内容正文:
金属专题复习
开启问剑之旅
活动一:识剑
勾
践
之剑
青铜剑之王
收藏于湖北省
博物馆
秦
剑
之星
金柄铁剑
收藏于陕西宝鸡
考古研究所
中
华
第一剑
玉柄铁剑
收藏于河南省
博物馆
战国
名剑
青铜错金
收藏于故宫
博物馆
活动一:识剑
宝剑主要是用哪类材料打造的?这类材料有哪些性质呢?
活动一:识剑
物理性质 用途
共性 三性 _______性 用铜制作导线 物质的 决定了物质的用途,但不是唯一的决定因素,还需要考虑价格、资源、美观、便利、回收、污染等。
_______性 用铁制作炊具
_______性 用铝制作铝箔
有金属光泽 用金、银制作饰品
特性 ①颜色:大多数金属为银白色,而铜呈_______色,金呈_____色,铁粉呈______色;
②状态:常温下,大多数金属为固体,而汞是______体
之最 地壳中含量最高的金属元素______;目前世界年产量最高的金属是_____;导电、导热性最好的金属是_____;硬度最高的金属是_____;熔点最高的金属是_____。
1.金属的物理性质和用途
导电
导热
延展
紫红
黄
黑
液
性质
铝
铁
银
铬
钨
(P40)
活动一:识剑
宝剑主要是用哪类材料打造的?这类材料有哪些特征?
为什么青铜剑、玄铁剑取代了黄金剑、纯铜剑历经了漫长的岁月呢?
为什么青铜剑的出现早于铁剑?
活动一:识剑
金属材料 纯金属 合金是在纯金属中加热熔合某些金属或非金属就可以制得的,具有金属特性的物质。
性能:通常合金比组成它的纯金属硬度_______,熔点_______,抗腐蚀性能 。
_______和_______是含碳量不同的两种铁合金,均为__________(填“纯净物”或“混合物”。)
合金
更大
更低
2.合金与纯金属性能比较
更好,(一般情况下)
生铁
钢
混合物
(P40)
材料
1973年在我国河北省出土了一件商代铁刃青铜,表明早在3300多年以前就熟悉了铁的锻造性能。古代的炼铁方法是块炼铁,即在较低的冶炼温度下,将铁矿石和木炭混合入炉,点火加热通风后,还原成海绵铁,再经锻打成的铁块铸成工具。
问 题:
▲为什么要把铁矿石研磨成铁矿粉?
▲请用化学方程式尝试表示炼铁的原理?
活动二:铸剑
3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
高温
增大反应物接触面积,使反应更快、更充分。
活动二:铸剑
选矿
预处理
冶炼
储量
矿石粉碎
原料
原理
金属资源在自然界中的存在形式:地球上的金属资源主要存在于地壳和海洋中。少数很不活泼的金属,如金、银等以_______的形式存在,大部分金属都是以________的形式存在。例如几种矿石的主要成分:赤铁矿主要成分是Fe2O3)、磁铁矿(主要成分Fe3O4)、铝土矿(主要成分是 Al2O3)、赤铜矿(主要成分是Cu2O)
化合物
单质
问 题:
▲为什么要把铁矿石研磨成铁矿粉?
增大反应物接触面积,使反应更快、更充分。
活动二:铸剑
1.铁的冶炼
工业炼铁 原料 铁矿石(赤铁矿、磁铁矿等)、 、石灰石、空气
原理 写出一氧化碳还原氧化铁的化学方程式:________________________
焦炭的
作用 ① ; ②__________________________
石灰石
的作用 将矿石中的二氧化硅变为炉渣
产物 生铁
高炉
气体 主要成分:N2、CO、CO2等
处理方法:收集后集中处理,或工业生产中常用于制煤气
焦炭
燃烧提供热量
与CO2反应生成CO
3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
高温
生铁
(P41)
活动二:铸剑
选矿
预处理
冶炼
精炼
应用
储量
矿石粉碎
原料
原理
去除碳等部分杂质
问题:百炼成钢的原理: 。
问题:有一种古老的表面氧化防腐工具,将打好的灼热铁器伸入水中淬火其原理是,3Fe+4H2O===R+4H2↑,则R的化学式为 。
高温
活动三:用剑
论
防
剑
护
流传千古的多为青铜剑鲜少为铁剑,为什么?
