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1、专题四 金属和金属材料 专题四 金属和金属材料 中考试题核心考点考查能力试题难度 江苏连云港 分 江苏镇江 分 金属活动性顺序的应用 考查学生在熟记金属活动性顺序的基础上 设 计实验验证金属活动性强弱及知识应用能力和 获取信息的能力 中档题 江苏淮安 分金属的锈蚀及防护考查学生对铁生锈条件和防锈措施的识记中档题 江苏南京 分 金属的化学性质 金属与酸 盐溶 液的反应 考查学生对金属与酸 盐溶液反应条件的识记 及分析图像 文字等获取信息解决问题的能力 较难题 分析解读 常见金属和合金的性质与用途 金属的锈蚀条件及防锈措施等一般结合生产 生活以填空题的形式进行考查 金属的化学性质 金 属活动性顺序
2、及应用一般以难度较大的选择题出现 知识结构 金 属 和 金 属 材 料 金属材料 金属材料包括纯金属和它们的 合金 金属的共性 常温下金属大多数是固态 汞是 液体 俗称水银 呈银白色 铜呈红色 金呈黄色 具有优 良的导电性 导热性和延展性 合金 定义 由一种金属跟其他一种或几种金属 或 非金属 一起熔合而成的具有金属特性的物质 合金 是 混合物 特性 合金的熔点比各成分金属 低 硬度比各成分金属大 抗腐蚀性能更好 常见的合金 生铁和钢都是 铁 的合金 两者的区别是含碳量不同 生铁含碳 钢含碳 黄铜是铜锌合金 青铜是铜锡合金 钛和钛合金被认为是 世纪的重要金属材料 金属的化学性质 金属与氧气的反
3、应 金属的化学性质越活泼 就越容易与氧气反应 铝比较耐腐蚀的原因是 在表面形成了一层致密的氧化膜 真金不怕火炼 说明金的化学性质不活泼 稳定 金属与酸的反应 在金属活动性顺序中 位于氢前面的金属可以与稀盐酸 稀硫酸反应生成盐 和氢气 如锌粒与稀硫酸的反应 金属与盐溶液的反应 在金属活动性顺序中 位于前面的金属 除外 可以把位于后 面的金属从它们的盐溶液中置换出来 如我国古代的湿法炼铜 发生反应的化学方程式为 金属资源的利用和保护 生铁的冶炼 冶炼生铁的原料有铁矿石 焦炭 石灰石和空气 反应原理为 高温 铁生锈的条件 铁与 氧气 空气 和水同时接触 保护金属资源的途径 合理开采矿物 防止金属锈蚀
4、 回收利用金属 寻找金属替代品 考点清单 考点一 金属材料 金属材料包括纯金属和合金 其中合金的性质与纯金属的性 质差异是本部分的重点 考点二 金属的性质和用途 一 金属的化学性质 化 合 反 应 铁与 氧气 的反 应 铁在纯氧中燃烧 点燃 铁在潮湿空气中生锈 铁锈的主要成分为 置换 反应 非金属单质 金属氧化物 金属 非金属氧化物 活泼金属 酸 盐 氢气 金属 盐 新金属 新盐 年中考 年模拟 铝的抗腐蚀性好 是因为铝在空气中与氧气反应 其表面 生成一层致密的氧化铝薄膜 从而阻止铝被进一步氧化 其反应 方程式为 二 金属活动性顺序的应用 金属活动性逐渐减弱 判断金属与酸 盐的反应 在金属活动
5、性顺序里 位于氢前面的金属能置换出稀盐 酸 稀硫酸中的氢 硝酸 浓硫酸具有强氧化性 与金属反应不 放出氢气 在金属活动性顺序里 位于前面的金属能把位于后面的金 属从它们盐溶液里置换出来 活动性极强 易与水发生反 应生成对应的碱和氢气 故不能用来置换位于后面的金属 设计实验验证金属的活动性 比较三种金属的活动性 通常采用以下 种方法 取活泼 性位于中间的金属与两边金属的盐溶液反应 取活泼性位于 中间的金属盐溶液与两边金属反应 以金属与稀盐酸或稀硫 酸反应的剧烈程度进行比较 如验证 金属活动性的方法有三种 考点三 金属资源的利用和保护 一 铁的冶炼实验 原料 铁矿石 赤铁矿 磁铁矿 菱铁矿等 焦炭
