《山东省泰安市2019中考化学复习 第一部分 基础过关 第十单元 金属 第1课时 金属材料及钢铁的锈蚀与防护课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《山东省泰安市2019中考化学复习 第一部分 基础过关 第十单元 金属 第1课时 金属材料及钢铁的锈蚀与防护课件（60页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第十单元 金属 第1课时 金属材料及钢铁的锈蚀与防护,总纲目录,泰安考情分析,基础知识过关,知识点一 常见的金属材料,1.金属材料分类 金属材料,2.金属的物理性质 常温下它们都是固体( 汞 除外),有 金属 光泽,大多数 呈 银白 色(但铜呈 紫红 色,金呈金黄色);具有良好的 导电 性、 导热 性、 延展 性; 铁 还具有 磁性。 知识拓展 (1)世界上年产量最高的金属是铁,其次是铝;(2)地壳 中含量最高的金属元素是铝元素;(3)人体中含量最高的金属元素 是钙元素;(4)熔点最高的金属是钨;(5)生活中使用最多的金属是 铁。,3.合金 (1)定义:在金属中加热熔合其他金属或 非金属 形成
2、的具有 金属特性 的物质。 注意:合金是混合物。 (2)特性:合金强度和硬度一般比组成它们的纯金属 高 ,抗 腐蚀性能等也 更好 ,熔点 较低 。,知识点二 金属矿物及其冶炼,1.常见的金属矿物(名称主要成分) 铝土矿Al2O3 赤铁矿Fe2O3 磁铁矿Fe3O4 菱铁矿FeCO3 黄铁矿FeS2,2.金属的冶炼(详见核心实验突破) (1)原理:在高温下,用还原剂 一氧化碳 将铁从它的化合物 中还原出来,化学方程式为 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 (CO 与Fe2O3反应)。 (2)原料:铁矿石、焦炭、石灰石、空气;常见铁矿石有磁铁矿(主 要成分是Fe3O4),赤铁矿(主要成分是Fe2
3、O3)。 (3)还原反应:含氧化合物中的氧元素被夺去的反应。 (4)铝的冶炼:工业上采取电解法冶炼铝,反应的化学方程式为 2Al2O3 4Al+3O2 。,知识点三 钢铁的锈蚀与防护,1.铁生锈的主要原因是与空气中的 氧气 和 水蒸气 直接接触,铁锈的主要成分是 氧化铁 。 除锈方法:用砂纸打磨后,再用 稀盐酸 除铁锈,反应的化学 方程式为 Fe2O3+6HCl 2FeCl3+3H2O 。,2.影响钢铁锈蚀的因素(详见核心实验突破) 知识拓展 铜制品表面发生锈蚀生成铜绿Cu2(OH)2CO3是铜与 空气中的水、氧气、二氧化碳共同作用的结果。,3.防止钢铁生锈的方法 (1)在钢铁表面涂覆保护层,
4、如 涂油 、 刷漆 等。 (2)镀上一层不易生锈的金属或者用“烤蓝”等方法形成致密的 保护层。 (3)改变金属的组成和结构,如 制成合金 等。,4.保护金属资源的有效途径有 防止金属锈蚀 、 回收 利用废旧金属 、合理有效地开采矿物、寻找金属的替代品 等。,实验一 金属的冶炼,1.实验原理: 3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 。,2.实验装置,核心实验突破,3.现象:玻璃管内 红棕色粉末逐渐变黑 ,澄清的石灰水 变浑浊 。,4.操作顺序:先通CO再加热,目的是 排尽管内空气,防止加热 时发生爆炸 ;实验完毕,停止加热继续通CO至玻璃管冷却,防止 还原出来的铁粉再被氧化且防止石灰水倒流 。,
5、5.尾气处理:因CO有毒,会污染空气,所以必须对尾气进行 点 燃 或用气球收集处理。 例1 下图是实验室用一氧化碳还原氧化铁的实验装置图,试回 答: (1)实验过程中仪器中的化学方程式是 3CO+Fe2O3 2Fe+,解析 (2)一氧化碳有毒,不能直接排放;一氧化碳易燃,可用点燃 的方法去除尾气,还可以采用气球收集的方法处理。 变式1-1 (2018山西,25,6分)科学精神与社会责任,是化学学科素 养更高层面的价值追求。在一次实践活动中,小红和同学们一起 参观了某钢铁公司,大家对矿石选取、冶铁和炼钢的工艺流程 (如图)、生铁和钢的区别等,有了全新的认识。,(1)用赤铁矿石冶铁的反应原理是 3
