资源简介

(共47张PPT)
课题11
金属材料　金属资源的利用和保护
基础梳理
考点一　金属材料 5年5考
有金属光泽，用途：作装饰品
良好的 性，用途：拉丝、压箔
良好的 性，用途：用于制电线、电缆
良好的导热性，用途：用于制__________
颜色：大多数金属呈 色，但铜呈 色，金呈黄色
状态：常温下，大多数金属是固体，但 为液体
纯金属
合金（见下页）
金属材料
共性
特性
延展
导电
水壶或锅
银白
红
汞
实验示例：合金和组成它的纯金属相互刻画（右图），现象为 __________表面有划痕，结论：合金的 大于组成它的纯金属
概念：在金属中加热熔合某些金属或非金属而制得的具有金属特征的混合物
合金
特性：合金与组成它的纯金属相比，强度和硬度更 、熔点更 、 更好
高
低
抗腐蚀性
纯铜片
硬度
常见的合金（见下页）
常见的合金
铁合金
钛合金
其他合金：黄铜（铜锌合金）、青铜、硬铝（铝合金）、焊锡、18K 黄金等
生铁：含碳量 2%～4.3% 钢：含碳量 0.03%～2%
二者的根本区别和性能差异较大的原因是____________
①密度小、熔点高、可塑性好、易加工、机械性能好、抗腐蚀性能好，被广泛用于火箭、导弹和船舶等
②与人体有很好的相容性，可用来制造___________
含碳量不同
人造骨
小贴士
地壳中含量最高的金属元素 铝 导电性、导热性最好的金属 银
人体中含量最高的金属元素 __ 目前世界上年产量最高、提炼量最大的金属 __
钙
铁
金属之最
1. 常见的金属矿物
考点二　金属资源的利用 5年2考
矿物名称 赤铁矿 磁铁矿 赤铜矿 金红石 铝土矿 软锰矿
主要成分的化学式 　Fe2O3　 　Fe34　 Cu2O TiO2 ___________ MnO2
Fe2O3　
Fe3O4　
Al2O3　
2.工业炼铁
（1）原料：赤铁矿石、焦炭、石灰石、空气等。
（2）设备（如右图）：高炉。
（3）赤铁矿炼铁主要反应：
① （炼铁原理）
② ③
Fe2O3
C＋CO2 2CO ；　
C＋O2 CO2 。
（4）其他：
①高炉炼铁得到的产品是___________。
②焦炭的作用是_________________________。
③石灰石的作用是将矿石中的二氧化硅转变为炉渣。
生铁
燃烧提供热量和生成CO
考点三　金属资源的保护 5年4考
条件：铁与空气中的 直接接触
铁锈（混合物）：主要成分是____________
金属防锈
金属资源 的保护
铁的 锈蚀
原理：破坏铁锈蚀的条件，即隔绝____________
①保持金属表面洁净干燥，如用过的菜刀擦干净
②在金属表面涂保护膜，如涂油、刷漆、镀铬等
③改变其内部结构制成合金，如不锈钢等
措施
保护金属资源（见下页）
除锈方法（见下页）
氧气和水蒸气
Fe2O3·xH2O
氧气或水
小贴士
1. 铜生锈是铜与空气中的氧气、水蒸气、二氧化碳发生反应生成铜绿。
2. 徐光宪和他的团队研发了稀土分离技术，使我国能够自主分离稀土产品。
保护 金属 资源
金属资源 的保护
除锈 方法
物理方法：用砂纸打磨
化学方法：加适量 浸泡，反应的化学方程式是________________________________________
_______________________________________________
废旧金属回收再利用的意义
①节约金属资源
②减少对环境的污染
保护金属资源的有效途径
①防止金属腐蚀　　　　
②回收利用废旧金属
③有计划、合理地开采金属矿物
④寻找金属的代用品
稀盐酸（或稀硫酸）
Fe2O3 + 6HCl === 2FeCl3 + 3H2O
［或 Fe2O3 + 3H2SO4 === Fe2(SO4)3 + 3H2O］
