人教版初三化学《金属和金属材料》.docx
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人教版初三化学《金属和金属材料》
金属和金属材料
【知识梳理】
1、金属材料
包括纯金属和合金。
合金是指在中加热熔合某些金属或非金属,形成具有金属特征的物质。
【理解概念】①合金一定是(填“混合物”或“纯净物”)
②合金中一定含有(填“金属”或“非金属”)
合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高,抗腐蚀性能更好,熔点一般比组成它们的纯金属低,所以合金具有更广泛的用途。
铁合金包括生铁和钢,其主要成分是___________,不同点是含碳量不同。
生铁的含碳量为_____________,钢的含碳量为__________________。
2、金属的物理性质:
常温下为固态(除外),有金属光泽(铜为色,金为色),有良好的.
和延展性。
3、金属的化学性质
1、大多数金属可与氧气的反应
比较金属的活动性:
镁、铝、铁、铜、金(根据金属与氧气反应的难易程度与反应现象的剧烈程度判断)
镁与氧气反应的化学方程式
铝与氧气反应的化学方程式
铁与氧气反应的化学方程式
铜与氧气反应的化学方程式
“真金不怕火炼”说明金即使时也不与反应。
【结论】、比较活泼,、次之,最不活泼。
【思考】铝的化学性质很活泼,为什么通常铝制品却很耐腐蚀?
用钢丝球清刷铝锅好不好?
2、金属+酸→盐+H2↑
等质量的镁、锌、铁、铜分别加入到等质量的足量的稀盐酸中,写出相应的化学方程式和现象:
I.(现象:
)
II.(现象:
)
III.(现象:
)
IV.(现象:
)
现象比较
结论:
镁、锌、铁、铜的活动性由强到弱的顺序
3、金属与金属化合物溶液的反应:
金属(较活泼)+盐溶液→另一金属(较不活泼)+另一盐
I.如:
铁钉浸入硫酸铜溶液中,铁钉表面有,溶液由色变为色,化学方程式为。
(“湿法冶金”原理)
II.如:
铝浸入硫酸铜溶液中,铝表面有,溶液由色变为色,化学方程式为。
III.如:
铜丝浸入硝酸银溶液中,铜丝表面有,溶液由色变为色,化学方程式为。
IV.如:
铜丝浸入硫酸铝溶液中,现象。
结论:
比铜活泼,铜比活泼。
4、常见金属活动性顺序:
KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu
金属活动性由强逐渐减弱
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(不可用浓硫酸、硝酸)
(3)位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶液(金属化合物的溶液)中置换出来。
【归纳】比较金属活动性强弱的方法有:
①____________________________________________________________________;
②________________________________________________________________。
5、置换反应:
由一种与一种反应,生成另一种
与另一种的反应。
【例题精讲】
1、人类生产、生活中经常使用铁。
下列关于铁的说法正确的是()
A.铁矿石在地壳中含量最丰富,可以随意开采
B.生铁是含少量碳的铁合金
C.废弃铁制品回收成本太高,属于不可回收的垃圾
D.纯铁比生铁硬,不锈钢比纯铁的防腐蚀性能差
2、往AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后,有金属析出,过滤、洗涤后往滤渣中加入稀盐酸,有无色的气体放出,则滤液中一定存在的物质是()
A.AgNO3、Cu(NO3)2、Fe(NO3)2B.Cu(NO3)2、Fe(NO3)2
C.Fe(NO3)2D.Fe(NO3)3
3、为验证Mg、Cu、Ag三种金属的活动性强弱,某化学兴趣小组设计了右图所示的四个实验。
其中不必进行的实验是()
4、请根据下列探究实验,回答问题。
(1)欲探究铁、银、铜的活泼性,最佳实验方案是()
A.将铁、铜分别放入到硝酸银溶液中
B.将铁、铜、银分别放入盐酸溶液中
