江西省 化学中考特训方案 考点精讲精炼 11.docx
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江西省化学中考特训方案考点精讲精炼11
第八单元 金属和金属材料
第1课时 金属材料 金属资源的利用和保护
江西五年中考命题规律
近五年江西中考考情分析
年份
考点
题号
题型
分值
总分
2019
金属材料
金属的锈蚀
5(C)
11(C)
选择题
选择填充题
0.5
0.5
1
2018
金属材料
金属的锈蚀
1
9(C)
选择题
2
0.5
2.5
2017
金属的冶炼
金属材料
金属的冶炼
10(A)
18
(2)
22[进行实验]
选择题
填空与说明题
实验与探究题
0.5
1
1
2.5
2016
金属的锈蚀
金属的冶炼
合金
6(A)
11
15(B)
选择题
选择填充题
0.5
1
0.5
2
2015
金属的冶炼
14(D)
选择填充题
1
1
命题导向
对本课题知识的考查主要以选择题、选择填充题、填空与说明题、实验与探究题等形式出现。
金属材料的性质和用途、材料的分类、金属的锈蚀、金属的冶炼等是中考考查的热点
金属和金属矿物一
金属和金属矿物二
中考考点清单
金属材料(高频考点)
1.金属材料包括__纯金属__和__合金__,日常生活中使用最多的金属材料是__合金__。
2.金属的物理性质
共性
①有金属光泽——金银饰品等;②有良好的__导电__性——制电线、电缆;③有良好的__导热__性——用作铁锅;④有良好的__延展__性——作铝箔
特性
①颜色:
铁、铝等大多数金属呈__银白色__,但__铜__呈紫红色,金呈黄色;②状态:
常温下,大多数金属呈__固态__,但__汞__是液体;③不同的金属熔点、沸点、导电性、导热性、密度、硬度等都差别较大
3.合金
(1)定义:
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性的物质。
合金属于__混合__物。
(2)性能:
由于合金的组成与其成分金属不同,所以性能上存在差异,一般合金与其成分金属相比,__硬度__较大,__熔点__较低,__抗腐蚀能力__较强。
(3)常见的合金:
①铁的合金有__生铁__和__钢__(它们的区别是__含碳量不同__);
②铜的合金__黄铜__和__青铜__;
③钛合金熔点高,密度小,与人体有很好的相容性,可制成人造骨。
特别提醒
①合金中一定含有金属元素,也可能含有非金属元素。
②合金一定是混合物。
③合金一定有金属特性。
④金属氧化物是纯净物,不属于合金。
金属的冶炼(高频考点)
1.金属资源的存在形式:
地球上的金属资源广泛存在于地壳和海洋中,除少数很不活泼的金属,如金、银等以__单质__形式存在外,其他都以__化合物__形式存在。
2.常见的金属矿物:
赤铁矿的主要成分是__氧化铁(Fe2O3)__,磁铁矿的主要成分是__四氧化三铁(Fe3O4)__,铝土矿的主要成分是氧化铝。
3.铁的冶炼
(1)一氧化碳还原氧化铁
①反应原理:
__3CO+Fe2O3
2Fe+3CO2__,实验中炼得的铁是__纯净__物。
②实验装置
③实验步骤:
实验开始时,先通一会儿CO,再用酒精喷灯加热,以排尽装置中的空气,防止__加热一氧化碳和空气的混合物引起爆炸__。
实验完毕时,先熄灭酒精喷灯,再继续通入CO至玻璃管冷却,防止__还原出来的铁重新被氧化__。
(可记为“一氧化碳早出晚归,酒精喷灯迟到早退”)
④实验现象:
玻璃管内红色粉末逐渐变成__黑色__,试管内澄清石灰水__变浑浊__,导管内尾气燃烧产生__蓝__色火焰。
⑤尾气处理:
