基礎鞏固：09金屬和金屬材料

PAGE1-金屬和金屬材料復習要點1金屬材料1．幾種重要的金屬(1)日常生活中的鋤、刀等都是由_金屬材料__制成的，金屬材料包括_純金屬__和它們的_合金__。(2)金屬的物理性質：大多數(shù)金屬都具有_金屬光澤__，密度和硬度較_大__，熔沸點較_高__，具有良好的_延展性__和_導電性__、_導熱性__，在室溫下除_汞__為液體，其余金屬都是固體。(3)物質的性質和物質的用途之間的關系：物質的性質在很大程度上決定了它們的_用途__，當然還需考慮_價格是否便宜__、_資源是否豐富__、_外形是否美觀__、_使用是否便利__、_廢料是否易于回收__和_對環(huán)境的影響__等多種因素。2．合金(1)合金是在金屬中加熱熔合某些_金屬__或_非金屬__，形成的具有_金屬__特征的物質，合金與純金屬相比，性能上發(fā)生了改變，說明物質的_組成__改變會使其_性質__發(fā)生改變，合金的用途比純金屬的用途廣泛。(2)鐵合金主要包括_鋼__和_生鐵__，它們的區(qū)別是_含碳量__不同，生鐵含碳量為_2%～4.3%__，鋼的含碳量為_0.03%～2%__，鋼與生鐵相比具有更多的優(yōu)良性能，易于加工，用途更為廣泛。(3)鈦和鈦合金是21世紀重要的金屬材料，有很多優(yōu)良的性能，如_熔點高__、_密度小__、_可塑性好__、_易于加工__、_機械性能好__等，尤其是鈦和鈦合金的抗腐蝕性能非常好，因此被廣泛用于火箭、導彈、航天飛機、船舶、化工和通信設備等。復習要點2金屬的化學性質1．金屬的化學性質(1)金屬與氧氣的反應(寫出化學方程式)，例如：常溫下鋁與氧氣反應：_4Al＋3O2=2Al2O3__；在點燃或加熱條件下鎂在空氣中燃燒：_2Mg＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))2MgO__；鐵在氧氣中燃燒：_3Fe＋2O2eq\o(=,\s\up7(點燃))Fe3O4__。(2)金屬與酸的反應，例如：鎂和稀鹽酸：_Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑__；鐵和稀鹽酸：_Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑__。該反應的條件：①金屬為金屬活動性順序中氫之前的活潑金屬；②酸為鹽酸或稀硫酸等非氧化性酸。(3)金屬與鹽溶液的反應，例如：鐵和硫酸銅：_Fe＋CuSO4=Cu＋FeSO4__。該反應的條件：①反應物中金屬活動性強于金屬(K、Ca、Na除外)；②反應物中的鹽必須可溶。2._一種單質與一種化合物反應，生成另一種單質和另一種化合物的反應__叫置換反應。H2、C、CO都能與CuO反應，但_H2、C與CuO反應__既是置換反應又是還原反應，_CO與CuO__則只是還原反應，而不是置換反應。復習要點3金屬的活動性順序1．金屬活動性順序為_K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au__。2．應用：在金屬活動性順序里：(1)金屬的位置越靠_前__，它的活動性就越_強__；(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從它們的_鹽溶液__中置換出來(除K、Ca、Na)。注意：①金屬活動性順序只適用于溶液中的反應；②濃硫酸、硝酸具有強氧化性，與金屬反應不能得到氫氣；③金屬與鹽的反應必須在“鹽溶液”中進行，否則不能反應。復習要點4鐵的冶煉1．地球上的金屬資源廣泛存在于地殼和海洋中，多數(shù)金屬化學性質活潑，所以它們以_化合物__形式存在。只有少數(shù)金屬化學性質不活潑，如金、銀等以_單質__形式存在。在工業(yè)上把_能提煉金屬的礦物__叫礦石。常見的礦石，如赤鐵礦主要成分_Fe2O3__，磁鐵礦主要成分_Fe3O4__，菱鐵礦主要成分_FeCO3__。2．