第九单元 金属
第一节 常见的金属材料
第1课时 金属的物理性质 合金
01 知识管理
1．金属的物理性质
共 性：大多数金属都具有__银白__色金属光泽，密度和硬度__较大__，熔点和沸点__较高__，具有良好的__延展__性、__导电__性和__导热__性。
特 性：(1)铂的延性好，金的展性好；(2)大多数金属为银白色，铜为__紫红__色，金呈__黄__色；(3)大多数金属在常温下为固态，__汞__是液体；(4)导电性最强的是__银__，其次是铜、金、铝等。
温馨提示：物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但不是唯一的决定因素。在考虑物质的用途时，还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。
2．合金
定 义：金属与__金属__或金属与__非金属__加热熔合而成的具有金属特征的物质。
种 类：青铜、黄铜(铜锌合金)都属于铜合金；生铁和钢都是铁合金。
性 质：合金的硬度比组成它的纯金属的硬度__大__；色泽比组成它的纯金属的色泽__更鲜艳__；熔点比组成它的纯金属的熔点都__低__；抗腐蚀性能__好__，机械加工性能好。
制 备：利用熔合的方法，可制得各种符合特殊需求的合金。
02 基础题
考点1 金属的物理性质
1．人类的生活和生产都离不开金属材料。下列金属制品中，主要利用金属导热性的是( D ）
A．雕塑 B．车模 C．导线 D．炒锅
2．下列性质属于大多数金属的物理性质的是( B ）
①导电性 ②熔点低 ③延展性 ④有金属光泽 ⑤不易导电 ⑥导热性
A．①②⑤ B．①③④⑥
C．②④⑤⑥ D．②③④⑤
考点2 合金
3．(2018·邵阳)2018年3月9日，特朗普正式签署关税令“对进口钢铁和铝分别征收25%的关税”，这一做法严重违反国际贸易规则，严重损害我国利益。下列选项中不属于合金的是( B ）
A．钢 B．金刚石
C．焊锡 D．黄铜
4．下列关于“合金”的叙述：①合金中至少有两种金属；②合金中元素以化合物的形式存在；③合金依然具有金属特性；④合金的形成是化学变化；⑤合金一定为混合物。其中正确的是( D ）
A．①③ B．②③
C．①③④ D．③⑤
5．下列关于生铁和钢的描述中，正确的是( C ）
A．生铁和钢都是混合物，其主要成分都是碳
B．生铁和钢除了含铁和碳之外，不含其他元素
C．生铁与钢的性能有很大的差别，主要是由于生铁和钢中的含碳量不同
D．生铁和钢性能虽好，但硬度不及纯铁
考点3 金属材料的性质和用途
6．(2018·成都)科学家发现一种新金属。根据图表信息推测其用途错误的是( A ）
A.用于焊接金属 B．制造航天飞机
C．制外科手术刀 D．用于通信设备
7．回答下列有关金属的问题：
(1)油罐车的尾部经常有一条铁链拖到地上，这是利用了铁的__导电__性；
(2)铁具有良好的导热性，故在生活中常用来__制作炊具__；
(3)金属钨的熔点高，故用来__做灯丝__；
(4)铝能制成很薄的铝箔，这是利用了铝的__延展__性。
03 中档题
8．下列有关合金的说法错误的是( A ）
A．钢是一种化合物
B．黄铜的硬度比纯铜的硬度大
C．生铁是一种铁合金
D．焊锡的熔点比纯锡的熔点低
9．(2017·来宾)下列有关金属的叙述，正确的是( A ）
A．钢中含碳量低于生铁中的含碳量
B．合金的硬度比其纯金属的硬度小
C．铝、铁、铜都是银白色金属
D．铝能制成铝箔是因为铝有很好的抗腐蚀性
10．(2017·烟台)2017年，哈佛大学科学家将微小的固态氢置于488万个大气压下，使固体中所有的氢气分子破裂为氢原子，制得具有金属性质的金属氢。下列说法正确的是( A ）
A．金属氢是由原子直接构成的
B．金属氢与氢气的化学性质相同
C．金属氢不能导电
D．金属氢形成过程中，氢原子核发生了改变
11．制取合金常用的方法是将两种或多种金属(也可为金属和非金属)加热到某一温度，使其全部熔化，再冷却成为合金。请根据下表数据判断(其他条件均满足)，下列合金不宜采用上述方法制取的是( B ）
