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化 学
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第一部分 教材基础知识过关
一 物质的性质与应用
第5节 金属材料 金属资源的利用和保护
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目 录
CONTENTS
01
知识网络
02
考点讲练
03
课堂巩固
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知识网络
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考点讲练
1. 金属材料:指用______________或____________等制成的材料。
纯金属
金属材料(5年5考)
1
合金
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共 性 ①有金属__________,如制作钱币和装饰品;②______________性,如用铜制作导线;③__________性,如制作炊具;④____________性,如将金属压成薄片、拉成丝;等等
特 性 ①颜色,大多数金属呈________色,但铜呈_______色,金呈________色;②状态,常温下大多数金属是________,但汞却是液体
光泽
导电
导热
延展
银白
红
黄
固体
2. 纯金属
(1)纯金属的共性和特性
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(2)金属之最:地壳中含量最多的金属元素是________,人体中含量最多的金属元素是________,目前世界年产量最高的金属是_______,导电、导热性最好的金属是________,硬度最大的金属________,熔点最高的金属_________,熔点最低的金属________,密度最大的金属______,密度最小的金属______。
铝
钙
铁
银
铬
钨
汞
锇
锂
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2. 合金
(1)定义:在金属中加热熔合某些金属或非金属,制成的具有_________特性的_________物。
(2)特性:大多数合金与组成它的纯金属(或成分金属)相比,一般硬度更_______、熔点更_________、______________性更强。
金属
混合
大
低
耐腐蚀
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(3)常见的合金
①铁合金:a. 常见的铁合金有生铁、钢和不锈钢等;b. 生铁和钢都是铁和碳的合金,二者性能不同的原因是__________不同。
②铜合金:a. 常见的铜合金有黄铜(Cu-Zn合金)、青铜(Cu-Sn合金);b. 黄铜与纯铜硬度的比较(如图1-5-1),
现象为______________的表面有明显的划痕。
碳含量
铜片
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(4)钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料,它们具有很多优良的性能,如熔点高、密度_______、可塑性好、易加工、机械性能好、抗腐蚀性好、与人体有很好的相容性等。
(5)其他合金:锰钢、硬铝、焊锡、18K黄金等。
小
【迷思辨析】①合金中一定含有金属,也可能含有__________;
②生铁和钢中的碳,黄铜中的锌指的是都是______________。
非金属
单质
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【例1】(2025广东)古丝绸之路贸易中的下列商品,主要成分属于金属材料的是( )
A. 丝绸 B. 瓷器 C. 玉器 D. 铁器
【例2】(2024广东) 广东省博物馆馆藏丰富。下列藏品主要由金属材料制成的是( )
D
考点精讲
D
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【例3】(2025广东节选)与纯铁相比,烧结后得到的铁镍合金的优点有_________________________________________ (写一条)。
硬度大(熔点低等,合理即可)
考点点拨:纯金属和合金都属于金属材料,合金是混合物,合金具有硬度大,熔点低,抗腐蚀性能强等特点。
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1. (2025江西)博物馆馆藏的下列文物中,主要由金属材料制成的是( )
A. 青铜面具 B. 龙凤玉佩
C. 立人陶俑 D. 青花瓷瓶
2. (2025辽宁)下列制品主要利用金属导热性的是( )
A. 铁锅 B. 铜导线 C. 金饰品 D. 铝制易拉罐
A
考点精练
A
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3. 神舟二十号载人飞船于2025年4月24日17时17分从酒泉卫星发射中心成功发射,载人飞船的航天座椅缓冲器的关键材料是铝锂合金。下列有关铝锂合金的说法正确的是( )
A. 铝锂合金的熔点比纯铝更高
B. 铝锂合金的抗腐蚀性能非常差
C. 铝锂合金是混合物
D. 铝锂合金的硬度比纯铝小
C
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1. 常见的金属矿物及其主要成分