一氧化碳有毒,是空气污染物之一,处理原则是利用一氧化碳的可燃性,使其燃烧转化为二氧化碳。
特别提醒
一氧化碳还原氧化铁实验的“一通、二点、三灭、四停、五处理”:
“一通”即先通一氧化碳;“二点”即点燃酒精喷灯加热;“三灭”即实验完毕后,先熄灭酒精喷灯;“四停”即等到玻璃管冷却至室温时再停止通一氧化碳;“五处理”即处理尾气,防止CO污染空气。
(2)工业炼铁
①原理:
__3CO+Fe2O3
2Fe+3CO2__。
②设备:
高炉。
③原料:
铁矿石、焦炭(作用:
一是__产生热量,提高炉温__,二是__产生CO作还原剂__)、石灰石、空气。
④产物:
工业炼得的铁为__生铁__,属于__混合__物(实验室模拟工业炼铁炼得的铁为纯净物)。
金属锈蚀及防护(高频)
1.铁锈蚀条件的探究
实验
①
②
③
现象
__不生锈__
__不生锈__
__生锈__
分析
实验①③说明铁生锈一定与__氧气__有关;实验②③说明铁生锈一定与__水__有关;实验①蒸馏水煮沸后使用的原因是__除去蒸馏水中溶解的氧气__
结论
分析对比实验①②③可知,铁生锈的条件:
铁与__O2__、__H2O__同时接触,铁锈的主要成分是__氧化铁(Fe2O3)__。
2.防止铁锈蚀的措施(即破坏铁生锈的条件)
(1)保持铁制品表面的洁净与干燥(隔水)。
(2)在铁制品表面涂保护膜,如涂油、刷油漆、电镀等(隔水、隔氧)。
(3)制成不锈钢(改变性能)。
3.保护金属资源的途径
(1)回收废旧金属。
(2)防止金属锈蚀。
(3)有计划、合理开采金属矿物。
(4)寻找金属替代品。
知识整合——构建物质网络
以Fe为核心的物质网络图
① 3CO+Fe2O3
2Fe+3CO2
或3H2+Fe2O3
2Fe+3H2O
或3C+2Fe2O3
4Fe+3CO2↑
②__3Fe+2O2
Fe3O4__
③ Fe+2HCl===FeCl2+H2↑
或Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑
④ Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O
或Fe2O3+3H2SO4===Fe2(SO4)3+3H2O
⑤ Fe+CuSO4===FeSO4+Cu
或Fe+CuCl2===FeCl2+Cu等,合理即可
⑥__Cu+2AgNO3===2Ag+Cu(NO3)2__
⑦__Fe+2AgNO3===Fe(NO3)2+2Ag__
⑧__2Cu+O2
2CuO__
⑨ C+2CuO
2Cu+CO2↑
或H2+CuO
Cu+H2O
或CO+CuO
Cu+CO2
⑩ CuO+2HCl===CuCl2+H2O
或CuO+H2SO4===CuSO4+H2O
中考重难突破
金属材料(金属的物理性质及用途、合金)
例1 (2018·江西中考)常温下为液态金属的是( )
A.汞B.金
C.银D.铝
【解析】汞是熔点最低的金属,常温下呈液态。
1.(2019·江西模拟)教室里的物品伴随着我们每天的学习,下列物品属于金属材料制作的是( D )
A.磨砂玻璃黑板B.木制桌椅
C.玻璃钢讲台面板D.铝合金窗框
2.(2019·江西样卷)下列属于合金的是( A )
A.不锈钢B.铜片
C.硫磺D.氧化铁
方法技巧
记住金属的物理共性的同时,对一些金属的物理特性也需了解。
常温下,大多数金属是银白色(铜为紫红色,金为黄色),大多数金属呈固态(汞为液态)。
金属的冶炼
例2 如图为“一氧化碳与氧化铁反应”的装置,该反应利用CO的还原性,将Fe2O3中的铁还原出来。
(1)写出高温条件下CO与Fe2O3反应的化学方程式:
____________________。
(2)加热氧化铁前需通一会CO,其目的是________。
实验过程中,常在装置图末端的导管口放一盏燃着的酒精灯(灯焰处于导管口),这样做的目的是____________________。
(3)通过B装置可检验A中的生成物含有CO2,该反应的化学方程式为____________________。
(4)待A中玻璃管内物质冷却至室温,取玻璃管中物质适量,加入足量的稀盐酸,可观察到的现象为____________________。
【解析】
(1)一氧化碳还原氧化铁,生成铁和二氧化碳。
(2)一氧化碳中混合一定量的空气时,加热可能发生爆炸,所以实验前要先通一段时间的CO,以排出装置中的空气,防止发生爆炸;一氧化碳是空气污染物,实验过程中可能有剩余的CO没有反应完,实验结束后也要继续通一段时间的CO,至玻璃管冷却至室温,为防止CO污染空气,导管口安放一盏点燃的酒精灯。
(3)二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水。
(4)铁能与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,有气泡产生。
例3 (2019·湘潭中考)钢铁厂会利用焦炭产生的还原性气体来炼铁,某同学用此原理按如图装置进行实验。
下列说法正确的是( )
A.该实验不需要增加尾气处理装置
B.该实验应先通入一段时间的CO验纯后再加热
C.NaOH溶液可以检验气体产物
D.反应结束后,含有未反应的Fe2O3固体,可以采用加入盐酸的方法来提纯铁
【解析】一氧化碳有毒,反应后排放到空气中,会污染空气,且CO不溶于水,不与NaOH溶液反应,需要进行处理;实验时应先通入一段时间的CO,排出装置内的空气,以防止加热时发生爆炸;NaOH可与二氧化碳反应,吸收二氧化碳,反应没有明显现象,不能用来检验二氧化碳;铁也能与稀盐酸反应,反应后若加入盐酸,则产物铁会被消耗,达不到提纯的目的。
3.(2019·河南中考)如图为一氧化碳还原氧化铁实验。
下列说法中正确的是( D )
A.开始时应先预热玻璃管,后通入一氧化碳
B.实验中玻璃管里粉末由黑色逐渐变成红棕色
C.参加反应的氧化铁和一氧化碳质量比为40∶7
D.将尾气点燃或收集,可防止一氧化碳污染空气
4.实验室根据工业炼铁的原理设计了如图所示装置进行实验。
请回答:
(1)主要成分为氧化铁的矿石名称为__赤铁矿__。
图中还原氧化铁的化学方程式为:
__3CO+Fe2O3
2Fe+3CO2__。
(2)“加热”和“通气”(通入CO)的操作顺序是__先通气再加热__。
5.多数金属以矿物形式存在于自然界,金属矿物可用来冶炼金属。
冶炼方法
反应表示式(其他产物略去)
代表性金属
热还原法
金属A的氧化物+碳(或一氧化碳等)
金属A
锌、铜
电解法
金属B的化合物
金属B
钾、铝
热分解法
金属C的氧化物
金属C
汞、银
(1)工业上常用赤铁矿(主要成分是Fe2O3)与CO在高温下炼铁,反应的化学方程式是__Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2__。
(2)用氧化铝冶炼金属铝的化学方程式是__2Al2O3
4Al+3O2↑__。
(3)若从铅的矿物中冶炼铅,可使用上述方法中的__热还原法__,理由是__铅在金属活动顺序中位于锌和铜之间__。
6.如图为铁制品循环利用的示意图,根据图示回答:
(1)在“①”“②”“③”过程中,一定发生化学变化的是__①__(填序号)。
(2)废旧金属“循环利用”的意义是__节约金属资源、节约冶炼金属消耗的能源、可以减少对环境的污染__(写一点即可)。
