资源简介

第1讲 金属材料 金属资源的利用和保护
考点通关 直击考什么
考点1 金属材料
一、纯金属（纯净物）
拓展延伸 金属之最
地壳中含量最高 人体中含量最高 目前世界年产量最高 导电性、导热性最好 熔点最高 熔点最低
铝元素 钙元素 铁 银 钨 汞
二、合金（大多数是混合物）
概念 在纯金属中加热熔合某些⑧_ _ _ _ 或⑨_ _ _ _ _ _ ,就可以制得具有⑩_ _ _ _ _ _ _ _ 的合金
性能 .合金一般比组成它的纯金属的硬度和强度更 _ _ _ _ ，熔点更 _ _ _ _ ，抗腐蚀性能更好,机械性能好； .如图，相互刻画，有明显划痕的是 _ _ _ _ _ _
常见合金 .铁合金:生铁（含碳量为）、钢（含碳量为），性能差异原因是 _ _ _ _ _ _ 不同； .钛合金:熔点高,密度小,可塑性好,易加工,抗腐蚀性能好,与人体有很好的“相容性”； .铝合金：强度高、硬度大、质量轻，可制造火箭、飞机、轮船等； .其他合金：不锈钢、黄铜（铜锌合金）、青铜、黄金等
考点2 金属矿物及其冶炼
一、金属在自然界中的存在形式
除金、银等以单质形式存在，金属多以化合物的形式存在。
二、常见的金属矿石
名称 赤铁矿 磁铁矿 铝土矿 赤铜矿 金红石 软锰矿
主要成分的化学式
三、工业炼铁
1.设备:炼铁高炉。
2．原料:赤铁矿石、焦炭、石灰石、空气。焦炭的作用是①_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ,石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅转化为炉渣,赤铁矿石的作用是提供铁元素。
3．炼铁的原理:②_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （用化学方程式表示）。
4．高炉炼铁的产品:高炉炼铁得到的产品是生铁，它是③_ _ _ _ _ _ （填“纯净物”或“混合物”）。
考点3 金属的锈蚀与防护
腐蚀条件 铁与空气中①_ _ _ _ 和②_ _ _ _ 同时接触，铁锈的主要成分是③_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ［探究铁钉生锈的条件（详见P54 实验7）］
防锈原理 ④_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
防锈措施 （1）保持铁制品洁净干燥,如菜刀用完洗净擦干（隔绝⑤_ _ _ _ ）； （2）在铁制品表面加保护层,如⑥_ _ _ _ 、⑦_ _ _ _ 、电镀等（隔绝⑧_ _ _ _ 和 ⑨_ _ _ _ ）； （3）改变铁的结构,制成⑩_ _ _ _ ,如制成不锈钢等
除锈方法 物理方法：用砂纸打磨。 化学方法：加入适量的稀盐酸或稀硫酸（注意：酸不能过量，且金属制品不能长时间与酸接触）； 用盐酸: _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （填写化学方程式，下同）； 用硫酸: _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
保护措施 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，以及寻找金属的代用品等
意义 节约金属资源,减少环境污染
夯基综合练
1．判断下列说法的正误。
（1） 金属都是银白色（ ）
（2） 地壳中含量最高的金属元素是铝元素，含量最高的非金属元素是氧元素（ ）
（3） 金属氧化物属于合金（ ）
（4） 合金的硬度一般比其组成金属的小 （ ）
（5） 只要与氧气或水接触，铁就会生锈（ ）
（6） 用洗涤剂将铁制品表面的油膜洗净不能防止铁生锈（ ）
（7） 保护金属资源，应用导电性最好的银代替铜、铝作导线 （ ）
2．（1） 炼铁的主要原理是一氧化碳与氧化铁反应,其化学方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（2） 高炉炼铁的产品是生铁,它与钢的主要区别是_ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3） 目前世界上已有以上的铁和以上的金得到了回收利用,请写出回收利用废旧金属的意义:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
重点实验 多维透析
实验7 探究铁钉生锈的条件
实验要点 分层梳理
实验装置 甲 乙 丙
条件 与氧气（或空气）、水同时接触 只与水接触 只与氧气（或空气）接触
