01第1講金屬材料金屬資源的保護(hù)和利用

2021

河北化學(xué)第1講

金屬材料金屬資源的保護(hù)和利用（1.5~4分）

1考點(diǎn)特訓(xùn)營(yíng)2實(shí)驗(yàn)突破3玩轉(zhuǎn)河北10年中考真題【版本導(dǎo)航】人教：九下第八單元P1～P8

P14～P24；

滬教：九上第5章P113～P134【課標(biāo)要求】1．了解金屬的物理特性。2．了解防止金屬腐蝕的簡(jiǎn)單方法。3．知道一些常見(jiàn)金屬(鐵、鋁等)礦物；知道可用鐵礦石煉鐵。4．知道在金屬中加入其他元素可以改變金屬材料的性能，知道生鐵和鋼等重要合金。5．認(rèn)識(shí)金屬材料在生產(chǎn)、生活和社會(huì)發(fā)展中的重要作用。6．認(rèn)識(shí)廢棄金屬對(duì)環(huán)境的影響和回收金屬的重要性。純金屬(10年6考)共性有金屬光澤，應(yīng)用：金、銀做飾品等

______性，應(yīng)用：銅、鋁做導(dǎo)線等差異性狀態(tài)：常溫下大多數(shù)都是固體，但汞為液體______性，應(yīng)用：鋁做鋁箔等

______性，應(yīng)用：鐵做暖氣片、用鐵鍋炒菜等顏色：大多數(shù)呈_______色，但銅呈__________色，金呈__色，鐵粉呈黑色不同金屬的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、密度、熔點(diǎn)、硬度等差別較大導(dǎo)電導(dǎo)熱延展銀白紫紅(或紅)黃一、金屬材料(10年9考)概念：合金是指在金屬中加熱熔合某些金屬或非金屬而制得的具有金屬特性的物質(zhì)。（合金屬于混合物）特性：與組成合金的純金屬相比，合金的強(qiáng)度和硬度____、熔點(diǎn)_____、抗腐蝕性_______生鐵：含碳量2%～4.3%鐵合金常見(jiàn)的合金合金(10年6考)鈦合金：抗腐蝕性能好，與人體有很好的“相容性”，可用來(lái)制造人造骨等其他合金：不銹鋼、鋁合金、黃銅、錳鋼、硬鋁等鉛銻合金：熔點(diǎn)低，常用來(lái)做保險(xiǎn)絲鋼：含碳量0.03%～2%性能不同的原因是__________更大更好含碳量不同更低金屬在自然界中的存在形式：除少數(shù)很不活潑的金屬如金、銀等有單質(zhì)形式存在外，其余都以化合物的形式存在。常見(jiàn)的鐵礦石，如赤鐵礦(主要成分的化學(xué)_______)，磁鐵礦(主要成分的化學(xué)式______

)(2011.9B)工業(yè)煉鐵鐵的冶煉(10年5考)實(shí)驗(yàn)室模擬煉鐵（詳見(jiàn)實(shí)驗(yàn)突破欄目）設(shè)備：高爐原料及其作用：_______、焦炭(提高爐溫、產(chǎn)生還原劑CO)、石灰石(將礦石中的二氧化硅轉(zhuǎn)化為爐渣)和過(guò)量空氣(使焦炭充分燃燒)反應(yīng)原理：在高溫條件下，利用還原劑CO將鐵從它的化合物中還原出來(lái)涉及的化學(xué)方程式：、______________________________Fe2O3Fe3O4鐵礦石二、金屬資源的利用和保護(hù)3CO＋Fe2O3

2Fe＋3CO2金屬的銹蝕(10年6考)鐵銹：主要成分是氧化鐵，其化學(xué)式為Fe2O3；可用________________

除去，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_________________________________________

