第八单元 金属和金属材料复习Word文档下载推荐.docx

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考点梳理

金属材料

1.金属材料包括纯金属和以及它们的合金。

2.几种重要的金属

（1）金属具有很多共同的物理性质。

如有金属光泽，具有良好的导电性、导热性、延展性等。

（2）金属在物理性质上的差异性

①大多数金属都呈银白色，铜为紫红色，金呈黄色；

②在常温下大多数金属都是固体，汞是液体。

③金属在导电性、导热性、密度、熔点、硬度、延展性等方面均有较大差异。

【巧学乐记】地壳里含量最多的金属元素是铝；

生活中使用最多且产量最高的金属是铁。

3.合金

（1）概念：

合金是由一种金属跟其他金属或非金属熔合形成的具有金属特性的物质。

合金属于混合物。

（2）特性：

合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高，抗腐蚀性能等也更好，熔点较低。

合金具有广泛的用途，如钛合金可制“人造骨骼”等，被誉为21世纪的重要金属材料。

（3）常见的铁合金是生铁和钢，其主要区别是生铁的含碳量比钢的大。

1.金属与氧气的反应（金属+氧气→金属氧化物）

（1）铝与氧气反应的化学方程式为_4Al+3O2＝2A12O3。

铝抗腐蚀性好是因为其在空气中与氧气反应，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）铁、铜常温下几乎不与氧气但应，但在加热或加热条件下能与氧气反应。

①铁丝在氧气中燃烧的化学方程式：

3Fe+2O2Fe3O4

②铜与氧气反应的化学方程式：

2Cu+O2_2CuO。

（3）“真金不怕火炼”说明金即使在高温时也不与氧气反应。

2.金属与稀盐酸、稀硫酸反应（高频考点）

金属+酸（稀盐酸、稀硫酸）→盐+氢气，反应条件：

金属活泼性位于氢之前。

金属

现象

反应的化学方程式

镁

剧烈反应，产生大量气泡，溶液仍为无色

Mg+2HCl=MgCl2+H2↑

Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑

锌

反应较剧烈，产生大量气泡，溶液仍为无色

Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑

Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑

铁

反应缓慢，有气泡产生，溶液由无色变为浅绿色

Fe+2HCl=FeCl2+H2↑

Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑

【注意】

（1）金属与酸发生反应后，溶液的质量均增加。

（2）金属与酸反应产生氢气的质量相等，金属消耗的酸的质量一定相同。

（3）活泼的金属反应速率较快，因此反应的时间较短，在坐标图中的表现形式是先拐平的曲线所代表的金属就越活泼。

如等质量的Mg、Al、Fe分别放入三分浓度相等的稀盐酸中。

由图示可知，三种金属的活动性顺序为x＞y＞z。

所以x、y、z对应的金属依次为Mg、Al、Zn

（4）铁和稀盐酸、稀硫酸发生置换反应时,生成的是+2价亚铁的化合物,而不是+3价铁的化合物。

3.金属与盐溶液的反应

金属+盐—→新盐+新金属，

反应条件：

①活泼金属置换不活泼金属；

②盐必须可溶。

实验

实验现象

化学方程式

铝丝浸入硫酸铜溶液中

铝丝表面有红色固体析出，溶液由蓝色变为无色

2Al+3CuSO4＝A12（SO4）3+3Cu

铜丝浸入硝酸银溶液中

红色的铜表面附着一层银白色物质，溶液由无色变为蓝色

Cu+2AgNO3＝Cu（NO3）2+2Ag

4.置换反应

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叫做置换反应。

置换反应中一定存在化合价变化的元素。

（2）表达式为：

A+BCAC+B

金属活动性顺序及其应用（高频考点）

1.常见金属的活动性顺序

（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，排在氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢；

