内容正文:
2025年盐城中考化学(人教版)总复习
第一部分 单元导练
《第八单元 金属和金属材料》
复习目标:
1.了解金属的共性和特性。
2.掌握金属的化学性质。
3.能灵活运用金属活动性顺序表。
4.了解防止金属生锈的简单方法,认识回收金属的重要性。
提起金属材料,你应该不会感到陌生。人类使用金属材料的历史十分悠久。
一. 人类使用金属材料的历史
三星堆遗址出土的青铜大面具,距今已有3000余年的历史,重65.5kg。
山西永济黄河铁牛,铸造于724年,重约55t。
1969年,在甘肃武威出土。中国雕塑史上的不朽之作。
知识梳理
金属材料的发展经历了:青铜器时代→铁器时代→ 铝的利用时代→钛合金时代。目前应用最多的三种金属材料依次为铁、铝和铜。
二、金属的物理性质
观察下列图示体现金属的哪种主要物理性质?
(1)共性:金属在常温下为固体,有金属光泽,有导电性、导热性、延展性、密度较大、熔点较高。
(2)特性:
①常温下一般为固态(汞为液态).
②大多数呈银白色(铜为紫红色,金为黄色)
③纯铁是银白色的,质软,而铁粉则为黑色
物理性质 物理性质比较
导电性(以银的导电性为100作标准)
密度(g·cm-3)
熔点(℃)
硬度(以金刚石的硬度为10作标准)
银
铜
金
铝
锌
铁
铅
100
99
74
61
27
17
7.9
(优)
(良)
金 铅 银 铜 铁 锌 铝
19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.70
(大)
(小)
钨 铁 铜 金 银 铝 锡
3410 1535 1083 1064 962 660 232
(高)
(低)
铬 铁 银 铜 金 铝 铅
9 4~5 2.5~4 2.5~3 2.5~3 2~2.9 1.5
(大)
(小)
(3)个性:
(4)金属与非金属物理性质的比较
物理性质 金属 非金属
状态 在常温下,除汞是液体外,其余都是固体 在常温下,有固、液、气三态
密度 一般较大 一般较小
导电性
导热性 能导电、导热 一般不导电、不导热
延展性 有 没有
(5)金属之最
地壳中含量最高的金属元素-铝
人体中含量最高的金属元素-钙
目前世界年产量最高的金属铁
导电性、导热性最好的金属银
硬度最大的金属--铬
熔点最高的金属--钨
熔点最低的金属--汞
密度最大的金属--锇
密度最小的金属-锂
三、金属的分类
1.冶金工业分类法。将金属分为黑色金属和有色金属两大类。
①黑色金属包括铁、铬、锰;
②有色金属则是铁、铬、锰以外的全部金属。
2.根据密度分类。
①轻金属(密度小于4.5g/cm³),如铝、镁、钾、钠、钙、锶、钡等;
②重金属(密度大于4.5g/cm³),如铜、镍、钴、铅、锌、锡、锑、铋、镉、汞等。
(3) . 为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制?如果用锡制的话,可能会出现什么情况?
(4)、为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬?如果镀金会怎样?
(2) . 银的导电性比铜好,为什么电线一般用铜制而不用银制?
(1) . 为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制?
1.讨论:
铁比铅的硬度大,且铅有毒.
银的成本比铜高
钨的熔点比锡高。用锡制灯丝,通电后锡会熔化,灯丝会熔断,灯泡不能正常发光。
铬比铁的硬度大,耐磨,耐腐蚀性强,且美观。
镀金虽然美观,但成本高,不耐磨。
四、金属的用途
使用是否便利
资源
废料是否
易于回收
价格
是否美观
对环境的影响
2.物质的性质在很大程度上决定了物质的用途,但还需要考虑其他因素。
物质的用途
五.合金的概念
1.合金:在金属中加热熔合某些金属或非金属,制得具有金属特征的合金。
2.制取合金常用的方法是将两种或多种金属(或金属与非金属)加热到某一温度,使其全部熔化,再冷却为合金。
3.理解:
(1)合金是混合物还是纯净物?
(2)合金中至少含有几种金属?
混合物
至少两种成分,至少一种金属
六.合金的性质
实验
比较黄铜片(铜锌合金)和铜片、硬铝片(铝合金和铝片的光泽和颜色;将它们互相刻画,比较它们的硬度。
性质
比较 现象
黄铜 铜 硬铝 铝
光泽和
颜色
硬度
结论
黄色、有光泽
紫红色、有光泽
有光泽、银白色
有光泽、银白色
黄铜 > 铜
硬铝 > 铝
1、合金的强度、硬度一般大于组成它的纯金属
实验:
将绿豆大的焊锡、锡和铅放置在铁片上,加热铁片的中心部分,观察,比较焊锡和组成它的纯金属锡、铅的熔化温度
锡
焊锡
铅
现象
结论
焊锡最先熔化,锡次之,铅最后熔化
2.合金和组成它的纯金属熔点不同
讨论
: 查阅资料,了解焊锡(锡铅合金)和武德合金(铅、铋、锡和镉组成的合金)的用途。根据下表提供的数据,你能得到什么启示?
