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第八单元 金属和金属材料
第1讲 金属材料 金属资源的利用和保护
中考知识点归纳
知识点一 金属材料
1.分类
2.物理性质
【特别提醒】①金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等物理性质差异很大。②金属的性质在很大程
度上决定了金属的用途，但还需考虑价格、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。③铁可以被磁铁吸引，利用此性质可区分铁与其他金属单质。
3.金属之最：
①铝：地壳中___含量最多_____的金属元素；
②钙：____人体 ____中含量最多的金属元素；
③铁：目前____世界年产量____最多的金属（铁>铝>铜）；
④银：_____导电、导热 ___性最好的金属（银>铜>铝）；
⑤铬：___硬度_____最高的金属；
⑥钨：_____熔点___最高的金属；
⑦汞：______熔点 __最低的金属；
⑧锇：__密度______最大的金属；
⑨锂：___密度_____最小的金属。
【总结归纳】①有些金属处于粉末状态时，就会呈现不同的颜色；例如，粉末状的铁粉都是呈黑色的，这
主要是由于颗粒太小，光不容易反射。②生活中使用的铁制品表面一般有镀金层或油漆，不是其真正颜
色。可观察其断面的颜色。
4.合金
（1）合金的定义：在金属中加热熔合某些___金属 __或__ 非金属 ____制成的具有金属特征的物质。合
金属于混合物。
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（2）合金的优点：纯金属形成合金后性能的改变为两高（合金的___强度_____和___硬度 _____一般比组
成它们的纯金属更高）、一低（合金的____熔点 ____比组成它们的纯金属的熔点低）、二更好（合金的
_____机械加工性能___更好、合金的____抗腐蚀性____能更好）。
【应用】鉴别合金和纯金属可以采用比较合金和纯金属硬度的方法：相互刻画后，有划痕的是纯金属，无
任何变化的是合金。
（3）常见的合金
铁的合金 铜合金 钛和钛 形状记忆
合金 焊锡
生铁 钢 黄铜 青铜 合金 金属
含碳量 含碳量 铜锌 铜锡 铅锡
成分 钛镍合金
2%~4.3% 0.03%~2% 合金 合金 合金
不锈钢：含铬、镍的钢，具有抗
备注 紫铜为纯铜 熔点低
腐蚀性能
【总结归纳】①合金中至少一种金属。②合金属于混合物；一般说来，合金的熔点比各成分低。③形成合
金的过程，属于物理变化。④合金属于金属材料，不属于合成材料，具有金属的共性。金属材料包括纯金
属和合金。⑤钢的硬度比生铁大，抗腐蚀能力比生铁强，二者性质不同的原因是含碳量不同。⑥钛合金有
熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、机械性能好、抗腐蚀性强等优点。
知识点二 金属的冶炼
1.金属资源
(1)分布及存在形式：地球上金属资源广泛地存在于地壳和海洋中，除少数很不活泼的金属如金、银等以单
质形式存在外，其余都以化合物的形式存在。
(2)常见的铁矿石
矿石名称 赤铁矿 磁铁矿 菱铁矿 黄铁矿
主要成分的化学式 Fe O Fe O FeCO FeS
2 3 3 4 3 2
【特别提醒】金属资源属于不可再生资源，因此我们应合理开采。
2.工业炼铁
常见的铁矿石 磁铁矿（主要成分是____Fe O____）、赤铁矿（主要成分是__ Fe O
3 4 2 3
______）
铁 原料 铁矿石、焦炭、石灰石、空气
的 设备 高炉
冶 原理 高温下，利用焦炭与氧气反应生成的__一氧化碳____把铁从铁矿石里___还原
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炼 ___出来
装
置
图
【总结归纳】①焦炭的作用：一是生成还原剂一氧化碳，二是提高高炉的温度；②石灰石的主要作用是将
矿石中的二氧化硅转化为炉渣除去；③高炉炼铁得到的铁是生铁，其主要成分是铁，还含有C．P、S等元
素。
3.一氧化碳还原氧化铁（详见教材基础实验突破）
知识点三 金属的锈蚀与防护
1. 金属的锈蚀与防护
