初中化學(xué)金屬教案

初中化學(xué)金屬教案

?備戰(zhàn)中考

教案

一.金屬材料

［重點(diǎn)］①生鐵和鋼的成分、性能；

②關(guān)于不純物質(zhì)化學(xué)方程式的計(jì)算..

化學(xué)特性和用途.鐵與已學(xué)過的金屬鎂、銅化學(xué)性質(zhì)的比較.

1、金屬材料：純金屬（90多種）；合金（幾千種）

黑色金屬：通常指鐵、鎰、格及它們的合金。

純金屬重金屬：如銅、鋅、鉛等

有色金屬輕金屬：如鈉、鎂、鋁等；

有色金屬：通常是指除黑色金屬以外的其他金屬。

2、金屬的物理性質(zhì)：

①常溫下一般為固態(tài)（汞為液態(tài)），有金屬光澤；

②大多數(shù)呈銀白色（銅為紫紅色，金為黃色）；

③有良好的導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、延展性（又稱可塑性T金屬所具有的展

性和延性：在外力的作用下能夠變形，而且在外力停止作用以后仍能

保持已經(jīng)變成的形狀和性質(zhì)。各種金屬的可塑性有差別；金屬的可塑

性一般是隨著溫度的升高而增大。）

3、金屬之最:

①鋁：地殼中含量最多的金屬元素；

②鈣：人體中含量最多的金屬元素；

③鐵：目前世界年產(chǎn)量最多的金屬（鐵＞鋁＞銅）；

④銀：導(dǎo)電、導(dǎo)熱性最好的金屬（銀＞銅＞金＞鋁）;

⑤格：硬度最高的金屬；

⑥鴇:熔點(diǎn)最高的金屬；

⑦汞：熔點(diǎn)最低的金屬；

⑧鉞：密度最大的金屬；

⑨鋰：密度最小的金屬。

4、合金：由一種金屬跟其他一種或幾種金屬（或金屬與非金屬）一

起熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。

夫一般說來，合金的熔點(diǎn)比各成分低，硬度比各成分大，抗腐蝕性能

更好。不過，實(shí)際應(yīng)用中還應(yīng)考慮金屬材料的價(jià)格、資源、是否美觀、

使用是否便利，以及廢料是否易于回收和對(duì)環(huán)境的影響等。

注：鈦和鈦合金：被認(rèn)為是21世紀(jì)的重要金屬材料，鈦合金與人體

有很好的“相容性”，因此可用來制造人造骨等。

優(yōu)點(diǎn)：（1）熔點(diǎn)高、密度?。?）可塑性好、易于加工、機(jī)械性能

（3）抗腐蝕性能好

5、生鐵和鋼的比較

生鐵鋼

含碳量2%~4.3%0.03%—2%

其它雜質(zhì)硅，鎰及少量硫、磷硅、鎰少，磷、硫幾乎

無

機(jī)械性能質(zhì)硬而脆、無韌性堅(jiān)硬，韌性、可塑性好

機(jī)械加工可鑄，不可鍛軋可鑄，可壓，可鍛軋

分類白口鐵、灰口鐵、球墨鑄碳素鋼、合金鋼

鐵

熔點(diǎn)1100—1200℃1450—1500℃

6、煉鐵和煉鋼的比較

煉鐵煉鋼

原理在高溫下，利用還原劑將鐵礦石中在高溫下，利用氧化劑將

的鐵還原出來，即：生鐵中過量的碳及其他雜

質(zhì)元素除去

Fe2（）3+3C02Fe+3cO2

原料鐵礦石、石灰石、焦炭生鐵、廢鋼等

主要化學(xué)反應(yīng)主要是除碳、硅等元素

⑴還原劑的生成C+0z

2Fe+022FeO

CO?C+CO22C0

C+FeOFe+COT

⑵鐵礦石中的鐵被co還原

Fe2（）3+3C02Fe+3cO2Si+2FeO2Fe+SiO2

⑶石灰石造渣

CaCOsCaO+COzT

CaO+SiO2CaSiO3

設(shè)備高爐轉(zhuǎn)爐、平爐、電爐

產(chǎn)品生鐵鋼

7.鐵是日常生活中最常見的一種金屬單質(zhì)，它的化學(xué)性質(zhì)比較活潑.

