第06讲金属和金属材料-2022年中考化学一轮复习精品讲义+练习(人教版).docx

第六讲 金属和金属材料【复习目标】1、了解常见金属的物理特征，认识金属材料与人类生活和社会发展的密切关系；2、认识合金概念，知道生铁和钢等重要合金，了解合金的优点。3、了解炼铁的原理，认识工业炼铁、炼钢的方法；4、了解金属锈蚀的条件和防此金属锈蚀的简单方法；【知识梳理】一、几种重要金属金属材料：一般分为纯金属和合金两类。（注意合金属于金属材料不属于合成材料或者复合材料）1、金属的物理性质： （1）常温下一般为固态（汞为液态），有金属光泽； （2）一般密度和硬度较大，熔沸点较高；（3）大多数呈银白色（铜为紫红色，金为金黄色）（4）有良好的导热性、导电性、延展性2金属之最：（1）铝：地壳中含量最多的金属元素；（2）钙：人体中含量最多的金属元素；（3）铁：目前世界年产量最多的金属（铁>铝>铜）；（4）银：导电、导热性最好的金属（银>铜>金>铝）；（5）铬：硬度最高的金属；（6）钨：熔点最高的金属；（7）汞：熔点最低的金属。二、合金1、定义：由一种金属跟其他一种或几种金属（或金属与非金属）一起熔合而成的具有金属特性的物质。注意事项：（合金是金属与金属或金属与非金属的混合物；金属在熔合了其它金属和非金属后，不仅组成上发生了变化，其内部组成结构也发生了改变，从而引起性质的变化）。2、合金特点：一般说来，合金的熔点比各成分低，硬度比各成分大，抗腐蚀性能更好理解：熔点比各成分低指合金的熔点比所含元素所组成的单质熔点都要低，这是一般而言，并非绝对。如Na，K在单质下都是固体，但做成钾钠合金却为液态，用作核反应堆的导热剂。3、举例：（1）铁的合金：生铁（含碳量2%4.3%）和钢（含碳量0.03%2%）区别：含碳量不同（2）铜合金：黄铜：铜、锌的合金；青铜：铜、锡的合金，它人类使用最早的合金。（3）钛合金：被认为是21世纪的重要金属材料，优点：I、熔点高、密度小；II、可塑性好、易于加工、机械性能好；III、抗腐蚀性能好；用途：广泛用于喷气式发动机、飞机机身、人造卫星外壳、火箭壳体、医学补形、人造骨、海水淡化设备、海轮、舰艇的外壳等。（4）铝合金：铝中加入镁、铜、锌等形成合金。广泛应用于制造飞机、舰艇和载重汽车等。三、金属资源（一）金属矿物（1）、金属在自然界在的存在形式：大部分都以化合物的形式存在，少数很不活泼的金属以单质形式存在，人类使用最早的金属是金。（2）、铝土矿（主要成分是Al2O3）；钾长石（主要成分是KAlSi3O8）；明矾石（主要成分是kAl3(SO4)2(OH)6 ）；磁铁矿（主要成分是Fe3O4 ）、赤铁矿（主要成分是Fe2O3 ）；菱铁矿（主要成分是FeCO3）；黄铁矿（主要成分是FeS2）。重点实验（二）铁的冶炼（1）有气体的实验，实验前必需对装置进行检查装置气密性。这样操作的目的是防止漏气。（2）实验开始时，先通入一氧化碳，然后再点燃灯的原因是排出空气，防止加热时爆炸。（3）实验结束时的操作是“先停止加热，继续通一氧化碳，直到玻璃管冷却”。这样操作的目的是防止生成高温的铁又被氧化。（4）该实验的实验现象是硬质玻璃管中红色粉末逐渐变为黑色、试管中的澄清石灰水变浑浊、酒精灯上方导管口处的气体燃烧，发出淡蓝色火焰。（5）相关反应的化学方程式：3CO+Fe2O32Fe+CO2（此方程是条件高温不能用加热符号替代）、Ca(OH)2+CO2 =CaCO3+H2O 、2CO+O22CO2（6）思考：、如何判断反应中生成了什么物质：取少量产物于试管中，滴加适量稀盐酸，如有气泡产生证明含铁粉；或用磁铁吸引。