2012年化学总复习金属和金属材料专题复习.doc

化学总复习专题1 金属和金属性质 一、教学内容：中考第一轮复习身边的化学物质（四）金属和金属材料 二、考点清单了解金属的物理特性。知道常见金属的化学性质，了解防止金属锈蚀的简单方法。了解常见金属的活动性顺序。了解从铁矿石中将铁还原出来的方法。知道生铁和钢等重要合金。知道废弃金属对环境的影响。 三、全面突破知识回顾：（一）金属的物理性质1、金属的物理性质及其应用：金属的物理性质体现金属物理性质的应用具有金属光泽贵重金属可做装饰品机械强度大可制作多种工具等延展性好汽车外壳、钢丝绳等导电性好做电线、电缆导热性好铁锅、铝铲等2、几种常见金属的特性铁：铁制品在潮湿的空气中容易生锈，是世界上年产量最高的金属，容易被磁铁吸引。铜：在潮湿的空气中，表面会生成绿色的铜绿（碱式碳酸铜）铝：在空气中能形成一层致密的氧化物薄膜，起到了保护作用，耐强酸的腐蚀。 （二）合金合金是在金属中加热熔化某些金属或非金属，制得具有金属特性的物质。合金可以是金属与金属、金属与非金属的混合物。但是，制造合金并不是把金属（或非金属）融合在一块，合金的形成是有条件的。金属之间在形成合金时，一般要求一种金属的熔点不能高于另一种金属的沸点，它们必须在某一温度下均能呈熔化状态。制得的合金的性能是完全不一样的，但是它们一般都具有以下特性：1、合金比它的各种成分金属具有许多良好的物理的、化学的、机械上的等方面的性能。例如，由铁、铬、镍制得的不锈钢，具有很强的耐腐蚀性能。2、一般地说，合金的熔点比它的各组成成分金属的熔点都低。例如，铝硅合金的熔点为564，比铝、硅的熔点都低。铋、铅、锡、镉制得的武德合金因为熔点低，可制成电路的保险丝，以及自动灭火和防爆安全装置等。3、合金比它的各组成成分金属具有更好的强度和硬度，以及机械加工性能。例如，硬铝（含铜、镁、锰、铝）的硬度和强度都比纯铝大，几乎相当于钢材，而且密度还小。 （三）金属的化学性质：1、金属与氧气的反应金属条件反应方程式现象Mg常温下（在空气中）2MgO2 =2MgO银白色镁条在空气中表面逐渐变暗，生成白色固体。点燃时（在空气中或在氧气中）2Mg + O2 点燃 2MgO 剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成一种白色固体。Al常温下（在空气中）4Al+3O2 =2Al2O3银白色的表面逐渐变暗，生成一层致密的薄膜。点燃时（在氧气中） 4Al+3 O2 点燃 2Al2O3剧烈燃烧，放出大量的热和耀眼的白光，生成白色固体。Fe常温下，干燥的空气 常温下，在潮湿的空气中铁与空气中的氧气和水共同作用，会生成暗红色疏松的物质铁锈（Fe2O3xH2O）在氧气中点燃 3Fe2 O2 点燃 Fe3O4 剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成一种黑色固体。Cu常温下，干燥的空气 加热时2CuO22CuO铜丝表面逐渐变为黑色在潮湿的空气中2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2（OH）2CO3（此化学方程式不要求）铜表面生成一层绿色物质Au、Ag即使在高温下也不与氧气反应“真金不怕火炼”。结论：大多数金属都能与氧气反应，但反应的难易和剧烈程度不同。Mg、Al等在常温下就能与氧气反应；Fe、Cu等在常温下几乎不能单独与氧气反应，但在点燃或加热的情况下可以发生反应；Au、Ag等在高温时也不与氧气反应。