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第1节 金属材料
考点一、金属与非金属
金属的物理性质：金属都有特殊的光泽；大多数金属的颜色为银白色或灰色，但金为金黄色，铜为紫红色；金属在常温下为固态(除汞外，常温下为液态)；金属比较硬，具有良好的导热性、导电性和延展性。
非金属的物理性质：大多数非金属没有光泽，表面暗淡。大多数固体为灰黑色(磷为白色或暗红色)；多数气体无颜色，少数气体有颜色；溴是唯一在常温下呈液态的非金属单质。非金属硬度一般较小，但差异很大，一般不具备导电性、导热性，也没有延展性。
典例1：小明将纸条分别紧紧卷在木棒和铁棒上，加热纸条（如图），木捧上的纸条立即燃烧，而铁棒上的纸条不会立即燃烧。据此推测木棒和铁棒具有不同的（ ）
A．密度 B．导热性 C．硬度 D．延展性
【答案】B
【解析】木棒上的纸条立即燃烧，而铁棒上的纸条不会立即燃烧，是因为木棒上的纸条更快地达到了燃点，这是因为铁棒能更快地将热量导走，纸条升温慢，而木棒不能及时将热量导走，纸条升温快，所以可知木棒和铁棒具有不同的导热性，故ACD不符合题意，B符合题意。
变式1：（2023九上·柯城期末）现代社会，金属的应用越来越广泛。下列关于金属物理性质的描述正确的是（ ）
A．常温下所有金属都是固体 B．大多数金属具有优良的导电性
C．所有固体金属的硬度都很大 D．金属都具有银白色的金属光泽
【答案】B
【解析】根据金属的状态、导电性、硬度与颜色分析。
【解答】A、常温下不是所有金属都是固体 ，如汞为液体，不符合题意；
B.大多数金属具有优良的导电性 ，符合题意；
C.不是所有固体金属的硬度都很大，如镁、铝等硬度小 ，不符合题意；
D.金属不都具有银白色的金属光泽，如铜为紫红色 ，不符合题意；
变式2：（2022九上·前湾期中）如图为U 盘的外观和内部结构示意图，请据此回答以下问题：
（1）图中含有的金属材料是 （填 1 种）。
（2）制作保护套的材料，铝合金替代铁的优点是 （填一个即可）。
（3）铜箔即很薄的铜片。将铜加工成铜箔是利用了铜的 这一物理性质。
【答案】（1）铜或铝合金（2）质轻.耐腐蚀等（3）延展性
【解析】（1）根据金属材料包括纯金属和合金分析；
（2）根据铝合金密度小、耐腐蚀性分析；
（3）根据金属的延展性分析。
【解答】（1）图中铜、铝合金属于金属材料；
（2）铝合金质轻、耐腐蚀，优于铁材料；
（3）铜加工成铜箔利用了铜的延展性。
考点二、常见金属材料
金属材料包括金属和合金两大类。当把金属材料变成纳米级的粒子时，金属的性质会发生变化，甚至与原来的性质完全不同。把一种金属跟其他一种或几种金属(或非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质，就称为合金。钢是一种由铁和碳等元素组成的合金，生活中常见的合金还有铜合金、铝合金及钛合金等，合金往往比纯金属具有更好的性能。
典例1：（2022九上·杭州期中）金属材料在现实生活中有着极为重要的作用。下列金属材料的运用与其所性质不一致的是（ ）
A．制造白炽灯灯丝——熔点高
B．制造保险丝——硬度大
C．制造飞机——坚硬而质轻
D．制造装化工原料的容器——耐腐蚀
【答案】B
【解析】根据所给金属材料的应用应该满足的性质分析，由此判断所给性质是否相符。
【解答】A.制造白炽灯灯丝的金属材料需具有高熔点性 ，不符合题意；
B、制作保险丝的材料是利用其熔点低的性质，符合题意；
C、制造飞机材料具有坚硬而质轻的性质，不符合题意；
D.制造装化工原料的容器要有耐腐蚀性，不符合题意；
变式1：（2022九上·湖州期中）下列有关金属的说法中，错误的是 （ ）
A．铜质插头是利用铜的导电性 B．钨制灯丝是利用钨的熔点低
C．铝制成铝箔是利用铝的延展性 D．用铁锅炒菜时利用铁的导热性
【答案】B
【解析】根据金属的物理性质分析，由各性质确定各应用。
【解答】A.铜质插头是利用铜的导电性 ，不符合题意；
B、钨制灯丝是利用钨的高熔点性，符合题意；
C.铝制成铝箔是利用铝的延展性 ，不符合题意；
D.用铁锅炒菜时利用铁的导热性 ，不符合题意；
变式2：（2022九上·黄岩期中）整理和归纳是有效的学习方法。下面是某学习小组的同学对Mg、Fe、Cu、Hg、Ag五种金属相关知识的归纳复习，请你参与并回答问题：
（1）从物理性质上看，每种金属都有自己的特性。你认为Hg与其他金属的不同之处是 。
（2）从化学性质上看，与盐酸反应最剧烈的是 ，这五种金属中，有一种金属的化合物溶液能与其他四种金属发生反应，请写出铁与该盐溶液反应得方程式 。
（3）性质决定用途，用途反映性质是重要的化学学科思想。用镁粉制作的烟花在夜空中发出耀眼的白光，这是利用了镁的 性。
【答案】（1）常温下Hg是液体而其余均为固体
（2）镁；Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag
（3）可燃
【解析】（1）根据汞常温为液体分析；
（2）根据所给金属中最活泼的镁与酸反应最剧烈，最不活泼的银盐能与另四种金属反应分析；
（3）根据镁的可燃性分析。
【解答】（1） Hg与其他金属的不同之处是状态不同，常温下Hg是液体，而其余金属均为固体。
（2）所给五种金属中镁的活动性最强，与盐酸反应最剧烈。所给金属中银的活动性最弱，则银的盐溶液能与另四种金属发生反应，银的盐溶液一般为硝酸银溶液，铁与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，反应方程式为 Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag 。