6、CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 (用化学方程式表示)。 (2)分析工艺流程,三脱装置中发生反应的化学方程式是 S+O2,SO2 (或4P+5O2 2P2O5/Si+O2 SiO2)(本题的反应条件 写成“加热”“高温”“点燃”都得 分,未写反应条件扣1分) (写一个)。 (3)向精炼炉中吹入氩气使钢水循环流动,各成分均匀混合,相当 于化学实验中 玻璃棒 的作用(填一种仪器的名称)。 (4)在钢水铸件机中,高温钢加工成钢制零件时,充入氮气的作用 是 做保护气(或隔绝氧气)(合理即可) 。,解析 (1)赤铁矿的主要成分氧化铁与一氧化碳在高温条件下反 应生成铁和二氧化碳,化学方程式为3CO+Fe
7、2O3 2Fe+3CO2。 (2)三脱装置中硫、磷、硅都能与氧气反应,反应的化学方程式分 别为S+O2 SO2、4P+5O2 2P2O5、Si+O2 SiO2。(3)精 炼炉中吹氩气的目的是使钢水循环流动,各成分均匀混合,化学实 验中用玻璃棒搅拌也起类似的作用。(4)高温条件下铁能与氧气 反应,在加工过程中充入氮气做保护气,可隔绝氧气,防止铁与氧 气反应。,实验二 钢铁锈蚀的因素探究,1.钢铁锈蚀的因素 铁与空气中的氧气、水蒸气等物质发生化学反应生成氧化铁,同 时环境的温度、氧气的浓度、环境的酸碱性也是影响锈蚀速率 的因素。,2.实验设计,3.实验现象 一段时间后,B、C不生锈,A生锈,D、E
8、严重生锈。,4.分析 对比A和C可得,影响铁生锈的因素是水;对比A和B可得,影响铁生 锈的因素是氧气;对比D、E和A可得,酸溶液或者盐溶液可以加 速钢铁的锈蚀。,例2 铁生锈探秘。 为探究铁生锈的原因,化学兴趣小组的同学进行了如图所示的四 个实验,实验结果显示:B、D实验中铁生锈,而A、C实验中没有明 显的现象,仔细分析这4个实验,回答下列问题:,(1)评价方案 对照实验指除了一个变量外,其他的量都保持不变的实验。该实 验方案中采用了对照实验方法,请指出其中的对照实验(填实验,代号)和变量。 第组对照实验 AB ,变量 水分 。 第组对照实验 BC ,变量 氧气 。 第组对照实验 BD ,变量
9、 食盐 。 (2)解释数据 实验时,每隔一段时间测量导管内水面上升的高度,结果如下表所 示(表中所列数据为导管中水面上升的高度/cm)。,导致B、D实验装置中导管内水面上升的原因是 铁丝生锈 消耗了空气中的氧气 。 (3)获得结论 根据本实验,你认为导致铁生锈的物质有 水和氧气 ;能加快铁 生锈速率的物质是 食盐 。,解析 (2)比较B、D实验装置和现象,可知导管内水面上升的原 因是铁丝生锈消耗了装置中的氧气,锥形瓶内压强减小,导管内水 面上升。,变式2-1 某化学兴趣小组的同学为探究“铁生锈的条件”进行 了如下实验: 实验一:,实验二:某同学在家中发现,炒完菜的铁锅表面容易生锈。于 是该同学
10、猜想可能是食盐对铁生锈的速率产生了影响。于是,该 同学针对此问题设计了以下实验: 用如图两个装置同时进行实验,其中集气瓶的容积相同,量筒内盛 有等体积的水,图F集气瓶内另加入了某种物质。,实验过程:一段时间后打开止水夹,观察到图E中铁丝和图F中加 入的物质表面均出现红棕色物质,记录实验过程中量筒内剩余水 的体积,实验数据记录如下表:,(1)图F中,集气瓶内另加入的物质是 蘸有水的铁丝 。 (2)根据实验数据分析,a的取值范围是 30a56 。 (3)由实验现象和数据分析,可得出的结论是 食盐能加速铁生锈 。,解析 实验(1):A中铁丝既与氧气接触,又与水接触,发生锈蚀;B 中铁丝只与氧气接触,
11、没有与水接触,所以铁丝没有锈蚀,由此可 知铁生锈需要与水接触。 实验(2)的实验结论是铁生锈需要与氧气接触,可以推知C中的铁 丝与氧气、水同时接触,出现的现象是铁丝表面出现了红棕色物 质,由于消耗了部分氧气,试管内压强减小,在外界大气压的作用 下试管内的液面上升。 实验二:(1)食盐对铁生锈的速率产生了影响,E、F中均放入铁丝, E中的铁丝表面蘸有食盐水,则F中的铁丝需蘸水,进行对比。(2)a 应该介于前、后两次实验数据之间。,泰安真题精练,考点一 常见的金属材料,1.(2016泰安,22节选,3分)人类文明进步与金属材料的发展关系十 分密切,金属在生活生产中有着非常广泛的应用。请回答下列问
