專題九：金屬與金屬礦物專題九：金屬與金屬礦物考綱要求考綱要求內(nèi)容綱目內(nèi)容綱目具體內(nèi)容具體內(nèi)容備注備注常見的化合物掌握常見的酸（鹽酸、稀H2SO4）和常見的堿NaOH、Ca(OH)2的主要性質(zhì)和用途；理解使用強酸、強堿的注意事項。 不考：HNO3、 H3PO4的性質(zhì)；構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)知識梳理知識梳理一、金屬材料 1.金屬材料包括 和 。 2.常見金屬的共性與特性（物理性質(zhì)）（1）共性：有金屬光澤、 性、 性、 性。（2）特性：顏色，如鐵、鋁等大多數(shù)金屬呈 色、銅呈 色、金呈 色； 鐵、鋁、銅等大多數(shù)金屬都呈固體，但 汞是 體；不同的金屬其導(dǎo)電性、導(dǎo) 熱性、密度、熔點、硬度等差異也較大。純金屬 合金延展性導(dǎo)電導(dǎo)熱銀白紫紅黃 液 知識梳理知識梳理一、金屬材料（3）金屬之最 地殼中含量最高的金屬元素 人體中含量最高的金屬元素 目前世界年產(chǎn)量最高的金屬 導(dǎo)電、導(dǎo)熱最好的金屬 硬度最高的金屬鉻 熔點最高的金屬鎢 熔點最低的金屬汞3.合金：金屬與金屬或金屬與非金屬熔合在一起，具有金屬 特征的物質(zhì)，合金是混合物。生鐵和鋼是 的 合金，因含碳量不同，因而性能也不同。合金一般 比純金屬硬度更 ，熔點更 ，有的還具有抗 腐蝕性能。因此使用廣范。鋁鈣鐵銀鐵大低知識梳理知識梳理二、金屬化學(xué)性質(zhì) 1.金屬與氧氣的反應(yīng)（1）鎂在空氣中點燃，劇烈燃燒，發(fā)出 ，放出 大量熱，生成 色固體。化學(xué)方程式為 。（2）鋁在常溫下能與氧氣反應(yīng)，生成 膜 防止鋁進(jìn)一步氧化，因此，鋁具有很好的 性 能?；瘜W(xué)方程式為 。（3）鐵絲在氧氣中點燃，能劇烈燃燒， ，放出 大量的熱，生成 色固體?；瘜W(xué)方程式為 。（4）銅在加熱的條件下也能與氧氣反應(yīng)，生成 色固 體?；瘜W(xué)方程式為 。耀眼白光白黑一層致密的氧化鋁抗腐蝕火星四射黑知識梳理知識梳理二、金屬化學(xué)性質(zhì) 2.金屬與酸的反應(yīng) 規(guī)律：金屬+酸鹽+氫氣（屬于 反應(yīng)）置換金屬金屬反應(yīng)現(xiàn)象反應(yīng)現(xiàn)象化學(xué)方程式化學(xué)方程式鎂反應(yīng)劇烈，產(chǎn)生大量氣泡Mg + 2HCl=Mg + H2SO4=鋅反應(yīng)較劇烈，產(chǎn)生許多氣泡Zn + 2HCl=Zn + H2SO4=鐵反應(yīng)較緩慢，有氣泡產(chǎn)生，溶液由 色變 色Fe + 2HCl=Fe + H2SO4=銅無明顯現(xiàn)象淺綠無MgCl2+H2 MgSO4 +H2 ZnCl2+H2 ZnSO4+H2 FeCl2+H2 FeSO4+H2 知識梳理知識梳理二、金屬化學(xué)性質(zhì) 3.金屬與鹽溶液的反應(yīng)（濕法冶金的原理） 規(guī)律：前換后，鹽要溶，鉀鈣鈉除外，屬于 反應(yīng)。 