1,第五節(jié) 金屬與金屬材料,第一部分 身邊的化學(xué)物質(zhì),2,知識梳理,一、金屬材料 1. 金屬和金屬材料包括鐵、鋁、銅等純金屬和合金。合金是_ 。與純金屬相比合金的強(qiáng)度和硬度一般比組成它們的純金屬更高， 性能也更好。 2. 鈦和鈦合金：被認(rèn)為是21世紀(jì)的重要金屬材料，鈦合金與人體有很好的“相容性”，因此可用來制造人造骨和人造關(guān)節(jié)以及人造齒根等。,在金屬中加熱熔合某些金屬或非金屬而制得的，具有金屬特性的混合物,抗腐蝕,3,二、金屬的物理性質(zhì) 1. 常溫下，它們都是固體( Hg(或汞) 除外)，大多數(shù)呈現(xiàn) 色的金屬光澤(銅為 色，金為黃色)，大多數(shù)為 和 的良導(dǎo)體，有 性，質(zhì)軟，密度較大，熔點(diǎn)較高。 2. 物質(zhì)的 在很大程度上決定了物質(zhì)的用途，同時還需要考慮 、資源、是否美觀、使用是否便利、以及廢料是否易于回收和對環(huán)境的影響等多種因素。,銀白,紫紅,電,熱,延展,性質(zhì),價格,4,三、金屬的化學(xué)性質(zhì) 1. 金屬氧氣金屬氧化物 大多數(shù)金屬都能與氧氣發(fā)生反應(yīng)，但反應(yīng)的難易和劇烈程度是不同的。如鋁在空氣中與氧氣反應(yīng)，其表面生成一層致密的氧化物薄膜。其反應(yīng)的化學(xué)方程式為： 。如鐵絲在氧氣中燃燒： ；銅片在空氣中加熱： （用化學(xué)方程式表示）。,5,2. 金屬+酸鹽 如鐵釘放入稀鹽酸中： （用化 學(xué)方程式表示） 其反應(yīng)現(xiàn)象是_ ， 且反應(yīng)后溶液質(zhì)量 （ 填“增加”或 “減少” ）,【特別提醒】 反應(yīng)發(fā)生的條件： （1）金屬必須排在金屬活動性順序中氫的前面。 （2）濃硫酸和硝酸具有強(qiáng)氧化性，與金屬反應(yīng)后不產(chǎn)生H2而生成水。 （3）鐵與酸反應(yīng)時， 得到的是亞鐵鹽， 而不是鐵鹽。,鐵釘逐漸減小，鐵釘表面有氣泡冒出；溶液由無色逐漸變成淺綠色,增加,6,3. 金屬+鹽新金屬新鹽 該反應(yīng)發(fā)生的條件： （1）必須是活潑金屬置換不活潑金屬。 （2）鹽必須 可溶 。 （3）K、Ca、Na等除外， 它們與鹽反應(yīng)時是先與鹽中的水反應(yīng)， 而不是直接置換鹽中的金屬。 例如“濕法冶金” 的原理 ： (用化學(xué)方程式表示) ，其反應(yīng)現(xiàn)象是 _ 。,浸入CuSO4溶液的鐵表面覆蓋一層紅色的物質(zhì)，溶液由藍(lán)色逐漸變成淺綠色,7,四、 常見金屬活動性順序,在金屬活動性順序里，位于氫前面的金屬能置換出酸中的H，位于前面的金屬能把位于后面的金屬從它們的鹽溶液中置換出來。 巧學(xué)妙記： 鉀鈣鈉鎂鋁， 鋅鐵錫鉛(氫)，銅汞銀鉑金。 和酸來反應(yīng)， 氫后難進(jìn)行。 和鹽液反應(yīng)，前金換后金。,8,五、置換反應(yīng) 由一種化合物與一種單質(zhì)反應(yīng)，生成另一種單質(zhì)與另一種化合物的反應(yīng)叫置換反應(yīng)，其字母表達(dá)式為 。置換反應(yīng)是化學(xué)中四大基本反應(yīng)類型之一，金屬與鹽酸、 稀硫酸，以及鐵與硫酸銅溶液的反應(yīng)等都屬于置換反應(yīng)。置換反應(yīng)的特點(diǎn)是反應(yīng)前后一定有元素的化合價發(fā)生改變，如 Fe+CuSO4 FeSO4+Cu ；在此反應(yīng)中;元素的化合價是由0價變成+2價, Cu元素的化合價由+2價變?yōu)? 價.,A+BCB+AC,9,六、 鐵的冶煉 1.