实验现象 铁钉表面出现①_ _ _ _ 色铁锈，且在空气和蒸馏水交界处铁锈最多 ②_ _ _ _ _ _ 生锈痕迹 ③_ _ _ _ _ _ 生锈痕迹
实验分析与结论 乙对比说明铁生锈需要有④_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，甲、丙对比说明铁生锈需要有 ⑤_ _ _ _ ； 结论：铁生锈是铁与⑥_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 共同作用的结果
实验反思 误差分析
实验反思 （1）实验前需要将铁钉打磨光亮，目的是⑦_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ； （2）试管乙所用蒸馏水是经煮沸并迅速冷却的蒸馏水,煮沸的目的是除去水中溶解的⑧_ _ _ _ ,迅速冷却的目的是⑨_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ； （3）试管乙中植物油的作用是⑩_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ； （4）试管丙加入氯化钙的目的是 _ _ _ _ _ _ _ _ ； （5）环境的湿度及酸碱性等因素也会影响铁的锈蚀速率，如铁与酸或食盐溶液接触会加快其锈蚀
异常现象分析 某同学在实验过程中,发现试管乙、丙中铁钉表面也有少量锈迹,其原因可能是 乙： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，丙： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
实验改进 创新设计 中考趋势
考法1：跨学科
同学们完成上述实验后,又利用铁钉生锈的原理设计了如图实验（开始时杠杆已调至平衡）。一段时间后,可观察到杠杆 _ _ _ _ _ _ _ _ （填“左低右高”或“左高右低”）。
考法2：生活情境
通过查阅资料可知，暖宝宝的发热材料主要有铁粉、活性炭、食盐、水等物质，暖宝宝内使用铁粉而不使用铁块的目的是 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
2022课标·思路与方法 控制变量实验
实验一题透练
为了探究铁锈蚀的条件，某小组设计如下实验，请回答下列问题。
图1
（1） 实验前，必须将铁钉打磨光亮的原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（2） 实验中使用蒸馏水的目的是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（3） B中植物油的作用是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（4） A和C实验对比说明_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，实验中能证明铁钉生锈需要氧气的实验组合是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（5） 通过实验发现:铁锈蚀是铁与_ _ _ _ _ _ _ _ （填物质名称）发生化学反应的过程。为了防止铁制品生锈可以采取的合理措施是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （任写一条）。
（6） 为探究食盐水是否会影响铁钉的生锈速率，对比图1中A和D，得出的结论是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（7） 数字化实验 小组设计了如图2装置，检查气密性后，将铁粉和木炭粉加入三颈烧瓶中，时刻加入饱和溶液后，时刻再将一支装有稀盐酸的注射器插到烧瓶上，采集数据。
图2
图3 图4
① 观察图3，时刻后反应并未停止温度却开始降低，原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
② 观察图4，对比段和段，说明_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。时刻压强突然开始变大的原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（8） 跨学科·生物 小组同学用如图5所示的装置进行铁锈蚀条件的探究。两个透明塑料瓶中均装满冷开水（煮沸后迅速冷却的水），并将其放在阳光下照射（已知小苏打在升高温度后会分解产生二氧化碳）。下列说法错误的是
_ _ _ _ 。
图5
