中考化學一輪復習 第8課時 金屬材料及其利用學案

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第8課時 金屬材料及其利用 【復習目標】 1、了解金屬材料、合金的性質以及用途； 2、了解金屬的銹蝕與防護 3、了解金屬資源的利用與保護 【復習重點和難點】 1、了解金屬材料、合金的性質以及用途； 2、了解金屬的銹蝕與防護 3、了解金屬資源的利用與保護 【教學過程】 一、知識梳理 考點一：金屬材料、合金 一、金屬材料的發(fā)展與利用 1、從化學成分上劃分，材料可以分為金屬材料、非金屬材料、有機材料及復合材料等四大類。 2、金屬材料包括純金屬和合金。 （1）金屬材料的發(fā)展 石器時代→青銅器時代→鐵器時代→鋁的應用→高分子時代 （2）金屬材料的應用：①最早應用的金屬是銅，應用最廣泛的金屬是鐵，公元一世紀最主要的金屬是鐵②現(xiàn)在世界上產(chǎn)量最大的金屬依次為鐵、鋁和銅③鈦被稱為21世紀重要的金屬。 二、合金 1、合金：在金屬中加熱熔合某些金屬或非金屬所制得的具有金屬特征的混合物。 （質量是各成分質量之和） 2、合金的特點 一般來說，合金比組成他們的純金屬的硬度和強度大，抗腐蝕的性能也更好． 有的合金比組成他們的純金屬的熔點低。三、金屬資源保護 考點二、金屬的銹蝕與防護 1、鐵的銹蝕 A、鐵生銹的條件是：鐵與O2、水接觸（鐵銹的主要成分：Fe2O3XH2O） （銅生銅綠的條件：銅與O2、水、CO2接觸。銅綠的化學式：Cu2(OH)2CO3） 2、防止鐵制品生銹的措施： ①保持鐵制品表面的清潔、干燥 ②表面涂保護膜：如涂油、刷漆、電鍍、烤藍等 ③制成不銹鋼 C、鐵銹很疏松，不能阻礙里層的鐵繼續(xù)與氧氣、水蒸氣反應，因此鐵制品可以全部被銹蝕。因而鐵銹應及時除去。 考點三、金屬資源的利用和保護 一、金屬資源的存在形式 1、單質(少數(shù) 如:Au、Ag等) 化合物(多數(shù) 如:Fe、Cu、Al等) 2、常見的礦石：工業(yè)上把能用來提煉金屬的礦物。 赤鐵礦(Fe2O3)、黃鐵礦(FeS2)、菱鐵礦(FeCO3)、鋁土礦(Al2O3)、黃銅礦(CuFeS2)、輝銅礦(Cu2S) 二、鐵的冶煉 1、原料：焦炭、石灰石、鐵礦石 2、原理：在高溫下，利用焦炭與氧氣反應生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石中還原出來 3、主要設備：高爐 4、一氧化碳還原氧化鐵的實驗 一氧化碳還原氧化鐵的實驗： 裝置圖： b、實驗主要現(xiàn)象：紅色粉末變?yōu)楹谏珪r，澄清的石灰水變渾濁，尾氣點燃產(chǎn)生淡藍色火焰。 c、實驗注意事項： ①先通入一氧化碳氣體，排盡裝置內的空氣，防止一氧化碳與空氣混合加熱后，發(fā)生爆炸； ②實驗完畢后要繼續(xù)通入一氧化碳氣體，直到玻璃管冷卻，防止高溫下的鐵與空氣接觸，被氧化為氧化鐵。同時，實驗過程中還可防止澄清石灰水被倒吸； ③尾氣中含有一氧化碳，一氧化碳有毒，所以尾氣要收集或點燃，直接排放會污染空氣； ④若實驗中沒有酒精噴燈，也可用酒精燈代替，不過要在火焰上加一個金屬網(wǎng)罩，使火力更加集中，提高溫度。 