原理： 在高溫下， 利用焦炭與氧氣反應(yīng)生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石里還原出來，化學(xué)反應(yīng)方程式為 。 2.原料：鐵礦石、 焦炭、石灰石和空氣。 常見的鐵礦石有磁鐵礦（主要成分是Fe3O4) 、赤鐵礦(主要成分是Fe2O3)、 菱鐵礦（主要成分是 FeCO3）、鐵礦石中有難熔化的脈石) ，主要成分是二氧化硅，石灰石的主要作用是將鐵礦石中的脈石轉(zhuǎn)變?yōu)闋t渣，相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為 3.設(shè)備： 高爐 。 4.產(chǎn)品：生鐵。,10,5.鐵的冶煉實驗,11,【特別提醒】 因為CO有毒性，所以對澄清的石灰水處理后的氣體重新點(diǎn)燃以防止CO擴(kuò)散到空氣中污染空氣，進(jìn)而也說明CO具有可燃性。,七、鐵的銹蝕 1.鐵生銹的條件是 ，鐵銹的主要成分是 ，顏色為 。,與空氣、水等物質(zhì)直接接觸,Fe2O3,紅棕色,12,2. 鐵銹的結(jié)構(gòu)疏松多孔，不能阻礙里層的鐵繼續(xù)與氧氣、水蒸氣反應(yīng)， 因此鐵制品可以全部被銹蝕， 因而鐵銹應(yīng)及時除去， 一般用 去除鐵銹；而鋁與氧氣反應(yīng)能生成 ，從而阻止鋁進(jìn)一步氧化，因此 ，鋁具有很好的抗腐蝕性能)，其反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。 因此，用鋁做實驗前要先對鋁進(jìn)行 。,3.防止鐵制品生銹的措施 方法一： 。 方法二：_ 。 方法三： 。,稀鹽酸（或稀H2SO4）,一層致密的Al2O3 氧化膜,打磨,保持鐵制品表面的干燥和潔凈,在鐵制品表面涂一層保護(hù)膜，如刷油漆、涂油、 電鍍、 烤藍(lán),改變鐵的組織結(jié)構(gòu)， 制成合金鋼，如不銹鋼,13,2.金屬回收利用的優(yōu)點(diǎn)： 一可節(jié)約 和 ， 二可減少 。,_ _ _ _,八、金屬資源的保護(hù)和利用,1.保護(hù)金屬資源的途徑,防止金屬腐蝕,回收利用廢舊金屬,合理開采礦物,尋找金屬的替代品,金屬資源,能源,對環(huán)境的污染,14,易錯清單,易錯點(diǎn)一：對合金的定義和性質(zhì)的理解。 合金具有金屬特征，但合金中不一定只含有金屬，有些合金中也含有非金屬，如生鐵含有碳、 硅等。 純金屬和合金都屬于金屬材料，但純金屬是純凈物，而合金是混合物。生鐵和鋼的主要區(qū)別是含碳量不同，但它們的主要成分都是鐵，而不是碳。,15,易錯點(diǎn)二： 鐵與稀鹽酸、 稀硫酸、 某些金屬化合物溶液發(fā)生置換反應(yīng)的產(chǎn)物。 鐵與稀鹽酸、稀硫酸、某些金屬化合物溶液發(fā)生置換反應(yīng)時，生成+2 價鐵的化合物， 而不是+3價鐵的化合物，如：,易錯點(diǎn)三：CO還原氧化鐵實驗的正確操作。 在CO還原氧化鐵實驗中， 應(yīng)先通CO， 然后加熱， 目的是排凈玻璃管中的空氣， 防止加熱時發(fā)生爆炸。反應(yīng)完成后， 應(yīng)先熄滅酒精燈， 待裝置冷卻后，再停止通CO， 防止被還原出來的鐵重新被氧化。,16,中考考點(diǎn)精講精練,考點(diǎn)1 金屬的性質(zhì)與用途,【例1】（2014揭陽） 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(diǎn)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?、能夠?qū)?