江西省中考化学 第一部分 教材知识复习 第八单元 金属和金属材料课件.ppt

第八单元金属和金属材料 一 金属材料1 金属材料包括 以及它们的 2 金属的物理共性 1 金属都是 的 均有 光泽 具有 性 性和 性 2 常温下除汞 俗名叫水银 为液态外都是 除铜呈 色 金呈 外金属一般呈 色 注 上述金属的物理共性一般是指整块金属 如果是粉末状 则不一定有上述共性 如铁粉是 色 铜粉是 色 且无金属光泽 有金属光泽的 是金属 如石墨 不同金属的熔点 导电性 导热性 延展性 硬度 密度等差别较大 纯金属 合金 不透明 金属 导电 导热 延展 固体 紫红 黄色 银白 黑 红 不一定 3 金属之最地壳中含量最多的金属元素 铁 钙 人体和生物中含量最多的金属元素 目前世界年产量最多的金属 铝 铜 最常见 使用最广的金属 导电 导热性最好的金属 铜 金 铝 熔点最高的金属 熔点最低的金属 硬度最大的金属 最早使用的金属 4 影响金属应用的因素 1 物质的 主要因素 2 金属的价格 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因素 铝 铝 钙 铁 铁 铁 银 银 钨 汞 铬 铜 性质 5 合金 1 合金是指在 中加热熔合其他金属或非金属形成的具有金属特性的 物 注 合金中至少含有一种金属单质 金属化合物不是合金 由于合金的性能更好 更容易适合于不同的用途 故合金种类远比纯金属多 2 与纯金属相比 合金一般具有如下性能 合金的组成与纯金属不同 合金的 和 比组成它的各成分金属的 抗腐蚀性更 更低 3 常见的合金 铁合金 生铁含碳量2 4 3 钢含碳量0 03 2 两者性能不同和根本区别都是 不同 钛和钛合金 具有熔点高 密度小 可塑性好 易于加工 机械性能好 突出的 性能 与人体具有良好的 相容性 被认为是21世纪的重要金属材料 其他如黄铜 青铜 硬铝 焊锡 武德合金等 金属 混合 硬度 强度 大 强 熔点 含碳量 抗腐蚀 二 金属的化学性质 归纳为 氧 酸 盐 1 金属与氧气反应 金属能与o2发生化合反应生成 1 2mg o22mgo 镁在空气或氧气中能剧烈燃烧 常温下也能反应 2 4al 3o2 2al2o3 铝与空气中的氧气反应 其表面生成一层致密的 薄膜 阻止铝进一步氧化 故铝的 好 铝在氧气中能剧烈燃烧 3 3fe 2o2fe3o4 铁丝在氧气中能剧烈燃烧 常温下 几乎不与氧气反应 4 2cu o22cuo 铜在空气或氧气中均不能燃烧 常温下 几乎不与氧气反应 5 真金不怕火炼 说明金在高温时也不与氧气反应 金的化学性质 根据金属与氧气反应的 及反应的 可以判断金属的活动性强弱 大多数 金属氧化物 al2o3 抗腐蚀性能 很不活泼 或很稳定 难易 或反应条件的高低 剧烈程度 2 金属与稀盐酸 稀硫酸反应 1 金属活动性顺序中 金属能与稀盐酸和稀硫酸发生 反应生成 镁 铝 锌 铁与稀盐酸反应的化学方程式为 镁 铝 锌 铁与稀硫酸反应的化学方程式为 2 规律小结 反应规律 氢前 金属 酸 稀盐酸和稀硫酸 盐 h2 共同现象 有 产生 金属逐渐溶解或消失 注意 镁 铝 锌与酸反应 伴随明显的 现象 铁与酸反应生成 价的亚铁盐 溶液由无色变为 色 金属与生成的氢气的关系 设金属为m 化合价为 n 则有 m n 2 位于氢前面的 置换反应 盐和氢气 mg 2hcl mgcl2 h2 2al 6hcl 2alcl3 3h2 zn 2hcl zncl2 h2 fe 2hcl fecl2 h2 mg h2so4 mgso4 h2 2al 3h2so4 al2 so4 3 3h2 zn h2so4 znso4 h2 fe h2so4 feso4 h2 气泡 放热 2 浅绿 3 酸与金属反应的曲线图 曲线图一 图1中的x可以表示反应生成的盐或氢气的质量或消耗的金属或酸的质量 图2中的x可以表示剩余的金属或酸的质量 曲线图二 产生等质量氢气曲线图当足量的金属与等质量酸反应产生的氢气或足量的酸与投入的金属的量恰好反应生成等质量的氢气时的反应 如24g镁 65g锌和56g铁与足量酸反应 