金屬和金屬材料“黃岡賽”一等獎

第八單元金屬和金屬材料

金屬材料金屬材料包括_______和_____。1.金屬的物理性質(zhì)(1)大多數(shù)金屬為_____色固體，但銅為_____色，金為___色。(2)常溫下大多數(shù)金屬為固體，但汞為_____。(3)具有_____性、_____性和_____性，但不同金屬差別較大。純金屬合金銀白紫紅黃液體導(dǎo)電導(dǎo)熱延展2.合金(1)概念。在金屬中加熱熔合某些_____或_______，制得的具有_____特征的物質(zhì)。合金屬于_____物。(2)性質(zhì)特征。_____和_____一般比它們的純金屬更高，___________更好。金屬非金屬金屬混合強度硬度抗腐蝕性能【思考感悟】金屬材料一定只含有金屬嗎？試舉例說明。提示：不一定。金屬材料包括純金屬和合金，而合金中可能全部由金屬組成，如黃銅是由銅和鋅組成；也可能由金屬和非金屬熔合而成，如鐵合金是由鐵和碳組成。

金屬的化學(xué)性質(zhì)1.金屬的化學(xué)性質(zhì)(1)與O2的反應(yīng)(寫化學(xué)方程式，下同)。2Mg+O22MgO點燃=3Fe+2O2Fe3O4

點燃=4Al+3O22Al2O3點燃=(2)與酸溶液反應(yīng)(以金屬鋅、鐵為例)。Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑Fe+2HCl=FeCl2+H2↑Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑(3)與某些鹽溶液反應(yīng)。①鐵與硫酸銅溶液：現(xiàn)象：銀白色固體表面有一層___色固體，溶液由

___色逐漸變?yōu)開____色；化學(xué)方程式：____________________；結(jié)論：鐵的活動性_____(填“大于”或“小于”)銅。紅藍(lán)淺綠Fe+CuSO4=FeSO4+Cu大于②銅與硝酸銀溶液：現(xiàn)象：銅絲表面覆蓋一層_______固體，溶液由___色變?yōu)開__色；化學(xué)方程式：_________________________；結(jié)論：銅的活動性_____(填“大于”或“小于”)銀。銀白色無藍(lán)Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag大于2.置換反應(yīng)由一種_____與一種_______反應(yīng)，生成另一種_____和另一種_______的反應(yīng)。3.金屬活動性順序單質(zhì)化合物單質(zhì)化合物由強逐漸減弱(2)重要應(yīng)用。①判斷金屬的活動性強弱：金屬的位置越靠前，它的活動性_____。②判斷金屬與酸是否發(fā)生反應(yīng)：排在___前面的金屬能置換出鹽酸、稀硫酸里的___。③判斷金屬與鹽溶液是否發(fā)生反應(yīng)：位于___________能把位于___________從它們的鹽溶液里置換出來。越強氫氫前面的金屬后面的金屬【思考感悟】1.鋁比鐵更易與氧氣或其他物質(zhì)反應(yīng)，但同樣暴露在空氣中，為什么鐵比鋁更易生銹？提示：這是因為鋁在空氣中與氧氣反應(yīng)生成一層致密的氧化物薄膜，這層薄膜阻止了內(nèi)層的鋁進一步被氧化。2.在鐵與酸、鹽溶液發(fā)生的置換反應(yīng)中，判斷鐵元素在反應(yīng)前后化合價是否發(fā)生了變化？怎樣變化？提示：反應(yīng)前鐵單質(zhì)中鐵元素的化合價為0價，反應(yīng)后生成物中鐵元素的化合價一般為+2價，即生成亞鐵鹽。

金屬資源的利用和保護1.鐵的冶煉(1)原料：_______、_____、_______和空氣。(2)原理(以氧化鐵為例)。_______________________。鐵礦石焦炭石灰石3CO+Fe2O32Fe+3CO2

高溫=2.金屬資源保護(1)金屬的腐蝕和防護。①鐵制品銹蝕的條件：與空氣中的_____、_______接觸，此過程屬于_________。②防止銹蝕的方法：保持鐵制品的潔凈、干燥，常采用____________、_________以及_________________等方法。(2)金屬資源的保護措施。①防止金屬的腐蝕；②金屬的回收利用;③有計劃、合理地開采礦物質(zhì)；④尋找金屬的代用品。氧氣

水蒸氣緩慢氧化覆蓋保護膜制成合金改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)【甄別·判斷】1.合金是由不同的金屬化合而成的。()提示：合金是一種金屬加熱熔合了其他金屬或非金屬而形成的具有金屬特性的物質(zhì)，屬于混合物，因而形成合金的變化為物理變化。2．因銅的活動性比銀強，所以金屬銅可以把氯化銀中的銀置換出來。()提示：金屬與鹽反應(yīng)時，不僅要考慮金屬的活動性順序，反應(yīng)物鹽也必須溶于水；雖然銅的活動性比銀強，但氯化銀不溶于水，因而該反應(yīng)不能發(fā)生?！痢?．廢舊金屬沒有什么利用價值，可以隨意丟棄。(

