課時(shí) 09　金屬與金屬材料 - 副本

TOPICTHREE主題三身邊的化學(xué)物質(zhì)課時(shí)09

金屬與金屬材料考點(diǎn)知識梳理考點(diǎn)一金屬材料1.金屬材料:包括

和

。

2.純金屬(1)幾種常見的金屬鐵、銅、鋁是生活中最常見的幾種金屬,其中

是人類使用最早的金屬;

是目前年產(chǎn)量最高的金屬;它們使用年代的早晚與其

有很大關(guān)系

(2)特性共性①有金屬光澤——金銀飾品等;②有良好的

性——制電線、電纜;

③有良好的

性——用作鐵鍋;④有良好的

性——作鋁箔

差異性①顏色:鐵、鋁大多數(shù)金屬呈

,但

呈紫紅色,金呈黃色

②狀態(tài):常溫下,大多數(shù)金屬呈

,但

是液態(tài)

③不同的金屬熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、密度、硬度等都差別較大(3)金屬之最地殼中含量最高的金屬元素:

;人體中含量最高的金屬元素:

;導(dǎo)電、導(dǎo)熱性最好的金屬:

;硬度最高的金屬:鉻;熔點(diǎn)最高的金屬:

;熔點(diǎn)最低的金屬:

純金屬合金銅鐵金屬活動(dòng)性導(dǎo)電導(dǎo)熱延展銀白色銅固態(tài)汞AlCaAgWHg考點(diǎn)知識梳理3.合金定義在金屬中加熱熔合某些

或

制成的具有金屬特性的物質(zhì),屬于

(填物質(zhì)類別)。金屬氧化物

(填“是”或“不是”)合金

共性①硬度

組成中的純金屬硬度

②熔點(diǎn)一般

組成中的純金屬熔點(diǎn)

③抗腐蝕性能更好

現(xiàn)象:

表面有劃痕

結(jié)論:合金的硬度大于組成中的純金屬

常見合金①鐵合金:包括生鐵(含碳量2%~4.3%)和鋼(含碳量0.03%~2%),含碳量不同,硬度不同,生鐵的硬度大于鋼的硬度②鈦合金:熔點(diǎn)高、密度小;與人體有很好的相容性,可制成人造骨[特別提示]①合金是混合物,不是合成材料。②金屬氧化物不是合金。金屬非金屬混合物不是大于

低于純金屬考點(diǎn)知識梳理1.金屬與氧氣的反應(yīng)(1)大多數(shù)金屬都能與

發(fā)生反應(yīng),但反應(yīng)的劇烈程度

?！罢娼鸩慌禄馃挕闭f明金即使是在高溫條件下,也不與氧氣發(fā)生反應(yīng)。

(2)常見的金屬單質(zhì)與氧氣反應(yīng)考點(diǎn)二金屬的化學(xué)性質(zhì)金屬單質(zhì)化學(xué)方程式現(xiàn)象及解釋注意①Al

鋁在常溫下與氧氣反應(yīng),銀白色表面逐漸變暗鋁的抗腐蝕性能好不是因?yàn)槠浠瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,而是因?yàn)殇X在常溫下與氧氣反應(yīng)生成了致密的

②Mg

鎂在空氣中劇烈燃燒、發(fā)出

、生成

固體、放出大量熱

③Fe

鐵在氧氣中劇烈燃燒、

、生成

固體、放出大量熱

④Cu

銅在空氣中不能燃燒,加熱時(shí),生成

固體

氧氣不同耀眼白光白色火星四射黑色黑色氧化鋁薄膜(保護(hù)膜)考點(diǎn)知識梳理2.活潑金屬與稀酸反應(yīng):(

前)金屬+酸

鹽+氫氣,屬于

反應(yīng)。

金屬單質(zhì)化學(xué)方程式現(xiàn)象及解釋結(jié)論MgMg+2HClMg+H2SO4劇烈反應(yīng),產(chǎn)生大量

,放出大量熱

Mg、Zn、Fe為活潑金屬,Cu為不活潑金屬,金屬活動(dòng)性順序?yàn)镸g>Zn>Fe>CuZnZn+2HClZn+H2SO4反應(yīng)比較劇烈,產(chǎn)生大量氣泡,放熱

