化学研究第一部分 考点研究 第八单元 金属和金属材料 课时1 金属材料 金属资源的利用和保护 .ppt

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1、第一部分考点研究第八单元金属和金属材料第八单元金属和金属材料课时课时1 1 金属材料金属材料 金属资源的利金属资源的利用和保护用和保护 _；_；_；_；_；_。化学方程式梳理金属材料金属材料（高频）（高频）纯金属纯金属合金合金金属之最金属之最物理共性物理共性物理特性物理特性概念：概念：特性特性举例举例合金是指在金属中加热熔合某些金合金是指在金属中加热熔合某些金属或非金属而制得具有金属特性的属或非金属而制得具有金属特性的物质，属于混合物物质，属于混合物物理共性：物理共性：有金属光泽、具有良好的有金属光泽、具有良好的_性（作性（作炊具）、导电性（作导线、插头）、炊具）、导电性（作导线、插头）、_性

2、（拉成丝、压成薄片）性（拉成丝、压成薄片）导热导热延展延展物理物理特性特性a.颜色：铁、铝等大多数金属呈颜色：铁、铝等大多数金属呈_色，但色，但 铜呈铜呈_色，金呈色，金呈_色色b.状态：常温下，大多数金属都是固体，但汞状态：常温下，大多数金属都是固体，但汞 是液体是液体c.不同金属的密度、熔点、沸点、硬度等都不不同金属的密度、熔点、沸点、硬度等都不 同同银白银白紫红紫红黄黄特性：特性：合金与组成它们的纯金属相比，硬度合金与组成它们的纯金属相比，硬度_，熔点较低，抗腐蚀性能更强熔点较低，抗腐蚀性能更强较大较大钛合金：抗腐蚀性能非常好，与人体具有很好钛合金：抗腐蚀性能非常好，与人体具有很好 的的

3、“相容性相容性”，因此可用来制造，因此可用来制造_等等其他合金：锰钢、黄铜、青铜、白铜、焊锡、其他合金：锰钢、黄铜、青铜、白铜、焊锡、硬铝、硬铝、18K黄金等黄金等【温馨提示温馨提示】生活中，大量使用的常常不是纯生活中，大量使用的常常不是纯 金属，而是它们的合金金属，而是它们的合金铁合金铁合金生铁：含碳量生铁：含碳量24.3钢：含碳量钢：含碳量0.032性质不同性质不同的原因是生铁和钢的含碳量不同的原因是生铁和钢的含碳量不同举例举例人造骨人造骨地壳中含量最多的金属元素是地壳中含量最多的金属元素是_目前世界上年产量最高的金属是目前世界上年产量最高的金属是_熔点最低的金属是汞熔点最低的金属是汞(俗

4、称水银，温度计里的液体物俗称水银，温度计里的液体物质质)熔点最高的金属是熔点最高的金属是_(常用作灯丝常用作灯丝)人体中含量最高的金属元素是钙人体中含量最高的金属元素是钙导电、导热性最好的金属是银导电、导热性最好的金属是银人类最早使用的金属是铜人类最早使用的金属是铜铝铝铁铁钨钨金属资金属资源的利源的利用和保用和保护（高护（高频）频）金属资源的存在形式金属资源的存在形式常见的金属矿石常见的金属矿石金属冶炼（详见实验突破栏目金属冶炼（详见实验突破栏目)金属的锈蚀与防护金属的锈蚀与防护保护金属资源的途径保护金属资源的途径常见的铁矿石常见的铁矿石常见的铝矿石常见的铝矿石常见的铜矿石常见的铜矿石铁生锈铁

5、生锈金属锈蚀条件的探究金属锈蚀条件的探究防锈防锈金属资源的存在形式：地球上的金属资源广泛地存在金属资源的存在形式：地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中，除少数很不活泼的金属，如金、银于地壳和海洋中，除少数很不活泼的金属，如金、银等以等以 _形式存在外，其余都以形式存在外，其余都以 _的形式的形式存在存在11 11 12 12 单质单质化合化合常见的铁矿石常见的铁矿石:磁铁矿磁铁矿(主要成分主要成分)_ 赤铁矿赤铁矿(主要成分主要成分)_常见的铝矿石：铝土矿常见的铝矿石：铝土矿(主要成分主要成分Al2O3)常见的铜矿石：孔雀石主要成分常见的铜矿石：孔雀石主要成分Cu2(OH)2CO313 1

