专题07 金属材料利用及保护.docx

专题07 金属材料利用及保护.docx

《专题07 金属材料利用及保护.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《专题07 金属材料利用及保护.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

专题07金属材料利用及保护

专题07金属材料、利用及保护

聚焦考点☆温习理解

一：

金属材料

1、金属材料包括纯金属和合金两类。

金属属于金属材料，但金属材料不一定是纯金属，也可能是合金。

2、金属制品是由金属材料制成的，铁、铜、铝及其合金是人类使用最多的金属材料。

3、人类使用金属的历

史经历了由青铜器——铁器——铝——合金及多种金属材料的过程。

二：

金属的物理性质

1、共性：

（1）常温下，大多数金属都是固体。

（汞是液体）

（2）大多数金属是银白色，具有金属光泽。

（3）大多数金属能够导电、导热。

（4）大多数金属具有良好的延展性。

2、一些金属的特性：

（1）铁、铝等大多数金属都呈银白色，铜呈紫红色，金呈黄色；

（2）常温下大多数金属都是固体，汞却是液体；

（3）各种金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等差异较大；

三：

物质的性质与物质的用途之间的关系

1、物质的性质决定物质的用途，而物质的用途又反映出物质的性质。

2、物质的性质很大程度上决定了物质的用途。

但这不是唯一的决定因素，

在考虑物质的用途时，还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利，以及废料是否易于回收和对环紧的影响等多种因素。

四：

合金

1、合金：

在金属中加热熔合某些金属和非金属，形成具有金属特性的物质。

注意：

（1）合金是金属与金属或金属与非金属的混合物。

（2）合金的很多性能与组成它们的纯金属

不同，使合金更容易适于不同的用途。

（3）日常使用的金属材料，大多数为合金。

（4）金属在熔合了其它金属和非金属后，不仅组成上发生了变化，其内部组成结构也发生了改变，从而引起性质的变化。

2、合金的形成条件：

其中任一金属的熔点不能高于另一金属的沸点（当两种金属形成合金时）。

3、合金与组成它们的纯金属性质比较：

“一高一低二更好”

一高：

合金的强度和硬度一般组成它们的纯金属更高。

一低：

合金的熔点比组成它们的纯金属的熔点低。

二更好：

合金的机械加工性能更好；合金的抗腐蚀性能更好。

4、几种常见合金

（1）铁合金：

主要包括生铁和钢，它们的区别是含碳量不同，生铁含碳量2%-4.3%，钢的含碳量

为0.03%—2%。

钢比生铁具有更多的优良性能，易于加工，用途更为广泛。

（2）铝合金：

铝中加入镁、铜、锌等金属形成合金。

广泛应用于制造飞机、舰艇和载重汽车等，可增

加它们的载重量以及提高运行速度，并具有抗海水腐蚀、避磁性等特点。

五：

一氧化碳还原

氧化铁

（1）原理：

3CO+Fe2O3高温2Fe+3CO2

（2）装置图：

装置图共包括三部分:

还原氧化铁，验证生成物和除去尾气

（3）步骤：

①检验装置的气密性；②装入药品并固定；③向玻璃管内通入一氧化碳气体；④给氧化铁加热；⑤停止加热；⑥停止通入一氧化碳。

（4）现象：

红色粉末逐渐变成黑色，澄清石灰水变浑浊，尾气燃烧产生蓝色火焰。

（5）涉及的化学方程式：

3CO+Fe2O3

2Fe+3CO22CO+O2

2CO2Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O

（6）注意事项：

（与CO还原氧化铜的实验操作顺序一样，即先通入CO再加热，实验完毕，停止加热，继续通入CO至试

管冷却。

）

①先通入CO一会儿,是为了排尽玻璃管内的空气,防止发生爆炸.

　　②继续通入CO到玻璃管冷却为止,是为了防止生成的铜重新被氧化为氧化铜.

“先通后点防爆炸，先熄后停防氧化。

”

