专题四 金属和金属矿物（讲解部分）

1、.专 题 四金 属 和 金 属 矿 物知识结构共性 常温下 多数金属为 银白色 固体 密度较大 熔点较高y物理性质 有良好的 导热性 导电性 延展性 机械加工性能及用途特性 铜呈 紫红 色 金呈 黄 色 汞为液体用途 由金属本身的性质 价格 资源 是否美观 使用是否便利是否便于回收和环保等因素决定纯金属 与氧气反应化学性质 与稀盐酸 稀硫酸反应 置换反应与金属的盐溶液反应金属 金属活动性顺序及其应用 详见考点清单 形成 一种金属与某些金属或非金属熔合在一起而形成的具有 金属特性 的物质强度和硬度比其组成金属 高性质合金 熔点比其组成金属 低金属和金属矿物 种类 铁合金 铝合金 铜合金 钛合金等

2、用途金属矿石以单质形态存在 金矿 银矿 矿石的存在形式与以化合物形态存在 铁矿石 铜矿石 铝矿石等金属活动性有关原理 在高温下 利用一氧化碳把铁从铁矿石里复原出来铁的冶炼 化学方程式金属资源的 利用和保护 工业炼铁 详见考点清单铁生锈的条件 铁与 水、氧气 直接接触金属的腐蚀与防护防锈措施 铁制品表面 涂油 刷漆 镀铬及改变内部结构防止 锈蚀回收利用金属资源的保护 寻找 替代品合理地 有方案地开采考点一 金属 金属的化学性质考点清单膜 使铝的抗腐蚀性比铁强金属 酸 盐 氢气 置换反应铁在纯氧中可剧烈燃烧点燃与 的反应 铁在潮湿空气中易生锈 铁锈的主要成分是与 反应 铁在枯燥空气中性质稳定点燃

3、化合反应 说明 铝在 空 气 中 与 氧 气 反 应 生 成 一 层 致 密 的 氧 化 铝 薄金属 盐 新金属 新盐 置换反应金属 金属活动性顺序中 位于前面的金属 除外 可把后面的金属从它的盐溶液中置换出来 后面的不能置换前面的 如 可与 溶液反响 而 与 不能反应盐 必须是可溶性盐 盐假设不溶于水 那么不能反应 如可与 溶 液 发 生 置 换 反 应 但 与不能反应 金属活动性顺序及其应用常见金属活动性顺序金属活动性逐渐减弱金属活动性顺序的应用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 金属的位置越靠后 它的稳定性就越强 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

4、中的氢 不可用浓硫酸 硝酸 氢后的金属不与酸发生置换反应此实验的加热仪器为酒精喷灯 目的是进步反响温度 高炉炼铁 工业炼铁原料 铁矿石 焦炭 石灰石 空气 设备 炼铁高炉在金属活动性顺序里 位于前面的金属 除 外 能把位于后面的金属从它的盐溶液中置换出来 前换 后 后 面 的不能置换前面的 此条不考虑氢前 氢后将多种金属放入同一种金属的盐溶液中或将一种金属放 入多种金属盐的混合溶液中 反响除遵守 前换后 原那么外 还同 时遵循 远间隔 先置换 的规律如 将铁和铜同时 放 入 硝 酸 银 溶 液 中 铁 先 发 生 置 换 反 应 将铁放入硝酸铜和 硝 酸 银 的 混 合 溶 液 中 铁 先 与

5、 硝 酸 银 溶 液 发 生置换反应 后与硝酸铜溶液发生置换反应注意 等 金 属 的 活 动 性 较 强 不 能 与 盐 溶 液 中 的盐发生置换反应浓硫酸 硝酸具有强氧化性 不能与金属发生置换反应 铁与酸或盐溶液发生置换反应 只能生成 价的亚铁盐不能生成 价的铁盐考点二 金属资源的利用和保护 铁的冶炼 实验室模拟炼铁实验高温炉内的反应高温高温高温高炉炼铁中两种重要原料的作用 焦炭 燃烧放热 进步炉温提供复原剂石灰石 将铁矿石中的 杂质转变为炉渣例 北 京， 分 用 型 玻 璃 管 进 行 微 型 实 验 如以下图所示 以下说法不正确的是原理高温或装置处红棕色粉末变为黑色处的反响为 处澄清石灰

