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1、第 5講 金屬和金屬材料 陜西專用 1 金屬材料 純金屬：鐵、銅、鋁、銀、鉑、金 合金：生鐵、鋼、黃銅、鋁合金、鈦鎂合金 2 金屬的物理性質(zhì) (1)大多數(shù)金屬都具有 ____光澤。鐵、鋁等多數(shù)金屬都是 ____色 ， 但銅卻呈 ____色 ， 金呈黃色。 (2)在常溫下 ， 鐵、鋁、銅等大多數(shù)金屬都是 ____， 但體溫計中的 ____是液體。 (3)金屬具有良好的 ____性和 ____性。金屬的密度、熔點、硬度等物理性質(zhì)差別 較大。 金屬 銀白 紫紅 固體 汞 導電 導熱 3 合金 (1)概念：合金是指在金屬中加熱熔合某些 ____或 而制得的 具有 的物質(zhì)。 (2)性質(zhì)特征：合金與組成它
2、們的金屬有很大的性質(zhì)差異 ， 如合金的硬度一般 ____組成它們的金屬；合金的熔點一般 ____組成它們的金屬；合金的抗腐蝕性一般 高于組成它們的金屬 ， 具有更優(yōu)良的機械性能；有的合金還有 、高熱 阻和可塑性等特性。 金屬 非金屬 金屬特征 大于 低于 高電阻 1 與氧氣反應 ( 寫化學方程式 ， 下同 ) 鋁與氧氣反應： 鐵與氧氣反應： 銅與氧氣反應： 鎂與氧氣反應： 4A l 3O 2 = = 2A l 2 O 3 3Fe 2O 2 = =點燃 Fe 3 O 4 2Cu O 2 = = 2CuO 2Mg O 2 = =點燃 2MgO 2 與鹽酸、稀硫酸反應 (以鎂、鋁、鋅、鐵為例 ) 條
3、件：金屬 (H之前 )、酸 (鹽酸、稀硫酸等 ) 鹽酸與鎂反應： ； 現(xiàn)象：鎂帶表面有大量氣泡產(chǎn)生 ， 反應速率快。 鹽酸與鋅反應： ； 現(xiàn)象：鋅片表面有大量氣泡產(chǎn)生 ， 反應速率較快。 鹽酸與鐵反應： ； 現(xiàn)象：溶液變成淺綠色 ， 鐵釘表面有氣泡產(chǎn)生 ， 反應速率慢。 硫酸與鎂反應： ； 硫酸與鋅反應： ； 硫酸與鐵反應： ； 硫酸與鋁反應： 。 Mg 2HCl=MgCl2 H2 Zn 2HCl=ZnCl2 H2 Fe 2HCl=FeCl2 H2 Mg H2SO4=MgSO4 H2 Zn H2SO4=ZnSO4 H2 Fe H2SO4=FeSO4 H2 2Al 3H2SO4=Al2(SO4)
4、3 3H2 3 金屬氧化物的化學性質(zhì) (1) 與 C 反應 ( 以氧化鐵、氧化銅為例 ) C 與氧化鐵反應： ； 現(xiàn)象：紅色粉末變黑色。 C 與氧化銅反應： ； 現(xiàn)象：黑色粉末變紅色。 3C 2Fe 2 O 3 = =高溫 4F e 3CO 2 C 2CuO = =高溫 2Cu CO 2 (2) 與 H 2 反應 H 2 與氧化鐵反應： ； 現(xiàn)象： ____ 色粉末逐漸變 ____ 色 ， 試管口有水滴。 H 2 與氧化銅反應： ； 現(xiàn)象： ____ 色粉末逐漸變 ____ 色 ， 試管口有水滴。 3H 2 Fe 2 O 3 = = 2F e 3H 2 O 紅 黑 H 2 CuO = = Cu