（3）用镁粉制作的烟花在夜空中发出耀眼的白光，这是利用了镁的可燃性。
变式3：（2022九上·舟山期中）某兴趣小组的指导老师在进行水蒸气与灼热铁丝反应的实验时，兴趣小组同学观察到有黑色固体生成。为了确定黑色固体的成分，查阅资料并进行实验。
常见铁的氧化物 FeO Fe2O3 Fe3O4
能否被磁铁吸引 否 否 能
与盐酸反应的产物 FeCl2和H2O FeCl3和H2O FeCl2、FeCl3和H2O
（1）兴趣小组直接排除了Fe2O3的存在，其理由是 。
（2）将黑色固体研成粉，用磁铁吸引后发现所有粉末都能被吸引，向粉末中滴加盐酸后，产生气泡，且溶液呈黄色，则黑色固体的组成是 。
【答案】（1）Fe2O3为红色（红棕色）固体 （2）Fe和Fe3O4
【解析】根据氧化铁呈红色，氧化亚铁不能被磁铁吸引，铁与盐酸反应生成浅绿色溶液，四氧化三铁与盐酸反应可生成黄色溶液分析。
【解答】（1） Fe2O3为红色（红棕色）固体 ，而生成物质为黑色，所以排除了 Fe2O3的存在 ；
（2） 将黑色固体研成粉，用磁铁吸引后发现所有粉末都能被吸引，说明一定不含FeO ，向粉末中滴加盐酸后，产生气泡，且溶液呈黄色，铁与盐酸反应产生气泡，生成浅绿色溶液，四氧化三铁与盐酸反应可生成黄色溶液，则黑色固体的组成是Fe和Fe3O4。
考点三、金属的污染和回收利用
1.重金属污染是指由重金属离子造成的环境污染。污染主要来源于工业污染,其次是交通污染和生活垃圾污染。我国“十二五”规划力求控制汞、铬、镉、铅和类金属砷等5类重金属污染
物的排放。
2.基本上所有金属都可循环再生，而普遍回收的金属包括:铝、铁、铜、锡、锌、银和金等。
典例1：（2022九上·舟山期中）假如你在打扫卫生，清理出下列物品(请应用现有科学知识参与)：
A .废纸 B .矿泉水瓶 C .易拉罐 D .霉变的蛋糕 E .生锈的铁钉。
（1）“垃圾是放错地方的资源”。其中应放入“可回收垃圾箱”的是 (填字母)；
（2）易拉罐常用铝块制造制造成铝箔，是利用了铝的 性。
【答案】（1）ABCE （2）延展性
【解析】（1）根据可回收垃圾箱投放的垃圾具有回收利用的价值分析；（2）根据金属的延展性分析。
【解答】（1）A .废纸、B .矿泉水瓶、C .易拉罐、E .生锈的铁钉都可回收再利用，需放入“可回收垃圾箱”；
（2）易拉罐常用铝块制造制造成铝箔，是利用了铝的延展性；
变式1：（2021·浙江台州·九年级期末）2021年5月1日开始，仙居县城区生活垃圾实行“撤桶并点、定时定点”投放。废弃的铝制饮料易拉罐应投放在（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【解析】可回收垃圾用于回收各种废弃金属、金属制品、塑料等可回收的垃圾；废弃的铝制饮料易拉罐属于可回收物，故B符合题意，ACD不符合题意。
变式2：（2022·路桥模拟）近年来我省多地纷纷开展文明城市创建工作，垃圾分类回收是其中一项重要举措，我区街头垃圾桶如图所示，回答下列问题：
（1）图中标示的物质中，属于金属材料的是________ (写出1种)。
（2）塑料矿泉水瓶应放入 ________(填“可回收”或“不可回收”)筒中。
（3）内筒铝合金密度小，硬度大，具有一定的抗腐蚀等特性。但需要恰当使用，使用不当会造成筒体损坏，如铝与稀盐酸易反应：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑，该反应属于化学反应基本类型中的________。
【答案】（1）铁/铝/铝合金（2）可回收（3）置换反应
【解析】（1）金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称，包括纯金属、合金、金属材料金属间化合物和特种金属材料等；
（2）可回收垃圾就是可以再生循环的垃圾，本身或材质可再利用的纸类、硬纸板、玻璃、塑料、金属、人造合成材料包装。
（3）基本反应类型为：化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应，根据反应物和生成物的种类和数量进行分析即可。
【解答】（1） 图中标示的物质中，属于金属材料的：铁、铝和铝合金；
（2）塑料矿泉水瓶应放入可回收筒中；
（3）根据方程式 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑ 可知，反应物为单质和化合物，生成物也是单质和化合物，因此属于置换反应。
1．（2022九上·温州月考）如图是中国人民银行发行的冬奥会纪念币。在选择铸造纪念币的材料时，不需要考虑的因素是（ ）
A．金属的导电性 B．金属的耐腐蚀性
C．金属的硬度 D．金属的延展性
【答案】A
【解析】物质的性质决定用途，可根据用途推测物质的性质。
【解答】选择铸造纪念币的材料时，由于要长期使用，因此必须有足够的耐腐蚀性，足够的硬度保证其耐磨性，还要具有一定的延展性，使其容易加工。
故A符合题意，而B、C、D不合题意。
2．（2022九上·杭州月考）家里的铁锅、菜刀等都是由金属或合金制成的。下列物质不属于金属材料制成的是（ ）
A．黄金项链 B．黄铜 C．不锈钢 D．铁锈
【答案】D
【解析】根据金属材料的定义判断。
