中考化学必背重点知识之金属和金属材料【考前必背】

中考必背重点知识（七）

金属和金属材料

材料分类

金属材川对单质

［合金

材料有机高分子材"天然有机而分子材料

1合成有机高分子材料

复合材料

天然有机高分子材料包括：婕花、差玉、天然橡胶

合成有机高分子材料包括：塑料、合成纤维、合成橡胶

人类从石器时代进入青铜器时代，继而进入铁器时代，铜和铁作为金属材料一直被广泛

地应用。铝的利用要比铜和铁晚的多，至今仅100多年的历史，但由于铝有许多有许多优良

的性能，铝的产量已经超过铜，位于铁之后，居第二位.钛被认为是21世纪重要的金属材料。

考点一、金属

①金属的物理性质

1.有金属光泽，大部分为银白色（铜为紫红色，金为黄色,铁粉为黑色，铁块为银白色）

2.大多数熔点较高，密度和硬度较大。除汞外，其余均为固态

3.导电性、导热性、延展性等

②金属之最

1.地壳中含量最多的金属元素为铝。

2.人体中含量最多的金属元素为名。

3.导电、导热性最好的金属单质为宣。

4.熔点最高的金属单质为包。

5.熔点最低的金属单质为丞。

6.硬度最高的金属是留。

7.目前世界年产量最高的金属为线。

8.目前使用最多的金属是隹。

9.最早使用的金属是迪。

性质决定用途,在选择物质的时候除了考虑性质外还要考虑价格是否低廉、来源是否广泛，

含量是否丰富、外形是否美观、使用是否便利、废料是否易于回收和对环境的影响等多种因

素°

③合金

1.形成：在金属中加热熔合某些金属或非金属，形成具有金属特性的物质。合金与纯金属相

比，性能上发生了改变，说明物质的组成改变会使其性质发生改变，合金的用途比纯金属的

用途广泛。

2.特征：均一性，稳定性，混合物

一般来说合金比纯金属熔点更低、硬度更大，机械强度更高，更耐腐蚀。通过相互划痕

可以比较合金和纯金属的硬度。生活中常用的合金为铝合金，黄铜（铜锌合金）等。

3.常见合金

①生铁和钢（碳、铁合金）

主要区别：含碳量不同，生铁含碳量为2%-4.3%,钢的含碳量为0.03%-2%。钢与生铁相比

具有更多的优良性能，易于加工，用途更为广泛。

②钛和钛合金

钛和钛合金被认为是21世纪重要的金属材料，它们具有很多优良的性能，如熔点高、

密度小（4.5g/cm3）、可塑性好，易于加工、机械性能好等。其抗腐蚀性能远优于不锈钢，

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。与人的骨骼相容性好,

可以做人工骨骼。

考点二、金属的化学性质

①金属与氧气反应

1.常温下就能与氧气反应。如：镁、铝等金属

2Mg+O2=2MgO4A1+3O2=2A12O3

铝具有很好的抗腐蚀性的原因是:铝在空气中表面会生成一层致密的氧化铝薄膜阻止内部的

铝进一步反应。镁也一样。

2.在“加热”或“点燃”时能与氧气反应。如铁、铜等

占燃口

3Fe+2O2--Fe3O42Cu+O2=2CuO

3.高温时也不能与氧气反应。如金、银等。

真金不怕火炼

②金属与酸的反应

注意：这里的酸指的是盐酸或稀硫酸

步骤：

①在五支试管中分别加入等量的Mg、Al、Zn、Fe、Cu

②向上述五支试管中分别加入等量的相同的酸

现象：

①Mg、Al、Zn、Fe金属表面有气泡产生，Cu表面无任何变化

②产生气泡速率：Mg>Al>Zn>Fe

结论:五种金属的活泼性依次为：Mg>Al>Zn>Fe>Cu

原理：

Mg+2HCl=H2t+MgCl2

2A1+6HC1=3HJ+2A1C13

Zn+2HCl=H#+ZnCl,

Fe+2HCl=H,t+FeCl2

Mg+H2SO4=MgSO+H2T

2A1+3H2SO=A12(SO4)3+3H2T

Zn+H2SO4=ZnSO4+H2t

Fe+H2SO4=FeSO4+H2T

注意：有关铁在溶液中的置换反应，铁在化合物中的化合价均为+2。

思考1：将等量的镁、铝、锌、铁分别加入到足量的相同的酸中。

①产生的气体由快到慢如何排列

②产生气体由多到少如何排列

答：①Mg>Al>Zn>Fe

②Mg-H,1-1/12

2A1-3H,1-1/9

Zn-H?1-1/32.5

Fe-H21-1/28

Al>Mg>Fe>Zn

思考2：将足量的镁、铝、锌、铁分别加入到等量的相同的酸中。

①产生的气体由快到慢如何排列

②产生气体由多到少如何排列

答：@Mg>Al>Zn>Fe

@Mg=Al=Zn=Fe

氢

气

的

质

量

0反应时间

当量法：

乎且估_金属的相对原子质量

当重值二一金属的化合价

Mg：12Al：9Zn：32.5Fe：28

