2022年中考化学(百色专用)复习教学案-第8单元第1讲金属材料金属资源的利用和保护.docx

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近五年百色中考考情分析2022年中考预测年份考点题型题号分值2021金属抗腐蚀原理、金属物理和化学性质、金属材料填空、简答题24(4)、26(1)(2)5本讲中，金属的锈蚀与防护主要围绕探究铁生锈的条件设置探究性问题，结合生活、生产和科技应用方面设置一些有关防止铁生锈的措施问题。近几年，此部分知识又拓展到铜以及其他金属的锈蚀和防护问题，主要以信息题的形式出现。此讲在中考中的占分较少，预测2022年百色中考可能在选择或填空题中涉及2020合金及物理性质、金属表面除锈选择题10、23(5)32019金属元素、金属物理性质及抗腐蚀原理选择、简答题2、26(3)(4)52018金属表面除锈填空题21(6)12017金属性质、防止铁生锈的方法填空题24(1)(3)2金属材料金属材料包括纯金属和合金。1纯金属特性颜色大多数金属呈银白色，铜呈紫红色，金呈黄色，铁粉呈黑色状态常温下，大多数金属是固体，但汞是液体共性物理性质用途有金属光泽制作各种饰品有导电性制作导线(铜线、铝线)有导热性制作炊具(铁锅、铝壶)有延展性冲压成各种形状(铝箔、铁皮)金属之最：(1)生活中使用最多且年产量最高的金属铁。(2)导电性、导热性最好的金属银。(3)熔点最高的金属钨。(4)熔点最低的金属汞。(5)地壳中含量最高的金属元素铝。(6)人体中含量最高的金属元素钙。2合金(1)概念：在金属中加热熔合某些金属或非金属制得的具有金属特征的混合物。 特别提醒合金中至少含有一种金属。制造合金的过程是熔合，熔合过程发生的是物理变化。合金属于金属材料，具有金属的共性。(2)特性：与组成合金的纯金属相比，合金的强度和硬度更大；机械性能更优良；抗腐蚀性能更强；熔点更低。(3)常见的合金：铁合金包括生铁和钢。生铁含碳量为2% 4.3%，还含有硅、锰等。钢含碳量为0.03% 2%，还含有铬、镍等。钛合金：熔点高、密度小、可塑性好、易于加工，机械性能好，抗腐蚀性强，被广泛用于火箭、导弹、航天飞机、船舶、化工和通信设备等。钛合金与人体有很好的“相容性”，可以用来制造人造骨。武德合金：熔点低，可作保险丝、防火防爆装置。其他合金：黄铜(铜、锌合金)、硬铝(铝、铜、镁、硅合金)、焊锡(锡、铅合金)、锰钢(铁、锰、碳合金)、钒钢等。 拓展延伸黄铜(铜、锌合金)外观和黄金相似，可用煅烧法鉴别：煅烧时没有变化的是黄金，表面变黑的是黄铜，是因为黄铜中的铜与氧气反应生成了黑色的氧化铜。此外还可以用稀盐酸、硝酸银溶液鉴别。金属资源的利用和保护地球上的金属资源广泛存在于地壳和海洋中，以单质形式存在的有银和金等少数不活泼金属，其余都以化合物的形式存在。1金属的冶炼(1)铁矿石：磁铁矿(Fe3O4)；赤铁矿(Fe2O3)；菱铁矿(FeCO3)。(2)炼铁原理：高温下，利用一氧化碳将铁从它的氧化物中还原出来。(3)主要反应：Fe2O33CO 2Fe3CO2Fe3O44CO 3Fe4CO2 特别提醒炼铁的反应条件是高温；焦炭的作用：一是提供还原剂一氧化碳，二是提高高炉的温度。2实验突破：铁的冶炼(1)实验原理：Fe2O33CO 2Fe3CO2(2)实验装置(3)操作步骤操作步骤解释或结论点燃装置末端的酒精灯， 通CO一段时间先通入CO是为了排尽装置中的_空气_，防止加热时发生_爆炸_。