、装置中导管末端点燃酒精灯：点燃尾气，防止污染空气。（7）工业炼铝的原理：2Al2O34Al+3O2（三）金属资源的保护和利用1、铁的锈蚀（1）铁生锈的条件是：铁与O2、水接触（铁锈的主要成分：Fe2O3·xH2O）（2）防止铁制品生锈的措施：保持铁制品表面的清洁、干燥；表面涂保护膜（涂油、刷漆、电镀、烤蓝等）；制成不锈钢；（3）铁锈很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气反应，因此铁制品可以全部被锈蚀。因而铁锈应及时除去。（4）而铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化，因此，铝具有很好的抗腐蚀性能。2、保护金属资源途径：防止金属腐蚀；回收利用废旧金属；合理开采矿物；寻找金属的代用品【典例解析】【例1】下列金属中，熔点最低的是（ ）A.铜 B.汞 C.铝 D.钨【答案】B详解：汞常温下为液态金属，为熔点最低的金属，答案选B【例2】下列物品主要是由合金制成的是（）A塑料水杯 B青铜铸像 C汽车轮胎 D羊毛大衣 【答案】B详解：A为塑料制品，C为橡胶制品，D为天然高分子材料制品，故选B【例3】下列与金属材料有关的说法中，正确的是（）A黄铜片比铜片硬度小B钢的性能优良，是很纯的铁C沙漠地区的铁制品锈蚀较快D为防止钢铁制品生锈，可在其表面刷漆【答案】D详解：合金的硬度一般大于纯金属，故A错，钢是Fe，C的合金，不是单质B错，沙漠地区天气干燥，水分少，所以铁制品不容易生锈。【变式3-1】常温下为液态的金属是（ ）A. 汞 B. 金 C. 银 D. 铝【答案】A详解：汞常温下为液态金属，为熔点最低的金属，答案选A【变式3-2】铜能被加工成厚度仅为7微米的超薄铜箔，说明铜具有良好的（）A导电性 B延展性 C导热性 D抗腐蚀性【答案】B详解：能加工成厚度仅为7微米的超薄铜箔，证明由良好延展性，故选B【变式3-3】下列有关金属及合金的说法错误的是（）A常温下所有的金属都是固体B铁制品在潮湿的空气中易生锈C生铁和不锈钢都是金属材料D铝片表面易生成致密的氧化膜【答案】A详解：汞常温下为液态金属，故A错【变式3-4】厉害了，我的国!“中国智慧”“中国制造”誉满全球。（1）2018年平昌冬奥会闭幕式上，“北京八分钟”表演活动，演员穿着高2.35米，重量仅有20斤的熊猫木偶服饰进行轮滑表演（如图1所示）受到全球瞩目。图中标识物质中，属于有机合成材料的是 ，含有金属元素的是 （写出一种即可）铜丝线用于连接LED灯，主要是利用其 ；铝合金是制作熊猫木偶的材料之一，主要是利用其 的性质。（2）2018年5月13日，中国首艘国产航母首次海试，让世人刮目相看。航母的飞行甲板，既能承受舰载机起降时产生的强烈冲击和摩擦，也能承受舰载机的尾流喷射，还能遭受潮湿盐雾的海洋大气环境侵蚀。由此可推知，制造飞行甲板的材料具有的性质是 （至少答三点）。【答案】（1）塑料；铜丝线（或铝合金）；导电性；密度小、延展性好；（2）硬度大、熔点高、抗腐蚀性能强。详解：（1）塑料；铜丝线（或铝合金）能做导线，主要利用的是导电性。 铝合金能做玩具，主要利用的是延展性。（2）再海上航行，故需要抗腐蚀性能强，能载起飞机，故需要硬度大、能起飞飞机故需要熔点高。【例4】如图是某化学兴趣小组设计的观察铁制品锈蚀的实验装置。