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1、金属 人教四年制【同步教育信息】一. 本周教学内容：第二册 第一章 金属二. 重点、难点：1. 铁的物理性质、化学性质。 2. 生铁和钢的成份、异同及冶炼原理。3. 含杂质的化学方程式的计算。 4. 了解合金的概念及铝、铜、锌、钛等金属及其合金的特性与用途。三. 知识结构：（一）金属1. 黑色金属（1）铁、铬、锰（以铁为例） 物理性质：状态、色泽、导电、导热性能、延展性、密度、硬度、熔点、沸点 化学性质 )()442CuSOHl如 ：与 盐 反 应 、 稀如 ： 稀与 酸 反 应 反 应如 ： 氧 气与 非 金 属 单 质（2）合金（以生铁、钢为例）成分、分类、特性、冶炼（原料、原理、设备）有

2、关含杂质物质的化学方程式的计算2. 有色金属（1）除铁、铬、锰以外的金属（以铜、锌、铝、钛为例）性质、用途四. 知识要点：1. 铁的性质（1）物理性质纯铁具有银白色金属光泽，质软，有良好的延性和展性，是电和热的导体，密度是 ，熔点3/8.7cmg1535、沸点 2750。（2）化学性质铁是一种化学性质比较活泼的金属，在一定条件下可以跟多种非金属单质及某些化合物发生化学反应。发 生 的 现 象 结 论（ 1） 常 温 下 ，干 燥 的 空 气 中 ，铁 器 表 面 无 变化 。（ 1） 常 温 下 干 燥 的 空 气 中 铁较 稳 定 。铁 与 非 金 属 单 质（ 氧 气 ） 的 反 应 （

3、2） 常 温 下 ，潮 湿 空 气 中 ，铁 表 面 出 现 红棕 色 物 质 。（ 2） 常 温 下 铁 在 潮 湿 空 气 中与 氧 气 反 应 而 生 锈 。（ 3） 细 铁 丝在 氧 气 中 燃 烧 ，火 星 四 射 ， 生成 黑 色 固 体 ，放 出 大 量 的 热 。（ 3） 点 燃 2OFe43Fe稀 HCl HCle22el酸 稀 42SO铁 钉 上 出 现 气泡 ， 试 管 中 液体 的 颜 色 由 无色 逐 渐 变 为 浅绿 色 。42SOF24HF铁与化合物的反应盐 Cu溶 液铁 上 出 现 红 色物 质 ， 溶 液 颜色 变 淡 。4Cue4eS方法指导：金属与非金属在

4、性质上有很大差别。金属的物理性质，一般包括以下几个方面：颜色、状态、光泽、延展性、熔点、沸点、密度、硬度、导热性、导电性等。金属的化学性质，主要研究金属与非金属单质、酸、盐（与水的反应，初中不作要求）等物质间的反应。2. 钢铁的生锈和防锈铁生锈，实际上是铁、氧气和水等物质相互作用，发生的一系列复杂的化学反应。铁锈的成分很复杂，主要是氧化铁。铁锈很疏松，易吸水。钢铁的防锈原理就是使钢铁制品与氧气或水隔绝。除了保持钢铁制品表面的洁净和干燥外，常用的方法是刷油漆、涂油、电镀、烤蓝、加入其他的金属制成不锈钢等。3. 生铁和钢合金是由一种金属跟其他一种或几种金属（或金属跟非金属）一起熔合而成的具有金属特

5、性的物质。生铁和钢都是铁的合金。（1）生铁和钢的比较铁合金 生铁 钢碳的质量分数 2%4.3% 0.03%2%其他元素 硅、锰、硫、磷（少量） 硅、锰（少量）、磷、硫（几乎不含）机械性能 硬而脆、无韧性 坚硬、韧性大、塑性好机械加工 可铸、不可锻 可铸、可锻、可压延（2）炼铁和炼钢的比较生铁冶炼 炼钢原 料 铁矿石、焦炭、石灰石、空气 生铁、废钢原 理 高 温 COFe32 23CFe用氧气或铁的氧化物除去生铁中多余的碳主要设备高炉 转炉、电炉、平炉产 品 生铁 钢4. 含一定量杂质的反应物或生成物的计算化学方程式所表达的都是纯净物发生化学变化时的相互关系；各化学式所规定的化学量反映的是纯净物