5、 H 2 O 黑 紅 (3)與酸反應 Fe2O3：與鹽酸反應 ； 與硫酸反應 ； 現(xiàn)象：紅色粉末逐漸消失 ， 溶液變 ____色。 CuO：與鹽酸反應 ； 與硫酸反應 。 現(xiàn)象：黑色粉末逐漸消失 ， 溶液變 ____色。 Fe2O3 6HCl=2FeCl3 3H2O Fe2O3 3H2SO4=Fe2(SO4)3 3H2O 黃 CuO 2HCl=CuCl2 H2O CuO H2SO4=CuSO4 H2O 藍 2 重要應用 (高頻考點 ) (1)判斷金屬的活動性強弱：金屬的位置越靠前 ， 它的活動性越 ____。 (2)判斷金屬與鹽酸、稀硫酸是否發(fā)生反應：位于 能置換 出鹽酸、稀硫酸里的氫 (K、
6、 Ca、 Na除外 )。 (3)判斷金屬與鹽溶液是否發(fā)生反應：位于 ____的金屬能把位于 ____的金屬 ， 從它們 里置換出來。 強 氫前面的金屬 前面 后面 化合物的溶液 3 金屬與鹽溶液反應 (1)鐵與硫酸銅溶液 Fe CuSO4=FeSO4 Cu 現(xiàn)象：鐵絲表面有 析出 ， 溶液由藍色變成 ____色。 (2)銅與硝酸銀溶液 Cu 2AgNO3=Cu(NO3)2 2Ag 現(xiàn)象：銅絲表面有 析出 ， 溶液由無色變成 ____。 (3)鋁與硫酸銅溶液 2Al 3CuSO4=Al2(SO4)3 3Cu 現(xiàn)象：鋁絲表面有 析出 ， 溶液由 ____變成無色。 紅色固體 淺綠 銀白色固體 藍色
7、 紅色固體 藍色 4 置換反應： 由 反應生成 。 【 溫馨提示 】 金屬與鹽溶液反應時 ， 溶液中有幾種金屬鹽 ， 按照金屬活動性順序 ， 距離越遠 ， 越先反應 ， 如鐵與溶有硫酸銅和硝酸銀的溶液反應時 ， 先與硝酸銀反 應 ， 后與硫酸銅反應。 一種單質(zhì)和一種化合物 另一種單質(zhì)和另一種化合物 1 地球上金屬資源廣泛地存在于地殼和海洋中 ， 除少數(shù)很不活潑的金屬如 ____、 ____等以 ____形式存在外 ， 其余都以 的形式存在。 金 銀 單質(zhì) 化合物 2 一氧化碳還原氧化鐵 ， 如下圖所示： (1)現(xiàn)象：玻璃管內(nèi) ， 試管內(nèi) 。 (2)操作順序：先通 CO再加熱 ， 為了 ；實 驗
8、完畢后 ， 停止加熱繼續(xù)通 CO至試管冷卻 ， 防止 。 (3)尾氣處理：因 CO有毒 ， 會污染空氣 ， 所以必須對尾氣進行 ____或 處理。 紅色粉末逐漸變黑 澄清的石灰水變渾濁 排盡管內(nèi)空氣 ， 防止加熱時發(fā)生爆炸 還原出來的鐵粉再被氧化且防止石灰水倒流 點燃 用氣球收集 1 鐵制品銹蝕的過程 ， 實際上是鐵與空氣中的 ____、 等發(fā)生化學反應 的過程。 2 防銹措施： (1)保持金屬表面的 。如：菜刀用完后擦干掛起來。 (2)金屬表面 。如： ____、 ____、電鍍等。 (3)改變鐵的單一結(jié)構(gòu) ， 制成 ____。如：不銹鋼。 氧氣 水蒸氣 潔凈干燥 涂上一層防護膜 刷漆 涂油
9、 合金 3 金屬資源的保護： (1)防止 。 (2)金屬的 。 (3)應 ， 嚴禁不顧國家利益地亂采礦。 (4) 。 金屬的腐蝕 回收利用 有計劃、合理地開采礦物 尋找金屬的代用品 1 常見的探究方法 2. 實驗設(shè)計 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb （ H ） Cu Hg Ag Pt Au金屬活動性由強逐漸減弱 (1)比較兩種金屬活動性的實驗設(shè)計 直接比較法：將一種金屬 R插入另一種金屬 M的鹽溶液中 ， 如果無明顯現(xiàn)象 ， 則兩種金屬活動性由強到弱的順序為 ____；如果 R上有 M附著 ， 則兩種金屬活動 性由強到弱 的順序為 。 間接比較法：如果在金屬活動性順序表中
