化学007 金属和金属材料.docx

化学007 金属和金属材料.docx

《化学007 金属和金属材料.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化学007 金属和金属材料.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

化学007金属和金属材料

金牌教练助力一生

学

科

教

师

辅

导

教

案

优学教育学科教师辅导教案

讲义编号hh—lpp007

学员编号：

年级：

九年级课时数：

0.5

学员姓名：

梁培培辅导科目：

化学学科教师：

韩宏

课题

金属和金属材料

授课日期及时段

教学目的

1、知道金属的物理性质和化学性质，熟悉重要的反应类型：

置换反应，了解金属在自然界中的存在状态。

2、了解铁的冶炼方法，合金的特点和应用（生铁和钢），掌握不纯物质的化学方程式计算的方法。

教学内容

[考点梳理]

考点1金属材料

1.金属材料包括纯金属（90多种）和合金（几千种）两类。

金属属于金属材料，但金属材料不一定是纯金属，也可能是合金。

2.金属制品是由金属材料制成的，铁、铜、铝及其合金是人类使用最多的金属材料。

考点2金属的物理性质

1、金属的物理性质：

（1）常温下一般为固态（汞为液态），有金属光泽。

（2）大多数呈银白色（铜为紫红色，金为黄色）

（3）有良好的导热性、导电性、延展性

2、金属之最：

（1）铝：

地壳中含量最多的金属元素

（2）钙：

人体中含量最多的金属元素

（3）铁：

目前世界年产量最多的金属（铁>铝>铜）

（4）银：

导电、导热性最好的金属（银>铜>金>铝）

（5）铬：

硬度最高的金属（6）钨：

熔点最高的金属

（7）汞：

熔点最低的金属（8）锇：

密度最大的金属

（9）锂：

密度最小的金属

3、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

有色金属：

通常是指除黑色金属以外的其他金属轻金属：

如钠、镁、铝等；

考点3合金

1、合金：

由一种金属跟其他一种或几种金属（或金属与非金属）一起熔合而成的具有金属特性的物质。

★：

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

2.几种常见合金

（1）铁合金：

主要包括生铁和钢，它们的区别是含碳量不同，生铁含碳量2%-4.3%，钢的含碳量为0.03%—2%。

钢比生铁具有更多的优良性能，易于加工，用途更为广泛。

（2）铝合金：

铝中加入镁、铜、锌等金属形成合金。

广泛应用于制造飞机、舰艇和载重汽车等，可增加它们的载重量以及提高运行速度，并具有抗海水腐蚀、避磁性等特点。

（3）铜合金：

黄铜：

铜、锌的合金；

青铜：

铜、锡的合金；白铜：

铜、镍的合金。

（4）钛和钛合金：

被认为是21世纪的重要金属材料。

性质：

优异的耐腐蚀性，对海水、空气和若干腐蚀介质都稳定，可塑性好，强度大，有密度小，又称亲生物金属。

用途：

喷气式发动机、飞机机身、人造卫星外壳、火箭壳体、医学补形、造纸、人造骨、海水淡化设备、海轮、舰艇的外壳等。

考点4金属与氧气的反应

金属

条件

反应方程式

现象

Mg

常温下（在空气中

2Mg＋O2=2MgO

银白色镁条在空气中表面逐渐变暗，

生成白色固体。

点燃时（在空气中或在氧气中）

点燃

2Mg＋O2======2MgO

剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成

一种白色固体。

Al

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。

点燃时（在氧气中）

点燃

4Al+3O2====2Al2O3

剧烈燃烧，放出大量的热和耀眼的

白光，生成白色固体。

Fe

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（Fe2O3·H2O）

在氧气中点燃

点燃

3Fe＋2O2======Fe3O4

剧烈燃烧，火星四射，放出

大量的热，生成一种黑色固体。

Cu

常温下，干燥的空气

加热时

△

2Cu＋O2=====2CuO

铜丝表面逐渐变为黑色

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5金属与酸的反应

金属

现象

反应的化学方程式

稀盐酸

稀硫酸

稀盐酸

稀硫酸

镁

剧烈反应，产生大量气泡，溶液仍为无色，试管壁发热，生成的气体能够燃烧并且产生淡蓝色火焰。

Mg＋2HCl=MgCl2＋H2

Mg＋H2SO4=MgSO4＋H2

锌

反应比较剧烈，产生大量气泡，溶液仍为无色，试管壁发热，生成的气体能够燃烧并且产生淡蓝色火焰。

Zn＋2HCl=ZnCl2＋H2

Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2

铁

反应缓慢，有气泡产生，溶液由无色逐渐变为浅绿色，生成气体能够燃烧并且产生淡蓝色火焰。

Fe＋2HCl=FeCl2＋H2

Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2

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稀盐酸中的氢。

考点6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

Fe＋CuSO4=Cu＋FeSO4

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：

Al>Fe>Cu>Ag

2.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：

1.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。

2.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。

考点7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：

KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAgPtAu

金属活动性：

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。

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（K、Ca、Na除外）。

考点8矿石

1.矿石：

工业上把能提炼金属的矿物叫矿石。

2.常见矿石名称与其主要成分：

名称

主要成分

名称

主要成分

赤铁矿

Fe2O3

铝土矿

Al2O3

黄铁矿

FeS2

黄铜矿

CuFeS2

菱铁矿

FeCO3

辉铜矿

Cu2S

磁铁矿

Fe3O4

考点9一氧化碳还原氧化铁

（1）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；

停止加热；

停止通入一氧化碳。

（2）现象：

红色粉末逐渐变成黑色，澄清石灰水变浑浊，尾气燃烧产生蓝色火焰。

高温点燃

（3）化学方程式：

3CO+Fe2O3====2Fe+3CO22CO+O2=====2CO2Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O