纯金属 合金
铅 镉 铋 锡 焊锡 武德合金
熔点/℃ 327 321 271 232 183 70
启示
合金的熔点一般低于其组成的纯金属
合金的抗腐蚀能力一般强于组成它的纯金属。
七.合金的用途
合金的很多性能与组成它们的纯金属不同,使合金更适合于不同的用途。因此,金属材料中合金的使用更加广泛。
由钢合金制造的我国古代钱币。
使用了合金材料的嫦娥四号着陆器。
我国的多项重大工程建设中使用了多种金属材料,凝聚了许多劳动者的智慧。例如,我国研发人员克服了工艺控制上的重重困难生产出了厚度仅为0.015mm的超薄不锈钢精密箔材,实现了高精尖设备制造的创新性突破。又如,火箭发动机上的金属焊接是项极其精细的工程,要完成焊接,焊接工不仅要有高超的焊接技术,而且要有执着专注、精益求精、一丝不苟、追求卓越的工匠精神。
我国生产的超薄不锈钢精密箔材。
我国工匠正在焊接火箭发动机喷管。
一些常见合金的主要成分、性能和用途
八. 几种重要的合金及其用途
1.铁的合金
Fe-C合金
生铁:含碳量为
2%~4.3%
钢:含碳量为
0.03%~2%
钢的性能比生铁好
生铁、钢性能不同的原因:
含碳量不同
生 活 中 的 铁 合 金
生活中铜合金
2. 铜合金:黄铜、青铜和白铜。
黄铜是铜锌合金,(假黄金)青铜是铜锡合金,白铜是铜镍合金。
世界铝的年产量仅次于铁,居第二位。铝有较好的延展性可制成0.01mm的铝箔,用于包装香烟、糖果;铝的密度小和具有抗腐蚀等优良性能,铝及其合金在电线电缆工业、飞机、汽车等制造业有广泛的用途.
3.铝合金:密度小,轻,抗腐蚀性强,强度和硬度好。
钛合金与人体有很好的“相容性”因此可用来制造人造骨.
4.钛和钛合金:被认为是21世纪的重要材料,它具有很多优良的性能,如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、机械性能好等。尤其是抗腐蚀性能非常好,即使把它们放在海水中数年,取出后仍光亮如新,其抗腐蚀性能远优于不锈钢,因此被广泛用于火箭.导弹.航天飞机船舶.化工和通讯设备等.
钛金属腕表
钛合金镜框
钛合金制造人造骨
用钛-镍形状记忆合金制成的人造卫星天线
5. 形状记忆合金:是具有形状记忆效应的合金被广泛用于做人造卫星和宇宙飞船的天线,水暖系统、防火门和电路断电的自动控制开关,以及牙齿矫正等医疗材料
低温下
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九、金属与氧气的反应
1.镁条和铝片在常温下就能和空气中的氧气发生反应。
镁条燃烧
2Mg+O2=2MgO
现象:燃烧时,能发出耀眼的白光,可用来制造闪光灯。
该反应的化学方程式为:
(1)镁条在常温下就能和空气中的氧气发生反应
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(2).铝片在常温下就能和空气中的氧气发生反应。
现象:点燃条件下,铝在氧气中点燃能发生剧烈的燃烧,发出耀眼的白光,放出大量的热。
常温下,铝的化学性质很活泼,常温下在空气中其表面会形成一层致密的氧化膜。
该反应的化学方程式为:
铝制品耐腐蚀,原因是:常温下在空气中其表面会形成一层致密的氧化膜,这层氧化物薄膜能够阻止内部金属的继续氧化。
4Al+3O2=2Al2O3
4Al+3O2=2Al2O3
在空气中红热,不能燃烧
①在氧气中剧烈燃烧,火星四射;
②放出大量的热;
③生成一种黑色固体。
现象:
2.铁丝与铜片在高温时与氧气反应
(1).铁丝在空气中红热,在氧气中剧烈燃烧 。
该反应的化学方程式为:
3Fe +2O2=====Fe3O4
点燃
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(2)铜在高温时与氧气反应
现象:常温下在干燥的空气中,铜很难与氧气反应;在空气中加热,表面有黑色物质生成
该反应的化学方程式为:
2Cu +O2======2CuO
加热
3.俗话说 “真金不怕火炼”,说明金即使在高温时也不与氧气反应。
以上几种金属的活动性顺序为:
Mg、Al > Fe、Cu > Au
黄金高温熔融也不与氧气反应
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金属与氧气反应小结
(1)通式:金属+氧气→金属氧化物(化合反应)
(2)大多数金属能与氧气反应,但反应的难易程度和剧烈程度不同,主要与金属活动性有关。
(3)金属与氧气反应时,氧气的浓度不仅可以影响反应速率,还会影响反应的产物。如铁在空气中生锈,产物主要是氧化铁,而在氧气中燃烧,产物是四氧化三铁。
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十、金属与盐酸、稀硫酸的反应
很多金属不仅能与氧气反应,而且还能与盐酸或稀硫酸反应。
金属与盐酸或稀硫酸能否反应,可反映金属的活动性。
活动探究:
A 组:在4支试管中分别放入镁条、锌粒、铁钉、铜片。然后分别向其中加入一些稀盐酸。
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金属 现 象 反应的化学方程式
铜
铁
锌
镁
A组:金属与盐酸的反应
产生气泡,形成浅绿色溶液
没有明显变化
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑
Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
产生大量气泡,放出热量,形成无色溶液
产生大量气泡,放出热量,形成无色溶液
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B组:在4支试管中分别放入镁条、锌粒、铁钉、铜片。然后分别向其中加入一些稀硫酸。
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金属 现 象 反应的化学方程式
铜
铁
锌
镁
B组:金属与稀硫酸的反应
产生气泡,形成浅绿色溶液
没有明显变化
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑
产生大量气泡,放出热量,形成无色溶液
产生大量气泡,放出热量,形成无色溶液
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哪些金属能与盐酸反应、稀硫酸反应?反应的剧烈程度如何?反应后生成了什么气体?哪些金属不能与盐酸、稀硫酸发生反应?
