浙教版九上第二章金属材料与金属的化学性质

九上第二章金属材料与金属的化学性质九上第二章金属材料与金属的化学性质 一 金属材料 一 金属材料 含金属单质 90 多种 和合金 几千种 1 金属的物理性质 1 常温下一般为固态 汞为液态 有金属光泽 2 大多数呈银白色 铜为紫红色 金为黄色 3 有良好的导热性 导电性 延展性 2 金属之最 1 地壳中含量最多的金属元素 2 人体中含量最多的金属元 素 3 目前世界年产量最多的金属 4 熔点最低的 金属 3 合金 由一种金属跟其他一种或几种金属 或金属与非金属 一起熔合而成 的具有金属特性的混合物 一般说来 合金的熔点比各成分低 硬度比各成分大 抗腐蚀性能更好 一般说来 合金的熔点比各成分低 硬度比各成分大 抗腐蚀性能更好 铁的合金铜合金 合金 生铁钢黄铜青铜 焊锡 钛和钛合 金 形状记忆金 属 成分 含碳量 2 4 3 含碳量 0 03 2 铜锌 合金 铜锡 合金 铅锡 合金 钛镍合金 备注 不锈钢 含铬 镍的 钢 具有抗腐蚀性能 紫铜为纯铜 熔点 低 注意 钛和钛合金 被认为是 21 世纪的重要金属材料 钛合金与人体有很好的 相容性 因此可用来制造人造骨等 1 熔点高 密度小 优点优点 2 可塑性好 易于加工 机械性能好 3 抗腐蚀性能好 注意 物质的组成影响其性质 性质决定其用途性质决定其用途 注意节约 环保 二 金属的化学性质二 金属的化学性质 1 大多数金属可与氧气的反应 黄金不能 真金不怕火炼 用于区别真假黄金 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 越活泼的金属 越容易与氧 气发生化学反应 反应越剧烈 请写出铁 铜 铝 镁与氧气反应的化学方程式 2 金属 酸 盐 H2 置换反应置换反应 等价交换 铁只生成 2 价 反应物反应现象反应速度反应方程式 稀 盐 酸 或 镁 镁剧烈反应 不断减少 产生大量气泡 放热 溶液变重 很快 Mg 2HCl MgCl2 H2 Mg H2SO4 MgSO4 H2 锌 锌剧烈反应 不断减少 产生大量气泡 放热 较快 Zn 2HCl ZnCl2 H2 Zn H2SO4 ZnSO4 H2 铁 反应缓慢 有气泡生 溶液由无色变为浅绿色 较慢 Fe 2HCl FeCl2 H2 Fe H2SO4 FeSO4 H2 稀 硫 酸 铜不反应 因其排在H后 3 金属 盐 另一金属 另一盐 条件 前换后 盐可溶 Fe CuSO4 Cu FeSO4 湿法冶金 原理 现象 铁钉表面有红色固体出现 溶液由蓝色变成浅绿色 溶液质量减轻 三 常见金属活动性顺序 三 常见金属活动性顺序 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au 金属活动性由强逐渐减弱 在金属活动性顺序里 金属的位置越靠前 它的活动性就越强 位于氢前面的金属能置换出盐酸 稀硫酸中的氢 不可用浓硫酸 硝酸 因为他们具有强氧化性 与金属反应不能生成氢气 而生成水 位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来 除 K Ca Na 金属活动顺序的判断 金属活动顺序的判断 依据能否反应及反应快慢推断 前换后 强换弱 实验设计 验证金属活泼性 选择药品 以三种金属中活泼性位于中间的那一种的单质加另外两种的盐溶液 或相 反 四 金属资源的保护和利用四 金属资源的保护和利用 1 金属矿物 矿石 概念 工业上把能用来提炼金属的矿物叫做矿石 常见的矿石 赤铁矿 Fe2O3 黄铁矿 FeS2 菱铁矿 FeCO3 铝土矿 Al2O3 黄铜矿 CuFeS2 辉铜矿 Cu2S 2 铁的冶炼 铁的冶炼 1 原理 在高温下 利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还 原出来 3CO Fe2O3 高温2Fe 3CO2 注意 装置要求 尾气处理 套气球或放一燃着的酒精灯 操作步骤 先通气再加热 目的 防止 CO 与空气混合受热爆炸 