1、- 1 -第八单元 金属和金属材料考点 1 金属材料纯金属（90 多种）合金 （几千种）（合金不是合成材料，是金属材料，合金的用途比纯金属使用更广泛）考点 2 金属材料的发展史及年产量商朝，人们开始使用青铜器；春秋时期开始冶铁；战国时期开始炼钢；铜和铁一直是人类广泛应用的金属材料。在 100 多年前，又开始了铝的使用（铜，铁，铝）因铝具有密度小和抗腐蚀，等许多优良性能，且地壳中含量较高，铝的产量已超过了铜，位于第二位。 （年产量；铁铝铜）考点 3 金属的物理性质（1）常温下一般为固态（汞为液态） ，大多密度和硬度较大，熔沸点较高2、金属的物理性质： （2）大多数呈银白色（铜为紫红色，金为黄色）
2、 ，有金属光泽。（3）有良好的导热性、导电性、延展性（能拉成丝，能压成片）考点 4 金属之最地壳中含量最高的金属元素铝； 人体中含量最高的金属元素 钙；目前世界上年产量最高的金属铁； 导电、导热性最好的金属 银；硬度最高的金属铬； 海水中含量最高的金属 钠熔点最高的金属钨； 熔点最低的金属 汞；密度最大的金属锇； 密度最小的金属 锂。考点 5 金属分类：黑色金属：通常指铁、锰、铬及它们的合金。重金属：如铜、锌、铅等（密度大于 4.5g/cm3)有色金属轻金属：如钠、镁、铝等；密度小于 4.5g/cm3）（有色金属：通常是指除黑色金属以外的其他金属。 ）考点 5 合金合金：由一种金属跟其他一种或
3、几种金属（或金属与非金属）一起熔合而成的具有金属特性的物质。 （物理过程）注意：（1）合金是金属与金属或金属与非金属的混合物。（2）一般说来，合金的熔点比各成分低，硬度比各成分大，抗腐蚀性能更好，很多性能与组成它们的纯金属不同，使合金更容易适于不同的用途。（3）日常使用的金属材料，大多数为合金。（4）金属在熔合了其它金属和非金属后，不仅组成上发生了变化，其内部组成结构也发生了改变，从而引起性质的变化。1、金属材料 - 2 -铁的合金 铜合金合金 生铁 钢 黄铜 青铜: 焊锡钛和钛合金形状记忆金属成分含碳量2%4.3%含碳量0.03%2%铜锌合金铜锡合金铅锡合金 钛镍合金备注不锈钢：含铬、镍的钢
4、具有抗腐蚀性能紫铜为纯铜熔点低钛和钛合金：被认为是 21 世纪的重要金属材料，钛合金与人体有很好的“相容性” ，因此可用来制造人造骨等。钛合金的优点： 熔点高、密度小； 可塑性好、易于加工、机械性能好； 抗腐蚀性能好注意：(1)一般来说，强度和硬度比各成分大;(2)抗腐蚀性能更好。（3）一般说来，合金的熔点比各成分低;（4）合金的导电导热性一般低于各组成成分。常考金属及合金的性质及运用 铝箔用作食品包装 延展性铝用于制门窗 耐腐蚀，且密度小铝用于制导线 导电性铝壶烧水 导热性（铝的导热性比铁强）铝用于制飞机，火箭 密度小，强度硬度大铝制品用作化学反应器具 耐腐蚀性汞用于制温度计 熔点低镀在热水
5、瓶的内胆上的是银焊锡 熔点低用钨丝做灯丝 熔点高锌做干电池负极 导电性 （了解）锌和铝一样在空气中形成致密的氧化膜，刻镀在铁制品表面防锈（即白铁皮）不锈钢抗腐蚀性好，用于医疗器械，炊具等常用作导线的有铜和铝（由于铝的密度较小，在远程输电时常用铝做导线便于铺设）白铜耐腐蚀耐磨，可用于制钱币（了解）黄铜和青铜强度大耐腐蚀常用于做机械零件，仪表。 （了解）考点 6 金属与氧气的反应金属 条件 反应方程式 现象常温下（在空气中2MgO 2 =2MgO 银白色镁条在空气中表面逐渐变暗，生成白色固体。Mg点燃时（在空气中或在氧气点燃2MgO 2 =2MgO剧烈燃烧，放出大量的热，发出耀眼的白光，生成一种白
