第8单元-金属和金属材料总复习

第一部分教材知识梳理,第八单元金属和金属材料,中招考点清单,化学方程式梳理,1.化合反应：金属+氧气(1)铝在常温条件下反应：_(2)Mg、Fe分别在点燃条件下反应：_,4Al+3O22Al2O3,2Mg+O22MgO,点燃,3Fe+2O2Fe3O4,点燃,(3)Cu在加热条件下反应：_2.置换反应：活泼金属+稀酸盐+H2(1)Al、Mg、Fe、Zn分别与稀盐酸反应：_,2Al+6HCl2AlCl3+3H2,Mg+2HClMgCl2+H2,2Cu+O22CuO,Fe+2HClFeCl2+H2,_(2)Al、Mg、Fe、Zn分别与稀硫酸反应：_,Zn+2HClZnCl2+H2,2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2,Mg+H2SO4MgSO4+H2,Fe+H2SO4FeSO4+H2,Zn+H2SO4ZnSO4+H2,3.置换反应：金属+盐溶液铁制容器不能配制波尔多液：湿法冶铜_铝与硫酸铜溶液：_铜与硝酸银溶液：_锌与硫酸铜溶液：_,Fe+CuSO4FeSO4+Cu,2Al+3CuSO4Al2(SO4)3+3Cu,Cu+2AgNO3Cu(NO3)2+2Ag,Zn+CuSO4ZnSO4+Cu,新金属+新盐,4.复分解反应：金属氧化物+酸氧化铁与稀盐酸：_氧化铁与稀硫酸：_氧化铜与稀盐酸：_氧化铜与稀硫酸：_,Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2O,Fe2O3+3H2SO4Fe2(SO4)3+3H2O,CuO+2HClCuCl2+H2O,CuO+H2SO4CuSO4+H2O,5.高频考点：高炉炼铁的原理(不属于置换反应)一氧化碳还原赤铁矿：_一氧化碳还原磁铁矿：_,Fe2O3+3CO2Fe+3CO2,高温,Fe3O4+4CO3Fe+4CO2,高温,考点梳理,考点一常见的金属材料金属材料包括_和_。1.金属的物理性质(2012、2008年考查),纯金属,合金,导电,导热,紫红,黄,液态,【归纳总结】金属之最生活中应用最广泛的金属是_；地壳中含量最多的金属元素是_；熔点最高的金属是_；熔点最低的金属是_；人体中含量最多的金属元素是_。,铁,铝,钨,汞,钙,2.合金(高频考点)(2013、2012、2011、2008、2007年考查)(1)概念：合金是指在金属中加热熔合某些_或_，制得的具有金属特征的物质。合金属于_物。(2)特性：合金的_和_一般比组成它们的纯金属更高，_等也更好，熔点_。,金属,比较合金和纯金属的硬度,非金属,混合,密度,硬度,抗腐蚀性能,低,(3)常见的合金铁合金：生铁和钢是含碳量不同的两种铁合金，生铁的含碳量为2%4.3%，钢的含碳量为0.03%2%。钛合金：具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、机械性能好、抗腐蚀性能好等，被广泛用于火箭、导弹、航天飞机、船舶、化工和通信设备等。,钛合金与人体具有很好的“相容性”，因此可用来制造人造骨等。其他常见的合金：硬铝和黄铜。,金属材料一定只含有金属吗？试举例说明。至少有几种金属？,不一定，如铁合金由铁、碳等元素制成的。1种,考点二金属的化学性质(高频考点)(除2011、2007年外均考查)探究金属的性质1.金属与氧气反应(规律：金属+氧气金属氧化物)大多数金属可以与氧气反应，但反应的难易和剧烈程度不同。