课题3 化学为人类提供丰富的材料 第1课时（同步讲义）化学沪科版五四学制2024九年级全一册

专题10 化学与人类社会进步 课题3 化学为人类提供丰富的材料 第1课时 人类如何利用和研制金属材料 教学目标 1．了解金属的物理性质； 2．知道金属与合金在性能上的主要差异，了解生活中常见合金的组成与用途，形成合理利用物质性质的意识。 3．了解金属矿物在自然界中的存在，知道工业炼铁的原理。 重点和难点 重点：金属的物理性质及与用途的关系；合金的性质；高炉炼铁的原理和化学方程式。 难点：合金的性质及对应的用途；高炉炼铁； ◆知识点一 金属的物理性质与用途 1．金属是生活中最常见的材料。 2．金属在生活中的常见用途及对应的性质 常见金属的用途 做装饰品 制作炊具 做电线、电缆 举例 金银器 铁锅 烹饪用铝箔 铜芯电缆 对应的性质 有金属光泽，良好的延展性 良好的导热性和延展性 有良好的导热性和延展性 良好的导电性和延展性 实验探究：金属的物理性质 取数片铜片、铁片和铝片，按下表进行实验，记录实验现象与结果。 步骤 实验现象 实验结果 （1）用砂纸打磨三种金属片，用滤纸擦拭后，观察颜色与光泽 铜片有红色金属光泽，铁片和铝片为银白色金属光泽 金属具有光泽 （2）尝试一下三种金属片是否容易被弯曲、折断 容易弯曲，不易折断 金属有良好的延展性 （3）利用酒精灯、坩埚钳、温度计试试三种金属片的导热能力 三种金属的导热能力： 铜﹥铝﹥铁 金属有良好的导热性 （4）利用电池、小灯泡、导线试试三种金属片的导电能力 连接三种金属片的小灯泡都发光 金属有良好的导电性 （5）用磁铁分别吸引三种金属片 铁能被吸引，铜铝不能被吸引 铁能被磁铁吸引 3．常见金属的物理共性： 大多数金属呈银白色，常温下为固体，具有优良的导电性、导热性和延展性。 4．金属的特性： 颜色：铜红色，金黄色；汞为液体；不同金属的密度、熔点、硬度、强度等差别较大。 5．性质决定用途 金属 铁 钨 钛 汞 性质 受到磁场作用能产生磁性 熔点高 较好的生物相容性 常温下呈液态且受热会膨胀 对应的用途 制作各种电磁装置 制作白炽灯中的灯丝 制作人造关节和骨骼 制作温度计 特别提醒： 1．“银白色”与“白色”是不同的，不能混淆。 2．纯铁块或纯铁片是银白色的，铁粉却是黑色的。是因为它们晶体单质的几何形状不同引起的。 3. 金属在导电性、导热性、延展性、熔点、密度、硬度等方面差异都很大。 即学即练 1．不能用下列方法来区分铁块和铜块的是 A．看形状 B．测密度 C．观颜色 D．用磁铁吸引 【答案】A 【详解】区分物质应基于其固有性质。 A、铁块和铜块可以被加工成各种形状，形状不具有特异性，不能依据形状来区分铁块和铜块，例如铁块可以被制成球形，铜块也可以制成同样的球形，仅通过形状无法判断是铁还是铜，符合题意。 B、铁的密度约为7.86g/cm3，铜的密度约为8.96g/cm3，密度是物质的特性之一，通过测量密度可以区分铁块和铜块，不符合题意。 C、铁块通常呈现银白色（在未生锈时），铜块一般呈现紫红色，颜色不同，通过观察颜色可以区分铁块和铜块，不符合题意。 D、铁具有铁磁性，能被磁铁吸引，而铜不能被磁铁吸引，利用这一性质可以区分铁块和铜块，不符合题意。 故选A。 2．2024年3月2日，我国航天员首次完成在轨航天器舱外设施的维修任务。出舱活动期间航天员会使用机械臂。在选用机械臂材质时，可以不考虑的性质是 A．高强度 B．有光泽 C．耐高温 D．密度小 【答案】B 【详解】A、机械臂在使用过程中需要承受一定的力，所以需要具有高强度的性质，故A选项不符合题意； B、机械臂在太空环境中，有光泽这一性质对其完成在轨航天器舱外设施的维修任务没有影响，所以选用机械臂材质时可以不考虑有光泽这一性质，故B选项符合题意； C、太空环境温度变化较大，机械臂需要耐高温，以适应太空环境，故C选项不符合题意； D、为了便于操作等，机械臂材质需要密度小，这样在使用时更轻便，故D选项不符合题意。 故选B。 ◆知识点二 合金 1.合金：由一种金属与其他金属或非金属熔合而成的具有金属特性的物质。 2.金属材料：金属及其合金的统称。 3.合金的优良性能： （1）合金比组成它的纯金属硬度和强度大； （2）合金比组成它的纯金属熔点低； （3）合金比组成它的纯金属抗腐蚀性强。 4.常见的合金 合金 主要成分 主要性能 主要用途 镁铝合金 镁、铝 低密度、高强度 航天器、航空器 硬铝 铝、铜、镁、硅 质轻、坚硬、耐腐蚀 建筑材料 不锈钢 铁、铬、镍 抗腐蚀 医疗器械、炊具、餐具 黄铜 铜、锌 坚硬、耐腐蚀 机器零件、日用品 焊锡 锡、铅 熔点低 焊接金属 钛合金 钛、铝、钒 耐高温、耐腐蚀、强度高 航天、航空工业及化学工业 特别提醒： 1．合金是混合物。四氧化三铁不是合金，因为它是化合物。 2．合金中一定有金属，各种元素以单质形式存在；也可以有非金属。 3．合金具有金属的共性。 4．制成合金的金属熔点应该接近，熔点相差太大的金属不容易形成合金。 即学即练 1．河南博物院馆藏的下列文物中，主要由金属材料制成的是 A．青铜器 B．龙纹玉佩 C．骨笛 D．青花瓷瓶 【答案】A 【详解】青铜器为铜锡合金，属于金属材料；龙纹玉佩主要成分为玉石，骨笛由动物骨骼制成，青花瓷瓶为陶瓷制品，三者均非金属材料。故选A。 2．下列有关金属及其合金的说法正确的是 ①合金中至少含有一种金属； ②金属单质常温下都是固体； ③黄铜和黄金都属于常见合金； ④生铁和钢都是铁合金，但钢中的含碳量比生铁中高； ⑤生铁不能完全溶解于足量稀盐酸中 A．①⑤ B．①④ C．①③ D．②⑤ 【答案】A 【详解】①合金是由金属与金属或非金属熔合而成，至少含一种金属，正确； ②汞在常温下为液体，错误； ③黄金是金属单质，黄铜是合金，错误； ④生铁含碳量（2%~4.3%）高于钢（0.02%~2%），错误； ⑤生铁中的碳不溶于盐酸，故不能完全溶解，正确。 故选A。 ◆知识点三 金属的冶炼 1. 金属矿石：绝大部分金属元素在自然界中以化合态存在，通常是以金属氧化物、碳酸盐等形式，这些化合物称为金属矿石。 2. 金属的冶炼：由金属矿石经化学变化转化得到金属的过程称为金属的冶炼。 金属冶炼的难易程度与其活动性顺序存在一定关系。 3. 高炉炼铁 （1）设备：高炉； （2）原料：铁矿石、焦炭、石灰石、热空气； （3）原理：在高温下，一氧化碳将铁矿石中的氧化铁转化为单质铁，这个过程称为还原。 化学方程式为：Fe2O3 + 3CO 2Fe+3CO2 （4）各原料的作用： 赤铁矿石——提供铁元素； 焦炭——①燃烧放热，提供高温环境，维持炉温；②提供还原剂CO； 石灰石——将矿石中的二氧化硅转化成炉渣； 热空气——提供焦炭燃烧所需的氧气。 （5）产品：生铁 （6）以磁铁矿为原料炼铁的化学方程式：Fe3O4 + 4CO 3Fe+4CO2 4. 生铁和钢 生铁 钢 含碳量 2% ～ 4.3% 0.03% ～ 2% 性能 质地硬而脆 兼具硬度与韧性 用途 常用于制作抗磨损的铸件，如机床底座、各类曲轴、齿轮、活塞等。 应用范围更加广泛。如钢筋、钢管、机床零件、汽车车身、特种钢可做厨具、医疗器械等。 转化 生铁放在炼钢炉中，用氧气进一步冶炼，将含碳量降低，同时去除硫、磷等其他杂质。 5. 金属资源的保护 （1）原因：在地壳中，金属矿石资源是有限且不可再生的。 （2）回收废弃金属的优点：可以节约金属资源、减少开采矿石引起的环境污染、降低金属冶炼消耗的能源，还能降低金属的价格。 特别提醒： 高炉炼铁使用的原料是焦炭，反应的原理却是一氧化碳还原氧化铁，原因是：气体与固体的接触面积大于固体之间的接触面积，一氧化碳是气体，与赤铁矿石的接触面积远大于焦炭和赤铁矿石的接触面积，故主要是一氧化碳做还原剂，还原氧化铁。 即学即练 1．《天工开物》中描述了古代炼铁的方法：“凡铁一炉载土(铁矿石)二千余斤，或用硬木柴，或用煤炭，南北各从利便。扇炉风箱必用四人、六人带拽。”下列说法不正确的是 A．