铁剑生锈的条件是什么?
铁剑防锈的原理是什么?
有哪些防锈的措施?如铁生锈了,该如何除锈?
活动三:用剑
论
防
剑
护
1.金属的锈蚀和防护
金属
资源
保护 铝比铁活泼,但铝更耐腐蚀的原因是:__________________________________________
__________________________________________________________________
铁制品锈蚀 铁锈的主要成分是 ,铁生锈的条件是与 同时接触
常见的防锈措施 ①保持铁制品表面洁净、干燥;
②表面覆盖一层保护膜:如__________________________________________等;
③改变内部结构,制成耐腐蚀的合金,如不锈钢
保护金属资源的途径 ①防止金属的腐蚀;② ;
③有计划、合理的开采矿物,严禁乱采滥挖;④寻找金属的代用品。
(金属回收利用的意义:节约金属资源和能源,减少环境的污染)
H2O、O2
刷油漆、涂油、镀耐腐蚀的金属如铬
回收利用废旧金属
铝和氧气反应后会生成一层致密的氧化铝薄膜,阻止反应的进一步发生,而铁锈是疏松多孔的结构会加快腐蚀的进程
Fe2O3·xH2O
破坏锈蚀的条件
(P41)
活动三:用剑
论
防
剑
护
实验
装置
实验现象 铁钉生锈 铁钉不生锈 铁钉不生锈
实验
分析 此实验是运用_____________法来进行探究的一个典型实验。对比试管 A与试管B,可得出铁生锈需要____________ ;对比试管 A与试管C,可得出铁生锈需要_______
实验
结论 铁生锈的条件是与空气(或氧气)、水同时接触
A
B
C
控制变量
空气(或O2)
水
2.铁生锈探究实验
有H2O有O2
有H2O无O2
有O2无H2O
(P41)
活动四:探剑
明
金
辨
属
观察颜色
比较熔点
磁性
比较硬度
鉴别铸剑的常用三种金属铁、锡和铜
物理方法:
活动四:探剑
集
广
思
益
与氧气反应
与稀盐酸、稀硫酸反应
与盐发生反应
鉴别铸剑的常用三种金属铁、锡和铜
化学方法:
活动四:探剑
金属的化学性质
1.金属的化学性质
性质一:
①镁、铝等在常温下就能与氧气反应。铝在空气中与氧气反应后表面生成一层致密的________薄膜,使铝具有很好的的抗腐蚀性,化学方程式 。
②铁、铜等在常温下几乎不与氧气反应, 但在提高温度时能与氧气反应;铜和氧气加热反应: ;铁丝在氧气中燃烧: 。
③“真金不怕火炼”说明 ,在高温时也不与氧气反应
与氧气反应
(P44)
氧化铝
4Al+3O2=== 2Al2O3
(化合反应)
金的化学性质稳定
活动四:探剑
性质二:
金属的化学性质
性质三:
与酸反应
与盐溶液反应
在金属活动性顺序里,位于氢______的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢, 如锌和稀硫酸反应: ;铁与稀盐酸反应: 。
在金属活动性顺序里,位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来,如铁和硫酸铜溶液反应: ;铜和硝酸银溶液反应: 。
1.金属的化学性质
前面
(P44)
金属活动性顺序:
应用:
①越前越活泼
②氢前置换氢
③前金置换金
活动四:探剑
2.金属活动性顺序与置换反应
金属活动性 顺序
应用 ①金属的位置 ,金属的活动性 。②位于 的金属能置换出 中的氢。③位于 的金属能把位于 的金属从他们的化合物溶液里置换出来。
置换反应 概念 由一种 与一种 反应,生成另一种 和另一种
的反应叫作置换反应。
常见置换反应 ①金属与酸的反应:铁和稀盐酸反应 ;
②金属与盐溶液反应:铁和硫酸铜溶液 ;
③碳还原金属氧化物:木炭还原氧化铜 。
单质
化合物
化合物
单质
越靠前
越强
氢前面
稀盐酸、稀硫酸
前面
后面
活动五:论剑
各
己
抒
见
方法一:将一种金属插入另一种金属的盐溶液中;
设计实验(简单易行的方法):证明铁、锡和铜中的两种或三种金属的活动性强弱顺序?
