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第11讲 金属材料　
金属资源的利用和保护
2022年版课标要求 广东近三年试题汇总统计
1.认识金属共性及形成合金对性能的改变。 2．了解金属多以矿物存在，体会化学方法在金属冶炼中的重要性。 3．通过铁生锈学习防止金属腐蚀的常用方法，了解废弃金属对环境的影响及金属回收再利用的价值。 年份 题型及分布 分值
2025 选择题(1、14、15), 填空题(20) 10
2024 选择题(2)，填空题(16) 4
2023 选择题(12、15), 填空题(16) 7
金属材料
纯金属
性质 有金属 光泽 ①____性 ②____性 ③____性
用途 金、银制作装饰品 铁制作 炊具 铜制作 导线 铝制作
铝箔
导热
导电
延展
金属材料
纯金属
特性
金属之最
颜色：铁、铝等大多数金属呈银白色，但铜却呈④____色，金呈黄色
状态：常温下，大多数金属都是固体，但汞却是液体
地壳中含量最高的金属元素：⑤______；人体中含量最高的金属元素：⑥______；
目前世界年产量最高的金属：⑦______；导电性、导热性最好的金属：银
红
铝
钙
铁
金属材料
合金
定义：在纯金属中加热熔合某些金属或非金属，制得具有金属特征的⑧________
特性：合金与组成它的纯金属相比，硬度更⑨___、熔点更⑩____、抗腐蚀性能更好
举例
铁合金
生铁
钢
→两者性能不同的主要原因是 ____________
混合物
大
低
含碳量不同
金属材料
合金
举例
钛合金：熔点高、密度小、可塑性好，抗腐蚀性能好，与人体有很好的相容性，可用来制造人造骨等
其他合金：青铜、黄铜（铜锌合金）、硬铝、不锈钢等
金属资源的利用和保护
工业炼铁
设备：高炉
原料：赤铁矿石、焦炭、石灰石和空气
常见的铁矿石：赤铁矿（主要成分Fe2O3）、磁铁矿（主要成分Fe3O4）等
反应原理
石灰石的主要作用：将矿石中的二氧化硅转变为炉渣
炼铁原理： __________________________
焦炭的作用
燃烧提供热量： _______________
制取CO（还原剂）：
_________________
3CO＋Fe2O3 2Fe＋3CO2
C＋O2 CO2
C＋CO2 2CO
金属资源的利用和保护
工业炼铁
金属的腐蚀与防护
铁生锈
条件：铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应（铁锈主要成分是Fe2O3·xH2O）
探究铁钉生锈的条件（详见本课时重点实验九）
金属资源的利用和保护
工业炼铁
金属的腐蚀与防护
铁生锈
除锈方法
物理方法：砂纸打磨
化学方法：加稀盐酸（或稀硫酸）除去
不能长时间将铁制品浸在酸中
防锈措施
保持金属表面覆盖保护层，如涂油、刷漆、电镀等
改变金属的内部结构，制成合金，如不锈钢等
金属资源的利用和保护
保护金属资源的有效途径：防止金属腐蚀；回收利用废旧金属；有计划、合理地开采金属矿物； 寻找金属的代用品等
【化学史】徐光宪院士和他的团队提出稀土分离技术，使我国能够自主分离稀土产品
实验装置 【注意事项】(1)试管中的蒸馏水是经煮沸并迅速冷却的，目的是___________________
____________________；
(2)试管Ⅱ中植物油的作用是__________，试管Ⅲ中干燥剂的作用是___________
除去水中溶解的氧气
并防止氧气再次溶解
隔绝空气
吸收水蒸气
实验 现象 一段时间后，试管Ⅰ、Ⅳ 中铁钉表面出现红色铁锈，且试管Ⅳ中发生锈蚀的时间更早，锈蚀程度更严重
实验 分析 对比试管Ⅰ、Ⅱ中的现象可知铁生锈需要____________ ；
对比试管Ⅰ、Ⅲ中的现象可知铁生锈需要_____；
对比试管______ 中的现象可知食盐水会加快铁钉的锈蚀
实验 结论 铁生锈的条件为____________________________。
【拓展】(1)在高温、酸性、食盐溶液等环境中，铁制品锈蚀的速率会加快；
(2)铁锈很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水等反应，因此铁制品可以全部锈蚀
空气(或氧气)
水
Ⅰ、Ⅳ
与空气(或氧气)和水同时接触
