2026年中考化学一轮复习考点突破课件：金属与金属矿物

金属与金属矿物 【课标引领】 1.知道大多数金属在自然界中是以金属矿物形式存在的,体会化学方法在金属冶炼中的重要性。 2.知道金属具有一些共同的物理性质,通过实验探究等活动认识常见金属的主要化学性质及金属活动性顺序。 3.知道在金属中加入其他元素形成合金可以改变金属材料的性能;了解金属、金属材料在生产生活和社会发展中的重要作用。 4.以铁生锈为例,了解防止金属腐蚀的常用方法;了解废弃金属对环境的影响及金属回收再利用的方法及其价值。 【思维导图】 银白 液 导电 知识点一　金属材料 1.金属的物理性质 物理性质 性质特点 颜色 大多数为　　　　色,但铜为红色,金为黄色 状态 常温下大多为固体,但汞为　　　　体 共性 具有良好的　　　　性、导热性和延展性,但不同金属间这些性质 的差别也较大 2.合金 (1)概念:在纯金属中　　　　　　　　　　　　　　而形成的具有金属特征的物质。 (2)特性:其性能与组成它们的纯金属不同,合金的　 　　　　一般比组成它们的纯金属大,抗腐蚀性能强,熔点一般　　　　　组成它们的纯金属。 (3)与纯金属性质不同的原因: ①宏观:组成元素发生变化。 ②微观:内部组织结构发生改变。 (4)铁合金:生铁和钢是两种不同的铁合金,生铁的含碳量为2%~4.3%,钢的含碳量为0.03%~2%。二者的主要区别是　　　　　　不同。 【温馨提示】合金中一定有金属存在,但合金不一定都是由金属与金属熔合而成的,还可能是由金属与非金属熔合而成的。熔合过程中没有新物质生成,属于物理变化。 加热熔合其他金属或非金属 强度和硬度 低于 含碳量 通式 条件 化学方程式 现象及解释 多数金属能与氧气反应,但难易、剧烈程度不同: 金属+氧气→金属氧化物(属于 　　　反应,同时也是　　　反应)  常温 Al:　　　　　　　　　 　   铝在常温下与氧气反应,银白色表面逐渐变暗 点 燃 或 加 热 Mg:　　　　　　　　　 　   镁在空气中剧烈燃烧,发出耀眼的白光,生成白色固体,放出热量 Fe:　　　　　　　　　   铁在氧气中　　　　　　　　　　　,生成黑色固体,放出热量 Cu:　　　　　　　　　   铜在空气中加热,表面由红色变为黑色 【温馨提示】铝的抗腐蚀性能好不是因为其化学性质稳定,而是因为铝在常温下即能与氧气发生化学反应,在其表面生成一层致密的氧化膜,从而保护内部金属不会被进一步氧化;铁在常温下与氧气和水蒸气反应生成的铁锈疏松,使其更容易结合空气中的氧气和水蒸气,加速铁制品的锈蚀,因此铁制品要及时除锈。 化合 氧化 4Al+3O2 2Al2O3 2Mg+O2 2MgO 3Fe+2O2 Fe3O4 剧烈燃烧,火星四射 2Cu+O2 2CuO 知识点二　金属的化学性质 1.金属与氧气的反应 2.活泼金属与酸反应 (1)规律:金属+酸 盐+氢气。 (2)反应发生的条件:在金属活动性顺序里,排在　　　　前的金属能与盐酸或稀硫酸发生反应。 (3)锌、铁分别与稀盐酸、稀硫酸反应的化学方程式: 【温馨提示】铁与酸反应生成的盐为亚铁盐(即化合物中铁元素的化合价为+2价),其水溶液显浅绿色;铁锈(Fe2O3)与酸反应生成的盐为铁盐(即化合物中铁元素的化合价为+3价),其水溶液显棕黄色。 氢 铁丝表面有红色固体生成,溶液由蓝色变为浅绿色 铜丝表面有银白色固体生成,溶液由无色变为蓝色 3.与盐溶液反应 (1)规律:金属+盐 新盐+新金属。 (2)反应发生的条件: ①必须是活泼金属(K、Ca、Na除外)置换不活泼金属。 ②反应中的盐必须溶于水。 (3)铁丝与硫酸铜溶液、铜丝与硝酸银溶液反应: ①Fe+CuSO4 FeSO4+Cu,反应现象:　 。 ②Cu+2AgNO3 Cu(NO3)2+2Ag,反应现象: 　 。 2.重要应用 (1)判断金属的活动性强弱的方法:金属在金属活动性顺序里的位置越靠前,它的活动性　　　　　　　　　　　　　　　　 。 (2)判断金属与酸是否能发生反应:在金属活动性顺序里,位于氢前面的金属能置换出稀盐酸、稀硫酸中的氢。 (3)判断金属与盐溶液是否能发生反应:在金属活动性顺序里,位于　　　　的金属能把位于　　　　　的金属从它们化合物的溶液里置换出来。 越强 前面 后面 知识点三　金属活动性顺序 1.