金属的冶炼与利用讲解

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1、第八单元 金属和金属材料,金属材料 金属材料包括_和_。 1.金属的物理性质 (1)大多数金属为_色固体，但铜为_色，金为_色。 (2)常温下大多数金属为固体，但汞为_。 (3)具有_性、_性和_性，但不同金属差别较大。,纯金属,合金,银白,紫红,黄,液体,导电,导热,延展,2.合金 (1)概念。 在金属中加热熔合某些_或_，制得的具有_特征的物质。合金属于_物。 (2)性质特征。 _和_一般比它们的纯金属更高，_更好。,金属,非金属,金属,混合,强度,硬度,抗腐蚀性能,【思考感悟】金属材料一定只含有金属吗？试举例说明。 提示：不一定。金属材料包括纯金属和合金，而合金中可能全部由金属组成，如黄

2、铜是由铜和锌组成；也可能由金属和非金属熔合而成，如铁合金是由铁和碳组成。,金属的化学性质 1.金属的化学性质 (1)与O2的反应(写化学方程式，下同)。,2Mg+O2 2MgO,3Fe+2O2 Fe3O4,4Al+3O2 2Al2O3,(2)与酸溶液反应(以金属锌、铁为例)。,Zn+2HCl=ZnCl2+H2,Zn+H2SO4=ZnSO4+H2,Fe+2HCl=FeCl2+H2,Fe+H2SO4=FeSO4+H2,(3)与某些盐溶液反应。 铁与硫酸铜溶液： 现象：银白色固体表面有一层_色固体，溶液由 _色逐渐变为_色； 化学方程式：_； 结论：铁的活动性_(填“大于”或“小于”)铜。,红,蓝,

3、浅绿,Fe+CuSO4=FeSO4+Cu,大于,铜与硝酸银溶液： 现象：铜丝表面覆盖一层_固体，溶液由_色 变为_色； 化学方程式：_； 结论：铜的活动性_(填“大于”或“小于”)银。,银白色,无,蓝,Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag,大于,2.置换反应 由一种_与一种_反应，生成另一种_和另一种_的反应。 3.金属活动性顺序,单质,化合物,单质,化合物,由强逐渐减弱,(2)重要应用。 判断金属的活动性强弱：金属的位置越靠前，它的活动性 _。 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_。 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

4、来。,越强,氢,氢,前面的金属,后面的金属,【思考感悟】1.铝比铁更易与氧气或其他物质反应，但同样暴露在空气中，为什么铁比铝更易生锈？ 提示：这是因为铝在空气中与氧气反应生成一层致密的氧化物薄膜，这层薄膜阻止了内层的铝进一步被氧化。 2.在铁与酸、盐溶液发生的置换反应中，判断铁元素在反应前后化合价是否发生了变化？怎样变化？ 提示：反应前铁单质中铁元素的化合价为0价，反应后生成物中铁元素的化合价一般为+2价，即生成亚铁盐。,金属资源的利用和保护 1.铁的冶炼 (1)原料：_、_、_和空气。 (2)原理(以氧化铁为例)。 _。,铁矿石,焦炭,石灰石,3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2,2.金属资

5、源保护 (1)金属的腐蚀和防护。 铁制品锈蚀的条件：与空气中的_、_接触，此过程属于_。 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。 (2)金属资源的保护措施。 防止金属的腐蚀； 金属的回收利用; 有计划、合理地开采矿物质； 寻找金属的代用品。,氧气,水蒸气,缓慢氧化,覆盖,保护膜,制成合金,改变金属内部结构,【甄别判断】 1.合金是由不同的金属化合而成的。( ) 提示：合金是一种金属加热熔合了其他金属或非金属而形成的具有金属特性的物质，属于混合物，因而形成合金的变化为物理变化。 2因铜的活动性比银强，所以金属铜可以把氯化银中的银置换出来。( ) 提示：金属与盐反应

