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1、第五单元金属与金属材料第五单元金属与金属材料考情分析考情分析一、金属材料1. 金属和金属材料包括铁、铝、铜等纯金属和合金。合金是_。与纯金属相比合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高，_性能也更好。2. 钛和钛合金：被认为是21世纪的重要金属材料，钛合金与人体有很好的“相容性”，因此可用来制造人造骨和人造关节以及人造齿根等。考点梳理考点梳理考点考点1金属的物理性质与用途金属的物理性质与用途在金属中加热熔合某些金属或非金属而制得的，具有金属在金属中加热熔合某些金属或非金属而制得的，具有金属特性的混合物特性的混合物抗腐蚀抗腐蚀二、金属的物理性质1. 常温下，它们都是固体_除外，大多数呈现_色的
2、金属光泽(铜为_色，金为黄色)，大多数为_和_的良导体，有_性，质软，密度较大，熔点较高。2. 物质的_在很大程度上决定了物质的用途，同时还需要考虑_、资源、是否美观、使用是否便利以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。Hg(Hg(或汞或汞) )银白银白紫红紫红电电热热延展延展性质性质价格价格考点考点2金属的化学性质与活动性金属的化学性质与活动性一、金属的化学性质1. 金属氧气金属氧化物：大多数金属都能与氧气发生反应，但反应的难易和剧烈程度是不同的。如铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化物薄膜。其反应的化学方程式为_。2. 金属酸盐H2：如铁钉放入稀盐酸中：_(用化学方程式表示
3、)，其反应现象是_，且反应后溶液质量_(填“增加”或“减少”)。FeFe2HCl = FeCl2HCl = FeCl2 2H H2 2 铁钉表面有气泡冒出，铁钉铁钉表面有气泡冒出，铁钉逐渐变小；溶液由无色逐渐变成浅绿色逐渐变小；溶液由无色逐渐变成浅绿色增加增加【特别提醒】金属与酸反应时应注意：(1)金属必须排在金属活动性顺序中氢的前面才能与酸反应。(2)浓硫酸和硝酸具有强氧化性，与金属反应后不产生H2而生成水。(3)铁与酸反应时，得到的是亚铁盐，而不是铁盐。3. 金属盐新金属新盐，该反应发生的条件：(1)必须是活泼金属置换不活泼金属。(2)盐必须_。(3)K、Ca、Na等除外，它们与盐反应时是
4、先与盐中的水反应，而不是直接置换盐中的金属。例如，“湿法冶金”的原理：_(用化学方程式表示)，其反应现象是_。可溶可溶FeFeCuSOCuSO4 4=FeSO=FeSO4 4CuCu 浸入浸入CuSOCuSO4 4溶液的铁表面覆溶液的铁表面覆盖一层红色的物质，溶液由蓝色逐渐变成浅绿色盖一层红色的物质，溶液由蓝色逐渐变成浅绿色二、常见金属活动性顺序在金属活动性顺序里，位于氢前面的金属能置换出酸中的H，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。口诀：钾钙钠镁铝，锌铁锡铅(氢)，铜汞银铂金。和酸来反应，氢后难进行。和盐液反应，前金换后金。三、置换反应由一种单质与一种化合物生成另一种单
5、质与另一种化合物的反应叫置换反应，其字母表达式为_。置换反应是化学中四大基本反应类型之一，金属与盐酸、稀硫酸，以及铁与硫酸铜溶液的反应等都属于置换反应。置换反应的特点是反应前后一定有元素的化合价发生改变，如FeCuSO4=FeSO4Cu；在此反应中，Fe元素的化合价是由0价变成2价，Cu元素的化合价由2价变为0价。A ABCBBCBACAC考点考点3铁的冶炼、金属资源的利用与保护铁的冶炼、金属资源的利用与保护一、铁的冶炼1. 原理：在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来，化学反应方程式为_。2. 原料：铁矿石、焦炭、石灰石和空气。常见的铁矿石有磁铁矿(主要成分是Fe3
