2019-2020年沪教版《第五章第一节　金属与金属矿物》名师导航.doc

2019-2020年沪教版第五章第一节金属与金属矿物名师导航知识梳理一、常见金属的物理性质1.日常生活中，我们常见的金属如：_、_（写元素名称），它们共同的物理性质是具有_性，_性，_性和具有_。答案:铜 铁 导电 导热延展金属光泽2.常温下，_是液体，_是熔点最高的金属，通常用_做电缆线。白炽灯泡用的灯丝是用钨制备的；日光灯内则充入了低压汞蒸气。答案:汞钨铝二、常见金属的化学性质1.铝在常温下与空气中的_反应，生成_；铁在空气中_，生成_色_固体，俗称_；铜在空气中加热，由 色变成_色固体。答案:氧气氧化铝保护膜生锈红褐粉末状铁红紫红黑2.完成下列方程式：（1）_Fe_O2_（2）H2SO4_=FeSO4_（3）_Al_=AlCl3_（4）_Cu_CuO_叫做置换反应，上述反应属于置换反应的是_（填序号）。答案:（1）3Fe2O2Fe3O4 （2）H2SO4Fe=FeSO4H2 （3）2Al6HCl2AlCl33H2 （4）2CuO22CuO 一种单质和一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物(2)(3)3.金属锌常见的化合价为2，铁可与CuSO4发生置换反应，试根据上述信息完成下列方程式：（1）_Zn_H2SO4=_现象：_（2）CuSO4 Fe_ _ 现象：_答案:(1)11ZnSO4H2有气体生成（2）Fe3O4Cu有红色金属生成三、常见的金属矿物含铁的矿石有_、_、_等；含铜的矿石有、_、_；铝主要来源于_，用_可以冶炼金属单质。答案:磁铁矿菱铁矿赤铁矿孔雀石辉铜矿黄铜矿铝土矿氧化铝疑难突破1.Al、Fe可以与稀H2SO4反应，而Cu能与稀H2SO4反应吗？ 剖析：很多金属都能与稀H2SO4、稀盐酸反应生成氢气，如Mg、Fe、Al、Zn等，这些金属是性质活泼的金属单质；也有很多金属不与稀H2SO4、稀盐酸反应生成氢气，如：Cu、Ag、Hg、Pt（铂）、Au（金）等。2.Al在常温下，即可与O2反应生成Al2O3，而Fe在纯氧中才能燃烧，常温下在干燥的空气中不反应，加热可生成Fe3O4，为什么在潮湿的空气中却能够被完全腐蚀，生成铁锈呢？ 剖析：铝在常温下，生成Al2O3，Al2O3结构很致密，是一层保护膜，阻碍了空气中氧气进一步与内部金属铝的反应；铁在常温下不与氧气反应，在潮湿空气中，可与氧气反应，生成铁锈，但铁锈结构很疏松，不能阻碍外界空气继续与氧气反应，所以最终可完全被腐蚀生成铁锈。问题探究问题1: 你能否由以下内容归纳出金的物理性质？资料：黄金在地球上分布较广，但稀少，自然界常以游离态存在，绝大部分金是从岩脉金和冲积金矿中提取的，素有“沙里淘金”之说。 金单质是金黄色金属，熔点为1 064.43 ，沸点为3 080 ，密度为19.3103 kgm-3，有光泽，质软，延展性大，能拉成510-4gm-1的丝，碾成110-5mm厚的半透明箔片。导电性仅次于银、铜，列第三位，是化学性质稳定的金属之一，在空气中不被氧化，亦不变暗，古人云“真金不怕火炼”。黄金是一种贵重金属，黄金饰品中的假货常常鱼目混珠，单纯从颜色外形看与黄金无多大差异，因为一些不法分子选择的是黄铜(铜锌合金，金黄色)假冒黄金进行诈骗活动。探究：金的物理性质是：金单质是金黄色金属，熔点为1 064.43 ，沸点为3 080 ，密度为19.3103 kgm-3，有光泽，质软，延展性大，能拉成510-4 gm-1的丝，碾成110-5mm厚的半透明箔片。导电性仅次于银、铜，列第三位。问题2: 有一天，小刚回家后，母亲高兴地告诉他：“我在一个小贩那儿买了一只便宜的金戒指，小刚做了一下实验，发现它是黄铜（锌铜混合物）做成的。你知道小刚是怎么做的实验吗？探究：可以测定该金属的密度，然后与黄金的密度进行比较。方法是：用托盘天平测出戒指的质量。把戒指放入一盛满水的烧杯中，把溢出的水收集起来，用量筒量出液体的体积，即为该戒指的体积。然后计算出该金属的密度。