6、时，不仅要考虑金属的活动性 顺序，反应物盐也必须溶于水；虽然铜的活动性比银强，但氯化银不溶于水，因而该反应不能发生。,3废旧金属没有什么利用价值，可以随意丢弃。( ) 提示：废旧金属有很高的回收利用价值，要比大量开采矿石炼制金属成本低得多，既可以节约成本，也可以节约能源，还可以减少污染。,炼铁原理的实验探究 【高频考点】实验操作步骤及目的;各装置中反应的现象、反应化学方程式；对尾气处理方式的评价等 1.实验装置,2.基本原理：在高温下用还原剂CO将铁从铁矿石中还原出来。 反应的化学方程式为：3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2。 3.实验现象：玻璃管内的红色固体变为黑色，澄清石灰水变浑 浊，导

7、管口有蓝色火焰产生。,4.问题思考 (1)实验开始，应先点燃后面的酒精灯还是酒精喷灯？为什么？ 提示：应先点燃酒精灯，然后通入CO，待玻璃管内的空气排尽后，再点燃酒精喷灯；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。,(2)实验完成后，是先熄灭酒精灯还是先熄灭酒精喷灯？为什 么？ 提示：实验完成后，应先熄灭酒精喷灯，还要继续通入CO，直到玻璃管冷却至室温后停止通CO，然后才熄灭酒精灯。这样做的目的有：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；防止生成的铁被空气中的氧气氧化。,【典例】(

8、株洲中考)早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器。工业上炼铁的原理是利用一氧化碳和氧化铁的反应，某化学兴趣小组利用如图装置进行实验探究，请按要求填空：,(1)写出CO还原Fe2O3的化学方程式_； (2)实验中盛澄清石灰水的试管中可观察到的现象是_； (3)右边导气管口放置点燃的酒精灯的目的是_； (4)实验开始时要先通入CO，把装置中的空气排尽后再加热，以防发生爆炸。检验装置中的空气已排尽的方法是_ _。,【易错提醒】 1.明确CO与Fe2O3反应的生成物及生成物性质，从而确定反应现象。 2.明确CO在反应中的作用及CO的毒性，从而确定右边酒精灯的作用及CO的验纯的方法。,【我的收获】本

9、题以考查探究工业炼铁为主题，主要考查工业炼铁的原理、实验步骤及实验现象的掌握能力。一氧化碳具有还原性，与氧化铁反应生成铁与二氧化碳，所以生成的气体通入澄清石灰水，会变浑浊；一氧化碳是有毒气体，排放到空气中会造成空气污染，因此装置右端点燃的酒精灯是为了燃烧多余的一氧化碳，防止造成空气污染；一氧化碳具有可燃性，点燃不纯的一氧化碳可能发生爆炸，验纯的方法是先用小试管收集一试管气体，然后靠近火焰，若发出轻微的爆鸣声，表示空气已经排尽。,答案：(1)3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 (2)石灰水变浑浊 (3)燃烧多余的CO(或消除CO对空气的污染) (4)在右端导气管口用排水法收集一试管气体，移近火

10、焰，若发出轻微的爆鸣声，证明空气已经排尽,【拓展延伸】CO还原氧化铁的实验操作步骤及解释,一、金属活动性顺序的探究与应用 1.原理：借助金属与酸溶液、盐溶液能否发生反应及反应的速率来判断金属的活动性强弱。 2.探究金属活动性顺序的实验设计,【特别提醒】 (1)应用金属活动性顺序判断金属与酸能否反应时，不仅要考虑金属活动性，还要注意，浓硫酸、硝酸因具有强氧化性，不能与金属发生置换反应。 (2)应用金属活动性顺序判断金属与盐能否反应时，不仅要考虑金属的活动性，还要注意，反应物盐必须溶于水，否则不能反应。,【典例1】(连云港中考)现有X、Y、Z三种金属，已知：X和稀硫酸不反应 Z+H2SO4(稀)=

