资源简介

整合提升2 金属综合题
◎课时安排
建议1课时
◎教学过程
1.(2025贵州)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
①建造桥梁使用的金属材料主要有铁、锌、铝、钢丝、镀锌钢丝、镀锌铝钢丝等。其中属于合金的是　钢丝(或镀锌钢丝，或镀锌铝钢丝)　(填一种)。
②将赤铁矿(主要成分为Fe2O3)、焦炭和石灰石一起加入高炉。在高温下，炉内CO和Fe2O3反应得到Fe，反应的化学方程式为　3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2　。
(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图1所示：
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　Fe＋2HCl FeCl2＋H2↑　(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，选用的试剂是　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的变化关系如图2所示，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)金属材料的腐蚀及防护
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3所示，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，工程师为了使缆索主缆不被腐蚀，设计了桥梁干燥系统，如图4所示。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　。
2.(云南)铜是重要的金属资源，对于改善人类生活、促进人类文明起着重要作用。
(1)铜的认识：生活中常用铜作导线，体现了铜的延展性和　导电　性。
(2)铜的冶炼：黄铜矿的主要成分是CuFeS2，根据其主要成分的组成元素，推断用黄铜矿炼铜过程中产生形成酸雨的空气污染物是　SO2　(填化学式)。
(3)铜的加工：青铜是金属冶铸史上最早的合金，其主要成分是铜和锡。如表中的A和B分别表示铜和青铜中的一种。《吕氏春秋》记载：“金(铜)柔锡柔，合两柔则为刚。”据此判断A是　铜　。
物质 A B
硬度 2.5～3 5～6.6
注：硬度以金刚石的硬度为10作标准，1表示很软，10表示很硬。
(4)铜的锈蚀：铜在潮湿的空气中锈蚀的反应为2Cu＋O2＋H2O＋XCu2(OH)2CO3，X的化学式为　CO2　。
(5)铜的回收：某工厂的废水经预处理后得到含FeSO4和CuSO4的溶液。为了减少污染并促进废物利用，工厂设计以下流程回收Cu和FeSO4。
①步骤Ⅰ中发生反应的化学方程式为　Fe＋CuSO4FeSO4＋Cu　。
②溶液C中的溶质名称是　硫酸亚铁、硫酸　。
3.(2024贵州)贵州蕴藏丰富的铝、锰、锌、铁、铜等矿产资源。合理开采、充分利用这些矿产资源，可实现“富矿精开”。
Ⅰ.精准识矿
(1)金属的性质与存在形式。
①铝具有很好的抗腐蚀性，是因为铝在空气中能与氧气反应形成一层致密的氧化铝薄膜，该反应的化学方程式为　4Al＋3O22Al2O3　。
②分别在放有锰片、铜片的试管中加入稀硫酸，锰片表面有气泡产生，铜片表面无明显变化。由此可知金属活动性：锰　强　(填“强”或“弱”)于铜。
③在放有锌片的试管中加入硫酸铜溶液，观察到的现象是　锌片表面附着红色固体，溶液由蓝色逐渐变为无色　。
多数金属的化学性质比较活泼，它们主要以化合物的形式存在于自然界中。如菱锌矿(主要成分是ZnCO3)、铝土矿(主要成分是Al2O3)、菱锰矿(主要成分是MnCO3)等。
Ⅱ.精深用矿
(2)工业上用赤铁矿炼铁，CO与Fe2O3反应的化学方程式为　Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2　。炼铁时，加入菱锰矿可制得冶炼锰钢的材料。锰钢用作高铁的钢轨，利用了锰钢的　硬度大、耐腐蚀　性能。
(3)用某菱锰矿为原料制备高附加值新型电池材料Mn3O4的流程如图1所示。
已知：菱锰矿中除MnCO3外，还有SiO2；MnCO3能与稀硫酸发生复分解反应，SiO2不溶于水也不与稀硫酸反应；氨水呈碱性。
①过滤器中得到的滤渣是　SiO2　。
②反应器中，MnSO4溶液与O2反应可生成锰的氧化物，如MnO2、Mn2O3、Mn3O4。发生的反应之一是6MnSO4＋6H2O＋O22Mn3O4↓＋6X，X的化学式是　H2SO4　。
