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第八单元金属和金属材料考点一考点一:金属材料金属材料金属材料包括金属材料包括纯金属以及它金属以及它们的合金。的合金。1.1.金属的物理性金属的物理性质:(1)(1)共性共性:常温下常温下,大多数金属都是固体大多数金属都是固体,有金属光有金属光泽、有、有优良的良的_性、性、_性和性和_性。性。导电导热延展延展(2)(2)特性。特性。颜色色:铁、铝等大多数金属等大多数金属为银白色白色,而而铜呈呈_色色,金呈金呈_色。色。状状态:常温下大多数金属常温下大多数金属为固体固体,而而_为液体。液体。紫紫红黄黄汞汞2.2.合金合金:(1)(1)概念概念:在金属中加在金属中加热熔合某些熔合某些_或或_,_,制得的具有制得的具有_的物的物质。合金属于。合金属于_物。物。(2)(2)性性质特征特征:硬度比成分金属硬度比成分金属_,_,熔点比成分金属熔点比成分金属_。(3)(3)铁合金合金:生生铁和和钢是是铁的两种合金的两种合金,生生铁的含碳量的含碳量为_,_,钢的含碳量的含碳量为_。金属金属非金属非金属金属特征金属特征混合混合大大低低2%2%4.3%4.3%0.03%0.03%2%2%【特【特别提醒】提醒】合金中一定有金属存在合金中一定有金属存在,但不一定都是由金属与金属熔但不一定都是由金属与金属熔合而成合而成,还可能是金属与非金属熔合而成可能是金属与非金属熔合而成,熔合熔合过程没有新物程没有新物质生成生成,属属于物理于物理变化。化。考点二考点二:金属的化学性金属的化学性质1.1.与氧气反与氧气反应:(1)(1)常温下常温下,铝与氧气反与氧气反应,其表面生成一其表面生成一层致密的致密的_薄膜薄膜,从而从而阻止阻止铝进一步氧化。其反一步氧化。其反应的化学方程式的化学方程式为_。(2)(2)铁、铜在高温在高温时能与氧气反能与氧气反应。(3)“(3)“真金不怕火真金不怕火炼”说明金即使在明金即使在_时也不与氧气反也不与氧气反应。氧化氧化铝4Al+3O4Al+3O2 2=2Al=2Al2 2O O3 3高温高温【思考】【思考】铝制品和金制品都耐腐制品和金制品都耐腐蚀,其原理是否相同其原理是否相同?提示提示:铝耐腐蚀是因为铝与氧气反应时铝耐腐蚀是因为铝与氧气反应时,生成一层致密的氧化铝保护膜生成一层致密的氧化铝保护膜,金耐腐蚀是因为金的化学性质稳定金耐腐蚀是因为金的化学性质稳定,不与氧气反应。不与氧气反应。2.2.活活泼金属与酸反金属与酸反应:(1)(1)规律律:金属金属+酸酸_(2)(2)反反应发生的条件生的条件:排在金属活排在金属活动顺序中序中_的金属与的金属与_发生反生反应。盐+氢气气氢前前稀酸稀酸(3)(3)请写出写出锌、铁分分别与与盐酸、稀硫酸反酸、稀硫酸反应的化学方程式的化学方程式:Zn+2HCl=ZnClZn+2HCl=ZnCl2 2+H+H2 2 Zn+HZn+H2 2SOSO4 4=ZnSO=ZnSO4 4+H+H2 2 Fe+2HCl=FeClFe+2HCl=FeCl2 2+H+H2 2 Fe+HFe+H2 2SOSO4 4=FeSO=FeSO4 4+H+H2 2 3.3.与与盐溶液反溶液反应:(1)(1)规律律:金属金属+盐_。(2)(2)反反应发生的条件。生的条件。必必须是是_置置换_。(K(K、CaCa、NaNa除外除外)反反应中的中的盐必必须_。(3)(3)请写出写出铁与硫酸与硫酸铜溶液、溶液、铜与硝酸与硝酸银溶液反溶液反应的化学方程式的化学方程式:_、_。新新盐+新金属新金属活活泼金属金属不活不活泼金属金属溶于水溶于水Fe+CuSOFe+CuSO4 4=FeSO=FeSO4 4+Cu+CuCu+2AgNOCu+2AgNO3 3=Cu(NO=Cu(NO3 3)2 2+2Ag+2Ag【特【特别提醒】提醒】铁与酸或与酸或盐溶液反溶液反应时,生成的化合物中生成的化合物中铁元素元素为+2+2价价,读作作亚铁,溶液呈浅溶液呈浅绿色。