根据上述实验现象讨论:
金属与盐酸反应的比较
能与酸反应的金属:Mg、Zn、Fe
反应剧烈程度:Mg>Zn>Fe
生成的气体:H2
不能与酸反应的金属:Cu
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活泼金属与酸反应小结
(1)规律:活泼金属+酸→盐+氢气(置换反应)
(2)反应发生的条件:金属活动性必须排在____之前(K、Ca、Na除外),活动性越靠前的金属反应越剧烈。
(3)常见金属与酸(稀盐酸、稀硫酸)的反应
H
金属 现象 化学方程式(稀盐酸/稀硫酸)
镁 剧烈反应,产生大量气泡,溶液仍为无色
Mg+2HCl MgCl2+H2↑
Mg+H2SO4 MgSO4+H2↑
金属 现象 化学方程式(稀盐酸/稀硫酸)
铝 反应较剧烈,产生大量气泡,溶液仍为无色
锌 反应较剧烈,产生大量气泡,溶液仍为无色
铁 反应缓慢,有气泡生成,溶液由无色逐渐变为浅绿色
2Al + 6HCl 2AlCl3+3H2↑
Fe+H2SO4 FeSO4+H2↑
Fe+2HCl FeCl2+H2↑
Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑
Zn+2HCl ZnCl2+H2↑
下面这些反应有什么共同点?
Fe+2HCl = FeCl2+H2↑
Zn+2HCl = ZnCl2+H2↑
Mg+2HCl = MgCl2+H2↑
Fe+H2SO4 = FeSO4+H2↑
Zn+H2SO4 = ZnSO4+H2↑
Mg+H2SO4 = MgSO4+H2↑
思考讨论:
单质 化合物 化合物 单质
单质 化合物 化合物 单质
十一.置换反应
41
1.置换反应的定义:一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质和另一种化合物的反应。
2.置换反应的表达式:A + BC = B + AC
3.特点:“单换单”,置换反应中一定存在_______变化的元素。
化合价
下列反应都是置换反应吗?若不是,属于哪种反应类型?
(1)氢气还原氧化铜
(2)碳还原氧化铜
(3)镁在氧气中燃烧
(4)高锰酸钾加热分解制氧气
(5)铝与稀盐酸反应
即时理解
是
是
不是,化合反应
不是,分解反应
是
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十二. 金属与金属化合物溶液的反应
实验探究:
把一根用砂纸打磨过的铝丝浸入硫酸铜溶液中,过一会取出;
把一根洁净的铜丝浸入硝酸银溶液中,过一会取出;
把另一根洁净的铜丝浸入硫酸铝溶液中,过一会取出。
铝丝浸入硫酸铜溶液中
铜丝浸入硝酸银溶液中
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实验 现象 反应的化学方程式
铝丝浸入硫酸铜溶液中
铜丝浸入硝酸银溶液中
铜丝浸入硫酸铝溶液中
根据实验填写表格:
浸入溶液中的铝丝表面覆盖一层紫红色物质,溶液由蓝色逐渐变为无色。
浸入溶液中的铜丝表面覆盖一层银白色物质,溶液由无色逐渐变为蓝色。
无明显现象
2Al + 3CuSO4=Al2(SO4)3 + 3Cu
Cu +2AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag
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通过上述探究实验,你能得到什么结论?
到底哪些金属能和其他金属化合物溶液发生置换反应?
Al Cu Ag
金属活动性逐渐减弱
1.