通過本節(jié)的學(xué)習(xí)，應(yīng)掌握鐵的化學(xué)性質(zhì)，了解鐵的重要物理性質(zhì)，并

對(duì)鐵及鐵制品銹蝕的原理和一般防銹方法有一些常識(shí)性的認(rèn)識(shí).鐵的

主要性質(zhì)見下表：

銀白色金屬光澤，質(zhì)軟，有良好的延展性，

物理性質(zhì)

密度為7.8克/厘米：是電和熱的導(dǎo)體

⑴在干燥的空氣中：鐵較穩(wěn)定

2

1.鐵與02⑵在潮濕的空氣中：鐵易與。、水反應(yīng)而生

的反應(yīng)銹，鐵銹的主要成分是Fe2（）3

化⑶在純氧中：鐵可燃燒3Fe+302Fe304

學(xué)2.鐵與酸鐵與稀鹽酸或稀硫酸反應(yīng)，產(chǎn)生大量氣泡，

性的反應(yīng)溶液變成淺綠色.Fe+2HCI

質(zhì)FeCL+H2TFe+H2sO4FeS04+H2f

鐵與硫酸銅溶液反應(yīng)，鐵釘表面覆蓋一層紅

3.濕法煉

色物質(zhì)，溶液由藍(lán)色逐漸變?yōu)闇\綠

銅

色.Fe+CuSO4Cu+FeSO4

二、金屬的化學(xué)性質(zhì)

常見考法：以選擇題的形式考查金屬的性質(zhì)，金屬在生產(chǎn)生活中的應(yīng)

用。而歸于金屬活動(dòng)性順序而言，考查的力度要大得多。可以是選擇、

填空、探究等題型，考查內(nèi)容有金屬的除雜、氣體的制備、質(zhì)量的變

化等。

1、常見金屬活動(dòng)性順序：

KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAgPtAu

在金屬活動(dòng)性順序里：①金屬的位置越靠前，它的活動(dòng)性就越強(qiáng)；

②位于氫前面的金屬能置換出鹽酸、稀硫酸中的氫（不可用濃硫酸、

硝酸）；

③位于前面的金屬能把位于后面的金屬?gòu)乃鼈兊柠}溶液中置換出來。

（除K、Ca、Na）

2、大多數(shù)金屬可與氧氣的反應(yīng)

▲3、金屬+酸T鹽+H2T（置換反應(yīng)）

4、金屬+鹽T另一金屬+另一鹽（條件：“前換后，鹽可溶”

Fe+CuS04==Cu+FeS04（“濕法冶金”原理）

誤區(qū)提醒

1、金屬與鹽溶液反應(yīng)：

①參加反應(yīng)的金屬的活動(dòng)性必須強(qiáng)于鹽中的金屬。

②參加反應(yīng)的鹽必須溶于水。避免寫出下列錯(cuò)誤的生差方程式：

+

Fe+CuCO3-FeCO3+CuCu+2AgCI-CuC122Ag

③參加反應(yīng)的金屬不能為鉀鈣鈉。如把鈉放入CuS04溶液中，發(fā)生的

反應(yīng)不是2Na+CuS（）4=Na2s（h+Cu而是2Na+2H2。=2NaOH+H2T,

2Na0H+CuS04=Cu(OH)21+Na2S04

三、金屬資源的保護(hù)和利用

1、鐵的冶煉

(1)工業(yè)煉鐵的基本知識(shí)：煉鐵的原料是鐵礦石［常見的鐵礦石有

磁鐵礦(主要成分是Fe304)和赤鐵礦(主要成分是Fe203)］、焦

炭、石灰石和空氣，主要設(shè)備是高爐。煉鐵的基本原理是：在高溫條

件下，利用焦炭與氧氣反應(yīng)生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石里還原出來。

原理________________________

(2)一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn):

a、裝置圖：見右圖。

b、實(shí)驗(yàn)主要現(xiàn)象：紅色粉末變?yōu)楹?/p>

色時(shí)，澄清的石灰水變渾濁，尾氣

點(diǎn)燃產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰。

c、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：

①先通入一氧化碳?xì)怏w，排盡裝置內(nèi)的空氣，防止一氧化碳與空氣混

合加熱后，發(fā)生爆炸；

②實(shí)驗(yàn)完畢后要繼續(xù)通入一氧化碳?xì)怏w，直到玻璃管冷卻，防止高溫

下的鐵與空氣接觸，被氧化為氧化鐵。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)過程中還可防止澄

清石灰水被倒吸；

③尾氣中含有一氧化碳，一氧化碳有毒，所以尾氣要收集或點(diǎn)燃，直

接排放會(huì)污染空氣；

④若實(shí)驗(yàn)中沒有酒精噴燈，也可用酒精燈代替，不過要在火焰上加一

個(gè)金屬網(wǎng)罩，使火力更加集中，提高溫度。

2、鐵的銹蝕

(1)鐵生銹的條件是:鐵與02、水接觸(鐵銹的主要成分:Fe203?XH20)