色。考点三考点三:金属活金属活动性性顺序序1.1.金属活金属活动性性顺序序:由由强强逐逐渐减弱减弱2.2.重要重要应用用:(1)(1)判断金属的活判断金属的活动性性强强弱弱:金属的位置越靠前金属的位置越靠前,它的活它的活动性性_。(2)(2)判断金属与酸是否判断金属与酸是否发生反生反应:排在排在_前面的金属能置前面的金属能置换出出盐酸、酸、稀硫酸里的稀硫酸里的_。(3)(3)判断金属与判断金属与盐溶液是否溶液是否发生反生反应:位于位于_能把位于能把位于_从它从它们的的盐溶液里置溶液里置换出来。出来。越越强强氢氢前面的金属前面的金属后面的金属后面的金属考点四考点四:置置换反反应1.1.定定义:由一种由一种_和一种和一种_反反应,生成另一种生成另一种_和另和另一种一种_的反的反应。2.2.形式形式:A+BC=B+AC:A+BC=B+AC单质化合物化合物单质化合物化合物考点五考点五:金属金属资源的利用和保源的利用和保护1.1.铁的冶的冶炼:(1)(1)原料原料:铁矿石、焦炭、石灰石和空气。石、焦炭、石灰石和空气。(2)(2)原理原理(以氧化以氧化铁为例例):):_。高温高温=3CO+Fe3CO+Fe2 2O O3 3 2Fe+3CO 2Fe+3CO2 2【特【特别提醒】提醒】工工业上高炉上高炉炼得的是生得的是生铁,主要成分是主要成分是铁,还含有含有C C、P P、S S等等杂质,与与实验室生成的室生成的铁不同。不同。2.2.金属金属资源保源保护:(1)(1)金属的腐金属的腐蚀和防和防护。铁制品制品锈蚀的条件的条件:与空气中的与空气中的_、_接触。接触。防止防止锈蚀的方法的方法:保持保持铁制品的制品的洁净、干燥、干燥,常采用常采用_、_以及以及_等方法。等方法。氧气氧气水蒸气水蒸气覆盖保覆盖保护膜膜制成合金制成合金改改变金属内部金属内部结构构(2)(2)金属金属资源的保源的保护措施。措施。防止金属的腐防止金属的腐蚀。金属的回收利用。金属的回收利用。有有计划、合理地开采划、合理地开采矿物物质。寻找金属的代用品。找金属的代用品。考点一考点一:理解金属的化学性理解金属的化学性质需注意的需注意的问题1.1.金属与氧气的反金属与氧气的反应:(1)(1)活活动性性强强的的钾、钙、钠、镁、铝等在常温下就能与氧气反等在常温下就能与氧气反应。(2)(2)活活动性性较强强的的铁、铜在点燃或加在点燃或加热条件下能与氧气反条件下能与氧气反应。(3)(3)特特别不活不活泼的金即使在高温下也不与氧气反的金即使在高温下也不与氧气反应。2.2.金属与酸的反金属与酸的反应:(1)(1)金属与酸反金属与酸反应的的难易和易和剧烈程度不同烈程度不同,也是由于金属的活也是由于金属的活动性性顺序序不同不同,金属越活金属越活泼,与酸反与酸反应越越剧烈。烈。(2)(2)并不是所有的金属都能与稀酸并不是所有的金属都能与稀酸发生置生置换反反应,只有那些在金属活只有那些在金属活动性性顺序表中排在序表中排在氢前面的金属才能与稀酸前面的金属才能与稀酸发生置生置换反反应,产生生氢气。气。(3)(3)这里所指的酸并不是所有的酸里所指的酸并不是所有的酸,主要是指主要是指盐酸和稀硫酸酸和稀硫酸,而不包括而不包括浓硫酸和硝酸等氧化性硫酸和硝酸等氧化性强强的酸的酸,因因为金属与硝酸、金属与硝酸、浓硫酸反硫酸反应不能制得不能制得氢气。气。3.3.金属与金属与盐溶液的反溶液的反应:(1)(1)金属与金属与盐发生的置生的置换反反应在溶液中在溶液中进行行,不溶于水的不溶于水的盐一般不与金一般不与金属反属反应,如如AgClAgCl不溶于水不溶于水,Mg,Mg与与AgClAgCl不反不反应。(2)(2)当两种或多种金属化合物在溶液中同当两种或多种金属化合物在溶液中同时存在存在时,最不活最不活泼的金属先的金属先从溶液中被置从溶液中被置换出来。出来。