2023年中考化学大一轮复习课件 考点4 金属材料与金属材料的利用和保护

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一 、金属材料 (包括 和 )1.金属的物理性质：在常温下 , 大多数金属为 (汞除外) , 有 , 能 , 能 , 有 性 : 大多数金属呈 色 , 但铜呈 色 , 金呈黄色 , 铁粉呈黑色 ；2.金属之最地壳中含量最高的金属元素: ; 人体中含量最高的金属元素: ; 目前世界年产量最高的金属: ; 导电 、导热性最好的金属: ; 熔点最高的金属: ; 熔点最低的金属: ( 俗称水银 , 温度计中的 液体物质) 。
3.合金(1) 概念: 在金属中加热熔合某些金属或非金属而制得的具有金属特征的 物。(2) 和 是含碳量不同的铁的两种合金 , 其中 的含碳量为 2% ~4.3% , 的含碳量为 0.03% ~2%。(3) 合金的很多性能与组成它们的 不同 , 使合金更适合于不同的用途 。合金的 和 一般比组成它们的纯金属更高 , 熔点更低 , 抗腐蚀性能等也更好。(4) 因性能优良 , 被认为是 21 世纪的重要金属材料是 。
二 、铁的冶炼 1.实验室炼铁(1) 重要的铁矿石 (写出主要成分的化学式): 赤铁矿 ; 磁铁矿 。(2) 实验原理: 硬质玻璃管里 ( 写化学方程式 , 下 同) , 试管里 。
(3) 实验现象: 硬质玻璃管里的粉末由 逐渐变为 , 试管里澄清石灰水 , 装置最末端导管口处产生 。(4) 注意事项:①装置内有空气 , 加热一氧化碳与空气的混合物 , 可能会发生 , 应先 待装置内的空气排尽后 , 再 ②实验结束后 , 为防止生成的铁又被空气中的氧气氧化 , 应先 , 再 , 直到装置冷却至室温;③尾气处理: 尾气中含有一氧化碳 , 一氧化碳有毒 , 直接排放会污染空气 , 所以尾气要 或 。
通过燃烧法将CO转化为 CO2
2.工业炼铁(1) 原料: ; 设备: 。(2) 主要原理 (化学方程式) : 。(3) 焦炭的作用: 。(4) 石灰石的作用： 。
铁矿石、焦炭、石灰石、空气
产生热量、提供炉温、生成还原剂 ＣＯ
将矿石中的二氧化硅转变为炉渣
三 、金属材料的锈蚀与防护1. (1) 钢铁生锈的条件: 铁锈是 ( 选填 " 化合物" 或 " 混合物") , 主要成分(2) 铁生锈的主要原因: 铁与 、 等发生缓慢化学反应。(3) 实验研究铁锈蚀影响因素 , 记录如下表所示：
Fe2O3 · xH2O
①加人干燥剂后 , 铁粉 锈蚀; ②加人 10 滴水后 , 铁粉 锈蚀; ③加人10 滴水和 1.0 g食盐 , 铁粉 锈蚀 。①②证明 对铁锈蚀有影响 , ②③证明______ 能加快铁锈蚀。
2.铁或铁的合金防锈的方法: 保持表面 、表面 , 可 、 或镀上一层难腐蚀的金属。
食盐
3.保护金属资源的途径:①防止金属腐蚀; ②金属的回收利用; ③有计划、合理地开采矿物;④寻找金属的代用品
【例题】 金属和金属材料在生产 、生活中应用广泛。
(1) 在四川三星堆遗址出土大量重要文物 , 其中有巨青铜面具如图甲所示 , 其制作材料属于 ( ) 。A.金属材料B.合成材料C.复合材料
(2) 为了防止铁器生锈 , 通常在其表面涂防护漆 , 其防锈原理是 。某同学用图乙所示实验来验证铜与银的金属活动性强弱 , 则 X、Y分别是 , 其反应的化学方程式是 。
Cu、AgNO3 溶液
Cu +2AgNO3= Cu(NO3 )2 +2Ag
(3) "焦炭炼钢" 是先将铁精矿 (Fe2O3 ) 和焦炭同时加人高炉 , 鼓人热空气 , 充分反 应后得到生铁 , 再将生铁转移至炼钢炉中炼制得钢。①高炉炼铁的主要反应原理是在高温下 , 夺取了 Fe2O3 里的氧将铁还原出来;②某钢铁厂每年需要向高炉中加人120 万吨的焦炭 , 若加人的焦炭全部转化为 CO2 , 则该钢铁厂每年排放 CO2 的质量为 万吨。
(4) 一种以 "氢能炼钢" 替代 "焦炭炼钢" 的工艺流程如图所示。
①高温下 , 用 H2 炼铁时反应的化学方程式为 ②跟 "焦炭炼钢" 工艺相比 , "氢能炼钢" 的主要优点有 ;③从物质组成的角度 , 说明向炼钢炉中加人废钢的目的是
“ 氢能炼钢"不排放二氧化碳