停止加热后 停气 目的 防止已生成铁又被氧化 袋装点燃掉尾气 目的 防止空气污 染 实验现象 固体由红变黑 质量减轻 因失氧 石灰水变浑浊 尾气能燃烧产 生蓝色火焰 2 原料 铁矿石 焦炭 石灰石 空气 常见的铁矿石有磁铁矿 主要成分是 Fe3O4 赤铁矿 主要成分 是 Fe2O3 注意 含 S 矿石易导致空气污染 焦炭作用 燃烧供热 产生高温 与 CO2反应生成还原剂 空气 供氧 2 铁的锈蚀 铁的锈蚀 1 铁生锈的条件是 铁与 O2 水接触 铁锈的主要成分 Fe2O3 铁生锈的主 要条件是与空气和水蒸气直接接触 铁制品锈蚀的过程 实际上是铁与空气中的氧气 水 蒸气等发生复杂的化学反应 铁锈的主要成分是 Fe2O3 xH2O 铜生铜绿的条件 铜与 O2 水 CO2接触 铜绿的化学式 Cu2 OH 2CO3 2 防止铁制品生锈的措施 原理是隔绝空气或水 破坏生锈条件 防锈措施 防止铁制品生锈 一是保持铁制品表面的洁净和干燥 二是在铁制品表面涂上 一层保护膜 防止铁与氧气和水的反应 例如 刷一层油漆 涂上一层机油 电镀 一层不易生锈的金属 如镀锌等 经加工使金属表面生成一层致密的氧化膜 如烤蓝 在金属表面覆盖搪瓷 塑料等 保持铁制品表面的清洁 干燥 表面涂保护膜 如涂油 刷漆 电镀 烤蓝等 制成不锈钢 铁锈很疏松 不能阻碍里层的铁继续与氧气 水蒸气反应 因此铁制品可 以全部被锈蚀 因而铁锈应及时除去 而铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜氧化铝薄膜 从而阻止铝进一步氧化 因此 铝具有很好的抗腐蚀性能 3 金属资源的保护 金属资源的保护和利用和利用 保护金属资源的途径 防止金属腐蚀 回收利用废旧金属 合理开采矿物 寻找金属的代用品 意义 节约金属资源 减少环境污染 五 知识考查点五 知识考查点 1 1 考查金属材料的判断 分类 特性和用途考查金属材料的判断 分类 特性和用途 该类题型命题点有 1 金属的分类 金属分为纯金属和合金两类 2 金属的物理特性和用途 大多数金属具有光泽 易导电和导热 有延展性 熔点高 密度大 硬度大等 例 1 下列应用在高铁列车上的材料 不属于金属材料的是 A 不锈钢 B 玻璃 C 铝合金 D 铜线 练习 练习 1 利用新技术能将不锈钢加工成柔软的金属丝 用它和棉纤维一起编织成性能 优良的劳保防护服 这是利用了不锈钢的 填序号 A 耐腐蚀性 B 延展性 C 导热性 D 导电性 2 铝 铁 铜是人类广泛使用的三种金属 与我们生活息息相关 按人类开始使用这三种金属的先后排序为 用元素符号表示 3 人们大量使用的是合金而不是纯金属 这是因为合金具有更多优良性能 例如钢比纯铁硬度 填 大 或 小 4 我国第四套人民币硬币从 1999 年开始发行 一元币为钢芯镀镍 Ni 伍角 币为钢芯镀铜合金 一角币为铝合金或不锈钢 1 铸造以上硬币用到的 材料都是 填 合成材料 或 金属材料 2 选择铸造硬 币的材料不需要考虑的因素是 填序号 A 金属的导电性 B 金属的耐腐蚀性 C 金属的硬度 D 金属价格与硬 币面值的吻合度 5 制作下列仪器时 要用到金属材料的是 A 蒸发皿 B 胶头滴管 C 燃烧匙 D 集气瓶 6 金属材料包括纯金属以及它们的合金 黄铜 含铜和锌 生铁都属于 2 2 考查金属的氧化与防护考查金属的氧化与防护 该类题型的命题点有 1 大多数金属都能与氧气反应 金不能 其难易和剧烈程度与金属 的活动顺序有关 金属越活泼越易与氧气反应 镁 铝常温时发生缓慢氧化 点燃时加快 铁 铜需要点燃或加热 2 铁 铜在潮湿的空气 氧气 里易生锈 加盐生锈更快 即与 水和氧气同时接触 铜生锈还有二氧化碳参加 例 2 将洁净光亮的铁钉在潮湿的棉花中比放在空气中更易生锈 主要原因 是 A 铁钉附近湿度增大 溶氧量增多 B 隔绝了氧气 C 温度更低 D 更易与二氧化碳反应 练习 练习 1 1 为预防自行车生锈 下列做法中不合理的是 A 车架表面喷涂油漆 B 钢圈表面镀防护金属 C 链条表面涂机油 D 