第06讲 金属和金属材料-中考化学一轮复习精品讲义+练习（人教版）

第六讲  金属和金属材料

【复习目标】

1、了解常见金属的物理特征，认识金属材料与人类生活和社会发展的密切关系；

2、认识合金概念，知道生铁和钢等重要合金，了解合金的优点。

3、了解炼铁的原理，认识工业炼铁、炼钢的方法；

4、了解金属锈蚀的条件和防此金属锈蚀的简单方法；

【知识梳理】

一、几种重要金属

金属材料：一般分为     和    两类。（注意合金属于金属材料不属于合成材料或者复合材料）

1、金属的物理性质： （1）常温下一般为     （汞为 ），有 光泽；

                                       （2）一般密度和硬度 ，熔沸点  ；

（3）大多数呈 （铜为 色，金为  色）

（4）有良好的 性、     性、     性

2．金属之最：

（1）    ：地壳中含量最多的金属元素；

（2）    ：人体中含量最多的金属元素；

（3）    ：目前世界年产量最多的金属（铁>铝>铜）；

（4）    ：导电、导热性最好的金属（银>铜>金>铝）；

（5）铬  ：硬度最高的金属；

（6）    ：熔点最高的金属；

（7）    ：熔点最低的金属。

二、合金

1、定义：由一种 跟其他一种或几种       （或金属与       ）一起熔合而成的具有               的物质。

注意事项：（合金是金属与金属或金属与非金属的     ；金属在熔合了其它金属和非金属后，不仅组成上发生了变化，其内部组成结构也发生了改变，从而引起                            ）。

2、合金特点：一般说来，合金的    比各成分低， 比各成分大，    性能更好

理解：熔点比各成分低指合金的熔点比所含元素所组成的单质熔点都要低，这是一般而言，并非绝对。如Na，K在单质下都是固体，但做成钾钠合金却为液态，用作核反应堆的导热剂。

3、举例：

（1）铁的合金： （含碳量2%～4.3%）和 （含碳量0.03%～2%）区别：含碳量不同

（2）铜合金：    ：铜、锌的合金；    ：铜、锡的合金，它人类使用 的合金。

（3）    ：被认为是21世纪的重要金属材料，

优点：I、熔点高、密度小；

II、可塑性好、易于加工、机械性能好；

III、抗腐蚀性能好；用途：广泛用于喷气式发动机、飞机机身、人造卫星外壳、火箭壳体、医学补形、人造骨、海水淡化设备、海轮、舰艇的外壳等。

（4）       ：铝中加入镁、铜、锌等形成合金。广泛应用于制造飞机、舰艇和载重汽车等。

三、金属资源

（一）金属矿物

（1）、金属在自然界在的存在形式：大部分都以    的形式存在，少数很不活泼的金属以                            形式存在，人类使用最早的金属是              。

（2）、     （主要成分是Al2O3）；钾长石（主要成分是KAlSi3O8）；明矾石（主要成分是kAl3(SO4)2(OH)6 ）；                            （主要成分是Fe3O4 ）、                            （主要成分是Fe2O3 ）；菱铁矿（主要成分是FeCO3）；黄铁矿（主要成分是FeS2）。

重点实验

（二）铁的冶炼

（1）有气体的实验，实验前必需对装置进行     。这样操作的目的是防止     。

（2）实验开始时，先通入    ，然后再点燃灯的原因是              。

（3）实验结束时的操作是“先       ，继续通     ，直到玻璃管 ”。这样操作的目的是                                                                      。

（4）该实验的实验现象是硬质玻璃管中           、试管中的          、酒精灯上方导管口处的                                                        。

（5）相关反应的化学方程式：             （此方程是条件高温不能用加热符号替代）、                                                                       、                                                       

（6）思考：、如何判断反应中生成了什么物质：取少量产物于试管中，滴加适量    ，如有                            证明含铁粉；或用磁铁吸引。

、装置中导管末端点燃酒精灯：       。

（7）工业炼铝的原理：2Al2O34Al+3O2↑

（三）金属资源的保护和利用

1、铁的锈蚀

（1）铁生锈的条件是：铁与     、    接触（铁锈的主要成分：Fe2O3·xH2O）

（2）防止铁制品生锈的措施：

①保持铁制品表面的     、    ；

②表面涂保护膜（涂油、 、电镀、烤蓝等）；

③制成不锈钢；

（3）铁锈很     ，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气反应，因此铁制品可以全部被锈蚀。因而铁锈应及时除去。

