专题四　金属（讲解部分）

1、.专 题 四金 属知识结构yì金属材料纯金属定义 合金是由两种或两种以上的金属 或金属与非金属 熔合而成的具有金属特性的物质ï合金ï特点 硬度大 耐腐蚀 机械强度大等常见合金 铁合金 生铁 钢 钛合金 黄铜等ïï验证方法ï金 ïï金属与氧气 酸的反应 金属与氧气越容易反响或与酸反响越剧烈 那么金属活动性越 强 金属与盐溶液的反应 金属与盐溶液能发生反应 那么该金属的活动性比盐中金属的活动性强在自然界的存在形式 以化合态形式存在的金属比以单质形式存在的金属活动性强性质 íìïì

2、 铝丝浸入硫酸铜溶液中的现象为 铝丝外表有红色固体析出，溶液由蓝色变为无色与 ïïï金 íïîï反响的化学方程式为 属 ï金属的性 ï金属与盐溶液反应 í铜丝浸入硝酸银溶液中的现象为 红色的铜外表附着一层银白色物质，溶液由无色íï矿 质和用途ïï物 ïïïî金属的活动性顺序ïïî变为蓝色 反响的化学方程式为 金属活动性逐渐减弱ïï铁的冶炼ïï &#

3、239;î原料 铁矿石 焦炭 石灰石 空气高温原理 利用一氧化碳把铁从铁矿石里复原出来 化学方程式为金属资源 íï ï îìï铁生锈的条件 与 氧气 和 水 同时接触防止金属锈蚀的措施 保持金属外表洁净 干燥 在金属外表涂一层保护膜 如涂油 刷漆 烤ï金属的锈蚀与防护 í蓝 电镀等 改变金属内部结构 如制成不锈钢等ï保护金属资源的途径 防止金属腐蚀 回收利用金属 有计划 合理地开采金属矿物 寻找金属代ï î用品等考点一 金属材料 金属材料的分类纯金属合金考点清单定因素考点二

4、金属的化学性质金属材料铁合金其他合金 金属活动性顺序 金属的物理性质在常温下 除汞呈 液 态 外 金 属 都 是 固 体 通 常 金 属 都 带 有 金属光泽 具有良好的导电性 导热性 延展性 机械强度大 大 多数金属为银白色 金为黄色 铜为紫红色 合金合金是由一种金属跟其他金属 或非金属 熔合而成的 具有金属特性的物质 合金是一种混合物合金的硬度一般大于组成它的纯金属 合金的熔点一般 低于组成 它 的 纯 金 属 合 金 的 抗 腐 蚀 性 一 般 强 于 组 成 它 的 纯金属常见的铁合金有钢和生铁 二者的主要区别是碳的含量 不同 金属的用途金属的用处主要 是 由 金 属 的 性 质 决

5、定 的 但 不 是 唯 一 的 决金属活动性逐渐减弱 金属活动性规律在金属活动性顺序里 金属位置 越 靠 前 其 金 属 活 动 性 就越强在金属活动性顺序里 位于氢前面的金属能置换出稀盐酸 稀硫酸中的氢 酸中的氢在金属活动性顺序里 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 除 外 如而 和 不反 应 因 为不溶于水 而 溶 于 水 一 种 金 属 假设 同 时 与 两 种 盐 溶 液 反 应 遵循 远间隔 先置换 的规律 如 粉加入 和的混合溶液中时 先置换出 后置换出很活泼的 金 属 如 与 盐 溶 液 混 合 先 与 盐 溶 液 中的水反响生成碱

6、 碱再与可发生反响的盐反应 假设生成的碱与盐不反应 那么得到碱和盐的混合液 不能置换出金属 金属铁与酸溶液或盐溶液发生置换反响都只能得到价的亚铁盐 不能得到 价的铁盐例 河南， 分 金属活动性顺序在工农业生产 和科学研究中有重要应用铝比较活泼 为什么铝制品却有很好的抗腐蚀性能 农业上不 能 用 铁 制 容 器 配 制 波 尔 多 液 含 硫 酸 铜 请用化学方程式解释探 究 实 验 分 别 将 不 同 量 的 锌 粉 加 入 一 定 量 的 混 合 溶 液 中 充 分 反 应 后 过 滤以下是不同情况下对固体或滤液成分的探究 假设向所得固体 上 滴 盐 酸 有 气 泡 产 生 那么 该 固 体

7、 含 有 的 金属为 猜想 滤液中溶质为 请分 析该猜测不合理的原因 解析 铝的活动性较强 常温下可与空气中的氧气发 生反应 在外表生成一层致密的氧化铝薄膜 阻止铝的进一步氧化 因此铝制品具有很好的抗腐蚀性能 波尔多液中含有硫 酸铜 铁会与硫酸铜发生置换反应 生成硫酸亚铁和铜 因 此 不 能用铁制容器配制波尔多液 将锌粉加入混合溶液中 因 为镁比锌活泼 因此硝酸镁不与锌发生反应 那么能与盐酸反响产 生气泡的物质一定是锌 此时混合溶液中的硝酸银 硝酸铜均已 反响完全 因此固体中含 有 的 金 属 是 锌 银 铜 三 种 根 据 远 间隔 先置换 原那么可知 锌 先 与 硝 酸 银 发 生 反 应

