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1、第八单元金属和金属材料,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,考点一金属材料1.金属材料(1)金属材料包括纯金属和合金。人类使用金属的历史经历了由石器时代青铜器铁器时代铝合金及多种金属材料的过程。(2)金属的物理性质相似性:常温下多数金属都是固体,有金属光泽,密度、硬度较大,熔、沸点较高,具有良好的导电、导热性能。差异性:汞常温下呈液态,金为黄色,银的导电能力最强,熔点最高的金属是钨。金属物理性质的主要应用:导电性制电线、电缆;导热性制作炊具;延展性拉成丝、做成箔;机械强度高制防盗门、机械零件;金属光泽好制作装饰品。,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,(3)决定物质用途的因素物质的性质
2、在很大程度上决定了物质的用途,但这不是唯一的决定因素。在考虑物质的用途时,还需要考虑价格、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多种因素。,本ppt来自：千教网(),考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,2.合金(1)定义合金是在一种金属中加热熔合某些金属或非金属而制得的,具有金属特性的物质。合金是混合物(填“纯净物”或“混合物”),其强度和硬度一般比组成它们的纯金属更大,抗腐蚀等性能也更高,熔点更低。(2)常见的合金生铁和钢是两种常见的铁合金。青铜是人类使用最早的金属材料,是铜和锡的合金。,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,考点二金属的化学性质1.金属+氧
3、气金属氧化物(1)常温下:铝在空气中易被氧化4Al+3O2 2Al2O3(请写出化学方程式)。铁、铜在潮湿的空气中都会生锈。(2)点燃或加热条件下:(请完成下列化学方程式)镁带在空气中燃烧:2Mg+O22MgO;铁在氧气中燃烧:3Fe+2O2Fe3O4;铜在空气中受热变黑:2Cu+O2 2CuO。(3)高温下也有不与氧气反应的金属,如金等。“真金不怕火炼”是指金在高温下也不与氧气反应。,易错警示在纯氧中,铁能剧烈燃烧,生成黑色的四氧化三铁;而在潮湿的空气中,铁则易发生缓慢氧化,生成红色的铁锈,主要成分是Fe2O3xH2O。,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,2.活泼金属+某些酸氢气+盐(
4、1)镁与稀盐酸反应的现象为有气泡产生,固体逐渐溶解,化学方程式为Mg+2HCl MgCl2+H2;镁与稀硫酸反应的化学方程式为Mg+H2SO4MgSO4+H2。(2)锌与稀盐酸反应的化学方程式:Zn+2HCl ZnCl2+H2;锌与稀硫酸反应的化学方程式:Zn+H2SO4ZnSO4+H2。(3)铁与稀盐酸反应的化学方程式:Fe+2HClFeCl2+H2;铁与稀硫酸反应的化学方程式:Fe+H2SO4FeSO4+H2。温馨提示金属与酸发生置换反应的条件为金属在金属活动性顺序中排在氢之前;浓硫酸和硝酸有很强的氧化性,与活泼金属反应不产生氢气;铁与盐酸、稀硫酸反应生成+2价的亚铁盐,溶液为浅绿色;酸与
5、金属发生置换反应后,溶液质量增加。,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,3.金属+某些盐新金属+新盐(1)铁丝浸入硫酸铜溶液中(曾青得铁则化为铜)化学方程式:Fe+CuSO4FeSO4+Cu;现象:铁的表面覆盖一层紫红色物质,溶液由蓝色变为浅绿色。(2)铜丝浸入硝酸银溶液中化学方程式:Cu+2AgNO3 2Ag+Cu(NO3)2;现象:铜表面有一层银白色金属析出,溶液由无色变为蓝色。,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,易错警示金属与盐发生置换反应的条件金属的活动性要比盐中金属的活动性强(即前换后或强换弱),但金属单质要除去钾、钙、钠(这三种金属的活动性非常强,它们不与溶液中的盐发生置