硬木柴可以作燃料，提供热量 B．拉动风箱能够使燃料充分燃烧 C．炼铁所用赤铁矿的主要成分是Fe3O4 D．上述过程制得的生铁属于合金 【答案】C 【详解】A、硬木柴能燃烧，放出热量，所以可以作燃料，提供热量，故说法正确； B、拉动风箱可以补充大量空气，能够使燃料充分燃烧，故说法正确； C、赤铁矿的主要成分是氧化铁，化学式为：Fe2O3，故说法错误； D、生铁主要成分是铁，还含有碳等物质，是合金，故说法正确。 故选C。 2．工业上冶炼钢铁的主要工艺流程如下： (1)常见的铁矿石有赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿，其中赤铁矿的主要成分是 （填化学式）。 (2)焦炭在炼铁过程中的主要作用是 ；原料中石灰石（主要成分为）在高温下可将铁矿石中的转变为炉渣，同时生成一种氧化物，该反应的化学方程式为 。 (3)炼铁高炉中鼓入热空气的目的是 ，从物质组成的角度分析，炼钢炉中通入氧气的目的是 。 (4)工业上冶炼铁得到的产品是 （填“纯铁”或“生铁”），属于 （填“纯净物”或“混合物”）。 【答案】(1) (2) 提供反应所需的热量、提供还原剂CO (3) 提高炉内温度 降低生铁中碳的含量 (4) 生铁 混合物 【详解】（1）赤铁矿的主要成分是氧化铁，化学式为Fe2O3； （2）焦炭燃烧会放出大量热，提高炉内温度，提供反应所需的热量，还可以反应生成具有还原性的一氧化碳，提供还原剂一氧化碳； 原料中石灰石（主要成分为 CaCO3 ）在高温下可将铁矿石中的 SiO2 转变为炉渣 (CaSiO3) ，同时生成一种氧化物，根据质量守恒定律，反应前后元素种类不变，则该氧化物为二氧化碳，该反应的化学方程式为：；　　　　 （3）炼铁高炉中鼓入热空气的目的是提高炉内温度； 碳能够与氧气反应生成二氧化碳，炼钢炉中通入O2的目的是降低生铁中C元素的含量； （4）工业上冶炼铁得到的产品是生铁，生铁是铁的合金，属于混合物。 一、金属的物理性质与用途 1． 金属的物理共性： （1）大多数金属呈银白色，常温下为固体，具有优良的导电性、导热性和延展性。 （2）金属的特性：不同金属的密度、熔点、硬度、强度等差别较大。 （3）性质决定用途：铁受到磁场作用能产生磁性，被用于制作各种电磁装置；钨的熔点高，被用于制作白炽灯中的灯丝；钛具有较好的生物相容性，被用于制作人造关节和骨骼；汞在常温下呈液态且受热会膨胀，被用于制作温度计等。 2. 合金 （1）合金概念：由一种金属与其他金属或非金属熔合而成的具有金属特性的物质。 （2）金属材料：金属及其合金的统称。 （3）合金的优良性能：合金比组成它的纯金属硬度和强度大；熔点低；抗腐蚀性强。 实践应用 1．金属的用途主要由性质决定的，下面有关用途和性质的对应关系正确的 A．在铁制水龙头表面镀铬只是为了美观 B．灯泡的灯丝用钨制不用锡制，因为钨的熔点比锡高 C．电线用铜制而不用银，是因为铜的导电性优于银 D．菜刀用铁制而不用铝制是因为自然界的铁资源比铝资源丰富 【答案】B 【详解】A. 在铁制水龙头表面镀铬是因为铬的硬度大，耐磨且具有优良的抗腐蚀性，不易生锈，此选项错误； B. 钨熔点高（3422°C），不易熔化，锡熔点低（232°C），易熔化，此选项正确； C. 银的导电性优于铜，但银的价格较高，所以电线用铜制而不用银，此选项错误； D. 铁硬度大，适合作刀具，而铝软，此选项错误。 故选B。 2．“探索”载人月球车是由我国自主设计制作。月球车在研制中使用了大量的金属材料，下列有关金属及金属材料的说法正确的是 A．合金中至少含两种金属 B．日常生活中大量使用的是合金而不是纯金属 C．常温下所有金属都是固态 D．纯金属一般比它组成的合金熔点低 【答案】B 【详解】A、合金是金属与金属或非金属熔合而成具有金属特征的混合物，至少含一种金属，说法错误，不符合题意； B、合金比纯金属有更加优良的性能，所以日常生活中大量使用的是合金而不是纯金属，说法正确，符合题意； C、金属在常温下不都是固态的，如汞在常温下为液态，说法错误，不符合题意； D、合金的熔点一般比组成它的纯金属的熔点低，说法错误，不符合题意。 故选：B。 二、金属的冶炼 1. 金属矿石：金属元素在自然界中以金属氧化物、碳酸盐等形式存在的化合物。 2. 金属的冶炼：由金属矿石经化学变化转化得到金属的过程。金属冶炼的难易程度与其活动性顺序存在一定关系。 3. 高炉炼铁 （1）设备：高炉； （2）原料：铁矿石、焦炭、石灰石、热空气； （3）原理：在高温下，一氧化碳将铁矿石中的氧化铁还原为单质铁 化学方程式为：Fe2O3 + 3CO 2Fe+3CO2 （4）产品：生铁 （5）生铁和钢的区别：生铁含碳量 2%～4.3%，硬而脆；钢含碳量0.03%～2%兼具硬度与韧性。 4. 金属资源的保护： （1）金属矿石资源是有限且不可再生的。 （2）回收废弃可以节约金属资源、减少环境污染、降低能源消耗和金属价格。 实践应用 1．我国矿物资源丰富。下列能保护金属资源的是 A．矿物资源无限可以任意开采 B．将废钢铁回收冶炼成钢 C．废金属不需要回收利用 D．将铁钉放置于潮湿的空气中 【答案】B 【详解】A、矿物资源是不可再生的有限资源，不能任意开采，此做法会浪费金属资源，错误。 B、将废钢铁回收冶炼成钢，属于 “回收利用废旧金属”，是保护金属资源的有效措施，正确。 C、废金属回收利用可减少资源浪费，“不需要回收” 的做法会损耗金属资源，错误。 D、铁钉置于潮湿空气中会生锈（金属腐蚀），会造成金属资源损耗，错误。 故选：B。 2．某钢铁厂用高炉炼得生铁，再利用生铁炼钢，其主要反应过程如下图所示： (1)高炉炼铁的原料主要是铁矿石、焦炭、 和空气等。在高炉里，反应①的作用是获得二氧化碳，并 。 (2)反应②的化学方程式是 ，反应③的化学方程式是 。 (3)生铁炼钢的原理主要是用氧气等物质将生铁里过多的 (填符号)和其他杂质除去。 【答案】(1) 石灰石 提供热量 (2) (3)C 【详解】（1）高炉炼铁的原料主要是铁矿石、焦炭、石灰石和空气等，在高炉里，反应①的作用是获得二氧化碳，该反应放出热量，同时提供热量，故填：石灰石，提供热量； （2）反应②是二氧化碳与焦炭在高温下反应生成一氧化碳，反应化学方程式为：；反应③是一氧化碳在高温下与赤铁矿的主要成分氧化铁反应，生成铁和二氧化碳，反应方程式为：； （3）生铁的含碳量为2%~4.3%，生铁炼钢的原理主要是用氧气等物质将生铁里过多的碳和其他杂质除去，故填：C。 考点一 金属材料 【例1】下列制作灯笼的材料中，属于金属材料的是 A．铁丝 B．彩纸 C．蜡烛 D．竹片 【答案】A 【详解】A、金属材料包括纯金属以及它们的合金，铁丝由金属铁制成，属于金属材料，故选项符合题意。 B、彩纸不是金属材料，故选项不符合题意。 C、蜡烛是石油产品，不是金属材料，故选项不符合题意。 D、竹片属于天然材料，不是金属材料，故选项不符合题意。 故选A。 解题要点 金属材料包括纯金属和合金；日常生活中接触到的金属制品大多数是合金。 【变式1-1】历史文物见证了我国古代劳动人民在化学实践活动中所展示的高超智慧。下列出土的文物属于金属材料的是 A．鱼纹彩陶盆 B．青铜大面具 C．酿酒画像砖 D．云龙纹瓷瓶 【答案】B 【详解】A、鱼纹彩陶盆，是一种陶器，属于无机非金属材料，故选项不符合题意。 B、金属材料包括纯金属以及它们的合金，青铜大面具是由青铜制成的，青铜是一种铜合金，属于金属材料，故选项符合题意。 C、酿酒画像砖是无机非金属材料，故选项不符合题意。 D、云龙纹瓷瓶，是一种瓷器，属于无机非金属材料，故选项不符合题意。 故选B。 【变式1-2】河北博物院珍藏了大量反映燕赵大地历史的文物。下列文物中制作材料属于金属材料的是 A．战国龙形青玉佩 B．磁州窑白釉黑彩瓷枕 C．青铜长信宫灯 D．曲阳石雕胁侍菩萨像 【答案】C 【详解】A、战国龙形青玉佩为玉石，属无机非金属材料，故选项不符合题意。 