8、 当 滤 液 中 含 有 硝酸银时 一定也有硝酸铜 因此猜测不合理 答案 铝与氧 气 反 应 表 面 生 成 致 密 的 氧 化 铝 薄 膜 能阻止铝的进一步氧化或锌 铜 银滤液中有 时 一定也有 因为 先与 反响后与 反响 或滤液中无 时 也一定没有因为 与 反响生成 而 能与 反应考点三 金属资源 铁的冶炼实验原料 铁矿石 赤铁矿 磁铁矿 菱铁矿等 焦炭 石灰石ï空气ïïìï高温ïïïï高温例 山东滨州， 分 某化学兴趣小组利用下图 装置进展实验 探究工业炼铁的化学原理 试按要求填空硬质玻璃管中观察到

9、的现象是 写出一氧化碳和氧化铁反响的化学方程式 实验中首先通入一氧化碳的目的是 装置中导管末端加一点燃的酒精灯目 的 是 解析 氧化铁是红色粉末 和一氧化碳反响生成黑色高温的铁粉和二氧化碳 化学方程式为 采分要点 熟 记 一 氧 化 碳 还 原 氧 化 铁 的 步 骤、现 象 和 反 应的方程式是得分的关键。高温答案 红 色 粉 末 变 为 黑 色排尽硬质玻璃管中的空气 防止 和空气混合加热发 生爆炸把 燃烧掉 防止污染空气 铁的锈蚀条件及防锈的方法铁的锈蚀条件 铁与氧气和水同时接触ìïì铁制品隔绝空气 如 涂上一层保护膜íïï 刷油

10、漆 涂凡士林 烤蓝等î防锈的方法 í铁制品隔绝水 如 外表保持枯燥等ï改变铁制品的内部结构 制成合金 如 制不ï î锈钢等 有关含杂物质的计算化学方程式的计算根据是纯净物之间发生化学变化的质量 关系 因此 在进展含杂计算时 要先把含杂物质的质量换算成 纯洁物的质量 再 将 纯 净 物 的 质 量 代 入 化 学 方 程 式 中 计 算 纯 净物和含杂物质的换算公式纯洁物的质量 含杂物质的质量 纯洁物在含杂物质中的质量分数ï原理 íïï高温ïïï高温íî&#

11、239;现象 假设用氧化铁 那么红棕色粉末变成黑色 澄清石ï灰水变浑浊 尾气燃烧产生蓝色火焰ïï步骤 先通 后加热 反响完毕后 先停顿加热ï直到装置冷却后再停顿通ïï ïïî实验装置易混易错一、金属与酸、盐的反响规律及反响前后溶液质量的变化锌发生反应 因此滤液中一定含有硝酸锌 滤渣中一定不含金属 锌 根据 远间隔 先置换 规律可知 铁首先与硝酸银溶液发生反 应 与硝酸银反响完成后 假设铁粉有剩余 铁才与硝酸铜发 生 反 应 最终剩余物的成分与参加铁粉的量有关 详细分析如下铁粉的量 持续参加滤渣成分滤液成分

12、注意 的 金 属 活 动 性 很 强 不 能 与 盐 溶 液 发 生 置 换反应二、影响金属与酸反响速率的因素例 上海， 在 硝 酸 银 硝 酸 铜 的 混 合 溶 液 中 加 入 一 定 量 锌 粉 反 应 停 止 后 过 滤 滤 液 仍 为 蓝 色 有 关 判 断 正 确 的 是滤渣中一定有银 没有铜和锌 滤渣中一定有银和锌 可能有铜 滤液中一定有硝酸锌 硝酸铜 硝酸银 滤液中一定有硝酸锌 硝酸铜 可能有硝酸银 解析 锌粉加入 的混合溶液中 锌先 和 反应 再和 反应 反响后过滤 滤液仍为蓝色 说明滤液中含有 那么锌无剩余 滤渣中一定有 可能含 有 滤 液 中 一 定 有 可 能 含 有三

13、、金属与混合盐溶液反响后滤渣、滤液成分的判断将铁粉不断参加硝酸铜 硝酸银 硝酸锌的混合溶液 中 由 于锌比铁活泼 根据金属与盐溶液的反响规律可知 铁不与硝酸 答案 错因透视 不 能 根 据 滤 液 仍 为 蓝 色 判 断 出 反 应 的 情 况 而 错选。方法一 比较三种金属活动性的实验设计如验证 三种金属的活动性方法 活动性居中的金属取单质 如取 丝 而 两边的 金属取其溶液 如 溶 液 和 溶 液 然 后 将 丝 分 别伸入 两 溶 液 中 通 过 是 否 有 金 属 被 置 换 出 来 确 定 金 属 的 活 动 性 即 中间的金属 两端的溶液 的方法方法 金属活动性居中的金属取盐溶液

