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文档简介
金属及金属的化学性质(基础)
【学习目标】
1.知道常见金属的物理性质、特性及其应用;知道生铁和钢等重要合金。
铁、铝等常见金属与氧气的反应;掌握常见金属与盐酸、稀硫酸的置换反应,以及与化合物
的溶液的反应。
3.掌握金属的活动性顺序;能用金属的活动性顺序对有关的置换反应进行简单的判断。
【要点梳理】
要点一、金属材料
金属材料包括纯金属和它们的合金。
1.几种常见的金属
(1)常见的重要金属:铁铝铜锌钛锡金银等。
(2)金属有许多共同的性质,如:①金属光泽;②良好导电性、导热性;③良好的延性、
展性;④韧性好、能弯曲。
2.常见金属的特性
(1)颜色:大多为银白色,铜呈紫红色、金呈黄色;
(2)状态:常温下大多为固体,汞为液体;
(3g/cm3g/cm3;
(4);
(5)熔点差别大:铝为3410℃,锡仅为232-C;
(6)硬度差别大:格为9,铅仅为1.50
3.一些金属物理性质的比较
物理性质物理性质比较
导电杜(以掇的导也银铜金铝锌铁铅
7.9(走)'
性为100作标准)(优)1009974612717
金铅银铜铁锌铝
密度/(g,cnT')2.70(小)'
(大)19.311.310.58.927.867.14
鸨铁铜金银铝锡
博点
(高)3410153510831064962660232(低)
段度(以金刚石的辂铁银铜金铝铅
1.5(小)”
硬度为10作标;隹)(大)94-52.5-42.5~32.5~32-2.9
4.合金知识
(1)合金:是由两种或两种以上的金属(或金属和非金属)熔合而成的具有金属特性的物
质。合金是混合物,合金中至少含有一种金属,
(2)生铁(含碳量为2%~4.3%)和钢(含碳量为0.03%~2%)都是铁合金。因含碳量不同
合金的性能不同,含碳量越大,硬度越大;含碳量越低,韧性越好。
(3)黄铜、青铜、焊锡、硬铝、18K黄金、18K白金、钛合金等也是常见的合金。
(4)合金的性能与组成合金的各成分的性能不同。合金的硬度比组成它们的纯金属的硬度
大,合金的熔点比组成它们的纯金属的熔点低。
【要点诠释】
1.金属的用途要从不同金属的各自不同的性质以及价格、资源、美观、便利、回收等各方面
考虑。如银的导电性比铜好,但电线一般用铜制而不用银制。因为铜的密度比银的密度小,
价格比银低很多,资源比银丰富得多。
2.合金的硬度、强度、抗腐蚀性等一般都好于组成它们的纯金属。
要点二、金属活动性顺序(高清课堂《金属的化学性质》三)
常见金属的活动性顺序如下:
KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu
金属活动性由强到弱>
【要点诠释】
1.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。
2.在金属活动性顺序里,位于氢前面金属可以置换出盐酸、稀硫酸中的氢。且金属的位置越
靠前,它与酸反应的速率就越大。
3.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化合物的溶液里置换出
来(K、Ca、Na除外)。
要点三、置换反应
置换反应是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。如:
Mg+2HCI=MgCI2+H2t
Fe+H2SO4=FeSO4+H?t
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NOs)2
【要点诠释】
1.置换反应可以表示为:A+BC=AC+B
2.置换反应的特征:单质+化合物二单质+化合物
(1)反应物一定是单质与化合物;
(2)生成物一定是单质与化合物。
要点四、金属的化学性质(高清课堂《金属的化学性质》)
1.金属与氧气的反应
铁铝镁
在氧气中,点燃,剧烈燃烧,火在空气中,常温下,铝表面在空气中,点燃,剧烈
反应现象星四射,放出大量的热,生成黑变暗(生成一层致密氧化膜)燃烧,发出耀眼白光,
色固体生成白色固体
化学方程式3Fe+2O壁=FeO2Mg+O2应邀=2MgO
2344AI+3O2=2AbO3
反应特征都是氧化反应,生成金属氧化物,且都属于化合反应
【要点诠释】
(1)钾钙钠镁铝锌等金属在常温下都能与空气中的氧气发生反应,其中铝锌在其表面形成
一层致密的氧化膜,阻止氧化反应的继续进行。
(2)铁、铜在潮湿的空气中,常温下能够发生缓慢氧化一一生锈。铁生锈的条件是:铁与
水、空气中的氧气共同作用;铜比铁难生锈,生锈的条件是:铜与水、空气中的氧气、二氧
化碳共同作用。