A.Fe－Cu合金 B．Mg－Fe合金
C．Na－Al合金 D．Fe－Al合金
12．(2018·崇左)厉害了，我的国！“中国智慧”“中国制造”誉满全球。
(1)2018年平昌冬奥会闭幕式上，“北京八分钟”表演活动，演员穿着高2.35米，重量仅有20斤的熊猫木偶服饰进行轮滑表演(如图1所示)受到全球瞩目。
图1 图2
①图中标识物质中，含有金属元素的是__铜丝线(或铝合金)__(写出一种即可)。
②铜丝线用于连接LED灯，主要是利用其__导电性__；铝合金是制作熊猫木偶的材料之一，主要是利用其__密度小、延展性好__的性质。
(2)2018年5月13日，中国首艘国产航母首次海试，让世人刮目相看。航母的飞行甲板，既能承受舰载机起降时产生的强烈冲击和摩擦，也能承受舰载机的尾流喷射，还能遭受潮湿盐雾的海洋大气环境侵蚀。由此可推知，制造飞行甲板的材料具有的性质是__硬度大、熔点高、抗腐蚀性能强__(至少答三点)。
13．生活中处处有化学，化学与生活密切相关。
(1)铝常用于制作导线，因为其具有良好的__导电性__。
(2)将纯铜片和黄铜片(铜锌合金)相互刻画，纯铜片上留下明显划痕，说明__黄铜的硬度大于纯铜的硬度__。
(3)胃酸里含有适量盐酸，服用含氢氧化铝[Al(OH)3]的药物可治疗胃酸过多症，反应的化学方程式为__Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O__。
14．人类的生产生活离不开金属材料。
(1)铝、铁、铜是我们生产生活中使用比较广泛的金属。下图用品中，利用金属延展性的是__B、C__(填字母序号)。
A．不锈钢锅 B．铜导线 C．铝箔
(2)合金是由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。一般来说，合金的熔点低于任何一种组成金属的熔点。下表是一些金属的熔点数据：
①铅锡合金中某种金属的质量分数与合金的熔点有如右图所示的关系，其中横坐标表示的是__锡__的质量分数；当合金熔点最低时，合金中铅与锡的质量比为__2∶3__。
②保险丝由铋、铅、锡、镉组成，其熔点约为__B__。
A．15～30 ℃ B．60～80 ℃
C．235～250 ℃ D．300～320 ℃
第2课时 金属矿物及冶炼
01 知识管理
1．金属矿物
存 在：地球上的金属资源除少数很不活泼的金属如__金__、__银__等有单质形式存在外，其余都以__化合物__形式存在。
种 类：铁矿石[赤铁矿(Fe2O3)、磁铁矿(Fe3O4)、黄铁矿(FeS2)、菱铁矿(FeCO3)]、铝土矿(Al2O3)、钾长石和明矾石等。
2．铁的冶炼
原 理：__3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2__。
现 象：玻璃管内红色粉末变成__黑__色；澄清石灰水变__浑浊__。
注 意：(1)实验开始时先通入__一氧化碳__，再点燃__酒精喷灯__，防止CO与空气混合加热发生爆炸；
(2)实验结束后，先__停止加热__，再通一会儿__一氧化碳__，直至玻璃管冷却。即气体为“早出晚归”或“先通后停”。
警 示：由于一氧化碳有毒，所以一定要有__尾气__处理装置。尾气处理可采用__点燃__或用__气球__收集的方式。
3．还原反应
定 义：含氧化合物中的__氧__被夺去的反应。
巧 记：氧化反应、还原反应的关系：得氧氧化，失氧还原。
4．铝的冶炼
方 法：电解法。
原 理：__2Al2O34Al＋3O2↑__。
02 基础题
考点1 金属矿物
1．下列金属最易以单质形式存在于自然界中的是( B ）
A．铁 B．金 C．铜 D．铝
2．下列矿石的名称与其主要成分的化学式不一致的是( B ）
A．黄铁矿(FeS2) B．赤铁矿(FeO)
C．磁铁矿(Fe3O4) D．菱铁矿(FeCO3)
考点2 铁的冶炼
3．炼铁的过程是( C ）
A．含铁的化合物在高温下分解而得到铁
B．含有铁的化合物与碳发生置换反应
C．在高温下用还原剂一氧化碳从铁的氧化物中将铁还原出来