点燃尾部的酒精灯是为了防止CO排放到空气中，污染空气点燃酒精喷灯加热酒精喷灯加热的温度能达到600800 ，使Fe2O3与CO发生反应实验完毕，先熄灭酒精喷灯，继续通CO直到试管冷却防止热的玻璃管中进入了氧气(空气)，使还原出来的铁再被_氧化_停止通CO，熄灭末端的酒精灯防止CO逸出，污染空气(4)实验现象：红棕色粉末逐渐变成黑色，澄清石灰水变浑浊，化学方程式为CO2Ca(OH)2= CaCO3H2O，尾部导管口产生蓝色火焰。(5)产物的检验用磁铁吸引：生成物有能被磁铁吸引的物质，说明有铁生成。用酸检验：将生成物溶于稀盐酸中，产生气泡，溶液变成浅绿色，说明有铁生成。 特别提醒CO有毒，排放到空气中，会对空气造成污染，做此实验时，要有尾气处理装置，可以用酒精灯点燃尾气，将尾气中的CO转化为CO2，也可用气球将尾气收集起来。3实验突破：铁制品锈蚀条件的探究实验装置铁钉的放置环境将1枚洁净的铁钉放入(部分在水中、部分在空气中)有水、有空气的试管中将1枚洁净的铁钉放入(植物油隔绝空气)有蒸馏水的试管中将1枚洁净的铁钉放入管口有橡皮塞密封的、有干燥空气的试管中实验条件铁钉与空气、水同时接触铁钉与水接触铁钉与空气接触实验现象(一周后观察记录)铁钉表面生锈铁钉表面无铁锈铁钉表面无铁锈实验方法采用控制变量法进行探究：(1)A与B对比，B中无氧气(或空气)，铁钉不生锈；(2)A与C对比，C中无水，铁钉不生锈实验结论铁生锈的条件：铁与_氧气(空气)_和_水_同时接触 特别提醒B中的水为蒸馏水，其中不含有氧气，可以排除氧气的干扰。铁生锈是缓慢的氧化反应，因此需要的时间很长。如果把铁制品与盐水(NaCl溶液)接触，将加快铁制品生锈的速率。4保护金属资源(1)铁生锈与防护铁生锈的条件：铁与空气中的氧气、水蒸气发生化学反应，使铁表面生成一层疏松的物质(即铁锈)，此反应是缓慢的氧化反应。铁锈的主要成分是氧化铁(或Fe2O3)。除去铁锈：用稀盐酸或稀硫酸与铁锈反应而除去。反应的化学方程式：6HClFe2O3= 2FeCl33H2O3H2SO4Fe2O3= Fe2(SO4)33H2O 特别提醒反应后的溶液：FeCl3溶液、Fe2(SO4)3溶液为黄色。防锈：破坏生锈的条件。防锈措施：a保持铁制品的表面洁净和干燥；b在金属表面涂保护膜：涂油、刷油漆、电镀其他金属、烤蓝(表面烤氧化物保护膜)；c制成合金(如不锈钢)。(2)其他金属锈蚀金属铝具有良好的抗腐蚀性能，原因是铝与空气中氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，覆盖在金属铝表面，使内层的铝与氧气隔离，氧化铝薄膜的成分为Al2O3。铜的锈蚀：铜与空气中的氧气、水蒸气、二氧化碳等发生化学反应，生成铜绿，铜绿的主要成分为Cu2(OH)2CO3。(3)保护金属资源的措施防止金属的腐蚀。回收废旧金属再利用。有计划、合理地开采矿物，严禁不顾国家利益乱采矿。寻找金属的代用品等。金属及其物理性质1(2020百色第10题)下列有关合金的叙述正确的是DA焊锡的熔点比纯锡的熔点高B合金中至少含有两种金属C钢是含碳量在2%4.3%的铁合金D黄铜的硬度比纯铜的硬度大2(2019百色第2题)地壳中含量最多的金属元素是CA钙元素 B硅元素 C铝元素 D铁元素3(2021百色第26题节选)从古至今，金属资源、能源、材料、环境等问题越来越引起人们的重视。请从化学的视角分析下列有关问题：(1)近日，三星堆遗址挖掘出的金面具是目前中国早期文明考古发现的最大金面具。历经数千年面具仍光亮如新的原因是金的化学性质不活泼。用金制成较薄的面具，是因为金具有良好的延展性。(2)有着“沉睡三千年，一醒惊天下！”的三星堆青铜器出土后立刻惊动了全世界，青铜属于金属材料(选填“复合材料”“有机高分子材料”或“金属材料”)。4(2019百色第26题节选)绿水青山就是金山银山，保护环境人人有责。