(3)镁在空气中可以点燃,剧烈燃烧;铁丝在空气中不燃烧,在纯氧中可以燃烧;铜在空
气、氧气中都不燃烧,但可以与氧气发生氧化反应生成氧化铜;真金不怕火炼,金在高温下
也不与氧气反应。
2.金属与酸的反应
铁丝铝丝铜丝
铁丝表面产生少量气泡,溶液由无铝丝表面产生大量气泡,溶液颜色没没有明显现
稀盐酸
反应色变成浅绿色有变化象(不反应)
现象铁丝表面产生少量气泡,溶液由无铝丝表面产生大量气泡,溶液颜色没没有明显现
稀硫酸
色变成浅绿色有变化象(不反应)
化学稀盐酸Fe+2HCl=FeCl2+H2t2A1+6HC1=2A1C13+3H2]
方程
稀硫酸Fe+H2so产FeSOu+H2T2A1+3H2so产A12(SO03+3H2T
式
①上述方程式的特点是一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质与另一种化合物,属于
置换反应类型
②根据铜与酸不反应,铁反应较不剧烈,而铝反应现象最剧烈,可初步推断,三种金属的活
讨论
动性由强到弱依次是:Al>Fe>Cu
③Fe与酸反应,生成的是氯化亚铁(FeCk)、硫酸亚铁(FeSOJ,而不是氯化铁(FeCL)、
硫酸铁(FeXSOR)
【要点诠释】
(1)参加反应的金属必须是排在金属活动性顺序氢前面的金属。
(2)酸不能为强氧化性酸:如浓硫酸、硝酸。
(3)金属与酸发生反应后,溶液的质量均增加。
(4)金属与酸反应都产生气泡,但快慢有别;都放出热量,但有多有少;溶液的颜色大多
不发生变化(铁除外)。
3.金属与某些化合物的溶液反应
铁丝浸入硫酸铜溶液铝丝浸入硫酸亚铁溶液铜丝浸入硫酸铝溶液
反应铁丝表面有光亮的红色物质析出,铝丝表面有黑色物质析出,溶液由没有明显现象(不反
现象溶液由蓝色变成浅绿色浅绿色变成无色应)
化学方
Fe+CuSOi=FeSOi+Cu2Al+3FeS0.i=Al(S0i)+3Fe
程式23
1上述方程式的特点是一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质与另一种化合物,属于
置换反应类型
比2由铝能置换出铁,铁能置换出铜,可推断三种金属的活动性由强到弱依次是:Al>Fe>Cu
③铜不能与硫酸铝溶液反应,是因为铜的金属活动性比铝弱
“重点诠释】
(1)只有较活泼的金属才能把不太活泼的金属从它的化合物溶液里置换出来。
(2)被置换的金属化合物必须溶于水。
(3)铁与酸或金属化合物发生置换反应时生成的铁的化合物中铁均显+2价。
(4)参加反应的金属不能为钾钙钠。如把钠放入CuSOi溶液中,发生的反应不是
2Na+CuS0>=Na2S04+Cu,而是2Na+2H20=2Na0H+H2f,2Na0H+CuS0i=Cu(OH)21+Na2S0.0
【典型例题】
类型一、考查金属材料及其应用
C1.灯泡里的灯丝用鸨制而不用锡制,主要原因是()
A.铐的导电性好B.铛的熔点高C.鸨的硬度大D.铐的密度大
【思路点拨】金属的用途取决于金属的性质,但还要考虑其可行性。
【答案】B
【解析】作为灯泡中的灯丝要具有耐高温的优良性能,因为灯丝在通电时会产生热量,如果
灯丝的熔点低,则灯丝很容易熔断。鸨和锡都能导电,但鸨的熔点较高。
【总结升华】物质的性质在很大程度上决定了物质的用途。但同时还需考虑如价格、资源以
及废料是否易于回收等其他因素。而物质的用途反映了它具有的性质。
举一反三:
【变式】下列应用在高铁列车上的材料,不属于金属材料的是()
A.不锈钢B.玻璃C.铝合金D.铜线
【答案】B
类型二、考查金属的化学性质
W2.下列关于金属与氧气反应的观点中正确的是()
A.细铁丝在空气中不能燃烧,是因为温度没有达到它的着火点
B.锌在空气中能与氧气发生化学反应,其化学方程式为:Zn+O2=ZnO2
C.根据各种金属与氧气反应的难易程度,可以初步比较一些金属的化学活泼性
D.金属与氧气发生化学反应时,都需要在点燃或加热的条件下才能发生
【思路点拨】知道不同金属在空气和氧气中的反应情况和现象。
【答案】C
【解析】细铁丝在空气中不能燃烧,但在纯氧中能燃烧,对比实验条件可知空气中铁不能燃
烧的原因是氧气的浓度不够(空气中氧气的体积分数约为21%)0锌与氧气反应生成氧化锌,
锌是+2价,氧是-2价,因此氧化锌的化学式为ZnO。镁、铝等金属与氧气在常温下就能发
生反应,如铝制品、镁条放在空气中表面就能生成一层致密的氧化膜,而这也体现了金属的
化学活泼性的差异。
【总结升华】铝锌在空气中其表面形成一层致密的氧化膜,阻止氧化反应的继续进行;铁、
铜在潮湿的空气中,常温下能够发生缓慢氧化一一生锈;镁在空气中可以点燃,剧烈燃烧;
铁丝在空气中不燃烧,在纯氧中可以燃烧;铜在空气、氧气中都不燃烧,但可以与氧气发生