A．将水煮沸并迅速冷却的目的是除去水中溶解的氧气
B．一段时间后观察到甲中铁钉出现锈迹
C．金鱼藻的作用是进行光合作用产生氧气
D．该实验可证明铁锈蚀的条件之一是与水接触
命题研究 聚焦怎么考
命题点1 金属材料
考法
结合生活实际，考查金属材料的性质和用途。
1．[2024临沂]下列关于金属和金属材料的说法中正确的是（ ）
A．生铁和钢的含碳量不同
B．黄铜比纯铜硬度小
C．合金属于合成材料
D．大多数金属在自然界中以单质形式存在
2．[2025威海节选]钛的性质
银白色固体，熔点，沸点，密度小，强度高，抗腐蚀性强，与人体有良好的相容性；在一定条件下能在空气中燃烧生成二氧化钛和氮化钛；在一定条件下也能和水蒸气反应生成二氧化钛和一种可燃气体。
下列有关钛及其合金的用途不正确的是_ _ _ _ （填字母编号）。
A．用于制作人造头颅骨 B．用于制作保险丝
C．用于制作潜水刀具 D．用于制作飞机起落架
要点
命题点2 金属矿物及其冶炼
考法
结合 的化学性质（可燃性、还原性）考查铁的冶炼。
3．[2024临沂节选]铁是生活生产中重要的金属材料。请完成下列问题：
（1） 实验1硬质玻璃管中的现象为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
（2） 实验2模拟西汉时期湿法炼铜工艺，该反应的化学方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
易错
实验过程中的“三防”
（1）防爆炸：提前通入，排尽空气；
（2）防氧化：停止加热后继续通入；
（3）防污染：尾气处理装置。
命题点3 金属的锈蚀与防护
4．[2024滨州]下列做法不能减缓或防止钢铁锈蚀的是（ ）
A．经常用食盐水清洗铁制品
B．保持铁制品表面清洁干燥
C．在铁制品表面涂油漆
D．在钢铁的表面镀一层不易锈蚀的金属
5．[2025青岛]下列做法有利于防止金属生锈的是（ ）
A．自行车淋雨后未及时擦干
B．给室外铁制篮球架刷油漆
C．将钢铁制品存放在潮湿的环境中
D．经常用食盐水清洗铁制品
要点
铁生锈需要铁与氧气（或空气）、水同时接触，破坏铁生锈的一个条件即可防止铁生锈。
命题点4 探究铁钉生锈的条件实验
考法
应用控制变量法设计实验，通过对比分析实验现象考查铁钉生锈的条件，结合生活实际考查金属防护的方法。
6．[2025陕西]某学习小组同学探究铁钉锈蚀的条件时做了如下图所示的实验。
（1） 一段时间后，实验①中铁钉锈蚀最严重的部位是_ _ _ _ （填“”“”或“”）。
（2） 上述实验能证明铁钉锈蚀与_ _ _ _ _ _ _ _ 有关。
（3） 用稀盐酸或稀硫酸清除上述实验后锈蚀铁钉表面的铁锈时，发生反应的化学方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （任写一个）。
7．[2025山东]暖身贴可持续发热，能用于身体局部热敷。某品牌暖身贴的发热包内含有铁粉、活性炭、吸水树脂（具有吸水、保水功能）、盐。兴趣小组对发热包的发热原理开展探究活动。
（1） 验证发热包中含有铁粉
将未使用的发热包中原料取出，进行实验。
步骤 操作 现象 结论
Ⅰ 将磁铁靠近原料 部分黑色粉末被磁铁吸引 原料中含有铁粉
Ⅱ 将磁铁吸引的黑色粉末加入试管内，加入适量_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，振荡 黑色粉末溶解，产生气泡，溶液变成浅绿色
（2） 探究发热包的发热原理
打开使用后的发热包，发现其中有红棕色物质。同学们猜想发热包的发热原理可能与铁钉（含、C等）生锈的原理相同。利用图1装置（夹持装置已略去）进行实验。
步骤Ⅰ:组装好仪器后，需进行的操作为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
步骤Ⅱ:向三颈烧瓶内加入一定量铁粉、活性炭和氯化钠，向注射器内加入少量蒸馏水。
步骤Ⅲ:进行以下操作，测得装置内的体积分数和温度变化如图2。正确的操作顺序为_ _ _ _ （用①②③④表示）。
①推动注射器，向装置内注入蒸馏水，静置
②打开止水夹、,向装置内迅速充满干燥的空气，关闭止水夹、，静置
③打开止水夹、,向装置内迅速充满干燥的，关闭止水夹、,静置
④打开止水夹、，向装置内迅速充满干燥的,关闭止水夹、，静置
图1 图2
由实验可知，发热包的发热原理与铁钉生锈的原理_ _ _ _ （填“相同”或“不同”）。
（3） 拓展应用
另取图1装置，加入未使用的发热包中原料，并注入少量蒸馏水。一段时间后，装置内的体积分数降至,由此预测该原料还可用作_ _ _ _ （填标号）。
A．除味剂 B．脱氧剂 C．补铁剂
（4） 反思交流