①当量值越小，产生越多

②当产生IgH2时，需要Mg的质量为12g,需要Al的质量为9g需要Zn的质量为32.5g需

要Fe的质量为28g

③金属与盐溶液反应

例如：铁和硫酸铜：Fe+CuSO,=Cu+FeSO,。现象是银白色的铁表面有红色固体析出，

溶液由蓝色变为绿色

该反应的条件：①反应物中金属单质的活动性强于金属盐溶液中的金属（K、Ca、Na除外）;

②必须在溶液中进行

①铁跟硫酸铜溶液反应的方程式为Fe+CuSO,=Cu+FeSO，；

②铝和硫酸铜溶液反应的方程式：2Al+3CuSOj——AU（SOJ+3Cu；

③铜和硝酸银溶液反应的方程式：Cu+2AgNO『Cu（NO工+2Ag。

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置换反应

思考3：设计实验证明Mg、Zn、Fe的活泼性

可加酸观察现象

思考4：设计实验证明Zn、Fe、Cu的活泼性

可加酸观察现象

思考5：设计实验证明Fe、Cu、Ag的活泼性

思考6：设计实验证明Cu、Ag、Au的活泼性

Fe+CuSO4=Cu+FeSO4

活泼金属可以置换不活泼金属

④金属活动性

金属活动性顺序表：

KCHNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAgPtAu

金属活动性由强逐渐减弱

金属活动性顺序应用：

1.金属的位置越靠前，它的活动性越强，化学性质就越活泼

2.位于氢前的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢（浓硫酸、硝酸除外）

3.前面的金属能把后面的金属从它们的化合物的水溶液中置换出来（K、Ca、Na除外）

注意：金属活动性顺序只适用于溶液中的反应

考点三、金属的利用和保护

人良一美（金属单质

犷石金属兀素<人口八人人

矿石j〔金属化合物

，杂质

地球上的金属资源广泛存在于地壳和海洋中，多数金属化学性质活泼，除少数很不活泼的金

属如金、银等以单质形式存在外，其余都以化合物形式存在。

常见的矿石金矿、银矿，黄铜矿，辉铜矿，赤铁矿（主要成分Fe2C>3），磁铁矿（主要

成分Fes。/，黄铁矿（主要成分FeS?），菱铁矿（主要成分FeCC^）,铝土矿（主要成分A12

。3）

一、生铁的冶炼

1.原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石

2.原理：C+C>2分组CO?（提供热量）

C+CO2=^=2CO（提供还原剂）

3CO+Fe2O3===2Fe+3CO2

声沪

4CO+Fe3O4===3Fe+4CO9

3.设备：高炉

铁矿石、焦炭、石灰石

高炉气体1高炉气体

V♦'彳

年始生成生铁1

形成炉渣I

C（h*C=2CO

进风口e南r/进风口

热空气a

F-出渣口

出铁口―---------

炼铁高炉及炉内化学变化过程示意图

实验室炼铁

炼铁的原理是利用一氧化碳与氧化铁的反应。在实验室里，可以利用如下图所示的装置

进行实验。

曰

3CO+Fe?O3===2Fe+3CO9

操作步骤：

①检查装置的气密性;

②将氧化铁粉末装入玻璃管后固定在铁架台上;

③点燃右端酒精灯；

④给玻璃管通入一氧化碳；

⑤加热装有氧化铁的玻璃管；

⑥结束时先熄灭酒精喷灯;

⑦停止通入一氧化碳;

⑧熄灭右端酒精灯。

现象：

①红色粉末变黑

②澄清石灰水变浑浊

③末端出现的气体可燃烧，火焰呈蓝色

涉及的反应方程式：

声沪

3CO+Fe2O3===2Fe+3CO2

CO2+Ca(OH)2=CaCO3；+H2O

占燃

2CO+O2^^=2CO2

(4)实验注意事项：①实验开始先通一氧化碳排尽玻璃管中的空气，以免加热时发生爆炸。

②实验结束时先停止加热，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，同时防止试管中的石灰水倒吸进入灼热的玻璃管。③一氧化碳有毒，实验装置中

必须有尾气处理装置。

(5)实验现象：玻璃管中红色粉末变为黑色;试管中澄清石灰水变浑浊;玻璃导管尖嘴处有

蓝色火焰。

二、钢的冶炼

1.原料：生铁

2.原理：C+O,^^CO,

生铁含碳量：2%——4.3%

钢含碳量：0.03%——2%

三、铜的冶炼

1.原料：可溶性含铜化合物、铁

2.原理：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu

考点四、金属的保护

一、防止金属生锈

1.铁生锈

植