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第八单元金属和金属材料【知识网络】课题1金属材料【考点透视】一、考纲指要1.了解金属的物理特性,能区分常见的金属和非金属。2.认识金属材料在生产、生活及社会发展中的重要作用。3.了解常见金属的特性及其应用,认识加入其他元素可以改良金属特性的重要性;知道生铁和钢等重要的合金。二、命题落点1.以选择题的形式考查金属材料、合金等重要概念,知道合金的组成、主要性能和应用,如例1。2.依据金属的变化和应用,来推测金属(或合金)所具备的性质,如例2。3.结合金属或合金的性质(特性),综合多种因素,考虑在特定场合下选择和判断使用何种金属材料,如例3。【典例精析】金属材料代表物铁冶炼原料原理设备制成不锈钢防锈措施分类成分合金纯金属性能通性化性与O2反应与酸反应与盐反应涂油、刷漆电镀、烤蓝金属活动性顺序例1.下列说法错误的是A金属材料包括纯金属和它们的合金B金属在常温下大多是固态C物质的用途完全由其性质决定,与其它因素无关D合金是金属与金属或金属与非金属熔合在一起制成的解析本题重在考查大家对于合金、金属材料等概念的记忆情况,同时需要理解物质的用途在很大程度上是由物质的性质所决定的,但性质并不是唯一的决定因素,还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素;知道个别金属并不是固体(如汞)。逐一分析四个选项不难看出,A、B、D三种说法都是正确的,只有C是错误的。答案C。例2.填空⑴薄铁板、细铁丝稍用力就可以弯成各种形状,这一现象说明铁具有性质。⑵油罐下面常有一条拖地铁链,在高层建筑的顶端都装有铁制的避雷针,这是应用了铁的性质。⑶铁锅可用来烧水、炒菜,这是利用了铁的性质。⑷铁块可变成很细的铁丝,这说明铁有性;铁块也可以变成很薄的铁片,这说明铁有性。解析根据变化和用途来推测物质的性质,这是学习化学的重要方法之一。同样,我们也可以依据性质来判断物质能够发生的变化及其在生产、生活中的应用。薄铁板、细铁丝稍用力就可以弯成各种形状,这就说明铁的质地比较柔软;铁的导电、导热性是我们早已熟悉的事实,根据这一性质,可将铁作为电的导体,也可用铁制品作为加热的容器;铁块可变成很细的铁丝,这说明铁是具有延性的,而铁块可以变成很薄的铁片,这就说明铁具有较好的展性,两种合起来可以谓之延展性。例3.在我们日常生活接触的物质中香烟内包烟纸上的金属是,热水瓶胆壁上的金属是,温度计中填充的金属是。解析这是一道根据需要(用途)来选择和确定物质的题目。如例1所述,虽然物质的用途在很大程度上是由其选择所决定的,但性质并不是唯一的决定因素,需要我们综合进行考虑。在目前的社会状况下,用在香烟内包烟纸上的金属是铝,热水瓶胆壁上是镀上去的一层银,能在温度计中填充的金属也只能是在常温下唯一可以呈液态的金属汞了。【常见误区】1.认为合金都是由金属组成的。事实上,凡是在金属中加热熔合某些金属或者非金属而得到的具有金属特性的物质都是合金。需要说明,尽管合金的许多性能都优于纯金属,但并不是说其所有性能都比纯金属要好。要根据实际需要,灵活选择使用纯金属或合金。2.“性质决定用途”,这一传统的说法正在受到挑战。我们不能完全依据物质的性质来确定物质的应用,要综合考虑多种因素,使物质的应用得到充分的发挥,以最小的投入换取最大的价值,如例1、例4。3.以为金属材料都是由金属单质制成的。实际上,很多的金属材料都是应用了该金属的合金,合金具有较纯金属更广阔的应用范围。【基础演练】1.下列关于合金的叙述正确的是A合金一定是金属单质而不是化合物B合金的所有性质和性能都比纯金属好C合金也是金属材料D合金是在金属中加热熔合某些金属而成的2.铜的下列用途中,主要与化学性质有关的是()A.制火锅B.塑造铜像C.