置換實驗步驟實驗步驟實驗現(xiàn)象實驗現(xiàn)象化學(xué)方程式化學(xué)方程式鐵絲浸入硫酸銅溶液中鐵絲表面覆蓋一層 色的物質(zhì)，溶液由 色逐漸變 色Fe + CuSO4 =鋁絲浸入硫酸銅溶液中鋁絲表面覆蓋一層 色的物質(zhì)，溶液由 色逐漸變 色2Al + 3CuSO4 =銅絲浸入硝酸銀溶液中銅絲表面覆蓋一層 色的物質(zhì)，溶液由 色逐漸變 色Cu + 2AgNO3=銅絲浸入硫酸鋁溶液中無明顯現(xiàn)象紅藍(lán)紅藍(lán)藍(lán)淺綠無銀白無FeSO4 + CuAl2(SO4)3 +3 CuCu (NO3)2 + 2Ag知識梳理三、金屬活動性順序及其應(yīng)用 1.金屬活動性順序2.應(yīng)用：在金屬活動順序里：（1）金屬 + 酸 鹽 + H2 ，該反應(yīng)發(fā)生的條件： 金屬在金屬活動性順序中必須排在 的 前面。 這里的酸經(jīng)常指的是 或 ； 不包括濃硫酸和硝酸，因為它們有強氧化 性，反應(yīng)后不產(chǎn)生 H2 而生成 H2O。氫稀鹽酸稀硫酸知識梳理知識梳理三、金屬活動性順序及其應(yīng)用（2）金屬 + 鹽 新鹽 + 新金屬 必須是排在金屬活動性順序表 面的金屬 置換排在 面金屬。反應(yīng)發(fā)生的條件 鹽必須 。 一般不用很活潑的K、Ca、Na等，因其先與 水反應(yīng)而不能置換鹽溶液里的金屬。前后可溶知識梳理知識梳理四、金屬資源的利用和保護1.生鐵的冶煉（1）原料：鐵礦石、焦炭和石灰石 常見鐵礦石：赤鐵礦，其主要成分為 、 磁鐵礦，其主要成分為 。（2）設(shè)備：高爐（3）原理：在高溫下，利用還原劑一氧化碳把 鐵礦石中的鐵還原出來。主要的化學(xué)方程 式為 。知識梳理知識梳理四、金屬資源的利用和保護（4）在實驗室里，用下圖所示裝置進(jìn)行實驗。 從實驗中可以看到： 玻璃管里的粉末由 色變 色，澄清石灰水 變 。 裝置中的酒精燈的作用是 。 實驗開始時，先通CO氣體 一段時間后再加熱，原因 是 。 實驗結(jié)束時，先停止加熱， 繼續(xù)通CO氣體直至玻璃 管冷卻，原因是 。紅黑渾濁除去多余的一氧化碳趕出裝置中的空氣防止裝置中生成的鐵被氧化知識梳理知識梳理四、金屬資源的利用和保護2.金屬的銹蝕及防銹的方法（1）探究鐵生銹的實驗裝置 如下圖，一周后，只有 B試管中的鐵釘生銹。（2）實驗結(jié)論：對照試管A與試管B，說明鐵生銹的條件 是 ；對照試管B與試管C， 說明鐵生銹的條件是 。 綜合以上，可以得出鐵生銹的實質(zhì)： 鐵在常溫下干燥的空氣中很難與氧氣反應(yīng)，但在潮 濕的空氣中，鐵與 和 共同作用生成鐵銹 （其主要成分 ），當(dāng)然鐵的銹蝕還與鐵制品 內(nèi)部的結(jié)構(gòu)有關(guān)。鐵與氧氣（或空氣）接觸鐵與水接觸氧氣水Fe2O3知識梳理知識梳理四、金屬資源的利用和保護（3）防銹的方法： 外因：保持鐵制品表面 ； 在鐵制品表面涂上一層 如 、 等。 內(nèi)因：改變其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如制成不銹鋼。3.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）合理有效地開采礦物 （4）尋找金屬的代用品等潔凈、干燥保護膜涂油刷漆或鍍其他金屬易錯點睛易錯點睛 1大多數(shù)金屬都呈銀白色，而不是白色。 