2023年中考化学一轮复习第八单元金属和金属材料导学案

金属和金属材料导学案知识点1．金属材料的分类与发展金属材料包括纯金属及其合金，发展经历了：青铜器时代→铁器时代→铝的利用时代→钛合金时代。目前应用最多的三种金属材料依次为铁、铝和铜。2．金属的物理性质和决定物质用途的因素物理性质共性常温下，大多数都是固体，有金属光泽，具有优良的导电性、导热性和延展性特征颜色铁、铝等大多数金属为银白色，而铜呈紫红色，金呈黄色状态常温下，大多数金属为固体，而汞为液体决定物质用途的因素主要因素物质的性质其他因素价格、资源、是否美观、使用是否便利，以及废料是否易于回收和对环境的影响等合金概念在金属中加热熔合金属或非金属，制得具有金属特征的物质与纯金属性质比较合金比起组成它们的纯金属，其强度和硬度高，熔点低，抗腐蚀性能更好。所以日常生活中金属制品大多数是合金常见合金铁合金生铁：含碳量为_2%～4.3%钢：含碳量为_0.03%～2%铜合金青铜：铜锡合金黄铜：铜锌合金钛合金熔点高、密度小、可塑性好，抗腐蚀性强，钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料3．金属与氧气的反应金属反应条件反应的化学方程式结论镁常温镁铝比较活泼；铁铜次之；金最不活泼铝常温铁点燃铜加热金高温不反应4.金属与稀酸的反应金属现象反应的化学方程式结论稀盐酸和稀硫酸镁①剧烈反应，产生大量气泡；②溶液仍为无色这几种金属的活动性由强到弱为：镁锌铁铜锌①反应比较剧烈，产生较多气泡；②溶液仍为无色铁①反应缓慢，有气泡产生；②溶液由无色逐渐变为浅绿色铜无现象5.置换反应由一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应叫置换反应。6.金属与金属化合物溶液的反应实验实验现象反应的化学方程式结论铝丝浸入硫酸铜溶液中铝的表面覆盖一层红色物质，溶液由蓝色逐渐变为无色①三种金属的活动性顺序为：铝＞铜＞银；②活泼金属能把不活泼金属从其化合物溶液中置换出来铜丝浸入硝酸银溶液中铜的表面覆盖一层银白色物质，溶液由蓝色逐渐变为无色铜丝浸入硫酸铝溶液中无明显现象7.常见金属活动性顺序及其应用(1)金属活动性顺序：(2)意义：①金属的位置越靠前，它的活动性就越强。②位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢。③位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来。(K、Ca、Na除外)8．存在形式(1)少数以单质形式存在的很不活泼金属，如金、银等。(2)常见以化合物形式存在的金属矿石：金属矿石主要成分金属矿石主要成分赤铁矿铝土矿磁铁矿黄铜矿CuFeS2菱铁矿FeCO3辉铜矿Cu2S9.实验室“炼铁”实验步骤①检查装置气密性；②装入药品并固定；③点燃尾气处酒精灯；④向玻璃管中通入CO；⑤点燃酒精喷灯开始加热；⑥反应完成后熄灭酒精喷灯；⑦试管冷却后停止通入CO；⑧熄灭酒精灯现象①玻璃管里的粉末由红棕色变为黑色②澄清石灰水变浑浊化学方程式①②10.工业炼铁设备高炉原料铁矿石、焦炭、石灰石、空气原理在高温的条件下，用CO从铁的氧化物中把铁还原出来(不是置换反应)产品生铁(工业炼铁的产物是含碳量较高的生铁，而实验室“炼铁”能得到较纯净的黑色铁粉)11.炼铁中含杂质物质质量的计算(1)纯净物质量分数(又称纯度)＝eq\f(纯净物质量,混合物质量)×100%；(2)纯净物的质量＝混合物的质量×纯净物质量分数；(3)混合物的质量＝纯净物的质量÷纯净物质量分数。12．铁制品锈蚀(1)条件：与空气中的氧气和水接触。(2)主要成分：Fe2O3·xH2O，结构很疏松，不能阻碍里层的铁继续被锈蚀。13．防止铁生锈常采用的方法(1)干：保持铁制品表面的洁净和干燥。(2)膜：在铁制品表面覆盖保护膜。如在车、船的表面喷油漆，机械表面涂油，在杯子表面烧涂搪瓷等。(3)镀：在铁制品表面镀一层其他金属，如在钢铁表面镀锌、镀铬等。(4)烤：用化学方法使铁制品表面形成致密的氧化膜，如锯条上的烤蓝。