19 第八单元 金属和金属材料 第1课时 金属材料 金属资源的利用和保护-【智乐星中考·中考备战】2025年山东中考化学精讲本（人教版六三学制）

1 金属和金属材料 第八单元 第1课时 金属材料 金属资源的利用和保护 2 知识体系建构 知识全面梳理 核心考点突破 目 录 重点实验探究 3 【主干知识】 4 【物质网络】 ①______________________； ②_________________________； ③_______________________； ④__________________； ⑤_____________________； ⑥__________________。  金属的冶炼 Fe2O3+3H2 2Fe+3H2O 2Fe2O3+3C 4Fe+3CO2↑ Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 CuO+CO Cu+CO2 2CuO+C 2Cu+CO2↑ CuO+H2 Cu+H2O ==== 高温 ==== 高温 ==== 高温 ==== △ ==== 高温 ==== 高温 5 知识点1　金属材料 1.金属材料的分类 包括_______和_____两类。  纯金属 合金 6 2.金属的物理性质与用途 特点 物理性质 用途 共性 三 性 _____性  制作导线 _____性  制作炊具 _____性  冲压成各种形状 有金属光泽 制作各种饰品 特性 颜色：大多数金属为银白色，而铜呈_____色，金呈黄色，铁粉呈黑色  状态：常温下，大多数金属为固体，汞为___体  导电 导热 延展 紫红 液 7 【温馨提示】 金属之最 (1)地壳中含量最高的金属元素——铝 (2)人体中含量最高的金属元素——钙 (3)目前世界年产量最高的金属——铁 (4)导电、导热性最好的金属——银 (5)熔点最高的金属——钨 (6)熔点最低的金属——汞 (7)人类最早使用的金属——铜 8 3.合金 (1)概念：在纯金属中加热熔合某些_____或_______后形成的具有_____ 特性的物质(所以合金是混合物)。  (2)特性：与它的组成金属相比，合金的硬度更___，抗腐蚀性更___， 熔点更___。  金属 非金属 金属 大 强 低 9 (3)常见的合金 合 金 铁合金 铜合金 焊锡 生铁 钢 黄铜 青铜 成 分 含碳量 _________ 含碳量 __________ 铜锌 合金 铜锡 合金 铅锡 合金 备 注 不锈钢：含铬、镍的钢，抗腐蚀性能强 纯铜为紫红色 熔点 低 2%～4.3% 0.03%～2% 10 【即学即练】 1.判断下列说法的正误。 (1)常温下，金属都呈固态( ) (2)金刚石属于金属材料( ) (3)金属能导电，所以能导电的物质一定是金属( ) (4)合金中一定含有金属( ) ✕ √ ✕ ✕ 11 2.人类社会的文明进步与金属材料的关系密切。 (1)锰钢主要成分是铁、锰、碳，主要用于制造钢轨、挖掘机铲斗等，锰 钢属于_______(填“纯净物”或“混合物”)。  (2)因为钨_______(写一条关键物理性质)，可制作白炽灯泡的灯丝。  (3)生铁和钢都是铁的合金，二者的区别是___________。  (4)将纯铜片和黄铜片(铜锌合金)相互刻画，纯铜上留下明显划痕，说明 _________________________。  (5)铝制成铝锅，是利用了铝的延展性和_______(填写物理性质)。  混合物 熔点高 含碳量不同 黄铜的硬度大于纯铜的硬度 导热性 12 知识点2　金属矿物与金属的冶炼 1.地球上的金属资源 广泛存在于地壳和海洋中，除少数很不活泼的金属(如金、银、铂等)以 _____形式存在外，其余金属都以_______的形式存在。  单质 化合物 13 2.常见的金属矿石 金属矿物 赤铁矿 磁铁矿 菱铁矿 主要成分 _____ _____ FeCO3 金属矿物 铝土矿 黄铜矿 辉铜矿 主要成分 Al2O3 CuFeS2 Cu2S Fe2O3 Fe3O4 14 3.高炉炼铁 (1)原理： 主要反应的化学方程式：_______________________。  (2)原料：铁矿石、焦炭、石灰石和空气。 3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 ==== 高温 15 【即学即练】 判断下列说法的正误。 (1)大多数铁矿石中的铁元素以单质的形式存在( ) (2)高炉炼铁的反应原理属于置换反应( ) ✕ ✕ 16 知识点3　金属的锈蚀与防护 1.铁生锈 (1)条件：铁与空气中的_____________共同作用。  (2)除锈方法：铁锈的主要成分是氧化铁(化学式为_____)，可用稀盐酸 或稀硫酸除去，其反应的化学方程式为____________________________ ______________________________。  2.铁制品锈蚀条件的探究(详见重点实验探究栏目) 氧气、水蒸气 Fe2O3 Fe2O3+6HCl==== 2FeCl3+3H2O[或 Fe2O3+3H2SO4==== Fe2(SO4)3+3H2O] 17 3.金属的防护 (1)原理：破坏其锈蚀条件，如将铁制品与_________隔绝。  (2)金属制品的防护措施 ①保持金属制品表面的干燥和洁净。 ②在金属制品表面加防护层，如刷漆、涂油、镀铬(耐磨和耐腐蚀)等。 ③改变金属制品结构，如铁制成不锈钢等。 氧气或水 18 4.保护金属资源 (1)保护金属资源的必要性 ①金属资源是有限的，且不可再生。 ②金属的随意丢弃不仅造成资源的浪费，还会造成环境污染。 (2)废旧金属对环境的影响 ①废旧电池中含有铅、镍、镉、汞等，如果将废旧电池随意丢弃，这些金属渗出会造成地下水和土壤污染，威胁人类健康。 ②重金属会使生物蛋白产生凝固作用，且不易被代谢出体外，在生物体内积累至一定量后造成慢性中毒，最终可能导致生物体死亡。 19 (3)保护金属资源的有效途径 ①防止金属锈蚀。 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。 20 【即学即练】 下列关于金属资源的利用与防护不合理的是( ) A.经常用钢丝球擦洗铝锅表面，保持洁净 B.在钢铁表面喷油漆可防止生锈 C.废旧金属的回收利用，是保护金属资源的有效途径之一 D.改变金属的组成和结构，铸造成合金材料可优化其性能 21 命题点1　金属材料及其性质 5地4考　 例1 (人教版九下素材改编)如图为四川省三星堆遗址出土的青铜大面具。下列关于青铜的说法正确的是(　　) A.青铜属于纯金属 B.青铜的熔点比纯铜的高 C.青铜比纯铜耐腐蚀 D.青铜的硬度比纯铜的小 【解题关键】 合金是混合物，合金一般比组成金属的强度高、硬度大、耐腐蚀性强，但熔点低。 22 练1 (2024·临沂)下列关于金属和金属材料的说法中正确的是(　　) A.生铁和钢的含碳量不同 B.黄铜比纯铜硬度小 C.合金属于合成材料 D.大多数金属在自然界中以单质形式存在 23 练2 (2024·烟台)中华传统文化中包含很多化学知识。下列对文献内容解释错误的是(　　) A.《梦溪笔谈》—石油：“燃之如麻，但烟甚浓”——石油的不完全燃烧 B.《天工开物》：“每金七厘，造方寸金一千片”——金的延展性强 C.《梅花》：“遥知不是雪，为有暗香来”——分子在不断地运动 D.《吕氏春秋》：“金(指铜)柔锡柔，合两柔则刚”——铜锡合金的硬度比铜、锡的小 24 练3 (2024·威海)应用广泛的金属 (1)国宝中的金属 国宝“鎏金铁芯铜龙”是以铁铸造内芯，铁上包铜，外层鎏金(鎏金是一种金属加工工艺，经过鎏金处理后，金属表面会覆盖一层金)。整个龙身飞扬舒展，反映了唐代高超的铸造工艺。 25 ①国宝历经千年，出土后表面仍金光灿灿，原因是_________________。  ②工业上以赤铁矿为原料炼铁，原理是_______________________(用化学方 程式表示)。  ③《淮南万毕术》中记载“曾青得铁则化为铜，外化而内不化”，“曾青” 即硫酸铜溶液，该炼铜反应的原理是_____________________(用化学方程式 表示)，反应中有效作用的粒子为________(用符号表示)。“外化而内不化” 的原因是_________________________________________________________ ___。　　　 金的化学性质稳定 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 Fe+CuSO4==== Cu+FeSO4 Fe、Cu2+ 铁和硫酸铜反应生成的铜覆盖在铁的表面，阻止内部的铁继续反 应 ==== 高温 26 (2)生活中的金属 铝制易拉罐主要由铝合金制成，除铝外，还含有锌、铜、硅等。 ①请用化学方法证明：罐体的金属材料是铝合金而不是纯铝(提供药品： 已打磨的罐体金属片，其他仪器、药品自选)。 你的方案及预期现象是___________________________________________ _______________________________________________________________ ___________________。  将已打磨的罐体金属片，剪成小碎片，取少量小 碎片于试管中，加入足量稀盐酸并加热，使之充分反应，最终在试管底 部残留少量固体物质 27 ②合金与纯金属相比较，性质存在差异。