制造电线D.制硫酸铜3.下列变化中属于物理变化的是()A.钢铁生锈B.食物腐败C.铜丝弯曲D.白磷自燃4工业生产中常将两种或多种金属(或金属与非金属)在同一容器中加热使其熔合,冷凝后便得到具有金属特性的熔合物合金,这是制取合金的常用方法之一。请根据下表数据判断,不宜用上述方法制取的合金是()金属NAKALCUFE熔点(℃)97563666010831535沸点(℃)883774246725672750AFECU合金BCUAL合金CALNA合金DCUNA合金5.下列说法正确的是()A铅的密度比铁大,用铅做菜刀、锤子比铁更好B银的导电性比铜好,所以通常可用银制作电线C钛合金与人体具有很好的“相容性”,可用来制造人造骨D焊锡和铝熔点都较低,都可用于焊接各种金属6从右栏的选项中选择适当项目(写序号)填入左边各小题的空格中⑴青铜A不易生锈的铁合金⑵不锈钢B会生锈⑶硬铝C人类最早使用的合金⑷铁D质轻、强度高7下列金属制品分别利用了金属或合金的哪些性质(1)不锈钢炊具(2)自行车车架(3)铜质导线(4)铝合金门窗8有些寺院里的佛像和牌匾上的大字是用“镏金”(即将非常薄的金箔,利用物理方法贴在被饰物体的表面)工艺制作的,你知道这项技术是利用了金的哪些性质吗课题2金属的化学性质【考点透视】一、考纲指要1.知道常见的金属与氧气的反应。2.记住金属活动性顺序,能根据金属活动性的不同解释日常生活中的一些现象。3.掌握置换反应的特点,能用金属活动性顺序表对有关的置换反应进行简单的判断。二、命题落点1.以书写化学方程式等形式,综合考查铁的化学性质,如例1、例4。2.以多种形式考查对金属活动性顺序表的记忆、理解与应用。如例2、例4。3.结合溶液中的置换反应,考查大家的分析、判断及理化综合能力。如例3。【典例精析】例1.铁是一种化学性质比较活泼的金属,在一定条件下能跟多种物质发生化学反应。回答下列问题(1)以铁为研究对象,仿照图中实例在框图处填写物质的化学式(所填写的反应物不属同一类别的物质,生成物必须填写铁的化合物)(2)实验室中要除去细碎铜屑中的少量铁屑,请用化学方法和物理方法将其除去。(只用简单的原理描述即可)解析本题主要考查铁的性质。作为一种比较活泼的金属单质,铁能够和氧气等非金属单质、稀酸及某些盐溶液发生反应。应当注意的是,铁参与的置换反应都生成亚铁盐,如铁与稀硫酸的反应是FE+H2SO4=FESO4+H2↑。在解答第1问时必须按照题后括号内的要求,紧密结合物质分类的知识加以填空。铁和铜在物理性质、化学性质上都有着较大的区别,运用这些性质上的差异,可以采取多种方法将二者加以分离或把作为杂质的其中一种物质除去。必须注意,除杂和分离无论在目的还是在方法步骤上都有着一定的区别,除杂只需把杂质除掉即可,而分离则需要保证各成分保持其原来的数量和性质。答案(1)HCL;FECL2;CUSO4;FESO4(其它符合题意的答案均可)。(2)物理方法用一块磁铁把铜屑中少量的铁屑吸引出来。化学方法用盐酸或稀硫酸酸洗后过滤。例2为验证镁、铁、铜三种金属的活动性顺序,可选用的一组物质是A铜、氯化亚铁溶液、氯化镁溶液B铁、铜、氯化镁溶液C镁、氯化铜溶液、硫酸亚铁溶液D铁、硫酸铜溶液、氯化镁溶液分析不同金属的活动性是不相同的。通常来说,比较金属活动性强弱的方法有二一是看金属与稀酸是否发生反应及反应的快慢程度,能与稀酸反应的金属一定比不能与酸反应的金属活泼,与酸反应剧烈的金属较与酸反应不剧烈的金属活泼性要强;二是利用一种金属与另一种金属的盐溶液是否能够发生反应,如果该金属能将另一种金属从它的盐溶液中置换出来,则其活动性就比另一种金属强。因此,要验证镁、铁、铜三种金属的活动性顺序,可选用的一组物质应当是铁、硫酸铜溶液、氯化镁溶液。答案D。例3.