10、， 一種金屬排在氫前 ， 另一種金屬排 在氫后 ， 也可用稀鹽酸 (或稀硫酸 )判斷：將兩種金屬分別插入等體積、等濃度的 稀鹽酸 (或稀硫酸 )中 ， 如果 R上有氣泡產(chǎn)生 ， M上無明顯現(xiàn)象 ， 則兩種金屬活動性 由強到弱的順序為 ____。 (2)比較三種金屬活動性的實驗設(shè)計 方法： “ 中部崛起法 ” 。即選用兩種金屬的單質(zhì)與活動性介于中間的金屬的鹽 溶液或兩種金屬的鹽溶液與活動性介于中間的金屬單質(zhì)作試劑 ， 根據(jù)單質(zhì)與鹽溶 液反應的情況進行判斷。 MR RM RM 3 注意事項 (1)實驗前金屬必須 。 (2)做金屬與酸的反應時一般用稀鹽酸或稀硫酸 ， 不用硝酸或濃硫酸。 (3)并不是
11、所有排在前面的金屬都能把排在后面的金屬從其鹽溶液中置換出來 ， 如 。 打磨除去氧化膜或污物 鉀、鈉、鈣 【例 】 ( 2016 ， 賀州 ) 金屬在日常生活中有著廣泛的用途 ， 常見金屬的活動 性順序如圖： K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb （ H ） Cu X Ag Pt Au金屬活動性由強逐漸減弱 請回答下列問題： (1)金屬活動性順序表中的 X是 ____元素。 (2)把一根用砂紙打磨過的鋁絲浸入硫酸銅溶液中 ， 過了一會兒 ， 觀察到的現(xiàn)象有 ， 該反應的化學方程式為 。 Hg 鋁絲上附著紅色固體 ， 溶液藍色變淺 2Al 3CuSO4=3Cu Al2(SO4)3
12、(3)向一定質(zhì)量 AgNO3和 Cu(NO3)2的混合溶液中加入過量的 Zn粉 ， 溶液質(zhì)量隨反應 時間的變化情況如圖所示 ， 圖中 B點溶液中含有的溶質(zhì)有 。 Cu(NO3)2、 Zn(NO3)2 【 解答 】 (1)根據(jù)金屬的活動性順序 ， 金屬活動性順序表中的 X是 Hg元素。 (2)在金 屬活動性順序中 ， 鋁在銅的前面 ， 能與硫酸銅反應生成銅 ， 化學方程式為： 2Al 3CuSO4=3Cu Al2(SO4)3； (3)在金屬活動性順序中 ， Zn Cu Ag， 向一定質(zhì)量 AgNO3和 Cu(NO3)2的混合溶液中加入 Zn， 與兩種溶質(zhì)依次發(fā)生反應： Zn 2AgNO3=Zn(
13、NO3)2 2Ag 65 216 所以析出銀的過程是溶液質(zhì)量減少的過程； Zn Cu(NO3)2=Zn(NO3)2 Cu 65 64 所以析出銅的過程是溶液質(zhì)量增加的過程。 B點時鋅與 AgNO3恰好完全反應 ， 沒有與 Cu(NO3)2反應 ， 此時溶液中含有 Cu(NO3)2、 Zn(NO3)2 【 例 1】 (2016， 邵陽 )下列物質(zhì)不屬于合金的是 ( ) A 生鐵 B鋼 C青銅 D C60 【 方法指導 】 合金是指在一種金屬中加熱熔合其他金屬或非金屬而形成的具有金 屬特性的物質(zhì)。合金概念有三個特點： 一定是混合物； 合金中各成分都是以單 質(zhì)形式存在的； 合金中至少有一種金屬。 【
