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1、第八单元金属和金属材料第1课时金属材料及金属的冶炼与防护考点考点 一一 金属材料金属材料金属材料包括金属材料包括_以及它们的以及它们的_。1.1.金属的物理性质金属的物理性质: :(1)(1)大多数金属为银白色固体大多数金属为银白色固体, ,但铜为但铜为_色色, ,金为黄色。金为黄色。(2)(2)常温下大多数金属为固体常温下大多数金属为固体, ,但汞为但汞为_。(3)(3)具有具有_性、性、_性和延展性性和延展性, ,但不同金属差别较大。但不同金属差别较大。纯金属纯金属合金合金紫红紫红液体液体导电导电导热导热2.2.合金合金: :(1)(1)概念概念: :在金属中加热熔合某些在金属中加热熔合某
2、些_或或_,_,制得的具有制得的具有_特征的物质。合金属于特征的物质。合金属于_物。物。(2)(2)性质特征性质特征: :硬度比成分金属硬度比成分金属_,_,熔点比成分金属熔点比成分金属_。金属金属非金属非金属金属金属混合混合大大低低考点考点 二二 金属资源的利用和保护金属资源的利用和保护1.1.铁的冶炼铁的冶炼: :(1)(1)原料原料:_:_、_、石灰石和空气。、石灰石和空气。(2)(2)原理原理( (以氧化铁为例以氧化铁为例):):_。铁矿石铁矿石焦炭焦炭高温高温=3CO+Fe3CO+Fe2 2O O3 3 2Fe+3CO2Fe+3CO2 22.2.金属资源保护金属资源保护: :(1)(
3、1)金属的腐蚀和防护。金属的腐蚀和防护。铁制品锈蚀的条件铁制品锈蚀的条件: :与空气中的与空气中的_、_接触。接触。防止锈蚀的方法防止锈蚀的方法: :保持铁制品的洁净、干燥保持铁制品的洁净、干燥, ,常采用常采用_、_以及以及_等方法。等方法。(2)(2)金属资源的保护措施。金属资源的保护措施。防止金属的腐蚀。防止金属的腐蚀。金属的回收利用。金属的回收利用。有计划、合理地开采矿物质。有计划、合理地开采矿物质。寻找金属的代用品。寻找金属的代用品。氧气氧气水蒸气水蒸气覆盖保覆盖保护膜护膜制成合金制成合金改变金属内部结构改变金属内部结构【思考感悟思考感悟】在高炉炼铁的过程中在高炉炼铁的过程中, ,焦
4、炭的作用有哪些焦炭的作用有哪些? ?提示提示: :在高炉炼铁的过程中在高炉炼铁的过程中, ,焦炭参与了下列反应焦炭参与了下列反应: :(1)C+O(1)C+O2 2 COCO2 2;(2)C+CO;(2)C+CO2 2 2CO2CO。在反应。在反应(1)(1)中焦炭作为中焦炭作为燃料燃料, ,表现出可燃性表现出可燃性, ,在反应在反应(2)(2)中焦炭作为还原剂中焦炭作为还原剂, ,表现出还表现出还原性。原性。高温高温=高温高温=【易错微博易错微博】小博士答学生问小博士答学生问问题问题1 1合金一定是由不同的金属化合而成的吗合金一定是由不同的金属化合而成的吗? ?答答: :不是。合金是一种金属
5、通过加热熔合了其他金属或非金属不是。合金是一种金属通过加热熔合了其他金属或非金属而形成的具有金属特征的物质而形成的具有金属特征的物质, ,属于混合物属于混合物, ,因而形成合金的变因而形成合金的变化属于物理变化。化属于物理变化。问题问题2 2生铁和钢都是铁合金生铁和钢都是铁合金, ,因此生铁和钢是同一种物质因此生铁和钢是同一种物质, ,这这种认识正确吗种认识正确吗? ?答答: :不正确。生铁和钢虽都是铁和碳组成的合金不正确。生铁和钢虽都是铁和碳组成的合金, ,但两者的含碳但两者的含碳量不同量不同, ,因而两者的组成不完全相同因而两者的组成不完全相同, ,所以不是同一种物质。所以不是同一种物质。