下列相关叙述中正确的是（）一段时间后，铁丝会由下向上出现锈蚀现象一段时间后，水面处铁丝锈蚀严重一段时间后，塑料瓶会变膨胀，因为铁生锈要放热一段时间后，塑料瓶会变瘪，因为铁生锈与空气有关A B C D 【答案】B详解：一段时间后，铁丝会由中间向两端出现锈蚀现象，故错；一段时间后，塑料瓶会变扁，因为铁生锈要消耗氧气故错；答案选B【例5】下列措施中，不能防止金属制品锈蚀的是（）A在表面刷漆 B在表面涂油 C在表面镀铬D用湿布擦拭【答案】D详解：用湿布擦拭，使得铁制品表面满足了空气，水的条件，加速腐蚀。故D错。【变式5-1】下列防锈措施不合理的是（）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【答案】B详解：用盐水清洗菜刀，使得菜刀处于水，空气的接触下，以及食盐能增加导电，加快菜刀的腐蚀，故选B【变式5-2】去年港珠澳大桥正式建成通车，它是世界上钢结构桥体最长的跨海大桥。请根据所学知识，回答有关金属资源的下列问题。（1）在空气中，铁与_同时接触发生反应而生锈；（2）请写出一条防止铁生锈的措施_ _；（3）除防止金属腐蚀外，请写出还有哪些保护金属资源的有效途径。（答一点）【答案】（1）氧气和水蒸气； （2）刷漆或涂油； （3）寻找金属替代品。【例6】如图为一氧化碳还原氧化铁实验。下列说法中正确的是（）A开始时应先预热玻璃管，后通入一氧化碳B实验中玻璃管里粉末由黑色逐渐变成红粽色C参加反应的氧化铁和一氧化碳质量比为40：7D将尾气点燃或收集，可防止一氧化碳污染空气【答案】D详解：开始时应先通入一氧化碳，后预热玻璃管，防止试管炸裂，故A错，实验中玻璃管里粉末由红粽色逐渐变成黑色，故B错；根据守恒定律计算参加反应的氧化铁和一氧化碳质量比为40：11.C错，故选D【变式6-1】实验室用右图装置模拟炼铁。下列说法正确的是( )A.磁铁矿的主要成分是Fe2O3 B.应先加热Fe2O3再通入COC.红棕色的逐渐变黑 D.气体通过澄清石灰水后可直接排放【答案】C 详解：磁铁矿的主要成分是Fe3O4故A不正确，应先通入CO再加热Fe2O3防止爆炸，故B错，实验 还有未消耗完的CO，故不能直接排放到大气中，需要尾气处理，故D错，选C【变式6-2】如图所示进行有关碳及其氧化物的性质实验，不正确的说法是（）A甲、乙两处的现象分别是：黑色粉末减少，黑色粉末逐渐变红B甲处发生的反应是典型的吸热反应C丙处试管可防止液体倒吸D该装置的不足之处是未进行尾气处理【答案】D详解：装置丁的作用除了吸收二氧化碳外，还由收集尾气的作用，故不需要再进行尾气处理。D不正确。【变式6-3】如图装置可以做CO还原Fe2O3的实验并检验该反应的气体生成物。已知由一氧化碳发生装置得到的CO中混有杂质CO2和H2O（1）写出B装置玻璃管内反应的化学方程式 。（2）从环保角度考虑，请写出一种尾气处理方法 。（3）若没有A装置，则该实验不能达到检验气体生成物的目的，请说明原因 。【答案】（1）3CO+Fe2O32Fe+3CO2；（2）在装置C的短导管处放一盏点燃的酒精灯；（3）无法证明使澄清的石灰水变浑浊的气体是否来自于反应后新生成的。详解：（1）B装置为CO还原氧化铁的实验，故化学方程式为3CO+Fe2O32Fe+3CO2；（2）尾气处理可以收集下来，也可以将有害的CO转变为二氧化碳，故在装置C的短导管处放一盏点燃的酒精灯或用气球收集气体。