H置換氣泡金屬單質(zhì)化學(xué)方程式現(xiàn)象及解釋結(jié)論FeFe+2HCl

Fe+H2SO4

反應(yīng)緩慢,產(chǎn)生氣泡,溶液由無色變?yōu)?/p>

Mg、Zn、Fe為活潑金屬,Cu為不活潑金屬,金屬活動(dòng)性順序?yàn)镸g>Zn>Fe>CuCuCu+HCl/Cu+H2SO4/無明顯現(xiàn)象,不反應(yīng)考點(diǎn)知識梳理

考點(diǎn)知識梳理[特別提示]①金屬與酸反應(yīng)后,溶液的質(zhì)量均增加。②鐵與酸反應(yīng)生成的鹽為亞鐵鹽(即鐵的化合價(jià)為+2)。考點(diǎn)知識梳理3.金屬與某些可溶性鹽溶液的反應(yīng):金屬+鹽

新鹽+新金屬,屬于

反應(yīng)。金屬“前置后”(K、Ca、Na除外),鹽可溶。

金屬單質(zhì)與鹽化學(xué)方程式現(xiàn)象及解釋結(jié)論(金屬活動(dòng)性)①Fe與CuSO4

鐵表面有

色

的固體生成,溶液由

色變?yōu)闇\綠色

Fe>Cu②Cu與AgNO3

銅的表面有

色的物質(zhì)生成,溶液由無色變?yōu)?/p>

色

Cu>Ag③Al與CuSO4

鋁表面有

色的物質(zhì)生成,溶液由藍(lán)色變?yōu)?/p>

色

Al>Cu④Cu與Al2(SO4)3Al2(SO4)3+Cu/無明顯現(xiàn)象,不反應(yīng)Cu<Al置換紅藍(lán)灰白藍(lán)紅無考點(diǎn)知識梳理[特別提醒]①銀粉為黑色,銀塊為銀白色,置換出來的銀介于兩者之間。②鐵與硫酸銅的反應(yīng)是我國古代濕法冶金術(shù)的先驅(qū)。③若金屬表面有“銹”即“氧化膜”,應(yīng)先用砂紙打磨干凈,再做實(shí)驗(yàn)。

4.置換反應(yīng):由一種

與一種

反應(yīng),生成另一種

和另一種化合物的反應(yīng)。反應(yīng)前后化合價(jià)一定發(fā)生變化。

5.金屬活動(dòng)性順序6.金屬活動(dòng)性順序的運(yùn)用(1)位于前面的金屬比后面的金屬活潑,位置越靠

,金屬活動(dòng)性越

。

(2)位于

前面的金屬能置換出

、

中的氫。

(3)位于

的金屬能把位于

的金屬從它們的化合物的溶液中置換出來(K、Ca、Na除外)。

(4)金屬和多種金屬化合物溶液反應(yīng)時(shí),金屬活動(dòng)性順序越靠后的金屬越先被置換出來,否則被置換出來的金屬無法以單質(zhì)形式存在,會繼續(xù)反應(yīng)。(5)用多種金屬與一種金屬化合物溶液反應(yīng)時(shí),反應(yīng)物中的金屬越活潑,則越先發(fā)生反應(yīng)。(6)根據(jù)金屬活動(dòng)性順序表,研究金屬冶煉的歷史,金屬的活動(dòng)性越弱,從礦石中被還原出來越容易,那么這種金屬的冶煉和使用年限越早。單質(zhì)化合物單質(zhì)前強(qiáng)氫稀硫酸鹽酸前面后面考點(diǎn)知識梳理1.工業(yè)煉鐵類型三金屬的冶煉(1)原料:鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣。①常見的鐵礦石:赤鐵礦石(Fe2O3)、磁鐵礦石(Fe3O4)。②焦炭作用:為反應(yīng)提供

