1、第一部分 考点研究,主题五 金属材料及其利用和保护,模块一 身边的化学物质,考点梳理,金属材料及其利用和保护,地球上的金属资源除少数不活泼金属如金、银等以单质形式存在外，其余都以化合物形式存在,金属材料,铁的冶炼:_（化学反应方程式）(详见实验突破栏目),金属的锈蚀与防护(高频考点),3CO+Fe2O3 3CO2+2Fe,高温,金属材料,纯金属,共性特性,合金(高频考点),概念性质举例,铁、铝等大多数金属呈_色，但铜呈_色，金呈_色，铁粉是黑色;常温下，大多数金属都是固体，但汞为液体不同金属的密度、熔点、硬度不同,共性:常温下，有光泽、良好的_、_、延展性,特性,导电性,导热性,银白,紫红,黄
2、,概念:合金是指在金属中加热熔合某些金属或非金属而制得的具有金属特征的物质，属于混合物性质:合金与组成他们的纯金属相比，_、熔点低、抗腐蚀性更强,铁合金:主要包括_和_，它们的区别是_不同钛合金:抗腐蚀性能好，与人体有很好的“相容性”，用来制造人造骨等其他合金:钛镍合金、铝合金、黄铜、锰钢、武德合金等,举例,含碳量,硬度大,钢,生铁,金属的锈蚀与防护(高频考点),金属的锈蚀,保护金属资源的途径,防止金属的_加强废旧金属_有计划、合理地开采矿物寻找金属的替代品,回收利用,锈蚀,金属的锈蚀,铁生锈,铜生锈：与空气中的氧气、水和CO2等发生化学反应铁制品锈蚀条件的探究(详见实验突破栏目),防锈措施,
3、条件铁锈,条件:铁与空气中的_、_发生化学反应铁锈:主要成分是氧化铁（Fe2O3），可用_除去，其反应的化学方程式:_,保持金属制品表面洁净干燥(如菜刀用完后擦干挂起来)在金属表面涂保护膜(如_、_、电镀、搪瓷等)改变金属的单一结构制成合金(如不锈钢)等,防锈措施,刷漆,涂油,Fe2O3+6HCl 2FeCl3+3H2O,稀盐酸,水,氧气,重难点突破,重难点1 金属材料性质与用途、合金的判断考向1：生活中常见物质属于合金材料的判断例1 （2014成都石室中学模拟）目前，成都市正在进行地铁建设，修建地铁广泛使用金属材料，下列不属于合金的是（ ）A. 锰钢 B. 铜丝 C. 硬铝 D. 生铁,B,
4、变式练习1.（2014揭阳）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,D,【解析】,变式练习2.（人教教材下册P6图86改编题）钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料。钛合金与人体有很好的“相容性”，利用钛合金这一特性可以 ( )A. 制造船舶B. 制保险丝C. 制人造骨D. 制造飞机,C,【解析】钛合金与人体具有很好的“相容性”，制出的人造骨可以和人体进行很好的相容，所以钛合金可以用来制造人造骨。,变式练习3.（2014宁波）人类的生活和生产都离不开金属材料，下列金
5、属制品中，主要利用金属导热性的是( ),D,【解析】用金属制成雕塑利用了金属材料延展性好的性质，A错误；用金属制成车模利用了金属材料的延展性好的性质，B错误；用金属制成导线利用了金属材料导电性能好的性质，C错误；用金属制成炒锅利用了金属材料导热性能好的性质，D正确。,考向2：金属材料性质、用途的综合考查例2 下列关于金属的说法正确的是( )A. 人类使用金属铝的年代早于铜、铁B. “真金不怕火炼”表明金（Au）在高温条件下也很难与氧气反应C. 通过高炉炼得的铁为纯铁D. 武德合金的熔点高，可用于制造保险丝,B,【解析】因为铝的活动性比铜和铁活泼，人类使用铝的历史比铜和铁要晚，A错误；金的化学性
6、质稳定，在高温下也很难与氧气反应，所以“真金不怕火炼”，B正确；高炉炼得的铁中含有一些杂质，是生铁而不是纯铁，C错误；武德合金的熔点低，故可用于制造保险丝，D错误。,重难点2金属的锈蚀与防护例3 下列措施中，不能防止铁制品锈蚀的是（ ）A. 喷漆B. 镀一层耐腐蚀的金属C. 制成不锈钢D. 存放在潮湿的空气中,D,【解析】铁生锈是铁与空气中的氧气、水共同作用的结果，防止铁生锈的方法：一是制成合金，改变其内部结构，提高抗锈蚀能力；二是破坏铁生锈的条件，如通过刷油漆、镀一层耐腐蚀的金属等隔绝水和氧气，故A、B、C均可防止铁制品锈蚀；将铁制品存放在潮湿的空气中，铁与氧气和水同时接触，易生锈，故选D。