金属活动性顺序 【温馨提示】①记忆金属活动性顺序的谐音口诀:加钙那美驴,心铁喜牵轻,统共一百斤。 ②利用金属活动性顺序判断金属与酸的置换反应时,酸不包括硝酸和浓硫酸等强氧化性酸。 ③利用金属活动性顺序判断金属与盐是否发生反应时,K、Ca、Na三种活泼金属需排除在外,因为它们会先与溶液中的水发生反应;同时所选的盐必须是可溶的,如AgCl难溶于水,其他金属与AgCl都不反应。 【温馨提示】比较三种金属的活动性强弱的方法口诀:“两盐夹一金”“两金夹一盐”。 知识点四　比较金属活动性顺序的方法 1.比较两种金属的活动性顺序 方法一:利用金属与酸的反应判断。将金属X和金属Y分别放入等体积、等浓度的稀盐酸(或稀硫酸)中,若X表面有气泡产生,则X的活动性在H的前面;若Y表面没有气泡产生,则Y的活动性在H的后面。金属活动性顺序为X>Y。 方法二:利用金属与盐溶液的反应判断。将金属X放在金属Y的盐溶液中,若无明显现象,则两种金属的活动性顺序为X<Y;若X表面有Y析出,则两种金属的活动性顺序为X>Y。 2.比较三种金属的活动性顺序 A+盐 B+盐,活动性:A>B; B+盐 C+盐,活动性:B>C。 结论:活动性顺序为A>B>C。 铁矿石 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 知识点五　金属资源的利用和保护 1.工业炼铁 (1)设备:高炉。 (2)原料及其作用:　 　　、焦炭(燃烧提供热量、提供还原剂CO)、石灰石(将矿石中的二氧化硅转变为炉渣除去)和过量的空气(使焦炭充分燃烧)。 (3)反应原理:在高温条件下,利用高炉内反应生成的CO将铁从它的化合物中还原出来;涉及反应的化学方程式:C+O2 CO2、CO2+C 2CO和　 。 氧气、水蒸气 2.金属资源的保护 (1)金属的腐蚀和防护 ①铁制品锈蚀的条件:与空气中的　　　　　　　同时接触; ②防止锈蚀的方法:保持铁制品的洁净、干燥,覆盖保护膜、制成合金以及改变金属内部结构等。 (2)金属资源的保护措施 ①防止金属腐蚀; ②　　　　　　　　　; ③有计划、合理地开采金属矿物; ④寻找金属的代用品。 回收利用废旧金属 【易错易混诊断】 判断下列说法的正误。 1.生铁和钢都是混合物。 (　　) 2.合金的硬度比组成它的纯金属的硬度小。 (　　) 3.铝具有良好抗腐蚀性能的原因是铝的化学性质不活泼。 (　　) 4.铁在氧气中燃烧生成Fe2O3,铁生锈的主要产物是Fe3O4 。 (　　) 5.铁和稀盐酸、稀硫酸或金属的盐溶液发生置换反应时,生成Fe3+。 (　　) 6.不能用铁质容器盛装农药波尔多液。 (　　) 7.活泼金属与盐酸反应生成气体,因此与盐酸反应生成气体的一定是活泼金属。(　　) 8.金属和金属盐溶液反应后,溶液的质量一定增加。 (　　) 9.金属和盐溶液发生置换反应,说明金属一定是金属活动性顺序中排在氢前面的金属。 (　　) 10.鉴别真黄金和假黄金(铜锌合金)的试剂可选择稀盐酸。 (　　) √ × × × × √ × × × √ 考点一　金属材料的判断及用途 1.(2021·黔东南州中考改编)三星堆遗址出土了青铜面具、青铜神树、瓷器等重要文物,其中青铜是人类最早使用的铜锡合金。下列有关这些文物的说法中,不正确的是(　　)。 A.青铜耐腐蚀 B.青铜属于纯净物 C.青铜属于金属材料 D.瓷器属于无机非金属材料 2.(2022·遵义中考节选)金属材料被广泛应用于生活生产中。 (1)下列物质不属于金属材料的是　　(填字母)。 A.钨丝 B.不锈钢 C.青铜 D.赤铁矿 (2)铜用作导线主要利用铜良好的延展性和　　　　性。 (3)钠钾合金在室温下为液态,其熔点为-11 ℃,钠的熔点为97.8 ℃,钾的熔点为63.5 ℃。比较钠钾合金与钠、钾熔点的差异,得出的合理结论是　　　　　　　　 　　　。 B D 导电 合金的熔点比其组分金属的低 铁 3.(2022·六盘水中考节选)中国高铁技术令世界瞩目。如果在未来你是一名高铁设计师,请根据下表给出的信息,选择用于制造高铁轨道的金属材料。你选择　　　　,理由是　 。 