6、之间的数量关系。当参与反应的物质含有杂质时，先要把含杂质物质的质量换算成纯净物质的质量，再用纯净物质的质量计算。方法指导：化学有着自身的规律和知识体系，学习过程中要注意归纳和总结，建立一个知识网络图，运用这个网络图，能够更好地理解、掌握各个知识点。本章我们通过铁等金属的学习，认识了金属单质的研究方法。另外要注意联系实际。本章介绍的几种金属与日常生活关系紧密，要学会运用所学知识解决日常生活中遇到的问题。【典型例题】 例 1 下列说法正确的是（ ）A. 铁可以拉成铁丝，是由于它有延展性B. 纯铁的颜色是灰黑色的C. 纯铁的硬度比钢大D. 铁丝经过镀锌处理后，不再与酸反应分析与提示：此题考查的是铁、

7、钢的物理性质，所以解题关键是对铁及钢的物理性质有清楚的了解。铁具有延性和展性，所以铁可拉成铁丝、压成铁片。纯铁是银白色的。铁的含碳量越大，硬度越大，所以纯铁比钢硬度小。在铁的表面镀锌，是为了防止铁生锈。镀上锌以后仍能与酸反应。答案：A。例 2 下列物质属于纯净物的是（ ）A. 钢 B. 赤铁矿 C. 生铁 D. 氧化铁分析与提示：纯净物是由一种物质组成的。钢和生铁都是铁碳合金，它们因含碳量不同而不同，含碳量在 0.03%2%之间的铁合金是钢。含碳量在 2%4.3% 之间的铁合金是生铁。赤铁矿是由氧化铁和二氧化硅等其他矿物质组成的，因此，它也是混合物。而氧化铁只是由一种叫三氧化二铁的氧化物组成，

8、它属于纯净物。答案：D。例 3 要使 和 含有相同质量的铁元素，则 和 的质量比是（ ）32OFe4 32OFe4A. B. C. D. :1:29:300:分析与提示：解法一、设 的质量为 ， 的质量为 ，依题意有Fex43y解得256602yx :yx解法二、若使 与 中含有相同质量的铁元素，则必含有相同数目的铁原子，进而 与3Oe4 32OFe的“分子”个数比为 ，所以有如下关系43Fe:293016243432 Fe质 量质 量答案：C。例 4 将铁片分别投入下列溶液中，溶液质量会减少的是（ ）A. 稀盐酸 B. 稀硫酸 C. 硫酸铜 D. 食盐水分析与提示：本题主要是考查对物质之间的

9、相互反应和对相对原子质量概念的掌握程度。首先要看金属铁与溶液中溶质发生反应的类型，其次还要分析金属和溶液中与其反应组分的相对原子质量。本题中，铁可以同稀盐酸、稀硫酸、硫酸铜发生置换反应，而与食盐水中的 不反应，在溶液中水NaCl的质量不改变的前提条件下，溶液质量改变的原因是由于所加物质与溶液中溶质起反应，使溶质的成分发生改变，产生新金属或产生气体引起的。如果只考虑反应有气体放出或有金属析出，溶质的质量减少，导致溶液的质量减少，是片面的分析判断，必然要得出错误的结论。正确的方法是根据反应时，进入溶液的物质的质量与被置换后生成物质的质量的差值，即溶液的净增量或净减量来分析。. 铁与食盐水不发生反应

10、，所以食盐溶液质量保持不变。a. 铁与稀盐酸、稀硫酸反应，放出氢气的同时，铁片溶解进入溶液，反应方程式为：b22HFeClle56 克 2 克442SO56 克 2 克根据方程式中铁与氢气的质量比可知，每放出 2 克氢气必有 56 克铁进入溶液，显然铁与酸反应置换出氢气后，溶液质量增加。. 铁与硫酸铜溶液反应的方程式为：cCuFeSOCue4456 克 64 克分析可知，当溶解 56 克铁时，必有 64 克铜从溶液中析出，结果使溶液质量减少 6456=8 克。答案：C。例 5 下列关于铁的性质叙述正确的是（ ）A. 铁和盐酸反应生成氯化铁和氢气B. 在干燥空气中，铁很难生锈C. 铁生锈以后，铁

