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1、第八單元第八單元金屬和金屬材料金屬和金屬材料考點梳理自主測試一二三一、金屬材料1.金屬材料金屬材料包括純金屬和它們的合金。2.金屬的物理性質(zhì)(1)大多數(shù)金屬呈銀白色,但銅呈紫紅色,金呈黃色。(2)常溫下大多為固體,但汞為液體。(3)具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性,但不同金屬的物理性質(zhì)差異很大。3.金屬的用途金屬的性質(zhì)在很大程度上決定了它們的用途,還需要考慮價格、資源、是否美觀、使用是否便利,以及廢料是否易回收和對環(huán)境的影響等多種因素?？键c梳理自主測試一二三4.合金(1)定義:在金屬中加熱熔合金屬或非金屬所制得的具有金屬特征的物質(zhì)。如:生鐵和鋼是含碳量不同的鐵的兩種合金,其中生鐵的含碳量為2%

2、4.3%,鋼的含碳量為0.03%2%。(2)性質(zhì)特征:合金的強度和硬度一般比組成它們的純金屬更高,某些合金抗腐蝕性更好,熔點比組成它們的純金屬的熔點低?？键c梳理自主測試一二三二、金屬的化學(xué)性質(zhì)1.金屬的化學(xué)性質(zhì)(1)金屬與氧氣的反應(yīng)。鋁、鎂、鐵、銅分別與氧氣反應(yīng)(寫化學(xué)方程式):(2)與酸溶液反應(yīng)。鐵釘放入稀鹽酸中,其反應(yīng)現(xiàn)象為鐵釘表面有氣泡冒出,溶液由無色變?yōu)闇\綠色,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe+2HCl FeCl2+H2,反應(yīng)后溶液質(zhì)量增大?？键c梳理自主測試一二三(3)金屬與某些化合物(鹽)溶液的反應(yīng)。鋁絲浸入CuSO4溶液中,鋁絲表面有紅色物質(zhì)生成,溶液由藍色變?yōu)闊o色,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al

3、+3CuSO4 3Cu+Al2(SO4)3,且反應(yīng)后溶液質(zhì)量減小。銅絲浸入AgNO3溶液中,銅絲表面有銀白色物質(zhì)生成,溶液由無色變?yōu)樗{色,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu+2AgNO3 2Ag+Cu(NO3)2,且反應(yīng)后溶液質(zhì)量減小。金屬的化學(xué)性質(zhì)注意以下幾方面:大多數(shù)金屬都能與氧氣反應(yīng),但反應(yīng)的難易和劇烈程度卻不同;金屬與酸反應(yīng)制取氫氣時,要排除使用濃、稀硝酸和濃硫酸;金屬與鹽溶液發(fā)生置換反應(yīng)時,要考慮鹽必須可溶,金屬不可選用K、Ca、Na三種金屬,必須是“前金”置“后金”;鐵單質(zhì)在置換反應(yīng)中都生成亞鐵鹽?？键c梳理自主測試一二三2.金屬活動性順序及其應(yīng)用(1)金屬活動性順序。(2)應(yīng)用。在金屬活動性順

4、序中,金屬的位置越靠前,它的活動性就越強。在金屬活動性順序中,位于氫前面的金屬能置換出酸中的氫。在金屬活動性順序中,位于前面的金屬一般能把后面的金屬從它們的鹽溶液里置換出來,但活動性極強的金屬(如K、Ca、Na)除外?？键c梳理自主測試一二三三、金屬資源的利用和保護1.鐵的冶煉(1)一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)?，F(xiàn)象:紅棕色的氧化鐵粉末逐漸變成黑色,同時澄清石灰水逐漸變渾濁,尾氣燃燒產(chǎn)生藍色火焰。考點梳理自主測試一二三注意實驗前要先檢查裝置的氣密性;要先通一氧化碳后加熱,以防一氧化碳與空氣混合加熱引起爆炸;實驗完畢后,先撤掉酒精燈,繼續(xù)通一氧化碳至試管冷卻,以防止空氣進入將鐵氧化;尾氣中的一氧化碳要點燃

