專題四　金屬（講解部分）

1、.專 題 四金 屬知識(shí)結(jié)構(gòu)yì金屬材料純金屬定義 合金是由兩種或兩種以上的金屬 或金屬與非金屬 熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)ï合金ï特點(diǎn) 硬度大 耐腐蝕 機(jī)械強(qiáng)度大等常見合金 鐵合金 生鐵 鋼 鈦合金 黃銅等ïï驗(yàn)證方法ï金 ïï金屬與氧氣 酸的反應(yīng) 金屬與氧氣越容易反響或與酸反響越劇烈 那么金屬活動(dòng)性越 強(qiáng) 金屬與鹽溶液的反應(yīng) 金屬與鹽溶液能發(fā)生反應(yīng) 那么該金屬的活動(dòng)性比鹽中金屬的活動(dòng)性強(qiáng)在自然界的存在形式 以化合態(tài)形式存在的金屬比以單質(zhì)形式存在的金屬活動(dòng)性強(qiáng)性質(zhì) íìïì

2、 鋁絲浸入硫酸銅溶液中的現(xiàn)象為 鋁絲外表有紅色固體析出，溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色與 ïïï金 íïîï反響的化學(xué)方程式為 屬 ï金屬的性 ï金屬與鹽溶液反應(yīng) í銅絲浸入硝酸銀溶液中的現(xiàn)象為 紅色的銅外表附著一層銀白色物質(zhì)，溶液由無色íï礦 質(zhì)和用途ïï物 ïïïî金屬的活動(dòng)性順序ïïî變?yōu)樗{(lán)色 反響的化學(xué)方程式為 金屬活動(dòng)性逐漸減弱ïï鐵的冶煉ïï &#

3、239;î原料 鐵礦石 焦炭 石灰石 空氣高溫原理 利用一氧化碳把鐵從鐵礦石里復(fù)原出來 化學(xué)方程式為金屬資源 íï ï îìï鐵生銹的條件 與 氧氣 和 水 同時(shí)接觸防止金屬銹蝕的措施 保持金屬外表潔凈 干燥 在金屬外表涂一層保護(hù)膜 如涂油 刷漆 烤ï金屬的銹蝕與防護(hù) í藍(lán) 電鍍等 改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu) 如制成不銹鋼等ï保護(hù)金屬資源的途徑 防止金屬腐蝕 回收利用金屬 有計(jì)劃 合理地開采金屬礦物 尋找金屬代ï î用品等考點(diǎn)一 金屬材料 金屬材料的分類純金屬合金考點(diǎn)清單定因素考點(diǎn)二

4、金屬的化學(xué)性質(zhì)金屬材料鐵合金其他合金 金屬活動(dòng)性順序 金屬的物理性質(zhì)在常溫下 除汞呈 液 態(tài) 外 金 屬 都 是 固 體 通 常 金 屬 都 帶 有 金屬光澤 具有良好的導(dǎo)電性 導(dǎo)熱性 延展性 機(jī)械強(qiáng)度大 大 多數(shù)金屬為銀白色 金為黃色 銅為紫紅色 合金合金是由一種金屬跟其他金屬 或非金屬 熔合而成的 具有金屬特性的物質(zhì) 合金是一種混合物合金的硬度一般大于組成它的純金屬 合金的熔點(diǎn)一般 低于組成 它 的 純 金 屬 合 金 的 抗 腐 蝕 性 一 般 強(qiáng) 于 組 成 它 的 純金屬常見的鐵合金有鋼和生鐵 二者的主要區(qū)別是碳的含量 不同 金屬的用途金屬的用處主要 是 由 金 屬 的 性 質(zhì) 決

