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1第2讲金属资源的利用和保护百色五年中考命题规律近五年百色中考考情分析2019年中考预测年份考点题型题号分值本讲中，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2019年百色中考可能考，也可能仅仅在实验题中涉及到。2018金属表面除锈填空题21（6）12017防止铁生锈的方法填空题24（3）12016铁轨生锈的原因简答题26（2）12015金属防锈原理简答题26（2）12014金属锈蚀的防护选择题122知识清单金属材料1.金属材料的分类2.金属的物理性质颜色大多数金属呈银白色，铜呈紫红色，金呈黄色状态常温下大多数金属是固体，但汞却是液体共性常温下，它们都是固体（汞除外），有金属光泽且有良好的导电性、导热性和延展性，但不同的金属性质有差异金属之最：（1）目前世界年产量最高的金属——铁。（2）导电、导热性最好的金属——银。（3）硬度最高的金属——铬。（4）熔点最高的金属——钨。（5）熔点最低的金属——汞。（6）地壳中含量最多的金属元素——铝。（7）人体中含量最多的金属元素——钙。3.合金（1）合金：在金属中加热熔合某些金属或非金属，就可以制得具有金属特性的物质。特别提醒合金属于混合物，合金不是合成材料。2（2）合金的特性：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）其他合金：①钛合金：熔点高、密度小、可塑性好、易于加工，机械性能好，抗腐蚀性强等，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”，因此可以用来制造人造骨等。②硬铝：硬度大，密度小，可塑性好，易于加工，机械性能好，抗腐蚀性能强，广泛用作飞机外壳、车厢、门窗等。黄铜、青铜等都属于合金。金属资源的利用和保护自然界中能以单质的形式存在的金属有银和金等，大多数金属以化合物的形式存在。1.金属的冶炼（1）铁矿石：①磁铁矿（Fe3O4）；②赤铁矿（Fe2O3）；③菱铁矿（FeCO3）。（2）炼铁原理：高温下，用一氧化碳将铁从它的氧化物中还原出来。主要反应：Fe2O3＋3CO=====高温2Fe＋3CO2Fe3O4＋4CO=====高温3Fe＋4CO22.实验突破：铁的冶炼（1）实验原理：Fe2O3＋3CO=====高温2Fe＋3CO2（2）实验装置（3）操作步骤操作步骤解释或结论①先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②点燃酒精喷灯加热酒精喷灯加热的温度能达到600～800℃，使Fe2O3与CO发生反应③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试管中进入了氧气（空气），使还原出来的铁再被氧化④停止通CO，熄灭尾部的酒精灯防止CO逸出，污染空气（4）实验现象：①红色粉末逐渐变成黑色，②澄清石灰水变浑浊，化学方程式：CO2＋Ca（OH）2===CaCO3↓＋H2O，③尾部导管口产生蓝色火焰。3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烧掉，也可用气球将尾气收集起来。（5）产物的检验①用磁铁吸引：生成物有能被磁铁吸引的物质，说明有铁生成。②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。（6）变形装置此装置不需尾气处理，将尾气直接通至酒精喷灯的火焰上，既对尾气进行处理，又使产生的热量给装置加热，既节约了能量，又避免了污染。3.实验突破：铁制品锈蚀条件的探究实验装置ABC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一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氧气（空气）、水同时接触铁钉与水接触铁钉与氧气（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结论铁钉与氧气（空气）、水同时接触，生锈铁钉与水接触，而不与氧气接触，不生锈铁钉与氧气（空气）接触而不与水接触，不生锈铁生锈的条件铁与氧气（空气）和水同时接触4.实验方法：采用控制变量法进行探究①A与B对比，B中无氧气（空气），铁钉不生锈②A与C对比，C中无水，铁钉不生锈说明铁生锈：铁、氧气、水同时接触，三者缺一不可。特别提醒①B中的水为蒸馏水，其中不含有氧气，可以排除氧气的干扰。②铁生锈是缓慢的氧化反应，因此需要的时间很长。③如果把铁制品与盐水（NaCl溶液）接触，将加快铁制品生锈速率。5.保护金属资源4（1）铁生锈与防护①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（Fe2O3）。②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：6HCl＋Fe2O3===2FeCl3＋3H2O。3H2SO4＋Fe2O3===Fe2（SO4）3＋3H2O。特别提醒反应的溶液：FeCl3、Fe2（SO4）3为黄色。③防锈：破坏生锈的条件，可以防锈。④防锈措施：（2）其他金属锈蚀①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膜，覆盖在金属铝表面，使内层的铝与氧气隔离，氧化铝膜的成分为Al2O3。②铜的锈蚀：是铜与空气中的氧气、水蒸气、二氧化碳等发生化学反应，生成铜绿。铜绿的成分为Cu2（OH）2CO3。（3）保护金属资源的措施①防止金属的锈蚀（腐蚀）；②回收废旧金属再利用；③有计划地、合理地开采矿物；④寻找金属的代用品等。体验中考金属的锈蚀及防护1.（2018百色第21题节选）现有①氢气②食盐③稀盐酸④氢氧化钠⑤石墨⑥钛合金六种物质。请按下列要求填空（填序号）：（6）可用于金属表面除锈的是③。