6、换反应,而是与盐溶液中的水反应);参加反应的盐必须可溶或微溶;铁与盐溶液发生置换反应,生成亚铁盐(铁元素显+2价)。,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,考点三金属活动性顺序,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、稀硫酸中的氢元素(浓硫酸、硝酸除外)。3.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(钾、钙、钠除外)。温馨提示金属活动性顺序的应用判断金属与酸能否发生反应以及反应速率的快慢;判断不同金属与同种酸发生反应的先后顺序;判断金属与盐溶液能否发生反应;根据金属与盐溶液能否发生反应来判断金属活动性。,考点一,考点二,考
7、点三,考点四,考点五,考点四置换反应1.定义:一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应。2.表达式:A+BCB+AC。3.常见类型:(1)氢气(或碳)与某些金属氧化物反应;(2)金属与某些酸反应;(3)金属与某些盐溶液反应。注意:a.铁在置换反应中生成的是显+2价的亚铁化合物;b.置换反应中一定有元素化合价的变化;c.置换反应中一定有单质、化合物的参加和生成。,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,考点五金属资源的保护和利用1.铁的冶炼(1)原理:在高温下,利用一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。化学方程式:3CO+Fe2O32Fe+3CO2。(2)原料:铁矿石、焦炭、石灰石、
8、空气。常见的铁矿石有磁铁矿(主要成分是Fe3O4)、赤铁矿(主要成分是Fe2O3)、菱铁矿(主要成分是FeCO3)、黄铁矿(主要成分是FeS2)。,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,(3)一氧化碳还原氧化铁,实验步骤:a.先通入CO(目的是排尽装置内的空气,防止CO与氧气混合后加热引起爆炸);b.点燃酒精喷灯;c.反应结束时,先熄灭酒精喷灯,直到玻璃管冷却到室温时,再停止通CO(目的是防止高温下氧气进入使生成的铁再次被氧化且防止石灰水倒流)。尾气处理的方法:点燃或用小气球收集。实验现象:玻璃管中红棕色粉末变成黑色,澄清石灰水变浑浊。,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,2.铁的锈蚀(
9、1)铁生锈的条件:铁与氧气、水接触(铁锈的主要成分为Fe2O3xH2O)。(2)防止铁制品生锈的措施:保持铁制品表面的清洁、干燥。表面涂保护层:如油漆、搪瓷、镀其他金属等。制成合金:如不锈钢等。铁锈很疏松,会导致里层的铁继续与氧气、水蒸气反应,因此铁制品可以全部被锈蚀。因而铁锈应及时除去。而铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步氧化,因此,铝具有很好的抗腐蚀性能。,考点一,考点二,考点三,考点四,考点五,3.金属资源的保护和利用途径(1)防止金属腐蚀;(2)金属的回收利用;(3)有计划合理地开采矿物;(4)寻找金属的代用品。,考法1,考法2,考法3,考法4,考法5,考法1金属材料试
10、题主要考查金属材料的判断、合金的判断及其特性、金属的物理性质等。试题常结合生产实际,有些会配图片进行考查。复习时要了解常见金属的性质,能根据性质判断其用途或由用途推知金属的主要特性。,考法1,考法2,考法3,考法4,考法5,例1(2015湖北恩施)金属和金属材料在日常生活中被广泛应用。下列对金属或合金的利用由金属的活动性决定的是()A.用铁回收含铜离子废液中的铜B.用铝合金制作门窗框架C.用锡合金作保险丝D.用铜丝作电缆解析:铁的金属活动性强于铜,金属铁可置换出铜盐溶液中的铜,A项正确;铝合金作门窗框架,是利用其硬度大、质量轻、抗腐蚀性强的性质,B项错误;锡合金作保险丝是利用其熔点低的性质,C
11、项错误;铜丝作电缆是利用其导电性,D项错误。答案:A,考法1,考法2,考法3,考法4,考法5,考法2金属的锈蚀与防护金属的锈蚀与防护试题主要考查知识的记忆:(1)铁生锈的条件;(2)铁的锈蚀程度的比较;(3)铝不易锈蚀的原因;(4)防止金属锈蚀的措施或方法。注意铁生锈的条件:与O2接触、与水接触,两者缺一不可;防锈的原理:隔绝O2、隔绝水,满足一条即可;设计铁生锈条件的探究实验时一般用控制变量法。,考法1,考法2,考法3,考法4,考法5,例2(2015山东威海)铁生锈探秘为探究铁生锈的原因,化学兴趣小组的同学进行了如图所示的四个实验,实验结果显示:B、D实验中铁生锈了,而A、C实验中没有明显的