(5)改：改善金属的结构，添加合金元素，如在铁制品中加入铬、镍制成不锈钢，可以增强耐腐蚀性能。14．金属资源保护(1)原因：①金属矿物的储量有限，而且不能再生。②废旧金属的随意丢弃会污染环境。(2)措施：①防止金属腐蚀。②回收利用废旧金属。③有计划、合理地开采矿物。④寻找金属的代用品。练习题选择题1．人类使用材料的不断发展是人类社会不断进步的标志。下列不同时代物品的制作材料不属于金属材料的是()A．古猿人用来分割兽肉的石斧B．商代使用的青铜方鼎C．铸造于后周的河北沧州铁狮子D．用于制人造卫星天线的形状记忆合金2．下列成都出土的文物中，不属于金属材料的是()3．下列关于合金的叙述正确的是()①合金中各元素以化合物的形式存在②合金中至少含有两种金属③合金一定是混合物④合金中至少含有一种金属⑤合金仍具有金属特性⑥Fe3O4是铁合金A．①②③B．②③④C．②③⑥D．③④⑤4．已知镁和铝的相对原子质量之比为8∶9。若镁和铝分别与足量盐酸反应，生成氢气的质量相等，则参加反应的镁和铝的质量比为()A．3∶2B．4∶3C．1∶1D．1∶25．下列化学反应中不属于置换反应的是()A．Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑B．CO＋CuOeq\o(=,\s\up7(△))Cu＋CO2C．Cl2＋2NaI=2NaCl＋I2↓D．Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu6．将铜丝插入下列溶液中，有明显现象的是()A．HCl溶液B．AgNO3溶液C．MgSO4溶液D．FeSO4溶液7．炼铁选用的铁矿石不仅要求含铁量高，而且要“有害元素”少。今有铁矿石：磁铁矿(Fe3O4)、赤铁矿(Fe2O3)、褐铁矿(2Fe2O3·3H2O)、菱铁矿(FeCO3)、黄铁矿(FeS2)，你认为最不适宜炼铁的矿石是()A．磁铁矿B．赤铁矿C．菱铁矿D．黄铁矿8．按如图装置进行实验，一周后发现铁钉锈蚀最严重的位置是()A．a处B．b处C．c处D．三处同样严重9．下列生活中常见物质的化学式书写正确的是（）A．冰： B．铁锈： C．黄铜：Cu D．食盐：10．用下列各组物质进行实验．能验证Mg、Ag、Cu三种金属活动性强弱的是（）A．Mg、Ag、Cu、稀硫酸 B．Mg、Ag、溶液C．Ag、Cu、溶液 D．Ag、溶液、溶液11.下列金属中，金属活动性最强的是()A.K B.Zn C.Cu D.Ag12.下列做法不能有效保护金属资源的是()A.防止金属腐蚀 B.寻找金属的代用品C.回收利用废旧金属 D.肆意开采金属矿物13.现有X、Y、Z三种金属，如果把Y和Z分别放入硝酸银溶液中，过一会儿，在Y表面有银析出，而Z没有变化；如果把X和Y分别放入稀硫酸中，X溶解并产生气泡，Y不反应。根据以上实验事实，判断这三种金属的活动性由强到弱的顺序为A.Z、Y、X B.X、Z、Y C.X、Y、Z D.Y、X、Z14.东汉时期的“马踏飞燕”堪称我国古代青铜器艺术中无与伦比的珍品。其制作材料属于()A.合成材料B.天然材料C.金属材料D.复合材料15.某品牌饼干的营养成分表中标有钠、钙、铁的含量，这里的“钠、钙、铁”指的是A.分子 B.原子 C.单质 D.元素填空题1．我国高铁行业迅猛发展。高铁(如图)被称为“一带一路”沿线20国青年最想带回家的“中国特产”之一。(1)下列高铁部件中属于金属材料的是____________。①高强度防风玻璃②不锈钢饮水台面③高纯度铜质导线④车内顶装饰锡纸(2)高铁电路采用铜制导线，利用了铜的______性和______性，属于______(选填“物理”或“化学”)性质。(3)银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银制？__________________。2．据图回答下列问题：(1)图1用铝材制成水壶，利用了铝的______性和______性，铝合金制作过程属于______(选填“化学”或“物理”)变化。(2)图2、图3是氧气顶吹炼钢的简易过程。