解析：一些金屬的硬度很小，熔點(diǎn)較低， 如鈉等，故A不正確；一些金屬的顏色不是銀白色的， 例如銅是紅色的， 故B不正確；銅不能和稀鹽酸反應(yīng)，故C不正確； 金屬都有良好的導(dǎo)電性、 傳熱性，故D正確。 答案 A,17,考題再現(xiàn),1.（2013佛山) 以下說法正確的是 ( ) A.常溫下,金屬都是固體 B.鈉比鋁的抗腐蝕能力強(qiáng) C.青銅、生鐵、 焊錫均屬合金 D.木炭和ZnO在高溫條件下不能反應(yīng),C,2.（2015廣州） 下列有關(guān)鐵的說法錯誤的是 （ ） A.參考圖1-5-2信息，鐵的相對原子質(zhì)量為26 B.生鐵和鋼是常見的鐵合金 C.鐵釘在潮濕的空氣中容易生銹， 因此鋼鐵的使用要注意防銹 D.用赤鐵礦高爐煉鐵的化學(xué)反應(yīng)方程式是,A,18,3.(2015佛山) 金屬及合金是重要的工業(yè)及建筑材料, 某些金屬離子是人體不可或缺的元素。 （1） 下表是三種金屬的部分物理性質(zhì)。,三種金屬中最不適宜作導(dǎo)線的是 ( 填字母) ，高壓輸電線不用金屬A而選用金屬B，主要原因是 。,C的合金通常可以做菜刀、 錘子等，其合金的硬度 5（填“”“”或“=”）。,C,金屬B的密度小,19,（2）老火靚湯強(qiáng)身健體) 豬骨湯是其中之一。 煲制豬骨湯的主要原料：豬骨、 雞腳、 甜玉米、 胡蘿卜、 雞骨草等。 豬骨湯包含的營養(yǎng)素中除了蛋白質(zhì)、 油脂、 水、無機(jī)鹽外，還有 等。 豬骨湯中因為含有較豐富的離子 (用離子符號表示) ，所以老年人飲用可以預(yù)防 。,維生素,Ca2+,骨質(zhì)疏松,20,考點(diǎn)2 二氧化碳的性質(zhì)和用途,【例2】（2-15 深圳） 據(jù)圖1-5-3分析， 下列說法錯誤的是 （ ）,A.C可能是銅 B.將Fe放在B的鹽溶液中可以置換出B C.四種金屬的活動性順序是ABFeC D.鋼和生鐵都是鐵合金,21,解析： 由圖示可知，C不與稀鹽酸反應(yīng)，C的位置排在氫的后面， 可能是銅，故選項A說法正確。 圖中B物質(zhì)與稀鹽酸反應(yīng)比鐵更劇烈，說明了金屬活動性B鐵;將Fe放在B的鹽溶液中, 不能發(fā)生置換反應(yīng),不能置換出B ,故選項B說法錯誤。 由圖中金屬與酸反應(yīng)的劇烈程度，A反應(yīng)最劇烈， B其次，C再次，C不與稀鹽酸反應(yīng)，則四種金屬的活動性順序是ABFeC，故選項C說法正確。 鋼和生鐵都是鐵的合金， 生鐵是含碳量為2%4.3% 的鐵合金，鋼是含碳量為0.03%2%的鐵合金，故選項D說法正確。 答案 B,22,考題再現(xiàn),1.（2015佛山） 已知 。下表各選項中不能利用置換反應(yīng)通過X得到Y(jié)的一組物質(zhì)是 （ ）,2.（2014廣州） 用置換反應(yīng)驗證鐵的金屬活動性比銅強(qiáng)， 下列各組藥品能達(dá)到目的的是 （ ） A.Ag、FeSO4、CuSO4 B.Fe、Cu、H2SO4 C.Fe、Cu、ZnSO4 D.Fe、Cu、KOH,A,B,23,3.（2015佛山）為了探究a、b、c三種金屬活動性順序，某同學(xué)設(shè)計了如圖1-5-4 所示的實驗.實驗結(jié)論正確的是 （ ）,A.bac B.abc C.cba D.cab,B,24,考點(diǎn)3 鐵的冶煉、 金屬資源的利用和保護(hù),【例3】（2015茂名） 金屬材料在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、日常生活中有著廣泛應(yīng)用。 （1）鐵制品繡蝕的原因主要是鐵與空氣中的 和水蒸氣發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。 （2）鋁制品不易銹蝕的原因是鋁與氧氣作用，在表面形成了致密的保護(hù)膜， 這種保護(hù)膜的化學(xué)成分用化學(xué)式表示為 。 （3）電池中含有鉛、鎳、 鎘、汞等金屬，隨意丟棄廢舊電池，會造成水體和土壤污染，威脅人類健康。 回收廢舊電池的重要意義是 。 A.節(jié)約金屬資源 B.增加金屬產(chǎn)量 C.減少環(huán)境污染,25,（4）對Al、Ag、Cu三種金屬活動性順序的探究, 下列所選試劑組不可以的是 。 Al、Ag、CuSO4溶液 Cu、Ag、Al2（SO4）3溶液 Cu、Al2（SO4）3溶液、AgNO3 溶液,解析：（1）鋼鐵的銹蝕主要是鐵與空氣中的氧氣、 水等物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果。（2）鋁制品表面的致密的保護(hù)膜是氧化鋁， 氧元素的化合價為-2價，鋁元素的化合價為+3 價；氧化鋁的化學(xué)式為Al2O3。（3）回收廢舊金屬可以減少重金屬對環(huán)境的污染，節(jié)約金屬資源。,26,（4）Al、Ag、CuSO4溶液：鋁能置換出硫酸銅中的銅，說明鋁比銅活潑；銀不能置換出硫酸銅中的銅，說明銀不如銅活潑， 可以證明：AlCuAg；Cu、Ag、Al2（SO4）3溶液：銅和銀均不與硫酸鋁溶液反應(yīng)， 說明三種金屬中鋁最活潑，但是無法證明銅和銀的活動性強(qiáng)弱； Cu、Al2（SO4）3溶液、AgNO3 溶液：銅不能置換出硫酸鋁中的鋁，說明鋁比銅活潑，銅能置換出硝酸銀中的銀，說明銅比銀活潑)，可以證明AlCuAg。 答案：（1）氧氣 （2）Al2O3 （3）AC （4）,27,考題再現(xiàn),1.（2013廣東） 常見的鐵礦石有赤鐵礦（Fe2O3）、 磁鐵礦（Fe3O4）、 菱鐵礦（FeCO3）、 黃鐵礦（FeS2）等。若用 礦煉鐵會產(chǎn)生形成酸雨的有害氣體；CO在高溫時與赤鐵礦反應(yīng)的方程式為 ，煉得的生鐵合金中含2%4.3%的是 。,黃鐵或（FeS2）,C(或碳 ),28,2.（2015呼和浩特） 鋼鐵是使用最多的金屬材料。 （1）人類向自然界提取量最大的金屬是鐵) 高爐煉鐵的原料是鐵礦石、 空氣、石灰石和 。 （2） 鋁的活動性比鐵強(qiáng)， 但在生活中常在鐵的表面涂上鋁粉。其原因是 。 （3） 金屬鈷（Co）與鐵具有相似的化學(xué)性質(zhì)。CoCl2 固體是藍(lán)色的,CoCl2 溶液是粉紅色的. 現(xiàn)將金屬鈷投入稀鹽酸中,發(fā)生化學(xué)反應(yīng)Co+2HCl CoCl2 +H2 .該反應(yīng)的實驗現(xiàn)象 。,金屬不斷溶解, 表面產(chǎn)生氣泡,溶液由無色變?yōu)榉奂t色,常溫時，鋁能和空氣中的氧氣反應(yīng)在表面生成致密的氧化物薄膜， 保護(hù)里面的鐵不被腐蝕,焦炭,29,3.（2015湖北） 鋼鐵在生產(chǎn)、生活中有著廣泛的用途。 請回答： （1）煉鐵廠常以焦炭、赤鐵礦石（主要成分是Fe2O3）、 空氣等為主要原料煉鐵， 請寫出一氧化碳與氧化鐵在高溫下反應(yīng)的化學(xué)方程式 。 （2）每年全世界鋼鐵的產(chǎn)量很高，但鋼鐵的銹蝕也給人類帶來了巨大的損失。 請你寫出一種防止鐵鍋生銹的方法： 。,保持潔凈與干燥（合理即可）,30,中考預(yù)測演練,考點(diǎn)2 二氧化碳的性質(zhì)和用途,13. 向一定量黃銅(銅鋅合金)粉末中逐滴加入稀硫酸，下列圖象能正確表示對應(yīng)變化關(guān)系的是( ),A,31,14. 為探究鐵銹蝕的影響因素，某興趣小組做了如下實驗。