1、初三化学金属和金属材料（一）【本讲主要内容】金属和金属材料（一）金属的物理性质、合金的性能、铁的冶炼、金属资源的保护。【知识掌握】【知识点精析】日常生活中的金属用品都是由金属材料制成的，金属材料包括纯金属和它们的合金。一. 金属的物理性质：1. 共性：大多数金属具有金属光泽，密度和硬度较大，熔沸点较高，具有良好的导电、导热性以及延展性，在室温下除汞为液体，其余金属为固体。2. 不同金属又有各自的特性。3. 性质 用途二. 合金：1. 由一种金属跟其他一种或几种金属（或金属跟非金属）一起熔合而成的具有金属特性的混合物。2. 合金的很多性能与组成它们的纯金属不同，它的强度和硬度一般比组成它们的纯金
2、属更高，抗腐蚀性能也更好，因此更适于不同的用途。3. 生铁和钢的比较：类别 含碳量 机械性能 机械加工生铁 2%4.3% 硬而脆，无韧性 可铸，不可煅钢 0.03%2% 硬而韧，有弹性 可铸，可煅，可压延三. 铁的冶炼：1. 矿石：工业上用来提取金属的矿物叫作矿石。如赤铁矿、黄铁矿、铝土矿等。金属元素的存在 、:(绝 大 部 分 金 属化 合 物 银金少 数 金 属单 质2. 铁的冶炼：（1）一氧化碳还原氧化铁：现象：红色粉末逐渐变为黑色，产生无色气体使澄清石灰水变浑浊，气体点燃发出蓝色火焰。反应原理：a. 232COFeeCO高 温b. OHCa)O(aC2322c. 点 燃操作注意事项：a
3、. 先通 CO，后加热；实验完毕，先熄灯，继续通 CO 至冷却。b. CO 的尾气处理：烧掉或收集起来，防止未反应的 CO 污染空气。（2）工业炼铁 ., ,、CO3Fe2eCO3: .,:,: 232应 注 意 杂 质 问 题在 计 算 用 料 和 产 量 时 质料 或 产 物 一 般 都 含 有 杂在 实 际 生 产 时 所 用 的 原实 际 应 用 高 温主 要 化 学 反 应 来把 铁 从 铁 矿 石 中 还 原 出利 用高 温 条 件 下原 理 高 炉设 备 石 灰 石焦 炭铁 矿 石原 料四. 金属资源的保护：1. 铁制品锈蚀的条件铁、空气（氧气）和水（或水蒸气）直接接触。2. 防
4、止铁锈蚀的方法：（1）组成合金，如不锈钢（2）在金属表面形成保护膜，如涂油、刷漆、电镀、烤蓝（3）保持铁制品的洁净和干燥3. 保护金属资源：防止腐蚀；回收利用；合理开采；寻找代用品。【解题方法指导】例题 1. 下列说法，正确的是（ ）A. 生铁的主要成分是碳，钢的主要成分是铁。B. 生铁硬而脆，可铸不可煅；钢较硬，可以铸造和煅轧。C. 物质的用途完全由其性质决定，与其他因素无任何关系。D. 钢、碳、氧化铁和铜都是金属材料。解题思路：A、B 选项考查生铁与钢这两种合金的差异，差异的形成在于生铁比钢的含碳量高，但二者的主要成分均为铁，故 A 错误；物质的性质在很大程度上决定物质的用途，但还要注意考
5、虑物质的价格、资源，使用是否便利等诸多因素，而用途是物质性质的具体体现，C 错误；金属材料为纯金属或合金，所以 D 项中碳和氧化铁为非金属单质和金属氧化物并非金属材料。解：B解题注意事项：对物质的组成、结构、性质的研究过程中，应注重概念理解的准确性，深刻理解概念的差异所在，明确概念的内涵和外延是解决正误判断问题的关键。本题就金属材料，物质性质与用途的关系以及合金的组成等易错的概念点进行了综合考查。例题 2. 炼铁选用的铁矿石不仅要选“含铁量”高的，还要选择“有害元素”少的。常见的铁矿石有：磁铁矿（主要成分是 ） 、赤铁矿（主要成分是 ） 、褐铁矿（43OFe 32OFe） 、菱铁矿（ ） 、黄
6、铁矿（主要成分是 ） ，你认为最适应炼铁的OH3Fe22 CS两种矿石是_，理由是_。解题思路：计算各种矿石的含铁量，不必计算出铁元素的质量分数，可用铁元素与其它元素的原子个数比判断，在磁铁矿中，Fe 与 O 的原子个数比为 ；在赤铁矿中，3.1:4Fe 与 O 的原子个数比为 2:3=1:1.5；在褐铁矿中，Fe 与 O 的原子个数比为 4:9=1:2.25；菱铁矿、黄铁矿中很明显原子个数比值更小，含铁量更低，除此之外还有硫元素，冶炼过程中可能产生污染。解：磁铁矿和赤铁矿；因为二者的含铁量高，含硫等有害元素少，冶炼产生的污染少。解题注意事项：本题考查了学生对铁矿石的认识，选择矿石的原则是含铁