6、色固体。 （在- 3 -中） 空气和氧气中都能燃烧）常温下（在空气中）4Al+3O2 =2Al2O3 银白色的表面逐渐变暗，生成一层致密的薄膜。 （固在空气中不燃烧）Al 点燃时（在氧气中）点燃4Al+3O2 =2Al2O3剧烈燃烧，放出大量的热，产生耀眼的白光，生成白色固体。 （空气中不燃烧）常温下，干燥的空气常温下，在潮湿的空气中铁与空气中的氧气和水共同作用下会生成暗红色疏松的物质铁锈（Fe 2O3xH2O）或写成 Fe2O3Fe在氧气中点燃（在空气中可加热至红热，但不能燃烧）点燃3Fe2O 2 =Fe3O4剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成一种黑色固体。常温下，干燥的空气加热时 2C
7、uO 2 =2CuO铜丝表面逐渐变为黑色Cu在潮湿的空气中2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2(OH)2CO3 铜表面生成一层绿色物质Au、Ag即使在高温下也不与氧气反应“真金不怕火炼”。结论：大多数金属都能与氧气反应，但反应的难易和剧烈程度不同。Mg、Al 等在常温下就能与氧气反应； Fe、Cu 等在常温下几乎不能单独与氧气反应，但在点燃或加热的情况下可以发生反应；Au、Ag 等在高温时也不与氧气反应。考点 7 金属与酸的反应现象 反应的化学方程式金属稀盐酸 稀硫酸 稀盐酸 稀硫酸镁 剧烈反应，产生大量气泡，放出热量(试管壁发热) ，生成的气体能够燃烧并且产生淡蓝色火焰。Mg2HCl =Mg
8、Cl2H 2 MgH 2SO4=MgSO4H 2铝 剧烈反应，产生大量气泡，放出热量，生成的气体能够燃烧并且产生淡蓝色火焰。2Al+6HCl=2AlCl3+3H22Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2锌 反应比较剧烈，产生大量气泡，试管壁发热，生成的气体能够燃烧并且产生淡蓝色火焰。Zn2HCl =ZnCl 2H 2ZnH 2SO4=ZnSO4H 2铁 反应缓慢，有气泡产生，溶液由无色逐渐变为浅绿色，生成气体能够Fe2HCl =FeCl2H 2FeH 2SO4 =FeSO4H 2- 4 -燃烧并且产生淡蓝色火焰。铜 不反应结论：Mg、Zn、Fe 的金属活动性比铜强，它们能置换出稀硫酸或
9、稀盐酸中的氢。注:实验室用锌和稀硫酸制氢气，因为反应速率适中，镁铝太快，而铁太慢；在溶液中，通常离子颜色：Cu 2+：蓝色 Fe2+：浅绿色 Fe3+ 黄色Fe 在参加置换反应时，生成+2 价的亚铁盐。 ）根据金属和酸反应放出气体的速率可以判断金属的活动性顺序（但只能判断排在 H 前的金属活动性）金属与酸反应生成氢气的质量（口述讲解）考点 8 金属与化合物溶液的反应实验操作 现象 反应的化学方程式 质量变化 应用铁丝浸入硫酸铜溶液中浸入溶液的铁钉表面覆盖一层紫红色的物质，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色FeCuSO 4= CuFeSO 4 金属质量增加，溶液质量减少不能用铁制品放硫酸铜溶液（或农药波尔
10、多液）铝丝浸入硫酸铜溶液中浸入溶液的铝丝表面覆盖一层紫红色的物质，溶液由蓝色逐渐变为无色2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu金属质量增加，溶液质量减少铜丝浸入硝酸银溶液中浸入溶液的铜丝表面覆盖一层银白色的物质，溶液由无色逐渐变为蓝色Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag金属质量增加，溶液质量减少铜丝浸入硫酸铝溶液中结论：1.以上四种金属的活动性由强到弱的顺序为：AlFeCuAg2.活泼性强的金属能把活泼性弱的金属从其化合物溶液中置换出来。注意：此类反应能进行的条件如下1.单质金属必须排在化合物中的金属之前。2.此类反应一定在溶液中进行，不溶于水的化合物一般不与金属反应。 （如
