河南省2018年中考化学复习 第6讲 金属材料及其利用和保护课件

第6讲金属材料及其利用和保护知识结构知识梳理考点1金属材料1．金属材料纯金属：铁、铜、铝、银、铂、金等合金：生铁、钢、黄铜、铝合金、钛镁合金等2．金属的物理性质(1)大多数金属都具有__光泽。铁、铝等多数金属都是_______色，但铜却呈__________色，金呈黄色。(2)在常温下，铁、铝、铜等大多数金属都是________，但体温计中的_______是液体。(3)金属具有良好的_________性、________性和_________性。金属的密度、熔点、硬度等物理性质差别较大。金属银白紫红固体汞导电导热延展3．合金(1)概念：合金是指在金属中加热熔合某些________或__________而制得的具有______________的物质。(2)性质特征：合金与组成它们的金属有很大的性质差异，如合金的硬度一般_________组成它们的金属；合金的熔点一般_________组成它们的金属；合金的抗腐蚀性一般高于组成它们的金属，具有更优良的机械性能；有的合金还有高电阻、高热阻和可塑性等特性。金属非金属金属特征大于低于(3)常见的合金①铁合金：包括生铁(含碳量2%～4.3%)和钢(含碳量0.03%～2%)，它们的含碳量不同。②钛合金：熔点高，密度小，与人体有很好的相容性，可制成人造骨。③其他合金：铁镍合金、铝合金、黄铜等。考点2金属的冶炼(详见实验突破)考点3金属的锈蚀与防护1.金属锈蚀的条件(1)铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与空气中的________、________等发生了化学反应的过程。用________________可以除铁锈，所涉及的化学方程式为___________________________________________________________。(2)常温下铝具有优良的抗腐蚀性能，其原因是____________________________________________________________。水氧气稀盐酸(或稀硫酸)Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O[或Fe2O3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋3H2O]铝在空气中易形成致密的氧化物保护膜，能起到保护内层铝的作用2.防止金属锈蚀的措施(1)保持金属表面洁净、干燥。(2)在金属表面涂_________________，如涂油、刷漆、烤蓝、电镀等。(3)改变金属内部结构，制成不锈钢。3.保护金属资源的措施(1)防止金属的腐蚀。(2)金属的回收利用。(3)应有计划、合理地开采矿物，严禁不顾国家利益的乱采矿。(4)寻找金属的代用品。4.金属锈蚀条件的探究(详见实验突破)保护层(或防护层)1.化学式书写铁____铜____铝____镁____锌____银____氧化铁______氧化铝______氧化铜______四氧化三铁________规范书写FeCuAlMgZnAgFe2O3Al2O3CuOFe3O42.化学方程式书写(1)金属氧化物与酸反应(复分解反应)①氧化铁与稀盐酸___________________________________________________②氧化铁与稀硫酸__________________________________________________③氧化铜与稀盐酸__________________________________________________④氧化铜与稀硫酸______________________________________________Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2OFe2O3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋3H2OCuO＋2HCl===CuCl2＋H2OCuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O(2)高炉炼铁①赤铁矿炼铁______________________________________________②磁铁矿炼铁________________________________________________________Fe3O4＋4CO=====高温3Fe＋4CO2Fe2O3＋3CO=====高温2Fe＋3CO2类型金属的锈蚀与防护【例】小宁同学早上发现头天晚上用水洗干净的菜刀表面出现一层红棕色物质，请你用所学的化学知识帮他解决下列问题。(1)这种红棕色物质是什么？(2)产生这种现象的原因是什么？(3)如何防止这种现象发生？铁锈(或Fe2O3)铁与水和氧气(或空气)接触会生锈将菜刀洗净后擦干(合理即可)1.(2017玉林)下列环境中，铁钉表面最容易产生铁锈的是()(导学号12604040)A.在稀盐酸中B.在潮湿的空气中C.在干燥的空气中D.浸没在植物油中及时练习B2.(2017新乡一模)写出利用一氧化碳还原四氧化三铁来炼铁的化学方程式________________________，铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与空气中的______________同时发生化学反应的过程；防止自行车的链条生锈的方法有_____________________________________________________________(写出一条即可)。Fe3O4＋4CO=====高温3Fe＋4CO2水和氧气涂油(合理即可)3.(2017濮阳一模)金属与我们的生活密切相关。(1)教室里的窗户上大都是铝合金。铝合金是什么材料？(2)金属铝较活泼，为什么通常铝制品却很耐腐蚀？金属材料铝与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，阻止铝进一步被氧化。实验1金属的冶炼一、一氧化碳还原氧化铁1.