第八单元金属和金属材料

第八单元金属和金属材料目录CONTENTS01020304考点梳理·教材运用物质的网络结构实验一题过重难击破·河南真题考点1

金属材料1.金属材料金属材料包括

纯金属

⁠以及它们的

合金

⁠。纯金属

合金

2.金属的物理性质和用途物理性质用途共性

导电

⁠性作导线

导热

⁠性作炊具

延展

⁠性冲压成各种形状有金属光泽制作各种饰品特性大多数金属呈银白色，而铜呈

紫红

⁠色、金呈

黄

⁠色；常温下大多数金属是固体，而汞是

液体

⁠导电

导热

延展

紫红

黄

液体

3.金属之最（1）地壳中含量最高的金属元素——

铝

⁠。（2）人体中含量最高的金属元素——

钙

⁠。（3）目前世界年产量最高的金属——

铁

⁠。（4）导电、导热性最好的金属——

银

⁠。（5）熔点最高的金属——

钨

⁠。（6）熔点最低的金属——

汞

⁠。铝

钙

铁

银

钨

汞

4.合金（1）概念：在金属中加热熔合某些金属或非金属，就可制得具有金属特征的合金。（2）性能：合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更

高

⁠，抗腐蚀性能更

好

⁠，熔点较

低

⁠。（3）常见的合金①铁合金：生铁和钢是

含碳量

⁠不同的两种铁合金，生铁的含碳量为2％～4.3％，钢的含碳量为0.03％～2％。②钛合金：具有熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、机械性能好、抗腐蚀性能好等优点。钛合金与人体具有很好的“相容性”，因此可以用来制造人造骨。高

好

低

含碳量

·⁠

⁠教材延伸·1.鉴别合金和纯金属可以采用比较合金和纯金属硬度的方法：相互刻画后，有划痕的是纯金属，无任何变化的是合金。2.在中学阶段，一般认为合金是混合物，也可能含有非金属成分。·⁠

⁠考点对点练·

不同

b

考点2

金属的化学性质（必考）1.金属与氧气反应条件金属反应的化学方程式现象常温下反应铝

4Al＋3O22Al2O3

⁠（铝耐腐蚀的原因）缓慢氧化，放出热量，表面生成一层致密的氧化铝薄膜

点燃或加热时反应镁

2＋O2

⁠发出

耀眼的白光⁠，放出大量的热，生成白色固体铁

3Fe＋

2O2

⁠剧烈燃烧，

火星四射⁠，放出大量的热，生成黑色固体铜

2Cu＋O2

⁠生成黑色物质不反应金很稳定，高温时也不与氧气反应（“真金不怕炼”）结论铝、镁比较活泼，铁、铜次之，金最不活泼

耀眼的白光

火星四射

⁠

⁠特别提醒铝的抗腐蚀性能好不是因为其化学性质稳定，而是因为铝在常温下与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜覆盖在铝表面，阻止铝进一步被氧化。2.金属与酸反应（1）条件：金属的活动性顺序排在氢（H）之前。（2）通式：活泼金属＋酸（稀盐酸、稀硫酸）→盐＋氢气。（置换反应）（3）镁、铝、锌、铁分别与酸反应的现象及化学方程式（以稀硫酸为例）金属现象与稀硫酸反应的化学方程式镁反应剧烈，产生大量气泡，溶液仍为无色

Mg＋H2SO4MgSO4＋H2↑

⁠铝反应比较剧烈，产生大量气泡，溶液仍为无色

2Al＋3H2SO4Al2（SO4）3＋3⁠

金属现象与稀硫酸反应的化学方程式锌反应比较剧烈，产生大量气泡，溶液仍为无色

Zn＋H2SO4ZnSO4＋H

⁠铁反应缓慢，有气泡产生，溶液由无色逐渐变为浅绿色

Fe＋H2SO4FeSO4＋H2

⁠

·⁠

⁠教材延伸·1.当铁与稀盐酸或稀硫酸、硫酸铜等溶液发生置换反应时，生成亚铁离子（Fe2＋），溶液颜色变成浅绿色。2.如果将未打磨的铝片（或生锈的铁钉）放入稀硫酸或稀盐酸中，刚开始时铝（或铁）表面的氧化物与酸反应，不会产生气体，过一段时间才开始产生气体。3.金属与酸反应后，溶液的质量均增加。（2）通式：金属＋盐→新金属＋新盐。（置换反应）（3）举例3.金属与盐溶液反应（1）条件：在金属活动性顺序中，“前换后（K、Ca、Na除外），盐可溶”。金属与盐溶液现象反应的化学方程式铁与硫酸铜溶液铁表面有红色物质附着，溶液由蓝色变成浅绿色

