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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考一、金属材料的分类二、金属的物理性质共性有①金属光泽、②导电性、③导热性、延展性，但不同金属差别较大差异性颜色大多数金属为银白色，但是铜为④__紫红__色，金为⑤__黄__色状态常温下大多数为固体，但汞在常温下为⑥__液体__特性生活中应用最广泛的金属是铁；地壳中含量最多的金属是铝；熔点最高的金属是钨；熔点最低的金属是汞三、合金想一想►1.金属材料一定只含有金属吗？试举例说明。不一定，如铁合金是由铁、碳等元素制成的。2.金刚石因为含有“刚”字，也属于合金，正确吗？为什么？不正确。金刚石是由碳元素组成的单质，不属于合金。概念在金属中加热熔合某些①__金属__或②__非金属__，就可以制得具有③__金属__特征的合金易错警示►(1)不锈钢属于⑧__合金__，金刚石属于非金属单质。(2)合金中一定有⑨__金属__存在，但不一定都是由金属与金属熔合而成，还可能是金属与非金属熔合而成。与其组分金属相比合金的硬度更④__大__，合金的抗腐蚀性更⑤__强__，合金的熔点更⑥__低__常见的合金铁合金，如生铁和钢，其区别在于⑦__含碳量__不同；铝合金、钛合金等考点2金属资源的利用和保护6年1考一、金属的利用与保护二、金属的锈蚀与防护锈蚀原因铁制品锈蚀过程的实质：铁与空气中的①__水__、②__氧气__等发生化学反应的过程铁锈的主要成分是③__Fe2O3__(化学式)久置的铜制品表面会锈蚀生成铜绿[Cu2(OH)2CO3]，铜绿是铜与空气中的氧气、水和④__二氧化碳__共同作用的结果常温下铝具有良好的抗腐蚀性能，其原因是铝在常温下，能与⑤__氧气__发生反应生成致密的⑥__氧化铝薄膜__，从而阻止了内层铝进一步被腐蚀防锈原理隔绝氧气和水蒸气防锈措施保持铁制品表面⑦__洁净干燥__；表面涂⑧__保护膜__；改变铁制品的内部结构，制成⑨__合金__锈蚀条件的探究实质铁与氧气、水发生的缓慢氧化作用(详见实验聚焦突破栏目)条件氧气、水同时存在，缺一不可想一想►1．为什么安装在南方沿海的铁门比安装在北方的更容易生锈？因为南方沿海空气潮湿，而北方空气相对比较干燥，潮湿的空气中含有较多的水蒸气，所以南方的铁门更容易生锈。2．废旧金属没有什么利用价值，可以随意丢弃，这种做法对吗？为什么？不对。废旧金属应回收利用，既可以保护环境，又可以节约资源。附：与金属有关的化学方程式的梳理典型例题运用类型1金属材料【例1】[2017·玉林中考]下列物质中不属于合金的是(A)A．玻璃钢B．黄铜C．生铁D．硬铝解析►玻璃钢是玻璃纤维与合成材料复合而成的一种特殊材料，属于复合材料；黄铜属于铜的合金；生铁属于铁的合金；硬铝是铝的合金。解题方法►判断合金应抓住四点：①合金中一定含有金属，且各元素都以单质形式存在；②合金一定是混合物；③合金一定有金属特性；④金属氧化物是纯净物，不是合金。注意事项►合金中不只含有金属，还可能含有非金属。合金是金属材料而不是合成材料。变式训练►1.[2016·广州中考]下列有关金属的说法正确的是()A．铝元素在地壳中含量最多，使用也最早B．不锈钢的抗腐蚀性强于纯铁，硬度小于纯铁C．灯泡里的灯丝常用钨制成D．地球上金属矿物资源储量有限，可再生C地壳中含量最多的元素是氧元素，含量最多的金属元素是铝元素，铝的金属活动性比铁强，难以炼制铝的单质，所以铝到近代才被大量应用，A项错误；不锈钢是铁的合金，不锈钢的抗腐蚀性强于纯铁，硬度大于纯铁，B项错误；钨的熔点高，所以电灯泡里的灯丝常用钨制成，C项正确；金属矿物资源储量是有限的，并且不能再生，D项错误。类型2铁的冶炼【例2】[2017·北京中考]用“W”型玻璃管进行微型实验，如下图所示。下列说法不正确的是(B)A．a处红棕色粉末变为黑色B．a处的反应为CO＋Fe2O3===2Fe＋CO2C．b处澄清石灰水变浑浊证明有CO2生成D．