2、金属与酸的反应金属现象反应的化学方程式稀盐酸稀硫酸稀盐酸稀硫酸镁剧烈反应，产生大量气泡，溶液仍为无色，试管壁发热，生成的气体能够燃烧并且产生淡蓝色火焰。Mg2HCl =MgCl2H2 MgH2SO4=MgSO4H2锌反应比较剧烈，产生大量气泡，溶液仍为无色，试管壁发热，生成的气体能够燃烧并且产生淡蓝色火焰。Zn2HCl =ZnCl2H2ZnH2SO4=ZnSO4H2铁反应缓慢，有气泡产生，溶液由无色逐渐变为浅绿色，生成气体能够燃烧并且产生淡蓝色火焰。Fe2HCl =FeCl2H2FeH2SO4 =FeSO4H2 铜不反应 结论：Mg、Zn、Fe的金属活动性比铜强，它们能置换出稀硫酸或稀盐酸中的氢。3、金属与盐溶液的反应实验操作现象反应的化学方程式质量变化应用铁丝浸入硫酸铜溶液中浸入溶液的铁钉表面覆盖一层紫红色的物质，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色FeCuSO4= CuFeSO4金属质量增加，溶液质量减少不能用铁制品盛放硫酸铜溶液（或农药波尔多液）铝丝浸入硫酸铜溶液中浸入溶液的铝丝表面覆盖一层紫红色的物质，溶液由蓝色逐渐变为无色2Al+3CuSO4=Al2（SO4）3+3Cu金属质量增加，溶液质量减少 铜丝浸入硝酸银溶液中浸入溶液的铜丝表面覆盖一层银白色的物质，溶液由无色逐渐变为蓝色Cu+2AgNO3=Cu（NO3）2+2Ag 金属质量增加，溶液质量减少 铜丝浸入硫酸铝溶液中无明显现象 结论：1.以上四种金属的活动性由强到弱的顺序为：AlFeCuAg2.活泼性强的金属能把活泼性弱的金属从其化合物溶液中置换出来。注意：1.此类反应一定在溶液中进行，不溶于水的化合物一般不与金属反应。2. K、Ca、Na活动性非常强，但不能用它们置换化合物中的金属，因为它们能同溶液中的水剧烈反应。 （四）金属活动性顺序 人们通过大量的实验验证得到常见金属的活动性顺序：应用：在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，它的活动性越强。在金属活动性顺序里，位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢。在金属活动性顺序里，位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的化合物的溶液里置换出来（K、Ca、Na除外）。 （五）一氧化碳还原氧化铁（1）仪器：铁架台（2个）、硬质玻璃管、单孔橡皮塞（2个）、酒精灯、试管、酒精喷灯、双孔橡皮塞、导气管。（2）药品：氧化铁粉末、澄清石灰水、一氧化碳气体（3）装置图：（4）步骤：检验装置的气密性；装入药品并固定；向玻璃管内通入一氧化碳气体；给氧化铁加热；停止加热；停止通入一氧化碳。（5）现象：红棕色粉末逐渐变成黑色，澄清石灰水变浑浊，尾气燃烧产生蓝色火焰。（6）化学方程式：3CO+Fe2O32Fe+3CO2 2CO+O22CO2Ca（OH）2+CO2=CaCO3+H2O（7）注意事项：与CO还原氧化铜的实验操作顺序一样，即先通入CO再加热，实验完毕，停止加热，继续通入CO至试管冷却。（8）尾气处理：因CO有毒，不能随意排放到空气中，处理的原则是将CO燃烧掉转化为无毒的CO2或收集备用。 （六）金属的锈蚀和保护1. 铁的锈蚀条件：有水和氧气2. 防锈的方法：保持干燥；隔绝氧气 【典型例题】例1下列有关金属和金属材料的说法不正确的是（ ）A铁有良好的导热性，常用来制作炊具B铜的化学性质不活泼，在潮湿的空气中不会生锈C废旧电池中汞的回收可减少对环境的污染D铝表面易形成致密的氧化膜可阻止铝进一步被氧化解析：铁做炊具是利用了它的导热性；回收废旧电池，是因为金属汞有剧毒；而铝的氧化膜起到了保护作用。