7、,变式练习1.（2015原创）保护资源、合理利用资源是每个公民的责任，下列做法不利于保护金属资源的是( )A. 铸铁暖气片金属表面刷银粉形成保护层B. 及时除去钢铁制品表面的铁锈C. 国家加大开采矿物的力度，并鼓励私人到处开采D. 回收废旧的易拉罐,C,【解析】铸铁暖气片金属表面刷银粉形成保护层，可防止金属外壳生锈，A正确；及时除去钢铁制品表面的铁锈，以防止钢铁吸收水分更生锈，B正确；国家加大开采矿物的力度，并鼓励私人到处开采，这不利于保护金属资源，C错误；回收废旧的易拉罐，属于金属资源的再利用，D正确。,变式练习2. （2014长沙）钢铁是使用最多的金属材料。根据你的生活经验分析，下列做法错
8、误的是（ ）A. 钢铁放在潮湿的空气中容易生锈B. 在铁桶中加入硫酸铜、生石灰和水，配制农药C. 雨水淋湿自行车，须先用干布擦拭后再用带油的布擦D. 用铁板可以制作防盗门,B,【解析】钢铁生锈是铁与空气中的氧气和水发生的复杂的化学反应，因此铁制品在潮湿的空气中易生锈，防止铁生锈就是破坏生锈的条件，即隔绝氧气（或空气）或水，A、C正确；铁可以与硫酸铜溶液发生置换反应，从而使铁桶受到腐蚀，B错误；铁板机械强度大，可制作防盗门，D正确。,变式练习3.（2014益阳）根据你所具备的化学知识和生活经验，指出铁钉在下列哪种情况下最容易生锈 ( ),C,【解析】铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与空气中的氧气、水
9、蒸气等发生化学反应的过程。A中铁钉未与水接触，铁钉不易生锈；B中铁钉与空气隔绝了，铁钉不易生锈；C中铁钉既与水接触，也与空气接触，铁钉易生锈；D中铁钉与水和空气都隔绝了，铁钉不易生锈，故选C。,变式练习3. （2014吉林）金属在生产和生活中应用广泛。请回答下列问题：（1）用铁锅炒菜做饭，可以补充人体所需要的铁元素，缺铁会引起_。（2）银的导电性比铜的好，但是电线一般用铜制而不用银制的原因是_。（3）铝的金属活动性比铁强，但生活中常在铁制品的表面涂上铝粉_。,铝可以与空气中的氧气发生反应生成一层致密的氧化铝薄膜,贫血,银的价格比较贵（或铜的价格比银便宜）,（4）下列有关保护金属资源的说法中合理
10、的是_。A. 常用水清洗铁制品表面B. 不顾国家的利益乱采矿C. 铁生锈后没有回收价值D. 用塑料代替金属做水管,D,实验突破,实验一 金属的冶炼 （一）一氧化碳还原氧化铁3年56套卷：2014年考查2次、2013年考查3次、2012年考查4次1.原理:_（2014年1次、2013年2次、2012年1次）在高温条件下,用还原剂一氧化碳从铁的氧化物中将铁还原出来。,3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2,高温,3.实验现象:红色粉末逐渐变成_； 澄清石灰水_；导管口有_。（2014年1次）,2. 实验装置：,火焰,黑色,变浑浊,4. 操作步骤：,5.实验注意事项：实验结束时先停止加热，继续通入一氧
11、化碳至温度降低到室温，防止生成的铁在高温时再次被氧化；同时防止试管中的石灰水进入灼热的玻璃管内；一氧化碳有毒，实验装置中必须有尾气处理装置，常见的有燃烧法（如图中的装置）和用气球收集法。,6.产物的检验（2013年1次）（1）用磁铁吸引:若生成物能被磁铁吸引则说明生成了铁。（2）用稀盐酸检验：将生成物加入稀盐酸中，若有气泡冒出且溶液变成了浅绿色，则说明有铁生成。,例 （2014泸州节选）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,装置如图所示。请回答有关问题:,(1) 实验进行一段时间后,A装置中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_,反应方程式为_。(3)