金属硬度(以金刚石的硬度10作为标准) 铬　铁　银　铜　金　铝　铅 (大)9　4~5　2.5~4　2.5~32.5~3　2~2.9　1.5(小) 地壳中金属元素含量 铝　铁　钾　镁　铬　铜 (高)7.73%　4.75%　2.47%2.00%　1×10-2%　5×10-3%(低) 金属材料市场价格(万元/t) 银　铜　铬　铝　锌　铅生铁 (高)496　6.87　6.6　2.276　2.267　1.43　0.485(低) 铁的硬度大,在地壳中含量相对较多,价格便宜 强 考点二　金属的化学性质 4.(2024·贵州中考)贵州蕴藏丰富的铝、锰、锌、铁、铜等矿产资源。合理开采、充分利用这些矿产资源,可实现“富矿精开”。 Ⅰ.精准识矿 (1)金属的性质与存在形式。 ①铝具有良好的抗腐蚀性,因为铝在空气中能与氧气反应形成一层致密的氧化铝薄膜,反应的化学方程式为　 。 ②分别在放有锰片、铜片的试管中加入稀硫酸,锰片表面有气泡产生,铜片表面无明显变化。由此可知金属活动性:锰　　　　(填“强”或“弱”)于铜。 ③在放有锌片的试管中加入硫酸铜溶液,观察到的现象是　 。 多数金属的化学性质比较活泼,它们主要以化合物的形式存在于自然界。如菱锌矿 、铝土矿 、菱锰矿 等。 Ⅱ.精深用矿 (2)工业上用赤铁矿 炼铁,CO与Fe2O3反应的化学方程式为____________________ 。炼铁时,加入菱锰矿可制得冶炼锰钢的材料。锰钢被用于制作高铁的钢轨,利用了锰钢 　 的性能。 4Al+3O2 2Al2O3 锌片上附着一层红色固体 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 硬度大、耐腐蚀 5.(2022·遵义中考节选)(1)普通黄铜是由铜、锌两种金属制成的合金。欲验证黄铜中铜、锌化学性质未发生改变(不考虑其他杂质),某兴趣小组进行了以下实验。 ①取打磨过的20 g含锌量为32.5%的黄铜样品,加入　　　 　后产生气泡,溶液呈无色,并测得反应后的气体质量为0.2 g、红色固体质量为13.5 g,由此验证黄铜中锌的化学性质未改变。 ②取黄铜样品在酒精灯上灼烧,固体表面变黑,由此验证黄铜中铜的化学性质未改变。经讨论,仅根据固体表面变黑就得出结论,证据不充分,还需补充的实验方案是 __________________________________________________________________________ 　　　　　　　　　　 　　　(资料:氧化锌为白色固体,酒精的化学式为C2H6O)。 (2)我国是世界上最早使用湿法炼铜的国家,其主要原理是将铁放入硫酸铜溶液中把铜置换出来,该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　。当铁与硫酸铜恰好完全反应时,反应前后溶液中未发生改变的主要微粒是　　　　　　　　。 稀盐酸(或稀硫酸) 取变黑的黄铜样品,放入盛有足量稀盐酸的试管中,观察现象;若黑色物质完全溶解, 溶液变蓝色,说明黑色物质是氧化铜,即黄铜中铜的化学性质未改变 Fe+CuSO4　 FeSO4+Cu 硫酸根离子 6.(2022·六盘水中考节选)金属材料的使用,推动了人类文明的快速发展。 (1)铝是现代文明不可缺少的物质基础。 ①铜、铁、铝在自然界中均主要以化合物的形式存在,但人类大量冶炼和使用金属铝的时间较晚,主要原因是　 (填字母)。 A.地壳中铝元素含量较低 B.铝较活泼,难以寻找到合适的物质将其从矿物中还原出来,冶炼技术要求高 ②将未经砂纸打磨和打磨过的铝片同时放入盛有稀硫酸的同一烧杯中,发现一段时间内未经打磨的铝片表面没有明显现象,原因是___________________________________　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　 ;经打磨过的铝片表面有气泡产生,反应的化学方程式为　 。 B 未打磨的铝片表面有一层氧化铝薄膜, 氧化铝先与稀硫酸反应,生成盐和水,反应无明显现象 2Al+3H2SO4　　Al2(SO4)3+3H2↑ 7.(2022·毕节中考)一种“贴身暖宝宝”的使用说明书如下,某化学兴趣小组围绕袋内物质展开探究。 品名:××牌贴身暖宝宝成分:铁粉、水、活性炭、食盐等内袋材料:微孔透气无纺布外袋材料:不透气塑料用法:临使用前,打开外袋取出内袋,直接贴在衣服上,打开外袋后可保持温暖12h 【提出问题】袋内是否含有铁粉? 