九下化學-《金屬和金屬材料》全章復習與鞏固（提高）知識講解

鐵鐵鋁銅鋅鈦;《金屬和金屬材料》全章復習與鞏固(提高)【學習目標】1.了解常見金屬及合金的物理性質(zhì)、特性及其應(yīng)用；了解金屬資源的利用和保護。2.掌握常見金屬的化學性質(zhì)，能用金屬的活動性順序?qū)τ嘘P(guān)的置換反應(yīng)進行簡單的判斷。3.掌握煉鐵的原理及有關(guān)含雜質(zhì)物質(zhì)的化學方程式的計算。【知識網(wǎng)絡(luò)】資源保護金屬材料防腐蝕資源保護幾種重要金屬球暴鑄鐵錳鋼不銹鋼黃銅合金青銅合金白銅焊錫硬鋁黃金物理性質(zhì)物理性質(zhì)特性與氧氣反應(yīng)化學性質(zhì)化學性質(zhì)金屬活動性順序與鹽溶液反應(yīng)主要成份三者之間的關(guān)系三者之間的關(guān)系主要用途冶煉，主要是煉鐵【要點梳理】原料原理計算要點一、金屬及金屬資源的保護1.金屬的共性：①金屬光澤；②良好導電性、導熱性；③良好的延性、展性；④韌性好、能彎曲。2.金屬的特性：(1)顏色：大多為銀白色，銅呈紫紅色、金呈黃色；(2)狀態(tài)：常溫下大多為固體，汞為液體；(3)密度差別很大：金為19.3g/cm3,鋁為2.7g/cm3;(4)導電性差異很大：銀為100,鉛僅為7.9;(5)熔點差別大：鎢為3410℃,錫僅為232℃;(6)硬度差別大：鉻為9,鉛僅為1.5。3.合金：是由兩種或兩種以上的金屬(或金屬和非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。生鐵(含碳量為2%～4.3%)和鋼(含碳量為0.03%～2%)都是鐵合金。小程序搜索：天浩提優(yōu)資料超全學習資料庫14.鐵銹蝕的條件及防銹蝕方法：(1)鐵生銹的條件：鐵與水、氧氣同時接觸。(2)防止鐵生銹的方法：①保持鐵制品表面的潔凈和干燥；②在鐵制品表面形成保護膜：刷漆、涂油、鍍一層其它金屬、在鐵制品表面形成致密的氧化物保護膜；③改變鐵制品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，制成不銹鋼?！疽c詮釋】1.金屬材料包括純金屬和它們的合金。合金的硬度、強度、抗腐蝕性等一般都好于組成它們的純金屬。2.保護金屬資源的有效途徑：①防止金屬銹蝕；②廢舊金屬的回收利用；③合理有效的開采礦物；④尋找金屬的替代品等。要點二、金屬活動性順序、金屬的化學性質(zhì)1.在金屬活動性順序里，金屬的位置越靠前，它的活動性就越強；位于氫前面金屬可以置換出鹽酸、稀硫酸中的氫；位于前面的金屬能把位于后面的金屬從它們化合物的溶液里置換出來(K、Ca、Na除外)。2.置換反應(yīng)是由一種單質(zhì)與一種化合物反應(yīng)，生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng)。3.金屬能與氧氣、酸等發(fā)生反應(yīng)?！疽c詮釋】1.只有較活潑的金屬才能把不太活潑的金屬從它的化合物溶液里置換出來。2.鐵與酸或金屬化合物發(fā)生置換反應(yīng)時生成的鐵的化合物中鐵均顯+2價。要點三、金屬冶煉及有關(guān)計算1.工業(yè)上把能用來提煉金屬的礦物叫做礦石。人類最先使用銅，而后鐵，使用鋁只有一百多年的歷史，主要與三種金屬的化學性質(zhì)、冶煉難易有關(guān)。2.工業(yè)上冶煉鐵的原料、主要反應(yīng)原理、主要設(shè)備見下表：鐵礦石、焦炭、石灰石等主要反應(yīng)原理在高爐中焦炭的作用是提供熱量(碳和氧氣反應(yīng)生成二氧化碳，放熱),二氧化碳和碳反應(yīng)生成還原劑一氧化碳。主要設(shè)備3.化學方程式所表示的都是純凈物發(fā)生化學變化時的相互關(guān)系，生成物也是純凈物的各物質(zhì)之間的質(zhì)量關(guān)系，但實際上絕對純凈的物質(zhì)是沒有的。