（4）而铝与氧气反应生           ，从而阻止铝进一步氧化，因此，铝具有很好的                            性能。

2、保护金属资源途径：

①防止    ；

②回收利用      ；

③合理开采矿物；

④寻找金属的代用品

【典例解析】

【例1】下列金属中，熔点最低的是（   ）

A.铜     B.汞      C.铝        D.钨

【例2】下列物品主要是由合金制成的是（　　）

A．塑料水杯       B．青铜铸像      C．汽车轮胎      D．羊毛大衣    

【例3】下列与金属材料有关的说法中，正确的是（　　）

A．黄铜片比铜片硬度小 

B．钢的性能优良，是很纯的铁 

C．沙漠地区的铁制品锈蚀较快 

D．为防止钢铁制品生锈，可在其表面刷漆

【变式3-1】常温下为液态的金属是（    ）

A. 汞      B. 金      C. 银      D. 铝

【变式3-2】铜能被加工成厚度仅为7微米的超薄铜箔，说明铜具有良好的（　　）

A．导电性      B．延展性       C．导热性      D．抗腐蚀性

【变式3-3】下列有关金属及合金的说法错误的是（　　）

A．常温下所有的金属都是固体 B．铁制品在潮湿的空气中易生锈 

C．生铁和不锈钢都是金属材料 D．铝片表面易生成致密的氧化膜

【变式3-4】厉害了，我的国!“中国智慧”“中国制造”誉满全球。

（1）2018年平昌冬奥会闭幕式上，“北京八分钟”表演活动，演员穿着高2.35米，重量仅有20斤的熊猫木偶服饰进行轮滑表演（如图1所示）受到全球瞩目。

①图中标识物质中，属于有机合成材料的是　  　，含有金属元素的是　        　（写出一种即可）

②铜丝线用于连接LED灯，主要是利用其　    　；铝合金是制作熊猫木偶的材料之一，主要是利用其　                  　的性质。

（2）2018年5月13日，中国首艘国产航母首次海试，让世人刮目相看。航母的飞行甲板，既能承受舰载机起降时产生的强烈冲击和摩擦，也能承受舰载机的尾流喷射，还能遭受潮湿盐雾的海洋大气环境侵蚀。由此可推知，制造飞行甲板的材料具有的性质是　                                  （至少答三点）。

【例4】如图是某化学兴趣小组设计的观察铁制品锈蚀的实验装置。下列相关叙述中正确的是（　　）

①一段时间后，铁丝会由下向上出现锈蚀现象

②一段时间后，水面处铁丝锈蚀严重

③一段时间后，塑料瓶会变膨胀，因为铁生锈要放热

④一段时间后，塑料瓶会变瘪，因为铁生锈与空气有关

A．①②     B．②④      C．②③     D．③④     

【例5】下列措施中，不能防止金属制品锈蚀的是（　　）

A．在表面刷漆    B．在表面涂油    C．在表面镀铬  D．用湿布擦拭

【变式5-1】下列防锈措施不合理的是（　　）

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

【变式5-2】去年港珠澳大桥正式建成通车，它是世界上钢结构桥体最长的跨海大桥。请根据所学知识，回答有关金属资源的下列问题。

（1）在空气中，铁与_____同时接触发生反应而生锈；

（2）请写出一条防止铁生锈的措施__                  ___；

（3）除防止金属腐蚀外，请写出还有哪些保护金属资源的有效途径。（答一点）

【例6】如图为一氧化碳还原氧化铁实验。下列说法中正确的是（　　）

A．开始时应先预热玻璃管，后通入一氧化碳 

B．实验中玻璃管里粉末由黑色逐渐变成红粽色 

C．参加反应的氧化铁和一氧化碳质量比为40：7 

D．将尾气点燃或收集，可防止一氧化碳污染空气

【变式6-1】实验室用右图装置模拟炼铁。下列说法正确的是(  )