7、量高，污染少，既可提高经济效益，又可减少环境污染。联系工业生产实际，注意了知识的迁移及应用能力的培养和提高。例题 3. 某钢铁厂高炉炼铁的主要原料是焦炭、赤铁矿石（主要成分为氧化铁） ，空气等，主要生产流程如下图所示：（1）在上面方框中写出有关反应的生成物的化学式。（2）写出、步反应的化学方程式：_ _ _解题思路：本题考查学生对铁的冶炼原理的掌握情况，要求能熟练书写有关反应的化学方程式。焦炭主要成分是碳，首先与过量空气高温条件下生成大量二氧化碳，二氧化碳与碳在高温下反应生成一氧化碳，最后用一氧化碳还原氧化铁。解：（1） ；CO2CO（2） 2点 燃 ；高 温 。232COFee高 温解题注意
8、事项：综合考查铁的冶炼原理。【考点突破】【考点指要】中考的考点围绕金属材料的重要性质，生铁的冶炼原理，根据化学方程式，进行有关不纯物质的计算，铁生锈条件及其防护措施；其中有关铁生锈的条件及其防护措施，有关不纯物质计算是中考热点。试题常与生活和生产实际相联系，通过实验探究培养学生发现问题，分析问题和解决问题的能力。【典型例题分析】例题 4. （05，广东中考）某同学设计和进行了如下实验：将 0.4g 光亮的铁丝绒绕成团，用水浸湿后，放进量筒中；将量筒倒置在装有蒸馏水的水槽中，并使量筒内水面调至 10.0mL 刻度处；固定。当量筒内水面不再上升后，停止实验，如图所示。请回答：（1）铁丝绒表面的变化
9、是_（2）上述（1）变化的条件是_（3）量筒内水面最后约在_mL 刻度处（忽略铁丝体积和 1 升水柱压强的影响）（4）如果你的自行车被水淋后，你采取的防锈措施是_。分析：本题通过实验探究的形式考查学生有关铁生锈的条件及防护措施。铁生锈需要与空气（氧气）和水（水蒸汽）直接接触，二者缺一不可。而防锈措施也可以从这二者入手，切断一个方面即可。液面上升高度的计算则由空气中氧气所占体积分数求得。答案：（1）表面生成红色铁锈。（2）铁与氧气、水同时接触（铁与潮湿空气接触）（3）7.9 或 8.0mL（4）用布擦干，涂上油等例题 5. （04，黄冈中考）冶炼 2000t 含杂质 3%的生铁，需要含 90%的
10、磁铁矿石多43OFe少吨？分析：对于含杂质物质的化学方程式计算步骤为：将含杂质的物质质量换算成纯物质的质量m（纯物质） =m（纯物质） 纯度=m （纯物质） （1杂质%）将纯物质质量代入化学方程式进行计算将计算得到的纯净物质质量换算成含杂质物质质量。解答：方法一：应用化学方程式计算。设需磁铁矿石 x 吨。 243COFeeCO高 温232 1682000（13%）%90x=2976.7t方法二：关系式计算3Fe43Fe232 1682000（13%）90xx=2976.7t答：需含 的磁铁矿石 2976.7t。%Oe43【综合测试】一、选择题1. 表中列出几种物质的熔点（在标准大气压下） ，据
11、此判断以下说法中正确的是（ ） 物 质 名 称 固 态 水 银 金 铜 铁 钨 固 态 氢 熔 点 / 38. 1064 1083 153 3410 259 A. 铜球掉入铁水中不会熔化 B. 在255时，氢是固态C. 水银温度计可测量40的温度 D. 用钨制成的灯丝不易熔化 2. 钛和钛的合金是 21 世纪的重要金属材料。它们具有优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、机械性能好、抗腐蚀能力强、钛合金与人体有很好的“相容性” 。根据它们的性能，下列不合实际的用途是（ ）A. 用于核潜艇设备的制造 B. 用于制造航天设备C. 用来做保险丝 D. 可用来制造人造骨3. 制取合金的常用方法之一是：