12、现象,仔细分析这4个实验,回答下列问题:,考法1,考法2,考法3,考法4,考法5,(1)评价方案对照实验是指除了一个变量外,其他的量都保持不变的实验。该实验方案中采用了对照实验方法,请指出其中的对照实验(填A、B、C、D实验代号)和变量。第组对照实验,变量。第组对照实验,变量。第组对照实验,变量。,考法1,考法2,考法3,考法4,考法5,(2)解释数据实验时,每隔一段时间测量导管内水面上升的高度,结果如下表所示(表中所列数据为导管中水面上升的高度/cm)。,导致B、D实验装置中导管内水面上升的原因是。(3)获得结论根据本实验,你认为铁生锈的条件有;能加快铁生锈的物质是。,考法1,考法2,考法3
13、,考法4,考法5,解析:(1)分析四组实验,可知实验A、B对照是为了验证水的影响;实验B、C对照是为了验证氧气的影响;实验B、D对照是为了验证食盐的影响。(2)导管内水面上升的原因是铁丝生锈吸收了空气中的氧气,使装置中的压强减小所致。(3)通过实验可知,铁生锈的条件是与水和氧气接触;能加快铁生锈的物质是食盐。答案:(1)A、B水B、C氧气B、D食盐(2)铁丝生锈吸收了空气中的氧气(3)与水和氧气接触食盐,考法1,考法2,考法3,考法4,考法5,考法3金属活动性顺序及应用试题主要考查:判断置换反应能否发生;通过金属与酸、盐溶液反应的化学方程式及反应现象,判断金属活动性强弱;判断置换反应后所得滤液
14、、滤渣的成分,废液中金属成分的回收等。,考法1,考法2,考法3,考法4,考法5,例3(2015黑龙江大庆)下列不能作为判断金属Mg、Fe、Cu三种金属活动性强弱的依据的是()A.在纯氧中燃烧的现象B.与盐酸反应的快慢程度C.金属导电性强弱D.三种金属发现和利用的年代的先后顺序解析:金属活动性的强弱,可根据金属与氧气、酸以及某些可溶性盐溶液的反应情况来判断,一般来说,与氧气反应的条件越容易,金属越活泼,能反应的金属比不反应的金属活泼,反应剧烈的金属比反应缓慢的金属活泼。金属的导电性属于金属的物理性质,不能用来判断金属的活动性顺序。答案:C,考法1,考法2,考法3,考法4,考法5,考法4金属与某些
15、酸的反应试题常考查Mg、Al、Zn、Fe分别与稀酸(稀盐酸或稀硫酸)的反应。试题常借助图像考查金属与酸的反应,做题时能依据相关化学方程式,分析反应中物质的质量关系等。(1)合金中的金属的活动性都排在氢前,反应情况如图甲所示。(2)合金中的金属的活动性有的排在氢前,有的排在氢后,反应情况如图乙所示。,考法1,考法2,考法3,考法4,考法5,(3)等质量的几种金属(金属离子的化合价相等,如都为+2价)与等质量、等浓度的同种酸反应,产生氢气的质量相等时,有两种情况:酸不足,金属均有剩余;酸反应完全,相对原子质量小的金属过量,相对原子质量大的金属恰好反应。两种情况下酸都没有剩余,相对原子质量小的金属一
16、定有剩余。,考法1,考法2,考法3,考法4,考法5,例4(2015山东枣庄)向等质量的锌粉和铁粉中分别加入足量的稀硫酸,下列图像描述正确的是(),考法1,考法2,考法3,考法4,考法5,解析:本题可选用排除法解答。根据金属活动性顺序,锌比铁活泼,因此,锌与酸反应更剧烈,表现在图像中为表示锌的曲线更陡,可排除D项;因为金属的质量相等且稀硫酸足量,锌、铁反应后在对应的盐中均显+2价,因此,产生氢气的多少与金属的相对原子质量成反比,即相对原子质量越大的金属,与足量酸反应后产生氢气质量越小,据此可排除A、C项。答案:B,考法1,考法2,考法3,考法4,考法5,考法5判断金属发生置换反应后滤液或滤渣的成
17、分判断金属与多种盐溶液反应或判断多种金属与盐溶液反应时,首先,根据金属活动性顺序判断物质间能否发生反应;其次,根据金属活动性顺序,按活动性差异最大的先反应的原则来确定反应的先后顺序;最后,从量的角度分析反应后固体的成分及溶液中溶质的成分。,考法1,考法2,考法3,考法4,考法5,例5(2015山东泰安)向一定质量AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入过量的Zn粉,溶液质量随反应时间变化的情况如图所示。下列说法正确的是()A.取a点溶液,滴加稀盐酸,无白色沉淀B.图标上bc段溶液质量增加的原因是Zn与Cu(NO3)2溶液发生反应C.b点时溶液中金属离子有Zn2+、Cu2+,金属单质有Zn、