6、水变浑浊证明有 生成 可利用点燃的方法进展尾气处理 解析 还原 的反响是在高温条件下进展的 书实验现象 玻璃管中的红色粉末变为黑色 假设玻璃管中 为 那么无明显现象 因为 与 均为黑色 洗气瓶中 澄清石灰水变浑浊 玻璃导管尖嘴处产生蓝色火焰实验注意事项 实验开场先通一氧化碳排尽玻璃管中 的空气 以免加热时发生爆炸实验完毕时先 停 止 加 热 继 续 通 入 一 氧 化 碳 至 温 度 降 低 到室温 防止生成的铁在高温时被氧化 同时防止石灰水进入灼 热的玻璃管内尾气处理 一氧化碳有毒 实验装置中必须有尾气处理装 置 一般采用以下 两 种 方 法 点 燃 和 收 集 另 外 还 可 以 直 接

7、将 导管转向酒精喷灯 既可防止 污染空气 又能充分利用尾气燃烧放出的热量 节约能源 如图写化学方程式时需标明反响条件 需配平 故选 答案 铁锈蚀条件的探究 铁的知识梳理图 “ 表示物质之间的转化易混易错 金属与酸、盐的反响规律及反响前后溶液质量的变化例 云南昆明， 分 向 和 混 合溶液中参加一定量的 和 的 混 合 粉 末 充 分 反 应 后 过滤 洗涤 得到滤渣和滤液 以下说法正确的有滤 渣 中 一 定 有 滤 液 中 可 能 有 影响金属与酸反响速率的因素 金属与混合盐溶液反响后滤渣、滤液成分的判断将铁粉不断加入 硝 酸 铜 硝 酸 银 硝 酸 锌 的 混 合 溶 液 中 由 于锌比铁活

8、泼 根据金属与盐溶液的反响规律可知 铁不与硝酸 锌发生反应 因此滤液中一定含有硝酸锌 滤渣中一定不含金属 锌 根据 远间隔 先置换 规律可知 铁首先与硝酸银溶液发生反 应 与硝酸银反响完成后 假设铁粉有剩余 铁才与硝酸铜发 生 反 应 最终剩余物的成分与参加铁粉的量有关 详细分析如下当滤液为蓝色时 滤渣中一定有 一定没有向滤渣中参加盐酸 有气泡产生 那么滤渣中一定有 可能有向滤 液 中 加 入 溶 液 无 明 显 现 象 那么 滤 液 中 一 定 有 可 能 有 滤 渣 中 可 能 有种 种 种 种 解析 根据金属活动性顺序 锌 铁 铜均比银活泼 均 能与 硝 酸 银 发 生 置 换 反 应

9、滤 渣 中 一 定 有 银 锌 先 与 硝 酸 银 反应 滤液中一定有硝酸锌 当参加的混合粉末较少 硝酸银 不 能 完全反 应 时 滤 液 中 有 硝 酸 亚 铁 硝 酸 铜 硝 酸 银 故 正 确当滤液为蓝色时 溶液中一定有硝酸铜 滤渣中一定没有能与 硝酸铜 反 应 的 锌 铁 滤 渣 中 一 定 有 银 可 能 有 铜 故 错 误向滤渣中加入盐 酸 有 气 泡 产 生 那么 滤 渣 中 一 定 有 铁 可 能 有 锌 因为有铁 故硝 酸 银 硝 酸 铜 完 全 反 应 滤 渣 中 一 定 还 有 铜 银 正确 向滤液中参加氯化钾溶液 无明显现象 那么滤液中 一定没有硝酸银 锌 铁 铜 中