三、防止金屬腐蝕 回收和利用廢舊金屬 廢棄金屬的回收的意義：可節(jié)約金屬資源；由于金屬冶煉需在高溫下進行，回收廢棄金屬并再利用可節(jié)約能源；降低金屬制品的生產(chǎn)成本；方便人們得到物美價廉的金屬制品；可減少金屬對環(huán)境的污染。 合理開采礦物 尋找金屬的代用品 二、題型、方法歸納： 本課題是中考必考內容，主要復習金屬材料的發(fā)展、合金的定義、性質；探究鐵生銹的條件以及防治鐵生銹的方法；鐵的冶煉原理、設備、原料以及注意事項等內容，常見題型有選擇題、填空題和實驗探究題為主。 三、典例精講： 【典型例題講解】（通過學生的自講，自糾完成下列各題） 1、早在春秋戰(zhàn)國時期，我國就開始生產(chǎn)和使用鐵器．工業(yè)上煉鐵的原理是利用一氧化碳和氧化鐵的反應．某化學興趣小組利用下圖裝置進行實驗探究，請按要求填空： （1）寫出CO還原Fe2O3的化學方程式 ； （2）實驗中盛澄清石灰水的試管中可觀察到的現(xiàn)象是 ； （3）右邊導氣管口放置點燃的酒精燈的目的是 ； （4）實驗開始時要先通入CO，把裝置中的空氣排盡后再加熱，以防發(fā)生爆炸。檢驗裝置中的空氣已排盡的方法是 。 2、鋁、鐵、銅是人類廣泛使用的三種金屬，與我們生活息息相關． （1）鐵容易生銹，鐵生銹的條件是 ． （2）用下列試劑驗證這三種金屬的活動性順序，能達到目的是 （填序號） A．硫酸鋁溶液B．硫酸亞鐵溶液C．硫酸銅溶液． 3、 化學小組用如圖所示實驗探究鐵生銹的條件，其中A、B為敞口試管，C蓋有嚴密的橡膠塞．A和B下層都裝有煮沸過的蒸餾水，B的上層有植物油，C內是干燥的空氣．（每支試管中均放有相同的鐵釘） （1）實驗前將蒸餾水煮沸的目的是 ． （2）通過對比 （填序號，下同）兩個試管的現(xiàn)象說明鐵生銹必需有氧氣參加，通過對比 兩個試管中現(xiàn)象．說明鐵生銹必須有水參加．從而得出結論：鐵的銹蝕是鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣共同作用的結果． （3）某同學想探究一下鐵釘在生銹過程中，蒸餾水中溶有NaCl，對生銹的影響，你幫他設計實驗，寫出實驗方案． （4）為了保護金屬資源，除了防止金屬被銹蝕外，寫出一條措施 。 4、 某化學興趣小組想探究鐵生銹的條件，該小組將干凈的鐵釘分別同時放入①、②、③三支試管中進行研究． （1）請你幫助該同學完成下列實驗設計的部分內容． 編號 操作方法 實驗目的 ① 加熱烘干試管，小心放入鐵釘，塞上塞子 ② 放入鐵釘，注入蒸餾水浸沒鐵釘，并用植物油液封 。 ③ 。 探究鐵在有空氣和水時的生銹情況 （2）一周后，編號為 的試管中的鐵釘最易生銹． 5、金屬材料廣泛應用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通和日常生活等領域． （1）金屬材料包括純金屬以及它們的合金，黃銅（含銅和鋅）、生鐵都屬于 。 （2）將黃銅和生鐵分別放人足量的稀鹽酸中，浸泡后都有殘留固體，其中一種固體一定含 ，另一種固體一定含 。 （3）生鐵浸泡在鹽酸中發(fā)生反應的化學方程式為 ，該反應的基本類型是 。 