2合金是混合物，不一定全部由金屬組成， 如生鐵和鋼中都含碳元素。 3并不是金屬活動性越強，越容易銹蝕，如 鋁比鐵的金屬活動性更強，但鋁更不易銹 蝕，因為鋁在空氣中與氧氣反應(yīng)，其表面 生成一層致密的 薄膜，從而阻止鋁 進(jìn)一步氧化，因此，鋁具有很好的 性能。 4鐵與鹽酸、硫酸反應(yīng)，生成 鹽。氧化鋁抗腐蝕亞鐵易錯點睛易錯點睛 5等質(zhì)量的金屬與足量酸反應(yīng)，生成氫氣的質(zhì) 量，與金屬元素的化合價成 比，與金屬 的相對原子質(zhì)量成 比；金屬越活動性越 ，反應(yīng)越劇烈。見下圖，若圖中兩金屬 甲和乙的元素化合價 相 同，則金屬甲的活動 性比乙 、相對原子質(zhì)量比乙 。小弱強反正易錯點睛易錯點睛6 判斷金屬活動性強弱的方法有多種：（1）根據(jù)金屬與氧氣反應(yīng)的劇烈程度或能否反應(yīng)來判斷， 能反應(yīng)或反應(yīng)越劇烈，則金屬活動性越 。（2）根據(jù)金屬與酸反應(yīng)的快慢或能否反應(yīng)來判斷，能反 應(yīng)或反應(yīng)越快，則金屬活動性越 。（3）根 據(jù)金屬與鹽溶液能否反應(yīng)來判斷，活動性 的 金屬，能把活動性 的金屬，從它們的鹽溶液里 置換出來。7金屬與混合鹽溶液反應(yīng)的規(guī)律：越是不活潑的金屬，越 先被置換出來。如將一定的鐵放入硝酸銅、硝酸銀的混 合溶液中，一段時間后，過濾，濾紙上一定有 ， 可能有 。強強強弱銀銅和鐵典例解析典例解析 例1（2016賀州市）下列有關(guān)說法正確的 是（） A鐵在潮濕的環(huán)境中比在干燥的環(huán)境中更 容易生銹 B鋁制品不用涂任何保層來防腐，因為鋁 不與空氣反應(yīng) C鎂在氧氣中燃燒，發(fā)出耀眼白光，生成 黑色固體 D我國的礦物儲量比較豐富，所以廢舊金 屬直接扔掉，沒有必要回收典例解析典例解析【分析】A、根據(jù)鐵生銹的實質(zhì)判斷；B、鋁表面的氧化鋁為致密的氧 化物；C、根據(jù)煤燃燒的現(xiàn)象分析解答；D、廢舊金屬的回收 利用可以保護金屬資源?！窘獯稹緼、鐵生銹實際上是鐵與空氣中的氧氣和水反應(yīng)，故鐵在潮濕 的環(huán)境中比在干燥環(huán)境中容易生銹，所以正確；B、鋁 表面的 氧化鋁為致密的氧化物，可阻止金屬進(jìn)一步被腐蝕，錯誤； C、鎂在氧氣中燃燒，發(fā)出耀眼白光，生成白色固體，錯誤； D、廢舊金屬的回收利用可以保護金屬資源，錯誤。 故選A【點評】化學(xué)來源于生產(chǎn)、生活，也服務(wù)于生產(chǎn)、生活，與生產(chǎn)、生活 相關(guān)的化學(xué)知識，是中考熱點之一，在學(xué)習(xí)過程中要理論聯(lián)系 實際，在實踐中領(lǐng)會知識，運用所學(xué)的知識去解決實際問題。 典例解析典例解析 例2（2016黃石市）驗證Zn、Fe、Cu金屬的活動性強弱，下列的實際組合實驗方案不能達(dá)到實驗?zāi)康氖牵ǎ?AFeSO4溶液、Zn、Cu BZnSO4溶液、稀鹽酸溶液、Fe、Cu CZnSO4溶液、FeSO4溶液、Cu DZnCl2溶液、CuCl2溶液、Fe典例解析典例解析【分析】根據(jù)金屬活動性順序，驗證金屬的活動性順序是否合理，可根 據(jù)“反應(yīng)則活潑，不反應(yīng)則不活潑”進(jìn)行分析判斷，通過分析 方 案所能得到的結(jié)論，確定是否能得出 Zn、Fe、Cu三種金屬的 活動性順序?！