,(1)常温条件下：_铝与氧气反应：很好的抗腐蚀性(2)点燃或加热条件下：铁与氧气反应：_铜与氧气反应：_,4Al+3O22Al2O3,3Fe+2O2Fe3O4,点燃,2Cu+O22CuO,铝比铁更易与氧气或其他物质反应，但同样暴露在空气中，为什么铁比铝更易生锈？“真金不怕火炼”说明了金的什么性质？,因为铝会和氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，阻止其内部铝进一步被氧化。,说明金的化学性质稳定。,Mg+2HClMgCl2+H2,2.金属与稀酸反应(规律：金属+酸盐+氢气)(1)常见金属与酸反应,Mg+H2SO4MgSO4+H2,Zn+2HClZnCl2+H2,Zn+H2SO4ZnSO4+H2,Fe+2HClFeCl2+H2,Fe+H2SO4FeSO4+H2,【温馨提示】金属与酸反应都产生气泡，放出热量，但是多少有别；大多数溶液的颜色不发生变化，但铁反应后生成+2价，并且溶液由无色变为浅绿色。金属与酸反应后，溶液质量均增加。,(2)反应发生的条件：排在金属活动性顺序中_的金属与_发生反应。,氢前面,酸,3.金属与盐溶液反应(规律：金属+盐新盐+新金属)(1)反应发生的条件必须是_置换_(K、Ca、Na除外)。反应中盐必须_。,活动性强的,活动性弱的,可溶于水,2Al+3CuSO4Al2(SO4)3+3Cu,(2)常见金属与盐溶液的反应,Cu+2AgNO3Cu(NO3)2+2Ag,活动性顺序：铝铜银,所有的金属都能与稀盐酸或稀硫酸发生置换反应放出氢气吗？为什么？铁单质与稀盐酸、稀硫酸或盐溶液发生置换反应生成的是铁盐还是亚铁盐？,不是，只有位于氢前面的金属(K、Ca、Na除外)才能与稀盐酸或稀硫酸发生置换反应放出氢气。,生成的是亚铁盐。,4.置换反应(1)定义：由一种_与一种_反应，生成另一种_和另一种_的反应。(2)表达式：A+BCAC+B(3)特点：置换反应中一定存在化合价变化的元素。,单质,化合物,单质,化合物,5.金属活动性顺序(1)金属活动性顺序：【记忆口诀】金属活动性顺序可以每五个一组，按顺序记忆：,Mg,Zn,Cu,Ag,减弱,(2)金属活动性顺序的探究(详见实验突破栏目)(2010、2009年考查)：根据金属能否与稀盐酸、稀硫酸或可溶性金属的盐溶液反应进行判断。(3)金属活动性顺序的应用由金属活动性顺序可知排在氢(H)前的金属属于较活泼金属，排在氢(H)后的金属属于不活泼金属。,判断金属的活动性强弱：金属的位置越靠_，它的活动性就越_；判断金属与稀盐酸、稀硫酸是否发生反应：位于_前面的金属能置换出稀盐酸、稀硫酸中的_；判断金属与盐溶液能否发生反应：位于前面的金属能把位于后面的金属从其盐溶液中置换出来(除K、Ca、Na外)。,前,强,氢,氢,考点三金属资源的利用和保护1.金属的冶炼(详见实验突破栏目)(必考)(1)常见的铁矿石：赤铁矿(Fe2O3)、磁铁矿(含Fe3O4)等。(2)炼铁原料：_、_、CaCO3和空气。(3)主要反应_。,铁矿石,焦炭,3CO+Fe2O32Fe+3CO2,高温,2.金属的锈蚀和保护(1)金属锈蚀的条件(高频考点)(2013、2012、2011、2010、2009年考查)铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与空气中的_、_等发生了化学反应的过程，生成了铁锈，主要成分为_，用_可以除锈，反应化学方程式_。