金属和金属材料同步讲义-2022-2023学年九年级化学人教版下册

第八单元金属和金属材料

课题1金属材料

一、几种重要的金属

说到金属材料，我们应该不会感到陌生。家里的很多日常生活用品，如锅、刀、水壶、水龙头等，它们

大都是由金属材料制成的。金属材料包括纯金属以及它们的合金。

1.金属材料包括纯金属和它们的合金。

金属的种类有很多，而我们最常见的金属有铁、铝和铜。铜和铁是人类使用较早的金属，我国劳动人民

在商代就制造出了精美的青铜器，春秋战国时期就会冶铁和炼钢。（图8-1图8-2）

铝的利用要比铜和铁晚得多，那仅仅是100多年前的事情。但由于铝具有密度小和抗腐蚀等优良性能，

现在世界上铝的年产量已超过了铜，位于铁之后，居第二位。

图8-1东汉晚期的青铜奔马（马踏飞燕），图8-2河北沧州的铁狮子，铸造于953年，距今己有1000余年的

现已成为我国的旅游标志历史，狮高5.3m,长6.5m,宽3m,重约40t

2.金属的物理性质

看到图8-3来认识一下金属的一些物理性质。

仃延展性.能压成薄片6延展性.可以拉成丝能够弯曲

国8-3金属的-的物理性质和用途

（1）有光泽，有良好的导电性、导热性和延展性。

金属不仅具有以上一些共同的物理性质，还具有各自的特性。例如，铁、铝大多数金属都是银白色的，但

铜却呈紫红色，金呈黄色；在常温下，大多数金属是固态，但体温计中的汞却是液体；还有金属的导电性、

导热性、密度、熔点、硬度等物理性质差别也较大。

（2）金属的特性

①铁、铝等大多数金属呈银白色，但铜呈紫红色，金呈黄色。

②常温下大多数金属是固体，但汞是液体。

③金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等物理性质差别也比较大。

一些金场物理性质的比较

物理性质物理性质比较

导电性（以银的银铜金铝锌铁铅

导电性为7.9(ft),

(优)l(X)9974612717

100作标准）

金铅银铜铁锌铝

密度/(gem")

(A)19.311.310.58.927.867.142.70(小)

鸨佚铜金银铝锡

232(低)'

熔点/七(A)3410153510831064962660

硬度（以金刚石的铮铁银铜金铝铅

硬度为10作标准）《大）94-52.12.5*32.5-32-2.9I.S(小)

下面根据日常生活经验和表8-1所提供的信息，回答下列问题。

1.为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铝制？

点拨：因为铁的硬度比较大，而铝的硬度较小，并且铝有毒会对人体造成危害，不适于用来制造菜刀、镰

刀等物品。

2.银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银制？

点拨：因为银的价格昂贵，而且银的密度大，不易架设。

3.为什么灯泡里的灯丝用铝制而不用锡制？如果用锡制的话，可能会出现什么情

资料卡片

况？

点拨：灯泡里的灯丝用铝制而不用锡制是因为鸨是熔点最高的金属，高温时不易金属之最

熔化，而锡的熔点较低，如果使用锡作灯丝易熔化断开。

4.为什么有的铁制品如水龙头等要镀铭？如果镀金会怎样？地壳中含量最高的金属

元素----铝

点拨：水龙头镀铭是因为铁在潮湿的空气中容易生锈，格是硬度最大的金属，镀

人体中含量最高的金属

在铁的表面既耐磨、美观，又防锈，能延长水龙头的使用寿命；如果在水龙头表

元素——钙

面镀金，不仅增加成本，而且由于金的硬度较小，会使水龙头不耐用，从而缩短

目前世界年产量最高的

水龙头的使用寿命。金属----铁

通过以上问题，可以得出以下结论：导电、导热性最好的金

物质的性质在很大程度上绝定了物质用途，但这不是唯一的决定因素，还需要考属——银

虑价格、资源、是否美观，使用是否便利，以及废料是否易于回收和对环境的影

程度最高的金属----格

响等多种因素。

熔点最高的金属——鸨

3.用途主要由性质决定，还需考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利、废料

熔点最低的金属——汞

是否容易回收利用以及对环境的影响等。

密度最大的金属——维

4.资料卡片：“金属之最”