6、问题问题3 3“废旧金属没有什么利用价值废旧金属没有什么利用价值, ,可以将其丢弃可以将其丢弃”, ,这种这种观点正确吗观点正确吗? ?为什么为什么? ?答答: :不正确。废旧金属有很高的回收利用价值。用其再加工比不正确。废旧金属有很高的回收利用价值。用其再加工比大量开采矿石炼制金属成本要低得多大量开采矿石炼制金属成本要低得多, ,既可节约成本既可节约成本, ,也可节也可节约资源和能源约资源和能源, ,还可减少污染。还可减少污染。实验炼铁原理的实验探究实验炼铁原理的实验探究1.1.实验装置实验装置: :2.2.基本原理基本原理: :在高温下用还原剂在高温下用还原剂COCO将铁从铁矿石中还原出来
7、。将铁从铁矿石中还原出来。3.3.实验现象实验现象: :玻璃管内的红色固体变为黑色玻璃管内的红色固体变为黑色, ,澄清石灰水变浑澄清石灰水变浑浊浊, ,导管口有蓝色火焰产生。导管口有蓝色火焰产生。4.4.问题探究问题探究: :(1)(1)装置末端酒精灯的作用是什么装置末端酒精灯的作用是什么? ?能否用其他的实验用品代能否用其他的实验用品代替酒精灯替酒精灯? ?提示提示: :酒精灯的作用是将尾气中的一氧化碳燃烧掉酒精灯的作用是将尾气中的一氧化碳燃烧掉, ,防止直接防止直接排入空气造成空气污染。可以在导管口处加一个气球排入空气造成空气污染。可以在导管口处加一个气球, ,将尾气将尾气收集后集中处理。
8、收集后集中处理。(2)(2)实验开始实验开始, ,应先点燃后面的酒精灯还是酒精喷灯应先点燃后面的酒精灯还是酒精喷灯? ?为什么为什么? ?提示提示: :应先点燃酒精灯应先点燃酒精灯, ,然后通入然后通入CO,CO,待玻璃管内的空气排尽后待玻璃管内的空气排尽后, ,再点燃酒精喷灯再点燃酒精喷灯; ;在通入在通入COCO前先点燃右侧的酒精灯前先点燃右侧的酒精灯, ,是为了防是为了防止止COCO污染空气污染空气; ;在点燃酒精喷灯前先通入在点燃酒精喷灯前先通入COCO排尽装置内的空气排尽装置内的空气, ,目的是防止玻璃管加热时发生爆炸。目的是防止玻璃管加热时发生爆炸。(3)(3)实验完成后实验完成后
9、, ,是先熄灭酒精灯还是先熄灭酒精喷灯是先熄灭酒精灯还是先熄灭酒精喷灯? ?为什么为什么? ?提示提示: :实验完成后实验完成后, ,应先熄灭酒精喷灯应先熄灭酒精喷灯, ,还要继续通入还要继续通入CO,CO,直到直到玻璃管冷却至室温后停止通玻璃管冷却至室温后停止通CO,CO,然后才熄灭酒精灯。这样做的然后才熄灭酒精灯。这样做的目的有目的有: :防止因玻璃管冷却造成内部气压变小防止因玻璃管冷却造成内部气压变小, ,试管内的液试管内的液体倒流将玻璃管炸裂体倒流将玻璃管炸裂; ;防止生成的铁被空气中的氧气氧化。防止生成的铁被空气中的氧气氧化。【典例典例】(2012(2012佛山中考佛山中考) )炼铁
10、的原理是利用一氧化碳与氧炼铁的原理是利用一氧化碳与氧化铁的反应化铁的反应, ,某同学利用该原理设计了一个实验某同学利用该原理设计了一个实验, ,实验装置见实验装置见下图下图: :对实验进行分析并对实验进行分析并回答回答: :(1)(1)给玻璃管加热的仪器叫酒精喷灯给玻璃管加热的仪器叫酒精喷灯, ,要用其要用其_( (填填“外焰外焰”“”“内焰内焰”或或“焰心焰心”) )进行加热。进行加热。(2)(2)实验中玻璃管里氧化铁粉末的颜色变化是实验中玻璃管里氧化铁粉末的颜色变化是_,_,观察到澄清石灰水的现象是观察到澄清石灰水的现象是_。(3)(3)实验前实验前“通入通入CO”CO”与与“开始加热开始