将一个塑料小球放入盛有硫酸铜溶液的烧杯中,小球漂浮于液面,将足量的铁粉投入烧杯中,充分反应后,观察到铁粉表面有色物质析出,有关的化学方程式为;若溶液体积变化忽略不计,则塑料小球浸入液体中的体积跟原来相比(填“变大”或“变小”或“不变”)解析这是一道理化综合应用题。首先,由于铁的金属活动性排在铜的前面,所以它能将硫酸铜中的铜置换出来生成红色的铜,同时溶液颜色也由蓝色逐渐变成浅绿色。其次,由于生成的硫酸亚铁质量小于参加反应的硫酸铜的质量,因而形成的溶液的密度小于原溶液的密度,根据阿基米德定律,塑料小球所受浮力将会变小,故浸入液体中的体积跟原来相比变大了。答案红;FECUSO4FESO4CU;变大例4铁是一种应用十分广泛的金属。下列有关铁的叙述中,不正确的是()A.铁制成铁合金可以改善金属的机械性能B.可用铁桶配制及储存农药波尔多液C.用铁锅炒茶可使其中增加微量元素D.铁与稀盐酸、稀硫酸反应可以制备亚铁盐解析铁及其化合物是日常生活中最常见的原材料。本题的目的是考查铁的性质。结合学习经验和生活经验,纯铁质软,而其合金的的硬度较大,这就使铁的性能得到了改善;由于铁能置换出硫酸铜溶液中的铜,从而使波尔多液失效,所以我们不能用铁桶来配制和盛放波尔多液;在用铁锅炒茶的过程中,由于机械摩擦力的作用会使一些铁的微小颗粒混入茶中,增加了铁这一微量元素的含量;铁与稀盐酸、稀硫酸反应分别生成氯化亚铁和硫酸亚铁,在这两种物质中,铁都显+2价,它们都属于亚铁盐。答案B。【常见误区】1.认为凡是排在前面的金属都能把它后面的金属从其盐溶液中置换出来。实际上,某些活动性很强的金属(如钾、钙、钠等)在投入到盐的溶液中时,将首先与溶液中的水发生反应,整个反应是一系列的综合反应,较为复杂。2.不注意总结规律,死记硬背。如铁所参加的置换反应都生成亚铁盐,知道了这一规律,在书写有关的化学方程式时就不至于发生错误了。再如,金属的活动性越弱,它就越容易以单质的形态在自然界中存在,如金。3.误将结论当作现象。如铁与硫酸铜溶液反应的现象应当是铁的表面有红色的固体覆盖,有的同学就说成是铁的表面有铜生成。【基础演练】1铁是一种应用广泛的金属,下列有关铁的说法中,正确的是()A铁丝在氧气中燃烧生成氧化铁B铁在干燥的空气中容易生锈C铁是地壳里含量最多的金属元素D用铁锅炒菜可使食物中增加微量铁元素2从金属利用的历史来看,先是青铜器时代,而后是铁器时代,铝的利用则是近百年的事。与这个先后顺序有关的是()①地壳中的金属元素的含量;②金属活动性顺序;③金属的导电性;④金属冶炼的难易程度;⑤金属的延展性;A①③B②⑤C③⑤D②④3.将足量铁粉投入到硫酸和硫酸铜的混合溶液中,充分反应后过滤,则在滤液中含有的物质是()A硫酸铁B硫酸铜C硫酸D硫酸亚铁4.甲、乙、丙三种不同的金属,用甲制容器可盛放稀硫酸,灼热的乙在空气中不燃烧,而在氧气中剧烈燃烧,丙需保存在煤油中以防止氧化,则甲、乙、丙三种金属的活动性顺序是()A甲乙丙B乙丙甲C丙甲乙D丙乙甲5.下列化合物能由金属与酸发生置换反应直接制取的是()A.FECL3B.ZNCL2C.CUCL2D.CUSO46.小刚要验证镁、铁的金属活动性顺序,他通过实验观察到镁与盐酸反应比铁与盐酸反应,说明。如果要验证铜与镁、铁的金属活动性顺序,还须补做的实验是。7.镁、铁在日常生活中都有较广泛的用途。如(1)镁在空气中燃烧时,能发出耀眼的白光,可用来制造镁闪光灯,其反应的化学方程式为___________________________;(2)市场上出售的补血麦片中常含有微量颗粒细小的还原性铁粉,铁粉与人体胃液中的盐酸反应后转化为氯化亚铁,从而起到补血的作用,这个反应的化学方程式为__________________________。8.某兴趣小组对三种金属MG、TI钛、CU的金属活动性进行探究提出假设ATI金属活动性比MG强;BMG金属活动性比CU强查阅资料在相同条件下,金属与酸反应,产生气泡速度越快,则该金属活动性越强。