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专题07 金属及金属材料的利用（讲练）
一、几种重要金属
金属材料：一般分为 和 两类。
1、金属的物理性质： （1）常温下一般为 （汞为 ），有 光泽；
（2）密度和硬度 ，熔沸点 ；
（3）大多数呈 （铜为 色，金为 色）
（4）有良好的 性、 性、 性
2．金属之最：
（1） ：地壳中含量最多的金属元素
（2） ：人体中含量最多的金属元素
（3） ：目前世界年产量最多的金属（铁>铝>铜）
（4） ：导电、导热性最好的金属（银>铜>金>铝）
（5） ：硬度最高的金属
（6） ：熔点最高的金属
（7） ：熔点最低的金属
二、合金
1、定义：由一种 跟其他一种或几种 （或金属与 ）一起熔合而成的具有 的物质。
注意事项：（合金是金属与金属或金属与非金属的混合物；金属在熔合了其它金属和非金属后，不仅组成上发生了变化，其内部组成结构也发生了改变，从而引起 ）。
2、合金特点：一般说来，合金的 比各成分低， 比各成分大， 性能更好
3、举例：①铁的合金： （含碳量2%～4.3%）和 （含碳量0.03%～2%）区别：含碳量不同
②铜合金： ：铜、锌的合金； ：铜、锡的合金，它人类使用 的合金。
③ ：铝中加入镁、铜、锌等金属形成合金。广泛应用于制造飞机、舰艇和载重汽车等。
④ ：被认为是21世纪的重要金属材料，优点：I、熔点高、密度小；II、可塑性好、易于加工、机械性能好；III、抗腐蚀性能好；用途：广泛用于喷气式发动机、飞机机身、人造卫星外壳、火箭壳体、医学补形、造纸、人造骨、海水淡化设备、海轮、舰艇的外壳等。
三、金属资源
（一）金属矿物
（1）、金属在自然界在的存在形式：大部分都以 的形式存在，少数很不活泼的金属以 形式存在，人类使用最早的金属是 。
（2）、 （主要成分是Al2O3）； （主要成分是KAlSi3O8）；明矾石（主要成分是kAl3(SO4)2(OH)6 ） （主要成分是Fe3O4 ）、赤铁矿（主要成分是 ）； （主要成分是FeCO3）； （主要成分是FeS2）。
（二）铁的冶炼
（1）关于气体的实验，实验前必需对装置进行 。这样操作的目的是防止 。
（2）、实验开始时，先通入 ，然后再 的原因是 ， 。
（3）、实验结束时的操作是“先 ，继续通 ，直到玻璃管 ”。这样操作的目的是 。
（4）该实验的实验现象是硬质玻璃管中 、试管中的 、酒精灯上方导管口处的 。
（5）相关反应的化学方程式： 、 、 （6）思考：、如何判断反应中生成了什么物质：取少量产物于试管中，滴加适量 ，如有 证明含 ；或用 。
、装置中导管末端点燃酒精灯： 。
（7）工业炼铝的原理： 。
（三）金属资源的保护和利用
1、铁的锈蚀
（1）铁生锈的条件是：铁与 、 接触（铁锈的主要成分： ）
（2）防止铁制品生锈的措施：
①保持铁制品表面的 ；②表面涂 （涂油、 、电镀、 等）；③制成不锈钢；
（3）铁锈很 ，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。
（4）而铝与氧气反应 ，从而阻止铝进一步氧化，因此，铝具有很好的 性能。
2、保护金属资源途径：
①防止 ；②回收利用 ；③合理开采矿物；④寻找金属的代用品
题型一 金属材料
【经典例题】【2022北京】下列生活用品，利用金属导电性的是（ ）
A. 铁锅 B. 铜导线 C. 铝箔包装纸 D. 金饰品
【经典例题】【2022江苏扬州】合金的应用和发展印证了人类文明的进步。下列有关合金的说法不正确的是（ ）
A. 人类生产和使用铁器早于青铜器 B. 生铁和钢是铁、碳等元素形成的合金
C. 不锈钢属于金属材料 D. 合金拓宽了金属材料的应用范围
【经典例题】【2021四川眉山】 北斗系统的全面建成彰显了中国航天的力量。在航天科技中运用了大量金属材料，下列有关金属材料的说法正确的是（ ）
A. 纯金属的硬度一般比它们组成合金的硬度更高
B. 钛和钛合金被广泛应用于火箭、导弹等
C. 金属单质在常温下都是固体
D. 合金中一定只含金属元素
【趁热打铁】