可以把金属戒指投入稀硫酸（或盐酸）中，观察是否反应，黄金与稀酸不反应，而金属锌铜混合物中的金属锌与稀酸反应，产生气泡。典题精讲例1:你认为下面说法哪一种是错误的，并举例说明。(1)有单质和化合物参加的反应一定是置换反应。(2)有单质和化合物生成的反应一定是置换反应。(3)有单质和化合物参加并有单质和化合物生成的反应一定是置换反应。（4）一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，这种反应才是置换反应。解答：前三种是错的，只有第四种正确。(1)有单质和化合物参加的反应不一定就是置换反应，例如：2COO22CO2(2)有单质和化合物生成的反应也不一定就是置换反应，例如：2KClO3MnO22KCl3O2(3)有单质和化合物参加并有单质和化合物生成的反应也不一定是置换反应。例如黑火药的爆炸反应：2KNO33CSK2S3CO2N2 例2: 根据你的生活经验和下表提供的信息，分析并完成下列问题。物理性质物理性质比较导电性（以银的导电性为100）银铜金铝铝优1009974617.9良密度（gcm-3）金铅铜铝大19.311.38.922.70小熔点铁铜金银铅高1.53510831064962660低硬度（以金刚石的硬度为10作标准）铬铁铜金铅大9452.532.5-31.5小(1)为什么菜刀、锤子等通常用铁制而不用铅制？(2)银的导电性比铜好，金的导电性比铝强，为什么导线一般用铜、铝而不用银、金？远距离输电多用铝而少用铜？解答：(1)制作菜刀、锤子所用的金属硬度要大，铁比铅的硬度大。且制造菜刀，应该选择无毒的金属，这是首先要考虑的。故菜刀、锤子等通常用铁制而不用铅制。(2)银的导电性比铜好，金的导电性比铝强，但它们的导电性相差不大而价格却差距太大。且金属导线对金属的需求量很大，银、金储量较少，因此不能大量使用金银。虽然铝的导电性比铜、银差，但铝的密度只有铜的三分之一，同时铜的价格也高于铝，故我们在远距离输电时多用铝而少用铜。知识导学物理性质取决于物质的结构。金属通常是固体，但不是所有的金属都是固体。金属通常很活泼，容易与空气中的氧气、酸和某些盐反应，生成氧化物和其他化合物。如金属铁在潮湿的空气中容易被腐蚀，生成铁锈；金属铜容易产生铜绿等。金属通常很活泼，但有的金属性质很稳定，一般不与物质反应。置换反应的根本特征：单质化合物=化合物单质金属常见化合价有：1、2、3。常见1价金属有：Na、K、Ag等；2价金属有：Cu2、Fe2、Zn2等；3价金属如Al3、Fe3等。疑难导析要说明同是金属单质，活泼性差别如何，金属在空气中被氧化的情况如何，金属单质的活泼性强弱决定了金属的性质，而金属的活泼性又取决于金属元素的原子结构。要说明有些金属能够形成一层致密的氧化膜，能够有效保护自身，如Al、Mg等。能否有效保护金属不被继续腐蚀，关键取决于形成的氧化膜的结构是疏松还是致密。要强调有些金属虽然能够形成氧化膜，但氧化膜很疏松，不能起到有效保护作用，如铁锈等；但铁如果在高温下形成Fe3O4保护膜，却能够起到很好的保护作用。问题导思物理性质应该包括物质的颜色、状态、气味、密度、熔点、沸点、硬度、溶解性等。我们应该从上述材料中提取相关信息。颜色：金单质是金黄色金属，描述的是金单质的颜色。密度：材料中直接给出密度为19.3103 kgm-3。熔点：材料中直接给出熔点为1 064.43 。沸点：材料中直接给出沸点为3 080 。硬度：材料中所说的质软描述的是金的硬度。延展性：材料中所说的延展性大，直接给出能拉成510-4 gm-1的丝，碾成110-5 mm厚的半透明箔片，描述的是金的延展性。导电性：材料中所说的导电性仅次于银、铜，列第三位，描述的是金的导电性。“假黄金”与“真黄金”的本质区别在于化学性质。“假黄金”的化学性质活泼，“真黄金”则性质很稳定，一般不与物质反应。对于金属锌铜混合物，外观上类似于黄金，但密度比黄金的小，可以溶解于稀硫酸但黄金不能。可以依据上述性质，鉴别金属锌铜混合物还是黄金。