方法技巧
(1)金属资源很广泛,存在形式有两样:
①很不活泼的金属如金、银,能以单质形式存在;②比较活泼的金属,以化合物形式存在。
(2)工业高炉炼生铁,杂质较多易断裂;高温冶炼铁矿石,一氧化碳还原剂;一氧化碳是毒气,应将尾气来处理。
金属的锈蚀和防护
例4 (2019·常州中考)按如图装置进行实验,一周后发现铁钉锈蚀最严重的位置是( )
A.a处B.b处
C.c处D.三处同样严重
【解析】铁与氧气和水充分接触时容易生锈,水和氧气同时存在是铁生锈的必须条件;缺少水或缺少氧气,或者缺少氧气和水,铁不容易生锈。
从图中可以看出b处铁钉最容易与氧气、水同时接触,故一周后发现铁钉锈蚀最严重的位置为b处。
例5 (2019·南宁中考)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
【解析】金属与水、氧气等充分接触时容易生锈,使金属制品与氧气和水隔绝可以防止生锈,在表面刷漆,能隔绝氧气和水,能防止金属制品锈蚀;在表面涂油,能隔绝氧气和水,能防止金属制品锈蚀;在表面镀铬,能隔绝氧气和水,能防止金属制品锈蚀;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。
7.分析下图所示的铁钉生锈实验的设计,得出的结论不正确的是( B )
A.对比①②可以说明铁生锈一定要有氧气参加
B.对比②③可以说明铁生锈一定要有水参加
C.对比①③可以说明铁生锈一定要有水参加
D.对比①②③可以说明铁生锈必须要有水和氧气同时参加
8.(2019·苏州中考)下列说法正确的是( B )
A.铁是地壳中含量最多的金属元素
B.铁制品在潮湿的空气中容易生锈
C.多数合金的熔点高于它的成分金属
D.铝制品在空气中耐腐蚀是因为铝不活泼
9.钢铁是人类广泛使用的金属材料,每年因锈蚀而损失的钢铁占世界年产量的四分之一。
请完成下列填空:
(1)车轮的钢圈在潮湿的空气中会锈蚀,这是因为铁与空气中的氧气和__水__等物质发生了化学反应。
铁锈的主要成分是氧化铁,其铁元素与氧元素的质量比是__7∶3__(填最简比),铁元素的质量分数为__70%__。
(2)新型食品保鲜剂“纳米α铁粉”被称为“双吸剂”,其实质就是利用了铁生锈的原理:
用化学方法检验使用一段时间的“纳米α铁粉”是否完全失效,可选用__稀盐酸__检验,若出现__有气泡冒出__现象,说明该双吸剂仍可使用。
(3)用磁铁矿冶炼铁的原理可用4CO+Fe3O4
3Fe+4CO2表示,检验产物CO2常用的试剂是__澄清的石灰水__,化学反应方程式为__Ca(OH)2+CO2===CaCO3↓+H2O__。
方法技巧
(1)金属资源的保护途径有:
回收废旧金属;防止金属锈蚀;合理开采金属矿物;寻找金属替代品。
(2)防止铁生锈实质是破坏铁生锈的条件,防止铁锈蚀的方法有:
涂油、刷漆、镀金属保护层。
防止菜刀生锈的方法是洗净、擦干。
必做教材基础实验6 铁钉锈蚀条件的探究
1.铁制品锈蚀条件的探究
编号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
条件
铁钉与空气和水接触
铁钉全部在水中
铁钉在干燥的空气中
装置
现象
生锈
不生锈
不生锈
分析
能得出铁生锈需要氧气的组合是__Ⅰ、Ⅱ__,需要水的组合是__Ⅰ、Ⅲ__,编号Ⅱ中将蒸馏水煮沸的目的是除去水中溶解的__氧气__,加入植物油的目的是__隔绝空气__
结论
铁制品锈蚀的条件:
铁与__氧气__和__水__同时接触
2.其他实验装置:
(1)借助U型管探究铁制品锈蚀的条件