铜在潮湿的空气中会与氧气、二氧化碳、水共同作用生成碱式碳酸铜Cu2（OH）2CO3。因此，B中的说法是错误的。答案：B。 例2在生产和生活中，大量使用的不是纯金属，而是它们的合金。合金与纯金属比较，其优越的性能有（答出一条即可） ，原因是 。解析：这道题主要考查了合金的特性以及产生这些特性的原因。根据我们所认识的有关合金的知识可知，合金的特性主要有耐腐蚀性、熔点低、硬度和强度大；造成合金这种特性的主要原因是金属的组成和结构发生了变化。答案：硬度大（或熔点高或不易被腐蚀等）金属的组成和结构发生了变化 例3钢铁的冶炼是人类文明的一个重要标志，下图是模拟炼铁的实验装置图。（1）请你写出冶炼生铁的化学方程式 ，（2）请写出一种证明产物中含铁粉的方法： （3）此装置有不完善的地方，请写出其中一种改进的方法 。解析：根据题给信息，能够很轻松的写出该反应的化学方程式，3CO+Fe2O33CO2+2Fe；要想进一步证明产物中含有金属铁，应该根据铁的有关性质来寻找方法，如能被磁铁吸引、能与盐酸反应生成气体、能与硫酸铜溶液反应生成红色的铜等。该装置中最不完善地方就是尾气的处理问题，应该点燃或者用气球收集起来。答案：（1）3CO+Fe2O33CO2+2Fe（2）用磁铁吸引，或者取出少量加入到酸溶液中，有气泡产生，溶液变浅绿色。（3）用点燃的酒精灯燃烧掉毒的尾气或者用气球收集。 例4下列化合物可以由金属和酸直接反应制取的是（） A氯化铜B. 氯化铁C.硫酸铁D.硫酸镁解析：在这里要考虑两个因素：金属必须是金属活动性顺序中排在氢的前面；由于Cu排在H 以后，不能和酸发生反应，所以A错。如果有铁，生成物必须是亚铁的盐。B、C中的Fe都是三价铁，也都不正确。正确答案为D。答案：D 例5向足量稀硫酸中加入适量铁粉，下列图象能正确表示其变化情况的是：解析：Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2 56 98 152 2反应中，生成物H2、FeSO4以及溶液的质量随着铁粉的反应而增大，反应结束后它们的质量不再发生变化；溶液的pH随反应的进行将逐渐增大，但不会大于7。解答：C 例6钢铁是我们日常生活中使用最广泛的金属材料之一。（1）生铁和钢都是 的合金，但钢的性能比生铁优良，这是因为生铁的含碳量比钢的含碳量 （填“多”或“少”）。（2）据统计，每年锈蚀的钢铁约占世界钢铁年产量的1/4，某同学为探究铁的锈蚀条件，将一枚洁净的铁钉放入敞口的盛有少量水的试管中（如图所示）。一段时间后，发现铁钉_（填“A”“B”或“C”）处最先生锈。该实验说明，钢铁常温下接触 和 最容易生锈，因此平时应注意保持铁制品 。（3）工业用稀硫酸对生锈的铁制品进行酸洗除锈，请写出稀硫酸与铁锈（主要成分是Fe2O3）反应的化学方程式 。 解析：钢铁在潮湿的空气中易锈蚀，分析铁钉在A、B、C三处部位所处的环境的差别，可判断出铁钉在B处最易生锈。答案：（1）铁 多 （2）B 氧气（或空气） 水 表面的干燥 （3）Fe2O3 + 3H2SO4 = Fe2（SO4）3 + 3H2O 例7小李同学在探究铁生锈的条件时，将铁钉浸没在试管里的食盐水中一段时间后，发现试管底部出现了黑色粉末，小李同学对此黑色粉末的组成作了如下几种猜测：FeFe2O3Fe3O4FeCl3 数种物质的混合物。（1）你认为小李同学的猜测中，不做实验就可排除的是： 和 （填序号），理由是 。你认为黑色粉末还可能是 ，理由是 。（2）设计一个实验方案验证黑色粉末是否为Fe粉： 。