11、锈对铁起保护作用D. 在潮湿空气中铁易生锈，因为锈和水反应生成氧化铁分析与提示：铁与盐酸反应生成的是氯化亚铁和氢气。铁生锈，实际上是铁、氧气和水等物质相互作用，发生一系列复杂的化学反应。铁锈的成分很复杂，主要是氧化铁。铁锈很疏松，易吸水。铁在干燥的空气中很难生锈，在潮湿的空气中铁易生锈。生成的铁锈不能起保护作用，反而更易腐蚀铁制品。答案：B。例 6 4 克某合金与足量的盐酸反应，放出 0.2 克的氢气，则该合金可能由何组成？（ ）A. 和 B. 和 C. 和 D. 和ZnCuZnFeCuMgFeg分析与提示：观察分析四个选项中，A 、C 中均含有不与盐酸反应的 ，只需分析 和 分别与过CuZn

12、Mg量盐酸反应产生氢气的情况。 22HZnlln65 克 2 克6.5 克 0.2 克 2MgCllg24 克 2 克2.4 克 0.2 克根据反应方程式计算可知，若产生 0.2 克氢气需要锌 6.5 克，镁 2.4 克，而已知产生 0.2 克氢气的合金质量为 4 克，很显然该合金不能由锌和铜组成。2.4 克的镁与足量盐酸反应可以产生 0.2 克的氢气，则 4 克合金中可含有 42.4=1.6（克）的铜，所以该合金可由铜和镁组成。对于 B、D 两个选项，因为选项中的金属均与盐酸作用，可以考虑用列方程组的办法求解。以 D 选项为例：设合金中含铁的质量为 ，镁的质量为 。xy22HFeClle56

13、 2xx5622Mgllg24 2y4y依题意有： 解得.0256yx克克2.18yx因为 、 符合题意，所以合金可能由铁和镁组成。同样道理可验证 C 选项不正确另解：可设合金的平均式量为 ，化学式为 R，则有m22HRCl2m4 0.2.044根据平均值原理 40 必在组成合金的两种金属的相对原子质量之间。因为 24（Mg）4056（Fe）所以D 为正确选项。答案：C、D。例 7 如何除去下列物质中混有的少量杂质，并写出有关反应的化学方程式。（其中括号内的物质为杂质）（ ）（1）铜粉（铁粉）（2）氯化钾（氯酸钾）（3）铁粉（氧化铁）分析与提示：除去杂质的原则是： 选用除杂质的试剂只能与要除的

14、杂质起反应。 不可引入新杂质。 应保证除去杂质后的混合物易于用物理方法提纯原物质。 尽量使杂质经化学反应后变为原物质。常用的除杂质的方法： 沉淀法：将杂质转变成沉淀而被分离 气化法：将杂质转变成气体而被除掉 还原法：利用还原剂将杂质转变成沉淀或气体答案：（1）加硫酸铜溶液，过滤。 CuFeSOCue44（2）加热混合物 32KlO23l（3）将 CO 通入灼热的混合物 32OFeC2Ce例 8 某高炉年产生铁 100 万吨（设生铁中含铁 94%）若生产过程中铁的损失不计，问需要含 80%的赤32OFe铁矿石多少吨？（ ）分析与提示：题目中没有给出炼铁的化学方程式，我们可以从原子守恒的观点建立铁

15、与氧化铁之间的关系式： 32OFe160 120即若得到 120 万吨的铁，需要 160 万吨 。32OFe此题的思路是先计算 100 万吨生铁中含纯铁的质量，进而利用上述关系式计算出需要 的质量，然32OFe后求需要赤铁矿石的质量。答案：100 万吨生铁中含纯铁的质量是： （万吨）94%10设年产纯铁 94 万吨，需要 的质量为32OFex32OFe160 12094x94106解得 （万吨）3.25所需含 80%的赤铁矿石的质量是： （万吨）OFe 6.15%803.2【模拟试题】 一. 选择题1. 下列属于物理变化的是（ ）。A. 铁制品生锈 B. 铜制品表面生成铜绿 C. 灰口铁制成铸