氧化反应生成氧化铜;真金不怕火炼,金在高温下也不与氧气反应。
W3.下列物质能由金属和酸反应得到的是()
A.CuChB.AgCIC.AICI3D.FeCI3
【答案】C
【解析】根据金属活动性顺序,CusAg都位于H的后面不能和酸反应;而Fe、A1位于H的
前面可以和盐酸、稀硫酸反应,生成相应的盐。但Fe与盐酸反应生成FeCk,而不是FeCL;
而A1和盐酸反应生成A1CU故选Co
【总结升华】铁与盐酸、稀硫酸、某些盐溶液反应生成+2价的铁的化合物,即生成的是氯
化亚铁(FeCl。、硫酸亚铁(FeSO.),而不是生成FeCLFe^SO*。
C4.(2015•湖南中考)下列金属制品中最不容易被酸雨腐蚀的是()
A.镀锌水管B.铜制器皿C.铁制栏杆D.铝合金门窗
【思路点拨】酸雨的溶液中含有氢离子,在金属活动性顺序表中位于氢后面的金属,不与酸
反应,位于氢前的,都能与酸反应,据此分析。
【答案】B
【解析】
A、锌位于氢前,与酸反应,故选项错误;
B、铜位于氢的后面,不与酸反应,故选项正确;
C、铁位于氢前,与酸反应,故选项错误;
D、铝位于氢前,与酸反应,故选项错误;
故选B。
【总结升华】本题以酸雨为载体,考查了金属的活动性顺序,明确金属的性质及金属的活动
性顺序是解题的关键“
举一反三:
【变式1】下列有关铁及其化合物的说法中错误的是()
A.生铁和钢都是铁的合金
B.铁在潮湿的空气中容易生锈
C.地壳中含量最多的金属元素是铁元素
【).一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁
【答案】C
【解析】地壳中含量最多的金属元素是铝元素
【变式2](2014•广东中考)人们习惯上把金、银、铜、铁、锡五种金属统称“五金",其
中金属活动性最强的是()
A.金B.铜C.铁D.锡
【答案】C
【变式3】下列物质中,不能与氯化铜溶液发生置换反应的是()
A.镁B.锌C.铁D.银
【答案】D
【解析】在金属活动性顺序里,镁、锌、铁排在铜的前面,银排在铜的后面,因此银不能与
氯化铜发生置换反应。
金属及金属的化学性质(提高)
【学习目标】
1.知道常见金属的物理性质、特性及其应用;知道生铁和钢等重要合金。
铁、铝等常见金属与氧气的反应;掌握常见金属与盐酸、稀硫酸的置换反应,以及与化合物
的溶液的反应。
3.掌握金属的活动性顺序;能用金属的活动性顺序对有关的置换反应进行简单的判断。
【要点梳理】
要点一、金属材料
金属材料包括纯金属和它们的合金。
1.几种常见的金属
(1)常见的重要金属:铁铝铜锌钛锡金银等。
(2)金属有许多共同的性质,如:①金属光泽;②良好导电性、导热性;③良好的延性、
展性;④韧性好、能弯曲。
2.常见金属的特性
(1)颜色:大多为银白色,铜呈紫红色、金呈黄色;
(2)状态:常温下大多为固体,汞为液体;
(3g/cm3g/cm3;
(4);
(5)熔点差别大:鸨为3410℃,锡仅为232-C;
(6)硬度差别大:格为9,铅仅为1.50
3.一些金属物理性质的比较
物理性质物理性质比较
导电杜(以掇的导也银铜金铝锌铁铅
7.9(走)'
性为100作标准)(优)1009974612717
金铅银铜铁锌铝
密度/(g,cnT')2.70(小)'
(大)19.311.310.58.927.867.14
鸨铁铜金银铝锡
博点
(高)3410153510831064962660232(低)
段度(以金刚石的辂铁银铜金铝铅
1.5(小)”
硬度为10作标;隹)(大)94-52.5-42.5~32.5~32-2.9
4.合金知识
(1)合金:是由两种或两种以上的金属(或金属和非金属)熔合而成的具有金属特性的物
质。合金是混合物,合金中至少含有一种金属,
(2)生铁(含碳量为2%~4.3%)和钢(含碳量为0.03%~2%)都是铁合金。因含碳量不同
合金的性能不同,含碳量越大,硬度越大;含碳量越低,韧性越好。
(3)黄铜、青铜、焊锡、硬铝、18K黄金、18K白金、钛合金等也是常见的合金。
(4)合金的性能与组成合金的各成分的性能不同。合金的硬度比组成它们的纯金属的硬度
大,合金的熔点比组成它们的纯金属的熔点低。
【要点诠释】
1.金属的用途要从不同金属的各自不同的性质以及价格、资源、美观、便利、回收等各方面
考虑。如银的导电性比铜好,但电线一般用铜制而不用银制。因为铜的密度比银的密度小,
价格比银低很多,资源比银丰富得多。
2.合金的硬度、强度、抗腐蚀性等一般都好于组成它们的纯金属。
要点二、金属活动性顺序(高清课堂《金属的化学性质》三)
常见金属的活动性顺序如下:
KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu
金属活动性由强到弱>
【要点诠释】
1.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。
2.在金属活动性顺序里,位于氢前面金属可以置换出盐酸、稀硫酸中的氢。且金属的位置越
靠前,它与酸反应的速率就越大。
3.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化合物的溶液里置换出
来(K、Ca、Na除外)。
要点三、置换反应
置换反应是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。如:
Mg+2HCI=MgCI2+H2t
Fe+H2SO4=FeSO4+H?t
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NOs)2
【要点诠释】
1.置换反应可以表示为:A+BC=AC+B
2.置换反应的特征:单质+化合物二单质+化合物
(1)反应物一定是单质与化合物;
(2)生成物一定是单质与化合物。
要点四、金属的化学性质(高清课堂《金属的化学性质》)
1.金属与氧气的反应
铁铝镁
在氧气中,点燃,剧烈燃烧,火在空气中,常温下,铝表面在空气中,点燃,剧烈
反应现象星四射,放出大量的热,生成黑变暗(生成一层致密氧化膜)燃烧,发出耀眼白光,
色固体生成白色固体
化学方程式3Fe+2O壁=FeO2Mg+O2应邀=2MgO
2344AI+3O2=2AbO3
反应特征都是氧化反应,生成金属氧化物,且都属于化合反应
【要点诠释】
(1)钾钙钠镁铝锌等金属在常温下都能与空气中的氧气发生反应,其中铝锌在其表面形成
一层致密的氧化膜,阻止氧化反应的继续进行。
(2)铁、铜在潮湿的空气中,常温下能够发生缓慢氧化一一生锈。铁生锈的条件是:铁与
水、空气中的氧气共同作用;铜比铁难生锈,生锈的条件是:铜与水、空气中的氧气、二氧
化碳共同作用。
(3)镁在空气中可以点燃,剧烈燃烧;铁丝在空气中不燃烧,在纯氧中可以燃烧;铜在空
气、氧气中都不燃烧,但可以与氧气发生氧化反应生成氧化铜;真金不怕火炼,金在高温下
也不与氧气反应。
2.金属与酸的反应
铁丝铝丝铜丝
铁丝表面产生少量气泡,溶液由无铝丝表面产生大量气泡,溶液颜色没没有明显现
稀盐酸
反应色变成浅绿色有变化象(不反应)
现象铁丝表面产生少量气泡,溶液由无铝丝表面产生大量气泡,溶液颜色没没有明显现
稀硫酸
色变成浅绿色有变化象(不反应)
化学稀盐酸Fe+2HCl=FeCl2+H2t2A1+6HC1=2A1C13+3H2]
方程
稀硫酸Fe+H2so产FeSOu+H2T2A1+3H2so产A12(SO03+3H2T
式
①上述方程式的特点是一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质与另一种化合物,属于
置换反应类型
②根据铜与酸不反应,铁反应较不剧烈,而铝反应现象最剧烈,可初步推断,三种金属的活
讨论
动性由强到弱依次是:Al>Fe>Cu
③Fe与酸反应,生成的是氯化亚铁(FeCk)、硫酸亚铁(FeSOJ,而不是氯化铁(FeCL)、
硫酸铁(FeXSOR)
【要点诠释】
(1)参加反应的金属必须是排在金属活动性顺序氢前面的金属。
(2)酸不能为强氧化性酸:如浓硫酸、硝酸。
(3)金属与酸发生反应后,溶液的质量均增加。
(4)金属与酸反应都产生气泡,但快慢有别;都放出热量,但有多有少;溶液的颜色大多
不发生变化(铁除外)。
3.金属与某些化合物的溶液反应
铁丝浸入硫酸铜溶液铝丝浸入硫酸亚铁溶液铜丝浸入硫酸铝溶液
反应铁丝表面有光亮的红色物质析出,铝丝表面有黑色物质析出,溶液由没有明显现象(不反
现象溶液由蓝色变成浅绿色浅绿色变成无色应)
化学方
Fe+CuSOi=FeSOi+Cu2Al+3FeS0.i=Al(S0i)+3Fe
程式23
1上述方程式的特点是一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质与另一种化合物,属于
置换反应类型
比2由铝能置换出铁,铁能置换出铜,可推断三种金属的活动性由强到弱依次是:Al>Fe>Cu
③铜不能与硫酸铝溶液反应,是因为铜的金属活动性比铝弱
彳森径雨
(1)只有较活泼的金属才能把不太活泼的金属从它的化合物溶液里置换出来。
(2)被置换的金属化合物必须溶于水。
(3)铁与酸或金属化合物发生置换反应时生成的铁的化合物中铁均显+2价。
(4)参加反应的金属不能为钾钙钠。如把钠放入CuSOi溶液中,发生的反应不是
2Na+CuS0>=Na2S04+Cu,而是2Na+2H20=2Na0H+H2f,2Na0H+CuS0i=Cu(OH)21+Na2S0.0