B、磁州窑白釉黑彩瓷枕为陶瓷，属无机非金属材料，故选项不符合题意。 C、金属材料包括纯金属以及它们的合金。青铜是铜锡合金，属于金属材料，故选项符合题意。 D、曲阳石雕胁侍菩萨像是石材制成的，属无机非金属材料，故选项不符合题意。 故选C。 考点二 金属的物理性质与用途 【例2】下列有关物质的性质和用途，有对应关系的是 A．氮气化学性质稳定，可用于医疗手术 B．伍德合金熔点较低，可用作保险丝 C．银的导电性能最好，常用于制作电线 D．二氧化碳能与水反应，可用于灭火 【答案】B 【详解】A、氮气化学性质稳定，但医疗手术中主要使用氧气或麻醉气体，用途不匹配，A不符合题意； B、伍德合金熔点较低，符合保险丝工作原理，B符合题意； C、银导电性最好但成本高，电线常用铜或铝，C不符合题意； D、二氧化碳用于灭火主要因其不能燃烧、不支持燃烧，且密度大，而非与水反应，性质与用途不对应，D不符合题意。 故选B。 解题要点 金属物理性质： (1)常温下为固体（特殊：汞为液体），有金属光泽，密度较大，熔点较高。 (2)大多数金属呈银白色，特殊：铜红色，金黄色，铁粉黑色(铁片为银白色)。 (3)大多数金属具有优良的导电性、导热性、延展性。 【变式2-1】下列物质的性质和用途对应关系正确的是 A．稀有气体化学性质不活泼，可用于霓虹灯 B．炭黑在常温下化学性质不活泼，可用于书写字画长时间保存不变色 C．铜具有良好的导热性，可用作导线 D．一氧化碳具有可燃性，可用于冶炼金属 【答案】B 【详解】A、稀有气体用于霓虹灯是因为稀有气体在通电时能发出不同颜色的光，而不是因为其化学性质不活泼，错误。 B、炭黑的主要成分是碳，在常温下，碳的化学性质不活泼，不易与其他物质发生化学反应。所以用炭黑书写字画，能长时间保存不变色，正确。 C、铜用作导线是因为铜具有良好的导电性，而不是导热性，错误。 D、一氧化碳用于冶炼金属是利用其还原性，能将金属从其化合物中还原出来，而不是可燃性，错误。 故选B。 【变式2-2】）生活中的五金指的是“金、银、铜、铁、锡”。下列金属的性质与用途的对应关系不正确的是 A．铁具有可燃性——制铁锅 B．铜的导电性好——用于制电线 C．金有金属光泽——作饰品 D．焊锡的熔点低——用于焊接金属 【答案】A 【详解】A、铁用于制铁锅是由于其导热性和强度，而非可燃性，故A错误； B、铜导电性好，适合制电线，故B正确； C、金有金属光泽且稳定，适合作饰品，故C正确； D、焊锡熔点低，易于焊接金属，故D正确。 故选A。 考点三 金属材料的选择依据 【例3】烟台西港区输油海底隧道，采用盾构机挖掘。该盾构机有多组金属刀片。刀片的选材不需要考虑的因素是 A．颜色 B．延展性 C．强度 D．硬度 【答案】A 【详解】盾构机刀片用于挖掘，则选材时需考虑硬度、强度和延展性等性能因素，但颜色与材料性能无关，不需要考虑，故选A。 解题要点 金属材料的选择：首先要能保证使用性能，即零件正常工作所必须具备的性能；其次兼顾材料的工艺性能，最后要考虑经济原则，要保证它的生产和使用的总成本最低。 【变式3-1】 2024年7月27日第三十三届夏季奥运会在法国巴黎开幕。奥运会纪念章使用了锌、铜等金属。在选择铸造该纪念章的金属时不需考虑的因素是 A．金属的耐磨性 B．金属的价格 C．金属的耐腐蚀性 D．金属的导电性 【答案】D 【详解】A、纪念章在流通和保存过程中会发生摩擦，耐磨性直接影响其使用寿命和外观，耐磨性是选材时需要考虑的因素； B、纪念章的铸造需要控制成本，价格是选材时需要考虑的因素； C、纪念章需要长期保存，耐腐蚀性是选材时需要考虑的因素； D、纪念章的功能是收藏与纪念，并不需要依靠导电性来发挥作用，导电性不是选材时需要考虑的因素； 故选：D。 【变式3-2】下表为某种金属的一些性质，据此分析，该金属不适宜做 熔点 密度 强度 导电性 导热性 抗腐蚀性 2500℃ 与钢相似 良好 良好 优异 A．保险丝 B．手术刀 C．航天材料 D．船舶外壳材料 【答案】A 【详解】A、保险丝用于电路保护，需在电流过大时迅速熔断以切断电路，因此要求材料具有低熔点（通常低于300℃）。该金属熔点高达2500℃，不易熔化，无法满足保险丝的功能需求。 B、手术刀需材料具有良好的抗腐蚀性（避免生锈和污染伤口）、足够的强度（保持锋利和耐用）。该金属抗腐蚀性优异，强度与钢相似（钢常用于手术器械），因此适宜。 C、航天材料需低密度（减轻重量）、高强度（承受高速和压力）、高熔点（耐高温，如大气层摩擦）和良好抗腐蚀性。该金属密度3 g/cm³（比铝的2.7 g/cm³略重，但比钢的7.8 g/cm³轻）、强度与钢相似、熔点2500℃耐高温、抗腐蚀性优异，综合性能满足航天要求。 D、船舶外壳需优异抗腐蚀性（抵抗海水腐蚀）和足够强度（承受风浪）。该金属抗腐蚀性优异，强度与钢相似（钢常用于船舶，但需防腐涂层；该金属抗腐蚀性更优），因此适宜。 故选A。 考点四 合金 【例4】下列不属于合金的是 A．生铁 B．不锈钢 C．黄铜 D．四氧化三铁 【答案】D 【详解】A、合金是由金属与金属或非金属熔合而成的混合物，生铁是铁碳合金，属于合金，不符合题意； B、不锈钢是铁的合金，属于合金，不符合题意； C、黄铜是铜锌合金，属于合金，不符合题意； D、四氧化三铁属于金属氧化物，不属于合金，符合题意。 故选D。 解题要点 合金和组成其的纯金属相比较，硬度一般更大，熔点一般更低，抗腐蚀性更好。 【变式4-1】下列说法正确的是 A．铝、钛、碳都属于金属元素 B．合金全部由金属元素组成 C．合金一般比其组分金属熔点高 D．合金的硬度一般比纯金属的大 【答案】D 【详解】A、由“金”字旁可知，铝元素和钛元素均属于金属元素，由“石”字旁可知，碳元素属于非金属元素，不符合题意； B、合金是指一种金属与另一种或几种金属或非金属经过混合熔化，冷却凝固后得到的具有金属性质的固体产物。则合金中一定含金属元素，可能含非金属元素，不符合题意； C、一般情况下，合金比组成它的纯金属熔点低，不符合题意； D、一般情况下，合金比组成它的纯金属硬度大，符合题意。 故选D。 【变式4-2】中国革命战争时期黄洋界保卫战中用到的迫击炮，炮身由钢制成。下列关于钢的性质描述，正确的是 A．钢的熔点比纯铁高 B．钢的硬度比纯铁大 C．钢比纯铁更易腐蚀 D．钢是一种新型元素 【答案】B 【详解】A、合金比组成它的纯金属熔点低，钢是铁的合金，则钢的熔点比纯铁低，不符合题意； B、合金比组成它的纯金属硬度大，钢是铁的合金，则钢的硬度比纯铁大，符合题意； C、合金比组成它的纯金属耐腐蚀，钢是铁的合金，则钢比纯铁更耐腐蚀，不符合题意； D、钢是铁的合金，钢中主要含铁、碳元素，不是一种新型元素，不符合题意。 故选B。 考点五 铁的冶炼 【例5】下列关于工业炼铁，说法正确的是 A．主要设备：高炉 B．主要原料：铁矿石、木炭、石灰石 C．炉渣的密度大于生铁 D．排放气体主要是一氧化碳、二氧化碳 【答案】A 【详解】A、工业炼铁的主要设备是高炉，选项正确，符合题意； B、工业炼铁主要原料为铁矿石、石灰石、空气、焦炭，不是“木炭”，选项错误，不符合题意； C、炉渣密度小于生铁，便于分离，选项错误，不符合题意； D、高炉炼铁通入的是空气，其中氮气占空气体积的78%且不参加反应，所以废气的主要成分应该有二氧化碳、一氧化碳和氮气，选项错误，不符合题意； 故选A。 解题要点 1．炼铁的设备：高炉 2．炼铁的原料：铁矿石、焦炭、石灰石、热空气 3．炼铁的原理：利用炉内反应生成的一氧化碳把铁从氧化铁中还原出来 4．各原料的作用： ①赤铁矿石：提供铁元素； ②焦炭：燃烧放热，维持炉温；提供还原剂CO ③石灰石：将矿石中的二氧化硅转化成炉渣 ④热空气：提供焦炭燃烧所需的氧气 【变式5-1】下列关于工业炼铁的叙述不正确的是 A．炼铁的设备是高炉 B．炼铁得到的产品是生铁 C．工业炼铁需要消耗大量的能源 D．