内容正文:
大单元4金属及金属矿物
构建知识体系
物理性质:
思考:利用金属活动性顺
化学性质:
序可以作出哪些预测和
金属的活动性顺序:
金属有什么化学、物
推断?
理性质?金属的活动
金属活动性由强逐渐减弱
性顺序?
铁的冶炼原理(高炉炼铁原理):
园
常见合金的特性、用
金属材料分为合金和纯金属
金属
途是什么?
“湿法炼铜”的原理:
↓
↓
如何保护和合理利用
特性:
金属资源?
保护金属资源的有效途径:
铁锈蚀的条件:
除锈方法:
防锈措施:
大单元4金属及金属矿物
构建物质网络
一、以铁为核心的物质网络图
02
CO
①
②
锈蚀
Fe
Fe2O3
治炼
⑤
④
盐CuSO
HC1、H,SO,酸
①
②
③
④
⑤
二、以铜为核心的物质网络图
CuCl
②
10
AgNO
Cu(OH),
⑦
⑨
CuSO
①
②
③
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
任务式学习
任务一
从物质的组成与构成角度认识金属
1.铁在自然界中以
(填“单质”或“化合物”)形式存在。从微观构成角度分析,铁由
直接构成。赤铁矿在物质分类中属于
(填“纯净物”或“混合物”)。
任务二从物质的性质与应用角度认识金属
2.铜被称为“货币金属”,单质铜及其化合物在生产生活中应用广泛。
(1)用途。①铜丝可用作电线,利用铜的物理性质是
0
②《梦溪笔谈》中记载“熬胆矾铁釜,久之亦化成铜”,叙述的是硫酸铜溶液和铁反应生成铜,反应的
化学方程式为
14
(2)性质。①铜锌合金可用作门窗的合页,在长期使用中保持良好的性能,不易出现变形、断裂等
问题,说明合金的硬度
(填“大”或“小”)。
②零价纳米铁用于去除废水中金属离子,根据金属活动性顺序可分三种途径(如图所示),第一类
是吸附捕捉(如Z2+),第二类是吸附捕捉再慢慢反应(如Pb2+),第三类是直接反应(如Cu+)。
Cu
零价
Ni
纳米铁
N
Zn
Ni
第2题图
结合图分析,N+属于第
(填“一”“二”或“三”)类;若Cd+属于第一类,则金属Cd比金属Ag
的金属活动性
(填“强”“弱”或“接近”)。
任务三认识金属的冶炼
3.(1)早在春秋时期,我国就已掌握了利用铁矿石冶炼铁的技术,请写出高炉炼铁时利用一氧化碳炼
铁的反应原理:
(用化学方程式表示)。
(2)蓝铜矿在我国古代被称为“石青”,可作为铜矿石来提炼铜。蓝铜矿的主要成分为
Cu3(CO3)2(OH)2,请根据物质组成和限选试剂设计一个从蓝铜矿中提炼出铜的实验方案:
(限选试剂:稀硫酸、铁粉)。
任务四金属资源的利用与保护
4.(1)三星堆出土了许多青铜器,青铜器在自然环境下会氧化产生铜锈[Cu2(OH)2CO3],为保护青
铜文物,需要充入保护气和控制湿度,以隔绝氧气和
0
(2)金属资源的储量有限,而且不能再生。下列措施能够保护金属资源的是
(填字母)。
A.任意开采矿物
B.回收利用废旧金属
C.在铁制品表面喷漆
D.用塑料代替金属材料制造管道
主题情境练
铝制易拉罐
易拉罐是一种广泛用于包装饮料的金属容器,其特点是密闭性好、轻便,并能够抗较高的内压。
某校化学兴趣小组的同学们对易拉罐的材质、易拉罐的金属成分及废旧易拉罐的回收利用等展开了
项目式学习。铝制易拉罐中的主要成分是铝,可能还含有镁和铁。铝能与氢氧化钠溶液反应:2A1十
2NaOH+2H2O一2NaA1O2+3H2个;镁和铁不能与氢氧化钠溶液反应。
项目一辨识易拉罐的材质
1.易拉罐置于冰箱能迅速降温,这体现了金属的
性。同时往罐体和罐盖(均已除去表面的
油漆涂层)上各滴1滴稀盐酸,30s后观察到罐体材料上产生明显气泡而罐盖无气泡。由此得出,
罐体和罐盖材料不同,
更耐腐蚀。
项目二探究易拉罐的金属成分
2.取打磨后的铝制易拉罐样品按如下方案进行实验。
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实验步骤