请回答：新能源电池路灯被越来越广泛地应用。如图所示的路灯各主要部件中，铜丝能作导线是利用了铜的导电性。金属的锈蚀及防护5(2018百色第17题)下列物质露置于空气中，能与氧气、水蒸气同时发生反应的是CA浓硫酸B生石灰C铁粉D食盐6(2021百色第24题节选)百色市风景优美，物产丰富，请用所学的化学知识回答下列问题： 平果铝制品抗腐蚀性能很好，原理是4Al3O2=2Al2O3(用化学方程式表示)。7(2018百色第21题节选)现有氢气；食盐；稀盐酸；氢氧化钠；石墨；钛合金六种物质。其中，可用于金属表面除锈的是(填序号)。8(2017百色第24题节选)传统与现代相结合的铁锅是厨房中常用的炊具，请用所学的化学知识填空。(1)铁锅作炊具主要是利用铁的导热性。(2)请你说出厨房中一种防止铁锅生锈的方法：保持洁净和干燥(合理即可)。 金属材料例1(2021眉山中考)北斗系统的全面建成彰显了中国航天的力量。在航天科技中运用了大量金属材料，下列有关金属材料的说法正确的是BA纯金属的硬度一般比它们组成合金的硬度更高B钛和钛合金被广泛应用于火箭、导弹等C金属单质在常温下都是固体D合金中一定只含金属元素【解析】合金的硬度比组成它的纯金属的硬度大；钛和钛合金密度小、机械性能好，抗腐蚀性强等，被广泛应用于火箭、导弹等；金属单质在常温下不都是固体，如汞是液体；合金是指在一种金属中加热熔合其他金属或非金属而形成的具有金属特性的物质，合金中不一定只含金属元素。1(2021邵阳中考改编)2021年5月29日，“天舟二号”的成功发射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。下列有关金属材料的说法错误的是CA黄铜的硬度比纯铜的大B生铁的含碳量比钢的高C四氧化三铁、生铁、不锈钢都是铁的合金D铝合金被广泛用于火箭、飞机、轮船等制造业2(2021青海中考)2021年初，我国成功研制出首个3.35 m直径的铝锂合金运载火箭大型贮箱工程样机，有望显著提升火箭运力。铝锂合金的密度比钢铁要小，其硬度比纯铝的要大。金属的锈蚀及防护例2我国第一艘国产航母“山东舰”在制造的过程中使用了大量的金属材料，为保证航母的使用寿命，下列防锈措施不可行的是CA用抗锈蚀性能优异的合金制造航母零部件B刷防锈漆C船体表面镀一层黄金D给某些部位涂油【解析】根据铁生锈的条件进行分析，铁在有水和氧气并存时易生锈，在某些酸和盐的作用下能加快锈蚀，防锈就是使铁与水或氧气隔绝。例3(2020百色模拟)金属在生产和生活中有着广泛应用。(1)高铁刹车制动盘使用合金锻钢制作，主要利用该合金耐高温和硬度大(或耐磨)等特性。(2)铝比铁活泼，但铝在空气中比铁稳定，其原因是铝与空气中的氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，阻止铝的进一步反应。(3)工业上用盐酸除去钢板表面上的锈要严格控制盐酸的用量，用量过多会发生反应而损坏钢板，用化学方程式表示损坏钢板的反应：Fe2HCl=FeCl2H2。(4)高铁的迅速发展对钢轨的需求量越来越大，质量要求越来越高。工业上经常用“铝热反应”来焊接钢轨，其原理是8Al3Fe3O44Al2O39Fe，反应中具有还原性的物质是铝(或Al)。【解析】(1)合金的优点有抗腐蚀、硬度大等，所以高铁刹车制动盘使用合金锻钢制作主要利用该合金耐高温和硬度大、耐磨等特性；(2)铝的化学性质比较活泼，常温下易与空气中的氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，阻止了铝与空气接触，起到保护作用；(3)在金属活动性顺序表中铁排在氢之前，所以工业上用盐酸除去钢板表面上的锈要严格控制盐酸的用量，否则铁与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气；(4)分析化学方程式可知，铝夺取了四氧化三铁中的氧，使其还原为铁，所以反应中具有还原性的物质是铝。