内容正文:
第7讲 金属和金属材料
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1
导
课前两问
1. 地壳中含量最多的金属元素?
2. 什么是合金?
学习目标
1、了解常见金属材料及其性质和用途;
2、掌握金属的化学性质;
3、掌握金属冶炼的原理;
4、了解金属生锈的原因及防护方法。
思
1、金属材料有哪些性质及用途?
2、金属有哪些化学性质?
3、金属冶炼的原理及方法?
4、防止金属锈蚀的方法?
议
1、金属材料有哪些性质及用途?
2、金属有哪些化学性质?
3、金属冶炼的原理及方法?
4、防止金属锈蚀的方法?
展
评
构建物质网络关系
一、有关 <m></m> 的反应
1.写出图中字母所代表物质的化学式。
<m></m> _______
<m></m>
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2.写出图中涉及的化学方程式。
①_ ___________________
②_________________________
___________________________
③__________________________
④_ __________________________
⑤_______________________________
_ ____________________________________
<m></m>
<m></m>
<m></m>
<m></m>
<m></m>
<m></m>
<m></m>
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二、有关 <m></m> 的反应
1.写出图中字母所代表物质的化学式。
<m></m> _____
<m></m>
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2.写出图中涉及的化学方程式。
①_ _________________
②_ __________________________________
③___________________________
_____________________________
④_ ____________________________
⑤_ _______________________________
<m></m>
<m></m> (合理即可)
<m></m>
<m></m>
<m></m>
<m></m>
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命题点1 常见金属材料(8年3考)
1.金属材料包括________(纯净物)和______(混合物)。金属材料的使
用经历了青铜器时代→铁器时代→多元材料时代。目前应用最多的三种金
属材料依次为铁、铝、铜,人类开始使用这三种金属的先后顺序为铜、铁、
铝。
纯金属
合金
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2.金属的物理性质和用途
物理性质 用途
共性 ______性 铜制作导线
______性 铁制作炊具
______性 铝制作铝箔
有金属光泽 金、银制作饰品
特性 ①颜色:铁、铝等大多数金属都是______色,而铜呈______色,
金呈____色;
②常温下,大多数金属都是固体,而____是液体
导电
导热
延展
银白
紫红
黄
汞
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备考补充 金属之最
使用最早的金属—— <m></m> ;目前世界年产量最高、应用最广泛的金属—— <m></m>
地壳中含量最高的金属元素—— <m></m> ;人体中含量最高的金属元素—— <m></m>
导电、导热性最好的金属—— <m></m> ;熔点最高的金属——钨(常用作灯丝),熔点最低的金属—— <m></m>
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3.合金
(1)概念:在金属中加热熔合某些______或________而制得具有
__________的物质。
(2)特性:强度和硬度一般比组成它们的纯金属更____,熔点更____,
抗腐蚀性能更好。
(3)纯金属和合金的硬度比较
金属
非金属
金属特性
大
低
现象:纯金属表面____划痕,合金表面____划痕。
结论:合金的硬度比组成它的纯金属____。
有
无
大
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(4)常见的合金
①铁合金 <m></m> 两者性能不同的主要原因是________
不同
②钛合金:具有熔点高、密度小、可塑性好、抗腐蚀性能好的优点,与人体具有很好的“相容性”,可用来制造人造骨。
含碳量
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易错辨析
1.常温下,所有的金属都是固态的。( )
×
2.合金中可能含有非金属。( )
√
3.含有金属元素的一定是金属材料。( )
×
4.合金属于合成材料,金刚石属于金属材料。( )
×
5.合金都是混合物。( )
×
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命题点2 金属的化学性质(含活动性顺序)(8年8考)
一、金属的化学性质(8年8考)
1.金属与氧气的反应
通式:金属 <m></m> 氧气 <m></m> 金属氧化物(基本反应类型为__________)
金属 化学方程式 现象
镁 <m></m> 剧烈燃烧,发出耀眼的白光,放出热量,生成白色固体
铝 _____________________(铝
制品耐腐蚀的原因) 银白色表面逐渐变暗
化合反应
<m></m>
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金属 化学方程式 现象
铁 <m></m> 剧烈燃烧,火星四射,放出热量,生成黑色固体
铜 <m></m> 铜表面有黑色固体生成
金 很稳定,即使在高温下也不和氧气反应(即“真金不怕火炼”)
总结: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不同,金属越活泼,越易与氧气反应,同等条件下,反应越剧烈
续表
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2.金属与稀盐酸、稀硫酸的反应