11、加热”的顺序是的顺序是_; ;实验后实验后“停止通入停止通入CO”CO”与与“停止加热停止加热”的顺序是的顺序是_。(4)(4)实验要在装置末端实验要在装置末端a a处燃着一盏酒精灯处燃着一盏酒精灯, ,其作用是其作用是_ 。【思维导航思维导航】解答本题从以下几个角度入手解答本题从以下几个角度入手: :COCO与氧化铁反应的生成物是什么与氧化铁反应的生成物是什么? ?它们的性质怎样它们的性质怎样? ?从而确从而确定反应现象。定反应现象。COCO还原氧化铁的操作步骤如何还原氧化铁的操作步骤如何? ?【我的收获我的收获】本题考查铁的冶炼原理本题考查铁的冶炼原理, ,解题时要注意分析仪器解题时要注意
12、分析仪器的作用、操作顺序、尾气处理等问题。的作用、操作顺序、尾气处理等问题。(1)(1)酒精喷灯的外焰温酒精喷灯的外焰温度最高度最高, ,故应用外焰加热。故应用外焰加热。(2)(2)氧化铁粉末被还原为铁氧化铁粉末被还原为铁, ,可观察可观察到粉末由红色变为黑色到粉末由红色变为黑色, ,生成的二氧化碳使澄清的石灰水变浑生成的二氧化碳使澄清的石灰水变浑浊。浊。(3)(3)实验开始时要先通入一氧化碳实验开始时要先通入一氧化碳, ,以排净玻璃管中的空以排净玻璃管中的空气气, ,避免加热时发生爆炸避免加热时发生爆炸, ,然后再加热然后再加热; ;实验结束时应先停止加实验结束时应先停止加热热, ,继续通入
13、一氧化碳至冷却至室温继续通入一氧化碳至冷却至室温, ,防止高温的铁被氧化。防止高温的铁被氧化。(4)(4)由于一氧化碳有毒由于一氧化碳有毒, ,不能直接排放到空气中不能直接排放到空气中, ,因此必须有尾因此必须有尾气处理装置气处理装置, ,装置末端装置末端a a处的酒精灯所起的作用是点燃未反应处的酒精灯所起的作用是点燃未反应的一氧化碳气体的一氧化碳气体, ,防止污染空气。防止污染空气。答案答案: :(1)(1)外焰外焰(2)(2)由红色变为黑色变浑浊由红色变为黑色变浑浊(3)(3)先通入先通入CO,CO,再开始加热先停止加热再开始加热先停止加热, ,后停止通入后停止通入COCO(4)(4)除去
14、尾气中的除去尾气中的CO,CO,防止造成空气污染防止造成空气污染【拓展延伸拓展延伸】COCO还原氧化铁的实验操作步骤及解释还原氧化铁的实验操作步骤及解释 要点要点 铁的锈蚀和保护铁的锈蚀和保护1.1.铁的锈蚀铁的锈蚀: :(1)(1)实质实质: :与氧气、水发生的缓慢氧化。与氧气、水发生的缓慢氧化。(2)(2)条件条件: :氧气、水共同作用的结果氧气、水共同作用的结果, ,两者缺一不可。两者缺一不可。2.2.铁锈蚀条件的实验探究铁锈蚀条件的实验探究: :(1)(1)设计原理设计原理: :由于铁的锈蚀是铁与氧气和水共同作用的结果由于铁的锈蚀是铁与氧气和水共同作用的结果, ,因此因此, ,设计实验
15、时应针对这两个条件设计实验时应针对这两个条件, ,通过控制变量的方法进通过控制变量的方法进行。行。(2)(2)实验装置实验装置: :实验时实验时, ,可以通过下列对比实验验证铁钉锈蚀的可以通过下列对比实验验证铁钉锈蚀的情况情况, ,确定铁钉锈蚀的条件。确定铁钉锈蚀的条件。(3)(3)实验结论实验结论: :试管中的铁钉不生锈试管中的铁钉不生锈, ,说明只有氧气时说明只有氧气时, ,铁钉铁钉不生锈或锈蚀速度慢不生锈或锈蚀速度慢, ,试管中的铁钉不生锈试管中的铁钉不生锈, ,说明只有水存说明只有水存在时在时, ,铁钉不生锈或锈蚀速率慢铁钉不生锈或锈蚀速率慢, ,试管中的铁钉生锈试管中的铁钉生锈, ,
16、且水面且水面处的铁钉生锈最严重处的铁钉生锈最严重, ,说明当氧气和水共同存在时说明当氧气和水共同存在时, ,铁钉最易铁钉最易生锈。生锈。3.3.影响钢铁生锈速度的因素影响钢铁生锈速度的因素: :(1)(1)钢铁内部的结构影响生锈的速度钢铁内部的结构影响生锈的速度, ,如制成不锈钢。如制成不锈钢。(2)(2)生锈后的铁如果不及时除锈生锈后的铁如果不及时除锈, ,生锈的速度会加快生锈的速度会加快, ,因为铁锈因为铁锈疏松多孔疏松多孔, ,易吸收水。易吸收水。(3)(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、湿度的增大、酸性