)提示：廢舊金屬有很高的回收利用價值，要比大量開采礦石煉制金屬成本低得多，既可以節(jié)約成本，也可以節(jié)約能源，還可以減少污染。×煉鐵原理的實驗探究【高頻考點】實驗操作步驟及目的;各裝置中反應(yīng)的現(xiàn)象、反應(yīng)化學(xué)方程式；對尾氣處理方式的評價等1.實驗裝置2.基本原理：在高溫下用還原劑CO將鐵從鐵礦石中還原出來。反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3CO+Fe2O32Fe+3CO2。3.實驗現(xiàn)象：玻璃管內(nèi)的紅色固體變?yōu)楹谏?，澄清石灰水變渾濁，?dǎo)管口有藍(lán)色火焰產(chǎn)生。高溫=4.問題思考(1)實驗開始，應(yīng)先點燃后面的酒精燈還是酒精噴燈？為什么？提示：應(yīng)先點燃酒精燈，然后通入CO，待玻璃管內(nèi)的空氣排盡后，再點燃酒精噴燈；在通入CO前先點燃右側(cè)的酒精燈，是為了防止CO污染空氣；在點燃酒精噴燈前先通入CO排盡裝置內(nèi)的空氣，目的是防止玻璃管加熱時發(fā)生爆炸。(2)實驗完成后，是先熄滅酒精燈還是先熄滅酒精噴燈？為什么？提示：實驗完成后，應(yīng)先熄滅酒精噴燈，還要繼續(xù)通入CO，直到玻璃管冷卻至室溫后停止通CO，然后才熄滅酒精燈。這樣做的目的有：①防止因玻璃管冷卻造成內(nèi)部氣壓變小，試管內(nèi)的液體倒流將玻璃管炸裂；②防止生成的鐵被空氣中的氧氣氧化。【典例】(株洲中考)早在春秋戰(zhàn)國時期，我國就開始生產(chǎn)和使用鐵器。工業(yè)上煉鐵的原理是利用一氧化碳和氧化鐵的反應(yīng)，某化學(xué)興趣小組利用如圖裝置進行實驗探究，請按要求填空：(1)寫出CO還原Fe2O3的化學(xué)方程式_____________________；(2)實驗中盛澄清石灰水的試管中可觀察到的現(xiàn)象是_________________；(3)右邊導(dǎo)氣管口放置點燃的酒精燈的目的是__________________；(4)實驗開始時要先通入CO，把裝置中的空氣排盡后再加熱，以防發(fā)生爆炸。檢驗裝置中的空氣已排盡的方法是_______________________________________________________________________。3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2