【典型例题】
类型一、考查金属材料及其应用
C1.灯泡里的灯丝用鸨制而不用锡制,主要原因是()
A.铐的导电性好B.铛的熔点高C.鸨的硬度大D.铐的密度大
【思路点拨】金属的用途取决于金属的性质,但还要考虑其可行性。
【答案】B
【解析】作为灯泡中的灯丝要具有耐高温的优良性能,因为灯丝在通电时会产生热量,如果
灯丝的熔点低,则灯丝很容易熔断。鸨和锡都能导电,但鸨的熔点较高。
【总结升华】物质的性质在很大程度上决定了物质的用途。但同时还需考虑如价格、资源以
及废料是否易于回收等其他因素。而物质的用途反映了它具有的性质。
举一反三:
【变式】我省有近百家企业参与了奥运建设,产品涉及体育器材、建筑材料、相册、食品等。
下列奥运产品使用的材料属于金属材料的是()
A.部分书册使用了再生纸
B.场馆建设使用了大量的钢筋
C.部分相册使用了塑料粒子
D.部分印刷油墨使用了无毒、可食用级的大豆油墨
【答案】B
【解析】纸、大豆油墨是天然材料;塑料是合成材料;钢筋是金属材料。
类型二、考查金属的化学性质
Cz.将过量铁粉投入盛有硫酸铜和硫酸锌混合溶液的烧杯中,充分反应后,过滤,留在
滤纸上的物质是()
A.Zn、Cu和FeB.CuC.Zn和CuD.Cu和Fe
【答案】D
【解析】根据金属活动性顺序,铁没有锌活泼,比铜活泼,铁可以将铜从硫酸铜溶液中置换
出来,不能将锌从硫酸锌溶液中置换出来。加入的铁粉是过量的,因此留在滤纸上的固体是
铁和铜。
【总结升华】本题的解题关键是能根据金属活动性顺序去判断金属与盐溶液能否反应。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化合物的溶液里置换出来。若
金属甲比金属乙活泼,则甲能从乙的化合物溶液中置换出金属乙;若甲比乙不活泼,则甲不
能从乙的化合物溶液中置换出金属乙。
C3.(2015•福建模拟)向一定量的稀硫酸中加入锌粉至过量,下列图象合理的是()
BD硫
氨
溶
酸
港
气
锌
质
质
质
量
量
量
七
/g
反向时间,s0反应时间勺0反向时间勺0反应时回/s
【思路点拨】锌粒和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,随着反应的进行,酸性溶液变成中性溶
液,硫酸锌和氢气的质量会越来越多直至不再发生变化。
【答案】c
【解析】
A、由于是稀硫酸变成了硫酸锌溶液,溶液由酸性变成中性,故A错误。
B、由于是每向溶液中加入65份质量的锌粒只会生成2份质量的氢气扩散出来,所以溶液
的质量增加.由于硫酸本来就有质量,所以开始的质量不是零,所以是起点错误,不应该在
原点;故B错误。
C、随着反应的进行,生成的氢气会越来越多直至不再增加,故C正确。
D、硫酸锌的质量不会一直增加,而应该出现一段水平的,故D错误;故选C。
【总结升华】本题考查了金属和酸反应时引起的一系列的变化,培养学生对过程的分析能力
和理解能力。
CL.为验证Fe、Cu、Ag三种金属的活动性是依次减弱的,某化学兴趣小组设计了如下图
所示的四个实验。其中不必进行的是()
硝酸银溶液
♦
D
【思路点拨】金属活动顺序表以H为界限分为11前金属和H后金属。判断金属活动顺序有不
同的方法:(1)分别与氧气反应,通过不同现象进行对比,如镁比铁活泼:①反应条件不
同,镁在空气中可以直接点燃,铁丝在纯氧中必须通过火柴引燃才能燃烧;②反应的剧烈
程度不同。
(2)金属与同样质量分数的盐酸或稀硫酸反应,根据产生气泡的速率判断。
(3)金属与盐溶液反应,根据是否置换出金属判断。
【答案】C
【解析】根据A、B实验的现象可以判断出Fe排在H的前面,Cu在H的后面;根据D实验
的现象可以判断出Cu比Ag活泼,从而可以确定Fe、Cu、Ag三种金属的活动性是依次减弱
的。而C不必进行。
【总结升华】根据金属活动性顺序可以判断金属与酸、金属与化合物的溶液的反应能否发生,
反过来根据反应的现象也可以推断金属的活动性。
举一反三:
【变式1】将一枚洁净的铁钉浸入稀硫酸中,下列叙述正确的是()
①铁钉表面产生气泡:②液体由无色逐渐变为浅绿色;③铁钉的质量戒轻;④液体的质量减
轻。
A.②③B.①②④C.①②③D.①②(契)
【答案】C
【解析】铁钉和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,铁钉逐渐变小,而溶液的质量增加。
【变式2](2014•江苏中考)下列事实可用于判断X、Y两种金属的活动性顺序的是()
①X能和稀盐酸反应而Y不能;②X能从Y的盐溶液中置换出Y;③常温下X能与氧气
反应而Y不能;④S化合物中X显+3价,Y显+2价
A.B.(D2)©C.D.