17、的增强而变快。环境温度升高、湿度的增大、酸性的增强而变快。角度角度 1 1 结合生活中的常见做法考查对金属防锈措施正误的结合生活中的常见做法考查对金属防锈措施正误的判断判断【典例典例1 1】(2013(2013泰安中考泰安中考) )下列防锈措施合理的是下列防锈措施合理的是( () )A.A.经常用水冲洗自行车链条经常用水冲洗自行车链条B.B.在铁制暖气片上刷在铁制暖气片上刷“银粉银粉”C.C.用用“钢丝球钢丝球”打磨铝锅表面打磨铝锅表面D.D.用过的菜刀及时用盐水清洗用过的菜刀及时用盐水清洗【我的答案我的答案】选选B B。本题主要考查金属的锈蚀与防护。解答本。本题主要考查金属的锈蚀与防护。解答
18、本题的关键是明确金属锈蚀的条件及常用的防止金属锈蚀的方题的关键是明确金属锈蚀的条件及常用的防止金属锈蚀的方法。铁生锈是与氧气、水共同作用的结果法。铁生锈是与氧气、水共同作用的结果, ,经常用水冲洗自行经常用水冲洗自行车链条车链条, ,会使链条更易生锈会使链条更易生锈,A,A不正确不正确; ;铁制暖气片上刷的铁制暖气片上刷的“银银粉粉”起到保护层的作用起到保护层的作用,B,B正确正确; ;铝表面致密的氧化膜起到保护铝表面致密的氧化膜起到保护层的作用层的作用, ,用用“钢丝球钢丝球”打磨铝锅表面会破坏金属表面的保护打磨铝锅表面会破坏金属表面的保护层层, ,加快金属的锈蚀加快金属的锈蚀,C,C不正确
19、不正确; ;用过的菜刀用盐水清洗会加快用过的菜刀用盐水清洗会加快金属的锈蚀金属的锈蚀,D,D不正确。不正确。角度角度 2 2 结合实验探究考查铁锈蚀的条件结合实验探究考查铁锈蚀的条件【典例典例2 2】(2012(2012岳阳中考岳阳中考) )某学习小组用相同的光亮铁钉探某学习小组用相同的光亮铁钉探究铁生锈与哪些因素有关究铁生锈与哪些因素有关, ,设计的实验如图所示设计的实验如图所示: :(1)(1)一周后观察一周后观察: :试管和中的铁钉无明显变化试管和中的铁钉无明显变化, ,试管中的试管中的铁钉明显生锈铁钉明显生锈, ,探究发现铁生锈的主要条件是铁与探究发现铁生锈的主要条件是铁与直接直接接触
20、接触, ,其中铁钉中的其中铁钉中的A A、B B、C C三处中三处中 处锈蚀最严处锈蚀最严重。重。(2)(2)试管中加入的蒸馏水要事先煮沸试管中加入的蒸馏水要事先煮沸, ,其目的是其目的是_ 。(3)(3)沙漠地区的铁制品锈蚀较慢的原因是沙漠地区的铁制品锈蚀较慢的原因是_ 。【我的收获我的收获】本题对铁生锈的条件进行探究。本题对铁生锈的条件进行探究。(1)(1)由题意由题意“试管和中的铁钉无明显变化试管和中的铁钉无明显变化, ,试管中的铁钉明显生试管中的铁钉明显生锈锈”, ,则可推测则可推测, ,通过探究发现通过探究发现: :铁生锈是铁与氧气、水共同存铁生锈是铁与氧气、水共同存在时发生化学反应
21、的过程在时发生化学反应的过程; ;铁钉中的铁钉中的A A、B B、C C三处中三处中,B,B处与水处与水和空气同时接触和空气同时接触, ,最易生锈。最易生锈。(2)(2)试管中加入的蒸馏水要事试管中加入的蒸馏水要事先煮沸先煮沸, ,因为温度升高因为温度升高, ,气体溶解度减小气体溶解度减小, ,故其目的是驱赶溶解故其目的是驱赶溶解在水中的氧气。在水中的氧气。(3)(3)沙漠地区的空气干燥沙漠地区的空气干燥, ,缺少使铁生锈的条缺少使铁生锈的条件水件水, ,所以不易生锈。所以不易生锈。答案答案: :(1)(1)空气和水空气和水B B(2)(2)除去水中的氧气除去水中的氧气(3)(3)空气干燥空气干燥