6、3 14 14 Fe3O4Fe2O3条件条件:铁与空气中的铁与空气中的 _、_共同作用发共同作用发生化学反应生化学反应铁锈铁锈:主要成分是氧化铁（主要成分是氧化铁（Fe2O3），可用），可用 _除去，其反应的化学方程式除去，其反应的化学方程式:_或或_15 15 16 16 17 17 18 18 氧气氧气水水 稀盐酸稀盐酸（或稀硫酸）（或稀硫酸）保持金属表面洁净和干燥（如用过的菜刀擦干净）保持金属表面洁净和干燥（如用过的菜刀擦干净）在金属表面涂保护膜（如涂油、刷漆、镀耐腐蚀金在金属表面涂保护膜（如涂油、刷漆、镀耐腐蚀金属等）属等）改变金属的内部结构制成合金（如不锈钢等）改变金属的内部结构制成

7、合金（如不锈钢等）19 19 措施措施原理：隔绝原理：隔绝 _空气、水空气、水回收利用废旧金属回收利用废旧金属防止金属腐蚀防止金属腐蚀有计划、合理地开采金属矿物有计划、合理地开采金属矿物寻找金属代用品寻找金属代用品保护金属资保护金属资源的途径源的途径 重难点突破一A金属材料金属材料例例 1(2016南宁南宁)下列有关合金的说法错误的是下列有关合金的说法错误的是 ()A.钢是一种化合物钢是一种化合物B.黄铜的硬度比纯铜的硬度大黄铜的硬度比纯铜的硬度大C.生铁是一种铁合金生铁是一种铁合金D.焊锡的熔点比纯锡的熔点低焊锡的熔点比纯锡的熔点低【解析解析】钢是铁和碳的合金，属于混合物，钢是铁和碳的合金，

8、属于混合物，A错误。错误。针对训练针对训练1.(2015河南河南)生活中的下列物品，其制作材料属于合生活中的下列物品，其制作材料属于合金的是金的是()A.塑料袋塑料袋B.玻璃杯玻璃杯C.不锈钢锅不锈钢锅 D.涤纶风衣涤纶风衣【解析解析】塑料属于有机合成材料，塑料属于有机合成材料，A错误；玻璃属于无机错误；玻璃属于无机非金属材料，非金属材料，B错误；不锈钢是由铁、铬、镍等按一定比错误；不锈钢是由铁、铬、镍等按一定比例经高温熔合得到的铁合金，属于金属材料，例经高温熔合得到的铁合金，属于金属材料，C正确；涤正确；涤纶是合成纤维，属于有机合成材料，纶是合成纤维，属于有机合成材料，D错误。错误。C2.(

9、2016泰州改编泰州改编)下列属于铁的物理性质的是下列属于铁的物理性质的是()A.易生锈易生锈 B.能导电能导电C.能与稀硫酸反应能与稀硫酸反应 D._B能导热能导热3.金属是重要的资源，在日常生活中已得到越来越广金属是重要的资源，在日常生活中已得到越来越广泛的应用。泛的应用。(1)生铁是常用的合金，生铁属于生铁是常用的合金，生铁属于_(填填“纯净纯净物物”或或“混合物混合物”)。(2)铝是地壳中含量最高的铝是地壳中含量最高的_(填填“金属金属”或或“非金属非金属”)元素，铝可以制成电线，主要是其具有良好元素，铝可以制成电线，主要是其具有良好的延展性和的延展性和_。混合物混合物金属金属导电性导

10、电性二金属的锈蚀与防护金属的锈蚀与防护 例例 2(2016漳州漳州)下列情况中，铁钉容易生锈的是下列情况中，铁钉容易生锈的是()A.在干燥的空气中在干燥的空气中B.浸没在蒸馏水中浸没在蒸馏水中C.部分浸入食盐水中部分浸入食盐水中 D.浸没在植物油中浸没在植物油中C【解析解析】铁钉部分浸入食盐水中，同时与水和氧气接铁钉部分浸入食盐水中，同时与水和氧气接触，且食盐能加快铁钉生锈，触，且食盐能加快铁钉生锈，C正确正确针对训练针对训练1.地球上的矿物是不可再生资源。下列对金属资源地球上的矿物是不可再生资源。下列对金属资源的保护措施可行的是的保护措施可行的是()A.禁止开采金属矿物禁止开采金属矿物 B.