11、铁和氯化银不能反应）3. K、Ca 、 Na 活动性非常强，但不能用它们置换化合物中的金属，因为它们能同溶液中的水剧烈反应。根据金属和金属盐溶液的反应也可比较金属的活动性顺序；（学会描述金属和金属盐溶液反应的实验现象）考点 9 置换反应置换反应：由一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质与化合物的反应叫做置换反应。例： C+2CuO 高温 2Cu+CO2 FeCuSO 4= CuFeSO 4 Zn2HCl =ZnCl 2H 2- 5 -考点 10 金属活动性顺序人们通过大量的实验验证得到常见金属的活动性顺序：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag Pt Au金
12、属活动性：由强到弱应用： 1.在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，它的活动性越强。2.在金属活动性顺序里，位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢。 （不能是浓硫酸或硝酸）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（除 K、Ca 、Na）考点 11 矿石1. 金属资源的存在方式：地球上的金属资源广泛存在于地壳和海洋中，大多数金属化合物性质较活泼，所以它们以化合物的形式存在；只有少数金属化学性质很不活泼，如金、银等以单质形式存在。2. 矿石：工业上把能提炼金属的矿物叫矿石。3. 常见矿石名称与其主要成分：名称 赤铁矿 黄铁矿 菱铁矿 磁铁矿 铝土矿
13、黄铜矿 辉铜矿主要成分 Fe2O3 FeS2 FeCO3 Fe3O4 Al2O3 CuFeS2 Cu2S考点 13 一氧化碳还原氧化铁(1)仪器：铁架台（2 个） 、硬质玻璃管、单孔橡皮赛（2 个） 、酒精灯、试管、酒精喷灯、双孔橡皮赛、导气管。(2)药品：氧化铁粉末、澄清石灰水、一氧化碳气体（3）装置图：（3）实验前要检查一氧化碳的纯度，因为一氧化碳是可燃性气体，如果其中混有空气或氧气，温度达到着火点或与明火接触可能发生爆炸。 （氢气同理）（4）步骤：检验装置的气密性；装入药品并固定；向玻璃管内通入一氧化碳气体；给氧化铁加热；- 6 -停止加热；停止通入一氧化碳。（5）现象：红色粉末逐渐变成
14、黑色，澄清石灰水变浑浊，尾气燃烧产生蓝色火焰。高温 点燃 （6）化学方程式：3CO+Fe 2O3=2Fe+3CO2 2CO+O2=2CO2 Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O注意：在实验中应先通入一会儿一氧化碳，再加热，原因是防止一氧化碳混入空气而引发爆炸；实验结束后应先停止加热，然后继续通一氧化碳一直到玻璃管冷却，主要是为了防止被还原的铁再次被氧化。（7）用澄清石灰水的目的是检验产物中有二氧化碳。（8）尾气处理：因 CO 有毒，不能随意排放在空气中，处理的原则是将 CO 燃烧掉转化为无毒的 CO2 或用气球收集备用。注意；实验室还原得到的铁是纯铁考点 14 工业炼铁（1）原理：在高温
15、下，利用焦炭与氧气反应生成的还原剂（CO）将铁从铁矿石里还原出来。（2）原料：铁矿石、焦炭、石灰石和空气（3）主要设备：高炉（4）焦炭的作用提供能量与氧气反应生成还原剂（5）石灰石的作用；将矿石中的二氧化硅转变为炉渣。（6）冶炼过程中发生的化学反应：点燃 高温 高温 C+O2=CO2 CO2+ C=2CO 3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2高温 高温CaCO3=CaO+CO2 CaO+SiO2=CaSiO3注意：工业炼铁得到的是生铁，不是纯铁考点 15 金属的锈蚀和保护1、铁生锈的实验（见右图）【实验器材】大试管、试管夹（带铁夹的铁架台） 、胶塞、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、洁净无锈的铁
