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第五节 金属和金属材料,第一部分 身边的化学物质,要点1 金属和金属材料 1. 金属共同的物理性质：有 ，是 和 的良导体，有 性。 2. 合金：金属与金属或金属与非金属熔合的具有金属特性的 ( “纯净物”或“混合物”)。合金与组成它的纯金属性质相比，优点是：硬度 ；熔点 。 3. 金属之最：地壳中含量最多的金属元素是 ，人体中含量最多的金属元素是 ，目前世界年产量最大的金属是 ，导电、导热性最好的金属是 ，硬度最大的金属是 ，熔点最高的金属是 ，熔点最低的金属是 ，密度最大的金属是 ，密度最小的金属是 ，金属活动顺序表中最不活泼的金属是 。,金属光泽,电,热,延展,混合物,更高,更低,铝,钙,铁,银,铬,钨,汞,锇,锂,金,4. 铝制品具有良好的抗腐蚀性能的原因是 ，化学方程式为 。 5. 钛和钛合金：被认为是21世纪的重要金属材料，钛合金与人体有很好的“相容性”，因此可用来制造人造骨和人造关节以及人造齿根等。,表面生成了一层致密的氧化物薄膜，保护了内层的铝不被氧化,4Al3O2 2Al2O3,要点2 铁的冶炼、铁生锈及其防治,Fe2O3,Fe3O4,3,2Fe+3CO2,红,黑,4,3Fe+4CO2,高炉,氧气,水,Fe2O3,水,氧气,保持铁制品表面的干燥和洁净,涂植物油,涂油漆,1. 在通CO前，一定要 。 2. 在点燃酒精灯前，一定要 ，目的是 。 3. 本实验处理尾气的方法是 。,检验气体的纯度,先通一会儿CO，排干净玻璃管内的空气,防止发生爆炸,点燃或用小气球收集,4. 工业炼铁如图1-5-2。 (1)原料：铁矿石、焦炭、石灰 石和空气。 (2)反应原理(化学方程式)： 。 (3)石灰石的作用：与铁矿石的 SiO2反应形成炉渣(CaCO3 CaO+CO2，CaOSiO2 CaSiO3)。 (4)主要设备：高炉。,3COFe2O3 2Fe3CO2,要点3 金属的化学性质,FeSO4H2,MgCl2H2,FeSO4Cu,蓝,浅绿,Cu (NO3) 22Ag,H（或氢）,要点4 常见金属活动性顺序,金属活动性顺序的含义： 1. “越前越强”：金属的位置越靠前，其活动性就越 。 2. “氢前置氢”：位于氢前面的金属能置换出酸中的 。 3. “前置后”：位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。 注意：单质铁与稀盐酸、稀硫酸反应和铁与盐溶液反应时，都生成亚铁盐。,强,氢元素,要点5 金属资源的保护和利用 1铁的生锈和防护：铁生锈的实质是铁与氧气和水发生一系列复杂的变化，生成铁锈，铁锈的主要成分是 ，颜色暗红色，用稀盐酸或稀硫酸可除铁锈，写出其中一个化学方程式： 。防止铁生锈的原理是将铁与氧气或水隔绝。常用的方法有：保持表面的干燥和清洁;涂一层保护膜;改变铁的组织结构，制成合金。 2保护金属资源的主要途径有三： 、 、 。,Fe2O3xH2O,Fe2O3+6HCl 2FeCl3+3H2O,防止金属生锈,回收利用废旧金属,合理开采金属矿物,【本节重难点归纳】,注意:金属单质与足量的稀盐酸或稀硫酸反应时，生成氢气的质量只与金属的质量、金属的相对原子质量、金属的化合价有关系： 当金属的质量与化合价都相同时，金属与足量的酸完全反应生成的氢气的质量与金属的相对原子质量成反比。这样在求解类似问题时直接运用这个规律可以达到事半功倍的作用。,2. 铁的冶炼实验：,注意：此实验与CO还原CuO的实验相似，例如某学生改进一氧化碳和氧化铜反应的实验，如图1-5-4所示：,(1)实验过程中，可观察到玻璃管内黑色固体逐渐由黑色变为光亮的红色，该反应的化学方程式为CO+CuO Cu+CO2，说明CO有还原性。 (2)澄清的石灰水变浑浊，反应的化学方程式为CO2Ca (OH) 2 CaCO3H2O。 (3)因为CO有毒性，所以对澄清的石灰水处理后的气体重新点燃以防止CO扩散到空气中污染空气，进而也说明CO具有可燃性。,3. 铁在化合物中可表现出不同的化合价，一般规律是： (1)单质铁与酸、与盐溶液发生置换反应时，都生成亚铁盐； (2)在Fe3O4中，铁元素的化合价既有+2价，又有+3价，可以把Fe3O4表示成FeOFe2O3，但不能认为Fe3O4是混合物。因为它有固定的组成，属于化合物。 4. 金属单质与混合盐溶液发生反应的一般规律：金属单质总是先与含有活动性更不强的金属的那种盐先发生反应，直至反应完，然后再和另一种盐反应。例如：将铁投入到硝酸银和硝酸铜的混合溶液中，首先发生的化学反应是Fe+2AgNO3 2Ag+Fe (NO3) 2，接着发生的化学反应是Fe+Cu (NO3) 2 Cu+Fe (NO3) 2。,考点1 金属的性质 典例分析 【例1】（2015佛山）已知：2Al+Fe2O3 2Fe+ Al2O3；2Na+2H2O 2NaOH+H2。下表各选项中不能利用置换反应通过X得到Y的一组物质是（ ）,思路点拨 A铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，而不是氯化铁，故A不符合；B氧化铁和金属铝反应生成氧化铝和铁，发生铝热反应:2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3，属于置换反应，故B符合；CNa与水反应生成氢气与NaOH，属于置换反应，故C符合；DZn和稀盐酸反应生成ZnCl2和氢气，属于置换反应，故D符合。故选A。,答案 A,考题再现 . （2014梅州）下列说法正确的是 ( ) . 钢不属于合金 . 金刚石和石墨性质完全相同 . 铁在潮湿的空气中容易生锈 . 常温下，氧气与所有金属都能反应,C,2. （2015广州）下列有关铁的说法错误的是 ( ) A. 参考图1-5-5信息，铁的相 原子质量为26 B. 生铁和钢是常见的铁合金 C. 铁钉在潮湿的空气中容易生 锈，因此钢铁的使用要注意防锈 D. 用赤铁矿高炉炼铁的化学反应方程式是3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2,A,3. （揭阳）金属材料在人类活动中已得到越来越 广泛的应用。下列性质属于金属共性的是 ( ) . 硬度很大、熔点很高 . 是银白色的固体 . 易与酸反应产生氢气 . 能够导电、能够导热,D,4. (2014广州)已知镉(Cd)的金属活动性与铁、锌相近，镉 元素在化合物中常显+2价。 (1)细铁丝在氧气中点燃发生剧烈燃烧，化学方程式是 。 (2)将镉丝插入下列溶液有明显现象的是 (填序号)。 NaCl溶液 HCl溶液 AgNO3溶液 NaOH溶液 (3)镍镉电池应用广泛，为了防止污染环境，将废旧镍镉电池中的镉回收的一种方法如下： 步骤1：将废旧电池破碎成细颗粒后焙烧，将镉转化为氧化镉(CdO)； 步骤2：将含氧化镉的细颗粒和炭粉混合后，隔绝空气加热至1200 ，可得镉蒸气和一氧化碳。 步骤2中氧化镉变成镉的化学方程式是,3Fe+2O2 Fe3O4,CdO+C Cd+CO,。,考题预测 5夏天防雷电，远离金属。这是因为金属具有 ( ) A 导电性 B 导热性 C 延展性 D 光泽 6人体摄入过量的铝会对脑、肾等器官造成损害，世界卫 生组织将铝确定为食品污染物。但现实生活中，却“铝禁 不止”。下列关于铝的应用不科学的是 ( ) A 使用含铝膨松剂制作油条 B 使用铁锅代替铝制炊具 C 用纸盒代替铝制品易拉罐盛装饮料 D 用氢氧化镁代替氢氧化铝中和过多胃酸,A,A,7向一定量的AgNO3与Cu（NO3）2的混合溶液中加入一 定量的锌粉，充分反应后过滤。