工業(yè)煉鐵(1)設備：_煉鐵高爐__；(2)原料：_鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣__；(3)原理：_3CO＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋3CO2__。3．鐵的冶煉(1)原理：_3CO＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋3CO2__在高溫條件下，用還原劑一氧化碳從鐵的氧化物中將鐵還原出來。(2)裝置：(3)實驗步驟：①_檢查裝置的氣密性__；②將氧化鐵粉末裝入玻璃管后固定在鐵架臺上；③點燃右端酒精燈；④給玻璃管通入一氧化碳；⑤加熱裝有氧化鐵的玻璃管；⑥停止_加熱__；⑦停止_通入一氧化碳__；⑧熄滅右端酒精燈。(4)實驗注意事項：①實驗開始先_通一氧化碳排盡玻璃管中的空氣__，以免加熱時發(fā)生_爆炸__。②實驗結束時先_停止加熱__，繼續(xù)_通入一氧化碳__至溫度降低到室溫，防止_生成的鐵在高溫時被氧化__，同時防止_試管中的石灰水倒吸進入灼熱的玻璃管__。③_一氧化碳有毒__，實驗裝置中必須有尾氣處理裝置。(5)實驗現(xiàn)象：玻璃管中的_紅色粉末變?yōu)楹谏玙_；試管中澄清石灰水_變渾濁__；玻璃導管尖嘴處有藍色火焰。復習要點5金屬資源的利用和保護1．金屬的銹蝕(1)鋁的耐腐蝕性能好的原因：_常溫下，鋁能與空氣中的氧氣反應生成致密的氧化鋁薄膜，起到保護的作用__。(2)鐵在潮濕的空氣中與_水__、_氧氣__反應生成鐵銹(主要成分為_Fe2O3__)，鐵銹疏松、易吸水，如不及時除去可以加速鐵制品的生銹。2．防止金屬銹蝕的措施(1)_保持金屬表面清潔干燥__；(2)_涂一層保護膜__(如：刷漆、涂油、鍍不活潑金屬或致密的氧化物薄膜)。中考典題解析【1】油電雙動力公交車因省油、環(huán)保而在全國推廣，雙動力公交車制造需要大量使用金屬材料。下列有關金屬材料的說法正確的是()A．金屬材料中一定不含有非金屬元素B．多數(shù)合金的抗腐蝕性能比組成它們的純金屬更好C．雙動力公交車所有部件都是由金屬材料制造D．地球上的金屬資源是取之不盡、用之不竭的解析：金屬材料包括純金屬和合金，合金是指由一種金屬與其他的金屬或非金屬熔合而成的具有金屬特性的物質，所以金屬材料中一定不含有非金屬元素是錯誤的，A錯誤；合金與組成它的純金屬相比硬度增大，熔點降低，抗腐蝕性增強，B正確；公交車并不是所有部件都是由金屬材料制造的，如輪胎、玻璃等，C錯誤；地球上的金屬資源是不可再生資源，并不是取之不盡、用之不竭的，D錯誤。故選B?！?】把X、Y、Z三種金屬分別加入稀硫酸中，X、Y表面有氣泡產(chǎn)生，Z無變化；把X加入Y的硫酸鹽溶液中，X表面析出Y。則三種金屬活動順序為()A．Y＞X＞ZB．X＞Y＞ZC．Z＞Y＞XD．X＞Z＞Y解析：X、Y、Z三種金屬片分別加入稀硫酸中，X、Y表面有氣泡產(chǎn)生，Z無變化，則表明X、Y位于氫之前，Z位于氫之后；把X加入Y的硫酸鹽溶液中，X表面析出Y，則表明X位于Y之前，因此三種金屬的活動性順序為X＞Y＞Z，故選B?！?】(1)鋁、銅、鐵為日常生活中常見的金屬。某化學興趣小組的同學在探究鋁、銅、鐵三種金屬的有關性質時，進行了如圖所示實驗。在A實驗中發(fā)生反應的化學方程式為_________________________。將A實驗結束后①、②試管內的物質倒入燒杯中，發(fā)現(xiàn)燒杯內的紅色固體明顯增多，一段時間后過濾，濾渣中：一定含有的物質是_____，可能含有的物質是_____。為了進一步確定可能有的物質是否存在，同學們向濾渣中滴加稀鹽酸，結果沒有氣泡產(chǎn)生，那么濾液中含有的金屬離子可能是___(填寫序號)。①Al3＋②Al3＋、Fe2＋③Al3＋、Fe3＋④Fe2＋、Cu2＋⑤Al3＋、Fe2＋、Cu2＋(2)據(jù)有關資料報道，世界上每年因腐蝕而報廢的金屬設備或材料相當于年產(chǎn)量的20%～40%。