中考化学一轮复习 第8课时 金属材料及其利用学案

第8课时金属材料及其利用
【复习目标】
1、了解金属材料、合金的性质以及用途；
2、了解金属的锈蚀与防护
3、了解金属资源的利用与保护
【复习重点和难点】
1、了解金属材料、合金的性质以及用途；
2、了解金属的锈蚀与防护
3、了解金属资源的利用与保护
【教学过程】
一、知识梳理
考点一：金属材料、合金
一、金属材料的发展与利用
1、从化学成分上划分，材料可以分为金属材料、非金属材料、有机材料及复合材料等四大类。

2、金属材料包括纯金属和合金。

（1）金属材料的发展
石器时代→青铜器时代→铁器时代→铝的应用→高分子时代
（2）金属材料的应用：①最早应用的金属是铜，应用最广泛的金属是铁，公元一世纪最主要的金属是铁②现在世界上产量最大的金属依次为铁、铝和铜③钛被称为21世纪重要的金属。

二、合金
1、合金：在金属中加热熔合某些金属或非金属所制得的具有金属特征的混合物。

（质量是各成分质量之和）
2、合金的特点
一般来说，合金比组成他们的纯金属的硬度和强度大，抗腐蚀的性能也更好．
有的合金比组成他们的纯金属的熔点低。

三、金属资源保护
考点二、金属的锈蚀与防护
1、铁的锈蚀
A、铁生锈的条件是：铁与O2、水接触（铁锈的主要成分：Fe2O3·XH2O）
（铜生铜绿的条件：铜与O2、水、CO2接触。

铜绿的化学式：Cu2(OH)2CO3）
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
C、铁锈很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气反应，因此铁制品可以全部被锈蚀。

因而铁锈应及时除去。

考点三、金属资源的利用和保护
一、金属资源的存在形式
1、单质(少数如:Au、Ag等) 化合物(多数如:Fe、Cu、Al等)
2、常见的矿石：工业上把能用来提炼金属的矿物。

赤铁矿(Fe2O3)、黄铁矿(FeS2)、菱铁矿(FeCO3)、铝土矿(Al2O3)、黄铜矿(CuFeS2)、辉铜矿(Cu2S)
二、铁的冶炼
1、原料：焦炭、石灰石、铁矿石
2、原理：在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石中还原出来
Fe
2O
3
+3CO 2Fe+3CO
2
高温
3、主要设备：高炉
4、一氧化碳还原氧化铁的实验
一氧化碳还原氧化铁的实验：
装置图：
b、实验主要现象：红色粉末变为黑色时，澄清的石灰水变浑浊，尾气点燃产生淡蓝色火焰。

c、实验注意事项：
①先通入一氧化碳气体，排尽装置内的空气，防止一氧化碳与空气混合加热后，发生爆炸；
②实验完毕后要继续通入一氧化碳气体，直到玻璃管冷却，防止高温下的铁与空气接触，被氧化为氧化铁。

同时，实验过程中还可防止澄清石灰水被倒吸；
③尾气中含有一氧化碳，一氧化碳有毒，所以尾气要收集或点燃，直接排放会污染空气；
④若实验中没有酒精喷灯，也可用酒精灯代替，不过要在火焰上加一个金属网罩，使火力更加集中，提高温度。

三、防止金属腐蚀
回收和利用废旧金属
废弃金属的回收的意义：可节约金属资源；由于金属冶炼需在高温下进行，回收废弃金属并再利用可节约能源；降低金属制品的生产成本；方便人们得到物美价廉的金属制品；可减少金属对环境的污染。

合理开采矿物
寻找金属的代用品
二、题型、方法归纳：
本课题是中考必考内容，主要复习金属材料的发展、合金的定义、性质；探究铁生锈的条件以及防治铁生锈的方法；铁的冶炼原理、设备、原料以及注意事项等内容，常见题型有选择题、填空题和实验探究题为主。

三、典例精讲：
【典型例题讲解】（通过学生的自讲，自纠完成下列各题）
1、早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器．工业上炼铁的原理是利用一氧化碳和氧化铁的反应．某化学兴趣小组利用下图装置进行实验探究，请按要求填空：
（1）写出CO还原Fe2O3的化学方程式；
（2）实验中盛澄清石灰水的试管中可观察到的现象是；
（3）右边导气管口放置点燃的酒精灯的目的是；
（4）实验开始时要先通入CO，把装置中的空气排尽后再加热，以防发生爆炸。