1.【2022北京】下列自行车构件及配件所用的材料中，属于金属材料的是（ ）
A. 塑料车筐 B. 橡胶车胎 C. 钢制车圈 D. 棉布座套
2.【2020江苏南京】下列金属中，熔点最高的是（ ）
A.铜 B.汞 C.钨 D.铝
3．【2022广西柳州】用纳米材料制成的用品具有很多奇特的性质。例如，纳米铜在室温下可拉长50多倍而不出现裂纹，这利用了它的（　　）
A．导电性 B．导热性 C．延展性 D．硬度大
4.【2021贵州黔东南】2. 2021年3月20日，在成都举行的“考古中国”重大项目工作进展会上通报，三星堆遗址新发现6座三星堆文化“祭祀坑”，出土了青铜面具、青铜神树、瓷器等重要文物，其中青铜是人类最早使用的铜、锡合金。下列有关这些文物的说法中，不正确的是( )
A. 青铜耐腐蚀
B. 青铜属于纯净物
C. 青铜属于金属材料
D. 瓷器属于无机非金属材料
5.【2021湖南邵阳】2021年5月29日，“天舟二号”的成功发射彰显了中国航天的力量，在航天科技中会用到大量金属材料。下列有关金属材料的说法错误的是（ ）
A. 黄铜的硬度比纯铜的大 B. 生铁的含碳量比钢的高
C. 生锈的铁制品没有回收价值 D. 铝合金被广泛用于火箭、飞机、轮船等制造业
6.【2021湖南长沙】今年3月，三星堆遗址新出土重要文物500多件，其中有高2.62米的青铜大立人、高3.95米的青铜神树、由金箔包裹的权杖、重约286g的黄金面具以及玉石器和象牙等。
（1）黄金属于 　 　材料（填“金属”或“合成”）。
（2）与纯铜相比，青铜的优良性能有 　 （写一种即可）。
7.【2022湖南湘西】金属在生活中随处可见，合金是用途广泛的金属材料。请回答下列问题：
（1）“一元”硬币的材质为钢芯镀镍，内芯是不锈钢（属于铁合金）合金属于 　 　（填“纯净物”或“混合物”）
（2）制造硬币时，选择合金材料需要考虑哪些因素？（任答一点）
（3）金属矿物的储量有限且不能再生，保护金属资源的措施有哪些？任答一点）
8.【2020山东青岛】近年来，我国高铁飞速发展，已成为世界上唯一高铁成网运行的国家。请回答下列问题。
（1）制造高铁列车使用了多种材料。下列高铁列车的部件中，其主要材料属于金属材料的是_____（选填字母序号）。
A、玻璃车窗 B、镁铝合金车体 C、塑料小桌板 D、涤纶座套
（2）高铁电路多用铜质导线，这是利用了铜的延展性和 性。
（3）高铁刹车片由合金锻钢制作，时速300公里以上的列车紧急制动时，轮毂盘面和刹车片的温度瞬间达到 700℃以上，合金锻钢应该具备耐磨和 等特性。
题型二 金属的锈蚀
【经典例题】【2022陕西中考A】8. 如图所示，将两枚光亮的铁钉分别用细线吊置于甲、乙中，并使部分铁钉露出液面。放置一段时间，出现了锈蚀。下列说法不正确的是（ ）
A. 甲、乙中，气体含氧气的体积分数不相等
B. 甲中，铁钉在植物油内的部分没有锈蚀
C. 乙中，铁钉在水面下的部分锈蚀最严重
D. 丙中，导管内上升一段水柱
【经典例题】【2022广西贺州中考】下列措施中，不能防止金属制品锈蚀的是（　　）
A. 在表面刷漆 B. 在表面涂油 C. 在表面镀铬 D. 用湿布擦拭
【趁热打铁】
1.【2020重庆卷】空气中含①N2 ②O2 ③稀有气体 ④水蒸气等成分,其中与钢铁生锈有关的是（ ）
A.①③ B.②④ C.③④ D.①④
2.【2022湖南长沙】我国的矿物种类比较齐全，储量很丰富，但是矿物不能再生。下列能保护金属资源的是（ ）
A. 废旧金属不需要回收利用 B. 矿物资源无限，可以任意开采
C. 寻找金属代用品 D. 将铁钉放置于潮湿的空气中
3.【2021江苏苏州】利用铁粉、炭粉、氯化钠进行铁的锈蚀实验（装置如图所示，装置气密性良好）。实验1min后温度计读数上升，8min后打开止水夹，水倒吸入锥形瓶。实验数据如下表：
实验前的体积 实验后的体积
锥形瓶内空气（含导管内空气） 烧杯内水 烧杯内剩余水
246.0mL 100.0mL 51.5mL
下列说法不合理的是（　　）
A．铁的锈蚀是放热反应
B．使用氯化钠溶液的目的是加快铁的锈蚀
C．此实验能推断出铁的锈蚀需要水的参与