Fe＋CuSO4FeSO4＋⁠铜与硝酸银溶液铜表面有银白色物质生成，溶液由无色变为蓝色

Cu＋2AgNO3Cu（NO3）2＋

另一种单质

另一种化合物

⁠

⁠教材延伸

·⁠

⁠考点对点练·化学世界缤纷多彩，美丽如花。小梅同学利用初中化学中的常见物质设计了如图的反应关系图。“花朵”中的金属均能与X发生反应。

发出耀眼的白光，生成白色固体

铁（或Fe）

·⁠

⁠考点对点练·某小组在探究铁、铜、镁、银的金属活动性顺序时，做了图1三个实验（所用金属的形状与大小和稀盐酸的浓度、用量均相同）：

铜比银活泼

Fe、CuSO4（或Cu、稀H2SO4等合理即可）

Ag、Cu

考点4

金属资源的利用和保护（常考）1.金属的存在形式（1）在自然界中除少数很不活泼的金属如金、银等有

单质

⁠形式存在外，其余都以

化合物

⁠的形式存在。（2）常见的铁矿石矿石名称赤铁矿磁铁矿菱铁矿黄铁矿主要成分的化学式Fe2O3Fe3O4FeCO3FeS2单质

化合物

考点3

金属活动性顺序（常考）1.常见金属的活动性顺序说明：在金属活动性顺序里，（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（K、Ca、Na除外）能把位于

后面

⁠的金属从它们的

化合物

⁠的溶液里置换出来。2.金属活动性顺序的探究（详见实验8）强

氢

氢

前面

后面

化合物

2.一氧化碳还原氧化铁（详见实验9）3.工业炼铁（1）设备：高炉。（2）原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气。（3）原理：在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的

一氧化碳

⁠将铁从铁矿石中还原出来。一氧化碳

4.铁制品锈蚀条件的探究实验ⅠⅡⅢⅣ条件铁钉在干燥的空气中铁钉全部在水中铁钉与空气和蒸馏水同时接触铁钉与蒸馏水和氧气接触图示⁠

⁠⁠

⁠⁠

⁠⁠

⁠实验ⅠⅡⅢⅣ生锈程度不生锈不生锈易生锈最易生锈分析能得出铁生锈需要氧气的组合是

Ⅱ和Ⅳ

⁠，需要水的组合是

Ⅰ和Ⅲ

⁠，编号Ⅱ中加入植物油的目的是

隔绝氧气⁠结论铁制品锈蚀的条件是与空气中的

氧气⁠和

水⁠同时接触Ⅱ和Ⅳ

Ⅰ和Ⅲ

隔绝氧气氧气水·⁠

⁠教材延伸·1.实验中所用的水是经煮沸并迅速冷却的蒸馏水，煮沸的目的是将溶解在水中的氧气除去，迅速冷却的目的是减少或防止空气中的氧气溶于水中。2.铁的纯度、环境的温度、酸碱性等也是影响铁锈蚀的因素。5.铁的防锈（1）原理：隔绝

氧气（或空气）

⁠和

水

⁠。（2）措施①保持铁制品表面洁净干燥（如将用过的菜刀擦干净）；②在铁制品表面涂保护膜（如刷漆、涂油、镀铬、烧制搪瓷等）；③改变铁的内部结构，如制成合金（如不锈钢）等。氧气（或空气）

水

6.金属资源的保护保护金属资源的有效途径：①防止金属

锈蚀

⁠；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。锈蚀

回收利用

·⁠

⁠考点对点练·（原创）金属在生活中随处可见。请回答下列问题：（1）生活中铁制品比铜制品更容易锈蚀，这说明铁的金属活动性比铜

强

⁠（填“强”或“弱”）。（2）如图实验中，铁丝最易生锈的部位是

b

⁠（填“a”“b”或“c”）。铁生锈实际上是铁与

空气中的氧气和水蒸气

⁠共同作用的结果。强

b

空气中的氧气和水蒸气

隔绝氧气和水蒸气

澄清石灰水变浑浊

C

一、与金属铁相关的转化1.请写出物质的化学式：A.