（3）原气体也有二氧化碳，就无法证明使澄清的石灰水变浑浊的气体是否来自于反应后新生成的。第六讲 金属和金属材料 练习1、属于金属的是（）AMg BO2 CS DP【答案】A详解：O2、S、P均是化学非金属单质故选A2、通常状况下，颜色呈紫红色的金属是（）A铁B银C铜D铝【答案】C详解，金属一般都呈现银白色，铜为紫红色，故选C3、人体内含量最高的金属元素是（ ）A. 铁 B. 锌 C. 钾 D. 钙【答案】D详解：钙是人体含量最多的金属元素，用与骨骼的构成，故选D4、2018年3月9日，特朗普正式签署关税令“对进口钢铁和铝分别征收25%的关税”，这一做法严重违反国际贸易规则，严重损害我国利益。下列选项中不属于合金的是（ ）A. 钢 B. 金刚石 C. 焊锡 D. 黄铜【答案】B详解：金刚石是C的单质，钢市Fe、C的合金，焊锡是锡锑合金，黄铜是锌铜合金，故选B5、吕氏春秋记载“金（即铜单质）柔锡（即锡单质）柔，合两柔则刚（即坚硬）”。这句话说明合金具有的特性是（）A合金的熔点一般比其组分低 B合金的硬度一般比其组分大C合金的抗腐蚀性一般比其组分强 D合金的耐磨性一般比其组分好【答案】B详解：原话意思是铜原本柔软，锡也柔软，但两个柔软的东西合再一起，就变坚硬了，说明合金的硬度一般比其组分大，故选B6、黄铜是铜与锌的合金。下列关于黄铜的说法正确的是（）A比纯铜耐腐蚀 B加热不与空气反应C硬度小于纯铜 D可以完全溶解在稀盐酸中【答案】A详解：加热可以被空气中的氧气氧化，故B错，合金硬度比纯铜高，故C错，黄铜里的铜成分不与稀盐酸反应，故不能完全溶解再稀盐酸中D错。故选A7、下列有关金属的说法正确的是（）A钢的含碳量比生铁的含碳量高B防止金属锈蚀是保护金属资源的有效途径C镁带在空气中燃烧，发出耀眼白光，生成黑色固体D铝制品不需要涂保护层来防腐蚀，因为常温下铝不与氧气反应【答案】B详解：钢的含碳量比生铁的要低A错，镁条燃烧生成的氧化镁是白色粉末，故C不正确，常温下铝和氧气反应生成了一层致密的氧化物薄膜，阻止了氧气的进一步氧化，故不需要涂保护层，D错，故选B8、下列有关合金的说法错误的是（）A钢是一种化合物 B黄铜的硬度比纯铜的硬度大C生铁是一种铁合金 D焊锡的熔点比纯锡的熔点低【答案】A详解：钢是一种合金，为混合物，故A错9、下列说法正确的是（）A铁是地壳中含量最多的金属元素 B铁制品在潮湿的空气中容易生锈C多数合金的熔点高于它的成分金属D铝制品在空气中耐腐蚀是因为铝不活泼【答案】B详解：铁是地壳中含量第二多的金属元素，铝才是地壳中含量最多的金属元素，故A错，合金大多数熔点低于它成分的纯单质C错。铝耐腐蚀是常温下铝和氧气反应生成了一层致密的氧化物薄膜，阻止了氧气的进一步氧化D错。故选B10、把铁矿石、焦炭和石灰石一起加入到高炉中进行冶炼，得到的产物是（ ）A.钢 B.生铁 C.纯铁 D.锰钢【答案】B详解：工业用矿石冶炼出来的是生铁。故选B11、下列环境中，铁钉表面最容易产生铁锈的是（）A在稀盐酸中 B在潮湿的空气中C在干燥的空气中D浸没在植物油中【答案】B详解：铁的锈蚀是再氧气和水的共同作用下。故再潮湿的空气中最容易生锈，选B12、2018年5月我国自主建造的第一艘航母下海，为保证航母的使用寿命，下列防锈措施不可行的是( )A.