【模型建构】控制变量法
1．小组同学又分别设计了如图探究铁锈蚀的装置，下列相关说法不正确的是 ( )
A．试管中水面上升，则铁丝生锈消耗了氧气
B．一段时间后，U形管中左侧液面高于右侧
C．该装置可验证氯化钠溶液能加速铁锈蚀
D．该装置可探究铁生锈需要与水接触
C
2．铜易生锈，铜锈的主要成分是Cu2(OH)2CO3，俗称铜绿。铜锈中的氢元素来自空气中的_____(填化学式)，碳元素来自空气中的_______(填化学式)。为证明 “必须有二氧化碳”，需进行如图所示实验中的___和____。(填序号)
H2O
CO2
甲
丁
1．(2025广东)古丝绸之路贸易中的下列商品，主要成分属于金属材料的是 ( )
A．丝绸
B．瓷器
C．玉器
D．铁器
D
2．下列有关金属材料的说法中，正确的是 ( )
A．锡铅合金属于合成材料
B．合金中一定含有金属元素
C．金属单质在常温下都是固体
D．合金的硬度一般比其组成金属的小
B
3．(1)(2025重庆)重庆以“桥都”闻名世界，桥梁建设用到
大量钢铁。铁元素在地壳中的含量__ (填“>”或“<”)
氧元素的。极细的铁粉呈黑色。“黑色”属于铁粉
的_____ (填“物理”或“化学”)性质。这种铁粉在空
气中能自发燃烧只生成一种红色氧化物，反应的
化学方程式为___________________，该红色氧化
物________(填“属于”或“不属于”)合金。
<
物理
4Fe＋3O2===2Fe2O3
不属于
(2)【古代典籍】(2025云南)云南斑铜“妙在有斑，贵在浑厚”，其制作技艺是国家非物质文化遗产。《滇南闻见录》记载：“自来铜(铜基合金)，不可经火，须生锤成器。”通过捶打将斑铜塑成不同形状，体现了金属的______ 性。斑铜的熔点比纯铜的____ (填“高”或“低”)。
延展
低
(1)合金是金属熔合金属或非金属制得的，属于混合物，金属氧化物不属于合金。(2)与组成它的纯金属相比，合金硬度更大、熔点更低、抗腐蚀性更强。
4．下列金属中，在自然界主要以化合物形式存在，且提炼量最大的是 ( )
A．铝
B．金
C．银
D．铁
D
5．【古代典籍】明代《天工开物》中记载了“炒钢法”的生产工艺，该方法的生产过程如图所示。下列说法错误的是 ( )
A．捣碎的目的是增加反应物间的接触面积，使其充
分反应
B．磁铁矿的主要成分为Fe3O4
C．不断翻炒液态生铁，是为
了降低碳元素含量以制钢
D．钢的性能优良，且钢的熔点比纯铁高，易于加工
D
6．【古代典籍】(2025梅州模拟)《周礼·考工记》记载的“六齐之法”是世界上最早的青铜合金配比经验总结(如下表)。回答问题：
青铜中铜、锡质量比 6 : 1 5 : 1 4 : 1 3 : 1 5 : 2 1 : 1
用途 钟鼎 斧斤 戈戟 大刃 削、杀矢 鉴燧
(1)青铜属于__________(填“纯净物”或“混合物”)。
(2)古代以木炭、孔雀石[主要成分Cu2(OH)2CO3]为原料炼铜。木炭燃烧放热使孔雀石分解为氧化铜，变化前后铜元素的化合价______(填“升高”“不变”或“降低”)；该过程需持续鼓风的原因是__________________。木炭还用于还原氧化铜，发生反应的化学方程式为
________________________。
混合物
不变
使木炭充分燃烧
C＋2CuO 2Cu＋CO2↑
(3)古代为制作“戈戟”，在约12石(重量单位)铜中融合___石锡为宜。
(4)古代利器从“斧斤”到“削、杀矢”的硬度逐渐增大，可能的原因是______________。
3
锡的含量提高
7．下列有关铁制品锈蚀与保护的说法不正确的是 ( )
A. 铁与氧气、水等反应导致铁制品锈蚀
B．将铁制成不锈钢能减缓锈蚀
C. 锈蚀的铁制品没有任何利用价值
D．铁栏杆表面刷漆能减缓锈蚀
C
8．下列劳动实践与所述化学知识没有关联的是 ( )
选项 劳动实践 化学知识
A 用铜丝作导线 铜具有导电性
B 擦干洗净后的铁锅 铁在潮湿的空气中易生锈
C 回收铝制易拉罐 铝易与氧气反应
D 劳动时使用铁合金工具 铁合金比纯铁硬度大
C
9.(2025惠州二模)为探究铁生锈的条件设计实验如下图，下列说法错误的是 ( )
A. 试管B应加入煮沸后迅速冷却的蒸馏水
B. 试管A、E和F对应的铁钉一段时间后生锈
C. 对比试管E和F可说明食盐能加快铁钉生锈