16、钉、棉花和干燥剂氯化钙等。【实验过程】取三根洁净无锈的铁钉，一根放在盛有蒸馏水的试管中，并使铁钉外露一半；一根放在用植物油密封的蒸馏水中；一根放在干燥的空气中，注意每天观察铁钉锈蚀的现象，连续观察约一周。【实验现象】第一个试管中的铁钉生锈，而第二、三个试管中没有明显现象。【实验结论】铁生锈实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气共同作用的结果。【注意事项】第二个试管内没有现象，证明了铁钉生锈需要氧气；第三个试管内没有现象，证明了铁钉生锈需要水蒸气。铁锈很疏松，铁制品可以全部被锈蚀。2 铁的锈蚀植物油干燥剂- 7 -（1）铁生锈的条件是：铁与 O2、水接触（铁锈的主要成分： Fe2O3） （必须同时具备
17、）（铜生铜绿的条件：铜与 O2、水、CO 2 接触。铜绿的化学式：Cu 2(OH)2CO3）（2）防止铁制品生锈的措施：保持铁制品表面的清洁、干燥表面涂保护膜：如涂油、刷漆、电镀、烤蓝等制成不锈钢铁锈很疏松，不能阻碍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。注意：酸碱盐的溶液可加快铁的腐蚀。 （3） 常见的除锈方法；用砂纸打磨，用刀刮用酸清洗（酸不能过量）Fe 2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O考点 16 保护
18、金属资源保护金属资源的途径：防止金属腐蚀回收利用废旧金属合理开采矿物寻找金属的代用品意义：节约金属资源，减少环境污染- 8 -第八单元测试题可能用到的相对原子质量：H：1 O：16 C: 12 S：32 Cu: 64 Fe: 56 Ca: 40一.选择题：（每小题 2 分，14 小题，共 28 分）1. 下列说法不正确的是：( )A回收一个铝饮料罐比制造一个新饮料罐要贵 B回收铝饮料罐可以节约金属资源 C回收铝饮料罐可以节约能源 D回收铝饮料罐可以减少对环境的污染2. 不法分子常用金光闪闪的“金元宝” （铜锌合金）蒙骗人们。下列鉴别方法中错误的是：A. 加盐酸 B. 测密度 C. 加硝酸银溶液
19、 D. 看颜色3. 人类的生产和生活中离不开金属材料。通常所说的“金属材料” ，既包括纯金属，也包括各种合金。下列金属材料不属于合金的是：( )A青铜 B紫铜 C生铁 D焊锡4. 下列物品或装饰品，不易受酸雨腐蚀的是：( )A. 大理石华表 B. 铝合金窗框 C. 铁栏杆 D. 塑料制品5. 将铁片分别放入下列溶液中充分反应，反应后能使铁片质量增重的物质是：A. H2SO4 B. FeSO4 C. HCl D. CuSO46. 如图所示是 X 、Y、Z 三种金属在容器中的反应现象，下列说法正确的是( ) A.X 、Y、Z 三种金属均发生了置换反应B.三种金属的活动性顺序是 XYZC.若 Z 能
20、从金属 Y 的盐溶液里置换出 Y，则三种金属的活动性顺序是 XZY D.若 X 为金属镁，则 Z 可能是铁7.若金属锰(Mn)在金属活动性顺序中位于铝和锌之间，则下列反应不正确的是 A.Mn + H2SO4 = MnSO4 + H2 B.Mg + MnSO 4 = MgSO4 + MnC.Fe + MnSO4 = FeSO4 + Mn D.Mn + CuSO4 = MnSO4 + Cu8. 国家建设部、化工部等有关部门规定，新建小区户外给水管必须使用塑料管，新建建筑不得再使用传统铸铁排水管。国家推广使用塑料建材的主要目的是( )A保护金属资源 B金属易腐蚀，而塑料使用时间长- 9 -C塑料密度