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【答案】C详解：船体表面镀一层黄金，理论上可以隔绝氧气，但使用成本过高，且航母再使用过程容易将镀层破坏掉，故不可行，选C13、下列有关金属材料的说法中正确的是（）A地壳中含量最高的金属元素是铁B钢的性能优良，所以钢是纯净的铁C多数合金的抗腐蚀性能比组成它们的纯金属更好D银的导电性最好，大多数电线都是用银作材料【答案】C详解：地壳中含量最高的金属元素是铝，故A不正确，钢是合金故B不正确，银的成本过高，大多数电线都是使用铜故D不正确，答案选C14、某化学兴趣小组用以下装置探究炼铁原理，关于该装置和反应过程描述错误的是（）A盛装药品前应先检查装置气密性B加热前要先通CO，加热后B中出现浑浊C已知方框中连接的是C和D，导管口的连接顺序为abcdD这种方法“炼”出的铁与工业上炼出的生铁在组成上最大的区别是不含碳【答案】C详解：C的作用是收集气体，故要短进长出，故连接顺序为acbd，故C错误。15、如图是CO与CuO反应的实验装置，下列关于该实验说法正确的是（）玻璃管中黑色固体变成了红色；CO被还原为CO2；玻璃管中发生的反应为置换反应；既有效地防止了CO对空气的污染，又充分利用了能源。A B C D【答案】B详解：CO被氧化为CO2；故错误，反应物没有单质参加，故不是置换反应错选B16、我国矿物种类齐全，储量丰富。工业上从从含有金属元素的矿石中提炼金属。其中赤铁矿是炼铁的主要原料。请回答下列问题： (1)铁制品广泛应用于生产、生活中。下列不属于铁合金的是_(选填字母)。A.Fe(OH)3 B.生铁 C.不锈钢 铁钉生锈，属于_变化(选填“物理”“化学”)：下图是探究铁钉在不同条件下发生生锈的实验，其中铁锈蚀最快的是_(选填字母)。【答案】（1）A；化学；B详解：（1）Fe(OH)3是化合物，不属于金属 ，故选A生锈的过程由新的物质生成，故属于化学反应，生锈需要水和氧气的共同作用，故B最快17、金属在生活中随处可见。请回答以下问题：（1）用金属的下列特性填空（填字母序号）：a导热性、b导电性、c延展性。黄金经反复捶打可制成金箔，利用了金有良好的_。铁锅常用于烹饪，利用了铁有良好的_。（2）淮南万毕术记载有“曾青（指硫酸铜溶液）得铁化为铜”，相关的化学方程式是_，该反应说明铁的金属活动性比铜_（填“强”或“弱”）。（3）下列钢铁制品最容易生锈的是_（填字母序号）。a不锈钢杯子  b涂油的自行车链条  c切酸菜后没有洗干净的菜刀【答案】（1）：c；a。（2）Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；强。（3）c。详解：（1）需要延展性故C 炒菜需要热量，故需要导热性，选a（2）即铁放在硫酸铜中，置换出铁的化学方程式：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；铁能将铜置换出来，说明铁比铜活泼。（3）生锈需要水和氧气的共同作用，故c18、阅读下列材料。美丽富饶的云南被誉为“有色金属王国”，其中铝、锌、锡的保有储量居全国第一位，铜、镍的保有储量居全国第三位，是国家重要的锡、铜生产基地。我国古代曾用“湿法炼铜”“火法炼铜”。“湿法炼铜”的原理是“曾青（硫酸铜溶液）得铁则化为铜”；“火法炼铜”中用辉铜矿（主要成分Cu2S）炼铜的原理是：Cu2S与氧气在高温条件下反应生成铜和一种会导致酸雨的气体（其相对分子质量为64）。在河南安阳、湖北荆州、湖南宁乡、云南江川等地分别出土了后（司）母戊鼎、越王勾践剑、四羊方尊、牛虎铜案等青铜文物，充分反映出我国古代青铜器的高超熔铸技艺。