金屬和合金是重要的材料（二）

要點1金屬冶煉1.熱還原法：用

C、CO、H2

等還原劑與金屬氧化物反應，奪取金屬氧化物中的氧，得到金屬單質(zhì)，該方法適用于大多數(shù)金屬。以下為氫氣還原氧化銅和一氧化碳還原氧化鐵的實驗：C、CO、H2

實驗名稱氫氣還原氧化銅一氧化碳還原氧化鐵實驗原理CuO＋H2Cu＋H2OFe2O3＋3CO2Fe＋3CO2實驗裝置

H2O

實驗步驟檢：檢查氫氣的純度；裝：裝入藥品并固定裝置；通：通氫氣；點：點燃酒精燈加熱；熄：實驗完畢，先熄滅酒精燈；冷：繼續(xù)通氫氣，直到試管完全冷卻檢：檢查裝置的氣密性；裝：裝入藥品并固定裝置；通：通入一氧化碳氣體并點燃酒精燈；點：待裝置內(nèi)的空氣完全排盡后，點燃酒精噴燈給氧化鐵加熱；熄：當玻璃管內(nèi)的紅棕色粉末變成黑色時，停止加熱；冷：繼續(xù)通入一氧化碳直到玻璃管內(nèi)的固體完全冷卻；熄：熄滅裝置尾部的酒精燈實驗現(xiàn)象黑色固體逐漸變?yōu)榧t色，同時試管口出現(xiàn)小水珠紅色固體逐漸變?yōu)楹谏瑫r產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁的氣體實驗名稱氫氣還原氧化銅一氧化碳還原氧化鐵注意事項①被還原的金屬氧化物要鋪在試管或直玻璃管底部，目的是增大反應物的受熱面積，加快反應速率；②實驗之前先通氣體后加熱，目的是排出裝置內(nèi)的空氣，防止可燃性氣體和空氣混合加熱時發(fā)生爆炸。實驗結(jié)束后先熄滅酒精燈，繼續(xù)通入還原性氣體，直至還原產(chǎn)生的金屬完全冷卻，目的是防止生成的金屬在溫度較高時再次被氧氣氧化，使實驗失敗；注意事項③因為要先通還原性氣體，實驗結(jié)束后還要通氣體，所以實際所用氣體的量要遠大于理論用量實驗名稱氫氣還原氧化銅一氧化碳還原氧化鐵疑難點①試管口應略向下傾斜，且試管口不能塞塞子。向下傾斜的目的是避免反應中生成的水倒流而炸裂；①一氧化碳有毒，不能直接排放到空氣中，故裝置封閉并在實驗前進行氣密性檢查，且需將尾氣點燃或收集；②CO和用于尾氣處理的酒精燈要“早出晚歸”，用于加熱的酒精噴燈要“遲到早退”實驗名稱氫氣還原氧化銅一氧化碳還原氧化鐵疑難點②通氫氣的導管應插到試管底部的氧化銅上方，一是為了避免氧化銅粉末堵塞導管口，二是易把試管里的空氣排凈，加熱后不易發(fā)生危險①一氧化碳有毒，不能直接排放到空氣中，故裝置封閉并在實驗前進行氣密性檢查，且需將尾氣點燃或收集；②CO和用于尾氣處理的酒精燈要“早出晚歸”，用于加熱的酒精噴燈要“遲到早退”2.濕法冶銅

＋Cu

要點2金屬銹蝕1.銹蝕條件（1）外因：金屬與

空氣、水等物質(zhì)的相互作用。（2）內(nèi)因：金屬的

內(nèi)部結(jié)構(gòu)。2.防銹方法（1）保持金屬制品表面

干燥和潔凈。（2）在金屬制品表面涂一層

保護膜，如刷油漆、涂油等。（3）改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如在普通鋼中加入鉻、鎳等金屬制成不銹鋼。空氣、水內(nèi)部結(jié)構(gòu)干燥和潔凈保護膜要點3合金1.合金的概念：在金屬中加熱熔合某些金屬或非金屬形成具有金屬特征的物質(zhì)。2.合金的特性：硬度、強度一般變大；熔點更低；顏色更鮮艷；抗腐蝕性更強。

BA.海綿鐵是一種純凈物B.

