中考化学专题07 金属及金属材料的利用讲练解析版.docx

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中考化学专题07金属及金属材料的利用讲练解析版

专题07金属及金属材料的利用（讲练）

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；

一、几种重要金属

金属材料：

一般分为纯金属和合金两类。

1、金属的物理性质：

（1）常温下一般为固态（汞为液态），有金属光泽；

（2）密度和硬度较大，熔沸点较高；

（3）大多数呈银白色（铜为紫红色，金为黄色）

（4）有良好的导热性、导电性、延展性

2．金属之最：

（1）铝：

地壳中含量最多的金属元素；

（2）钙：

人体中含量最多的金属元素；

（3）铁：

目前世界年产量最多的金属（铁>铝>铜）；

（4）银：

导电、导热性最好的金属（银>铜>金>铝）；

（5）铬：

硬度最高的金属；

（6）钨：

熔点最高的金属；

（7）汞：

熔点最低的金属。

二、合金

1、定义：

由一种金属跟其他一种或几种金属（或金属与非金属）一起熔合而成的具有金属特性的物质。

注意事项：

（①合金是金属与金属或金属与非金属的混合物；②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，从而引起性质的变化）。

2、合金特点：

一般说来，合金的熔点比各成分低，硬度比各成分大，抗腐蚀性能更好

3、举例：

（1）铁的合金：

生铁（含碳量2%～4.3%）和钢（含碳量0.03%～2%）区别：

含碳量不同

（2）铜合金：

黄铜：

铜、锌的合金；青铜：

铜、锡的合金，它人类使用最早的合金。

（3）钛合金：

被认为是21世纪的重要金属材料，优点：

、熔点高、密度小；

、可塑性好、易于加工、机械性能好；

、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）铝合金：

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：

大部分都以化合物的形式存在，少数很不活泼的金属以单质形式存在，人类使用最早的金属是金。

（2）、铝土矿（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）；磁铁矿（主要成分是Fe3O4）、赤铁矿（主要成分是Fe2O3）；菱铁矿（主要成分是FeCO3）；黄铁矿（主要成分是FeS2）。

（二）铁的冶炼

（1）、有气体的实验，实验前必需对装置进行检查装置气密性。

这样操作的目的是防止漏气。

（2）、实验开始时，先通入一氧化碳，然后再点燃灯的原因是排出空气，防止加热时爆炸。

（3）、实验结束时的操作是“先停止加热，继续通一氧化碳，直到玻璃管冷却”。

这样操作的目的是防止生成高温的铁又被氧化。

（4）该实验的实验现象是硬质玻璃管中红色粉末逐渐变为黑色、试管中的澄清石灰水变浑浊、酒精灯上方导管口处的气体燃烧，发出淡蓝色火焰。

（5）相关反应的化学方程式：

3CO+Fe2O3

2Fe+CO2、Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O、2CO+O2

2CO2

（6）思考：

①、如何判断反应中生成了什么物质：

取少量产物于试管中，滴加适量稀盐酸，如有气泡产生证明含铁粉；或用磁铁吸引。

②、装置中导管末端点燃酒精灯：

点燃尾气，防止污染空气。

（7）工业炼铝的原理：

2Al2O3

4Al+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O2、水接触（铁锈的主要成分：

Fe2O3·xH2O）

（2）防止铁制品生锈的措施：

①保持铁制品表面的清洁、干燥；②表面涂保护膜（涂油、刷漆、电镀、烤蓝等）；③制成不锈钢；

（3）铁锈很疏松，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）而铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化，因此，铝具有很好的抗腐蚀性能。