（4）注意事项：

与CO还原氧化铜的实验操作顺序一样，即先通入CO再加热，实验完毕，停止加热，继续通入CO至试管冷却。

（5）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或收集备用。

考点10铁的冶炼

1、

（1）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。

3CO+Fe2O3高温2Fe+3CO2

（2）原料：

铁矿石、焦炭、石灰石、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）

考点11含杂质化学反应的计算

1.纯净物与含杂质物质的换算关系：

X纯物质质量分数

含杂质物质的质量纯净物质的质量

÷纯物质质量分数

纯净物质量

物质纯度=×100%=1-杂质的质量分数

混合物质量

2.含杂质物质的化学方程式的计算步骤：

（1）将含杂质的物质质量换算成纯净物的质量。

（2）将纯净物质质量代入化学方程式进行计算。

（3）将计算得到的纯净物质量换算成含杂质物质的质量。

考点12金属的锈蚀和保护

1、铁的锈蚀

（1）铁生锈的条件是：

铁与O2、水接触。

铁锈的主要成分是氧化铁Fe2O3（红棕色）

（铜生铜绿的条件：

铜与O2、水、CO2接触。

铜绿的化学式：

Cu2（OH）2CO3）

（2）防止铁制品生锈的措施：

①保持铁制品表面的清洁、干燥

②表面涂保护膜：

如涂油、刷漆、电镀、烤蓝等

③制成不锈钢

（3）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。

（4）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13保护金属资源

保护金属资源的有效途径：

1．防止金属的腐蚀2.回收利用废旧金

3.有计划合理的开采矿物4.寻找金属的代用品

意义：

节约金属资源，减少环境污染

经典练习

1.（2012.鸡西市）下列有关实验现象的描述正确的是（）

A.铁丝在氧气中燃烧时火星四射，有黑色四氧化三铁固体生成

B.铁锈与稀盐酸反应后溶液由无色变成了浅绿色

C.硫在空气中燃烧发出微弱的淡蓝色火焰

D.打开浓盐酸试剂瓶的瓶塞，瓶口上方出现大量白烟

2.（2012.菏泽市）把金属X放入AgNO3溶液中，X表面有银白色固体析出；若放入FeSO4溶液中，无明显现象。

则X、Ag、Fe三种金属活动性由强到弱的顺序正确的是（）

A.Fe、X、AgB.X、Fe、AgC.Fe、Ag、XD.Ag、X、Fe

3.（2012．青岛市）现有镁、铝两种金属分别跟稀盐酸充分反应，生成相同质量的氢气。

则可能的情况有（）

A．足量的稀盐酸与等质量的镁、铝发生反应

B．足量的稀盐酸与质量比为4：

3的镁、铝发生反应

C．足量的稀盐酸与质量比为8：

9的镁、铝发生反应

D．等质量、等溶质质量分数的稀盐酸与过量的镁、铝发生反应

4.（2012．肇庆市）把X、Y、Z三种金属片分别加入稀硫酸中，X、Y表面有气泡产生，Z无变化；把X加入Y的硫酸盐溶液中，X表面析出Y。

则三种金属活动顺序为（）

A．Y>X>ZB．X>Y>ZC．Z>Y>XD．X>Z>Y

5．（2012•连云港）现有X、Y、Z三种金属，已知：