铁生锈的条件 铁与____O 、 H O ____ 接触（铁锈的主要成分：Fe O · xH O）
2 2 2 3 2
用途 做食品等的___ 干燥剂 _____、“双吸剂”
防止铁制品生锈 ①保持铁制品表面的__洁净______和___干燥 _____(讲卫生)；
的措施： ②表面形成____ 保护膜 ____。如涂油、刷漆、电镀、烤蓝等（穿外衣）；
③改变其内部组成，制成__合金______。如不锈钢（强体质）。
特征 铁锈很_____疏松__，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气反应因而铁锈应
及时除去。
金属资源的意义 节约________金属资源__________，减少________环境污染 ________
金属资源的保护 ①防止金属__ 腐蚀 ____； ②_____回收利用___废旧金属；③____合理____开
途径 采矿物； ④寻找金属的____代用品____。
2.铁锈蚀条件的探究（详见教材基础实验突破）
【名师点拨】①铜生锈需要铜与水、氧气、二氧化碳同时接触。生成碱式碳酸铜（铜绿Cu (OH) CO）。
2 2 3
②铁生锈和铁燃烧的实质都是氧化反应，但铁燃烧时剧烈的氧化反应而铁生锈是缓慢氧化，反应产物铁锈
是红色的，而四氧化三铁是黑色的。
热点题型剖析
题型一 金属材料的物理性质和使用
解答该类试题需要掌握金属的通性与特性，明确纯金属和合金都属于金属材料，金属材料都有金属的特性;
了解合金的特性;掌握性质决定用途，用途反映性质的思想方法。
例1 国产飞机C919机壳采用了先进的铝锂合金材料。下列有关说法错误的是
A．铝锂合金密度小
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B．铝锂合金的硬度比纯铝大
C．铝锂合金抗腐蚀性强
D．铝锂合金是合成材料
【解析】A．铝锂合金密度小，故选项说法正确；B．合金比组分金属硬度大，铝锂合金的硬度比纯铝大，
故选项说法正确；C．铝锂合金抗腐蚀性强，故选项说法正确；D．铝锂合金属于金属材料，故选项说法错
误。故选D。
【答案】D
变式训练1 北斗系统的全面建成彰显了中国航天的力量，在航天科技中会用到大量金属材料。下列有关金
属材科的说法正确的是（ D ）
A．合金中一定只含金属元素
B．纯铜比黄铜的硬度更大
C．生锈的钢铁制品没有回收价值
D．钛和钛合金被广泛用于火箭、导弹等
题型二 金属的冶炼
解答此类题目的关键是熟记和理解金属锈蚀的条件及其防护措施等相关知识，根据题目所给信息进行分
析。
例2 高炉炼铁的主反应为 。下列有关说法正确的是
A．该反应既是氧化还原反应又是置换反应
B．CO由焦炭和焦炭燃烧所得的CO 反应产生
2
C．所得产物为生铁，含碳量比钢低
D．高炉尾气对环境无影响，可直接排放
【解析】A．反应中CO得氧变成CO 发生氧化反应，Fe O 失氧变成Fe发生还原反应，所以这个反应是氧
2 2 3
化还原反应；置换反应指由一种单质和一种化合物反应，生成另外一种单质和一种化合物的反应，由于反
应的反应物中没有单质，该反应不属于置换反应，不符合题意；B．焦炭燃烧放热，提高炉温，反应为：
；并转化成CO，反应为： ，符合题意；C．生铁中的含碳量为2%～
4.3%，钢中的含碳量为0.03%～2%，故生铁的含碳量比钢高，不符合题意；D．高炉尾气中含有一氧化碳
等有害气体，对环境有危害，不能直接排放，不符合题意。故选B。
【答案】B
变式训练2
工业上利用赤铁矿石（主要成分是Fe O，还含少量SiO 等杂质）冶炼生铁的过程如图所示，下列说法不
2 3 2
正确的是（D）
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A．CaSiO 中硅元素显+4价
3
B．高炉气体中SO 会形成酸雨，不能直接排放到空气中
2
C．原料中焦炭的作用之一是生成具有还原性的物质CO
D．高炉炼铁的原理是 ，该反应属于置换反应
题型三 金属的锈蚀与防护
例3 下列有关金属资源的利用与防护解释不合理的是
A．在001A型国产航母金属外壳覆盖涂料，主要是为了美观
B．用“烤蓝”的方法处理钢铁表面，可减缓钢铁的腐蚀
C．用铝合金制造国产大飞机C919机壳，是利用铝合金强度大、质量轻、抗腐蚀
D．切菜后的菜刀用清水洗净擦干，可减缓菜刀生锈
