内容正文:
专题08 金属材料 金属资源的利用和保护
考试内容:
1.金属材料;
2.金属资源的利用和保护。
考试形式:
1.金属材料常在选择题和填空题中结合情境考查金属材料的判断,合金的特性(重点)。
2.铁的冶炼常在选择题和填空题考查。
3.铁的锈蚀与防护常在选择题、填空题和探究题中考查金属的防锈措施、铁锈蚀条件的探究(新考法)。
备考技巧:
1.能对金属材科进行分类;熟记金属的物理性质和用途、合金的特性。
2.熟记工业炼铁的原料、设备、原理;完成用一氧化碳还原氧化铁的实验,掌握该实验的反应原理、实验步骤、实验现象等。
3.熟记铁锈蚀的原理,除锈的方法和防锈措施;完成铁锈蚀条件探究的实验,掌握该实验的探究方法。
4.配合适量的基础题。
知识点1 金属材料
1金属材料包括纯金属(金、银、铁、铜、铝等)和合金(生铁、不锈钢、锰钢等)
2.共性
①制作导线——导电性;②制作炊具-一导热性;③冲压成各种形状一一延展性;④制作各种饰品一-有金属光泽。
3特性:铜呈紫红色,金呈黄色;在常温下汞是液体。
4.金属之最
①地壳中含量最高的金属元素---一铝;
②人体中含量最高的金属元素一钙;
③目前世界年产量最高的金属一一铁;
④熔点最高的金属是钨、熔点最低的金属是汞;
⑤导电导热性最好的金属是银;
⑥硬度最高的金属是铬。
5.合金性能:与组成合金的纯金属相比,合金的硬度大,熔点低,抗腐蚀性强。
6.生铁和钢物理性质不同的原因是含碳量不同;钛合金与人体具有很好的“相容性”,可用来制造人造骨等。
【易错警示】
1 黄铜是铜锌合金。
2 生铁和钢都是铁的合金,其含碳量不同。
知识点2 金属资源的利用和保护
1. 常见的金属矿石:赤铁矿的主要成分为 Fe2O3,磁铁矿的主要成分为 Fe3O4。
2. 工业炼铁
(1)设备:高炉。
(2)原料:铁矿石、焦炭、石灰石。
(3)反应原理:在高温条件下,利用炉内反应生成的CO把铁从矿石中还原处理。
(4)产品:生铁(碳含量2%-4.3%的铁合金,不是纯铁)
3.铁的冶炼(实验室)
(1)实验原理:3CO+Fe2O3====2Fe+3CO2,
(2)实验装置
酒精喷灯
(3)实验现象:硬质玻璃管中红棕色固体逐渐变为黑色;试管里澄清石灰水变浑浊。
(4)装置评价:①装置末端酒精灯的作用是将未反应的 CO 转化成CO2,进行尾气处理;② 澄清石灰水的作用:检验生成的二氧化碳。
【知识拓展】
①先通入一氧化碳,排尽装置内的空气,然后在点燃酒精喷灯,防止一氧化碳与空气混合加热时发生爆炸。
②实验完毕后要先撤离酒精喷灯,且继续通入一氧化碳气体,直到玻璃管冷却,防止高温的铁与氧气接触,再次被氧化;同时可防止液体倒吸入玻璃管,使玻璃管炸裂。
4.金属资源的保护
(1)金属的腐蚀与防护
①铁制品生锈的条件:铁与空气中的氧气、水同时接触,铁锈的主要成分是 Fe203,实验室常用稀盐酸或稀硫酸除铁锈,反应的化学方程式为 6HCl+Fe203====2FeCl3+3H20、Fe2O3+3H2SO4====Fe2(SO4)3+3H20。
②防护措施:
a. 保持金属表面洁净和干燥;
b. 在金属表面涂保护膜;
c.改变金属的内部结构:制成合金。
(2)保护金属资源的途径
①防止金属腐蚀;
②回收利用废旧金属;
③有计划、合理地开采矿物;
④寻找金属的代用品等。
【易错题型1】金属材料
【例1】铁、铜、铝这三种金属在人类的生产、生活中发挥着重要的作用。下列说法错误的是
A.炒菜用的铁锅应在干燥的地方存放
B.黄铜的硬度比铜的硬度大,其抗腐蚀性也比铜好很多
C.生活中常把铝块制成铝箔,这是利用了铝的延展性
D.铝的金属活动顺序位于氢的前面,因而铝在自然界中以单质的形式存在
【答案】D
【解析】A.铁生锈的条件是与水和空气同时接触。故炒菜用的铁锅应在干燥的地方存放
可以防止铁锅生锈,正确;
B.黄铜是合金与铜相比有更好的抗腐蚀性,更大的硬度,正确;
C.生活中常把铝块制成铝箔,这是利用了铝的延展性,正确;
D.铝的金属活动顺序位于氢的前面,因而铝在自然界中以化合物的形式存在,错误。
故选D。
【易错题型2】金属的冶炼
【例2】工业上冶炼铁的反应原理为,下列说法正确的是
A.工业冶炼铁所产生的尾气取样通入石蕊溶液变蓝色
B.该反应的基本反应类型为置换反应
C.冶炼铁使用的原料Fe3O4是赤铁矿的主要成分
D.CO体现出还原性
【答案】D
【解析】A、工业冶炼铁所产生的尾气中含有二氧化碳,二氧化碳和水反应生成碳酸,碳酸能使石蕊溶液变红。错误。
B、该反应反应物是两种化合物,不是置换反应。错误。
C、冶炼铁使用的原料Fe3O4是磁铁矿的主要成分。错误。
D、CO在反应中得到氧,体现出还原性。正确。
故选D。
【易错题型3】金属的锈蚀与