【解答】金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括纯金属、合金、金属材料金属间化合物和特种金属材料等。
则黄金项链、黄铜和不锈钢都是金属材料，而铁锈不再具有金属的光泽，硬度等金属特性，因此不属于金属材料。
3．（2022九上·宁波期中）小金参观了“神秘的古蜀文明”展览后，他对用金箔制作的太阳神鸟（空气中保存完好）、用铜块制作的太阳形器、用玉石（含Al2O3）制作的四节玉琮、用铜锡合金制作的青铜大立人作出以下判断，正确的是（ ）
A．加工太阳形器时体现了金属的延展性
B．保存太阳神鸟时必须隔绝空气
C．清洗玉琮时可使用稀盐酸等强酸性溶液
D．铜锡合金不属于金属材料
【答案】A
【解析】A、用铜块制作的太阳形器体现了金属的延展性 ，符合题意；
B、太阳神鸟材料为金，金化学性质稳定，保存太阳神鸟时不需隔绝空气 ，不符合题意；
C、玉琮成分中含氧化铝，金属氧化物与酸会发生反应，清洗玉琮时不可使用稀盐酸等强酸性溶液 ，不符合题意；
D.铜锡合金属于金属材料 ，不符合题意；
4．（2021·浙江·九年级专题练习）2014年5月29日《环球时报》报道：我国科学家率先用铝合金和石墨烯（一种碳单质）按一定比例混合制成“烯合金”，该材料有望生产出“纸一样薄的手机”、“一分钟充满电的电池”等产品。下列关于“烯合金”的说法中一定不正确的是（ ）
A．含碳元素和铝元素 B．是一种碳单质
C．具有导电性 D．具有可燃性
【答案】B
【解析】A、铝合金和石墨烯（一种碳单质）按一定比例混合制成“烯合金”，所以烯合金中一定含有碳元素和铝元素，故A正确；
B、烯合金是一种混合物，故B错误；
C、石墨烯与铝合金，研制出一种具备特殊性能的烯合金，依然具有金属的性质，所以具有优良的导电性，故C正确；
D、烯合金中有石墨烯，石墨烯是碳的单质，具有可燃性，故D正确。故选B。
5．（2021·浙江·九年级专题练习）下列有关合金的说法，正确的是( )
①合金中至少含有两种金属 ②合金中的元素以化合物形式存在 ③合金中一定含有金属
④合金一定是混合物 ⑤生铁属于铁合金
⑥合金的强度和硬度一般比组成它的纯金属更高，抗腐蚀性能等也更好
A．①②③④⑤⑥ B．①②
C．①③④ D．③④⑤⑥
【答案】D
【解析】①合金是指由一种金属与其他金属或非金属熔合而成的具有金属特性的物质。由概念可知，合金中至少含有一种金属，此说法错误；
②合金中的元素以单质形式存在，此说法错误；
③由概念可知，合金中至少含有一种金属，故合金中一定含有金属，此说法正确；
④合金属于混合物，此说法正确；
⑤生铁是含杂质较多的铁合金，此说法正确；
⑥合金相对于其成分金属，具有强度更大、硬度更高，抗腐蚀性能等也更好的优点，此说法正确。
6．（2022九上·余姚期中）2021年3月三星推出土了大量惊艳世人的精美文物，图为本次考古发掘的“金面青铜人头像"，下列关于该文物的说法特误的是（ ）
A．青铜表面的绿色物质中含有铜元素
B．青铜是铜的合金，因此青铜属于金属材料
C．黄金可以打造成很薄的“金面”，体现了黄金具有良好的延展性
D．“金面"光亮如新，“青铜”锈迹斑斑，由此可以判断金的活动性比铜强
【答案】D
【解析】根据铜绿中含有铜元素，合金和纯金属属于金属材料，金属的延展性及金的化学性质稳定分析。
【解答】A、青铜表面的绿色物质为铜与氧气、二氧化碳、水等反应生成的铜绿，含有铜元素 ，不符合题意；
B、青铜是铜的合金，因此青铜属于金属材料 ，不符合题意；
C、黄金可以打造成很薄的“金面”，体现了黄金具有良好的延展性 ，不符合题意；
D、“金面"光亮如新，“青铜”锈迹斑斑，由此可以判断金的活动性比铜弱 ，符合题意；
故选D。
7．（2022九上·浙江期中）我国古代将炉甘石( )、赤铜( )和木炭混合加热至800℃，得到一种外形似金子的锌铜合金(俗称黄铜)。下列说法正确的是（ ）
A． 铜的化合价为+2价
B．黄铜熔点比铜与锌的熔点都低
C．合金的抗腐蚀性一般比其纯金属弱
D．合金至少含两种金属元素
【答案】B
【解析】A、根据化合物中元素化合价代数和为0分析；
B、根据合金的熔点低于其组分纯金属熔点分析；
C、根据合金的抗腐蚀性比纯金属强分析；
D、根据合金至少含一种金属元素分析。
【解答】A、氧元素化合价为－2价，设铜元素化合价为x，则2x+（－2）＝0，x=+1，不符合题意；
B、黄铜为合金，合金的熔点低于其组分纯金属的熔点，符合题意；
C.合金的抗腐蚀性一般比其纯金属强，不符合题意；
D.合金至少含一种金属元素 ，不符合题意；
8．（2023九上·舟山开学考）”证据理论”是科学学科核心素养的重要组成部分。下列推论合理的是（ ）
A．化学变化常常伴随能量的变化，所以有能量变化的一定属于化学变化
B．Na2O，CaO均能与水反应生成碱，因此所有金属氧化物都能与水反应生成碱
C．活泼金属与酸反应生成氢气是置换反应，所以有单质气体生成的反应都是置换反应
D．合金的硬度一般比组成它们的纯金属更高，因此黄铜（铜锌合金）的硬度高于铜和锌
【答案】D
【解析】（1）分析物理变化是否存在能量变化；
（2）分析氧化铜能否与水反应生成碱；
（3）注意氧气的制取是否属于置换反应；
（4）根据合金的优点判断。
【解答】A.在摩擦生热的过程中，将机械能转化为内能，为物理变化，不是化学变化，故A错误；
B.氧化铜不能溶于水，不会与水反应生成碱，故B错误；
C.过氧化氢分解生成氧气和水，属于分解反应，故C错误；
D.合金的硬度一般比组成它们的纯金属更高，因此黄铜（铜锌合金）的硬度高于铜和锌，故D正确。