(銅生銅綠的條件：銅與02、水、C02接觸。銅綠的化學(xué)式：

Cu2(OH)2C03)

(2)防止鐵制品生銹的措施：①保持鐵制品表面的清潔、干燥

②表面涂保護(hù)膜：如涂油、刷漆、電鍍、烤藍(lán)等③制成不銹鋼

(3)鐵銹很疏松，不能阻礙里層的鐵繼續(xù)與氧氣、水蒸氣反應(yīng)，因

此鐵制品可以全部被銹蝕。因而鐵銹應(yīng)及時(shí)除去。

(4)而鋁與氧氣反應(yīng)生成致密的氧化鋁薄膜，從而阻止鋁進(jìn)一步氧

化，因此，鋁具有很好的抗腐蝕性能。

3、金屬資源的保護(hù)和利用：

①防止金屬腐蝕；

②回收利用廢舊金屬；

③合理開采礦物；

④尋找金屬的代用。

典型例題

例1若赤鐵礦中Fe203的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%,600t這樣的赤鐵礦可煉

出含碳等其他雜質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%的生鐵多少噸？

例2下列有關(guān)鐵反應(yīng)的化學(xué)方程式，正確的是()

A.3Fe+2C)2-Fe304B.Fe+H2so4二FeSC^+H2T

C.2Fe+3CuS04=Fe2(S04)3+3CuD.2Fe+6HCI=2FeCl3+3H2T

例3將鐵分別放入下列溶液中充分反應(yīng)，反應(yīng)后溶液質(zhì)量（不包括

固體）比反應(yīng)前減輕的是（）

A.CuSO4B.H2sChC.HCID.FeSO4

例4鐵銹的主要成分是（寫化學(xué)式），將生銹

的鐵釘投入過量的稀硫酸中，首先看到鐵銹溶解，溶液

呈色，反應(yīng)的化學(xué)方程式

為;過一會(huì)兒，又看

到有氣泡產(chǎn)生，這是因?yàn)椋ㄓ没瘜W(xué)方程式表

示）.

例5等質(zhì)量的鋅、鎂、鐵、鋁分別與足量的稀硫酸反應(yīng)，放出比

量由多到少的順序是怎樣的？

例1解析化學(xué)方程式的計(jì)算應(yīng)是純凈物之間的計(jì)算，600t赤鐵礦

含F(xiàn)e203為600tx80%=480t,用純Fe203的質(zhì)量根據(jù)化學(xué)方程式的

質(zhì)量比算出純鐵的質(zhì)量，然后再換算出生鐵的質(zhì)量.

解純Fe203的質(zhì)量為600tx80%=480t.

設(shè)480tFe203可生成純鐵的質(zhì)量為x.

Fe203+3C0=2Fe+3C02

160112

480tx

x=336t.

可煉出生鐵：336t：（1-7%）=365t.

答可煉出雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%的生鐵約365t.

評(píng)注對(duì)于Fe203中鐵元素完全還原出來的計(jì)算問題，可用另一種算

法：先算出赤鐵礦中含F(xiàn)e203的質(zhì)量，然后根據(jù)Fe203的化學(xué)式計(jì)算

Fe203中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，求得Fe203中純鐵的質(zhì)量，再換算出含

雜質(zhì)的生鐵的質(zhì)量.Fe203質(zhì)量為600t義80%=480t.Fe的質(zhì)量為

480tx義100%=480tx義100%=336t.

生鐵的質(zhì)量為336t：（1-7%）=365t.

例4分析鐵銹的主要成分是FezOs,FezOs屬于堿性氧化物（詳見第八

章相關(guān)內(nèi)容），可與硫酸生成鹽［Fe2（S04）31和電0,待鐵銹除去后，

鐵就要和硫酸反應(yīng)生成FeSCh和氫氣.另外，F(xiàn)e2（S04）3讀作“硫酸鐵”，

FeSCh讀作硫酸亞鐵，就Fe元素的化合價(jià)來說，前者為+3價(jià)，后者為

+2價(jià).

解Fe203,黃色（Fe"離子的顏色），

+

Fe2（）3+3H2so4Fe2（S04）33H20,

例5分析：如何判斷不同的金屬與酸反應(yīng)時(shí)放出氫氣量的多少？

活潑金屬（鋅、鐵、鎂、鋁等）能與酸（鹽酸和稀硫酸）作用放出氫氣，

放出氫氣量的多少一般是通過化學(xué)方程式中反應(yīng)物與生成物之間的

質(zhì)量比，以及所給出的金屬或酸的質(zhì)量，求出所放出氫氣的質(zhì)量.但

是，在許多情況下，并不要求具體數(shù)據(jù)，只需要比較一定量的不同金

屬與酸反應(yīng)放出Fb量的相對(duì)多少.

