基础巩固：09金属和金属材料

PAGE1-金属和金属材料复习要点1金属材料1．几种重要的金属(1)日常生活中的锄、刀等都是由_金属材料__制成的，金属材料包括_纯金属__和它们的_合金__。(2)金属的物理性质：大多数金属都具有_金属光泽__，密度和硬度较_大__，熔沸点较_高__，具有良好的_延展性__和_导电性__、_导热性__，在室温下除_汞__为液体，其余金属都是固体。(3)物质的性质和物质的用途之间的关系：物质的性质在很大程度上决定了它们的_用途__，当然还需考虑_价格是否便宜__、_资源是否丰富__、_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。2．合金(1)合金是在金属中加热熔合某些_金属__或_非金属__，形成的具有_金属__特征的物质，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)铁合金主要包括_钢__和_生铁__，它们的区别是_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。(3)钛和钛合金是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。复习要点2金属的化学性质1．金属的化学性质(1)金属与氧气的反应(写出化学方程式)，例如：常温下铝与氧气反应：_4Al＋3O2=2Al2O3__；在点燃或加热条件下镁在空气中燃烧：_2Mg＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2MgO__；铁在氧气中燃烧：_3Fe＋2O2eq\o(=,\s\up7(点燃))Fe3O4__。(2)金属与酸的反应，例如：镁和稀盐酸：_Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑__；铁和稀盐酸：_Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑__。该反应的条件：①金属为金属活动性顺序中氢之前的活泼金属；②酸为盐酸或稀硫酸等非氧化性酸。(3)金属与盐溶液的反应，例如：铁和硫酸铜：_Fe＋CuSO4=Cu＋FeSO4__。该反应的条件：①反应物中金属活动性强于金属(K、Ca、Na除外)；②反应物中的盐必须可溶。2._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。H2、C、CO都能与CuO反应，但_H2、C与CuO反应__既是置换反应又是还原反应，_CO与CuO__则只是还原反应，而不是置换反应。复习要点3金属的活动性顺序1．金属活动性顺序为_K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au__。2．应用：在金属活动性顺序里：(1)金属的位置越靠_前__，它的活动性就越_强__；(2)位于_氢前面的金属__能置换出盐酸、稀硫酸中的氢(不可用浓硫酸、硝酸)；(3)位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的_盐溶液__中置换出来(除K、Ca、Na)。注意：①金属活动性顺序只适用于溶液中的反应；②浓硫酸、硝酸具有强氧化性，与金属反应不能得到氢气；③金属与盐的反应必须在“盐溶液”中进行，否则不能反应。复习要点4铁的冶炼1．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，所以它们以_化合物__形式存在。只有少数金属化学性质不活泼，如金、银等以_单质__形式存在。在工业上把_能提炼金属的矿物__叫矿石。常见的矿石，如赤铁矿主要成分_Fe2O3__，磁铁矿主要成分_Fe3O4__，菱铁矿主要成分_FeCO3__。2．工业炼铁(1)设备：_炼铁高炉__；(2)原料：_铁矿石、焦炭、石灰石、空气__；(3)原理：_3CO＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高温))2Fe＋3CO2__。3．铁的冶炼(1)原理：_3CO＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高温))2Fe＋3CO2__在高温条件下，用还原剂一氧化碳从铁的氧化物中将铁还原出来。(2)装置：(3)实验步骤：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停止_加热__；⑦停止_通入一氧化碳__；⑧熄灭右端酒精灯。(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：玻璃管中的_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。复习要点5金属资源的利用和保护1．金属的锈蚀(1)铝的耐腐蚀性能好的原因：_常温下，铝能与空气中的氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，起到保护的作用__。