11、禁止使用金属制品禁止使用金属制品C.防止金属制品腐蚀防止金属制品腐蚀 D._C回收废旧金属回收废旧金属(合理即可合理即可)2.金属是一种重要的材料，人类生产生活都离不开金属。金属是一种重要的材料，人类生产生活都离不开金属。(1)地壳中含量最多的金属元素是地壳中含量最多的金属元素是_，其年产量已，其年产量已跃居世界第二位。跃居世界第二位。(2)每年全世界钢铁的产量很高，但钢铁的锈蚀也给人类每年全世界钢铁的产量很高，但钢铁的锈蚀也给人类带来巨大的损失，铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟带来巨大的损失，铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟_和和_共同作用的结果；防止铁生锈的方法是共同作用的结果；防止铁生锈的方法是

12、_(写一种写一种)；焊接铁制品；焊接铁制品时，通常先用稀盐酸除去其表面的铁锈，反应的化学方时，通常先用稀盐酸除去其表面的铁锈，反应的化学方程式为程式为_铝铝(或或Al)水水氧气氧气在铁表面涂一层油漆在铁表面涂一层油漆(合理即可合理即可)(3)下列对金属制品采取的防护方法不正确的是下列对金属制品采取的防护方法不正确的是_(填序号填序号)。A.在电线的外面包上一层塑料层在电线的外面包上一层塑料层B.在自行车钢圈上镀上一层金属铬在自行车钢圈上镀上一层金属铬C.在海轮的铁制外壳上焊上铜块在海轮的铁制外壳上焊上铜块C 实验突破 实验一一一、CO还原还原Fe2O32013.19(3)1.实验原理：实验原理

13、：_。2013.19(3)2.实验装置实验装置金属冶炼3.实验步骤及要点解读实验步骤及要点解读(1)检查装置的气密性。检查装置的气密性。(2)将氧化铁粉末装入硬质玻璃管后固定在铁架台上。将氧化铁粉末装入硬质玻璃管后固定在铁架台上。(3)先点燃酒精灯。先点燃酒精灯。解读解读：因为在点燃酒精喷灯前要先通入一氧化碳，而因为在点燃酒精喷灯前要先通入一氧化碳，而一氧化碳有毒，会污染空气，所以为了除去一氧化碳有毒，会污染空气，所以为了除去CO要先点要先点燃酒精灯燃酒精灯(4)然后给硬质玻璃管通入一氧化碳。然后给硬质玻璃管通入一氧化碳。解读：解读：由于一氧化碳是可燃性气体，点燃或加热一氧由于一氧化碳是可燃性

14、气体，点燃或加热一氧化碳与空气的混合物可能会引起爆炸，因此实验前，化碳与空气的混合物可能会引起爆炸，因此实验前，应该先通入一氧化碳将装置中的空气排尽后，才能点应该先通入一氧化碳将装置中的空气排尽后，才能点燃酒精喷灯燃酒精喷灯。(5)最后点燃酒精喷灯。最后点燃酒精喷灯。硬质玻璃管中的现象硬质玻璃管中的现象解读：解读：点燃酒精喷灯一段时间后，可观察到硬质玻璃点燃酒精喷灯一段时间后，可观察到硬质玻璃管中的现象为管中的现象为_。澄清石灰水的作用及现象澄清石灰水的作用及现象解读：解读：澄清石灰水用来检验生成物中是否有澄清石灰水用来检验生成物中是否有CO2，现象现象为澄清石灰水变浑浊为澄清石灰水变浑浊，反

15、应的化学方程式为反应的化学方程式为_。玻璃导管尖嘴处有蓝色火焰玻璃导管尖嘴处有蓝色火焰红丝粉末变为黑色红丝粉末变为黑色(6)停止加热玻璃管，持续通入一氧化碳直至冷却。停止加热玻璃管，持续通入一氧化碳直至冷却。解读：解读：由于铁在加热条件下能与空气中的氧气反应，由于铁在加热条件下能与空气中的氧气反应，为防止还原出来的铁又被氧化，所以实验结束时停止为防止还原出来的铁又被氧化，所以实验结束时停止加热玻璃管后，仍需继续通入一氧化碳直至玻璃管冷加热玻璃管后，仍需继续通入一氧化碳直至玻璃管冷却到室温为止却到室温为止。(7)先停止通入一氧化碳，然后再熄灭酒精灯先停止通入一氧化碳，然后再熄灭酒精灯原因同原因同

16、上上(3)。4.4.尾气处理尾气处理解读：解读：由于一氧化碳是有毒气体，且实验中气体与固由于一氧化碳是有毒气体，且实验中气体与固体反应时，气体不能完全参加反应，因此需对尾气进体反应时，气体不能完全参加反应，因此需对尾气进行处理。一种方法是在装置末端放一只燃着的酒精灯行处理。一种方法是在装置末端放一只燃着的酒精灯或用导管将尾气导入酒精喷灯的火焰进行点燃，节约或用导管将尾气导入酒精喷灯的火焰进行点燃，节约能源，此处酒精灯的作用是使未反应的一氧化碳转化能源，此处酒精灯的作用是使未反应的一氧化碳转化为二氧化碳，防止污染空气；另一种方法是用气球收为二氧化碳，防止污染空气；另一种方法是用气球收集，此处气球