①图2是将炼钢料加入到1250℃左右的“铁水”中。纯铁的熔点是1538℃，说明“铁水”是铁的合金，理由是_________________________________。②图3是吹入氧气的炼钢过程。得到的钢的含碳量______(选填“高于”或“低于”)“铁水”，写出吹入氧气的过程中所发生主要反应的化学方程式：__________________为维持炉内的高温，不能用空气代替氧气，因为空气中的氮气排出会____________。3．某化学活动小组探究金属与酸的反应规律。在室温条件下进行如图所示两组实验。已知：实验中镁条和铁片表面均被打磨洁净，且形状、大小相同；且所用稀硫酸均为等体积、等浓度。实验一：(1)若比较镁和铁的金属活动性，观察到的现象是_____________________________________，甲中反应的化学方程式为_____________________。(2)若比较相同时间内镁、铁与稀硫酸反应放出热量的多少，长颈漏斗中的现象是________________________________________________。(3)若实验所用的金属均过量，则甲装置中产生的H2的质量______(选填“大于”“小于”或“等于”)乙装置中产生的H2的质量。实验二：(4)注射器①中发生剧烈反应，注射器中的液体被压入小烧杯中，反应很快停止。出现这种现象的原因包括_________(填字母序号)。A．镁条与稀硫酸反应产生大量氢气B．注射器①内压强迅速增大C．压强差使液体流入烧杯中，使反应物分离(5)注射器②中可观察____________________________________________________________________。4．为了探究Fe、Cu、Ag的金属活动性强弱，某兴趣小组做了如下实验：(1)实验前需将金属丝打磨，目的是______________________________。(2)甲实验中发生反应的化学方程式为______________________________；乙实验中观察到的现象为____________________________________________________________。(3)通过甲、乙实验探究，可得出三种金属活动性由强到弱的顺序为_______________。若采用丙实验方案也可得出相同结论，则金属C是_________。5．曾在央视新闻联播亮相的非物质文化遗产—打铁花，是一种传统的民间焰火表演艺术。其原理是将生铁烧至熔化成为铁水，再将铁水在空中用力击打而形成四处飞溅的耀眼“铁花”。（1）生铁属于______（填“单质”或“合金”）。（2）烧铁水时，用鼓风机不断向燃着的焦炭中鼓入空气，其目的是______________________________。（3）打铁花在冬季表演更安全，因打开的铁花会迅速降温。这说明金属材料传导热的性能______（填“良好”或“不好”）。6．如下图，将金属X插入烧杯内的溶液中，观察到溶液颜色变蓝后取出X，向烧杯内再加入一定量锌粉，振荡后，溶液蓝色逐渐消失。（1）金属X是______。（2）加入锌粉，溶液蓝色消失的原因是__________________（用化学方程式表示）。（3）实验结束后，烧杯内的溶液中一定______（填“存在”或“不存在”）。7.利用如图实验探究金属的化学性质。（1）实验一：水的作用是______。实验中，观察到发出白光后铁丝并未燃烧，原因是______。（2）实验二：两个反应均生成了______（填物质名称）。比较铁和铝的金属活动性强弱，从试剂角度需考虑：①加入同样大小的铁片和铝片；②______。（3）实验三：反应的化学方程式为______。再补充一个实验可得出的金属活动性顺序。设计并进行实验，补全下表。实验步骤（可用图示）实验现象实验结论____________8.柠檬酸亚铁（FeC6H6O7）是一种易被吸收的补血剂。利用硫酸厂的废渣（主要含Fe2O3、Fe3O4，还有少量SiO2）制备柠檬酸亚铁，该工艺流程如图所示，回答下列问题：资料1：；资料2：SiO2不溶于水，也不与稀硫酸反应。