16、件 D. 铁矿石炼成铁2. 下列性质属于铁的化学性质的是（ ）。A. 铁容易传热导电 B. 铁有良好的延展性C. 铁在潮湿空气易生锈 D. 纯铁是银白色的3. 下列物质属于纯净物的是（ ）。A. 赤铁矿 B. 生铁 C. 四氧化三铁 D. 钢4. 有关铁的化合价叙述不正确的是（ ）。A. 在氧化铁、硫酸铁、氯化铁中，铁的化合价都是正三价B. 四氧化三铁可看作既有正二价又有正三价铁形成的化合物C. 在铁锈主要成分中铁的化合价为正三价D. 铁粉中铁的化合价为正二价5. 下列有关铁的叙述，不正确的是（ ）。A. 铁可以在氧气中燃烧，生成四氧化三铁B. 铁在潮湿的空气中会生锈C. 生铁和钢的各种性能之

17、所以不同，主要是由于它们的含碳量不同D. 铁跟稀硫酸反应生成硫酸铁和氢气6. 将铁粉和硫磺粉分离是利用（ ）。A. 铁的氧化性 B. 铁的还原性 C. 铁的化学性质 D. 铁的物理性质7. 下列几种情况，铁钉生锈速度最快的是（ ）。A. 将铁钉全部浸入蒸馏水中 B. 将铁钉部分浸入蒸馏水中C. 将铁钉全部浸入植物油中 D. 将铁钉擦净放在干燥空气中8. 下列说法错误的是（ ）。A. 在目前人类已发现的元素中，大多数是金属 B. 金属不一定都能与酸发生置换反应C. 纯铁有银白色光泽，不属于黑色金属D. 钢铁的主要成分都是铁9. 下列化学反应中，铁的氧化物做氧化剂的是（ ）。A. 高 温 232H

18、OFeOFe23B. 点 燃 4C. eClle23326D. 2F10. 生铁和稀硫酸充分反应后留有不溶性残渣，残渣的主要成分是（ ）。A. 铁 B. 氧化铁 C. 硫酸亚铁 D. 碳11. 一定量铁和盐酸或稀硫酸反应后，溶液的颜色是（ ）。A. 无色 B. 浅绿色 C. 黄色 D. 蓝色12. 下列符号表示三个铁原子的是（ ）。A. B. C. D. 3Fe3eF3e13. 下列物质都是黑色的一组是（ ）。A. 、 、 B. 、 、32O443OCuC. 、 、 D. 、 、CeMge2Mn14. 相同质量的镁和铁，分别同足量的盐酸反应，结果是（ ）。A. 铁反应生成的氢气质量多 B. 镁

19、反应生成的氢气质量多C. 生成氢气的质量相同 D. 生成氢气的质量无法比较15. 将铁片放入下列液体中，溶液质量增加的是（ ）。A. B. C. D. OH242S4CuO4FeS16. 将 5.6 克混有杂质的铁片放入盐酸中，完全反应后，共得到 0.19 克氢气，该铁片混有的杂质是（ ）。A. 锌 B. 铝 C. 铜 D. 镁17. 下列物质在纯氧中燃烧时，不产生火焰的是（ ）。A. 硫磺 B. 镁带 C. 铁丝 D. 甲烷18. 下列各组物质中，既有纯净物又有混合物的是（ ）。A. 碱式碳酸铜和含铜 78%的氧化铜 B. 铁矿石和不锈钢C. 含铁 70%的氧化铁和白口铁 D. 干冰和冰19

20、. 在托盘天平两端各放置等质量同质量分数足量稀盐酸的烧杯，调节天平至平衡。在左边加一定质量的铁粉，右边加入等质量的 合金，天平仍平衡。则合金中铝和铜的质量比为（ ）。CuAlA. B. C. D. 9:11:1:220. 用盐酸除去铁钉上的锈，观察到的现象是（ ）。 铁钉上的锈除去 铁钉上有气泡产生 溶液呈黄色A. 只有 B. 只有 C. 只有 D. 二. 填空题1. 铁在自然界分布很广，在地壳所有元素中含量占第 位，地壳中的铁都是以 形式存在。2. 铁是一种化学性质 的金属，铁能跟稀盐酸反应，发生的现象是 ， 。能表示我国古代湿法炼铜的化学方程式为， ，现象是 。3. 铁合金有 和 ，其中含