根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式可知：

Zn—H2Fe—H2Mg—H22AI—3H2

652562242546

不難看出，它們的順序是Al、Mg、Fe、Zn.因而金屬與酸作用放出氫

氣的多少，既與該金屬的原子量有關(guān)，又與該金屬起置換反應(yīng)時(shí)，放

出H2量與原子質(zhì)量與金屬前面化學(xué)計(jì)量數(shù)乘積的比值成反比.即該

比值越大，放出H2越少，該比值越小，放出H2越多.

例1（2011?泰州市）把某稀硫酸分為等體積的兩份，放入兩個(gè)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H2的質(zhì)量隨時(shí)間變化的趨勢(shì)如圖。下列說法正

:,,,確的是

U/A.甲的活動(dòng)性比乙強(qiáng)

o的同

B.甲的相對(duì)原子質(zhì)量一定比乙小

C.反應(yīng)消耗等質(zhì)量的硫酸D.反應(yīng)消耗等質(zhì)量的金屬

米例2將50g鐵片插入50g硫酸銅的溶液中，至鐵片的質(zhì)量不再變

化時(shí)取出鐵片，稱量質(zhì)量為50.8g.

⑴反應(yīng)完畢鐵片上附著的銅的質(zhì)量為多少克？

⑵硫酸銅溶液中硫酸銅質(zhì)量為多少克？

解析設(shè)鐵片中溶解的鐵的質(zhì)量為xg,硫酸銅溶液中硫酸銅的質(zhì)量

為yg.由于鐵片增重0.8g,說明置換出的銅的質(zhì)量比溶液溶解的質(zhì)量

多0.8g,即置換出的銅的質(zhì)量為（x+0.8）g.

Fe+CuS()4=FeS04+Cu

5616064

xgyg(x+0.8)g

56:64=x:(x+0.8),解得x=5.6.

56：160=5.6：y,解得y=16.

答鐵片上附著的銅的質(zhì)量為5.6g+0.8g=6.4g;硫酸銅溶液中硫

酸銅的質(zhì)量為16g.

［評(píng)注］題中50g的鐵是足量的，根據(jù)題意，硫酸銅完全反應(yīng),

這就是本題的計(jì)算依據(jù).

例1.鐵是一種應(yīng)用十分廣泛的金屬。下列有關(guān)鐵的敘述中，不正確

的是（）

A.鐵制成鐵合金可以改善金屬的機(jī)械性能

B.可用鐵桶配制及儲(chǔ)存農(nóng)藥波爾多液

C.用鐵鍋炒茶可使其中增加微量元素

D.鐵與稀鹽酸、稀硫酸反應(yīng)可以制備亞鐵鹽例

例2鐵是一種化學(xué)性質(zhì)比較活潑的金屬，在一定條件下能跟多種物質(zhì)

發(fā)生化學(xué)反應(yīng)?；卮鹣铝袉栴}：

（1）以鐵為研究對(duì)象，仿照?qǐng)D中實(shí)例在框圖處填寫物質(zhì)的化學(xué)式（所

填寫的反應(yīng)物不屬同一類別的物質(zhì)，生成物必須填寫鐵的化合物）

（2）實(shí)驗(yàn)室中要除去細(xì)碎銅屑中的少量鐵屑，請(qǐng)用化學(xué)方法和物理

方法將其除去。（只用簡(jiǎn)單的原理描述即可）

例3.為驗(yàn)證鎂、鐵、銅三種金屬的活動(dòng)性順序，可選用的一組物質(zhì)

是（）

A.銅、氯化亞鐵溶液、氯化鎂溶液

B.鐵、銅、氯化鎂溶液

C.鎂、氯化銅溶液、硫酸亞鐵溶液

D.鐵、硫酸銅溶液、氯化鎂溶液例

例5.將鐵粉加入到一定量的硝酸銀、硝酸銅及硝酸鋅的混合溶液中，

待充分反應(yīng)后過濾，在濾渣中加入稀鹽酸，沒有氣體產(chǎn)生，則在濾液

中（）

A.只有硝酸鋅和水B.一定有硝酸鋅和硝酸亞鐵

C.一定沒有硝酸銀D.一定沒有硝酸銅

例6.設(shè)計(jì)一個(gè)方案，來判斷三種金屬Zn,Cu,Ag的活動(dòng)性順序。

例1解析：鐵及其化合物是日常生活中最常見的原材料。本題的目

的是考查鐵的性質(zhì)。結(jié)合學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)和生活經(jīng)驗(yàn)，純鐵質(zhì)軟，而其合金

