第二部分元素及其化合物专题四金属和金属材料.doc

让更多的孩子得到更好的教育第二部分元素及其化合物专题四金属和金属材料4 中考考点聚焦一、金属材料1.金属材料：包括纯金属（90多种）、合金（几千种）（1）金属之最铝：地壳中含量最多的金属元素钙：人体中中含量最多的金属元素铁：目前世界年产量最多的金属（铁铝铜）银：导电、导热性最好的金属（银铜金铝）锇：密度最大的金属锂：密度最小的金属铬：硬度最大的金属钨：熔点最高的金属汞：熔点最低的金属（2）合金：由一种金属跟其他一种或几种金属（金属与非金属）一起熔合而成的具有金属特性的物质。一般合金的熔点比各成分低，硬度比各成分大，抗腐蚀性能更好。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等。二、 常见金属活动性顺序K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au金属活动性由强逐渐减弱在常见金属活动性顺序里：金属的位置越靠前，它的活泼性就越强；排在氢前边金属才能置换出酸里的氢。酸是指盐酸和稀硫酸等非氧化性酸，而浓硫酸、硝酸，不溶性酸、极弱的酸除外。排在前边金属才能把位于它后面的金属从它们的盐溶液中置换出（除钾、钙、钠、钡，因钾、钙、钠、钡与某些盐溶液反应时，是先与水反应生成碱和氢气，然后碱继续和盐溶液发生复分解反应，但没有金属生成；盐必须溶于水）。三、金属的性质1.物理性质常温下一般为固体（汞为液体，有金属光泽）。大多数呈银白色（铜为紫红色，金为黄色）有良好的导热性、导电性、延展性。2.化学性质（1）大多数的金属能与氧气发生反应（2）金属 + 酸盐 + 氢气（3）金属 + 盐另一种金属 + 另一种盐注意：对此两类置换反应能否发生，要根据金属活动性顺序判断；但在应用时还应注意：铁与非氧化性酸或盐溶液发生置换反应时呈现+2价。铜与盐溶液发生置换反应时呈现+2价。四、金属资源的保护和利用1.铁的冶炼在自然界中没有单质铁存在，要想得到单质铁只能通过铁矿石冶炼。自然界中常见的含铁矿石有磁铁矿（Fe3O4），赤铁矿（Fe2O3），黄铁矿（FeS2），菱铁矿（FeCO3）等，它们是炼铁的主要原料。在初中阶段，我们只研究磁铁矿和赤铁矿的冶炼。磁铁矿和赤铁矿所含的主要成分都是铁的氧化物，可以利用还原剂将它们变成单质铁。反应原理为3COFe2O32Fe3CO2但在实际生产过程中，把铁矿石炼成铁是一个复杂的过程。工业上炼铁的主要原料有铁矿石、焦炭、石灰石和空气；炼铁的主要设备是高炉，冶炼过程如下：（1）在高温下，焦炭跟氧气反应生成二氧化碳；C + O2 CO2 （主要提供热量）（2）二氧化碳被焦炭还原成一氧化碳CO2 + C 2CO （得到还原剂）（3）一氧化碳再跟铁矿石中的氧化物反应，生成铁。3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2（得到生铁）为了确保CO只与Fe2O3反应，还需将矿石中含的杂质SiO2除去石灰石高温分解成氧化钙，CaCO3CaOCO2，氧化钙再与二氧化硅反应，CaOSiO2CaSiO3（硅酸钙），硅酸钙作为炉渣会从铁水中分离出来，从而达到除去二氧化硅的目的。2.炼铁和炼钢的区别炼铁炼钢原料铁矿石、焦炭、石灰石、空气生铁、废钢原理Fe2O33CO 高温2Fe3CO2用氧气或铁的氧化物除去生铁中多余的碳元素主要设备高炉转炉、平炉、电炉产品生铁钢炼铁是把铁从矿石中还原出来，而炼钢是把生铁中的碳含量降下来。注意：生铁和钢都是铁的合金，都是不纯的物质，尤其不能把钢看作纯净物3.钢铁的生锈和防锈（1）钢铁的生锈，实际上是铁跟空气中的氧气、水等物质发生一系列的化学反应，生成铁锈。铁锈是一种复杂的铁的氧化物的水合物，可用Fe2O3xH2O表示铜生铜绿的条件：铜与O2、H2O、 CO2接触生成铜绿（Cu2(OH)2CO3）又名铜锈。