（3）小李同学将黑色粉末干燥后，用磁铁靠近，发现粉末能被磁铁吸引，于是得出结论：黑色粉末一定是Fe粉。你认为小李同学的结论对吗？ ，理由是 。解析：生活中所用的铁钉是铁碳合金，浸没在水中一段时间后，由于铁的锈蚀，使铁钉表面疏松而发生脱落现象产生黑色粉末，因此黑色粉末的组成可能是：碳粉、Fe、Fe3O4或数种物质的混合物，红棕色的Fe2O3和能溶于水的FeCl3则不可能。铁能与酸发生置换反应产生H2，所以可利用这一思路设计实验验证黑色粉末是否是Fe粉。能被磁铁吸引的可能是铁也可能是四氧化三铁。答案：（1） ；Fe2O3是红棕色的 ，FeCl3可溶于水。碳粉，制造铁钉的材料是铁碳合金 （2）取少量黑色粉末与稀盐酸反应，观察有无气体放出。不对，四氧化三铁也能被磁铁吸引。 例8把适量的稀硫酸倒入盛有过量的铁粉和少量的氧化铜的试管里，稍微加热，充分反应后，静置片刻过滤，滤纸上有 ，滤液里的溶质是 ，有关化学方程式为： ， ， 。解析及答案：本题考查硫酸的化学性质及金属与盐发生的置换反应。稀硫酸与铁反应，与氧化铜反应，在铁过量的情况下，铁又与硫酸铜反应，所以滤纸上有铜和铁，滤液中只有硫酸亚铁。 例9将一瓶盐酸分成两等份，并分别放入两个烧杯中，再将两个烧杯中分别加入等质量的镁、锌两种金属，等反应结束后，两种金属都有剩余。若镁、锌分别与盐酸反应生成的氢气的质量用a、b表示，则a、b两者的大小关系是（ ）Aab B. abC.a=bD.无法判断解析：此题是盐酸相同，镁、锌两种金属质量相等，且反应结束后，两种金属都有剩余，说明等质量的两份盐酸完全反应，根据盐酸的质量判断氢气的质量。答案是C答案：C 四、本讲小结：1金属的物理特性和常见金属的化学性质；2金属锈蚀的原理和防止金属锈蚀的简单方法；3炼铁的反应原理。 五、应考锦囊：各种题型都有可能出现。1了解金属的物理特性，能区分常见的金属和非金属；认识金属材料在生产、生活和社会发展中的重要作用，知道常见的金属与氧气的反应；了解防止金属锈蚀的简单方法，了解从铁矿石中将铁还原出来的方法，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；知道废弃金属对环境的污染，认识回收金属的重要性。2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，并能解释日常生活中的一些现象。 六、超前思维：（身边的化学物质-酸碱盐）1、盐酸和硫酸的物理性质：浓盐酸是无色有很强的刺激性气味的液体，这是因为浓盐酸有_性；浓硫酸具有很强的 性和腐蚀性，浓硫酸易溶于水，溶解时会放出大量的热。稀释浓硫酸时，应该_。2、稀盐酸和稀硫酸的化学性质：（1）与指示剂的反应：（2）与金属反应（ ）+ （ ）（3）与金属氧化物反应（ ）+ （ ）（4）与碱反应（ ）+（ ）（5）与碳酸盐反应（ ）+（ ）+（ ）3、氢氧化钠和氢氧化钙的物理性质： 氢氧化钠是 色 体，极易溶于水，溶解时会放出大量的热，具有强烈的腐蚀性，俗称_.氢氧化钠应密封保存，因为其易吸收空气中的 而潮解，且会与空气中的_反应而变质。氢氧化钙是白色固体粉末，俗称_，微溶于水，其水溶液又称_。溶解度随温度的升高而 4、氢氧化钙与氢氧化钠的化学性质（1）与指示剂的反应：（2）与某些非金属氧化物反应（ ）+ （ ）（3）与酸反应（ ）+（ ）（4）与盐溶液反应（ ）+（ ）5、氢氧化钠与氢氧化钙的用途用途NaOHCa（OH）2 1、 制肥皂、洗涤剂；2、 造纸业、纺织业、印染业；3、 气体干燥剂。 1、制烧碱、制漂白粉、制杀虫剂“波尔多液”2、建筑工业；3、改良酸性土壤。