D．计算得出空气中氧气的含量约为19.7%
4.【2020湖北宜昌】线上学习，居家实验。小明用三枚洁净无锈的铁钉，设计如右图所示实验，探究铁生锈的条件。下列说法错误的是（ ）
A.乙试管中植物油的作用是隔绝空气
B.只有甲试管中的铁钉有明显锈迹
C.乙丙两支试管的实验现象说明铁生锈需要水
D.实验表明铁生锈是铁与空气和水共同作用的结果
5.【2021辽宁本溪葫芦岛】金属资源在生产生活中应用十分广泛。请回答下列问题。
（1）“共享单车”方便市民出行，颇受人们的喜爱。
①如图所示，单车上标示出的部件中由金属材料制成的是______（填字母序号）。
②为防止钢链条生锈可采取的措施是 。
③废旧单车中金属部件回收再利用的意义是 （写一点即可）。
题型三 金属的冶炼
【经典例题】【2021四川广安】利用如图所示实验装置模拟工业炼铁。下列说法正确的是（　　）
A．反应前后Fe元素的化合价由+2价变为0价
B．充分加热，a处固体由黑色变为红色
C．b处可以用澄清石灰水检验生成的CO2
D．可用水吸收尾气中的CO
【趁热打铁】
1.【2020湖南邵阳】下图是实验室模拟工业炼铁的实验装置图，下列说法不正确的是（　　）
A.B处玻璃管内发生的化学反应是氧化还原反应，还原剂是CO
B.在点燃酒精喷灯前，应先通入CO气体排尽装置中的空气
C.该实验可以观察到B处固体从黑色逐渐变成红色
D.该模拟实验缺少尾气处理装置，会污染空气
2.【2022湖南衡阳】炼铁的主要原料是赤铁矿(主要成分是Fe2O3)、焦炭、空气、石灰石，转化过程如图：
（1）在此转化过程中体现了焦炭的化学性质有_______。(写一条即可)
（2）③中发生反应的化学方程式是_______。
（3）世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于其年产量的20%~40%，请你写出一种防止铁制品锈蚀的方法_______。
3.【2020四川巴中】某化学实验小组利用以下装置测定某赤铁矿中氧化铁的纯度：向赤铁矿中通入纯净的一氧化碳气体，假设赤铁矿中杂质不参与反应，请回答下列问题
(1)实验开始时，先进行的操作是_____(填序号）
①通入一氧化碳 ②加热
(2)实验过程中观察到装置A中玻璃管内发生的现象 ；
(3)写出B装置发生的化学反应方程式是 ；装置C的作用是 。
(4)从环境保护的角度看线实验存在的缺陷是 。
4．【2022黑龙江佳木斯】如图是炼铁高炉内部的物料说明和一套工业炼铁设备模型。请分析回答问题：
（1）高炉炼铁的原理是 　 　。（用化学方程式表示）
（2）高炉炼铁得到的产品是生铁，生铁和钢都是铁的合金，性能不同是因为 　 　。
（3）如图副产品中的 　 又回到了高炉，副产品综合利用的好处是 　 　。
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专题07 金属及金属材料的利用（讲练）
一、几种重要金属
金属材料：一般分为纯金属和合金两类。
1、金属的物理性质： （1）常温下一般为固态（汞为液态），有金属光泽；
（2）密度和硬度较大，熔沸点较高；
（3）大多数呈银白色（铜为紫红色，金为黄色）
（4）有良好的导热性、导电性、延展性
2．金属之最：
（1）铝：地壳中含量最多的金属元素；
（2）钙：人体中含量最多的金属元素；
（3）铁：目前世界年产量最多的金属（铁>铝>铜）；
（4）银：导电、导热性最好的金属（银>铜>金>铝）；
（5）铬：硬度最高的金属；
（6）钨：熔点最高的金属；
（7）汞：熔点最低的金属。
二、合金
1、定义：由一种金属跟其他一种或几种金属（或金属与非金属）一起熔合而成的具有金属特性的物质。
注意事项：（合金是金属与金属或金属与非金属的混合物；金属在熔合了其它金属和非金属后，不仅组成上发生了变化，其内部组成结构也发生了改变，从而引起性质的变化）。
2、合金特点：一般说来，合金的熔点比各成分低，硬度比各成分大，抗腐蚀性能更好
3、举例：
（1）铁的合金：生铁（含碳量2%～4.3%）和钢（含碳量0.03%～2%）区别：含碳量不同
（2）铜合金：黄铜：铜、锌的合金；青铜：铜、锡的合金，它人类使用最早的合金。