实验设计同温下,取大小相同的这三种金属薄片,分别投入等体积等浓度的足量的稀盐酸中反应,观察现象。回答(1)三种金属中加入盐酸前都先用砂布将表面擦光亮,其目的是()A.除去氧化膜,利于直接反应B.使表面不平整,易反应C.使表面光亮,易观察现象D.使温度相同,易反应(2)填写下表的有关现象和结论TIMGCU与盐酸反应现象放出气泡速度缓慢放出气泡速度快结论原假设中不正确(填“A”或“B”或“AB”,理由;三种金属的活动顺序为〉〉9.为了测定某黄铜中锌的质量分数,某同学利用该合金与稀硫酸反应,进行了三次实验,所得相关的实验数据记录如下(实验中误差忽略不计)实验次数第一次第二次第三次所取合金的质量G252550所用稀硫酸的质量G120160100生成氢气的质量G040404(1)从上表数据分析,当所取合金与所用稀硫酸的质量比时,表明合金中的锌与稀硫酸中的硫酸恰好完全反应;(2)计算黄铜中锌的质量分数。课题3金属资源的利用和防护【考点透视】一、考纲指要1.知道一些常见的金属矿物;了解从铁矿石中将铁还原出来的方法,知道金属资源的现状和保护措施。2.认识铁生锈的危害,知道铁生锈的主要条件是与空气和水直接接触;记住几种有效防止铁生锈的方法。3.知道废弃金属对环境的污染,认识回收金属的重要性。二、命题落点1.结合对铁生锈的因素的思考,通过探究等形式来分析、判断其他一些“生锈”的条件,并由此交流防止“生锈”的方法和措施,如例2。2.以选择或填空题的形式考查对于金属资源的现状、合理开发与保护等方面的知识。3.考查金属腐蚀的危害及防止金属锈蚀的方法,如例1。4.根据铁与稀硫酸、硫酸铜等物质的化学反应方程式,结合溶液的质量分数,综合计算有关物质的质量或质量分数,如例3。5.有关根据铁的冶炼的化学方程式进行的不纯物质参加反应的计算。【典例精析】例1.(2005年锦州市)家庭生活中下列做法不能防止菜刀生锈的是()A.菜刀使用完后,用水洗净,并擦干B.久置不用时在菜刀表面涂一层食用油C.把菜刀存放在潮湿的地方D.用不锈钢菜刀取代普通菜刀解析厨房菜刀生锈是常见的事情,如何防止或减少菜刀的生锈是人们常提的问题。通过学习化学知识我们知道,铁的生锈是需要一定的外界条件的,如潮湿的环境就会给铁生锈创造有利的机会,所以想方设法隔绝水与菜刀的接触(如选项A、B)即可防止菜刀生锈。当然,如果能改变菜刀的制作材料(实际是改变了其内部结构)如选项D也可以防止其生锈。答案C。例2.请你参与某学习小组的探究活动,并回答相关问题发现问题小丽发现盛水的铁锅在与水面接触的部位最易生锈;小茜发现自己的铜制眼镜框表面出现了绿色的铜锈;小玲发现苹果切开不久,果肉上就会产生一层咖啡色的物质,好象生了“锈”一般。提出问题这三种物质“生锈”的原因是什么收集证据(1)回忆已有知识铁生锈的条件是。(2)查阅有关资料“铜锈”主要成分是CU2(OH)2CO3(俗称铜绿);苹果“生锈”是果肉里的物质(酚和酶)与空气中的氧气发生了一系列的反应,生成咖啡色的物质。(3)实验探究将四小块铜片分别按下图所示放置一个月,观察现象如下实验装置实验现象铜片不生锈铜片不生锈铜片不生锈铜片生锈且水面附近锈蚀最严重由实验可知,铜生锈是铜与水、、等物质共同作用的结果。得出结论经过交流讨论,三位同学认为这些物质“生锈”除了可能与水有关外,还可能都与(填物质名称)有关。(4)反思与应用利用所得结论进行填空①写出一种防止铁或铜等金属制品生锈的具体方法;②请你提出一条延长食品保质期的建议。解析这是一道典型的探究性试题,这类试题是近几年中考化学试题的“亮点”,几乎每套试题中都涉及到了这种试题。该题以三位同学所发现的“生锈”现象为切入点,通过发现问题→提出问题→收集证据→得出结论→反思与应用,告诉大家解决类似问题的具体操作方法及程序,并且在这一过程中提出了一系列问题让同学们进行解答。