山東省泰安市2019中考化學(xué)復(fù)習(xí)第一部分基礎(chǔ)過關(guān)第十單元金屬第1課時金屬材料及鋼鐵的銹蝕與防護課件.ppt

1、第十單元 金屬 第1課時 金屬材料及鋼鐵的銹蝕與防護,總綱目錄,泰安考情分析,基礎(chǔ)知識過關(guān),知識點一常見的金屬材料,1.金屬材料分類 金屬材料,2.金屬的物理性質(zhì) 常溫下它們都是固體(汞除外),有金屬光澤,大多數(shù)呈銀白色(但銅呈紫紅色,金呈金黃色);具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性;鐵還具有 磁性。 知識拓展(1)世界上年產(chǎn)量最高的金屬是鐵,其次是鋁;(2)地殼中含量最高的金屬元素是鋁元素;(3)人體中含量最高的金屬元素是鈣元素;(4)熔點最高的金屬是鎢;(5)生活中使用最多的金屬是鐵,3.合金 (1)定義:在金屬中加熱熔合其他金屬或非金屬 形成的具有金屬特性的物質(zhì)。 注意:合金是混合物。 (

2、2)特性:合金強度和硬度一般比組成它們的純金屬高,抗 腐蝕性能等也更好,熔點較低,知識點二金屬礦物及其冶煉,1.常見的金屬礦物(名稱主要成分) 鋁土礦Al2O3 赤鐵礦Fe2O3 磁鐵礦Fe3O4 菱鐵礦FeCO3 黃鐵礦FeS2,2.金屬的冶煉(詳見核心實驗突破) (1)原理:在高溫下,用還原劑一氧化碳將鐵從它的化合物 中還原出來,化學(xué)方程式為Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2(CO 與Fe2O3反應(yīng))。 (2)原料:鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣;常見鐵礦石有磁鐵礦(主要成分是Fe3O4),赤鐵礦(主要成分是Fe2O3)。 (3)還原反應(yīng):含氧化合物中的氧元素被奪去的反應(yīng)。 (4)鋁的冶煉:

3、工業(yè)上采取電解法冶煉鋁,反應(yīng)的化學(xué)方程式為 2Al2O3 4Al+3O2,知識點三鋼鐵的銹蝕與防護,1.鐵生銹的主要原因是與空氣中的氧氣和水蒸氣 直接接觸,鐵銹的主要成分是氧化鐵。 除銹方法:用砂紙打磨后,再用稀鹽酸除鐵銹,反應(yīng)的化學(xué) 方程式為Fe2O3+6HCl 2FeCl3+3H2O,2.影響鋼鐵銹蝕的因素(詳見核心實驗突破) 知識拓展銅制品表面發(fā)生銹蝕生成銅綠Cu2(OH)2CO3是銅與空氣中的水、氧氣、二氧化碳共同作用的結(jié)果,3.防止鋼鐵生銹的方法 (1)在鋼鐵表面涂覆保護層,如涂油、刷漆 等。 (2)鍍上一層不易生銹的金屬或者用“烤藍”等方法形成致密的保護層。 (3)改變金屬的組成和

4、結(jié)構(gòu),如制成合金等,4.保護金屬資源的有效途徑有防止金屬銹蝕、回收 利用廢舊金屬、合理有效地開采礦物、尋找金屬的替代品等,實驗一金屬的冶煉,1.實驗原理:3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2,2.實驗裝置,核心實驗突破,3.現(xiàn)象:玻璃管內(nèi)紅棕色粉末逐漸變黑,澄清的石灰水變渾濁,4.操作順序:先通CO再加熱,目的是排盡管內(nèi)空氣,防止加熱時發(fā)生爆炸;實驗完畢,停止加熱繼續(xù)通CO至玻璃管冷卻,防止還原出來的鐵粉再被氧化且防止石灰水倒流,5.尾氣處理:因CO有毒,會污染空氣,所以必須對尾氣進行點燃或用氣球收集處理。 例1下圖是實驗室用一氧化碳還原氧化鐵的實驗裝置圖,試回答: (1)實驗過程中儀器中的化

