内容正文:
专题04 金属材料、金属资源的利用和保护
命题点1 金属材料
命题点2 金属的腐蚀与防护
命题点3 金属的冶炼
金属材料
本考点常在选择题以信息或图片形成命题,考查的知识点有:①金属材料的判断;②金属的物理性质和用途。
(1).金属材料:包括纯金属(单质)以及它们的合金(混合物)。
(2). 金属的物理性质和用途
共性
物理性质
用途
三性
导电性
用铜丝制作导线
导热性
用铁制作炊具
延展性
用铝制作铝箔
有金属光泽
制作各种饰品
特性
①颜色:大多数金属为银白色,而铜呈紫红色,金呈黄色,铁粉是黑色
②状态:常温下,大多数金属为固体,而汞呈液态
特别提醒
金属之最:①地壳中含量最多的金属元素——铝;②熔点最高的金属——钨;③生活中使用最多且目前世界上年产量最高的金属——铁。
(3) 合金及其特性
概念
在纯金属中加热熔合某些金属或非金属,就可以制得具有金属特征的合金,合金属于混合物
特性
与其组成纯金属相比,合金的硬度 大、抗腐蚀性强、熔点低
常见的合金
①铁合金:生铁和钢的区别在于含碳量不同,生铁的含碳量高于钢的含碳量。
②其他合金:铝合金、钛合金、黄铜等
【典例精讲】
2022•江苏常州
1. 景泰蓝制作工艺能将28克金拉成65公里长的金丝。该过程体现了金属的性质是
A. 导热性 B. 导电性 C. 延展性 D. 耐酸性
2022•北京
2. 下列生活用品,利用金属导电性的是
A. 铁锅 B. 铜导线 C. 铝箔包装纸 D. 金饰品
2022•湖南益阳
3. 大量新型科技材料用于2022年即将运营的长益高铁建设中,下列相关说法错误的是( )
A 车体材料中所用合金强度高、硬度大
B. 钢轨所用合金硬度大、韧性好
C. 电路材料中所用石墨电刷导电性能好
D. 使用的金属材料都是纯金属
2022•湖南湘潭
4. 青铜是人类最早使用的铜锡合金。下列说法中错误的是
A. 青铜属于金属材料 B. 青铜的硬度比纯铜更大
C. 青铜的熔点比纯铜的熔点要低 D. 铜是目前世界年产量最高的金属
2022•青岛西宁
5. 2021年10月16日,神舟十三号载人飞船成功发射。我国3名宇航员人住“天宫“,并为广大青少年带来精彩的太空科普盛宴。请你运用所学知识,完成下列问题:
(1)空间站利用太阳能电池板进行工作,其能量转化方式是将太阳能转化为 _____能。电池板需要用铝合金加工成的箔片进行密封支撑,铝合金能加工成箔片是利用了金属的 _____性(填写“导电”“导热”或“延展”)。
(2)人体呼出气中含有一定量的二氧化碳气体,能使澄清石灰水变浑浊,写出反应的化学方程式 _____。有同学在“天宫课堂”中提问到“宇航员呼出的二氧化碳在空间站中如何处理”。为了解决空间站中二氧化碳堆积问题,科学家常采用过氧化钠( Na2O2)吸收,其化学方程式为2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+X,其中X的化学式为 _____,判断的依据是 _____。
[方法指导]
解答此类问题一要熟悉金属材料的概念,从而进行判断材料是否属于金属材料;二要熟悉纯金属的物理性质和用途。
金属的腐蚀与防护
本考点主要考查铁生锈条件和防护,通常以实验形式出现在选择题或实验题中。
1、 实验原理
(1)铁与空气中的氧气(空气)、水蒸气等物质发生化学反应,铁锈的主要成分是Fe2O3。
(2)铁锈疏松多孔,不能阻止铁制品内部的铁与氧气和水继续反应。
2、实验设计
条件
铁钉在干燥的空气中
铁钉在蒸馏水中
铁钉与空气和蒸馏水同时接触
铁钉与氧气和蒸馏水同时接触
图示
a
b
c
d
生锈
程度
不生锈
不生锈
生锈
最易生锈
条件
铁钉在干燥的空气中
铁钉在蒸馏水中
铁钉与空气和蒸馏水同时接触
铁钉与氧气和蒸馏水同时接触
结论
通过ac对比可知影响铁生锈的因素是③水;
通过bc对比可知影响铁生锈的因素是④空气;
通过bd对比可知影响铁生锈的因素是⑤氧气,由此可得出,铁生锈的条件是⑥铁与水和氧气(或空气)同时接触。
3、注意事项:实验中所用的水是经煮沸并迅速冷却的蒸馏水,煮沸的目的是将溶解在水中的氧气除去,迅速冷却的目的是减少或防止空气中的氧气溶于水中。
4、防护措施
(1)防止铁生锈的方法
①保持铁制品表面洁净、干燥。
②在铁制品表面加一层保护膜,如刷油漆、镀铬。
③改变铁制品的结构,如制成不锈钢等。
(2)保护金属资源的措施
①防止金属腐蚀。
② 回收利用废旧金属。
③有计划、合理的开采矿物。
(4)寻找金属的代用品。
【典例精讲】
2022•江苏无锡
6. 走近千年文物,人们发现青铜器在含有Cl-的环境中易生成CuCl,