14、 解答 】 A.生鐵是鐵碳合金； B.鋼是含碳的鐵合金； C.青銅是銅錫合金； D.C60 是碳的單質(zhì) ， 不屬于合金。 D 【 例 2】 (2016， 大連 )為了驗證鋅、鐵、銅、銀的金屬活動性順序 ， 某同學進行如 圖所示的實驗。 (1)該同學能否達到實驗目的？說明理由： 不能；實驗中 AB不能形成對照 ， 只能得到銅的活動性大于銀； (2)自選另外兩種試劑 ， 設(shè)計實驗方案 ， 證明以上四種金屬的活動性順序 ， 寫出實驗 操作、現(xiàn)象和結(jié)論。 實驗操作 現(xiàn)象 結(jié)論 將相同粗細的鋅絲 、鐵絲和銅絲分別 加入相同體積相同 濃度的稀鹽酸中 鋅絲、鐵絲表面都 有氣泡冒出 ， 但是 有鋅絲的試管中氣
15、 泡產(chǎn)生的快 ， 銅絲 表面沒有氣泡冒出 鋅比鐵活潑； 銅的活動性位于 H 后； 三種金屬的活動性 為鋅鐵銅 將銅絲插入硝酸銀 溶液中 銅片表面有銀白色 固體附著 (或灰色 固體附著 ) 銅的活動性比銀強 金屬的活動性：鋅 鐵銅銀 【 方法指導 】 本題考查金屬的活動性順序 ， 要證明一種金屬比另一種金屬活潑 ， 只要把一種金屬放入另一種金屬的鹽溶液中 ， 觀察現(xiàn)象即可。 【 解答 】 (1)試管 A中為鋅片 ， 試管 B中為鐵絲 ， 二者的狀態(tài)不同 ， 沒法形成對比 ；試管 C僅能比較得到銅的活動性大于銀； (2)金屬的活動性順序中 ， 鋅和鐵排在氫 的前面 ， 銅和銀排在氫的后面 ， 可將
16、相同粗細的鋅絲、鐵絲和銅絲分別加入相同體 積相同濃度的稀鹽酸中 ， 鋅絲、鐵絲表面都有氣泡冒出 ， 但是有鋅絲的試管中氣泡 產(chǎn)生的快 ， 因此鋅比鐵活潑 ， 銅絲表面沒有氣泡冒出 ， 說明三種金屬的活動性為鋅 鐵銅；再將銅絲插入硝酸銀溶液中 ， 銅片表面有銀白色固體附著 (或灰色固體附 著 )， 因此銅的活動性比銀強。 【 例 3】 (2016， 黑龍江 )將一定質(zhì)量的鋁和鐵的粉末放入硝酸鎂和硝酸銀的混合 溶液中 ， 充分反應后過濾 ， 所得溶液質(zhì)量與反應前溶液質(zhì)量相比 ____(填 “ 變大 ”“ 變小 ” 或 “ 不變 ” )， 濾液中一定含有的陽離子 (寫離子符號 )； 向濾渣中加入稀鹽
17、酸 ， 如果有氣泡產(chǎn)生 ， 濾渣中一定有 。 變小 Mg2 、 Al3 銀、鐵 【 解答 】 金屬鎂、鐵、鋁、銀的活動性由強到弱的順序是：鎂鋁鐵銀 ， 當將 一定質(zhì)量的鋁和鐵的粉末放入硝酸鎂和硝酸銀的混合溶液中 ， 鋁首先與硝酸銀反應 置換出銀 ， 當鋁反應完全后 ， 鐵繼續(xù)置換銀 ， 鋁和鐵不能與硝酸鎂反應。由方程式 Al 3AgNO3=Al(NO3)3 3Ag可知 ， 每 27份質(zhì)量的鋁參加反應 ， 生成 324份質(zhì)量的 銀 ， 溶液的質(zhì)量將減少。由方程式 Fe 2AgNO3=Fe(NO3)2 2Ag可知 ， 每 56份質(zhì) 量的鐵參加反應 ， 生成 216份質(zhì)量的銀 ， 溶液的質(zhì)量將減少。