露天放置 日晒雨淋 2 人类的生产 生活离不开金属 1 地壳中含量最高的金属元素是 2 在建筑工地露天放置的钢铁容易生锈 钢铁生锈实际是铁与空气中 的 发生化学反应 所以在钢铁表面涂油 刷漆等 能防止钢铁生锈 3 生活中铝制器皿在空气不易腐蚀的原因是 该反应的方程式是 反应类型是 3 3 考查金属与酸的置换反应考查金属与酸的置换反应 该类型题命题点有 1 金属的活动顺序 2 金属 多数含杂质 与酸的有关计算 反应前后溶液质量的变化 例 3 把某稀硫酸分为等体积的两份 放入两个烧杯中 分别加入等质量的 甲 乙两种金属 反应后金属都没有剩余 产生 H2的质量随时间 变化的趋势如图 下列说法正确的是 A 甲的活动性比乙强 B 甲的相对原子质量一定比乙 小 C 反应消耗等质量的硫酸 D 反应消耗等质量的金属 练习 练习 1 现有等质量的 X Y 两种金属 分别放入溶质质量分数 相同的足量稀硫酸中 产生氢气的质量与反应时间的关系如右图 所示 已知 X Y 在生成物中化合价均为 2 价 则下列说法中 不正确的是 A 生成氢气的质量 X Y B 相对原子质量 X Y C 金属活动性 Y X D 消耗硫酸的质量 X Y 2 Wg 铁与足量的稀硫酸充分反应产生 ag 氢气 Wg 锌与足量的稀盐酸充分 反应产生 bg 氢气 则 a 与 b 的关系是 A a b B a乙 丁 丙 B 丙 丁 乙 甲 C 丙 乙 丁 甲 D 乙 丁 丙 甲 4 金属 R 投入稀硫酸中 有气泡产生 镁条插入 R 的硫酸盐溶液中 有 R 析 出 则 R Mg Cu 的金属活动性顺序是 A Mg R Cu B Cu R Mg C R Mg Cu D Mg Cu R 设计实验验证金属活泼性设计实验验证金属活泼性 选择药品 以三种金属中活泼性位于中间的 那一种的单质加另外两种的盐溶液 或相反 练习 练习 1 某同学为了验证镁 铁 铜的活动性顺序 他选择了打磨过的铁 丝 你认为他还需要的另外两种溶液是 溶液和 溶 液 请根据选定的试剂写出上述实验中发生反应的一个化学方程式 2 市场上有一种含铁粉的麦片 食用后在胃酸作用下将铁粉转化为人体可吸收 的铁元素 反应的化学方程式为 这种麦片必须真空保存 原因是 3 用下列试剂验证铜 铁 铝三种金属的活动性顺序 能达到目的的是 填序号 A 硫酸铝溶液 B 硫酸亚铁溶液 C 硫酸铜溶液 除杂 除杂 化学方法 转化成原物质法 除硫酸亚铁中的硫酸铜就可加入铁粉 Fe CuSO4 FeSO4 Cu 溶解法 除去合金中的活泼金属 也可以用转化法 如除铜中少量铁就可加入足量盐酸后过滤 Fe 2HCl FeCl2 H2 练习 练习 除去铜锌合金中的锌可用方法是 对反应后所得物质的判断 对反应后所得物质的判断 依据 生成物 不参加反应的 过量的 催化 剂一定有 两者能互相反应的不可能同时存在 练习 练习 1 1 把铁粉和铜粉的混合物放入硝酸银溶液中 反应结束后有固体剩余 下列说法正确的是 填写字母序号 A 剩余固体肯定含有银 B 剩余固体肯定是银和铜 C 反应后溶液中一定有 Fe2 和 Cu2 D 反应后溶液中可能含有 Ag 和 Cu2 2 某金属加工厂生产过程中的废液含有少量的硝酸银和硝酸铜 为回收利 用资源和防止污染 该厂向废液中加入一定量的铁粉 反应停止后过滤 向所 得固体中中加入少量的稀盐酸 无气泡产生 则下列有关说法中正确的是 A 滤出的固体中一定含有银 可能含有铜 一定不含铁 B 滤出的固体中一定含有银和铜 一定不含有铁 C 滤液中一定含有硝酸亚铁 一定没有硝酸银 D 滤液中一定含有有硝酸亚铁 可能含有硝酸银和硝酸铜 5 5 考查金属的冶炼考查金属的冶炼 该类型题命题点有 1 金属越活泼 冶炼难度越大 在自然界中以化合物的 形式存在 需冶炼还原 2 铁冶炼的主要反应原理 实验操作注意事项 先通气 再加热 停止加热后停气 袋装点燃掉尾气 实验现 象 连接顺序等 3 冶炼中的保护气 如氩气 氢气等 例例 5 5 实验室里 用如右图所示装置还原氧化铁的过程中 可能生成四氧化 三铁 氧化亚铁或铁等固体物质 