①X和稀硫酸不反应；②Z+HSO4（稀）=ZSO4+H2↑；③X+2YNO3=2Y+X（NO3）2，这三种金属的活动性顺序正确的是（　　）

　　A．X＞Y＞Z　　B．Z＞X＞Y　　C．Y＞Z＞X　　D．Z＞Y＞X

6.（2012.眉山市）向AgNO3和Cu（NO3）2混合溶液中加入一定量的锌粉，充分反应后再加入稀盐酸无明显现象。

下列说法正确的是（）

A.一定有锌粉剩余B.所得溶液中一定有2n2+、Cu2+

C.一定有银粉生成D.所得溶液中一定有Cu2+、Ag+

7.（2012．德州市）现有等质量甲、乙、丙三种金属，分别放入三份溶质质量分数相同的足量稀硫酸中，产生氢气的质量与反应时间的关系如右图所示（已知甲、乙、丙在生成物中化合价均为+2价）。

则下列说法中不正确的是（）

A．生成氢气的质量：

甲﹥乙﹥丙B．相对原子质量：

乙﹥丙﹥甲

C．金属活动性：

乙﹥甲﹥丙D．消耗硫酸的质量：

甲﹥乙﹥丙

8.（2012．武汉市）向AgNO3溶液中加人一定质量的AI和Fe的混合粉末，充分反应后过滤，得到滤渣和浅绿色滤液。

关于该滤渣和滤液有下列四种说法：

①向滤渣中加入稀盐酸，一定有气泡产生。

②向滤液中加入稀盐酸，一定有沉淀产生。

③滤渣中一定含有Ag。

④滤液中一定含有Fe（NO3）2，一定不含AgNO3，可能含有Al（NO3）3。

以上说法正确的个数为（）

A.0个B.l个C.2个D.3个

9．（2012·成都）下列有关金属的说法不正确的是（）

A．常温下金属均为固态

B．合金的很多性能与组成它们的纯金属不同

C．铁在潮湿的空气中比在干燥的空气中更易生锈

D．铝在空气中表面会生成致密的氧化铝薄膜，使铝具有很好的抗腐蚀性能

10.（2012.江西省）小明发现月饼盒里的脱氧剂部分呈红褐色，查阅资料得知脱氧剂中含有铁粉和活性炭。

他猜想这包脱氧剂中可能含有：

①Cu和C；②Fe2O3和C；③Fe3O4和C；④Fe3O4、C和Fe；⑤Fe2O3、C和Fe。

其中猜想合理的是：

（）

A.①③⑤B.②④⑤C.②⑤D.④⑤

11.（2012．孝感市）学好化学可以帮助我们分析和解决生产、生活中的问题．

（1）为了全民的健康，我国推广使用强化铁酱油，这里的“铁”指的是（填“单质”、“元素”或“原子”）。

（2）校园内铁制车棚易生锈，写出一种防止其生锈的方法：

；同样是金属，为什么金属铝露置在空气中不容易被腐蚀？

12.（2012.盐城市）生活中处处有化学。

铁锅是厨房中常用的炊具，请用所学的化学知识填空。

①铁锅作炊具主要是利用铁的性。

②铁锅手柄上使用的塑料应具有性（填“热塑”或“热固”）。

③使用铁锅有利于人体健康，主要是因为。

④请你说出一个厨房中防止铁锅生锈的方法。

13.（2012.日照市）（8分）现有A～G七种物质，已知A是赤铁矿的主要成分，E的浓溶液稀释时会放出大量的热，G溶液为蓝色，它们之间存在如右图所示的转化关系：

（1）写出下列物质的化学式：

D：

F：

（2）在反应①②③中，属于置换反应的是（填序号）。

（3）工业上常利用反应①的原理来炼铁，写出反应①的化学方程式

。

14.（2012淮安市）将等质量的锌粉和铁粉，分别放入质量相等、溶质质量分数相同的稀硫酸中，生成氢气质量（m）随反应时间（t）的变化曲线如图所示，请回答下列问题．