--、口5fc

为满足各种不同的需要，仅用纯金属是不够的，人们在生产实践中还制造出了许多的具有特殊性能的“新型

金属材料，，——合金。

那么，什么是合金？合金的性质与其组分金属有何不同？合金的应用范围怎样？我们常用的合金有哪些？

这就是我们下面所要学习的内容。

1.合金就是在金属中加热熔合某些金属或非金属形成的具有金属特性的物质。合金属于混合物。

我们熟知生铁和钢就是含碳量不同的铁的两种合金。生铁的含碳量为2%〜4.3%,钢的含碳量为0.03%〜

2%。除含碳外，生铁中还含有硅、锅等，钢如不锈钢中还含有铭、银等。由于在纯金属铁中熔合了一定量

的碳、镐或碳、铭、银等，这种组成的改变，使得合金性能也随之发生改变.例如，纯铁较软，而生铁比

纯铁硬；不锈钢不仅比纯铁硬，而且其抗锈蚀性能也比纯铁好得多。

合金与纯金属的性能有哪些差异呢？下面我们通过实验来进行探究。

2.合金与组成它们的金属性质的差异

【实验8-1】比较黄铜片（铜锌合金）和铜片、硬铝片（铝合金）和铝片的光泽和颜色;

将它们互相刻划，比较它们的硬度。

现象

性质比较

黄铜铜硬铝铝

图8-5比仅合金和纯金属的硬度

光泽和颜色有光泽黄色有光泽紫红色有光泽灰白色有光泽银白色

硬度黄铜比铜硬硬铝比铝硬

结论合金与组分金属的物理性质有差异，合金的硬度一般大于其组分金属

由实验可知，合金与纯金属相比,颜色和光泽都有所改变，并且合金的硬度大于组成它的纯金属。

（1）合金的硬度大于组成它们的金属

合金的熔点与其组分金属相比，又有何特点呢？

讨论查阅资料、了解焊锡（锡铅合金）和武德合金（铅、钝、锡、镉组成的合金）的用途。根据下表提

供的数据，你能得到什么启示？

纯金属合金

铅镉钿锡焊锡武德合金

熔点/℃32732127123218370

启示合金的熔点低于组成它的纯金禹

（2）合金的熔点低于组成它的纯金属。

我们常用的保险丝就是用武德合金制成的，熔点约为69℃。而组成它的金属胡、铅、锡、镉的熔点分别为

271°C、327℃、232℃、321℃。

通过学习，我们知道合金比组成它们的金属具有更好的性能。所以，我们在日常生活、工农业生产和科学

研究中使用的金属，大多数属于合金。目前，合金的品种已达几千种，远远超过金属自身的种类（90余种）。

表8-2列出了一些常见合金的主要成分、性能和用途。

点82•些常见合金的上要成分.性能和用途

合金主要成分主要性能主要用途

医疗器械、炊具、容器、

不锈钢铁、格、U抗腐蚀性好

反应釜

钢轨、挖掘机铲斗,坦克

镒钢铁、锌、碳韧性好、硬度大

装甲、自行车架

强度高、可塑性好、

黄铜铜、锌机器零件、仪表、日用品

易加工、耐腐蚀

强度高'可塑性好，

青铜铜、锡机器零件如拙承、齿轮等

耐磨、酎腐蚀

光泽好、耐磨.耐腐

白铜铜、镶钱币、代替钱做饰品

蚀、易加工

焊锡锦、铅熔点低焊接金属

铝、铜、镁、火箭、飞机、轮般等制造

硬铝强度却硬度好

硅业

18K°

金、银、铜光泽好、耐磨、易加工金饰品、钱币、电子元件

黄金

合金在人类生活和生产中具有极为广泛的应用，尤其是在科学技术日益发展的今天，新的金属和合金一直

在被不断地发展和应用。例如，钛和钛合金就是人们普遍重视和关注的一种新型金属材料。

3.钛和钛合金

钛和钛合金被认为是21世纪重要的金属材料•，有很多优良的性能，如熔点高，密度小，可塑性好，易于加

工，机械性能好等，尤其是钛和钛合金的抗腐蚀性能非常好，因此被广泛用于火箭、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”可用来制造人造骨等。

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

例2.食品包装袋中经常使用到铝箔，铝能制成铝箔是因为铝具有良好的)