5、或用收集等方法處理。(2)鐵的冶煉。原理:利用還原劑一氧化碳將鐵從鐵礦石中還原出來。設(shè)備:高爐。原料:鐵礦石、焦炭、石灰石。過程:工業(yè)煉鐵時,把鐵礦石與焦炭、石灰石分別加入高爐,從下面通入熱風(fēng),在爐內(nèi)生成一氧化碳,把鐵礦石還原成鐵。考點梳理自主測試一二三2.含雜質(zhì)時有關(guān)化學(xué)方程式的計算對含有某些雜質(zhì)的反應(yīng)物或生成物進行有關(guān)化學(xué)方程式計算。不純物質(zhì)、純物質(zhì)和純度之間的關(guān)系:(1)純物質(zhì)的質(zhì)量=不純物質(zhì)的質(zhì)量純度;(2)不純物質(zhì)的質(zhì)量=純物質(zhì)的質(zhì)量純度;3.鐵的銹蝕與保護(1)鐵的銹蝕。實質(zhì):與氧氣、水蒸氣發(fā)生的緩慢氧化作用。條件:氧氣、水共同存在,缺一不可。(2)防止鐵生銹的方法。原理:使鐵制品

6、隔絕空氣或水?？键c梳理自主測試一二三(3)鋼鐵防銹方法。保持鐵制品的清潔和干燥。在鐵制品表面涂一層保護膜,如刷油漆、涂油、電鍍、烤藍等。改變鐵制品的結(jié)構(gòu),制成合金鋼,如不銹鋼等。(4)生銹速度的影響因素。鐵銹疏松多孔、易吸水,故生銹后的鐵如果不及時清除鐵銹,被銹蝕的速度將會加快。鋼鐵的純度、環(huán)境溫度和酸堿性等是影響鋼鐵生銹速度的重要因素。4.保護金屬資源的有效途徑(1)防止金屬腐蝕;(2)回收利用廢舊金屬;(3)合理開采礦物;(4)尋找金屬的代用品。考點梳理自主測試1234567891.下列四組物質(zhì)中,會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的是()A.銅和稀硫酸B.鐵和硫酸銅溶液C.燒堿溶液和氯化鉀溶液D.氧化銅和水

7、解析：在金屬活動性順序中,銅排在氫之后,因此銅與稀硫酸不發(fā)生置換反應(yīng),鐵排在銅之前,因此鐵能與硫酸銅發(fā)生置換反應(yīng);氫氧化鈉與氯化鉀反應(yīng)后沒有氣體、沉淀或水生成,故不能發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),氧化銅與水不反應(yīng)。答案：B考點梳理自主測試1234567892.金屬材料在人類活動中已得到越來越廣泛的應(yīng)用。下列性質(zhì)屬于金屬共性的是()A.硬度很大、熔點很高B.是銀白色的固體C.易與酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣D.能夠?qū)щ?、?dǎo)熱解析：一些金屬的硬度很小,熔點較低,如鈉等,A項錯誤;一些金屬的顏色不是銀白色的,如銅是紫紅色的,B項錯誤; 銅不能和稀鹽酸反應(yīng),C項錯誤;金屬都有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性,D項正確。答案：D考點梳理自主測

8、試1234567893.下列關(guān)于合金的說法正確的是()A.合金是化合物B.多數(shù)合金的熔點高于組成它的成分金屬的熔點C.合金的硬度一般比各成分金屬的硬度大D.合金只能由金屬與金屬熔合而成解析：合金中各成分都是以單質(zhì)形式存在的,因此合金是混合物,A項錯誤;合金的熔點比組成它的各成分金屬的熔點都低,B項錯誤;合金的硬度比組成它的各成分金屬的硬度都大,是合金具有的重要性質(zhì),C項正確;合金也可以是金屬與非金屬熔合而成的,比如生鐵就是鐵碳合金,D項錯誤。答案：C考點梳理自主測試1234567894.下圖是一氧化碳還原氧化鐵的部分實驗裝置,關(guān)于該實驗說法中正確的是()A.充分反應(yīng)后,向固體中加稀鹽酸會產(chǎn)生氣