17、的作用是收集尾气中的一氧化碳，防止集，此处气球的作用是收集尾气中的一氧化碳，防止污染空气。污染空气。5.5.实验改进：实验改进：为减少一氧化碳的使用量，熄灭酒精喷为减少一氧化碳的使用量，熄灭酒精喷灯后，可用弹簧夹将玻璃管两侧的导管关闭，使还原出灯后，可用弹簧夹将玻璃管两侧的导管关闭，使还原出来的铁在密闭装置中冷却。来的铁在密闭装置中冷却。二二、木炭还原氧化铜木炭还原氧化铜(2015.14D)1 1实验原理：实验原理：_。2 2实验装置实验装置3.实验现象实验现象(1)试管试管a内的黑色物质逐渐变成红色。内的黑色物质逐渐变成红色。(2)试管试管b内的澄清石灰水变浑浊。内的澄清石灰水变浑浊。(3)

18、刚开始加热时，澄清石灰水中有气泡产生，但澄清刚开始加热时，澄清石灰水中有气泡产生，但澄清石灰水没变浑浊，其原因是石灰水没变浑浊，其原因是_ 刚开始加热时，试管中的空刚开始加热时，试管中的空气受热膨胀而逸出试管，此时碳和氧化铜还没有发生气受热膨胀而逸出试管，此时碳和氧化铜还没有发生反应，所以澄清石灰水中有气泡产生但没有变浑浊反应，所以澄清石灰水中有气泡产生但没有变浑浊 4.4.实验改进：实验改进：酒精灯上加金属网罩虽然能提高火焰的酒精灯上加金属网罩虽然能提高火焰的温度，但实验效果不明显，改用酒精喷灯效果更佳。温度，但实验效果不明显，改用酒精喷灯效果更佳。（4）若试管）若试管a中红色物质又变黑色，

19、其原因是热的金属中红色物质又变黑色，其原因是热的金属铜跟空气中的氧气反应又生成黑色的氧化铜（或铜又被铜跟空气中的氧气反应又生成黑色的氧化铜（或铜又被氧化成黑色的氧化铜）氧化成黑色的氧化铜）例例 1 1实验室模拟炼铁的实验装置如图所示实验室模拟炼铁的实验装置如图所示。试回答下列问题：试回答下列问题：(1)实验中观察到的现象为：硬质玻璃管中的粉末实验中观察到的现象为：硬质玻璃管中的粉末_；试管中的澄清石灰水；试管中的澄清石灰水_。由红色逐渐变黑由红色逐渐变黑 变浑浊变浑浊(2)写出玻璃管中反应的化学方程式写出玻璃管中反应的化学方程式_。(3)加热氧化铁之前，先通一会儿一氧化碳的作用是加热氧化铁之前

20、，先通一会儿一氧化碳的作用是_。(4)该实验设计装置该实验设计装置C的目的是的目的是 _ _。排尽玻璃管中的空气，防止加热一氧化碳与空气的混排尽玻璃管中的空气，防止加热一氧化碳与空气的混合物可能引起爆炸合物可能引起爆炸 燃烧未反应的一氧化碳，燃烧未反应的一氧化碳，防止污染空气防止污染空气(5)实验结束时应先熄灭酒精喷灯，并且继续通入一氧化实验结束时应先熄灭酒精喷灯，并且继续通入一氧化碳直至冷却至室温，其原因是碳直至冷却至室温，其原因是_。(6)该实验说明该实验说明CO具有的化学性质是具有的化学性质是_。防止还原出来的铁又被防止还原出来的铁又被 氧化氧化 还原性还原性【解析解析】(1)一氧化碳具

21、有还原性，能与氧化铁反应生一氧化碳具有还原性，能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，实验中看到的现象为硬质玻璃管中的成铁和二氧化碳，实验中看到的现象为硬质玻璃管中的粉末由红色逐渐变黑，试管中的澄清石灰水变浑浊。粉末由红色逐渐变黑，试管中的澄清石灰水变浑浊。(2)一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，化学方一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为程式为Fe2O33CO 2Fe3CO2。(3)CO具有可燃性，具有可燃性，与玻璃管中的空气混合受热可能会发生爆炸，因此应先与玻璃管中的空气混合受热可能会发生爆炸，因此应先通通CO排尽玻璃管中的空气。排尽玻璃管中的空气。(4)一氧化碳有毒，直接排放到空