__________________________鐵制品銹蝕條件的探究（詳見(jiàn)實(shí)驗(yàn)突破欄目）(10年2考)鐵生銹的實(shí)質(zhì)：與空氣中的______、_______發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果防銹的原理及措施(10年8考)防銹原理：隔絕_________________水蒸氣氧氣稀鹽酸(或稀硫酸)Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O[或Fe2O3＋3H2SO4===Fe2(SO4)3＋3H2O]空氣(或氧氣)和水1.保持金屬制品表面潔凈干燥（如菜刀用完后洗凈擦干掛起來(lái)）2.在金屬表面涂保護(hù)膜［如________、________（常用于自行車(chē)鏈條防銹）、電鍍等］3.改變金屬的單一結(jié)構(gòu)，制成合金（如不銹鋼）等刷漆涂油防銹措施保護(hù)金屬資源的途徑：ａ．防止金屬_____ｂ．__________廢舊金屬ｃ．有計(jì)劃、合理地開(kāi)采礦物ｄ．尋找金屬的_______

腐蝕回收利用代用品二、金屬資源的利用和保護(hù)判斷下列說(shuō)法的正誤，并在題上改正錯(cuò)誤的地方或舉出反例。1.常溫下，金屬及合金都是固態(tài)。()2.合金中最少含有一種金屬。()3.合金屬于合成材料。()4.赤鐵礦和氧化鐵都屬于合金。()【分析】汞在常溫下是液態(tài)?！痢痉治觥亢辖饘儆诮饘俨牧?。××【分析】赤鐵礦是鐵礦石，氧化鐵是金屬氧化物，二者均不屬于合金?！?.生鐵和鋼都是鐵碳合金，但性能不同。(

)6.高爐煉鐵得到的是生鐵。(

)7.鐵在空氣中容易銹蝕，鋁在空氣中更容易銹蝕。(

)×√√【分析】鋁易與空氣中的氧氣反應(yīng)，在其表面生成一層致密的氧化鋁薄膜，阻止鋁進(jìn)一步被氧化，因此鋁具有很好的抗腐蝕性能。實(shí)驗(yàn)室模擬煉鐵在高溫條件下，用一氧化碳將鐵從氧化鐵中還原出來(lái)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)__________________________________。命題點(diǎn)1反應(yīng)原理3CO＋Fe2O3

2Fe＋3CO2(側(cè)重體現(xiàn)學(xué)科核心素養(yǎng)中科學(xué)探究能力的創(chuàng)新)重難實(shí)驗(yàn)突破命題點(diǎn)2實(shí)驗(yàn)裝置命題點(diǎn)3操作步驟(1)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始，先_________________，再點(diǎn)燃酒精噴燈加熱，目的是________________________________________________。(2)反應(yīng)結(jié)束后，先熄滅酒精噴燈，繼續(xù)通入一氧化碳至硬質(zhì)玻璃管冷卻，目的是________________________、_________________________________?！竞?jiǎn)記】一氧化碳早出晚歸，酒精燈遲到早退。通入一段時(shí)間CO排盡裝置內(nèi)的空氣，防止加熱時(shí)發(fā)生爆炸(合理即可)防止生成的鐵再次被氧化防止澄清石灰水倒吸使硬質(zhì)玻璃管炸裂命題點(diǎn)4實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(1)A處硬質(zhì)玻璃管中__________________________。(2)B處試管中____________________。(3)C處玻璃管尖嘴處__________________。紅棕色粉末逐漸變?yōu)楹谏吻迨宜儨啙岙a(chǎn)生藍(lán)色火焰命題點(diǎn)5尾氣處理實(shí)驗(yàn)要采用點(diǎn)燃或氣球收集的方法處理尾氣，原因是__________________________________________________。尾氣中含有未反應(yīng)完的一氧化碳，直接排放會(huì)污染空氣命題點(diǎn)6裝置的創(chuàng)新(1)發(fā)生裝置的改進(jìn)：用“W”型管進(jìn)行微型實(shí)驗(yàn)，該裝置與傳統(tǒng)裝置相比，優(yōu)點(diǎn)是____________________。核心素養(yǎng)——?jiǎng)?chuàng)新節(jié)約藥品(合理即可)（2017北京）(2)尾氣處理裝置的改進(jìn)：由于反應(yīng)產(chǎn)生的尾氣是CO和CO2的混合物，故通過(guò)點(diǎn)燃的方法處理尾氣的效果不佳，因此可用氣球或排水法收集尾氣。通過(guò)一個(gè)密閉容器將實(shí)驗(yàn)尾氣收集起來(lái)，如甲裝置；也可先將CO2用_______________完全吸收，再將CO收集起來(lái)，如乙裝置。氫氧化鈉溶液甲乙（2017棗莊）其他有關(guān)硬質(zhì)玻璃管類(lèi)試題詳見(jiàn)第二部分專題一橫向?qū)嶒?yàn)歸類(lèi)練P130。例如圖1為實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)煉鐵的裝置。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)氧化鐵是________(選填“赤鐵礦”或“磁鐵礦”)的主要成分。(2)實(shí)驗(yàn)中可觀察到硬質(zhì)玻璃管里的粉末由紅棕色逐漸變黑，說(shuō)明氧化鐵轉(zhuǎn)化為_(kāi)__(填化學(xué)式)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)___________________________。赤鐵礦Fe3CO＋Fe2O3