14、如取 溶液 而 两边的金属取其单质 如 片和 片 然后分别将 片和 片放入 溶液中 根据是否有红色 的 铜 被 置 换 出 来 确定金属的活动性 即 中间的溶液 两端的金属 的方法方法 先取 片 丝和稀盐酸验证 和 的 活 动 性顺序 然后再取 溶液 将 丝插入其中验证 和 的 活动性顺序 此法也可简称为 两单一液加一酸 即 先 取 相 近 两种金属的单质 再取另一 种 金 属 的 盐 溶 液 外 加 一 种 酸 稀 盐酸或稀硫酸 均 可 注 意 相 近 的 金 属 中 要 有 一 种 金 属 能 与 酸 反应例 山西， 分 探 究 三 种 金 属 的 活动性顺序 以下试剂的选择方案不可行的是

15、液不反应 因此可 行 项 在 三 种 金 属 中 均 加 入 等 量 稀 硫 酸铜外表没有气泡 镁 铁外表均有气泡 但是镁产生气泡的 速 率 快 因此可行 项 铁 与 铜 均 不 和 硫 酸 镁 溶 液 反 应 因 此 不 可行 项 与 溶液不反应 因此可行 答案 变式训练 河北， 分 以下验证 三种 金属活动性顺序的实验方案中 表示未进展金属与盐溶液之间的实验 不能到达实验目的的是金属 选项 盐溶液溶液溶液溶液 解析 项 锌能与硫酸亚铁溶液反应 铁能与硝酸银溶 液反应 能到达实验目的 项 铁不能与硫酸锌溶液反应 银不 能与硫酸亚铁溶液 反 应 能 达 到 实 验 目 的 项 通 过 实 验

16、能 证 明锌比铁 银活动性强 但无法验证铁和银的活动性强弱 不 能溶液稀硫酸到达实验目的 项 铁 不 能 与 硫 酸 锌 溶 液 反 应 铁 能 与 硝 酸 银溶液溶液溶液溶液反应 能到达实验目的解析项与溶 答案 方法二 “ 化繁为简 巧算混合物炼铁所用的原料和得到的产品均含有杂质 均属于混合物 而根据化学方程式 进 行 计 算 的 依 据 是 纯 净 物 之 间 的 质 量 关 系 故要进展混合物与纯洁物之间的换算 假如题目告诉了混合物 中主要成分的质量分数 即纯度 那么可应用以下公式进展变换纯洁物的质量 答案解 设 生铁中含 的质量为 纯度不纯物的质量 纯洁物的质量 不纯物的质量 纯度例

17、含氧化铁 的赤铁矿中最多可以炼出含铁 的生铁多少吨 保存到小数点后一位 解析 原 料 赤 铁 矿 混 合 物 氧 化 铁 纯 净 物 纯 度产品 生铁 混合物 纯铁 纯洁物 纯度 此题的量是原料 待求量是产品 根据化学方程式列式即可也可根据化学反 应 中 铁 元 素 的 质 量 守 恒 求 解 生 铁 中 的 铁生铁中铁的质量分数为答 生铁中铁的质量分数约为如下图 注意起点 折点及曲线走势元素的质量即为铁矿石中铁元素的质量 答案 赤铁矿中含氧化铁的质量为设 氧化铁理论上可以炼出铁的质量为 那么高温方法三 金属与酸反响的图像分析含铁 的生铁的质量为答 含 氧 化 铁 的 赤 铁 矿 中 最 多

18、可 以 炼 出 含 铁 的生铁变式训练 为了分析生铁中铁的含量 某学习小组进行了 实验探究 即取 生铁与 的盐酸反应 并绘制了参加盐酸质量与放出气体质量的关系图 见下图注 生铁中杂质不溶于水 不与盐酸 硫酸铜溶液反应铁完全反响用去盐酸的质量为 求该生铁中铁的质量分数小华另设计了一个实验方案 即用 生铁粉与 的硫酸铜溶液反响来分析生铁中铁的含量 请你画出加入硫酸铜 溶液质量与固体质量变化关系的曲线 金属活动性强弱的判断金属与一样浓度的酸反响时 金属活动性越强 那么在单位时 间内产生的 越多 速 率 越 大 即 曲 线 越 陡 斜 率 越 大 金属活动性越强 如图 中 三种金属活动性为 相对原子质量大小的比较 金属化合价一样等质量的金属产生的 越多 相对原子质量越小 最终生成气体的质量比较等质量金属与过量的酸反应 当金属在与酸 反 应 生 成 的 化 合 物 中 化 合 价 相 同 时 金 属的相 对 原 子 质 量 越 小 产 生 的 越 多 曲 线 的 拐 点 越 高 如 图当金属在与酸反响生成的化合物中化合价不同时化合价绝对值氢气的质量 金属质量金属的相对原子质量 解析 由 题 图 可 以 看 出 铁 完 全 反 应 用 去 盐 酸 由生铁中 的 铁 完 全 反 应 用 去 盐 酸 的 质 量 及 盐 酸 的 溶 质质量分数可求出生 铁 中 铁 的 质 量 进