18、所以 ， 反應后的溶液 和反應前相比 ， 質(zhì)量減少。由上述分析可知 ， 濾液中一定含有的陽離子為 Mg2 、 Al3 ；向濾渣中加入稀鹽酸 ， 如果有氣泡產(chǎn)生 ， 濾渣中一定有銀、鐵。 【例 4 】 ( 20 16 ， 麗水 ) 最近電茶壺等不銹 鋼食具容器安全問題引起消費者 關(guān)注。不銹鋼中有鐵、碳、硅和錳。有些食具容器所用不銹鋼材料錳含量較 高 ， 若材料中的金屬錳析出超標 ， 通過食物進入人體 ， 可能會對神經(jīng)系統(tǒng)有 損害。 ( 1) 鐵元素在地殼中主要以化合態(tài)存在 ， 從鐵礦石中冶煉出鐵的主要反應 如下： Fe 2 O 3 3CO = = 高溫 2Fe 3CO 2 該反應 ____(填
19、“ 是 ” 或 “ 不是 ” )分解反應； (2)已知錳 (Mn)的金屬活動性強于鋅 ， 不銹鋼材料中錳若析出進入人體胃中 ， 會與 胃液中的鹽酸發(fā)生置換反應 ， 反應產(chǎn)物中錳元素化合價 2價 ， 請寫出該反應的化學 方程式 ； 不是 Mn 2HCl=MnCl2 H2 (3) 已知碳、鐵和硅等單質(zhì)能發(fā)生以下反應： C O 2 = = 點燃 CO 2 Fe 2HCl = =FeCl 2 H 2 Si 2NaOH H 2 O = =Na 2 SiO 3 2H 2 請從反應前與反應后元素化合價改變的角度 ， 歸納出 3 個反應的共同規(guī) 律 。 都是氧化還原反應 【解答】 (1) 分解反應是一變多的反
20、應 ， 所以 Fe 2 O 3 3CO = = 高溫 2Fe 3CO 2 的 反應不是分解反應； (2) 錳和鹽酸反應生成氯化錳和氫氣 ， 化學方程式為： Mn 2HCl = =MnCl 2 H 2 ； (3) 三個反應中 ， 都出現(xiàn)了元素化合價的升降 ， 所以 三個反應都屬于氧化還原反應。 1 (2016陜西第 13題 ， 2分 )錳和鎳 (Ni)都是重要的金屬 ， 將鎳絲插入 MnSO4溶液 中 ， 無明顯現(xiàn)象 ， 插入 CuSO4溶液中 ， 鎳絲表面有紅色固體析出 ， 則 Mn、 Ni、 Cu 三種金屬的活動性由強到弱的順序是 ( ) A Mn、 Ni、 Cu B Mn、 Cu、 Ni
21、C Ni、 Mn、 Cu D Cu、 Mn、 Ni 2 2016陜西第 16題 (2)， 1分 手機線路的主要原料是銅 ， 微電子材料還用到金 、銀、鉭等 ， 在此主要利用了銅的 ____性。 3 2015陜西第 17(2)題 ， 1分 (2)青銅仙鶴的主要成分是銅合金。一般來說 ， 合 金與組成它的純金屬相比 ， 其性能會發(fā)生改變 ， 改變之一是 。 A 導電 硬度增大 4 2012陜西第 16I(3)題 ， 1分 I.我國南海海域遼闊 ， 那里散布著范圍最廣的珊 瑚礁群 ， 蘊含有巨量的礦產(chǎn)資源、漁業(yè)資源等 ， 有 “ 第二個波斯灣 ” 之稱。 (3)礦產(chǎn)資源屬于不可再生資源 ， 在開發(fā)和