关于该实验 下列说法错误的是 A 实验时 试管中澄清的石灰水变浑浊 证明该反应有二氧化碳生成 B 实验结束时 玻璃管中红色的氧化铁粉末变成黑色 该产物不一定是铁 C 反应后 玻璃管中的固体物质的质量比反应前减少了 证明一定有铁生 成 D 为了减少空气污染 应增加尾气处理装置 六 中考链接六 中考链接 1 将垃圾分类回收利用 既节约资源 又防止污染 符合可持续发展的要 求 例如 破铁锅 坏车架 废弃易拉罐 旧电线和铝材下脚料等可归为一类 回收 它们属于 A 金属 B 氧化物 C 盐 D 有机物 2 下列与金属有关的说法正确的是 A 生铁和钢都是铁的合金 B 废旧电池可以随意丢弃 不会对环境造成污染 C 银的导电性比铜强 所以一般用银作电线 D 铁矿石在地壳中含量最丰富 可以随意开采 3 下列各组实验 不能说明铁和铜的金属活动性强弱的是 A 铁丝和铜丝分别插入稀硫酸 B 铁丝和铜丝分别插入氢氧化钠溶 液中 C 铜丝插入硫酸亚铁溶液中 D 铁丝和铜丝分别在氧气中点燃 4 某金属 R 与硝酸银溶液反应的化学方程式为 R 2AgNO3 R NO3 2 2Ag R 与硝酸铜溶液不发生反应 关于 R 的推断正确的是 A R 的活泼性介于铜 银之间 B R 能置换出酸中的氢 C R 的活泼性比铜强 D R 的活泼性比铜强 银都弱 6 对 A B C 三种金属活动性的实验研究过程如下 1 取大小相等的三种 金属片 分别放入 CuSO4溶液中 一段时间后 A C 表面出现红色物质 B 表 面没有现象 2 取大小相等的 A C 两种金属片 分别放入相同的稀盐酸中 A C 表面都产生气泡 但 A 产生气泡的速度明显比 C 的快 则 A B C 三种金 属的活动性顺序是 A A C B B C A B C C B A D A B C 7 在天平两盘上的烧杯中 各放入质量相同的稀硫酸 调节天平至平衡 分别 向两边烧杯各加入 5g 镁和 5g 铁 镁和铁全部反应而消失后 天平的指针 A 偏向加铁的一边 B 偏向加镁的一边 C 仍停留在原来的位置 D 无法 确定 8 某合金 6 g 与足量的稀硫酸充分反应后 如果生成 0 2 g 氢气 该合金中 的元素可能是 A Zn 和 Fe B Cu 和 Au C Zn 和 Cu D Mg 和 Al 9 有等质量的 A B 两金属 相对原子质量 Ar A Ar B 将 A 放入质量 分数为 15 的稀硫酸中 B 放入质量分数为 15 的稀盐酸中 在反应中 A B 均 为正二价 产生氢气的质量随反应时间变化曲线如右图 下列说法正确的是 A 产生氢气的速率 A B B 反应后 A B 一定都有剩余 C 消耗的稀硫酸和稀盐酸质量一定不相等 D 消耗 B 的质量一定小于 A 的质量 10 化学和我们的日常生活息息相关 化学科学的发展促进了人类社会文明的 进步 提高了人们的生活质量 请你用化学方程式解释下列问题 用盐酸除去铁制品表面的铁锈 该反应的基本类型是 11 在 Cu NO3 2 A1 NO3 3和 AgNO3伍的混合溶液中加入一定量的铁粉 充 分反应后过滤 向滤出的固体上滴加稀硫酸时有气泡产生 则反应后所得溶液 中含有的金属离子有 反应后溶液的质量比原混合溶液的质量 填 大 或 小 有关反应的化学方程式为 写出 一个即可 12 为研究锌和铝的金属活动性 某研究小组进行了如下探究 1 小明设计的实验方案 向表面积相同的铝片和锌粒中分别加入盐酸 写出锌与盐酸反应的化学方程式 2 小芳将去膜和未去膜的铝片分别放入盐酸中 发现前者比后者反应快 原因是 3 小芳在 2 实验中 还观察到有 灰黑色沉淀 这一异常现象出现 提出问题 铝与盐酸反应出现的灰黑色沉淀的组成是什么 查阅文献 铝在颗粒较小时为灰黑色 AlCl3为无色透明晶体或白色而微 带浅黄色的固体 易溶于水和乙醇 提出合理假设 假设 a 该灰黑色沉淀可能含有 假设 b 该灰黑色沉淀可能含有 AlCl3 假设 c 该灰黑色沉淀可能含有难 溶于酸的物质 设计并完成实验 取灰黑色沉淀分别进行如下实验 实验编号实验操作实验现象