2.部分金属能与其他金属化合物溶液发生置换反应。
经过了许多类似上述实验的探究过程,人们进行了认真的去伪存真、由表及里的分析,归纳和总结出了常见金属在溶液中的活动性顺序:
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十三.常见金属的活动性顺序
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
金属活动性顺序由强逐渐减弱
排在氢前的金属能置换出盐酸或稀硫酸中的氢,生成氢气,而排在氢后的金属不能置换出盐酸或稀硫酸中的氢(即不反应)。
1. 常见金属的活动性顺序表
(1). 金属的位置越靠前,它的活动性就越强。
(2). 位于氢前的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢。
(3). 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(除K、Ca、Na外)。
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2.金属活动性顺序的判断
(1)金属与氧气、酸的反应:金属与氧气越容易反应或与酸反应越剧烈,则金属活动性越____。
(2)金属与盐溶液的反应: 金属与盐溶液能发生反应,则该金属的活动性比盐中金属的活动性____。
(3)金属活动性顺序表:金属越靠____,活动性越强。
(4)化学方程式:反应物中金属的活动性比生成物中金属的活动性强。
(5)在自然界的存在形式:以化合态存在的金属比以单质形式存在的金属活动性强。
强
强
前
十四. 验证金属的活动性强弱
设计实验方案:验证Zn、Cu、Ag三种金属的活动性顺序
1. 验证三种金属的活动性强弱
(1)设计方案1:“两单夹一液”。
药品:锌片、银片、CuSO4溶液。
操作:将锌片、银片分别放入CuSO4溶液中。
判断:根据是否有紫红色固体被置换出来确定金属活
动性顺序。
(2)设计方案2:“两液夹一单”。
药品:ZnCl2溶液、AgNO3溶液、铜丝。
操作:将铜丝分别放入ZnCl2溶液、AgNO3溶液中。
判断:根据是否有金属被置换出来确定。
(3)设计方案3:“两单一液夹一酸”。
药品:锌片、铜丝、AgNO3溶液、稀盐酸。
操作与判断:将取锌片、铜丝分别放入稀盐酸中,验证Zn和Cu的活动性顺序;然后再将铜丝放入AgNO3溶液中,验证Cu和Ag的活动性顺序。
如何验证Mg、Zn、Cu、Ag的活动性?
一般情况下金属可分成两类:一类氢前金属,一类氢后金属。所以通常先取四种金属的单质和一种稀酸(如稀盐酸)反应,根据是否有气泡产生,来确定Mg、Zn比Cu、Ag活泼,同时又可根据产生气泡速率的快慢来确定Mg比Zn活泼。氢后金属,可根据金属单质与金属盐溶液的反应来确定Cu比Ag活泼(例如将Cu丝放入AgNO3溶液中)。
2. 验证四种金属的活动性强弱
十五. 金属矿物
1.在金属自然界中的存在形式
(1)极少数有单质形式存在,如______、____等。
(2)绝大多数以化合物形式存在。
金
银
2. 我国是世界上为数不多的已知金属矿物种类比较齐全的国家之一,矿物储量也很丰富,其中钨、钼、钛、锡、锑等储量居世界前列,铜、铝、锰等储量在世界上也占有重要地位。
赤铁矿(主要成分是Fe2O3) 磁铁矿(主要成分是Fe3O4) 铝土矿(主要成分是AI2O3)
赤铜矿(主要成分是Cu2O) 金红石(主要成分是TiO2) 软锰矿(主要成分是MnO2)
3. 大自然为人类提供了丰富的金属矿物资源,人类每年要从有开采价值的金属矿石中提炼大量的金属,用于工农业生产和其他领域。其中,提炼量最大的是铁。
赤铁矿石(主要成分Fe2O3)
磁铁矿石(主要成分Fe3O4)
菱铁矿石(主要成分FeCO3)
十六、铁的冶炼
1. 我国的炼铁史
早在春秋战国时期,我国就开始生
产和使用铁器,公元1世纪起,铁便
成了一种最主要的金属材料。
1996年中国钢产产量突破1亿吨,
居世界第一位。
2011年我国钢产量达6.8亿吨,
2012年突破7亿吨。已超过世界
其他前十个国家的总和。
(一氧化碳还原氧化铁[Fe2O3])
2. 实验室炼铁
(1). 反应装置
(2)实验现象
红色粉末变成黑色,
澄清石灰水变浑浊
点燃尾气有蓝色火焰
(3)用酒精灯点燃尾气的作用:
防止一氧化碳污染空气
(4)有关化学方程式:
Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 ↓+ H2O
高温
2CO + O2 2CO2
点燃
防止高温下的生成物铁与空气接触重新被氧化;同时还可防止石灰水倒吸入热的玻璃管,使之炸裂。
①先通CO后点燃酒精喷灯。
②先熄灭酒精灯后停止通CO。
防止加热一氧化碳和空气的混合气而发生爆炸。
③尾气处理的酒精灯,在实验之前点燃,实验结束后熄灭。
(5)操作中应注意事项
(1)、原料:
黄铁矿 FeS2
赤铁矿 Fe2O3
菱铁矿 FeCO3
磁铁矿 Fe3O4
(2)、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中还原出来
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
高温
石灰石、铁矿石
焦炭、空气
(3)化学方程式:
70%
48.27%
46.67%
72.41%
含铁量
3.工业炼铁:
CO是还原剂;
Fe2O3是氧化剂
(4)工业上炼铁时各物质的作用
①焦炭:
③产品:生铁
a.燃烧放热,提高炉温;
b.提供还原剂。
②石灰石:
把杂质转化为炉渣
十七.含杂质的物质的化学方程式的计算:
示例:用1000t含 Fe2O3 80%的赤铁矿石,理论上可以炼出含铁 96 % 的生铁多少?