6、 石灰石 空气 原理 高温 高温 高温 现象 若用氧化铁 则红棕色粉末变成黑色 澄清石 灰水变浑浊 尾气燃烧火焰呈蓝色 步骤 先通 后加热 反应完毕后 先停止加热 直到装置冷却后再停止通 实验装置 二 铁的锈蚀条件及防锈的方法 铁的锈蚀条件 铁与氧气和水等接触 防锈的方法 铁制品隔绝空气 如 涂上一层保护膜 刷油漆 涂凡士林 烤蓝等 铁制品隔绝水 如 表面保持干燥等 改变铁制品的内部结构 制成合金 如 制不 锈钢等 三 有关含杂质物质的计算 化学方程式的计算是依据纯净物之间发生化学变化的质量 关系进行的 因此 在进行含杂质物质的计算时 要先把含杂质 物质的质量换算成纯净物的质量 再将纯净物的质
7、量代入化学 方程式中进行计算 纯净物和含杂质物质的换算公式 纯净物的质量 含杂质物质的质量 纯净物在含杂质物质中的质量分数 专题四 金属和金属材料 易混易错 一 金属与酸 盐溶液的反应规律及反应前后溶液质量的 变化 项目金属 酸 盐 氢气金属 盐 新金属 新盐 反应 规律 金属 金 属 活 动 性 顺 序 中 氢前 可 置 换 氢 后 不 能换 活动性强 与 盐溶液反应不能生成新 金属 前 金 换 后 金 后 金 不 能换 酸 生成的铁显 价 不是 价 可 记 为 铁 与 酸 不成三 价 盐 新金 属 生成的铁显 价 不是 价 可记为 铁 与盐 不成三 价 酸或盐 选用稀硫酸或稀盐酸 不选用浓
8、硫酸 硝酸 一般不选用浓盐酸 易 挥发 盐必须可溶 如 与 不能反应 续表 项目金属 酸 盐 氢气金属 盐 新金属 新盐 溶液 质量 变化 反应后溶液质量增加 增加的质量 是反应的金属的质量减去生成氢 气的 质 量 如 当有 铁参加反 应时 生成 氢气 则溶液质量增 加了 金属与盐溶液反应后 溶液质量可能增加 也 可 能 减 少 如 当有 铁参加反应 时 生 成 的 金 属 铜 为 反应后溶液的质量 减少了 二 合金 金属氧化物 金属矿物的关系 项目合金金属氧化物金属矿物 组成或 成分 由金属与其他金属或非 金属熔合而成的具有金 属特性的物质 由金属元素与 氧元素组成的 化合物 含有金属 元
9、素 的 矿物 类别混合物纯净物混合物 常见的 物质 生铁 钢 青铜 硬铝等 氧 化 铜 氧 化 铁 氧化镁等 赤 铁 矿 黄铜矿等 方法 比较三种金属活动性的实验设计 如验证 三种金属的活动性 方法 活动性居中的金属取单质 如取 丝 而 两边的 金属取其溶液 如 溶液和 溶液 然后将 丝分别 伸入两溶液中 通过是否有金属被置换出来 确定金属的活动 性 即 中间金属 两端溶液 的方法 方法 金属活动性居中的金属取溶液 如取 溶液 而 两边的金属取其单质 如 片和 片 然后分别将 片和 片放入 溶液中 根据是否有紫红色的铜被置换出来 确定金属的活动性 即 中间溶液 两端金属 的方法 方法 先取 片