③70 ℃时，在反应器中保持通入的O2和加入MnSO4溶液的质量不变，只改变MnSO4溶液的溶质质量分数，测得生成含锰元素的固体中锰元素的质量分数与MnSO4溶液的溶质质量分数之间的关系如图2所示。由图可知，当MnSO4溶液的溶质质量分数为5.1％时，可获得高纯度的Mn3O4，当MnSO4溶液的溶质质量分数为其他数值时，Mn3O4纯度降低，原因可能是　MnSO4溶液的溶质质量分数不同，生成不同的锰的氧化物　。整合提升2 金属综合题
◎课时安排
建议1课时
◎教学过程
1.(2025贵州)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
①建造桥梁使用的金属材料主要有铁、锌、铝、钢丝、镀锌钢丝、镀锌铝钢丝等。其中属于合金的是 (填一种)。
②将赤铁矿(主要成分为Fe2O3)、焦炭和石灰石一起加入高炉。在高温下，炉内CO和Fe2O3反应得到Fe，反应的化学方程式为 。
(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图1所示：
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，选用的试剂是 。
③“镀锌铝”时，镀层厚度随浸镀时间和温度的变化关系如图2所示，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 。
(3)金属材料的腐蚀及防护
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3所示，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 。
②某桥梁主缆采用ZnAlMg钢丝，工程师为了使缆索主缆不被腐蚀，设计了桥梁干燥系统，如图4所示。说明缆索主缆的防护原理： 。
2.(云南)铜是重要的金属资源，对于改善人类生活、促进人类文明起着重要作用。
(1)铜的认识：生活中常用铜作导线，体现了铜的延展性和 性。
(2)铜的冶炼：黄铜矿的主要成分是CuFeS2，根据其主要成分的组成元素，推断用黄铜矿炼铜过程中产生形成酸雨的空气污染物是 (填化学式)。
(3)铜的加工：青铜是金属冶铸史上最早的合金，其主要成分是铜和锡。如表中的A和B分别表示铜和青铜中的一种。《吕氏春秋》记载：“金(铜)柔锡柔，合两柔则为刚。”据此判断A是 。
物质 A B
硬度 2.5～3 5～6.6
注：硬度以金刚石的硬度为10作标准，1表示很软，10表示很硬。
(4)铜的锈蚀：铜在潮湿的空气中锈蚀的反应为2Cu＋O2＋H2O＋XCu2(OH)2CO3，X的化学式为 。
(5)铜的回收：某工厂的废水经预处理后得到含FeSO4和CuSO4的溶液。为了减少污染并促进废物利用，工厂设计以下流程回收Cu和FeSO4。
①步骤Ⅰ中发生反应的化学方程式为 。
②溶液C中的溶质名称是 。
3.(2024贵州)贵州蕴藏丰富的铝、锰、锌、铁、铜等矿产资源。合理开采、充分利用这些矿产资源，可实现“富矿精开”。
Ⅰ.精准识矿
(1)金属的性质与存在形式。
①铝具有很好的抗腐蚀性，是因为铝在空气中能与氧气反应形成一层致密的氧化铝薄膜，该反应的化学方程式为 。
②分别在放有锰片、铜片的试管中加入稀硫酸，锰片表面有气泡产生，铜片表面无明显变化。由此可知金属活动性：锰 (填“强”或“弱”)于铜。
③在放有锌片的试管中加入硫酸铜溶液，观察到的现象是 。
多数金属的化学性质比较活泼，它们主要以化合物的形式存在于自然界中。如菱锌矿(主要成分是ZnCO3)、铝土矿(主要成分是Al2O3)、菱锰矿(主要成分是MnCO3)等。
Ⅱ.精深用矿
(2)工业上用赤铁矿炼铁，CO与Fe2O3反应的化学方程式为 。炼铁时，加入菱锰矿可制得冶炼锰钢的材料。锰钢用作高铁的钢轨，利用了锰钢的 性能。
(3)用某菱锰矿为原料制备高附加值新型电池材料Mn3O4的流程如图1所示。
已知：菱锰矿中除MnCO3外，还有SiO2；MnCO3能与稀硫酸发生复分解反应，SiO2不溶于水也不与稀硫酸反应；氨水呈碱性。
①过滤器中得到的滤渣是 。
②反应器中，MnSO4溶液与O2反应可生成锰的氧化物，如MnO2、Mn2O3、Mn3O4。发生的反应之一是6MnSO4＋6H2O＋O22Mn3O4↓＋6X，X的化学式是 。
③70 ℃时，在反应器中保持通入的O2和加入MnSO4溶液的质量不变，只改变MnSO4溶液的溶质质量分数，测得生成含锰元素的固体中锰元素的质量分数与MnSO4溶液的溶质质量分数之间的关系如图2所示。由图可知，当MnSO4溶液的溶质质量分数为5.1％时，可获得高纯度的Mn3O4，当MnSO4溶液的溶质质量分数为其他数值时，Mn3O4纯度降低，原因可能是 。

展开更多......

收起↑