金屬材料、金屬資源的利用和保護-2024年人教版中考化學一輪復習

第八單元金屬和金屬材料

第1講金屬材料金屬資源的利用和保護

中考知識點歸納

知識點一金屬材料

1.分類

自li金屬

金屬，卜合喟』含碳量不同

材料合金

由他合金

2.物理性質

具有金屬光澤一作裝飾品

共性能導電一》制電線、電纜用途

八「“M,訕’僻能態(tài)京贏：T鐵常制溫、作鋁下炊等，具大多數金屬都呈是銀固白體色，但，汞但卻銅是液體色，金呈黃-色

有蔬性T拉成細絲、壓成薄片

【特別提醒】①金屬的導電性、導熱性、密度、熔點、硬度等物理性質差異很大。②金屬的性質在很大程

度I上決定了金屬的用途，但還需考慮價格、資源、是否美觀、使用是否便利，以及廢料是否易于回收和對

環(huán)境的影響等多種因素。③鐵可以被磁鐵吸引，利用此性質可區(qū)分鐵與其他金屬單質。

3.金屬之最：

①鋁：地殼中含量最多的金屬元素:

②鈣：人體中含量最多的金屬元素:

③鐵：目前世界年產量最多的金屬（鐵＞鋁＞銅）；

④銀：導電、導熱性最好的金屬（銀＞銅＞鋁）；

⑤銘：硬度最高的金屬:

⑥鴇：熔點最高的金屬:

⑦汞：熔點最低的金屬:

⑧餓：密度最大的金屬:

⑨鋰：密度最小的金屬。

【總結歸納】①有些金屬處于粉末狀態(tài)時，就會呈現不同的顏色；例如，粉末狀的鐵粉都是呈黑色的，這

主要是由于顆粒太小，光不容易反射。②生活中使用的鐵制品表面一般有鍍金層或油漆，不是其真正顏色。

可觀察其斷面的顏色。

4.合金

(1)合金的定義：在金屬中加熱熔合某些—金屬.或非金屬制成的具有金屬特征的物質。合金

屬于混合物。

(2)合金的優(yōu)點：純金屬形成合金后性能的改變?yōu)閮筛?合金的強度和硬度一般比組

成它們的純金屬更高)、一低(合金的熔點比組成它們的純金屬的熔點低)、二更好(合金的

機械加工性能更好、合金的抗腐蝕性能更好)。

【應用】鑒別合金和純金屬可以采用比較合金和純金屬硬度的方法：相互刻畫后，有劃痕的是純金屬，無

任何變化的是合金。

(3)常見的合金

鐵的合金銅合金鈦和鈦形狀記憶

合金焊錫

生鐵鋼黃銅青銅合金金屬

含碳量含碳量銅鋅銅錫鉛錫

成分鈦銀合金

2%?4.3%0.03%?2%合金合金合金

不銹鋼：含銘、鎮(zhèn)的鋼，具有抗

備注紫銅為純銅熔點低

腐蝕性能

【總結歸納】①合金中至少一種金屬。②合金屬于混合物；一般說來，合金的熔點比各成分低。③形成合

金的過程，屬于物理變化。④合金屬于金屬材料，不屬于合成材料，具有金屬的共性。金屬材料包括純金

屬和合金。⑤鋼的硬度比生鐵大，抗腐蝕能力比生鐵強，二者性質不同的原因是含碳量不同。⑥鈦合金有

熔點高、密度小、可塑性好、易于加工、機械性能好、抗腐蝕性強等優(yōu)點。

知識點二金屬的冶煉

1.金屬資源

(1)分布及存在形式：地球上金屬資源廣泛地存在于地殼和海洋中，除少數很不活潑的金屬如金、銀等以單

質形式存在外，其余都以化合物的形式存在。

(2)常見的鐵礦石

礦石名稱赤鐵礦磁鐵礦菱鐵礦黃鐵礦

主要成分的化學式

Fe2。?FeK)4FeCO3FeS2

【特別提醒】金屬資源屬于不可再生資源，因此我們應合理開采。

2.工業(yè)煉鐵

常見的鐵礦石磁鐵礦（主要成分是FesCU.）、赤鐵礦（主要成分是_FezCh______）

鐵原料鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣

的設備高爐

冶原理高溫下，利用焦炭與氧氣反應生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石里一還原

煉—出來

裝原料:鐵療石.焦炭.石灰石

置1

圖

/江原成鐵:C+02C02______\

|②生成CO2+C二^-一么立------|

%）生成c"F&O3+3CO/2Fe+3co:2

尻___________________________鐫翦

二一--------------------------

【總結歸納】①焦炭的作用：一是生成還原劑一氧化碳，二是提高高爐的溫度；②石灰石的主要作用是將

礦石中的二氧化硅轉化為爐渣除去；③高爐煉鐵得到的鐵是生鐵，其主要成分是鐵，還含有c.P、S等元

素。

3.一氧化碳還原氧化鐵（詳見教材基礎實驗突破）

知識點三金屬的銹蝕與防護

1.金屬的銹蝕與防護

鐵生銹的條件鐵與。2、叢0接觸（鐵銹的主要成分：Fe2O3xH2O）

用途做食品等的.干燥劑._、“雙吸劑”

防止鐵制品生銹①保持鐵制品表面的一潔凈______和干燥（講衛(wèi)生）；

的措施：②表面形成保護膜-O如涂油、刷漆、電鍍、烤藍等（穿外衣）；

③改變其內部組成，制成—合金。如不銹鋼（強體質）。

特征鐵銹很疏松，不能阻礙里層的鐵繼續(xù)與氧氣、水蒸氣反應因而鐵銹應及

時除去。

金屬資源的意義節(jié)約金屬資源______,減少環(huán)境污染_________

金屬資源的保護①防止金屬腐蝕：②回收利用廢舊金屬:③—合理—開

途徑采礦物；④尋找金屬的—_代用品____O

2.鐵銹蝕條件的探究（詳見教材基礎實驗突破）

【名師點撥】①銅生銹需要銅與水、氧氣、二氧化碳同時接觸。生成堿式碳酸銅（銅綠Cu2（OH）2co3）。②

鐵生銹和鐵燃燒的實質都是氧化反應，但鐵燃燒時劇烈的氧化反應而鐵生銹是緩慢氧化，反應產物鐵銹是

紅色的，而四氧化三鐵是黑色的。

熱點題型剖析

題型一金屬材料的物理性質和使用

解答該類試題需要掌握金屬的通性與特性，明確純金屬和合金都屬于金屬材料，金屬材料都有金屬的特性;