判断下列说法的正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
1. 金刚石属于金属材料，合金是合成材料。 （ ）
2.氧化铁含铁元素，属于合金。 （ ）
3.钢和生铁的区别是含碳量不同。 （ ）
4.工业炼铁得到的产物是纯铁。 （ ）
5.稀盐酸可用于除锈，但铁制品不可长时间浸泡其中。（ ）
6. 洗净铁制品表面的油膜可以有效防止其锈蚀。 （ ）
×
√
×
×
×
√
易错点辨析
1.（2025辽宁）下列制品主要利用金属导热性的是（　 　）
铁锅 B. 铜导线 C. 金饰品 D. 铝制易拉罐
2.（2025河南改编）金属在改善人类生活方面发挥着巨大作用。下列相关叙述错．误．的是 （　 　）
A. 纯铜的硬度比黄铜的大
B. 钛合金具有良好的抗腐蚀性能
C. 镁铝合金的熔点低于纯铝
D. 生铁和钢的区别是生铁的含碳量更高
A
考点精练
考点一　金属材料
A
3. （2025柳州模拟）炼铁选用的铁矿石，不仅要求含铁量高，而且要求“有害元素”少，有以下几种铁矿石：磁铁矿（Fe3O4）、赤铁矿（Fe2O3）、褐铁矿（2Fe2O3·3H2O）、黄铁矿（FeS2），你认为最不适宜炼铁的是 （　 　）
A. 磁铁矿 B. 赤铁矿 C. 褐铁矿 D. 黄铁矿
考点二　金属资源的利用
D



4. （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（图甲）的基础上，开发了氢基竖炉炼铁新工艺，其流程如图乙。
（1）赤铁矿石主要成分Fe2O3中，铁元素的化合价为 。
+3
（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
。
进风口氧气充足，碳与氧气反应生成二氧化碳
（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 。
H2O
②该反应属于 （填字母）。
a. 化合反应 b. 分解反应 c. 置换反应 d. 复分解反应
c
（4）图乙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
5. （沪教版教材习题改编）分类回收意义重大。从下列回收物品中可获得金属的是 （ ）
塑料瓶 B. 生锈菜刀 C. 废旧报纸 D. 碎瓷片
6.（2025福建模拟改编）铁剑是福建博物馆收藏的铁制品代表之一。
Ⅰ. 冶铁
（1）西汉已经用高炉进行炼铁，炼铁过程中需用鼓风器给高炉鼓入空气，目的是 。
Ⅱ. 锈蚀
（2）铁质文物被挖掘前长期处于阴暗潮湿的环境，造成它锈蚀的原因是 。
考点三　金属资源的保护
B
补充氧气的量，使碳与氧气充分反应，提高炉温
铁与氧气和水同时接触
Ⅲ. 防护
（3）为延长铁剑寿命，需定期对铁剑进行修复。一般流程为：清洗→除锈→打磨清理→干燥→ 缓蚀→封护。
①“干燥”是用变色硅胶吸收铁剑表面的 以达到防锈的目的。
②“除锈”，工业上常用盐酸进行除锈的原因是____________________ ________（用化学方程式表示），但铁剑属于文物，利用盐酸除锈容易引发不可逆影响，原因是 ，所以铁质文物首选机械除锈。
③“缓蚀”是给铁制品表面涂缓蚀剂，在其表面形成一层保护膜，其防锈原理是 。
（4）博物馆中对铁制品的保护方法还有___________________________
_______________________（写一点）。
水分
盐酸会与铁制品发生反应
隔绝氧气和水
将铁制品置于氮气中（或保持铁制品干燥，合理即可）
6HCl + Fe2O3 == 2FeCl3
+ 3H2O
