内容正文:
中考化学·压轴专项训练 第六天
主题:金属及金属材料综合探究
1. 项目探究:金属的物理性质与用途探究
项目背景:金属材料在生产、生活中应用广泛,纯金属具有良好的导电性、导热性、延展性、金属光泽等物理性质,不同金属的特性决定其用途。合金是在纯金属中熔合其他金属或非金属形成的混合物,性能更优良,应用更广泛。某化学兴趣小组围绕常见金属及合金的性质与用途开展探究。
【查阅资料】
① 铁、铝为银白色金属,铜为紫红色金属,金为黄色金属;
② 合金的硬度一般大于其组成纯金属,熔点一般低于其组成纯金属;
③ 钨的熔点高,可用于制作灯丝;银导电性最好,铜次之。
任务一 金属的物理性质
下列金属中,呈紫红色的是__________(填序号)。
① 铁 ② 铜 ③ 铝
金属能拉成丝、压成片,体现金属具有良好的__________。
任务二 金属性质与用途对应
(1)用铜制作导线,主要利用铜具有良好的__________。
(2)武德合金用于制作保险丝,利用其__________的性质。
任务三 合金的性质对比
将黄铜片与铜片相互刻画,表面会留下明显划痕,说明合金硬度更 。
合金属于__________(填“纯净物”或“混合物”)。
任务四 金属材料分类
下列物质属于合金的是__________(填序号)。
① 不锈钢 ② 氧化铁 ③ 生铁
2. 项目探究:金属的化学性质(与氧气、酸反应)探究
项目背景:多数金属化学性质较活泼,常温或加热条件下能与氧气反应;排在金属活动性顺序氢之前的金属,可与稀盐酸、稀硫酸反应生成氢气。不同金属反应的剧烈程度不同,可判断金属活动性强弱。某化学兴趣小组以镁、锌、铁、铜为研究对象,探究金属与氧气、酸的反应规律。
【查阅资料】
① 铝在常温下易与氧气反应,表面生成致密氧化铝薄膜,具有抗腐蚀性;
② 铁与稀酸反应生成亚铁盐,溶液呈浅绿色;
③ 金属活动性顺序:Mg>Zn>Fe>(H)>Cu。
任务一 金属与氧气的反应
铝制品耐腐蚀的原因是________________________;铜在加热条件下与氧气反应生成__________色固体。
任务二 金属与稀酸的反应
将形状、大小相同的镁、锌、铁、铜分别放入等浓度稀盐酸中,反应最剧烈的是__________,无明显现象的是__________。
任务三 反应规律归纳
能与稀盐酸反应的金属,其金属活动性在氢之__________;铁与稀盐酸反应后溶液变为__________色。
任务四 反应类型判断
金属与稀酸的反应属于__________反应;该类反应中,金属元素化合价一定__________(填“改变”或“不变”)。
3. 项目探究:金属与盐溶液的反应及活动性验证
项目背景:在金属活动性顺序中,排在前面的金属能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来,利用该反应可验证金属活动性强弱。验证三种金属活动性时,常采用“两金夹一盐”或“两盐夹一金”的思路设计实验。某化学兴趣小组验证铁、铜、银三种金属的活动性顺序。
【查阅资料】
① 铁、铜、银的金属活动性:Fe>Cu>Ag;
② 铜离子溶液呈蓝色,亚铁离子溶液呈浅绿色;
③ 银不与硫酸铜、硫酸亚铁溶液反应。
任务一 反应现象判断
将打磨后的铜丝放入硝酸银溶液中,铜丝表面出现__________色固体,溶液由无色变为__________色。
任务二 实验方案设计
为验证铁、铜、银的金属活动性,可选用的试剂组合是__________(填序号)。
① Fe、CuSO₄溶液、Ag ② FeSO₄溶液、Cu、AgNO₃溶液 ③ Fe、Cu、Ag、稀盐酸
任务三 反应规律总结
金属与盐溶液发生置换反应的条件:金属活动性__________;盐必须__________。
任务四 废液成分分析
将一定量铁粉放入硫酸铜和硝酸银的混合溶液中,铁先与__________反应;反应后过滤,若滤渣中有红色固体,则滤液中一定不含__________。
4. 项目探究:铁的冶炼与金属资源保护探究
项目背景:铁是使用最广泛的金属,工业上利用一氧化碳还原赤铁矿冶炼生铁;金属资源有限,且不可再生,防止金属锈蚀、回收利用废旧金属是保护金属资源的重要途径。铁锈蚀是铁与氧气、水共同作用的结果。某化学兴趣小组围绕炼铁原理与铁制品防锈开展探究。
【查阅资料】
① 赤铁矿主要成分为Fe₂O₃;
② 一氧化碳具有可燃性,炼铁实验需进行尾气处理;
③ 铁锈疏松多孔,不能阻止内部铁继续锈蚀。
任务一 工业炼铁原理
工业炼铁的主要反应原理是利用CO还原Fe₂O₃,该反应体现CO具有__________性;原料除铁矿石、焦炭外,还有__________。
任务二 铁的锈蚀条件
铁生锈是铁与空气中的__________和__________共同作用的结果;铁锈的主要成分为__________。
任务三 防锈措施分析
下列做法不能防止铁制品生锈的是__________(填序号)。
① 喷漆 ② 涂油 ③ 长期置于潮湿空气中
菜刀使用后擦干,目的是________________________。
任务四 金属资源保护
保护金属资源的有效途径有:防止金属腐蚀、__________、合理开采矿物等;回收废旧金属的意义是______________。
5. 项目探究:金属活动性顺序的综合应用与废液处理