窘獯稹緼、Zn與FeSO4溶液反應(yīng)置換出鐵，Cu與FeSO4溶液不反應(yīng)， 由此可得三種金屬活動性：鋅鐵銅，故該A正確。 B、Fe、Cu與ZnSO4 溶液均不反應(yīng)，說明鋅活動性大于銅、 鐵；Fe能與稀鹽酸溶液反應(yīng)而Cu不能，說明 鐵的活動 性大于 銅，由此可得金屬活動性：鋅鐵銅，故B正確。 C、Cu與ZnSO4溶液、FeSO4溶液都不反應(yīng)，說明鋅、鐵的活 動性大于銅。但無法比較鋅、鐵的活動性，故C錯誤。 D、Fe與ZnCl2溶液不反應(yīng)，F(xiàn)e能與CuCl2溶液反應(yīng)置換出銅， 由此可得金屬活動性鋅鐵銅，故D正確。 故選：C【點評】本題難度不大，考查了金屬活動性順序的應(yīng)用，掌握金屬活動 性順序并能靈活運用是正確解答此類題的關(guān)鍵所在。典例解析典例解析 例3（2014衡陽市）相同質(zhì)量 的 M、N 兩種金屬，分別與相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的足量稀鹽酸 反應(yīng)(M、N在生成物中均為+2價)，生成氫氣的質(zhì)量和反應(yīng)時間的關(guān)系如圖所示。下列有關(guān)敘 述正確的是（ ） A金屬活動性：NM B生成氫氣的質(zhì)量相等 C相對原子質(zhì)量:NM D消耗鹽酸的質(zhì)量相等典例解析典例解析【分析】A. 據(jù)圖生成氫氣質(zhì)量越早達(dá)到最大值，說明反應(yīng)越劇烈，對應(yīng) 金屬活動性越強。B. 由圖可得生成氫氣質(zhì)量不相等；C. 兩質(zhì)量 價態(tài)均相等的金屬與足量稀鹽酸反應(yīng)，相對分子 量越大，產(chǎn)生 氫氣越少；D. 消耗鹽酸的質(zhì)量對應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量。【解答】A. 根據(jù)圖象可以看出，縱坐標(biāo) 表示氫氣 質(zhì)量，橫坐標(biāo) 表示時 間，斜率表示反應(yīng)的速度，M的斜率比N的大，則M比N反應(yīng)的 速度快，所以M比N活潑，選項A錯誤；B. 根據(jù)圖象可以看出， M產(chǎn)生的氫氣多，N 產(chǎn)生的氫氣少，兩種金屬產(chǎn)生的氫氣質(zhì)量 不同，選項B錯誤；C. M 產(chǎn)生的氫氣比 N多，價態(tài)相同的金 屬 與足量的酸反應(yīng)，相對原子質(zhì)量越大，產(chǎn)生的氫氣越少，說 明 N的相對原子質(zhì)量大，選項 C正確；D. 若兩個反應(yīng)消耗鹽酸 的 質(zhì)量，則置換出的氫的質(zhì)量相等，產(chǎn)生的氫氣的質(zhì)量應(yīng)該相同 而由圖象可以看出，產(chǎn)生的氫氣質(zhì)量不相等，選項D錯誤。 故選：C【點評】本題考查如何結(jié)合 圖表分析出兩種金屬與酸反應(yīng)時，金屬活動 性、反應(yīng)速率、生成氫氣量，消耗酸的質(zhì)量比較。