【解析】A．在001A型国产航母金属外壳覆盖涂料，除了美观，更重要的是可以隔绝氧气和水，起到防锈
的目的，符合题意；B．用“烤蓝”的方法处理钢铁表面，可以隔绝氧气和水，减缓钢铁的腐蚀，不符合题
意；C．铝合金是铝的合金，具有质轻、硬度大，耐腐蚀等特点，故可用铝合金制造国产大飞机C919机
壳，不符合题意；D．铁生锈的条件是铁与氧气和水接触，切菜后的菜刀用清水洗净擦干，保持菜刀表面
干燥，可减缓菜刀生锈，不符合题意。故选A。
【答案】A
变式训练3 港珠澳大桥的桥、岛、隧以及“雪龙2号”的船身等主要由金属材料制成。下列金属防护措施不
正确的是（D）
A．在金属制品表面镀保护层
B．改变金属结构制成合金使用
C．在金属制品表面涂油漆
D．用稀盐酸定期清洗金属制品
教材基础实验突破
实验一 一氧化碳还原氧化铁
实验过程归纳
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装置图
操作步骤 ①检查装置的气密性；
②将氧化铁粉末装入玻璃管后固定在铁架台上；
③点燃右端酒精灯：防止未参与反应的一氧化碳释放到空气中造成污染；
④给玻璃管通入一氧化碳：为了排尽装置中的空气，防止一氧化碳和空气混合受热发生
爆炸；
⑤点燃酒精喷灯，加热装有氧化铁的玻璃管；
⑥停止加热，熄灭酒精喷灯；
⑦停止通入一氧化碳；
⑧熄灭右端酒精灯。
实验现象 _ 红棕 __色粉末逐渐变为__ 黑 __色； 澄清石灰水变_ 浑浊 ____； 尾气点燃后有____蓝
色__火焰。
注意事项 ①注意观察装置中的加热仪器，是酒精喷灯，一氧化碳还原铁矿石的反应条件是高温。
②先通CO（点燃酒精灯），再加热（点燃酒精喷灯）；以便排尽玻璃管中的__空气
_____。
③实验完毕，先熄灯（熄酒精喷灯），继续通CO至玻璃管冷却。防止生成的Fe被氧
化。
④尾气处理：燃烧或用塑料袋收集起来后燃烧；防止未反应的CO污染空气。
例题精讲
例 用一氧化碳还原氧化铁的实验中，Fe O 转化为铁的具体过程是：
2 3
。已知铁的氧化物除Fe O 外，其余均为
2 3
黑色。下列说法正确的是
A．装置中漏斗的作用是防止倒吸
B．通过实验现象可以判断氧化铁是否完全转化为铁
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C．该实验中所有的化学反应里，氧元素的化合价均未改变
D．当硬质玻璃管内固体中铁元素的质量分数为74%时，固体成分是Fe O 和FeO
3 4
【解析】一氧化碳和氧化铁在高温条件下反应生成二氧化碳和铁，二氧化碳和澄清石灰水反应生成碳酸钙
和水。A．一氧化碳有毒，倒置漏斗的作用是点燃过量的一氧化碳，防止污染空气，故选项错误； B．随
着反应的进行现象为：玻璃管中的粉末由红色逐渐变为黑色，通过实验现象不可以判断氧化铁是否完全转
化为铁，因为铁和四氧化三铁和氧化亚铁均为黑色固体，故选项错误；C．该实验中所有的化学反应里，
最后一步一氧化碳在空气中点燃生成二氧化碳，其中氧气为单质，化合价为0价，生成物二氧化碳中氧元
素化合价为-2价，化合价发生变化，故选项错误；D．Fe O、Fe O 和FeO中铁元素的质量分数依次为
2 3 3 4
、 、 。随着反应的进
行，可知氧化铁反应生成四氧化三铁，铁的质量分数变高，当全部是四氧化三铁时变为72.4%，当四氧化
三铁反应生成氧化亚铁时，铁的质量分数变高，当全部是氧化亚铁时变为77.8%。当硬质玻璃管内固体中
铁元素的质量分数为74%时，可知处在72.4%和77.8%之间，所以此时固体成分是Fe O 和FeO，故选项正
3 4
确。故选D。
【答案】D
拓展训练
利用甲酸（ HCOOH）与浓硫酸制备CO，并用如下实验装置验证CO的有关性质。已知：
，下列说法不正确的是（A ）
A．操作时，先点燃乙处酒精灯，再滴加 HCOOH
B．装置丙的作用是防止倒吸
C．装置丁既可检验CO，又可收集CO
2
D．随着反应进行，浓硫酸浓度降低，产生CO气体速率减小
实验二 铁钉锈蚀条件的探究
实验过程归纳
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设计方案 一周以后的实验现象 结论
把洁净的铁钉放在干燥的试管 铁钉表面无变化 铁钉生锈不只是与___ 氧气 _____有关
中，并放入用棉花包裹的氯化 系.