在右端導(dǎo)氣管口用排水法收集一試管氣體，移近火焰，若發(fā)出輕微的爆鳴聲，證明空氣已經(jīng)排盡燃燒多余的CO(或消除CO對空氣的污染)石灰水變渾濁高溫【拓展延伸】CO還原氧化鐵的實驗操作步驟及解釋一、金屬活動性順序的探究與應(yīng)用1.原理：借助金屬與酸溶液、鹽溶液能否發(fā)生反應(yīng)及反應(yīng)的速率來判斷金屬的活動性強弱。2.探究金屬活動性順序的實驗設(shè)計判斷依據(jù)實驗設(shè)計判斷方法方案1金屬能否與酸反應(yīng)將金屬放入相同濃度的酸溶液中能反應(yīng)則金屬位于金屬活動性順序中氫前；不能反應(yīng)則位于氫后判斷依據(jù)實驗設(shè)計判斷方法方案2金屬與酸溶液反應(yīng)速率的大小取相同質(zhì)量的金屬放入到相同濃度的酸溶液中反應(yīng)速率大的金屬更活潑方案3金屬與另一金屬的鹽溶液能否反應(yīng)將金屬放入到另一種金屬的鹽溶液中若A能置換B，則A的活動性比B的強；若不能置換，則B的活動性比A的強【特別提醒】(1)應(yīng)用金屬活動性順序判斷金屬與酸能否反應(yīng)時，不僅要考慮金屬活動性，還要注意，濃硫酸、硝酸因具有強氧化性，不能與金屬發(fā)生置換反應(yīng)。(2)應(yīng)用金屬活動性順序判斷金屬與鹽能否反應(yīng)時，不僅要考慮金屬的活動性，還要注意，反應(yīng)物鹽必須溶于水，否則不能反應(yīng)?！镜淅?】(連云港中考)現(xiàn)有X、Y、Z三種金屬，已知：①X和稀硫酸不反應(yīng)②Z+H2SO4(稀)=ZSO4+H2↑③X+2YNO3=2Y+X(NO3)2，這三種金屬的活動性順序正確的是()A.X>Y>ZB.Z>X>YC.Y>Z>XD.Z>Y>XB二、鐵的銹蝕與保護1.鐵的銹蝕(1)實質(zhì)：與氧氣、水發(fā)生的緩慢氧化。(2)條件：氧氣、水共同作用的結(jié)果，兩者缺一不可。2.防止鐵制品生銹(1)原理：使鐵制品隔絕空氣或水。(2)方法。①保持鐵制品的清潔和干燥②在鐵制品表面涂一層保護膜③改變鐵制品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)3.影響鋼鐵生銹速度的因素(1)鋼鐵內(nèi)部的結(jié)構(gòu)影響生銹的速度，如制成不銹鋼。(2)生銹后的鐵如果不及時除銹，生銹的速度會加快，因為鐵銹疏松多孔，易吸收水。(3)外界因素對鋼鐵生銹速度的影響。鋼鐵生銹的速度會隨著環(huán)境溫度升高、濕度的增大、酸性的增強而變快?！咎貏e提醒】(1)鐵銹是一種混合物，主要成分是氧化鐵。(2)金屬表面除銹既可以用物理方法，如刀刮、用砂紙擦等，也可以用化學(xué)方法，如用稀酸溶液浸泡，使之變成可溶性物質(zhì)而除去，但由于除銹后的金屬也能與酸溶液反應(yīng)，因而酸洗時間不能過長。【典例2】(菏澤中考)學(xué)習(xí)金屬單元后，小強知道了鐵是當(dāng)今世界用量最多的金屬，而每年全世界被腐蝕損耗的鋼鐵材料，約占全年鋼鐵產(chǎn)量的十分之一。于是小強對金屬鐵的相關(guān)知識開展了探究性學(xué)習(xí)。(1)如圖，小強將一根約20cm的光亮鐵棒放在自來水中，觀察A、B、C三處的變化。幾天后，他發(fā)現(xiàn)_____(填序號)處最先出現(xiàn)鐵銹，小強結(jié)合書本知識知道，鐵生銹實際是鐵和_____、_____發(fā)生反應(yīng)的過程。

氧氣水B(2)小強來到已停產(chǎn)的企業(yè)廠房，看到許多機械設(shè)備上已銹跡斑斑，他馬上想到可以用稀鹽酸將鐵銹(主要成分Fe2O3)除去，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________。去銹后為防止機械設(shè)備進一步銹蝕，小強想到一種防護方法是____________________________________________________。Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O

涂油、刷漆（其他合理答案都可）【變式備選】日常生活中的一些鐵制品經(jīng)常會被銹蝕。下列做法中不能起防銹作用的是()①在鐵制品表面鍍鋅②在鐵制品表面涂油③保留鐵件表面的鐵銹作保護層④在鐵器表面刷油漆⑤自行車臟了用清水沖洗⑥用廢酸液沖洗鐵制污水管道⑦切完咸菜后，盡快將菜刀洗凈擦干A.②⑤B.③⑤⑥C.①③⑦D.②⑥⑦B

金屬材料【高頻考點】金屬材料類型的判斷；物理性質(zhì)；合金的組成、性質(zhì)特征；應(yīng)用等1.(江西中考)下列生活用品，其中用金屬材料制作而成的是()B2.(廣州中考)下列說法中正確的是()A.鋁是人類最早利用的金屬材料B.銅是目前世界上年產(chǎn)量最高的金屬C.大多數(shù)金屬元素在自然界中以單質(zhì)形式存在D.日常使用的金屬材料大多數(shù)是合金【解析】選D。本題考查金屬材料的相關(guān)知識。人類早期利用的金屬是活動性非常弱的金、銀、銅等，目前世界上金屬產(chǎn)量最高的是鐵，大多數(shù)金屬在自然界以化合物的形式存在，生活中我們接觸到的金屬材料大多是合金。3.(成都中考)下列有關(guān)金屬的說法錯誤的是()A.常溫下金屬均為固態(tài)B.合金的很多性能與組成它們的純金屬不同C.鐵在潮濕的空氣中比在干燥的空氣中更易生銹D.鋁在空氣中表面會生成致密的氧化鋁薄膜，使鋁具有很好的抗腐蝕性能A