A.导电性B.抗腐蚀性C.导电性D.延展性

例3.金属材料在现实生活中有极为重要的作用。下列金属材料的运用与金属所具有的性质不一致的是

（）

A.制造白炽灯泡一熔点高B.制造飞机一坚硬而质轻

C.制造装化工原料的容器一耐腐蚀D.制造保险丝一硬度大

例4.生铁和钢的主要区别是（）

A生铁和钢的主要成分都是铁，但二者的含碳量不同，性能也不同。

B生铁和钢都是碳的合金

C生铁就是含杂质较多的钢，钢就是含杂质较少的生铁。

D生铁是混合物，钢是纯净物。

例5.下列各组物质中属于纯净物的一组是（）

A.不锈钢、黄铜B.24K金、铜导线C.生铁、钢D.钱币、铜钟

例6.下列关于合金的说法正确的是（）

A.合金中至少有两种金属B.合金缺少金属光泽

C.合金中的元素以化合物的形式存在D.钢的含碳量比生铁的低

例7.钛和钛的合金被认为是21世纪的重要金属材料，它们具有很多优良的性能，如熔点高，密度小，可

塑性好，易于加工，钛合金与人体有很好的相容性等。根据它们的主要性能，下列用途不切合实际的是

（）

A.用来做保险丝B.用于制航天飞机C.用来制造人造骨D.用于制造船舶

例8.钛和钛合金是21世纪的重要金属材料，它们具有优良的性能，如熔点高，密度小，可塑性好，机械性

能好，抗腐蚀能力强，钛合金与人体很好的“相容性”。根据它们的主要性能，不合实际的用途是（）

A.用于核潜艇设备的制造B.用于制造航天设备C.用来做保险丝D.可用来制造人造骨

例9.工业生产中常将两种金属在同一容器中加热使其熔化，冷却后得到具有金属特性的熔合物一合金。试

根据下表所列金属的熔点和沸点的数据（其它条件均已满足），判断哪种金属不易跟其它金属制得合金（）

金属FeCuZnAgAuW

熔点（℃5960.810633380

沸点（℃）30002595907221227075637

A.ZnB.FeC.WD.Ag

例10.下列铝制品的用途主要利用了铝的哪个性质？

A.导热性B.导电性C.延展性D.密度较小

（1）铝锅烧饭:（2）铝锭压成铝箔：

（3）铝线作电缆：（4）硬铝制飞机o

课堂练习

1.下列用途中利用了铜的导电性的是（）

A.电极B.机械零件C.铜雕像D.铜火锅

2.下列物质不属于金属材料的是（）

A.铝B.氧化铁C.铜D.钢

3.人类使用金属的历史从早到晚的顺序是（）

A.Fe—Cu—AlB.Cu—Fe—AlC.Cu—Al—FeD.Al—Cu—Fe

4.“垃圾是放错了位置的资源”，应该分类回收。生活中废弃的铁锅，铝制易拉罐、铜导线可以归为一类

加以回收，因为它们属于（）

A.氧化物B.化合物C.混合物D.金属或合金

5.下列有关金属材料的说法不正确的是（）

A.青铜、黄铜的硬度大于纯铜

B.生铁和钢的性能不同，主要是由于其含碳量不同

C.一般来说，合金的抗腐蚀性能比其成分金属强

D.合金是由两种或两种以上金属融合而成的具有金属特性的物质

6.世界卫生组织把铝确定为食品污染源之一，铝的下列应用必须加以控制的是（）

A.用铝合金制门窗B.用铝合金做飞机材料

C.用金属铝制盛装碳酸饮料的易拉罐D.用金属铝制电线

7.关于合金的下列认识正确的是（）

A.合金就是生铁和钢B.合金具有金属特性

C.纯铁是最常见的合金之一I）.合金就是儿种金属粉末混合在一起

8.某物质为金属材料，则该物质（）

A.一定是单质B.一定是化合物

C.一定是混合物D.可能是单质或混合物

9.地壳里含量最多的金属元素是（）

A.氧B.硅C.铝D、.铁

10.夏鸨股份公司拟生产用于汽车贮氢的鸨合金，此合金（）

A.熔点比鸨高B.不能导电C.具有金属特性D.是一种不可回收物

11.下列关于合金的叙述，：①合金中至少含有金属：②合金中元素以化合物的形式存在；③合金中一定

含有金属；④合金一定为混合物；⑤合金依然具有金属特性。其中正确的是（）

A.④B.①②③C.③④I）.③④⑤

12.鸨用来制造灯丝，因为鸨具有导电性且（）

A.密度大B.熔点高C.硬度大D.延展性好

13.下列物质不属于合金的是（）

A.铁锈B.不锈钢C.青铜D.焊锡

14.纳米材料在军事上有广泛用途，美国军用飞机F-117的表面就涂有隐身材料一一纳米氧化铝等。氧

化铝的化学式书写正确的是（）

A.A1OB.AL2O3C.Al203D.AI3O2

15.制取合金的方法是将两种或两种以上的金属（或金属与非金属）加热到某一温度使其熔化，再冷却成为合

金。试根据下表的数据（其它条件均能满足）判断下列合金中不宜用上述方法制取的是（）

金属NaMgAlCuFe

熔点（.C）97.564966010831535

沸点（℃）8831090246725672750

A.Fe-CuB.Mg-AlC.Al-FeI）.Na-Cu

16.《吕氏春秋》记载“金（即铜单质）柔锡（即锡单质）柔，合两柔则刚（即坚硬）”。这句话说明合金

具有的特性是（）

A.熔点一般比其组成金属低

B.抗腐蚀性一般比其组成金属强

C.硬度一般比其组成金属大

D.耐磨性一般比其组成金属耐磨

课题2金属的化学性质

金属的用途不仅与它们的物理性质有密切联系，而且与它们的化学性质也息息相关。下面我们就来学习金

属的化学性质。

一、金属与氧气的反应

通过前面的学习，我们已经知道镁和铁都能与氧气反应。

回顾：镁和铁与氧气反应的现象，并写出反应的化学方程式。

实验表明，大多数金属都能与氧气发生反应，但反应的难易和剧烈程度不同。例如，Mg、Al在常温下就

能与氧气反应。在常温下，铝和氧气也能发生反应，在铝表面生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进