3(2021盐城中考)铜制品长期暴露在空气中表面生成铜锈主要成分Cu2(OH)2CO3。下列物质与铜制品生锈无关的是AAN2 BO2 CH2O DCO24菜刀在生活中有重要应用。下列情况中，菜刀腐蚀由快到慢的是C)切青菜后用清水冲洗；切湿咸菜后未清洗；切肥猪肉后放置A BC D5将相同规格光亮的铁钉同时放入下列装置中进行实验，试回答下列问题：(1)一段时间后，铁钉一定无明显变化的是D(填字母，下同)。(2)大约一周时间后，将铁钉取出烘干，其质量由小到大的顺序为D<C<B<A。 1(2021扬州中考)金可制成金箔，拉成金丝，说明金具有良好的BA导电性 B延展性C导热性 D抗腐蚀性2如图进行金属片互相刻画实验，下列说法正确的是DA.该实验过程中，铜片发生了化学变化B该实验过程中，铜原子之间的间隔变大C该实验说明：铜是由铜分子组成的D该实验说明：黄铜片的硬度比纯铜片大3下列防锈措施中，不合理的是(B)A钢管存放在干燥的地方B用盐水清洗菜刀C及时清除铁制品表面的锈渍D在铁管表面镀上一层不易锈蚀的金属4(2021临沂中考改编)有关金属和金属材料的说法中错误的是BA地壳和海洋中，大多数金属以化合物的形式存在B生铁和钢都是铁合金，但钢的含碳量比生铁的高C通常铝制品抗腐蚀性能比铁制品强D合金中一定含有金属元素5吕氏春秋记载“金(铜单质)柔锡(锡单质)柔，合两柔则刚(坚硬)”。这句话说明合金具有的特性是CA熔点一般比其组成金属低B抗腐蚀性一般比其组成金属强C硬度一般比其组成金属大D耐磨性一般比其组成金属好62022年第24届冬季奥运会将在中国北京和张家界联合举行，首钢滑雪大跳台中心是2022年北京冬奥会跳台滑雪比赛项目场馆，该大跳台由赛道、裁判塔和看台区域三部分组成，跳台造型设计来自敦煌“飞天”飘带形象，曲线优美，如图所示。(1)首钢滑雪大跳台主体为钢结构，生铁与钢的性能不同的原因是含碳量不同。(2)裁判塔采用的是耐候钢，这种钢材自带防火和防腐功能，无需再涂刷防火和防腐产品。铁制品锈蚀是铁与氧气和水蒸气共同作用的结果，工业上常用稀盐酸除铁锈，该反应的化学方程式为Fe2O36HCl=2FeCl33H2O。(3)耐候钢中常含有铜、镍、钛等金属，耐候钢属于混合物(选填“纯净物”或“混合物”)。7“中国高铁，世界第一”，高铁列车车体材料使用了含镍不锈钢，工业上火法炼镍的原理是C2NiO 2NiCO2。下列说法错误的是DA反应中NiO发生还原反应B气体产物中可能有COC该不锈钢中还含有铁和碳D该不锈钢合金的硬度小于纯铁8生铁用途十分广泛。工业上利用赤铁矿(主要成分是Fe2O3，还含少量的SiO2等杂质)冶炼生铁的过程如图：回答下列问题：(1)生铁属于金属(选填“合成”或“金属”)材料。“高炉气体”中的SO2(填化学式)会导致酸雨的形成。(2)“煅烧”时：生成CO的反应之一为CCO22CO，该反应属于化合(填基本反应类型)反应。用化学方程式表示利用CO炼铁的原理：3COFe2O32Fe3CO2。CaCO3和SiO2固体在高温条件下发生反应，生成CO2气体和CaSiO3，该反应的化学方程式为CaCO3SiO2CaSiO3CO2。(3)生活中铁制品锈蚀的过程，实际上是Fe与空气中水、氧气等发生化学反应的过程。下列措施能防止铁制品锈蚀的是AB(填字母)。A涂油、喷漆 B镀耐腐蚀的铬层C用盐水清洗 D久置于酸性环境