了解合金的特性;掌握性質決定用途，用途反映性質的思想方法。

例1國產飛機C919機殼采用了先進的鋁鋰合金材料。下列有關說法錯誤的是

A.鋁鋰合金密度小

B.鋁鋰合金的硬度比純鋁大

C.鋁鋰合金抗腐蝕性強

D.鋁鋰合金是合成材料

【解析】A.鋁鋰合金密度小，故選項說法正確；B.合金比組分金屬硬度大，鋁鋰合金的硬度比純鋁大，

故選項說法正確；C.鋁鋰合金抗腐蝕性強，故選項說法正確；D.鋁鋰合金屬于金屬材料，故選項說法錯

誤。故選D。

【答案】D

變式訓練1北斗系統的全面建成彰顯了中國航天的力量，在航天科技中會用到大量金屬材料。下列有關金

屬材科的說法正確的是（D）

A.合金中一定只含金屬元素

B.純銅比黃銅的硬度更大

C.生銹的鋼鐵制品沒有回收價值

D.鈦和鈦合金被廣泛用于火箭、導彈等

題型二金屬的冶煉

解答此類題目的關鍵是熟記和理解金屬銹蝕的條件及其防護措施等相關知識，根據題目所給信息進行分析。

Fe2O3+3C0-2Fe+3C02

例2高爐煉鐵的主反應為。下列有關說法正確的是

A.該反應既是氧化還原反應又是置換反應

B.CO由焦炭和焦炭燃燒所得的CO2反應產生

C.所得產物為生鐵，含碳量比鋼低

D.高爐尾氣對環(huán)境無影響，可直接排放

【解析】A.反應中CO得氧變成C02發(fā)生氧化反應，FezCh失氧變成Fe發(fā)生還原反應，所以這個反應是氧

化還原反應；置換反應指由一種單質和一種化合物反應，生成另外一種單質和一種化合物的反應，由于反

應的反應物中沒有單質，該反應不屬于置換反應，不符合題意；B.焦炭燃燒放熱，提高爐溫，反應為：

八占、、/燃力、、高溫

C+0,CO+C2C0

co22

并轉化成co,反應為:符合題意；C.生鐵中的含碳量為2%

4.3%,鋼中的含碳量為0.03%?2%,故生鐵的含碳量比鋼高，不符合題意；D.高爐尾氣中含有一氧化碳

等有害氣體，對環(huán)境有危害，不能直接排放，不符合題意。故選B。

【答案】B

變式訓練2

工業(yè)上利用赤鐵礦石（主要成分是FezCh，還含少量SiCh等雜質）冶煉生鐵的過程如圖所示，下列說法不

正確的是（2）

赤鐵礦、焦炭、石灰石（主要成分CaCOD

—?高爐氣體（主要成分Nz、CO、CCh、和SOD

空氣一:煨燒|--------?爐渣莊要成分曜酸鈣（CaSiCh）］

—?生鐵

A.CaSiCh中硅元素顯+4價

B.高爐氣體中SCh會形成酸雨，不能直接排放到空氣中

C.原料中焦炭的作用之一是生成具有還原性的物質CO

高溫

3CO+Fe2O32Fe+3CO2

D.高爐煉鐵的原理是，該反應屬于置換反應

題型三金屬的銹蝕與防護

例3下列有關金屬資源的利用與防護解釋不合理的是

A.在001A型國產航母金屬外殼覆蓋涂料，主要是為了美觀

B.用“烤藍”的方法處理鋼鐵表面，可減緩鋼鐵的腐蝕

C.用鋁合金制造國產大飛機C919機殼，是利用鋁合金強度大、質量輕、抗腐蝕

D.切菜后的菜刀用清水洗凈擦干，可減緩菜刀生銹

【解析】A.在001A型國產航母金屬外殼覆蓋涂料，除了美觀，更重要的是可以隔絕氧氣和水，起到防銹

的目的，符合題意；B.用“烤藍”的方法處理鋼鐵表面，可以隔絕氧氣和水，減緩鋼鐵的腐蝕，不符合題意；

C.鋁合金是鋁的合金，具有質輕、硬度大，耐腐蝕等特點，故可用鋁合金制造國產大飛機C919機殼，不

符合題意；D.鐵生銹的條件是鐵與氧氣和水接觸，切菜后的菜刀用清水洗凈擦干，保持菜刀表面干燥，可

減緩菜刀生銹，不符合題意。故選A。

【答案】A

變式訓練3港珠澳大橋的橋、島、隧以及“雪龍2號”的船身等主要由金屬材料制成。下列金屬防護措施不

正確的是（D）

A.在金屬制品表面鍍保護層

B.改變金屬結構制成合金使用

C.在金屬制品表面涂油漆

D.用稀鹽酸定期清洗金屬制品

教材基礎實驗突破

實驗一一氧化碳還原氧化鐵

實驗過程歸納

裝置圖

Fe?。

(()Z1c」

L.?0

60''

澄清的1

1GL石灰水、

操作步驟①檢查裝置的氣密性；

②將氧化鐵粉末裝入玻璃管后固定在鐵架臺上；

③點燃右端酒精燈：防止未參與反應的一氧化碳釋放到空氣中造成污染；

④給玻璃管通入一氧化碳：為了排盡裝置中的空氣，防止一氧化碳和空氣混合受熱發(fā)生爆

炸；

⑤點燃酒精噴燈，加熱裝有氧化鐵的玻璃管；

⑥停止加熱，熄滅酒精噴燈；

⑦停止通入一氧化碳；

⑧熄滅右端酒精燈。

實驗現象紅棕色粉末逐漸變?yōu)楹谝簧怀吻迨宜儨啙?；尾氣點燃后有—_1

色一火焰。

注意事項①注意觀察裝置中的加熱儀器，是酒精噴燈，一氧化碳還原鐵礦石的反應條件是高溫。

②先通CO（點燃酒精燈），再加熱（點燃酒精噴燈）；以便排盡玻璃管中的空氣。

③實驗完畢，先熄燈（熄酒精噴燈），繼續(xù)通CO至玻璃管冷卻。防止生成的Fe被氧化。

④尾氣處理：燃燒或用塑料袋收集起來后燃燒；防止未反應的CO污染空氣。

例題精講

例用一氧化碳還原氧化鐵的實驗中，FezCh轉化為鐵的具體過程是:

FeO4。八~5。=>Fe3C>4600s68->FeO700，c-800，c>Fe

23=已知鐵的氧化物除FezCh外，其余均為

黑色。下列說法正確的是

A.裝置中漏斗的作用是防止倒吸

B.通過實驗現象可以判斷氧化鐵是否完全轉化為鐵

C.該實驗中所有的化學反應里，氧元素的化合價均未改變

D.當硬質玻璃管內固體中鐵元素的質量分數為74%時，固體成分是Fe3C>4和FeO

【解析】一氧化碳和氧化鐵在高溫條件下反應生成二氧化碳和鐵，二氧化碳和澄清石灰水反應生成碳酸鈣

和水。A.一氧化碳有毒，倒置漏斗的作用是點燃過量的一氧化碳，防止污染空氣，故選項錯誤；B.隨著

反應的進行現象為：玻璃管中的粉末由紅色逐漸變?yōu)楹谏ㄟ^實驗現象不可以判斷氧化鐵是否完全轉化

為鐵，因為鐵和四氧化三鐵和氧化亞鐵均為黑色固體，故選項錯誤；C.該實驗中所有的化學反應里，最后

一步一氧化碳在空氣中點燃生成二氧化碳，其中氧氣為單質，化合價為0價，生成物二氧化碳中氧元素化

合價為-2價，化合價發(fā)生變化，故選項錯誤；D.Fe2O3>FesCU和FeO中鐵元素的質量分數依次為

——x100%=70%——x100%?72.4%-^―xlOO%?77.8%

56x2+16x3、56x3+16x4、56+16。隨著反應的進

行，可知氧化鐵反應生成四氧化三鐵，鐵的質量分數變高，當全部是四氧化三鐵時變?yōu)?2.4%,當四氧化三

鐵反應生成氧化亞鐵時，鐵的質量分數變高，當全部是氧化亞鐵時變?yōu)?7.8%。當硬質玻璃管內固體中鐵元

素的質量分數為74%時，可知處在72.4%和77.8%之間，所以此時固體成分是FesCU和FeO,故選項正確。

故選D。

【答案】D

拓展訓練

利用甲酸（HCOOH）與濃硫酸制備CO,并用如下實驗裝置驗證CO的有關性質。已知:

濃硫酸

HCOOHcoT+H2O

60~80℃,下列說法不正確的是9

乙

A.操作時，先點燃乙處酒精燈，再滴加HCOOH

B.裝置丙的作用是防止倒吸

C.裝置丁既可檢驗CCh，又可收集CO

D.隨著反應進行，濃硫酸濃度降低，產生CO氣體速率減小

實驗二鐵釘銹蝕條件的探究

實驗過程歸納

設計方案一周以后的實驗現象結論

把潔凈的鐵釘放在干燥的試管鐵釘表面無變化鐵釘生銹不只是與氧氣有關

中，并放入用棉花包裹的氯化鈣系.