9．（2023九上·南浔期末）我国第四套人民币硬币从1999年开始发行，一元币为钢芯镀镍（Ni），伍角币为钢芯镀铜合金，一角币为铝合金或不锈钢。
（1）铸造以上硬币用到的材料都是 （填“合成材料”或“金属材料”）。
（2）选择铸造硬币的材料不需要考虑的因素是 （填序号）。
A．金属的导电性 B．金属的耐腐蚀性
C．金属的硬度 D．金属价格与硬币面值的吻合度
【答案】（1）金属材料 （2）A
【解析】（1）根据金属和合金都属于金属材料分析；
（2）根据铸造硬币的材料的要求分析。
【解答】（1） 铸造以上硬币用到的材料都是金属材料 。
（2）选择铸造硬币的材料需要考虑金属的耐腐蚀性、金属的硬度、金属价格与硬币面值的吻合度，但不需要考虑金属的导电性，故选A。
10．（2022九上·长兴月考）11月24日，掌心长兴发布：长兴又将迎来一条高铁一宜兴至湖州铁路起自宁杭高铁既有宜兴站，经长兴，终至宁杭高铁既有湖州站。
（1）铁路建设中的列车轨道由锰钢制成、锰钢属于 (选填“金属”或“有机合成”)
（2）锰钢中含有铁、锰、镍、碳等元素，把一小块锰钢加入足量稀盐酸中，充分反应后会残留黑色固体．则锰钢属于 (选填“纯净物"或“混合物”)。
【答案】（1）金属 （2）混合物
【解析】（1）根据金属和合金都属于金属材料分析；
（2）根据由不同种物质组成的为混合物分析。
【解答】（1） 锰钢为合金，属于金属材料；
（2）锰钢由不同种物质组成，属于混合物；
11．（2022九上·定海期中）如图为U盘的外观和内部结构示意图。
（1）图中含有的金属材料是 （填1种）。
（2）将铜加工成铜箔基板利用的铜的性质是 。
【答案】（1）铝合金保护套（2）延展性
【解析】（1）根据金属材料包括纯金属和合金分析；
（2）根据金属的延展性分析。
【解答】（1）金属材料包括纯金属和合金，图中铝合金保护套属于金属材料；
（2）将铜加工成铜箔基板利用的铜的延展性；
12．（2022九上·富阳期中）随着人们生活水平的不断提高，汽车已走进千家万户。制造汽车要用到含铜、铁、铝等成分的多种金属材料。
（1）在汽车电路中，经常用铜作导线，这是利用了铜的 性。
（2）铜生锈的化学方程式为2Cu+X+H2O+CO2═Cu2(OH)2CO3，则X的化学式为 。
（3）车体多用钢材制造且要对其表面进行喷漆处理，这样不仅美观，而且可有效防止钢材与空气中的 （填名称）接触而生锈。汽车使用的金属材料多为合金，是因为合金与纯金属相比，具有 （填一条）等优良性能。
【答案】（1）导电
（2）O2
（3）水和氧气（空气）；硬度更大或抗腐蚀性更强（合理均可）
【解析】（1）根据金属的导电性分析；
（2）根据反应前后原子种类和个数不变分析；
（3）根据铁生锈是铁、氧气和水共同作用，合金硬度抗腐蚀性能高分析。
【解答】（1）铜作导线是利用铜的导电性；
（2）方程式中原子种类和个数为：铜2、氢2、氧3，碳1，反应后为：铜2、氢2、氧5、碳1，由反应前后原子种类和个数不变可知，X化学式为O2；
（3）铁生锈是铁、氧气和水共同作用， 车体多用钢材制造且要对其表面进行喷漆处理，这样不仅美观，而且可有效防止钢材与空气中的水和氧气接触而生锈， 汽车使用的金属材料多为合金，是因为合金与纯金属相比，具有硬度更大或抗腐蚀性更强等优良性能。
13．（2022九上·余姚期中） 2020年11月24日，搭载“嫦娥五号"探测器的“长征五号"大型运载火箭成功发射升空，12月17日“嫦娥五号”返回器顺利返回。请回答下列问题。
（1）“长征五号"火箭用的整流罩的“蒙皮"面板厚度只有0.3毫米，在相同刚度下，火箭壳段的重量将减少10%以上。选用铝合金而不选用纯铝主要原因是铝合金硬度和强度 (填“大于”或“小于")纯铝。
（2）“长征五号"的第一.二子级火箭用偏二甲肼(C2H8N2)和四氧化二氮(N2O4)做推进剂，化学方程式为C2H8N2+2N2O4=3N2+4H2O+2X，则X的化学式是 。
【答案】（1）大于（2）CO2
【解析】（1）根据合金的性能优于纯金属分析；
（2）根据反应前后原子个数和种类不变分析。
【解答】（1） 合金的性能优于纯金属，材料选用铝合金而不选用纯铝主要原因是铝合金硬度和强度大于纯铝；
（2）由所给方程式可知，反应前各原子种类和个数为：碳2、氢8、氮6、氧8，反应后为：氢8、氮6、氧4，由反应前后原子个数和种类不变可知，2X中含有2个碳原子和4个氧原子，则X化学式为CO2 。
14.（2020九上·杭州期末）我国古代劳动人民在认识、改造和应用物质方面有着很多实践。
（1）战国《吕氏春秋》中记载；“金柔锡柔，合两柔则刚”(“金”指铜单质，“锡”指锡，单质，“刚”指坚硬)。这句话说明铜锡合金具有的特性是________。
（2）战国《周礼》中记载：“煤饼烧砺房成灰”(“砺房”即牡砺壳，主要成分是碳酸钙)。古代劳动人民将此“灰”溶于水制得碱液，写出该反应的化学方程式________。
【答案】（1）铜锡合金的硬度比其组成成分大（2）CaO+H2O=Ca(OH)2
【解析】（1）“柔”和“钢”指的是金属的硬度，一般情况下，合金的硬度大于组成它的任何一种金属，据此解答；
（2）碳酸钙高温分解生成氧化钙和二氧化碳，而氧化钙溶于水时，与水反应生成氢氧化钙，据此写出反应的方程式。
【解答】（1）“金柔锡柔，合两柔则刚”，这句话说明铜锡合金具有的特性是：铜锡合金的硬度比其组成成分大。
（2）氧化钙溶于水时，与水反应生成氢氧化钙，反应的方程式为： CaO+H2O=Ca(OH)2 。