（1）柠檬酸亚铁进入人体肠道后以_______（填阳离子符号）的形式被吸收，达到补血效果。（2）固体C的成分是_______。（3）步骤①②③④中涉及置换反应的是_______（填数字序号）。（4）步骤③中发生反应的化学方程式是_______。（5）“一系列操作”中，将柠檬酸亚铁晶体与溶液分离的操作是_______。9.活性氧化铜用于印刷电路板制造，由普通氧化铜制备活性氧化铜的工艺流程如下。回答下列问题（1）步骤①发生反应的化学方程式是________。（2）下列说法正确的是（填字母序号）A.过滤时用玻璃棒在漏斗中不断搅拌 B.步骤②溶液中的水参加了反应C.易溶于水 D.的俗名是纯碱（3）步骤②加入溶液时有气泡产生，原因是__________。（4）步骤③发生反应的反应类型是_______。10.某兴趣小组进行铁锈蚀的实验探究。【知识回顾】铁是一种化学性质较活泼的金属，常温下能与稀盐酸、氧气等物质反应。（1）铁与稀盐酸反应的化学方程式是________。（2）铁锈的颜色是_______。【买验探究】该小组利用如下装置对铁钉锈蚀的条件进行探究、一段时间后，在A和B中没有观察到明显现象，C和D中铁钉有锈蚀。（3）B中将蒸馏水煮沸的目的是________。（4）ABD对比，说明铁钉锈蚀需要物质是_____；C中的铁钉比D中的锈蚀更严重，原因是__________。【拓展探究】（5）为进一步探究铁钉锈蚀过程中气态物质的变化，该小组按示意图E所示装置完成以下实验。恒温下，向锥形瓶中加入少量稀盐酸，同时测量锥形瓶内气体压强随时间的变化，直至反应完全。①测量过程中要保待恒温，理由是________。②请在图F中绘制整个反应过程中锥形瓶内气体压强的变化趋势______。11.A~G是初中化学常见的物质，其相互反应及转化关系如下图所示（部分反应条件省略）。已知A是易与人体血红蛋白结合的有毒气体，B是赤铁矿的主要成分，C是相对分子质量最小的氧化物，F是最轻的气体。（1）G的化学式为_______。（2）反应③的实验现象为_______。（3）写出反应①的化学方程式_______。（4）写出反应②的化学方程式_______，其基本反应类型是_______。12.金属在生产和生活中应用极为广泛。（1）生铁和钢是两种含碳量______的铁合金（填“相同”或“不同”）。（2）下列生活用品利用金属良好导热性的是______（填序号）。a.镀铬水龙头b.铸铁暖气片c.包糖果的铝箔（3）焊接钢轨的反应原理是铝与氧化铁在高温条件下反应生成铁和氧化铝，该反应的化学方程式为______。13.已知H2与菱铁矿（主要成分FeCO3其他成分不参与反应）反应制成纳米铁粉。某小组进行探究并完成如下实验：查阅资料：①H2能与CuO反应生成H2O，H2O能使无水硫酸铜变蓝②CO2与无水硫酸铜不反应（1）某同学探究反应后气体成分，先将反应后气体通入无水硫酸铜，无水硫酸铜变蓝，证明气体中含有______，再通入足量的澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊，反应方程式为______。（2）对剩余气体成分进行以下猜想：猜想一：H2猜想二：______猜想三：CO和H2浓H2SO4的作用：______。甲中现象：______。乙中无水CuSO4变蓝丙中变浑浊猜想______正确（3）热处理后的纳米铁粉能够除去地下水中的磷元素，如图所示450℃或者550℃热处理纳米铁粉的除零率以及pH值如图所示，分析______℃时以及______（酸性或碱性）处理效果更好。14.某同学以金泥（含有Au、CuS、ZnS等）为原料制备（Au）和Cu的流程如图所示：琴琴同学查阅资料已知：①预处理的主要目的是将含硫化合物转化为氧化物。②热空气流充分加热的目的是将Cu、Zn转化为氧化物，并完全分离出ZnO烟尘。（1）“预处理”中会产生SO2，若SO2直接排放会导致______。（2）“过程Ⅱ”产生的固体a中，除CuO外一定还有的物质是______。（3）“过程Ⅲ”分离Au的操作是______，加入过量稀硫酸的目的是______。