9、泡B.在實驗過程中,黑色的粉末會逐漸變成紅色D.在實驗過程中,產(chǎn)生的尾氣可以直接排放到空氣中答案：A考點梳理自主測試1234567895.金屬材料在我們的生活中有著廣泛的應(yīng)用,下列關(guān)于金屬物品的使用正確的是()A.鋁合金門窗變舊變暗后用砂紙或鋼絲球打磨B.鐵桶中加入硫酸銅溶液和石灰乳配制殺菌劑波爾多液C.鋁壺內(nèi)的水垢用熱的稀鹽酸長時間浸泡D.校內(nèi)用鋼架制作的自行車防雨棚應(yīng)定期噴涂油漆防銹解析：鋁合金門窗變暗是與氧氣反應(yīng)生成了氧化鋁,不能用砂紙或鋼絲球打磨,否則會把氧化鋁薄膜去掉,起不到保護作用了,A項錯誤;鐵與硫酸銅反應(yīng)生成銅和硫酸亞鐵,鐵桶被腐蝕,B項錯誤;用鹽酸除水垢時,不能長時間浸泡,否

10、則水垢除掉后,鹽酸再與鋁反應(yīng),鋁壺被腐蝕,C項錯誤;刷漆或涂油使鋼架制作的自行車防雨棚與氧氣、水隔絕,以達到防銹的目的,D項正確。答案：D考點梳理自主測試123456789A.XHYZB.XHZYC.ZYXHD.YZXH答案：D 考點梳理自主測試1234567897.下列關(guān)于金屬資源的說法中,不正確的是()A.自然界中除少數(shù)不活潑的金屬如金、銀等能以單質(zhì)形式存在外,其余都以化合物形式存在B.自然界中的金屬資源是取之不盡的C.防止金屬銹蝕、回收利用廢舊金屬可以保護金屬資源和環(huán)境D.合理開采礦物、尋找金屬代用品都是保護金屬資源的有效途徑答案：B考點梳理自主測試1234567898.鐵是應(yīng)用最廣泛的

11、金屬。據(jù)估計,每年全世界被腐蝕損耗的鋼鐵材料,約占全年鋼產(chǎn)量的十分之一。(1)如圖所示,取一根光亮鐵釘放在自來水中,觀察A、B、C三處的變化。幾天后,他們會發(fā)現(xiàn)處最先出現(xiàn)鐵銹,大家結(jié)合書本知識知道,鐵在空氣中生銹實際是鐵與等物質(zhì)相互作用發(fā)生一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)的過程。 (2)寫一條防止鐵制品生銹的措施。 考點梳理自主測試123456789(3)在化工生產(chǎn)中可用稀鹽酸除去鐵制品表面的鐵銹。實驗課上,小強將生銹鐵釘放入稀鹽酸中,觀察到鐵銹逐漸溶解,并伴有氣泡產(chǎn)生,溶液由無色逐漸變?yōu)辄S色,除去鐵銹的化學(xué)方程式為,產(chǎn)生氣泡的化學(xué)方程式為。當(dāng)鐵釘表面沒有氣泡產(chǎn)生時,小強看到溶液仍為黃色,再過一段時間后,