金属资源的利用 (5年4考)
2
名称 赤铁矿 磁铁矿 铝土矿 赤铜矿 金红石 软锰矿
主要成分 ________ ________ ________ ________ ________ ________
Fe2O3
Fe3O4
Al2O3
Cu2O
TiO2
MnO2
【迷思辨析】地球上的金属资源大多以__________的形式存在,金、银等不活泼金属有__________形式存在。
化合物
单质
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2. 工业炼铁(如图1-5-2)
(1)原料:______________、焦炭、石灰石和空气。
(2)主要设备:高炉。
(3)主要反应:a.______________________;
b._____________________________;
c.______________________________________。
(4)焦炭的作用:a.______________;
b.__________________________。
(5)石灰石的作用:将矿石中的二氧化硅转化为炉渣。
(6)主要产品:生铁(混合物)。
赤铁矿石
C+O2 ====== CO2
高温
CO2 +C ====== 2CO
高温
3CO+Fe2O3 ====== 2Fe+3CO2
高温
提供热量
生成还原剂CO
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【例1】(2024广州改编)在春秋战国时期,我国就开始生产和使用铁器,铁的冶炼技术极大促进了生产力的发展。下列说法不正确的是( )
A. Fe2O3中铁元素的化合价为+3
B. Fe2O3是红棕色固体
C. 利用Fe2O3和CO炼铁的反应类型为置换反应
D. 赤铁矿的主要成分是Fe2O3
C
考点精讲
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【例2】(2023广州节选)明代《天工开物》描述了锡的冶炼方法,如图1-5-3所示。
(1)原料锡砂中的二氧化锡和木炭反应得到锡和二氧化碳,该化学
方程式为___________________________________。
(2)炼锡时混入少许铅形成合金,产物更易熔化
流出,其原因是______________________。
C+SnO2CO2↑+Sn
高温
形成合金熔点降低
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1. (2025吉林)竖炉炼铁的工艺流程如图1-5-4所示。催化反应室中发生的反应之一为:CH4+CO2 2CO+2X。下列分析正确的是( )
A. 赤铁矿石粉碎后可以增加铁元素的含量
B. 原料是赤铁矿石、天然气、高温尾气
C. 合成气中X的化学式为H2O
D. 赤铁矿石和天然气的主要成分都属于化合物
D
考点精练
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2. (2024内江)如图1-5-5是实验室模拟工业炼铁的装置。下列有关分析不正确的是( )
A. 澄清石灰水变浑浊,说明有CO2生成
B. 该反应中,失去氧的物质是CO
C. CO具有可燃性
D. 硬质玻璃管中固体质量逐渐减小
B
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1. 探究铁钉生锈的条件
金属资源的保护 (5年4考)
3
实验
装置
实验
现象 装置___________(填字母,下同)中的铁钉表面有铁锈出现,装置______________中的铁钉表面无变化
A
B、C
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实验
分析 (1)对比装置A、B,得出铁生锈的条件是需要______________。
(2)对比装置A、C,得出铁生锈的条件是需要______________
实验
结论 铁生锈是铁与__________和______________共同作用的结果。
氧气(或空气)
水
水
氧气
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【迷思辨析】①实验中所用的蒸馏水要经过煮沸并迅速冷却,目的是__________________;②装置B中的植物油的作用是______________;③在酸、碱、盐的溶液中,铁生锈的速率会加快;④铁锈的主要成分是______________;⑤铁生锈原理的应用:利用铁粉缓慢氧化放热制成暖宝宝;利用铁粉生锈吸收氧气和水蒸气制成铁粉双吸剂,防止食品变质和受潮。
除去水中的氧气
隔绝空气
Fe2O3·xH2O
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2. 金属资源的保护
(1)防止铁制品生锈的措施:①保持铁制品表面的______________;②刷______________、电镀、烤蓝等;③改变铁制品组成,制成合金(如不锈钢等)。
(2)铁制品除锈:用砂纸打磨(物理方法);用稀盐酸或稀硫酸浸泡(化学方法)(注意酸不能过量,且金属制品不能长时间与酸接触)。
干燥和洁净
油漆、涂油
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(3)保护金属资源的措施:①防止______________;②______________废旧金属;③有计划、______________地开采金属矿物;④寻找金属的______________。
(4)金属回收利用的优点:既能节约______________,又能节约______________,还可以减少对环境的污染。
