盐能加快铁粉生锈速率”
【答案】C
【典例4】(2025•山东青岛・中考真题)下列做法有利于防止金属生锈的是
A.自行车淋雨后未及时擦干B.给室外铁制篮球架刷油漆
C.将钢铁制品存放在潮湿的环境中D.经常用食盐水清洗铁制品
【答案】B
【典例5】(2025•上海・中考真题)讨论铁钉的生锈条件,设计如下实验,说明如何预防铁制品的生锈。
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煮沸
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