5、學(xué)方程式是3CO+Fe2O3 2Fe,解析(2)一氧化碳有毒,不能直接排放;一氧化碳易燃,可用點燃的方法去除尾氣,還可以采用氣球收集的方法處理。 變式1-1(2018山西,25,6分)科學(xué)精神與社會責(zé)任,是化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)更高層面的價值追求。在一次實踐活動中,小紅和同學(xué)們一起參觀了某鋼鐵公司,大家對礦石選取、冶鐵和煉鋼的工藝流程(如圖)、生鐵和鋼的區(qū)別等,有了全新的認識,1)用赤鐵礦石冶鐵的反應(yīng)原理是3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2(用化學(xué)方程式表示)。 (2)分析工藝流程,三脫裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是S+O2,SO2 (或4P+5O2 2P2O5/Si+O2 SiO2)(本題的反應(yīng)條件寫

6、成“加熱”“高溫”“點燃”都得 分,未寫反應(yīng)條件扣1分)(寫一個)。 (3)向精煉爐中吹入氬氣使鋼水循環(huán)流動,各成分均勻混合,相當(dāng)于化學(xué)實驗中玻璃棒的作用(填一種儀器的名稱)。 (4)在鋼水鑄件機中,高溫鋼加工成鋼制零件時,充入氮氣的作用是做保護氣(或隔絕氧氣)(合理即可,解析(1)赤鐵礦的主要成分氧化鐵與一氧化碳在高溫條件下反應(yīng)生成鐵和二氧化碳,化學(xué)方程式為3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2。 (2)三脫裝置中硫、磷、硅都能與氧氣反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為S+O2 SO2、4P+5O2 2P2O5、Si+O2 SiO2。(3)精 煉爐中吹氬氣的目的是使鋼水循環(huán)流動,各成分均勻混合,化學(xué)實

7、驗中用玻璃棒攪拌也起類似的作用。(4)高溫條件下鐵能與氧氣反應(yīng),在加工過程中充入氮氣做保護氣,可隔絕氧氣,防止鐵與氧氣反應(yīng),實驗二鋼鐵銹蝕的因素探究,1.鋼鐵銹蝕的因素 鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣等物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成氧化鐵,同時環(huán)境的溫度、氧氣的濃度、環(huán)境的酸堿性也是影響銹蝕速率的因素,2.實驗設(shè)計,3.實驗現(xiàn)象 一段時間后,B、C不生銹,A生銹,D、E嚴重生銹,4.分析 對比A和C可得,影響鐵生銹的因素是水;對比A和B可得,影響鐵生銹的因素是氧氣;對比D、E和A可得,酸溶液或者鹽溶液可以加速鋼鐵的銹蝕,例2鐵生銹探秘。 為探究鐵生銹的原因,化學(xué)興趣小組的同學(xué)進行了如圖所示的四個實驗,實驗結(jié)果

8、顯示:B、D實驗中鐵生銹,而A、C實驗中沒有明顯的現(xiàn)象,仔細分析這4個實驗,回答下列問題,1)評價方案 對照實驗指除了一個變量外,其他的量都保持不變的實驗。該實驗方案中采用了對照實驗方法,請指出其中的對照實驗(填實驗,代號)和變量。 第組對照實驗AB,變量水分。 第組對照實驗BC,變量氧氣。 第組對照實驗BD,變量食鹽。 (2)解釋數(shù)據(jù) 實驗時,每隔一段時間測量導(dǎo)管內(nèi)水面上升的高度,結(jié)果如下表所示(表中所列數(shù)據(jù)為導(dǎo)管中水面上升的高度/cm,導(dǎo)致B、D實驗裝置中導(dǎo)管內(nèi)水面上升的原因是鐵絲生銹消耗了空氣中的氧氣。 (3)獲得結(jié)論 根據(jù)本實驗,你認為導(dǎo)致鐵生銹的物質(zhì)有水和氧氣;能加快鐵生銹速率的物質(zhì)