（3）在金属活动性顺序里，位于前面的金属能把后面的金属从它们的化合物溶液里置换出来（K、Ca、Na除外）。

【备考提示】金属与盐溶液的优先置换原理及应用

（1）多种金属与一种溶质的盐溶液反应

将两种（或多种）较活泼金属同时放入某一较不活泼金属的盐溶液中，最活泼的金属单质优先与该盐溶液发生置换反应。

如将铁片和铜片同时放入硝酸银溶液中，铁优先与硝酸银发生置换反应，待铁反应完全后，若硝酸银还有剩余，铜再与硝酸银发生置换反应。

（2）一种金属与多溶质的盐溶液反应

将某一较活泼金属的单质放入含有多种较不活泼金属的盐溶液中，则该金属单质优先置换最不活泼的金属。

如将铝片放入含有硫酸亚铁和硫酸铜两种溶质的溶液中，铝优先与硫酸铜发生置换反应，待硫酸铜反应完全后，若铝还有剩余，铝再与硫酸亚铁发生置换反应。

（3）金属与盐溶液反应后，判断滤渣、滤液溶质的成分。

①一种金属与一种盐溶液，示例：

将铁粉不断的加入到一定质量的硝酸铜溶液中，随着铁粉的加入反应的情况如图所示：

注意：

将铁粉不断加入一定质量的硝酸铜和硝酸铝溶液中，由于铁粉和硝酸铝不反应，所以了残渣的情况同上图，滤液中的溶质中都有硝酸铝。

②一种金属和两种盐溶液的反应，示例：

将铁粉不断的加入到硝酸银、硝酸铜溶液中，随着铁粉的加入反应的情况如图所示：

2.金属活动性顺序的探究（见实验解读栏目）

3.金属活动性顺序的应用

（1）判断某些金属与酸或盐能否发生置换反应。

①判断金属能否与酸反应的依据：

金属位于氢前面，酸一般指稀盐酸、稀硫酸。

②判断金属能否与盐反应的依据：

金属单质位于盐中金属的前面（金属不包括K、Ca、Na），盐必须可溶于水。

（2）根据金属与盐溶液反应，判断滤渣、滤液溶质的成分。

（3）验证金属的活动性顺序。

铁的冶炼

1.地球上的金属资源广泛存在于地壳和海洋中，除金、银等少数很不活泼的金属有单质形式存在外，其余都以化合物形式存在。

常见的铁矿石有：

赤铁矿主要成分为氧化铁（Fe2O3）、磁铁矿主要成分为（Fe3O4）。

2.工业炼铁

（1）原料：

铁矿石、焦炭、石灰石、空气。

（2）原理：

在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。

化学方程式为：

3CO+Fe2O32Fe+3CO2。

（3）设备：

高炉

【说明】

（1）焦炭的作用：

一是生成还原剂一氧化碳，一是提高高炉的温度。

（2）石灰石的主要作用将矿石中的二氧化硅转化为炉渣除去。

1.铁的锈蚀与防护（高频考点）

（1）铁生锈的条件是与空气和水（或水蒸气）直接接触，铁锈的主要成分是氧化铁。

（2）防止钢铁生锈的方法有：

保持铁制品表面的清洁干燥；

在钢铁表面涂上一层保护膜，如涂油、喷漆、镀上一层耐腐蚀的金属及制造耐腐蚀的合金如不锈钢等。

3.保护金属资源的有效途径

（1）防止金属腐蚀。

（2）回收利用废旧金属。

（3）合理有效地开采矿物。

（4）寻找金属的代用品等。

有关不纯物质的计算

1.化学方程式表示的各物质质量的质量关系是纯净物质的质量关系。

当反应物或生成物中含有杂质时，必须先将它们换算成纯物质的质量，才能代入化学方程式进行计算。

2.纯净物的质量=不纯物质的质量×

纯度。

纯度=

实验解读

一.探究金属活动性顺序（高频考点）

1.探究金属活动性顺序的方法

（1）根据金属与氧气反应的条件和反应的剧烈程度，可比较金属活动性。

反应条件分三种，常温、加热、高温；

反应条件越容易，说明金属活动性越强。

（2）在相同条件下，根据金属与酸反应的快慢剧烈程度可比较金属活动性。

金属与酸反应越剧烈冒出气泡越快，金属越活泼。

金属不与盐酸或稀硫酸反应，表明金属活动性较弱。

（3）根据一种金属能否能否把另一种金属从它的盐溶液中置换出来，可以比较金属活动性。