D．在高温下用一氧化碳从铁的氧化物中将铁氧化出来
4．(2017·滨州)某化学兴趣小组利用如图所示装置进行实验，来研究工业炼铁的化学原理，试按要求填空：
(1)硬质玻璃管中观察到的现象是__红色固体变为黑色__，写出一氧化碳和氧化铁反应的化学方程式__3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2__。
(2)实验中首先通入一氧化碳的目的是__赶尽玻璃管内的空气，防止加热时发生爆炸__。
(3)装置中导管末端加一点燃的酒精灯的目的是__除去多余的CO，防止污染空气__。
考点3 还原反应
5．(2017·重庆A卷)工业炼铁中会发生一氧化碳与氧化铁的反应，该反应中发生还原反应的物质是( B ）
A．CO B．Fe2O3
C．CO2 D．Fe
考点4 含杂物质的计算
6．(2017·株洲)用1 000 t含有氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁97%的生铁的质量约是( C ）
A．560 t B．571 t C．577 t D．583 t
7．某钢铁厂日产含杂质4%的生铁100 t，试计算该厂每天至少需含Fe2O3 80%的赤铁矿石多少吨？
解：设需要赤铁矿的质量为x。
Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2
160 112
x×80% 100 t×(1－4%)
＝
x＝171.43 t
答：需要含Fe2O3 80%的赤铁矿171.43 t。
03 中档题
8．化学造福人类。下图中金属材料的冶炼和应用体现了人类社会不断发展、进步的是( A ）
A．①②③④ B．只有②③④
C．只有①③④ D．只有③④
9．(2018·巴中)用“W”形玻璃管进行微型实验，如下图所示，下列说法不正确的是( B ）
A．a处红棕色粉末变为黑色
B．a处实验结束时先停止通入CO，后停止加热
C．b处澄清石灰水变浑浊证明有CO2生成
D．可利用点燃的方法进行尾气处理
10．炼铁厂以赤铁矿石、焦炭、石灰石、空气等为主要原料炼铁，主要反应过程如图所示：
请根据题图和所学知识判断下列说法错误的是( B ）
A．生铁属于混合物
B．反应过程①②③都属于化合反应
C．原料中焦炭的作用是提供能量和制取一氧化碳
D．工业炼铁的设备是高炉
11．(2017·东营)如图所示进行有关碳及其氧化物的性质实验，不正确的说法是( D ）
A．甲、乙两处的现象分别是黑色粉末减少、黑色粉末逐渐变红
B．甲处反应的反应类型为化合反应
C．丙处试管可防止液体倒吸
D．该装置的不足之处是未进行尾气处理
12．(2017·永州)如图为教材中实验室模拟炼铁的实验改进装置(部分夹持仪器略去)。
实验步骤如下：
Ⅰ.连接好装置，并检查装置的气密性；
Ⅱ.装好药品，先通一会儿CO，再点燃酒精喷灯；
Ⅲ.实验结束，先撤去酒精喷灯，继续通CO直至玻璃管冷却。
回答下列问题：
(1)实验中可看到A处玻璃管里的粉末由红色逐渐变黑，说明Fe2O3转化为__Fe__(填化学式)，B瓶中澄清石灰水变浑浊，该反应的化学方程式为__Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O__。
(2)步骤Ⅲ中先撤去酒精喷灯，继续通CO直至玻璃管冷却的目的是__防止生成的铁被空气中的氧气氧化__。
(3)盛满石灰水的B装置在此实验中的作用有下列说法：
①收集多余的CO
②检验并吸收反应生成的CO2
上述说法中正确的是__C__。
A．只有① B．只有② C．①和②
04 拓展题
13．将CO通入盛有12 g Fe2O3的试管内，加热反应一段时间后，停止加热，继续通入CO至试管冷却，此时试管内残留固体的质量为9.6 g，则反应生成铁的质量为( B ）
A．2.4 g B．5.6 g
C．8.4 g D．9.6 g
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