(3)(3)当两种或多种金属与一种金属化合物溶液同当两种或多种金属与一种金属化合物溶液同时混合混合时,最活最活泼的金的金属先属先发生置生置换反反应。考向考向1 1金属与氧气的反金属与氧气的反应【典例【典例1 1】(2014(2014盐城中考城中考)将将镁粉和粉和铝粉的混合物粉的混合物7.2 g7.2 g与足量的氧气与足量的氧气充分反充分反应,得到的氧化物得到的氧化物质量可能量可能为()A.10.6 gA.10.6 gB.12.0 gB.12.0 gC.13.0 gC.13.0 gD.13.6 gD.13.6 g【解析】【解析】选选C C。假设。假设7.2 g7.2 g物质全是镁粉物质全是镁粉,根据根据2Mg+O2Mg+O2 2 2MgO,2MgO,可以计可以计算得到氧化镁算得到氧化镁12 g;12 g;假设假设7.2 g7.2 g物质全是铝粉物质全是铝粉,根据根据4Al+3O4Al+3O2 2 2Al 2Al2 2O O3 3,可以计算得到氧化铝可以计算得到氧化铝13.6 g13.6 g。当两种金属混合后。当两种金属混合后,生成氧化物的质量生成氧化物的质量应当介于应当介于121213.6 g13.6 g之间。之间。【方法【方法归纳】用极端假用极端假设法巧解化学法巧解化学题有关混合物的有关混合物的计算算,用常用常规解法太繁解法太繁琐或无法得到答案或无法得到答案,而用极端假而用极端假设法就使法就使题变得得简单起来。极端假起来。极端假设法就是从某个极限状法就是从某个极限状态去考去考虑问题,并并对其其进行分析、判断、推理的一种方法。把研究的行分析、判断、推理的一种方法。把研究的对象、象、过程、数程、数据据变化化经过假假设,推到理想的极限推到理想的极限值,使使问题简化化,从而从而顺利得出正确利得出正确结论,然后再回然后再回头来来认识现实问题。考向考向2 2金属与酸的反金属与酸的反应【典例【典例2 2】(2015(2015广安中考广安中考)将相同状将相同状态的的铁和和镁分分别与相同与相同质量分数、量分数、足量的稀足量的稀盐酸反酸反应,产生生氢气的气的质量与反量与反应时间的关系如的关系如图所示所示,下列下列说法正确的是法正确的是()A.A.铁和和镁的的质量相同量相同B.B.甲是甲是铁,乙是乙是镁C.C.铁和和镁完全反完全反应所消耗的稀所消耗的稀盐酸酸质量相同量相同D.D.反反应后溶液的后溶液的质量均减少量均减少【关键提示】【关键提示】(1)(1)生成的氢气质量相等生成的氢气质量相等,消耗镁的质量少消耗镁的质量少,消耗铁的质消耗铁的质量多量多;(2)(2)生成的氢气质量相等生成的氢气质量相等,消耗的盐酸质量相等。消耗的盐酸质量相等。(3)(3)金属活动性越强金属活动性越强,产生氢气的速率越快。产生氢气的速率越快。【解析】【解析】选选C C。结合函数图象可以判断。结合函数图象可以判断,两种金属完全反应生成氢气的两种金属完全反应生成氢气的质量相等质量相等,根据金属与氢气的质量关系可知铁的质量应大于镁的质量根据金属与氢气的质量关系可知铁的质量应大于镁的质量,A,A说法不正确说法不正确;甲比乙的活动性强甲比乙的活动性强,所以甲是镁所以甲是镁,乙是铁乙是铁,B,B说法不正确说法不正确;由由图可知产生氢气质量相同图可知产生氢气质量相同,消耗稀盐酸质量相同消耗稀盐酸质量相同,C,C说法正确说法正确;参加反应参加反应的金属的质量大于生成的氢气的质量的金属的质量大于生成的氢气的质量,所以反应后溶液的质量均增加所以反应后溶液的质量均增加,D,D说法不正确。说法不正确。【方法【方法归纳】金属与酸反金属与酸反应的的图象分析象分析(1)(1)等等质量金属与足量的酸反量金属与足量的酸反应。酸是足量的酸是足量的,说明金属完全反明金属完全反应,所以最所以最终生成生成氢气的气的质量要依据金属量要依据金属的的质量来量来计算。可用如算。可用如图表示。表示。此此图反映出反映出:金属越活金属越活泼,图示反示反应物的曲物的曲线越陡越陡,如如MgMg线比比ZnZn线陡陡,Zn,Zn线比比FeFe线陡。