A.磁铁矿的主要成分是Fe2O3             

B.应先加热Fe2O3再通入CO

C.红棕色的逐渐变黑                    

D.气体通过澄清石灰水后可直接排放

【变式6-2】如图所示进行有关碳及其氧化物的性质实验，不正确的说法是（　　）

A．甲、乙两处的现象分别是：黑色粉末减少，黑色粉末逐渐变红

B．甲处发生的反应是典型的吸热反应

C．丙处试管可防止液体倒吸

D．该装置的不足之处是未进行尾气处理

【变式6-3】如图装置可以做CO还原Fe2O3的实验并检验该反应的气体生成物。已知由一氧化碳发生装置得到的CO中混有杂质CO2和H2O

（1）写出B装置玻璃管内反应的化学方程式                                   。

（2）从环保角度考虑，请写出一种尾气处理方法                                  。

（3）若没有A装置，则该实验不能达到检验气体生成物的目的，请说明原因            

                                                    。

第六讲  金属和金属材料  练习

1、属于金属的是（　　）

A．Mg    B．O2    C．S    D．P

2、通常状况下，颜色呈紫红色的金属是（　　）

A．铁  B．银  C．铜  D．铝

3、人体内含量最高的金属元素是（    ）

A. 铁      B. 锌     C. 钾     D. 钙

4、2018年3月9日，特朗普正式签署关税令“对进口钢铁和铝分别征收25%的关税”，这一做法严重违反国际贸易规则，严重损害我国利益。下列选项中不属于合金的是（    ）

A. 钢      B. 金刚石      C. 焊锡      D. 黄铜

5、《吕氏春秋》记载“金（即铜单质）柔锡（即锡单质）柔，合两柔则刚（即坚硬）”。这句话说明合金具有的特性是（　　）

A．合金的熔点一般比其组分低         B．合金的硬度一般比其组分大

C．合金的抗腐蚀性一般比其组分强    D．合金的耐磨性一般比其组分好

6、黄铜是铜与锌的合金。下列关于黄铜的说法正确的是（　　）

A．比纯铜耐腐蚀              B．加热不与空气反应

C．硬度小于纯铜              D．可以完全溶解在稀盐酸中

7、下列有关金属的说法正确的是（　　）

A．钢的含碳量比生铁的含碳量高

B．防止金属锈蚀是保护金属资源的有效途径

C．镁带在空气中燃烧，发出耀眼白光，生成黑色固体

D．铝制品不需要涂保护层来防腐蚀，因为常温下铝不与氧气反应

8、下列有关合金的说法错误的是（　　）

A．钢是一种化合物         B．黄铜的硬度比纯铜的硬度大

C．生铁是一种铁合金       D．焊锡的熔点比纯锡的熔点低

9、下列说法正确的是（　　）

A．铁是地壳中含量最多的金属元素    B．铁制品在潮湿的空气中容易生锈 

C．多数合金的熔点高于它的成分金属  D．铝制品在空气中耐腐蚀是因为铝不活泼

10、把铁矿石、焦炭和石灰石一起加入到高炉中进行冶炼，得到的产物是（  ）

A.钢         B.生铁       C.纯铁       D.锰钢

11、下列环境中，铁钉表面最容易产生铁锈的是（　　）

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

12、2018年5月我国自主建造的第一艘航母下海，为保证航母的使用寿命，下列防锈措施不可行的是(    )