除了以上鉴别方法外，还可以采用灼烧的方法。俗话说“真金不怕火炼”，“假黄金”灼烧时会与空气中的氧气反应，生成金属氧化物，颜色发生较大变化；而“真黄金”则不与空气中氧起反应，颜色不变。绿色通道 紧紧抓住置换反应的根本特征：单质化合物=化合物单质；进行反应类型的判断。可见，置换反应的特征是：不仅是单质和化合物反应生成单质和化合物，且反应物、生成物中的单质和化合物都必须各是一种。典题变式 下列反应中,属于置换反应的是( )A.BaCl2Na2SO4BaSO42NaClB.COCuOCuCO2C.Cu(NO3)2=Cu(NO3)2HgD.2Al3H2SO4Al2(SO4)33H2答案:CD绿色通道 区别物质的金属性和非金属性要学会运用比较分析，寻找异同的方法。金属和非金属性质的主要区别在于金属易失去电子成为阳离子，而非金属易得到电子成为阴离子。在日常生活中，金属的物理性质决定了金属的用途。了解金属的熔点、硬度、密度、导电能力等对于判断或选择物质的用途是必需的。在选择使用的金属时，还必须考虑金属的价格、储量等多种要素。综合考虑选择金属。典题变式 下列性质中，属于金属物理性质的是（ ）导电性熔点低延展性有光泽不易导电导热性A. B.C. D.答案:B典题变式 下列性质中，不属于金属物理性质的是（ ）A.导电性 B.导热性C.有光泽 D.延展性答案:C附送：2019-2020年沪教版第五章第三节金属的防护和回收名师导航知识梳理一、钢铁的锈蚀及防护使钢铁发生腐蚀的主要因素有_、_、_、_、_。铝在空气中与_反应，生成一层_而_的膜覆盖在铝表面，防止铝继续同_反应，从而达到“_”的作用，也可采用“_”，采用特殊方法在铝的表面形成加厚的氧化铝保护层，我们通常采用_、_、_、_等形式防止钢铁制品生锈。答案:空气（氧气）水钢铁的纯度环境温度酸碱度氧气致密结实氧气自我保护电化铝保持铁制品表面的洁净和干燥喷漆烧搪瓷镀一层金属二、废金属的回收利用废金属主要是指冶金工业、金属加工业和日常生活中丢弃的金属_、_、_、_等，废金属不但造成_，还会形成_ 、_等对环境造成污染。目前，全球钢产量的_和铜产量的_是通过对废金属冶炼完成的。答案:碎屑碎块锈蚀报废的金属物品资源浪费镉汞45%40%疑难突破 从公元1世纪起，铁便成了我国主要的金属，历史上遗留下来的铜制品比比皆是，但铁制文物却很少，中国古代采用铜制成大量铜钱用于流通，却不用铁来铸币，试分析原因。 剖析：能够留下的古代艺术品多为金、银、铜制金属制品，因为它们活跃性差，不易被腐蚀。所以古代铸造钱币多用铜、银和金，而铁易于被腐蚀，虽然应用广泛，但却难以长期保存。问题探究 问题1: 小强家的电线晚上出了问题，一处铜线和铝线的接头处“长满了灰色、绿色的粉末”。只有铝铜接头处易生锈吗？不同金属的接头处都易于生锈吗？ 探究：小强找来了铜丝、铝丝、铁丝和锌条， 将四种不同金属两两相连，同种金属与同种金属间也相连，共组合成10组导线接头。把它们共同放置在室外某处，经过一段时间的风吹雨淋之后，再观察它们生锈的情况。 几个月后出现的现象应分别是：不同种金属的接口处锈蚀比较严重。 问题2:小林同学发现铜制眼镜框表面出现了绿色物质，通过化学学习知道该物质为铜锈，俗称“铜绿”，主要成分是Cu2(OH)2CO3。小林想知道铜在什么条件下锈蚀的?对此进行了探究。 探究：借鉴“铁钉锈蚀条件的探究”实验，小林设计了“铜片锈蚀条件的探究”实验（如图5-3）：图5-3(1)实验较长时间后，发现B试管中的光亮铜片最先生锈。(2)C试管中除光亮铜片、蒸馏水外，还有的另外一种物质为CO2(或O2)。(3)D试管中除光亮铜片外，还有的另外两种物质为CO2和O2；从D试管的实验中，获得的结论是水是铜生锈的必要条件之一(或缺少水这个条件，铜不能生锈)。综合铜锈Cu2(OH)2CO3的组成元素与空气的成分等因素，铜生锈可能与水、氧气和二氧化碳等物质有关；由铁锈蚀条件的实验类推出与H2O、O2、CO2接触最充分的Cu片最易生锈。典题精讲 例1:下列关于金属资源的说法中，不正确的是（ ）A.