因此當參與反應(yīng)或生成的是含雜質(zhì)的物質(zhì)時，必須先把含有雜質(zhì)的物質(zhì)換算成純物質(zhì)的量，才能進行計算。而實際煉鐵中所用的礦石是不純的，煉出的生鐵也是不純的，因此進行有關(guān)計算時要注意換算。【要點詮釋】1.一氧化碳還原氧化鐵的實驗裝置：小程序搜索：天浩提優(yōu)資料超全學習資料庫22.反應(yīng)的化學方程式：3.實驗現(xiàn)象：紅色粉末逐漸變?yōu)楹谏?，澄清的石灰水變渾濁，尾氣燃燒產(chǎn)生藍色火焰。【典型例題】類型一、考查金屬及金屬資源的保護例1.下列與銅的銹蝕無關(guān)的物質(zhì)是()【思路點撥】金屬銹蝕的主要原理：金屬和氧氣發(fā)生緩慢氧化。銅生銹除了有氧氣外，還需要與水和二氧化碳接觸?！窘馕觥裤~生銹的條件：銅與氧氣、二氧化碳和水同時接觸?！究偨Y(jié)升華】銅銹的主要成分是堿式碳酸銅(Cu?(OH)?CO?)?！咀兪健胯F畫是中國工藝美術(shù)百花園中的一朵奇葩，至今已有三百多年歷史。下列關(guān)于鐵畫生銹與防護的敘述不正確的是()類型二、考查金屬的化學性質(zhì)2.把某稀硫酸分為等體積的兩份，放入兩個燒杯中，分別加入等質(zhì)量的甲、乙兩種金屬，反應(yīng)后金屬都沒有剩余。產(chǎn)生H?的質(zhì)量隨時間變化的趨勢如圖。下列說法正確的是()A.甲的活動性比乙強B.甲是鋅、乙是鐵【思路點撥】金屬與酸、鹽溶液反應(yīng)中所涉及到的相關(guān)因素用函數(shù)圖象表示則要弄清楚函數(shù)圖象中各量小程序搜索：天浩提優(yōu)資料超全學習資料庫3平線處的位置越高，表示生成的H?越多?！窘馕觥坑^察題圖看出，從反應(yīng)開始至乙完全反應(yīng)時的任意一段相同時間內(nèi)，金屬乙與酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣總比金屬甲多，說明金屬乙與酸反應(yīng)劇烈，說明乙的活動性比甲強。故A不正確。等質(zhì)量的不同金屬與足量硫酸反應(yīng)(在生成物中金屬元素的化合價相同情況下),金屬的相對原質(zhì)量越大，則產(chǎn)生的氫氣越少。故B不正確。金屬與酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣質(zhì)量不相等，故兩反應(yīng)消耗稀硫酸的質(zhì)量一定不相等?！究偨Y(jié)升華】要掌握常見金屬(重點是鎂、鋁、鋅、鐵)與酸反應(yīng)的有關(guān)規(guī)律。A.M可能是鋁【思路點撥】根據(jù)金屬活動性順序的應(yīng)用分析推斷。根據(jù)題意，金屬M能與硝酸銀反應(yīng)置換出銀，說明A、由M與硝酸銀溶液反應(yīng)的生成了M(NO?),,則M在化合物中的化合價為+2價，鋁與硝酸銀溶液反應(yīng)生成了硝酸鋁，鋁為+3價，故該金屬不可能是鋁，故說法錯誤；錯誤；故選C?！究偨Y(jié)升華】金屬單質(zhì)能置換出鹽中的金屬，說明組成單質(zhì)的金屬元素的活動性比鹽中金屬元素的活動例A.偏向加鐵的一邊B.偏向加鎂的一邊【解析】由于投入等質(zhì)量的鎂和鐵且都完全反應(yīng)，所以關(guān)鍵看誰產(chǎn)生氫氣多，放出氫氣較多的哪一邊就輕。因鎂與酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣多，所以偏向鐵一邊，故選A?！究偨Y(jié)升華】等質(zhì)量的不同金屬與足量酸反應(yīng)(在生成物中金屬元素的化合價相同情況下),金屬的相例下面實驗設(shè)計合理的是()B.將Fe、Cu兩金屬片分別放人稀鹽酸中小程序搜索：天浩提優(yōu)資料超全學習資料庫4【解析】驗證Zn、Fe、Cu的金屬活動性順序有如下設(shè)計方案：方案一，將Zn、Fe、Cu分別放入稀鹽酸(或稀硫酸)中；方案二，將Zn、Cu兩金屬片分別放入FeCl?