（3）钛合金：被认为是21世纪的重要金属材料，优点：I、熔点高、密度小；II、可塑性好、易于加工、机械性能好；III、抗腐蚀性能好；用途：广泛用于喷气式发动机、飞机机身、人造卫星外壳、火箭壳体、医学补形、人造骨、海水淡化设备、海轮、舰艇的外壳等。
（4）铝合金：铝中加入镁、铜、锌等形成合金。广泛应用于制造飞机、舰艇和载重汽车等。
三、金属资源
（一）金属矿物
（1）、金属在自然界在的存在形式：大部分都以化合物的形式存在，少数很不活泼的金属以单质形式存在，人类使用最早的金属是金。
（2）、铝土矿（主要成分是Al2O3）；钾长石（主要成分是KAlSi3O8）；明矾石（主要成分是kAl3(SO4)2(OH)6 ）；磁铁矿（主要成分是Fe3O4 ）、赤铁矿（主要成分是Fe2O3 ）；菱铁矿（主要成分是FeCO3）；黄铁矿（主要成分是FeS2）。
（二）铁的冶炼
（1）、有气体的实验，实验前必需对装置进行检查装置气密性。这样操作的目的是防止漏气。
（2）、实验开始时，先通入一氧化碳，然后再点燃灯的原因是排出空气，防止加热时爆炸。
（3）、实验结束时的操作是“先停止加热，继续通一氧化碳，直到玻璃管冷却”。这样操作的目的是防止生成高温的铁又被氧化。
（4）该实验的实验现象是硬质玻璃管中红色粉末逐渐变为黑色、试管中的澄清石灰水变浑浊、酒精灯上方导管口处的气体燃烧，发出淡蓝色火焰。
（5）相关反应的化学方程式：3CO+Fe2O32Fe+CO2、Ca(OH)2+CO2 =CaCO3↓+H2O 、2CO+O22CO2
（6）思考：、如何判断反应中生成了什么物质：取少量产物于试管中，滴加适量稀盐酸，如有气泡产生证明含铁粉；或用磁铁吸引。
、装置中导管末端点燃酒精灯：点燃尾气，防止污染空气。
（7）工业炼铝的原理：2Al2O34Al+3O2↑
（三）金属资源的保护和利用
1、铁的锈蚀
（1）铁生锈的条件是：铁与O2、水接触（铁锈的主要成分：Fe2O3·xH2O）
（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（涂油、刷漆、电镀、烤蓝等）；③制成不锈钢；
（3）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。
（4）而铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化，因此，铝具有很好的抗腐蚀性能。
2、保护金属资源途径：
①防止金属腐蚀；②回收利用废旧金属；③合理开采矿物；④寻找金属的代用品
题型一 金属材料
【经典例题】【2022北京】下列生活用品，利用金属导电性的是（ ）
A. 铁锅 B. 铜导线 C. 铝箔包装纸 D. 金饰品
【答案】B
【解析】A、铁锅主要利用金属的导热性，不符合题意；
B、铜导线主要利用的是金属的导电性，符合题意；
C、铝箔包装纸主要利用的是金属的延展性和导热性，不符合题意；
D、金饰品主要利用的 是金属的延展性，不符合题意。
故选B。
【点睛】熟练记忆金属的有关物理性质以及金属之最，即可解答此类题目。
【经典例题】【2022江苏扬州】合金的应用和发展印证了人类文明的进步。下列有关合金的说法不正确的是（ ）
A. 人类生产和使用铁器早于青铜器 B. 生铁和钢是铁、碳等元素形成的合金
C. 不锈钢属于金属材料 D. 合金拓宽了金属材料的应用范围
【答案】A
【解析】A、金属活动性越强，人类生产和使用的越晚，铁比铜活泼，故人类生产和使用铁器晚于青铜器，符合题意；
B、生铁和钢均是铁碳合金，是由铁、碳等元素形成的，不符合题意；
C、不锈钢是铁的合金，属于金属材料，不符合题意；
D、合金比组成它的纯金属硬度大， 耐腐性，性能更优良，拓宽了金属材料的应用范围，不符合题意。
故选A。
【点睛】掌握合金的的定义、例子以及优点，具体分析题目即可。
【经典例题】【2021四川眉山】 北斗系统的全面建成彰显了中国航天的力量。在航天科技中运用了大量金属材料，下列有关金属材料的说法正确的是（ ）
A. 纯金属的硬度一般比它们组成合金的硬度更高
B. 钛和钛合金被广泛应用于火箭、导弹等