9、是食鹽,解析(2)比較B、D實驗裝置和現(xiàn)象,可知導(dǎo)管內(nèi)水面上升的原因是鐵絲生銹消耗了裝置中的氧氣,錐形瓶內(nèi)壓強減小,導(dǎo)管內(nèi)水面上升,變式2-1某化學(xué)興趣小組的同學(xué)為探究“鐵生銹的條件”進行了如下實驗: 實驗一,實驗二:某同學(xué)在家中發(fā)現(xiàn),炒完菜的鐵鍋表面容易生銹。于是該同學(xué)猜想可能是食鹽對鐵生銹的速率產(chǎn)生了影響。于是,該同學(xué)針對此問題設(shè)計了以下實驗: 用如圖兩個裝置同時進行實驗,其中集氣瓶的容積相同,量筒內(nèi)盛有等體積的水,圖F集氣瓶內(nèi)另加入了某種物質(zhì),實驗過程:一段時間后打開止水夾,觀察到圖E中鐵絲和圖F中加入的物質(zhì)表面均出現(xiàn)紅棕色物質(zhì),記錄實驗過程中量筒內(nèi)剩余水的體積,實驗數(shù)據(jù)記錄如下表,1)

10、圖F中,集氣瓶內(nèi)另加入的物質(zhì)是蘸有水的鐵絲。 (2)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析,a的取值范圍是30a56。 (3)由實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)分析,可得出的結(jié)論是食鹽能加速鐵生銹,解析實驗(1):A中鐵絲既與氧氣接觸,又與水接觸,發(fā)生銹蝕;B中鐵絲只與氧氣接觸,沒有與水接觸,所以鐵絲沒有銹蝕,由此可知鐵生銹需要與水接觸。 實驗(2)的實驗結(jié)論是鐵生銹需要與氧氣接觸,可以推知C中的鐵絲與氧氣、水同時接觸,出現(xiàn)的現(xiàn)象是鐵絲表面出現(xiàn)了紅棕色物質(zhì),由于消耗了部分氧氣,試管內(nèi)壓強減小,在外界大氣壓的作用下試管內(nèi)的液面上升。 實驗二:(1)食鹽對鐵生銹的速率產(chǎn)生了影響,E、F中均放入鐵絲,E中的鐵絲表面蘸有食鹽水,則F中的鐵絲

11、需蘸水,進行對比。(2)a應(yīng)該介于前、后兩次實驗數(shù)據(jù)之間,泰安真題精練,考點一常見的金屬材料,1.(2016泰安,22節(jié)選,3分)人類文明進步與金屬材料的發(fā)展關(guān)系十分密切,金屬在生活生產(chǎn)中有著非常廣泛的應(yīng)用。請回答下列問題: (1)根據(jù)下圖金屬應(yīng)用實例推斷,金屬具有的物理性質(zhì)有導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性(至少答兩點); (2)生鐵和鋼都是鐵的合金,二者性能不同的原因是含碳量不同,3)廚房中的下列物品所使用的主要材料屬于金屬材料的是BD。 A.陶瓷碗B.不銹鋼炊具 C.橡膠手套D.銅質(zhì)水龍頭,解析(1)金屬可以制作電纜說明金屬具有良好的導(dǎo)電性;可以制作熱水壺說明金屬具有良好的導(dǎo)熱性;可以拉成絲說明金

12、屬具有良好的延展性。 (2)生鐵和鋼的性能不同的原因是含碳量不同。 (3)陶瓷屬于無機非金屬材料;不銹鋼是鐵的合金,屬于金屬材料;制手套的橡膠屬于有機合成材料;銅屬于金屬材料,2.(2015泰安,24,10分)化學(xué)是一門研究物質(zhì)的科學(xué),我們一般從物質(zhì)的存在、性質(zhì)、制備、用途等方面研究一種物質(zhì)或一類物質(zhì)。以金屬為例,請你參與其中回答相關(guān)問題: (1)認識金屬元素存在:自然界中大多數(shù)金屬都以化合物的形式存在。下列礦石的主要成分屬于氧化物的是ACD(填字母序號,2)探究金屬性質(zhì):金屬原子容易失去最外層電子,化學(xué)性質(zhì)活潑。圖1為探究金屬化學(xué)性質(zhì)的實驗,圖2是金屬化學(xué)性質(zhì)網(wǎng)絡(luò)圖。 圖1,圖2 圖1甲中反