C.将铁、银分别放入到硫酸铜溶液中
D.将银、铜分别放入硫酸亚铁溶液中
(2)欲除去铜粉中的铁粉有多种方法,请列举其中的三种。
①_______________________
②_______________________
③_____________________
(3)与确定金属铁、铜的硬度大小,正确的方法是____________________
5、x、Y、z、W是四种不同的金属,为比较金属活动性的强弱,某同学利用这四种金属单质、盐酸、Z的硝酸盐、W的硝酸盐,进行有关实验,结果如下表(能发生置换反应的记为“√”,不能反应的记为“一”,无标记的表示未做该实验)。
这四种金属的活动性顺序为()
A.X>W>Y>ZB.X>Y>W>ZC.W>X>Y>ZD.Y>W>Z>X
X
Y
Z
W
盐酸
√
—
—
√
Z的硝酸盐
√
W的硝酸盐
√
—
6.某学生为了验证铁、锌、铜三种金属的活动性顺序,设计了四种方案:
①将Zn、Cu分别加入到FeSO4溶液中②将Zn、Cu分别加入到ZnSO4溶液中③将Zn分别加入到FeSO4、CuSO4溶液中④将Fe分别加入到ZnSO4、CuSO4溶液中,其中可行的是()
A.①或④B.①或②C.②或③D.③或④
7、等质量的M、N两种金属,分别与相同质量分数的足量稀盐酸反应(已知M、N在生成物中均为+2价),生成氢气质量和反应时间的关系如右图所示,下列叙述正确的是()
A.M、N两种金属中较活泼的是N
B.生成H2的质量M<N
C.相对原子质量较大的是N
D.产生H2的速率N>M
【课堂习题】
1、金属钨广泛用于制造灯丝,有“光明使者”的美誉,这是因为钨能导电且()
A.密度大B.硬度大C.延展性好D.熔点高
2、将适量的铁粉投入到稀盐酸溶液中,下列实验现象不存在的是()
A.铁粉的质量逐渐减少B.有无色气体产生
C.有红棕色的氯化铁生成D.溶液逐渐变为浅绿色
3、小明把金属锌放入硫酸铜溶液中,发现锌表面有红色物质生成,由此他认为()
A.锌和铜都是活泼金属B.锌和铜都是不活泼金属
C.锌比铜活泼D.铜比锌活泼
4、(2010·内江中考)金属不具有的物理通性是()
A.银白色光泽B.导热性C.延展性D.导电性
5、(2010·潼南中考)下列关于“大佛穿金”的说法中不正确的是()
A.金不易被腐蚀B.金不易被氧化
C.大佛更“显灵”D.增加大佛的观赏性
6、(2010·娄底中考)金属活动性顺序在工农业生产和科学研究中有重要应用,常见金属在溶液中的活动性由强至弱的顺序及元素名称、符号均正确的一组是()
A.金Au>银Ag>铜CuB.钾K>钙Ca>钠Na
C.锌Zn>铁Fe>贡HgD.铝Cl>镁Mg>锌Zn
7、分别用以下三组物质比较锌和铜的金属活动性:
①Zn、Cu、稀硫酸;②Zn、Cu、MgSO4溶液;③Zn、CuSO4溶液。
仅用组内物质就能够直接达到目的的是()
A.仅有①B.②③C.①③D.①②③
8、铝、铜、铁、金四种金属具有相似的性质是()
A.都是银白色的固体B.有导电性
C.能和稀硫酸反应D.通常状况下能与氧气反应
9、物质的性质决定用途,下列物质的用途中主要利用其化学性质的是()
A.用铜制导线B.用武德合金制保险丝
C.用氮气作保护气D.用生铁制铁锅
10、如右图所示,烧杯中盛有质量相等、质量分数相等的稀盐酸,天平调平后,同时向其中分别加入等质量的锌片和铁片,则从反应开始到金属完全反应的过程中,天平指针指向的变化是()
A.向左偏B.向右偏
C.先向左偏后向右偏D.先向右偏后向左
11、下列事实中,能说明铁的金属活动性比铜强的是()
A.铁的年产量比铜高B.铁桶不能用来盛装农药波尔多液
C.铁的硬度比铜大D.相同条件下,铁比铜更易被腐蚀
12、在氧化铁(Fe2O3)、氧化亚铁(FeO)和四氧化三铁(Fe3O4)这三种铁的氧化物中,铁的质量分数按由大到小顺序排列的是()
A.Fe3O4、Fe2O3、FeOB.FeO、Fe2O3、Fe3O4
C.FeO、Fe3O4、Fe2O3D.Fe2O3、Fe3O4、FeO
13、有X、Y、Z三种金属,X在常温下就能与氧气反应,Y、Z在常温下几乎不与氧气反应;如果把Y和Z分别放入稀硫酸中,Y溶解并产生氢气,Z不反应。
根据以上实验事实判断,X、Y、Z三种金属的活动性由强至弱的顺序正确的是()