2Fe＋3CO2圖1(3)澄清石灰水的作用是______________________，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)__________________________________。(4)從環(huán)保角度考慮，圖中裝置需要改進(jìn)的是____________________。檢驗(yàn)生成物二氧化碳Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O增加尾氣處理裝置圖1(5)若利用支架調(diào)節(jié)酒精燈的高度，用酒精燈火焰的________點(diǎn)燃尾氣，點(diǎn)燃尾氣發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_________________________。外焰2CO＋O2

2CO2(6)實(shí)際操作分析①實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，若未先通入CO而直接點(diǎn)燃酒精噴燈，可能造成的后果是__________________。②實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，若直接停止通入CO，可能造成的后果是_____________________________________________________。加熱時(shí)發(fā)生爆炸生成的鐵再次被氧化，澄清石灰水倒吸使硬質(zhì)玻璃管炸裂圖1(7)上述方法“煉”出的鐵與工業(yè)上煉出的生鐵在組成上的最大區(qū)別是_____________________________。(8)反應(yīng)結(jié)束后，含有未反應(yīng)的氧化鐵固體，______(選填“能”或“不能”)采用加入鹽酸的方法來(lái)提純鐵，原因是_______________________。上述方法“煉”出的鐵不含碳不能鐵與鹽酸也會(huì)發(fā)生反應(yīng)(9)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明反應(yīng)后硬質(zhì)玻璃管內(nèi)的固體中含有鐵(寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)方案和現(xiàn)象)________________________________________________________________。向反應(yīng)后的固體中加入稀鹽酸，觀察到固體溶解，有氣泡產(chǎn)生(合理即可)圖1(10)(2020寧波)如圖2是某科學(xué)老師設(shè)計(jì)的一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)裝置。在B裝置的液面下降到安全線之前，不能加熱氧化鐵，這是因?yàn)開(kāi)_______________________________。反應(yīng)結(jié)束后停止加熱，繼續(xù)通CO，此時(shí)B裝置的作用是_________________________。CO和空氣混合加熱可能會(huì)發(fā)生爆炸收集CO，防止污染空氣圖2(11)(微型實(shí)驗(yàn)，2017淮安)圖3為小華同學(xué)利用長(zhǎng)柄W形玻璃管完成一氧化碳與氧化鐵的反應(yīng)。其中甲酸與濃硫酸反應(yīng)生成CO，A處可觀察到的現(xiàn)象為_(kāi)____________________，此處金屬網(wǎng)罩的作用是____________________。紅棕色粉末變?yōu)楹谏谢鹧?，提高溫度圖3鐵制品銹蝕條件的探究[2018.30(2)、2013.13]命題點(diǎn)1實(shí)驗(yàn)思想方法控制變量思想(對(duì)比實(shí)驗(yàn))(2013.13)命題點(diǎn)2實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)論編號(hào)ⅠⅡⅢ實(shí)驗(yàn)條件鐵釘與水和氧氣同時(shí)接觸鐵釘全部浸在蒸餾水中鐵釘在干燥的氧氣中實(shí)驗(yàn)圖示生銹程度(約一周后觀察)______________________無(wú)明顯現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論(1)對(duì)比試管Ⅰ、Ⅱ可知鐵釘生銹需要_______________。(2)對(duì)比試管Ⅰ、Ⅲ可知鐵釘生銹需要______。由此得出鐵釘生銹的條件是_______________________________。生銹無(wú)明顯現(xiàn)象空氣(或氧氣)水與空氣(或氧氣)和水同時(shí)接觸【特別提醒】鐵生銹是一個(gè)緩慢氧化的過(guò)程，因此實(shí)驗(yàn)的時(shí)間較長(zhǎng)。由于水中溶有少量的氧氣，使用的蒸餾水必須事先____________________，排除水中溶解的氧氣對(duì)實(shí)驗(yàn)的干擾。【實(shí)驗(yàn)拓展】如圖是探究影響鐵銹蝕快慢因素的實(shí)驗(yàn)。將兩支試管放置一段時(shí)間后，觀察到A試管鐵片生銹，B試管鐵片嚴(yán)重生銹，由該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知氯化鈉溶液能加快鐵片銹蝕。[2018.30(2)]其他有關(guān)控制變量思想類(lèi)試題詳見(jiàn)第二部分專題一橫向?qū)嶒?yàn)歸類(lèi)練P126。