规律:金属+酸 <m></m> 盐 <m></m> (基本反应类型为__________)
条件:在金属活动性顺序中,金属必须位于氢之前,酸不能是浓硫酸和硝酸。
金属 化学方程式 现象
镁 与稀盐酸反应:
__________________________
与稀硫酸反应:
_____________________________ 剧烈反应,产生大量______,放出大量热
置换反应
<m></m>
<m></m>
气泡
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金属 化学方程式 现象
铝 与稀盐酸反应:
____________________________
与稀硫酸反应:______________
____________________________ 剧烈反应,有较多气泡产生,放出热量
锌 与稀盐酸反应:
__________________________
与稀硫酸反应:
____________________________ 反应较为剧烈,有较多气泡产生,放出热量
<m></m>
<m></m>
<m></m>
<m></m>
续表
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金属 化学方程式 现象
铁 与稀盐酸反应:
_________________________
与稀硫酸反应:
______________________
_____ 反应较缓慢,产生气泡,溶液
__________________,放出热量
总结 金属活动性顺序位于氢前的金属能与稀盐酸或稀硫酸反应,但反应的难易程度不同,越活泼的金属越易与酸反应且反应速率越快(越剧烈)
<m></m>
<m></m>
由无色变为浅绿色
续表
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3.金属与盐溶液的反应
规律:金属 + 某些盐 <m></m> 新金属 + 新盐(基本反应类型为__________)
条件:①在金属活动性顺序中,位于前面的金属能把位于其后面的金属从
它们的盐溶液中置换出来( <m></m> 、 <m></m> 、 <m></m> 除外)。②盐必须可溶于水。
置换反应
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反应物 化学方程式 现象
铁与硫酸铜 _________________________________ 铁表面有______固体析出,溶液由
______变为________
铜与硝酸银 ___________________
______________ 铜的表面有银白色固体析出,溶液由
无色变为______
铝与硫酸铜 ______________________________________ 铝表面有______固体析出,溶液由蓝
色变为______
<m></m>
红色
蓝色
浅绿色
<m>
</m>
蓝色
<m>
</m>
红色
无色
特别提醒 单质铁与酸、盐溶液发生置换反应时,一般只能生成 <m></m> ,溶液颜色为浅绿色。
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二、金属的活动性顺序(8年8考)
1.金属活动性顺序 <m></m>
2.金属活动性顺序的判断依据
(1)金属的位置越靠前,它的活动性就越强。
(2)位于氢前面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其后面的金属从它们的盐溶液里置换出来。
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3.金属活动性顺序的应用
(1)判断金属被利用的先后。
(2)判断某些置换反应能否发生及反应的剧烈程度。
(3)可用于除杂试剂的选择。
(4)金属与盐溶液反应后滤液、滤渣成分的分析(详见精练册专项4)。
4.金属活动性顺序的验证与探究(详见精练册专项5)。
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命题点3 金属冶炼(8年4考)
一、金属资源存在形式:地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中,
除少数不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外,其余都以化合
物的形式存在。
二、常见的金属矿石
名称 赤铁矿 磁铁矿 菱铁矿 黄铜矿 辉铜矿 铝土矿
主要成分的化学式 _____ _____ <m></m> <m></m> <m></m> <m></m> (可用于冶炼铝)
<m></m>
<m></m>
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三、工业炼铁
1.原理:_ __________________________。
2.设备:高炉。
3.原料及作用:________、 焦炭(提高炉温、______________)、石灰石
(将矿石中的二氧化硅转变为炉渣)和过量空气(使焦炭充分燃烧)。
4.高炉炼铁得到的产物:______(填“纯铁”或“生铁”),它属于
________(填“纯净物”或“混合物”)。
知识拓展 炼钢的主要原料是生铁,主要产品是钢,“百炼成钢”的主要反
应_ ______________。
<m></m>
铁矿石
产生还原剂 <m></m>
生铁
混合物
<m></m>
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实验室模拟炼铁
1.实验原理:_ __________________________。
<m></m>
2.实验装置
3.实验步骤:连接装置,________________→装入药品→通入 <m></m> 片刻后,
点燃酒精灯 <m></m> 点燃酒精喷灯→实验结束后,熄灭酒精喷灯→玻璃管冷却后
停止通入 <m></m> 熄灭酒精灯。
检查装置气密性
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4.实验现象:A处硬质玻璃管中固体粉末__________________;B处试管中
__________________;C处导管口尾气燃烧并产生______火焰。
由红棕色变为黑色
澄清石灰水变浑浊
蓝色
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5.实验注意事项
(1)实验开始时,先通入 <m></m> ,再点燃酒精喷灯加热,目的是
