1、单元思维导图单元思维导图学习目标1.通过了解金属和合金的主要特性及其应用，体会物质的性质决定用途2.知道铁的冶炼原理，钢铁锈蚀的原因及其防护措施3.通过学习，体会化学就在身边，并树立珍惜资源，爱护环境的意识。一 考情分析二二 考点梳理考点梳理考点一常见的金属材料（5年2考）1.金属材料分类金属材料分类金属材料金属材料:金属单质主要区别生铁铁合金含碳量不同钢合金铝合金其他合金钛合金 制人造骨我来明确2.金属的物理性质金属的物理性质常温下它们都是固体(汞 除外),有 金属 光泽,大多数呈 银白 色(但铜呈 紫红 色,金呈金黄色);具有良好的 导电 性、导热 性、延展 性;知识拓展知识拓展(1)世界
2、上年产量最高的金属是铁,其次是铝;(2)地壳中含量最高的金属元素是铝元素;(3)人体中含量最高的金属元素是钙元素;(4)熔点最高的金属是钨;(5)生活中使用最多的金属是铁。3.合金合金(1)定义:在金属中加热熔合其他金属或 非金属 形成的具有 金属特性 的物质。注意:合金是混合物。(2)特性:合金强度和硬度一般比组成它们的纯金属 高 ,抗腐蚀性能等也 更好 ,熔点 较低 。例例1.(2016泰安,22节选)人类文明进步与金属材料的发展关系十分密切,金属在生活生产中有着非常广泛的应用。请回答下列问题:(1)根据下图金属应用实例推断,金属具有的物理性质有 导电性、导热性、延展性 (至少答两点)。牛
3、刀小试(2)生铁和钢都是铁的合金,二者性能不同的原因是 含碳量不同 。(3)厨房中的下列物品所使用的主要材料属于金属材料的是 BD 。A.陶瓷碗 B.不锈钢炊具C.橡胶手套D.铜质水龙头例例2.(2015泰安,24,节选)化学是一门研究物质的科学,我们一般从物质的存在、性质、制备、用途等方面研究一种物质或一类物质。以金属为例,请你参与其中回答相关问题:(1)认识金属元素的存在:自然界中大多数金属都以化合物的形式存在。下列矿石的主要成分属于氧化物的是 ACD (填字母序号)。(4)金属在生产生活中应用广泛。下列金属制品的用途,利用其导电性的是 B (填字母序号);合金性能优于单一金属,因而被广泛
4、应用。焊锡(主要含锡、铅)与其组成金属相比具有 熔点较低 的特性,可用于焊接电子元件;考点二金属矿物及其冶炼（5年4考）1.常见的金属矿物常见的金属矿物(名称名称主要成分主要成分)铝土矿Al2O3赤铁矿Fe2O3磁铁矿Fe3O4菱铁矿FeCO3黄铁矿FeS2 我来明确2.金属的冶炼金属的冶炼(1)铁的冶炼原料:铁矿石、焦炭、石灰石、空气;常见的铁矿石有磁铁矿(主要成分是Fe3O4),赤铁矿(主要成分是Fe2O3)。(2)铁的冶炼原理:在高温下,用还原剂 一氧化碳 将铁从它的化合物中还原出 来,化学方程式为 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 (CO与Fe2O3反应)。(3)铝的冶炼:工业上采
5、取电解法冶炼铝,反应的化学方程式为 2Al2O3 4Al+3O2还原反应：含氧化合物中的氧元素被夺去的反应含氧化合物中的氧元素被夺去的反应核心实验突破1.实验原理:3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 。2.实验装置 实验一金属铁的冶炼实验一金属铁的冶炼重点突破3.实验现象实验现象:玻璃管内 红棕色粉末逐渐变黑 ,澄清的石灰水 变浑浊 。4.操作顺序操作顺序:先通CO再加热,目的是 排尽管内空气,防止加热时发生爆炸 ;实验完毕,停止加热继续通CO至玻璃管冷却,防止 还原出来的铁粉再被氧化。5.尾气处理尾气处理:因CO有毒,会污染空气,所以必须对尾气进行 点燃 或用气球收集处理。6.产物检验产物
6、检验:玻璃管内的黑色固体生成物可以被磁铁吸引或者滴加盐酸有气泡生成,说明是生成了铁;澄清石灰水变浑浊说明产生了二氧化碳。泰安真题精练例例3.(2013泰安,29节选)下图实验中,硬质玻璃管中的现象是 红色粉末变为黑色 ;装置末端酒精灯的作用是 点燃尾气中剩余的一氧化碳,防止污染空气 。牛刀小试核心实验突破例例4.(2018山西,25)科学精神与社会责任,是化学学科素养更高层面的价值追求。在一次实践活动中,小红和同学们一起参观了某钢铁公司,大家对矿石选取、冶铁和炼钢的工艺流程(如图)、生铁和钢的区别等,有了全新的认识。核心实验突破(1)用赤铁矿石冶铁的反应原理是 3CO+Fe2O3 2Fe+3C
7、O2 (用化学方程式表示)。(2)分析工艺流程,三脱装置中发生反应的化学方程式是 S+O2 SO2(或4P+5O2 2P2O5或Si+O2 SiO2)(写一个)。(3)向精炼炉中吹入氩气使钢水循环流动,各成分均匀混合,相当于化学实验中玻璃棒 的作用(填一种仪器的名称)。(4)在钢水铸件机中,高温钢加工成钢制零件时,充入氮气的作用是 做保护气(或隔绝氧气)(合理即可)。基础知识过关考点三钢铁的锈蚀与防护（5年2考）1.铁生锈的主要原因是与空气中的 氧气 和 水蒸气 直接接触,铁锈的主要成分是 氧化铁 。除锈方法:用砂纸打磨后,再用 稀盐酸 除铁锈,反应的化学方程式为 Fe2O3+6HCl 2Fe
8、Cl3+3H2O 。2.影响钢铁锈蚀的因素影响钢铁锈蚀的因素(详见核心实验突破详见核心实验突破)我来明确核心实验突破实验二钢铁锈蚀的因素探究（对照实验实验二钢铁锈蚀的因素探究（对照实验-控制变量唯一）控制变量唯一）a.实验设计实验设计 核心实验突破对 照 组重点突破核心实验突破b.实验现象实验现象一段时间后,B、C不生锈,A生锈,D、E严重生锈。c.分析分析对比A和C可得,影响铁生锈的因素是水;对比A和B可得,影响铁生锈的因素是氧气;对比D、E和A可得,酸溶液和盐溶液可以加速钢铁的锈蚀。d.钢铁锈蚀的因素钢铁锈蚀的因素铁与空气中的氧气、水蒸气等物质发生化学反应生成氧化铁,同时环境的温度、氧气的
9、浓度、环境的酸碱性也是影响锈蚀速率的因素。基础知识过关3.防止钢铁生锈的方法防止钢铁生锈的方法(1)在钢铁表面涂覆保护层,如 涂油 、刷漆 等。(2)镀上一层不易生锈的金属或者用“烤蓝”等方法形成致密的保护层。(3)改变金属的组成和结构,如 制成合金 等。4.保护金属资源的有效途径有 防止金属锈蚀 、回收利用废旧金属 、合理有效地开采矿物、寻找金属的替代品等。例例5.为探究铁生锈的原因为探究铁生锈的原因,化学兴趣小组的同学进行了如图所示的四个实验化学兴趣小组的同学进行了如图所示的四个实验,实验结果显示实验结果显示:B、D实验中铁生实验中铁生锈锈,而而A、C实验中没有明显的现象实验中没有明显的现
10、象,仔细分析这仔细分析这4个实验个实验,回答下列问题回答下列问题:(1)评价方案评价方案对照实验指除了一个变量外对照实验指除了一个变量外,其他的量都保持不变的实验。该实验方案中采用了对其他的量都保持不变的实验。该实验方案中采用了对 照实验方法照实验方法,请指出其中的对照实验请指出其中的对照实验(填实验代号填实验代号)和变量。和变量。第组对照实验第组对照实验 AB ,变量变量 水分水分 。第组对照实验第组对照实验 BC ,变量变量 氧气氧气 。第组对照实验第组对照实验 BD ,变量变量 食盐食盐 。(2)解释数据解释数据实验时实验时,每隔一段时间测量导管内水面上升的高度每隔一段时间测量导管内水面
11、上升的高度,结果如右表所示结果如右表所示(表中所列表中所列数据为导管中水面上升的高度数据为导管中水面上升的高度/cm)。时间/小时编号00.51.01.52.02.53.0A0000000B0000.30.82.03.5C0000000D00.41.23.47.69.59.8导致导致B、D实验装置中导管内水面上升的原因是实验装置中导管内水面上升的原因是 铁丝生锈吸收了空气中的氧气铁丝生锈吸收了空气中的氧气。(3)获得结论获得结论根据本实验根据本实验,你认为导致铁生锈的物质有你认为导致铁生锈的物质有 水和氧气水和氧气 ;能加快铁生锈速率的物能加快铁生锈速率的物质是质是 食盐食盐 。泰安真题精练例