陡。当金属在化合物中化合价相同当金属在化合物中化合价相同时,金属的相金属的相对原子原子质量越小量越小,与酸反与酸反应产生的生的氢气越多气越多,曲曲线的拐点越高。可的拐点越高。可简单概括概括为:越陡越活越陡越活,越高越越高越小。小。(2)(2)足量的金属与等量的酸反足量的金属与等量的酸反应。金属是足量的金属是足量的,说明酸完全反明酸完全反应,最最终生成生成氢气的气的质量要依据酸的量要依据酸的质量量来来计算算,所以最所以最终生成生成氢气的气的质量相等。可用下量相等。可用下图表示。表示。【备选习题】(2014(2014南宁中考南宁中考)将等将等质量的量的镁和和铁分分别放入等放入等质量、相量、相同同质量分数的稀量分数的稀盐酸中酸中,产生生氢气的气的质量与反量与反应时间的关系如的关系如图所示所示,下列下列说法法错误的是的是()A.A.反反应结束后束后镁一定有剩余一定有剩余B.B.反反应消耗消耗盐酸的酸的总质量一定相等量一定相等t t1 1时段段,产生生氢气的气的质量量镁比比铁大大t t2 2时段段,参加反参加反应的的镁的的质量与量与铁相等相等【解析】【解析】选选D D。如题图最终生成氢气的质量相等。如题图最终生成氢气的质量相等,则消耗盐酸的质量相则消耗盐酸的质量相等等,而反应中生成氢气的质量相等时而反应中生成氢气的质量相等时,需要需要MgMg的质量少、需要的质量少、需要FeFe的质量的质量多多,已知已知“等质量的镁和铁等质量的镁和铁”,因此铁可能正好反应因此铁可能正好反应,而镁有剩余而镁有剩余,故故A A说说法正确法正确;由题图可知生成氢气的质量是相等的由题图可知生成氢气的质量是相等的,则参加反应的盐酸的质则参加反应的盐酸的质量也是相等的量也是相等的,故故B B说法正确说法正确;由题图可知由题图可知,O,Ot t1 1时段时段,产生氢气的质量曲产生氢气的质量曲线镁在铁的上方线镁在铁的上方,即镁的比铁的多即镁的比铁的多,故故C C说法正确说法正确;O;Ot t2 2时段产生氢气的时段产生氢气的质量相等质量相等,由反应中生成氢气质量相等时由反应中生成氢气质量相等时,需要需要MgMg的质量少、需要的质量少、需要FeFe的的质量多可知质量多可知,D,D说法错误。说法错误。考向考向3 3金属与金属与盐溶液的反溶液的反应【典例【典例3 3】(2014(2014永州中考永州中考)锌与金属与金属M M的硫酸的硫酸盐溶液反溶液反应的化学方程式的化学方程式为Zn+MSOZn+MSO4 4=ZnSO=ZnSO4 4+M,+M,下列下列说法正确的是法正确的是()A.A.金属金属M M的活的活动性比性比ZnZn强强B.B.金属金属M M一定是一定是CuCuC.C.该反反应属于置属于置换反反应D.D.反反应后溶液的后溶液的质量一定减少量一定减少【关键提示】【关键提示】(1)(1)金属活动性顺序中前面金属置换后面金属金属活动性顺序中前面金属置换后面金属;(2)(2)置换反应的反应物与生成物都是一种单质与一种化合物置换反应的反应物与生成物都是一种单质与一种化合物;(3)(3)比较参加反应的金属与置换出金属的质量关系可以确定溶液质量比较参加反应的金属与置换出金属的质量关系可以确定溶液质量的大小。的大小。【解析】【解析】选选C C。从反应看出。从反应看出,锌能置换出锌能置换出M,M,所以活动性所以活动性ZnM,MZnM,M可能是铜可能是铜,也可能是锌后面的某种金属也可能是锌后面的某种金属;该反应是一种单质和一种化合物反应该反应是一种单质和一种化合物反应,生生成另一种单质和另一种化合物成另一种单质和另一种化合物,属于置换反应属于置换反应;溶液质量的大小溶液质量的大小,取决于取决于M M和和ZnZn的相对原子质量的大小的相对原子质量的大小,由于由于M M的相对原子质量不确定的相对原子质量不确定,所以反应所以反应后溶液质量的变化无法确定。后溶液质量的变化无法确定。