12、将两种或多种金属（或金属与非金属）在同一容器中加热，使其熔合，冷凝后即可得到具有金属特性的熔合物合金。试根据下表数据判断（其他条件均可满足） ，不宜采取上述方法制取的合金是（ ） 金 属 Na Mg Al Cu Fe 熔 点 / 97.5 649 60 1083 153 沸 点 83 10 247 2567 270 A. FeCu 合金 B. MgAl 合金C. AlNa 合金 D. CuNa 合金4. 下列金属中导电性最强的是（ ）A. 铜 B. 铁 C. 铝 D. 锌5. 下列金属中硬度最大的是（ ）A. 银 B. 铁 C. 铝 D. 金6. 不锈钢与纯铁的机械性能相比（ ）A. 耐腐蚀性
13、强，但硬度变小 B. 硬度大，但易生锈C. 耐腐蚀性强，硬度大、韧性强 D. 耐腐蚀性强7. 下列关于铁的物理性质错误的是（ ）A. 纯铁具有银白色的金属光泽 B. 纯铁有较大的硬度C. 纯铁有良好的延展性 D. 纯铁是电和热的导体8. 国际上推广使用中国铁锅，这是因为（ ）A. 铁锅是单质 B. 含碳的混合物C. 化学性质稳定 D. 易使食物中含人体所需的铁元素9. 我国商代已制造出精美的青铜器，春秋战国时期已会冶铁和炼钢，人类开发利用下列金属单质的时间顺序与金属活动性强弱有着上述某种内在联系。由此推断，下列金属中，人类开发利用最晚的是（ ）A. Al B. Cu C. Fe D. Zn10
14、. 面盆、痰孟等铁制品表面的搪瓷的作用是（ ）A. 增大厚度防止撞坏 B. 增大厚度防止磨损C. 防止铁生锈且美观 D. 美观和杀菌消毒11. 下列措施对自行车无效的是（ ）A. 支架喷漆或刷漆 B. 钢圈表面镀保护金属C. 链条涂油 D. 保留钢丝表面铁锈12. 如图所示，将一枚洁净的铁钉放在试管内的湿棉花上，并用装有 U 形管的橡皮塞塞紧试管，U 形管内装有红墨水。约一周后，可观察到的现象是（ ）A. A 端上升，B 端下降 B. A 端下降，B 端上升C. A、B 两端仍相平 D. A、B 两端都下降13. 随着人们生活水平的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到日程，其首要原因是
15、（ ）A. 利用电池外壳的金属材料B. 防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染C. 不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品D. 回收石墨电极14. 下列关于金属资源的说法中，你不赞成的是（ ）A. 地球上除了少数不活泼的金属如金、银等以单质形式存在外，其余都以化合物形式存在B. 地球上的金属资源是取之不尽的C. 防止金属腐蚀、回收利用废旧金属可以保护金属资源和环境D. 合理开采矿藏、寻找金属代用品都是保护金属资源的有效途径二、填空题：15. 根据你的生活经验和下表所提供的信息，并查阅有关资料，分析并回答下列问题： 物 理 性 质 物 理 性 质 比 较 导 电 性 （ 以 银的 导 电
16、 性 为10作 标 准 ） （ 优 ） 银 10 铜 9 金 74 铝 61 锌 27 铁 17 铅 7.9 （ 痕 ） 密 度 （ g/cm3） （ 大 ） 金 19.3 铅 1.3 银 10.5 铜 8.92 铁 7.86 锌 7.14 铝 2.70 （ 小 ） 熔 点 （ ） （ 高 ） 钨 3410 铁 153 铜 1083 金 1064 银 962 铝 60 锡 23 （ 低 ） 硬 度 （ 以 金 刚石 的 硬 度 为10作 标 准 ） （ 大 ） 铬 9 铁 45 银 2.54 铜 2.53 金 2.53 铝 2.9 铅 1.5 （ 小 ） （1）为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而