C. 金属单质在常温下都是固体
D. 合金中一定只含金属元素
【答案】B
【解析】A、合金的硬度比组成它的纯金属的硬度大，选项说法不正确；
B、钛和钛合金具有熔点高，密度小、可塑性好，易于加工和机械性能好等优良性能，被广泛应用于火箭、导弹等，选项说法正确；
C、大多数金属单质在常温下都是固体，但汞是液体，选项说法不正确；
D、合金是指在一种金属中加热熔合其它金属或非金属而形成的具有金属特性的物质，合金中不一定只含金属元素，可能含有非金属元素，选项说法不正确。
故选B。
【点睛】本题难度不大，掌握铁锈蚀的条件、防止铁制品生锈的原理（隔绝氧气和水）与措施是正确解答本题的关键。
【趁热打铁】
1.【2022北京】下列自行车构件及配件所用的材料中，属于金属材料的是（ ）
A. 塑料车筐 B. 橡胶车胎 C. 钢制车圈 D. 棉布座套
【答案】C
【解析】A、塑料车筐用塑料制成，塑料属于合成材料；
B、橡胶车胎由橡胶制成，橡胶属于有机高分子材料；
C、钢制车圈由钢制成，钢是合金属于金属材料；
D、棉布座套由棉制成，棉属于天然材料。
故选C。
2.【2020江苏南京】下列金属中，熔点最高的是（ ）
A.铜 B.汞 C.钨 D.铝
【答案】C
【解析】钨是熔点最高的金属。故选C。
3．【2022广西柳州】用纳米材料制成的用品具有很多奇特的性质。例如，纳米铜在室温下可拉长50多倍而不出现裂纹，这利用了它的（　　）
A．导电性 B．导热性 C．延展性 D．硬度大
【答案】C
【解答】解：纳米铜在室温下可拉长50多倍而不出现裂纹，这利用了它的延展性。
故选：C。
4.【2021贵州黔东南】2. 2021年3月20日，在成都举行的“考古中国”重大项目工作进展会上通报，三星堆遗址新发现6座三星堆文化“祭祀坑”，出土了青铜面具、青铜神树、瓷器等重要文物，其中青铜是人类最早使用的铜、锡合金。下列有关这些文物的说法中，不正确的是( )
A. 青铜耐腐蚀
B. 青铜属于纯净物
C. 青铜属于金属材料
D. 瓷器属于无机非金属材料
【答案】B
【解析】A、青铜表面有一层致密的氧化膜很难通过空气中二氧化碳和水蒸气，因此青铜耐腐蚀，故选项正确；
B、由青铜的成分可知青铜是铜锡的合金，所以是混物，故选项不正确；
C、金属材料包括金属单质与金合金，青铜属于金合金，所以是金属材料，故选项正确，
D、瓷器属于无机非金属材料，故选项正确。
故选：B。
5.【2021湖南邵阳】2021年5月29日，“天舟二号”的成功发射彰显了中国航天的力量，在航天科技中会用到大量金属材料。下列有关金属材料的说法错误的是（ ）
A. 黄铜的硬度比纯铜的大 B. 生铁的含碳量比钢的高
C. 生锈的铁制品没有回收价值 D. 铝合金被广泛用于火箭、飞机、轮船等制造业
【答案】C
【解析】A.一般合金的硬度大于其组成中纯金属硬度，所以黄铜的硬度比纯铜的大，选项说法正确；
B.生铁和钢都是铁合金，生铁的含碳量为2%-4.3%，钢的含碳量为0.03%-2%，选项说法正确；
C.生锈的铁制品重新回收利用既能节约金属资源，又能减少环境污染，选项说法错误；
D.铝合金的强度大、质轻、抗腐蚀性强，常被广泛用于火箭、飞机、轮船等制造业，选项说法正确。
故选：C。
6.【2021湖南长沙】今年3月，三星堆遗址新出土重要文物500多件，其中有高2.62米的青铜大立人、高3.95米的青铜神树、由金箔包裹的权杖、重约286g的黄金面具以及玉石器和象牙等。
（1）黄金属于 　 　材料（填“金属”或“合成”）。
（2）与纯铜相比，青铜的优良性能有 　 （写一种即可）。
【答案】（1）金属；（2）硬度大等。
【解答】（1）黄金属于纯金属，属于金属材料。
（2）与纯铜相比，青铜的优良性能有硬度大、强度高、熔点低等。
7.【2022湖南湘西】金属在生活中随处可见，合金是用途广泛的金属材料。请回答下列问题：
（1）“一元”硬币的材质为钢芯镀镍，内芯是不锈钢（属于铁合金）合金属于 　 　（填“纯净物”或“混合物”）
（2）制造硬币时，选择合金材料需要考虑哪些因素？（任答一点）
（3）金属矿物的储量有限且不能再生，保护金属资源的措施有哪些？任答一点）