【方法【方法归纳】金属与酸或金属与酸或盐溶液反溶液反应后溶液后溶液质量的量的变化化(1)(1)金属与酸溶液反金属与酸溶液反应:将溶液作将溶液作为研究的研究的对象象,随着反随着反应进行行,金属元素金属元素不断不断进入溶液入溶液,使溶液使溶液质量量变大大;同同时反反应中中产生生氢气气,使溶液使溶液质量减小量减小;参加反参加反应的金属的金属质量大于量大于产生的生的氢气气质量量,所以金属与酸溶液反所以金属与酸溶液反应后后,溶液溶液质量量变大。大。(2)(2)金属与金属与盐溶液反溶液反应:将溶液作将溶液作为研究的研究的对象象,参加反参加反应的金属使溶液的金属使溶液质量增加量增加,从溶液中置从溶液中置换出金属出金属导致溶液致溶液质量量变小小,对比比这两种金属两种金属质量就可以知道溶液量就可以知道溶液质量的量的变化。如化。如 反反应反反应中相关的量中相关的量反反应前后固前后固体体质量量对比比溶液溶液质量量的的变化化铁与硫酸与硫酸铜Fe+CuSOFe+CuSO4 4=FeSO=FeSO4 4+Cu+Cu 56 56 64 64m m反反应mm生成生成变小小铜与硝酸与硝酸银Cu+2AgNOCu+2AgNO3 3=Cu(NOCu(NO3 3)2 2+2Ag+2Ag6464 216 216m m反反应mm生成生成变小小锌与硫酸与硫酸铜Zn+CuSOZn+CuSO4 4=ZnSOZnSO4 4+Cu+Cu 65 65 64 64m m生成生成mYX B.YXZA.ZYX B.YXZC.XYZ D.XZYC.XYZ D.XZY【解析】【解析】选选B B。根据金属。根据金属Y Y能置换出金属能置换出金属X,X,可知金属活动性可知金属活动性YX;YX;根据根据X X能与稀硫酸反应能与稀硫酸反应,而而Z Z不能与稀硫酸反应不能与稀硫酸反应,可知金属活动性可知金属活动性XZ,XZ,所以三种所以三种金属的活动性顺序为金属的活动性顺序为YXZYXZ。考向考向2 2金属活金属活动性性顺序的探究序的探究【典例【典例2 2】(2014(2014莱莱芜中考中考)某同学某同学设计了以下三个了以下三个实验,要要证明明CuCu、ZnZn、AgAg的活的活动性性顺序序,必必须要做的要做的实验是是()A.A.B.B.C.C.D.D.【解析】【解析】选选A A。可以确定铜的活泼性比银强可以确定铜的活泼性比银强;可以确定锌的活泼性可以确定锌的活泼性比铜强比铜强;可以确定锌与酸能反应可以确定锌与酸能反应;综上必须做综上必须做两个实验才能验证两个实验才能验证三种金属的活动性顺序。三种金属的活动性顺序。【备选习题】(2013(2013莆田中考莆田中考)我国第四套人民我国第四套人民币硬硬币中使用到中使用到镍(Ni)(Ni)、铜、铁等金属。某等金属。某兴趣小趣小组决定探究决定探究NiNi、FeFe、CuCu的金属活的金属活动性性顺序。序。(1)(1)【查阅资料】料】镍能与能与盐酸或稀硫酸反酸或稀硫酸反应,生成可溶于水的正二价生成可溶于水的正二价镍盐,并放出并放出氢气。气。写出写出镍与与盐酸反酸反应的的化学方程式化学方程式 。结合所学知合所学知识,(填填“能能”或或“不能不能”)”)直接比直接比较出出NiNi、FeFe的金的金属活属活动性性强强弱。弱。(2)(2)【探究【探究实验】(所用金属片均已用砂所用金属片均已用砂纸打磨打磨)。实验步步骤实验现象象实验结论铁片表面有固体析出片表面有固体析出,铜片表面片表面_三种金属活三种金属活动性由性由强强到到弱的弱的顺序序为_(3)(3)【迁移【迁移应用】用】用用镍片、片、硫酸硫酸亚铁溶液和溶液和溶液通溶液通过实验也能判断也能判断FeFe、NiNi、CuCu的金属活的金属活动性性顺序。序。【解析】【解析】本题属于以金属活动性顺序为内容的实验探究题本题属于以金属活动性顺序为内容的实验探究题,考查对金考查对金属活动性顺序的认识及实验探究能力。属活动性顺序的认识及实验探究能力。