第8讲金属和金属材料

1、第8讲 金属和金属材料望子成龙学校望子成龙学校 徐老师徐老师中考考试内容及考查要求中考考试内容及考查要求 1.了解金属的物理特性；能区别典型金属与典型非金属；认识金属材料在生产生活和社会发展中的重要作用 2.了解常见金属与氧气、常见酸（稀盐酸和稀硫酸）及盐溶液的反应 3.了解防止金属腐蚀的简单方法 4.知道一些常见的铁矿和铝矿 5.了解从铁矿石中将铁还原出来的方法 6.知道在金属中加入其他元素可改变金属材料的性能；知道生铁和钢等是重要的金属合金 7.认识废弃金属对环境的污染；认识回收金属的重要性 考点考点1 1金属材料金属材料 1金属材料：包括金属材料：包括_和和_。2合金：在金属中加热熔合某

2、些金属合金：在金属中加热熔合某些金属(或非金属或非金属)形成的具有形成的具有_的物质。的物质。硬度一般比各成分金属硬度一般比各成分金属_，熔点一般比，熔点一般比各成分金属各成分金属_，抗腐蚀性更好，所以合，抗腐蚀性更好，所以合金比纯金属具有更广泛的用途。金比纯金属具有更广泛的用途。 纯金属纯金属 合金合金 金属特性金属特性 大大 低低 几种重要金属比较几种重要金属比较金属 颜色导电传热性 延展性 活泼性 特性铁Fe银白色较好好较活泼 铁磁性铝Al银白色好好活泼抗腐蚀性铜Cu紫红色良好很好稳定金Au黄色良好很好很稳定钛Ti银灰色很好好稳定极好的抗腐蚀性 表面易形成致密的Al2O3保护层 铁合金铁

3、合金生铁生铁钢钢（含碳量不同）（2%4.3%）硬度比纯铁硬 （0.03%2%）硬度、抗腐蚀性能增强 铁合金铁合金可铸不可锻可铸也可锻注意：注意： 在纯氧中，铁能剧烈燃烧，生成黑色的四氧化三在纯氧中，铁能剧烈燃烧，生成黑色的四氧化三铁；而在潮湿的空气中，铁则易发生缓慢氧化生成红色的三铁；而在潮湿的空气中，铁则易发生缓慢氧化生成红色的三氧化二铁，是铁锈的主要成分。氧化二铁，是铁锈的主要成分。 人类使用金属材料的历史：人类使用金属材料的历史：目前，产量居前三位的金属依次是目前，产量居前三位的金属依次是 。石器时代石器时代青铜器时代青铜器时代铁器时代铁器时代铝的利用铝的利用钛的利用钛的利用铁铁 铝铝

4、铜铜金属共同的物理性质金属共同的物理性质常温下它们都是固体（汞除外）常温下它们都是固体（汞除外）有金属光泽（多数为银白色）有金属光泽（多数为银白色）导电性好导电性好传热性好传热性好延展性好延展性好三好一光泽三好一光泽考点考点2 2金属的物理性质金属的物理性质 1、金属的化学性质、金属的化学性质大多数金属能与氧气反应（大多数金属能与氧气反应（化合反应化合反应）金属金属 + 氧气氧气 金属氧化物金属氧化物大多数金属能与盐酸、稀硫酸反应（大多数金属能与盐酸、稀硫酸反应（置换反应置换反应）金属能与盐溶液反应（金属能与盐溶液反应（置换反应置换反应）金属金属 + 酸酸 盐盐 + H2金属金属 + 盐盐 新

5、金属新金属 + 盐盐（H元素前的金属元素前的金属）（活泼金属置换不活泼的金属（活泼金属置换不活泼的金属,盐可溶）盐可溶）考点考点3 3金属的化学性质金属的化学性质 金属活动顺序性的应用：金属活动顺序性的应用：1 1在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，它的活动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。性就越强。2 2在金属活动性顺序里，位于在金属活动性顺序里，位于氢前面氢前面的金属能置换出稀的金属能置换出稀盐酸、稀硫酸中的盐酸、稀硫酸中的氢元素氢元素。 3 3在金属活动性顺序里，位于前面的金属能把位于后面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盐的的金属从它们盐

6、的溶液溶液里置换出来。里置换出来。 钾钾 钙钙 钠钠 镁镁 铝铝 锌锌 铁铁 锡锡 铅铅 氢氢 铜铜 汞汞 银银 铂铂 金金K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au金属活动性，由强逐渐减弱金属活动性，由强逐渐减弱考点考点4 4金属活动性顺序金属活动性顺序 4 4Fe与酸、盐反应一般生成亚铁盐（与酸、盐反应一般生成亚铁盐（Fe2+） 。 Mg + 2HCl = MgCl2 + H2 Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2 Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2 Fe + 2HCl = F