稀鹽酸常用于金屬表面除銹，寫出反應的化學方程式_________________________________。保護金屬資源，人人有責，請寫出一條防止鐵制品生銹的方法_____________。(1)Fe＋CuSO4=Cu＋FeSO4銅(或Cu)鐵(或Fe)②⑤(2)Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O涂油(或搪瓷、刷漆、電鍍等)解析：(1)因為金屬活動性順序為Al＞Fe＞Cu，鐵粉不能與硫酸鋁溶液反應，而能與硫酸銅溶液反應生成硫酸亞鐵和銅，據(jù)此可寫出反應的化學方程式。①②兩試管內的物質混合后充分反應，濾渣中一定含有的物質是銅，可能含有的物質是鐵。若向濾渣中加入鹽酸無氣泡產(chǎn)生，說明濾渣中一定無鐵，則濾液中一定有Al3＋、Fe2＋，可能含有Cu2＋，因此應選②⑤。(2)鐵銹的主要成分是氧化鐵，它與稀鹽酸反應生成氯化鐵和水，據(jù)此可寫出反應的化學方程式。鐵同時接觸空氣和水容易銹蝕，因此防止鐵制品銹蝕主要是隔絕空氣或水，常用的方法有涂油、搪瓷、刷漆、電鍍等?！?】下列有關鐵和鐵合金的說法錯誤的是()A．生鐵比鐵軟B．鐵有良好的導熱性C．鋼是鐵的合金D．鐵在潮濕的空氣中容易生銹解析：生鐵比鐵的硬度大，故A錯誤?！?】金屬R與CuCl2溶液反應的化學方程式為R＋CuCl2=RCl2＋Cu，則下列說法錯誤的是()A．該反應是置換反應B．金屬R可能是鋁C．金屬R活動性比Cu強D．該反應前后R的化合價發(fā)生了改變解析：由生成物RCl2可知，R不是鋁，因為鋁和氯化銅反應生成AlCl3，故B錯誤?！?】我國第四套人民幣硬幣從1999年開始發(fā)行，一元幣為鋼芯鍍鎳(Ni)合金，伍角幣為鋼芯鍍銅合金，一角幣為鋁合金或不銹鋼。(1)鑄造以上硬幣用到的材料都是_金屬材料__(填“合成材料”或“金屬材料”)。(2)選擇鑄造硬幣的材料不需要考慮的因素是_A__(填序號)。A．金屬的導電性B．金屬的耐腐蝕性C．金屬的硬度D．金屬價格與硬幣面值的吻合度(3)以上硬幣中涉及到Fe、Cu、Al、Ni(鎳)，已知Ni能夠發(fā)生如下反應：Ni＋H2SO4=H2↑＋NiSO4Fe＋NiCl2=Ni＋FeCl2這兩個反應的基本類型都是_置換反應__。四種金屬的活動性由強到弱的順序為_Al＞Fe＞Ni＞Cu__(用元素符號表示)?！?】通過一年的化學學習，我們已經(jīng)了解了常見金屬在溶液中的活動性順序。鉻(Cr)是重要的金屬材料，越來越受到人們的關注。某化學興趣小組對Cr、Al、Cu的金屬活動性順序進行探究，過程如下：【提出假設】(1)對三種金屬的活動性順序提出三種可能的假設：a．Al＞Cr＞Cub．Cr＞Al＞Cuc._Al＞Cu＞Cr__【設計實驗】同溫下，取大小相同的打磨過的金屬薄片，分別投入到等體積等濃度的足量稀鹽酸中，觀察現(xiàn)象，記錄如下：金屬CrAlCu與鹽酸反應現(xiàn)象氣泡產(chǎn)生緩慢，金屬逐漸溶解氣泡產(chǎn)生劇烈，金屬迅速溶解無氣泡產(chǎn)生，金屬無變化【控制實驗條件】(2)打磨三種金屬發(fā)生的是_物理__變化；上述實驗使用等濃度的鹽酸溶液的理由是_鹽酸的濃度不同，會影響反應產(chǎn)生的氣體的速率__?！镜贸鼋Y論】(3)原假設中正確的是_a__(填“a”“b”或“c”)。寫出鉻(鉻與鹽酸反應后顯＋2價)與鹽酸反應的化學方程式：_Cr＋2HCl=CrCl2＋H2__?！窘Y論應用】(4)根據(jù)探究結果，在CuCl2和AlCl3的混合液中加入一定量的金屬鉻，充分反應后過濾，向濾出的固體中加入鹽酸，無明顯現(xiàn)象，則濾液中一定含有的溶質是_CrCl2和AlCl3__?！?】在金屬表面覆蓋保護膜是普遍采用的金屬防銹措施之一。下列自行車的防銹措施中，不屬于覆蓋保護膜的是()A．擦拭保持潔凈與干燥B．鏈條上油C．輪圈鍍鉻D．車架噴漆解析：及時擦拭保持鐵制品表面的潔凈與干燥，可以防止鐵制品生銹，但這項措施不屬于覆蓋保護膜，A項符合題意；B中鏈條上油，C中輪圈鍍鉻，D中車架噴漆都屬于在鋼鐵制品表面覆蓋了一層保護膜。