,氧气,水蒸气,氧化铁,盐酸,6HCl+Fe2O32FeCl3+3H2O,【特别提醒】久置的铜制品表面会锈蚀生成铜绿Cu2(OH)2CO3，铜绿是铜与空气中的氧气、水和_共同作用的结果。常温下铝具有良好的抗腐蚀性能，其原因是_。,二氧化碳,铝能与氧气发生反应生成致密的氧化铝薄膜，从而阻止了内层铝被进一步腐蚀,为什么安装在南方沿海的铁门比安装在北方的更容易生锈？,因为南方沿海空气潮湿，而北方空气相对比较干燥，潮湿的空气中含有较多的水蒸气，所以铁更容易生锈。,(2)防锈原理：隔绝氧气、水蒸气。(3)防锈措施：保持铁制品表面洁净干燥(如用过的菜刀擦干净)、在铁表面涂保护膜(如_、_、_:等)改变铁的内部结构制成合金(如不锈钢等)等,涂油,刷漆,镀耐磨和耐腐蚀的铬,(4)金属锈蚀条件的探究(详见实验突破栏目)(高频考点)(2013、2012、2011、2010年考查),3.金属资源的保护(1)防止金属的锈蚀。(2)金属的回收利用。(3)应有计划、合理地开采矿物，严禁不顾国家利益乱采矿。(4)寻找金属的替代品。,废旧金属没有什么利用价值，可以随意丢弃，这种做法对吗？为什么？,这种做法是错误的，废旧金属应回收利用，既可以保护环境，又可以节约资源。,考点四有关不纯物质的计算1.化学方程式所表达的物质间的质量关系都是参加反应的纯物质间的关系。2.纯物质的质量不纯物质的质量纯度不纯物质的质量(1-所含杂质的质量分数)。3.纯度：纯度是指在一定质量的不纯物质中纯物质所占的质量分数。,常考类型剖析,类型一金属材料,金属材料涉及的命题点主要有：地壳中含量最多的金属元素(铝)；合金的判断；金属的物理性质；纯金属与合金性质的比较。考查题型多以选择题为主，有时也会在综合应用题中出现。主要以文字叙述的形式考查，有时也会结合图片考查。,例1核潜艇的外壳是钛合金做的，下列有关钛合金的说法不正确的是()A.钛合金具有很强的抗腐蚀性B.钛合金属于金属材料C.钛合金是纯净物D.钛合金具有金属特性,C,变式练习金属是一类重要的材料，其应用十分广泛。(1)铝制成铝箔，利用了金属的什么特性？(2)黄铜片(铜锌合金)与纯铜片互相刻划后，纯铜片上有明显的刻痕，该实验探究的目的是什么？,利用了金属的延展性。,比较黄铜和纯铜硬度的大小。,反应的先后次序是：在金属活动性顺序中，排在越后面的金属，越易从它们的盐溶液里被置换出来。或者说：金属活动性相差越大，置换反应越易发生。,类型二金属与盐溶液反应滤液滤渣成分的判断,5：在Cu(NO3)2、AgNO3和Zn(NO3)2的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后，过滤，在滤出的固体上滴加稀硫酸，有气泡产生，则滤出的固体中一定含有滤液中一定含有的溶质的化学式上述过程中所发生的有关反应的化学方程式,6、向硝酸银和硝酸铜混合溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后再加入稀盐酸无明显现象.下列说法正确的是（）A.一定有铁粉剩余B.所得溶液中一定有Fe2+、Cu2+C.一定有银粉生成D.所得溶液中一定有Cu2+、Ag+,C,如果滤渣中有银和铜，则滤液中有Ag+Cu2+Fe2+,对吗？