检验装置中的空气已排尽的方法是。

2、铝、铁、铜是人类广泛使用的三种金属，与我们生活息息相关．
（1）铁容易生锈，铁生锈的条件是．
（2）用下列试剂验证这三种金属的活动性顺序，能达到目的是（填序号）
A．硫酸铝溶液B．硫酸亚铁溶液C．硫酸铜溶液．
3、化学小组用如图所示实验探究铁生锈的条件，其中A、B为敞口试管，C盖有严密的橡胶塞．A 和B下层都装有煮沸过的蒸馏水，B的上层有植物油，C内是干燥的空气．（每支试管中均放有相同的铁钉）
（1）实验前将蒸馏水煮沸的目的是．
（2）通过对比（填序号，下同）两个试管的现象说明铁生锈必需有氧气参加，通过对比两个试管中现象．说明铁生锈必须有水参加．从而得出结论：铁的锈蚀是铁与空气中的氧气、水蒸气共同作用的结果．
（3）某同学想探究一下铁钉在生锈过程中，蒸馏水中溶有NaCl，对生锈的影响，你帮他设计实验，写出实验方案．
（4）为了保护金属资源，除了防止金属被锈蚀外，写出一条措施。

4、某化学兴趣小组想探究铁生锈的条件，该小组将干净的铁钉分别同时放入①、②、③三支试管中进行研究．
（1）请你帮助该同学完成下列实验设计的部分内容．
用植物油
（2）一周后，编号为的试管中的铁钉最易生锈．
5、金属材料广泛应用于工业、农业、交通和日常生活等领域．
（1）金属材料包括纯金属以及它们的合金，黄铜（含铜和锌）、生铁都属于。

（2）将黄铜和生铁分别放人足量的稀盐酸中，浸泡后都有残留固体，其中一种固体一定含，另一种固体一定含。

（3）生铁浸泡在盐酸中发生反应的化学方程式为，该反应的基本类型是。

参考答案
典例精讲：
1、【解答】解：（1）一氧化碳在高温条件下将氧化铁还原成铁，反应的方程式是：
3CO+Fe2
32
；
（2）二氧化碳与氢氧化钙反应生成了碳酸钙沉淀，所以，观察到的现象是石灰水变浑浊；
（3）由于一氧化碳是有毒的气体，点燃的酒精灯的目的是燃烧多余的CO；
（4）由于一氧化碳是可燃性的气体，与空气或氧气的混合气体点燃时易发生爆炸，所以，检验装置中的空气已排尽的方法是：在右端导气管口用排水法收集一试管气体，移近火焰，若发出轻微的爆鸣声，证明空气已经排尽．
答案：（1）3CO+Fe2O32；（2）石灰水变浑浊；（3）燃烧多余的CO（或消除CO对空气的污染）；（4）在右端导气管口用排水法收集一试管气体，移近火焰，若发出轻微的爆鸣声，证明空气已经排尽．
2、解析：（1）铁与氧气和水充分接触时容易生锈，水和氧气同时存在是铁生锈的必须条件；缺少水或缺少氧气，或者缺少氧气和水，铁不容易生锈；故填：与水和氧气同时存在；
（2）将铝加入硫酸亚铁溶液的溶液中，铝能将铁置换出来，说明了铝的活动性大于铁．将铜加入硫酸亚铁溶液的溶液中，铜不能将铁置换出来，说明了铁的活动性大于铜．能验证验证这三种金属的活动性顺序；故填：B．
3、解：（1）因为氧气能够溶解在水中，将蒸馏水煮沸，可以使溶解的氧气从水中逸出，实验前将蒸馏水煮沸，是为了除去水中溶解的氧气．故填：除去水中溶解的氧气．
（2）由A、B实验可知，A中的铁与水和氧气充分接触，容易生锈；B中的铁只与水接触，不容易生锈；通过对比A、B两个试管的现象说明铁生锈必需有氧气参加．
（3）由A、C实验可知，A中的铁与水和氧气充分接触，容易生锈；C中的铁只与氧气接触，不容易生锈；通过对比A、C两个试管的现象说明铁生锈必需有水参加．故填：AB；AC．（3）实验方案为：取两只相同的试管，分别加入等量的蒸馏水和食盐水，取两个相同的铁钉，分别加入两个试管中，将铁钉的一半浸入液体中，过一段时间后，观察两只铁钉的生锈情况，得出结论．
（4）金属属于不可再生资源，为了保护金属资源，可以采取的方法有：采取防生锈措施，对金属进行回收和再利用，寻找金属替代品等（其他合理答案也可）．故填：对金属进行回收和再利用，
或寻找金属替代品等．
4、解析：（1）放入铁钉，注入蒸馏水浸没铁钉，并用植物油液封，是想探究铁在有水不与空气接触时的生锈的情况，要探究铁在有空气和水时的生锈情况，则需要时铁与水和空气同时接触，可以将铁钉一部分浸没在水中，故填：
（2）铁在与水和氧气并存时易生锈，故一周后，编号为③的试管中的铁钉最易生锈，故填：③．
5、解析：（1）黄铜（含铜和锌）、生铁含铁与碳，二者均属于合金；
（2）铜排在金属活动性顺序表中氢的后面，不与盐酸反应，故放入足量稀盐酸反应后有剩余；生铁中的碳与酸不反应，故放入足量稀盐酸反应后有剩余；
（3）生铁中的铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，反应的化学方程式为Fe+2HCl=FeCl2+H2↑，该反应由一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和化合物，属于置换反应；故答案为：（1）合金；（2）铜；碳；（3）Fe+2HCl=FeCl2+H2↑；置换反应．。