①钢丝棉1、2、3、4中发生锈蚀的是__1、2__,其中锈蚀程度最严重的是__1__。
②由该实验现象得到的结论有:
__铁制品的锈蚀需要与氧气和水同时接触;盐溶液能加快铁的锈蚀__。
(2)用下图装置探究铁制品锈蚀的条件
①打开K1、K2通入氧气一段时间,然后关闭K1、K2,2天后观察到A处铁丝表面布满铁锈,C处铁丝依然光亮,D中铁丝表面有部分铁锈。
②B装置中浓硫酸的作用是__除去氧气中的水分__;A、C处实验现象对比说明铁生锈的条件之一是__需要与水接触__;A、D处实验现象对比说明__氧气的浓度__会影响铁生锈的快慢。
(3)用下图装置探究铁制品锈蚀的条件
向a、b两支试管中加入形状和大小完全相同的铁片,再向a中加入植物油,均塞上橡皮塞,U型玻璃管内为红墨水(开始时两端液面水平),放置一段时间后,可得到的结论是__铁生锈需要与空气(或氧气)接触__。
3.实验拓展:
铜的锈蚀与哪些因素有关
铜锈的主要成分是铜绿[Cu2(OH)2CO3],铜生锈的条件除氧气和水外,还必须有二氧化碳。
为证明“必须有二氧化碳”,需进行如图所示实验中的__甲和丁__。
例6 如图为某实验小组同学设计的探究铁生锈条件的实验。
A B C
(1)一段时间后,可观察到铁钉明显发生锈蚀的是________(填试管编号)。
(2)对比A、B两支试管中出现的现象,得出影响铁锈蚀的因素是________。
(3)B试管中植物油的作用是________。
(4)通过这个实验我们得出的实验结论是________。
(5)实验中选用煮沸过的蒸馏水的目的是________。
(6)C试管中也可以放入一团包有CaO固体的棉花,作用是________。
(7)从上述实验中我们可以得出防止铁锈蚀的措施为________。
【解析】
(1)铁生锈是铁与空气和水同时接触,共同作用的结果,所以只有A装置中的铁钉既与水接触,又与氧气接触而生锈。
(2)(3)B试管中水上有一层植物油,隔绝了空气进入水中,使铁钉不会生锈,与A对比,可说明铁生锈需要与空气接触。
(4)A、B、C三处的现象一起对比可知,铁生锈需要与空气和水同时接触才会生锈。
(5)氧气的溶解度随温度的升高而减小,沸腾后的蒸馏水中基本不含氧气。
(6)CaO能与水反应生成氢氧化钙,可用除去空气中的水分。
(7)只要保持铁表面干燥,即可防止铁生锈。
防止铁生锈的方法有涂油、刷漆、镀金属保护层,原理都是隔绝水和空气。
10.(2019·广东中考)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 )
A.甲和乙:
水B.乙和丙:
空气
C.甲和丙:
空气D.甲和丁:
水
11.小金为探究铁制品锈蚀的条件,进行如下实验:
步骤1:
利用图甲所示装置,将干燥的O2从导管a通入U形管(装置气密性良好,药品如图所示);待U形管内充满O2后,在导管b处连接一活塞推至底部的注射器,收集20mLO2后在导管a处连接乳胶管并用止水夹夹紧,如图乙所示。
步骤2:
一段时间后,观察U形管内的铁丝,其现象如表所示。
观察对象
现象
①干燥的普通铁丝
没有明显变化
②潮湿的普通铁丝
较多红褐色锈斑
③潮湿的纯铁丝
没有明显变化
(1)步骤1中,检查U形管内是否已充满O2的方法是__将带火星的木条放置在b导管口,若木条复燃,则证明U形管内已充满O2__。
(2)铁制品锈蚀的条件之一是需要O2,在此实验中能支持此条件的证据是__观察到注射器活塞向左移动(或注射器内O2体积减小)__。
(3)通过对比实验现象,此实验还可得出铁制品锈蚀的条件是__水分和金属的内部结构__。
课堂作业评价
1.(2019·南昌模拟)铜能被加工成厚度仅为7微米的超薄铜箔,说明铜具有良好的( D )