一步被氧化，所以铝具有很好的抗腐蚀性。

(1)铝与氧气反应：4A1+302=2Al。

Fe、Cu在常温下几乎不能与氧气反应,但在高温时能与氧气反应。

(2)铜与氧气反应：2Cu+02=^=2CuO

俗语说“真金不怕火炼”，说明金的化学性质稳定，即使高温时也不与氧气反应。

由上述分析可知，大多数金属都能与氧气反应，但反应的难易剧烈程度不同，因此，我们可判断出这几种

金属的活泼性强弱，即金属活动性：镁、铝较活泼，铁、铜次之，金最不活泼。

(3)金属活动性：Mg、ADFe、Cu>Au

二、金属与盐酸、稀硫酸的反应

很多金属不仅能与氧气反应，而且还能与盐酸或稀硫酸反应。金属与盐酸或稀硫酸能否反应以及反应的剧

烈程度，也可反映出金属的活动性。

探究金属与盐酸、稀硫酸的反应

在试管里放入少量镁，加入5nlL稀盐酸，用燃着的小木条放在试管口，观察现象，并判断反应后生成了什

么气体。

参照上述实验步骤，分别在放有少量锌片、铁片和铜片的试管中加入稀盐酸，观察现象，比较反应的剧烈

现象反应的化学方程式

金属

稀盐酸稀硫酸稀盐酸稀硫酸

反应剧烈，有大量气反应剧烈，有大量气

镁泡产生，试管壁发热,泡产生，试管壁发热,Mg+2HC1=MgCl2+H2tMg+H2soi-MgSOq+H?t

溶液仍为无色溶液仍为无色

反应比较剧烈，有大反应比较剧烈，有大

锌量气泡产生，溶液仍量气泡产生，溶液仍Zn+2HC1-ZnCl2+H2tZn+H2SO4-ZnS04+H2t

为无色为无色

反应缓慢，有气泡产反应缓慢，有气泡产

铁生，溶液由无色变为生，溶液由无色变为Fe+2HC1FeCl2+H2tFe+H2SO1FeS04+H2t

浅绿色浅绿色

铜没有明显变化没有明显变化不反应不反应

根据上文月实验现象以及反应的化学方程式讨论：

1.哪些金属能与盐酸、稀硫酸发生反应？反应的剧烈程度如何？反应后生成了什么气体？哪些金属不能与

盐酸、稀硫酸发生反应？由此你能把金属分为哪两类？

点拨：能与盐酸、稀硫酸反应的金属是Mg、Zn、Fe,它们反应的剧烈程度依次是Mg＞Zn＞Fe»用燃着的小木

条放在试管口点燃产生的气体，看到气体能燃烧，且产生淡蓝色火焰，故是氢气。不能与盐酸、稀硫酸反应的

金属是Cu。将金属分为能与盐酸或稀硫酸反应的金属和不能与盐酸或稀硫酸反应的金属两类。

2.对于能发生的反应，从反应物和生成物的物质类别如单质、化合物的角度去分析，这些反应有什么特点？

十4-

Fe2HC1FeCl2H2t

+—+

Mg2HC1MgCl2H2t

Zn+2HC1—Znch+

H2|

单质化合物化合物单质

点拨：它们都是由一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物。

化学上，把这种由一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应叫做置换反应。

1.置换反应：一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应。

表达式：单质1+化合物1-化合物2+单质2

练习：判断下列哪些反应属于置换反应。

占燃