21、碳量高的铁合金是 ，含碳量在 之间。4.铁在纯氧气中的燃烧产物既有+2 价又有+3 价的铁元素，则产物中低价和高价的铁原子个数比为 。 5. 将足量铁粉放入含硫酸的硫酸铜溶液中，待充分反应后过滤，留在滤纸上的物质是 。6. 若使氧化铁和四氧化三铁的质量比为 ，则两种不同氧化物中铁元素的质量比为 3:2。7. 铁在潮湿空气中易跟 发生 ，生成 。（填名称）8. 生铁冶炼的原理是 ，反应的化学方程式表示为 。9. 托盘天平两端分别放置等质量、等质量分数的稀硫酸、稀盐酸的烧杯，调节天平至平衡，在两端分别加入等质量的铁粉，若天平仍保持平衡，则反应物中一定没有剩余的是 ，一定有剩余的是 ，可能有剩余的是

22、 ；若天平失去平衡，则指针偏向盛有 （填硫酸或盐酸）的一边。10. 常温下 A、B 、C 为无色气体，D 为黑色固体。在一定条件下，它们之间的反应关系是：A+氧化铁 铁+B；D+C B；A+C B；B+D A。试判断 A、B 、C、D 四种物质中，A 和 C 的名称是 和 。B 和 D 的化学式为 和 。11. 从水、稀硫酸、氧气、铁四种物质中，选择物质写出符合下列要求的化学方程式。（1）化合反应： （2）分解反应： （3）置换反应： 三. 计算题1. 将 40g 铁、锌混合物放入足量的稀硫酸中，充分反应后收集到 1.3g 氢气，求混合物中铁的质量分数。2. 有 4.5g 不纯铁粉，跟 75g

23、16%的硫酸铜溶液恰好完全反应（杂质不反应），求不纯铁粉中含杂质的质量分数。3. 某钢铁厂日产含 4%杂质的生铁 2240 吨，问：（1）需要含 质量分数为 80%的赤铁矿石多少吨？32OFe（2）若现在只有上述的赤铁矿石 2160 吨，为确保生铁的日产量不变，还需要含 质量分数为 56%43OFe的磁铁矿石多少吨？【试题答案】一. 选择题1. C 2. C 3. C 4. D 5. D6. D 7. B 8. C 9. A 10. D11. B 12. C 13. D 14. B 15. B16. AC 17. BC 18. AC 19. B 20. D二. 填空题1. 四；化合物2. 比较

24、活泼；溶液由无色逐渐变浅绿色，有气泡生成，铁逐渐减少； 4CuSOFe；铁表面覆盖一层红色固体，溶液由蓝色变浅绿色CuFeSO43. 生铁；钢；生铁；2% 4.3% 4. 5. 和 6. 2:1eu5:297. 氧气；缓慢氧化；铁锈8. 高温下用一氧化碳做还原剂，把铁从铁的氧化物中还原出来。 高 温 32OFeC23COFe9. ； ； ； 10. A：一氧化碳；C：氧气；B： ；D：CHl42S42O211. （1） （2）点 燃 e3Fe通 电 H22O（3） )(42稀 4S三. 解答题1. 解：设铁的质量为 ，由铁生成 的质量为x2y442)(HFeSOSHFe稀56 2xy2856x

25、y%35104g2442)(HZnSOSHZn稀65 2xg0yg3.1 答：略283.1.24065xgyxg gx142. 解：设铁粉的质量为 CuFeSOCue4456 160x%1675ggx2.406杂质%= 7.615.答：略3. 解：设需含 质量分数为 80%的赤铁矿石质量为32OFe x（1） 160 1122240 吨x%80%)41()(216吨 吨3840x（2）设 2160 吨赤铁矿石可炼出生铁质量为 y高 温COFe32 23Fe160 1122160 吨 （14%）%80y吨1260)4(2216吨需由磁铁矿石冶炼的生铁质量=2240 吨1260 吨=980 吨设需磁铁矿石质量为 z高 温COFe43 23Fe232 168980 吨z%56%)41(