【答案】（1）混合物；
（2）金属的硬度、金属的耐腐蚀性等；
（3）防止金属锈蚀（其它合理答案也可以）。
【解答】解：（1）合金是由多种物质组成的，属于混合物；故答案为：混合物；
（2）选择铸造硬币的材料需要考虑的因素是金属的硬度、金属的耐腐蚀性等，故答案为：金属的硬度、金属的耐腐蚀性等；
（3）保护金属资源的有效途径有：防止金属锈蚀；合理开采矿物；回收利用废旧金属；寻找金属的替代品。故答案为：防止金属锈蚀（其它合理答案也可以）。
8.【2020山东青岛】近年来，我国高铁飞速发展，已成为世界上唯一高铁成网运行的国家。请回答下列问题。
（1）制造高铁列车使用了多种材料。下列高铁列车的部件中，其主要材料属于金属材料的是_____（选填字母序号）。
A、玻璃车窗 B、镁铝合金车体 C、塑料小桌板 D、涤纶座套
（2）高铁电路多用铜质导线，这是利用了铜的延展性和 性。
（3）高铁刹车片由合金锻钢制作，时速300公里以上的列车紧急制动时，轮毂盘面和刹车片的温度瞬间达到 700℃以上，合金锻钢应该具备耐磨和 等特性。
【答案】(1).B；(2).导电；(3).耐高温；
【解析】（1）A、玻璃车窗，属于无机非金属材料，不符合题意；
B、镁铝合金车体，是金属材料，符合题意；
C、塑料小桌板，是合成材料，不符合题意；
D、涤纶座套，是合成材料，不符合题意。故选B。
（2）高铁电路多用铜质导线，这是利用了铜的延展性和导电性；
（3）列车紧急制动时，轮毂盘面和刹车片的温度瞬间达到700℃以上，合金锻钢应该具备耐磨和耐高温等特性；
题型二 金属的锈蚀
【经典例题】【2022陕西中考A】8. 如图所示，将两枚光亮的铁钉分别用细线吊置于甲、乙中，并使部分铁钉露出液面。放置一段时间，出现了锈蚀。下列说法不正确的是（ ）
A. 甲、乙中，气体含氧气的体积分数不相等
B. 甲中，铁钉在植物油内的部分没有锈蚀
C. 乙中，铁钉在水面下的部分锈蚀最严重
D. 丙中，导管内上升一段水柱
【答案】C
【解析】A、甲中，水面上用植物油封住，阻止了氧气溶于水，只有植物油上部分锈蚀，而乙中铁钉水上水下都锈蚀，消耗更多的氧气，所以气体含氧气的体积分数不相等，故A说法正确；
B、甲中，水面上用植物油封住，阻止了氧气溶于水，铁钉在植物油内的部分因为没有接触到氧气而没有锈蚀，故B说法正确；
C、乙中，铁钉锈蚀最严重是水面接触处，因为此处铁钉与氧气和水接触最充分，故C说法错误；
D、因为乙中铁钉锈蚀消耗了氧气，使装置内的压强减小，产生了压强差，在大气压的作用下，将丙烧杯中水部分压入导管中，故D说法正确。
故选C。
【点睛】本题难度不大，掌握铁锈蚀的条件（铁与氧气、水同时接触）是正确解答本题的关键。
【经典例题】【2022广西贺州中考】下列措施中，不能防止金属制品锈蚀的是（　　）
A. 在表面刷漆 B. 在表面涂油 C. 在表面镀铬 D. 用湿布擦拭
【答案】D
【解析】A、在表面刷漆，能隔绝氧气和水，能防止金属制品锈蚀，故A错误；
B、在表面涂油，能隔绝氧气和水，能防止金属制品锈蚀，故B错误；
C、在表面镀铬，能隔绝氧气和水，能防止金属制品锈蚀，故C错误；
D、用湿布擦拭，金属制品能与氧气、水分充分接触，不能防止金属制品锈蚀，故D正确。故选D。
【点睛】本题难度不大，掌握铁锈蚀的条件（铁与氧气、水同时接触）是正确解答本题的关键。
【趁热打铁】
1.【2020重庆卷】空气中含①N2 ②O2 ③稀有气体 ④水蒸气等成分,其中与钢铁生锈有关的是（ ）
A.①③ B.②④ C.③④ D.①④
【答案】B
【解析】铁生锈的原因是和空气中的水和氧气接触反应而生锈，所以正确答案选B
2.【2022湖南长沙】我国的矿物种类比较齐全，储量很丰富，但是矿物不能再生。下列能保护金属资源的是（ ）
A. 废旧金属不需要回收利用 B. 矿物资源无限，可以任意开采
C. 寻找金属代用品 D. 将铁钉放置于潮湿的空气中
【答案】C
【解析】A、废旧金属应回收利用，保护金属资源，减少污染，不符合题意；
B、矿物资源有限，应合理开采，不能任意开采，不符合题意；
C、寻找金属代用品，可以保护金属资源，符合题意；