Fe2O3中鐵元素的化合價為＋3價C.上述反應中涉及的氧化物只有2種D.煉鐵過程中，木炭只是作為燃料使用跟蹤訓練1下圖為氫氣還原氧化銅的實驗裝置圖，下列有關(guān)分析正確的是（

B

）A.裝置中試管口需略向下傾斜，主要是為了利于通入氫氣B.在給試管內(nèi)藥品加熱前，需先通氫氣排盡試管內(nèi)的空氣C.待藥品完全反應后，需同時撤去酒精燈和通氫氣的導管D.該實驗裝置也可直接用于一氧化碳還原氧化銅的實驗B例2如圖為CO還原CuO的“微型”實驗裝置（夾持儀器省略），下列說法錯誤的是（

C

）已知：HCOOH（甲酸）

H2O＋CO↑CA.反應過程中會看到澄清石灰水變渾濁B.該反應中氧化銅被還原了，還原劑是COC.實驗時點燃酒精燈后再將甲酸滴入熱濃硫酸中D.該實驗中涉及的基本反應類型只有分解反應跟蹤訓練2小樂利用如圖所示裝置和藥品進行實驗。實驗時，先加熱炭粉，一段時間后，將酒精噴燈移至CuO處加熱，最終CuO變?yōu)樽霞t色固體。下列分析錯誤的是（

D

）DA.裝置中氣球的作用：收集尾氣、防止污染空氣B.反應過程中，CuO變?yōu)镃uC.反應過程中，體現(xiàn)出炭粉具有還原性D.裝置中發(fā)生的反應：C＋2CuO2Cu＋CO2↑例3某同學設計了如圖所示的裝置探究鐵銹蝕的條件。a管中裝入的是少量煮沸的蒸餾水，b管中是干燥的空氣。塞緊木塞，并調(diào)節(jié)L端與R端的液面高度一致，一段時間后觀察。下列推斷錯誤的是（

B

）BA.

a管中的鐵釘會銹蝕B.

L端的液面低于R端C.該實驗可以證明鐵的銹蝕需要空氣和水D.若將鐵釘替換為相同大小的銅釘重復實驗，常溫下a中銅釘會生銹，b中銅釘很難生銹跟蹤訓練3室外的鐵制欄桿在多雨季節(jié)易生銹，小寧對鐵生銹的條件進行了探索，實驗裝置如圖所示。3天后，發(fā)現(xiàn)只有裝置C中的鐵絲生銹了。

A

B

C（1）裝置A中生石灰的作用是

吸收水。（2）裝置B、C中的實驗現(xiàn)象說明與

氧氣（或空氣）

接觸是鐵生銹的條件之一。吸收水氧氣（或空氣）

例4有一種在古籍里稱為鋈的銀白色銅合金，是古代云南、四川地區(qū)的特產(chǎn)，其主要成分是銅、鋅、鎳等金屬單質(zhì)。煉制時需要黑銅礦（主要成分是CuO）、硫化鎳礦（主要成分是Ni2S3）等多種礦物。下列有關(guān)說法不正確的是（

D

）A.鋈屬于金屬材料B.銅合金比單質(zhì)銅更加堅硬C.合金一定都是混合物D.黑銅礦是一種銅合金D跟蹤訓練4

2020年11月10日，我國全海深載人潛水器“奮斗者”號在馬里亞納海溝深度10909米處成功坐底，并進行一系列的深海探測科考活動。如圖是研究團隊研發(fā)的鈦合金深海潛水器球艙。以下說法不正確的是（

D

）DA.合金的熔點一般比其純金屬低B.合金的硬度一般比其純金屬大C.合金的抗腐蝕性一般比其純金屬強D.所用的主要材料有鈦合金，合金至少含兩種金屬元素

金屬銹蝕條件的探究：以鐵為例，鐵生銹的條件有哪些？A：普通鐵片，水、空氣。B：普通鐵片，空氣。（內(nèi)有干燥劑）C：普通鐵片，蒸餾水。（無空氣）比較B與A，C與A可以得出鐵銹蝕的外部條件是同時具備空氣和水。利用純鐵（D）按上述方案進行實驗，純鐵生銹了嗎，為什么？D比較D與A可知鐵銹蝕的內(nèi)部條件是與其內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)。通過以上探究得出鐵銹蝕的條件，所有的金屬銹蝕條件都一樣嗎？銅銹形成的原因是什么？“銅銹”主要成分是Cu2（OH）2CO3（俗稱銅綠），可以通過以下探究來得出銅銹的形成原因。實驗裝置