符合上图 曲线图三 等质量等价金属图等质量且化合价相同的金属与足量的酸反应产生的氢气符合上图 由图可知 等质量且化合价相同的金属与足量的酸反应时 相对原子质量越小 产生的氢气越多 曲线图四 等质量不等价金属图等质量但化合价不同的金属与足量的酸反应产生的氢气符合上图 曲线图五 等质量的金属与足量的酸反应生成的氢气符合上图 3 金属与盐溶液反应 1 金属能与某些盐溶液发生置换反应 如 mg feso4 mgso4 fe mg cuso4 mgso4 cu 2al 3cuso4 al2 so4 3 3cu zn feso4 znso4 fe fe cuso4 feso4 cu fe 2agno3 fe no3 2 2ag cu 2agno3 cu no3 2 2ag 以上反应能证明金属的活动性强弱 2 规律小结 反应规律 金属 前置后 盐 可溶 新金属 新盐 可溶 其中金属不能是 和 盐不能是 盐 盐 盐 盐和铁盐 实验现象一般可以描述为 金属表面覆盖或析出一层 色的固体 溶液由 色变为 色 钾 钙 钾 钙 钠 镁 钠 4 置换反应 1 定义 由一种 和一种 反应生成另一种 和另一种 的反应 2 特点 二变二 反应物和生成物中均有单质和化合物 反应中一定有元素化合价 3 字母表达式 a bc b ac 4 类型 h2 金属氧化物 金属 h2o c 金属氧化物 金属 co2 金属 稀盐酸 或稀硫酸 盐 h2 金属 盐 新金属 新盐 单质 化合物 单质 化合物 改变 三 常见金属的活动性顺序1 熟记常见金属的活动性顺序2 常见金属的活动性顺序的应用 1 依据金属活动性顺序中 的金属总是比 的金属更活泼 前强后弱 直接判断金属的活动性 如 铜 银 铝 铁 钾五种金属的活动性强弱顺序是钾 铝 铁 铜 银 2 依据金属活动性顺序中 只有排在 的金属才能把酸溶液中的氢置换出来生成氢气 前置氢 后不置氢 判断金属能否置换出酸溶液中的氢 如 铜 银 铝 铁四种金属中 铝和铁能与稀盐酸反应生成氢气 而铜 银不能 特别注意 当把多种氢前面的金属加入酸溶液中时 的金属先反应 然后是第二活泼金属 以此类推 先强后弱 如 把镁 锌 铁 铜四种金属同时投入足量的稀硫酸中 则反应的先后顺序是镁 锌 铁 铜在氢的后面 不反应 前面 后面 氢前面 最活泼 3 依据金属活动性顺序中 只有排在 的金属才能把排在 的金属从其盐溶液中置换出来 前置后 后不置前 判断金属能否置换出盐溶液中的金属 特别注意 钾 钙 钠不符合这一规律 它们会先和水反应 盐不能是钾盐 钙盐 钠盐 镁盐和铁盐 如 钠投入硫酸铜溶液中 钠不能置换出铜 当把一种金属加入含有多种盐的溶液中时 则金属先把 的金属从其盐溶液中置换出来 然后再置换出第二不活泼金属 以此类推 先弱后强 但不能把排在其前面的金属从其盐溶液中置换出来 如 向agno3 cu no3 2 al no3 3的混合溶液中 加入足量的zn粉 则zn先与agno3反应 agno3反应完后 再与cu no3 2反应 zn与al no3 3不反应 当把多种金属加入到一种盐溶液中时 则 的金属先与盐溶液反应 然后是第二活泼金属反应 以此类推 先强后弱 如 在足量的硫酸铜溶液中加入锌粉 铁粉和银粉 则锌粉先与硫酸铜反应 锌粉反应完后 铁粉再与硫酸铜反应 银粉与硫酸铜不反应 前面 后面 最不活泼 最活泼 3 设计实验证明三种金属的活动性顺序的方法方法一 试剂 两端 中间金属的盐溶液 操作 把两种金属单质分别投入中间金属的盐溶液中 根据现象判断金属的活动性 方法二 试剂 中间金属单质 两端 操作 把中间金属单质分别投入两端金属的盐溶液中 根据现象来判断金属的活动性 方法三 试剂 三种金属单质和稀盐酸或稀硫酸 操作 把三种金属单质分别投入稀盐酸或稀硫酸中 根据反应快慢及能否反应来判断 注意 用这种方法 则三种金属中至少要有两种金属在氢前面 否则不可以 同时 要求金属的形状要相同 酸溶液的浓度 温度等要相同 金属单质 金属的盐溶液 方法四 试剂 足量的三种金属单质和稀盐酸或稀硫酸 酸溶液只取一次 操作 方法是按活动性由弱到强的顺序加入金属 