D、将铁钉放置于潮湿的空气中，会使铁钉生锈，浪费金属资源，应防止金属锈蚀，不符合题意。
故选C。
3.【2021江苏苏州】利用铁粉、炭粉、氯化钠进行铁的锈蚀实验（装置如图所示，装置气密性良好）。实验1min后温度计读数上升，8min后打开止水夹，水倒吸入锥形瓶。实验数据如下表：
实验前的体积 实验后的体积
锥形瓶内空气（含导管内空气） 烧杯内水 烧杯内剩余水
246.0mL 100.0mL 51.5mL
下列说法不合理的是（　　）
A．铁的锈蚀是放热反应
B．使用氯化钠溶液的目的是加快铁的锈蚀
C．此实验能推断出铁的锈蚀需要水的参与
D．计算得出空气中氧气的含量约为19.7%
【答案】C
【解答】A、铁的锈蚀是放热反应正确，正确但不符合题意，故选项错误；
B、使用氯化钠溶液的目的是加快铁的锈蚀正确，正确但不符合题意，故选项错误；
C、此实验能推断出铁的锈蚀需要水的参与错误，因为没有用控制变量法证明需要水，错误符合题意，故选项正确；
D、计算得出空气中氧气的含量＝≈19.7%，正确但不符合题意，故选项错误；
故选：C。
4.【2020湖北宜昌】线上学习，居家实验。小明用三枚洁净无锈的铁钉，设计如右图所示实验，探究铁生锈的条件。下列说法错误的是（ ）
A.乙试管中植物油的作用是隔绝空气
B.只有甲试管中的铁钉有明显锈迹
C.乙丙两支试管的实验现象说明铁生锈需要水
D.实验表明铁生锈是铁与空气和水共同作用的结果
【答案】C
【解析】A、乙试管中植物油的作用是隔绝空气，探究空气是否为铁钉生锈的条件，故A正确；
B、只有甲试管中的铁钉有明显锈迹，乙中铁钉因为缺乏氧气，丙中铁钉因为缺乏水分，都不生锈，故B正确；
C、甲丙两支试管的实验现象说明铁生锈需要水，故C错误；
D、通过甲乙丙三个试管中铁钉的生锈情况，可以判断出实验表明铁生锈是铁与空气和水共同作用的结果，故D正确。
故选C。
5.【2021辽宁本溪葫芦岛】金属资源在生产生活中应用十分广泛。请回答下列问题。
（1）“共享单车”方便市民出行，颇受人们的喜爱。
①如图所示，单车上标示出的部件中由金属材料制成的是______（填字母序号）。
②为防止钢链条生锈可采取的措施是 。
③废旧单车中金属部件回收再利用的意义是 （写一点即可）。
【答案】（1）①. ade ②. 涂油（合理即可） ③. 节约金属资源（或减少环境污染，合理即可）
【解析】（1）①a、铝合金属于金属材料；b、塑料属于合成材料；c、合成橡胶属于合成材料；d、钢属于金属材料；e、不锈钢属于金属材料，故填：ade；
②铁生锈的条件是铁与氧气和水接触，为防止钢链条生锈可以隔绝氧气和水，如涂油；
③废旧单车中金属部件回收再利用的意义是节约金属资源，减少环境污染；
题型三 金属的冶炼
【经典例题】【2021四川广安】利用如图所示实验装置模拟工业炼铁。下列说法正确的是（　　）
A．反应前后Fe元素的化合价由+2价变为0价
B．充分加热，a处固体由黑色变为红色
C．b处可以用澄清石灰水检验生成的CO2
D．可用水吸收尾气中的CO
【答案】C
【解答】A、氧化铁中铁元素化合价是+3，反应后铁中铁元素化合价是0，该选项说法不正确；
B、氧化铁是红棕色固体，铁是黑色固体，充分加热，a处固体由红棕色变黑色，该选项说法不正确；
C、b处可以用澄清石灰水检验生成的CO2，该选项说法正确；
D、一氧化碳难溶于水，不能用水吸收一氧化碳，该选项说法不正确。
故选：C。
【点睛】本题通过一氧化碳还原氧化铁考查常见物质的性质，增加了学生分析问题的思维跨度，强调了学生整合知识的能力。
【趁热打铁】
1.【2020湖南邵阳】下图是实验室模拟工业炼铁的实验装置图，下列说法不正确的是（　　）
A.B处玻璃管内发生的化学反应是氧化还原反应，还原剂是CO
B.在点燃酒精喷灯前，应先通入CO气体排尽装置中的空气
C.该实验可以观察到B处固体从黑色逐渐变成红色
D.该模拟实验缺少尾气处理装置，会污染空气
【答案】C
【解析】A、得氧的过程是氧化反应，失氧的过程是还原反应，B处玻璃管内发生的化学反应是氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，是氧化还原反应，还原剂是CO，选项正确；