6、O4)、赤铁矿(主要成分是Fe2O3)、菱铁矿(主要成分是FeCO3)。铁矿石中有难熔化的脉石，主要成分是二氧化硅，石灰石的主要作用是将铁矿石中的脉石转变为炉渣，相关反应的化学方程式为3. 设备：高炉。4. 产品：生铁。5. 一氧化碳还原氧化铁的实验：【特别提醒】因为CO有毒性，所以对澄清石灰水处理后的气体重新点燃以防止CO扩散到空气中污染空气，进而也说明CO具有可燃性。二、铁的锈蚀1. 铁生锈的条件是：_，铁锈的主要成分是_，颜色为_。2. 铁锈的结构疏松多孔，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气反应，因此铁制品可以全部被锈蚀，因而铁锈应及时除去，一般用_去除铁锈；而铝与氧气反应能生成_，从而
7、阻止铝进一步氧化，因此，铝具有很好的抗腐蚀性能，其反应的化学方程式是：_。因此，用铝做实验前要先对铝进行_。与空气、水等物质直接接触与空气、水等物质直接接触FeFe2 2O O3 3红棕色红棕色稀盐酸稀盐酸( (或稀或稀H H2 2SOSO4 4) )一层致密的一层致密的AlAl2 2O O3 3氧化膜氧化膜4Al4Al3O3O2 2=2Al=2Al2 2O O3 3打磨打磨3. 防止铁制品生锈的措施方法一：_。方法二：_。方法三：_。三、金属资源的保护和利用2. 金属回收利用的优点：一可节约_和_，二可减少_。保持铁制品表面的干燥和洁净保持铁制品表面的干燥和洁净在铁制品表面涂一层保护膜，如刷
8、油漆、涂油、电镀、烤蓝在铁制品表面涂一层保护膜，如刷油漆、涂油、电镀、烤蓝改变铁的组织结构，制成合金，如不锈钢改变铁的组织结构，制成合金，如不锈钢防止金属腐蚀防止金属腐蚀回收利用废旧金属回收利用废旧金属合理开采矿物合理开采矿物寻找金属的替代品寻找金属的替代品金属资源金属资源能源能源对环境的污染对环境的污染精讲精练精讲精练考点考点1金属的物理性质与用途金属的物理性质与用途典例解析典例解析【例【例1 1】铁、铝、铜是日常生活中使用最广泛的金属。(1)上述三种金属中，地壳中含量最多的金属元素是_(填元素符号)，人类最晚大规模使用的是铝，原因是_(填序号)。A. 铝的抗腐蚀性差B. 铝的金属活动性强C
9、. 铝的价格便宜(2)常温下一些金属的物理性质数据如下表：分析上述数据，上表中，密度最大的金属是_；用金属铁制锤子而不用金属铝，原因是_。解析：(1)地壳中含量最多的金属元素是铝，人类最晚大规模使用铝的原因是铝的化学性质活泼。(2)根据表格可以看出，密度最大的金属是铅；用金属铁制锤子而不用金属铝是因为铁的硬度大。答案：(1)AlB(2)铅铁的硬度大考题再现考题再现1.(2016广州)下列有关金属的说法正确的是 ( )A. 铝元素在地壳中含量最多，使用也最早B. 不锈钢的抗腐蚀性强于纯铁，硬度小于纯铁C. 灯泡里的灯丝常用钨制成D. 地球上金属矿物资源储量有限，可再生2.(2016大连)下列有关
10、金属的说法中，错误的是 ( )A. 铜质插头是利用铜的导电性 B. 钨制灯丝是利用钨的熔点低C. 铝制成铝箔是利用铝的延展性 D. 用铁锅炒菜是利用铁的导热性CB3.(2016邵阳)下列物质不属于合金的是 ( )A. 生铁 B. 钢 C. 黄铜 D. C604.(2016南宁)下列有关合金的说法错误的是 ( )A. 钢是一种化合物 B. 黄铜的硬度比纯铜的硬度大C. 生铁是一种铁合金 D. 焊锡的熔点比纯锡的熔点低DA解题点拨：解题点拨：根据金属的物理性质与用途，进行分析判断。易错点：易错点：对合金的定义和性质的理解。合金具有金属特征，但合金中不一定只含有金属，有些合金中也含有非金属，如生铁含
