5专题五 金属及其化合物-【初高中·衔接直通车】2025年初升高化学衔接直通车

专题五　金属及其化合物 知能提升训练 1.解析：选A。用砂纸只能将铁锈擦掉，但没有起到保护作用；水洗会使铁制品接触水，势必加快铁制品的生锈速度。 2.解析：选B。有的金属熔点很低，如汞，常温下是液态；有的金属硬度很小，如钠，用小刀可以切割；有的金属不呈银白色，如铜呈紫红色，金呈黄色，故A、C、D都错。由于金属内部都有自由移动的带电的电子，故金属都能导电，B正确。 3.解析：选A。红砖主要成分是黏土，属于无机非金属材料，A符合题意；铁牛属于金属材料，B不符合题意；钢属于铁合金，属于金属材料，C不符合题意；埃菲尔铁塔的建筑材料是钢材，钢材属于铁合金，属于金属材料，D不符合题意。 4.解析：选C。将铝粉涂在铁器的表面以保护铁，是因为铝在常温下能与氧气反应形成致密的氧化膜，从而保护易生锈的铁；真金不怕火炼是因为金的化学性质稳定，高温下也不与氧气反应；镁做照明弹，是因为镁容易燃烧，发出耀眼的强光。以上事实都与金属的化学性质有关。而钨在高温下不熔化是因为钨的熔点很高，这是物理性质。 5.解析：选B。判断是否属于置换反应，一定要抓住特点“反应物和生成物均为两种，且都是一种单质，一种化合物”，A、C、D选项均具备此特点，而B选项的反应物是两种化合物，因而不是置换反应。 6.解析：选C。A.a点是锌和部分硝酸银反应，溶液中的溶质有：反应生成的硝酸锌、剩余的硝酸银和没有反应的硝酸铜，错误；B.b点时锌和硝酸银恰好反应，固体中只有银一种物质，加入盐酸没有气泡产生，错误；C.b～c段是锌和硝酸铜反应；c点表示锌和硝酸铜恰好反应，所得固体为银和铜，正确；D.d点表示锌过量，所得溶液中溶质只有硝酸锌，错误。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题五　金属及其化合物 一、 金属材料 1.金属的物理性质 共同性质：有金属光泽、能导电、能导热、有延展性等。 不同的金属物理性质也有较大差别，如： (1)多数金属常温下呈固态，汞呈液态。 (2)多数金属呈银白色，铁在粉末状时呈黑色，铜呈紫红色，金呈黄色。 (3)铁能被磁铁吸引，其他金属一般不能。 2.金属的用途 金属的物理性质 应用 有金属光泽 贵重金属可作装饰品 机械强度大 加工成多种工具，如铁锤、剪刀、机床底座等 延展性好 制成车辆外壳、钢丝绳、铝箔纸 导电性好 电极、电线、电缆 传热性好 铁锅、铝壶等 日常生活中利用金属某种性质的实例很多，如保温瓶胆上镀银，这是利用了银反光性好的性质；用于制干电池外壳的是锌，这是因为锌的延展性好且化学性质较活泼；体温计中的液体是汞，是因为汞是液态金属，且导热性好；体育课上用的“铅球”，外面是铁，里面灌了铅，这是利用了铁硬度大和铅密度大的性质。 在常见的金属中，导电性最好的是银，其次是铜；密度最大的是锇，其次是铅；熔点最高的是钨，其次是铁；硬度最大的是铬，其次是铁。 二、金属的性质与用途 1.金属与氧气的反应 在学习“氧气的性质”时，我们已经知道，很多金属如铁、镁在点燃的条件下能与氧气反应。铁只能在纯氧气中燃烧，而镁在空气中就可以剧烈燃烧： 3Fe＋2O2Fe3O4　2Mg＋O22MgO 铝在常温下放在空气中就能与氧气反应，在其表面形成一层致密的氧化膜，从而阻止铝进一步氧化，因此铝具有很好的抗腐蚀性能，常涂在铁的表面，来保护铁。通常所说的“银粉”，其实就是铝粉。 4Al＋3O2===2Al2O3 铜的耐腐蚀性也很好，是因为铜在常温下几乎不与氧气反应；在加热的条件下，铜也能与氧气反应：2Cu＋O22CuO。 你肯定听说过“真金不怕火炼”的说法，金在高温下也不与氧气反应，说明金的化学性质非常稳定。 从以上事实可以看出，不同的金属活动性不同：镁、铝较活泼，铁、铜次之，金最不活泼。 2.