A.XZYB.XYZC.YZXD.ZYX
14.把相同体积、相同质量分数的稀盐酸,分别滴到等质量、颗粒大小相同的X、Y、Z三种较活泼金属中,生成H2的质量与反应时间的关系如右图所示。
这三种金属的活动性顺序为;假如X、Y、Z都是+2价金属,则相对原子质量由大到小的顺序为。
15、(2011.长沙市)下列有关金属的说法正确的是()
A.铝具有很好的抗腐蚀性能B.铜能置换出酸中的氢
C.钢是纯净物D.银能把铁从氯化亚铁溶液中置换出来
16.(2011湘潭)某化学兴趣小组的同学为了探究Mg、Cu、Fe的金属活动性顺序开展了一下以下探究活动。
(1)进行试验,获得结论。
完成如下实验报告,并回答有关问题。
实验方案
实验现象
实验结论
方
案
一
将Fe丝浸入CuSO4溶液中
Fe丝表面有红色物质析出
金属活动性:
Fe__Cu(填“>”或“<”)该反应的反应类型属于_反应。
方
案
二
将Mg和Cu分别在空气中灼烧
发现__(填元素符号)能剧烈燃烧,而另一种不能
金属活动性:
Mg__Cu(填“>”或“<”)
方
案
三
分别将Mg和Fe放入__(一种酸)溶液中,观察现象
观察到__(填元素符号)产生气泡的速度较慢
金属活动性顺序:
Mg>Fe
(2)反思与交流。
经过讨论,该小组同学一致认为:
比较金属与酸
反应产生氢气的快慢,有两种测定方法:
方法一是在相同时间内测量氢气体积的大小。
若用右图所示装置
测量,则接口c应与__________(填“a”或“b”)相连。
方法二是测定产生相同体积氢气时________________________________。
17.有两种外观类似黄金的①Cu-Zn合金和②Cu-Ag制品,若实验室只提供一瓶稀硫酸和必要仪器。
(1)你认为能测出合金 (填序号)中铜的质量分数;
(2)取上述
(1)中合金粉末20g放入烧杯中,加入50g的稀硫酸,恰好完全反应,测得烧杯内剩余物质的质量为69.8g。
求:
①产生氢气的质量;②求出该合金中铜的质量分数。
金属资源的保护
【知识梳理】
金属的冶炼、腐蚀与防护
1、工业炼铁基本原理:
一氧化碳还原氧化铁的实验
(1)实验装置:
(2)实验步骤:
a.实验开始时,先通,排出玻璃管内空气,然后。
b.实验结束时,要先,继续通,直到。
(3)实验现象:
______色的氧化铁变为色,澄清石灰水,导管口有色火焰。
(4)使用酒精喷灯说明反应条件为
(5)写出玻璃管内发生反应的化学方程式是
(6)铁冶炼过程,体现一氧化碳的________化学性质,还有、也具有这种性质。
(7)最后是尾气处理装置,写出相关化学方程式
(4)工业炼铁:
①原料:
、、石灰石、空气等。
②原理:
在条件下,利用还原剂把铁从中还原出来。
2、铁的锈蚀与防护
铁生锈的条件:
①______________________②___________________________
防锈措施:
①保持金属表面的__________;
②金属表面涂上一层__________________;
③改变金属结构,制成合金。
3、保护金属资源的有效途径:
(1)、防止
(2)、金属的利用
(3)、有计划开采矿物(4)、寻找金属的品
4、含杂质物质的化学方程式计算
对于含杂质的物质(不管是反应物,还是生成物),必须换算成纯物质的质量,才能根据化学方程式进行计算。
纯物质的质量=不纯物质的质量×纯物质的质量分数(即纯度)
纯物质的质量=不纯物质的质量×(1–杂质的质量分数)
【例题精讲】
1、在炼铁的高炉中,还原剂和燃料分别是()
A.CH2B.CCOC.COCD.H2C
2、下列做法,不起防锈作用的是()
A.在铁制品表面镀锌B.在金属机械上涂油
C.保留铁制品上的铁锈D.在车、船的表面刷漆
3、钢铁是我们日常生活中使用最广泛的金属材料之一。
(1)生活中的铁制品容易生锈,主要原因是_____________
(2)提出下列保护铁资源的建议,其中正确的是_____________
A、防止铁制品腐蚀。
B、回收利用废旧铁制品。
C、任意开采铁矿石
(3)铝制品不易生锈的原因是_______________________
4、含氧化铁80%的赤铁矿100吨,可炼出含杂质4%的生铁多少吨?