6、氢氧化钠与氢氧化钙的制法：制法NaOHCa（OH）2 工业制烧碱CaCO3CaO + CO2CaO+H2O = Ca（OH）2Ca（OH）2 +Na2CO3 = CaCO3 + 2NaOH CaCO3CaO + CO2CaO+H2O = Ca（OH）2 7、几种常见的盐化学名称氯化钠碳酸钠碳酸氢钠碳酸钙化学式NaCl（水溶液呈 性）Na2CO3（水溶液呈 性）NaHCO3（水溶液呈 性）CaCO3俗名 主要用途调味品、工业原料、配制生理盐水（0.9%）、消融公路积雪。广泛用于玻璃、造纸、纺织、洗涤剂的生产。蒸馒头、治疗胃酸过多症。发酵粉的主要成分；治疗胃酸过多症。用作建筑材料；补钙剂的成分。9、盐的化学性质：（1）金属盐溶液新金属新盐 （2）盐酸 新盐新酸Na2CO3+ HCl= NaHCO3+ HCl = CaCO3+ HCl =（3）盐碱 新碱+新盐 Ca（OH）2 +Na2CO3 = （4）盐盐 两种新盐CaCl2 +Na2CO3 = 【模拟试题】（答题时间：45分钟）一、选择题：1下列关于铁的有关说法中正确的是： A生铁会完全溶解在盐酸里 B盛水的铁桶最易生锈的部位是水面附近处C铁桶可用于盛放“波尔多液” D铁矿石用于炼铁是因为铁矿石中含有大量铁单质2钛和钛的合金被认为是21世纪的重要材料，它们具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工，钛合金与人体有很好的“相容性”。根据它的主要性能，下列用途不切合实际的是：A用来做保险丝 B用于制造航天飞机 C用来制造人造骨 D用于制造船舶3下列关于元素与人体健康关系的叙述中，错误的是：A缺铁会引起贫血 B缺钙易患佝偻病或发生骨质疏松C缺碘易患坏血病 D缺锌会引起生长迟缓、发育不良4铁是我们生活中常见的金属，有关铁的知识的认识符合实际的是：A生铁和钢是纯净物 B用CO还原铁矿石的反应是置换反应C铁在干燥的空气中易生锈 D人体缺铁会引起贫血5下列常见的材料中，属于金属材料的是：A玻璃钢 B陶瓷 C青铜 D聚乙烯塑料 6使用材料的变化标志着人类文明的进步，下列用品的材料不是通过化学变化制取的是：A铁器 B青铜器 C塑料制品 D石器7现榨的苹果汁在空气中会由淡绿色变为棕黄色。你猜测其可能的原因是：A苹果汁中含有OH- B苹果汁中含有Cu2+C苹果汁中的Fe2+ 变成Fe3+ D苹果汁中含有Na+8在下列情况下，埋在地下的铸铁管道腐蚀最快的是：A在潮湿、致密的土壤中 B在干燥、致密的土壤中C在潮湿、疏松的土壤中 D在干燥、疏松的土壤中9从人类利用金属的历史来看，先是青铜器时代，而后是铁器时代，铝的利用是近百年的事，这个先后顺序跟下列因素有关的是：地壳中金属元素的含量；金属活动性顺序；金属的导电性；金属冶炼的难易程度；金属的延展性。A B C D10检查钢质设备完好性的方法之一是：在被怀疑有裂纹处涂上10%的盐酸，过一段时间如观察到有粗线裂纹，表明该部分确有裂纹。请你分析产生粗裂纹的原因是：A裂纹处尘埃多，起催化作用 B裂纹处铁的表面积大反应快C裂纹里含有水分 D裂纹处的铁锈与盐酸发生了反应11在搪瓷和陶瓷器具表面釉质中含有极微量的铅（Pb）、镉（Cd）、锑（Sb）等有毒金属盐类，为防止中毒，不能长期盛放的下列物质是：A酱油 B食醋 C蔗糖 D食盐 121989年世界卫生组织把铝确定为食品污染源之一，铝在下列应用中应加以控制的是：制铝合金 制电线 制炊具 银色漆颜料 明矾净水 明矾与苏打制食品膨松剂 易拉罐 用氢氧化铝凝胶制胃舒平药品 包装糖果和小食品A仅 B仅 C仅 D仅 13收藏家收藏的清末铝制艺术品，至今保存完好，该艺术品未被锈蚀的主要原因是：A铝不易被氧化 B铝的氧化物容易发生还原反应C铝不易发生化学反应 D铝易氧化，但铝表面的氧化铝具有保护作用 二、填空题：1黄金是一种贵重金属，它不管是在水中、埋入地下还是在空气中长久放置都不易变质，由此说明黄金在自然条件下的化学性质比较 ，它主要是以 形式存在（填“单质”或“化合物”）。