实验现象
实验结论
(1)取少量样品于烧杯中,加入足量
固体表面有大量气泡产生,过滤后,得到黑色
该易拉罐
,充分反应后,过滤
固体粉末
使用的材
(2)
料是铝铁
(3)
合金
(4)兴趣小组分析,步骤(1)中反应能发生的原因
(填“能”或“不能”)用金属活动性顺序解释。
(5)有同学提出,还需要补充实验:取①反应后的滤渣,加入适量硫酸亚铁溶液,若有固体析出,证明
易拉罐中含有镁。该反应原理为
(用化学方程式表示)。反之,则没有镁。
(6)通过实验定性分析后,确定易拉罐由铝和铁组成。实验小组再次进行了定量分析,取易拉罐样
品10.0g,先加入足量60.0g20%氢氧化钠溶液,收集到0.6g气体,则易拉罐样品中所含铁的质
量分数是
【拓展延伸】(7)在充满CO2的铝制易拉罐中加入过量NOH溶液后封口,易拉罐立即变瘪,原因
是CO2气体能与NaOH溶液反应而被吸收,使罐内气压
(填“变大”或“变小”),反应的化
学方程式为
;过一会儿易拉罐
(填现象)。
项目三调查废旧易拉罐的回收利用
3.垃圾分类举手之劳,循环利用变废为宝。铝制易拉罐属于
(填字母)。
A.厨余垃圾
B.有害垃圾
C.可回收垃圾
D.其他垃圾
4.回收后的易拉罐,经过粉碎、熔炼等处理工艺制成再生铝锭,可继续作为制造易拉罐的材料和用于
其他工业生产。工业上使用废易拉罐回收铝的工艺流程如图1。
前期处理
铝水重铸
制罐
废易
破碎
筛选
高温
加热
带材
拉伸
拉罐
成片
除杂
脱漆
熔融
加工
制罐
第4题图1
(1)前期处理中“破碎成片”的目的是
(2)前期处理中“高温脱漆”是关键步骤。为确定最合适的脱漆温度,将等质量的铝制易拉罐碎片
置于不同温度下进行高温脱漆实验,并对脱漆前后的碎片称重,得到质量变化如图2。请提出易拉
罐脱漆处理的合理建议:
质量变化/g
2.5f
2.0
1.5
1.0
0.5
0
00510520530540550
温度/C
第4题图2
(3)回收利用易拉罐不仅能保护金属资源,还可以
16吕
大单元4金属及金属矿物
构建知识体系
略
构建物质网络
①3Fe+20,
点燃FeO
②3C0+Fe2O3
高湿
2Fe+3COz
③FeO3+6HCI
2FeCl3+3H2O、
Fe2 Os+3H2SO
Fe2 (SO)3+3H2O
④Fe+2HCl—FeCl2+H2个、
Fe+H2SO4—FeSO4+H2↑
⑤Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
二、①Cu+2AgNO32Ag+Cu(NO3)2
②Fe十CuCl2FeCL2十Cu(合理即可)
③2Cu+0,△2Cu0
④C0十Cu0△Cu十C0,(合理即可)
⑤Fe十CuSO4一FeSO,十Cu(合理即可)
⑥CuO+2HCI—CuCL2+HO
⑦CuO+H2SO4—CuSO4+H2O
⑧Cu(OH)2+2HCI—CuCL2+2H2O
⑨CuSO4+2NaOH—Cu(OH)2V+Na2SO,(合理即可)
⑩CuCL2十2 NaOH-Cu(OH)2¥+2NaCl(合理即可)
任务式学习
1.化合物铁原子混合物
2.(1)①导电性②Fe+CuSO4—FeSO4+Cu(2)①大②二
强
3.(1)F®,O,十3C0高温2Fe十3C0,(2)将蓝铜矿粉碎,加入足量
稀硫酸,充分反应后过滤,向滤液中加入足量铁粉,充分反应后过
滤,再向滤渣中加入足量的稀硫酸,再过滤,将滤渣洗涤、干燥
4.(1)水、二氧化碳(2)BCD
主题情境练
1.导热罐盖
2.(1)氢氧化钠溶液(2)向①中得到的黑色固体粉末中加人足量稀
盐酸(合理即可)(3)有气泡产生,溶液由无色变为浅绿色(与上
一空对应)(4)不能(5)Mg+FeSO4—Fe+MgSO,
(6)46%(7)变小CO2+2NaOH一NaC03+H2O鼓起
3.C
4.(1)增大反应物的接触面积,使反应更快更充分(2)将温度控制
在540℃(3)减少环境污染