CO

⁠；B.

Fe2O3

⁠。2.请写出图中涉及反应的化学方程式：

CO

Fe2O3

3.不能用铁制容器配制波尔多液的原因是

②

⁠（填序号，下同）；工人师傅切割铁板用硫酸铜画线的原理是

②

⁠；湿法炼铜的原理是

②

⁠。②

②

②

二、与金属铜相关的转化1.请写出A物质的化学式：

CuO

⁠。2.请写出图中涉及反应的化学方程式：

CuO

实验8

金属活动性顺序的探究▶实验方法解读◀1.比较两种金属活动性的强弱（以Fe、Cu为例）实验思路思路一：金属和盐溶液反应思路二：金属与酸反应实验方案⁠

⁠⁠

⁠现象铁丝表面有红色固体析出，溶液由蓝色变为浅绿色铁丝表面有气泡产生，铜丝表面无明显现象结论金属活动性：

Fe＞Cu

⁠Fe＞Cu

2.比较三种金属活动性的强弱（以Fe、Cu、Ag为例）实验思路思路一：两金夹一盐思路二：两盐夹一金实验方案现象铁丝表面附着一层红色物质，溶液由蓝色变为浅绿色；银丝表面无明显现象Fe（NO3）2溶液中无明显现象；AgNO3溶液中铜丝表面有银白色固体析出，溶液由无色变为蓝色结论金属活动性：

Fe＞Cu＞Ag

⁠Fe＞Cu＞Ag

·⁠

⁠教材延伸·1.实验前必须打磨金属表面，除去金属表面的氧化层或污物。2.做金属与酸反应的实验时一般用稀盐酸或稀硫酸，不用硝酸和浓硫酸。3.金属与盐反应，盐必须可溶于水。4.并不是所有排在前面的金属都能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来，如K、Ca、Na，它们的金属活动性太强，会与水反应生成相应的碱和氢气，所以实验时不选用这类金属。▶核心素养提升◀比较多种金属活动性顺序的方法方案一：金属与酸溶液反应实验原理利用金属能否与酸溶液反应及反应速率来判断金属的活动性。相同条件下，金属与酸的反应速率越快，金属活动性越强实验装置（举例）实验现象①②③中产生气泡，且剧烈程度依次递减，④无现象实验结论金属活动性：镁＞锌＞铁＞铜方案二：金属与盐溶液反应实验原理利用金属能否与盐溶液发生反应来判断金属活动性的强弱实验装置（举例）实验现象①②的金属丝表面析出物质，③无现象实验结论金属活动性：铝＞铜＞银▶一题过实验某小组在探究铁、铜、镁、银的金属活动性顺序时，做了如下三个实验（所用金属的形状与大小和稀盐酸的用量均相同）：（1）在实验之前需要将金属片用砂纸打磨的目的是