Zn+H2soi=ZnSO-i+H2tFe+Cu(NO3)2=Fe(NO3)2+Cu2KN03+S+3C……LS+N2t+3C0，f

通过上述实验探四种金属的活动性顺序为：镁＞锌＞铁＞铜。

三、金属活动性顺序

除了用金属与氧气、金属与酸反应来比较金属的活动性差异外，也可用金属和某些金属化合物的溶液来比

较金属的活动性差异。例如，把铁钉放在硫酸铜溶液中，铁钉上会有紫红色的铜生成。这说明铁的金属活

动性比铜的强，它可以把铜从硫酸铜溶液中置换出来。

探究金属活动性顺序

1.把一根用砂纸打磨过的铝丝浸入硫酸铜溶液中，过一会取出，观察，有什么现象？

2.把一根洁净的铜丝浸入硝酸银溶液中，过一会取出，观察，有什么现象发生？

3.把另一根洁净的铜丝浸入硫酸铝溶液中，过一会取出，观察，有什么现象发生？

实验现象反应的化学方程式

浸入溶液中的铝丝表面有红色

铝丝浸入硫酸铜溶液中2A1+3CuS0.----^A1(S0)S+3CU

固体出现,溶液由蓝色变为无色t24

浸入溶液中的铜丝表面有银白

铜丝浸入硝酸银溶液中色固体出现,溶液由无色变为蓝Cu+2AgN0?.Cu(NO3)2+2Ag

色

铜丝浸入硫酸铝溶液中无明显现象不反应

讨论：

1.上述能发生反应的化学方程式的特点是什么？它们属于哪种反应类型？

点拨：一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的；置换反应。

2.通过上述实验，你能得出铝、铜、银的金属活动性顺序吗？

AlCuAg

金属活动性:

点拨：强--------弱

1.人们通过大量实验探究，归纳和总结出了常见金属在溶液中的活动性顺序:

KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu

金属活动性：由强到弱

2.金属活动性顺序在工农业生产和科学研究中有重要应用。

（1）判断金属活动性的强弱：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。

（2）判断金属与酸的置换反应能否发生：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

中的氢。

（3）判断金属与其他金属化合物溶液的置换反应能否发生：在金属活动性顺序里，位于前面的金属（钾、

钙、钠要除外）能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来。

练习：1.判断下列各组物质能否发生反应？可以反应的写出方程式

①铁和硫酸铜溶液反应②银和硫酸铜溶液反应③铜和稀盐酸

④铜和硝酸汞溶液反应⑤锌和稀硫酸⑥铁和稀盐酸

2.用化学方程式表示

（1）铜粉中有铁粉可以用稀硫酸除去；

（2）铝丝侵入硫酸铜溶液中表面变红;.

【知识拓展】

1.金属活动性顺序的实验验证方法

（1）两种金属的验证方法

①将两种金属分别与稀盐酸或稀硫酸反应，观察是否能发生反应，能反应则比较反应的剧烈程度（速度快

慢）

②将两种金属中的一种金属变成盐溶液，与另一种金属单质反应

（2）三种金属的验证方法

①将三种金属分别与稀盐酸或稀硫酸反应

②先将三种金属的活动顺序排出来，然后将两头的金属变成盐溶液，中间的金属不变。“两头变，中间不

变”

