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1、第八单元 金属和金属材料目录：考点梳理规律方法探究自主测试考点梳理一、金属材料1.金属材料金属材料包括_纯金属_和它们的_合金_。2.金属的物理性质(1)大多数金属呈_银白_色，但铜呈_紫红_色，金呈_黄_色。(2)常温下大多为_固_体，但_汞_为液体。(3)具有良好的_导电_性、_导热_性、_延展_性，但不同金属的物理性质差异很大。3.金属的用途金属的_性质_在很大程度上决定了它们的用途，还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利，以及废料是否易_回收_和对环境的影响等多种因素。4.合金(1)定义：在金属中加热熔合金属_或_非金属_所制得的具有_金属特征_的物质。如：生铁和钢是含_碳_量不
2、同的两种铁合金，其中生铁的含碳量为_2%4.3%_，钢的含碳量为_0.03%2%_。(2)性质特征：合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更_高_，某些合金抗腐蚀性更_好_，熔点比组成它们的纯金属的熔点_低_。二、金属的化学性质1.金属的化学性质(1)金属与氧气的反应。铝、镁、铁、铜分别与氧气反应(写化学方程式)：(2)金属与酸溶液的反应。铁钉放入稀盐酸中，其反应现象为铁钉表面有_气泡_冒出，溶液由_无_色变为_浅绿_色，反应的化学方程式为_Fe+2HCl = FeCl2+H2_，反应后溶液质量_增大_。(3)金属与某些化合物(盐)溶液的反应。铝丝浸入CuSO4溶液中，铝丝表面有_红_色物质生
3、成，溶液由_蓝_色变为_无_色，反应的化学方程式为_2Al+3CuSO4 =3Cu+Al2(SO4)3_，且反应后溶液质量_减小_。铜丝浸入AgNO3溶液中，铜丝表面有_银白_色物质生成，溶液由_无_色变为_蓝_色，反应的化学方程式为_ Cu+2AgNO3 =2Ag+Cu(NO3)2_，且反应后溶液质量_减小_。金属的化学性质注意以下几方面：大多数金属都能与氧气反应，但反应的难易和剧烈程度不同；金属与酸反应制取氢气时，要排除使用浓、稀硝酸和浓硫酸；金属与盐溶液发生置换反应时，要考虑盐必须可溶，金属不可选用K、Ca、Na三种金属，必须是“前金”置换“后金”；铁单质在置换反应中都生成亚铁盐。2.金
4、属活动性顺序及其应用(1)金属活动性顺序(2)应用在金属活动性顺序中，金属的位置越靠前，它的活动性就越_强_。在金属活动性顺序中，位于_氢前面_的金属能置换出酸中的氢。在金属活动性顺序中，位于前面_的金属一般能把_后面_的金属从它们的盐溶液里置换出来，但活动性极强的金属(如K、Ca、Na)除外。三、金属资源的利用和保护1.铁的冶炼(1)一氧化碳与氧化铁反应原理：_现象：红棕色的氧化铁粉末逐渐变成_黑色_，同时澄清石灰水逐渐变_浑浊_，尾气燃烧产生_蓝色_火焰。注意：实验前要先检查装置的气密性；要先通一氧化碳后加热，以防一氧化碳与空气混合加热引起爆炸；实验完毕后，先撤掉酒精灯，继续通一氧化碳至试