青铜是铜锡合金，锡的加入明显提高了铜的强度，抗腐蚀性增强，因此锡青铜常用于制造齿轮等耐磨零部件和耐蚀配件。虽然云南有色金属资源丰富，但是矿物的储量有限，而且不能再生，所以保护金属资源刻不容缓。回答下列问题：（1）下列在云南出土的文物是_（填标号）。A四羊方尊 B牛虎铜案 C越王勾践剑 D后（司）母戊鼎（2）可用来冶炼锡的矿石是_（填标号）。A菱铁矿（主要成分FeCO3） B铝土矿（主要成分Al2O3）C锡石（主要成分SnO2） D黄铜矿（主要成分 CuFeS2）（3）青铜的抗腐蚀性比纯铜的_（填“强”或“弱”）。（4）本材料中，“湿法炼铜”的化学方程式是_，“火法炼铜”的化学方程式是_。【答案】（1）B； （2）C；（3） 强；（4） Fe+CuSO4=FeSO4+Cu； Cu2S+O2高温Cu+SO2详解：（1）由题可知选B（2）炼锡就要使用含锡元素的矿石，故选C（3）青铜是铜锡合金，锡的加入明显提高了铜的强度，抗腐蚀性增强（4）“湿法炼铜”即Fe加入硫酸铜置换Cu，故Fe+CuSO4=FeSO4+Cu；火法炼铜即用铜矿石，热还原法炼铜Cu2S+O2高温Cu+SO219、在人类社会的发展进程中，金属起着重要的作用。（1）青铜是铜锡合金，其属于 （填“金属材料”或“合成材料”）。（2）某些铁制零件防锈措施是涂油，其防锈原理是 。工人师傅常用稀盐酸除铁锈，其反应的化学方程式是 。（3）铝合金广泛应用于飞机制造业，可增加飞机的载重量以及提高运行速度，这是利用了铝合金 （答一点即可）的优良性能。（4）向硝酸银和硝酸铝的混合溶液中加入一定量的铁粉，观察到溶液由无色变为浅绿色后，对混合物进行过滤，则滤液中一定含有的溶质是 。【答案】（1）金属材料。（2）隔绝氧气和水；Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O。（3）密度小。 （4）硝酸铝、硝酸亚铁。详解：（1）合金属于金属材料（2）涂油可以隔绝空气和氧气，还可以隔绝水；稀盐酸除锈是利用酸能和金属氧化物反应Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O；（3）密度小20、铁是目前世界上使用最多的金属。（1）认识铁：从宏观看，铁由 组成；从微观看，铁由 构成。（2）生活中：如图是常用的铁锅。把铁制成铁锅利用了铁的延展性和 性。 为防止铁制品锈蚀，可采用的一种防锈方法是 。（3）实验室：细铁丝在氧气中燃烧的现象是 ，放热。该反应的化学方程式是 。（4）工业上：用一氧化碳和赤铁矿（主要成分是Fe2O3 ）炼铁的化学方程式是 ，该反应利用了一氧化碳的哪种化学性质： 。【答案】（1）铁元素；铁原子；（2）导热；保持铁制品表面洁净干燥（合理即可）；（3）剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体；3Fe+2O2Fe3O4；（4）3CO+Fe2O32Fe+3CO2；还原性。详解：（1）组成，要用元素表达，故铁由铁元素组成。微观上铁是原子构成的物质，故铁由铁原子构成。（2）铁锅是需要导热炒菜的，故是导热性，防锈可以：保持干燥，涂油等合理即可。（3）现象是剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体；化学方程式3Fe+2O2Fe3O4；（4）铁的冶炼是利用CO还原氧化铁，故方程式为3CO+Fe2O32Fe+3CO2