,8、向硝酸银溶液中加入一定质量的铝和铁的混合粉末，充分反应后过滤，得到滤渣和浅绿色溶液关于该滤渣和滤液的说法，正确的是（）A滤液中一定含有Al3+、Ag+B滤液中一定含有Fe2+、Ag+C滤渣中一定含有FeD滤渣中一定含有Ag,D,例2(14说明与检测题型示例)在Cu(NO3)2、Al(NO3)3和AgNO3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”)；,Al3+和Fe2+,小,有关反应的化学方程式为_(写出一个即可)。,Fe+2AgNO3Fe(NO3)2+2Ag或Fe+Cu(NO3)2Fe(NO3)2+Cu或Fe+H2SO4FeSO4+H2,1、等量金属与足量酸反应产生氢气的质量：AlMgFeZn,2、酸等量、金属足量，生成氢气质量相等，,例1、相同质量的镁、锌、铁分别与足量的稀硫酸反应，产生氢气的质量关系为，足量的镁、锌、铁与相同质量的酸反应，产生氢气的质量关系为，两份质量相等的锌分别与足量的稀盐酸和稀硫酸反应，产生氢气的质量关系为。,相等,镁铁锌,镁=铁=锌,类型三金属的锈蚀与保护,金属的锈蚀与保护常联系生产、生活实际问题在填空题或简答题考查，命题点主要有：除铁锈的原理；金属的锈蚀(条件、原理)；金属资源的回收利用；金属的防护原理。,例3乐乐同学是一个热爱劳动、善于观察的学生，在星期天帮助妈妈擦洗玻璃时，发现厨房的钢窗比卧室的钢窗锈蚀严重。请回答：(1)请你写出产生这一现象的原因。,厨房中的水蒸气比卧室中的水蒸气含量高(答案补充：厨房钢窗表面不洁净等合理答案均可),(2)在不拆掉此钢窗的前提下，如何防止钢窗进一步锈蚀？,将铁锈除掉，并在清洁和干燥的钢窗上刷上一层油漆答出除锈和刷油漆等符合实际操作即可(但必须先除锈),(3)金属资源储量有限且不能再生，为了保护金属资源，除防止金属的腐蚀外，你还有什么合理的建议？(答一点即可),回收利用废旧金属(答案补充：有计划、合理地开采矿物或寻找金属的替代品等答案合理均可),变式练习(14兰州)铁在下列哪种情况下最容易生锈()A.在干燥的空气中B.部分浸入食盐水中C.在潮湿的空气中D.浸没在植物油中,B,实验突破,实验一金属活动性顺序的探究8年考情总结：根据实验现象判断金属活动性顺序(2010年)；金属活动性顺序的实验设计(2009年)。1.实验原理根据金属能否与稀盐酸、稀硫酸或盐溶液反应进行判断。,是否产生气泡,前,后,强,2.实验方案设计(1)两种金属通用法：将一种金属()插入另一种金属()的盐溶液中，如果无明显现象，则两种金属活动性由强到弱的顺序为_，如果上有附着，则两种金属活动性由强到弱的顺序为_。特殊法：如果在金属活动性顺序中，一种金属排在氢前，另一种金属排在氢后，也可用稀盐酸(或稀硫酸)判断：,将两种金属分别插入等体积、等浓度的稀硫酸(或稀盐酸)中，如果上有气泡产生，上无明显现象，则两种金属活动性由强到弱的顺序为_。,(2)三种金属三种金属活动性的强弱，如果是不熟悉的三种金属(活动性顺序中没有的金属)，可通过两两间比较判断，但对常见金属(金属活动性顺序表中有的金属)这种方法很少用，常用如下两种方法：两固夹一液：试剂：活动性最强和最弱的两种金属单质和活动性居中的金属的可溶性盐溶液。操作方法：将两种金属分别插入盐溶液中，,观察现象(金属表面是不是有另一种金属析出及溶液颜色变化)，通过分析现象得出结论。两液夹一固：试剂：活动性居中的金属单质，活动性最强和最弱的金属的可溶性盐溶液。操作：将金属分别插入两种盐溶液中，观察现象(金属表面是不是有另一种金属析出及溶液颜色变化)，通过分析现象得出结论。