专题12 金属资源的利用及保护问题-突破2021年中考化学基于核心素养的命题透析与专练

专题12 金属资源的利用及保护问题 专题概述 考点一、金属材料 （1） 纯金属材料：纯金属（90多种）纯金属： 有色金属：通常是指除黑色金属以外的其他金属。            黑色金属：通常指铁、锰、铬及它们的合金。 重金属：如铜、锌、铅等              轻金属：如钠、镁、铝等 （2） 、合金（几千种）：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。 1. 金属材料包括纯金属和合金两类。金属属于金属材料，但金属材料不一定是纯金属，也可能是合金。 2. 合金可能是金属与金属组成，也可能是金属与非金属组成。金属材料中使用比较广泛的是合金。 （三）合金的优点：（1）熔点高、密度小；（2）可塑性好、易于加工、机械性能好；（3）抗腐蚀性能好； 合金 铁的合金 铜合金 焊锡 钛和钛合金 形状记忆金属 生铁 钢 黄铜 青铜 成分 含碳量 2%~4.3% 含碳量 0.03%~2% 铜锌 合金 铜锡 合金 铅锡 合金 钛镍合金 备注 不锈钢：含铬、镍的钢 具有抗腐蚀性能 紫铜为纯铜 熔点低 考点二、金属材料的发展史 根据历史的学习，我们可以知道金属材料的发展过程。商朝，人们开始使用青铜器；春秋时期开始冶铁；战国时期开始炼钢；铜和铁一直是人类广泛应用的金属材料。在100多年前，又开始了铝的使用，因铝具有密度小和抗腐蚀等许多优良性能，铝的产量已超过了铜，位于第二位。 金属分类：重金属：如铜、锌、铅等 轻金属：如钠、镁、铝等；黑色金属：通常指铁、锰、铬及它们的合金。Fe、Mn、Cr（铬）有色金属：通常是指除黑色金属以外的其他金属。 考点三、合金 1.合金：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。在金属中加热熔合某些金属和非金属，形成具有金属特性的物质。 ★：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。 注意：(1)合金是金属与金属或金属与非金属的混合物。 (2) 合金的很多性能与组成它们的纯金属不同，使合金更容易适于不同的用途。 (3) 日常使用的金属材料，大多数为合金。 (4)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.合金的形成条件：其中任一金属的熔点不能高于另一金属的沸点（当两种金属形成合金时）。 3.几种常见合金 (1)铁合金：主要包括生铁和钢，它们的区别是含碳量不同，生铁含碳量2%-4.3%，钢的含碳量为0.03%—2%。钢比生铁具有更多的优良性能，易于加工，用途更为广泛。不锈钢：含铬、镍的钢。 (2)铝合金：铝中加入镁、铜、锌等金属形成合金。广泛应用于制造飞机、舰艇和载重汽车等，可增加它们的载重量以及提高运行速度，并具有抗海水腐蚀、避磁性等特点。 (3)铜合金：黄铜：铜、锌的合金；青铜：铜、锡的合金；白铜：铜、镍的合金。 (4)钛和钛合金：被认为是21世纪的重要金属材料，钛合金与人体有很好的“相容性”， 因此可用来制造人造骨等。 优点：①熔点高、密度小②可塑性好、易于加工、机械性能好③抗腐蚀性能好 性质：优异的耐腐蚀性，对海水、空气和若干腐蚀介质都稳定，可塑性好，强度大，有密度小，又称亲生物金属。 用途：喷气式发动机、飞机机身、人造卫星外壳、火箭壳体、医学补形、造纸、人造骨、海水淡化设备、海轮、舰艇的外壳等。 考点四、矿石 1. 金属资源的存在方式：地球上的金属资源广泛存在于地壳和海洋中，大多数金属化合物性质较活泼，所以它们以化合物的形式存在；只有少数金属化学性质很不活泼，如金、银等以单质形式存在。 2. 矿石：工业上把能提炼金属的矿物叫矿石。 3. 常见矿石名称与其主要成分： 考点五、一氧化碳还原氧化铁 (1)仪器：铁架台（2个）、硬质玻璃管、单孔橡皮赛（2个）、酒精灯、试管、酒精喷灯、双孔橡皮赛、导气管。 (2)药品：氧化铁粉末、澄清石灰水、一氧化碳气体 (3)装置图： (4)步骤：①检验装置的气密性；②装入药品并固定；③向玻璃管内通入一氧化碳气体；④给氧化铁加热；⑤停止加热；⑥停止通入一氧化碳 (5)现象：红色粉末逐渐变成黑色，澄清石灰水变浑浊，尾气燃烧产生蓝色火焰。 (6)化学方程式： 3CO+Fe2O3==高温==2Fe+3CO2           2CO+O2==点燃===2CO2  Ca(OH)2+CO2=====CaCO3↓+H2O (7)注意事项：要先通入CO再加热，实验完毕，停止加热，继续通入CO至试管冷却。 (8)尾气处理：因CO有毒，不能随意排放在空气中，处理的原则是将CO燃烧掉转化为无毒的CO2或收集备用。 考点六、工业炼铁 (1)原理：在高温下，利用焦炭与氧