(2)铁在潮湿的空气中与_水__、_氧气__反应生成铁锈(主要成分为_Fe2O3__)，铁锈疏松、易吸水，如不及时除去可以加速铁制品的生锈。2．防止金属锈蚀的措施(1)_保持金属表面清洁干燥__；(2)_涂一层保护膜__(如：刷漆、涂油、镀不活泼金属或致密的氧化物薄膜)。中考典题解析【1】油电双动力公交车因省油、环保而在全国推广，双动力公交车制造需要大量使用金属材料。下列有关金属材料的说法正确的是()A．金属材料中一定不含有非金属元素B．多数合金的抗腐蚀性能比组成它们的纯金属更好C．双动力公交车所有部件都是由金属材料制造D．地球上的金属资源是取之不尽、用之不竭的解析：金属材料包括纯金属和合金，合金是指由一种金属与其他的金属或非金属熔合而成的具有金属特性的物质，所以金属材料中一定不含有非金属元素是错误的，A错误；合金与组成它的纯金属相比硬度增大，熔点降低，抗腐蚀性增强，B正确；公交车并不是所有部件都是由金属材料制造的，如轮胎、玻璃等，C错误；地球上的金属资源是不可再生资源，并不是取之不尽、用之不竭的，D错误。故选B。【2】把X、Y、Z三种金属分别加入稀硫酸中，X、Y表面有气泡产生，Z无变化；把X加入Y的硫酸盐溶液中，X表面析出Y。则三种金属活动顺序为()A．Y＞X＞ZB．X＞Y＞ZC．Z＞Y＞XD．X＞Z＞Y解析：X、Y、Z三种金属片分别加入稀硫酸中，X、Y表面有气泡产生，Z无变化，则表明X、Y位于氢之前，Z位于氢之后；把X加入Y的硫酸盐溶液中，X表面析出Y，则表明X位于Y之前，因此三种金属的活动性顺序为X＞Y＞Z，故选B。【3】(1)铝、铜、铁为日常生活中常见的金属。某化学兴趣小组的同学在探究铝、铜、铁三种金属的有关性质时，进行了如图所示实验。在A实验中发生反应的化学方程式为_________________________。将A实验结束后①、②试管内的物质倒入烧杯中，发现烧杯内的红色固体明显增多，一段时间后过滤，滤渣中：一定含有的物质是_____，可能含有的物质是_____。为了进一步确定可能有的物质是否存在，同学们向滤渣中滴加稀盐酸，结果没有气泡产生，那么滤液中含有的金属离子可能是___(填写序号)。①Al3＋②Al3＋、Fe2＋③Al3＋、Fe3＋④Fe2＋、Cu2＋⑤Al3＋、Fe2＋、Cu2＋(2)据有关资料报道，世界上每年因腐蚀而报废的金属设备或材料相当于年产量的20%～40%。稀盐酸常用于金属表面除锈，写出反应的化学方程式_________________________________。保护金属资源，人人有责，请写出一条防止铁制品生锈的方法_____________。(1)Fe＋CuSO4=Cu＋FeSO4铜(或Cu)铁(或Fe)②⑤(2)Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O涂油(或搪瓷、刷漆、电镀等)解析：(1)因为金属活动性顺序为Al＞Fe＞Cu，铁粉不能与硫酸铝溶液反应，而能与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁和铜，据此可写出反应的化学方程式。①②两试管内的物质混合后充分反应，滤渣中一定含有的物质是铜，可能含有的物质是铁。若向滤渣中加入盐酸无气泡产生，说明滤渣中一定无铁，则滤液中一定有Al3＋、Fe2＋，可能含有Cu2＋，因此应选②⑤。(2)铁锈的主要成分是氧化铁，它与稀盐酸反应生成氯化铁和水，据此可写出反应的化学方程式。铁同时接触空气和水容易锈蚀，因此防止铁制品锈蚀主要是隔绝空气或水，常用的方法有涂油、搪瓷、刷漆、电镀等。【4】下列有关铁和铁合金的说法错误的是()A．生铁比铁软B．铁有良好的导热性C．钢是铁的合金D．铁在潮湿的空气中容易生锈解析：生铁比铁的硬度大，故A错误。【5】金属R与CuCl2溶液反应的化学方程式为R＋CuCl2=RCl2＋Cu，则下列说法错误的是()A．该反应是置换反应B．金属R可能是铝C．金属R活动性比Cu强D．该反应前后R的化合价发生了改变解析：由生成物RCl2可知，R不是铝，因为铝和氯化铜反应生成AlCl3，故B错误。【6】我国第四套人民币硬币从1999年开始发行，一元币为钢芯镀镍(Ni)合金，伍角币为钢芯镀铜合金，一角币为铝合金或不锈钢。(1)铸造以上硬币用到的材料都是_金属材料__(填“合成材料”或“金属材料”)。(2)选择铸造硬币的材料不需要考虑的因素是_A__(填序号)。A．金属的导电性B．金属的耐腐蚀性C．金属的硬度D．金属价格与硬币面值的吻合度(3)以上硬币中涉及到Fe、Cu、Al、Ni(镍)，已知Ni能够发生如下反应：Ni＋H2SO4=H2↑＋NiSO4Fe＋NiCl2=Ni＋FeCl2这两个反应的基本类型都是_置换反应__。四种金属的活动性由强到弱的顺序为_Al＞Fe＞Ni＞Cu__(用元素符号表示)。【7】通过一年的化学学习，我们已经了解了常见金属在溶液中的活动性顺序。铬(Cr)是重要的金属材料，越来越受到人们的关注。某化学兴趣小组对Cr、Al、Cu的金属活动性顺序进行探究，过程如下：【提出假设】(1)对三种金属的活动性顺序提出三种可能的假设：a．Al＞Cr＞Cub．