实验原理(化学方程式)：______________________________________________________________________。3CO＋Fe2O3=====高温2Fe＋3CO22.实验装置(如图所示)3.实验步骤①检查装置的气密性。②将氧化铁粉末装入玻璃管后固定在铁架台上。③点燃右端酒精灯。④给玻璃管通入一氧化碳。⑤点燃酒精喷灯加热装有氧化铁的玻璃管。⑥停止加热。⑦停止通入一氧化碳。⑧熄灭右端酒精灯。【小结】一氧化碳“早出晚归”，酒精喷灯“迟到早退”。4.实验现象：玻璃管中的红色粉末变为黑色，试管中澄清石灰水变浑浊，玻璃导管尖嘴处有蓝色火焰。5.注意事项①实验前先通入CO，目的是排出玻璃管内空气，以免加热时，CO与空气混合，发生爆炸。②实验结束时先停止加热，继续通入CO至玻璃管冷却，目的是防止还原出来的铁在高温下被进入的空气中的氧气氧化；同时防止试管中澄清石灰水进入灼热的玻璃管内。③CO有毒，会污染空气，应增加尾气处理装置。④实验时，首先点燃尾气处的酒精灯，最后熄灭尾气处的酒精灯，目的是防止CO气体逸出，保护环境。⑤装置中玻璃管内若是四氧化三铁，则反应的化学方程式为4CO＋Fe3O4=====高温3Fe＋4CO2，由于四氧化三铁是黑色的，所以实验现象不明显。6.实验装置改进一氧化碳有毒，不能直接排放，所以实验装置中必须有尾气处理装置。除图中所示加酒精灯外还可以在尖嘴处系一个气球收集一氧化碳。二、木炭还原氧化铜1.实验原理(化学方程式)：C＋2CuO=====高温2Cu＋CO2↑。2.实验装置(如图所示)3.实验步骤及操作要点①检查装置的气密性。(先将导管浸入水中，再用手握住试管，管口有气泡冒出，松开手后导管内形成一段水柱，则说明装置气密性良好)②装药品：将氧化铜粉末和碳粉装入试管后固定在铁架台上。③点燃酒精灯，移动酒精灯给试管预热，再集中给药品加热。【注意】给试管预热的目的是防止试管因受热不均而炸裂。④停止加热，熄灭酒精灯。4.实验现象：高温加热后的试管里有________色物质生成；澄清石灰水______________。5.实验改进：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，应改用酒精喷灯，目的是提高反应温度。6.实验室除了用木炭还原氧化铜外，还可用氢气(H2)或一氧化碳(CO)，涉及的化学方程式分别为H2＋CuO=====△Cu＋H2O，CO＋CuO=====△Cu＋CO2。红变浑浊【补充】用一氧化碳还原氧化铜的实验要点：一通、二点、三灭、四停、五处理。“一通”：先通气体；“二点”：点燃酒精灯进行加热；“三灭”：实验完毕后，先熄灭酒精灯；“四停”：等冷却到室温时，再停止通气体；“五处理”：处理尾气，防止CO污染环境。【例】(2017滨州)某化学兴趣小组利用如图装置进行实验，探究工业炼铁的化学原理，试按要求填空：(1)硬质玻璃管中观察到的现象是________________________，写出一氧化碳和氧化铁反应的化学方程式________________________________。(2)实验中首先通入一氧化碳的目的是__________________________________________________。(3)装置中导管末端加一点燃的酒精灯目的是________________________________________________________。红棕色粉末逐渐变为黑色3CO＋Fe2O3=====高温2Fe＋3CO2排净硬质玻璃管中的空气，防止加热时发生爆炸除去未反应完的一氧化碳气体，防止污染空气实验2铁制品锈蚀条件的探究1.铁锈蚀的因素：铁与空气中的氧气、水蒸气等物质发生化学反应，铁锈的主要成分是Fe2O3。2.实验设计不生锈生锈与水接触与空气接触与氧气接触铁同时与水和空气(或氧气)接触3.注意事项：实验中所用的水是经煮沸并迅速冷却的蒸馏水，煮沸的目的是将溶解在水中的氧气除去，迅速冷却的目的是减少或防止空气中的氧气溶于水中。【例】为了探究铁生锈的条件，兴趣小组的同学设计了以下实验，根据要求回答下列问题。(1)实验一中，一周后，观察到试管________中的铁钉生锈。乙(2)实验一中用刚煮沸并迅速冷却的蒸馏水的目的是什么？(3)实验二反应一段时间后，装置中左边液面________(填“上升”或“下降”)，右边液面________(填“上升”或“下降”)。(4)实验三中，3支试管中铁钉的锈蚀程度由强到弱的顺序为______________。(5)上述实验前，必须将铁钉打磨光亮的目的是什么？除去水中溶解的氧气。上升下降乙、甲、丙除去铁钉表面的氧化膜，防止对实验的影响。命题点1金属材料之合金的判断1.(2015河南3题1分)生活中的下列物品，其制作材料属于合金的是()A.塑料袋B.玻璃杯C.不锈钢锅D.涤纶风衣C命题点2金属的冶炼1.[2016河南23(4)①②题2分]生活中常见的物质的性质、制法等是化学研究的重要内容。(4)下图装置可做一氧化碳还原氧化铁的实验，并检验生成的气体产物。①B装置玻璃管里可观察到的现象为_______________________________。②C装置中反应的化学方程式为___________________________________。固体粉末由红棕色逐渐变黑Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O2.[2012河南21(3)题2分]金属用途广泛，其结构和性质等是化学的重要研究内容。(3)如图是工业炼铁示意图。其中，焦炭的作用是燃烧提供能量和________；有铁生成的化学方程式为___________________________________________________________。制取COFe2O3＋3CO=====高温2Fe＋3CO23.[2017河南25(2)题4分]化学是以实验为基础的科学，实验是科学探究的重要手段。(2)实验室可利用下图实验装置制取纯净、干燥的CO，然后用CO还原Fe2O3并检验气体产物。已知CO发生装置中的反应为：H2C2O4=====浓硫酸△H2O＋CO2↑＋CO↑。①A装置中能观察到什么现象？②写出B装置中反应的化学方程式。③要达到实验目的，装置中导管接口从左到右的连接顺序为：一氧化碳发生装置接________、________接____