的硬度較大，這就使鐵的性能得到了改善；由于鐵能置換出硫酸銅溶

液中的銅，從而使波爾多液失效，所以我們不能用鐵桶來配制和盛放

波爾多液；在用鐵鍋炒茶的過程中，由于機(jī)械摩擦力的作用會(huì)使一些

鐵的微小顆?；烊氩柚?，增加了鐵這一微量元素的含量；鐵與稀鹽酸、

稀硫酸反應(yīng)分別生成氯化亞鐵和硫酸亞鐵，在這兩種物質(zhì)中，鐵都顯

+2價(jià)，它們都屬于亞鐵鹽。

答案：B

例2解析：本題主要考查鐵的性質(zhì)。作為一種比較活潑的金屬單質(zhì)，

鐵能夠和氧氣等非金屬單質(zhì)、稀酸及某些鹽溶液發(fā)生反應(yīng)。

應(yīng)當(dāng)注意的是，鐵參與的置換反應(yīng)都生成亞鐵鹽，如鐵與稀硫酸的反

應(yīng)是：Fe+H2sCh=FeS04+H2To

鐵和銅在物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)上都有著較大的區(qū)別，運(yùn)用這些性質(zhì)上

的差異，可以采取多種方法將二者加以分離或把作為雜質(zhì)的其中一種

物質(zhì)除去。必須注意，除雜和分離無論在目的還是在方法步驟上都有

著一定的區(qū)別，除雜只需把雜質(zhì)除掉即可，而分離則需要保證各成分

保持其原來的數(shù)量和性質(zhì)。

答案：（1）A:HCI;B:FeCI2;C:CuSO4;D:FeSO4（其它符合題意

的答案均可）。（2）物理方法：用一塊磁鐵把銅屑中少量的鐵屑吸

引出來。化學(xué)方法：用鹽酸或稀硫酸酸洗后過濾。

例3：不同金屬的活動(dòng)性是不相同的。通常來說，比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)

弱的方法有二：一是看金屬與稀酸是否發(fā)生反應(yīng)及反應(yīng)的快慢程度，

能與稀酸反應(yīng)的金屬一定比不能與酸反應(yīng)的金屬活潑，與酸反應(yīng)劇烈

的金屬較與酸反應(yīng)不劇烈的金屬活潑性要強(qiáng)；二是利用一種金屬與另

一種金屬的鹽溶液是否能夠發(fā)生反應(yīng)，如果該金屬能將另一種金屬?gòu)?/p>

它的鹽溶液中置換出來，則其活動(dòng)性就比另一種金屬?gòu)?qiáng)。因此，要驗(yàn)

證鎂、鐵、銅三種金屬的活動(dòng)性順序，可選用的一組物質(zhì)應(yīng)當(dāng)是鐵、

硫酸銅溶液、氯化鎂溶液。

例5解析：在金屬活動(dòng)性順序表上，鐵排在鋅的后邊，銅、銀的前

面。所以，鐵不能和硝酸鋅反應(yīng)，根據(jù)題意，待充分反應(yīng)后過濾，在

濾渣中加入稀鹽酸，沒有氣體產(chǎn)生，說明濾渣中沒有鐵，硝酸銅和硝

酸銀是過量的，也可能是剛好和鐵反應(yīng)。則濾液中肯定存在的是硝酸

鋅和硝酸亞鐵。

答案：B

例6答案：（1）先將三種金屬分別放入稀硫酸（或鹽酸）中，Zn能

和酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，而Cu、Ag不能和酸反應(yīng)，再把銅絲放入硝酸銀

溶液中，可看到銅絲表面覆蓋一層銀白色的銀，而銀片放入硝酸銅（或

氯化銅、硫酸銅）溶液中無現(xiàn)象，可知三者的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱是Zn,

Cu,Ag

（2）也可以將鋅片和銀片分別放入硫酸銅溶液

一、選擇題

1.（10鎮(zhèn)江）17.R為金屬，發(fā)生如下反應(yīng)：R+CuS04=Cu+RS04o下

列說法錯(cuò)誤的是

A.該反應(yīng)為置換反應(yīng)B.R的金屬活動(dòng)性比Cu強(qiáng)

C.該金屬可以是AlD.若R為Fe,反應(yīng)后溶液的質(zhì)量會(huì)減小

2.（2010.浙江杭州）21.鐵制品在通常情況下很易生銹，制造

時(shí)往往在鐵制品表面電鍍一層銅起防銹作用。下列說法正確的是

A.鍍銅鐵制品不可以在弱酸性條件下使