5、(2010·鞍山中考)某化学兴趣小组用一氧化碳与氧化铁的反应来探究炼铁的原理,装置如下图所示。
请回答有关问题:
(1)为避免一氧化碳污染空气,并回收利用一氧化碳,方框中连接的是C和D,导管接口的连接顺序为a→()→()→()。
C装置中NaOH的作用是
(2)实验开始时,应(填“先加热再通CO”或“先通CO再加热”),
目的是。
(3)实验进行一段时间后,玻璃管A中出现的现象为,反应方程式
为。
(4)除CO外,还有哪些物质可以还原Fe2O3(请写一物质的化学式)。
【课堂习题】
1、钢铁生锈的过程一定不发生()
A.物理变化B.缓慢氧化C.自燃D.化合反应
2、在下列情况下,埋在地下的铸铁管道被腐蚀的速度最慢的是()
A.在潮湿、疏松、透气的土壤中B.在含铁元素较多的酸性土壤中
C.在含沙粒较多的、潮湿透气的中性土壤中D.在干燥、致密、不透气的土壤中
3、下列不属于合金的是()
A.焊锡B.黄铜C.生铁D.石墨
4、2008年6月4日,第29届北京奥运会火炬接力传递活动在长沙市进行,长沙变成欢乐的海洋,广大师生参加了传递活动,目睹了“祥云”火炬的风采。
美丽的“祥云”火炬是由金属合金材料制成的,合金与纯金属比较,其优越的性能有(答出一点即可)_________________原因是__________________________。
5、钢铁是重要的金属材料。
(1)下列铁制品的用途中,利用金属的导热性的是____________(填字母,下同)
A.铁锤B.铁锅C.铁丝D.水龙头
(2)目前世界上已有50%以上的废钢特得到回收利用,其目的是________
A.节约金属资源B.合理开采矿物C.防止钢铁生锈
(3)为防止水龙头生锈,其表面镀有一层铬,铁生锈的条件是___________________________
6、高炉炼铁用赤铁矿作原料。
欲制备含铁97%的生铁200吨,至少需要含85%的氧化铁的赤铁矿多少吨?
7、小雨的妈妈买了一条黄金项链,小雨想通过实验探究这条黄金项链是否为锌铜合金制成的仿制品,她不能选用的试剂是()
A.AlCl3溶液B.Cu(NO3)2溶液C.H2SO4溶液D.AgNO3溶液
8、将少量灰黑色的生铁粉末,投入盛有过量稀硫酸的烧杯中,充分搅拌,待完全反应后过滤,滤纸上留有黑色的残渣。
该黑色残渣的主要成分是()
A.铁B.碳C.铁、碳混合物D.硫酸亚铁
9.如图所示为炼铁实验装置,按下列要求进行回答:
ABC
(1)写出有标号的仪器名称:
①_____________________;②____________________;
(2)在实验开始时,应先通一会儿CO,再加热,目的是______________________。
(3)在实验过程中A、B、C处的现象分别是A____________________________________;
B________________________________;C_____________________。
其中石灰水的作用_______________________________。
C中酒精灯的作用___________________________。
(4)A、B、C三处发生反应的化学方程式分别为:
A________________________;
B__________________________;C_________________________
(5)在上述A的反应中,氧化铁失去氧变为铁,发生_________________反应(填“氧化”或“还原”),而CO能夺取氧化铁中的氧,它具有_________________性,利用这种性质工业上常用来_________________。
与CO具有类似性质的物质还有______、___________。
10、右边是某探究实验装置图。
一段时间后,能观察到什么现象?
(装置气密性良好,且开始时U型管两端的红墨水液面相平)
①
②
11.现有铜与另一种金属的混合物粉末,另一种金属可能是镁、铁、锌中的一种,现欲测定其组成。
【查阅资料】
(1)镁、铁、锌皆能与稀硫酸发生置换反应,且生成+2价的可溶性金属硫酸盐和氢气。
(2)相对原子质量:
Mg—24、Fe—56、Zn—65
【实验步骤及数据】取该混合物粉末8.0g放入烧杯中,将含有19.6gH2SO4的稀硫酸溶液140g分四次加入该烧杯中,充分反应后,测得剩余固体质量数据记录如下:
次数
1
2
3
4
加入稀硫酸的质量/g
35.O
35.0
35.O
35.O
剩余固体的质量/g
6.8
5.6
4.4
4.2
通过计算(写出计算过程),求:
(1)该混合物粉末中铜的质量分数?
(2)该混合物粉末中另一金属为何种金属?