③先将三种金属的活动顺序排出来，然后将中间的金属变成盐溶液，两头的金属不变“两头不变，中间变”。

例1.学习金属单元后，我们知道Zn、Fe、Cu三种金属的活动性顺序为：Zn>Fe>Cuo为验证这一结论，下面

实验设计合理的是（）

A.将Zn、Cu两金属片分别放入稀盐酸中B.将Fe、Cu两金属片分别放人稀盐酸中

C.将Zn、Fe两金属片分别放人CuCk溶液中D.将Zn、Cu两金属片分别放入FeCk溶液中

例2.某学生为了验证锌、银、铜三种金属的活动性顺序，设计了五个实验:①将Zn、Cu分别放入稀盐酸中；②

将Ag放入Cu（NO.O2溶液中；③将Cu放入AgNCh溶液中；④将Cu放入ZnSOi溶液中；⑤将Zn放入AgNO3

溶液中。下列实验组合不能验证锌、银、铜三种金属活动性顺序的是（）

A.①②B.①③C.②④D.①⑤

2.金属与酸反应的图像分析

（1）金属越活泼，反应越剧烈，反应所需时间越短，即越陡越活。

（2）等量的酸与足量的金属反应时，产生的1b质量相等。

例如足量的Al、Mg、Zn、Fe与等量的酸反应，产生氢气的质量相等；反应速率；Mg>Al>Zn>Fe。

（3）等质量的金属与足量酸反应时，若金属的化合价相同，金属的相对原子质量越小，产生的Ha越多，曲

线的拐点越高，即越高越小。若金属的化合价不相同，铝产生比的最多。

例如等质量的Al、Mg、Fe、Zn与足量的酸反应，产生氢气的质量：Al>Mg>Fe>Zn；反应速率：Mg>

Al>Zn>Fe

（4）金属与酸反应后溶液质量增加。

例1.相同质量的Mg、Zn、Fe和足量的稀硫酸反应，产生氢气的总质量（m）随时间（t）变化的关系如下图,

则下图中a、b、c表示的金属分别为：a、b、c

例2.一定质量的M、N两种金属，分别与相同质量和相同质量分数的稀硫酸反应，生成氢气的质量与反应时

间的关系如图所示，分析图象得到的以下结论中，不正确的是（）

A.两种金属的活动性：M>NB.两种金属生成氢气的质量：M=N

C.两种金属消耗稀硫酸的质量：M=ND.充分反应后，得到溶液的质量：M=N

例3.现有质量相等的X、Y、Z三种金属，分别放入三份溶质质量分数相等的足量稀

成

生

硫酸中，X不发生反应，Y、Z在生成物中均显+2价，Y、Z反应生成氢气的质量与反

氢

气

的

应时间的关系如图所示，则下列说法正确的是（）质

量

A.X、Y、Z的金属活动性顺序为：Y>Z>X/g

B.相对原子质量：Y>Z

C.完全反应生成氢气的质量：Y<Z

D.Y与H2SO4反应的化学方程式为:Y+H2SO4—YS0<+H21

反应时间/s

3.金属与其他金属化合物溶液反应后所得滤液和滤渣的成分分析

金属与其他金属化合物溶液混合时，金属与其他金属化合物溶液中的金属在金属活动顺序中相隔越远，越

先反应，主要有以下两种情况：

（1）当多种金属都能与某金属化合物的溶液发生反应时，金属活动顺序最活泼的金属先发生反应，然后依

次进行。

例如：锌、铁、铜组成的混合物投入到硝酸银溶液中，锌先与硝酸银溶液反应

（2）当金属化合物的溶液都能与某金属发生反应时，金属化合物中金属活动顺序最弱的先发生反应，然后

依次进行。

例如：锌投入到硝酸银和硝酸铜混合溶液中，硝酸银先与锌反应

2.金属与其他金属化合物溶液反应后所得滤液和滤渣的成分的分析

金属与其他金属化合物溶液中的金属在金属活动顺序中相隔越远，越先反应，然后依次进行，即先远后近。

主要有下列两种情况：

（1）当多种金属都能与某盐溶液发生反应时，金属活动顺序最活泼的金属先发生反应，然后依次进行

例如：锌、铁、铜组成的混合物投入到硝酸银溶液中，锌先与硝酸银溶液反应。

（2）当多种盐溶液都能与某金属发生反应时，盐中金属活动顺序最弱的先发生反应，然后依次进行。

例如：锌投入到硝酸银和硝酸铜混合溶液中，硝酸银先与锌反应。

AgNOjCu(N03)2

①

例1,将一定量的铁粉加入到AgN。,和Cu（g混合溶液中，过滤，\②十

③1

④,_____

©1

AgN03Cu（N03）2

恰好完恰好完

全反应全反应

分析所得滤液和滤渣的成分。

解题步骤：

(1)将涉及的金属的活动性顺序排出来：Fe>Cu>Ag

(2)判断反应能否发生，并按顺序写出反应的化学方程式：

①Fe+2AgN03=Fe(N03)2+2Ag②Fe+Cu(N03)2=Fe(N03)2+Cu

(3)根据Fe的量分析反应程度，确定所得滤液和滤渣的成分:

序号滤液成分滤渣成分

①Fe(NO，、AgNOs、Cu(N03)2Ag

②Fe(N03)2、Cu(N03)2Ag

③Fe(N03)2,CU(N03)2Ag、Cu

④Fe(N03)2Ag、Cu

⑤Fe(N03)2Ag、Cu、Fe

例2.将Fe粉和Cu粉加入到一定量的AgNO：；溶液中，过滤，分析所得滤液和滤渣的成分。

(1)排出金属的活动性顺序Fe>Cu>Ag

(2)按顺序写出反应的化学方程式：

(3)根据AgNO,的量分析反应程度，确定所得滤液和滤渣的成分：

①Fe+2AgN03=Fe(NO3)2+2Ag②Cu+2AgNOa=Cu(NO；!)2+2Ag

序号滤液成分滤渣成分

①Fe(NO3)2Ag、Cu、Fe

②Fe(NO3)2Ag^Cu

③Fe(N03)2、Cu(N03)2Ag、Cu

④Fe(N0，、Cu(N03)2Ag

⑤Fe(NO3)2、AgN03>Cu(N03)2Ag

练习

1.在硝酸铜和硝酸银的混合溶液中加入铁粉，下列说法不正确的是()。

A.若反应完成后铁有剩余，则溶液中有Fe，无Ag',可能有O?