分析:在进行化学方程式的计算中,一定要用纯物质的量来进行计算。
因此,本题可分为三步进行计算:
第一步:计算赤铁矿石中氧化铁的质量;
第二步:计算氧化铁反应后生成铁的质量;
第三步:根据铁的质量,计算生铁的质量。
解:1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为
1000t×80%=800t
设:800t氧化铁理论上可炼出铁的质量为x
160 112
800t x
折合为含铁96%的生铁的质量为
560t÷96%=583t
答:理论上可炼出含铁96%的生铁583t。
Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2
高温
160
800t
112
x
x=560t
注意:
带入化学方程式计算的数据应是纯净物的质量
纯物质的质量= 不纯物质的质量×纯物质的质量分数
不纯物质的质量=纯物质的质量÷纯物质的质量分数
在实际生产时,所用的原料或产物一般都含有杂质,在计算用料时和产量时,应考虑到杂质问题。
列比例时,一定要用纯量。
1. 铁制品锈蚀条件的探究
十八、金属的腐蚀
铁
↓
铁锈(Fe2O3·XH2O)
(1)提出问题:铁制品锈蚀的条件是什么?
(2)猜想假设:铁制品的锈蚀可能与空气中的氧气、水有关
(3)实验用品:洁净无锈的铁钉、试管、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、棉花和干燥剂氯化钙(你还可以选择其他物品)
(4)设计实验:
取3枚洁净无锈的铁钉,分别放入3支试管中进行下面的实验
步骤一、在试管1中加入少量的蒸馏水,使铁钉的一半浸入水中
步骤二、在试管2中加入经煮沸迅速冷却的蒸馏水,使铁钉完全浸没,再向试管中加入少量植物油
步骤三、在试管3中加入少量干燥剂,再放入一团棉花,塞紧橡皮塞
现象 分析 结论
试管Ⅰ
试管Ⅱ
试管Ⅲ
现象与分析
生锈
不生锈
不生锈
铁既与水接触,又与氧气接触
铁只与水接触
铁只与氧气接触
在水、氧气同时存在的环境中铁能生锈(缓慢氧化)
2. 铁生锈的条件归纳
(1)与氧气(或空气)接触
(2)与水接触
(同时满足)
3. 铁锈的主要成分是:
Fe2O3·XH2O
铁锈是一种多孔性的物质,能让水分和空气穿过它的空隙,不断向里层渗透,继续跟铁反应,直至铁被完全锈蚀。
(注:酸和氯化钠能使铁在氧气和水存在的环境中加速锈蚀)
想一想:应如何防止铁生锈?
(可借助已学过的燃烧条件与灭火原理的关系)
十九、金属防腐蚀的措施:
①使铁制品隔绝氧气。
②防止铁制品与水接触
(满足之一即可)
1. 防止铁生锈的原理
想一想?
自行车的构件如支架、链条、钢圈等,分别采取了什么防锈措施?
擦干
刷油漆
镀铬
涂油
2. 金属防腐蚀的方法
在车船的表面涂油漆
在机械表面涂油
在面盆、杯子等表面烧涂搪瓷
镀铬
制成合金
金属防腐蚀的方法归纳:
(1)原理:破坏金属腐蚀的条件
(2)方法:
①干:保持金属制品表面洁净和干燥(改善腐蚀环境)
②膜:加保护膜,如刷油漆,涂油,电镀等。
③合:制成合金,提高金属抗腐蚀的能力。
回收废弃金属:可以节约金属资源,还可以减少对环境的污染。
二十、金属资源的保护
1. 防止金属的腐蚀
2. 回收利用废旧金属
3.合理有效开采矿物
4.寻找金属的代用品
代替
金属资源的保护归纳
【解析】用钨丝做灯丝最主要的原因是钨是熔点最高的金属。故答案为:A。
A
例1.白炽灯泡里用的是钨丝,因为钨是( )
A.熔点最高的金属
B.导电、导热性最好的金属材料
C.延展性最好的金属
D.容易冶炼、价格低廉的金属材料
经典例题
例2.下列生活用品用金属材料制作而成的是( )
A.陶瓷杯 B.不锈钢碗 C.塑料盆 D.玻璃茶壶
【解析】A、陶瓷杯的制作材料是无机非金属金属材料,A不符合题意;B、不锈钢碗是由合金制成的,是金属材料,B符合题意;C、塑料盆是由塑料制成的,属于有机合成材料,C不符合题意;D、玻璃茶壶是由玻璃制成的,属于硅酸盐材料,D不符合题意;故答案为:B。
B