解析 ：(1) 青铜是一种铜合金 ; 属于金属材料。 (2) 铁与氧气和水蒸气同时接触时会发 生锈蚀: 为了防止铁器生锈 ; 通常在其表面涂防护漆 ; 其防锈原理是隔绝氧气和水蒸气: 因为铜的活动性大于银 ; 所以可将铜片放入硝酸银容液中 ; 铜能置换出银 ; 同时生成硝酸 铜 ; 化学方程式为 Cu +2AgNO3= Cu(NO3 )2 +2Ag。(3) ①高炉炼铁的主要反应原理是 在高温下 ; CO夺取了Fe2O3 里的氧将铁还原出来。②某钢铁厂每年需要向高炉中加入 120 万吨的焦炭 ; 若加入的焦炭全部转化为 CO2 ; 则该钢铁厂每年排放 CO2 的质量为440万吨。(4) ①高温下 ; 用 H2 炼铁时反应的化学方程式为 ②跟 “焦炭炼钢" 工艺相比 ; ③向炼钢炉中加入废钢是为了 调节钢中的含碳量 。
【变式】 现代社会 , 金属材料发挥着越来越重要的地位 。请回答有关金属的问题。建楼房 , 需要钢筋混凝土这种复合材料 , 其中钢筋的主要成分是 。(2) 用铁锅做炊具 , 是利用了铁的 性能好 。用武德合金做保险丝是因其熔点 。(3)电脑的外壳有镁铝合金外壳 、聚碳酸酯外壳和工程塑料外壳等 。中高端电脑一般采用上述的 外壳 , 它具有散热性能好 、硬度大等特点。
1. (2022 ·广东) 对铁生锈与燃烧条件的实验探究如图所示 。下列说法正确的是 ( )
A.对比①②可探究: 接触氧气是否为铁生锈的条件之一B.对比②③可探究: 接触水是否为铁生锈的条件之一C.对比①④可探究: 温度达到着火点是否为铁燃烧的条件之一D.对比③④可探究: 接触氧气是否为铁燃烧的条件之一
2. (2022 ·常州) 合金是由金属与其他物质熔合形成的 "新型金属" 。下列说法正确的是 ( )
3.合金是重要的金属材料。
(1) Mg、Al按一定比例熔合后冷却可得到储氢合金材料 。该过程属于 (选填 "物理" 或 "化学") 变化 。(2) 图中能表示锡铅合金的是： （选填“a”“b”或“c” ）。
(1) 《千里江山图》 流传千年依旧色彩艳丽 , 璀璨夺目 , 与所用矿石颜料有关 。说明所 用矿石颜料化学性质 (选填 "稳定" 或 "不稳定") 。矿石颜料之一赭石 (主要成分为 Fe2O3 ) 属赤铁矿 , 我国早在春秋战国时就开始炼 铁 。用赤铁矿炼铁的主要反应原理是 (用化学方程式表示) 。
4. (2022 ·海南) 2022 年春晚舞蹈《只此青绿》 源于宋代名作《千里江山图》。
(3) 实验室可用如图所示的装置进行模拟炼铁。反应前大玻璃管中加人铁的氧化物 (FexOy) 试样的质量为 12.6 g。加热前 , 应先往大玻璃管中通人 CO气体的原因是 实验结束后 , 继续通人 CO气体 , 直至大玻璃管冷却 。此时 NaOH溶液的质量增加了7.7g。推算该铁的氧化物的化学式中x、y的比为 (填最简整数比) 。
排尽装置中的空气，防止一氧化碳和空气混合加热时发生爆炸
5.铝是大自然赐予人类的宝藏 , 是现代文明不可缺少的物质基础。(1) 原子簇是若干个原子的聚集体 , 有望开发成新材料 。某铝原子簇由 13 个铝原子构成 , 其最外层电子数的总和为 40 时相对稳定 。写出该稳定铝原子簇的微粒符号： 。(2) 性质和变化。①由铝制成的铝箔厚度仅 0.01 mm, 广泛用于食品包装等 。铝能制成铝箔 , 主要利用铝的性质是 。②铝合金密度小 、硬度大 、耐腐蚀 。铝制品耐腐蚀的原因是 (用化学方程式表示) 。某小组同学将铝箔在酒精灯上加热 , 发现铝箔逐 渐变软 , 中间有液体被外面的固体包裹住 。 由此可以推测氧化铝的熔点比金属铝 (选填 "高" 或 "低") 。
③高温下 , 铝与Li2O反应可置换出金属锂 , 写出该反应的化学方程式: ④用砂纸去除铝片表面的氧化膜 , 将其浸人硫酸铜溶液中 , 一段时间后 , 观察到铝 片表面有红色物质析出 , 并有气泡产生 , 经检验气体为氢气 。请根据上述现象写出硫酸铜溶液中的阳离子有 (填离子符号) 。
6.实验是科学探究的重要方式 , 请结合图示回答下列问题。
(1) 图甲是某同学将外形完全相同的铜片和黄铜片相互刻画 , 该实验的目的是为了比较纯铜和黄铜 的大小 , 留下明显划痕的是 。
(2) 图乙是一氧化碳还原氧化铁的实验装置图 。实验过程中玻璃管内出现的现象是 , 发生反应的化学方程式是 。 末尾处点燃的酒精灯的作用是 。(3) 图丙所示装置是探究铜生锈的部分实验 。铜锈的主要成分是碱式碳酸铜 , 一段时间后 , 试管①中铜片保持光亮 , 试管②中铜片出现绿色锈渍 。对比实验现象得出的结论是 。
红棕色粉末逐渐变成黑色
点燃多余的 ＣＯ，防止污染空气