10、 丝和稀盐酸验证 和 的活动性 顺序 然后再取 溶液 将 丝插入其中验证 和 的 活动性顺序 此法也可简称为 两单一液加一酸 即先取相近 两种金属的单质 再取另一种金属的盐溶液 外加一种酸 稀盐 酸或稀硫酸均可 注意 相近的金属中要有一种金属能与酸 反应 例 山东菏泽 分 仅用下列各组试剂无法完 成 验证 三种金属活动性顺序的是 溶液 溶液 溶液 稀硫酸 溶液 稀硫酸 溶液 解析 锌可以置换 溶液中的铜而出现红色固体 证明锌的活动性比铜强 银和 溶液不反应 证明铜比银的 活动性强 可以证明三种金属的活动性强弱 故 可行 铜与 溶液不反应 证明锌的活动性比铜强 铜与 溶液能 反应 证明铜比银的活
11、动性强 可以证明三种金属的活动性强 弱 故 可行 试剂中没有铜的单质或铜的盐溶液 无法比较 与铜的活动性强弱 故 不可行 锌能与稀硫酸反应 铜 不能与稀硫酸反应 证明锌比铜活泼 铜能与硝酸银反应说明铜 比银活泼 可以证明三种金属的活动性强弱 故 可行 答案 变式训练 上海 分 为比较 三种金 属活动性大小 进行如下实验 实验结论正确的是 答案 解析 由题图知 金属 可与稀硫酸反应而金属 不能 说 明 的活动性大于 金属 可置换硝酸银溶液中的银而 不能 说明 的活动性大于 因此三种金属的活动性顺序为 方法 化混为纯 巧计算 炼铁所用的原料和得到的产品均含有杂质 均属于混合物 而根据化学方程式的计
12、算依据的是纯净物之间的质量关系 故 要进行混合物与纯净物之间的换算 如果题目告诉了混合物中 主要成分的质量分数 即纯度 则可应用下列公式进行变换 纯度 纯净物的质量 不纯物的质量 纯净物的质量 不纯物的质量 纯度 例 含氧化铁 的赤铁矿中最多可以炼出含铁 的生铁多少吨 保留到小数点后一位 解析 解答这类题目 一定要分清题目告诉的已知量和 待求的未知量以及各自的纯度 原料 赤铁矿 混合物 氧化铁 纯净物 纯度 产品 生铁 混合物 纯铁 纯净物 纯度 本题的已知量是原料 待求量是产品 根据化学反应方程式 列式即可 也可根据化学反应中铁元素的质量守恒求解 生铁中的铁 年中考 年模拟 元素的质量即为铁
13、矿石中铁元素的质量 答案 赤铁矿中含氧化铁的质量为 设 氧化铁理论上可以炼出铁的质量为 则 高温 折合为含铁 的生铁的质量为 答 含氧化铁 的赤铁矿中最多可以炼出含铁 的生铁 变式训练 为了分析生铁中铁的含量 某学习小组进行了 实验探究 即取 生铁与 的盐酸反应 并绘制了加入盐酸 质量与放出气体质量的关系图 见下图 注 生铁中杂质不溶于水 不与盐酸 硫酸铜溶液反应 铁完全反应用去盐酸的质量为 生铁中铁的质量分数是多少 写出计算过程 结果保 留到小数点后一位 某同学列出了如下计算式 生铁与盐酸刚好反应完全时所得溶液质量 小明对该计算式提出了质疑 请指出其中的错误 小华另设计了一个实验方案 即用 生铁粉与 的 硫酸铜溶液反应来分析生铁中铁的含量 请你画出加入硫酸铜 溶液质量与固体质量变化关系的曲线 答案 解 设 生铁中 的质量为 生铁中铁的质量分数为 答 生铁中铁的质量分数约为 溶液质量的计算式中未减去杂质的质量 如下图 注意起点 折点及曲线走势 解析 生铁中的铁可以与盐酸 硫酸铜溶液反应而生成 可溶性亚铁盐 生铁中的碳及其他杂质不发生反应 也不溶于 水 由题图可以看出铁完全反应用去 盐酸 由 生铁中的铁完全反应用去盐酸的质量及盐酸的质量分数可求出 生铁中铁的质量 进而计算出生铁中铁的质量分数 用 中求出的生铁中铁的质量及差量法来解答