（7）尾气处理：

防止一氧化碳污染空气（因CO有毒）

六：

工业炼铁

（1）原理：

在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的还原剂（CO）将铁从铁矿石里还原出来。

（2）原料：

铁矿石、焦炭、石灰石和空气

常见的铁矿石有磁铁矿（主要成分是Fe3O4）、赤铁矿（主要成分是Fe2O3）。

（3）主要设备：

高炉

（4）冶炼过程中发生的化学反应：

C+O2

CO22CO+O2

2CO23CO+Fe2O3

2Fe+3CO2

CaCO3

CaO+CO2↑CaO+SiO2

CaSiO3

注意：

石灰石的主要作用：

除去矿石中的二氧化硅。

七：

金属的锈蚀和保护

1.铁生锈的条件是：

铁与O2、水接触（铁锈的主要成分：

Fe2O3）

2.防止铁制品生锈的措施：

①保持铁制品表面的清洁、干燥。

②表面涂保护膜：

如涂油、刷漆、电镀、烤蓝等。

③制成不锈钢。

3.铁锈很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气和水蒸气反应，所以铁制品可全部被锈蚀。

铁锈应及时除去。

而铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化，因此，铝具有很好的抗腐蚀性能。

八：

保护金属资源

保护金属资源的途径：

①防止金属腐蚀

②回收利用废旧金属意义：

节约金属资源，减少环境污染

③合理开采矿物

④寻找金属的代用品

名师点睛☆典例分类

类型一、金属的物理性质

【例1】【2014年广东省揭阳市】金属材料在人类活动中已得到越来越广泛的应用．下列性质属于金属共性的是

A．硬度很大、熔点很高B．是银白色的固体

C．易与酸反应产生氢气D．能够导电、能够导热

类型二、合金

【例2】【2014年辽宁省盘锦市】下列关于金属材料的说法不正确的是（）

A．钛合金与人体有很好的“相容性”，可以用来制造人造骨

B．高炉炼铁是在高温条件下，利用炉内反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来炼得纯铁

C．合金的强度和硬度一般高于组成它们的纯金属，

抗腐蚀性能也更好

D．日常使用的金属材料，大多数属于合金

【点睛】合金属于金属材料，属于混合物是在金属中加热熔合某些金属或非金属形成的具有金属特性的物

质，生活中使用的纯金属较少而合金的种类繁多，是因为形成合金后具有“一高、一低、二更好”的优点.