（2）防止钢铁制品生锈措施保持铁制品表面的洁净和干燥在铁制品表面覆盖保护层。如在铁制品表面涂油、刷漆、电镀、烤蓝、喷塑或烧制搪瓷等。制成合金4.金属资源的保护和利用（1）防止金属腐蚀（2）回收利用废旧的金属（3）合理地开采矿物（4）开发新材料替代金属意义：不仅可以节约金属资源，还可以减少对环境的污染4 中考名题精析例1某同学晚上帮妈妈做饭，切完青菜就将菜刀放在砧板上，第二天早晨发现菜刀生锈了。试问：（1）菜刀上是否发生了化学反应？（2）菜刀为什么会生锈？（3）为了防止这把菜刀生锈，该同学应该怎么做？答案（1）菜刀生锈，生成了与铁不同的物质，即生成了新物质，发生了化学反应。（2）用菜刀切青菜，刀上必沾水，放在砧板上又与空气中的氧气接触，满足了铁锈蚀的条件，所以生锈。（3）为防止菜刀生锈，可将菜刀洗净擦干，放在干燥处即可。或再涂上一层食用油，起到隔绝空气的作用。点拨：防锈的方法和措施有多种，但我们应考虑到该同学是在家里，因而要防止菜刀生锈，只需用日常常用且简便易行的防锈方法即可。例2我国古代将炉甘石（ZnCO3）、赤铜（Cu2O）和木炭粉混合后加热到约800，得到一种外观似金子的锌和铜的合金，试写出反应的化学方程式。（提示：ZnCO3加热可分解为ZnO）解析分析题目，原料是ZnCO3、Cu2O和C而产物是Zn和Cu，而且其中C是一种还原性物质，所以这是一道利用还原剂从氧化物中冶炼金属的题目。所以先找Zn和Cu的氧化物根据提示：ZnCO3800ZnOCO2所以可以用C分别还原ZnO和Cu2O。答案反应的化学方程式如下：2ZnO + C8002Zn + CO22Cu2O + C8004Cu + CO2例3（08黄石）某化学兴趣小组对课本介绍的三种金属Mg、Ti（钛）、Cu的金属活动性进行探究。提出假设：a：Ti金属活动性比Mg强，b：Mg金属活动性比Ti强。查阅资料：在相同条件下，金属与酸反应，产生气泡的速度越快，则该金属活动性越强。实验设计：同温下，取质量相同的这三种金属薄片，分别投入等体积等浓度的足量的稀盐酸中反应，观察现象。请回答：（1）三种金属加入盐酸前都先用砂纸将表面擦光亮，其目的是（ ）A.除去氧化膜，利于直接反应B.使表面不平整，易反应C.使表面光亮，易观察现象D.使反应金属温度相同，易反应（2）填写下表中的有关现象和结论：TiMgCu与盐酸反的应现象放出气泡速度缓慢放出气泡速度快_结论原假设中_不正确（填“a”、“b”、“ab”），理由_ ；三种金属的金属活动性顺序为_。解析 金属活动性的证明方法很多，如与氧气反应的条件，能否与酸或盐的溶液发生置换反应等。此题是用能否与酸发生置换反应来证明金属活动性，在相同条件下，金属与酸反应，产生气泡的速度越快，则该金属活动性越强。与酸不反应，则该金属活动性较弱。答案（1）A ；(2)不产生气泡；a；MgTiCu例4如图所示，在等臂杠杆两端各系一个等质量、等体积的铁球，调平后将球分别浸在等质量、等质量分数的稀硫酸和硫酸铜溶液中，过一段时间后（忽略球体体积的变化），杠杆将会（ ）A.右端上翘B.左端上翘C.保持平衡D.无法判断解析这是一道化学知识与物理中杠杆平衡原理、物质的密度、液体浮力原理等结合的综合型试题，解答时要首先分清左、右两端发生的化学反应。左端：Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2，右端：Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu，很容易得出，左端铁溶解，质量减少。但是，H2SO4溶液变为FeSO4溶液，其质量增加，所以溶液的密度增大（忽略体积的变化），铁球所受浮力变大；而右端由于生成的铜附着在铁球上，使铁球质量增加，而溶液的密度减小。所以铁球所受浮力减小。综上所述，观察到现象应是左端上翘。答案 应选B4 中考攻略精练1下列变化中，属于物理变化的是 （ ）A.钢铁生锈 B.食物腐败 C.