A.用抗锈蚀性能优异的合金制造航母零部件     B.刷防锈漆

C船体表面镀一层黄金                          D.给某些部位涂油

13、下列有关金属材料的说法中正确的是（　　）

A．地壳中含量最高的金属元素是铁 

B．钢的性能优良，所以钢是纯净的铁 

C．多数合金的抗腐蚀性能比组成它们的纯金属更好 

D．银的导电性最好，大多数电线都是用银作材料

14、某化学兴趣小组用以下装置探究炼铁原理，关于该装置和反应过程描述错误的是（　　）

A．盛装药品前应先检查装置气密性 

B．加热前要先通CO，加热后B中出现浑浊 

C．已知方框中连接的是C和D，导管口的连接顺序为a→b→c→d 

D．这种方法“炼”出的铁与工业上炼出的生铁在组成上最大的区别是不含碳

15、如图是CO与CuO反应的实验装置，下列关于该实验说法正确的是（　　）

①玻璃管中黑色固体变成了红色；②CO被还原为CO2；③玻璃管中发生的反应为置换反应；④既有效地防止了CO对空气的污染，又充分利用了能源。

A．①②       B．①④      C．②④       D．③④

16、我国矿物种类齐全，储量丰富。工业上从从含有金属元素的矿石中提炼金属。其中赤铁矿是炼铁的主要原料。请回答下列问题：   

(1)铁制品广泛应用于生产、生活中。

①下列不属于铁合金的是________(选填字母)。

A.Fe(OH)3      B.生铁      C.不锈钢  

②铁钉生锈，属于________变化(选填“物理”“化学”)：下图是探究铁钉在不同条件下发生生锈的实验，其中铁锈蚀最快的是________(选填字母)。

17、金属在生活中随处可见。请回答以下问题：

（1）用金属的下列特性填空（填字母序号）：

a．导热性、b．导电性、c．延展性。

①黄金经反复捶打可制成金箔，利用了金有良好的_______。

②铁锅常用于烹饪，利用了铁有良好的_______。

（2）《淮南万毕术》记载有“曾青（指硫酸铜溶液）得铁化为铜”，相关的化学方程式是_______，该反应说明铁的金属活动性比铜_______（填“强”或“弱”）。

（3）下列钢铁制品最容易生锈的是_______（填字母序号）。

a．不锈钢杯子  b．涂油的自行车链条  c．切酸菜后没有洗干净的菜刀

18、阅读下列材料。

美丽富饶的云南被誉为“有色金属王国”，其中铝、锌、锡的保有储量居全国第一位，铜、镍的保有储量居全国第三位，是国家重要的锡、铜生产基地。

我国古代曾用“湿法炼铜”“火法炼铜”。“湿法炼铜”的原理是“曾青（硫酸铜溶液）得铁则化为铜”；“火法炼铜”中用辉铜矿（主要成分Cu2S）炼铜的原理是：Cu2S与氧气在高温条件下反应生成铜和一种会导致酸雨的气体（其相对分子质量为64）。在河南安阳、湖北荆州、湖南宁乡、云南江川等地分别出土了后（司）母戊鼎、越王勾践剑、四羊方尊、牛虎铜案等青铜文物，充分反映出我国古代青铜器的高超熔铸技艺。青铜是铜锡合金，锡的加入明显提高了铜的强度，抗腐蚀性增强，因此锡青铜常用于制造齿轮等耐磨零部件和耐蚀配件。虽然云南有色金属资源丰富，但是矿物的储量有限，而且不能再生，所以保护金属资源刻不容缓。

回答下列问题：

（1）下列在云南出土的文物是______（填标号）。

A．四羊方尊   B．牛虎铜案   C．越王勾践剑  D．后（司）母戊鼎

（2）可用来冶炼锡的矿石是______（填标号）。

A．菱铁矿（主要成分FeCO3）    B．铝土矿（主要成分Al2O3）

C．锡石（主要成分SnO2）       D．黄铜矿（主要成分 CuFeS2）

（3）青铜的抗腐蚀性比纯铜的______（填“强”或“弱”）。

（4）本材料中，“湿法炼铜”的化学方程式是______，“火法炼铜”的化学方程式是______。

19、在人类社会的发展进程中，金属起着重要的作用。

（1）青铜是铜锡合金，其属于　    　（填“金属材料”或“合成材料”）。

（2）某些铁制零件防锈措施是涂油，其防锈原理是　      　。工人师傅常用稀盐酸除铁锈，其反应的化学方程式是　                      　。

（3）铝合金广泛应用于飞机制造业，可增加飞机的载重量以及提高运行速度，这是利用了铝合金　   　         （答一点即可）的优良性能。

（4）向硝酸银和硝酸铝的混合溶液中加入一定量的铁粉，观察到溶液由无色变为浅绿色后，对混合物进行过滤，则滤液中一定含有的溶质是　        　。

20、铁是目前世界上使用最多的金属。

（1）认识铁：从宏观看，铁由　       　组成；从微观看，铁由　     　构成。

（2）生活中：如图是常用的铁锅。把铁制成铁锅利用了铁的延展性和　   　性。 为防止铁制品锈蚀，可采用的一种防锈方法是　                             　。

（3）实验室：细铁丝在氧气中燃烧的现象是　                           　，放热。该反应的化学方程式是　                               　。

（4）工业上：用一氧化碳和赤铁矿（主要成分是Fe2O3 ）炼铁的化学方程式是　                        　，该反应利用了一氧化碳的哪种化学性质：　      　。