炼铁原料中焦炭的主要作用：一是燃烧提供高温；二是作为还原剂还原氧化铁 【答案】D 【详解】A、工业炼铁的主要设备是高炉，这是初中化学中明确的知识点，该说法正确。 B、炼铁得到的产品是生铁（含碳量的铁合金），纯铁需要通过进一步炼钢得到，该说法正确。 C、工业炼铁需要维持高温条件，焦炭燃烧、铁矿石还原等过程都要消耗大量能源，该说法正确。 D、焦炭在炼铁中的作用分为两步：燃烧生成并提供高温；与反应生成（一氧化碳），真正还原氧化铁的是一氧化碳（），而非焦炭（）本身，该说法不正确。 故选：D。 【变式5-2】《天工开物》记载的“生铁、熟铁(即钢)连续生产工艺”处于当时世界领先地位，是现代冶金工艺的雏形，其流程如图所示。下列说法不正确的是 A．生铁和熟铁都属于金属材料 B．木炭的作用之一是提供热量 C．生铁和熟铁的含碳量不同 D．生铁中通入氧气的主要目的是将铁氧化 【答案】D 【详解】A、生铁和熟铁都是铁的合金，都属于金属材料，故选项说法正确； B、炼铁需要高温，木炭燃烧放出热量，因此木炭的作用之一提供热量，故选项说法正确； C、生铁和熟铁的区别是含碳量，熟铁的含碳量更低，故选项说法正确； D、生铁和熟铁的区别是含碳量，熟铁的含碳量更低，生铁中通入氧气的主要目的是与碳反应生成二氧化碳，从而降低含碳量，故选项说法错误。 故选D。 考点六 金属资源的保护 【例6】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．铁制品刷漆可以防止生锈 B．不同金属具有一些共同的物理性质 C．纯铜的硬度比黄铜的大 D．回收废旧金属可实现资源的再利用 【答案】C 【详解】A、铁制品刷漆能隔绝氧气和水，防止生锈，说法正确，不符合题意； B、不同金属具有一些共同的物理性质，如导电性、导热性等，说法正确，不符合题意； C、合金的硬度一般比组成它的纯金属的硬度大，因此黄铜的硬度比纯铜的大，说法错误，符合题意； D、回收废旧金属可实现资源的再利用，说法正确，不符合题意。 故选：C。 解题要点 金属矿石资源是有限且不可再生的。回收废弃金属可以节约金属资源、减少开采矿石引起的环境污染、降低金属冶炼消耗的能源，还能降低金属的价格。 【变式6-1】下列关于金属资源的叙述错误的是 A．地球上金属资源大多数以化合物的形式存在 B．地球上的金属资源是有限的，属于不可再生资源 C．随意丢弃金属废弃物只会污染土壤，不会污染水 D．回收利用废旧金属既可以保护环境，又能节约资源 【答案】C 【详解】A、地球上金属资源除金、银等以单质形式存在，大多数以化合物的形式存在。说法正确，不符合题意； B、地球上的金属资源是有限的，属于不可再生资源。说法正确，不符合题意； C、金属离子可溶于水，随意丢弃金属废弃物，不仅污染土壤，还可能通过雨水冲刷或渗滤污染水体，造成水污染。说法错误，符合题意； D、回收利用废旧金属既可以保护环境，又能节约资源 。说法正确，不符合题意； 故选C。 【变式6-2】我国的矿物资源丰富，但不能再生。下列能保护金属资源的是 A．寻找金属代用品 B．矿物资源无限，可以任意开采 C．废旧金属不需要回收利用 D．将铁钉放置于潮湿的空气中 【答案】A 【详解】A、寻找金属代用品可减少金属消耗，保护资源； B、矿物资源有限，不能任意开采； C、废旧金属应回收利用，而非不回收； D、将铁钉置于潮湿空气中会导致生锈，浪费资源。 故选A。 基础达标 1．（25-26九年级上·上海·月考）中国国家博物馆馆藏的下列国宝级文物中，其主要制作材料属于金属材料的是 A．【新石器时代】陶鹰鼎 B．【商】四羊青铜方尊 C．【秦】“九九表”竹简 D．【隋】绿玻璃盖小罐 【答案】B 【详解】金属材料指纯金属或合金。 A、陶鹰鼎由陶瓷制成，陶瓷属于固体非金属材料，不符合题意。 B、四羊青铜方尊由青铜（铜锡合金）制成，属于金属材料，符合题意。 C、竹简由竹子制成，竹子是一种天然的有机植物材料，不符合题意。 D、绿玻璃盖小罐由玻璃制成，玻璃属于固体非金属材料，不符合题意。 故选B。 2．（24-25八年级上·上海·期中）铝箔厚度仅为0.01 mm， 它由铝块加工而成，这体现了金属铝具有的性质是 A．密度小 B．导电性 C．导热性 D．延展性 【答案】D 【详解】铝箔厚度仅为0.01 mm， 它由铝块加工而成，说明铝具有良好的延展性。 故选D。 3．（25-26九年级上·上海·月考）唐代文学家刘禹锡在《浪淘沙》中写道“美人首饰侯王印，尽是沙中浪底来”。诗中描述的是一种在自然界中有单质形式存在的金属，该金属是 A．铝 B．铁 C．铜 D．金 【答案】D 【详解】诗句描述从沙中淘洗金属用于首饰和印章，金在自然界中以单质形式存在，化学性质稳定，常见于沙金中；铝、铁、铜在自然界中主要以化合物形式存在。 故选D。 4．（2023·上海·模拟预测）下列有关金属材料的说法错误的是 A．黄铜比纯铜更软 B．合金中至少含有 1 种金属元素 C．目前年产量最高的金属是铁 D．大多数金属都有较好的导电性和延展性 【答案】A 【详解】A、黄铜是铜锌合金，合金比组成它的纯金属硬度大，故选项符合题意； B、合金是指一种金属与另一种或几种金属或非金属经过混合熔化，冷却凝固后得到的具有金属性质的固体产物，则合金中至少含有一种金属元素，故选项不符合题意； C、目前年产量最高的金属是铁，故选项不符合题意； D、大多数金属都具有良好的导电性、导热性、延展性，故选项不符合题意。 故选A。 5．（25-26九年级上·湖南衡阳·期末）中华传统文化包含很多的化学知识，《吕氏春秋》中记载“金(古指铜)柔锡柔，合两柔则刚”，说明合金比组成它的纯金属 A．色泽光亮 B．硬度更大 C．导热性更好 D．熔点更低 【答案】B 【详解】金（指铜）柔锡柔，合两柔则刚”，说明合金比组成它的纯金属的硬度大，不能说明合金比组成它的纯金属的熔点低、色泽光亮、导热性更好，故选：B。 6．（25-26九年级上·山东泰安·期末）汉字是中华文化的瑰宝，兽骨、竹木、丝绸、青铜都曾为汉字的记录载体，其中属于合金的是 A．兽骨 B．竹木 C．丝绸 D．青铜 【答案】D 【详解】A、兽骨属于天然材料，不属于合金，不符合题意； B、竹木属于天然材料，不属于合金，不符合题意； C、丝绸属于天然材料，不属于合金，不符合题意； D、青铜是铜锡合金，属于合金，符合题意。 故选：D。 7．（25-26九年级上·辽宁辽阳·期末）如图为工业炼铁及炼钢的流程示意图，下列说法不正确的是 A．过程I焦炭的作用是提供热量 B．过程Ⅱ发生的化学反应为放热反应 C．过程Ⅲ炼铁原理为 D．过程IV通入氧气是为了降低生铁中的含碳量 【答案】B 【详解】A、过程I是焦炭与氧气反应生成二氧化碳，同时放出大量热，故说法正确； B、过程Ⅱ是焦炭和二氧化碳在高温下反应生成一氧化碳，此反应为吸热反应，故说法错误； C、工业炼铁的原理是一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：，故说法正确； D、生铁和钢均为铁合金，但生铁的含碳量较高，碳燃烧生成二氧化碳，则通入氧气是为了降低生铁中碳元素的含量，故说法正确。 故选B。 8．（25-26九年级上·辽宁大连·月考）明代科学著作《天工开物》记载了铁的有关知识：①炼铁：“或用木炭，……扇炉风箱，……土（铁矿石）化成铁……”；②炼钢：“凡钢铁炼法，……火力到时，生铁先化，渗淋熟铁之中……”；③铁器：“烧铁器淬于胆矾水中，即成铜色也”。下列说法不正确的是 A．木炭可以为炼铁提供温度 B．“土（铁矿石）化成铁”发生了化学变化 C．“生铁”的熔点比“熟铁”高 D．“铜色”为红色 【答案】C 【详解】A、木炭燃烧放出大量的热，可为炼铁提供温度，不符合题意； B、“土（铁矿石）化成铁”，有铁等新物质生成，属于化学变化，不符合题意； C、火力到时，生铁先化，渗淋熟铁之中，说明“生铁”的熔点比“熟铁”低，符合题意； D、铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，铜为红色，不符合题意。 