【进行实验】①取出袋内粉末于滤纸上,与磁铁充分接触。②将少量磁铁吸出的粉末加入足量稀硫酸中。 【收集证据】磁铁吸出的粉末与稀硫酸剧烈反应得到浅绿色溶液,同时　　　　。 【得出结论】袋内含有铁粉。 【作出猜想】被磁铁吸出的铁粉能在空气中燃烧。 【获取事实】将少许铁粉撒在酒精灯火焰上,铁粉立即剧烈燃烧、火星四射。 【反思交流】铁粉燃烧反应的化学方程式为　　 　　　　　　。铁丝不能而铁粉能在空气中燃烧的原因是　　　 　　　　　　。 产生气泡 3Fe+2O2 Fe3O4 铁粉与氧气接触更充分 【拓展探究】用不同物质测定空气里氧气的含量:分别在图甲所示装置的燃烧匙内放置铁粉、红磷(均足量),利用电热丝加热引燃。氧气含量随时间变化的情况如图乙、图丙所示: (1)温度传感器显示,实验过程中瓶内温度均　　　　(填“升高”或“降低”)。 (2)待铁粉熄灭并恢复至室温后,打开弹簧夹,进入瓶内的水约占原水面上方空间体积的　　　　 。 (3)分析图乙、图丙可知,实验中消耗氧气更彻底的是　　　　(填“铁粉”或“红磷”,下同),消耗氧气速率更快的是　　　　。 升高 5 1 铁粉 铁粉 考点三　金属活动性顺序及其应用 8.(2021·毕节中考)在Cu(NO3)2、Al(NO3)3和AgNO3混合溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后过滤,向滤渣中滴加稀硫酸时有气泡产生。滤渣中没有(　　)。 A.Cu B.Al C.Ag D.Fe 9.(2022·毕节中考)化学学习小组对某工业废水进行实验探究,部分过程如下: 下列有关说法正确的是(　　)。 A.步骤①置换出Fe、Ag两种单质 B.操作a需要漏斗、酒精灯等仪器 C.该实验能探明三种金属活动性强弱 D.步骤④加盐酸是为了除去Cu粉 B C 10.(2022·铜仁中考)人类的生产、生活离不开金属材料,金属的发现和使用推动了人类社会发展。部分金属的发现历程如图所示,请根据要求回答下列问题: (1)根据上图分析,金属的发现历程与金属的　　　　有关。 (2)铝被广泛地应用,除因为人们改进了铝的冶炼方法使其成本降低,以及铝的密度小外,还由于铝的　　　　性能好。 (3)某兴趣小组为探究Fe、Cu、R的金属活动性顺序。展开了一系列探究。 【提出问题】如何判断Fe、Cu、R的金属活动性顺序? 活动性 抗腐蚀 【猜想与假设】 猜想一:Fe>Cu>R; 猜想二:Fe>R>Cu; 猜想三:　　　　　　　　。 【进行实验】 实验操作 实验现象 实验结论 ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿　 　　　　 　　　　 猜想二正确 【拓展与应用】为了回收利用金属,同学们将反应后的物质倒入同一容器中,向其中加入过量的铝粉,充分反应后过滤,则滤渣中的金属单质为　　　　　　　　。 R>Fe>Cu 将打磨好的R分别放入 盛有硫酸亚铁和硫酸铜 的溶液中 硫酸亚铁溶液内无明显 变化,硫酸铜溶液蓝色 消失,有红色固体析出 Al、Fe、R、Cu 11.(2022·黔东南州中考)金属材料对于促进生产发展,改善人类生活有着重大作用,因此学习金属性质,根据性质合理使用金属就显得十分重要。请按要求回答下列有关金属性质的问题: (1)铝具有很好的抗腐蚀性能的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)向含有硝酸铜、硝酸银和硝酸锌的混合溶液中,加入一定量的铁粉,充分反应后过滤,得到滤液和滤渣。滤液中一定含有的溶质是　　　　　　　　　　,滤渣中一定含有的物质是　　　。 铝在空气中能与氧气反应,其表面生成一层致 密的氧化铝薄膜,阻止内部的铝进一步被氧化 硝酸锌和硝酸亚铁 银 12.(2023·贵州中考节选)金属材料在生产生活中应用广泛。 (1)高铁轨道、车厢、附属设施使用了大量的铁合金和铝合金。某小组同学进行了如下实验来探究合金中金属的化学性质。 【实验一】在分别装有质量相等且形状大小相同的Cu、Fe、Al和Mg的四个烧杯中,加入相同质量溶质质量分数为7.3%的盐酸,如图1所示。 