(或FeSO?等+2價亞鐵鹽)溶液中；方案三，將Fe分別放入ZnSO?溶液、CuSO?溶液中。選項A、B、C無法判斷鐵和鋅的活動性?！究偨Y(jié)升華】在金屬活動性順序里，金屬的位置越靠前，它的活動性就越強；位于氫前面金屬可以置換出鹽酸、稀硫酸中的氫；位于前面的金屬能把位于后面的金屬從它們化合物的溶液里置換出來(K、Ca、Na除外)。舉一反三：【變式1】有等質(zhì)量的A、B兩金屬，相對原質(zhì)量A,(A)<A,(B);將A放入溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)為15%的稀硫酸中，B放入質(zhì)量分數(shù)為15%的稀鹽酸中，在反應(yīng)中A、B均顯正二價，產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量隨反應(yīng)時間變化曲線如下圖。下列說法正確的是()A.產(chǎn)生氫氣的速率A<BB.反應(yīng)后A、B一定都有剩余【解析】由“產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量隨反應(yīng)時間變化曲線圖”可知，A反應(yīng)完所用時間小于B,因此產(chǎn)生氫氣的速率A應(yīng)大于B,故A錯；寫出化學方程式A+H?SO?=ASO?+H個和B+2HC1=BCl?+H個，設(shè)氫氣的質(zhì)量為m,根據(jù)氫氣的質(zhì)量不難求出消耗的稀硫酸和稀鹽酸的質(zhì)量不相等，消耗B的質(zhì)量大于A的質(zhì)量，故C正確，D錯誤；根據(jù)化學方程式不能確定A、B是否一定都剩余，故B錯。【變式2】若金屬錳在金屬活動性順序中位于鋁和鋅之間，則下列反應(yīng)不能發(fā)生的是()【提示：A.Mn+2HCl==MnCl?+H?↑B.Fe+MnSO?==FeSO4+MnC.2Al+3MnSO?==Al?(SO?)?+3MnD.Mg+MnSO?==MgSO?+Mn【解析】錳在金屬活動性順序中位于鋁和鋅之間，說明在金屬活動性順序中錳位于氫前且小于鎂、鋁而大于鐵，因此錳可以和稀鹽酸反應(yīng)生成氫氣，A正確；Fe不會從MnSO?溶液中置換出Mn,B錯誤；鎂、鋁可以從MnSO?溶液中置換出Mn,C、D正確。類型三、考查煉鐵的原理及有關(guān)計算例6.某課外活動小組，為了檢測本地鋼鐵廠生鐵產(chǎn)品的質(zhì)量，在實驗室中稱取生鐵屑樣品10.0g放入燒杯中，加入一定量的稀硫酸。加熱，使之充分反應(yīng)(雜質(zhì)不參加反應(yīng))。然后冷卻、稱量。反應(yīng)后燒杯中物質(zhì)的質(zhì)量比反應(yīng)前減少了0.34g。計算生產(chǎn)100t這種生鐵，至少需要多少噸含氧化鐵80%的赤鐵礦?！舅悸伏c撥】有關(guān)含雜質(zhì)物質(zhì)的化學方程式計算的特點是“雜質(zhì)一般不參與反應(yīng)”,要注意分析與處理有關(guān)數(shù)據(jù)，搞清楚純物質(zhì)和所給量之間的關(guān)系：純物質(zhì)的量=不純物質(zhì)×純度。不能把不純的量直接代入方程式進行計算或者把雜質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)當成純度代入方程式計算?！敬鸢概c解析】解：(1)設(shè)樣品中雜質(zhì)含量為x。小程序搜索：天浩提優(yōu)資料超全學習資料庫5Fe+H?SO?=FeSO?+H?↑y=170t答：至少需要170噸含氧化鐵80%的赤鐵礦?！咀兪健磕惩瑢W在實驗室用CO與Fe?O?反應(yīng)時若得到5.6g鐵，則用掉CO質(zhì)量()A.等于4.2g