18、Cu、AgD.c点和d点溶质种类不同,金属单质种类也不同,考法1,考法2,考法3,考法4,考法5,解析:向一定量的AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入Zn粉时,Zn粉会先和AgNO3溶液发生反应,然后再和Cu(NO3)2溶液发生反应。b点时说明AgNO3恰好与Zn粉完全反应,所以a点时溶液中仍含有AgNO3,加入稀盐酸会产生氯化银沉淀,A项错误;bc段表示的是Zn粉和Cu(NO3)2溶液发生反应,B项正确;b点时AgNO3恰好与Zn粉完全反应,所以溶液中含有Zn2+和Cu2+,金属单质中含有锌和银,不含铜,C项错误;c点时表示Zn粉和Cu(NO3)2溶液恰好完全反应,溶液中只有Zn(N
19、O3)2存在,继续加入Zn粉,溶质和固体的成分不会发生变化,D项错误。答案:B,考法1,考法2,考法3,考法4,考法5,【变式训练】把一定量的Fe粉放入AgNO3、Cu(NO3)2、Zn(NO3)2混合溶液中,充分反应后过滤,对滤出的固体和滤液中溶质的叙述正确的是()A.滤出的固体中含有Ag,滤液中一定含有Cu(NO3)2、Fe(NO3)2、Zn(NO3)2,可能含有AgNO3B.滤出固体中有Ag、Cu,滤液中一定有Cu(NO3)2、Fe(NO3)2、Zn(NO3)2C.滤出固体中有Ag、Cu、Fe,滤液中一定有Zn(NO3)2,可能含有Fe(NO3)2D.滤出的固体中有Ag、Cu、Fe,滤液
20、中一定含有Zn(NO3)2、Fe(NO3)2,可能含有Cu(NO3)2,考法1,考法2,考法3,考法4,考法5,解析:在金属活动性顺序中,锌铁铜银,AgNO3、Cu(NO3)2和Zn(NO3)2的混合溶液中加入一定量的铁粉,铁粉首先置换硝酸银中的银,待硝酸银完全反应后继续与硝酸铜发生反应而不能与硝酸锌发生反应。如果铁粉的量不足,只能部分或全部置换出溶液中的银,则滤出的固体中含有Ag,滤液中一定含有Cu(NO3)2、Fe(NO3)2、Zn(NO3)2,可能含有AgNO3,故A项正确;滤出固体中有Ag、Cu,滤液中有Fe(NO3)2、Zn(NO3)2,可能含有Cu(NO3)2,故B项错误;滤出固体
21、中有Ag、Cu、Fe,滤液中一定有Zn(NO3)2、Fe(NO3)2,故C项错误;滤出的固体中有Fe,滤液中一定不含有Cu(NO3)2,故D项错误。答案:A,探究金属的活动性顺序1.原理借助金属与氧气、酸溶液、盐溶液能否发生反应及反应的现象来判断金属的活动性强弱。,2.探究金属活动性顺序方法,3.实验设计在设计实验进行验证金属活动性强弱时,要注意控制变量唯一,金属与酸反应要控制的变量是金属的种类,其他因素如金属的表面积、金属的形状、酸溶液的种类、酸溶液的浓度要相同。,例题(2015山东烟台)不锈钢材料中含有的金属铬(Cr)能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性。为了解金属铬与常见金属铝、铜在金属活动性顺
22、序中的相对位置关系,小娟与小涛进行了如下探究活动。【猜想与假设】根据所学知识,猜想三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系:猜想一:CrAlCu猜想二:AlCrCu猜想三:,【实验与探究】(1)小娟的实验:取大小相同的铝、铬、铜三种金属片(用砂纸打磨光亮),(2)小涛的实验:小涛只选用了三种药品进行实验,也得出了三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系。则他选用的三种药品可能是。【总结与归纳】由上述实验得出比较金属活动性强弱的方法有:;。,解析:【猜想与假设】因为已经知道Al比Cu活泼,所以Cr只能排在前、中、后三个位置,猜想三只能是AlCuCr。【实验与探究】(1)因为铝片表面产生气泡较快,
23、铬片表面产生气泡较缓慢,说明铬不如铝活泼,铜无明显现象,说明铜与稀硫酸不反应,最不活泼,所以猜想二成立;铬和稀硫酸反应也可以置换出酸中的氢,化学方程式为Cr+H2SO4 CrSO4+H2。(2)要验证三种金属的活动性一般用“两金夹一盐”或“两盐夹一金”的方法就可以一次性验证出三种金属的活动性,所以选用的药品为Al、CrSO4溶液、Cu或Al2(SO4)3溶液、Cr、CuSO4溶液。【总结与归纳】要比较金属的活动性强弱,一般可以用金属和酸反应根据反应的快慢判断;也可以用金属和盐溶液反应进行比较,活泼的金属能置换出不活泼的金属。,答案:【猜想与假设】AlCuCr【实验与探究】(1)二Cr+H2SO4CrSO4+H2(2)Al、CrSO4溶液、Cu或Al2(SO4)3溶液、Cr、CuSO4溶液【总结与归纳】通过金属与酸反应比较通过金属与盐溶液反应比较,