2、保护金属资源途径：

①防止金属腐蚀；②回收利用废旧金属；③合理开采矿物；④寻找金属的代用品

题型一 金属材料

【经典例题】【2019江苏南京】下列金属中，熔点最低的是（）

A.铜B.汞C.铝D.钨

【答案】B

【解析】汞常温下唯一的液态金属，故四种金属中熔点最低的是汞。

故选：

B。

【点睛】熟练记忆金属的有关物理性质以及金属之最，即可解答此类题目。

【经典例题】【2019湖北襄阳】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

【答案】B

【解析】A、塑料属于有机合成材料，错误；

B、青铜属于合金，正确；

C、轮胎是橡胶制成的，属于有机合成材料，错误；

D、羊毛属于天然材料，错误；

故选：

B。

【点睛】掌握合金的的定义、例子以及优点，具体分析题目即可。

【经典例题】【2019湖南岳阳】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

【答案】D

【解析】A、合金的硬度比组成它的纯金属的硬度大，黄铜片比铜片硬度大，故选项说法错误。

B、钢的性能优良，钢是铁的合金，不是很纯的铁，故选项说法错误。

C、沙漠地区的铁制品，不易与水蒸气接触，不易生锈，故选项说法错误。

D、为防止钢铁制品生锈，可在其表面刷漆，以隔绝氧气和水，故选项说法正确。

故选：

D。

【点睛】本题难度不大，掌握铁锈蚀的条件、防止铁制品生锈的原理（隔绝氧气和水）与措施是正确解答本题的关键。

【趁热打铁】

1、【2018江西省】常温下为液态的金属是（）

A.汞B.金C.银D.铝

【答案】A

【解析】常温下，铝、银、金等大多数金属都是固体，但金属汞熔点最低，常温下为液态。

故选A。

2、【2019京市一模】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

【答案】B

【解析】铜能被加工成厚度仅为7微米的超薄铜箔，说明铜具有良好的延展性。

故选B。

3、【2019.河北】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

【答案】A

【解析】A、不是常温下所有的金属都是固体，常温下汞是液体，故选项说法错误。

B、铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟空气中的氧气和水共同作用的结果，铁制品在潮湿的空气中易生锈，故选项说法正确。

C、生铁和不锈钢都是铁的合金，都是金属材料，故选项说法正确。

D、铝在空气中能与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，铝片表面易生成致密的氧化膜，故选项说法正确。

故选：

A。

4、【2018广西北部湾经济开发区】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）。

【答案】

（1）①塑料；铜丝线（或铝合金）；②导电性；密度小、延展性好；

（2）硬度大、熔点高、抗腐蚀性能强。

【解析】

（1）①三大合成材料为塑料、合成纤维、合成橡胶，如图所示，属于有机合成材料的为塑料，铜丝线和铝合金都属于金属材料，都含有金属元素，故答案为：

塑料；铜丝线（或铝合金）；

②铜丝可用做电线，是利用了铜丝的导电性，铝合金用作熊猫木偶材料，是利用密度小、延展性好的性质；故答案为：

导电性；密度小、延展性好；

（2）航母的飞行甲板，既能承受强烈冲击和摩擦，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，可得出该材料具有硬度大、熔点高、抗腐蚀性能强的性质，故答案为：

硬度大、熔点高、抗腐蚀性能强。

题型二 金属的锈蚀

【经典例题】【2019山东泰安】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．①②B．②④C．②③D．③④