可利用点燃的方法进行尾气处理解析►一氧化碳具有还原性，能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，a处红棕色粉末变为黑色，A正确；该化学方程式没有注明反应条件，反应条件应为高温，也没有配平，B错误；二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，b处澄清石灰水变浑浊，证明有CO2生成，C正确；一氧化碳有毒，为防止污染空气，可利用点燃的方法进行尾气处理，D正确。解题方法►熟练掌握一氧化碳还原氧化铁实验的原理与过程、实验操作，可发现B项化学方程式缺少反应条件“高温”。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。变式训练►2.[2016·齐齐哈尔中考]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__Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2__；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甲乙丙(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__寻找金属替代品__(答一点即可)。解析：(1)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；②装置甲处玻璃管内红棕色粉末变黑，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。类型3金属的锈蚀与防护【例3】[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解析►钢管存放在干燥的地方，能防止铁与水接触而锈蚀，A正确；用盐水清洗菜刀，盐水能加快铁锈蚀的速率，B错误；铁锈很疏松，易存留空气中的水和氧气，及时清除铁制品表面的锈渍，能防止铁进一步锈蚀，C正确；在铁管表面镀上一层不易锈蚀的金属，能防止铁锈蚀，D正确。注意事项►铝制品不易腐蚀的原因：铝与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，覆盖在铝的表面，从而保护里层的铝不再与氧气反应；而铁与氧气、水等反应生成的铁锈(主要成分是Fe2O3·xH2O)很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水等反应，因此铁制品可以全部锈蚀。变式训练►3.[2017·河北中考]某同学根据铜绿的成分Cu(OH)2CO3作出猜想：金属铜锈蚀的条件除有氧气和水外，还必须有二氧化碳。为证明“必须有二氧化碳”，需要进行如图所示实验中的()B甲试管的铜片与氧气、水和二氧化碳同时接触发生了锈蚀；乙试管中的铜片与二氧化碳和水接触没有锈蚀，由甲、乙可说明铜的锈蚀与氧气有关；丙试管中的铜片与二氧化碳和氧气接触没有锈蚀，由甲、丙可说明铜的锈蚀与水有关；丁试管中的铜片与氧气和水接触没有锈蚀，由甲、丁可说明铜的锈蚀与二氧化碳有关。A．甲和乙B．甲和丁C．乙和丁D．丙和丁实验聚焦突破实验7：金属的冶炼一、一氧化碳还原氧化铁想一想►1．加热氧化铁之前，先通一会儿一氧化碳的作用是__排尽玻璃管中的空气，防止发生爆炸__。2．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__燃烧未反应的一氧化碳，防止污染空气__。3．实验完毕后继续通入CO至玻璃管冷却，目的是防止还原生成的铁在高温下被重新氧化__。4．在高炉炼铁的过程中，焦炭的作用有哪些？(用化学方程式表示)(1)提供热量：__C＋O2CO2__；(2)提供还原剂：__C＋CO22CO__。