5、定 的 但 不 是 唯 一 的 決金屬活動(dòng)性逐漸減弱 金屬活動(dòng)性規(guī)律在金屬活動(dòng)性順序里 金屬位置 越 靠 前 其 金 屬 活 動(dòng) 性 就越強(qiáng)在金屬活動(dòng)性順序里 位于氫前面的金屬能置換出稀鹽酸 稀硫酸中的氫 酸中的氫在金屬活動(dòng)性順序里 位于前面的金屬能把位于后面的 金屬 從 它 們 的 鹽 溶 液 中 置 換 出 來 除 外 如而 和 不反 應(yīng) 因 為不溶于水 而 溶 于 水 一 種 金 屬 假設(shè) 同 時(shí) 與 兩 種 鹽 溶 液 反 應(yīng) 遵循 遠(yuǎn)間隔 先置換 的規(guī)律 如 粉加入 和的混合溶液中時(shí) 先置換出 后置換出很活潑的 金 屬 如 與 鹽 溶 液 混 合 先 與 鹽 溶 液 中的水反響生成堿

6、 堿再與可發(fā)生反響的鹽反應(yīng) 假設(shè)生成的堿與鹽不反應(yīng) 那么得到堿和鹽的混合液 不能置換出金屬 金屬鐵與酸溶液或鹽溶液發(fā)生置換反響都只能得到價(jià)的亞鐵鹽 不能得到 價(jià)的鐵鹽例 河南， 分 金屬活動(dòng)性順序在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 和科學(xué)研究中有重要應(yīng)用鋁比較活潑 為什么鋁制品卻有很好的抗腐蝕性能 農(nóng)業(yè)上不 能 用 鐵 制 容 器 配 制 波 爾 多 液 含 硫 酸 銅 請(qǐng)用化學(xué)方程式解釋探 究 實(shí) 驗(yàn) 分 別 將 不 同 量 的 鋅 粉 加 入 一 定 量 的 混 合 溶 液 中 充 分 反 應(yīng) 后 過 濾以下是不同情況下對(duì)固體或?yàn)V液成分的探究 假設(shè)向所得固體 上 滴 鹽 酸 有 氣 泡 產(chǎn) 生 那么 該 固 體

7、 含 有 的 金屬為 猜想 濾液中溶質(zhì)為 請(qǐng)分 析該猜測(cè)不合理的原因 解析 鋁的活動(dòng)性較強(qiáng) 常溫下可與空氣中的氧氣發(fā) 生反應(yīng) 在外表生成一層致密的氧化鋁薄膜 阻止鋁的進(jìn)一步氧化 因此鋁制品具有很好的抗腐蝕性能 波爾多液中含有硫 酸銅 鐵會(huì)與硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng) 生成硫酸亞鐵和銅 因 此 不 能用鐵制容器配制波爾多液 將鋅粉加入混合溶液中 因 為鎂比鋅活潑 因此硝酸鎂不與鋅發(fā)生反應(yīng) 那么能與鹽酸反響產(chǎn) 生氣泡的物質(zhì)一定是鋅 此時(shí)混合溶液中的硝酸銀 硝酸銅均已 反響完全 因此固體中含 有 的 金 屬 是 鋅 銀 銅 三 種 根 據(jù) 遠(yuǎn) 間隔 先置換 原那么可知 鋅 先 與 硝 酸 銀 發(fā) 生 反 應(yīng)

8、 當(dāng) 濾 液 中 含 有 硝酸銀時(shí) 一定也有硝酸銅 因此猜測(cè)不合理 答案 鋁與氧 氣 反 應(yīng) 表 面 生 成 致 密 的 氧 化 鋁 薄 膜 能阻止鋁的進(jìn)一步氧化或鋅 銅 銀濾液中有 時(shí) 一定也有 因?yàn)?先與 反響后與 反響 或?yàn)V液中無 時(shí) 也一定沒有因?yàn)?與 反響生成 而 能與 反應(yīng)考點(diǎn)三 金屬資源 鐵的冶煉實(shí)驗(yàn)原料 鐵礦石 赤鐵礦 磁鐵礦 菱鐵礦等 焦炭 石灰石ï空氣ïïìï高溫ïïïï高溫例 山東濱州， 分 某化學(xué)興趣小組利用下圖 裝置進(jìn)展實(shí)驗(yàn) 探究工業(yè)煉鐵的化學(xué)原理 試按要求填空硬質(zhì)玻璃管中觀察到