實驗現(xiàn)象銅片不生銹銅片不生銹銅片不生銹銅片生銹且水面附近銹蝕最嚴重由上述實驗可以得出：銅生銹是銅與水、氧氣、二氧化碳等物質(zhì)共同作用的結(jié)果。

1.為比較金屬活動性順序，在室溫下，用砂紙將大小相同的鋅片、銅片和鎂條表面的氧化物除掉，然后分別投入盛有相同質(zhì)量分數(shù)的5mL稀鹽酸的三支試管中（如圖所示）。下列說法正確的是（D

）A.除去表面氧化膜后，三種金屬均呈銀白色B.三種金屬表面均有氣泡產(chǎn)生，且鎂表面產(chǎn)生氣泡最快C.反應結(jié)束后，三種溶液的溫度都升高D.反應結(jié)束后，甲、丙兩試管中溶液的質(zhì)量都變大D2.青銅是冶鑄史上最早出現(xiàn)的Cu、Sn（錫）合金，與純銅相比，耐磨且耐腐蝕。下列描述中錯誤的是（

A

）A.青銅是Cu和Sn（錫）發(fā)生化合反應生成的化合物B.將青銅屑加入足量的稀鹽酸中，會有氣泡產(chǎn)生C.用CuSO4溶液能驗證Cu、Sn的金屬活動性強弱D.青銅是銅的合金，因此青銅屬于金屬材料A3.第19屆亞運會于2023年9月23日起在杭州舉行，下列說法錯誤的是（

D

）DA.奧體主體育場屋面采用的新材料鋁鎂錳板，

屬于金屬材料B.主體育場的“花瓣”鋼結(jié)構(gòu)造型采用壓彎

成型技術(shù)，利用了金屬的延展性C.亞運火炬“薪火”的燃料是生物質(zhì)燃氣（主要成分H2、CO），利用了它們的可燃性D.奧體游泳館內(nèi)的水經(jīng)循環(huán)過濾、消毒、殺菌后，水質(zhì)達到飲用水標準，屬于純凈物4.三國時的“紅臉”關(guān)云長與北宋時的“黑臉”包公本是互不相干的著名歷史人物，但一首描述某一化學實驗過程的詩卻將兩人聯(lián)系在了一起。詩的內(nèi)容如下：“包公靜坐水晶房，輕風迎面喜洋洋，忽然一陣烈火起，燒得包公變云長，云長急令退烈火，只留輕風吹暖房。”這首詩中的“包公”“關(guān)云長”及“輕風”分別指的是（

C

）A.

C、Cu、CO2B.

C、Cu、COC.

CuO、Cu、H2D.

H2、CuO、CuC5.鋼絲棉是一種由低碳鋼制成的細絲，直徑約0.125～0.189毫米。小科利用鋼絲棉探究鐵制品銹蝕的條件，實驗如下：步驟一：取4個50mL活塞潤滑性良好的注射器，檢查氣密性。步驟二：稱取4團等質(zhì)量的鋼絲棉（每團體積約為6cm3），A保持干燥，B、C用少量蒸餾水潤濕，D用少量食鹽水潤濕，分別放入甲、乙、丙、丁注射器中。步驟三：移動活塞，使它們均處于46mL刻度處，再用橡皮帽封住注射孔（如圖所示）。步驟四：每隔一定時間，觀察并記錄實驗現(xiàn)象如表。

5分鐘20分鐘1小時甲無現(xiàn)象無現(xiàn)象無現(xiàn)象乙無現(xiàn)象無現(xiàn)象無現(xiàn)象丙出現(xiàn)少許銹斑，活塞未明顯移動出現(xiàn)明顯銹斑，活塞移動少許銹斑增多，活塞移動明顯丁出現(xiàn)明顯銹斑，活塞移動少許銹斑增多，活塞移動明顯銹蝕嚴重，繡斑增多，活塞處于39mL刻度處（1）設計甲、丙兩組實驗基于的假設是

鐵制品的銹蝕和水有關(guān)。（2）步驟三中要完成乙組設置，進行的具體操作是

把鋼絲棉塞進注射器中，將活塞推至注射器口，抽取足量的水后將注射器口朝上，緩緩推到活塞至46mL刻度處，再用橡皮帽封住注射孔