22、气中会污染环境，该一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染环境，该实验设计装置实验设计装置C的目的是燃烧未反应的一氧化碳，防止的目的是燃烧未反应的一氧化碳，防止污染空气。污染空气。(5)实验结束时应先熄灭酒精喷灯，并继续实验结束时应先熄灭酒精喷灯，并继续通入一氧化碳直到冷却至室温的原因是为防止还原出通入一氧化碳直到冷却至室温的原因是为防止还原出来的铁又被氧化。来的铁又被氧化。(6)CO可以将可以将Fe2O3还原为单质铁，还原为单质铁，说明说明CO具有还原性。具有还原性。实验二金属锈蚀条件的探究 1.1.铁锈蚀的原因铁锈蚀的原因铁与空气中的铁与空气中的_、_发生化学反应。发生化学反应。水蒸气水蒸气氧

23、气氧气2.2.铁锈蚀条件的探究铁锈蚀条件的探究编号编号条件条件铁钉在干燥铁钉在干燥的空气中的空气中铁钉全部铁钉全部在水中在水中铁钉与空铁钉与空气和水同气和水同时接触时接触铁钉与水和铁钉与水和氧气接触氧气接触实验视频实验视频铁制品锈蚀条件的探究铁制品锈蚀条件的探究图示图示生锈程度生锈程度不生锈不生锈不生锈不生锈易生锈易生锈最易生锈最易生锈分析分析能得出铁生锈需要氧气的组合是能得出铁生锈需要氧气的组合是_，需要水的组合是，需要水的组合是_，编号编号中将蒸馏水煮沸的目的是除去水中溶中将蒸馏水煮沸的目的是除去水中溶解的氧气，加入植物油的目的是隔绝氧气解的氧气，加入植物油的目的是隔绝氧气结论结论铁制品锈

24、蚀的条件是与氧气中的铁制品锈蚀的条件是与氧气中的_和和_同时接触同时接触 和和(或或和和)和和(或或和和)水蒸气水蒸气氧气氧气例例 2 2“对比法对比法”是实验探究中常用的一种科学方法。是实验探究中常用的一种科学方法。分析以下铁钉生锈实验的设计，得出的结论不正确的是分析以下铁钉生锈实验的设计，得出的结论不正确的是()A.对比对比可以说明铁生锈一定要有氧气参加可以说明铁生锈一定要有氧气参加B.对比对比可以说明铁生锈一定要有水参加可以说明铁生锈一定要有水参加C.对比对比可以说明铁生锈一定要有水参加可以说明铁生锈一定要有水参加D.对比对比可以说明铁生锈可以说明铁生锈必须要有水和氧气同时参加必须要有水

25、和氧气同时参加B【解析解析】实验实验是探究铁同时与氧气、水接触时能否生是探究铁同时与氧气、水接触时能否生锈，实验锈，实验探究铁只与水接触，不与氧气接触时能否生探究铁只与水接触，不与氧气接触时能否生锈，实验锈，实验探究铁只与氧气接触，不与水接触时能否生探究铁只与氧气接触，不与水接触时能否生锈，因此对比实验锈，因此对比实验可说明铁生锈需要氧气，对比实可说明铁生锈需要氧气，对比实验验可说明铁生锈需要水，通过三个实验说明铁生锈可说明铁生锈需要水，通过三个实验说明铁生锈是铁与水和氧气共同作用的结果，对比实验是铁与水和氧气共同作用的结果，对比实验无法得无法得出铁生锈的条件，原因是两支试管中的铁钉均不生锈。

26、出铁生锈的条件，原因是两支试管中的铁钉均不生锈。补补 充充 设设 问问(1)实验时可用稀盐酸除去铁钉上的铁锈，反应的化实验时可用稀盐酸除去铁钉上的铁锈，反应的化学方程式为学方程式为_。实验后。实验后的铁钉应该采取的处理方法是的铁钉应该采取的处理方法是_。(2)某同学在上述实验后进行了如图实验：某同学在上述实验后进行了如图实验：回收回收(或晾干，待下或晾干，待下次再用等次再用等)补补 充充 设设 问问观察到铁片比铝片更易腐蚀，原因是观察到铁片比铝片更易腐蚀，原因是_。铝片易与氧气铝片易与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，阻止内部的铝与水、反应生成致密的氧化铝薄膜，阻止内部的铝与水、氧气接触，从而阻止其进一步被氧化。而铁与氧气、氧气接触，从而阻止其进一步被氧化。而铁与氧气、水反应生成疏松多孔的铁锈，加快锈蚀水反应生成疏松多孔的铁锈，加快锈蚀