5、管冷却，以防止空气进入将铁氧化；尾气中的一氧化碳要点燃或用收集等方法处理。(2)铁的冶炼。原理：利用还原剂一氧化碳将铁从铁矿石中还原出来。设备：高炉。原料：铁矿石、_焦炭_、_石灰石_。过程：工业炼铁时，把铁矿石与焦炭、石灰石分别加入高炉，从下面通入热风，在炉内生成一氧化碳，把铁从铁矿石中还原出来。2.含杂质时有关化学方程式的计算对含有某些杂质的反应物或生成物进行有关化学方程式计算。不纯物质、纯物质和纯度之间的关系：(1)纯物质的质量=_不纯物质的质量纯度_；(2)不纯物质的质量=_纯物质的质量纯度_；3.铁的锈蚀与保护(1)铁的锈蚀。实质：与_氧气_、_水蒸气发生的_缓慢_氧化作用。条件：氧
6、气、水共同存在，缺一不可。(2)防止铁生锈的方法。原理：使铁制品隔绝空气或水。(3)钢铁防锈措施。保持铁制品的清洁和干燥。在铁制品表面增加保护膜，如刷_油漆_、涂油、电镀、烤蓝等。改变铁制品的_结构_，制成合金钢，如不锈钢等。(4)生锈速度的影响因素。铁锈疏松多孔、易吸水，若生锈后的铁不及时清除铁锈，被锈蚀的速度将会加快。钢铁的纯度、环境温度和酸碱性等是影响钢铁生锈速度的重要因素。4.保护金属资源的有效途径(1)防止金属_腐蚀_；(2回收利用废旧金属；(3)_ 合理开采矿物_；(4)_ 寻找金属的代用品_ 。规律方法探究归类示例一金属材料的性质【例1】 人们的日常生活离不开金属，高科技新材料的
7、开发和应用也需要金属。(1)地壳中含量最高的金属元素是Al(或铝)。(2)根据下图金属应用实例推断，金属具有的物理性质有导电性、延展性、导热性。(3)日常使用的金属材料多数属于合金。下表列出了一些常见合金的主要成分和性能。由上表推断，与组成合金的纯金属相比，合金的优点一般有_(填序号)。强度更低硬度更大熔点更高抗腐蚀性更好(4)人们每年要从金属矿物资源中提取数以吨计的金属。根据所学化学知识，按要求写出两个生成金属的化学方程式：_ _ (置换反应)。 _(分解反应)。解析：(1)地壳中含量最多的金属元素是铝。(2)由金属可作电线，推知金属具有导电性；金属可拉成丝，可知金属具有延展性；金属可制造炊
8、具，可知金属具有导热性。(3)，可用对比、分析、归纳的方法进行：表中焊锡合金与铅、锡两种金属的熔点相比，没有金属单质的熔点高，故错；硬铝与金属单质相比强度和硬度较好，故错，正确；不锈钢与金属单质铁相比抗腐蚀性更好，故正确。归类示例二金属的化学性质【例2】 化学实验室要从含少量铜粉的银、锰(Mn)混合金属粉末中分离出贵金属，并获得一种盐晶体，将有关三种金属随意编号为A、B、C，并设计了如下流程：下列说法不正确的是(A)A.操作a的名称是过滤B.金属C是银C.A、B、C三种金属的活动性顺序为 ABCD.若A的硫酸盐中A元素显+2价，则A的硫酸盐化学式为MnSO4解析：硫酸盐溶液，经过操作a后，得到
9、了硫酸盐晶体，所以操作a的名称是蒸发，A项错误；在金属活动性顺序中，铜、银排在氢的后面，所以不能与酸反应放出氢气，由题意可知三种金属中只有A能与稀硫酸反应生成无色气体和A的盐溶液，所以我们判断A是Mn，金属B、C混合物是铜和银的混合物，向它们的混合物中加入足量的含硝酸银的回收液，过滤后得到金属C，说明金属C不能与硝酸银溶液反应，金属B能与硝酸银溶液反应，因此B为铜，C为银，B项正确；由B项分析可知，A、B、C三种金属的活动性顺序为ABC，C项正确；已知A的硫酸盐中A元素显+2价，硫酸根显-2价，又因为A是金属Mn，所以A的硫酸盐化学式是MnSO4，D项正确。归类示例三金属活动性顺序的应用【例3