12、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为a_。,2NaOH+CO2 Na2CO3+H2O,红色固体逐渐变成黑色固体,吸收反应生成的二氧化碳（答案补充：除去一氧化碳中的二氧化碳）,dbe,【解析】（1）氧化铁是红色固体，高温下一氧化碳还原氧化铁得到的铁粉是黑色的，所以实验中玻璃管中可观察到的现象是固体由红色变成黑色。(2)根据实验装置图分析，实验中对尾气中的一氧化碳是先收集然后再利用，为了收集到较纯净的一氧化碳，用氢氧化钠溶液吸收反应生成的二氧化碳，故B装置中氢氧化钠的作用是吸收反应生成的二氧化碳。(3)C是用排水法收集一氧化碳，所以气体应该由导管
13、d通入，b和e相连。,（4）一氧化碳还原氧化铁的化学方程式_。（5）若将B中的氢氧化钠溶液换为澄清石灰水，则观察到B的现象是_。,澄清石灰水变浑浊,Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2,高温,（二）一氧化碳还原氧化铜3年56套卷：2014年考查2次、2013年考查3次、2012年考查4次1.实验原理： _（2014年11次，2013年11次）2. 实验装置：（2014年12次）,CO+CuO Cu+CO2,3.实验现象:玻璃管中的黑色粉末变为红色,试管中澄清石灰水变浑浊,玻璃导管尖嘴处有蓝色火焰（2014年11次、2013年1次）。 4. 操作顺序：（2012年1次）（1）先点燃酒精灯，再通入
14、一段时间CO；（2）点燃酒精喷灯，给氧化铜加热；（3）实验结束，先熄灭酒精喷灯，继续通入CO，直至试管冷却；（4）停止通入一氧化碳，熄灭右端的酒精灯。,5. 注意事项：实验开始先通一氧化碳排尽玻璃管中的空气，以免加热时发生爆炸；实验结束时先停止加热，继续通入一氧化碳至温度降低到室温，防止生成的铜在高温时再次被氧化；同时防止试管中的石灰水进入灼热的玻璃管内；一氧化碳有毒，实验装置中必须有尾气处理装置，常见的有燃烧法（如图中的装置）和用气球收集法。,6. 产物的检验（2014年12次）（1）观察颜色：固体生成物为红色，则证明有铜生成；（2）用稀盐酸检验：将生成物加入稀盐酸中，固体不与稀盐酸反应，则
15、说明有铜生成。,例 （2014眉山）如图是甲同学设计的证明H2和CO具有还原性的实验装置,请回答：（1）在实验过程中，装置B处能观察到的现象是_，装置C处发生反应的化学方程式是_。（2）乙同学提出甲同学设计太复杂，可将酒精灯合二为一，去掉D处酒精灯而将尾气导管口旋转到A处酒精灯的火焰上即可。请问乙同学设计是否合理？_（填“合理”或“不合理”），理由是_。,Ca(OH)2+CO2 CaCO3+H2O,固体由白色变成蓝色,不合理,A处和D处的酒精灯点燃和熄灭的先后顺序不同,（3）丙同学质疑使澄清石灰水变浑浊的不一定为CO2，也有可能是CO、H2，因此他认为CO和H2在与CuO反应之前应先通过澄清石
16、灰水以验证CO、H2是否能使澄清石灰水变浑浊。你认为丙的设计_（填“必要”或“不必要”），理由是_。,在A处酒精灯点燃之前，一氧化碳和氢气已通过了澄清石灰水,不必要,【解析】（1）无水硫酸铜是白色固体，无水硫酸铜遇水变蓝色，这一性质常用于检验水，C中盛有澄清石灰水，二氧化碳能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀， C中的反应是二氧化碳与氢氧化钙反应。（2）由于实验过程中和B处酒精灯相比，D处酒精灯先点燃，后熄灭，所以如果将酒精灯合二为一，会使得有些一氧化碳不能燃烧除去，排放到空气中污染空气，即乙的改进不合理。,（3）由于本实验中应该先通气体将装置中原有的气体排出，然后再加热玻璃管进行反应，所以在排出空