（4）“系列进程”中有一步是向滤液中加入过量铁粉，这一步生成气体的化学方程式为______，该反应属于______反应（填写基本反应类型）。（5）ZnO烟尘可用NaOH溶液吸收，该反应生成偏锌酸钠（Na2ZnO2）和H2O的化学方程式为______。15.定性实验和定量实验是化学中常见的两种实验方法。（1）铝和氧气生成致密的______。（2）打磨后的铝丝放入硫酸铜溶液中发生反应，出现的反应现象：______。（3）如图是探究白磷燃烧条件的图像：从图中得知白磷燃烧的条件是______。（4）某同学向相同体积的5%H2O2分别加入氧化铁和二氧化锰做催化剂，现象如下表：催化剂现象MnO2有大量气泡Fe2O3少量气泡根据气泡生成多少可以得到什么化学启示：______。（5）某同学在H2O2溶液中加入MnO2做催化剂时，反应生成气体的质量与时间的关系如图所示，求反应90s时消耗H2O2的质量。（写出计算过程）（三）、计算题1．某课外活动小组检测某钢铁厂生产的铁产品的质量。在实验室中称取铁屑样品10.0g放入烧杯中，加入一定量的稀硫酸，加热，使之充分反应(杂质不参加反应)，然后冷却、称量。反应后烧杯中物质的质量比反应前减少了0.34g。计算：(1)铁屑样品中杂质的含量；(2)生产100t这种铁，至少需要含氧化铁80%的赤铁矿的质量。四、答案选择题B11.【答案】A【解析】【详解】在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，它的活动性就越强，故四种金属中，活动性最强的是K。故选A。12.【答案】D【解析】【详解】A、防止金属腐蚀，可保护金属资源，该选项不符合题意；B、寻找金属的代用品，可保护金属资源，该选项不符合题意；C、回收利用废旧金属，可保护金属资源，该选项不符合题意；D、肆意开采金属矿物，不利于保护金属资源，该选项符合题意。故选D。13.【答案】C【解析】【详解】根据金属活动性的应用，在金属活动性顺序里，位于前面的金属能将后面的金属从盐溶液中置换出来，Y放入硝酸银溶液中，过一会儿，在Y表面有银析出，说明Y的活动性大于银；Z放入硝酸银溶液中，Z没有变化，说明银的活动性大Z，综合所述可知Y活动性大于Z；根据第二条应用可知，位于氢前的金属能将稀盐酸、稀硫酸中的氢置换出来，X和Y分别放入稀硫酸中，X溶解并产生气泡，Y不反应，说明X活动性大于氢，氢的活动性大于Y，故X的活动性大于Y；综合上述可可知，活动性顺序为X、Y、Z；故选C。14.【答案】C【解析】【详解】铸造马踏飞燕所用的是青铜，青铜由铜和锡熔合而成的合金，属于金属材料。故选C。15.【答案】D【解析】【详解】一般食品、液体或食物中的营养成分以元素名称的形式出现时，指的就是元素，而不是分子、原子或某种物质；因为含有这类元素的物质有很多，无法一一例举，因此在成分表中用元素含量来代表这些物质的多少。故选D。填空题(1)②③④(2)延展导电物理（3）银的价格高(1)导热延展物理（2）“铁水”的熔点低于纯铁的熔点低于带走热量（1）镁与稀硫酸反应产生气泡的速率比铁快（2）长颈漏斗内形成一段液柱，且高度甲大于乙（3）等于（4）ABC（5）铁片表面产生气泡，溶液由无色变为浅绿色，注射器中部分液体流入烧杯中（1）除去金属表面的氧化物和污物（2）铁丝的表面有一层红色物质，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色（3）Fe＞Cu＞Ag（4）Cu5.（1）合金（2）使焦炭燃烧更充分或使焦炭燃烧放出热量更多或使燃烧的温度更高，加快生铁的熔化或增大氧气含量等（其他合理答案均可）（3）良好6．（1）Cu或铜（2）（3）不存在7.【答案】（1）①.防止燃烧产物下落使集气瓶炸裂②.火柴燃烧消耗了较多的氧气，使氧气不足（2）①.氢气②.加入等体积等浓度的稀盐酸①.②.（或取少量硫酸亚铁溶液于试管中，伸入铜丝与溶液反应）③.无明显变化8.【答案】（1）Fe2+（2）SiO2、Fe（3）②（4）（5）过滤9.【答案】（1）CuO+2HCl=CuCl2+H2O（2）BD