自然界中除少数不活泼的金属如金银等以单质形式存在外，其余都以化合物形式存在B.自然界中的金属资源是取之不尽的C.防治金属锈蚀、回收利用废旧金属可以保护金属资源和环境D.合理开发矿物、寻找金属代用品是保护金属资源的有效用途思路解析 金、银等金属的活动性极弱，在常温或高温时不与氧气反应，它们以单质形式存在于地壳中，故A项正确。矿物的贮存有限，而且不能再生，故B项错误。防止金属腐蚀可以保护金属。废旧电池中含有汞等重金属，如果将废旧电池任意丢弃，汞等重金属渗出会造成地下水和土壤的污染，威胁人类健康。如果将汞等重金属回收利用，不仅可以节约金属资源，还可以减少对环境的污染，故C项正确。随着科学技术的发展，新材料层出不穷，如用塑料袋来代替钢等，可以减少金属的使用，故D项正确。答案:B 例2: (xx安徽中考)芜湖铁画是中国工艺美术百花园中的一支其葩，至今已有三百多年的历史。下列关于铁画生锈与防护的叙述不正确的是( )A.生锈时主要生成四氧化三铁B.悬挂于干燥的环境中C.经常清扫表面的灰尘可以防锈D.表面涂漆可以防止生锈思路解析 铁锈的主要成分是氧化铁而不是四氧化三铁，故选项A不正确。答案:A知识导学 钢铁防腐的主要措施，是防止空气中氧气和水蒸气对钢铁同时作用。所以关键是如何隔绝空气和如何隔绝水分。 废弃金属中含有丰富的金属元素，是富集的金属宝藏。废弃金属造成资源的严重浪费，并会污染水源和土壤。回收废弃金属，并对废弃金属加以利用，变废为宝，是合理利用资源、保护环境的有力措施。疑难导析 要从文物或钱币对材料金属的要求分析。 首先应该考虑不易腐蚀。 然后是该金属稀有、贵重。 如：货币天然是金、银，就是由于金、银的含量少且性质稳定，不易被腐蚀。问题导思 在该题目中，通过对题目阅读，可筛选出有关提示信息即：“不同金属的接口处，易于生锈。”据此进行对比实验设计：让不同种金属相连接，同种金属相连接，必需设计放置在相同的条件下，比较现象的不同，从而验证假设中的相关结论。本题的关键是“设置在相同条件下不同组合产生的现象不同。” 设计实验时应该构造不同金属组合和“处于相同条件下”这一关键字眼。然后比较证明上述结论。 本题的关键是设置不同的情景，探究能够引起铜生锈的外界因素。设置对比实验组，在相同时间内观察各对比实验组的现象，得到相应的结论。 是否存在氧气和水，是普通金属能否锈蚀的关键。围绕金属锈蚀的两个基本要素：氧气和水。设置实验时一定要注意隔绝氧气（可采用植物油油封、蒸馏水去氧、密封隔绝空气、涂上油膜等方式），然后设置一组既有水分又有氧气的实验条件。对于铜而言，生锈的关键要素是水、二氧化碳和氧气。所以在进行实验设置时，考虑这三种要素是关键。如果缺乏任何一种要素，生锈是很困难的。故我们围绕这三种要素进行组合实验条件，进行对比实验组的设置。 设计铜片锈蚀条件的探究性实验，应做以下对比实验：Cu片接触Cu片只接触Cu片只接触Cu片只接触 一段时间后，观察装置中铜片的情况，从而得出铜锈蚀的条件。典题导考 保护金属资源的有效途径，是依据金属活动顺序表，依据金属性质的活泼性不同，采取合适的保护措施，并且金属资源非常有限，让我们认识到保护金属资源的重要性，并结合废旧金属的回收，对大家进行环保意识教育。典题变式 下列环境中的金属最容易生锈的是（ ）A.干燥的空气中B.浸没在水中C.干燥不透气的土壤中 D.潮湿的酸性土壤中答案:D典题变式（经典回放）取一团光亮无锈的铁丝绒，放入一支洁净试管的底部，将试管倒放在一个盛有水的烧杯里。数天后，能观察到的现象是_。答案:铁丝绒表面生成一层红褐色的铁锈，试管内水面上升黑色陷阱 把四氧化三铁当作氧化铁，是最常见的错误。由于初中学习铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，很多同学误以为四氧化三铁就是氧化铁，把铁的氧化物全部等同于四氧化三铁。这是错误的。典题变式要使三氧化二铁和四氧化三铁含有相同质量的铁元素，则三氧化二铁和四氧化三铁的质量比是（ ）A.32 B.11C.3029 D.2942答案:C