（1）写出锌与稀硫酸反应的化学方程式　　．该反应的基本类型为　　反应；

（2）对于该图象的理解，下列说法正确的是　　（填序号）．

①A表示锌和稀硫酸的反应曲线②反应结束后两种金属一定都有剩余

③反应结束后稀硫酸都没有剩余④反应结束后消耗两种金属的质量相等

⑤反应结束后所得溶液质量相等．

15.（2012.泰安市）（4分）某兴趣小组的同学从实验室收集到一桶含有FeSO4、CuSO4的废液，他们想从中回收金属铜和硫酸亚铁晶体，设计了如下实验方案。

结合实验方案回答下列问题：

（1）步骤①中，金属X是，该反应的化学方程式为；

（2）步骤②中，加入过量稀硫酸的目的是；

（3）从滤液中获得硫酸亚铁晶体采用的方法是。

16.（2012．梅州市）（11分）现有银、铜、铁三种金属，某研究小组的同学为探究银、铜、铁的金属活动性顺序，设计了三个实验：

.将铁片浸入稀硫酸中；

.将银片浸入稀硫酸中；

.将铁片浸入硫酸铜溶液中。

（1）实验

的现象是：

有气泡产生，溶液由无色逐渐变为浅绿色。

反应的化学方程式为；反应产生的气体可用的方法检验。

（2）上述三个实验还不能完全证明三种金属的活动性顺序，请你补充一个实验来达到实验目的（写出实验操作和现象）。

根据以上探究，三种金属的活动性由强到弱的顺序是。

（3）将银、铜、铁中的两种金属分别放入溶液中，即可验证这三种金属的活动性强弱。

（4）将铜片加热，铜片表面变黑。

同学们设计如下实验证明此黑色物质是氧化铜。

实验操作

实验现象

剪下一片变黑的铜片，放入试管中，加入足量的溶液。

铜片表面的黑色物质全部消失，露出红色的铜，溶液变为色。

17.（2012年烟台市）（6分）某校化学实验室废油桶中收集了溶有大量FeSO4、CuSO4的废液，此外还有一些不溶性杂质。

若废液直接排放到下水道不仅造成重金属污染，而且造成浪费。

该校化学兴趣小组同学设计了如下图费用处理方案，请回答有关问题。

（1）废液在加入金属X前需进行过滤，目的是将其中的__________除去。

进行过滤操作所需的玻璃仪器有：

_________________________________________。

（2）金属X是________，其加入废液后发生反应的化学方程式为____________

_______________；溶液Y是____________，利用其除去铜中杂质，有关反应的化学方程式为_____________________________。

18.（2012．佛山市）（6分）炼铁的原理是利用一氧化碳与氧化铁反应，某同学利用该原理设计了一个实验，实验装置见下图：

对实验进行分析并回答：

（1）给玻璃管加热的仪器叫酒精喷灯，要用其（填“外焰”、“内焰”或“焰心”）进行加热。

（2）实验中玻璃管里氧化铁粉末的颜色变化是，观察到澄清石灰水的现象是。

（3）实验前“通入CO”与“开始加热”的顺序是；

实验后“停止通入CO”与“停止加热”的顺序是。

（4）实验要在装置末端a处燃着一盏酒精灯，其作用是。

【11、】

（1）元素

（2）在车棚表面喷漆铝与氧气反应生成一层致密的氧化膜

【12、】①导热②热固③能增加人体（或食物）中的铁元素

④保持洁净和干燥（合理答案均给分）

【14、】

（1）Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑置换

（2）①③⑤

【15、】

（1）铁（或Fe）Fe+CuSO4=Cu+FeSO4

（2）除去铜中的铁（3）蒸发

【16、】1）Fe＋H2SO4＝FeSO4＋H2↑点燃

（2）将铜片浸入硝酸银溶液中，过一会取出，铜片表面有银白色物质析出（合理答案均可得分）Fe＞Cu＞Ag

（3）CuCl2[或CuSO4、Cu（NO3）2等]

（4）

稀硫酸（或稀盐酸）

蓝

【17、】

（1）不溶性杂质漏斗、烧杯、玻璃棒

（2）铁（或Fe）CuSO4+Fe===FeSO4+Cu

（3）稀硫酸（或稀H2SO4）H2SO4+Fe===FeSO4+H2↑

【18、】

（1）外焰   

（2）红色粉末变黑色 石灰水变浑浊   （3）先通入CO再开始加热 先停止加热再停止通入CO   （4）除去反应剩余的CO（或防止CO污染）