9、的現(xiàn)象是 寫出一氧化碳和氧化鐵反響的化學(xué)方程式 實(shí)驗(yàn)中首先通入一氧化碳的目的是 裝置中導(dǎo)管末端加一點(diǎn)燃的酒精燈目 的 是 解析 氧化鐵是紅色粉末 和一氧化碳反響生成黑色高溫的鐵粉和二氧化碳 化學(xué)方程式為 采分要點(diǎn) 熟 記 一 氧 化 碳 還 原 氧 化 鐵 的 步 驟、現(xiàn) 象 和 反 應(yīng)的方程式是得分的關(guān)鍵。高溫答案 紅 色 粉 末 變 為 黑 色排盡硬質(zhì)玻璃管中的空氣 防止 和空氣混合加熱發(fā) 生爆炸把 燃燒掉 防止污染空氣 鐵的銹蝕條件及防銹的方法鐵的銹蝕條件 鐵與氧氣和水同時(shí)接觸ìïì鐵制品隔絕空氣 如 涂上一層保護(hù)膜íïï 刷油

10、漆 涂凡士林 烤藍(lán)等î防銹的方法 í鐵制品隔絕水 如 外表保持枯燥等ï改變鐵制品的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 制成合金 如 制不ï î銹鋼等 有關(guān)含雜物質(zhì)的計(jì)算化學(xué)方程式的計(jì)算根據(jù)是純凈物之間發(fā)生化學(xué)變化的質(zhì)量 關(guān)系 因此 在進(jìn)展含雜計(jì)算時(shí) 要先把含雜物質(zhì)的質(zhì)量換算成 純潔物的質(zhì)量 再 將 純 凈 物 的 質(zhì) 量 代 入 化 學(xué) 方 程 式 中 計(jì) 算 純 凈物和含雜物質(zhì)的換算公式純潔物的質(zhì)量 含雜物質(zhì)的質(zhì)量 純潔物在含雜物質(zhì)中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)ï原理 íïï高溫ïïï高溫íî&#

11、239;現(xiàn)象 假設(shè)用氧化鐵 那么紅棕色粉末變成黑色 澄清石ï灰水變渾濁 尾氣燃燒產(chǎn)生藍(lán)色火焰ïï步驟 先通 后加熱 反響完畢后 先停頓加熱ï直到裝置冷卻后再停頓通ïï ïïî實(shí)驗(yàn)裝置易混易錯(cuò)一、金屬與酸、鹽的反響規(guī)律及反響前后溶液質(zhì)量的變化鋅發(fā)生反應(yīng) 因此濾液中一定含有硝酸鋅 濾渣中一定不含金屬 鋅 根據(jù) 遠(yuǎn)間隔 先置換 規(guī)律可知 鐵首先與硝酸銀溶液發(fā)生反 應(yīng) 與硝酸銀反響完成后 假設(shè)鐵粉有剩余 鐵才與硝酸銅發(fā) 生 反 應(yīng) 最終剩余物的成分與參加鐵粉的量有關(guān) 詳細(xì)分析如下鐵粉的量 持續(xù)參加濾渣成分濾液成分

12、注意 的 金 屬 活 動(dòng) 性 很 強(qiáng) 不 能 與 鹽 溶 液 發(fā) 生 置 換反應(yīng)二、影響金屬與酸反響速率的因素例 上海， 在 硝 酸 銀 硝 酸 銅 的 混 合 溶 液 中 加 入 一 定 量 鋅 粉 反 應(yīng) 停 止 后 過 濾 濾 液 仍 為 藍(lán) 色 有 關(guān) 判 斷 正 確 的 是濾渣中一定有銀 沒有銅和鋅 濾渣中一定有銀和鋅 可能有銅 濾液中一定有硝酸鋅 硝酸銅 硝酸銀 濾液中一定有硝酸鋅 硝酸銅 可能有硝酸銀 解析 鋅粉加入 的混合溶液中 鋅先 和 反應(yīng) 再和 反應(yīng) 反響后過濾 濾液仍為藍(lán)色 說明濾液中含有 那么鋅無剩余 濾渣中一定有 可能含 有 濾 液 中 一 定 有 可 能 含 有三