【答案】B
【解析】①X能和稀盐酸反应,说明在金属活动性顺序中X位于氢前面,Y不能和稀盐酸
反应,说明Y位于氢后面,从而得出金属活动性X大于Y;②X能从Y的盐溶液中置换出
Y,说明金属活动性X大于Y;③常温下X能与氧气反应而Y不能,说明金属活动性X大
TY:④金属的活动性与化合价无关,因此根据化合价不能判断X、Y两种金属的活动性顺
序。
【变式3】某学生为了验证铁、锌、铜三种金属的活动性顺序,设计了四种方案:①将Zn、
Cu分别加入到FeSOi溶液中②将Zn、Cu分别加入到ZnSOi溶液中③将Zn分别加入到FeSO.,
CuSOi溶液中④将Fe分别加入到ZnSO」、CuSOi溶液中,你认为可行的方案是()
A.①或④B.①或②C.②或③D.③或④
【答案】A
【解析】本题考查金属活动性顺序的应用。①将Zn、Cu分别加入到FcSOi溶液中,观察到
Zn表面有固体析出,Cu表面没有变化,可以判断出Zn比Fe活泼,Cu没有Fe活泼;②将
Zn、Cu分别加入到ZnSOi溶液中,只能判断出Zn、Cu的活动性;③将Zn分别加入到FeSO”、
CuSO,溶液中,能得出Zn比Fe、Cu活泼,Fe.Cu活动性不能判断;④将Fe分别加入到ZnSO,.
CuSO,溶液中,可以得出三者的活动性。故选A。
金属资源的利用和保护(基础)
【学习目标】
L知道一些常见的金属(铁)等矿物;掌握炼铁的原理及有关含杂质物质的化学方程式的计
算C
2.了解防止金属生锈的简单方法,知道废弃金属对环境的污染,认识回收金属的重要性。
【要点梳理】
要点一、几种常见的金属矿物
1.地球上的金属资源广泛存在于地壳和海洋中,除金、银等少数很不活泼的金属有单质形式
存在外,其余都以化合物的形式存在。
2.几种常见的金属矿物的名称和主要成分见下表:
金属矿物赤铁矿黄铁矿菱铁矿铝土矿黄铜矿辉铜矿
主要成分
FeaOsFeS2FeC03AhChCjFeS2Cu2s
【要点诠释】
地壳中的含量由大到小:铝铁钙、钠钾镁0
2.工业上把能用来提炼金属的矿物叫做矿石。在自然条件下,铁、铝等金属无单质存在,因
为这些金属的活动性较强,会与氧气、水等作用生成化合物。
3.人类最先使用铜,而后铁,使用铝只有一百多年的历史,主要与三种金属的化学性质、冶
炼难易有关。
要点二、工业炼铁
工业上冶炼铁的原料、主要反应原理、主要设备见下表:(高清课堂《金属资源的利用和保
护》一)
原料铁矿石、焦炭、石灰石等
在高炉中焦炭的作用是提供热量(碳和氧气反应生成二氧化碳,放
热),二氧化碳和碳反应生成还原剂一氧化碳。
主要反应
C+CO2i1=2C0
原理
Fe203+3C0^=2Fe+3C02
主要设备高炉
【要点诠释】
1.铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程。
(1)在高炉中焦炭的作用是提供热量和生成还原剂一氧化碳。
C+02C02(放热反应)
C+CO?=2^=2C0
(2)石灰石的作用是除SiO?等杂质,将矿石中的Si(b转化为炉渣CaSiOs。
CaC0.3=Sl=CaO+CO21
CaO+SiO?奥堡CaSid
(3)冶炼过程中的主要化学方程式:
C+02C02C+CO22C0Fe2O3+3C05S=2Fe+3C02
2.高炉炼出的铁是生铁,主要成分是铁,还含有C、P、S等元素,所以生铁是铁和其它元素
的合金。
要点三、一氧化碳还原氧化铁的实验探究
1.实验装置:
2.反应的化学方程式(炼铁的原理):Fe203+3C0诞2Fe+3cd
3.实验步骤:
(1)检查装置的气密性。
(2)将适量的氧化铁粉末放入玻璃管内,并固定装置。
(3)向玻璃管内通入一氧化碳气体,并点燃酒精灯。
(4)待装置内的空气完全排净后,点燃酒精喷灯给氧化铁加热。
(5)当玻璃管内红色粉末变为黑色时,停止加热。
(6)待玻璃管内的固体冷却至常温后,停止通入一氧化碳气体,并熄灭酒精灯。
4.实验现象:红色粉末逐渐变为黑色,澄清的石灰水变浑浊,尾气燃烧产生蓝色火焰。
【要点诠释】
实验注意事项:
1.先通入一氧化碳气体的目的:排净装置内的空气,防止一氧化碳与空气混合,加热时发生
爆炸。
2.实验完毕后继续通入一氧化碳气体,直到玻璃管冷却的目的:防止高温下的铁与空气接触
被氧化。同时,还可防止试管内的澄清石灰水被倒吸。
3.尾气的处理:尾气中的一氧化碳有毒,所以尾气要经过处理,可点燃使其生成无毒的二氧
化碳气体。
4.若实验中没有酒精喷灯,也可用酒精灯代替,不过要在火焰上加一个金属网罩,使火力更
加集中,提高温度。
要点四、含杂质物质的化学方程式的计算
化学方程式所表示的都是纯净物发生化学变化时的相互关系,生成物也是纯净物的各物
质之间的质量关系,但实际上绝对纯净的物质是没有的。因此当参与反应或生成的是含杂质
的物质时,必须先把含有杂质的物质换算成纯物质的量,才能进行计算。而实际炼铁中所用
的矿石是不纯的,炼出的生铁也是不纯的,因此进行有关计算时要注意换算。
“铁矿石中氧化铁的质W*[M
、卜首八卦.帙"八的纯度=—铁矿7而质邛—X100”
计算公式.