D. 对比试管A和C，可知隔绝水可防止铁生锈
C
1．【古代典籍】《天工开物·五金》关于黄金的记载：“凡黄金为五金之长，熔化成形之后，住世永无变更……凡金质至重……凡金性又柔，可屈折如枝柳……凡金箔每金七厘，造方寸金一千片……”。下列说法错误的是 ( )
A. “金箔”说明金具有良好的延展性
B. “凡金质至重”，说明金的密度大
C. “可屈折如枝柳”说明金的硬度大
D. “永无变更”说明金的化学性质稳定
C
2．(2025福建)镍是一种重要的金属。将废旧坡莫合金(含镍、铁和铜等)浸入800 ℃液态镁中形成镁镍合金，再经如图所示的真空蒸馏，可实现镁和镍的分离与回收。下列说法正确的是 ( )
A. 合金一定只含金属元素
B. 镁的沸点比镍的高
C. 真空蒸馏过程中，镁原子间的间隙发生改变
D. 坡莫合金可完全溶解于足量稀硫酸中
C
3．(2025苏州)为验证活性炭或食盐能加快铁粉生锈速率，进行实验。下表是2 g铁粉、5 g水与不同质量活性炭、食盐均匀混合后，在10分钟内温度上升的实验记录。
实验编号 活性炭质量/g 食盐质量/g 温度上升值/℃
1 0 0 0.1
2 0.2 0 22.0
3 x 0.1 3.1
4 0.2 0.1 56.3
下列说法正确的是 ( )
A. 铁的锈蚀不需要氧气参与
B. 表中x的值为0.2
C. 欲得出结论“活性炭能加快
铁粉生锈速率”可以对比实验1和2
D. 对比实验1和4得出的结论是“食盐能加快铁粉生锈速
率”
C
4．【跨学科】小明利用铁锈蚀的原理设计了如图所示的创新实验(开始时杠杆已调至平衡)。一段时间后，可观察到的现象是杠杆___________ (填“左低右高”或“左高右低”)。
左低右高
5．(2025烟台)国家非物质文化遗产“章丘铁锅”表面光滑如镜，炒菜不粘锅。制作时经过了冷锻、热锻等十二道工序，上万次捶打。兴趣小组以“章丘铁锅”为主题进行项目式学习。
任务一：认识铁料的来源
(1)自然界中的铁。因为铁的化学性质______，所以自然
界中的铁元素大多以________形式存在。
(2)炼铁。工业炼铁常用热还原法。一氧化碳在高温条件
下还原氧化铁的化学方程式是____________________
___________。
活泼
化合物
2Fe＋3CO2
Fe2O3＋3CO
任务二：认识铁锅的制作
(3)裁料。在钢板上划线，沿线切出锅胚。传统工艺常用一种蓝色溶液划线，划线处会出现红色物质，该蓝色溶液可能是___________________(写一种物质)溶液。
(4)锻打。铁锅胚锻打成型，是利用铁具有______(性质)。
硫酸铜(合理即可)
延展性
(5)淬火。将锻打好的铁锅加热，然后伸入冷水中，铁在高温下与水蒸气反应生成一层致密的四氧化三铁，铁锅的硬度和耐磨性会显著增强，另外还生成一种气体单质。该反应的化学方程式是_____________________
______。
(6)防锈。在制好的铁锅表面涂一层油防止锈蚀，其原理是_____________。
＋4H2
隔绝氧气和水
3Fe＋4H2O Fe3O4
6.(2025湖北)钢铁工业加速绿色转型，由“碳冶金”向“氢冶金”升级。工程师在高炉炼铁(图1)的基础上，开发了氢基竖炉炼铁新工艺，其流程如图2所示。
(1)赤铁矿石主要成分Fe2O3中铁元素的化合价为 _____。
(2)炼铁高炉进风口附近的反应，主要生成CO2而不是CO的原因是____________________________________
__________________________________________。
＋3
进风口鼓入的是热空气，氧气充足，碳
与充足的氧气在高温条件下反应生成二氧化碳
(3)新工艺绿色环保，“还原反应室”中主反应为Fe2O3＋3H2 2Fe＋3X。
①X的化学式为______。
②该反应属于 ______(填字母序号)。
A. 化合反应
B．分解反应
C．置换反应
D．复分解反应
H2O
C
(4)图2中合成气由甲烷和水反应制得，也可由焦炭制得：C＋H2O H2＋CO。消耗相同质量的水时，理论上前者与后者制得H2的质量比为________。
3 : 1

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