22、利用中一定要增強保護意識。保護金 屬資源的措施有 有計劃、合理地開采；或?qū)ふ医饘俅闷?；或防止銹蝕；或加強廢舊金屬的回收 再利用。 5 (2015陜西第 19題 ， 5分 )鐵是生產(chǎn)、生活中應用很廣泛的一種金屬 ， 下列是 與鐵的性質(zhì)有關(guān)的部分實驗圖 ， 請回答下列問題。 (1)A中細鐵絲燃燒生成黑色固體的化學式是 。 (2)B中鐵釘最易生銹的部位是 ____(填 “ a”“b”或 “ c”)。 Fe3O4 b (3)C中剛開始無氣泡產(chǎn)生 ， 溶液顏色逐漸由無色變?yōu)辄S色 ， 此時試管內(nèi)發(fā)生反應 的化學方程式是 。 (4)D中反應一段時間后 ， 試管內(nèi)固體質(zhì)量比反應前增大 ， 據(jù)此推斷 ， 試管
23、內(nèi)溶液 質(zhì)量與反應前相比 ____(填 “ 增大 ”“ 不變 ” 或 “ 減小 ” )。 Fe2O3 3H2SO4=Fe2(SO4)3 3H2O 減小 6 (2014陜西第 19題 ， 4分 )金屬材料應用廣泛 ， 如電路板中常用到焊錫、銅、銀 、鐵等。 (1)焊錫與其組成金屬相比具有 的特性 ， 可用來焊接電子元件。 (2)將 Cu片插入 AgNO3溶液中 ， 發(fā)生反應的化學方程式 為 。 (3)若要驗證 Cu、 Ag、 Fe的活動性強弱 ， 可選擇的試劑組是 ____(填序號 )。 A Fe、 Cu、 Ag、稀硫酸 B Cu、 Ag、 FeSO4溶液 C Fe、 Ag、 CuSO4溶液 熔
24、點低 Cu 2AgNO3=2Ag Cu(NO3)2 C 7 ( 2013 陜西第 19 題 ， 5 分 ) 隨著人們生活水平的不斷 提高 ， 汽車已走進 千家萬戶。制造汽車要用到含銅、鐵、鋁等成分的多種金屬材料。 ( 1) 在汽車電路中 ， 經(jīng)常用銅作導線 ， 這是利用了銅的 ____ 性。 (2) 車體多用鋼材制造。其表面噴漆不僅美觀 ， 而且可有效防止 與 接觸而生銹。 (3) 工業(yè)上用 CO 還原赤鐵礦冶煉金屬鐵的化學方程式 為 。 (4) 在實驗室中探究鋁、銅的金屬活動性順序 ， 除鋁、銅外 ， 還需要用到的 試劑是 。 ( 填一種即可 ) 導電 氧氣和水或空氣和水或 O2和 H2O
25、3CO Fe 2 O 3 = =高溫 2F e 3CO 2 稀鹽酸或稀硫酸或硫酸銅溶液等 8 (2012陜西第 20題 ， 5分 )下圖為某學習小組探究金屬化學性質(zhì)時所做的四個實 驗 ， 仔細分析后回答下列問題： (1)描述 A中的實驗現(xiàn)象 。 (2)寫出 C中反應的化學方程式 。 銅絲表面附著一層銀白色固體 ， 溶液變?yōu)樗{色 Zn 2HCl=ZnCl2 H2 (3)要證明 Cu、 Fe、 Ag的活動性順序 ， 至少要做的實驗是 ____(填序號 )。 (4)開始反應后 D中溶液逐漸變?yōu)辄S色 ， 原因是 鐵釘未打磨有鐵銹或溶液中有 Fe2(SO4)3生成。 A、 B 9 2012陜西第 21(3)(4)題 ， 2分 下圖是某課外學習小組設(shè)計的氣體制備與性質(zhì)驗 證的組合實驗 ， 其中裝置 C的作用是將二氧化碳和炭粉在高溫下轉(zhuǎn)化為一氧化碳。請 看圖回答下列問題： (3)裝置 D中玻璃管內(nèi)的實驗現(xiàn)象為 。 (4)該套裝置中有一個明顯的不足之處 ， 應在裝置 E后放置燃著的酒精燈處理尾氣 。這樣做的原因是 。 紅棕色固體變黑 使剩余的 CO全部燃燒 ， 防止污染空氣或 CO有毒 ， 防止污染空氣
中考化學總復習 第1篇 考點聚焦 模塊一 身邊的化學物質(zhì) 第5講 金屬和金屬材料課件1.ppt