生铁的纯发二糊
【要点诠释】
1.化学方程式所表达的物质间的质量关系都是参加反应的纯净物间的关系。
2.做题时要重视审题,看清题目中所给的质量分数是纯度还是杂质的质量分数。如用200t
含杂质20%的赤铁矿石用于炼铁,参加反应的纯净物不是200tx20%,而是200tx(1-20险。
物质之间的关系:纯物质的质量;不纯物质的质量X纯度。
要点五、金属资源的保护和利用
L铁锈蚀的条件及防锈蚀方法
(1)铁生锈的条件:铁与水、氧气同时接触。
(2)防止铁生锈的方法:
①保持铁制品表面的洁净和干燥。
②在铁制品表面形成保护膜:刷漆、涂油、镀层其它金属、在铁制品表面形成致密的氧化
物保护膜。
③改变铁制品的内部结构,制成不锈钢。
2.保护金属资源的有效途径为:(高清课堂《金属资源的利用和保护》二、2)
(1)防止金属锈蚀。
(2)废旧金属的回收利用。
(3)合理有效的开采矿物。
(4)寻找金属的替代品等。
【要点诠释】
1.铁锈的主要成分是氧化铁(Fe?O3)。
2.铁锈与铝、锌表面的氧化膜不同,前者疏松,后者致密。
【典型例题】
类型一、考查金属的冶炼及有关计算
ei.工业炼铁是把铁矿石和焦炭等原料一起加入高炉,在高温下通入空气进行一系列
反应把铁还原出来。
(D赤铁矿(主要成分为FeQ)在高炉里反应生成单质铁的化学方程式
是O
(2)请计算5000t含氧化铁84%的赤铁矿中,氧化铁的质量是to
【答案】(1)Fe2O3+3co圣通=2Fe+3CO2
(2)4200t
【解析】
(1)炼铁的原理就是用还原剂CO,把铁从铁的氧化物中还原出来。
(2)50001含氧化铁84%的赤铁矿中,纯的氧化铁的质量是50001X84%;42001。
【总结升华】化学方程式中各物质间的质量关系都是纯物质的质量,入纯物质要先换算成纯
物质的量,再进行计算。
举一反三:
【变式】实验室里,用如右图所示装置还原氧化铁
的过程中,可能生成四氧化三铁、氧化亚铁或铁等固体物质。关于该
实验,下列说法错误的是()
A.实验时,试管中澄清的石灰水变浑浊,证明该反应有二氧化碳
生成
B.实验结束时,玻璃管中红色的氧化铁粉末变成黑色,该产物不
一定是铁
C.反应后,取玻璃管中的固体物质加入稀盐酸有气体产生,证明一
定有铁生成
D.该实验不用增加尾气处理装置
【答案】D
类型二、考查金属资源的保护和利用
.金属材料在生产、生活中有着广泛的应用。
(1)人类每年从自然界提取大量的金属,其中提取量最大的是铁。用赤铁矿(主要成分为
Fezd)和一氧化碳炼铁的化学方程式为________o
(2)金属矿物的储量有限,而且不能再生,所以保护金属资源尤为重要。保护金属资源的
有效途径是(答出两条即可)。
【答案】
(1)Fe2O3+3Co5B=2Fe+3C02
(2)防止金属腐蚀、回收利用废旧金属、合理有效开采矿物、寻找金属的代用品等。
【解析】一氧化碳和氧化铁反应生成铁和二氧化碳;保护金属资源的途径有防止金属腐蚀、
回收利用废旧金属、合理有效开采矿物、寻找金属的代用品等。
【总结升华】要记住炼铁的原理、了解金属材料和金属资源的保护方法。
C3.(2015•南宁中考)下列措施中,不宜用于博物馆保存枪支大炮等铁制文物的是()
A.定期用湿布擦拭铁制文物
B.提醒观众不要用手触摸文物
C.保持文物储存室内空气的干燥
D.在铁制文物表面涂抹一层保护物质
【思路点拨】铁与氧气和水充分接触时容易生锈,水和氧气同时存在是铁生锈的必要条件;
如果缺少水或缺少氧气,或者缺少氧气和水,铁就不容易生锈。
【答案】A
【解析】
A.用湿布擦拭铁质文物,会导致铁制品与氧气和水充分接触,容易生锈,A错误.