铜丝弯曲 D.白磷自燃2联合国卫生组织经过考察和研究，认为我国使用的铁锅是有益于人类健康的理想炊具，并向世界推广，其主要原因是 （ ）A.价格便宜B.铁锅含有碳元素C.烹调的食物中留有人体需要的铁元素 D.传热慢，保温性能好3下列物品或装饰品，不易受酸雨腐蚀的是（ ）A.大理石华表 B.铝合金窗框 C.铸铁栏杆 D.塑料制品4“垃圾”是放错了位置的资源，应该分类回收。生活中放弃的铁锅、铝质易拉罐、铜导线等可以归一类加以回收，它们属于 （ ）A.单质 B.金属或合金 C.氧化物 D.矿物5不锈钢是一种合金钢，有耐腐蚀的重要特性，被广泛应用于医疗器械、炊具、装饰材料等。不锈钢中添加的主要合金元素是 （ ）A.硅 B.铬和镍 C.锰 D.钨6下列叙述属于铁的化学性质的是 （ ）A.铁有良好的延展性B.纯净的铁是光亮的银白色金属C.铁在潮湿的空气中容易生锈D.铁容易传热导电7将铁片分别放入下列溶液中充分反应，反应后能使铁片质量增重的物质是 （ ）A.H2SO4 B.FeSO4 C.HCl D.CuSO48有X、Y、R三种金属，将X和Y浸入盐酸中，Y溶解X不溶解，将X放入RSO4的溶液中，X表面有R析出，则三种金属活动性顺序 （ ）A.YXR B. XYR C.RYX D.RXY9不法分子常用“假金元宝”（铜锌合金）蒙骗人们，下列鉴别方法中错误的是 （ ）A.加盐酸 B.测密度 C.加硝酸银溶液 D.看颜色10.常见四种金属：铝、铜、铁、锌，它们具有的相同的化学性质是 （ ）A.良好的延展性B.在一定条件下跟氧气反应C.良好的导电性D.都能跟盐酸反应11.用某金属颗粒与足量的稀盐酸反应，如生成氢气的质量（以纵坐标表示，单位：g）与所用金属的质量（以横坐标表示，单位：g）之间的关系如图，该金属颗粒可能是 （ ）0123456x（g）0.10.2y（g）A.纯净的锌B.含铜的锌C.含有不与酸反应的杂质的铁D.含有不与酸反应的杂质的锌12.下列有关金属的说法错误的是 （ ）A.铜的导电性在金属中仅次于银B.钢的含碳量高于生铁的含碳量C.锌、铝表面都有一层致密的氧化薄膜D.人体中含量最高的金属元素是钙13.下列化学方程式书写正确的是 （ ）A.2Fe + 6HCl 2FeCl3 + 3H2B.Cu + AgNO3 CuNO3 + Ag C.Fe + CuSO4 FeSO4 + CuD.4Fe + 3O2点燃2Fe2O314.在日常生活中的金属炊具和医院中的金属医疗器械的主要成份是 （ ）A.白铜合金 B.武德合金C.不锈钢 D.青铜15.收藏家收藏清末铝制品，至今保存十分完好，该艺术品不易锈蚀的主要原因是 （ ）A.铝易发生化学反应B.铝不易发生化学反应C.铝易氧化，其表面氧化膜具有保护内部作用 D.铝很难与酸发生反应16.将30g某合金粉末与足量的稀硫酸发生反应，生成1g氢气，这种合金的成分可能组成是A.镁和铁 B.铁和锌 （ ）C.铝和镁 D.锌和铜17. 公元2世纪，我国古代炼丹家魏伯阳著有周易参同契，这是世界上现存最早的一部炼丹专著，书中描写到：“金入于猛火，色不夺精光”。这句话是指黄金的性质在强热条件下A.易氧化 B.易还原 （ ）C.很稳定 D.很活泼18.新买的铝锅、铝壶用来烧开水，凡是水浸到的地方都会变黑，这现象说明该水中含有 （ ）A.钾元素 B.钠元素 C.钙元素 D.铁元素19.下列关于“合金”的叙述合金中至少含有两种金属；合金中元素以化合态的形式存在；合金中一定含有金属；合金一定为混合物；合金依然具有金属特性，其中正确的是 （ ）A. B. C. D.20.为适应火车提速，沪宁线上原有的短轨全部连接成超常轨，在连接过程中，工程技术人员点燃铝热剂（铝粉和氧化镁的混合物）能释放出大量的热量，生成熔融状态的铁可用来连接铁轨，反应的化学方程式为：Fe2O3+2Al高温Al2O3+2Fe其中还原剂是 （ ）A.Fe2O3 B.Al C.Al2O3 D.Fe21.