分析判断下列说法正确 的是 ( ) A 滤渣中一定有Zn，可能有Ag B 滤渣中一定有Cu、Ag，可能有Zn C 滤液中只有Zn（NO3）2 D 滤液中一定有Zn（NO3）2，可能有Cu（NO3）2,D,考点2 常见金属的活动性顺序 典例分析 【例2】（2015佛山）为了探究a、b、c三种金属活动性顺序，某同学设计了如图1-5-6所示的实验。实验结论正确的是（ ） Abac Babc Ccba Dcab,答案 B,思路点拨 将a、b中分别加入稀硫酸，a的表面有气泡冒出，b没有，说明活动性aHb；将b、c中分别加入硝酸银溶液，b的表面有银析出，c没有，说明活动性bAgc；所以三种金属活动性顺序abc。故选B。,考题再现 （2014广州）用置换反应验证铁的金属活动性比铜强， 下列各组药品能达到目的的是 ( ) A. Ag、FeSO4、CuSO4 B. Fe、Cu、H2SO4 C. Fe、Cu、ZnSO4 D. Fe、Cu、KOH,B,2(2014茂名)将等质量的A、B、C三种金属，同时分别放 入三份溶质质量分数相同且足量的稀盐酸中，反应生成 H2的质量与反应时间的关系如图1-5-7所示。根据图中提 供的信息，得出的结论正确的是（已知：A、B、C在生 成物中均为+2价） ( ) A. 放出H2的质量是ABC B. 金属活动性顺序ABC C. 相对原子质量是ABC D. 反应速率最大的是A,A,3. （2013广州）下列事实不能证明甲的金属活动性比乙强 的是 ( ) A. 自然界中甲元素只以化合物形式存在，乙元素有单 质形式存在 B. 甲能与盐酸反应而乙不能 C. 甲能从乙的盐溶液中置换出乙 D. 化合物中甲元素显+2价而乙元素显+3价,D,. （2015揭阳）在硫酸铜溶液中加入一定量的锌粉和铁粉 充分反应后，过滤可得到一些固体。向该固体中加入少 量稀硫酸，可观察到有气体产生。下列对该固体的叙述 正确的是 ( ) 一定有锌 一定有铁 一定有铜 可能有锌 可能有铁 可能有铜 A. B. C. D. ,B,5 （2015深圳）下列说法错误的是 ( ) A C可能是铜 B 将Fe放在B的盐溶液中可以置换出B C 四种金属的活动性顺序是：ABFeC D 钢和生铁都是铁合金,B,考题预测 6取等质量的甲、乙、丙三种金属，分别投入相同浓度 的盐酸中，只有甲有气泡产生；再取一小块乙投入丙 的硝酸盐溶液中，乙表面没有丙析出。则甲、乙、丙 三种金属的活动性顺序是 ( ) A. 甲乙丙 B. 甲丙乙 C. 丙乙甲 D. 乙丙甲 7下列事实不能用金属的活动性顺序加以解释的是( ) A 不能用铜与稀硫酸反应制取氢气 B 铁能置换出硫酸铜溶液中的铜 C 在化合物中，铁显+2、+3价，铜显+1、+2价 D 相同条件下，锌和铁与稀硫酸反应的剧烈程度,B,C,8把等质量的X、Y、Z、M四种金属分别加入到同体积、 同浓度的足量稀盐酸中。再把X加入到Z (NO3) 2溶液中， M加入到YNO3溶液中。反应关系如图1-5-9所示。据此判 断四种金属的活动性顺序为 ( ) AZXMY BXZMY CXZYM DYMZX,B,9现有甲、乙、丙三种金属，采用将其中的一种金属分别 放入另外两种金属的硫酸盐溶液中的方法进行实验，得 到三种金属间的转化关系（如图1-5-10所示），则三种 金属活动性由强到弱的顺序是 ( ) A 乙、甲、丙 B 乙、丙、甲 C 丙、甲、乙 D 丙、乙、甲,C,考点3 金属资源的保护和利用 典例分析 【例3】(2014广州)下列关于金属材料的说法中，不正确的是 ( ) A. 生铁、硬铝、焊锡都属于合金 B. 铜有良好的导电性，因而大量用于制作电线 C. 铝表面易生成致密氧化铝薄膜，因而具有良好的抗腐蚀性 D. 