《金属和金属资源》复习

第八单元金属和金属材料一、金属材料金属材料包括纯金属以及它们的合金。1.金属的物理性质:(1)共性:常温下,大多数金属都是固体,有金属光泽、有优良的_____性、_____性和_____性。导电导热延展(2)特性。①颜色:铁、铝等大多数金属为银白色,而铜呈_____色,金呈___色。②状态:常温下大多数金属为固体,而___为液体。紫红黄汞2.合金:(1)概念:在金属中加热熔合某些_____或_______,制得的具有_________的物质。合金属于_____物。(2)性质特征:硬度比成分金属___,熔点比成分金属___。(3)铁合金:生铁和钢是铁的两种合金,生铁的含碳量为_________,钢的含碳量为__________。这是生铁和钢的区别。金属非金属金属特征混合大低2%～4.3%0.03%～2%【微点拨】合金中一定有金属存在,但不一定都是由金属与金属熔合而成,还可能是金属与非金属熔合而成,熔合过程没有新物质生成,属于物理变化。二、金属的化学性质1.与氧气反应:(1)常温下,铝与氧气反应,其表面生成一层致密的_______薄膜,从而阻止铝进一步氧化。其反应的化学方程式为_________________。(2)铁、铜在高温时能与氧气反应。氧化铝4Al+3O2====2Al2O3(3)“真金不怕火炼”说明金即使在_____时也不与氧气反应。高温【微思考】铝制品和金制品都耐腐蚀,其原理是否相同?提示:铝耐腐蚀是因为铝与氧气反应时,生成一层致密的氧化铝保护膜,金耐腐蚀是因为金的化学性质稳定,不与氧气反应。2.活泼金属与酸反应:(1)规律:金属+酸→________。(2)反应发生的条件:排在金属活动顺序中_____的金属与_____发生反应。(3)请写出锌、铁分别与盐酸、稀硫酸反应的化学方程式:盐+氢气氢前稀酸Zn+2HCl====ZnCl2+H2↑Zn+H2SO4====ZnSO4+H2↑Fe+2HCl====FeCl2+H2↑Fe+H2SO4====FeSO4+H2↑3.与盐溶液反应:(1)规律:金属+盐→____________。(2)反应发生的条件。①必须是_________置换___________。(K、Ca、Na除外)②反应中的盐必须_______。新盐+新金属活泼金属不活泼金属溶于水(3)请写出铁与硫酸铜溶液、铜与硝酸银溶液反应的化学方程式:____________________、_________________________。Fe+CuSO4====FeSO4+CuCu+2AgNO3====Cu(NO3)2+2Ag【微点拨】铁与酸或盐溶液反应时,生成的化合物中铁元素为+2价,读作××亚铁,溶液呈浅绿色。三、金属活动性顺序1.金属活动性顺序:由强逐渐减弱2.重要应用:(1)判断金属的活动性强弱:金属的位置越靠前,它的活动性_____。(2)判断金属与酸是否发生反应:排在___前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸里的氢,生成_____(3)判断金属与盐溶液是否发生反应:位于___________能把位于___________从它们的盐溶液里置换出来。越强氢氢气前面的金属后面的金属四、置换反应1.定义:由一种_____和一种_______反应,生成另一种_____和另一种_______的反应。2.形式:A+BC====B+AC单质化合物单质化合物五、金属资源的利用和保护1.铁的冶炼:(1)原料:铁矿石、焦炭、石灰石和空气。(2)原理(以氧化铁为例):_____________________。高温====3CO+Fe2O32Fe+3CO2【微点拨】工业上高炉炼得的是生铁,主要成分是铁,还含有C、P、S等杂质,与实验室生成的铁不同。2.金属资源保护:(1)金属的腐蚀和防护。①铁制品锈蚀的条件:与空气中的_____、_______接触。②防止锈蚀的方法:保持铁制品的洁净、干燥,常采用___________、_________以及_________________等方法。氧气水蒸气覆盖保护膜制成合金改变金属内部结构(2)金属资源的保护措施。①防止金属的腐蚀。②金属的回收利用。③有计划、合理地开采矿物质。④寻找金属的代用品。考点一理解金属的化学性质需要注意的问题【示范题1】(2017·泰安中考)现有等质量甲、乙、丙三种金属,分别放入三份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图所示(已知甲、乙、丙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:甲>乙>丙B.相对原子质量:乙>丙>甲C.金属活动性:乙>甲>丙D.消耗硫酸的质量:甲>乙>丙【解析】选B。根据图象可知,生成氢气的质量:甲>乙>丙,A正确;等质量金属与足量的酸反应,生成的氢气越多,金属的相对原子质量越小,故相对原子质量:丙>乙>甲,B错误;开始相等时间内,生成氢气的质量由多到少的顺序是乙、甲、丙,相等时间内生成氢气越多,金属活动性越强,故金属活动性:乙>甲>丙,C正确;生成氢气越多,消耗硫酸越多,故消耗硫酸的质量:甲>乙>丙,D正确。【示范题2】(2017·随州中考)将一定量的金属M(M是Mg、Al、Zn、Fe中的一种)粉末放入AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中,充分反应后过滤,得到滤渣和无色滤液。向滤渣和滤液中分别滴加稀盐酸均无明显现象产生。(1)金属M不可能是________(填名称)。