故选C。 9．（2023·江苏苏州·中考真题）铁是应用最广泛的金属。下列有关说法正确的是 A．炼铁原理是用合适的物质将单质铁转化为氧化铁 B．将生铁中的大部分碳反应除去得到的钢是纯净物 C．铁制品高温处理后，表面形成的致密氧化膜有防腐作用 D．日常生活中的废旧铁制品直接填埋处理 【答案】C 【详解】A、炼铁原理是用合适的物质将氧化铁在一定条件下转化为单质铁，不符合题意； B、生铁和钢均是铁的合金，但是生铁的含碳量比钢高，炼钢的原理是将生铁中的大部分碳反应除去，但是得到的钢也是由铁、碳等混合而成，属于混合物，不符合题意； C、铁制品高温处理后，表面形成的致密氧化膜，可以隔绝氧气和水，防止铁进一步被锈蚀，符合题意； D、日常生活中的废旧铁制品应回收利用，可以节约金属资源，减少污染，不符合题意。 故选C。 10．（25-26九年级上·辽宁沈阳·期末）诸葛亮草船借箭后，箭头如果未使用，会逐渐生锈。关于金属重要内容之一是保护资源，矿产资源的储量是有限的，而且是不能再生的。下列不符合金属资源保护的有效途径是 A．回收利用废旧金属 B．寻找、研制金属的代用品 C．大力开采矿物资源 D．对金属制品采用有效的防护措施，防止金属腐蚀 【答案】C 【详解】A、回收利用废旧金属，可重新加工制成新的金属制品，既节约了金属资源，又减少了对环境的污染，是金属资源保护的有效途径，不符合题意。 B、寻找、研制金属的代用品，可减少对金属资源的依赖，从而保护金属资源，是金属资源保护的有效途径，不符合题意。 C、大力开采矿物资源，会使矿产资源加速枯竭，不符合金属资源保护的理念，不是金属资源保护的有效途径。应该有计划、合理地开采矿物资源，符合题意。 D、对金属制品采用有效的防护措施，防止金属腐蚀，可延长金属制品的使用寿命，间接保护了金属资源，是金属资源保护有效途径，不符合题意。 故选C。 11．（23-24九年级下·上海·随堂练习）金属材料在日常生活、工农业生产中有广泛应用，结合所学知识回答下列问题： (1)铜块能制成铜丝是利用了铜的 性。 (2)青铜是人类最早使用的铜锡合金，下列说法不正确的是______（填字母序号）。 A．青铜属于金属材料 B．铜的硬度比青铜大 C．青铜耐腐蚀 【答案】(1)延展 (2)B 【详解】（1）铜有良好的延展性可制成铜丝； （2）A、金属材料包括合金和纯金属，青铜是铜的一种合金，属于金属材料，故选项A说法正确； B、合金的性能比组成它的金属好，青铜比纯铜的硬度大，故选项B说法错误； C、青铜是合金，更耐腐蚀，故选项C说法正确； 故选：B。 12．（25-26九年级上·上海浦东新·期末）某工厂用赤铁矿(主要成分Fe2O3)炼铁，若要得到56t铁，理论上需要含Fe2O380%的赤铁矿多少吨？(写出计算过程) 【答案】 解：设若要得到56t铁，理论上需要氧化铁的质量为x x=80t 则需要含氧化铁80%的赤铁矿的质量为：80t÷80%=100t 答：若要得到56t铁，理论上需要含Fe2O380%的赤铁矿100t。 【详解】见答案。 综合应用 13．（25-26九年级上·江苏扬州·期末）《天工开物》里关于炼锡(Sn)有“入砂数百斤，丛架木炭，鼓鞴熔化”的记载，对于此处“砂”的主要成分的猜想，合理的是 A．SiO2 B．Fe2O3 C．Cu2(OH)2CO3 D．SnO2 【答案】D 【详解】《天工开物》记载的炼锡过程涉及碳还原反应，“砂”应指锡矿石，其主要成分为，与木炭共热可还原得到锡。故选D。 14．（2025·上海宝山·二模）上海博物馆中珍藏着众多艺术瑰宝，下列文物主要由金属材料制成的是 A．纸本水墨 B．玉器 C．刺绣 D．青铜器 【答案】D 【详解】A、纸本水墨是一种绘画形式，主要材料是纸和墨水，不属于金属材料，故A不符合题意； B、玉器是由玉石制成的，玉石是一种矿物，不属于金属材料，故B不符合题意； C、刺绣是一种纺织品艺术，主要材料是布料和丝线，不属于金属材料，故C不符合题意； D、青铜器是由青铜制成，青铜属于合金，属于金属材料，故D符合题意。 故选D。 15．（25-26八年级上·上海黄浦·期中）钨用来制造白炽灯的灯丝，下列说法不正确的是 A．钨属于金属 B．钨具有导电性 C．钨的熔点高 D．钨的化学性质活泼 【答案】D 【详解】A、钨的偏旁是“钅”，，所以钨元素属于金属元素，钨是一种金属，A正确； B、金属通常具有良好的导电性，钨也不例外，B正确； C、钨的熔点高是其用于灯丝的主要原因，C正确； D、钨的化学性质不活泼，在高温下相对稳定，D错误； 故选D。 16．（2025·福建漳州·一模）下列物质的性质与用途对应关系错误的是 A．钨丝熔点高——灯泡灯丝 B．氧气有助燃性——深海潜水 C．锰钢硬度大——坦克装甲 D．液氮汽化吸热——冷冻治疗 【答案】B 【详解】A、钨的熔点高，高温下不易熔断，适合用作灯泡灯丝，对应关系正确； B、氧气在深海潜水中主要用于供给呼吸，而非利用其助燃性（助燃性常用于支持燃烧，如炼钢），对应关系错误； C、锰钢硬度大、强度高，适合制造坦克装甲，对应关系正确； D、液氮汽化时吸收大量热量，可制造低温环境，可用于冷冻治疗，对应关系正确； 故选B。 17．（25-26九年级上·江苏扬州·期末）《梦溪笔谈》中记载：“但取精铁，锻之百余火，每锻称之，一锻一轻，至累锻而斤两不减，则纯钢也。”下列说法不正确的是 A．精铁属于合金 B．最终得到的纯钢是纯铁 C．精铁“锻之”的目的是降低含碳量 D．精铁锻后固体质量减小 【答案】B 【详解】A、根据题干中“一锻一轻”可知，锻造过程质量减少，是降低了碳的含量，故此处的‘精铁’应指含碳量较高的生铁。生铁是铁的合金，该选项不符合题意； B、纯钢是钢，含碳量0.03%~2%，为合金，并非纯铁，该选项符合题意； C、锻造时碳被氧化，含碳量降低，该选项不符合题意； D、题干中“一锻一轻”表明质量减小，该选项不符合题意； 故选B。 18．（25-26九年级上·陕西渭南·期末）炼铁厂以赤铁矿(主要成分为)、焦炭、石灰石、空气等为原料来炼铁，主要反应过程如图所示。下列说法不正确的是 焦炭二氧化碳一氧化碳生铁 A．①中通入过量空气的目的是使焦炭充分利用 B．②中焦炭的作用只是提供热量 C．③中发生反应的化学方程式为 D．图中二氧化碳与一氧化碳在一定条件下可相互转化 【答案】B 【详解】A、①中通入过量空气，能让焦炭充分燃烧生成CO2，使焦炭得到充分利用，该说法正确。 B、②中焦炭的作用有两个：一是燃烧放热提供高温，二是与CO2反应生成CO（还原剂），并非 “只是提供热量”，该说法错误。 C、③中是一氧化碳还原赤铁矿（主要成分为Fe2O3），反应的化学方程式为，该说法正确。 D、CO2与C在高温下可转化为CO，CO与O2（或金属氧化物）在一定条件下可转化为CO2，二者可相互转化，该说法正确。 故选B。 拓展培优 19．（2025·湖北·一模）明代科学著作《天工开物》记载了铁的有关知识：①炼铁：“或用木炭……扇炉风箱……土（铁矿石）化成铁………”；②炼钢：“凡钢铁炼法……火力到时，生铁先化，渗淋熟铁之中……；③铁器：“烧铁器淬于胆矾水中，即成铜色也。”下列说法错误的是 A．“风箱”鼓入空气能给木炭提供更多的氧气，使木炭燃烧更充分 B．“炼铁”时铁矿石中的含铁化合物被还原成铁 C．“生铁”中的含碳量比“熟铁”中的低 D．“烧铁器淬于胆矾水”，此反应中有铜生成 【答案】C 【详解】A、“风箱”鼓入空气，能给木炭提供更多的氧气，使木炭燃烧更充分，该选项说法正确； B、“炼铁”时，铁矿石中的含铁化合物的氧被夺取，发生的反应为还原反应，该选项说法正确； C、生铁的含碳量为2%~4.3%，熟铁的含碳量低于0.03%，“生铁”的含碳量比“熟铁”高，该选项说法不正确； D、铁和硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁，该选项说法正确。 故选C。 20．