重点实验　探究铁钉生锈的条件
编号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
条件 铁钉只与空气接触 铁钉只与水接触 铁钉与空气和水接触 铁钉分别与蒸馏水和氯化钠溶液接触
实验 装置
实验 现象 不生锈 不生锈 生锈 ①②中的铁钉都锈蚀，　②　 中的铁钉锈蚀更严重
②　
编号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
条件 铁钉只与空气接触 铁钉只与水接触 铁钉与空气和水接触 铁钉分别与蒸馏水和氯化钠溶液接触
实验 装置
实验 分析与结论 Ⅰ、Ⅲ对比说明铁生锈需要有 　水　 Ⅱ、Ⅲ对比说明铁生锈需要有 　氧气 结论：铁生锈的实质是铁与 和_____共同作用的结果 盐（或氯化钠）溶液能加快铁钉的锈蚀
（续表）
水　
氧气　
氧气
水　
编号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
条件 铁钉只与空气接触 铁钉只与水接触 铁钉与空气和水接触 铁钉分别与蒸馏水和氯化钠溶液接触
实验 装置
实验 反思 ①试管中的蒸馏水是经煮沸并迅速冷却的蒸馏水，煮沸的目的是 　除去水中溶解的氧气　 ②Ⅰ试管中氯化钙的作用是作干燥剂 ，其目的是 　吸收空气中的水蒸气　 ③Ⅱ试管中在蒸馏水表面滴一层植物油的目的是 　 隔绝空 （续表）
除去水中溶解的氧气　
吸收空气中的
隔绝空气
水蒸气
1.（2025芜湖模拟改编）下图是某兴趣小组设计的探究铁生锈条件的实验装置图。将干燥的O2从导管a通入，待U形管内充满O2后，将a、b处的弹簧夹K1、K2夹紧。一段时间后，只有②处的铁丝生锈。下列说法错误的是（　 　）
A. ①②处实验现象说明铁生锈与水有关
B. ②③处实验现象可得出铁生锈的速度与
铁丝的种类有关
C. 该实验可以得出铁生锈的条件
D. 合理利用铁生锈的反应，可以使生活更美好
C
实验专练


2. （2025邵阳模拟改编）关于铁锈蚀的研究是一项重要的课题。某化学兴趣学习小组以“铁锈蚀” 为主题展开了项目式学习。
任务一：初探铁锈蚀的因素
【进行实验】取四枚相同的洁净无锈铁钉分别放入试管，进行图1实验，现象如表。
【得出结论】
（1）①由实验B和C得出铁生锈需要与水接触，画出实验C的实验装置图。
②对比B和D试管中实验现象，说明铁锈蚀的速率还受 的影响。
NaCl
任务二：再探铁锈蚀的因素
用压强传感器探究铁生锈实验（如图甲），并采集数据绘制成如图乙的曲线。
（2）ab段压强增大的原因是___________________________________
____________________________________，c点压强小于a点压强的原因是 。
铁生锈是缓慢氧化过程，反应放热，使装置内温度升高，气体受热膨胀，压强增大
铁生锈消耗氧气，装置内气体减少，压强减小
任务三：探究影响铁的锈蚀速度的因素
小组同学进行如下拓展探究实验：取铁钉用砂纸打磨，称其质量，按图丙安装装置，放置3天，再取出铁钉称量。
（3）在不同温度下重复上述实验，得到铁钉质量增加情况如表。
①小组同学的实验是探究温度对铁钉锈蚀快慢的影响，结论是______
________________________________________ 。
一定温度范围内，随着温度升高铁钉锈蚀速率加快
②有同学认为小组的实验未能真实反映50 ℃以后铁钉锈蚀的快慢，理由是50 ℃以后铁钉质量没有变化。请分析铁钉质量没有变化的可能原因：_____________________，改进实验方案证明你的分析：___________