____________________________________________________________。
排尽装置中的空气,防止一氧化碳和空气的混合气体受热发生爆炸
(2)实验结束后,先熄灭酒精喷灯,待玻璃管冷却至室温后再停止通入
一氧化碳,目的是________________________________________________
_________________________________。
防止生成的铁在高温条件下被空气中的氧气再次氧化;防止石灰水倒吸使硬质玻璃管炸裂
(3)实验要进行尾气处理的原因是
___________________________________________。
<m></m> 是有毒气体,直接排放在空气中会污染空气
速记口诀 一氧化碳“早出晚归”,酒精喷灯“迟到早退”;前者颠倒易爆炸,后者颠倒被氧化和倒吸。
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6.装置的评价与改进
(1)尾气处理装置的改进
①装置的不足:澄清石灰水不能将生成的二氧化碳完全吸收,排出的尾气是 <m></m> 与 <m></m> 的混合物,通过点燃的方法处理的效果不佳。
②装置的改进:将尾气收集起来,通过一个密闭容器将实验尾气收集(如
图1);或先吸收 <m></m> ,再收集 <m></m> (如图2),其中 <m></m> 试剂是
______________。
图1
图2
氢氧化钠溶液
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图3
(2)微型创新实验(如图3):与教材实
验相比,其优点是____________。
更节约药品
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命题点4 金属的锈蚀与防护(8年3考)
1.铁制品锈蚀的条件:铁与空气中的______________发生化学反应,生成
红棕色的铁锈,其主要成分是_______。铁在潮湿的环境中更容易锈蚀,
且酸、盐等溶液均会加速铁制品的锈蚀。铁锈很疏松,易吸水,如不及时
除去,则会加速铁制品的锈蚀。
氧气和水蒸气
<m></m>
2.铜生锈:铜与____、______、__________共同作用的结果,铜锈的主要
成分是碱式碳酸铜,俗称铜绿,化学式为 <m></m> 。
水
氧气
二氧的碳
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3.铝的锈蚀:常温下,铝具有良好的抗腐蚀性能的原因是______________
_____________________________________________________________,
反应的化学方程式为_____________________。
生活常识 ①利用铁生锈的原理,将铁粉作为食品包装袋中的“双吸”剂,
防止食品受潮和氧化;②生活中不要用砂纸对铝制品表面进行打磨,否则
破坏了表面致密的氧化铝保护膜,铝制品锈蚀会加快。
铝易与空气中的氧气反应,生成一层致密的氧化铝薄膜,阻止了铝的进一步被锈蚀
<m></m>
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二、金属锈蚀的防护措施
1.防止铁生锈的原理:破坏金属锈蚀的条件,隔绝____________________。
空气(或氧气)或水
2.防锈措施
(1)保护金属制品表面洁净干燥(如菜刀用完后洗净擦干)。
(2)在金属表面涂保护膜(如涂油、刷漆、覆盖保护膜等)。
(3)改变金属的单一结构,制成合金,如不锈钢等。
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三、除锈方法
1.物理方法:用砂纸打磨。
2.化学方法:用稀盐酸或稀硫酸除铁锈,反应的化学方程式为____________
____________________________________________________________(注
意:酸不能过量,且金属制品不能长时间与酸接触,以防内部金属被消
耗)。
<m></m> 或 <m></m>
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四、金属资源的保护
1.意义:节约金属资源,节约能源,减少重金属对环境的污染。
2.保护金属资源的有效途径:防止金属的锈蚀;将废旧金属回收利用;有计划、合理地开采矿物;寻找金属的替代品。
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铁制品锈蚀条件的探究(8年1考)
1.实验思想方法:控制变量法。
2.实验设计
实验编号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ
实验条件 铁钉与水和氧气同时接触 铁钉全部浸在蒸馏水中 铁钉在干燥的空气中
图示 . . . . . .
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实验编号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ
实验现象(一周后观察) 铁钉生锈 无明显现象 无明显现象
实验分析 (1)植物油的作用是____________________;
(2)干燥剂的作用是____________________;
(3)对比实验Ⅰ、Ⅱ可知,铁钉生锈需要与________________
接触;
(4)对比实验Ⅰ、Ⅲ可知,铁钉生锈需要与____接触
实验结论 铁制品生锈的主要条件是与________________、____同时接触
防止氧气溶于蒸馏水
吸收空气中的水蒸气
空气(或氧气)
水
空气(或氧气)
水
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3.注意事项
(1)实验前需将铁钉打磨光亮,目的是____________________________。
除去铁钉表面的氧化物和污物
(2)实验Ⅰ、Ⅱ使用的蒸馏水是经煮沸迅速冷却的,目的是
______________________。
除去溶解在水中的氧气
4.实验装置创新:将不同条件下的物品放在同一个装
置中,可增强实验的对比性,下图装置中生锈的是
____________;由该实验现象得出的结论是
______________________________。
湿的钢丝棉
铁生锈需要与水和氧气同时接触
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