内容正文:
第5讲金属及金属矿物
孕教材知识理重点
共性:有金属光泽(如:金、银作饰品);①
性(如:铜、铝作导线[2023.12(1)]);
②
性(如:铁作铁锅、暖气片);③
性(如:铝拉伸成铝箔)
纯金属
状态:常温下,大多数金属为固态,但汞为④
态
特性颜色:铝、铁等大多数金属呈银白色,但铜呈⑤
色,金呈黄色,铁粉呈黑色
1.金属
熔点:⑥
的熔点最高,熔点最低的金属是汞(俗称水银)
材料
定义:在纯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[2025.12(1)①]
特性:合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更⑦
、熔点更⑧
、抗腐蚀性更
合金
⑨
[2024.12(2)第二空]
生铁:含碳量2%~4.3%
铁合金
常见的
钢:含碳量0.03%~2%二者性能不同的原因是四
合金
钛合金:抗腐蚀性好,与人体有很好的相容性,可用来作人造骨等
不锈钢:抗腐蚀性好,可用于制作外科手术刀、炊具、反应釜等
大多数金属都能与氧气发生反应,但反应的难易程度不同
通式:金属十氧气→金属氧化物(化合反应)
铝在空气中与氧气反应,能生成一层致密的①
覆盖在铝表面,阻止
与氧气
铝
铝进一步被氧化(铝制品耐腐蚀的原因】
反应
②
(用化学方程式表示,下同)[2024.12(1)①]
现象:图
举创铁
④
铜:加热铜片⑤
现象:剧烈燃烧,发出耀眼的白光,放出热量,生成白色固体
镁
2.金属
6
的化
条件:金属的活动性排在氢之前
学性
通式:活泼金属十稀盐酸/稀硫酸→盐十氢气(置换反应)
质
现象:固体逐渐减少,产生气泡
镁
⑩
、Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑
与稀盐
现象:固体逐渐减少,产生气泡
铝
酸、稀
2A1+6HCI—-2A1CL3+3H2个、⑧
举例
硫酸反
锌
现象:固体逐渐减少,产生气泡
©
应
Zn+H2SO4-ZnSO4+H2个
现象:四
[2023.12(2)①
铁
第一空]
Fe+2HC—FeC,+H2、@
[2025.12(2)①;
2023.12(2)①第二空]
金属与酸反应的分析(详见P50“专题五”)[2023.12(2)②③D、(3)]
42
条件:在金属活动性顺序中,金属A(K、Ca、Na除外)必须排在金属B前
通式:金属(A)十可溶性盐→新金属(B)十新盐(置换反应)
与某些盐
现象:②
2.金属
溶液反应
铁与硫酸铜溶液化学方程式:®
(不能在铁桶中配制
的化
波尔多液的原因)
学性
举例
现象:四
质
铜与硝酸银溶液
化学方程式:⑤
现象:西
铝与硫酸铜溶液
化学方程式:②@
K Ca Na Mg Al Zn⑧
Sn Pb (H)Cu Hg29
金属活动性顺序:
Pt Au
从左到右金属活动性逐渐减弱
(1)在金属活动性顺序里,金属的位置越靠前,金属活动性就越@
(2)在金属活动性顺序里,位于氢①
的金属能置换出稀盐酸、稀硫酸中的氢[2024.12(1)②;
规律
2023.12(2)③A]
3.金属
(3)在金属活动性顺序里,位于@
的金属(K、Ca、Na除外)能把位于它③
的金
活动
属从它们化合物的溶液里置换出来[2024.12(1)③]
性顺
自然界中的存在形式:以化合物形式存在的金属比以单质形式存在的金属活动性强,除金、银等外,金
序
属多以化合物形式存在
(a.判断在溶液中的置换反应能否发生以及反应现象
应用b.金属与盐溶液反应后滤液、滤渣成分的分析(详见P52“专题六”)[2023.12(2)③B]