经过本次探究，结合已有知识可知“铁生锈”有利有弊，我们要辩证地看待问题，让科学更好地服务于生活。结合实例谈一谈对“铁生锈”利弊的理解。_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
方法
物质反应规律研究类探究实验
将多个因素的问题变成多个单因素的问题，每次只改变一个因素，控制其余因素不变，通过对比实验研究被改变因素对事物的影响。
要点
铁钉生锈的原理
铁与氧气（或空气）和水共同作用。
第1讲 金属材料 金属资源的利用和保护
考点通关 直击考什么
考点1 金属材料
一、纯金属（纯净物）
导电； 导热； 延展； 银白； 铜； 黄； 汞
二、合金（大多数是混合物）
金属； 非金属； 金属特征； 大； 低； 纯铜片； 含碳量
考点2 金属矿物及其冶炼
三、工业炼铁
2．生成一氧化碳，提供热量
3．
4．混合物
考点3 金属的锈蚀与防护
氧气； 水； ； 隔绝氧气或水； 水； 刷漆； 涂油； 氧气； 水； 合金； ；
夯基综合练
1．（1） ×
（2） √
（3） ×
（4） ×
（5） ×
（6） √
（7） ×
2．（1）
（2） 含碳量不同
（3） 节约金属资源（或减小环境污染等,合理即可）
重点实验 多维透析
实验7 探究铁钉生锈的条件
实验要点 分层梳理
红； 无明显； 无明显； 氧气（或空气）； 水； 氧气（或空气）和水
实验反思 误差分析
除去铁钉表面的氧化物和污物； 氧气； 防止氧气又溶于水； 隔绝空气,防止空气中的氧气溶解到水中； 除去水蒸气； 试管乙中煮沸过的蒸馏水冷却过程中,部分氧气又溶于水中（合理即可）； 试管丙中氯化钙的量不足（合理即可）
实验改进 创新设计 中考趋势
考法1：跨学科
左低右高
考法2：生活情境
铁粉与其他物质接触面积大，反应速率快
实验一题透练
（1） 除去铁钉表面的污物和氧化物
（2） 防止其他杂质的干扰
（3） 隔绝空气（或氧气）
（4） 铁生锈需要与水接触； A和B
（5） 氧气和水； 刷漆（或涂油等，合理即可）
（6） 食盐水能加速铁钉生锈
（7） ① 铁生锈放出的热量小于装置散失的热量
② 加溶液前，锈蚀较慢； 铁锈蚀消耗氧气，三颈烧瓶内压强减小，注射器内稀盐酸被吸入烧瓶，铁与稀盐酸反应生成氢气
（8） D
命题研究 聚焦怎么考
命题点1 金属材料
1．A
2．B
[解析]钛与人体有良好的相容性，可用于制作人造头颅骨，正确。钛的熔点为，熔点很高，而保险丝需要熔点低的金属，所以钛不能用于制作保险丝，错误。钛强度高、抗腐蚀性强，可用于制作潜水刀具，正确。钛密度小、强度高，可用于制作飞机起落架，正确。
命题点2 金属矿物及其冶炼
3．（1） 红棕色粉末变为黑色
（2）
命题点3 金属的锈蚀与防护
4．A
5．B
命题点4 探究铁钉生锈的条件实验
6．（1）
[解析]实验处铁钉与氧气和水直接接触，故实验①中铁钉锈蚀最严重的部位是。
（2） 氧气和水
[解析]实验①中铁钉与氧气和水接触，生锈；实验②中铁钉与氧气接触，不生锈；实验③中铁钉与水接触，不生锈；实验①②对比可知，铁生锈需要与水接触，实验①③对比可知，铁生锈需要与氧气接触，故上述实验能证明铁钉锈蚀与氧气和水有关。
（3） （或）
[解析]铁锈的主要成分是氧化铁，氧化铁与稀盐酸反应生成氯化铁和水或与稀硫酸反应生成硫酸铁和水。
7．（1） 稀硫酸（或稀盐酸）
[解析]通过实验现象 “产生气泡，溶液变成浅绿色”可知加入的试剂为稀硫酸（或稀盐酸）。
（2） 检查装置气密性； ②③④①； 相同
[解析]组装仪器后先检查装置气密性。由题图2可知，体积分数与温度未改变，且体积分数约为，充入的是空气；体积分数降为0且温度未改变，充入的为；，体积分数迅速升至且温度未改变，充入的为；，体积分数下降且温度升高，是因为铁粉与和水作用生锈，消耗并放热；所以正确的操作顺序为②③④①。发热原理与铁钉生锈原理相同（铁与、水反应）。
（3） B
[解析]体积分数降至，说明原料可消耗氧气，可作脱氧剂。
（4） 利：可制作脱氧剂，保存食品；弊：钢铁生锈导致金属损耗。铁生锈是自然规律，但科学智慧既能最大化利用其利，也能将弊转化为利，最终服务于人类的生产、生活（合理即可，需要有实例去辩证分析）
[解析]铁生锈的弊：生锈会降低铁的强度，可能会减弱桥梁、房屋等建筑物内部钢筋的承重力，引发坍塌事故等；可通过防锈技术（用隔绝水、氧气的涂层等）来避免生锈造成的危害。铁生锈的利：暖身贴利用铁生锈放热的原理来为人们取暖，食品包装中的“脱氧剂”利用了铁粉生锈吸收氧气和水的原理来延缓食物的腐败。综上所述，铁生锈是自然规律，但科学智慧既能最大化利用其利，也能将弊转化为利，最终服务于人类的生产、生活。

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