13、、金屬與混合鹽溶液反響后濾渣、濾液成分的判斷將鐵粉不斷參加硝酸銅 硝酸銀 硝酸鋅的混合溶液 中 由 于鋅比鐵活潑 根據(jù)金屬與鹽溶液的反響規(guī)律可知 鐵不與硝酸 答案 錯(cuò)因透視 不 能 根 據(jù) 濾 液 仍 為 藍(lán) 色 判 斷 出 反 應(yīng) 的 情 況 而 錯(cuò)選。方法一 比較三種金屬活動(dòng)性的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如驗(yàn)證 三種金屬的活動(dòng)性方法 活動(dòng)性居中的金屬取單質(zhì) 如取 絲 而 兩邊的 金屬取其溶液 如 溶 液 和 溶 液 然 后 將 絲 分 別伸入 兩 溶 液 中 通 過 是 否 有 金 屬 被 置 換 出 來 確 定 金 屬 的 活 動(dòng) 性 即 中間的金屬 兩端的溶液 的方法方法 金屬活動(dòng)性居中的金屬取鹽溶液

14、如取 溶液 而 兩邊的金屬取其單質(zhì) 如 片和 片 然后分別將 片和 片放入 溶液中 根據(jù)是否有紅色 的 銅 被 置 換 出 來 確定金屬的活動(dòng)性 即 中間的溶液 兩端的金屬 的方法方法 先取 片 絲和稀鹽酸驗(yàn)證 和 的 活 動(dòng) 性順序 然后再取 溶液 將 絲插入其中驗(yàn)證 和 的 活動(dòng)性順序 此法也可簡(jiǎn)稱為 兩單一液加一酸 即 先 取 相 近 兩種金屬的單質(zhì) 再取另一 種 金 屬 的 鹽 溶 液 外 加 一 種 酸 稀 鹽酸或稀硫酸 均 可 注 意 相 近 的 金 屬 中 要 有 一 種 金 屬 能 與 酸 反應(yīng)例 山西， 分 探 究 三 種 金 屬 的 活動(dòng)性順序 以下試劑的選擇方案不可行的是

15、液不反應(yīng) 因此可 行 項(xiàng) 在 三 種 金 屬 中 均 加 入 等 量 稀 硫 酸銅外表沒有氣泡 鎂 鐵外表均有氣泡 但是鎂產(chǎn)生氣泡的 速 率 快 因此可行 項(xiàng) 鐵 與 銅 均 不 和 硫 酸 鎂 溶 液 反 應(yīng) 因 此 不 可行 項(xiàng) 與 溶液不反應(yīng) 因此可行 答案 變式訓(xùn)練 河北， 分 以下驗(yàn)證 三種 金屬活動(dòng)性順序的實(shí)驗(yàn)方案中 表示未進(jìn)展金屬與鹽溶液之間的實(shí)驗(yàn) 不能到達(dá)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖墙饘?選項(xiàng) 鹽溶液溶液溶液溶液 解析 項(xiàng) 鋅能與硫酸亞鐵溶液反應(yīng) 鐵能與硝酸銀溶 液反應(yīng) 能到達(dá)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?項(xiàng) 鐵不能與硫酸鋅溶液反應(yīng) 銀不 能與硫酸亞鐵溶液 反 應(yīng) 能 達(dá) 到 實(shí) 驗(yàn) 目 的 項(xiàng) 通 過 實(shí) 驗(yàn)

16、能 證 明鋅比鐵 銀活動(dòng)性強(qiáng) 但無法驗(yàn)證鐵和銀的活動(dòng)性強(qiáng)弱 不 能溶液稀硫酸到達(dá)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?項(xiàng) 鐵 不 能 與 硫 酸 鋅 溶 液 反 應(yīng) 鐵 能 與 硝 酸 銀溶液溶液溶液溶液反應(yīng) 能到達(dá)實(shí)驗(yàn)?zāi)康慕馕鲰?xiàng)與溶 答案 方法二 “ 化繁為簡(jiǎn) 巧算混合物煉鐵所用的原料和得到的產(chǎn)品均含有雜質(zhì) 均屬于混合物 而根據(jù)化學(xué)方程式 進(jìn) 行 計(jì) 算 的 依 據(jù) 是 純 凈 物 之 間 的 質(zhì) 量 關(guān) 系 故要進(jìn)展混合物與純潔物之間的換算 假如題目告訴了混合物 中主要成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 即純度 那么可應(yīng)用以下公式進(jìn)展變換純潔物的質(zhì)量 答案解 設(shè) 生鐵中含 的質(zhì)量為 純度不純物的質(zhì)量 純潔物的質(zhì)量 不純物的質(zhì)量 純度例

