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高温
金属和金属材料（一）
一.复习目标：
1.了解金属的物理特征，能区分常见的金属和非金属；
2.认识金属材料在生产、生活和社会发展中的重要作用；
3.知道一些常见金属矿物；了解从铁矿石中将铁还原出来的方法。
二.复习重点、难点
1.知道金属材料的物理性质和用途；
2.掌握金属资源的利用和保护的方法。
三.知识梳理
1.金属材料
（1）金属材料由 和 组成。
（2）纯金属的物理性质：常温下，他们都是固体（ 除外），大多数呈现
银白色的金属光泽（铜为 色，金为黄色 ），大多数为电和热的良导体，
可用于做导线、炊具等；有延展性，质软，密度较大熔点较高。
（3）合金是在金属中加热融合某些金属或非金属而制得的具有金属特性的 。
与纯金属相比，其优点是合金的硬度更 ，熔点更 ，抗腐蚀能力更 。
（4）钛和钛合金：抗腐蚀性能非常好、与人体具有很好的“相容性”，因此可
用来 。
（5）铁合金：生铁和钢的本质区别是： 。
2.铁的冶炼
①原料：铁矿石、焦炭、石灰石 ②设备：高炉
③原理：Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2 ④实验室用 CO 还原 Fe2O3
现象：红色粉末变成 ，澄清石灰水 ，尾气点燃后产生蓝色火焰。
注意事项：①先通 CO 再加热；②先停止加热玻璃管，等冷却后再停止通入气
体；③尾气应点燃。（思考：为什么要这样做？请说出原因。）
3.铁的锈蚀与防护方法
①铁生锈的条件是：Fe 与 、 等物质共同存在，铁锈的主要成分
是 ，颜色为红棕色。
②铜生锈生成铜绿，化学式为 Cu2(OH)2CO3。铜生锈的条件是 Cu 与
、 共同作用
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③铁锈的结构为疏松多孔，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气反应，因此铁
制品可以全部被腐蚀；铝制品有很好的抗腐蚀能力，原因是 。
④防止铁制品生锈的措施
方法一：保持铁制品表面的 ，远离酸和氯化钠（电解质）存在的环境；
方法二：在铁制品表面 ，如刷油漆、涂油、电镀、烤蓝；
方法三：改变铁的组织结构，制成合金钢，如不锈钢。
4.“纯度”与杂质质量分数的关系
①纯度 = 纯净物的质量/不纯物质的质量 × 100% = 1－杂质的质量分数
②杂质的质量分数 = 杂质的质量/不纯物质的质量 × 100%
5.金属资源的保护和利用
（1）保护金属资源的途径：防止金属腐蚀、回收利用废旧金属、合理开采矿物、
寻找金属的代用品。
（2）金属回收利用的优点：节约金属资源和能源、减少对环境的污染。
三.测试练习
1、下列关于铁及其合金的说法中正确的是（ ）
A．铁是地壳中含量最丰富的金属元素
B．不锈钢的抗腐蚀性好，可用于制造医疗器械
C．铁丝能在氧气中剧烈燃烧、火星四射，生成氧化铁
D．铁生锈是铁与空气中的氮气、水发生缓慢氧化的过程
2.根据化学知识和生活经验，指出铁钉在下列哪种情况下最容易生锈 ( )
3.(15 年株洲)下列措施不能在一定程度上防止金属生锈的是（ ）
A.在金属表面涂油或刷漆 B.在金属表面镀上一层耐腐蚀的铬
C.制成耐腐蚀的合金 D.用砂纸擦去铝制品表面的氧化膜
4.收藏家收藏的清末铝制品，至今保持十分完好，该艺术品不易生锈的主要原
因是（ ）
A 、铝不易发生化学反应 B 、铝的氧化物容易发生还原反应
C 、铝不易氧化 D 、铝表面致密的氧化膜阻止铝进一步氧化
5.某种新型“防盗玻璃”为多层结构，每层中间嵌有极细的金属线，当玻璃被击
碎时，产生电信号，与金属线相连的警报系统就会立刻报警，不是利用这种金属
的哪些性质（ ）