金属活动性顺序 (1)金属与酸的反应 活动性不同的金属，与酸反应的剧烈程度不同。 活动与探究：将镁、锌、铁、铜分别放入酸中，观察反应的剧烈程度。 稀硫酸 稀盐酸 现象 化学方程式 现象 化学方程式 镁 剧烈反应，有大量气泡产生，溶液呈无色 Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑ 剧烈反应，有大量气泡产生，溶液呈无色 Mg＋H2SO4 === MgSO4＋H2↑ 锌 反应较快，有大量气泡产生，溶液呈无色 Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑ 反应较快，有大量气泡产生，溶液呈无色 Zn＋H2SO4 ===ZnSO4＋H2↑ 铁 有少量气泡产生，反应慢，溶液由无色变为浅绿色 Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑ 有少量气泡产生，反应慢，溶液由无色变为浅绿色 Fe＋H2SO4 ===FeSO4＋H2↑ 铜 无现象 不反应 无现象 不反应 [结论]　铜不与稀盐酸、稀硫酸反应，镁、锌、铁都能与稀盐酸、稀硫酸反应，但反应的剧烈程度不同。由此可知，这四种金属在溶液中的活动性顺序是Mg＞Zn＞Fe＞Cu。 根据金属能否与酸反应，可以把金属分为两大类：产生气体的是能与酸反应的，且产生气体越厉害，说明反应速率越快；不产生气体的是不能与酸反应的。 (2)金属与其他金属化合物溶液的反应 活动与探究：将铁丝、铝丝放入硫酸铜溶液中，将铜丝分别放入硝酸银溶液和硫酸铝溶液中，观察发生的现象。 实验 现象 结论及反应的化学方程式 铁丝放入硫酸铜溶液中 铁丝表面有红色物质生成 铁能与硫酸铜溶液反应Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu 铝丝放入硫酸铜溶液中 铝丝表面有红色物质生成 铝能与硫酸铜溶液反应2Al＋3CuSO4=== Al2(SO4)3＋3Cu 铜丝放入硝酸银溶液中 铜丝表面有银白色物质生成 铜能与硝酸银溶液反应Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag 铜丝放入硫酸铝溶液中 无现象 铜不能与硫酸铝溶液反应 [结论]　①上述反应的基本类型是置换反应。 ②铁和铝能将铜从其化合物的溶液中置换出来，说明铁和铝比铜活泼；铜能将银从其化合物的溶液中置换出来，说明铜比银活泼。 通过很多类似的实验探究，人们总结出常见金属在溶液中的活动性顺序： 三、金属资源的利用和保护 1.金属在自然界中的存在 在地壳和海洋中存在着大量的金属资源，大多数金属以化合物的形式存在，极少数金属如金、银等以单质的形式存在。地壳中含量最多的金属元素是铝，其次是铁、钙、钠、钾、镁等(如下图所示)。 工业上把能用来提炼金属的矿物叫作矿石。 常见的矿石有： 铁矿石 铜矿石 铝矿石 2.铁的冶炼 (1)炼铁的原理 炼铁的原理是利用一氧化碳与氧化铁反应，把铁还原出来。下面的实验就是模拟炼铁的原理。 模拟炼铁的实验装置如下图所示： 实验步骤： ①检查装置的气密性； ②在硬质玻璃管中，放入少量氧化铁粉末； ③向玻璃管中通入CO气体； ④给氧化铁加热； ⑤当试管内红色粉末变为黑色时停止加热； ⑥待试管冷却后停止通CO； ⑦实验现象：红色粉末逐渐变为黑色，澄清的石灰水变浑浊，尾气燃烧产生蓝色火焰。 (2)工业炼铁的过程 工业炼铁是一个复杂的过程： 主要设备：高炉(如上图)。 原料：铁矿石、焦炭和石灰石。 方法及原理：利用上述CO还原Fe2O3的原理，将原料按一定比例加入高炉，从炉下通入热风，使焦炭燃烧产生CO2，CO2再与炽热的碳反应生成CO，再将铁矿石中的铁还原出来。石灰石的作用是使铁矿石中的杂质(如二氧化硅)转变为炉渣而除去。 