金属腐蚀
回收利用
合理
代用品
金属资源
能源
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【例1】(2022广州)人类从石器时代进入青铜器时代,继而进入铁器时代,都是以金属材料的使用作为标志的。下列说法正确的是( )
A. 铝制品在常温下有良好的抗腐蚀性
B. 纯铜比铜合金更适合用于制作耐磨齿轮
C. 铁锅清洗后未擦干的水可隔绝空气减缓锈蚀
D. 含铅、汞等重金属的废旧电池不可回收利用
A
考点精讲
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【例2】(2022广东)对铁生锈与燃烧条件的实验探究如图1-5-6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
C
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考点点拨 防止铁制品生锈的措施:①保持金属表面的干燥和洁净;②刷油漆、涂油、电镀、烤蓝等;③改变组成,制成合金(如不锈钢等)。
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1. (2025青岛)下列做法有利于防止金属生锈的是( )
A. 自行车淋雨后未及时擦干
B. 给室外铁制篮球架刷油漆
C. 将钢铁制品存放在潮湿的环境中
D. 经常用食盐水清洗铁制品
B
考点精练
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2. (2024西藏)青藏高原有丰富的金属矿产资源。下列有关金属资源的利用和保护不正确的是( )
A. 将铁制品放在潮湿的空气里
B. 在钢铁表面涂油、刷漆都能防止生锈
C. 废旧金属回收利用可以节约金属资源
D. 有计划、合理地开采矿物是保护金属资源的有效途径
A
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课堂巩固
1. (2025长沙)材料的应用贯穿人类文明。下列物品主要由金属材料制成的是( )
A. 四羊青铜方尊 B. 人面鱼纹彩陶盆
C. 有机人工角膜 D. 高强度芳纶纸
2. (2023常州)同学们收集的下列矿石样品中,主要成分为Fe3O4的是( )
A. 赤铁矿 B. 磁铁矿 C. 孔雀石 D. 铝土矿
A
B
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3. (2025广西)下列对铁片的处理方式中,容易导致其生锈的是( )
A. 在表面喷漆 B. 制成不锈钢
C. 在表面涂油 D. 泡在海水中
D
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4. (2025河南)金属在改善人类生活方面发挥着巨大作用。下列相关叙述不正确的是( )
A. 纯铜的硬度比黄铜的大
B. 钛合金具有良好的抗腐蚀性能
C. 铁制品刷漆可防止生锈
D. 回收废旧金属可实现资源再利用
A
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5. (2024深圳)如图1-5-7所示实验现象,正确的是( )
A. 如图甲,大海同学滴入CuSO4溶液后,可以用铁粉把Cu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中铁钉产生的铁锈最多
B
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6. (2024青岛)钢铁是目前应用最广泛的金属。钢铁工业的发展状况是衡量一个国家工业化水平的重要标志。
(1)早在春秋时期,我国就掌握了炼铁方法,其原理是
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2,反应过程中化合价降低的元素是______________。
Fe(或铁)
高温
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(2)如今铁制品应用于生活的方方面面。如用铁锅做饭,主要因为铁具有______________性。
(3)不锈钢不易生锈,铁容易生锈,二者性质不同的原因是_________________________。请列举一条生活中防止铁锅生锈的方法:_________________________。铁制品生锈时应及时除锈,生产中可用盐酸除铁锈(主要成分是Fe2O3),反应的化学方程式为________________________________________________。
导热
物质的结构不同
将水擦干(合理即可)
Fe2O3+6HCl===== 2FeCl3+3H2O
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(4)随着生产力的发展,我国炼铁技术又有新突破,是少数几个掌握羰基铁粉生产技术的国家之一。羰基铁粉在国防军工领域有重要应用,其制备的简易流程如图1-5-8所示。制备Fe(CO)5时,先往设备中通入一段时间CO再加热的原因是_____________________
____________________,制备过程中可循环利用的物质是______________。
排尽设备内的
空气,防止爆炸
CO
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谢 谢 !
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