B.若反应完成后铁有剩余，则溶液中有Fe,无Ag‘和Cu”

C.若反应完成后铁无剩余，溶液中若有Ag',则定有C/

D.若反应完成后铁无剩余，溶液中若无Ag'，则可能有C『

2.将一定量的铁粉加入到硝酸银和硝酸铜的混合溶液中充分反应后过滤，再向滤渣中加稀盐酸，无气体产

生.则下列说法正确的是（）

A.滤渣中一定有银和铜B.滤液中一定有硝酸银和硝酸亚铁

C.滤渣中可能有银和铜D.滤液中一定有硝酸亚铁，可能有硝酸银和硝酸铜

3.将一定量的铜锌混合粉末放入盛有硝酸银溶液的烧杯中，不断搅拌，充分反应后过滤。向得到的滤渣和

滤液中分别加入足量的稀盐酸，均无现象，则滤渣中（）

A.一定有银，可能有铜和锌B.一定有银，可能有铜，一定没有锌

C.一定有银和铜，可能有锌D.一定有银和铜，一定没有锌

4.将一定质量的镁、锌混合物粉末放入到一定质量的硫酸铜溶液中，待反应停止后，过滤得滤渣和滤液，

再向滤渣中加入足量的稀盐酸，滤渣部分溶解且有气体生成，则下列说法正确的是（）

A.滤渣中一定有镁、铜B.滤渣中一定有镁、锌、铜

C.滤液中一定有硫酸铜和硫酸锌D.滤液中一定有硫酸镁，一定没有硫酸铜

5.向硝酸镁、硝酸银、硝酸铜的混合溶液中加入一些锌粒，完全反应后过滤.下列说法正确的是（）

A.溶液中一定含有硝酸锌、硝酸镁，固体中一定含有铜和银

B.溶液中可能含有硝酸锌、硝酸镁，固体中可能含有锌和银

C.溶液中一定不含硝酸银，固体中一定不含锌和镁

D,溶液中一定含有硝酸锌、硝酸镁，固体中可能含有锌和铜

6.实验课上，小明同学把一包铜粉和锌粉的混合物放入一定量的硝酸银溶液中，使其充分反应后过滤，得

到固体和蓝色滤液。关于该滤渣和滤液有下列四种说法（）

①滤出的固体中一定含有银，可能含有铜

②滤出的固体中一定含有银和铜，一定不含锌

③滤液中一定含有硝酸铜，一定没有硝酸锌和硝酸银

④滤液中一定含有硝酸锌和硝酸铜，可能含有硝酸银

以上说法正确的个数为.（）

A.0个B“1个C.2个D.3个

课堂练习

1.将金属M的粉末放入盛有硝酸铜溶液的烧杯中，充分反应后，溶液呈无色，继续向烧杯中加入一定量的

硝酸银溶液，充分反应后过滤，得到滤渣和蓝色滤液。根据上述实验分析，下列说法错误的是（）

A.金属活动性强弱顺序：M>Cu>AgB.滤渣中可能有金属M

C.滤液中至少含有两种溶质D.滤渣中一定有Ag

2.在铁粉中，先逐滴加入一定量的硝酸铜溶液，充分反应后再逐滴加入硝酸银溶液，固体质量与所加溶

液总质量的关系如图所示。下列有关说法正确的是（)

剩余固体的质量/g

A.b点时，生成铜的质量等于niig

B.be段反应的化学方程式为Cu4JAgNOj-2Ag+Cu（NOj）；

C.e点时，溶液中含有的溶质有?种

口.01」的数值为21.6

3.学习金属单元后，我们知道Zn、Fe、Cu三种金属的活动性顺序为：Zn>Fe>Cuo为验证这一结论，下面实

验设计合理的是()

A.将Zn、Cu两金属片分别放入稀盐酸中B.将Fe、Cu两金属片分别放人稀盐酸中

C.将Zn、Fe两金属片分别放人CuCk溶液中D.将Zn、Cu两金属片分别放人FeCk溶液中

4.向一定质量的Mg(N03)2和Cu(NO3)2混合溶液中加入a克锌粉和铁粉的混合物，充分反应后过滤，得到

不饱和的滤液和滤渣，将滤渣洗涤、干燥后再称量，得到的固体质量仍为a克。下列分析合理的是()

①滤渣中可能有铜

②向滤渣中加稀盐酸，可能有气泡产生

③滤液中一定有Mg(N03)八Zn(N03)2和Fe(N03)2,可能有Cu(N03)2

④若忽略过滤操作中溶液损失，滤液中溶质的质量一定大于原混合溶液溶质的质量

A.①②B.①③C.②③D.②④

5.某活动小组从工厂收集到一些含有硝酸银的废液(不含其他溶质)以及废铁屑、废锌屑的混合物(只含

铁和锌)。在回收银时，他们将一定量的上述金属混合物加入到含硝酸银的废液中，充分反应后过滤，得

到滤渣和滤液。下列说法正确的是()

①若该滤渣中含有铁，则可能也含有锌

②该滤液的质量小于原废液的质量

③若该滤液含有两种溶质，则向该滤渣中加入稀盐酸一定有气泡产生

④若该滤渣中含有两种物质，则该滤液中一定含有两种金属离子

A.①②B.①③C.②③D.②④

6.已知钠、钾都是活泼金属，都能与水反应生成氢气和对应的碱。将一定质量的钠、钾分别投入质量相等

的足量的纯水中，产生氢气的质量随时间变化的曲线如图所示。下列说法错误个数为()