11、ZSO4+H2 X+2YNO3=2Y+X(NO3)2，这三种金属的活动性顺序正确的 是( ) A.XYZ B.ZXY C.YZX D.ZYX,【易错提醒】 1只有排在氢前面的金属才能置换出酸中的氢，排在氢后面的金属不能置换出氢； 2.金属活动性顺序中，排在前面的金属能与排在后面的金属的盐溶液发生置换反应。,【我的答案】选B。由题意知：X和稀硫酸不反应，说明X的活动性比氢弱；Z能和稀硫酸反应，说明Z的活动性比氢强，则ZX；X能与Y的硝酸盐溶液反应，说明活动性X强于Y，故三种金属的活动性为ZXY，即B符合题意。,二、铁的锈蚀与保护 1.铁的锈蚀 (1)实质：与氧气、水发生的缓慢氧化。 (2)条件：

12、氧气、水共同作用的结果，两者缺一不可。 2.防止铁制品生锈 (1)原理：使铁制品隔绝空气或水。 (2)方法。 保持铁制品的清洁和干燥 在铁制品表面涂一层保护膜 改变铁制品的内部结构,3.影响钢铁生锈速度的因素 (1)钢铁内部的结构影响生锈的速度，如制成不锈钢。 (2)生锈后的铁如果不及时除锈，生锈的速度会加快，因为铁锈疏松多孔，易吸收水。 (3)外界因素对钢铁生锈速度的影响。钢铁生锈的速度会随着环境温度升高、湿度的增大、酸性的增强而变快。,【特别提醒】 (1)铁锈是一种混合物，主要成分是氧化铁。 (2)金属表面除锈既可以用物理方法，如刀刮、用砂纸擦等，也可以用化学方法，如用稀酸溶液浸泡，使之变

13、成可溶性物质而除去，但由于除锈后的金属也能与酸溶液反应，因而酸洗时间不能过长。,【典例2】(菏泽中考)学习金属单元后，小强知道了铁是当今世界用量最多的金属，而每年全世界被腐蚀损耗的钢铁材料，约占全年钢铁产量的十分之一。于是小强对金属铁的相关知识开展了探究性学习。 (1)如图，小强将一根约20 cm的光亮铁棒放 在自来水中，观察A、B、C三处的变化。几 天后，他发现_(填序号)处最先出现铁 锈，小强结合书本知识知道，铁生锈实际是 铁和_、_发生反应的过程。,(2)小强来到已停产的企业厂房，看到许多机械设备上已锈迹斑斑，他马上想到可以用稀盐酸将铁锈(主要成分Fe2O3)除去，该反应的化学方程式为_

14、。 去锈后为防止机械设备进一步锈蚀，小强想到一种防护方法是 _。,【易错提醒】 1.明确铁锈蚀的条件。 2.明确防锈原理及常用方法。 3.正确解读题意，按题目要求做出正确解答。,【我的收获】(1)铁在空气中生锈，实质是铁与空气中的氧气、水蒸气发生了化学反应，观察题目中的A、B、C三点，只有B处既与空气充分接触，又与水充分接触，故B处最易生锈。 (2)书写化学方程式时要注意配平和标注反应条件。 答案：(1)B 氧气 水(或者O2 H2O) (2)Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O 涂油、刷漆等合理答案均可,【变式备选】日常生活中的一些铁制品经常会被锈蚀。下列做法中不能起防锈作用的是( ) 在铁制品表面镀锌 在铁制品表面涂油 保留铁件表面的铁锈作保护层 在铁器表面刷油漆 自行车脏了用清水冲洗 用废酸液冲洗铁制污水管道 切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干 A. B. C. D.,【解析】选B。都属于在铁制品表面涂上一层保护膜，从而隔绝空气或水，起防锈作用；属于保持铁制品表面清洁、干燥，起防锈作用；会加快铁制品的锈蚀，故选B。,金属材料 【高频考点】金属材料类型的判断；物理性质；合金的组成、性质特征；应用等 1.(江