（25-26九年级上·江苏泰州·期末）我国科学家研发了一种闪速炼铁技术，用氢气还原铁矿石粉，只需3～6秒即可完成传统高炉5～6小时的炼铁过程，且还原率大于90%。如图为传统高炉炼铁和闪速炼铁的示意图。下列说法错误的是 A．传统高炉炼铁，反应炉中还原铁矿石的主要物质是焦炭 B．闪速炼铁通过将粉状铁矿砂喷入高温还原塔内，实现快速还原 C．闪速炼铁用氢气替代传统高炉炼铁的焦炭，减少了CO2的排放 D．闪速炼铁技术通入过量氢气，出炉烟气中的氢气可回收利用 【答案】A 【详解】A、传统高炉炼铁，反应炉中还原铁矿石的主要物质是一氧化碳，不是焦炭，符合题意； B、将粉状铁矿砂喷入高温还原塔内，可以增大反应物之间的接触面积，使反应更快更充分，不符合题意； C、氢气与铁的氧化物在高温下反应生成铁和水，故闪速炼铁用氢气替代传统高炉炼铁的焦炭，减少了CO2的排放，不符合题意； D、闪速炼铁技术，为保证铁矿砂能充分被还原，通入过量氢气，氢气作为还原剂参与反应，反应后未反应的氢气会随着烟气排出，出炉烟气中的氢气可回收利用，实现资源的有效利用，不符合题意。 故选A。 21．（2022·四川成都·中考真题）我国有着悠久的钢铁冶炼史，《天工开物》中记载的“炒钢法”如图1，该方法的生产过程可用图2表示。 资料：①潮泥灰主要成分是石灰石。②铁的熔点是1535℃。 根据图文回答下列问题。 (1)常见的铁矿石有赤铁矿和 (写一种)。 (2)不断鼓入空气的目的是 。 (3)炼铁炉中生成铁的化学方程式为 。 (4)撒入潮泥灰主要作用是 。不断翻炒液态生铁，是为了降低 元素的含量。 (5)钢的性能优良，如钢的熔点比纯铁 ，易于加工。 【答案】(1)磁铁矿（或菱铁矿） (2)提高炉温 (3)(或) (4) 除杂 碳/C (5)低 【详解】（1）常见的铁矿石有赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿； （2）不断鼓入空气的目的是为燃烧提供充足的氧气，使燃烧更加充分，为反应提供更高的温度； （3）赤铁矿的主要成分为氧化铁，磁铁矿的主要成分为四氧化三铁，氧化铁与一氧化碳在高温下反应生成铁与二氧化碳，化学反应方程式为：；四氧化三铁与一氧化碳在高温下反应生成铁与二氧化碳，化学反应方程式为：； （4）潮泥灰的主要成分是碳酸钙，碳酸钙在炼铁过程中的主要作用是吸收反应中产生的杂质，产生炉渣，故撒入潮泥灰达到除杂的目的；铁的熔点是1535℃，则液态的生铁为温度很高，不断翻炒液态生铁，是为了让生铁中的碳与氧气接触燃烧，以达到降低碳元素含量的目的； （5）钢是铁与碳等物质形成的合金，合金的熔点比其中组成中的纯金属熔点低，故钢的熔点比纯铁熔点低。 8 / 25 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题10 化学与人类社会进步 课题3 化学为人类提供丰富的材料 第1课时 人类如何利用和研制金属材料 教学目标 1．了解金属的物理性质； 2．知道金属与合金在性能上的主要差异，了解生活中常见合金的组成与用途，形成合理利用物质性质的意识。 3．了解金属矿物在自然界中的存在，知道工业炼铁的原理。 重点和难点 重点：金属的物理性质及与用途的关系；合金的性质；高炉炼铁的原理和化学方程式。 难点：合金的性质及对应的用途；高炉炼铁； ◆知识点一 金属的物理性质与用途 1．金属是生活中 的材料。 2．金属在生活中的常见用途及对应的性质 常见金属的用途 做装饰品 制作炊具 做电线、电缆 举例 金银器 铁锅 烹饪用铝箔 铜芯电缆 对应的性质 有 ，良好的 良好的 有良好的 良好的 实验探究：金属的物理性质 取数片铜片、铁片和铝片，按下表进行实验，记录实验现象与结果。 步骤 实验现象 实验结果 （1）用砂纸打磨三种金属片，用滤纸擦拭后，观察颜色与光泽 铜片有红色金属光泽，铁片和铝片为银白色金属光泽 金属具有 （2）尝试一下三种金属片是否容易被弯曲、折断 容易弯曲，不易折断 金属有良好的 （3）利用酒精灯、坩埚钳、温度计试试三种金属片的导热能力 三种金属的导热能力： 铜﹥铝﹥铁 金属有良好的 （4）利用电池、小灯泡、导线试试三种金属片的导电能力 连接三种金属片的小灯泡都发光 金属有良好的 （5）用磁铁分别吸引三种金属片 铁能被吸引，铜铝不能被吸引 铁 被磁铁吸引 3．常见金属的物理共性： 大多数金属呈 色，常温下为 ，具有优良的 、 和 。 4．金属的特性： 颜色：铜 ，金 ；汞为 ；不同金属的 、 、 、 等差别较大。 5．性质决定用途 金属 铁 钨 钛 汞 性质 受到磁场作用能产生 熔点 较好的 常温下呈 态且受热会 对应的用途 制作各种 装置 制作白炽灯中的 制作 制作 特别提醒： 1．“银白色”与“白色”是不同的，不能混淆。 2．纯铁块或纯铁片是银白色的，铁粉却是黑色的。是因为它们晶体单质的几何形状不同引起的。 3. 金属在导电性、导热性、延展性、熔点、密度、硬度等方面差异都很大。 即学即练 1．不能用下列方法来区分铁块和铜块的是 A．看形状 B．测密度 C．观颜色 D．用磁铁吸引 2．2024年3月2日，我国航天员首次完成在轨航天器舱外设施的维修任务。出舱活动期间航天员会使用机械臂。在选用机械臂材质时，可以不考虑的性质是 A．高强度 B．有光泽 C．耐高温 D．密度小 ◆知识点二 合金 1.合金：由一种金属与其他 熔合而成的具有 的物质。 2.金属材料： 及其 的统称。 3.合金的优良性能： （1）合金比组成它的纯金属 ； （2）合金比组成它的纯金属 ； （3）合金比组成它的纯金属 。 4.常见的合金 合金 主要成分 主要性能 主要用途 镁铝合金 镁、铝 低密度、高强度 航天器、航空器 硬铝 铝、铜、镁、硅 质轻、坚硬、耐腐蚀 建筑材料 不锈钢 铁、铬、镍 抗腐蚀 医疗器械、炊具、餐具 黄铜 铜、锌 坚硬、耐腐蚀 机器零件、日用品 焊锡 锡、铅 熔点低 焊接金属 钛合金 钛、铝、钒 耐高温、耐腐蚀、强度高 航天、航空工业及化学工业 特别提醒： 1．合金是混合物。四氧化三铁不是合金，因为它是化合物。 2．合金中一定有金属，各种元素以单质形式存在；也可以有非金属。 3．合金具有金属的共性。 4．制成合金的金属熔点应该接近，熔点相差太大的金属不容易形成合金。 即学即练 1．河南博物院馆藏的下列文物中，主要由金属材料制成的是 A．青铜器 B．龙纹玉佩 C．骨笛 D．青花瓷瓶 2．下列有关金属及其合金的说法正确的是 ①合金中至少含有一种金属； ②金属单质常温下都是固体； ③黄铜和黄金都属于常见合金； ④生铁和钢都是铁合金，但钢中的含碳量比生铁中高； ⑤生铁不能完全溶解于足量稀盐酸中 A．①⑤ B．①④ C．①③ D．②⑤ ◆知识点三 金属的冶炼 1. 金属矿石：绝大部分金属元素在自然界中以 存在，通常是以 、 等形式，这些化合物称为金属矿石。 2. 金属的冶炼：由金属矿石经 转化得到 的过程称为金属的冶炼。 金属冶炼的难易程度与其 存在一定关系。 3. 高炉炼铁 （1）设备： ； （2）原料： 、 、 、热空气； （3）原理：在高温下， 将铁矿石中的氧化铁转化为单质铁，这个过程称为 。 化学方程式为： （4）各原料的作用： 赤铁矿石——提供铁元素； 焦炭——①燃烧放热，提供高温环境，维持炉温；②提供还原剂CO； 石灰石——将矿石中的二氧化硅转化成炉渣； 热空气——提供焦炭燃烧所需的氧气。 （5）产品：生铁 （6）以磁铁矿为原料炼铁的化学方程式： 4. 生铁和钢 生铁 钢 含碳量 2% ～ 4.3% 0.03% ～ 2% 性能 质地硬而脆 兼具硬度与韧性 用途 常用于制作抗磨损的铸件，如机床底座、各类曲轴、齿轮、活塞等。 应用范围更加广泛。如钢筋、钢管、机床零件、汽车车身、特种钢可做厨具、医疗器械等。 转化 生铁放在炼钢炉中，用 进一步冶炼，将 降低，同时去除 等其他杂质。 5. 金属资源的保护 （1）原因：在地壳中，金属矿石资源是有限且不可再生的。 （2）回收废弃金属的优点：可以 、减少开采矿石引起的 、降低金属冶炼消耗的 ，还能降低金属的 。 特别提醒： 高炉炼铁使用的原料是焦炭，反应的原理却是一氧化碳还原氧化铁，原因是：气体与固体的接触面积大于固体之间的接触面积，一氧化碳是气体，与赤铁矿石的接触面积远大于焦炭和赤铁矿石的接触面积，故主要是一氧化碳做还原剂，还原氧化铁。 即学即练 1．《天工开物》中描述了古代炼铁的方法：“凡铁一炉载土(铁矿石)二千余斤，或用硬木柴，或用煤炭，南北各从利便。扇炉风箱必用四人、六人带拽。”下列说法不正确的是 A．硬木柴可以作燃料，提供热量 B．拉动风箱能够使燃料充分燃烧 C．炼铁所用赤铁矿的主要成分是Fe3O4 D．上述过程制得的生铁属于合金 2．工业上冶炼钢铁的主要工艺流程如下： (1)常见的铁矿石有赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿，其中赤铁矿的主要成分是 （填化学式）。 (2)焦炭在炼铁过程中的主要作用是 ；原料中石灰石（主要成分为）在高温下可将铁矿石中的转变为炉渣，同时生成一种氧化物，该反应的化学方程式为 。 (3)炼铁高炉中鼓入热空气的目的是 ，从物质组成的角度分析，炼钢炉中通入氧气的目的是 。 (4)工业上冶炼铁得到的产品是 （填“纯铁”或“生铁”），属于 （填“纯净物”或“混合物”）。 一、金属的物理性质与用途 1． 金属的物理共性： （1）大多数金属呈 色，常温下为 ，具有优良的 、 和 。 （2）金属的特性：不同金属的 、 、 、 等差别较大。 （3）性质决定用途：铁受到磁场作用能产生磁性，被用于制作各种电磁装置；钨的熔点高，被用于制作白炽灯中的灯丝；钛具有较好的生物相容性，被用于制作人造关节和骨骼；汞在常温下呈液态且受热会膨胀，被用于制作温度计等。 2. 合金 （1）合金概念：由一种金属与其他 熔合而成的具有 的物质。 （2）金属材料： 及其 的统称。 （3）合金的优良性能：合金比组成它的纯金属 ； ； 。 实践应用 1．金属的用途主要由性质决定的，下面有关用途和性质的对应关系正确的 A．在铁制水龙头表面镀铬只是为了美观 B．灯泡的灯丝用钨制不用锡制，因为钨的熔点比锡高 C．电线用铜制而不用银，是因为铜的导电性优于银 D．菜刀用铁制而不用铝制是因为自然界的铁资源比铝资源丰富 2．“探索”载人月球车是由我国自主设计制作。月球车在研制中使用了大量的金属材料，下列有关金属及金属材料的说法正确的是 A．合金中至少含两种金属 B．日常生活中大量使用的是合金而不是纯金属 C．常温下所有金属都是固态 D．纯金属一般比它组成的合金熔点低 二、金属的冶炼 1. 金属矿石：金属元素在自然界中以金属氧化物、碳酸盐等形式存在的 。 2. 金属的冶炼：由金属矿石经化学变化转化得到金属的过程。金属冶炼的难易程度与其 存在一定关系。 3. 高炉炼铁 （1）设备：高炉； （2）原料： 、 、石灰石、热空气； （3）原理：在高温下，一氧化碳将铁矿石中的氧化铁还原为单质铁 化学方程式为： （4）产品：生铁 （5）生铁和钢的区别：生铁含碳量 2%～4.3%，硬而脆；钢含碳量0.03%～2%兼具硬度与韧性。 4. 金属资源的保护： （1）金属矿石资源是有限且不可再生的。 （2）回收废弃可以 、减少 、降低能源消耗和金属价格。 实践应用 1．我国矿物资源丰富。下列能保护金属资源的是 A．矿物资源无限可以任意开采 B．将废钢铁回收冶炼成钢 C．废金属不需要回收利用 D．将铁钉放置于潮湿的空气中 2．某钢铁厂用高炉炼得生铁，再利用生铁炼钢，其主要反应过程如下图所示： (1)高炉炼铁的原料主要是铁矿石、焦炭、 和空气等。在高炉里，反应①的作用是获得二氧化碳，并 。 (2)反应②的化学方程式是 ，反应③的化学方程式是 。 (3)生铁炼钢的原理主要是用氧气等物质将生铁里过多的 (填符号)和其他杂质除去。 考点一 金属材料 【例1】下列制作灯笼的材料中，属于金属材料的是 A．铁丝 B．彩纸 C．蜡烛 D．竹片 解题要点 金属材料包括纯金属和合金；日常生活中接触到的金属制品大多数是合金。 【变式1-1】历史文物见证了我国古代劳动人民在化学实践活动中所展示的高超智慧。下列出土的文物属于金属材料的是 A．鱼纹彩陶盆 B．青铜大面具 C．酿酒画像砖 D．云龙纹瓷瓶 【变式1-2】河北博物院珍藏了大量反映燕赵大地历史的文物。下列文物中制作材料属于金属材料的是 A．战国龙形青玉佩 B．磁州窑白釉黑彩瓷枕 C．青铜长信宫灯 D．曲阳石雕胁侍菩萨像 考点二 金属的物理性质与用途 【例2】下列有关物质的性质和用途，有对应关系的是 A．氮气化学性质稳定，可用于医疗手术 B．伍德合金熔点较低，可用作保险丝 C．银的导电性能最好，常用于制作电线 D．二氧化碳能与水反应，可用于灭火 解题要点 金属物理性质： (1)常温下为固体（特殊：汞为液体），有金属光泽，密度较大，熔点较高。 (2)大多数金属呈银白色，特殊：铜红色，金黄色，铁粉黑色(铁片为银白色)。 (3)大多数金属具有优良的导电性、导热性、延展性。 【变式2-1】下列物质的性质和用途对应关系正确的是 A．稀有气体化学性质不活泼，可用于霓虹灯 B．炭黑在常温下化学性质不活泼，可用于书写字画长时间保存不变色 C．铜具有良好的导热性，可用作导线 D．一氧化碳具有可燃性，可用于冶炼金属 【变式2-2】）生活中的五金指的是“金、银、铜、铁、锡”。下列金属的性质与用途的对应关系不正确的是 A．铁具有可燃性——制铁锅 B．铜的导电性好——用于制电线 C．金有金属光泽——作饰品 D．焊锡的熔点低——用于焊接金属 考点三 金属材料的选择依据 【例3】烟台西港区输油海底隧道，采用盾构机挖掘。该盾构机有多组金属刀片。刀片的选材不需要考虑的因素是 A．颜色 B．延展性 C．强度 D．硬度 解题要点 金属材料的选择：首先要能保证使用性能，即零件正常工作所必须具备的性能；其次兼顾材料的工艺性能，最后要考虑经济原则，要保证它的生产和使用的总成本最低。 【变式3-1】 2024年7月27日第三十三届夏季奥运会在法国巴黎开幕。奥运会纪念章使用了锌、铜等金属。在选择铸造该纪念章的金属时不需考虑的因素是 A．金属的耐磨性 B．金属的价格 C．金属的耐腐蚀性 D．金属的导电性 【变式3-2】下表为某种金属的一些性质，据此分析，该金属不适宜做 熔点 密度 强度 导电性 导热性 抗腐蚀性 2500℃ 与钢相似 良好 良好 优异 A．保险丝 B．手术刀 C．航天材料 D．船舶外壳材料 考点四 合金 【例4】下列不属于合金的是 A．生铁 B．不锈钢 C．黄铜 D．四氧化三铁 解题要点 合金和组成其的纯金属相比较，硬度一般更大，熔点一般更低，抗腐蚀性更好。 【变式4-1】下列说法正确的是 A．铝、钛、碳都属于金属元素 B．合金全部由金属元素组成 C．合金一般比其组分金属熔点高 D．合金的硬度一般比纯金属的大 【变式4-2】中国革命战争时期黄洋界保卫战中用到的迫击炮，炮身由钢制成。下列关于钢的性质描述，正确的是 A．钢的熔点比纯铁高 B．钢的硬度比纯铁大 C．钢比纯铁更易腐蚀 D．钢是一种新型元素 考点五 铁的冶炼 【例5】下列关于工业炼铁，说法正确的是 A．主要设备：高炉 B．主要原料：铁矿石、木炭、石灰石 C．炉渣的密度大于生铁 D．排放气体主要是一氧化碳、二氧化碳 解题要点 1．炼铁的设备：高炉 2．炼铁的原料：铁矿石、焦炭、石灰石、热空气 3．炼铁的原理：利用炉内反应生成的一氧化碳把铁从氧化铁中还原出来 4．各原料的作用： ①赤铁矿石：提供铁元素； ②焦炭：燃烧放热，维持炉温；提供还原剂CO ③石灰石：将矿石中的二氧化硅转化成炉渣 ④热空气：提供焦炭燃烧所需的氧气 【变式5-1】下列关于工业炼铁的叙述不正确的是 A．炼铁的设备是高炉 B．炼铁得到的产品是生铁 C．工业炼铁需要消耗大量的能源 D．炼铁原料中焦炭的主要作用：一是燃烧提供高温；二是作为还原剂还原氧化铁 【变式5-2】《天工开物》记载的“生铁、熟铁(即钢)连续生产工艺”处于当时世界领先地位，是现代冶金工艺的雏形，其流程如图所示。