17、气的时候氢气、一氧化碳均通过了澄清石灰水，所以丙的设计不必要。,（4）一氧化碳还原氧化铜的化学方程式_；硬质玻璃管内的实验现象是_。（5）实验前的操作顺序是_。,CO+CuO Cu+CO2,先点燃末尾的酒精灯再通入一段时间CO,黑色逐渐变为红色,实验二 金属锈蚀条件的探究 3年56套卷，2014年考查2次、2013年考查2次、2012年考查2次,1.实验原理：铁与空气中的氧气、水蒸气等物质发生化学反应。2.探究方法：运用控制变量法的探究性实验。,3.实验设计：取4枚无锈的洁净铁钉，进行如下实验：(2013年2次、2012年2次),4. 实验现象：几天后观察，I和试管中铁钉没有生锈，、试管中的铁
18、钉表面生成了一层红褐色的铁锈，而在铁钉与水和空气接触的部位，生成的铁锈最厚。【特别提醒】铁制品锈蚀是一个缓慢氧化的过程，因此实验的时间较长。,5. 实验分析：试管中的铁钉只与空气接触，不生锈；试管中的铁钉只与水接触，不生锈；和试管中的铁钉同时与水和氧气接触，生锈，且试管中的铁钉最易生锈。6. 实验结论：铁制品生锈的主要条件是与空气中的氧气、水蒸气同时接触。,7. 影响钢铁生锈速度的因素：（1）钢铁内部的结构影响生锈的速度，如制成不锈钢。（2）生锈后的铁如果不及时除锈，生锈的速度会加快，因为铁锈疏松多孔，易吸收水。（3）外界因素对钢铁生锈速度的影响。钢铁生锈的速度会随着环境温度升高，湿度增大、酸
19、性的增强而变快。,例 （2015原创）某化学兴趣小组用如图所示实验探究铁生锈的条件（每支试管中均放有完全相同的洁净铁钉）：,（1）经过一段时间后同学们观察到A、D试管中铁钉生锈，而且D中铁钉锈蚀程度最严重；B、C试管中铁钉不生锈。试管A、B、C发生的现象说明_；设置试管D的目的是进一步探究铁在_。,铁的锈蚀是铁与空气中的氧气、水蒸气共同作用的结果,盐溶液存在的环境中是否更容易锈蚀,（2）目前世界上已有50以上的废钢铁得到回收利用，其目的是_(填字母）。A. 节约金属资源B. 合理开采矿物C. 防止钢铁生锈（3）在反应后的A试管中加入过量的盐酸可以观察到的现象是_。,铁锈消失，有无色气泡逸出,A
20、,【解析】（1）试管B中铁钉只与水接触不生锈，试管C中铁钉只与氧气接触不生锈，而试管A中铁钉既与水接触又与氧气接触生锈，说明铁的锈蚀是铁与空气中的氧气、水蒸气共同作用的结果。根据题给信息，D中铁钉锈蚀程度比A严重，设置D实验的目的是探究铁在盐溶液中是否更易锈蚀。（2）回收利用废钢铁的目的是节约金属资源。（3）向A试管加入过量盐酸，发生两个反应：一是铁锈与盐酸的反应；二是铁钉上的铁与盐酸的反应，所以观察到的现象是铁锈消失，有无色气泡逸出。,（4）上述实验中B试管中的植物油的作用是_。（5）上题中在反应后A试管中加入过量盐酸，写出试管中发生反应的化学方程式_。,Fe2O3+6HCl 2FeCl3+
21、3H2O,隔绝氧气,2015备考试题精编,1.（2014海南）下列各种实验仪器或用品中，主要制作材料属于金属材料的是( ),C,2.（2015原创）保护资源、合理利用资源是每个公民的责任，下列做法不利于保护金属资源的是( )A. 铸铁暖气片金属表面刷银粉形成保护层B. 及时除去钢铁制品表面的铁锈C. 国家加大开采矿物的力度，并鼓励私人到处开采D. 回收废旧的易拉罐,C,【解析】铸铁暖气片金属表面刷银粉形成保护层，可防止金属外壳生锈，A正确；及时除去钢铁制品表面的铁锈，以防止钢铁吸收水分更生锈，B正确；国家加大开采矿物的力度，并鼓励私人到处开采，这不利于保护金属资源，C错误；回收废旧的易拉罐，属
22、于金属资源的再利用，D正确。,（2014株洲）中国南车株洲时代集团生产的油电双动力公交因省油、环保而在全国推广，双动力公交车制造需要大量使用金属材料。下列有关金属材料的说法正确的是（ ）A. 金属材料中一定不含有非金属元素B. 多数合金的抗腐蚀性能比组成它们的纯金属更好C. 双动力公交车所有部件都是由金属材料制造的D. 地球上的金属资源是取之不尽、用之不竭的,B,【错因剖析】,3.（2014长沙）钢铁是使用最多的金属材料。根据你的生活经验分析，下列做法错误的是（ ）A. 钢铁放在潮湿的空气中容易生锈B. 在铁桶中加入硫酸铜、生石灰和水，配制农药C. 雨水淋湿自行车，须先用干布擦拭后再用带油的布