加熱煮沸并迅速冷卻例為了探究鐵釘銹蝕的條件，某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)如圖1所示，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)實(shí)驗(yàn)前，必須將鐵釘打磨光亮，目的是____________________________。(2)實(shí)驗(yàn)B中，植物油的作用是_________________，實(shí)驗(yàn)C中氯化鈣的作用是________________________。除去鐵釘表面的污物和氧化物隔絕空氣(或氧氣)吸收空氣中的水蒸氣圖1(4)實(shí)驗(yàn)A中，一周后發(fā)現(xiàn)鐵釘銹蝕最嚴(yán)重的部位是________，若將試管換為密封的軟質(zhì)塑料瓶，則一段時(shí)間后，可觀察到的現(xiàn)象是_______________。(5)對(duì)比實(shí)驗(yàn)A和D，發(fā)現(xiàn)放置相同時(shí)間后，實(shí)驗(yàn)D中鐵釘表面的鐵銹比實(shí)驗(yàn)A中的多，說(shuō)明食鹽水能________(選填“加快”或“減緩”)鐵的銹蝕。乙軟質(zhì)塑料瓶變癟加快(3)能驗(yàn)證鐵釘銹蝕與水有關(guān)的是實(shí)驗(yàn)_______(填序號(hào))。AC圖1(6)實(shí)際操作分析①小明同學(xué)在做實(shí)驗(yàn)B時(shí)，發(fā)現(xiàn)有時(shí)會(huì)觀察到實(shí)驗(yàn)B中的鐵釘表面也會(huì)產(chǎn)生少量鐵銹，造成此現(xiàn)象的原因可能是_________________________________。蒸餾水中溶解了少量氧氣(合理即可)圖1②小李同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中意外發(fā)現(xiàn)C中鐵釘表面出現(xiàn)了少量鐵銹，經(jīng)仔細(xì)檢查后發(fā)現(xiàn)膠塞已塞緊，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能是________________________________________________。氯化鈣的量不足(或氯化鈣已失效等，合理即可)(7)裝置創(chuàng)新①小紅同學(xué)將圖1實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)，如圖2所示(夾持裝置省略)。一周后，乙、丙中無(wú)明顯現(xiàn)象，甲中可觀察到的現(xiàn)象是________________________。實(shí)驗(yàn)證明，鐵制品銹蝕主要是鐵與____________共同作用的結(jié)果。鐵絲生銹，試管內(nèi)液面上升氧氣和水圖2②(2018重慶B改編)如圖3所示，小張同學(xué)利用杠桿完成探究實(shí)驗(yàn)，杠桿已調(diào)至平衡。較長(zhǎng)時(shí)間后，左邊鐵粉布包下降，是因?yàn)殍F粉與__________發(fā)生了反應(yīng)。將鐵粉換成下列物質(zhì)中的________(填序號(hào))，杠桿也會(huì)出現(xiàn)相似現(xiàn)象。a.NaClb.NaOHc.CaO氧氣和水bc圖3③(2018杭州改編)如圖4是小方同學(xué)借助U型管探究鐵制品銹蝕條件的裝置圖，一段時(shí)間后，觀察到鋼絲棉1、2、3、4中發(fā)生銹蝕的是___________________，其中銹蝕程度最嚴(yán)重的是________。由該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得到的結(jié)論有________________________________________________________________。鋼絲棉1和鋼絲棉2鋼絲棉1鐵制品的銹蝕需要與氧氣和水同時(shí)接觸，且鹽溶液能加快鐵制品的銹蝕圖4(8)(2020安徽)①小強(qiáng)同學(xué)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：取鐵釘用砂紙打磨，稱其質(zhì)量，按如圖5安裝裝置，放置3天，再取出鐵釘稱量。在不同溫度下重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，得到鐵釘質(zhì)量增加情況如下表。溫度/℃10203040506070鐵釘質(zhì)量增加/g0.020.040.080.160.180.180.18小強(qiáng)同學(xué)的實(shí)驗(yàn)是探究________因素對(duì)鐵釘腐蝕快慢的影響，結(jié)論是_________________________________。溫度溫度越高，鐵腐蝕越快(合理即可)圖5②有同學(xué)認(rèn)為小強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)未能真實(shí)反映50℃以后鐵釘腐蝕的快慢，理由是50℃以后鐵釘質(zhì)量沒(méi)有變化。請(qǐng)分析鐵釘質(zhì)量沒(méi)有變化的原因：_______________________________________________________；改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案證明你的分析：______________________________________________________________________________________。50℃以后，試管中的氧氣耗盡，鐵釘?shù)母g停止(合理即可)