c.判断置换反应发生后盐溶液的质量变化[2023.12(2)③C]
金属活动性顺序的验证及探究(详见P48“专题四”)
铁矿石:磁铁矿(主要成分是Fe0,)、赤铁矿(主要成分是Fe03)[2025.121)②]
铝矿石:铝土矿(主要成分是A203)
4.金属
铁锈蚀的条件:与空气中的@
和⑤
同时接触
资源
铁钉锈蚀条件的探究(详见P44“实验一题通关”栏目)[2024.10(3)]
的利
可用西
除去
用和
除锈方法化学方程式为:⑦
保护
金属的锈
「原理:隔绝⑧
[2025.12(3)②]
蚀与保护
保持铁制品表面洁净干燥(如用过的菜刀擦干净)
防锈
措施在铁制品表面涂保护膜(如涂油、刷漆、镀金属保护层等)
改变铁制品的内部结构制成合金(如不锈钢)
保护金属资源的有效途径:防止金属腐蚀;回收利用废旧金属;有计划、合理地开采金属矿
物;寻找金属代用品
43
安实验一题通关
实验铁钉锈蚀条件的探究
(5)【创新装置】有同学设计如图2实验探
例用图1所示实验进行铁钉锈蚀条件的
究铁生锈的条件之一,打开K1、K2,一段时间
探究。一段时间后试管A、B中铁钉几乎没有锈
后,可观察到
蚀,而试管C中铁钉明显锈蚀。
,他探究的条件是
棉花
煮沸并
干燥的铁丝
02
用水浸湿的铁丝
团和
迅速冷
燥
干燥
却的蒸
煮沸并迅
剂
速冷却的
馏水
蒸馏水
例题图2
A
B
C
例题图1
(6)【创新考法】如图3所示,将两枚光亮的
巩固基础要点
铁钉分别用细线吊置于甲、乙中,并使部分铁钉
(1)对比试管
的现象可知,铁钉的锈
露出液面,放置一段时间,铁钉出现了锈蚀,则乙
蚀需要与空气(或氧气)接触。对比试管A、B、C
中铁钉锈蚀最严重的部位是
的现象可知,铁钉的锈蚀是铁与
甲中铁钉在植物油中的部分
(填化学式)同时作用的结果
没有锈蚀,原因是该部分
对接重难考法
该装置还可观察到丙中导管内
(2)实验前将铁钉打磨光亮的目的是
液面
(填“上升”“下降”或“不变”)。
弹簧夹
(3)试管B、C中使用“煮沸并迅速冷却的蒸馏
细生
水”,其中煮沸是为了
植物油
水
(4)试管A中棉花团和干燥剂的作用是
丙
例题图3
子基础分点练
命题点刀金属材料
镍的分离与回收。下列说法正确的是
(
1.传统文化[2025江西]博物馆馆藏的下列文物
液态镁
收集器
中,主要由金属材料制成的是
A.青铜面具
气态镁
液态镁镍合金
B.龙凤玉佩
加热器
第2题图
C.立人陶俑
D.青花瓷瓶
A.合金的硬度一般比其组成金属的小
2.[2025福建]镍是一种重要的金属。将废旧坡莫
B.镁的沸点比镍的高
C.真空蒸馏过程中,镁原子间的间隙发生改变
合金(含镍、铁和铜等)浸入800℃液态镁中形成
D.坡莫合金可完全溶解于足量稀硫酸中
镁镍合金,再经如图所示的真空蒸馏,可实现镁和
44
命题点②金属的冶炼
致其生锈的是
3.[2025龙东节选]金属矿物是宝贵的自然资源。
A.在表面喷漆
B.制成不锈钢
铁矿石、焦炭、石灰石
C.在表面涂油
D.泡在海水中
6.[2025苏州]为验证活性炭或食盐能加快铁粉
生锈速率,进行实验。下表是2g铁粉、5g水
反应3
与不同质量活性炭、食盐均匀混合后,在10分
反应2
/C+c0,高温2c0
钟内温度上升的实验记录:
反应1
-C+0,高温c0
>山d山山
活性炭
食盐质
温度上
实验编号
火焰
手室气
炉渣
质量/g
量/g
升值/℃
生铁
炼铁高炉及炉内主要化学反应示意图
1
0
0
0.1
第3题图
2
0.2
0
22.0
(1)《天工开物》中将生铁炼成熟铁(钢)的原理
3
x
0.1
3.1
是
0.2
0.1
56.3
(2)图示是现代高炉炼铁的过程,写出反应3的
下列说法正确的是
A.铁的锈蚀不需要氧气参与