11、有碳、硅等。纯金属和合金都属于金属材料，但纯金属是纯净物，而合金是混合物。生铁和钢的主要区别是含碳量不同，但它们的主要成分都是铁，而不是碳。考点考点2金属的化学性质与活动性金属的化学性质与活动性典例解析典例解析【例【例2 2】金属是一种重要的资源，在日常生活中越来越得到广泛的应用。(1)铜常用于制作导线，因为其具有良好的。(2)将纯铝和铝合金相互刻画，纯铝上留有明显的痕迹，说明_。(3)如图152，向一定量的硝酸银溶液中加入铜和锌的混合粉末，充分反应后过滤，得到溶液甲和固体乙。以下说法正确的是_(多选)。A. 溶液甲一定有硝酸铜B. 溶液甲一定有硝酸锌C. 固体乙一定会有银析出D. 在溶液甲中
12、滴加盐酸，若生成白色沉淀，则在固体乙中加入稀盐酸一定没有氢气产生若乙中含有铜、锌、银三种固体，则溶液甲中含有的金属离子是_(填离子符号)，此时取固体乙加入稀硫酸，发生反应的化学方程式为_，该反应类型为_反应。解析：(1)铜常用于制作导线，因为其具有良好的导电性。(2)将纯铝和铝合金相互刻画，纯铝上留下明显划痕，说明铝合金的硬度比纯铝的大。(3)在金属活动顺序表中，金属的活动性顺序是锌铜银。向一定量AgNO3溶液中加入铜和锌的混合粉末时，锌先与硝酸银反应，当锌反应完后，如硝酸银还有剩余，铜再与硝酸银反应。A. 溶液甲不一定有硝酸铜，故A错误；溶液甲一定有硝酸锌，故B正确；C. 固体乙一定会有银析
13、出，故C正确；D. 在溶液甲中滴加盐酸，若生成白色沉淀，说明了溶液中含有银，则在固体乙中加入稀盐酸一定没有氢气产生，故D正确。若乙中含有锌、铜、银三种固体，说明了溶液中没有硝酸银、硝酸铜，则溶液甲中所含的金属离子符号为Zn2，此时向固体乙中加入稀硫酸，锌能与其发生反应，化学方程式为ZnH2SO4=ZnSO4H2，该反应是一种单质与一种化合物反应生成了另一种单质和另一种化合物，属于置换反应。答案：(1)导电性(2)铝合金的硬度比纯铝的大(3)BCDZn2ZnH2SO4=ZnSO4H2置换考题再现考题再现1.(2016广州)将铜丝插入下列溶液中，有明显现象的是( )A. HCl溶液 B. AgNO
14、3溶液 C. MgSO4溶液 D. Ba(OH)2溶液B2.(2016十堰)分别将不同质量的锌粉加入到一定量的Fe(NO3)2、Cu(NO3)2和AgNO3混合溶液中，充分反应后过滤，以下是在不同情况下对滤渣或滤液成分的说法，错误的是 ( )A. 若滤液中只含一种溶质，滤渣一定含有Ag、Cu、Fe，可能含有ZnB. 当滤液含两种溶质时，滤渣一定含有Ag、Cu，可能含有Fe，一定不含ZnC. 若滤渣中有红色固体，滤液一定含有Zn(NO3)2、Fe(NO3)2，一定不含AgNO3、Cu(NO3)2D. 若向所得滤渣中滴加稀盐酸无气泡生成，滤渣一定含有Ag，可能含Cu，一定不含Fe和ZnC3.(20
15、16贺州)金属在日常生活中有着广泛的用途，常见金属的活动性顺序如图153，请回答下面问题。(1)金属活动性顺序表中的X是_元素。(2)把一根用砂纸打磨过的铝丝浸入硫酸铜溶液中，过了一会儿，观察到的现象有铝丝上_，该反应的化学方程式为_。HgHg附着红色固体，溶液蓝色变浅附着红色固体，溶液蓝色变浅(3)向一定质量AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入过量的Zn粉，溶液质量随反应时间的变化情况如图154所示，图中B点溶液中含有的溶质有_。Cu(NOCu(NO3 3) )2 2、Zn(NOZn(NO3 3) )2 24.(2016滨州)在探究金属的活动性顺序时，某同学将一定质量的Zn粉放入Ag