Cr＞Al＞Cuc._Al＞Cu＞Cr__【设计实验】同温下，取大小相同的打磨过的金属薄片，分别投入到等体积等浓度的足量稀盐酸中，观察现象，记录如下：金属CrAlCu与盐酸反应现象气泡产生缓慢，金属逐渐溶解气泡产生剧烈，金属迅速溶解无气泡产生，金属无变化【控制实验条件】(2)打磨三种金属发生的是_物理__变化；上述实验使用等浓度的盐酸溶液的理由是_盐酸的浓度不同，会影响反应产生的气体的速率__。【得出结论】(3)原假设中正确的是_a__(填“a”“b”或“c”)。写出铬(铬与盐酸反应后显＋2价)与盐酸反应的化学方程式：_Cr＋2HCl=CrCl2＋H2__。【结论应用】(4)根据探究结果，在CuCl2和AlCl3的混合液中加入一定量的金属铬，充分反应后过滤，向滤出的固体中加入盐酸，无明显现象，则滤液中一定含有的溶质是_CrCl2和AlCl3__。【8】在金属表面覆盖保护膜是普遍采用的金属防锈措施之一。下列自行车的防锈措施中，不属于覆盖保护膜的是()A．擦拭保持洁净与干燥B．链条上油C．轮圈镀铬D．车架喷漆解析：及时擦拭保持铁制品表面的洁净与干燥，可以防止铁制品生锈，但这项措施不属于覆盖保护膜，A项符合题意；B中链条上油，C中轮圈镀铬，D中车架喷漆都属于在钢铁制品表面覆盖了一层保护膜。故选A。【9】下列有关金属锈蚀与保护措施中不正确的是()A．铁锈蚀的实质是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生了化学变化B．同样的铁制品在海南比在兰州更易锈蚀C．在铁表明刷油漆可以防止铁锈蚀D．铝的抗锈蚀性能比铁强，生活中可用钢丝球洗刷铝锅解析：铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟氧气、水等物质相互作用，发生一系列复杂的化学反应，使铁转化为铁的化合物的过程，A正确；海南临海，空气潮湿，兰州属内陆城市，空气干燥，B正确；在铁表面刷油漆，既隔绝空气又防水，可防止铁锈蚀，C正确；用钢丝球洗刷铝制品，会把铝表面的致密氧化膜除掉，失去保护作用，D不正确。【10】下列说法中正确的是()A．废旧电池可以随意丢弃B．铁矿石可以随意开采C．被腐蚀的铁制品应该加以回收利用D．铁丝在氧气中燃烧生成氧化铁解析：废旧电池随意丢弃不仅浪费而且会造成水土污染，A错；铁矿石在地壳中的贮藏量是有限的，应合理开采，B错；被腐蚀的铁制品加以回收不仅节约资源还可防治环境污染，C正确；铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，D错；故选C。【11】看图回答下列问题：(1)上述金属制品，利用其导热性的是_____(填字母)，A图中用到的合成材料是_____________。(2)钢铁是常用的金属材料，写出工业上用赤铁矿(主要成分是Fe2O3)炼铁的主要化学方程式：________________。(3)铝制品比铁制品具有更好的抗腐蚀性能，是因为铝表面能生成一层____________，阻止铝进一步被氧化。(4)铁制水龙头易生锈，写一条能防止铁制品生锈的方法：___________________。(1)B塑料(2)3CO＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高温))2Fe＋3CO2(3)致密的氧化物薄膜(4)在水龙头表面涂刷油漆解析：(1)铝制水壶利用了金属的导热性；塑料属于合成材料；(2)CO在高温条件下与氧化铁反应，生成铁和二氧化碳，其反应的化学方程式为：3CO＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高温))2Fe＋3CO2；(3)铝制品比铁制品具有更好的抗腐蚀性能，是因为铝表面能生成一层致密的氧化物薄膜，阻止铝进一步被氧化；(4)采取在水龙头表面涂刷油漆或镀上其他金属等方法，都可使铁与空气中的水和氧气隔绝，而达到防止锈蚀的目的。【12】下列关于铁的说法正确的是()A．纯铁比生铁硬B．铁矿石、焦炭、石灰石是高炉炼铁的原料C．可用铁制容器配制农药波尔多液D．铁锈能阻碍里层的铁继续与氧气、水等反应解析：A，生铁比纯铁硬度大，故错误；C，铁能与硫酸铜反应，故错误；D，铁锈很疏松，不能阻止铁继续与氧气、水等反应，故错误。【13】下列家庭小实验中，铁钉被腐蚀的速度最慢的是()答案：B【14】下列有关金属材料的叙述错误的是()A．回收利用废旧电池的铅、汞等可减少对环境的污染B．铝块能制成铝箔是利用了铝的延展性C．铝比钢铁中的铁活泼，因而铝的抗腐蚀性能比铁差D．在铁制品表面刷漆或镀耐腐蚀金属都可以防止铁制品锈蚀解析：废旧电池中的铅、汞有毒，对环境有污染；金属都具有延展性；铝的化学性质虽然比铁活泼，但铝在空气中被氧化表面形成致密的氧化铝保护膜，因而具有良好的抗腐蚀性能。故选C。【15】工业上将赤铁矿石炼成铁是一个复杂的过程，炼铁高炉中发生的主要反应有(B)①C＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))CO2②Fe2O3＋3H2eq\o(=,\s\up7(高温))2Fe＋3H2O③Fe2O3＋3