2已建成的南京长江大桥是世界上第一座弧线形钢塔斜拉桥。桥塔所用的钢材属于_（填“金属单质”或“合金”）。桥身钢结构覆盖氟碳涂料，可以保证50年不生锈，其防锈的原理是（根据生锈条件说明） 。3生铁含碳约为4%，钢含碳在2%以下。在古代，人们把在高温下烧红的铁反复捶打，最终使生铁转化为钢，这也是所谓“百炼成钢”的来历。请你写出上述转变过程中最关键一步反应的化学方程式 。4铁是自然界分布最广的金属元素之一，在地壳中的含量接近5%。铁矿石的种类很多，重要的有磁铁矿（主要成分Fe3O4）、赤铁矿（主要成分Fe2O3）等。（1）高炉中赤铁矿炼铁的主要化学方程式为 。（2）红热的铁能跟水蒸气起反应，生成一种具有磁性的黑色固体和一种可燃性气体，则此反应的化学方程式为 。在常温下，铁跟水不起反应。但是，在水和空气里的氧气等的共同作用下，铁容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。刷油漆是重要的放腐蚀措施之一，油漆防腐蚀的主要原理是： 。 5被誉为“江南小三峡”的南京胭脂河是明代初年开凿的一条人工运河，因其“石有胭脂色”而得名。胭脂河岸的那些红色石块的成分是什么？某研究性学习小组取一小块这种红色石块A，粉碎后对其成分进行实验探究，实验记录如下图所示。请你根据实验推断：A中含有的原子团是 （写离子符号）。B中肯定含有的溶质是 （写化学式）。写出实验中有关反应的化学方程式：_ 三、实验题：1某同学设计和进行了如下实验：将约0.4g表面光亮的铁丝绕成团，用水浸湿后，放进量筒中；将量筒倒置在装有蒸馏水的水槽中，并使量筒内的水面调至10.0mL的刻度处，固定；当量筒内的水面不再上升时，停止实验。如图所示。请回答：（1）铁丝表面的变化是： ；（2）上述（1）变化的条件是： ；（3）量筒内水面最后约在 mL刻度处（忽略铁丝体积和上升水柱压强的影响）；（4）如果你的自行车被雨淋湿后，你采取的防锈措施是： 。2现在许多食品都采用密封包装，但包装袋中的空气、水蒸气仍会使食品氧化、受潮变质，因此一些食品包装袋中需放入一些脱氧剂，以使食品保质期更长一些。甲、乙、丙三同学为了探究“脱氧剂”的成分，从某食品厂的月饼包装袋中取出“脱氧剂”一袋，打开封口，将其倒在滤纸上，仔细观察，脱氧剂为灰黑色粉末，还有少量的红色粉末。提出问题：该脱氧剂中的黑色、红色粉末各是什么？猜想：甲同学认为：灰黑色粉末可能是氧化铜、红色粉末可能是铜。乙同学认为：灰黑色粉末可能是铁粉，也可能还有少量的活性炭粉；红色物质是氧化铁。丙同学认为：灰黑色物质可能是氧化铜、活性炭粉，红色粉末可能是铜。（1）你认为 同学的猜想正确，其理由是 ；（2）设计一个实验方案来验证该同学的猜想是正确的。请填写以下实验报告：实验步骤预期的实验现象结论 （3）写出有关反应的化学方程式 3某校学生在探究金属的化学性质时，实验情况如下： 提出问题从上述实验现象中，你发现了什么问题？ 。猜想针对你发现的问题，就其原因，大胆提出你的一个猜想： 。设计方案根据你的猜想，任选下列实验用品，进行实验设计。实验用品：10%的稀硫酸、30%的稀硫酸、相同大小的铝片（若干）、氧化钠、试管、试管夹、酒精灯、镊子、药匙、砂