化学方程式:
B.表中x的值为0.2
(3)世界上每年因腐蚀而报废的金属相当于年
C.欲得出结论“活性炭能加快铁粉生锈速率”
产量的20%~40%,请你提出一种预防金属锈
可以对比实验1和2
蚀的具体方法
D.对比实验1和4得出的结论是“食盐能加快
4.创新装置草酸钠固体(化学式为Na2C2O4)加
铁粉生锈速率”
热分解生成碳酸钠和一氧化碳,化学小组利用
7.[2024吉林]蒸汽眼罩可以舒缓眼部疲劳,其填
此反应制备一氧化碳,并用一氧化碳还原氧化
充物的主要成分是铁粉、食盐和活性炭等。
铁。他们设计的实验装置如图所示。
(1)金属资源的利用:蒸汽眼罩使用时发热是
氧化铁
因为铁粉生锈,其原理是铁粉与空气中的水和
粉末
L形硬质玻璃管
反应。
发生装置H
铁丝
(2)金属资源的保护:蒸汽眼罩使用前需要
网罩
保存,防止铁粉生锈。
(3)结合上述问题,谈谈你对铁生锈利或弊的
A
B
认识:
第4题图
(1)写出实验中制备一氧化碳的化学方程式:
命题点④金属的化学性质
8.科学思维归纳[2025广东]用思维导图对常温
(2)L形硬质玻璃管中的现象是
或点燃条件下能与物质M发生反应的物质进
行归纳整理,如图,则M可能是
(3)装置B的作用是①检验并吸收二氧化碳;
A碳
②
B.铁
空气
酸
命题点3金属的锈蚀与防护
C.氧化铜
稀盐酸
5.[2025广西]下列对铁片的处理方式中,容易导
D.碳酸钙
第8题图
45
9.[2025山西]分析下列实验过程的相关信息,推11.某校化学兴趣小组以“金属的化学性质”为主
理判断正确的一项是
题开展项目式学习。
硫酸铜溶液
【任务一】金属与氧气反应
过量
硫酸
硫酸
(1)烤蓝技术是防锈工艺的一种,即高温下在
铁片反应
操作1
亚铁
操作2
亚铁
溶液
晶体
铁表面形成一层四氧化三铁,从而保护了内
固体X
部的铁不受腐蚀。下列选项中与四氧化三铁
第9题图
致密结构相似的物质是
(填字母)。
A.操作2是过滤
A.铝在常温下与氧气反应生成的氧化铝
B.固体X是纯铜
B.铁在常温下与氧气、水反应生成的铁锈
C.反应中溶液颜色没有变化
C.水的净化中用于吸附颜色、异味的活性炭
D.铁的金属活动性比铜强
【任务二】金属与酸反应
10.[2025河南]为探究金属活动性,某同学利用下
(2)将铁片伸入稀盐酸中,现象是
图所示装置进行实验。将足量常见金属M
,该反应的生成物
加入到Y形管右管中,观察到溶液逐渐变蓝:
,反应后溶液质量
(填“增大”“减小”或“不变”)。
充分反应后,倾斜Y形管,使右管中溶液进入
(3)锌和浓硫酸反应生成硫酸锌、水和二氧化
左管,观察到溶液蓝色变浅直至消失。
硫,在反应一段时间后用燃着的木条放在试
管口检验时,听到爆鸣声,则产生的气体是
锌粒
硝酸银
。
为什么在反应过程中产生了这种
溶液
气体,简述原因
第10题图
(1)判断M可能是金属
【任务三】金属与金属化合物的溶液反应
(2)用化学方程式说明左管中溶液蓝色消失的
(4)将打磨过的铁钉放在试管中,倒入少量含
原因:
有硝酸银的废水,反应的现象为
(3)根据实验判断锌、银、M的金属活动性由
强到弱的顺序:
综合提升练
1.[2025河北]如图所示为某班学生用废旧金属
A.①中利用了铁能被磁铁吸引的性质
制作班徽的过程。下列说法错误的是(
B.②中稀盐酸可用氯化钠溶液替代
C.④中铁板上会出现红色图案
2025
D.⑤中塑封是为了防止班徽生锈
团结友爱
2.[2025武汉]某同学绘制了物质的转化关系如
①用磁铁选②用稀盐酸除去铁③贴上有镂空图
出废铁板
锈,洗净后裁剪
案的不干胶膜
图所示(图中“→”表示一种物质可以转化为另
2025
一种物质,部分反应物、生成物及反应条件已