,【實驗方案】將三枚潔凈的鐵釘 同時置于如圖156所示環(huán)境下 的試管中，觀察鐵釘銹蝕情況。 【實驗現(xiàn)象】3天后，、中鐵釘不生銹， 中鐵釘明顯生銹。 【獲得結(jié)論】 (1)對照實驗、，可知鐵銹蝕的條件之一為 。 (2)防止鐵銹蝕的方法是 。,在潮濕的空氣中,涂油、噴漆、搪瓷等,32,【拓展探究】 (3)小明發(fā)現(xiàn)海邊的鐵器很容易生銹，從而猜測氯化鈉能加快鐵的銹蝕，請設(shè)計實驗方案驗證小明的猜想。 _ _ _ _,在A、B、C、D四支試管中分別放入干燥的細(xì)鐵絲、浸過食鹽水的細(xì)鐵絲、浸過清水的細(xì)鐵絲、完全浸沒在食鹽水中的細(xì)鐵絲，兩天后觀察，發(fā)現(xiàn)浸過食鹽水的細(xì)鐵絲銹蝕最嚴(yán)重 (一定要有對比實驗),33,17. 根據(jù)所學(xué)知識回答下列與金屬材料、碳和碳的氧化物有關(guān)的問題。,(1)小童將觀察到的現(xiàn)象形象地 畫了一幅卡通畫，如圖158 所示，每個卡通人物表示一種金屬，周圍的小黑點(diǎn)表示反應(yīng)中生成的氣體，四種金屬的活潑性由強(qiáng)到弱的順序是 。 (2)小童要用其他方法比較銅、鐵、鎂的活動性順序，他已經(jīng)選擇了打磨過的鎂絲和銅絲，你認(rèn)為他還需要選擇的另外一種溶液是 溶液。,MgZnFeCu,硫酸亞鐵,34,(3)銅粉中混有少量的鐵粉，除去鐵粉的物理方法是 。 (4)鋼鐵是用量最大、用途最廣的含 量不同的鐵合金。 (5)物質(zhì)的用途體現(xiàn)物質(zhì)的性質(zhì)，單質(zhì)碳和一氧化碳都能用于冶煉金屬，該用途體現(xiàn)了單質(zhì)碳和一氧化碳都具有 性。 (6)碳的氧化物有一氧化碳和二氧化碳，將二氧化碳沿圖159所示裝置慢慢倒入燒杯中，觀察到的現(xiàn)象是蠟燭 依次熄滅，由此可以證明二氧化碳的密度比空氣大。 (7)保護(hù)金屬資源的有效途徑之一是防止金屬的腐蝕，請你寫出一條防止家里菜刀生銹的具體方法： 。,用磁鐵吸引,碳,還原,由低處到高處,保持干燥,35,考點(diǎn)3 鐵的冶煉、 金屬資源的利用和保護(hù),21. 某活動小組同學(xué)用加熱草酸晶體制得的CO(H2C2O4·2H2O COCO23H2O)做煉鐵原理實驗并進(jìn)行尾氣處理，設(shè)計如圖1512甲、乙所示裝置?；卮鹣铝杏嘘P(guān)問題：,(1)在加熱分解草酸晶體的裝置中，有下列儀器供選擇使用： 試管 燒杯 酒精燈 蒸發(fā)皿 鐵架臺(含鐵夾) 帶導(dǎo)管的橡皮塞 集氣瓶 其中需要用到的儀器有 (填序號)。,36,(2)為了獲得干燥純凈的CO，A、B兩裝置中應(yīng)分別存放 、 。 (3)硬質(zhì)玻璃管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。 (4)選擇圖甲處理尾氣，實驗時應(yīng)先點(diǎn)燃 (填“a”或“b”)處的酒精燈。圖甲與圖乙所示的尾氣處理方法相比較，圖乙的主要優(yōu)點(diǎn)是： 。,NaOH溶液,濃H2SO4,b,節(jié)約能源 (答案合理即可),37,(5)活動小組的同學(xué)通過查閱資料得知：常溫下，CO能與氯化鈀PdCl2溶液反應(yīng)。于是他們選擇了將尾氣直接通入氯化鈀溶液中進(jìn)行處理。該反應(yīng)的化學(xué)方程式為COPdCl2H2OPdCO22R，其中R的化學(xué)式為 。此法與上述方法相比除了具有圖乙比圖甲所示方法的優(yōu)點(diǎn)外，從實驗角度看它還有的優(yōu)點(diǎn)是 (寫出一條合理答案即可)。,HCl,安全、操作簡單易行 (合理即可),