12、小強意外發(fā)現(xiàn)黃色溶液逐漸變成了淺綠色。經(jīng)仔細分析,小強大膽地寫出溶液顏色發(fā)生改變的化學(xué)方程式為。 考點梳理自主測試123456789答案：(1)B水和氧氣(2)刷漆或涂油(其他答案合理也可)考點梳理自主測試1234567899.下圖為某同學(xué)探究鐵、銅、銀三種金屬活動性順序的一組實驗:(1)上述實驗中,有氣泡產(chǎn)生的是(填寫裝置序號),請寫出這一反應(yīng)的化學(xué)方程式:。 (2)我國古代“濕法冶銅”就是利用了C中的反應(yīng)原理,請寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:。 (3)通過上述實驗,還不能證明鐵、銅、銀三種金屬的金屬活動性順序,請你在此基礎(chǔ)上補充一個實驗幫助這位同學(xué)達到實驗?zāi)康摹？键c梳理自主測試123456789

13、歸類示例一歸類示例二歸類示例三歸類示例四歸類示例五歸類示例六歸類示例一金屬材料的性質(zhì)【例1】 人們的日常生活離不開金屬,高科技新材料的開發(fā)和應(yīng)用也需要金屬。(1)地殼中含量最高的金屬元素是。 (2)根據(jù)下圖金屬應(yīng)用實例推斷,金屬具有的物理性質(zhì)有。 歸類示例一歸類示例二歸類示例三歸類示例四歸類示例五歸類示例六(3)日常使用的金屬材料多數(shù)屬于合金。下表列出了一些常見合金的主要成分和性能。由上表推斷,與組成合金的純金屬相比,合金的優(yōu)點一般有(填序號)。 強度更低硬度更大熔點更高抗腐蝕性更好(4)人們每年要從金屬礦物資源中提取數(shù)以噸計的金屬。根據(jù)所學(xué)化學(xué)知識,按要求寫出兩個生成金屬的化學(xué)方程式:(置換

14、反應(yīng))。 (分解反應(yīng))。 歸類示例一歸類示例二歸類示例三歸類示例四歸類示例五歸類示例六解析：(1)地殼中含量最多的金屬元素是鋁。(2)由金屬可作電線,推知金屬具有導(dǎo)電性;金屬可拉成絲,可知金屬具有延展性;金屬可制造炊具,可知金屬具有導(dǎo)熱性。回答(3)時,可用對比、分析、歸納的方法進行:表中焊錫合金與鉛、錫兩種金屬的熔點相比,沒有金屬單質(zhì)的熔點高,故錯;硬鋁與金屬單質(zhì)相比強度和硬度較好,故錯,正確;不銹鋼與金屬單質(zhì)鐵相比抗腐蝕性更好,故正確。答案：(1)Al(或鋁)(2)導(dǎo)電性、延展性、導(dǎo)熱性(3)歸類示例一歸類示例二歸類示例三歸類示例四歸類示例五歸類示例六歸類示例一歸類示例二歸類示例三歸類示例

15、四歸類示例五歸類示例六歸類示例二金屬的化學(xué)性質(zhì)【例2】 化學(xué)實驗室要從含少量銅粉的銀、錳(Mn)混合金屬粉末中分離出貴金屬,并獲得一種鹽晶體,將有關(guān)三種金屬隨意編號為A、B、C,并設(shè)計了如下流程:下列說法不正確的是()A.操作a的名稱是過濾B.金屬C是銀C.A、B、C三種金屬的活動性順序為 ABCD.若A的硫酸鹽中A元素顯+2價,則A的硫酸鹽化學(xué)式為MnSO4歸類示例一歸類示例二歸類示例三歸類示例四歸類示例五歸類示例六解析：硫酸鹽溶液,經(jīng)過操作a后,得到了硫酸鹽晶體,所以操作a的名稱是蒸發(fā),A項錯誤;在金屬活動性順序中,銅、銀排在氫的后面,所以不能與酸反應(yīng)放出氫氣,由題意可知三種金屬中只有A能