团结友爱
略去)。下列说法错误的是
()
⑤洗净,揭膜,④浸泡在硫酸铜
A.Fe能在空气中剧烈燃烧生成红色的FeO4
晾千,塑封
溶液中
B.FeO,转化为Fe的反应可以是置换反应
第1题图
46
C.H2可与CuO反应生成Cu,也可与Fe2O3
量溶质质量分数为7.3%的盐酸,如图1所示。
反应生成Fe
D.将Cu浸入FeSO4溶液中可比较Fe和Cu
2A]
Mg
的金属活动性
Fe,O
图1
↑温度/℃
↑温度/℃
6
0八
50
50
40
3
30
Cu
0
20
第2题图
10
10f
0200040006000
050010001500
3.[2025天津]金属及金属材料具有广泛用途。
铝与稀HCI
时间/s
镁与稀HC1时间s
(1)铜能被加工成厚度仅为7μm的超薄铜箔,
图2
说明铜具有良好的
(填“延展性”或
第4题图
“导电性”)。
①证明金属活动性Fe>Cu的实验现象是
(2)炼铁的主要原理是一氧化碳与氧化铁在高
反应的化学方程式为
温下反应,其化学方程式为
②在丙、丁烧杯中,使用温度传感器,测得反应
(3)将一定量的铁粉加入到硝酸银和硝酸铜的
过程中温度的变化曲线如图2所示,据图分析
混合溶液中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤
可知,金属活动性Mg>Al,其理由是
液。向滤渣中加入稀盐酸有气泡产生,则滤渣
0
的成分为
(填化学式)。
【实验二】把一定质量的A1放入刚反应结束的
(4)铝镁合金是飞机制造、建筑等行业的重要
乙烧杯中,观察现象,得出结论:金属活动性
材料。为测定某铝镁合金(不含其他元素)中
A>Fe。
铝的质量分数,现将4.8g的铝镁合金与足量
③分析实验一和实验二,下列说法正确的是
稀硫酸充分反应,生成0.5g氢气。该合金中
(填字母)。
铝的质量分数为
A.由实验一、二可知,金属活动性Mg>AI>
4.[2023贵州12(1)(2)(4)]金属材料在生产生活
Fe>Cu
中应用广泛。
B.实验二,反应后所得溶液中一定有A1C3
(1)高铁电传输系统的材料主要含铜,是利用
C.实验二充分反应后,所得溶液质量一定变小
了铜良好的
性。
D.实验一,若丁中固体有剩余,则丙、丁中参加
(2)高铁轨道、车厢、附属设施使用大量的铁合
反应的盐酸的质量相等
金和铝合金。小组同学探究合金中金属的化
(3)目前,铁是使用量最大的金属。写出工业上
学性质。
用赤铁矿(主要成分是FeO3)和CO反应生成Fe
【实验一】在分别装有质量相等和外形相同的
的化学方程式:
Cu、Fe、A1和Mg的四只烧杯中,加入相同质
更多练习见P54“专题七”
47速度
第5讲金属及金属矿物
教材知识理重点
①导电②导热③延展④液⑤红⑥钨⑦大⑧低
⑨强⑩含碳量不同①氧化铝薄膜②@4A1十3O2一2Al2O3
③剧烈燃烧,火星四射,放出热量,生成黑色固体
g3Fe+20,点燃Fe,0,⑥2Cu十0,△2Cu0
⑥2Mg十O,点燃2Mg0⑦Mg十2HCl一MgCl,+H,+
⑧2A1+3H2SO4—Al2(SO4)3+3H2个
©Zn+2HCl—ZnC2+H2个
@固体逐渐减少,有气泡产生,溶液由无色变为浅绿色
④Fe十H,SO4=FeSO4+H2↑
②②有红色固体析出,溶液由蓝色变为浅绿色
②⑧Fe十CuSO4—FeSO4+Cu
@有银白色固体析出,溶液由无色变为蓝色
Cu+2AgNO3-2Ag+Cu(NO3)2
④有红色固体析出,溶液由蓝色变为无色
⑦2A1+3CuSO4—Al2(SO4)3+3Cu
⑧Fe四Ag①强①前面②前面③后面④氧气
⑤水蒸气稀盐酸(或稀硫酸)