參考答案 典例精講： 1、【解答】解：（1）一氧化碳在高溫條件下將氧化鐵還原成鐵，反應的方程式是： 高溫 3CO+Fe2O3 ======= 2Fe+3CO2； （2） 二氧化碳與氫氧化鈣反應生成了碳酸鈣沉淀，所以，觀察到的現(xiàn)象是石灰水變渾濁； （3） 由于一氧化碳是有毒的氣體，點燃的酒精燈的目的是燃燒多余的CO； （4）由于一氧化碳是可燃性的氣體，與空氣或氧氣的混合氣體點燃時易發(fā)生爆炸，所以，檢驗裝置中的空氣已排盡的方法是：在右端導氣管口用排水法收集一試管氣體，移近火焰，若發(fā)出輕微的爆鳴聲，證明空氣已經(jīng)排盡． 高溫 答案：（1）3CO+Fe2O3=======2Fe+3CO2；（2）石灰水變渾濁；（3）燃燒多余的CO（或消除CO對空氣的污染）；（4）在右端導氣管口用排水法收集一試管氣體，移近火焰，若發(fā)出輕微的爆鳴聲，證明空氣已經(jīng)排盡． 2、解析：（1）鐵與氧氣和水充分接觸時容易生銹，水和氧氣同時存在是鐵生銹的必須條件；缺少水或缺少氧氣，或者缺少氧氣和水，鐵不容易生銹；故填：與水和氧氣同時存在； （2）將鋁加入硫酸亞鐵溶液的溶液中，鋁能將鐵置換出來，說明了鋁的活動性大于鐵．將銅加入硫酸亞鐵溶液的溶液中，銅不能將鐵置換出來，說明了鐵的活動性大于銅．能驗證驗證這三種金屬的活動性順序；故填：B． 3、解：（1）因為氧氣能夠溶解在水中，將蒸餾水煮沸，可以使溶解的氧氣從水中逸出，實驗前將蒸餾水煮沸，是為了除去水中溶解的氧氣．故填：除去水中溶解的氧氣． （2） 由A、B實驗可知，A中的鐵與水和氧氣充分接觸，容易生銹；B中的鐵只與水接觸，不容易生銹；通過對比A、B兩個試管的現(xiàn)象說明鐵生銹必需有氧氣參加． （3） 由A、C實驗可知，A中的鐵與水和氧氣充分接觸，容易生銹；C中的鐵只與氧氣接觸，不容易生銹；通過對比A、C兩個試管的現(xiàn)象說明鐵生銹必需有水參加．故填：AB；AC． （3） 實驗方案為：取兩只相同的試管，分別加入等量的蒸餾水和食鹽水，取兩個相同的鐵釘，分別加入兩個試管中，將鐵釘?shù)囊话虢胍后w中，過一段時間后，觀察兩只鐵釘?shù)纳P情況，得出結論． （4） 金屬屬于不可再生資源，為了保護金屬資源，可以采取的方法有：采取防生銹措施，對金屬進行回收和再利用，尋找金屬替代品等（其他合理答案也可）．故填：對金屬進行回收和再利用，或尋找金屬替代品等． 4、解析：（1）放入鐵釘，注入蒸餾水浸沒鐵釘，并用植物油液封，是想探究鐵在有水不與空氣接觸時的生銹的情況，要探究鐵在有空氣和水時的生銹情況，則需要時鐵與水和空氣同時接觸，可以將鐵釘一部分浸沒在水中，故填： 編號 操作方法 實驗目的 ① 加熱烘干試管，小心放入鐵釘，塞上塞子 探究鐵在干燥空氣中的生銹情況 ② 放入鐵釘，注入蒸餾水浸沒鐵釘，并用植物油液封 探究鐵在有水無空氣時的生銹情況 ③ 放入鐵釘，注入蒸餾水使鐵釘部分浸入水中 探究鐵在有空氣和水時的生銹情況 （2）鐵在與水和氧氣并存時易生銹，故一周后，編號為③的試管中的鐵釘最易生銹，故填：③． 5、解析：（1）黃銅（含銅和鋅）、生鐵含鐵與碳，二者均屬于合金； （2） 銅排在金屬活動性順序表中氫的后面，不與鹽酸反應，故放入足量稀鹽酸反應后有剩余；生鐵中的碳與酸不反應，故放入足量稀鹽酸反應后有剩余； （3） 生鐵中的鐵與稀鹽酸反應生成氯化亞鐵和氫氣，反應的化學方程式為Fe+2HCl=FeCl2+H2↑，該反應由一種單質和一種化合物反應生成另一種單質和化合物，屬于置換反應；故答案為：（1）合金；（2）銅；碳；（3）Fe+2HCl=FeCl2+H2↑；置換反應．