内容正文:
第一部分 核心专题复习
主题一 物质的性质与应用
第5讲 金属和金属材料
1.与铁(Fe)有关的反应
化学方程式网络构建
①______________________________
②___________________________________________
③_____________________________________________
Fe+2HCl === FeCl2+H2↑(合理即可)
Zn+FeCl2 === ZnCl2+Fe(合理即可)
④_____________________________________________
⑤_________________________________________
⑥_________________________________________
⑦_________________________________________
⑧______________________________________
⑨________________________________________________
Fe+CuSO4 === FeSO4+Cu(合理即可)
Fe+2AgNO3 === Fe(NO3)2+2Ag
Fe2O3+6HCl === 2FeCl3+3H2O
2.与铜(Cu)有关的反应
①____________________________________
②___________________________________________
③_____________________________________________
④_____________________________________________
⑤_________________________________________
⑥___________________________________________________
⑦___________________________________________________
Cu+2AgNO3 === Cu(NO3)2+2Ag
CuO+2HCl === CuCl2+H2O
CuO+H2SO4 === CuSO4+H2O
CuCl2+2NaOH === Cu(OH)2↓+2NaCl(合理即可)
CuSO4+2NaOH === Cu(OH)2↓+Na2SO4(合理即可)
一、金属材料
1.金属材料是指用纯金属或合金制成的材料。
2.金属的物理性质及用途
物理性质 用途
共性 三性 ①____________ 铜、铝用于制造电线
②____________ 铁用于制造炊具
③____________ 金、银、铜、铝等可拉成细丝或压成薄片
有金属光泽 金、铂用于制作饰品
导电性
导热性
延展性
物理性质 用途
差异性 颜色:大多数金属为银白色,而铜呈④______色,金呈黄色,铁粉呈黑色。
状态:常温下,大多数金属为固体,而汞是⑤________。
性能:各种金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等物理性质差异较大
特别提醒:a.地壳中含量最高的金属元素——⑥___;b.人体中含量最高的金属元素——⑦___;c.目前世界年产量最高的金属——⑧___;d.导电、导热性最好的金属——银;e.熔点最高的金属——钨;f.熔点最低的金属——汞;g.密度最大的金属——锇;h.密度最小的金属——锂;i.硬度最大的金属——铬。
红
液体
铝
钙
铁
3.合金
概念 合金是指在金属中加热熔合某些金属或非金属而制得的具有金属特征的物质
特性 与组成合金的纯金属相比,合金的强度和硬度更⑨______、熔点更⑩______、抗腐蚀性更⑪________
常见的合金 铁合金性能不同的原因是⑭____________
大
低
好
2%~4.3%
0.03%~2%
含碳量不同
常见的合金 钛合金:抗腐蚀性能好,与人体有很好的相容性,可用于制造人造骨等
铅锑合金:熔点低,常用来作保险丝
其他合金:不锈钢、铝合金、黄铜、锰钢、硬铝等
4.合金与其组成金属硬度的比较
(1)方法:相互刻画。
(2)现象:纯金属表面 ______(填“有”或“没有”,后同)
划痕,合金表面 ________划痕。
(3)结论:合金的硬度比组成它的纯金属的硬度大。
合金中一定含有金属元素和非金属元素吗?
合金中一定含有金属元素,可能含有非金属元素。如钢是铁的合金,含有铁和碳(非金属)两种元素。
有
没有
二、金属的化学性质
1.金属与氧气反应
(1)通式:金属+氧气→金属氧化物(属于 ________反应)。
(2)常见金属与氧气反应的化学方程式及实验现象
化合
4Al+3O2 === 2Al2O3
发出耀眼的白光,放出大量的热,生成白色固体
剧烈燃烧,火星四射,放出大量的热,生成黑色固体
2. 金属与酸反应
(1)通式:金属+酸→ 盐+氢气(属于______反应)
(2)条件:金属的活动性必须排在氢之前,酸不能是浓硫酸和硝酸。
特别提醒:金属与酸反应的剧烈程度,受金属颗粒大小和酸的浓度等因素影响,比较反应剧烈程度时,要控制其他条件相同。
置换
(3)金属与酸反应的化学方程式及实验现象
金属 化学方程式 实验现象
镁 ㉒___________________________ (稀盐酸)
㉓___________________________ (稀硫酸) 反应剧烈,有大量气泡产生
锌 ㉔___________________________(稀盐酸)
㉕___________________________ (稀硫酸) 反应比较剧烈,有较多气泡产生
铁 ㉖___________________________ (稀盐酸)