16、NO3与Cu(NO2)2的混合溶液中，实验流程如图155所示，请分析回答：(1)步骤中生成的无色气体X是_；该反应的基本反应类型是_，滤液N中的溶质是_。(2)请写出步骤中所发生的任一反应的化学方程式：_。氢气氢气置换反应置换反应硝酸锌硝酸锌ZnZn2AgNO2AgNO3 3=Zn(NO=Zn(NO3 3) )2 22Ag2Ag或或ZnZnCu(NOCu(NO3 3) )2 2=Zn(NO=Zn(NO3 3) )2 2CuCu解题点拨：解题点拨：(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)在金属活动性顺序中，位置在前的
17、金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来。(3)在金属活动性顺序中，位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来，且置换时先把活动性最弱的金属置换出来。易错点：易错点：铁与稀盐酸、稀硫酸、某些金属化合物溶液发生置换反应的产物。铁与稀盐酸、稀硫酸、某些金属化合物溶液发生置换反应时，生成2价铁的化合物，而不是3价铁的化合物，如：FeH2SO4=FeSO4H2。考点考点3铁的冶炼、金属资源的利用与保护铁的冶炼、金属资源的利用与保护典例解析典例解析【例【例3 3】钢铁是重要的金属材料，在生产、生活中有广泛的用途。建造北京奥运会主体育场“鸟巢”，就是用了大量的钢铁。(1)钢铁属于_(填“纯净物
18、”或“混合物”)。(2)每年世界上钢铁的产量很高，钢铁的锈蚀也给人类带来了巨大的损失。铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟空气中的_和_共同作用的结果。(3)为了防止钢铁锈蚀，人们常采用在其表面涂刷矿物油或镀上其他金属等覆盖保护膜的方法。这些方法都能防止锈蚀的共同原理是_。(4)炼铁厂常以焦炭、赤铁矿(主要成分是氧化铁)、空气等为主要原料炼铁，反应过程如图156：请写出第步反应的化学方程式：_。(5)金属矿物的储量有限，而且不能再生；目前世界上已有50%以上的废钢铁得到回收利用，回收利用废钢铁的目的是(填“合理开采矿物”或“节约金属资源”)。解析：(1)钢铁是铁的合金，属于混合物。(2)钢铁生锈是钢铁
19、和水与氧气共同作用的结果。(3)隔绝氧气或水可以防止钢铁生锈。(4)氧化铁和一氧化碳反应能生成铁和二氧化碳。(5)废钢铁得到回收利用，其目的是节约金属资源。答案：(1)混合物(2)氧气水蒸气(3)隔绝氧气或水(4)(5)节约金属资源考题再现考题再现1.(2016扬州)为了减缓铁制品的锈蚀，下列做法不当的是 ( )A. 在车船的表面喷涂油漆 B. 将使用后的菜刀用布擦干C. 洗净铁制品表面的油膜 D. 在铁制品表面镀上一层锌2.(2016兰州)下列方法中不能防止铁锅腐蚀的是 ( )A. 表层镀锌 B. 食盐水浸泡C. 制成合金 D. 表层涂油CB3.(2016广东)实验室根据工业炼铁的原理设计了
20、如图157所示装置进行实验。请回答：(1)主要成分为氧化铁的矿石名称为_；图中还原氧化铁的化学方程式为_。(2)“加热”和“通气”(通入CO)的操作顺序是_。赤铁矿赤铁矿通气、加热通气、加热4.(2016娄底)金属材料在生产、生活中起着重要作用。(1)铝可制成电线，主要是利用其有良好的延展性和_性。(2)金属生锈是世界面临的难题。铁生锈实际上是铁与_共同作用的结果。(3)防止金属腐蚀是保护金属资源的有效途径之一，请再写出一条有效途径：_。导电导电空气中的氧气和水空气中的氧气和水在金属表面涂一层油漆在金属表面涂一层油漆解题点拨：解题点拨：钢铁生锈的条件是钢铁与氧气和水同时接触。防止金属生锈的方法有：在金属表面涂一层油漆；在金属表面镀一层不活泼的金属等。易错点：易错点：CO还原氧化铁实验的正确操作。在CO还原氧化铁实验中，应先通CO，然后加热，目的是排净玻璃管中的空气，防止加热时发生爆炸。反应完成后，应先熄灭酒精灯，待装置冷却后，再停止通CO，目的是防止被还原出来的铁重新被氧化。