干燥劑，用橡皮塞密封試管口。

營一干燥劑

、一鐵釘

把潔凈的鐵釘全部浸在屈iW煮鐵釘表面無變化鐵釘生銹不只是與水.有關系

過蒸儲水的試管中，將任［物油滴

植物油

蒸

一溜

7k

在水面上密封。

把潔凈的鐵釘一半浸入試管中鐵釘表面有鐵銹生成鐵牛銹是鐵與水和氧氣

的蒸儲水里，將試管敞口放置_____共同作用的結果

蒸惘水

￥

例題精講

例金屬防腐是科學研究中的重大課題。某校學習小組以鐵的腐蝕為項目進行如下研究。

（認識鐵的腐蝕）

（1）下列環(huán)境中的鐵制品最容易生銹的是（填字母序號）。

A未擦干的鐵鍋B除油漆的欄桿C盛水的不銹鋼水杯

（2）鐵銹的主要成分是FezCh-xHzO,其中鐵元素的化合價是。

（探究鐵的腐蝕）

（3）該小組用下圖甲裝置進行實驗，起始時量筒內水面處于50mL刻度處，之后水面緩慢上升。幾天后水

面最終處于約（填“40”或“10”）mL刻度處，原因是。

（拓展探究）

（4）小強同學進行如下實驗：取鐵釘用砂紙打磨，稱其質量，按上圖乙安裝裝置，放置3天，再取出鐵釘

稱量。在不同溫度下重復上述實驗，得到鐵釘質量增加情況如下表。

溫度/℃10203040506070

鐵釘質量增加值0.020.040.080.160.180.180.18

小強同學的實驗是探究—因素對鐵釘腐蝕快慢的影響，結論是一o

（5）有同學認為小強的實驗未能真實反映50℃以后鐵釘腐蝕的快慢，理由是50℃以后鐵釘質量沒有變化。

請分析鐵釘質量沒有變化的原因：—；改進實驗方案證明你的分析：—o

【解析】(1)A.未擦干的鐵鍋，跟潮濕的空氣接觸最易生銹；B.涂油漆的欄桿隔絕了鐵與氧氣、水的接

觸，不易銹蝕；C.不銹鋼是一種鐵合金，抗腐蝕性能強；

(2)氧元素顯-2價，設鐵元素的化合價是x,根據在化合物中正負化合價代數和為零，可得：2x+(-2)x3=0,

則x=+3價;

(3)鐵銹蝕消耗氧氣，且氧氣約占空氣總體積的1/5,根據題意知，量筒內有50mL空氣，其中有氧氣10mL,

鐵絲生銹要消耗掉這10mL氧氣，在外界大氣壓強的作用下，水進入量筒10mL,最后量筒內水面最后約在

40mL刻度處；

(4)分析表中數據可知，小強同學的實驗是探究溫度因素對鐵釘腐蝕快慢的影響；由數據可知:溫度在10~50℃

的范圍內，溫度越高，鐵釘腐蝕的速度越快；

(5)由表中數據可知，50℃以后鐵釘質量不再增加，是因為試管內的氧氣已耗盡，剩余的鐵不能繼續(xù)銹蝕；

可繼續(xù)通如氧氣，并保持在50℃,幾天后觀察現象，可得出結論，具體操作：向乙裝置的試管中充入氧氣，

并在50℃的環(huán)境中放置3天；若鐵釘增加的質量大于0.18g,則分析成立。

【答案】(1)A(2)+3價(3)40(4)鐵銹蝕消耗氧氣，且氧氣約占空氣總體積的1/5溫

度溫度在10~50℃的范圍內，溫度越高，鐵釘腐蝕的速度越快(5)試管內的氧氣已耗盡，剩余的

鐵不能繼續(xù)銹蝕向乙裝置的試管中充入氧氣,并在50℃的環(huán)境中放置3天;若鐵釘增加的質量大于0.18g,

則分析成立

拓展訓練

如圖是探究鐵銹蝕條件的裝置，實驗開始時L端與R端的液面高度一致。

(2)有人提議將鐵釘換作與鐵釘質量相等的細鐵粉來縮短實驗天數，理由是一鐵粉與鐵釘相比，與空氣和水

接觸的面積大，反應速率快。

(3)該實驗不能.(寫“能”或“不能”)證明鐵生銹與氧氣有關。理由是.里面增加了是空氣，由于空氣是

混合物，不是只有氧氣，因此變量因素不確定，因此不能確定鐵生銹與氧氣有關o

第八單元金屬和金屬材料

第1講金屬材料金屬資源的利用和保護

中考知識點歸納

知識點一

1.碳

2.導電導熱延展性紫紅黃液體

3.①含量最多②人體③世界年產量④導電、導熱⑤硬度

⑥熔點⑦熔點⑧密度⑨密度

4.(1)金屬非金屬(2)強度硬度熔點機械加工性能抗腐蝕性

知識點二

1.(1)金銀單質化合物(2)FesCUFezCh一氧化碳還原

W衽宣:旦官洱

-1gl

2.Fe3O4Fe2O3鐵礦石焦炭C+02C02CCh+Cm2coFe2O3+3CO=^2Fe+3CO2

知識點三

1.02、H2O干燥劑潔凈干燥保護膜合金疏松金屬資源環(huán)境污染腐蝕回收利

用合理代用品

熱點題型剖析

變式訓練

1.D

2.D【解析】A.根據化學式化合價代數和為0,鈣顯+2價，氧顯-2價，綜合得到硅顯+