7、eCl2 + H2 Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2 金属金属 + 酸酸 盐盐 + H2Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu金属金属 + 盐盐 新金属新金属 + 盐盐2Al + 3 CuSO4= Al2( SO4)3+ 3CuCu + 2AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag现象现象铝士矿铝士矿Al2O3黄铜矿黄铜矿CuFeS2矿石：工业上把能用来提炼金属的矿物叫矿石矿石：工业上把能用来提炼金属的矿物叫矿石赤铁矿赤铁矿Fe2O3磁铁矿磁铁矿Fe3O4考点考点5 5铁的冶炼铁的冶炼 金属的存在形式：自然界中的金属多数以化合物金属的存在形式：自然界中的金属多数以化合物

8、形式存在，少数（金、银）有单质存在形式存在，少数（金、银）有单质存在 工业炼铁的反应原理工业炼铁的反应原理：在高温下，利用焦炭与氧气反应在高温下，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生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。考点考点5 5铁的冶炼铁的冶炼 工业炼铁的原料及作用工业炼铁的原料及作用： 铁矿石、焦炭、石灰石、空气铁矿石、焦炭、石灰石、空气工业炼铁的设备：高炉工业炼铁的设备：高炉焦焦 炭：提供热量，产生还原性的炭：提供热量，产生还原性的CO铁矿石：提供铁元素铁矿石：提供铁元素石灰石：将矿石中的二氧化硅转变为炉渣石灰石：将矿石中的二氧化硅转变为炉渣空空 气：助燃气：助燃工

9、业炼铁的产品：生铁工业炼铁的产品：生铁现象：现象： 红色红色粉末粉末变成变成黑色黑色Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2高温高温澄清的石灰水变浑浊澄清的石灰水变浑浊CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O用酒精灯点燃尾气的作用是用酒精灯点燃尾气的作用是防止防止CO污染空气污染空气2CO + O2 2CO2点燃点燃实验注意事项实验注意事项先通入一氧化碳气体，排尽装置内的空气，防止一氧化碳与空气混合先通入一氧化碳气体，排尽装置内的空气，防止一氧化碳与空气混合加热后，发生爆炸。加热后，发生爆炸。实验完毕后要继续通入一氧化碳气体，直到玻璃管冷却，一是防止高实验完毕后要继续通入一氧化碳

10、气体，直到玻璃管冷却，一是防止高温下的铁与空气接触，被氧化为氧化铁，二是还可防止澄清石灰水倒吸。温下的铁与空气接触，被氧化为氧化铁，二是还可防止澄清石灰水倒吸。CO早出晚归，酒精喷灯迟到早退 实验室：一氧化碳还原氧化铁（实验室：一氧化碳还原氧化铁（Fe2O3）铁锈的组成：（铁锈的组成：（Fe2O3xH2O），混合物，很疏松，不），混合物，很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水等反应，因此铁制品能阻碍里层的铁继续与氧气、水等反应，因此铁制品可以全部锈蚀。可以全部锈蚀。钢铁生锈的条件：钢铁生锈的条件：潮湿的空气即潮湿的空气即 水水 氧气氧气考点考点6 6铁的锈蚀铁的锈蚀注意：铝、锌等金属比铁不易生

11、锈，其注意：铝、锌等金属比铁不易生锈，其原因是在铝、锌的表面生成了一层致密的氧原因是在铝、锌的表面生成了一层致密的氧化膜，可防止内部金属继续被氧化，从而形化膜，可防止内部金属继续被氧化，从而形成成“自我保护自我保护”。 金属防腐蚀的方法： 改变金属的内部结构改变金属的内部结构制成合金钢，如不锈钢制成合金钢，如不锈钢 形成保护层隔绝空气形成保护层隔绝空气 刷油漆、涂油、烧制搪瓷、电镀上一层耐腐刷油漆、涂油、烧制搪瓷、电镀上一层耐腐蚀的金属、通过化学方法使表面形成氧化蚀的金属、通过化学方法使表面形成氧化物薄膜等物薄膜等 放干燥处放干燥处 保持铁制品表面干燥和洁净保持铁制品表面干燥和洁净考点考点7

12、保护金属资源的方法： 防止金属的腐蚀 回收利用废旧金属 有计划、合理地开采矿物 开发替代品D 典例剖析典例剖析 1.（2012宜宾）先取甲、乙、丙、丁宜宾）先取甲、乙、丙、丁四种金属粉末，分别投入相同浓度的稀盐酸中，四种金属粉末，分别投入相同浓度的稀盐酸中，只有甲、乙能产生气体，乙反应更剧烈；再取只有甲、乙能产生气体，乙反应更剧烈；再取一小块丁投入丙的硝酸盐溶液中，丁的表面有一小块丁投入丙的硝酸盐溶液中，丁的表面有丙析出。则甲、乙、丙、丁四种金属的活动性丙析出。则甲、乙、丙、丁四种金属的活动性顺序为顺序为()A甲乙丙丁甲乙丙丁B乙甲丙丁乙甲丙丁C丁丙乙甲丁丙乙甲 D乙甲丁乙甲丁丙丙2.（201