15．（2022·浙江舟山·九年级期末）你注意过吗？家庭使用的铁制工具隔一段时间不用就变得锈迹斑斑，而广场上矗立的不锈钢雕塑，几经风霜雨雪总能保持原有的本色。
（1）铁与空气中的___________直接接触会导致铁制品的锈蚀。
（2）不锈钢是钢铁中添加了Cr（铬）、Ni（镍）、Mn（锰）等元素，才有了耐腐蚀性。这种将多种金属。熔合在一起的材料称为合金，它是___________。（选填“混合物”、“纯净物”或“有机化合物”）
【答案】水、氧气 混合物
【解析】（1）铁与空气中的水和氧气直接接触会导致铁制品的锈蚀；
（2）由题干信息可知，不锈钢是由多种物质组成的，属于混合物。
16．（2022九上·镇海期中）景泰蓝正名“铜胎掐丝珐琅”，是中国著名的特种金属工艺品类之一。景泰蓝的制作要经历复杂的过程：
（1）胎型制作时，要将铜片剪出不同形状，并用铁锤敲打成铜胎，说明金属具有 性。
（2）掐丝过程中，经900摄氏度的高温焙烧，将铜丝花纹牢牢地焊接在铜胎上；点蓝之前要经过酸洗，将铜丝表面的杂质洗去，由此可知金属铜的活动性比氢 (填“强"或“弱”)。
（3）镀金的步骤不仅使景泰蓝更美观，而且能隔绝 、二氧化碳和水，从而防止铜生锈。
【答案】（1）延展
（2）弱
（3）氧气
【解析】（1）根据金属的延展性分析；
（2）根据铜在金属活动性顺序中排在氢后分析；
（3）根据铜生锈原理分析。
【解答】（1） 将铜片剪出不同形状，并用铁锤敲打成铜胎，利用了金属的延展性；
（2）将铜丝进行酸洗，是由于金属铜的活动性比氢弱，会不与酸发生反应；
（3）铜生锈是铜与氧气、二氧化碳、水共同反应，镀金可使铜与氧气、二氧化碳和水隔离，防止生锈；
17.（2020·宁波模拟）在新中国成立70周年之际，2019年9月21日，第21届中国国际工业博览会圆满闭幕。太钢“手撕钢”捧回“中国国际工业博览会大奖”，彻底打破国外垄断。“手撕钢”是一款不锈钢箔材其厚度为0.02mm，仅有A4纸四分之一，用手轻轻一撕就能撕开，主要应用高端电子、军工核电等方面。
（1）“手撕钢”属于________（填“纯净物”或“混合物”）。
（2）“手撕钢”学名是“宽幅超薄精密不锈带钢”，由此可知“手撕钢”在物理性能方面具有良好的__________性
（3）为了保护金属资源，我们须学会防锈，下列介绍的实例只利用隔绝氧气来达到防锈的是______（填字母）
A.菜刀用完后擦干净存放
B.自行车三脚架涂漆
C.夏季停暖后暖气片内注满水防止内部生锈
D.用不锈钢制造炊具
【答案】（1）混合物（2）延展（3）B,C
【解析】（1）“手撕钢”属于合金，为混合物；
（2）“手撕钢”的学名是“宽幅超薄精密不锈带钢” ，超薄说明具有良好的延展性；
（3）菜刀用完后擦干净存放 ，是隔离水防锈，A不合题意； 自行车三脚架涂漆可隔离氧气防锈，B符合题意； 夏季停暖后暖气片内注满水，可防止铁与氧气接触使内部生锈 ，C符合题意； 用不锈钢制造炊具是改变内部结构防锈，D不合题意；
18.（2021·湖州）2020年11月10日，中国“奋斗者”号载人潜水器在“地球第四极”— —马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度10909米，创造了中国载人深潜的新纪录。本次万米深潜任务成功的一大亮点是采用了许多自主研发的国产新材料
（1）“奋斗者”号采用的钛合金材料强度高、韧性好、耐腐蚀，与下列哪种材料类型相同________
①塑料 ②不锈钢 ③玻璃
（2）“奋斗者”号下潜时，外部携带了4块压载铁，总质量将近2吨。压载铁被悬挂的模型如右图所示。试计算4块压载铁水下浸没时对“奋斗者”号的作用力约为多少 (压载铁的密度近似为8×103千克/米3 ， 海水的密度近似为水的密度)
（3）完成水下作业之后，“奋斗者”号抛去压载铁上浮。为了使“奋斗者”号在深海有足够大的浮力返航，采用了一种新的固体浮力材料，由大量纳米级大小的空气玻璃微珠组成。为了满足设计需求，该材料需要具备怎样的性质 ________(答出一点即可)
【答案】（1）②
（2）
F浮=ρ液gV排=1×103kg/m ×10N/kg×0.25m3=2500N
G=mg=2000kg×10N/kg=20000N
F拉=G-F浮=20000N-2500N=17500N
（3）密度小、抗压能力强
【解析】（1）合金指一种金属与另一种或几种金属或非金属经过混合熔化，冷却凝固后得到的具有金属性质的固体产物，据此分析判断；
（2）首先根据密度公式 计算出压铁的体积，然后根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排计算出压铁受到的浮力，接下来根据G=mg计算出压铁的重力，最后根据F拉=G-F浮计算出压铁对“奋斗者”号的作用力。
（3）根据该材料的作用和环境特点解答。
【解答】（1）“奋斗者”号采用的钛合金材料为合金，而不锈钢也是合金，故选②。
（2）压铁的体积： ；
压铁受到的浮力F浮=ρ液gV排=1×103kg/m ×10N/kg×0.25m3=2500N；
压铁的重力：G=mg=2000kg×10N/kg=20000N；
压铁浸没时对“奋斗者”号的作用力：F拉=G-F浮=20000N-2500N=17500N。
（3）①空气的密度很小，根据m=ρV可知，相同体积的这种材料质量更小，对“奋斗者”产生的浮力越大；
②由于处于深海，因此这种材料的抗压能力要特别强。
19.（2022九上·临海期末）人类的生产生活离不开金属。
（1）下列铜制品的用途中，利用金属导电性的是 。