2.（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。（3）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。3.（2016百色第26题节选）2015年12月，百色高铁的开通给百色人民出行提供了很多便利，修建高铁需大量钢铁，请回答下列问题：（2）雨后的铁轨表面易产生少量的锈迹，这是因为铁在潮湿的空气中易生锈。4.（2015百色第26题节选）汽车是现代生活中不可缺少的交通工具之一，请回答下列问题：（2）铝质承载式车身结构逐渐替代钢制结构，一部分原因是铁在潮湿的空气中容易锈蚀。喷漆可以延缓锈蚀，其防锈原理是隔绝氧气和水。5.（2014百色第12题）在金属表面覆盖保护膜是金属防锈措施之一，下列自行车的防锈措施中，不属于覆5盖保护膜的是（A）A.擦拭保持洁净与干燥B.链条上油C.轮圈镀铬D.车架喷漆重难突破金属的锈蚀及防护例1（2018长沙中考）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【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2（2018兰州中考）兰州中山铁桥，位于城北白塔山下，历尽沧桑，百年不倒，多次参与维修大桥的工程师感叹道：“起初我们以为一百多年了，铆合处多少会有些锈蚀，可当我们将铆件启开后发现，里面完全是簇新的。当时使用炭火和锤具等简单工具，能达到如此工艺令人匪夷所思。”请同学们结合自己所学的知识回答下列问题。（1）中山铁桥铆合处簇新如初，说明百年来没有水和进入其中而造成锈蚀。（2）我国生产和使用铁器历史悠久，请写出一氧化碳与氧化铁反应的化学方程式：。（3）全世界每年因生锈损失的钢铁，约占世界年产量的四分之一，请你写出一种防止铁制品锈蚀的方法：（任填一种）。【解析】（1）根据金属的锈蚀条件来分析；（2）根据化学反应的原理以及化学方程式的写法来分析；（3）根据金属的防锈措施来分析。1.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）①切青菜后用清水冲洗；②切湿咸菜后未清洗；③切肥猪肉后放置。A.①③②B.③①②C.②①③D.③②①2.下列关于金属的说法中，不正确的是（B）A.铜有良好的导电性，常用于制作导线B.所有的金属都能与稀盐酸反应C.铁制品在干燥的空气中不易生锈D.不锈钢具有较强的耐腐蚀性，可用于制作医疗器械3.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）。6（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DCBA。课堂作业1.在下列情况下，埋在地下的铸铁管道腐蚀最慢的是（A）A.在干燥、致密、不透气的土壤中B.在潮湿、疏松、透气的土壤中C.在潮湿、致密、不透气的土壤中D.在潮湿、疏松、透气的酸性土壤中2.下列有关金属材料的说法正确的是（D）A.硬铝片比纯铝片硬度小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.为防止钢铁生锈，可在其表面涂油3.下列防锈措施不合理的是（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.下列关于铁的说法，正确的是（B）A.用水可以除去铁锈B.铁在潮湿空气中容易生锈C.铁生锈不是缓慢氧化D.铁部分锈蚀后没有回收价值5.下列关于金属及金属材料的说法错误的是（C）A.生铁和钢都是铁的合金B.车船表面涂油漆可防止生锈C.人类使用铝的年代早于铜、铁D.武德合金的熔点低，可作保险丝6.金属材料在生产、生活中有着广泛的应用。金属矿物的储量有限，而且不能再生，所以保护金属资源尤为重要。保护金属资源的有效途径是回收废旧金属再利用，合理地有计划地开采金属矿物或寻找金属替代品（答出两条即可）。7.（2018呼和浩特中考）古往今来，金属材料和制品在我们的社会生活中一直起着非常重要的作用。（1）考古工作者发现铁质的出土文物往往锈蚀严重，铁生锈的条件是铁与氧气、水同时接触。在实验室常用稀盐酸清除铁锈，化学方程式为Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O。（2）近年来，我国高铁建设促进了经济、社会的快速发展。制造铁轨的材料是合金钢，主要原因是合金钢具有硬度大（或机械强度好或韧性好等）（要求只答一条）的优越性能。7（3）某同学在实验室进行了两个有关金属性质的实验：实验Ⅰ：硫酸铝溶液和铁粉混合实验Ⅱ：硫酸铜溶液与铁粉混合在上述两个实验结束后，该同学将实验Ⅰ和Ⅱ的物质全部倒入同一个烧杯中，发现烧杯内的红色固体明显增多，原因是实验Ⅱ中硫酸铜溶液有剩余，而实验Ⅰ中的铁粉又能与实验Ⅱ中剩余的硫酸铜发生置换反应生成铜和硫酸亚铁（用文字说明）。一段时间后过滤，向滤渣中滴加盐酸，结果没有气泡产生。那么，滤液中所含金属离子的情况可能是②⑤（填写序号）。①Al3＋②Al3＋、Fe2＋③Al3＋、Fe3＋④Fe2＋、Cu2＋⑤Al3＋、Fe2＋、Cu2＋8.工业上炼铁炼钢和轧制钢材的主要流程如图。已知生铁的含碳量为2%～4.3%，钢的含碳量为0.03%～2%。（1）反应：①Fe2O3＋3CO=====高温2Fe＋3CO2，②2Fe2O3＋3C=====高温4Fe＋3CO2↑。属于置换反应的是②，用于高炉炼铁的原理是①（填序号）。（2）炼铁的固体原料需经过粉碎，其目的是增大与反应物的接触面积，加快反应速率。（3）热空气和高炉气体的主要成分有一种相同，这种气体的化学式是N2，炉渣中含有硅酸钙（CaSiO3），其中硅元素的化合价是＋4。（4）炼钢炉中，通入纯氧的目的是使生铁中的碳转化为二氧化碳，降低生铁中的碳含量。将钢锭轧成钢板，体现了金属的延展性。（5）钢铁制品可能会生锈，写出用稀硫酸除锈反应的化学方程式：Fe2O3＋3H2SO4===Fe2（SO4）