【解析】A、焊锡是合金熔点比纯锡的熔点低,A错误。B、合金中至少含有一种金属单质,B错误。C、生铁是含碳量在2%~4.3%的铁合金,C错误。D、黄铜是合金,硬度比纯铜的硬度大,D正确。故选:D。
D
例3.下列有关合金叙述正确的是( )
A.焊锡的熔点比纯锡的熔点高
B.合金中至少含有两种金属
C.钢是含碳量在2%~4.3%的铁合金
D.黄铜的硬度比纯铜的硬度大
例4.2024年5月3日,搭载嫦娥六号探测器的长征五号遥八运载火箭在中国文昌航天发射场发射。该探测器使用了新型镁锂合金,下列说法正确的是( )
A.镁锂合金属于金属材料
B.锂属于非金属元素
C.镁是地壳中含量最高的金属元素
D.镁锂合金的硬度比镁的小
【解析】故选项正确;B、锂带“钅”旁,属于金属元素,故选项错误;C、铝是地壳中含量最高的金属元素,故选项错误;D、合金的结构比纯金属的要复杂得多,合金的硬度比纯金属硬度大,故选项错误。故选:A。
A
【解析】根据信息可知,与同一物质反应时现象越剧烈其活动性越强,由甲、乙、丙三者与空气的反应可以知道甲与空气反应最剧烈,其活动性最强,由甲、乙、丙三者与氧气反应的现象,丙剧烈燃烧乙仍然是变黑,丙的反应比乙更剧烈一些,所以丙的活动性比乙强,综合可知,三者的活动性由强到弱的顺序是:甲、丙、乙。故选C。
C
甲 乙 丙
空气 剧烈燃烧 变黑 变黑
氧气 更剧烈燃烧 变黑 剧烈燃烧
例5.现有甲、乙、丙
三种金属,分别与空
气和氧气反应,现象
如下表所示:据以上信息,这三种金属活动性由强到弱的顺序是( )
A. 乙>丙>甲 B. 甲>乙>丙 C. 甲>丙>乙 D. 丙>乙>甲
【解析】锌和铁都会和酸发生反应,而最后固体都有剩余,说明酸都反应完,加入等质量、等浓度的稀盐酸,说明酸的质量相等,而其中氢元素被置换,所以氢气的质量相等。故选C.
D
例6.托盘天平左、右两边各放一只质量相等的烧杯,在两只烧杯中加入等质量、等质量分数的稀盐酸,此时天平保持平衡。然后在左盘烧杯中加入5g锌粒,在右盘烧杯中加入5g铁粉,充分反应后,两烧杯底部均有固体剩余,则此时天平( )
A. 偏向左边 B. 偏向右边 C. 仍然平衡 D. 无法判断
例7.对X、Y、Z三种金属活动性的实验研究过程如下: ①取大小相同的三种金属片,分别放人CuSO4溶液中,一段时间后,X、Z表面出现红色物质,Y没有变化;②取大小相同的X、Z两种金属片,分别放人相同的稀盐酸中,X、Z表面都产生气泡,但X表面产生气泡的速率明显比Z快。根据以上实验事实,可判断X、Y、Z三种金属的活动性顺序是( )。A.X>Z>Y B.Z>Y> X C.X>Y>Z D.Z>X>Y
【解析】A. ①取大小相同的三种金属片,分别放人CuSO4溶液中,一段时间后,X、Z表面出现红色物质,Y没有变化; 说明X、Z的金属活动性在氢之前,Y在铜之后, ②取大小相同的X、Z两种金属片,分别放人相同的稀盐酸中,X、Z表面都产生气泡,但X表面产生气泡的速率明显比Z快。 说明X和Z的金属活动性在氢之前,并且X在Z的前面,故三种金属活动性为 X>Z>Y 故答案为:A
A
78
例8.分别用以下三组物质比较锌和铜的金属活动性:①Zn、Cu、稀硫酸;②Zn、Cu、MgSO4溶液;③Zn、CuSO4溶液。仅用组内物质就能够直接达到目的的是( )A.仅有① B.②③ C.①③ D.①②③
【解析】①Zn能和稀硫酸反应,证明锌活动性在氢前,铜不能与硫酸反应,证明铜在氢后,能证明锌的活动性大于铜;②Zn、Cu都不能与MgSO4溶液反应,无法证明锌与铜的活动性;③Zn能和CuSO4溶液反应,能证明锌的活动性比铜强;故答案为:C。
C
79
【解析】由金属活动性顺序表可知,金属的活动性Al>Fe>Ag,向AgNO3溶液中加入一定质量的Fe和Al的混合粉末,铝首先与硝酸银溶液反应,铝反应完成时,铁与硝酸银反应.由于溶液显浅绿色,说明了铝全部反应,铁也参加了反应.但是硝酸银是否完全反应不能确定,由此可知:滤液中一定含有Fe(NO3)2、Al(NO3)3,可能含有AgNO3.所以A、B错误.因为银的活动性最弱,因此滤渣中一定含有Ag,但是铁是否完全反应不能断定,所以可能含有Fe.所以C错误;故选D.