A.铜火锅 B.铜导线 C.铜钟 D.铜钱
（2）某兴趣小组为了测定铜钱（铜锌合金）中铜的质量分数，取多枚铜钱放入烧杯中，另取
80克稀硫酸，分四次等质量加入，每次均充分反应，实验数据记录如下表。
实验次数 1 2 3 4
稀硫酸的用量/克 20 20 20 20
剩余固体的质量/克 20.0 17.4 14.8 13.8
分析上述数据，请回答下列问题:
①第4次实验结束后溶液的pH ▲ 7(填“＞”、“＝”或“＜”)。
②计算铜钱中铜的质量分数(计算结果精确到0.1%)。
③计算参加反应的稀硫酸中的溶质质量（计算结果保留一位小数）。
【答案】（1）B
（2）①＜
②铜钱总质量: 20克 +（20克-17.4克）= 22.6克
铜钱中铜的质量为: 13.8克
铜钱中铜的质量分数 Cu% = 13.8克/22.6克×100% = 61.1% (2分)
③铜钱中锌的质量为：22.6克-13.8克 = 8.8克
设参加反应的稀硫酸中含H2SO4的质量为x
Zn + H2SO4 ＝ ZnSO4 + H2↑
65 98
8.8克 x
65 ：98 = 8.8g ：x
x=13.3g
【解析】（1）根据铜制导线利用导电性分析；
（2）根据表中所给数据固体减少质量入酸的质量关系确定反应后溶液酸碱性及反应的锌的质量代入方程式计算硫酸的质量分析；
【解答】（1）铜火锅利用铜的导热性，A错误；铜导线利用铜的导电性，B正确；铜钏利用铜的延展性，C错误；铜铁利用铜的光泽及延展性，D错误；
（2）由表中数据可知，每加入20克稀硫酸完全反应，固体质量减少2.6克，而第4次加入20克稀硫酸，固体减少质量为1克，说明固体完全反应，盐酸有剩余，则溶液的pH小于7；
思维导图
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
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第1节 金属材料
考点一、金属与非金属
金属的物理性质：金属都有特殊的光泽；大多数金属的颜色为银白色或灰色，但金为金黄色，铜为紫红色；金属在常温下为固态(除汞外，常温下为液态)；金属比较硬，具有良好的导热性、导电性和延展性。
非金属的物理性质：大多数非金属没有光泽，表面暗淡。大多数固体为灰黑色(磷为白色或暗红色)；多数气体无颜色，少数气体有颜色；溴是唯一在常温下呈液态的非金属单质。非金属硬度一般较小，但差异很大，一般不具备导电性、导热性，也没有延展性。
典例1：小明将纸条分别紧紧卷在木棒和铁棒上，加热纸条（如图），木捧上的纸条立即燃烧，而铁棒上的纸条不会立即燃烧。据此推测木棒和铁棒具有不同的（ ）
A．密度 B．导热性 C．硬度 D．延展性
变式1：（2023九上·柯城期末）现代社会，金属的应用越来越广泛。下列关于金属物理性质的描述正确的是（ ）
A．常温下所有金属都是固体 B．大多数金属具有优良的导电性
C．所有固体金属的硬度都很大 D．金属都具有银白色的金属光泽
变式2：（2022九上·前湾期中）如图为U 盘的外观和内部结构示意图，请据此回答以下问题：
（1）图中含有的金属材料是 （填 1 种）。
（2）制作保护套的材料，铝合金替代铁的优点是 （填一个即可）。
（3）铜箔即很薄的铜片。将铜加工成铜箔是利用了铜的 这一物理性质。
考点二、常见金属材料
金属材料包括金属和合金两大类。当把金属材料变成纳米级的粒子时，金属的性质会发生变化，甚至与原来的性质完全不同。把一种金属跟其他一种或几种金属(或非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质，就称为合金。钢是一种由铁和碳等元素组成的合金，生活中常见的合金还有铜合金、铝合金及钛合金等，合金往往比纯金属具有更好的性能。
典例1：（2022九上·杭州期中）金属材料在现实生活中有着极为重要的作用。下列金属材料的运用与其所性质不一致的是（ ）
A．制造白炽灯灯丝——熔点高
B．制造保险丝——硬度大
C．制造飞机——坚硬而质轻
D．制造装化工原料的容器——耐腐蚀
变式1：（2022九上·湖州期中）下列有关金属的说法中，错误的是 （ ）
A．铜质插头是利用铜的导电性 B．钨制灯丝是利用钨的熔点低
C．铝制成铝箔是利用铝的延展性 D．用铁锅炒菜时利用铁的导热性
变式2：（2022九上·黄岩期中）整理和归纳是有效的学习方法。下面是某学习小组的同学对Mg、Fe、Cu、Hg、Ag五种金属相关知识的归纳复习，请你参与并回答问题：
（1）从物理性质上看，每种金属都有自己的特性。你认为Hg与其他金属的不同之处是 。
（2）从化学性质上看，与盐酸反应最剧烈的是 ，这五种金属中，有一种金属的化合物溶液能与其他四种金属发生反应，请写出铁与该盐溶液反应得方程式 。
（3）性质决定用途，用途反映性质是重要的化学学科思想。用镁粉制作的烟花在夜空中发出耀眼的白光，这是利用了镁的 性。
变式3：（2022九上·舟山期中）某兴趣小组的指导老师在进行水蒸气与灼热铁丝反应的实验时，兴趣小组同学观察到有黑色固体生成。为了确定黑色固体的成分，查阅资料并进行实验。
常见铁的氧化物 FeO Fe2O3 Fe3O4
能否被磁铁吸引 否 否 能
与盐酸反应的产物 FeCl2和H2O FeCl3和H2O FeCl2、FeCl3和H2O
（1）兴趣小组直接排除了Fe2O3的存在，其理由是 。
（2）将黑色固体研成粉，用磁铁吸引后发现所有粉末都能被吸引，向粉末中滴加盐酸后，产生气泡，且溶液呈黄色，则黑色固体的组成是 。