12、题: (1)根据下图金属应用实例推断,金属具有的物理性质有 导电 性、导热性、延展性 (至少答两点); (2)生铁和钢都是铁的合金,二者性能不同的原因是 含碳量不同 ;,(3)厨房中的下列物品所使用的主要材料属于金属材料的是 BD 。 A.陶瓷碗 B.不锈钢炊具 C.橡胶手套 D.铜质水龙头,解析 (1)金属可以制作电缆说明金属具有良好的导电性;可以制 作热水壶说明金属具有良好的导热性;可以拉成丝说明金属具有 良好的延展性。 (2)生铁和钢的性能不同的原因是含碳量不同。 (3)陶瓷属于无机非金属材料;不锈钢是铁的合金,属于金属材料; 制手套的橡胶属于有机合成材料;铜属于金属材料。,2.(201
13、5泰安,24,10分)化学是一门研究物质的科学,我们一般从物 质的存在、性质、制备、用途等方面研究一种物质或一类物 质。以金属为例,请你参与其中回答相关问题: (1)认识金属元素存在:自然界中大多数金属都以化合物的形式存 在。下列矿石的主要成分属于氧化物的是 ACD (填字母序 号)。,(2)探究金属性质:金属原子容易失去最外层电子,化学性质活 泼。图1为探究金属化学性质的实验,图2是金属化学性质网络 图。 图1,图2 图1甲中反应现象是 剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体 ,丙 中反应的化学方程式为 Fe+CuSO4 FeSO4+Cu ; 图1只有乙中不反应,能得出三种金属活动性及它们和氢元素
14、 的位置关系,由强到弱的顺序是 Al、Fe、(H)、Cu (填元素符 号);,依据图1完成金属性质网络,图2中的A属于 盐 (填物质类 别)。 (3)认识金属的制备:工业上常采用还原法、置换法、电解法制备 金属。用一氧化碳还原赤铁矿冶铁反应的化学方程式为 3CO+ Fe2O3 2Fe+3CO2 。 (4)金属在生产生活中应用广泛。 下列金属制品的用途,利用其导电性的是 B (填字母序号);,合金性能优于单一金属,因而被广泛应用。焊锡(主要含锡、 铅)与其组成金属相比具有 熔点较低 的特性,可用于焊接电 子元件; 金属是一种有限资源,需要保护和回收利用。 黄铜(铜锌合金)用作弹壳的制造。现有一批
15、使用过的、锈迹斑 斑的弹壳,处理这批弹壳可以制得硫酸锌和铜,其主要流程如图3 所示。,图3 【收集资料】弹壳上的锈主要为Cu2(OH)2CO3,能与稀硫酸反应 得到硫酸铜溶液;弹壳中其他杂质不溶于水,也不参加反应。 a.写出弹壳上的锈与稀硫酸反应的化学方程式 Cu2(OH)2CO3+2 H2SO4 2CuSO4+3H2O+CO2 ; b.固体D为 Cu、Zn 。,解析 (1)氧化物是由两种元素组成且其中一种元素是氧元素的 化合物,所以属于氧化物的是氧化铝、氧化铁、四氧化三铁。(2) 铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁,反应现象为铁丝剧烈燃烧, 火星四射,生成黑色固体;铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜。 只有乙中不反应,铁能与硫酸铜反应,所以铁比铜活泼,铁能与稀 硫酸反应,所以在金属活动性顺序中,铁排在氢前,铝能与硫酸亚 铁反应,所以铝比铁活泼,故由强到弱的顺序是Al、Fe、(H)、 Cu。活泼金属能与酸、氧气、盐反应,所以A属于盐。(3)一氧 化碳和氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳。(4)铁锅 利用了铁的导热性,故A错误;铜导线利用了铜的导电性,故B正确;,铝箔利用了铝的延展性,故C错误;黄金饰品利用了金属具有光泽 的性质,故D错误。焊锡(主要含锡、铅)与其组成金属相比具 有熔点较低的特性。,考点二 金属矿物及其冶炼,3.(2018泰安,24节选,3分)