对比分析图1，从微观角度解释 原因___________________________________________(答两条)。  原子的排列方式不同、构成物质的原子种类不同 28 ③合金中元素的配比不同会导致性能有差异。根据实际需求，罐盖硬度 应大于罐体硬度。结合图2分析，生产易拉罐时，罐盖中铜元素的含量应 _____(填“大于”“小于”或“等于”)罐体中铜元素的含量。  ④为比较铝、铜、锌的金属活动性，进行图3实验，则a、b、c可以选用 的物质是_____________________________。  大于 铝、硫酸锌溶液、铜(合理即可) 29 (3)航天中的金属 中国航天事业的成就令世界瞩目，火箭是航天飞行器的运载工具。 ①运载火箭外壳材料也为铝合金。铝合金作为外壳材料，具备的优良性 能是_________________________(答一条)。 ②运载火箭固体推进剂的主要组分为高氯酸铵和铝粉。其中高氯酸铵 (NH4ClO4)是供氧剂，氯元素的化合价是___。铝粉燃烧的化学方程式： ___________________， 反应过程中能量转化形式为_______________ ___。  强度高(或密度小、耐腐蚀) +7 4Al+3O2 2Al2O3 化学能转化为动 能 ==== 点燃 30 命题点2　金属矿物与金属的冶炼 5地3考　 例2 (2023·德州节选)金属材料在生产、生活中有着广泛的用途，金属 资源应得到有效的利用和保护。 利用金属矿产冶炼金属是获得金属材料的主要途径。工业上炼铁常用的 原料有赤铁矿(主要成分为Fe2O3)、焦炭(主要成分为碳)、石灰石和空气。 其主要反应过程如下： ①上述流程中X的化学式是___。写出反应Ⅱ的化学方程式：______________。  CO2 C+CO2 2CO ==== 高温 31 ②反应Ⅲ为炼铁的主要反应，其反应的化学方程式为______________ ________。  【解题关键】 工业炼铁的原理：Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2。 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 ==== 高温 ==== 高温 32 练4 下列有关工业高炉炼铁的说法正确的是(　　) A.高炉中铁矿石冶炼成铁的主要反应属于置换反应 B.石灰石的作用是将矿石中的二氧化硅转变为炉渣 C.高炉中焦炭的作用只是利用其燃烧提供热量 D.高炉炼铁得到的产品属于纯净物 33 练5 【原创题】 某炼铁厂以焦炭、赤铁矿、空气等为主要原料炼铁， 反应过程如下： (1)生铁属于_______(填“纯净物”或“混合物”)。  (2)反应过程①②③中，属于化合反应的有_____。  (3)写出②③反应的化学方程式：___________________________________ ____。  混合物 ①② C+CO2 2CO、Fe2O3+3CO 2Fe+ 3CO2 ==== 高温 ==== 高温 34 命题点3　金属的锈蚀与防护 5地3考　 例3 (2024·滨州)下列做法不能减缓或防止钢铁锈蚀的是(　　) A.经常用食盐水清洗铁制品 B.保持铁制品表面清洁干燥 C.在铁制品表面涂油漆 D.在钢铁的表面镀一层不易锈蚀的金属 【解题关键】 防止钢铁锈蚀的原理：一是隔绝空气，二是隔绝水，三是改变金属内部结构。 35 练6 (2024·盐城节选)2024年5月，某公司首款新能源汽车投产下线，顺 利实现新能源汽车转型升级。 (1)汽车烤漆工艺既能助力汽车美观，更能防止车身生锈。其防锈原理是 _____________。  (2)铜制导线及铜质电路主板将电池、行车电脑及汽车部分零部件连接成 高度协调的运行系统，说明铜具有优良的_______(填写物理性质)。  隔绝氧气和水 导电性 36 (3)生产汽车使用大量合金。下列对合金的认识正确的是____(选填字 母序号)。  A.合金的强度一般比组成它们的纯金属更大 B.合金的熔点一般比组成它们的纯金属更低 C.合金的抗腐蚀性能一般比组成它们的纯金属更好 (4)生产汽车还需要使用大量的金属铁。若用1 000 t含氧化铁(Fe2O3) 80%的赤铁矿石，理论上可以炼出纯铁的质量为____t。  ABC 560 37 命题点4　金属锈蚀条件的探究 5地2考　 例4 (2023·潍坊)某化学学习小组为探究铁丝生锈、铁丝燃烧的影响因素，进行如下实验(点燃操作已略去)。下列说法错误的是(　　) A.对比①③可知：水是铁丝生锈的条件之一 B.对比①②可知：氧气是铁丝生锈的条件之一 C.