下列说法不正确的是 A．生铁和熟铁都属于金属材料 B．木炭的作用之一是提供热量 C．生铁和熟铁的含碳量不同 D．生铁中通入氧气的主要目的是将铁氧化 考点六 金属资源的保护 【例6】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．铁制品刷漆可以防止生锈 B．不同金属具有一些共同的物理性质 C．纯铜的硬度比黄铜的大 D．回收废旧金属可实现资源的再利用 解题要点 金属矿石资源是有限且不可再生的。回收废弃金属可以节约金属资源、减少开采矿石引起的环境污染、降低金属冶炼消耗的能源，还能降低金属的价格。 【变式6-1】下列关于金属资源的叙述错误的是 A．地球上金属资源大多数以化合物的形式存在 B．地球上的金属资源是有限的，属于不可再生资源 C．随意丢弃金属废弃物只会污染土壤，不会污染水 D．回收利用废旧金属既可以保护环境，又能节约资源 【变式6-2】我国的矿物资源丰富，但不能再生。下列能保护金属资源的是 A．寻找金属代用品 B．矿物资源无限，可以任意开采 C．废旧金属不需要回收利用 D．将铁钉放置于潮湿的空气中 基础达标 1．（25-26九年级上·上海·月考）中国国家博物馆馆藏的下列国宝级文物中，其主要制作材料属于金属材料的是 A．【新石器时代】陶鹰鼎 B．【商】四羊青铜方尊 C．【秦】“九九表”竹简 D．【隋】绿玻璃盖小罐 2．（24-25八年级上·上海·期中）铝箔厚度仅为0.01 mm， 它由铝块加工而成，这体现了金属铝具有的性质是 A．密度小 B．导电性 C．导热性 D．延展性 3．（25-26九年级上·上海·月考）唐代文学家刘禹锡在《浪淘沙》中写道“美人首饰侯王印，尽是沙中浪底来”。诗中描述的是一种在自然界中有单质形式存在的金属，该金属是 A．铝 B．铁 C．铜 D．金 4．（2023·上海·模拟预测）下列有关金属材料的说法错误的是 A．黄铜比纯铜更软 B．合金中至少含有 1 种金属元素 C．目前年产量最高的金属是铁 D．大多数金属都有较好的导电性和延展性 5．（25-26九年级上·湖南衡阳·期末）中华传统文化包含很多的化学知识，《吕氏春秋》中记载“金(古指铜)柔锡柔，合两柔则刚”，说明合金比组成它的纯金属 A．色泽光亮 B．硬度更大 C．导热性更好 D．熔点更低 6．（25-26九年级上·山东泰安·期末）汉字是中华文化的瑰宝，兽骨、竹木、丝绸、青铜都曾为汉字的记录载体，其中属于合金的是 A．兽骨 B．竹木 C．丝绸 D．青铜 7．（25-26九年级上·辽宁辽阳·期末）如图为工业炼铁及炼钢的流程示意图，下列说法不正确的是 A．过程I焦炭的作用是提供热量 B．过程Ⅱ发生的化学反应为放热反应 C．过程Ⅲ炼铁原理为 D．过程IV通入氧气是为了降低生铁中的含碳量 8．（25-26九年级上·辽宁大连·月考）明代科学著作《天工开物》记载了铁的有关知识：①炼铁：“或用木炭，……扇炉风箱，……土（铁矿石）化成铁……”；②炼钢：“凡钢铁炼法，……火力到时，生铁先化，渗淋熟铁之中……”；③铁器：“烧铁器淬于胆矾水中，即成铜色也”。下列说法不正确的是 A．木炭可以为炼铁提供温度 B．“土（铁矿石）化成铁”发生了化学变化 C．“生铁”的熔点比“熟铁”高 D．“铜色”为红色 9．（2023·江苏苏州·中考真题）铁是应用最广泛的金属。下列有关说法正确的是 A．炼铁原理是用合适的物质将单质铁转化为氧化铁 B．将生铁中的大部分碳反应除去得到的钢是纯净物 C．铁制品高温处理后，表面形成的致密氧化膜有防腐作用 D．日常生活中的废旧铁制品直接填埋处理 10．（25-26九年级上·辽宁沈阳·期末）诸葛亮草船借箭后，箭头如果未使用，会逐渐生锈。关于金属重要内容之一是保护资源，矿产资源的储量是有限的，而且是不能再生的。下列不符合金属资源保护的有效途径是 A．回收利用废旧金属 B．寻找、研制金属的代用品 C．大力开采矿物资源 D．对金属制品采用有效的防护措施，防止金属腐蚀 11．（23-24九年级下·上海·随堂练习）金属材料在日常生活、工农业生产中有广泛应用，结合所学知识回答下列问题： (1)铜块能制成铜丝是利用了铜的 性。 (2)青铜是人类最早使用的铜锡合金，下列说法不正确的是______（填字母序号）。 A．青铜属于金属材料 B．铜的硬度比青铜大 C．青铜耐腐蚀 12．（25-26九年级上·上海浦东新·期末）某工厂用赤铁矿(主要成分Fe2O3)炼铁，若要得到56t铁，理论上需要含Fe2O380%的赤铁矿多少吨？(写出计算过程) 综合应用 13．（25-26九年级上·江苏扬州·期末）《天工开物》里关于炼锡(Sn)有“入砂数百斤，丛架木炭，鼓鞴熔化”的记载，对于此处“砂”的主要成分的猜想，合理的是 A．SiO2 B．Fe2O3 C．Cu2(OH)2CO3 D．SnO2 14．（2025·上海宝山·二模）上海博物馆中珍藏着众多艺术瑰宝，下列文物主要由金属材料制成的是 A．纸本水墨 B．玉器 C．刺绣 D．青铜器 15．（25-26八年级上·上海黄浦·期中）钨用来制造白炽灯的灯丝，下列说法不正确的是 A．钨属于金属 B．钨具有导电性 C．钨的熔点高 D．钨的化学性质活泼 16．（2025·福建漳州·一模）下列物质的性质与用途对应关系错误的是 A．钨丝熔点高——灯泡灯丝 B．氧气有助燃性——深海潜水 C．锰钢硬度大——坦克装甲 D．液氮汽化吸热——冷冻治疗 17．（25-26九年级上·江苏扬州·期末）《梦溪笔谈》中记载：“但取精铁，锻之百余火，每锻称之，一锻一轻，至累锻而斤两不减，则纯钢也。”下列说法不正确的是 A．精铁属于合金 B．最终得到的纯钢是纯铁 C．精铁“锻之”的目的是降低含碳量 D．精铁锻后固体质量减小 18．（25-26九年级上·陕西渭南·期末）炼铁厂以赤铁矿(主要成分为)、焦炭、石灰石、空气等为原料来炼铁，主要反应过程如图所示。下列说法不正确的是 焦炭二氧化碳一氧化碳生铁 A．①中通入过量空气的目的是使焦炭充分利用 B．②中焦炭的作用只是提供热量 C．③中发生反应的化学方程式为 D．图中二氧化碳与一氧化碳在一定条件下可相互转化 拓展培优 19．（2025·湖北·一模）明代科学著作《天工开物》记载了铁的有关知识：①炼铁：“或用木炭……扇炉风箱……土（铁矿石）化成铁………”；②炼钢：“凡钢铁炼法……火力到时，生铁先化，渗淋熟铁之中……；③铁器：“烧铁器淬于胆矾水中，即成铜色也。”下列说法错误的是 A．“风箱”鼓入空气能给木炭提供更多的氧气，使木炭燃烧更充分 B．“炼铁”时铁矿石中的含铁化合物被还原成铁 C．“生铁”中的含碳量比“熟铁”中的低 D．“烧铁器淬于胆矾水”，此反应中有铜生成 20．（25-26九年级上·江苏泰州·期末）我国科学家研发了一种闪速炼铁技术，用氢气还原铁矿石粉，只需3～6秒即可完成传统高炉5～6小时的炼铁过程，且还原率大于90%。如图为传统高炉炼铁和闪速炼铁的示意图。下列说法错误的是 A．传统高炉炼铁，反应炉中还原铁矿石的主要物质是焦炭 B．闪速炼铁通过将粉状铁矿砂喷入高温还原塔内，实现快速还原 C．闪速炼铁用氢气替代传统高炉炼铁的焦炭，减少了CO2的排放 D．闪速炼铁技术通入过量氢气，出炉烟气中的氢气可回收利用 21．（2022·四川成都·中考真题）我国有着悠久的钢铁冶炼史，《天工开物》中记载的“炒钢法”如图1，该方法的生产过程可用图2表示。 资料：①潮泥灰主要成分是石灰石。②铁的熔点是1535℃。 根据图文回答下列问题。 (1)常见的铁矿石有赤铁矿和 (写一种)。 (2)不断鼓入空气的目的是 。 (3)炼铁炉中生成铁的化学方程式为 。 (4)撒入潮泥灰主要作用是 。不断翻炒液态生铁，是为了降低 元素的含量。 (5)钢的性能优良，如钢的熔点比纯铁 ，易于加工。 14 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $