中考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第8課時(shí) 金屬材料及其利用學(xué)案

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第8課時(shí) 金屬材料及其利用【復(fù)習(xí)目標(biāo)】1、了解金屬材料、合金的性質(zhì)以及用途；2、了解金屬的銹蝕與防護(hù)3、了解金屬資源的利用與保護(hù)【復(fù)習(xí)重點(diǎn)和難點(diǎn)】1、了解金屬材料、合金的性質(zhì)以及用途；2、了解金屬的銹蝕與防護(hù)3、了解金屬資源的利用與保護(hù)【教學(xué)過程】一、知識(shí)梳理 考點(diǎn)一：金屬材料、合金一、金屬材料的發(fā)展與利用1、從化學(xué)成分上劃分，材料可以分為金屬材料、非金屬材料、有機(jī)材料及復(fù)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(shí)代青銅器時(shí)代鐵器時(shí)代鋁的應(yīng)用高分子時(shí)代（2）金屬材料的應(yīng)用：最早應(yīng)用的金屬是銅，應(yīng)用最廣泛的金屬是鐵，公元一世紀(jì)最主要的金屬是鐵現(xiàn)在世界上產(chǎn)量最大的金屬依次為鐵、鋁和銅鈦被稱為21世紀(jì)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(zhì)量是各成分質(zhì)量之和）2、合金的特點(diǎn)一般來說，合金比組成他們的純金屬的硬度和強(qiáng)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(diǎn)低。三、金屬資源保護(hù)考點(diǎn)二、金屬的銹蝕與防護(hù)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(xué)式：Cu2(OH)2CO3）2、防止鐵制品生銹的措施：保持鐵制品表面的清潔、干燥 表面涂保護(hù)膜：如涂油、刷漆、電鍍、烤藍(lán)等制成不銹鋼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(yīng)，因此鐵制品可以全部被銹蝕。因而鐵銹應(yīng)及時(shí)除去?？键c(diǎn)三、金屬資源的利用和保護(hù)一、金屬資源的存在形式1、單質(zhì)(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(yīng)生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石中還原出來3、主要設(shè)備：高爐4、一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)：裝置圖：b、實(shí)驗(yàn)主要現(xiàn)象：紅色粉末變?yōu)楹谏珪r(shí)，澄清的石灰水變渾濁，尾氣點(diǎn)燃產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰。c、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：先通入一氧化碳?xì)怏w，排盡裝置內(nèi)的空氣，防止一氧化碳與空氣混合加熱后，發(fā)生爆炸；實(shí)驗(yàn)完畢后要繼續(xù)通入一氧化碳?xì)怏w，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(shí)，實(shí)驗(yàn)過程中還可防止澄清石灰水被倒吸；尾氣中含有一氧化碳，一氧化碳有毒，所以尾氣要收集或點(diǎn)燃，直接排放會(huì)污染空氣；若實(shí)驗(yàn)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(gè)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?gòu)U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(jìn)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(jià)廉的金屬制品；可減少金屬對(duì)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(nèi)容，主要復(fù)習(xí)金屬材料的發(fā)展、合金的定義、性質(zhì)；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(shè)備、原料以及注意事項(xiàng)等內(nèi)容，常見題型有選擇題、填空題和實(shí)驗(yàn)探究題為主。三、典例精講：【典型例題講解】（通過學(xué)生的自講，自糾完成下列各題）1、早在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，我國(guó)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(yīng)某化學(xué)興趣小組利用下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，請(qǐng)按要求填空：（1）寫出CO還原Fe2O3的化學(xué)方程式 ；（2）實(shí)驗(yàn)中盛澄清石灰水的試管中可觀察到的現(xiàn)象是 ；（3）右邊導(dǎo)氣管口放置點(diǎn)燃的酒精燈的目的是 ；（4）實(shí)驗(yàn)開始時(shí)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(yàn)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(guān)（1）鐵容易生銹，鐵生銹的條件是 （2）用下列試劑驗(yàn)證這三種金屬的活動(dòng)性順序，能達(dá)到目的是 （填序號(hào)）A硫酸鋁溶液B硫酸亞鐵溶液C硫酸銅溶液3、 化學(xué)小組用如圖所示實(shí)驗(yàn)探究鐵生銹的條件，其中A、B為敞口試管，C蓋有嚴(yán)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(nèi)是干燥的空氣（每支試管中均放有相同的鐵釘）（1）實(shí)驗(yàn)前將蒸餾水煮沸的目的是 （2）通過對(duì)比 （填序號(hào)，下同）兩個(gè)試管的現(xiàn)象說明鐵生銹必需有氧氣參加，通過對(duì)比 兩個(gè)試管中現(xiàn)象說明鐵生銹必須有水參加從而得出結(jié)論：鐵的銹蝕是鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣共同作用的結(jié)果（3）某同學(xué)想探究一下鐵釘在生銹過程中，蒸餾水中溶有NaCl，對(duì)生銹的影響，你幫他設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，寫出實(shí)驗(yàn)方案（4）為了保護(hù)金屬資源，除了防止金屬被銹蝕外，寫出一條措施 。4、 某化學(xué)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(shí)放入、三支試管中進(jìn)行研究（1）請(qǐng)你幫助該同學(xué)完成下列實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的部分內(nèi)容編號(hào)操作方法實(shí)驗(yàn)?zāi)康募訜岷娓稍嚬?，小心放入鐵釘，塞上塞子放入鐵釘，注入蒸餾水浸沒鐵釘，并用植物油液封 。 。探究鐵在有空氣和水時(shí)的生銹情況（2）一周后，編號(hào)為 的試管中的鐵釘最易生銹5、金屬材料廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通和日常生活等領(lǐng)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(yīng)的化學(xué)方程式為 ，該反應(yīng)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(yīng)的方程式是：高溫3CO+Fe2O3 = 2Fe+3CO2；（2） 二氧化碳與氫氧化鈣反應(yīng)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(diǎn)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(diǎn)燃時(shí)易發(fā)生爆炸，所以，檢驗(yàn)裝置中的空氣已排盡的方法是：在右端導(dǎo)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(duì)空氣的污染）；（4）在右端導(dǎo)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(shí)容易生銹，水和氧氣同時(shí)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(shí)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(dòng)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(dòng)性大于銅能驗(yàn)證驗(yàn)證這三種金屬的活動(dòng)性順序；故填：B3、解：（1）因?yàn)檠鯕饽軌蛉芙庠谒校瑢⒄麴s水煮沸，可以使溶解的氧氣從水中逸出，實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(duì)比A、B兩個(gè)試管的現(xiàn)象說明鐵生銹必需有氧氣參加（3） 由A、C實(shí)驗(yàn)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(duì)比A、C兩個(gè)試管的現(xiàn)象說明鐵生銹必需有水參加故填：AB；AC（3） 實(shí)驗(yàn)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(gè)相同的鐵釘，分別加入兩個(gè)試管中，將鐵釘?shù)囊话虢胍后w中，過一段時(shí)間后，觀察兩只鐵釘?shù)纳P情況，得出結(jié)論（4） 金屬屬于不可再生資源，為了保護(hù)金屬資源，可以采取的方法有：采取防生銹措施，對(duì)金屬進(jìn)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(duì)金屬進(jìn)行回收和再利用，或?qū)ふ医饘偬娲返?、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(shí)的生銹的情況，要探究鐵在有空氣和水時(shí)的生銹情況，則需要時(shí)鐵與水和空氣同時(shí)接觸，可以將鐵釘一部分浸沒在水中，故填：編號(hào)操作方法實(shí)驗(yàn)?zāi)康募訜岷娓稍嚬?，小心放入鐵釘，塞上塞子探究鐵在干燥空氣中的生銹情況放入鐵釘，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(shí)的生銹情況放入鐵釘，注入蒸餾水使鐵釘部分浸入水中探究鐵在有空氣和水時(shí)的生銹情況（2）鐵在與水和氧氣并存時(shí)易生銹，故一周后，編號(hào)為的試管中的鐵釘最易生銹，故填：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(dòng)性順序表中氫的后面，不與鹽酸反應(yīng)，故放入足量稀鹽酸反應(yīng)后有剩余；生鐵中的碳與酸不反應(yīng)，故放入足量稀鹽酸反應(yīng)后有剩余；（3） 生鐵中的鐵與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe+2HCl=FeCl2+H2，該反應(yīng)由一種單質(zhì)和一種化合物反應(yīng)生成另一種單質(zhì)和化合物，屬于置換反應(yīng)；故答案為：（1）合金；（2）銅；碳；（3）Fe+2HCl=FeCl2+H2；置換反應(yīng)