B.观众手上有汗液--水和盐分,触摸铁制品时能够促进铁制品生锈,B正确;
C.空气干燥,水蒸气含量低,铁制品不容易生锈,C正确;
D.在铁制品外表涂抹一层保护层可以使铁与氧气和水隔绝,从而可以防止铁制品生锈,D
正确;故选A。
【总结升华】铁在潮湿的空气中易生锈,实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反
应的过程,只要破坏铁制品锈蚀的条件,就能防止铁生锈。
4.铝、铜、铁是生活中常见的金属。
⑴铝在空气中具有很好的抗腐蚀性能的原因
是0
(2)用铜制电线主要是利用铜具有良好的性。
(3)铁制品锈蚀,实际上是铁跟空气中的发生了化学反应。防止铁制栏杆锈蚀的
一种方法是O
【答案】
(1)铝在空气中氧化表面形成致密的氧化物薄膜(2)导电性
(3)水、氧气刷漆
【解析】铁与氧气、水同时接触就会生锈。防止铁制品腐蚀。
【总结升华】要了解常见金属的性质、用途及防护方法等。
举一反三:
【变式1】为预防自行车生锈,下列做法中不合理的是()
A.车架表面喷涂油漆B.钢圈表面镀防护金属
C.链条表面涂机油D.露天放置,曰哂雨淋
【答案】D
【变式2](2015•湖南中考)铁钉在下列情况下最容易生锈的是()
A.干燥的空气中B.潮湿的空气中
C.浸没在自来水中D.浸没在植物油中
【答案】B
金属资源的利用和保护(提高)
【学习目标】
1.知道一些常见的金属(铁)等矿物;掌握炼铁的原理及有关含杂质物质的化学方程式的计
算C
2.了解防止金属生锈的简单方法,知道废弃金属对环境的污染,认识回收金属的重要性。
【要点梳理】
要点一、几种常见的金属矿物
1.地球上的金属资源广泛存在于地壳和海洋中,除金、银等少数很不活泼的金属有单质形式
存在外,其余都以化合物的形式存在。
2.几种常见的金属矿物的名称和主要成分见下表:
金属矿物赤铁矿黄铁矿菱铁矿铝土矿黄铜矿辉铜矿
主要成分
FeaOsFeS2FeC03AhChCjFeS2Cu2s
【要点诠释】
地壳中的含量由大到小:铝铁钙、钠钾镁0
2.工业上把能用来提炼金属的矿物叫做矿石。在自然条件下,铁、铝等金属无单质存在,因
为这些金属的活动性较强,会与氧气、水等作用生成化合物。
3.人类最先使用铜,而后铁,使用铝只有一百多年的历史,主要与三种金属的化学性质、冶
炼难易有关。
要点二、工业炼铁
工业上冶炼铁的原料、主要反应原理、主要设备见下表:
原料铁矿石、焦炭、石灰石等
在高炉中焦炭的作用是提供热量(碳和氧气反应生成二氧化碳,放
热),二氧化碳和碳反应生成还原剂一氧化碳。
主要反应C+C&=SB=2C0
原理
Fe2O3+3C0=^B=2Fe+3C02
主要设备高炉
【要点诠释】
1.铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程。
(1)在高炉中焦炭的作用是提供热量和生成还原剂一氧化碳。
C+02息轮co2(放热反应)
C+CO:2C0
(2)石灰石的作用是除Si。?等杂质,将矿石中的SiO:转化为炉渣CaSiO3。
CaCOi=SM=CaO+CO21
CaO+SiO2=Sl=CaSiO3
(3)冶炼过程中的主要化学方程式:
C+02C02C+CO22C0Fe203+3C02Fe+3CO2
2.高炉炼出的铁是生铁,主要成分是铁,还含有C、P、S等元素,所以生铁是铁和其它元素
的合金C
要点三、一氧化碳还原氧化铁的实验探究
1.实验装置:
2.反应的化学方程式(炼铁的原理):Fe^3C0篦=2Fc+3Ca
3.实验步骤:
(1)检查装置的气密性。
(2)将适量的氧化铁粉末放入玻璃管内,并固定装置。
(3)向玻璃管内通入一氧化碳气体,并点燃酒精灯。
(4)待装置内的空气完全排净后,点燃酒精喷灯给氧化铁加热。
(5)当玻璃管内红色粉末变为黑色时,停止加热。
(6)待玻璃管内的固体冷却至常温后,停止通入一氧化碳气体,并熄灭酒精灯。
4.实验现象:红色粉末逐渐变为黑色,澄清的石灰水变浑浊,尾气燃烧产生蓝色火焰。
【要点诠释】
实验注意事项:
1.先通入一氧化碳气体的目的:排净装置内的空气,防止一氧化碳与空气混合,加热时发生
爆炸。
2.实验完毕后继续通入一氧化碳气体,直到玻璃管冷却的目的:防止高温下的铁与空气接触
被氧化。同时,还可防止试管内的澄清石灰水被倒吸。
3.尾气的处理:尾气中的一氧化碳有毒,所以尾气要经过处理,可点燃使其生成无毒的二氧
化碳气体。
4.若实验中没有酒精喷灯,也可用酒精灯代替,不过要在火焰上加一个金属网罩,使火力更
加集中,提高温度。
要点四、含杂质物质的化学方程式的计算
化学方程式所表示的都是纯净物发生化学变化时的相互关系,生成物也是纯净物的各物
质之间的质量关系,但实际上绝对纯净的物质是没有的。因此当参与反应或生成的是含杂质
的物质时,必须先把含有杂质的物质换算成纯物质的量,才能进行计算。而实际炼铁中所用
的矿石是不纯的,炼出的生铁也是不纯的,因此进行有关计算时要注意换算。
计算公式:铁矿石的纯度;幽佚矿石即的质斛疑?员家*100%
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