______________________________________________________________
________________________________________________________。
【反思与评价】
（4）厨房中关于存放食盐粉末的容器选择不合理的是 （填字母）。
a. 铁罐 b. 陶罐 c. 塑料罐
试管内氧气完全反应
把50 ℃时质量已停止变化的铁钉放入全新的未放入铁钉的图丙试管中，铁钉质量继续增加，说明50 ℃以后铁钉质量不再变化的原因是氧气耗尽
a



（5）如果将“铁生锈”原理应用得当，同样可以造福人类，请试举一例： （写一条）。
（6）下列有关保护金属资源的说法中合理的是 （填字母）。
不顾国家的利益乱采矿
b. 常用水清洗铁制品表面
c. 铁生锈后没有回收价值
d. 用塑料代替金属做水管
制作食品保鲜剂（或制作暖宝宝，合理即可）
d
综合训练
1.（2025黄山模拟改编）《天工开物》记载“凡铁分生熟，出炉未炒则生，既炒则熟。”下列说法正确的是 （　 　）
A.“炒”能减少含碳量 B. 生铁硬度比纯铁小
C. 高炉炼铁属于物理变化 D. 生铁比熟铁熔点高
2.（2025茂名模拟改编）我国是船舶的发源地。明代宋应星《天工开物》中记载：“凡舟行遇风难泊，则全身系命于锚……锤法先成四爪，以次逐节接身……其末皆带巨铁圈链套，提起，威力锤合。”战国时期嵌错金铜壶上水陆攻战船纹及明朝铁锚锻造和锚爪的焊接如图1、2所示。
A
（1）铜壶的主要成分是铜锡合金，其熔点 （填“高”或“低”）于纯铜。古人选择金（Au）、银（Ag）镶嵌在青铜器皿外表面，主要原因是 。
（2）图2中工匠先将铁块锻造成锚身和锚爪，说明铁具有良好的 ，锻造过程碳含量减少的原因是 （用化学方程式表示）。
低
金、银化学性质不活泼
延展性
C + O2 CO2
（3）用桐油、石灰、麻纤维调制的捻料反复填充船舶板材的缝隙，用桐油反复涂抹船的全身，特别是铁钉钉入的木板，其主要目的是____
____________________________________________________________________________ 。
提高船舶的水密封性，隔绝水和氧气，防止铁质配件生锈（或确保船体保存长久和安全）
3.（2025合肥模拟改编）青铜器是中国文化的重要组成部分，具有重要的历史价值和观赏价值。
Ⅰ. 探究青铜器的冶炼
（1）“湿法炼铜”：记载于西汉时期《淮南万毕术》“曾青（硫酸铜）得铁则化为铜”，该反应的化学方程式是 ____________
________________。
（2）“火法炼铜”：通过高温还原矿石中的铜元素，得到金属铜。“竖炉法”炼铜是现代高炉炼铁工艺的启蒙，图1是春秋早期竖炉炼铜示意图。
Fe + CuSO4 == FeSO4 + Cu
①孔雀石［主要成分 Cu2(OH)2CO3］受热分解后会产生三种常见氧化物，其中一种物质与木炭进一步反应得到金属铜，该物质的名称为
。
②“竖炉”排出的废气 （填“能”或“不能”）直接排放。理
由是 。
氧化铜
不能
含有一氧化碳，污染环境（合理即可）
Ⅱ. 分析青铜器锈蚀的原理
出土的铜器因为时间流逝产生锈蚀后变为青绿色，这就是“青铜”之名的由来。兴趣小组通过下表实验探究铜生锈的原理。
（3）实验中使用的蒸馏水需“煮沸并迅速冷却”的目的是_________
_______ 。
除去溶解的氧气
（4）对比实验①③得到的结论是 ；若要说明铜锈蚀还与氧气有关，则④中方框里应该填写的内容是 。
铜生锈需要二氧化碳
除去氧气的空气
（5）考古学家将铜锈分为无害锈和有害锈，结构如图2所示。