⑦FeO3+6HCI—2FeCL3+3HO[或FeO3+3H,SO4
Fe2(SO4)3十3H2O]⑧氧气(或空气)或水
实验一题通关
例(1)B、CO2、H2O(2)除去铁钉表面的氧化物和污物,防止干
扰实验结果(3)除去水中溶解的氧气(4)吸收试管中的水蒸气
(5)干燥的铁丝不生锈,用水浸湿的铁丝生锈铁生锈与水有关
(6)水面与空气(或氧气)接触的部位铁钉没有与空气(或氧气)、水
接触上升
基础分点练
1.A2.C
3.(1)降低含碳量(2)3C0+Fe,0,高温2Fe十3C0,
(3)刷漆(或涂油等;合理即可)
4.(1)NaCO,△Na,CO,十C0个(2)红棕色粉未变成黑色
(3)收集一氧化碳
5.D6.C
7.(1)氧气(2)密封(3)利:铁生锈放热,可以制成暖宝宝(或弊:
造成金属锈蚀,浪费资源;合理即可)
8.B9.D
10.(1)铜(或Cu)(2)Zn+Cu(NO3)2—Zn(NO3)2+Cu
(3)锌>M>银
11.(1)A
(2)有气泡冒出,溶液由无色变为浅绿色氯化亚铁和氢气
增大
(3)氢气随着反应的进行,浓硫酸的浓度逐渐降低变为稀硫酸,
锌和稀硫酸反应生成氢气
(4)铁钉表面有银白色固体析出,溶液由无色变为浅绿色
综合提升练
1.B2.A
3.(1)延展性(2)Fe,0,十3C0高温2Fe十3C0,(3)Ag,Cu、Fe
(4)75%
【解析】(3)三种金属的活动性顺序为Fe>Cu>Ag,将铁粉加入到
硝酸银和硝酸铜的混合溶液中,铁先与硝酸银溶液反应生成硝酸
亚铁和银;当硝酸银完全反应后,铁再与硝酸铜溶液反应生成硝酸
亚铁和铜。向滤渣中加入稀盐酸有气泡产生,说明滤渣中含有铁,
因为银和铜都不能与稀盐酸反应产生气体,故铁有剩余,硝酸银和
硝酸铜都完全反应,则滤渣的成分为Ag、Cu、Fe。(4)设该铝镁合
金中铝的质量为x,镁的质量为4.8g一x。
2A1+3H2SO4-Al2(S04)3+3H2个
54
6
6x
父
54
Mg+H2SO4—MgSO4+H2个
24
2
2X(4.8g-x)
4.8g-x
24
6x+2X×(4.8g-x)=0.5g
54
24
x=3.6g
则合金中铝的质量分数为3,6gX10%=75%。
4.8g1
4.(1)导电
(2)①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十2HCl一FcCl2十H2个②镁完全反应所用的
时间小于铝完全反应所用的时间③ABD
(3)3C0+Fe,0,高温2Fe十3C0,
【解析】(2)②Mg、Al与稀盐酸反应都是放热反应,温度最高时,为
恰好完全反应时,由图2可知,镁完全反应所用的时间小于铝完全
反应所用的时间,说明镁反应的速率大于铝,则金属活动性顺序为
Mg>Al。③A.由实验一可知,金属活动性顺序为Fe>Cu,Mg>
Al;由实验二可知,金属活动性顺序为Al>Fe,则金属活动性顺序
为Mg>Al>Fe>Cu,故正确。B.实验二,把一定质量的Al放入
刚反应结束的乙烧杯中,铝与盐酸或氯化亚铁溶液反应会生成氯
化铝,则反应后所得溶液中一定有A1CL3,故正确。C.实验二中盐
酸有剩余时,铝只与盐酸反应生成氯化铝和氢气,反应后溶液的质
量增大;铝与氯化亚铁溶液反应生成氯化铝和铁,该反应后溶液质
量减小,若两个反应均发生,无法确定溶液的质量变化情况,故错
误。D.实验一,若丁中固体有剩余,即镁未消耗完,根据反应中镁
与氯化氢质量比为24:73,铝与氯化氢质量比为54:219=
18:73,对比上述金属与氯化氢质量比数据,若镁有剩余,则铝也
有剩余,因为加入的金属和盐酸的质量相等,则金属过量,盐酸被
消耗完,丙、丁中参加反应的盐酸质量相等,故正确。故选ABD。
7