17、含氧化鐵 的赤鐵礦中最多可以煉出含鐵 的生鐵多少噸 保存到小數(shù)點(diǎn)后一位 解析 原 料 赤 鐵 礦 混 合 物 氧 化 鐵 純 凈 物 純 度產(chǎn)品 生鐵 混合物 純鐵 純潔物 純度 此題的量是原料 待求量是產(chǎn)品 根據(jù)化學(xué)方程式列式即可也可根據(jù)化學(xué)反 應(yīng) 中 鐵 元 素 的 質(zhì) 量 守 恒 求 解 生 鐵 中 的 鐵生鐵中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為答 生鐵中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為如下圖 注意起點(diǎn) 折點(diǎn)及曲線走勢(shì)元素的質(zhì)量即為鐵礦石中鐵元素的質(zhì)量 答案 赤鐵礦中含氧化鐵的質(zhì)量為設(shè) 氧化鐵理論上可以煉出鐵的質(zhì)量為 那么高溫方法三 金屬與酸反響的圖像分析含鐵 的生鐵的質(zhì)量為答 含 氧 化 鐵 的 赤 鐵 礦 中 最 多

18、可 以 煉 出 含 鐵 的生鐵變式訓(xùn)練 為了分析生鐵中鐵的含量 某學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了 實(shí)驗(yàn)探究 即取 生鐵與 的鹽酸反應(yīng) 并繪制了參加鹽酸質(zhì)量與放出氣體質(zhì)量的關(guān)系圖 見下圖注 生鐵中雜質(zhì)不溶于水 不與鹽酸 硫酸銅溶液反應(yīng)鐵完全反響用去鹽酸的質(zhì)量為 求該生鐵中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小華另設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案 即用 生鐵粉與 的硫酸銅溶液反響來分析生鐵中鐵的含量 請(qǐng)你畫出加入硫酸銅 溶液質(zhì)量與固體質(zhì)量變化關(guān)系的曲線 金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱的判斷金屬與一樣濃度的酸反響時(shí) 金屬活動(dòng)性越強(qiáng) 那么在單位時(shí) 間內(nèi)產(chǎn)生的 越多 速 率 越 大 即 曲 線 越 陡 斜 率 越 大 金屬活動(dòng)性越強(qiáng) 如圖 中 三種金屬活動(dòng)性為 相對(duì)原子質(zhì)量大小的比較 金屬化合價(jià)一樣等質(zhì)量的金屬產(chǎn)生的 越多 相對(duì)原子質(zhì)量越小 最終生成氣體的質(zhì)量比較等質(zhì)量金屬與過量的酸反應(yīng) 當(dāng)金屬在與酸 反 應(yīng) 生 成 的 化 合 物 中 化 合 價(jià) 相 同 時(shí) 金 屬的相 對(duì) 原 子 質(zhì) 量 越 小 產(chǎn) 生 的 越 多 曲 線 的 拐 點(diǎn) 越 高 如 圖當(dāng)金屬在與酸反響生成的化合物中化合價(jià)不同時(shí)化合價(jià)絕對(duì)值氫氣的質(zhì)量 金屬質(zhì)量金屬的相對(duì)原子質(zhì)量 解析 由 題 圖 可 以 看 出 鐵 完 全 反 應(yīng) 用 去 鹽 酸 由生鐵中 的 鐵 完 全 反 應(yīng) 用 去 鹽 酸 的 質(zhì) 量 及 鹽 酸 的 溶 質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)可求出生 鐵 中 鐵 的 質(zhì) 量 進(jìn)