Cu2(OH)2CO3和Cu2(OH)3Cl分别属于无害锈和有害锈，请结合图2解释原因：________________________________________________________
____________________________________________________________ 。
Cu2(OH)2CO3结构致密，可以保护金属不会继续锈蚀，而Cu2(OH)3Cl结构疏松多孔，具有吸附性，会加速金属的锈蚀
4.（2025贵州节选）在推进中国式现代化建设的进程中，桥梁是贵州一张亮丽的名片。金属材料在桥梁建造中发挥着重要作用。
（1）桥梁的金属材料
建造桥梁使用的金属材料主要有铁、锌、铝、钢丝、镀锌钢丝和镀锌铝钢丝等。其中属于合金的是 （写一种）。
（2）金属材料的制造
一种超高强度锌铝合金镀层钢丝生产的主要工序如下：
钢丝（或镀锌钢丝，或镀锌铝钢丝）
①“酸洗”时，将钢丝放入酸洗槽中除去钢丝表面的铁锈。若“酸洗”时间过长，铁会被稀盐酸腐蚀，原理是 （用化学方程式表示）。
②“镀锌”利用了锌的活动性强于铁为钢丝提供保护。验证金属活动性Zn>Fe可选用的试剂是 。
Fe + 2HCl == FeCl2 + H2↑
铁片和硫酸锌溶液（合理即可）
③“镀锌铝”时，镀层厚度随浸镀时间和温度变化关系如图1，若需生产镀层厚度900 μm的锌铝镀层钢丝，最好控制时间和温度为 。
600 ~ 800 s，460 ℃
（3）金属材料腐蚀及防护
①在 ZnAl 镀层中加入适量 Mg 可调节镀层的耐腐蚀性能。取含 Al 质量分数为 5% 的ZnAlMg镀层测试镀层腐蚀速率的结果如图2，镀层的腐蚀速率随镀层中不同Zn、Mg质量分数变化的规律是________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 。
Zn质量分数由95%降低到93.5%，Mg质量分数由0增大到1.5%过程中，腐蚀速率下降；Zn质量分数由93.5%降低到92%，Mg质量分数由1.5%增大到3%过程中，腐蚀速率上升
②某桥梁主缆采用ZnAlMg钢丝，工程师为了缆索主缆不被腐蚀，设计了桥梁干燥系统如图3。说明缆索主缆的防护原理：_______________
_______________________________________________ 。
利用干燥空气的流动，除去缆索主缆中的水、粉尘和其他污染物
真题再现
2.（2024,2）广东省博物馆馆藏丰富。下列藏品主要由金属材料制成的是（　C　）
D
A. 肇庆端砚 B. 广彩瓷器 C. 潮州木雕 D. 云浮铜鼓
1.（2025,1）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 （　C　）
A. 丝绸 B. 瓷器 C. 玉器 D. 铁器
D
3.（2019,12）探究铁生锈的条件，有利于寻找防止铁制品锈蚀的方法。下列对比实验设计与所探究的条件（蒸馏水经煮沸并迅速冷却），对应关系正确的是（　D　）
D
A.甲和乙：水 B.乙和丙：空气
C.甲和丙：空气 D.甲和丁：水
4.（选项组合）判断正误。正确的在后面的括号中打“√”，错误的打“×”。
（1）（2023，3节选）“有山千丈色如丹”。广东丹霞山是世界自然遗产，其岩石中含较多氧化铁，氧化铁呈黑色。　（ ）
（2）（2022 ，12节选）铝合金的硬度比纯铝大。　（　）
（3）（2021，11节选）用布擦干淋湿的自行车是因为铁部件潮湿易生锈。 （　）
×
√
√
5.（2023，16节选）“铜铁”属于 　金属　 （填“金属”或“合成”）材料。
6.（2021，16节选）火星车使用的新型镁锂合金属于 （填“金属”或“复合”）材料。
金属　
金属　

展开更多......

收起↑