A．延展性 B．导电性 C．弹性 D．导热性
6.我国在春秋战国时期就掌握将生铁退火处理得到铸钢的技术，比欧洲早两千
年，生铁退火处理的主要作用是（ ）
干燥的空气 植物油
蒸馏水蒸馏水
蒸馏水
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A. 除硫、磷杂质 B. 降低含碳量 C. 掺进合金元素 D. 提高含碳量
7.如下图是课堂中模拟炼铁的实验装置。
（1）实验过程中，先要进行的是 ______（填Ⅰ或Ⅱ）Ⅰ．加热、Ⅱ．通一氧化
碳，其目的是 ；
（2）A 中反应的化学方程式是 ；
（3）B 中反应的现象是 ；
（4）该装置的不足之处是 。
8.1795 年，德国化学家在红石中发现了金属钛．于是他用美丽而富有寓意的“钛”
字做了名字，钛是从大地女神之子“泰坦”的名字演变而来．
由于钛和钛合金具有很多优良的性能，所以被誉为 21 世纪的重要金属材料．例
如：钛的密度只有铁的一半，是铝的 1.5 倍；钛的强度比铝高 5 倍，比许多钢材
还高；钛即使在 500℃的高温下也能保持其强度，如果熔合其他金属制成合金，
则可承受的高温能达到 650℃，而许多铝合金在 300℃时强度就急剧下降；将钛
和钛合金放在海水中数年，取出后仍光亮如初；钛广泛用做医疗器械以及人工关
节、人工心脏瓣膜、人造齿根等等．
(1)通过阅读上述材料，请你总结钛和钛合金的性质．
①物理性质： ．
②化学性质： ．
(2)请你推测钛和钛合金还有哪些用途？ ．
五.巩固练习
1.铁是容易生锈的金属，世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产
量的 20%～40%。
（1）同学们用图 1 所示装置探究铁生锈的条件，将干燥的氧气通入 A、B 瓶内，
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大约经 4～5min，A 处的铁丝依然光亮，而 B 处的铁丝表面变暗，C 中铁丝依然
光亮。A、B 进行对比，现象不同，说明铁生锈与 有关。B、C 处的现
象对比说明决定铁生锈快慢的一个重要因素是 。
（2）下列方法不能除去铁制品表面铁锈的是 （ ）
A．用氢氧化钠溶液浸泡 B．用稀盐酸浸泡
C．用砂纸打磨 D．用厕所清洁剂（pH=1）洗
（3）请你列举一种防止铁生锈的措施 。
（4）实验室内将铁锈再生为铁，可利用图 2 所示装置，请回答：
①实验前应该先通入 CO，后加热，其目的是 。
②在装置 b 处再放置一盏燃着的酒精灯，其目的是 。
③铁锈的主要成分氧化铁再生为铁的化学方程式为 。
2.（2015•永州）“潇湘”化学研究性学习小组对铁快速生锈进行了创新实验探
究，实验设计如下图。 实验操作如下：
①如图所示组装好仪器．
②用锥形瓶收集一瓶氧气，塞上胶塞．在
烧杯中倒入少量滴有红墨水的水（水不
要加太多，没过导管末端即可）．
③打开胶塞，向锥形瓶中快速加入 4mL
饱和食盐水、2g 铁系脱氧剂（主要成分
是活性铁粉）．塞上胶塞，捏住乳胶管，轻轻摇晃锥形瓶，使悬浊液均匀挂在锥
形瓶内壁上．④将导管放入烧杯中．1 分钟后，观察到导管中红色液柱高度超过
25mm，锥形瓶内壁呈红褐色．
请回答下列问题：
（1）实验步骤①组装好仪器后，立即需要进行的操作是 ．
（2）查资料得知，步骤④中红褐色固体为 Fe(OH)3，它由生成的 Fe(OH）2 与氧
气、水反应而来，写出生成红褐色固体的化学反应方程式 ．
（3）下列各项是同学们对该创新实验的判断与评价，你认为不太合理的是( )
A．实验中用红墨水是便于观察
B．实验用氧气代替空气，毫无意义
C．实验用铁钉代替系脱氧剂，实验效果会更好
D．加入饱和食盐水可加快铁生锈的速度．
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