(2)滤渣中一定含有的金属是________;无色滤液中含有的阴离子是________

(填符号)。

【解析】(1)充分反应后过滤,得到无色滤液,说明硝酸铜已经完全反应,金属M不可能是铁,这是因为铁能和硝酸银、硝酸铜反应生成硝酸亚铁,而硝酸亚铁溶液是浅绿色溶液。(2)充分反应后过滤,得到无色滤液,说明硝酸铜已经完全反应,而硝酸银先于硝酸铜反应,因此硝酸银也已经完全反应,滤渣中一定含有的金属是反应生成的银和铜,向滤渣中滴加稀盐酸无明显现象产生,说明滤渣中不含有Mg、Al、Zn、Fe;无色滤液中含有的阴离子是硝酸根离子,可以表示为N。答案:(1)铁(2)银、铜N

【答题指导】金属与酸反应图象题的解题技巧(1)分析金属与酸反应的氢气质量-时间图象需要注意两方面的信息。①开始阶段产生氢气的速率。这反映在坐标图中的倾斜线上。倾斜线与横坐标轴所成夹角的角度越大,表示金属与酸反应的速率越大。由于影响金属与酸反应速率的因素主要是金属的活动性,因此产生氢气的速率越大,说明金属活动性越强。②反应结束时得到氢气的质量。这反映在坐标图中的水平线上。水平线越高,说明反应后生成的氢气越多,常见等质量的四种金属镁、铝、铁、锌分别与足量酸完全反应生成H2的质量由多到少为Al>Mg>Fe>Zn。(2)等质量的不同金属与足量酸反应产生氢气质量的计算式:氢气质量=。考点二金属活动性顺序【示范题3】(2017·临沂中考)有X、Y、Z三种金属,X在常温下就能与氧气反应,Y、Z在常温下几乎不与氧气反应;如果把Y和Z分别放入硝酸银溶液中,过一会儿,在Z表面有银析出,而Y没有变化。根据以上实验事实,判断X、Y、Z三种金属的活动性由强到弱的顺序正确的是 (

)A.X

Y

Z B.X

Z

YC.Y

Z

X D.Z

Y

X【解析】选B。本题主要考查金属的化学性质。X在常温下就能与氧气反应,说明X的金属活动性最强,把Y和Z分别放入硝酸银溶液中,Z表面有银析出,说明金属活动性比银强,Y没有变化,说明金属活动性比银弱。【答题指导】判断金属活动性顺序的三种方法1.反应难易程度:2.前置后:甲能置换出乙,或甲放入乙的盐溶液中,甲表面有乙析出,说明甲比乙活泼。3.取中间:考点三铁的锈蚀与防护【示范题4】(2017·福建中考)下列四支试管中铁钉锈蚀最快的是 (

)【解析】选D。铁生锈的条件是铁与氧气、水同时接触。A、B中缺少氧气,不易生锈;C中同时与水、氧气接触,易生锈;D中氯化钠能加快铁的生锈。1.理解铁生锈的条件:铁生锈是铁与氧气、水等物质相互作用,发生的一系列复杂化学反应,钢铁的纯度、环境的温度、湿度和酸碱性等也是影响钢铁锈蚀的因素。2.防止铁制品生锈:(1)原理:使铁制品隔绝空气或水。(2)方法:①保持铁制品的清洁和干燥;②在铁制品表面涂一层保护膜,如镀铝;③改变铁制品的内部结构。实验一氧化碳还原氧化铁的实验探究1.必记基础知识:(1)实验装置。(2)原理。在高温条件下,用还原剂CO将铁从铁矿石中还原出来。发生反应的化学方程式为______________________。(3)现象。玻璃管中的红棕色固体变为_____;试管内澄清的石灰水_______;导管口产生_________。高温====3CO+Fe2O32Fe+3CO2黑色变浑浊蓝色火焰(4)步骤。实验开始先___________再_____;实验结束先__________继续_____________,至试管冷却。通一氧化碳加热停止加热通入一氧化碳2.问题探究:(1)装置末端酒精灯的作用是什么?能否用其他的实验用品代替酒精灯?提示:酒精灯的作用是将尾气中的一氧化碳燃烧掉,防止直接排入空气造成空气污染。可以在导管口处加一个气球,将尾气收集后集中处理。(2)实验开始时,为什么通入CO前先点燃装置右侧的酒精灯,通入CO后再用酒精喷灯加热装有氧化铁的玻璃管?提示:在通入CO前先点燃右侧的酒精灯,是为了防止CO污染空气;在点燃酒精喷灯前先通入CO排尽装置内的空气,目的是防止玻璃管加热时发生爆炸。(3)实验完成后,为什么先停止加热,然后停止通入CO气体,最后再熄灭右侧酒精灯?提示:①防止因玻璃管冷却造成内部气压变小,试管内的液体倒流将玻璃管炸裂;②防止生成的铁被空气中的氧气氧化;③防止CO污染空气。【示范题】(2017·滨州中考)某化学兴趣小组利用如图装置进行实验,探究工业炼铁的化学原理,试按要求填空:(1)硬质玻璃管中观察到的现象是_______,

写出一氧化碳和氧化铁反应的化学方程式_______。

(2)实验中首先通入一氧化碳的目的是__