23、擦D. 用铁板可以制作防盗门,B,【解析】钢铁生锈是铁与空气中的氧气和水发生的复杂的化学反应，因此铁制品在潮湿的空气中易生锈，防止铁生锈就是破坏生锈的条件，即隔绝氧气（或空气）或水，A、C正确；铁可以与硫酸铜溶液发生置换反应，从而使铁桶受到腐蚀，B错误；铁板机械强度大，可制作防盗门，D正确。,4.（2014益阳）根据你所具备的化学知识和生活经验，指出铁钉在下列哪种情况下最容易生锈( ),C,【解析】铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应的过程。A中铁钉未与水接触，铁钉不易生锈；B中铁钉与空气隔绝了，铁钉不易生锈；C中铁钉既与水接触，也与空气接触，铁钉易生锈；D中铁钉与
24、水和空气都隔绝了，铁钉不易生锈，故选C。,5.（2014吉林）金属在生产和生活中应用广泛。请回答下列问题：（1）用铁锅炒菜做饭，可以补充人体所需要的铁元素，缺铁会引起_。（2）银的导电性比铜的好，但是电线一般用铜制而不用银制的原因是_。（3）铝的金属活动性比铁强，但生活中常在铁制品的表面涂上铝粉，其原因是_。,铝可以与空气中的氧气发生反应生成一层致密的氧化铝薄膜,贫血,银的价格比较贵（或铜的价格比银便宜）,（4）下列有关保护金属资源的说法中合理的是_。A. 常用水清洗铁制品表面B. 不顾国家的利益乱采矿C. 铁生锈后没有回收价值D. 用塑料代替金属做水管,D,6.（2014葫芦岛）如图所示的是
25、一氧化碳还原氧化铁的实验。请回答下列问题：,第6题图,（1）一氧化碳还原氧化铁的化学方程式为_。（2）A处的现象是_，B处的现象是_。（3）C处酒精灯的作用是_。,将尾气燃烧掉，防止污染空气,3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2,高温,红色固体变为黑色固体,澄清石灰水变浑浊,【解析】（1）一氧化碳具有还原性，可以和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3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2。（2）该反应的实验现象是红色固体变为黑色固体，澄清石灰水变浑浊。（3）一氧化碳是有毒气体，不能直接排放到空气中，否则会对空气造成污染，因而可以采用尾气点燃的方法，使一氧化碳转变成对环境无污
26、染的二氧化碳。,高温,7.（2014潍坊）“低碳生活，绿色出行”，如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。,第7题图,延展,（3）车架表面喷漆不仅美观，而且可有效防止金属与_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_。,节约金属资源,空气、水,涂油,耐腐蚀,8.（2015原创）小明家院子里的花架采用了铁架结构，但使用不久就会生锈。为了延长使用年
27、限，需要采取防锈措施。小明召集课外活动小组的同学根据金属锈蚀的知识，探究防止铁架锈蚀的方法。【提出问题】铁架为什么会生锈？怎样才能防止铁架生锈呢？【查阅文献】常见的钢铁不纯，含有碳单质，因为铁元素比较活泼，铁跟碳接触导致铁更容易被氧化腐蚀。铁在酸性或碱性的环境下也容易生锈。,【提出合理假设】假设一：钢铁生锈主要是氧气造成的；假设二：钢铁生锈主要是与水接触造成的；假设三：_。【设计并完成实验】(1)根据假设二，小明设计了如图所示的实验。一周后发现，试管B中的铁钉无明显变化，试管A中的铁钉明显锈蚀。,第8题图,钢铁生锈是钢铁与氧气和水共同反应造成的,你同意小明的实验设计吗？_(填“同意”或“不同意”)，请说明理由_。(2)请写出用盐酸除铁锈的化学方程式：_。(3)通过探究，小明认为可以在铁架外涂油漆、矿物油或镀保护层等来防止铁架生锈，其原理是_。,不同意,因为A试管中的铁钉除与水接触外还与空气接触,Fe2O3+6HCl 2FeCl3+3H2O,使铁架与水和氧气隔绝,【实验结论】通过探究你得出的结论是_。【思考与拓展】你还有什么方法可以防止铁架生锈，请写出方法和实施步骤：_。,刷油漆（合理即可）,钢铁生锈是铁与空气（氧气）、水共同作用的结果,