13、應(yīng)現(xiàn)象是劇烈燃燒,火星四射,生成黑色固體,丙中反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe+CuSO4 FeSO4+Cu; 圖1只有乙中不反應(yīng),能得出三種金屬活動性及它們和氫元素的位置關(guān)系,由強到弱的順序是Al、Fe、(H)、Cu(填元素符號,依據(jù)圖1完成金屬性質(zhì)網(wǎng)絡(luò),圖2中的A屬于鹽(填物質(zhì)類別)。 (3)認識金屬的制備:工業(yè)上常采用還原法、置換法、電解法制備金屬。用一氧化碳還原赤鐵礦冶鐵反應(yīng)的化學(xué)方程式為3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2。 (4)金屬在生產(chǎn)生活中應(yīng)用廣泛。 下列金屬制品的用途,利用其導(dǎo)電性的是B(填字母序號,合金性能優(yōu)于單一金屬,因而被廣泛應(yīng)用。焊錫(主要含錫、鉛)與其組成金屬相比具有熔點較

14、低的特性,可用于焊接電子元件; 金屬是一種有限資源,需要保護和回收利用。 黃銅(銅鋅合金)用作彈殼的制造。現(xiàn)有一批使用過的、銹跡斑斑的彈殼,處理這批彈殼可以制得硫酸鋅和銅,其主要流程如圖3所示,圖3 【收集資料】彈殼上的銹主要為Cu2(OH)2CO3,能與稀硫酸反應(yīng)得到硫酸銅溶液;彈殼中其他雜質(zhì)不溶于水,也不參加反應(yīng)。 a.寫出彈殼上的銹與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式Cu2(OH)2CO3+2H2SO4 2CuSO4+3H2O+CO2; b.固體D為Cu、Zn,解析(1)氧化物是由兩種元素組成且其中一種元素是氧元素的化合物,所以屬于氧化物的是氧化鋁、氧化鐵、四氧化三鐵。(2)鐵絲在氧氣中燃燒生成四氧

15、化三鐵,反應(yīng)現(xiàn)象為鐵絲劇烈燃燒,火星四射,生成黑色固體;鐵和硫酸銅反應(yīng)生成硫酸亞鐵和銅。只有乙中不反應(yīng),鐵能與硫酸銅反應(yīng),所以鐵比銅活潑,鐵能與稀硫酸反應(yīng),所以在金屬活動性順序中,鐵排在氫前,鋁能與硫酸亞鐵反應(yīng),所以鋁比鐵活潑,故由強到弱的順序是Al、Fe、(H)、Cu?；顫娊饘倌芘c酸、氧氣、鹽反應(yīng),所以A屬于鹽。(3)一氧化碳和氧化鐵在高溫條件下反應(yīng)生成鐵和二氧化碳。(4)鐵鍋利用了鐵的導(dǎo)熱性,故A錯誤;銅導(dǎo)線利用了銅的導(dǎo)電性,故B正確,鋁箔利用了鋁的延展性,故C錯誤;黃金飾品利用了金屬具有光澤的性質(zhì),故D錯誤。焊錫(主要含錫、鉛)與其組成金屬相比具有熔點較低的特性,考點二金屬礦物及其冶煉,

16、3.(2018泰安,24節(jié)選,3分)以下是初中化學(xué)一些基本實驗,請根據(jù)實驗內(nèi)容回答下列問題: (2)下圖為某小組探究金屬化學(xué)性質(zhì)的兩組實驗,實驗中以“金屬表面產(chǎn)生氣泡的快慢”為標(biāo)準(zhǔn)來判斷鋅、鐵的活動性強弱,有同學(xué)認為不夠合理,理由是酸的種類不同; 寫出實驗中C試管內(nèi)反應(yīng)的化學(xué)方程式Cu+2AgNO32Ag+Cu(NO3)2; 實驗中要驗證Cu、Fe、Ag的金屬活動性順序,至少要做的實驗是CD(填字母序號,解析A中加入的是稀硫酸,B中加入的是稀鹽酸,酸的種類會影響反應(yīng)的速率。 銅與硝酸銀反應(yīng)生成硝酸銅和銀,反應(yīng)的化學(xué)方程式是Cu+2AgNO32Ag+Cu(NO3)2。 由C可知,銅能置換出硝酸銀