21、小，减少房屋的自身重量 D降低成本9. 芜湖铁画是中国工艺美术百花园中的一朵奇葩，至今已有三百多年的历史。下列关于铁画生锈与防护的描述中不正确的是：( )A悬挂在干燥的环境中 B. 经常清扫表面的灰尘可以防止生锈C. 表面涂漆防止生锈 D. 生锈时主要生成四氧化三铁10. 化学反应往往需要在一定条件下进行。通过控制或改变反应条件，可以加快、减缓甚至阻止反应的进行。下图所反映的措施中，能加快其化学反应速率的是：( )11. 在天平的两个托盘上各放一只烧杯，烧杯中都盛有足量的盐酸，此时天平保持平衡。如果一边投入少许锌粒，另一边投入相同质量的铁粉，两者都完全溶解后，天平指针将：A偏向放锌粒的烧杯一边
22、 B不发生偏转 C偏向放铁粉的烧杯一边 D无法判断12. X、Y、Z 三种金属及其化合物间可发生如下化学反应： Y+ZCl2=Z+YCl2 X+ZCl2=Z+XCl2 Y+2HCl=YCl2+H2 X+HCl 不反应则 X、Y、Z 三种金属的活动性由强到弱的顺序是：A. ZYX B. XYZ C. YXZ D. YZX13、下列除去杂质的方法中，错误的是（ ）选项 物质 杂质 除杂质的方法A 稀硫酸 铜 过滤B CaSO4溶液 稀硫酸 过量 CaCO3、过滤C FeCl2溶液 CuCl2 过量铁粉、过滤D 二氧化碳 一氧化碳 点燃14印刷铜制电路板的“腐蚀液”为 FeCl3溶液。已知铜、铁均能
23、与 FeCl3溶液反应，反应方程式分别为：Cu+2FeCl 3=2FeCl2+CuCl2，Fe+2FeCl 3=3FeCl2。现将一包铜、铁的混合粉末加入到盛有 FeCl3溶液的烧杯中，充分反应后烧杯中仍有少量固体，关于烧杯中物质组成的说法正确的是 ( )A.溶液中一定含 FeCl3，固体一定是铁和铜 B.溶液中一定含 FeCl2，固体一定含铜C.溶液中一定含 FeCl2、CuCl 2，固体一定含铜 D.溶液中一定含 FeCl2，固体一定是铁和铜- 10 -二填空题：（共 36 分）15. 随意丢弃的废旧电池会造成环境污染，废旧电池中的许多物质是可以回收利用的。请根据废旧电池中的物质（如右图所
24、示） ，选用适当物质用化学式填空。（1）金属活动性相对较强的金属是 ；（2）在实验室制取氧气的反应中用作催化剂的是 ；（3）含氮元素的物质且可作氮肥的是 。16. 如图测所示，弹簧秤下挂着 一重物 A，烧杯中盛有溶液 B，试根据要求回答下列问题： (1)若 A 为铁块，B 为稀硫酸，则将 A 放入 B 中，过一会儿，弹簧秤的读数将(填 “变大” 、 “变小”或“不变” ，下同 )_；(2) 若 A 为铁块，B 为硫酸铜溶液，则将 A 放人 B 中，过一会儿，弹簧秤的读数将_。17. 如图所示，大试管底部有螺旋状的光亮的铁丝，把试管倒插入水中，放置一周后，观察到铁丝表面有_生成，试管内的水面将_
25、，产生以上现象的原因是_。 18. 现有汽车机器上的齿轮门把手锯条铁洗脸盘等常见铁制品。为了防止它们生锈，通常适合采用下面哪一种方法。 （填序号）（1）在表面喷漆_；（2）在表面涂油_；（3）在表面镀一层其他金属_；（4）在表面烧制搪瓷_；（5）使其表面形成致密的氧化物保护膜_；（6）制成不 易生锈的合金不锈钢_； 19. 下表是某种常见金属的部分性质：颜色、状态 硬度 密度 熔点 导电性 导热性 延展性银白色固体 较软 2.70g/cm3660.4 良好 良好 良好将该金属投入稀盐酸中，可产生大量的无色气体。根据上述信息回答以下问题：(1)试推断该金属可能的一种用途_；(2)该金属的活动性比铜_(填“强”或“弱”)；(3)请自选试剂，设计实验探究该金属与铁的活动性强弱，并完成下表：你的一种猜想 验证方法 现象 结论