16、與稀硫酸反應(yīng)生成無色氣體和A的鹽溶液,所以我們判斷A是Mn,金屬B、C混合物是銅和銀的混合物,向它們的混合物中加入足量的含硝酸銀的回收液,過濾后得到金屬C,說明金屬C不能與硝酸銀溶液反應(yīng),金屬B能與硝酸銀溶液反應(yīng),因此B為銅,C為銀,B項正確;由B項分析可知,A、B、C三種金屬的活動性順序為ABC,C項正確;已知A的硫酸鹽中A元素顯+2價,硫酸根顯-2價,又因為A是金屬Mn,所以A的硫酸鹽化學(xué)式是MnSO4,D項正確。答案：A歸類示例一歸類示例二歸類示例三歸類示例四歸類示例五歸類示例六歸類示例三金屬活動性順序的應(yīng)用【例3】 某化學(xué)興趣小組為探究鐵、銅、鋅、銀的金屬活動性順序,設(shè)計了下圖所示的三

17、個實驗(其中金屬均已打磨,且其形狀、大小相同;所用鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)、用量也相同)。下列判斷中錯誤的是()A.通過上述三個實驗,不能判斷出四種金屬的活動性順序B.若增加一個銅鋅活動性比較的實驗,則可判斷出四種金屬的活動性順序C.通過實驗和的反應(yīng)劇烈程度,可以判斷出鐵和鋅的金屬活動性強弱D.通過實驗的反應(yīng)現(xiàn)象,可以判斷出銅和銀的金屬活動性強弱歸類示例一歸類示例二歸類示例三歸類示例四歸類示例五歸類示例六解析：由實驗可知活動性順序為FeH,由實驗可知活動性順序為CuAg,由實驗可知活動性順序為ZnH,又由實驗和中反應(yīng)的劇烈程度,可知Zn的活動性大于Fe,綜上可見,通過上述三個實驗,只能判斷出活動性順

18、序為ZnFe,CuAg,并不能判斷出四種金屬的活動性順序,若增加一個Fe、Cu活動性比較的實驗,則可判斷出四種金屬的活動性順序。故選B。答案：B歸類示例一歸類示例二歸類示例三歸類示例四歸類示例五歸類示例六歸類示例一歸類示例二歸類示例三歸類示例四歸類示例五歸類示例六歸類示例四鐵的冶煉【例4】 某化學(xué)興趣小組用一氧化碳與氧化鐵的反應(yīng)來探究煉鐵的原理,裝置如圖所示。請回答有關(guān)問題:(1)為避免一氧化碳污染空氣,并回收利用一氧化碳,方框中連接的是C和D,導(dǎo)管接口的連接順序為a。 (2)實驗開始時,應(yīng)(填“先加熱再通CO”或“先通CO再加熱”),目的是 。 (3)實驗進行一段時間后,玻璃管A中出現(xiàn)的現(xiàn)象

19、為。 (4)B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。 歸類示例一歸類示例二歸類示例三歸類示例四歸類示例五歸類示例六解析：(1)一氧化碳有毒,不能直接排放到空氣中去,要用C裝置把二氧化碳除去且將一氧化碳收集起來,D裝置是用來收集C裝置中排出的溶液,所以導(dǎo)管接口的連接順序為a、d、b、e;(2)因為一氧化碳具有可燃性,若和氧氣混合在點燃的條件下會發(fā)生爆炸,所以實驗開始時應(yīng)先通一氧化碳再加熱,目的是趕盡玻璃管內(nèi)的空氣,防止加熱時發(fā)生爆炸;(3)紅棕色的氧化鐵和一氧化碳在高溫條件下反應(yīng)能生成鐵和二氧化碳,所以現(xiàn)象是紅棕色固體變?yōu)楹谏?(4)A中生成的二氧化碳與B中的氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣白色沉淀和水,其反應(yīng)化學(xué)方