B、CO与空气的混合气体，点燃或加热时可能发生爆炸。在点燃酒精喷灯前，应先通入CO气体排尽装置中的空气，防止加热事发生爆炸，选项正确；
C、氧化铁是红色固体，铁粉是黑色固体，该实验可以观察到B处固体从红色逐渐变成黑色，选项错误；
D、一氧化碳是大气污染物，该模拟实验缺少尾气处理装置，会污染空气，选项正确。
故选C。
2.【2022湖南衡阳】炼铁的主要原料是赤铁矿(主要成分是Fe2O3)、焦炭、空气、石灰石，转化过程如图：
（1）在此转化过程中体现了焦炭的化学性质有_______。(写一条即可)
（2）③中发生反应的化学方程式是_______。
（3）世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于其年产量的20%~40%，请你写出一种防止铁制品锈蚀的方法_______。
【答案】（1）还原性（或可燃性）
（2）
（3）刷漆（合理即可）
【解析】（1）碳能在空气中燃烧、二氧化碳与碳反应生成一氧化碳，说明碳具有可燃性、还原性。
（2）一氧化碳与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
（3）防止铁生锈是保护金属资源的一种有效途径，防止铁生锈的方法:涂油、刷漆、制成合金、镀一层金属等。
3.【2020四川巴中】某化学实验小组利用以下装置测定某赤铁矿中氧化铁的纯度：向赤铁矿中通入纯净的一氧化碳气体，假设赤铁矿中杂质不参与反应，请回答下列问题
(1)实验开始时，先进行的操作是_____(填序号）
①通入一氧化碳 ②加热
(2)实验过程中观察到装置A中玻璃管内发生的现象 ；
(3)写出B装置发生的化学反应方程式是 ；装置C的作用是 。
(4)从环境保护的角度看线实验存在的缺陷是 。
【答案】(1).①；(2).红色物质变黑； (3).CO2＋2NaOH＝Na2CO3＋H2O、 吸收二氧化碳和水；(4).没有尾气处理（或应有尾气处理装置）；
【解析】(1)实验开始时，要先通入一氧化碳，再加热，目的是利用一氧化碳排净装置内空气，防止加热实验时发生爆炸，故先进行的操作是①。
(2)装置A中发生的反应是一氧化碳和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，故玻璃管内发生的现象红色物质变黑。
(3)B装置发生的化学反应是二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，化学方程式是CO2＋2NaOH＝Na2CO3＋H2O；装置C是碱石灰，碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的混合物，是碱性干燥剂，氧化钙和水反应生成氢氧化钙，氢氧化钠和二氧化碳反应，故作用是吸收二氧化碳和水。
(4)由于通入了一氧化碳，有毒，故从环境保护的角度看实验存在的缺陷是没有尾气处理装置。
4．【2022黑龙江佳木斯】如图是炼铁高炉内部的物料说明和一套工业炼铁设备模型。请分析回答问题：
（1）高炉炼铁的原理是 　 　。（用化学方程式表示）
（2）高炉炼铁得到的产品是生铁，生铁和钢都是铁的合金，性能不同是因为 　 　。
（3）如图副产品中的 　 又回到了高炉，副产品综合利用的好处是 　 　。
【答案】（1）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；
（2）含碳量不同；
（3）炉气；节约资源或减少空气污染。
【解答】解：（1）赤铁矿的主要成分是氧化铁，工业上用一氧化碳还原氧化铁炼铁，主要是利用CO的还原性，在高温下和氧化铁反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。
（2）生铁和钢都是铁的合金，性能不同，是因为含碳量不同。
（3）由工业炼铁设备模型，副产品中的炉气（CO、N2、CO2），则副产品综合利用的好处是节约资源或减少空气污染。
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