金屬的化學(xué)性質(zhì)【高頻考點】根據(jù)金屬與酸、鹽的反應(yīng)及反應(yīng)現(xiàn)象判斷金屬活動性；應(yīng)用金屬活動性順序,判斷金屬與酸、鹽溶液能否反應(yīng)；有關(guān)化學(xué)方程式的書寫等4.(濱州中考)根據(jù)各金屬的活動性順序分析，下列描述或判斷中正確的是()A.金屬鉀能與硫酸鋅溶液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)得到金屬鋅B.在氧氣中灼燒時，鐵絲比銅絲反應(yīng)劇烈C.在常溫下，鋁比鎂更容易與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)D.在常溫下，金屬銅與氯化銀反應(yīng)得到金屬銀B5.(聊城中考)現(xiàn)有X、Y、Z三種金屬，將它們分別投入到稀鹽酸中，Y無反應(yīng)；如果把X、Z分別插入硫酸鋅溶液中，過一會兒，在X的表面有鋅析出，而Z沒有變化。根據(jù)以上事實，判斷X、Y、Z的金屬活動性順序正確的是()A.Y>X>ZB.Z>X>YC.X>Z>YD.X>Y>ZC6.(陜西中考)如圖為某學(xué)習(xí)小組探究金屬化學(xué)性質(zhì)時所做的四個實驗，仔細(xì)分析后回答下列問題：(1)描述A中的實驗現(xiàn)象________________________________。(2)寫出C中反應(yīng)的化學(xué)方程式__________________________。(3)要證明Cu、Fe、Ag的活動性順序，至少要做的實驗是________(填序號)。(4)開始反應(yīng)后D中溶液逐漸變?yōu)辄S色，原因是________________________________________________________________。

Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑

AB銅絲表面會覆蓋一層銀白色金屬，溶液逐漸變成藍(lán)色鐵釘未打磨有鐵銹或溶液中有Fe2(SO4)3

金屬資源的利用和保護【高頻考點】鋼鐵銹蝕的條件；鐵銹的組成；防銹原理、具體的防銹方法；工業(yè)煉鐵的反應(yīng)裝置、反應(yīng)原理、反應(yīng)現(xiàn)象、有關(guān)化學(xué)方程式的書寫；節(jié)約金屬資源的方法和措施等7.(佛山中考)鐵在潮濕的空氣里會發(fā)生銹蝕，要證明氧氣一定參加了反應(yīng)則必須要做的實驗是()A.①②B.①③C.②③D.①②③A8.(武漢中考)實驗室里，用如圖所示裝置還原氧化鐵的過程中，可能生成四氧化三鐵、氧化亞鐵或鐵等固體物質(zhì)。關(guān)于該實驗，下列說法中錯誤的是()A.實驗時，試管中澄清的石灰水變渾濁，證明該反應(yīng)有二氧化碳生成B.實驗結(jié)束時，玻璃管中紅色的氧化鐵粉末變成黑色，該產(chǎn)物不一定是鐵C.反應(yīng)后，玻璃管中的固體物質(zhì)的質(zhì)量比反應(yīng)前減少了，證明一定有鐵生成D.為了減少空氣污染，應(yīng)增加尾氣處理裝置C9.(蘭州中考)世界每年因銹蝕而損失的金屬數(shù)量巨大，防止金屬銹蝕已成為科學(xué)研究中的重大問題。下列有關(guān)金屬銹蝕與保護措施中不正確的是()A.鐵銹蝕的實質(zhì)是鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣等發(fā)生了化學(xué)變化B.同樣的鐵制品在海南比在蘭州更易銹蝕C.在鐵表面刷油漆可以防止鐵銹蝕D.鋁的抗銹蝕性能比鐵強，生活中可用鋼絲球洗刷鋁鍋D

金屬的性質(zhì)和利用的綜合考查【高頻考點】金屬性質(zhì)的實驗探究；金屬成分的檢驗；除雜及應(yīng)用等的綜合考查10.(巢湖中考)蕪湖鐵畫是中國工藝美術(shù)百花園中的一朵奇葩。它以鋼材為主料，經(jīng)鍛打、焊接、酸洗、上漆等多道工藝制成。下列關(guān)于鐵畫的敘述不正確的是()A.鐵畫應(yīng)懸掛在干燥的環(huán)境中B.所用材料上的鐵銹可用稀鹽酸清洗掉C.給打制成型的鐵畫噴漆既美觀又可以防銹蝕D.所用的主要材料——低碳鋼，有較好的鍛軋性能，它不屬于鐵的合金D11.(濱州中考)觀察一下我們的周圍，就會發(fā)現(xiàn)金屬的用途之廣。(1)根據(jù)如圖的應(yīng)用實例，可知金屬具有的物理性質(zhì)有__________________________________________________________。導(dǎo)熱、導(dǎo)電、延展性(2)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的一百余種元素中，金屬元素的種類遠(yuǎn)比非金屬元素的種類_______；工業(yè)上用赤鐵礦作原料煉鐵的化學(xué)方程式為______________________________________________。(3)工人師傅切割鐵板時，常用硫酸銅溶液在鐵板上畫線即可留下紅色的印跡，此過程中所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________________________________。Fe+CuSO4=FeSO4+Cu多Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高溫12.(泉州中考)為了達(dá)