17、中的銀,說明活動性:銅銀,D中的鐵能置換出硫酸銅中的銅,說明活動性:鐵銅,可得活動性:鐵銅銀,至少要做的實驗是CD,4.(2013泰安,29節(jié)選,2分)下圖實驗中,硬質(zhì)玻璃管中的現(xiàn)象是紅色粉末變?yōu)楹谏?裝置末端酒精燈的作用是點燃尾氣中剩余的一氧化碳,防止污染空氣,解析一氧化碳還原氧化鐵生成鐵和二氧化碳,氧化鐵是紅色,鐵是黑色,所以現(xiàn)象是紅色粉末變?yōu)楹谏?考點三鋼鐵的銹蝕與防護,5.(2013泰安,14,2分)下列防銹措施合理的是(B ) A.經(jīng)常用水沖洗自行車鏈條 B.在鐵制暖氣片上刷“銀粉” C.用“鋼絲球”打磨鋁鍋表面 D.用過的菜刀及時用鹽水清洗,解析A項中用水沖洗鏈條是不對的,因為鐵在

18、潮濕的空氣中易生銹;B項中在暖氣片表面刷“銀粉”,可起到隔絕氧氣的作用,可阻止生銹;C項中打磨鋁鍋表面,會把生成的致密的氧化鋁薄膜破壞掉,從而引發(fā)新的“生銹”反應(yīng);D項中用鹽水清洗菜刀不可行,因為鹽能促進鐵的銹蝕,山東真題精練,考點一常見的金屬材料,1.(2017青島,27節(jié)選,1分)化學(xué)實驗是進行科學(xué)探究的重要手段。請?zhí)顚懴铝锌崭? 黃銅是銅鋅合金,將外形完全相同的純銅片和黃銅片相互刻畫,該實驗的目的是比較它們的硬度大小,解析合金的硬度一般比其成分金屬大,考點二金屬礦物及其冶煉,2.(2017濱州,23,5分)某化學(xué)興趣小組利用下圖裝置進行實驗,探究工業(yè)煉鐵的化學(xué)原理。試按要求填空: (1)

19、硬質(zhì)玻璃管中觀察到的現(xiàn)象是紅色粉末變?yōu)楹谏?寫出一氧化碳和氧化鐵反應(yīng)的化學(xué)方程式3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2,(2)實驗中首先通入一氧化碳的目的是排盡硬質(zhì)玻璃管中的空氣,防止CO和空氣混合加熱發(fā)生爆炸。 (3)裝置中導(dǎo)管末端加一點燃的酒精燈的目的是把CO燃燒掉,防止污染空氣,解析(1)氧化鐵是紅色粉末,和一氧化碳反應(yīng)生成黑色的鐵粉和二氧化碳,化學(xué)方程式為3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2,3.(2016淄博,18,4分)我們的祖先很早就掌握了煉銅的工藝,通過學(xué)習(xí),同學(xué)們知道木炭可以做還原劑把氧化銅中的銅還原出來,小明查閱了大量的資料后,建議用超細炭粉與氧化銅粉末混合進行實驗,他的理由是增大反應(yīng)物的接觸面積,使反應(yīng)更充分。 (1)同學(xué)們按如圖裝置進行實驗,當(dāng)看到澄清的石灰水剛剛出現(xiàn)渾濁時,不能(填“可以”或“不能”)確定氧化銅和炭粉已經(jīng)開始反應(yīng),2)為了使氧化銅中的銅完全被還原,對于下列三組氧化銅和炭粉的質(zhì)量比例,你建議選擇A(填寫字母),簡要說明你的理由反應(yīng)中炭粉會與試管內(nèi)的氧氣反應(yīng)而部分消耗,故稍過量的炭粉有利于反應(yīng)的進行,A.36：3B.40：3C.48：3,解析與反應(yīng)物的接觸面積越大,反應(yīng)速率越快,所以用超細炭粉更利于反應(yīng)的進行。 (1)實驗時首先要檢查裝置的氣密性,當(dāng)看到澄清