10、】 某化学兴趣小组为探究铁、铜、锌、银的金属活动性顺序，设计了下图所示的三个实验(其中金属均已打磨，且其形状、大小相同；所用盐酸的溶质质量分数、用量也相同)。下列判断中错误的是(B)A.通过上述三个实验，不能判断出四种金属的活动性顺序B.若增加铜锌活动性比较的实验，则可判断出四种金属的活动性顺序C.通过实验和的反应剧烈程度，可判断铁和锌的金属活动性强弱D.通过实验的反应现象，可以判断出铜和银的金属活动性强弱解析：由实验可知活动性顺序为FeH，由实验可知活动性顺序为CuAg，由实验可知活动性顺序为ZnH，又由实验和中反应的剧烈程度，可知Zn的活动性大于Fe，综上可见，通过上述三个实验，只能判断出
11、活动性顺序为ZnFe，CuAg，并不能判断出四种金属的活动性顺序，若增加一个Fe、Cu活动性比较的实验，则可判断出四种金属的活动性顺序。故选B。归类示例四铁的冶炼【例4】 某化学兴趣小组用一氧化碳与氧化铁的反应来探究炼铁的原理，装置如图所示。请回答有关问题：(1)为避免一氧化碳污染空气，并回收利用一氧化碳，方框中连接的是C和D，导管接口的连接顺序为adbe。(2)实验开始时，应先通CO再加热(填“先加热再通CO”或“先通CO再加热”)，目的是赶尽玻璃管内的空气，防止加热时爆炸 。(3)实验进行一段时间后，玻璃管A中出现的现象为红棕色固体变为黑色。(4)B中发生反应的化学方程式为 。解析：(1)
12、一氧化碳有毒，不能直接排放到空气中去，要用C装置把二氧化碳除去且将一氧化碳收集起来，D装置是用来收集C装置中排出的溶液，所以导管接口的连接顺序为a、d、b、e；(2)因为一氧化碳具有可燃性，若和氧气混合在点燃的条件下会发生爆炸，所以实验开始时应先通一氧化碳再加热，目的是赶尽玻璃管内的空气，防止加热时发生爆炸；(3)红棕色的氧化铁和一氧化碳在高温条件下反应能生成铁和二氧化碳，所以现象是红棕色固体变为黑色；(4)A中生成的二氧化碳与B中的氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和水，其反应化学方程式为CO2+Ca(OH)2 =CaCO3+H2O。归类示例五含一定量杂质的反应物或生成物质量的计算【例5】 为测
13、定某赤铁矿石中氧化铁的质量分数，小龙和他的同学用足量的纯净的一氧化碳与10 g赤铁矿石样品充分反应(杂质不参与反应)，并将生成的气体用一定量的氢氧化钠溶液完全吸收，该溶液总质量与反应时间的变化关系如图。(1)上述反应产生二氧化碳的质量为6.6g；(2)计算该赤铁矿石中氧化铁的质量分数；80%(3)若上述反应后剩余固体质量为m g，写出计算该赤铁矿石中氧化铁质量分数的表达式(10-m)/3100%(用m表示)。解析：根据质量守恒定律，氢氧化钠溶液增加的质量=产生二氧化碳的质量=106.6 g-100 g=6.6 g。根据反应方程式可知，10 g赤铁矿石样品充分反应后减少的质量=氧化铁中氧元素的质
14、量=(10-m) g归类示例六金属的锈蚀与防护【例6】 铜锈的主要成分是铜绿Cu2(OH)2CO3，某同学为了探究铜在空气中生锈的条件，利用如图所示的装置A、B、C进行实验，经过一个月的观察，该同学发现B中的铜丝生锈而A、C中铜丝无明显变化。由此该同学得出结论：铜生锈的主要原因是铜与空气中氧气和水相互作用的结果。试回答：(1)该同学得出的结论正确吗?不正确。(2)你认为参与铜生锈的物质还可能有CO2，理由是 由铜绿的化学式可知它是由Cu、O、H、C四种元素组成的，故还应有含碳的物质参与铜的生锈反应_。(3)为验证你的判断，可用上图所示的D装置进行实验，其中NaOH溶液的作用是除去空气中的CO2。经过近一个月的观察，D中铜丝基本无变化