㉗___________________________ (稀硫酸) 反应缓慢,有少量气泡产生,溶液由无色变为㉘______色(含Fe2+的溶液呈浅绿色,含Fe3+的溶液呈黄色)
Mg+2HCl === MgCl2+H2↑
Mg+H2SO4 === MgSO4+H2↑
Zn+2HCl === ZnCl2+H2↑
Zn+H2SO4 === ZnSO4+H2↑
Fe+2HCl === FeCl2+H2↑
Fe+H2SO4 === FeSO4+H2↑
浅绿
3.金属与盐溶液反应
(1)通式:金属1+盐1→盐2+金属2(属于置换反应)
(2)条件:金属1的活动性必须㉙______(填“强于”或“弱于”)金属2的活动性(K、Ca、Na除外),且盐1必须可溶。
(3)金属与盐溶液反应的化学方程式及实验现象
(4)金属与酸反应的图像分析(详见P48专项3)
强于
反应物 化学方程式 实验现象
铁与硫酸铜溶液 ㉚_______________________ __________________________ ㉛_______________________ _________________________
铜与硝酸银溶液 ㉜_______________________ __________________________ 铜表面有银白色固体析出,溶液由无色逐渐变为㉝___色
铝与硫酸铜溶液 ㉞_______________________ __________________________ 铝表面有㉟___色固体析出,溶液由蓝色逐渐变为无色
Fe+CuSO4 === FeSO4
+Cu
有红色固体析出,溶液由
蓝色逐渐变为浅绿色
Cu+2AgNO3 ===
Cu(NO3)2+2Ag
蓝
2Al+3CuSO4 ===
Al2(SO4)3+3Cu
红
三、金属活动性顺序
1.常见金属的活动性顺序
2.规律
(1)位于氢㊵______的金属能置换出稀盐酸、稀硫酸中的氢;
(2)位于㊶______的金属能把位于㊷______的金属从它们的化合物溶液里置换出来(K、Ca、Na除外)。
3.金属活动性顺序的验证与探究(详见P51专项4)
4.金属与盐溶液反应后滤液、滤渣成分及质量变化分析(详见P53专项5)
Fe
Cu
强
减弱
前面
前面
后面
(1)铝比铁耐腐蚀,是因为铁比铝活泼吗?
铝比铁耐腐蚀的原因是铝在常温下能与空气中的氧气反应在其表面生成一层致密的氧化铝保护膜,将铝与空气中的氧气隔绝,使铝不易继续被腐蚀,而不是铁比铝活泼。
(2)Fe能置换出AgCl中的Ag吗?为什么?
不能。因为AgCl不溶于水,所以Fe不能置换出AgCl中的Ag。
四、金属资源的利用和保护
1.金属的冶炼
(1)常见的金属矿石有赤铁矿(主要成分是Fe2O3)、磁铁矿(主要成分是Fe3O4)等。
(2)铁的冶炼
炼铁原料 铁矿石、焦炭、石灰石、空气
炼铁流程
2. 金属的腐蚀与保护
铁锈蚀的条件 与空气中的㊸_________、㊹______等发生化学反应的结果,铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O,其颜色为红棕色(生活中铁锈由于含其他成分而呈红褐色)
除铁锈 物理方法:用砂纸打磨。
化学方法:用稀盐酸或稀硫酸(酸不能过量,过量后会与铁反应)清洗,反应的化学方程式为㊺________________________ _____________________________________________________
水蒸气
氧气
Fe2O3+6HCl === 2FeCl3+3H2O[或Fe2O3+3H2SO4 === Fe2(SO4)3+3H2O]
防锈 原理 ㊻_________________________________
措施 a.保持金属制品表面洁净干燥(如菜刀用完后洗净擦干挂起来);
b.在金属表面涂保护膜(如刷漆、涂油、电镀等);
c.改变金属的单一结构,制成合金,如不锈钢等
金属资源的保护 意义 节约金属资源、节约能源、减少重金属对环境的污染
有效途径 a.防止金属腐蚀;b.回收利用废旧金属;c.有计划、合理地开采矿物;d.寻找金属的代用品(如有机合成材料、复合材料等)
隔绝空气(或氧气)或水
3Fe+2O2 Fe3O4
3C+2Fe2O3 4Fe+3CO2↑
3H2+Fe2O3 2Fe+3H2O
3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
C+2CuO 2Cu+CO2↑(合理即可)
2Cu+O2 2CuO
金属
化学方程式
实验现象
铝
⑱____________________
常温下,在空气中金属表面逐渐变暗
镁
2Mg+O2 2MgO
⑲________________________________ _______________________________
金属
化学方程式
实验现象
铁
3Fe+2O2 Fe3O4
⑳________________________________ ___________________________________
铜
2Cu+O2 2CuO
铜片由红色逐渐变黑
炼铁原理
在高温下,利用炉内反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石中还原出来,此过程中涉及的反应有C+O2 CO2;C+CO2 2CO;3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
产物
生铁(含碳量为2%~4.3%的铁合金)
各原料的作用
焦炭的作用:一是生成还原剂一氧化碳,二是提供热量。
石灰石的作用:将矿石中的二氧化硅转化为炉渣
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