钙干燥剂，用橡皮塞密封试管
口。
把洁净的铁钉全部浸在盛有煮 铁钉表面无变化 铁钉生锈不只是与__ 水 ______有关系
过蒸馏水的试管中，将植物油
滴在水面上密封。
把洁净的铁钉一半浸入试管中 铁钉表面有铁锈生成 铁生锈是铁与____ 水 ____和___氧气
的蒸馏水里，将试管敞口放置 _____共同作用的结果
例题精讲
例 金属防腐是科学研究中的重大课题。某校学习小组以铁的腐蚀为项目进行如下研究。
（认识铁的腐蚀）
（1）下列环境中的铁制品最容易生锈的是_______（填字母序号）。
A 未擦干的铁锅 B 除油漆的栏杆 C 盛水的不锈钢水杯
（2）铁锈的主要成分是Fe O·xH O，其中铁元素的化合价是____。
2 3 2
（探究铁的腐蚀）
（3）该小组用下图甲装置进行实验，起始时量筒内水面处于50 mL刻度处，之后水面缓慢上升。几天后
水面最终处于约____（填“40”或“10”）mL刻度处，原因是____。
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（拓展探究）
（4）小强同学进行如下实验：取铁钉用砂纸打磨，称其质量，按上图乙安装装置，放置3天，再取出铁钉
称量。在不同温度下重复上述实验，得到铁钉质量增加情况如下表。
温度/℃ 10 20 30 40 50 60 70
铁钉质量增加/g 0.02 0.04 0.08 0.16 0.18 0.18 0.18
小强同学的实验是探究____因素对铁钉腐蚀快慢的影响，结论是____。
（5）有同学认为小强的实验未能真实反映50℃以后铁钉腐蚀的快慢，理由是50℃以后铁钉质量没有变
化。请分析铁钉质量没有变化的原因：____；改进实验方案证明你的分析：____。
【解析】（1）A．未擦干的铁锅，跟潮湿的空气接触最易生锈；B．涂油漆的栏杆隔绝了铁与氧气、水的
接触，不易锈蚀；C．不锈钢是一种铁合金，抗腐蚀性能强；
（2）氧元素显-2价，设铁元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得：2x+（-2）
×3=0，则x=+3价；
（3）铁锈蚀消耗氧气，且氧气约占空气总体积的1/5，根据题意知，量筒内有50mL空气，其中有氧气
10mL，铁丝生锈要消耗掉这10mL氧气，在外界大气压强的作用下，水进入量筒10mL，最后量筒内水面
最后约在40mL刻度处；
（4）分析表中数据可知，小强同学的实验是探究温度因素对铁钉腐蚀快慢的影响；由数据可知：温度在
10~50℃的范围内，温度越高，铁钉腐蚀的速度越快；
（5）由表中数据可知，50℃以后铁钉质量不再增加，是因为试管内的氧气已耗尽，剩余的铁不能继续锈
蚀；可继续通如氧气，并保持在50℃，几天后观察现象，可得出结论，具体操作：向乙装置的试管中充入
氧气，并在50℃的环境中放置3天；若铁钉增加的质量大于0.18g，则分析成立。
【答案】（1）A （2）+3价 （3）40 （4）铁锈蚀消耗氧气，且氧气约占空气总体积的1/5
温度 温度在10~50℃的范围内，温度越高，铁钉腐蚀的速度越快 （5）试管内的氧气已耗尽，剩余
的铁不能继续锈蚀 向乙装置的试管中充入氧气，并在50℃的环境中放置3天；若铁钉增加的质量大于
0.18g，则分析成立
拓展训练
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如图是探究铁锈蚀条件的装置，实验开始时L端与R端的液面高度一致。