※典型例题
1.下图为一氧化碳还原氧化铜的装置图:
(1)图中A处的实验现象是______________________,
B处的实验现象是_______________________。
(2)该装置存在的主要问题是,________________________,
改进的具体措施是___________________。
2.下列物质混合时,铁能溶解但无气体产生的是()
A、铁粉和盐酸B、铁和硫酸铜溶液C、铁钉和稀硫酸D、铁钉浸没在水中
3.(滨州市)X、Y、Z是金属活动性顺序表里的三种金属,它们在溶液中能发生如下反应。
①X+YSO4=XSO4+Y ②Y+2ZNO3=Y(NO3)2+2Z ③X+H2SO4=XSO4+H2↑ ④Z与H2SO4不发生反应。
则三种金属的活动性满足( )
A.X>Y>Z B.Z>Y>X C.Y>Z>X D.X>Z>Y
5.把铁片分别放入下列物质的溶液中,过一段时间取出,溶液质量增加的是()
A、Al2(SO4)B、CuSO4C、H2SO4D、AgNO3
6.(临沂)将一定量的镁条放入到过量的稀盐酸中,下列表示反应过程中变化关系的曲线,正确的是()
7.(南昌市)将等质量的甲、乙两金属分别与足量的稀硫酸反应,产生氢气
的质量与反应时间的关系如右图。
关于甲、乙两金属判断合理的是( )
A.铁、镁 B.铁、锌
C.锌、铁 D.锌、镁
8.(济宁)某兴趣小组为探究活泼金属与酸反应的规律,将质量相等的甲、乙两种金属分别放入到质量分数相同的足量稀盐酸中,经实验测定并绘制出
生成氢气的质量与反应时间的关系(见右图)。
分析图像得到的以下结论
中,一定正确的是:
()
A.金属甲比金属乙活泼
B.金属甲比金属乙的相对原子质量大
C.金属乙比金属甲的反应速率大
D.金属乙比金属甲的化合价高
9.(衡阳市)向含有AgNO3、Cu(NO3)2、Zn(NO3)2的混合溶液中加人一定量的铁粉,使其充分反应后,过滤,向滤渣中滴加稀盐酸,有气泡产生,则下列结论正确的是()
A.滤液中一定含Ag+、Cu2+、Zn2+、Fe2+B.滤液中一定含Fe2+,可能含Zn2+
C.滤液中一定含Fe2+,Zn2+,不含Cu2+,Ag+D.滤液中一定含Zn2+、Fe2+,可能含Cu2+
10.(乐山市)如右图所示,烧杯中盛有质量相等、质量分数相等的稀盐酸,天平调平后,同时向其中分别加入等质量的锌片和铁片,则从反应开始到金属完全反应的过程中,天平指针指向的变化是()
A.向左偏
B.向右偏
C.先向左偏后向右偏
D.先向右偏后向左
11.(广东省)有甲、乙、丙、丁四种金属。
只有甲在自然界主要以游离态存在。
丁盐的水溶液不能用乙制的容器盛放,但可以用丙制的容器盛放。
这四种金属的活动性由强到弱的顺序是()
A.甲>乙>丁>丙B.丙>丁>乙>甲
C.丙>乙>丁>甲D.乙>丁>丙>甲
12.(潍坊市)为验证Mg、Cu、Ag三种金属的活动性
强弱,某化学兴趣小组设计了右图所示的四个实验。
其中不必进行的实验是()
13.(福州)人类生活离不开金属。
(1)铁是生活中常用的金属。
图6是某“取暖片”外包装的图片。
该“取暖片”中发热剂主要成分有铁粉、活性炭、氯化钠、水等,其发热是利用铁生锈时会放热。
①发热剂需接触到空气才会发热,原因是铁要与、
等物质共同作用才会生锈。
②推测发热剂成分中氯化钠的作用是。
(2)应用金属活动性顺序能帮助我们进一步学习金属性质。
已知下列各组物质间均能发生置换反应。
A.Fe和CuSO4溶液B.Mg和MnSO4溶液C.Mn和FeSO4溶液
①写出Fe和CuSO4溶液反应的化学方程式。
②Mn、Fe、Mg、Cu四种金属的活动性由强到弱的顺序。
※课堂练习
1、有关铁的叙述错误的是()
A、铁在潮湿的空气中易生锈B、生铁的含碳量比钢的含碳量低
C、铁元素在地壳中的含量比铝少D、一定条件下,铁在氧气中燃烧生成Fe2O3
E、铁是黑色且硬度较大的金属F、生铁和钢属于铁的两种单质
G、铁制容器能盛放硫酸铜溶液H、人类历史上最早使用的金属是铁
2、(2