D
例9.向AgNO3溶液中加入一定质量Fe和Al的混合溶液,充分反应后过滤,得到滤渣和浅绿色滤液。下列说法正确的是( )
A.滤液中一定含有Al3+、Ag+
B.滤液中一定含有Fe2+、Ag+
C.滤渣中一定含有Fe
D.滤渣中一定含有Ag
例10.如下图实验,放置1~2周时间后,装置中能出现的现象是( )
A.铁丝逐渐消失 B.光亮的铁丝不发生变化C.试管中的液面上升 D.试管口会有气泡产生
【解析】A、铁丝与氧气和水生成氧化铁,铁丝不会消失,故A不正确; B、光亮的铁丝表面生锈,发生变化,故B不正确;C、铁丝生锈消耗氧气,试管内压强变小,外界压强较大,试管中的液面上升,故C正确; D、铁生锈不生成气体,试管口不会有气泡产生,故D不正确;故选C。
C
81
例11.利用如图所示实验装置模拟工业炼铁,下列说法正确的是( )
A.实验时应先点酒精灯后通COB.充分加热,a处固体由黑色变为红色C.b处可用澄清石灰水检验生成的CO2D.a处固体减少的质量等于生成的CO2的质量
【解析】A、实验时应先通CO排空气,再点燃酒精灯加热,防止爆炸,错误;B、氧化铁被还原成铁时,实验现象为:a处固体由红色变成黑色,错误;C、一氧化碳还原氧化铁,生成铁和二氧化碳,检验二氧化碳可用澄清石灰水,正确;D、a处固体减少的质量,即氧化铁被还原后损失的氧元素质量,等于生成的CO2的质量减去反应消耗的一氧化碳的质量,错误;故选C。
C
82
【解析】A、赤铁矿的主要成分是氧化铁,其化学式为Fe2O3,选项铁矿石的名称与主要成分相符;B、磁铁矿的主要成分是四氧化三铁,其化学式为Fe3O4,故选项铁矿石的名称与主要成分不符;C、菱铁矿的主要成分是碳酸亚铁,其化学式为FeCO3,故选项铁矿石的名称与主要成分相符;D、铝土矿的主要成分是氧化铝,其化学式为Al2O3,故选项铁矿石的名称与主要成分相符。故选B。
B
例12.矿石的名称与其主要成分的化学式不一致的是( )
A. 黄铁矿(FeS2) B. 赤铁矿(FeO)
C. 辉铜矿(Cu2S) D. 铝土矿(Al2O3)
例13.炼铁高炉中发生了下列反应:①高温下一氧化碳将铁矿石还原为铁;②高温煅烧石灰石;③灼热的焦炭和二氧化碳反应;④焦炭充分燃烧;其中属于化合反应的是( )
A. ①和④ B. ②和③ C. ③和④ D. 只有④
【解析】化合反应是两种或两种以上的物质反应生成一种物质,其特征是:“多变一”A、一氧化碳和铁矿石反应生成铁和二氧化碳不符合“多变一”的特征,不属于化合反应.B、石灰石生成二氧化碳和氧化钙的反应不符合“多变一”的特征,符合一变多的分解反应特征.C、焦炭和二氧化碳反应生成一氧化碳的反应符合“多变一”的特征,属于化合反应.D、焦炭充分燃烧生成二氧化碳的反应符合“多变一”的特征,属于化合反应.故选C.
C
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【解析】A项,元素的存在形式由其化学性质决定,多数金属以化合物的形式存在;B项,地球上的金属资源是有限的;C项,防止金属腐蚀、回收利用废旧金属均可以保护金属资源和环境;D项,合理开采矿物、寻找替代品都是保护金属资源的有效途径。故选B。
B
例14.下列关于金属资源的说法中,你不赞成的是( )
A. 多数金属在地壳中都是以化合物形式存在
B. 地球上的金属资源是取之不尽的
C. 防止金属腐蚀、回收利用废旧金属可以保护金属资源和环境
D. 合理开采矿物、寻找替代品都是保护金属资源的有效途径
例15.下列关于金属物品使用的描述中,正确的是( )
A. 铁制车棚定期喷涂油漆
B. 在铁桶中加入硫酸铜溶液和石灰水配制杀菌剂
C. 常用自来水冲洗自行车可防止生锈
D. 铝合金门窗变旧暗后用砂纸或钢丝球打磨
【解析】A、铁制车棚定期喷涂油漆可以防止铁锈蚀,正确;B、铁能与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,从而造成药效降低,错误;C、常用自来水冲洗自行车会加速铁的锈蚀,错误;D、铝合金门窗变暗是因为表面形成了致密的氧化铝保护膜的缘故,用砂纸或钢丝球打磨会破坏保护膜,错误。故选A。
A
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例16.下列金属:A.铝B.铜C.锌D.钛(用序号填写)
①白铁的表面所镀的金属是 ;
②包装糖果、香烟的银白色材料是 ;
③广泛应用于航天工业造船工业的是 ;
④常用于制造电线的是 。
【答案】C;A;D;AB
【解析】①白铁的表面所镀的金属是锌;②包装糖果、香烟的银白色材料是金属铝;③广泛应用于航天工业造船工业的是金属钛;④常用于制造电线的是金属铜。
例17.苏泊尔是中国唯一一家炊具类的大型上市公司,以生产不锈钢锅具为主业,近日曝光旗下200元以下的不锈钢锅具低于国家卫生标准。则回答问题:
(1)不锈钢属于一种_____材料,其主要合金元素中镍和铬的含量分别是18%和8%,主要起到_______作用,请举例说明不锈钢的主要用途有_________。
(2)如果不锈钢产品中的锰含量超标,镍含量不达标,可能严重影响相关产品的使用效果和寿命,锰是一种过渡性金属,经研究显示锰在成人每千克每日摄入量不能超过0.1mg,请你说出锰含量超标的危害还有哪些?____________。
【答案】(1)金属 抗氧化性和耐腐蚀 可制作医疗器具和炊具等 (2) 对人体有害,损害神经系统功能,不能用于防锈等
【解析】(1)不锈钢是常见合金,因此属于金属材料。不锈钢与普通铁制品的区别在于加入了镍和铬等金属,镍和铬能起到抗氧化性和耐腐蚀的作用。不锈钢顾名思义不易生锈,可制作医疗器具和炊具等。(2)由题意知,锰含量超标时会影响相关产品的使用效果和寿命,因此含量过高后就不能起到防锈功能,如果用到炊具中,易被人吸收,损害神经系统功能等。
例6. (1)铝抗腐蚀性好的原因是__________________________________
(2)镁、铝在常温下就能与氧气反应,其化学方程式分别为_________________;_________________。
(3)铁丝、铜丝在氧气中反应的化学方程式分别为_______________;______________。
(4)“真金不怕火炼”说明金__________________。
【答案】①. 铝在常温下能与空气中的氧气反应,其表面形成一层致密的氧化膜,从而阻止铝进一步被化 ②. 2Mg+O2===2MgO ③. 4Al+3O2===2Al2O3 ④. 3Fe+2O2 Fe3O4 ⑤. 2Cu+O2 2CuO ⑥. 化学性质稳定
【解析】(1)铝抗腐蚀性好的原因是:铝在空气中能被氧气氧化生成一层致密的氧化铝保护膜,防止铝进一步被氧化;
(2)比较活泼的金属镁、铝等在常温下就可以与空气中的氧气反应,故化学方程式分别为:2Mg+O2═2MgO; 4Al+3O2═2Al2O3;
(3)铁在氧气中可以燃烧,火星四溅、放出大量热、生成一种黑色固体四氧化三铁;铜在加热能与氧气反应生成氧化铜,观察到红色黑变成了黑色粉末氧化铜;化学方程式为:3Fe+2O2
Fe3O4和2Cu+O2 2CuO;
(4)金是活动性最弱的金属,即使在高温下也不与氧气反应,说明化学性质稳定。
例19.实验室模拟炼铁的实验装置如图所示.
试回答下列问题:
(1)写出有标号仪器的名称:a ______ ,b _____ 。
(2)实验中看到的实验现象为:玻璃管中的粉末 _______ ,试管里的澄清石灰水 ___________ 。
(3)玻璃管中反应的化学方程式为 _____________________ 。
(4)加热氧化铁之前,先通一会儿一氧化碳的作用是 ____________ 。
(5)该实验设计装置C的目的是 ______________ 。
【答案】(1). 铁架台 导管 (2). 由红色逐渐变黑 变浑浊 (3). Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 (4). 排尽玻璃管中的空气,防止发生爆炸 (5). 燃烧未反应的一氧化碳,防止污染空气
【解析】(1)题中标号仪器的名称为a为铁架台、b为酒精灯;
(2)一氧化碳具有还原性,能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,实验中看到的实验现象为:玻璃管中的粉末由黑色变红色,试管里的澄清石灰水变浑浊;(3)玻璃管中反应的化学方程式为3CO+ Fe2O3 2Fe + 3CO2;(4)CO具有可燃性,与玻璃管中的空气混合受热会发生爆炸,因此应先通CO排尽玻璃管中的空气,然后再点燃酒精灯加热氧化铁。加热氧化铁之前,先通一会儿一氧化碳的作用是排进装置内的空气防止发生爆炸;(5)一氧化碳有毒,直接排放到空气中会污染环境,该实验设计装置C的目的是处理尾气,防止污染空气。
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例20.将6.96g铁的某种氧化物在高温下与足量的一氧化碳充分反应,生成5.28g二氧化碳,求这种铁的氧化物的化学式
yCO+ FexOy xFe + yCO2
解:设这种铁的氧化物的化学式为FexOy
56x+16y
44y
6.96g
5.28g
所以这种铁的氧化物为Fe3O4
课堂小结:我们复习了金属和金属材料性质和用途,你掌握了吗?
化学就象你头顶上的果实,
只要肯稍作努力,成功的
甜蜜就属于你!
祝你成功!
See You
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