故選A?！?】下列有關金屬銹蝕與保護措施中不正確的是()A．鐵銹蝕的實質是鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣等發(fā)生了化學變化B．同樣的鐵制品在海南比在蘭州更易銹蝕C．在鐵表明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解析：鐵在空氣中銹蝕，實際上是鐵跟氧氣、水等物質相互作用，發(fā)生一系列復雜的化學反應，使鐵轉化為鐵的化合物的過程，A正確；海南臨海，空氣潮濕，蘭州屬內陸城市，空氣干燥，B正確；在鐵表面刷油漆，既隔絕空氣又防水，可防止鐵銹蝕，C正確；用鋼絲球洗刷鋁制品，會把鋁表面的致密氧化膜除掉，失去保護作用，D不正確?！?0】下列說法中正確的是()A．廢舊電池可以隨意丟棄B．鐵礦石可以隨意開采C．被腐蝕的鐵制品應該加以回收利用D．鐵絲在氧氣中燃燒生成氧化鐵解析：廢舊電池隨意丟棄不僅浪費而且會造成水土污染，A錯；鐵礦石在地殼中的貯藏量是有限的，應合理開采，B錯；被腐蝕的鐵制品加以回收不僅節(jié)約資源還可防治環(huán)境污染，C正確；鐵在氧氣中燃燒生成四氧化三鐵，D錯；故選C?！?1】看圖回答下列問題：(1)上述金屬制品，利用其導熱性的是_____(填字母)，A圖中用到的合成材料是_____________。(2)鋼鐵是常用的金屬材料，寫出工業(yè)上用赤鐵礦(主要成分是Fe2O3)煉鐵的主要化學方程式：________________。(3)鋁制品比鐵制品具有更好的抗腐蝕性能，是因為鋁表面能生成一層____________，阻止鋁進一步被氧化。(4)鐵制水龍頭易生銹，寫一條能防止鐵制品生銹的方法：___________________。(1)B塑料(2)3CO＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋3CO2(3)致密的氧化物薄膜(4)在水龍頭表面涂刷油漆解析：(1)鋁制水壺利用了金屬的導熱性；塑料屬于合成材料；(2)CO在高溫條件下與氧化鐵反應，生成鐵和二氧化碳，其反應的化學方程式為：3CO＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋3CO2；(3)鋁制品比鐵制品具有更好的抗腐蝕性能，是因為鋁表面能生成一層致密的氧化物薄膜，阻止鋁進一步被氧化；(4)采取在水龍頭表面涂刷油漆或鍍上其他金屬等方法，都可使鐵與空氣中的水和氧氣隔絕，而達到防止銹蝕的目的?！?2】下列關于鐵的說法正確的是()A．純鐵比生鐵硬B．鐵礦石、焦炭、石灰石是高爐煉鐵的原料C．可用鐵制容器配制農(nóng)藥波爾多液D．鐵銹能阻礙里層的鐵繼續(xù)與氧氣、水等反應解析：A，生鐵比純鐵硬度大，故錯誤；C，鐵能與硫酸銅反應，故錯誤；D，鐵銹很疏松，不能阻止鐵繼續(xù)與氧氣、水等反應，故錯誤?！?3】下列家庭小實驗中，鐵釘被腐蝕的速度最慢的是()答案：B【14】下列有關金屬材料的敘述錯誤的是()A．回收利用廢舊電池的鉛、汞等可減少對環(huán)境的污染B．鋁塊能制成鋁箔是利用了鋁的延展性C．鋁比鋼鐵中的鐵活潑，因而鋁的抗腐蝕性能比鐵差D．在鐵制品表面刷漆或鍍耐腐蝕金屬都可以防止鐵制品銹蝕解析：廢舊電池中的鉛、汞有毒，對環(huán)境有污染；金屬都具有延展性；鋁的化學性質雖然比鐵活潑，但鋁在空氣中被氧化表面形成致密的氧化鋁保護膜，因而具有良好的抗腐蝕性能。故選C。【15】工業(yè)上將赤鐵礦石煉成鐵是一個復雜的過程，煉鐵高爐中發(fā)生的主要反應有(B)①C＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))CO2②Fe2O3＋3H2eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋3H2O③Fe2O3＋3