和還原劑一氧化碳;發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

、

。

③石灰石作用:將礦石中的二氧化硅轉(zhuǎn)變?yōu)闋t渣。(2)設(shè)備:高爐。(3)原理:在高溫下,用還原劑

將鐵從它的

中還原出來。

熱量CO

化合物考點(diǎn)知識梳理(4)主要反應(yīng)方程式赤鐵礦石煉鐵:

。

磁鐵礦石煉鐵:

。

[特別提示]①煉鐵的原料中加入的是焦炭,但還原劑卻是一氧化碳。②高爐煉出的“鐵”是生鐵,不是純鐵。2.一氧化碳還原氧化鐵(1)實(shí)驗(yàn)原理:

。

(2)實(shí)驗(yàn)裝置圖9-1考點(diǎn)知識梳理(3)實(shí)驗(yàn)步驟①實(shí)驗(yàn)前要先檢查裝置的

。

②反應(yīng)前要先通一段時(shí)間CO,點(diǎn)燃尾部的酒精燈。先通入CO是為了

;點(diǎn)燃尾部的酒精燈是為了防止

。

③點(diǎn)燃酒精噴燈加熱。酒精噴燈加熱的溫度能達(dá)到600~800℃,使Fe2O3與CO發(fā)生反應(yīng)。④實(shí)驗(yàn)完畢后,先撤掉

,繼續(xù)通一氧化碳至試管冷卻,以防

。

⑤停止通CO,熄滅尾部的酒精燈,防止CO逸出,污染空氣。(4)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:①

;②

;③

。

氣密性排盡裝置中的空氣,防止加熱時(shí)發(fā)生爆炸剩余的有毒的CO排放到空氣中,污染空氣酒精噴燈紅棕色粉末變成黑色熱的試管中進(jìn)入了氧氣(空氣),使還原出來的鐵再被氧化澄清石灰水變渾濁尾部導(dǎo)管口產(chǎn)生藍(lán)色火焰考點(diǎn)知識梳理(5)產(chǎn)物的檢驗(yàn)①用磁鐵吸引:生成物中有能被磁鐵吸引的物質(zhì),則可能有鐵生成(Fe3O4也能被磁鐵吸引)。②用酸檢驗(yàn):將生成物溶于稀鹽酸中,產(chǎn)生氣泡,溶液變成淺綠色,說明有鐵生成。(6)裝置改進(jìn)將尾氣直接通至酒精噴燈的火焰上,既對尾氣進(jìn)行處理,又使產(chǎn)生的熱量給裝置加熱,既節(jié)約了能量,又避免了污染。[特別提示]做一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)時(shí),必須要有尾氣處理裝置,可利用CO的可燃性,用酒精燈點(diǎn)燃尾氣,將CO消耗去除,也可用氣球?qū)⑽矚馐占饋怼？键c(diǎn)知識梳理考點(diǎn)四鐵的銹蝕與防護(hù)1.鐵銹蝕條件的探究此實(shí)驗(yàn)是初中化學(xué)運(yùn)用控制變量法探究的一個(gè)典型實(shí)驗(yàn)。對比

與

兩支試管,可得出鐵生銹需要空氣;對比

與

兩支試管,可知水是鐵生銹的必要條件。

2.鐵生銹的條件:鐵與氧氣和水同時(shí)接觸。與酸、鹽等接觸會加快鐵生銹的速率。3.鐵與空氣中的

和

發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成一層紅棕色的物質(zhì),主要成分是氧化鐵(Fe2O3·xH2O),通常寫為

。

4.除鐵銹可用稀酸短時(shí)間浸泡(不能長時(shí)間浸泡,防止與金屬鐵反應(yīng))。用鹽酸除鐵銹的化學(xué)方程式:

。

圖9-2ABBC氧氣水Fe2O3考點(diǎn)知識梳理5.防銹措施措施舉例保持鐵制品表面清潔干燥菜刀用完后擦干掛起來在鐵表面涂一層保護(hù)膜在自行車支架上刷漆、車鏈涂油、電鍍等改變鐵的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu),變成耐腐蝕的合金把鐵制成不銹鋼[特別提示]鋁、鋅等金屬比鐵耐腐蝕,其原因是在鋁、鋅的表面生成了一層致密的氧化膜,可防止內(nèi)部金屬繼續(xù)被氧化,從而形成“自我保護(hù)”。6.保護(hù)金屬資源的有效途徑:防止金屬的銹蝕;

;合理開發(fā)金屬資源;積極尋找金屬代用品。

回收利用廢舊金屬考點(diǎn)知識梳理化學(xué)方程式網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建圖9-3①

;

②

;

③

;

④

;

⑤

;

考點(diǎn)知識梳理⑥

;

⑦

;

⑧

;

⑨

;

⑩

;

?？键c(diǎn)知識梳理高頻考向探究類型一金屬材料例1(1)根據(jù)如圖9-4所示金屬應(yīng)用實(shí)例推斷,金屬具有的物理性質(zhì)有

(至少答兩點(diǎn))。

(2)生鐵和鋼都是鐵的合金,二者性能不同的原因是

。

(3)廚房中的下列物品所使用的主要材料屬于金屬材料的是

(填序號)。

A.陶瓷碗 B.不銹鋼炊具C.橡膠手套 D.銅制水龍頭(4)黃銅片(銅鋅合金)和銅片相互刻畫,在銅片上留下刻痕,說明黃銅片的硬度比銅片的硬度

(填“大”或“小”)。圖9-4導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性含碳量不同BD大高頻考向探究類型二金屬的化學(xué)性質(zhì)例2

金屬及其金屬制品對人類社會的發(fā)展有著極其重要的作用。(1)銅鋅合金的外觀與黃金極為相似,市場上有一些不法分子以假亂真,禍害百姓。利用簡單的化學(xué)知識,將其放入稀鹽酸中,觀察是否有

產(chǎn)生即可鑒別其真?zhèn)巍?/p>

(2)鋁、鐵、銀是日常生活中經(jīng)常接觸到的三種金屬。對Al、Fe、Ag三種金屬的活動(dòng)性順序進(jìn)行探究,能達(dá)到目的的一組試劑是

(填序號)。

①Ag、FeCl2溶液、AlCl3溶液②Fe、AlCl3溶液、AgNO3溶液③Ag、Fe、AlCl3溶液高頻考向探究答案(1)氣泡(2)②[解析](1)通過是否與酸反應(yīng)生成氫氣來判斷金屬排在H前還是排在H后,黃金在H后,不與稀鹽酸反應(yīng);銅鋅合金中的鋅位于H前,能與稀鹽酸反應(yīng)生成氫氣。(2)一種金屬能把另一種金屬從其鹽溶液中置換出來,證明此金屬比另一種金屬活潑;反之不如另一種金屬活潑。比較三種金屬的活動(dòng)性順序,可采用“兩金夾一鹽”或“兩鹽夾一金”的方法。高頻考向探究變式圖9-5是初中化學(xué)中六種常見物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系圖。已知A、D、F均為單質(zhì),其中D、F為金屬單質(zhì),D的合金是使用最多的金屬材料,B為氧化物,C是一種常見的酸,E(相對分子質(zhì)量為160)的溶液呈藍(lán)色(框圖中的反應(yīng)條件和某些生成物已略去)。試回答下列問題:(1)寫出物質(zhì)的化學(xué)式:B

。

(2)上述反應(yīng)中,不屬于置換反應(yīng)的是

(填序號)。

(3)請寫出反應(yīng)④的化學(xué)方程式:

。

(4)請寫出E在生產(chǎn)生活中的一種用途:

。

圖9-5高頻考向探究[解析]由題意找突破口,由D的合金是使用最多的金屬材料確定D是鐵;E(相對分子質(zhì)量為160)的溶液呈藍(lán)色,說明E含有銅離子且相對分子質(zhì)量為160,確定為CuSO4;C是常見的酸能與B反應(yīng)生成硫酸銅,故C為硫酸;A為單質(zhì),故A為氫氣;F為單質(zhì),故F是銅;B是氧化物,且能與氫氣反應(yīng)生成銅,故B為氧化銅。高頻考向探究類型三金屬的冶煉例3工業(yè)上煉鐵、煉鋼和軋制鋼材的主要流程如圖9-6所示。圖9-6高頻考向探究(4)煉鋼爐中,通入純氧的目的是

。將鋼錠軋成鋼板,體現(xiàn)了金屬的

性。

(5)鋼鐵制品可能會生銹,寫出用稀硫酸除銹反應(yīng)的化學(xué)方程式:

。

高頻考向探究[解析](1)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),叫置換反應(yīng),所以選②;高爐煉鐵原理是CO還原金屬氧化物。(2)從塊狀到顆粒狀,增大反應(yīng)物的接觸面積,反應(yīng)速率加快。(3)空氣中78%的氮?dú)獠粎⒓訜掕F反應(yīng),所以被排出;CaSiO3中正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為零,鈣元素顯+2價(jià),氧元素顯-2價(jià),設(shè)硅元素的化合價(jià)為x,可得(+2)+x+(-2)×3=0,x=+4。(4)通入純氧將生鐵中的碳反應(yīng)生成二氧化碳,降低生鐵中碳含量,讓生鐵轉(zhuǎn)變?yōu)殇?。高頻考向探究變式[·杭州]小金利用圖9-7所示裝置進(jìn)行甲、乙對比實(shí)驗(yàn),探究溫度對CO和Fe2O3反應(yīng)的影響(固定裝置略)。圖9-7(1)從實(shí)驗(yàn)安全角度考慮,圖示裝置還應(yīng)采取的改進(jìn)措施是

。高頻考向探究(2)完全反應(yīng)后,兩組的生成物均為黑色粉末(純凈物),分別用兩組生成物進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn):①甲組的黑色粉末與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式是

。

②小金查閱資料后發(fā)現(xiàn)Fe3O4在常溫下不與稀鹽酸、CuSO4溶液反應(yīng),故猜想乙組的生成物為Fe3O4。他又發(fā)現(xiàn)m2恰好為

g,這可成為支持上述猜想的新證據(jù)。

(3)甲、乙兩組實(shí)驗(yàn)說明溫度對CO和Fe2O3反應(yīng)有影響,且均體現(xiàn)出CO的(填化學(xué)性質(zhì))。步驟操作甲組現(xiàn)象乙組現(xiàn)象1稱量黑色粉末質(zhì)量/gm1m22取黑色粉末,用磁鐵吸引能被吸引能被吸引3取黑色粉末,加入稀鹽酸全部溶解,有大量氣泡無明顯現(xiàn)象4取黑色粉末,加入足量CuSO4溶液有紅色物質(zhì)生成無明顯現(xiàn)象

高頻考向探究高頻考向探究類型四鐵的銹蝕與防護(hù)例4(1)為探究鐵生銹的條件,設(shè)計(jì)了如圖9-8所示的實(shí)驗(yàn)。①實(shí)驗(yàn)A中,

(填“a”“b”或“c”)處最先出現(xiàn)鐵銹。

②B中加入的水要事先煮沸,其目的是

。

③設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)C的目的是

。

圖9-8b除去水中溶解的氧氣與A對照,說明鐵生銹需要水高頻考向探究(2)該小組又設(shè)計(jì)如圖9-9所示裝置,將反應(yīng)所得鐵粉置于錐形瓶底部,塞緊瓶塞,滴加適量食鹽水,開始測量容器內(nèi)壓強(qiáng)的變化。壓強(qiáng)與時(shí)間變化關(guān)系如圖9-10所示。①實(shí)驗(yàn)中食鹽的作用是

。

②錐形瓶內(nèi)壓強(qiáng)下降