图1 铝与稀盐酸　 镁与稀盐酸 图2 ①证明金属活动性Fe>Cu的实验现象是_______________________________________　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ,反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　。 甲烧杯中无明显现象,乙烧杯中有气泡产生, 溶液由无色变成浅绿色 Fe+2HCl　　FeCl2+H2↑ ②在丙、丁烧杯中放入温度传感器,测得反应过程中温度的变化曲线如图2所示,据图分析可知,金属活动性Mg>Al,其理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 【实验二】把一定质量的Al放入刚反应结束的乙烧杯中,观察现象,得出结论:金属活动性Al>Fe。 ③分析实验一和实验二,下列说法正确的是　　　　(填字母)。 A.由实验一、二可知,金属活动性Mg>Al>Fe>Cu B.实验二,反应后所得溶液中一定有AlCl3 C.实验二充分反应后,所得溶液质量一定变小 D.实验一,若丁中固体有剩余,则丙、丁中参加反应的盐酸的质量相等 (2)某铝合金可能含有Al、Mg、Cu中的两种或三种。现提供n g铝合金样品和足量的稀盐酸,请设计实验确定该铝合金的成分,写出依据实验获取的证据和合金可能的成分:＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 镁完全反应的时间小于铝完全反应的时间 ABD 取n g铝合金样品于试管中,加入足量的稀盐酸,充分反应后,若固体全部溶解, 则铝合金含有Al、Mg,若有未溶解的红色固体,则铝合金含有Al、Mg、Cu或Al、Cu 【创新考法】 13.(形式创新)某同学设计如图所示实验验证铝、铜、银三种金属的活动性顺序,下列说法不正确的是(　　)。 A.实验前铝丝需用砂纸打磨 B.试管①②中溶液的质量均逐渐增大 C.实验过程中溶液先变为蓝色,后蓝色变浅 D.三种金属的活动性顺序为铝>铜>银 B 考点四　金属资源的利用与防护(含铁的锈蚀与冶炼) 14.(2020·遵义中考)用一氧化碳还原氧化铁的实验中,Fe2O3转化为铁的具体过程是Fe2O3 Fe3O4 FeO Fe,已知铁的氧化物除Fe2O3外,其余均为黑色,实验装置如图所示。下列说法正确的是(　　)。 A.装置中漏斗的作用是防止倒吸 B.通过实验现象可以判断氧化铁是否完全转化为铁 C.该实验中所有的化学反应里,氧元素的化合价均未改变 D.当硬质玻璃管内固体中铁元素的质量分数为74%时,固体成分可能是Fe3O4和FeO D 15.(2022·贵阳中考节选)金属材料的使用和保护。 (1)桥梁建造中使用大量钢材作支架,钢是铁的合金,钢的硬度比纯铁的　　　　(填“大”或“小”)。 (2)铁制品在潮湿的空气里容易生锈,防止铁生锈的措施有　　　　　　(写一条)。铁也易被酸腐蚀,写出铁与盐酸反应的化学方程式:　　　　　　　　　　,该反应的基本类型是　　　　。 大 刷漆 置换反应 Fe+2HCl　　FeCl2+H2↑ 16.(2022·安顺中考节选)金属是现代社会广泛使用的材料。 Ⅰ.人类活动和使用金属大致的历史年代如图所示。 (1)青铜和黄金可打造成不同形状的制品,利用了金属物理性质中的　　　　。 (2)《淮南万毕术》提到“曾青得铁则化为铜”,说明铁的金属活动性比铜　　　　。 (3)冶炼生铁过程中,一氧化碳与磁铁矿的主要成分四氧化三铁发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　。 延展性 强 4CO+Fe3O4　　3Fe+4CO2 Ⅱ.探究金属铁锈蚀的条件。 用如图所示实验进行铁钉锈蚀的研究。一段时间后,试管A、B中铁钉几乎没有生锈,而试管C中铁钉明显锈蚀,试管D中铁钉严重锈蚀。 (1)由试管A、B、C中的现象可知,铁的锈蚀是铁跟　　　　(填化学式)等作用的结果。 (2)试管B中使用“煮沸并迅速冷却的蒸馏水”,目的是　　　　　　　　　　　　。 (3)由试管C、D中的现象可以得出的结论是　　　　　　　　　。 