【答案】B

【解析】在水面处的铁丝与水和氧气充分接触，最先生锈，由于铁生锈需要消耗氧气，导致瓶内的气压减小，故一段时间后塑料瓶会变瘪；

故选：

B。

【点睛】本题难度不大，掌握铁锈蚀的条件（铁与氧气、水同时接触）是正确解答本题的关键。

【经典例题】【2019广西北部湾】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

【答案】D

【解析】A、在表面刷漆，能隔绝氧气和水，能防止金属制品锈蚀，故选项错误。

B、在表面涂油，能隔绝氧气和水，能防止金属制品锈蚀，故选项错误。

C、在表面镀铬，能隔绝氧气和水，能防止金属制品锈蚀，故选项错误。

D、用湿布擦拭，金属制品能与氧气、水分充分接触，不能防止金属制品锈蚀，故选项正确。

故选：

D。

【点睛】本题难度不大，掌握铁锈蚀的条件（铁与氧气、水同时接触）是正确解答本题的关键。

【趁热打铁】

1、【2019山东青岛一模】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

【答案】B

【解析】A、钢管存放在干燥的地方，能防止铁与水分接触，能防止铁锈蚀，故选项防锈措施正确；

B、用盐水清洗菜刀，盐水能加快铁锈蚀的速率，故选项防锈措施错误；

C、铁锈很疏松，及时清除铁制品表面的锈渍，能防止铁锈蚀，故选项防锈措施正确；

D、在铁管表面镀上一层不易锈蚀的金属，能防止铁锈蚀，故选项防锈措施正确；

2、【2019黑龙江龙东】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）

【答案】

（1）氧气和水蒸气；

（2）刷漆或涂油；（3）寻找金属替代品。

【解析】

（1）铁生锈的条件是铁与氧气和水蒸气同时接触发生反应而生锈；故填：

氧气和水蒸气；

（2）铁在潮湿的空气中容易生锈，所以要防止生锈应该隔绝空气或是水，故可以采取刷漆或涂油等方法防止铁生锈；故填：

刷漆或涂油；

（3）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，故填：

寻找金属替代品。

题型三 金属的冶炼

【经典例题】【2019.河南】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

【答案】D

【解析】A、实验开始先通入一氧化碳，排出装置内的空气后，再点燃酒精喷灯加热玻璃管中的氧化铁，先通入一氧化碳后加热的原因是排尽玻璃管中的空气，防止发生爆炸，故选项说法错误。

B、一氧化碳具有还原性，能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，实验进行一段时间后，玻璃管A中出现的现象是红棕色粉末逐渐变黑，故选项说法错误。

C、反应的化学方程式为：

Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，参加反应的氧化铁和一氧化碳质量比为160：

（28×3）＝40：

21，故选项说法错误。

D、一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染环境，本实验的缺陷是没有设计尾气处理装置，可将玻璃管改成尖嘴点燃或用气球收集，故选项说法正确。

故选：

D。

【点睛】本题通过一氧化碳还原氧化铁考查常见物质的性质，增加了学生分析问题的思维跨度，强调了学生整合知识的能力。

【趁热打铁】

1、【2019.重庆A卷】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Fe2O3B.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

【答案】C

【解析】赤铁矿的主要成分是Fe2O3，磁铁矿的主要成分是Fe3O4；炼铁过程中，由于一氧化碳易爆炸，加热前先CO把装置内空气赶走，防止加热时产生爆炸，再加热Fe2O3；反应过程中出现红棕色的逐渐变黑；反应后尾气含有一氧化碳气体有毒，需要处理，不能直接排放，否则会污染空气。

故选C。

2、【2019山东东营一模】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

【答案】D

【解析】A、在甲处，在高温条件下碳能与二氧化碳反应生成了一氧化碳，在乙处在加热的条件下一氧化碳与氧化铜反应生成了二氧化碳和铜，所以，甲、乙两处的现象分别是：

黑色粉末减少，黑色粉末逐渐变红，故A正确；

B、在甲处，在高温条件下碳能与二氧化碳反应生成了一氧化碳，是典型的吸热反应，B正确；

C、由装置的特点可知，丙处试管可防止液体倒吸，故C正确；

D、由装置的特点可知，丁装置可以收集未反应的一氧化碳，不需要尾气处理．故D错误。

3、【2018河南省】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

。

【答案】

（1）3CO+Fe2O3

2Fe+3CO2；

（2）在装置C的短导管处放一盏点燃的酒精灯；

（3）无法证明使澄清的石灰水变浑浊的气体是否来自于反应后新生成的。

【解析】

（1）装置B中发生的反应是一氧化碳与氧化铁在高温的条件下反应生成铁和二氧化碳；故填：

3CO+Fe2O3

2Fe+3CO2；

（2）尾气中含有有毒的一氧化碳气体，为了防止直接排放造成空气污染，所以要在装置C的短导管处放一盏点燃的酒精灯；故填：

在装置C的短导管处放一盏点燃的酒精灯；

（3）装置A可以除去原气体中混有的少量的二氧化碳，若没有A装置，则无法证明使澄清的石灰水变浑浊的气体是否来自于反应后新生成的；故填：

无法证明使澄清的石灰水变浑浊的气体是否来自于反应后新生成的。