除去金属表面的氧化物或污物

⁠。（2）通过实验Ⅰ和Ⅱ可比较出镁和铁的金属活动性强弱，他们依据的实验现象是

实验Ⅱ比实验Ⅰ反应剧烈

⁠。

除去金属表面的氧化物或污物

实验Ⅱ比实验Ⅰ反应剧烈

铜片表面出现银白色物质

铜比银活泼

（4）上述三个实验不能得出四种金属的活动性顺序。探究小组在上述实验的基础上，补充了一个实验（如图所示），实现了探究目的。他们实验所用金属X、Y溶液分别是

e（或Cu）

⁠、

SO4（或HCl）

⁠。Fe（或Cu）

CuSO4（或HCl）

（5）小组同学又将一定量的锌粉加入含有AgNO3、Cu（NO3）2、Mg（NO3）2的混合溶液中，充分反应后过滤，得到了一定量的固体和无色滤液。则固体中一定含有

Ag、Cu

⁠，滤液中一定含有的溶质是

Zn（NO3）2、Mg（NO3）2

⁠（填化学式）。

Ag、Cu

Zn（NO3）2、Mg（NO3）2

I2、Br2、Cl2

实验9

金属的冶炼一、铁的冶炼▶实验方法解读◀实验原理

3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2

⁠实验装置⁠

⁠实验现象（1）玻璃管中

红棕色粉末变成黑色

⁠（2）试管中澄清石灰水

变浑浊

⁠（3）玻璃导管尖嘴处产生

蓝

⁠色火焰

红棕色粉末变成黑色

变浑浊

蓝

注意事项（1）加热前要检验CO的纯度（2）实验开始时先通CO再用酒精喷灯加热，目的是

排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸

⁠（3）实验结束时先停止加热，继续通入CO至玻璃管冷却至室温的目的是：①防止

生成的铁再次被氧化

⁠；②防止试管中的澄清石灰水倒吸至灼热的玻璃管中，使玻璃管炸裂注意事项（4）尾气处理：因为CO有剧毒，且会污染空气，所以应将排出的CO点燃或用气球收集排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸

生成的铁再次被氧化

▶核心素养提升◀微型实验装置⁠

⁠优点：节约药品尾气处理装置优点：图1装置既对尾气进行了处理，减少了空气污染，又提高了CO的利用率；图2装置检验了气体生成物，且减少了尾气对大气的污染，气球中收集的CO能进行再利用二、铜的冶炼▶实验方法解读◀实验原理

C＋2CuO2Cu＋CO2↑

⁠（用木炭还原氧化铜）实验装置⁠

⁠实验现象试管中的黑色粉末逐渐变为

红

⁠；澄清石灰水

浑浊

⁠实验拓展除了用木炭还原氧化铜，还可选用H2、CO作还原剂炼铜，反应的化学方程式分别为

＋CuOCu＋H2O

⁠、

CO＋CuOCu＋CO2

⁠

红色

变浑浊

▶一题过实验如图是实验室冶炼金属的实验装置，请据图回答下列问题：图1图2Ⅰ.图1是实验室模拟炼铁的两个实验装置。

（2）图甲中实验前先通一会儿CO，目的是

排净装置内的空气

⁠，防止

加热时发生爆炸

⁠。实验结束后，先撤

酒精灯①，继续通入CO直到装置冷却

⁠，防止

铁在高温时被氧化（或石灰水发生倒吸，造成玻璃管炸裂）

⁠。红色固体变为黑色

排净装置内的空气

加热时发生爆炸

酒精灯①，继续通入CO直到装置冷却

铁在高温时被氧化（或石灰水发生倒吸，造成玻璃管炸裂）

图1

（4）图甲中第①个酒精灯上网罩的作用是

集中火焰，提高温度

⁠。（5）实验时应先点燃第

②

⁠个酒精灯，防止

未反应的CO排放到空气中污染空气

⁠。（6）图乙与图甲相比，它的主要优点是

CO的利用率高

⁠。检验生成的二氧化碳

集中火焰，提高温度

②

未反应的CO排放到空气中污染空气

CO的利用率高

（7）【创新设问】小华同学查阅资料得知：铁的氧化物除Fe2O3外，其余均为黑色，且除了铁能被磁铁吸引外，Fe3O4也能被磁铁吸引。Fe2O3转化为铁的具体过程如下：