①曲线a表示钠与水反应的图象，曲线b表示钾与水反应的图象

②参加反应的钠的质量大于钾的质量

③参加反应的水的质量相等

④反应后NaOH溶液的溶质质量分数小于KOH溶液的溶质质量分数

A.0个B“1个C.2个D.3个

7.某实验小组在相同条件下探究金属与酸反应的放热情况，实验装置如图1,实验所用药品如表。

实验编组等质量稀硫酸金属粉末质量

①含H2S0.19.8g6.5g铁

②含H2S0（9.8g6.5g锌

③含H2S0（9.8g6.5镁

溶液温度随反应时间变化如图2。下列分析正确的是（）

A.实验①对应图2中曲线aB.反应结束后，实验①和②有金属粉末剩余

C.实验③能产生0.2g氢气D.反应结束后，烧杯中的溶液都呈无色

8.铜是人类最早利用的金属之一。

（1）下列铜制品中，利用金属导热性的是_______（填字母序号）。

A.铜盾奖牌B.铜导线C,铜火锅

（2）“湿法炼铜”的原理是硫酸铜溶液与铁反应，该反应的化学方程式为。

（3）利用废旧电池铜帽（含Cu、Zn）制取海绵铜（Cu）,并得到硫酸锌溶液，主要流程如下（反应条件已

略去）：

已知：2Cu+2H£0.，+。2=^=2CuSOi+2也0

①过程H中分离操作的名称是-

②过程H1中有气体产生，反应的化学方程式为。

③A〜E中含铜、锌两种元素的物质有（填字母序号）。

课题3金属资源的利用和保护

人类生活离不开金属，金属对于人类社会的发展起着不可替代的作用。由于地球上的金属资源是有限的,

所以我们对其要进行合理的利用和有效的保护。下面我们一起来学习金属资源的利用和保护。

一、金属在自然界的存在形式

地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中，除少数很不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外，其余

都以化合物形式存在。

自然界以的顺形式存任的金自然界以单质形式存在的银

1.单质：少数化学性质较不活泼的金属，如金、银等。

2.化合物：化学性质较活泼的金属，如铁、铝、铜等.

资料：金属元素在地壳中的含量

元素名称质量分数/%元素名称质量分数/%

铝(AI)7.73镁（Mg）2.00

铁(Fe)4.75锌（Zn）0.008

钙(Ca)3.45铜(Cu)0.007

钠(Na)2.74银(Ag)0.00001

钾（K）2.47金（Au）0.0000005

以化合物形式存在的金属在自然界中以矿物形式存在。含有矿物的岩石称为矿石。工业上就是从矿石中来

提炼金属的。

常见的金属矿石如图8-17所示。

亦欲V<主共成分乂“，'

ntr（工饕成分足AIA>黄铜甲（主,要或分足aw,1解》《■（主/成分足（XS）

图8-17蓿见的命M矿公

我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数国家之一，矿物储量也很丰富，其中鸨、钥、锡、睇等储量

居世界前列，铜、铝、铳储量在世界上也占有重要位置。

目前生活中使用最多、最广泛的金属是铁，那么铁是怎样冶炼呢？下面，我们来学习有关铁冶炼的知识。

二、铁的冶炼

炼铁的原理是利用一氧化碳和氧化铁的反应。在实验室里，我们可以模拟铁的冶炼过程。

（1）实验室一一氧化碳还原氧化铁

【实验药品】氧化铁粉末、澄清石灰水、一氧化碳

【实验装置】

【实验步骤】

①检查装置气密性；②装入药品并固定装置；

③点燃酒精灯；④向玻璃管中通入CO；

⑤点燃酒精喷灯；⑥反应完成后熄灭酒精喷灯；

⑦等玻璃管冷却至室温后停止通入co；⑧熄灭酒精灯

【实验现象】①红棕色粉末逐渐变黑；②澄清石灰水变浑浊；③尾气燃烧，产生蓝色火焰。

【化学反应】玻璃管内：3C0+Fe203-2Fe+3C02酒精灯处：2C0+0?笆2c0?

试管中：Ca（OH）2+C02=CaC03I+H20

【实验结论】红棕色粉末Fez。,被CO还原成单质铁。

【注意事项】

①通入一氧化碳前要检查装置气密性。

②在实验开始前要先通CO,排净装置内的空气，防止加热时，玻璃管内空气和一氧化碳的混合气体引起爆

炸。

③在点燃酒精喷灯前要先点燃酒精灯，除去尾气中的CO,防止污染空气。

④反应结束后先熄灭酒精喷灯，继续通入CO直至玻璃管冷却至室温后停止通入，一是防止生成的铁在高温

下被氧化，二是防止试管内的液体倒吸进入热的玻璃管使玻璃管炸裂。

简记：一氧化碳