该题中的“反思与应用”所设问题是两个开放性试题,大家必须通过发散性思维,综合所学知识与该类问题在实际生活中的解决方法,才能得出准确、合理的答案。答案(1)铁与氧气和水同时接触;(3)氧气(或O2)、二氧化碳(或CO2);氧气、二氧化碳;(4)①保持金属制品表面的洁净和干燥(或表面镀上保护膜等);②将食品进行真空包装等。例3.(临沂市中考)我国劳动人民在很早以前就能冶铸黄铜,黄铜是铜和锌的合金,可用来制造机器零件、仪表及日用品等。某同学为测定某黄铜样品中铜的质量分数,进了如下实验称取8G该黄铜样品(已加工成粉末),放入一试管,然后向试管中逐滴滴入未知质量分数的稀硫酸,至恰好无气体放出为止,测得产生气体01G。(1)通过计算求出该黄铜样品中铜的质量分数;(2)若想求出该稀硫酸中溶质的质量分数,你认为还需测出哪些数据解析本题是依据化学方程式进行计算的综合性试题,具有一定程度的开放性,能较为深刻地考查大家的分析、综合及逆向思维能力。第(1)问是比较简单的根据化学方程式的计算,只要利用所产生的氢气的质量,即可求出样品中锌的质量,进而可求出样品中铜的质量分数,其结果为594%。对于第(2)问的分析与解答,确实需要综合思考。我们已经习惯于根据条件求结果,现在则是依据要求的结果由你自己确定还需要哪些数据(条件),这显然需要一种逆向的思维。结合第(1)问求出的结果,若想求出该稀硫酸中溶质的质量分数,那就要测出二者恰好完全反应时,所用稀硫酸的质量、或稀硫酸的体积和密度、或稀硫酸中溶剂的质量、或试管内物质的总质量。【常见误区】1.认为只有有效地防止金属的锈蚀才是保护金属资源的途径。实际上,保护金属资源,不仅要把防锈工作做好,更要注意及时回收利用废旧金属、合理开采矿物、寻找金属代用品等都是保护金属资源的重要途径。如例4。2.以为地壳中含量最多的金属因素就是世界上年产量最高的金属,殊不知,金属的冶炼需要一定的条件和设备,不同的金属冶炼的难度不同,不同的金属应用的范围也不同,地壳中含量多的,不一定就是世界上年产量多的。3.缺少必要的逆向思维的训练,不能有效地分析某些综合性、开放性强的试题,如例3等。【基础演练】1.下列情况常常会使铁制品锈迹斑斑的是()A.表面涂油B.任其风吹两淋C.表面喷漆D.表面保持干燥2下列铁制品在使用和保存时的注意事项不正确的是A避免铁制品长时间接触潮湿空气B应保持铁制品表面洁净干燥C用铁制容器盛装食醋D为防止机床生锈,在机床表面上涂油3.铝合金因具有坚固、轻巧、美观、易于加工等优点而成为现代家庭封闭阳台时的首选材料,这与铝合金的下列物理性质无关..的是()A.较小的密度B.较大的硬度C.良好的导电性D.较好的延展性4.下列金属的用途与性质不相应的是()A.用铜做电线是由于其导电性良好B.用钨做灯丝是因为其熔点高C.铁制品表面镀铬是由于铬硬且不易氧化D.用金做饰物是因为金的密度大5.下列方法①涂油②刷油漆③用砂纸擦④镀锌⑤用水洗干净⑥烤蓝,其中不能防止铁制品生锈的是()A.①③④B.②④⑥C.③④⑤D.③⑤6将铁矿石冶炼成铁的过程是一个比较复杂的过程,工业上高炉炼铁的原理是_________________,所发生的反应可用化学方程式表示为_____________________________。7.炼钢的主要原料是生铁,在古代,人们把烧红的生铁放在铁砧上反复捶打,最终可使生铁转化为钢,这也就是成语“百炼成钢”和“千锤百炼”的来历。请你根据所学知识,写出上述最关键一步的反应的化学方程式___________________________________。8.请用合理方法除去下列物质中含有的杂质。用化学方法除杂质的要写出化学方程式
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