注 至少要有两种金属在氢前 如 要证明铁 锌和铜的活动性强弱 采用以下方法 把锌 铜分别投入硫酸亚铁溶液中 观察现象 把铁投入硫酸锌溶液和硫酸铜溶液当中 观察现象 把相同形状的锌 铁和铜分别投入等质量相同浓度和温度的稀盐酸或稀硫酸中 观察现象 往盛有稀盐酸的试管中加入铜 观察现象 再取出铜 加入足量的铁 观察现象 充分反应后 最后加入锌 观察现象 4 要比较两种金属的活动性 则可以从金属与氧气 酸溶液或盐溶液反应三个方面来考虑设计 四 金属资源的利用与保护1 绝大多数金属在自然界中以 的形式存在 只有极少数化学性质 的金属如金 银等有 存在 2 矿石 1 常见的矿石及主要成分 赤铁矿 磁铁矿 铝土矿 等 2 我国矿物资源的现状 世界上少数几个矿物资源比较齐全的国家之一 矿物储量丰富 有些储量居世界前列 但是人均资源少 化合物 很不活泼 单质 fe2o3 fe3o4 al2o3 3 铁的工业冶炼 高炉炼铁 1 主要设备 2 主要原料 和空气 3 主要反应原理 4 主要产品 5 注意 在高炉中由下到上发生的反应为 石灰石的主要作用 将矿石中的sio2转变为炉渣 焦炭的作用 提供 产生还原剂 高炉 铁矿石 焦炭 石灰石 3co fe2o32fe 3co2 生铁 3co fe2o32fe 3co2 c o2co2 co2 c2co 高温 一氧化碳 4 铁的锈蚀与防护 1 铁生锈的条件 铁与 和 同时接触 铁生锈实际上是铁与空气中的氧气 水蒸气共同作用的结果 铁锈主要成分是 铁锈很疏松 铁制品可以全部被锈蚀 2 除锈方法 刀刮 打磨或少量 多次滴加 3 防锈措施 首先要保持铁制品表面 在金属表面形成保护膜 如 烤蓝 形成搪瓷或在金属表面形成致密的氧化膜 制成 氧气 水 氧化铁 砂纸 稀盐酸 或稀硫酸 洁净 干燥 刷漆 涂油 镀金属 合金 5 金属资源的保护措施 1 防止金属的锈蚀 2 回收利用废旧金属 节约金属资源和能源 降低金属生产成本 减少对环境的污染 3 有计划 合理地开采矿物 严禁不顾国家利益的乱采矿 4 寻找金属的代用品 经典考题 讲练 考点1金属材料及金属的物理性质 例1 2016 福州 下列与金属相关的说法正确的是 a 生铁和钢的性能完全相同b 炼铁过程只发生物理变化c 常温下所有金属均为固态d 铁在潮湿的空气中易生锈 解析 本题考查金属的性质 生铁硬而脆 易断 钢较硬 有良好的延展性和弹性 性能不完全相同 矿石炼铁用还原剂与铁的化合物反应 属于化学变化 常温下并不是所有金属均为固态 例如汞在常温下是液态的 铁生锈与水和氧气有关 所以铁在潮湿的空气中更容易生锈 答案 d d 训练1 2016 苏州 下列说法正确的是 a 所有金属都呈银白色b 铁制品在潮湿的空气中不易生锈c 铁是地壳中含量最高的金属元素d 工业炼铁的主要原理是用一氧化碳与铁矿石在高温下反应生成铁 d 考点2金属的化学性质 例2 2016 邵阳 小军欲探究x y z三种金属的活动性顺序 他做了如下实验 把x和y分别放入稀硫酸中 x表面产生大量气泡 y表面无现象 把y放入z的硝酸盐溶液中 y表面有z析出 则x y z三种金属的活动性顺序是 a x y zb z y xc y x zd x z y 解析 本题考查了金属活动性顺序的应用 把x和y分别放入稀硫酸中 x表面产生大量气泡 y表面无现象 说明x在氢前 y在氢后 把y放入z的硝酸盐溶液中 y表面有z析出 说明了y排在z的前边 即三种金属的活动性顺序为x y z 答案 a a 训练2 2016 河北 下列验证zn fe ag三种金属活动性顺序的实验方案中 表示未进行金属与盐溶液之间的实验 不能达到实验目的的是 a ab bc cd d c 考点3铁的冶炼及金属资源的保护 例3 2016 贺州 下列有关说法正确的是 a 铁在潮湿的环境中比在干燥的环境中更容易生锈b 铝制品不用涂任何保护层来防腐 因为铝不与空气反应c 镁在氧气中燃烧 发出耀眼的白光 生成黑色固体d 我国的矿物储量比较丰富 所以废旧金属应直接扔掉 没有必要回收 解析 本题考查铁的化学性质 铁的锈蚀及金属资源的保护 铁生锈实际上是铁与空