考点三、金属的污染和回收利用
1.重金属污染是指由重金属离子造成的环境污染。污染主要来源于工业污染,其次是交通污染和生活垃圾污染。我国“十二五”规划力求控制汞、铬、镉、铅和类金属砷等5类重金属污染
物的排放。
2.基本上所有金属都可循环再生，而普遍回收的金属包括:铝、铁、铜、锡、锌、银和金等。
典例1：（2022九上·舟山期中）假如你在打扫卫生，清理出下列物品(请应用现有科学知识参与)：
A .废纸 B .矿泉水瓶 C .易拉罐 D .霉变的蛋糕 E .生锈的铁钉。
（1）“垃圾是放错地方的资源”。其中应放入“可回收垃圾箱”的是 (填字母)；
（2）易拉罐常用铝块制造制造成铝箔，是利用了铝的 性。
变式1：（2021·浙江台州·九年级期末）2021年5月1日开始，仙居县城区生活垃圾实行“撤桶并点、定时定点”投放。废弃的铝制饮料易拉罐应投放在（ ）
A． B． C． D．
变式2：（2022·路桥模拟）近年来我省多地纷纷开展文明城市创建工作，垃圾分类回收是其中一项重要举措，我区街头垃圾桶如图所示，回答下列问题：
（1）图中标示的物质中，属于金属材料的是________ (写出1种)。
（2）塑料矿泉水瓶应放入 ________(填“可回收”或“不可回收”)筒中。
（3）内筒铝合金密度小，硬度大，具有一定的抗腐蚀等特性。但需要恰当使用，使用不当会造成筒体损坏，如铝与稀盐酸易反应：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑，该反应属于化学反应基本类型中的________。
1．（2022九上·温州月考）如图是中国人民银行发行的冬奥会纪念币。在选择铸造纪念币的材料时，不需要考虑的因素是（ ）
A．金属的导电性 B．金属的耐腐蚀性
C．金属的硬度 D．金属的延展性
2．（2022九上·杭州月考）家里的铁锅、菜刀等都是由金属或合金制成的。下列物质不属于金属材料制成的是（ ）
A．黄金项链 B．黄铜 C．不锈钢 D．铁锈
3．（2022九上·宁波期中）小金参观了“神秘的古蜀文明”展览后，他对用金箔制作的太阳神鸟（空气中保存完好）、用铜块制作的太阳形器、用玉石（含Al2O3）制作的四节玉琮、用铜锡合金制作的青铜大立人作出以下判断，正确的是（ ）
A．加工太阳形器时体现了金属的延展性
B．保存太阳神鸟时必须隔绝空气
C．清洗玉琮时可使用稀盐酸等强酸性溶液
D．铜锡合金不属于金属材料
4．（2021·浙江·九年级专题练习）2014年5月29日《环球时报》报道：我国科学家率先用铝合金和石墨烯（一种碳单质）按一定比例混合制成“烯合金”，该材料有望生产出“纸一样薄的手机”、“一分钟充满电的电池”等产品。下列关于“烯合金”的说法中一定不正确的是（ ）
A．含碳元素和铝元素 B．是一种碳单质
C．具有导电性 D．具有可燃性
5．（2021·浙江·九年级专题练习）下列有关合金的说法，正确的是( )
①合金中至少含有两种金属 ②合金中的元素以化合物形式存在 ③合金中一定含有金属
④合金一定是混合物 ⑤生铁属于铁合金
⑥合金的强度和硬度一般比组成它的纯金属更高，抗腐蚀性能等也更好
A．①②③④⑤⑥ B．①②
C．①③④ D．③④⑤⑥
6．（2022九上·余姚期中）2021年3月三星推出土了大量惊艳世人的精美文物，图为本次考古发掘的“金面青铜人头像"，下列关于该文物的说法特误的是（ ）
A．青铜表面的绿色物质中含有铜元素
B．青铜是铜的合金，因此青铜属于金属材料
C．黄金可以打造成很薄的“金面”，体现了黄金具有良好的延展性
D．“金面"光亮如新，“青铜”锈迹斑斑，由此可以判断金的活动性比铜强
7．（2022九上·浙江期中）我国古代将炉甘石( )、赤铜( )和木炭混合加热至800℃，得到一种外形似金子的锌铜合金(俗称黄铜)。下列说法正确的是（ ）
A． 铜的化合价为+2价
B．黄铜熔点比铜与锌的熔点都低
C．合金的抗腐蚀性一般比其纯金属弱
D．合金至少含两种金属元素
8．（2023九上·舟山开学考）”证据理论”是科学学科核心素养的重要组成部分。下列推论合理的是（ ）
A．化学变化常常伴随能量的变化，所以有能量变化的一定属于化学变化
B．Na2O，CaO均能与水反应生成碱，因此所有金属氧化物都能与水反应生成碱
C．活泼金属与酸反应生成氢气是置换反应，所以有单质气体生成的反应都是置换反应
D．合金的硬度一般比组成它们的纯金属更高，因此黄铜（铜锌合金）的硬度高于铜和锌
9．（2023九上·南浔期末）我国第四套人民币硬币从1999年开始发行，一元币为钢芯镀镍（Ni），伍角币为钢芯镀铜合金，一角币为铝合金或不锈钢。
（1）铸造以上硬币用到的材料都是 （填“合成材料”或“金属材料”）。
（2）选择铸造硬币的材料不需要考虑的因素是 （填序号）。
A．金属的导电性 B．金属的耐腐蚀性
C．金属的硬度 D．金属价格与硬币面值的吻合度
10．（2022九上·长兴月考）11月24日，掌心长兴发布：长兴又将迎来一条高铁一宜兴至湖州铁路起自宁杭高铁既有宜兴站，经长兴，终至宁杭高铁既有湖州站。
（1）铁路建设中的列车轨道由锰钢制成、锰钢属于 (选填“金属”或“有机合成”)
（2）锰钢中含有铁、锰、镍、碳等元素，把一小块锰钢加入足量稀盐酸中，充分反应后会残留黑色固体．则锰钢属于 (选填“纯净物"或“混合物”)。
11．（2022九上·定海期中）如图为U盘的外观和内部结构示意图。
（1）图中含有的金属材料是 （填1种）。
（2）将铜加工成铜箔基板利用的铜的性质是 。