A.抗腐蚀性B.导电性
C.导热性D.延展性
2.(2019·江西模拟)下列餐厅中的用品所用的材料属于金属材料的是( B )
A.木质餐桌B.不锈钢餐具
C.陶瓷茶杯D.涤纶围裙
3.为保证航母的使用寿命,下列防锈措施不可行的是( C )
A.用抗锈蚀性能优异的合金制造航母零部件
B.刷防锈漆
C.船体表面镀一层黄金
D.给某些部位涂油
4.(2019·内江中考)下列有关金属资源的利用与防护不合理的是( A )
A.经常用钢丝球擦洗铝锅表面,保持洁净
B.在钢铁表面喷油漆可防止生锈
C.废旧金属的回收利用,是保护金属资源的有效途径之一
D.改变金属的组成和结构,铸造成合金材料可优化其性能
5.(2019·泰安中考)如图是某化学兴趣小组设计的观察铁制品锈蚀的实验装置。
下列相关叙述正确的是( B )
①一段时间后,铁丝会由下向上出现锈蚀现象
②一段时间后,水面处铁丝锈蚀严重
③一段时间后,塑料瓶会变膨胀,因为铁生锈要放热
④一段时间后,塑料瓶要变瘪,因为铁生锈与空气有关
A.①②B.②④
C.②③D.③④
6.(2019·眉山中考)某化学兴趣小组用以下装置探究炼铁原理。
关于该装置和反应过程描述错误的是( C )
A B C D
A.盛放药品前应先检查装置气密性
B.加热前要先通CO,加热后B中出现浑浊
C.已知方框中连接的是C和D,导管口的连接顺序为a→b→c→d
D.这种方法“炼”出的铁与工业上炼出的生铁在组成上最大的区别是不含碳
7.炼铁的主要原料是赤铁矿(主要成分是Fe2O3)、焦炭、空气等,转化过程如下:
(1)②中,反应为CO2+C
2CO,其中化合价发生改变的元素是__C(或碳元素)__。
(2)③中,CO与Fe2O3反应的化学方程式为__3CO+Fe2O3
2Fe+3CO2__,体现了CO的__还原__性。
(3)相比于黄铁矿(主要成分FeS2),工业上选用赤铁矿(主要成分Fe2O3)为原料炼铁的优点是__不产生污染环境的SO2__。
8.下图装置可以做CO还原Fe2O3的实验并检验该反应的气体生成物。
已知由一氧化碳发生装置得到的CO中混有杂质CO2和H2O。
A B C
(1)写出B装置玻璃管内反应的化学方程式:
__3CO+Fe2O3
2Fe+3CO2__。
(2)从环保角度考虑,请写出一种尾气处理方法__在装置C的短导管处放一盏燃着的酒精灯__。
(3)若没有A装置,则该实验不能达到检验气体生成物的目的,请说明原因:
__无法证明使澄清石灰水变浑浊的气体是否来自于反应后新生成的__。
(4)有同学提出在一氧化碳还原氧化铁实验后的黑色粉末中还可能含有Fe3O4(Fe3O4不与CuSO4溶液反应),为验证黑色粉末成分,可取少量黑色固体于试管中,向其中加入过量的硫酸铜溶液。
证明黑色固体是Fe粉的现象是__黑色固体全部变为红色固体__;证明黑色固体成分是Fe粉和Fe3O4的现象是__黑色固体部分变为红色固体__。
9.(2019·福建中考)改革开放以来,我国钢铁工业飞速发展,近年来钢铁产量己稳居世界首位。
某钢铁厂采用赤铁矿(主要成分为Fe2O3)炼铁,反应原理为3CO+Fe2O3
2Fe+3CO2,若该厂日产含铁1.4×104t的生铁,至少需要含Fe2O380%的赤铁矿的质量是多少?
(要求写出计算过程)
解:
需要赤铁矿的质量为x。
Fe2O3+3CO
2Fe+3CO3
160112
80%·x1.4×104t
=
x=2.5×104t
答:
需要含Fe2O380%赤铁矿的质量为2.5×104t。
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