锈蚀后的铁制品没有回收价值,思路点拨 生铁、硬铝、焊锡都是我们生活中常见的物质，它们都属于合金，故A正确；铜是除银外最好的导电体，故B正确；铝表面在常温下就可以生成致密的氧化膜，从而阻止内部金属继续被氧化，具有很好的抗腐蚀性，故C正确；锈蚀后的铁仍然有回收价值，故D错误。故选D。,答案 D,考题再现 . （佛山）铁在潮湿的空气里会发生锈蚀，证明 氧气一定参加了反应必须要做的实验是 ( ) . . . . ,A,. （2013湛江）早在春秋战国时期，我国就开始生产和 使用铁器。下列说法正确的是 ( ) . 铁和铁合金都容易被腐蚀 . 高炉炼铁是利用还原剂在高温下把铁从铁矿石中还 原出来 . 配制波尔多液的原料的是硫酸铜溶液，可用铁桶 配制 . 铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成氧化铁,B,3（2015深圳）下列说法正确的是 ( ) A 铁钉很快生锈 B 能用来检测空气中O2的含量 C 白磷能燃烧 D 乙厂只排出Na2SO4,C,4. （2015茂名）金属材料在工农业生产、日常生活中有着 广泛应用。 （1）铁制品锈蚀的原因主要是铁与空气中的 和水 蒸气发生了化学反应。 （2）铝制品不易锈蚀的原因是铝与氧气作用，在表面形 成了致密的保护膜，这种保护膜的化学成分用化学式表 示为 。,氧气,Al2O3,（3）电池中含有铅、镍、镉、汞等金属，随意丢弃废旧 电池，会造成水体和土壤污染，威胁人类健康。回收废 旧电池的重要意义是 。 A节约金属资源 B增加金属产量 C减少环境污染 （4）对Al、Ag、Cu三种金属活动性顺序的探究，下列 所选试剂组不可行的是 ( ) Al、Ag、CuSO4溶液 Cu、Ag、Al2（SO4）3溶液 Cu、Al2（SO4）3溶液、AgNO3溶液,AC,考题预测 5材料是人类赖以生存发展的重要物质。下列材料分类 正确的是 ( ) A铝合金属于金属材料 B有机玻璃属于无机非金属材料 C塑料属于复合材料 D陶瓷属于合成材料,A,6某学习小组用相同的洁净无锈的铁钉对铁制品锈蚀的 条件进行探究，设计的实验如图1-5-12所示，一周后观 察，下列说法错误的是 ( ) A和中的铁钉无明显变化，中的铁钉明显生锈 B中加入的蒸馏水要事先煮沸，目的是除去水中溶 解的氧气 C中铁钉的甲、乙、丙三处，甲处锈蚀最严重 D探究发现铁生锈的主要条件是铁与空气和水（或水 蒸气）直接接触,C,. 看图1-5-13回答下列问题： （）上述金属制品，利用其导热性的是 （填序 号），图中用到的合成材料是 。,塑料,（）钢铁是常用的金属材料，写出工业上用赤铁矿 （主要成分是）炼铁的主要化学方程式： 。 （）铝制品比铁制品具有更好的抗腐蚀性能，是因为 铝表面生成一层 ，阻止铝进 一步被氧化。 （）铁质水龙头易生锈，写一条防止铁制品生锈的方 法： 。,致密的氧化物薄膜,在水龙头表面涂刷油漆,8新材料的研制和使用促进“中国制造”走向世界。用下列 对应序号填空。 金属材料 无机非金属材料 合成材料 复合材料 （1）钒钢用于制造高铁的铁轨，它属于 。 （2）特种陶瓷用于制作月球车中的超声电动机，它属 于 。 （3）国产大飞机的轮胎是用合金钢和橡胶等物质制成 的，它属于 。,9人类的生产和生活都离不开金属。 （1）生铁和钢中最主要的元素是 ；用铝壶烧水 主要利用铝具有良好的 性。 （2）铝制品有良好的抗腐蚀性，其原因是在空气中铝 的表面易形成致密的 。 （3）验证Zn、Cu、Ag的金属活动性顺序，可选择的试 剂是 （填字母序号）。 AZn、Ag、CuCl2溶液 BCu、Ag、ZnSO4溶液 CZn、Cu、AgNO3溶液 DZn、Cu、Ag、稀硫酸,铁,导热,氧化铝保护膜,A,
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