12、例6.(2019泰安,15)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。下列相关叙述中正确的是(B)一段时间后,铁丝会由下向上出现锈蚀现象一段时间后,水面处铁丝锈蚀严重一段时间后,塑料瓶会变膨胀,因为铁生锈要放热一段时间后,塑料瓶会变瘪,因为铁生锈与空气有关A.B.C.D.山东真题精练三 当堂达标1.(2019青岛,节选)金属在生产和生活中应用广泛。请回答下列问题。(1)生活中常用铁锅做饭,主要利用了铁的 导热 性。(2)铝合金制造的飞机外壳,具有轻量化、能抗击强大气流的冲击、耐受水雾和 雨雪侵蚀等特点。这是利用了铝合金的 耐腐蚀 、质量轻 等优点(写出 两条即可)。2.(2019临沂
13、,22节选)地铁是以地下运行为主的城市轨道交通系统,地铁建设 中各种材料被广泛应用。(1)锰钢主要成分是铁、锰、碳,主要用于制造钢轨、挖掘机铲斗等,锰钢属于混合物 (填“纯净物”或“混合物”)。巩固练习山东真题精练3.(2019临沂)老师给了同学们一包红色粉末,该粉末可能是铜粉和氧化铁(Fe2O3)粉末中的一种或两种。同学们对该粉末进行了定性与定量研究。(1)定性实验:写出“红色粉末全部消失”发生反应的化学方程式 Fe2O3+6HCl 2FeCl3+3H2O 。(2)定量实验:实验方案实验现象实验结论取少量红色粉末放入试管中,滴加足量的稀盐酸振荡红色粉末全部消失,溶液呈棕黄色 粉末为Fe2O3
14、 无明显现象 粉末为Cu山东真题精练取该粉末4 g放入硬质玻璃管中,先通CO,然后再用酒精喷灯加热一段时间,停止加热继续通入CO至装置冷却。实验装置如图:实验时,先通CO再加热的目的是 防止一氧化碳和装置内的空气形成混合气体发生爆炸 。若该粉末全部是氧化铁,在硬质玻璃管中观察到的实验现象是 红色粉末变山东真题精练成黑色 。B装置是用于吸收二氧化碳并收集CO,其中盛放的试剂最好是 A 。A.NaOH溶液B.稀盐酸C.水如果该实验没有装置B、C,实验造成的危害是 未反应的一氧化碳进入空气污染环境 。若该粉末为铜粉和氧化铁的混合物,待装置完全冷却至室温,称量硬质玻璃管内剩余固体的质量为m g。则m的
15、取值范围是 。山东真题精练1601124 g x=x=2.8 g因为该粉末为铜粉和氧化铁的混合物,则m的取值范围是2.8m4。1601124 gxFe2O3+3CO 2Fe+3CO2假设4 g全部都是氧化铁,设4 g氧化铁完全反应生成铁的质量为x。山东真题精练4.(2016淄博)我们的祖先很早就掌握了炼铜的工艺,通过学习,同学们知道木炭可以做还原剂把氧化铜中的铜还原出来,小明查阅了大量的资料后,建议用超细炭粉与氧化铜粉末混合进行实验,他的理由是 增大反应物的接触面积,使反应更充分 。(1)同学们按如图装置进行实验,当看到澄清的石灰水刚刚出现浑浊时,不能 (填“可以”或“不能”)确定氧化铜和炭粉
16、已经开始反应。山东真题精练(2)为了使氧化铜中的铜完全被还原,对于下列三组氧化铜和炭粉的质量比例,你建议选择 A (填写字母),简要说明你的理由 反应中炭粉会与试管内的氧气反应而部分消耗,故稍过量的炭粉有利于反应的进行 。A.36：3B.40：3C.48：3山东真题精练解析解析与反应物的接触面积越大,反应速率越快,所以用超细炭粉更利于反应的进行。(1)实验时首先要检查装置的气密性,当看到澄清的石灰水刚出现浑浊时,可能是炭粉与氧气反应生成的二氧化碳,故不能确定炭粉和氧化铜发生了反应。(2)在选择氧化铜和炭粉的质量比时要考虑氧气消耗炭粉,不能按反应的比例选择,炭粉要稍多一些,有利于反应充分进行。根
17、据化学方程式2CuO+C 2Cu+CO2可得氧化铜和炭粉的质量比为40:3,A项比例合适。山东真题精练5.(2019青岛,26节选)金属在生产和生活中应用广泛。请回答下列问题。(2)厨房中铁锅容易生锈,结合生活实际,写出一种防止铁锅生锈的具体方法 保持铁锅干燥 。山东真题精练6.(2016烟台,16节选)现在很多家庭自备干粉灭火器,其中一种灭火器是利用压缩的二氧化碳吹干粉(干粉的主要成分是磷酸二氢铵)灭火。(4)铁质的灭火器罐体容易生锈。请你写出一种防止铁生锈的方法 涂油漆(其他合理答案也可)。工业上常用稀盐酸除铁锈(Fe2O3),该反应的化学方程式是 6HCl+Fe2O3 2FeCl3+3H2O 。四 总结反思1.基础知识2.做题方法.金属的性质和用途-性质决定用途金属是一种重要资源-防止生锈、回收利用-节约资源 爱护环境五 课下作业完成补偿训练 限时30分钟