()对更多金属，可以用酸先分组，转化为上述两种情况进行探究。,例(14沈丘县一模)如图为某学习小组探究金属化学性质时所做的四个实验，仔细分析后回答下列问题：,(1)描述A中的实验现象_。(2)写出C中反应的化学方程式_(3)要证明Cu、Fe、Ag的活动性顺序，至少要做的实验是_(填序号)。,铜丝表面出现一层银白色固体，溶液逐渐变成蓝色。,Zn+2HClZnCl2+H2,A、B,(4)分别描述B、C、D中的实验现象。(5)分别写出A、B、D中反应的化学方程式。,B中铁丝表面出现一层红色固体，溶液逐渐变成浅绿色；C中产生大量气泡，锌粒逐渐变小；D中产生气泡，溶液逐渐变成浅绿色。,Cu+2AgNO3Cu(NO3)2+2Ag；Fe+CuSO4FeSO4+Cu；Fe+H2SO4FeSO4+H2,(6)用B、C、D装置能验证Zn、Fe、Cu的活动性顺序吗？并说明理由。,不能；因为通过B可知铁比铜活泼，通过C和D可知锌和铁都排在氢前，但C使用稀盐酸、D使用稀硫酸，无法根据反应剧烈程度来判断锌和铁的活动性。,实验二金属的冶炼8年考情总结：冶炼金属(铁)的化学方程式的书写(2014、2013、2012、2011、2010、2009、2007年)；尾气处理(2009年)；焦炭的作用(2012年)；实验操作(2009年)；温度对实验的影响(2008年)；装置的顺序(2011年)。,一、铁的冶炼1.实验装置：如图所示。2.反应原理：_。,3CO+Fe2O32Fe+3CO2,高温,3.实验步骤：检查装置的气密性;将氧化铁粉末装入玻璃管后固定在铁架台上;点燃右端酒精灯;点燃酒精喷灯，给玻璃管通入一氧化碳;加热装有氧化铁的玻璃管;停止加热;停止通入一氧化碳;熄灭右端酒精灯。4.实验现象：点燃酒精喷灯后，可观察到玻璃管中固体由_色变为_色，澄清石灰水_。,红,黑,变浑浊,5.操作注意事项(1)装入药品前为什么要先检查装置的气密性？,由于实验有气体参加，并且参加反应的气体有毒，实验中需对气体产物进行检验，所以需保证装置的气密性良好。,(2)操作上为什么注意“一氧化碳早出晚归，酒精喷灯迟到早退”？,一氧化碳是可燃性气体，因此应该先通一氧化碳将装置中的空气排出后，才能点燃酒精喷灯；为防止还原出来的铁又被氧化，停止加热后仍需通一氧化碳，直至玻璃管冷却至室温。,(3)为什么此实验中需进行尾气处理？可如何处理？,一氧化碳是有毒气体，处理的方法有用酒精灯燃烧和气囊收集法。,6.实验改进：为减少一氧化碳的使用量，熄灭酒精喷灯后，可用止水夹将玻璃管两侧的导管关闭，使还原出来的铁在密闭装置中冷却。,二、氢气还原CuO1.实验原理:_。2.实验装置:如图所示。3.实验现象:试管中的固体由_色变为_色。,红,黑,H2+CuOCu+H2O,4.操作注意事项(1)试管口略向下倾斜，防止水蒸气倒流至试管底部导致试管炸裂。(2)操作上注意“氢气早出晚归，酒精灯迟到早退”。,例(14葫芦岛改编)如图所示是一氧化碳还原氧化铁的实验。请回答下列问题：,(1)写出一氧化碳还原氧化铁的化学方程式。,3CO+Fe2O32Fe+3CO2,高温,(2)处和处的现象分别是什么？(3)处酒精灯的作用是什么？,A处红色固体变为黑色固体B处澄清的石灰水变浑浊,将未反应完的CO点燃，防止污染空气,(4)写出B装置中发生反应的化学方程式。(5)实验时应该先通一氧化碳，然后再点燃酒精喷灯，其原因是什么？,Ca(OH)2+CO2