12．（2022九上·富阳期中）随着人们生活水平的不断提高，汽车已走进千家万户。制造汽车要用到含铜、铁、铝等成分的多种金属材料。
（1）在汽车电路中，经常用铜作导线，这是利用了铜的 性。
（2）铜生锈的化学方程式为2Cu+X+H2O+CO2═Cu2(OH)2CO3，则X的化学式为 。
（3）车体多用钢材制造且要对其表面进行喷漆处理，这样不仅美观，而且可有效防止钢材与空气中的 （填名称）接触而生锈。汽车使用的金属材料多为合金，是因为合金与纯金属相比，具有 （填一条）等优良性能。
13．（2022九上·余姚期中） 2020年11月24日，搭载“嫦娥五号"探测器的“长征五号"大型运载火箭成功发射升空，12月17日“嫦娥五号”返回器顺利返回。请回答下列问题。
（1）“长征五号"火箭用的整流罩的“蒙皮"面板厚度只有0.3毫米，在相同刚度下，火箭壳段的重量将减少10%以上。选用铝合金而不选用纯铝主要原因是铝合金硬度和强度 (填“大于”或“小于")纯铝。
（2）“长征五号"的第一.二子级火箭用偏二甲肼(C2H8N2)和四氧化二氮(N2O4)做推进剂，化学方程式为C2H8N2+2N2O4=3N2+4H2O+2X，则X的化学式是 。
14.（2020九上·杭州期末）我国古代劳动人民在认识、改造和应用物质方面有着很多实践。
（1）战国《吕氏春秋》中记载；“金柔锡柔，合两柔则刚”(“金”指铜单质，“锡”指锡，单质，“刚”指坚硬)。这句话说明铜锡合金具有的特性是________。
（2）战国《周礼》中记载：“煤饼烧砺房成灰”(“砺房”即牡砺壳，主要成分是碳酸钙)。古代劳动人民将此“灰”溶于水制得碱液，写出该反应的化学方程式________。
15．（2022·浙江舟山·九年级期末）你注意过吗？家庭使用的铁制工具隔一段时间不用就变得锈迹斑斑，而广场上矗立的不锈钢雕塑，几经风霜雨雪总能保持原有的本色。
（1）铁与空气中的___________直接接触会导致铁制品的锈蚀。
（2）不锈钢是钢铁中添加了Cr（铬）、Ni（镍）、Mn（锰）等元素，才有了耐腐蚀性。这种将多种金属。熔合在一起的材料称为合金，它是___________。（选填“混合物”、“纯净物”或“有机化合物”）
16．（2022九上·镇海期中）景泰蓝正名“铜胎掐丝珐琅”，是中国著名的特种金属工艺品类之一。景泰蓝的制作要经历复杂的过程：
（1）胎型制作时，要将铜片剪出不同形状，并用铁锤敲打成铜胎，说明金属具有 性。
（2）掐丝过程中，经900摄氏度的高温焙烧，将铜丝花纹牢牢地焊接在铜胎上；点蓝之前要经过酸洗，将铜丝表面的杂质洗去，由此可知金属铜的活动性比氢 (填“强"或“弱”)。
（3）镀金的步骤不仅使景泰蓝更美观，而且能隔绝 、二氧化碳和水，从而防止铜生锈。
17.（2020·宁波模拟）在新中国成立70周年之际，2019年9月21日，第21届中国国际工业博览会圆满闭幕。太钢“手撕钢”捧回“中国国际工业博览会大奖”，彻底打破国外垄断。“手撕钢”是一款不锈钢箔材其厚度为0.02mm，仅有A4纸四分之一，用手轻轻一撕就能撕开，主要应用高端电子、军工核电等方面。
（1）“手撕钢”属于________（填“纯净物”或“混合物”）。
（2）“手撕钢”学名是“宽幅超薄精密不锈带钢”，由此可知“手撕钢”在物理性能方面具有良好的__________性
（3）为了保护金属资源，我们须学会防锈，下列介绍的实例只利用隔绝氧气来达到防锈的是______（填字母）
A.菜刀用完后擦干净存放 B.自行车三脚架涂漆
C.夏季停暖后暖气片内注满水防止内部生锈 D.用不锈钢制造炊具
18.（2021·湖州）2020年11月10日，中国“奋斗者”号载人潜水器在“地球第四极”— —马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度10909米，创造了中国载人深潜的新纪录。本次万米深潜任务成功的一大亮点是采用了许多自主研发的国产新材料
（1）“奋斗者”号采用的钛合金材料强度高、韧性好、耐腐蚀，与下列哪种材料类型相同________
①塑料 ②不锈钢 ③玻璃
（2）“奋斗者”号下潜时，外部携带了4块压载铁，总质量将近2吨。压载铁被悬挂的模型如右图所示。试计算4块压载铁水下浸没时对“奋斗者”号的作用力约为多少 (压载铁的密度近似为8×103千克/米3 ， 海水的密度近似为水的密度)
（3）完成水下作业之后，“奋斗者”号抛去压载铁上浮。为了使“奋斗者”号在深海有足够大的浮力返航，采用了一种新的固体浮力材料，由大量纳米级大小的空气玻璃微珠组成。为了满足设计需求，该材料需要具备怎样的性质 ________(答出一点即可)
19.（2022九上·临海期末）人类的生产生活离不开金属。
（1）下列铜制品的用途中，利用金属导电性的是 。
A.铜火锅 B.铜导线 C.铜钟 D.铜钱
（2）某兴趣小组为了测定铜钱（铜锌合金）中铜的质量分数，取多枚铜钱放入烧杯中，另取
80克稀硫酸，分四次等质量加入，每次均充分反应，实验数据记录如下表。
实验次数 1 2 3 4
稀硫酸的用量/克 20 20 20 20
剩余固体的质量/克 20.0 17.4 14.8 13.8
分析上述数据，请回答下列问题:
①第4次实验结束后溶液的pH ▲ 7(填“＞”、“＝”或“＜”)。
②计算铜钱中铜的质量分数(计算结果精确到0.1%)。
③计算参加反应的稀硫酸中的溶质质量（计算结果保留一位小数）。
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