13、2江苏南京，18题，2分）现在有铁和另一种金属组成的混合物，在5.6g 该混合物中加入100g一定溶质质量分数的稀盐酸，两者恰好完全反应，产生氢气的质量为m ,下列说法正确的是（ ）A.若混合物为Fe、Al，m可能是0.2gB.若混合物为Fe、Zn，m可能是0.2gC.若混合物为Fe、Zn，m可能是0.1g，则该混合物中铁的质量分数为50%D.若混合物为Fe、Al，则稀盐酸中溶质质量分数一定大于7.3%D 典例剖析典例剖析3.（2011南昌市）有等质量的南昌市）有等质量的A、B两金属，相对两金属，相对原子质量原子质量Ar（A）Ar（B），将），将A放入质量分数为放入质量分数为15%的稀硫酸中，

14、的稀硫酸中，B放入质量分数为放入质量分数为15%的稀盐酸中，的稀盐酸中，在反应中在反应中A、B均为正二价，产生氢气的质量随反应均为正二价，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产生氢气的速率产生氢气的速率AB B反应后反应后A、B一定都有剩余一定都有剩余 C消耗的稀硫酸和稀盐酸质量一定不相等消耗的稀硫酸和稀盐酸质量一定不相等 D消耗消耗B的质量一定小于的质量一定小于A的质量的质量C 典例剖析典例剖析4. （2011.绵阳市）相同质量的绵阳市）相同质量的Mg、Fe分分别与稀盐酸作用，产生别与稀盐酸作用，产生H2的质量的质量m(H2)

15、与与加入稀盐酸的体积加入稀盐酸的体积V（稀盐酸）关系如下（稀盐酸）关系如下图所示，其中正确的是图所示，其中正确的是（ ） 无解无解 典例剖析典例剖析5. （2011泰州市）把某稀硫酸分为等体积的泰州市）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、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。下列说法正确的的质量随时间变化的趋势如图。下列说法正确的是是 （ ）A甲的活动性比乙强甲的活动性比乙强 B甲的相对原子质量一定比乙小甲的相对原子质量一定比乙小C反应消耗等质量的硫酸反应

16、消耗等质量的硫酸 D反应消耗等质量的金属反应消耗等质量的金属D 典例剖析典例剖析6. （2012年湖北武汉，年湖北武汉，8题，题，3分）分）.向向AgNO3溶液中加入一定质量的溶液中加入一定质量的Al和和Fe的混合粉末，充的混合粉末，充分反应后过滤，得到滤渣和浅绿色滤液。关于分反应后过滤，得到滤渣和浅绿色滤液。关于该滤渣和滤液有下列四种说法：该滤渣和滤液有下列四种说法：向滤渣中加入稀盐酸，一定有气泡产生。向滤渣中加入稀盐酸，一定有气泡产生。向滤渣中加入稀盐酸，一定有沉淀产生。向滤渣中加入稀盐酸，一定有沉淀产生。滤渣中一定含有滤渣中一定含有Ag。滤液中一定含有滤液中一定含有Fe(NO3)2，一定

17、不，一定不AgNO3，可能含有可能含有Al(NO3)3。以上说法正确的个数为以上说法正确的个数为( )A. 0个个 B. 1个个 C. 2个个 D. 3个个B 典例剖析典例剖析7. （2012江西，江西，8题，题，2分）小明发现分）小明发现月饼盒里的脱氧剂部分呈红褐色，查月饼盒里的脱氧剂部分呈红褐色，查阅资料得知脱氧剂中含有铁粉和活性阅资料得知脱氧剂中含有铁粉和活性炭。他猜想这包脱氧剂中可能含有：炭。他猜想这包脱氧剂中可能含有：Cu和和C；Fe2O3和和C；Fe3O4和和C；Fe3O4、C和和Fe；Fe2O3、C和和Fe。其中猜想合理的是（。其中猜想合理的是（ ）A B C DC 典例剖析典例

18、剖析 8.（2012佛山）炼铁的原理是利用一氧佛山）炼铁的原理是利用一氧化碳与氧化铁反应，某同学利用该原理设计了化碳与氧化铁反应，某同学利用该原理设计了一个实验，实验装置如图一个实验，实验装置如图62所示。所示。 典例剖析典例剖析红色粉末变黑色红色粉末变黑色 石灰水变浑浊石灰水变浑浊 外焰外焰 先通入先通入CO再开始加热再开始加热 先停止加热再停止通入先停止加热再停止通入CO 除去反应剩余的除去反应剩余的CO(或防止或防止CO污染空气污染空气) 典例剖析典例剖析9. （2011.临沂市）相同质量的临沂市）相同质量的M、N两种活泼金属，两种活泼金属，分别与足量的稀盐酸在室温下发生反应（分别与足量的稀盐酸在室温下发生反应（M、N在生在生成物中的化合价为均