(1)(1)因镍的化合价为因镍的化合价为+2+2价价,故氯化镍的化学式为故氯化镍的化学式为NiClNiCl2 2,镍与盐酸反应的镍与盐酸反应的化学方程式为化学方程式为Ni+2HCl=NiClNi+2HCl=NiCl2 2+H+H2 2,由于铁和镍都能与酸溶液反应由于铁和镍都能与酸溶液反应,故不能据此判断铁和镍的金属活动性强弱。故不能据此判断铁和镍的金属活动性强弱。(2)(2)因镍与酸溶液能反应因镍与酸溶液能反应,而铜与酸溶液不反应而铜与酸溶液不反应,所以镍的活动性比铜所以镍的活动性比铜强强,因而铜不能置换出硫酸镍中的镍因而铜不能置换出硫酸镍中的镍,即铜片表面无现象即铜片表面无现象,铁片表面有铁片表面有固体析出固体析出,铁的活动性大于镍铁的活动性大于镍,则可以确定三种金属的活动性顺序为则可以确定三种金属的活动性顺序为FeNiCuFeNiCu。(3)(3)可以利用镍与硫酸铜溶液反应而不与硫酸亚铁溶液反应来判断镍可以利用镍与硫酸铜溶液反应而不与硫酸亚铁溶液反应来判断镍与铜、铁的活动性顺序。与铜、铁的活动性顺序。答案答案:(1)Ni+2HCl=NiCl(1)Ni+2HCl=NiCl2 2+H+H2 2不能不能(2)(2)没有明显现象没有明显现象FeNiCuFeNiCu(3)(3)硫酸铜或硫酸铜或CuSOCuSO4 4(合理即可合理即可)考点三考点三:铁的的锈蚀与保与保护1.1.铁的的锈蚀:(1)(1)实质:与氧气、水与氧气、水发生的生的缓慢氧化。慢氧化。(2)(2)条件条件:氧气、水共同作用的氧气、水共同作用的结果果,两者缺一不可。两者缺一不可。2.2.防止防止铁制品生制品生锈:(1)(1)原理原理:使使铁制品隔制品隔绝空气或水。空气或水。(2)(2)方法。方法。保持保持铁制品的清制品的清洁和干燥和干燥在在铁制品表面涂一制品表面涂一层保保护膜膜改改变铁制品的内部制品的内部结构构3.3.影响影响钢铁生生锈速度的因素速度的因素:(1)(1)钢铁内部的内部的结构影响生构影响生锈的速度的速度,如制成不如制成不锈钢。(2)(2)生生锈后的后的铁如果不及如果不及时除除锈,生生锈的速度会加快的速度会加快,因因为铁锈疏松多孔疏松多孔,易吸收水。易吸收水。(3)(3)外界因素外界因素对钢铁生生锈速度的影响。速度的影响。钢铁生生锈的速度会随着的速度会随着环境温度境温度升高、酸性的增升高、酸性的增强强而加快。而加快。考向考向1 1金属的金属的锈蚀与保与保护【典例【典例1 1】(2015(2015潍坊中考坊中考)金属腐金属腐蚀的快慢与外界条件密切相关。下的快慢与外界条件密切相关。下列条件下列条件下,铁钉的腐的腐蚀速度最快的是速度最快的是()【解析】【解析】选选A A。铁的锈蚀是铁与氧气和水共同作用的结果。铁的锈蚀是铁与氧气和水共同作用的结果,海水中的盐海水中的盐能加速铁钉的锈蚀能加速铁钉的锈蚀,故选故选A A。考向考向2 2有关有关铁锈蚀的的实验探究探究【典例【典例2 2】(2015(2015眉山中考眉山中考)某化学某化学兴趣小趣小组进行行铁生生锈的的实验探究活探究活动。【探究一】【探究一】铁生生锈的条件的条件(1)(1)该兴趣小趣小组将将洁净无无锈的的铁钉分分别置于如置于如图所示装置中所示装置中,经过一段一段时间观察察,(填装置序号填装置序号)装置中出装置中出现了明了明显的的锈迹。迹。他他们的的结论:铁生生锈是因是因为铁与空气中的与空气中的等等发生了化学反生了化学反应。(2)(2)甲同学提出了疑甲同学提出了疑问:空气中的氮气、二氧化碳没有参与空气中的氮气、二氧化碳没有参与铁的生的生锈过程程吗?请设计实验为甲同学甲同学释疑。疑。,观察并察并记录现象即象即可可证明。明。【探究二】【探究二】影响影响铁生生锈速率快慢的因素速率快慢的因素乙同学乙同学说:妈妈常常说菜刀沾有菜刀沾有盐水生水生锈更快。更快。这种种说法法对吗?同学广泛同学广泛查阅资料。料。资料一料一:导电性性强强的溶液都可加速的溶液都可加速铁的生的生锈。