(1)一周后可观察到____L___(填“L”或“R”)端液面上升。
(2)有人提议将铁钉换作与铁钉质量相等的细铁粉来缩短实验天数，理由是__铁粉与铁钉相比，与空气和水
接触的面积大，反应速率快___。
(3)该实验___不能 ___(写“能”或“不能”)证明铁生锈与氧气有关。理由是__里面增加了是空气，由于空气是
混合物，不是只有氧气，因此变量因素不确定，因此不能确定铁生锈与氧气有关___。
第八单元 金属和金属材料
第1讲 金属材料 金属资源的利用和保护
中考知识点归纳
知识点一
1.碳
2.导电 导热 延展性 紫红 黄 液体
3. ①含量最多 ②人体 ③世界年产量 ④导电、导热 ⑤硬度
⑥熔点 ⑦熔点 ⑧密度 ⑨密度
4.（1）金属 非金属 （2）强度 硬度 熔点 机械加工性能 抗腐蚀性
知识点二
1.（1）金 银 单质 化合物 （2）Fe O Fe O 一氧化碳 还原
3 4 2 3
2.Fe O Fe O 铁矿石 焦炭 C+O CO CO+C 2CO Fe O＋3CO=====2Fe＋3CO
3 4 2 3 2 2 2 2 3 2
知识点三
1. O、HO 干燥剂 洁净 干燥 保护膜 合金 疏松 金属资源 环境污染 腐蚀 回收
2 2
利用 合理 代用品
热点题型剖析
变式训练
1．D
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2.D 【解析】A．根据化学式化合价代数和为0，钙显+2价，氧显-2价，综合得到硅显+4价，A选项不合
题意；B．二氧化硫会和空气中的氧气和水反应生成硫酸，硫酸形成酸雨，因此二氧化硫不能直接排放，B
选项不合题意；C．焦炭可以直接与铁矿石反应，也可跟碳酸钙分解的二氧化碳反应生成一氧化碳，C选
项不合题意。D． 该反应的两种反应物均为化合物，不符合置换反应的“单
质与化合物反应生成另一种单质与另一种化合物”的定义，因此D选项错误，符合题意；故选D。
3．D
教材基础实验突破
实验一
实验过程归纳
红棕 黑 浑浊 蓝色 空气
拓展训练
A 【解析】A．一氧化碳具有可燃性，混有一定量的空气，遇明火容易发生爆炸，故应先滴加HCOOH，
产生一氧化碳，将装置内的空气排尽，然后点燃乙处酒精灯，符合题意；B．一氧化碳与氧化铁在高温下
反应生成铁和二氧化碳，二氧化碳与澄清石灰水反应，由于消耗了二氧化碳，装置内压强减小，澄清石灰
水容易倒吸，炸裂试管，故装置丙的作用是防止倒吸，不符合题意；C．二氧化碳能使澄清石灰水变浑
浊，故装置丁可以检验CO，同时一氧化碳与澄清石灰水不反应，可用排水法收集CO，不符合题意；D．
2
，该反应有水生成，随着反应的进行，浓硫酸浓度降低，产生CO气体速
率减小，不符合题意。故选A。
实验二
实验过程归纳
氧气 水 水 氧气
拓展训练
(1)L (2)铁粉与铁钉相比，与空气和水接触的面积大，反应速率快 (3)不能 里面增加了是空气，
由于空气是混合物，不是只有氧气，因此变量因素不确定，因此不能确定铁生锈与氧气有关
【解析】（1）左侧铁钉生锈消耗了内部气体，气体体积减小，压强减小，右侧压强大，将把液体压向左
侧，所以L侧液面升高；
（2）铁粉与铁钉相比，与空气和水接触的面积大，反应速率快；
（3）该实验不能证明铁生锈与氧气有关。理由是里面增加了是空气，由于空气是混合物，不是只有氧
气，因此变量因素不确定，因此不能确定铁生锈与氧气有关。
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