项目背景:金属活动性顺序是判断金属反应、除杂、废液回收的重要依据。在金属回收、废水处理中,常利用置换反应除去杂质金属离子,同时回收有用金属。某化学兴趣小组对含有硫酸铜、硫酸锌的混合废液进行回收铜的探究。
【查阅资料】
① 锌的金属活动性强于铁、铜;
② 铁可置换出硫酸铜中的铜,不与硫酸锌反应;
③ 过量铁粉可将溶液中铜离子完全置换。
任务一 除杂与回收原理
要从废液中回收铜,可加入过量__________,充分反应后过滤。
加入该物质发生反应的基本反应类型为__________。
任务二 滤渣与滤液成分分析
加入过量铁粉反应后,滤渣成分为__________;滤液中的溶质为__________。
任务三 后续处理与除杂
向滤渣中加入足量稀盐酸,可除去滤渣中的__________;该操作的目的是________________________。
任务四 废液处理原则
实验室金属盐废液不能直接排放,原因是________________________;处理时应做到__________,避免污染环境。
6. 项目探究:Al、Fe、Cu、Ag金属活动性综合探究
项目背景:铝、铁、铜、银是初中化学重点研究的四种金属,金属活动性差异明显,可通过与酸、盐溶液反应的现象判断强弱顺序。某化学兴趣小组以四种金属为对象,开展项目式探究,总结反应规律并进行废液成分推断。
【查阅资料】
① 铝表面易形成致密氧化膜,实验前必须打磨;
② 金属活动性:Al>Fe>H>Cu>Ag;
③ 含Fe²⁺溶液为浅绿色,含Cu²⁺溶液为蓝色。
任务一 金属与酸反应探究
将形状、大小相同的四种金属打磨后,放入等质量、等浓度的稀盐酸中,只有铝、铁产生气泡,且铝反应更剧烈,由此可得出结论:________________________。
任务二 金属与盐溶液反应
将打磨后的铁丝放入硫酸铜溶液中,观察到铁丝表面出现红色固体,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色,该现象说明________________________。
任务三 验证三种金属活动性
为一次性验证Fe、Cu、Ag的金属活动性,可行的试剂组合是__________(填序号)。
① 铁片、铜片、硝酸银溶液
② 硫酸亚铁溶液、铜片、硝酸银溶液
③ 铁片、硫酸铜溶液、银片
任务四 废液成分推理
向硝酸铜和硝酸银的混合溶液中加入一定量铁粉,充分反应后过滤,滤液为浅绿色,则滤渣中一定含有__________,滤液中一定含有的溶质是________________________。
7. 项目探究:铁的锈蚀条件与防护综合探究
项目背景:铁锈蚀是生活中最常见的金属腐蚀现象,会造成大量金属资源浪费。某化学兴趣小组通过对比实验探究铁生锈的条件、影响锈蚀速率的因素,并总结生活中的防锈方法。
【查阅资料】
① 铁锈蚀是铁与氧气、水共同作用的结果;
② 食盐水会加快铁的锈蚀速率;
③ 铁锈疏松多孔,无法阻止内部铁继续被腐蚀。
任务一 锈蚀条件探究
设计对比实验证明铁生锈需要水,需要控制的变量是________________________;
通过实验得出铁生锈的条件是________________________。
任务二 锈蚀速率影响因素
将相同铁钉分别放入蒸馏水、食盐水的密闭试管中,食盐水中铁钉生锈更快,说明________________________。
任务三 除锈与防锈
铁锈可用稀盐酸除去,但不能长时间浸泡,原因是________________________;
写出一种防止铁锅生锈的具体做法:________________________。
任务四 金属资源保护
废旧铁制品回收再利用的意义是________________________;
下列做法不利于保护金属资源的是__________(填序号)。
① 随意丢弃废旧金属 ② 给金属制品喷漆 ③ 合理开采金属矿物
参考答案
1. 金属的物理性质与用途探究
任务一:②;延展性
任务二:(1)导电性 (2)熔点低
任务三:铜片;大;混合物
任务四:①③
2. 金属与氧气、酸反应探究
任务一:常温下与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜,阻止内部铝继续被氧化;黑
任务二:镁;铜
任务三:前;浅绿
任务四:置换;改变
3. 金属与盐溶液及活动性探究
任务一:银白;蓝
任务二:①②
任务三:前面的金属强于后面的金属;可溶于水
任务四:硝酸银;硝酸银
4. 铁的冶炼与金属资源保护探究
任务一:还原;石灰石
任务二:氧气;水;氧化铁
任务三:③;隔绝水分,防止菜刀生锈
任务四:回收利用废旧金属;节约金属资源,减少环境污染
5. 金属活动性综合应用与废液处理探究
任务一:铁粉;置换反应
任务二:铁、铜;硫酸锌、硫酸亚铁
任务三:铁;得到纯净的铜
任务四:废液中含有重金属离子,会污染水体;进行无害化处理后再排放
6. Al、Fe、Cu、Ag金属活动性综合探究
任务一:铝、铁金属活动性在氢前,铜、银在氢后,且铝比铁更活泼
任务二:铁的金属活动性强于铜
任务三:②③
任务四:银;硝酸亚铁
7. 铁的锈蚀条件与防护综合探究
任务一:有无水;铁与氧气、水同时接触
任务二:盐溶液会加快铁的锈蚀速率
任务三:过量盐酸会继续与铁发生反应;洗净擦干(合理即可)
任务四:节约金属资源、减少环境污染;①
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