资料二料二:海上航行的海上航行的轮船在与海水接触的部分船在与海水接触的部分镶嵌一嵌一锌块,能有效降低能有效降低钢材被腐材被腐蚀的速率。的速率。(3)(3)将上述将上述A A装置中的蒸装置中的蒸馏水改水改为下列液体中的下列液体中的,可使可使铁生生锈的的速率加快。速率加快。a.a.硫酸硫酸钠溶液溶液 b.b.无水乙醇无水乙醇 c.c.蔗糖溶液蔗糖溶液(4)(4)一些一些铁制品表面覆盖了某些涂制品表面覆盖了某些涂层。不同的涂。不同的涂层被破坏后被破坏后,铁生生锈的的速率不同。你速率不同。你认为下列下列涂涂层破坏后破坏后,铁生生锈的速率的速率较快。快。a.a.镀锌铁 b.b.镀锡铁 (5)(5)一些建筑的大一些建筑的大门刷上了一刷上了一层银白色的金属白色的金属,你你认为该金属可能是金属可能是。a.a.银粉粉 b.b.铜粉粉 c.c.镁粉粉【交流与思考】【交流与思考】(6)(6)写出一种防止写出一种防止铁生生锈的方法的方法 。【解析】【解析】(1)(1)铁生锈的条件是铁与空气中的水和氧气共同作用的结果铁生锈的条件是铁与空气中的水和氧气共同作用的结果,A,A中铁钉满足铁生锈的条件中铁钉满足铁生锈的条件,一段时间后会出现明显的锈迹。一段时间后会出现明显的锈迹。(2)(2)将将A A装置中的氧气换成氮气或二氧化碳就可验证空气中氮气或二氧装置中的氧气换成氮气或二氧化碳就可验证空气中氮气或二氧化碳有没有参加铁生锈的反应。化碳有没有参加铁生锈的反应。(3)(3)因为导电性强的溶液可加速铁的生锈因为导电性强的溶液可加速铁的生锈,硫酸钠溶液中含有钠离子和硫酸钠溶液中含有钠离子和硫酸根离子硫酸根离子,如果把蒸馏水换为硫酸钠溶液可使铁生锈速率加快。如果把蒸馏水换为硫酸钠溶液可使铁生锈速率加快。(4)(4)铁比锡活泼铁比锡活泼,锡层破坏后锡层破坏后,铁锈蚀速率加快。铁锈蚀速率加快。(5)(5)大门上刷一层银白色金属大门上刷一层银白色金属,该金属可能是镁该金属可能是镁,因为镁在空气中能形因为镁在空气中能形成一层致密坚固的氧化镁薄膜成一层致密坚固的氧化镁薄膜,隔绝水和氧气隔绝水和氧气,起到防锈作用。起到防锈作用。(6)(6)铁制品防锈的方法有涂防锈油铁制品防锈的方法有涂防锈油,刷油漆等。刷油漆等。答案答案:(1)A(1)A氧气和水蒸气氧气和水蒸气(2)(2)将将A A装置中的氧气换作氮气或二氧化碳装置中的氧气换作氮气或二氧化碳(3)a(3)a(4)b(4)b(5)c(5)c(6)(6)刷油漆刷油漆(其他合理答案均可其他合理答案均可)实验:一氧化碳一氧化碳还原氧化原氧化铁的的实验探究探究1.1.必必记基基础知知识:(1)(1)实验装置。装置。(2)(2)原理。原理。在高温条件下在高温条件下,用用还原原剂COCO将将铁从从铁矿石中石中还原出来。原出来。发生反生反应的化的化学方程式学方程式为_。(3)(3)现象。象。玻璃管中的玻璃管中的红棕色固体棕色固体变为_;_;试管内澄清的石灰水管内澄清的石灰水_;_;导管口管口产生生_。3CO+Fe3CO+Fe2 2O O3 3 2Fe+3CO 2Fe+3CO2 2黑色黑色变浑浊蓝色火焰色火焰高温高温=(4)(4)步步骤。实验开始先开始先_再再_;_;实验结束先束先_继续_,_,至至试管冷却。管冷却。通一氧化碳通一氧化碳加加热停止加停止加热通入一氧化碳通入一氧化碳2.2.问题探究探究:(1)(1)装置末端酒精灯的作用是什么装置末端酒精灯的作用是什么?能否用其他的能否用其他的实验用品代替酒精灯用品代替酒精灯?提示提示:酒精灯的作用是将尾气中的一氧化碳燃烧掉酒精灯的作用是将尾气中的一氧化碳燃烧掉,防止直接排入空气防止直接排入空气造成空气污染。可以在导管口处加一个气球造成空气污染。可以在导管口处加一个气球,将尾气收集后集中处理。将尾气收集后集中处理。(2)(2)实验开始开始时,为什么通入什么通入COCO前先点燃装置右前先点燃装置右侧的酒精灯的酒精灯,通入通入COCO后再后再用酒精用酒精喷灯加灯加热装有氧化装有氧化铁的玻璃管的玻璃管?