二、木炭还原氧化铜实验原理①__C＋2CuO2Cu＋CO2↑__实验操作检查装置的气密性；将氧化铜粉末装入试管后固定在铁架台上；点燃酒精灯；一段时间后停止加热；熄灭酒精灯实验现象高温加热后的试管里有②__红色__物质生成；澄清石灰水变浑浊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③__酒精喷灯__，目的是提高反应温度典例分析【例1】[2017·滨州中考]某化学兴趣小组利用下图装置进行实验，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__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__排净玻璃管内的空气，防止发生爆炸__。(3)装置中导管末端加一点燃的酒精灯的目的是__点燃多余的CO，防止污染空气__。分析►(1)红色的氧化铁和一氧化碳在高温条件下反应能生成铁和二氧化碳，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，和氧气混合后点燃会发生爆炸，所以实验开始时应先通一氧化碳再加热，目的是排净玻璃管内的空气，防止发生爆炸；(3)由于一氧化碳有毒，为防止污染空气，可用点燃的方法将一氧化碳燃烧掉。命题挖掘►我国古代将炉甘石(主要成分：ZnCO3)、赤铜矿(主要成分：Cu2O)和木炭粉为原料制得黄铜(铜和锌的合金，外观似黄金)，其生产流程如下：回答下列问题：(1)赤铜中铜元素的化合价为__＋1__。(2)黄铜的硬度比铜和锌都__大__(填“大”或“小”)。(3)操作X的名称是__研磨__。(4)加热时，发生的主要反应的化学方程式为①ZnCO3ZnO＋CO2↑；②2ZnO＋C2Zn＋CO2↑；③2Cu2O＋C4Cu＋CO2↑__(赤铜和木炭粉反应)。(5)气体A中，除二氧化碳外还有另一种生成的气体，它的化学式是__CO__，该气体的用途是__作燃料__(写一条)。(6)鉴别黄铜和黄金有多种方法，用灼烧法鉴别产生的现象及结论是__将样品灼烧，表面变黑色的是黄铜，不变色的是黄金__。解析：(1)在赤铜中，氧元素的化合价为－2，设铜元素的化合价为x，则有2x＋(－2)＝0，x＝＋1；(2)合金的硬度比组成它的金属的硬度大，黄铜是铜锌合金，故黄铜的硬度比纯铜、纯锌都大；(3)由流程可知，操作X是将炉甘石、赤铜、木炭粉研磨，增大接触面积；(4)碳和氧化亚铜反应生成铜和二氧化碳，反应的化学方程式为2Cu2O＋C4Cu＋CO2↑；(5)在高温的条件下，二氧化碳可与碳反应生成一氧化碳，一氧化碳既具有可燃性，又具有还原性，所以可以作燃料或还原剂；(6)用灼烧法鉴别黄铜和黄金，表面变黑色的是黄铜，不变色的是黄金。实验8：金属锈蚀条件的探究实验原理铁与空气中的①__氧气__、②__水蒸气__等物质发生化学反应实验用品试管、用砂纸打磨过的铁钉、蒸馏水、植物油、干燥剂(无水氯化钙)实验设计实验条件铁钉与空气、蒸馏水同时接触铁钉在干燥的空气中铁钉全部没入蒸馏水中实验图示ⅠⅡⅢ实验设计试管Ⅱ加入干燥剂的目的是③__除去水蒸气__；试管Ⅲ所用蒸馏水是经煮沸并迅速冷却的蒸馏水，煮沸的目的是④__除去水中溶解的氧气__，迅速冷却的目的是⑤__防止氧气又溶解于水中；试管Ⅲ中植物油的作用是⑥隔绝空气，防止空气中的氧气溶解到水中实验现象经过一段时间后，试管Ⅰ中铁钉表面出现⑦__红色__铁锈，且在⑧__空气和蒸馏水__交界处锈最多，试管Ⅱ和试管Ⅲ中铁钉表面⑨__无明显锈迹__特别提醒►铁制品锈蚀是一个缓慢氧化的过程，因此实验的时间较长。实验结论对比试管Ⅰ的现象和试管Ⅱ的现象可知铁生锈需要⑩__水__；对比试管Ⅰ的现象和试管Ⅲ的现象可知铁生锈需要⑪__空气(或氧气)__。即铁生锈的条件是⑫__与空气(或氧气)和水同时接触典例分析【例2】[2017·福建中考]下列四支试管中，铁钉锈蚀最快的是(D)分析►A项，铁钉只与水接触，不易锈蚀；B项，铁钉只与水接触，不易锈蚀；C项，铁钉与水和氧气充分接触，发生锈蚀；D项，铁钉与水、氧气充分接触，且有氯化