20、程式為CO2+Ca(OH)2 CaCO3+H2O。答案：(1)dbe(2)先通CO再加熱趕盡玻璃管內(nèi)的空氣,防止加熱時爆炸(3)紅棕色固體變?yōu)楹谏?4)CO2+Ca(OH)2 CaCO3+H2O歸類示例一歸類示例二歸類示例三歸類示例四歸類示例五歸類示例六歸類示例一歸類示例二歸類示例三歸類示例四歸類示例五歸類示例六歸類示例五含一定量雜質(zhì)的反應(yīng)物或生成物質(zhì)量的計算【例5】 為測定某赤鐵礦石中氧化鐵的質(zhì)量分數(shù),小龍和他的同學(xué)用足量的純凈的一氧化碳與10 g赤鐵礦石樣品充分反應(yīng)(雜質(zhì)不參與反應(yīng)),并將生成的氣體用一定量的氫氧化鈉溶液完全吸收,該溶液總質(zhì)量與反應(yīng)時間的變化關(guān)系如圖。(1)上述反應(yīng)產(chǎn)生二氧

21、化碳的質(zhì)量為g;(2)計算該赤鐵礦石中氧化鐵的質(zhì)量分數(shù);(3)若上述反應(yīng)后剩余固體質(zhì)量為m g,寫出計算該赤鐵礦石中氧化鐵質(zhì)量分數(shù)的表達式(用m表示)。 歸類示例一歸類示例二歸類示例三歸類示例四歸類示例五歸類示例六解析：根據(jù)質(zhì)量守恒定律,氫氧化鈉溶液增加的質(zhì)量=產(chǎn)生二氧化碳的質(zhì)量=106.6 g-100 g=6.6 g。根據(jù)反應(yīng)方程式可知,10 g赤鐵礦石樣品充分反應(yīng)后減少的質(zhì)量=氧化鐵中氧元素的質(zhì)量=(10-m) g答案：(1)6.6 歸類示例一歸類示例二歸類示例三歸類示例四歸類示例五歸類示例六歸類示例一歸類示例二歸類示例三歸類示例四歸類示例五歸類示例六歸類示例六金屬的銹蝕與防護【例6】 銅

22、銹的主要成分是銅綠Cu2(OH)2CO3,某同學(xué)為了探究銅在空氣中生銹的條件,利用如圖所示的裝置A、B、C進行實驗,經(jīng)過一個月的觀察,該同學(xué)發(fā)現(xiàn)B中的銅絲生銹而A、C中銅絲無明顯變化。由此該同學(xué)得出結(jié)論:銅生銹的主要原因是銅與空氣中氧氣和水相互作用的結(jié)果。試回答:歸類示例一歸類示例二歸類示例三歸類示例四歸類示例五歸類示例六(1)該同學(xué)得出的結(jié)論正確嗎?。 (2)你認為參與銅生銹的物質(zhì)還可能有,理由是 。 (3)為驗證你的判斷,可用上圖所示的D裝置進行實驗,其中NaOH溶液的作用是。經(jīng)過近一個月的觀察,D中銅絲基本無變化。由此可認為銅在的條件下難生銹,故參與銅生銹反應(yīng)的物質(zhì)有。 歸類示例一歸類示例二歸類示例三歸類示例四歸類示例五歸類示例六解析：該題以驗證銅“生銹”現(xiàn)象為切入點,通過發(fā)現(xiàn)問題提出問題收集證據(jù)得出結(jié)論反思與應(yīng)用,告訴大家解決類似問題的具體方法及程序,并且在這一過程中提出了一系列問題讓我們進行解答。該題主要利用對照實驗法驗證銅生銹的條件,注意比較相同的條件和不同的條件,結(jié)合銅銹的成分做出合理的判斷。答案：(1)不正確(2)CO2由銅綠的化學(xué)式可知它是由Cu、O、H、C四種元素組成的,故還應(yīng)有含碳的物質(zhì)參與銅的生銹反應(yīng)(3)除去空氣中的CO2氧氣和水的共同作用(或缺少CO2)銅、O2、CO2和H2O