①他认为用磁铁吸引来检验反应后产物中是否生成了铁是不够科学的，他的依据是

Fe3O4也能被磁铁吸引

⁠。②为了验证红色的氧化铁变色后的产物中生成了铁，他取黑色生成物样品少许加到

稀盐酸（或稀硫酸或硫酸铜溶液）

⁠中，

如果观察到有

气泡（或红色物质）

⁠产生，则产物中一定有铁生成。

Fe3O4也能被磁铁吸引

稀盐酸（或稀硫酸或硫酸铜溶液）

气泡（或红色物质）

（8）【微型实验】实验室用W形玻璃管模拟炼铁的反应。请按要求回答下列问题：①若b处没有观察到浑浊，请分析原因。（一条即可）澄清石灰水变质或温度不够未生成CO2。②该装置存在不合理的地方，请提出改进建议。（一条即可）在装置末端放置一个燃烧的酒精灯或系一个气球。Ⅱ.图2是实验室模拟炼铜的实验装置。

（10）判断木炭与CuO已经发生化学反应的依据是

黑色固体变红，澄清石灰水变浑浊

⁠。（11）利用该装置进行实验，完毕后先停止加热，可能会引起的后果是

澄清石灰水倒流，炸裂试管

⁠。

黑色固体变红，澄清石灰水变浑浊

澄清石灰水倒流，炸裂试管

命题点1

金属材料的判断及其物理性质1.（2020河南6题）金属材料在生产、生活中使用广泛。下列金属的用途利用了金属导电性的是（A）A.铜制电线B.铁制铁锅C.金制项链D.铝制饮料罐A2.[2022河南23题（1）]金属用途广泛，金属的用途与其性质密切相关。（1）如图中将两块金属片相互刻画，该实验的目的是什么？比较合金和纯金属的硬度。3.（2018河南17题）铜丝制作导线是利用了其良好的

导电

⁠性。4.（2018河南备用卷17题）铝制作导线是利用了金属的延展性和

导电

⁠性。导电

导电

命题点2

金属的化学性质5.（2022河南14题）某金属混合物由Mg、Al、Zn、Cu四种金属中的两种组成。6.5g该金属混合物与足量的盐酸反应，可得到0.2g氢气，则该金属混合物中一定不含有的金属是（C）A.MgB.AlC.ZnD.CuC6.（2020河南14题）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（

B）A.3∶2B.4∶3C.1∶1D.1∶27.（2018河南14题）有Mg、Al、Zn的混合物共7.2g，与足量盐酸反应，生成H2的质量可能是（B）A.0.2gB.0.6gC.0.8gD.0.9gBB8.[2019河南22题（2）]某化学兴趣小组的同学利用压强传感器、数据采集器和计算机等数字化实验设备，测定铝片与足量稀硫酸反应时气体压强的变化，实验结果如图所示。（2）写出m点所发生反应的化学方程式。

命题点3

金属活动性顺序9.（2023河南23题）某化学小组用如图所示实验装置，探究铝、铜、银的金属活动性顺序。（1）铝丝浸入溶液前需要先用砂纸打磨，其目的是什么？除去铝丝表面的氧化膜。（2）请写出装置A或B中发生反应的化学方程式。

（3）通过图示中的实验不能判断铜、银的金属活动性顺序，请补充实验继续探究。（简要叙述实验步骤）将铜丝插入硝酸银溶液中（或将银丝插入硝酸铜溶液中）。10.（2022河南备用卷24题）金属的性质是化学学习和研究的重要内容。（1）铝比较活泼，为什么铝制品却有良好的抗腐蚀性能？铝与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化。（2）古籍记载镍白铜（主要成分为铜、镍、锌）是中国古代发明和研制出的铜合金。为了探究铜、镍（Ni）、锌的金属活动性顺序，某化学小组设计了如下实验方案：实验步骤实验现象结论或化学方程式①把镍片放入稀硫酸中有气泡产生化学方程式为

Ni＋H2SO4NiSO4＋H2

⁠（镍显＋2价）②把镍片放入

硫酸锌（合理即可）

⁠溶液中镍片表面无明显变化锌的金属活动性大于镍，三种金属的活动性顺序为Zn＞Ni＞Cu

硫酸锌（合理即可）

11.（2019河南23题）某金属（用R表示）能与盐酸发生置换反应，其金属活动性弱于Zn，相对原子质量小于65。向一定质量的AgNO3、Cu（NO3）2和R（NO3）2混合溶液中加入Zn，充分反应后过滤，得到固体和溶液。向所得到的固体上滴加盐酸时有