高炉内发生的主要反应： ①焦炭燃烧：C＋O2CO2 ②二氧化碳与焦炭反应产生还原剂CO： CO2＋C2CO ③CO将铁的氧化物还原为单质铁： Fe2O3＋3COFe＋3CO2或Fe3O4＋4CO3Fe＋4CO2 四、金属资源保护 1.铁锈蚀的原因 活动与探究：铁生锈的条件 实验 步骤 现象 实验1 铁钉一半在空气中，一半在水中 铁钉生锈，且水与空气的界面处生锈最严重 续表 实验 步骤 现象 实验2 铁钉完全浸没在蒸馏水中，上面盖一层植物油 铁钉没有生锈 实验3 铁钉放在干燥的空气中 铁钉没有生锈 [结论]　通过上面的实验可以看出：铁在与水和空气同时接触的条件下易生锈。 解释：铁生锈其实是铁与空气中的氧气和水等物质发生的一系列复杂的化学反应，铁锈的成分很复杂，主要是Fe2O3·xH2O。铁锈很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水等反应，因而铁制品可以完全被锈蚀。 生活中我们还发现这样的现象：切过咸菜或西红柿的菜刀特别容易生锈，是因为菜刀接触了咸菜上的食盐和西红柿中的酸。事实上，铁在接触了酸溶液或食盐溶液后生锈速度会大大加快。 2.防止铁生锈的措施 知道了铁生锈的条件，我们就可以通过破坏这个条件达到防锈的目的。通常的做法有： (1)保持铁制品表面的洁净和干燥 (2)在钢铁表面覆盖保护层： ①喷漆(如汽车、摩托车的外壳、自行车的车架) ②抹油(如机床的齿轮、自行车的链条) ③烧涂陶瓷(如浴缸、茶缸等) ④表面生成致密氧化膜(如钢筋、钢锯等) (3)改变金属的内部结构：如加入铬、镍制成不锈钢。 3.金属资源的保护 金属资源有限，而且不能再生，因而一定要注意保护。 保护金属资源的有效途径： (1)防止金属腐蚀。 (2)废旧金属回收利用。 (3)有计划、合理地开采矿物，严禁不顾国家的利益乱采矿。 (4)寻找金属代用品，如用塑料代替金属制品。 废旧金属回收利用的意义：随着高新技术更新换代地加快，废弃的金属制品越来越多，不但造成资源浪费，而且还会造成镉、汞、铅、银等重金属对环境的污染。为了节约资源，防止污染，废旧金属必须加以回收利用。如将废钢回炉冶炼成钢，跟用铁矿石冶炼钢相比，既可节约大量的煤和铁矿石，又能减少污染空气的悬浮颗粒物。可见，回收废旧金属，有着巨大的经济效益和社会效益。 　　　　　　　　　　　　　　　 1.下列方法不能防止铁制品再生锈的是(　　) ①涂油　②刷油漆　③用砂纸擦 ④镀铬(在金属表面覆盖一层金属铬) ⑤水洗　⑥放在干燥处 A.③⑤ B.②④⑥ C.①②④ D.①④ 2.金属材料在人类活动中已得到越来越广泛的应用。下列属于金属共性的是(　　) A.熔点高 B.能导电 C.硬度大 D.有银白色光泽 3.下图是同学们假期旅游以及用旅游软件线上观光拍下的景观，其中主要用到的材料不属于金属材料的是(　　) A.俄罗斯红场部分建筑用的红砖 B.山西永济的黄河铁牛 C.广州明珠湾大桥的钢制骨架 D.在巴黎奥运会看到的埃菲尔铁塔 4.下列事实与金属的化学性质无关的是(　　) A.将铝粉涂在铁器的表面以保护铁 B.真金不怕火炼 C.钨在高温下不熔化 D.燃烧镁做照明弹 5.下列不属于置换反应的是(　　) A.C＋2CuO2Cu＋CO2↑ B.CO＋CuOCu＋CO2 C.H2＋CuOCu＋H2O D.Zn＋CuCl2===Cu＋ZnCl2 6.向一定量硝酸银和硝酸铜的混合溶液中加入锌粉，所得溶液的质量与加入锌粉的质量关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A.a点所得溶液中的溶质是硝酸铜、硝酸锌 B.向b点所得固体中加入盐酸有气泡产生 C.c点所得固体为银和铜 D.d点所得溶液中溶质一定有硝酸锌，可能有硝酸铜 学科网（北京）股份有限公司 $$