类型三、金属的冶炼

【例3】【2014年四川省泸州市】某化学兴趣小组用一氧化碳与氧化铁的反应来探究炼铁的原理，装置如下图所示，请回答有关问题：

（1）实验进行一段时间之后，A玻璃管内观察到的现象是

（2）B装置中氢氧化钠溶液的作用是。

（3）为避免将CO排放到空气中，并回收利用CO，方框中连接的是C和D装置，导管接口的连接顺序应为a→

（4）除CO外，还有氢气等物质可以还原Fe2O3，某同学设计了用金属锌粒与稀硫酸反应制取氢气的实验装置，如右图所示：

①制取氢气的反应方程式为

②用E和F装置制取二氧化碳，F装置与E装置比较，优点是

始。

所以F的优点为可控制反应的发生或停止。

类型四、金属锈蚀、金属回收的意义

【例4】【2014年山东

省潍坊市】“低碳生活，绿色出行”。

下图为潍坊公共自行

车。

请回答下列问题：

（1）图中所标示的各部件中，属于金属材料的是（填写序号，下同），属于有机合成材料的是。

（2）公共自行车的闸线为钢丝，说明金属具有性。

（3）车架表面喷漆不仅美观，而且可有效防止与接触而生锈。

防止公共自行车链条生锈的有效措施是。

（4）公共自行车有些零件选用了铝合金材料，其优点是质量轻、硬度大和。

废旧自行车回收利用的意义是减少环境污染及。

蚀，废旧金属的回收具有可起到减少环境污染的作用，同时可以少开发新的金属资源。

课时作业☆能力提升

一、选择题

1.【2014年甘肃省兰州市】铁在下列哪种情况下最容易生锈（　　）

　A．在干燥的空气中B．部分浸入食盐水中

　C．再潮湿的空气中D．浸没在植物油中

2．【2014年贵州省遵义市】控制变量法是实验探究的重要方法。

下列设计方案探究目的不能实现的是

A．甲可探究可燃物的燃烧是否需要与氧气接触

B．甲可探究可燃物的

燃烧是否需要达到一定温度

C．乙中①③对比可探究铁的锈蚀条件与氧气是否有关

D．乙中①②③对比可探究铁的锈蚀条件与氧气和水等物质是否有关[

3．【2014年河南省常德市】铁钉在下列哪种情况下最容易生锈（　　）

　A．干燥的空气中B．潮湿的空气中

　C．浸入植物油中D．干燥致密的土壤中

4．【2014年黑龙江省牡丹江市】下列生活中的物品由金属材料制成的是（　　）

A．玉石饰品B．橡胶手套C．不锈钢管D．大理石华表

5．【2014年江苏省常州市】人类．最先使用的金属是

A．镁B．铝C．铁D．铜

6．【2014年江苏省淮安市】下列金属中，金属活动性最强的是

A．ZnB．AgC．MgD．Cu

7．【2014年江苏省泰州市】下列性质中，属于化学性质的是（　　）

A．镁条易折断B．武德合金的熔点约为69℃

C．铜具有良好的导电性D．铝能与稀硫酸反应产生气泡

8．【2014年辽宁省盘锦市】下列关于金属材料的说法不正确的是（）

A．钛合金与人体有很好的“相容性”，可以用来制造人造骨

B．高炉炼铁是在高温条件下，利用炉内反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来炼得纯铁

C．合金的强度和硬度一般高于组成它们的纯金属，抗腐蚀性能也更好

D．日常使用的金属材料，大多数属于合金

9．【2014年福建省莆田市】以下用品中，主要利用金属的导热性的是（）

二、非选择题

10．【2014年湖北省黄石市】废旧金属的回收利用不仅可以节约金属资源，而且可以减少对环境的污染。

硬铝是铝、铜、硅的合金，是火箭、飞机、轮船等制造业的主要原料。

下图是从废铝中回收镁、铝的生产流程（部分生成物省略）

请回答下列问题：

（1）写出步骤①中的任意一个化学方程式。

（2）步骤②中的分离操作为；需用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、（填仪器名称）

（3）步骤③的化学方程式为：

；

（4）步骤④的基本反应类型；

（5）铝具有很好抗腐蚀性的原因是。

11．【2014年内蒙古通辽市】（5

分）金属在生产生活中得到广泛应用。

（1）铝可以制成铝箔，这是利用了金属铝具有良好的。

（2）铁制品生锈的条件是，可以用稀酸清除铁锈，写出清除铁锈的化学方程式

。

（3）我国是世界上最早采用湿法冶金提取铜的国家，铁和硫酸铜溶液反应的化学方程式为

。

（4）现有两种金属单质组成的混合物。

向100g某稀盐酸中加入该混合物，混合物的质量与生成氢气的质量关系如图所示。

下列说法不正确的一项是。

a．若混合物为Zn、Al，则m可能是0.2g

b．若混合物为Zn、Cu，则m=0.2g

c．若混合物为Fe、Al，则稀盐酸中溶质质

量分数一定大于7.3%

d．若混合物为Fe、Cu，m=0.1g，则混合物中Fe的质量分数为50%

12．【2014年辽宁省锦州市】

（1）人类的生活和生产都离不开金属材料，请回答下列问题：

①车体多用钢材制造，其表面喷漆不仅美观，耐用可有效防止与接触而生锈，工业上用一氧化碳还原赤铁矿冶炼金属铁的化学方程式为

②铜器在潮湿的空气中易生锈，其成分为Cu2（OH）2CO3，厨房中能用来除去铜锈的物质是

③废旧金属制品不要随意丢弃，应回收利用，这样做的意义有

（写出一条）

（2）能源、环境与人类生活和社会发展密切相关．

①PM2.5是指大气中直径不超过2.5微米的颗粒物，它是造成雾霾天气的元凶之一．请写出一项能减少PM2.5污染的措施

②控制反应条件可使燃料充分燃烧，从而节约能源，燃煤发电时，将煤块粉碎成煤粉，其控制的条件是

考点：

金属材料、化学与生活环境

13．（5分）【2014年辽宁省大连市】金属材料应用广泛．

（1）铝具有很好的抗腐蚀性能，是因为铝在空气中能与氧气反应，其表面生成一层致密的薄膜，该反应的化学方程式为　　．

（2）铁合金的抗腐蚀性能比纯铁　　．铁制品锈蚀，实际上是铁跟空气中的

　　发生了化学反应，可用稀硫酸除去其表面的铁锈，反应的化学方

程式为　　．阻止铁锅生锈的措施之一是　　．

14．（5分）【2014年辽宁省鞍山市】我国早在商朝就制造出青铜器，春秋时期开始炼铁，近几十年来铝业

飞速发展．

（1）青铜是铜和锡的合金，青铜属于　　材料．

（2）铁锅被广泛应用，主要是利用铁具有　　性．

（3）铜铁铝出现的先后顺序，与金属的活动性有密切关系．用两个实验能验证铜铁铝的金属活动性顺序：

①在硫酸铝溶液中插

入铁丝．②（用化学方程式表示）　　．

（4）生活中铁制品容易锈蚀，请说出自行车链条防锈常用的方法　．　．

考点：

金属材料及其应用；金属的物理性质及用途；金属的化学性质；金属锈蚀的条件及其防护；书写化

学方程式、

15．（4分【2014年江苏省徐州市】金属及其制品是现代生活中常见的材料，请回答下列问题：

（1）铁和铝都可以制作炊具，主要利用了它们的　性．

（2）金属锌可以提取AgNO3废水中的银，这是因为锌的活动性比银．

（3）将生铁加入足量的稀盐酸中，充分反应后得到浅绿色溶液，该溶液中含有的金属离子主要是

　　（写符号），溶液底部残留的黑色不溶物主要是．

16．【2014年江苏省淮安市】（4分）人类的生产生活离不开金属，铁是目前使用最广泛的金属。

（1）题12-1图是铁元素在元素周期表中的相关信息，则铁元素的原子序数为_________。

（2）铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟_________________等物质作用，发生一系列复杂的化学反应，转化为

铁的化合物的过程。

（3）题12-2图所示的某“取暖片”中发热剂主要成分有铁粉、活性炭、氯化钠、水等，使用过程中是__________能转化为热能。

（4）工业上可用磁铁矿（主要成分是四氧化三铁）炼铁，其主要反应原理是

____________________________（用化学方程式

表示）。

【答案】

（1）26;

（2）氧气和水；（3）化学能；（4）Fe3O4+4CO高温3Fe+4CO2

【解析】