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第一部分系统复习成绩基石第八单元金属和金属材料第1课时金属材料金属资源的利用和保护考点梳理过关考点1金属材料6年3考辨一辨►1．合金一定全部由金属组成。(×)2．制造合金的熔合过程发生的是物理变化。(√)考点2金属资源的利用和保护6年3考想一想►铁燃烧与铁生锈的区别是什么？铁燃烧与铁生锈的实质相同，发生的都是氧化反应；但铁燃烧是剧烈的氧化反应，产物是Fe3O4，呈黑色；而铁生锈则属于缓慢氧化，产物主要成分是Fe2O3，呈红棕色。【例1】[2017·滨州中考]某化学兴趣小组利用如图所示装置进行实验，探究工业炼铁的化学原理，试按要求填空：典型例题分析类型1铁的冶炼(1)硬质玻璃管中观察到的现象是红色固体变为黑色，写出一氧化碳和氧化铁反应的化学方程式3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2。(2)实验中首先通入一氧化碳的目的是排尽玻璃管内的空气，防止加热时发生爆炸。(3)装置中导管末端加一点燃的酒精灯的目的是除去多余的CO，防止污染空气。解析：(1)红色的氧化铁和一氧化碳在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，所以玻璃管中出现的现象是红色固体变为黑色，其化学方程式为3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2。(2)因为一氧化碳具有可燃性，和氧气混合在点燃的条件下会发生爆炸，所以实验开始时应先通一氧化碳再加热，目的是排尽玻璃管内的空气，防止加热时发生爆炸。(3)由于一氧化碳有毒，如果直接排放到空气中，会造成污染，可用点燃的方法将一氧化碳燃烧掉，防止污染空气。注意事项►一氧化碳还原氧化铁的实验需注意“一通、二点、三灭、四停、五处理”：“一通”先通一氧化碳，“二点”后点燃酒精喷灯加热；“三灭”实验完毕后，先熄灭酒精喷灯，“四停”等到玻璃管冷却至室温时再停止通一氧化碳；“五处理”处理尾气，防止CO污染环境。变式运用►1.如图是一氧化碳还原氧化铁的实验。下列有关该实验的说法不正确的是()A.该装置缺少尾气处理装置，会污染空气B.点燃酒精灯前应持续通入CO防止发生爆炸C.改用二氧化碳进行该实验也能看到完全相同的现象D.利用反应前后固体质量之差能算出参加反应的一氧化碳的质量C2.[2017·山亭区模拟]三位同学用如图所示装置做一氧化碳还原氧化铁的实验。当观察到玻璃管A中的粉末由红棕色逐渐变为黑色时，停止加热，继续通一氧化碳，冷却到室温，停止通气，同时观察到B中澄清石灰水变浑浊。小明认为：依据上述实验现象可以判断出生成的黑色固体为金属铁。小红认为：仅从上述实验现象，不足以证明生成的黑色固体为金属铁，她增加了一个实验：用磁铁靠近生成的黑色固体，看到黑色固体被磁铁吸引，于是得出生成的黑色固体为金属铁的结论。小光通过查询有关资料得知：(1)一氧化碳与氧化铁在加热条件下，可发生如下反应：3Fe2O3＋CO2Fe3O4＋CO2。实验步骤实验现象实验结论取少量黑色固体于试管中，向其中滴加稀盐酸若产生气泡(若没有气泡产生)则黑色固体中含金属铁(则黑色固体中不含金属铁)(2)四氧化三铁(Fe3O4)为黑色固体，有强磁性，能够被磁铁吸引。因此，小光认为小明和小红的结论都不能成立，你是否同意他的说法？同意。请具体说明理由：根据资料可知，生成的Fe3O4也是黑色固体且能被磁铁吸引，同时生成的CO2也能使澄清石灰水变浑浊。小光欲通过实验检验生成的黑色固体是否含有金属铁。请你帮他设计实验并填写下表：除上述方案，还可以采取另一种实验方案，所用的试剂是硫酸铜溶液，将该试剂与黑色固体混合，通过观察是否有红色固体生成，判断黑色固体中是否含金属铁。【例2】[2017·青岛中考]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类型2金属的锈蚀与防护解题方法：这类题比较简单，解答时要明确铁生锈的条件和防止铁制品锈蚀的方法。1.理解铁生锈的条件：铁生锈是铁与氧气、水等物质相互作用，发生的一系列复杂化学反应，钢铁的纯度、环境的温度、湿度、酸碱性等也是影响钢铁锈蚀的因素。2.防止铁制品生锈：(1)原理：使铁制品隔绝空气或水。(2)方法：①保持铁制品的清洁和干燥；②在铁制品表面涂一层保护膜，如镀铝；③改变铁制品的内部结构。变式运用►3.小林同学用相同的铁钉探究铁生锈与哪些因素有关，设计的实验如图。经过一周观察：试管A和C中的铁钉无明显变化，试管B中的铁钉明显锈蚀。根据上述描述请你完成：(1)铁生锈是铁与H2O和O2同时接触并发生化学反应形成的，铁锈的主要成分化学式为Fe2O3。(2)A中的蒸馏水事先要煮沸，其目的是除去溶解在水中的氧气，C中干燥剂的作用是除去空气中的水蒸气。(3)要防止铁制品生锈通常有多种措施，不同的铁制品所采取的防锈措施有所不同。如自行车的链条常采用涂油的方法防锈，自行车的支架常采用喷漆的方法防锈。(4)以下措施不能阻止铁器生锈的是(填序号)③。①喷漆②刷搪瓷漆③水洗④镀一层耐腐蚀金属重点实验突破实验6：一氧化碳还原氧化铁典例分析【例】已知碳酸亚铁在隔绝空气的条件下，受热易分解生成氧化亚铁和二氧化碳；在空气中加热，则生成氧化铁和二氧化碳。某化学兴趣小组用如图所示的装置模拟炼铁过程，并测定某样品中碳酸亚铁的含量(该装置气密性良好，B中氢氧化钠溶液足量)。实验过程中，先打开K通入一氧化碳再加热；装置A中固体质量不再减少后，停止加热，待装置A冷却到室温后关闭K，实验测得装置A中固体质量减少了ag，装置B中液体质量增加了bg。回答下列问题：(1)仪器①的名称是酒精灯；(2)写出装置A中发生的一个反应的化学方程式FeO＋COFe＋CO2；(3)能判断生成的二氧化碳全部被装置B吸收的依据是装置C中澄清石灰水不变浑浊；(4)若生成的二氧化碳全部被装置B吸收，不考虑水的蒸发且该样品中所含杂质不参加反应，则a(填“＞”、“＜”或“＝”)b；(5)D处为收集尾气的装置，应选择乙(填“甲”“乙”或“丙”)装置。分析►(1)仪器①的名称是酒精灯；(2)先打开K通入一氧化碳再加热，则装置A中发生的反应有碳酸亚铁分解生成氧化亚铁和二氧化碳，氧化亚铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为FeCO3FeO＋CO2↑，FeO＋COFe＋CO2；(3)判断生成的二氧化碳全部被装置B吸收的依据是装置B的质量增加并且装置C中澄清石灰水不变浑浊；(4)根据质量守恒定律，装置A中是碳酸亚铁反应，最后变成铁，所以减少的质量是碳酸亚铁中的碳元素和氧元素的质量和，而装置B中增加的质量是二氧化碳的质量，二氧化碳中的碳元素和氧元素，不但有碳酸亚铁中的，也有一氧化碳中的，所以装置B中增加的质量大于装置A中减少的质量；(5)一氧化碳有毒，排放到空气中会污染大气，所以要进行尾气处理，能收集尾气的装置是乙。命题挖掘►铁是目前世界年产量最多的金属。(1)如图是一氧化碳还原氧化铁实验装置图，回答下列问题：①写出甲处玻璃管中的化学反应方程式。②下列关于该实验的说法正确的是B(填字母)。A.装置甲处玻璃管内黑色粉末变红B.实验结束后，应先熄灭甲处的酒精喷灯C.一氧化碳发生了还原反应(2)每年因腐蚀而浪费掉的金属材料数量惊人，铁栅栏常采取的防锈措施是刷漆，除防止金属腐蚀外，保护金属资源的有效途径还有回收利用废旧金属(答一点即可)。解析：(1)一氧化碳能与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳；装置甲处玻璃管内红色粉末变黑，A错误；实验结束后，应先熄灭甲处的酒精喷灯，B正确；一氧化碳发生了氧化反应，C错误；(2)铁栅栏常采取的防锈措施是刷漆，除防止金属腐蚀外，保护金属资源的有效途径还有寻找金属替代品、合理开采金属矿物、回收利用废旧金属等。1．[2014·临沂2题2分]下列物质的用途中，主要利用其化学性质的是()A．铜丝作导线B．干冰用作制冷剂C．焦炭用于炼铁D．石墨制铅笔芯命题点1金属和金属材料试题中主要考查金属材料的判断，合金的判断及其特性，金属的物理性质等。常结合生产实际，有些会配图片进行考查。其中金属的导热性、导电性、生铁和钢的含碳量、合金的性质等都是考查的热点。六年真题全练C铜作电线，是利用了铜的导电性，属于其物理性质，A错误；干冰用作制冷剂，是利用了干冰升华时吸热的性质，属于其物理性质，B错误；焦炭用于炼铁，是利用了碳的还原性，属于其化学性质，C正确；用石墨制铅笔芯利用了石墨的硬度小，属于其物理性质，D错误。2．[2016·临沂24题2分]生活中处处有化学，化学与生活密切相关。(1)铝常用于制作导线，因为其具有良好的导电性。(2)将纯铜片和黄铜片(铜锌合金)相互刻画，纯铜上留下明显划痕，说明黄铜的硬度大于纯铜的硬度。解析：(1)金属的性质决定金属的用途，铝常用于制作导线是因为铝具有良好的导电性。(2)合金的硬度一般大于组成成分纯金属的硬度，将黄铜片和纯铜片相互刻画，发现纯铜片表面留下明显划痕，则它们的硬度大小关系是黄铜＞纯铜。关联考题►[2012·临沂16题B2分]猜押预测►人类文明进步与金属材料的发展关系十分密切，金属在生活生产中有着非常广泛的应用。请回答下列问题：(1)根据下图金属应用实例推断，金属具有的物理性质有导电性、导热性(或延展性)(至少答两点)。(2)生铁和钢都是铁的合金，二者性能不同的原因是含碳量不同。(3)厨房中的下列物品所使用的主要材料属于金属材料的是BD。A．陶瓷碗B．不锈钢炊具C．橡胶手套D．铜质水龙头(4)微型化录音录像的高性能磁带中，磁粉的主要材料之一是化学组成相当于CoFe2O4的化合物，又知钴(Co)和铁都有＋2、＋3价，且在上述化合物中每种元素只具有一种化合价，则铁元素的化合价为＋3。(5)某实验室废液中含有硫酸、硫酸亚铁和硫酸铜，若向其中加入一定量的锌粉，充分反应后过滤，向滤渣中加入盐酸，有气泡产生。则滤液中一定不含有的物质是硫酸、硫酸铜(或H2SO4、CuSO4)。解析：(1)电缆主要利用金属的导电性；热水壶主要利用金属的导热性；金属丝主要利用金属的延展性。(2)生铁和钢都是铁的合金，主要区别为含碳量不同。(3)陶瓷碗为无机非金属材料；橡胶手套为有机合成材料；不锈钢炊具、铜质水龙头为金属材料。(4)当Co的化合价为＋2，Fe的化合价为＋3时，化合物的化合价的代数和为(＋2)＋(＋3)×2＋(－2)×4＝0，符合要求。(5)根据金属活动性顺序可知，锌比铁活泼，铁比铜活泼，所以加入一定量的锌粉，首先锌粉和硫酸铜溶液反应，置换出单质铜，锌再与硫酸反应生成硫酸锌，如果锌粉足量可以继续与硫酸亚铁反应置换出铁，由题意可知，向滤渣中加入盐酸，有气泡产生，说明固体中含有和盐酸反应的金属，该金属可能是铁或铁和锌，故滤液中一定不含硫酸和硫酸铜。3．[2014·临沂9题2分]根据你的生活经验和所学的化学知识判断，下列做法不科学的是()A．用钢丝球洗刷铝制炊具B．用肥皂水区分硬水和软水C．用燃烧的方法区分棉花和羊毛D．用过的菜刀用抹布擦干防止生锈命题点2金属的锈蚀与防护金属的锈蚀与防护的知识主要考查铁生锈的原理和防锈方法，选择题或填空题的考查形式较简单，关于铁生锈的探究题通常有两种考查方式：对实验进行设计或解答探究过程中的某些环节。A用钢丝球洗去铝制炊具内脏物的同时，也会刷去表面的氧化铝薄膜，故A错误；硬水加入肥皂水不易产生泡沫，软水加入肥皂水容易产生泡沫，可用肥皂水区分硬水和软水，故B正确；棉花属于纤维素，羊毛的主要成分为蛋白质，最简单的检验方法是在火中灼热，有烧焦羽毛气味的是羊毛，故C正确；钢铁生锈的条件是钢铁与氧气和水同时接触，用过的菜刀用抹布擦干防止生锈，故D正确。4．[2016·临沂21(1)题2分]铁在潮湿的空气中容易生锈，实际上是铁与空气中的水、氧气等发生了化学反应。5．[2016·临沂23(2)题1分]如图是与铁的性质有关的部分实验，请回答下列问题：图中铁钉最易生锈的部位是b(填“a”、“b”或“c”)解析：铁生锈的条件：铁与水和氧气同时接触，因b处与水和氧气同时充分接触，所以最易生锈。猜押预测►2.某学习小组用相同的洁净无锈的铁钉对铁制品锈蚀的条件进行探究，设计的实验如图所示，一周后观察，下列说法错误的是（）A．①和②