O2、H2O 排出溶解在水中的氧气 食盐可以加快铁生锈 17.(2025·贵州中考)在推进中国式现代化建设的进程中,桥梁是贵州一张亮丽的名片。金属材料在桥梁建造中发挥着重要作用。 (1)桥梁的金属材料 ①建造桥梁使用的金属材料主要有铁、锌、铝、钢丝、镀锌钢丝、镀锌铝钢丝等。其中属于合金的是　　　　　　　　　　　　　　　(选填一种)。 ②将赤铁矿(Fe2O3)、焦炭和石灰石一起加入高炉。在高温下,炉内CO和Fe2O3反应得到Fe,反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　。 (2)金属材料的制造 一种超高强度锌铝合金镀层钢丝生产的主要工序如下: ①“酸洗”时,将钢丝放入酸洗槽中除去钢丝表面的铁锈。若“酸洗”时间过长,铁会被稀盐酸腐蚀,原理是　　　　　　　　　　　(用化学方程式表示)。 钢丝(或镀锌钢丝或镀锌铝钢丝) Fe2O3+3CO　　2Fe+3CO2 Fe+2HCl　　FeCl2+H2↑ ②“镀锌”利用了锌的活动性强于铁,为钢丝提供保护。验证金属活动性Zn>Fe选用的试剂是　　　　　　　　　。 ③“镀锌铝”时,镀层厚度随浸镀时间和温度变化关系如图所示,若需生产镀层厚度900 μm的锌铝镀层钢丝,最好控制时间和温度为　　　　　　　　　　。 铁片和硫酸锌溶液 600~800 s,460 ℃ (3)金属材料的腐蚀及防护 ①在ZnAl镀层中加入适量Mg可调节镀层的耐腐蚀性能。取含Al质量分数为5%的ZnAlMg镀层测试镀层腐蚀速率的结果如图所示,镀层的腐蚀速率随镀层中不同Zn、Mg质量分数变化的规律是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 　　　。 Zn质量分数由95%降低到93.5%,Mg质量分数由0增大到1.5%过程中,腐蚀 速率减小;Zn质量分数由93.5%降低到92%,Mg质量分数由1.5%增大到3%过程中,腐蚀速 率增大　 ②某桥梁主缆采用ZnAlMg钢丝,工程师为了缆索主缆不被腐蚀,设计了如图所示的桥梁干燥系统。说明缆索主缆的防护原理:＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 　　　　　　　　　　　　。 利用干燥空气的流动,除去缆索主缆中 的水、粉尘和其他污染物 下图是铁生锈实验中部分量随时间变化的曲线图。 甲　　 乙 (1)根据图甲,铁钉生锈过程中O2体积　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。由此得出结论:铁钉在　　　　环境更容易生锈。 (2)根据图乙,铁钉生锈过程中温度　　　　　(填“升高”“降低”或“不变”)。 延伸拓展 减小 潮湿 升高 【创新考法】 18.(项目式学习)西汉铜柄铁剑是某省博物馆的铁制品代表之一。回答下列问题。 Ⅰ.冶铁 (1)西汉时期,高炉炼铁的技艺已经成熟。此时冶铁用的主要燃料是木炭,炉中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　(写一个)。 (2)制作鼓风器是早期冶炼工匠必须具备的一种技能,在炼铁过程中需要不停地给炼铁高炉中鼓入空气,其目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 Ⅱ.铸造 (3)自战国以来,我国便在铸造工艺上建立了一套较为科学的方法,并一脉相承,保留着由泥模翻铸铁模,再翻铸铁器的工艺方法。高温铁水在泥模中冷却得到铸铁模的过程中 　　　　　　　　　发生了改变。 (4)秦汉时期,为了提升钢铁制品使用部分的硬度,会采用局部淬火工艺。生铁和钢性能差异较大的主要原因是　　　　　　　　　　。 增大氧气浓度,使碳与氧气充分反应,提高炉温 C+CO2　　2CO 铁的状态 含碳量不同 Ⅲ.锈蚀 (5)铁质文物被挖掘前长期处于阴暗潮湿的环境,造成它锈蚀的原因是____________　　　　　　　　　　　　　　 ;刚出土的文物未经保护接触酸性物质会导致锈蚀情况加剧,因为 　 。 Ⅳ.防护 (6)为延长铁剑寿命,需定期对铁剑进行修复工作,一般流程为清洗,除锈,加固,干燥,缓蚀,封护。 ①干燥指用变色硅胶吸附铁剑表面的　　　　使其达到防锈目的。 ②缓蚀是给铁制品表面涂缓蚀剂,使其表面生成一层保护膜,利用的防锈原理是 　 。 (7)博物馆中对铁制品的保护方法还有　　　　　　　　　　(写一点即可)。 铁与氧气和水 同时接触 铁和酸能发生反应 水分 隔绝空气、水 将铁制品放入氮气中 一、常见金属的物理性质和化学性质 【夯实基础】 1.金属的物理性质 (1)大多数金属为银白色,而铜为　　　色,金为黄色,铁粉呈　　　色。 (2)合金的硬度比组成它的纯金属要大,可通过相互刻画法比较。铜片的硬度比铝片的大,黄铜片的硬度比铜片的大。 (3)金属具有　　　　性、　　　　性和　　　　性。 2.金属的化学性质 (1)用坩埚钳夹取一块铜片,放在酒精灯火焰上加热,观察到铜片表面　 , 发生的反应为　 。 红 黑 导电 导热 延展 由红色变为黑色 2Cu+O2 2CuO (2)金属与酸的反应 金属 现象 稀硫酸 稀盐酸 镁 剧烈反应,产生氢气 剧烈反应,产生氢气 铝 反应速率较快,产生氢气 反应速率较快,产生氢气 锌 反应速率适中,产生氢气 反应速率适中,产生氢气 铁 反应速率缓慢,产生氢气 反应速率缓慢,产生氢气 铜 无明显现象,无气泡产生 无明显现象,无气泡产生 (3)设计实验比较铁、铜、银的金属活动性。 实验内容 现象 结论 分别取形状、大小相同的铁片和银片放入硝酸铜溶液中(或将铜片分别放入硫酸亚铁溶液和硝酸银溶液中) 铁片表面析出红色物质,溶液由蓝色变为浅绿色;银片表面无明显变化(放入硝酸银溶液的铜片表面析出银白色物质,溶液由无色变为蓝色;铜片在硫酸亚铁溶液中无明显变化) 金属活动性:铁>铜>银 【素养提升】 1.实验前要用砂纸打磨金属片,除去金属表面的污物和金属氧化物。 2.比较铁、铜、银的金属活动性实验中,要注意控制变量法的应用。 【一题练透】 化学兴趣小组对金属的性质进行了探究。 (1)下列关于金属与氧气反应的说法正确的是　　　　(填字母)。 A.红热的铁丝在空气中能燃烧 B.各种金属在常温下都能与氧气反应 C.根据金属与氧气反应的难易程度,可以初步比较一些金属的活动性 D.在较高温度下能与氧气反应的金属,在常温下也能与氧气反应 C 实验报告 【实验目的】 探究铁、铜、锰三种金属的活动性强弱 【实验试剂】 铁片、铜片、锰片、10%稀硫酸、MnSO4溶液、CuSO4溶液 【设计实验】 ① 　② ③　 　④ 【实验现象】 实验①③中无明显现象,实验②中的现象是　 　　　　  , 实验④中有固体析出,溶液颜色发生变化 【实验分析】 实验④中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　  铁片溶解,产生气泡,溶 液变为浅绿色 CuSO4+Mn MnSO4+Cu (2)为了探究铁、铜、锰三种金属的活动性强弱,小明设计了下列实验,请你帮助他完成下面的实验报告。 续表 实验报告 【得出结论】 三种金属的活动性由强到弱的顺序为　　　　　　　  【交流反思】 有同学认为上述方案设计较为复杂,于是设计了以下两种实验方案。 甲方案:将铁片和铜片分别放入MnSO4溶液中 乙方案:将锰片和铜片分别放入FeSO4溶液中 选出不正确的方案并对其进行改进: (简述实验操作) Mn>Fe>Cu 甲方案,增加一个实验,将铁片放入CuSO4溶液 编号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 实验条件 铁钉与水和空气同时接触 铁钉全部浸在蒸馏水中 铁钉在干燥的空气中 实验图示       生锈程度(约1周后观察) 　　　　  　　 　　　  无明显现象 铁钉生锈 无明显现象 二、铁制品锈蚀条件的探究 【夯实基础】 1.探究方法 运用控制变量法的探究性实验(对比实验)。 2.实验设计 取3枚无锈的洁净铁钉,进行如下实验: 与空气或氧气接触 与水接触 与空气(或氧气)、水同时接触 3.实验分析与结论 (1)对比试管Ⅰ、Ⅱ可知,铁钉生锈需要　 。 (2)对比试管Ⅰ、Ⅲ可知,铁钉生锈需要　　　　　　　。 (3)由此得出铁生锈的条件是　　　　　　　　　　　　　　　。 【素养提升】 1.实验反思 (1)实验开始前,需用砂纸打磨铁钉,目的是　 。 (2)实验中所用的水是经煮沸迅速冷却的蒸馏水,煮沸的目的是　　　 　　　　　,迅速冷却的目的是　 。 (3)试管Ⅱ中植物油的作用是　　　　　　　　　　。 (4)试管Ⅲ中干燥剂的作用是　　　　　　　　　　。 除去铁钉表面的污物和氧化物 除去溶解在水中的氧气 防止空气中的氧气再溶解在水中 隔绝氧气(或空气) 吸收空气中的水蒸气 2.装置创新 探究铁制品锈蚀条件的实验装置如图所示: (1)实验原理:该反应在密闭容器中进行,由于氧气的消耗,使得试管内　　　减小。 (2)实验现象:一段时间后,铁丝生锈,试管中液面　　　。 3.影响铁锈蚀速率的因素的探究 　 　　　　　　　　　　　　A　　　　　　　　　　　B 将两支试管放置一段时间后,观察到A试管中铁片生锈,B试管中铁片严重生锈,由该实验现象可知　 。 压强 上升 氯化钠溶液能加快铁片的锈蚀 红棕 潮湿多水的环境　 +3 疏松多孔 【一题练透】 (项目化学习)金属防腐是科学研究中的重大课题。某校学习小组以铁的锈蚀为项目展开探究。 任务一　在生活中认识铁的锈蚀 (1)从生活中观察可知,铁锈一般呈　　　色。 (2)你认为铁容易锈蚀的环境或场所是　　　　　　　　　　　　(写一条即可)。 (3)小组同学查阅资料:铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O,Fe2O3中铁元素的化合价为　　　　 ;铁制品生锈后要及时处理,否则内部的铁容易更快被腐蚀,因为铁锈具有 　　　　　　的结构。 氧气和水 任务二　探究铁的锈蚀条件 【提出问题】铁锈蚀与哪些因素有关? 【提出猜想】 (4)猜想1.铁生锈与氧气有关;猜想2.铁生锈与水有关;猜想3.铁生锈与　　　　有关。 【设计与实验】取三枚相同的洁净无锈的铁钉分别放入试管中(如图1),现象为A中铁钉表面有一层铁锈,B、C中铁钉表面无明显变化。 图1 AB (5)从实验现象可知,猜想3正确。小刚想到家中切完酸菜、咸菜的菜刀,如果不洗、不擦干,菜刀会生锈得更快。在图1的基础上补做什么实验,能探究出加速铁锈蚀的条件?　 　　(填字母)。 A.在试管中加入少量稀硫酸或醋酸溶液,浸没铁钉后,倒去溶液 B.在试管中加入少量氯化钠溶液,使铁钉的一半浸没在溶液中 C.在试管中加入少量稀硫酸或醋酸溶液,使铁钉的一半浸没在溶液中 图2 　　　 图3 　　图4 B 任务三　利用现代技术深入研究铁锈蚀的过程 小组同学设计了图2所示装置,检查气密性,将一定量的铁粉加入三颈烧瓶,t1 s时注入2 mL饱和NaCl溶液,再将一支装有5 mL稀盐酸的注射器插到烧瓶上,采集数据。 (6)据图3,t2 s后反应并未停止温度却开始降低,原因是　　　　(填字母)。 A.反应到t2 s时装置在散失热量,所以温度下降 B.t2 s时铁生锈放出的热量逐渐减少,放出的热量小于装置散失的热量 (7)据图4,对比AB段和BC段能说明:__________________________________________　 。 同学们分析t3 s时压强突然变大的原因是铁锈蚀消耗氧气,三颈烧瓶内压强减小,注射器内稀盐酸被吸入三颈烧瓶中,进而　　　　 　　　　　　　　　　,导致压强变大。 加氯化钠溶液前,铁锈蚀较慢,氯化钠能加快铁 的锈蚀 盐酸与剩余铁粉反应产生较多氢气 【小实验】比较合金和纯金属的硬度 (1)将黄铜片和纯铜片相互刻画,纯铜片上有明显划痕,说明:____________________ 　　　　　　　　　　　　。 (2)该实验的目的是比较纯铜和黄铜的　　大小。 (3)某铝合金是以锌为主要合金元素的铝合金,少量添加了镁和铜等。该铝合金和铜片相互刻画,其中留有划痕的是　　　。 比较合金和纯金属的硬度 合金的硬度比组成它的 纯金属的硬度大 硬度 铜片 【过关练习】 某化学兴趣小组对金属的物理性质进行了探究实验。 (1)图中仪器a的名称为　　　,将铜丝一端加热一段时间,用手触摸未加热端感觉到铜丝发烫。据此可得出的结论是　　　　　　　　　　　　　　。 (2)为了比较黄铜片和纯铜的硬度大小,可设计方案:____________________________ 　(写出实验操作、现象和结论)。 坩埚钳 铜具有导热性 将黄铜片和纯铜片相互刻画,纯 铜片表面留下较深的划痕,说明黄铜的硬度大于纯铜的硬度 $