方法二:将二种金属放入到稀盐酸或稀硫酸中。
两种金属(铁、铜)
三种金属
两金夹一盐
两盐夹一金
三金一酸
方法一:将其他两种金属插入中间金属的盐溶液中;
方法二:将中间金属插入两端两种金属的盐溶液中;
方法三:将三种金属放入到稀盐酸或稀硫酸中。
判断下列说法是否正确。(正确的画“√”,错误的画“×”)
1.合金属于混合物,一定只含金属元素。 ( )
2.金属矿物储量有限,而且不能再生。 ( )
3.防止铁生锈的原理是必须同时隔绝氧气和水。 ( )
4.地壳中含量最高的金属元素是铁,提炼量最大的是铁。 ( )
5.工业炼铁得到的初产品是生铁,生铁是纯净物。 ( )
×
√
×
×
×
【例1】(2025·长沙)材料的应用贯穿人类文明。下列物品主要由金属材料制成的是 ( )
A.四羊青铜方尊 B.人面鱼纹彩陶盆
C.有机人工角膜 D.高强度芳纶纸
A
【解析】金属材料包括纯金属和合金,青铜是铜的合金。
【例2】(2025·长沙)湖南已建成自然资源全要素市场平台,通过 AI智能分析有效破解了供需信息壁垒。下列有关自然资源的说法正确的是 ( )
A.空气有自净能力,无需监测
B.大量使用化石燃料对环境没有污染
C.有计划、合理地开采矿产资源
D.回收废旧金属不能节约金属资源
C
【例3】(2025·陕西)某学习小组同学探究铁钉锈蚀的条件时做了如图所示的实验。
(1)一段时间后,实验①中铁钉锈蚀最严重
的部位是________(填“a”“b”或“c”)。
(2)上述实验能证明铁钉锈蚀与
_______________________ 有关。
(3)用稀盐酸或稀硫酸清除上述实验后锈蚀
铁钉表面的铁锈时,发生反应的化学方程式为:
_________________________________________________________________ (任写一个)。
b
同时接触氧气和水
6HCl+Fe2O3====2FeCl3+3H2O[或3H2SO4+Fe2O3====Fe2(SO4)3+3H2O]
【例4】(2025·湖北改编)钢铁工业加速绿色转型,由“碳冶金”向“氢冶金”升级。工程师在高炉炼铁(图甲)的基础上,开发了氢基竖炉炼铁新工艺,其流程如图(图乙)
(1)赤铁矿石主要成分Fe2O3 中铁元素的化
合价为 ________ 。
(2)高炉炼铁的化学反应原理是
_____________________________________。
+3
3CO+Fe2O3====2Fe+3CO2
高温
(3)新工艺绿色环保,“还原反应室”
中主反应为Fe2O3+3H2=====2Fe+3X。
①X的化学式为________ 。
②该反应属于_______(填字母)。
a.化合反应 b.分解反应 c.置换反应 d.复分解反应
(4)图乙中合成气由甲烷和水反应制得,也可由焦炭制得:C+H2O====H2+CO。消耗相同质量的水时,理论上前者与后者制得 H2 的质量比为____________ 。
H2O
c
3∶1
高温
高温
【例5】(2024·安徽)《天工开物》记载了锡的冶炼方法:入砂(指锡砂)数百斤,丛架木炭亦数百斤,鼓鞲(指鼓入空气)熔化,用铅少许,(锡)沛然流注。其反应原理为C+SnO2====Sn+CO2↑。(可能用到的相对原子质量:C—12;O—16;Sn—119)
(1)炼锡时加入少许铅形成合金,产物更易熔化流出,原因是________________________ 。
(2)现有151kg含SnO220%的锡砂,理论上可以炼出锡的质量是多少? (写出计算过程)
合金的熔点降低
解:设理论上可以炼出锡的质量是x。
C+SnO2====Sn+CO2↑