活动性强的金属能将活动性弱的金属从其盐溶液中置换出来。

例1.（2014·

广东广州）用置换反应验证铁的金属活动性比铜强，下列各组药品能达到目的的是（）

A．Ag、FeSO4、CuSO4B．Fe、Cu、H2SO4

C．Fe、Cu、ZnSO4D．Fe、Cu、KOH

【解析】在金属活动性顺序中，Zn＞Fe＞H＞Cu＞Ag。

A将银分别放入FeSO4、CuSO4，都无现象，可得出Fe＞Ag，Cu＞Ag，但无法验证铁与铜的活动性，故A错误。

B将Fe、Cu分别放入H2SO4中，铁表面产生气泡，铜表面无现象，可得出Fe＞H＞Cu，故B正确；

C将Fe、Cu分别放入ZnSO4中，铁、铜表面都无现象，可得出Zn＞Fe，Zn＞Cu，但无法验证铁与铜的活动性，故C错误；

D铁、铜都不能与碱发生反应，故D错误。

【答案】B

二、一氧化碳还原氧化铁实验

1.实验原理：

Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

2.实验装置：

3.实验现象：

玻璃管内红色粉末变为黑色，试管内澄清的石灰水变浑浊，点燃尾气产生蓝色火焰。

4.注意事项

（1）加热前要检验CO纯度。

（2）实验开始先通纯净的一氧化碳排净玻璃管内的空气，然后再点燃酒精喷灯加热。

防止一氧化碳与空气混合加热发生爆炸。

（3）实验结束时要先停止加热，继续通一氧化碳直到玻璃管冷却。

其目的是防止高温下的铁与氧气接触重新被氧化；

同时，还可以防止石灰水倒吸入灼热的玻璃管中,使玻璃管炸裂。

（4）尾气中含有没有完全反应的一氧化碳，因为CO有剧毒,为防止其污染大气，尾气要经过点燃处理或收集。

（5）澄清石灰水的作用:

证明反应生成了二氧化碳。

例2.早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器。

工业上炼铁的原理是利用一氧化碳和氧化铁的反应。

某化学兴趣小组利用如图装置进行实验探究，请按要求填空：

（1）写出CO还原Fe2O3的化学方程式_____________。

（2）实验中盛澄清石灰水的试管中可观察到的现象是______________。

（3）右边导气管口放置点燃的酒精灯的目的

是____________________________。

（4）实验开始时要先通入CO，把装置中的空气排尽后再加热，以防发生爆炸。

检验装置中的空气已排尽的方法是____________________________。

【解析】一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，生成的二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，为防止没反应的一氧化碳污染大气，在右边导气管口放置点燃的酒精灯燃烧多余的一氧化碳。

检验装置种的空气是否排尽，即检验导管内一氧化碳是否已经纯净，类比实验室检验氢气纯度实验即可。

【答案】

（1）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

（2）石灰水变浑浊（3）燃烧多余的CO（或消除CO对空气的污染（4）在右端导气管口用排水法收集一试管气体，移近火焰，若发出轻微的爆鸣声，证明空气已经排尽

三.铁锈蚀条件的探究

1.实验装置

ABC

2.实验现象：

A试管内铁钉生锈，且在与水面接触处生锈最严重；

B、C试管内铁钉没有明显的生锈。

3.实验结论：

铁生锈是铁与空气中的氧气、水（或水蒸气）等发生化学反应的过程。

4.注意事项：

（1）实验用的铁钉必须洁净无锈。

（2）实验中的蒸馏水必须要煮沸，其目的是赶出溶解在水中的氧气，保证铁钉只与水接触。

（3）实验若在密闭容器内进行