浙教版九上第二章金属材料与金属的化学性质.doc

九上第二章金属材料与金属的化学性质一、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，抗腐蚀性能更好合金铁的合金铜合金焊锡钛和钛合金形状记忆金属生铁钢黄铜青铜: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 （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。注意节约、环保。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，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稀硫酸镁镁剧烈反应，不断减少,产生大量气泡、放热、溶液变重很快Mg + 2HCl=MgCl2 + H2Mg + 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 +H2Zn + 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+ H2Fe+ H2SO4 =FeSO4+H2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：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：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（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（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Fe2O3xH2O。 （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，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1 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：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 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：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 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：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：XY B相对原子质量：XYC金属活动性：YX D消耗硫酸的质量：XY2 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 ab Ba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 （ ） AMgRCu BCuRMg CRMgCu DMgCuR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：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：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：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：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：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 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 （ ）AR的活泼性介于铜、银之间 BR能置换出酸中的氢CR的活泼性比铜强 DR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 （ ）AACB BCAB CCBA DABC 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02 g氢气，该合金中的元素可能是（ ）AZn 和Fe BCu和Au CZn和Cu DMg 和Al9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ABB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加入适量稀盐酸有微量气泡，固体全部溶解，得到澄清溶液加