10、锌 最 活 泼 锌 先 与 硝 酸 银 反 应 那么 滤液中一定有硝酸锌 假设锌的量较少 铁 铜参加反应 那么滤液中 有硝酸亚铁和硝酸铜 假设锌的量足够多 锌有剩余 那么滤渣 中 有 锌 铁 铜 故 正确 答案 方法一 金属活动性强弱的探究 两种金属 、 的活动性强弱探究将其中一 种 金 属 插 入 另 一 种 金 属 的 盐 溶 液 中 观 察 实 验 现象方案 将 插入 溶液中 方案 将 插入 溶液中 三种金属 、 的活动性强弱探究对给出金属按活动性排序变中间或变两边 两金一盐 或 两盐一金 方案 将 分别插入 溶液中方案 将 分别插入 溶液中 多种金属的活动性强弱探究 利用酸区分氢前金属

11、和氢后金属 利用两种或三种金属的活动性强弱探究方法进展探究例 广西南宁， 分 填写实验报告 实验目的 探究铜 铝 银的金属活动性顺序 实验过程在天平两边的托盘上分别放一只烧杯 调节天平至平衡 然 后分别加 入 等 量 的 不 同 金 属 和 等 量 的 同 种 酸 天 平 指 针 偏 转 情况实验结论 铜 铝 银的金属活动性顺序由强到弱为 解析 铝的化 学 性 质 活 泼 在 常 温 下 即 可 与 氧 气 反 应 生 成一层致密的氧化铝薄膜 打磨后 铝才能和 溶液反响置 换出红色的铜 要证明铜比银活泼 用 和 溶液反应 即 可 反响的化学方程式为 答案 实验过程实验结论变式训练 四川成都，

12、分 探究锌 铜 镁的金 属活动性时 以下现象 分析或结论正确的是盐酸的浓度可以不同 铜片外表有气泡 镁片的试管发烫 活动性 答案 解析 探究镁 锌 铜 金 属 活 动 性 顺 序 时 要 控 制 其 他 变 量相同 如盐酸浓度 体积以及金属的外表积等 错误 铜与盐酸不反应 看不到气泡 错误 镁片与盐酸反响剧烈 放出大量 的热 试管发烫 正确 活动性 错误方法二 对金属与酸反响产生氢气的图像的分析详见第 页方法清单 二 金属与酸反响的曲线方法三 金 属 与 酸 反 应 时，天 平 指 针 偏 转 问 题 的 解 题方法天平指针首先偏向放出氢气较慢的一侧 即金属活动性 较弱的一侧天平指针最终偏转情

13、况 假设放出氢气的质量相同 天平最终平衡 假设放出氢气的 质 量 不 同 天 平 指 针 最 终 偏 向 放 出 氢 气 较少的一侧例 在托盘天平的两边各放一只烧杯 调节天平至平衡 向两烧杯中分别注入足量的等质量 等浓度的稀硫酸 然后同时 向左 右两盘的烧杯中分别放入等质量的镁粉和铝粉 反响过程 中天平指针出现的现象是始终偏向右 先偏向左 后偏向右 始终平衡先偏向右 后偏向左 解析 镁比铝 活 泼 因 此 开 始 时 镁 与 稀 硫 酸 反 应 产 生 氢 气的速率较快 指针向右偏转 等质量的金属完全反响后 铝 产生的氢气比镁多 故指针最终会向左偏转 因此 正确 答案 变式训练 在托盘天平两边各放一只烧杯 调节至平衡 在两只烧杯里注入足量等质量 等浓度的稀盐酸 然后向 左 右 两烧杯中分别参加质量相等的 和金属 有气体产生时 天 平指 针 慢 慢 向 左 偏 转 指 针 偏 转 到 一 定 角 度 后 又 慢 慢 向 右 偏 转 反响完毕后 天平指针偏向右端 那么天平右端参加的金属 可能是 答案 解析 天平指 针 开 始 时 向 左 偏 转 说 明 右 边