151 119
151kg×20% x
= x=23.8kg
答:理论上可以炼出锡的质量是23.8kg。
高温
高温
151
119
151kg×20%
x
判断下列说法是否正确。(正确的画“√”,错误的画“×”)
1.铝的抗腐蚀比铁强,故铁比铝活泼。 ( )
2.铁钉和稀盐酸反应的现象是铁钉表面有气泡产生,溶液由无色变成黄色。 ( )
3.硫酸铜可以由金属铜和稀硫酸反应生成。 ( )
4."真金不怕火炼”说明了黄金的化学性质稳定。 ( )
5.能与稀硫酸反应产生气体的物质一定是活泼金属。 ( )
×
×
×
×
√
【例6】(2024·北京改编)用如图所示实验验证金属的性质。
(1)实验1,观察到灯泡发光,说明铁具有的性质是________________________________ 。
(2)实验2中反应的化学方程式为____________________________ ,该反应属于____________。
(3)实验3能证明铁的金属活动性比铜的强,现象是 _____________________________________
______________________________________ 。
铁丝具有良好的导电性
Fe+H2SO4====FeSO4+H2↑
置换反应
铁丝表面有红色固体析出,溶液由蓝色变成浅绿色
(4)下列有关实验3的说法的组合中正确的是 ( )
①反应能证明两种金属的活动性
②反应后溶液的质量增加
③反应生成的溶质为硫酸铁
④反应后固体表面附着一层红色物质
A.①④ B.②③ C.①②④ D.②③④
A
【例7】向盛有硝酸锌和硝酸银混合液的烧杯中加入一定量的铁粉,反应停止后过滤,向滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生,下列说法正确的是 ( )
A.滤渣中一定含有银和铁,一定没有锌
B.反应后滤液的质量大于反应前溶液的质量
C.滤液中一定含有硝酸亚铁,一定没有硝酸银和硝酸锌
D.滤液中一定含有硝酸锌,一定没有硝酸亚铁和硝酸银
A
【例8】(2025·山东)欲探究 Mg、Cu、Ag的金属活动性顺序,仅用组内试剂无法实现的是 ( )
A.Mg、Cu、稀硫酸、AgNO3 溶液
B.Mg、Cu、Ag、稀硫酸
C.Mg、Ag、CuSO4 溶液
D.Cu、MgSO4 溶液、AgNO3 溶液
B
【例9】(2025·山西)分析下列实验过程的相关信息,推理判断正确的一项
( )
A.操作2是过滤 B.固体X是纯铜
C.反应中溶液颜色没有变化 D.铁的金属活动性比铜强
D
【例10】(2024·内蒙古)“沉睡三千年,一醒惊天下!”三星堆青铜器出土后立刻震惊了全世界。近日部分青铜器在呼和浩特市博物馆展出。
(1)青铜是由铜、锡熔合制成。相比于纯铜的质地柔软,青铜___________ ,而应用于农具和兵器的生产中。
(2)《淮南万毕术》记载“曾青(硫酸铜溶液)得铁则化为铜”的湿法炼铜工艺,反应的化学方程式为______________________________________ 。
(3)小琦同学查阅资料发现:SnCl2(氯化亚锡)溶于水可形成无色溶液。请你帮她设计实验方案证明锡的金属活动性强于铜___________________________
_________________________________________________(写出操作和现象)。
质地坚硬
Fe+CuSO4 ====FeSO4+Cu
将打磨后的铜片放入氯化亚锡溶液中,发现无明显现象,说明锡的金属活动性强于铜
Lavf57.62.100
$