工业生产中常将两种金属放在一个容器中加热使之熔合，冷凝后得到具有金属特性的熔合物合金，试根据下表所列金属的熔点和沸点的数据（其他条件均已满足），判断不能制得的合金是 （ ）金属NaKAlCuFe熔点（）97.863.666010831535沸点（）883774220025952750A.钾-钠合金 B.钾-铁合金 C.钠-铝合金 D.铁-铜合金22.如下图实验，放置12周时间后，装置中能出现的现象是 （ ） A.铁丝不变化 B.试管中的液面不变化C.铁丝逐渐消失 D.试管中的液面上升23.还原性铁粉可以在实验室用CO还原Fe2O3粉末来制取，进行该实验，加热前先_，以确保实验的安全。实验所产生的尾气处理方法是_，其目的是_ _。24.在铁和氧化铜的混合物中加入硫酸，发现铁有剩余，过滤出的残渣一定是_（填“纯净物”或“混合物”），残渣中一定含有的是 _，可能含有的是_，滤液 中的溶质为_。25.据报道：2005年12月石景山区为部分居民更换了旧自来水铁质管道，基本解决了管内生锈、饮用水含铁量超标的问题。请回答：（1）下列与铁质管道生锈有关的物质是_（填代号）。水 氧气 氮气（2）防止铁制品生锈的一种方法是_。（3）某课外小组截取一段旧铁质管道作样品，按如图所示进行实验。已知B是气体，丙为化合物，则溶液A中的溶质是_，溶液E中的溶质是_，样品与丙反应的化学方程式为_。26.蛋糕等食品包装中的除氧剂是一种黑色粉末状的固体，失效后带有红褐色。某化学课外兴趣小组为了探究其主要成份，将一包未变质的除氧剂分成两份：一份加入稀盐酸中，发现大量气泡产生；另一份加入到氯化铜溶液中，一段时间后溶液颜色变淡绿色，固体逐渐变红。请回答：(1)该除氧剂的主要成份是 ； (2)为了验证上述推断是否正确,可以用到一种物理方法,即 ；m27.08汕头把相同体积、相同质量分数的稀盐酸，分别滴到等质量、颗粒大小相同的X、Y、Z三种较活泼金属中，生成H2的质量与反应时间的关系如下图所示。这三种金属的活动性顺序为 ；假如X、Y、Z都是+2价金属，则相对原子质量由大到小的顺序为 。28.工业上以大理石和赤铁矿为主要原料可以制取B和G，其转化关系如下图所示，已知D、G的主要成分为单质。试回答下列问题：A高温BCD高温EFG高温写出工业制取的两种物质的化学式：B 、G 。写出下列反应的化学方程式：反应： ；反应： ；检验气体C： 。29.颗粒大小达到纳米级的单质铁具有很强的反应活性，俗称“纳米铁”。在高温条件下，用H2与FeCl2反应，可生成“纳米铁”和一种溶于水显强酸性的气体，写出该反应的化学方程式 。“纳米铁”在空气中受撞击时会燃烧，其反应与铁在纯氧中燃烧相同，写出该反应的化学方程式 。请你预测“纳米铁”的其它化学性质，用化学反应方程式表示 。30.日常生活中，用于铁栏杆外层涂料的“银粉”是_的粉末；家用热水瓶内胆上的银白色金属是_；体温计中填充的金属是_；包装糖果、香烟的银白色金属材料是_。31.（08徐州）某课外活动小组从实验废液中回收银，再检验所得银粉样品中是否含有铁粉：（1）甲同学用简单的物理方法迅速证明了样品中含有铁粉。他的方法是：_。（2）乙同学很快拟定了进一步测定样品中银的质量分数的实验步骤：A.取两药匙样品，加入过量稀硫酸； B.待充分反应后，取出不溶物；C.不溶物经洗涤、干燥后称量，记下其质量。步骤B中如何判断已充分反应？_。步骤B中主要操作的名称是_，需要用到的仪器和用品有铁架台（带铁圈）、烧杯、_、_、_。根据乙同学的设计进行实验_达到目的（填“能”或“不能”），说明理由_。32.将炉甘石（ZnCO3）、赤铜矿（Cu2O）和过量的炭混合后，加热至800左右，即得金光闪闪的“假黄金”。有同学对“假黄金”的组成进行了以下探究。查阅资料高温时炭可将金属活动顺序表中铝以后的金属氧化物还原成金属单质；ZnCO3高温可分解成金属氧化物。提出问题“假黄金”的化学组成可能是什么？猜想甲同学对该“假黄金”的组成