提示提示:在通入在通入COCO前先点燃右侧的酒精灯前先点燃右侧的酒精灯,是为了防止是为了防止COCO污染空气污染空气;在点在点燃酒精喷灯前先通入燃酒精喷灯前先通入COCO排尽装置内的空气排尽装置内的空气,目的是防止玻璃管加热时目的是防止玻璃管加热时发生爆炸。发生爆炸。(3)(3)实验完成后完成后,为什么先停止加什么先停止加热,然后停止通入然后停止通入COCO气体气体,最后再熄最后再熄灭右右侧酒精灯酒精灯?提示提示:防止因玻璃管冷却造成内部气压变小防止因玻璃管冷却造成内部气压变小,试管内的液体倒流将玻试管内的液体倒流将玻璃管炸裂璃管炸裂;防止生成的铁被空气中的氧气氧化防止生成的铁被空气中的氧气氧化;防止防止COCO污染空气。污染空气。【典例】【典例】(2015(2015衡阳中考衡阳中考)实验室模室模拟炼铁的的实验装置如装置如图所示。所示。试回答下列回答下列问题:(1)(1)写出有写出有标号号仪器的名称器的名称:a.:a.,b.,b.。(2)(2)实验中看到的中看到的实验现象象为玻璃管中的粉末玻璃管中的粉末;试管里的澄清管里的澄清石灰水石灰水。(3)(3)玻璃管中反玻璃管中反应的化学方程式的化学方程式为 。(4)(4)加加热氧化氧化铁之前之前,先通一会儿一氧化碳的作用是先通一会儿一氧化碳的作用是 。(5)(5)该实验设计装置装置C C的目的是的目的是 。【解析】【解析】(1)a(1)a为铁架台为铁架台,b,b为导管。为导管。(2)(2)玻璃管中的粉末由红棕色逐渐玻璃管中的粉末由红棕色逐渐变为黑色变为黑色;试管里的澄清石灰水变浑浊。试管里的澄清石灰水变浑浊。(3)(3)玻璃管中反应的化学方程玻璃管中反应的化学方程式为式为3CO+Fe3CO+Fe2 2O O3 3 2Fe+3CO 2Fe+3CO2 2。(4)(4)先通一会儿一氧化碳是为了把装置先通一会儿一氧化碳是为了把装置中的空气赶净。中的空气赶净。(5)(5)设计设计C C装置的作用是处理一氧化碳。装置的作用是处理一氧化碳。答案答案:(1)(1)铁架台导管铁架台导管(2)(2)由红棕色逐渐变为黑色变浑浊由红棕色逐渐变为黑色变浑浊(3)3CO+Fe(3)3CO+Fe2 2O O3 3 2Fe+3CO 2Fe+3CO2 2(4)(4)把装置中的空气赶净把装置中的空气赶净(5)(5)处理一氧化碳处理一氧化碳【知【知识归纳】一氧化碳一氧化碳还原氧化原氧化铁的的实验需注意需注意“一通、二点、三一通、二点、三灭、四停、五四停、五处理理”:“”:“一通一通”先通一氧化碳先通一氧化碳,“,“二点二点”后点燃酒精后点燃酒精喷灯加灯加热;“;“三三灭”实验完完毕后后,先熄先熄灭酒精酒精喷灯灯,“,“四停四停”等到玻璃管冷却至室温等到玻璃管冷却至室温时再停再停止通一氧化碳止通一氧化碳;“;“五五处理理”处理尾气理尾气,防止防止COCO污染染环境。境。【拓展【拓展归纳】工工业炼铁与与实验室室“炼铁”的比的比较(1)(1)还原原剂不同。工不同。工业炼铁的原料有的原料有铁矿石、焦炭、石灰石和空气石、焦炭、石灰石和空气,焦焦炭和空气炭和空气发生一系列化学反生一系列化学反应,得到一氧化碳得到一氧化碳,同同时放出大量的放出大量的热,为反反应提供高温条件提供高温条件,而而实验室室“炼铁”采用直接通入采用直接通入还原原剂一氧化碳气体一氧化碳气体的方法。的方法。(2)(2)设备不同。工不同。工业炼铁使用高炉使用高炉,可可实现连续投料、投料、连续生生产,而而实验室室“炼铁”使用硬使用硬质玻璃管玻璃管,用酒精用酒精喷灯来灯来实现“高温高温”条件。条件。(3)(3)产物不同。工物不同。工业炼铁的的产物是含碳量物是含碳量较高的生高的生铁,实验室室“炼铁”能能得到得到较纯净的的铁。
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