对比②③可知：氧气是铁丝燃烧的条件之一 D.对比③④可知：铁丝形状能影响铁丝的燃烧 【解题关键】 一是要控制变量，二是要对比实验现象。 38 练7 (2024·深圳)以下实验现象，正确的是(　　) A.如图甲，滴入硫酸铜溶液后，可以用铁把铜析出 B.反应后电子秤的示数为230.5 g C.对比实验乙的①③：可以探究接触空气是否是铁生锈的条件之一 D.图乙一周过后，②铁钉产生的铁锈最多 39 练8 (2024·湖南)铁制品经常有锈蚀现象，于是某兴趣小组围绕“锈”进行一系列研究。 (1)探锈 现有洁净无锈的铁钉、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、棉花和干燥剂氯化钙，还可以选用其他物品。为探究铁制品锈蚀的条件，设计如下实验： 40 ①A中玻璃仪器的名称是_____。  ②一周后，观察A、B、C中的铁钉，只有A中的铁钉出现了明显锈蚀现 象，由此得出铁钉锈蚀需要与_________接触的结论。  (2)除锈 取出生锈的铁钉，将其放置在稀盐酸中，一段时间后发现溶液变黄，铁 钉表面有少量气泡产生。产生气泡的原因是______________________(用 化学方程式表示)。稀盐酸可用于除锈，但铁制品不可长时间浸泡其 中。  试管 氧气和水 Fe+2HCl==== FeCl2+H2↑ 41 (3)防锈 防止铁制品锈蚀，可以破坏其锈蚀的条件，常用的防锈方法有_______ ___________________(写一种即可)。兴趣小组继续通过文献研究、调研访谈，发现如何防止金属锈蚀已成为科学研究和技术领域中的重要科研课题。  表面刷 漆、涂油(合理即可) 42 实验8 铁制品锈蚀条件的探究　 1.影响钢铁锈蚀的因素 (1)铁与空气中的_____________等物质发生复杂化学反应生成氧化铁(铁锈的主要成分)。  (2)钢铁的成分和环境的温度、湿度、酸碱性等都是影响钢铁锈蚀的因素。 氧气、水蒸气 43 2.实验设计 编号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 实验 条件 铁钉与空气和水同时接触 铁钉只与空气接触 铁钉只与水接触 实验 图示 实验 现象 表面出现红色铁锈 无明显锈迹 无明显锈迹 生锈 程度 生锈 不生锈 不生锈 44 编号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 分析 通过对比Ⅰ与Ⅱ两组实验可知，影响铁生锈的因素是水；通过对比Ⅰ与Ⅲ两组实验可知，影响铁生锈的因素是空气 实验 结论 铁生锈是铁与_______和_____共同作用的结果  注意 事项 (1)实验中所用的水都是经过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。 (2)植物油的作用是隔绝空气，防止空气中的氧气溶于水 水蒸气 氧气 45 3.铁锈的主要成分为___________(填化学式)，它的结构疏松，不能阻碍 里层的铁继续与氧气、水等反应，因此铁制品可以全部锈蚀。  4.久置的铜制品表面会锈蚀生成铜绿，化学式为Cu2(OH)2CO3，产生铜绿 是铜与空气中的氧气、水和_________共同作用的结果。  Fe2O3·xH2O 二氧化碳 46 5.实验改进 47 【基础训练】 1.如图是探究铁钉锈蚀条件的4个实验，一段时间后观察现象。下列说法错误的是(　　) A.①③对比说明铁生锈需要水 B.四个实验中，生锈最快的是④中的铁钉 C.③中附着在棉花上的干燥剂的作用是使试管里没有水分 D.①中甲、乙、丙三处比较，生锈最明显的地方是甲 48 【能力训练】 2.为探究铁锈蚀的因素，小组设计了如图一装置，检查气密性，将5 g铁粉和2 g木炭粉加入三颈烧瓶，t1时刻加入2 mL饱和NaCl溶液后，再将一支装有5 mL稀盐酸的注射器插到烧瓶上，采集数据如图。下列说法错误的是(　　) 49 A.木炭粉的作用是吸附水分和氧气 B.氯化钠的存在会加速铁的锈蚀速率，但不是反应的催化剂 C.t2时刻温度开始降低的原因是铁锈蚀反应已经停止 D.t3时刻压强突然变大的原因是铁锈蚀反应引起三颈烧瓶内压下降，注射器中稀盐酸被吸入三颈烧瓶生成新的气体 50 【拓展训练】 3.【新考向】 跨生物学科 某同学用如图所示的装置进行铁锈蚀条件的探究。两个透明塑料瓶中均装满冷开水(煮沸后迅速冷却的水)，并将其放在阳光下照射(已知小苏打溶液在升高温度后会分解产生二氧化碳)。下列说法错误的是(　　) 51 A.将水煮沸并迅速冷却的目的是除去水中溶解的氧气 B.一段时间后观察到甲中铁钉出现锈迹 C.金鱼藻的作用是进行光合作用产生氧气 D.该实验可证明铁锈蚀的条件之一是与水接触 52 $$