用容積較大的容器代替裝置乙中的試管，分別在50℃、60℃、70℃下重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)(合理即可)溫度/℃10203040506070鐵釘質(zhì)量增加/g0.020.040.080.160.180.180.18圖5金屬材料的判斷（10年9考，僅2011年未考查）1.判斷下列說(shuō)法或應(yīng)用是否正確，正確的打“√”，不正確的打“×”。(1)不銹鋼和金剛石都是金屬材料(2015河北13C)()(2)常溫下所有的金屬都是固體(2019河北3A)()(3)鐵由于導(dǎo)熱性能好，用來(lái)做暖氣片(2014河北12A)()(4)鉛銻合金由于熔點(diǎn)低，用來(lái)做保險(xiǎn)絲(2014河北12B)()√√××2.[2018河北29(3)題1分]保險(xiǎn)絲(鉛銻合金)比組成它的純金屬的熔點(diǎn)_____。3.[2017河北29(2)題1分]錳鋼比組成它的純金屬硬度______，可用于制作鋼軌。4.[2012河北29(2)題1分]合金具有良好的物理、化學(xué)性能，下列物質(zhì)不屬于合金的是______(選填序號(hào))。a.黃銅b.不銹鋼c.鐵礦石低大c5.[2020河北30(2)題第1空1分]如圖是金屬性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)，步驟①體現(xiàn)了銅具有________性。延展金屬的銹蝕與保護(hù)（10年8考）6.判斷下列說(shuō)法及做法是否正確，正確的打“√”，不正確的打“×”。(1)鐵制品在潮濕的空氣中易生銹(2019河北3B)()(2)鋁片表面