17、不用铅制？（2）银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银制？（3）为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？如果用锡制的话，可能会出现什么情况？（4）为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如果镀金怎么样？16. 探究铁的物理性质：实验一：用砂纸将铁丝、铁片打光，观察颜色、光泽。实验二：将铁丝、铁片用力弯折或用刀刃划痕，观察其韧性、硬度。实验三：寻找各种型号的铁板、各种型号的铁丝，由铁丝可以“抽丝” “打片” ，认识其延展性。实验四：思考将大小相同的铁块和木块放入水中，有什么现象？根据以上实验探究及根据生活经验推测：纯铁是具有_色光泽的，质_有良好的_，是电和热的_。17. 生铁和钢都是_的合金，但
18、钢的性能比生铁优越，主要是因为钢的含碳量比生铁_（填“高”或“低” ） 。铁在_中易生锈，铁锈的成分很复杂，主要成分是（写化学式）_。18. 炼钢的主要反应原理是：在高温条件下，用_或_把生铁中所含的_和其它杂质转变为气体或炉渣而除去。19. 请你参与某学习小组的探究活动，并回答相关问题：【发现问题】小明发现盛水的铁锅在与水面接触的部位最易生锈；小茜发现自己的铜制眼镜框表现出现了绿色的铜锈；小玲发现苹果切开不久，果肉上产生一层咖啡色物质，好像生了“锈”一般。【提出问题】这三种物质“生锈”的原因是什么？【收集证据】 （1）回忆已有知识：铁生锈的条件是_。（2）查阅有关资料：“铜锈”主要成分是 （
19、俗称铜绿） ；苹果“生锈”32CO)H(u是果肉里的物质（酚和酶）与空气中的氧气发生了一系列的反应，生成咖啡色的物质。（3）实验探究：将四个小块铜片分别按下图所示放置一个月，观察现象如下： 实 验 装 置 实 验 现 象 实 验 装 置 实 验 现 象 铜 片 不 生 锈 铜 片 不 生 锈 铜 片 不 生 锈 铜 片 生 锈 且水 面 附 近 锈蚀 最 严 重 由实验可知：铜生锈是铜与水、_、_等物质共同作用的结果。【得出结论】经过交流讨论，三位同学认为这些物质“生锈”除了可能与水有关外，还可能都与_（填物质名称）有关。【反思与应用】利用所得结论填空：（1）写出一种防止铁或铜等金属制品生锈的
20、具体方法_；（2）请你提出一条延长食品保质期的建议_。20. 生铁和钢都是铁合金，生铁中碳的含量在 2.0%4.3%之间，钢中碳的含量在0.03%2.0%之间。将一块质量为 10.0g 的铁合金放入锥形瓶中，再向瓶中加入 100g 稀，恰好使铁合金中的铁完全反应（碳不溶于稀 ；铁合金中其他元素含量很42SOH 42SOH低，可忽略不计） ，测得生成 的体积为 4.00L（ 在该条件下密度为 0.0880g/L） 。试2H计算回答：（计算结果保留三位有效数字）（1）生成 的质量。2（2）该铁合金中含铁的质量。（3）该铁合金是生铁还是钢？【综合测试答案】一、选择题：1. D 2. C 3. D 4
21、. A 5. B6. C 7. B 8. D 9. A 10. C11. D 12. A 13. B 14. B二、填空题15. （1）因为铁的硬度比铅大，且铅有毒。（2）银和铜的导电性相近，但银比铜贵得多，且电线用量大。（3）钨的熔点远高于锡的熔点。（4）因为铁制水龙头易生锈，而铬硬度大，抗腐蚀性好，金的硬度小，耐磨性差，且资源少，价格贵。16. 银，金属，软，延展性，导体17. 铁，低，潮湿的空气， 32OFe18. 氧气，铁的氧化物，碳19. （1）铁与氧气、水共同作用；（3）氧气、二氧化碳，氧气（1）在金属表面镀一层铬或锌 （2）在食品中充入氮气20. （1）m=4.00L0.088g/L=0.352g（2）设合金中铁的质量为 x244HFeSOHFe56 2x 0.352g56/x=2/0.352gx=9.856g（3）（Fe）=（109.856）/10.0100%=1.44%2%合金为钢
