河北省初中化学一轮复习复习 金属和金属材料.docx
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河北省初中化学一轮复习复习金属和金属材料
2020年《常见的酸和碱》一轮复习
【知识网络】
大多数金属具有金属光泽，呈银白色，但铜呈红色，金呈黄色
物理特性常温下大多为固体，但汞是液体
金属具有良好的延展性、导电性和导热性
2Mg+O2
2MgO
金属与氧气反应3Fe+2O2
Fe3O4
2Cu+O2
2CuO
4Al+3O2=2Al2O3
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
化学性质与酸反应Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
与某些盐溶液反应Cu+2AgNO3=Cu（NO3）2+2Ag
Fe+2AgNO3=Fe（NO3）2+2Ag
纯金属
金属材料定义：
金属和金属（或金属和非金属）熔合而成具有金属特性的物质
合金特性：
硬度增大，熔点降低
铁合金生铁
钢
赤铁矿含Fe2O3
铁矿石磁铁矿含Fe3O4
金属矿石
铝土矿Al2O3
设备；高炉
炼铁原料：
铁矿石，石灰石，焦炭
原理：
Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2
条件：
与水和氧气同时接触
铁锈蚀铁锈的主要成分：
Fe2O3
涂油
防锈方法喷漆
电镀
搪瓷
防止金属锈蚀
金属资源保护途径：
废旧金属的回收利用
合理有效的开采矿物
寻找金属的替代品
【考点梳理】
考点一、金属及金属资源的利用和保护
1.金属的共性：
①金属光泽；②良好导电性、导热性；③良好的延性、展性；④韧性好、能弯曲。
2.金属的特性：
（1）颜色：
大多为银白色，铜呈紫红色、金呈黄色；
（2）状态：
常温下大多为固体，汞为液体；
（3）密度差别很大：
金为19.3g/cm3，铝为2.7g/cm3；
（4）导电性差异很大：
银为100，铅仅为7.9；
（5）熔点差别大：
钨为3410℃，锡仅为232℃；
（6）硬度差别大：
铬为9，铅仅为1.5。
3.合金：
是由两种或两种以上的金属（或金属和非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。
生铁（含碳量为2%～4.3%）和钢（含碳量为0.03%～2%）都是铁合金。
4.铁锈蚀的条件及防锈蚀方法：
（1）铁生锈的条件：
铁与水、氧气同时接触。
（2）防止铁生锈的方法：
①保持铁制品表面的洁净和干燥；②在铁制品表面形成保护膜：
刷漆、涂油、镀一层其它金属、在铁制品表面形成致密的氧化物保护膜；③改变铁制品的内部结构，制成不锈钢。
5.工业上冶炼铁的原料、主要反应原理、主要设备见下表：
原 料
铁矿石、焦炭、石灰石等
主要反应
原理
在高炉中焦炭的作用是提供热量（碳和氧气反应生成二氧化碳，放热），二氧化碳和碳反应生成还原剂一氧化碳。
C+CO2
2CO
Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2
主要设备
高 炉
【要点诠释】
1.金属材料包括纯金属和它们的合金。
合金的硬度、强度、抗腐蚀性等一般都好于组成它们的纯金属。
2.保护金属资源的有效途径：
①防止金属锈蚀；②废旧金属的回收利用；③合理有效的开采矿物；④寻找金属的替代品等。
3.金属的性质在很大程度上决定着金属的用途，但在实际选择使用金属时，不仅要考虑金属的性质，还要考虑其价格、资源、是否美观以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。
4.做一氧化碳还原氧化铁的实验必须注意：
（1）实验开始时先通入一氧化碳气体，排净装置内的空气，防止一氧化碳与空气混合，加热时发生爆炸。
（2）实验完毕后要继续通入一氧化碳气体，直到玻璃管冷却，防止高温下的铁与空气接触被氧化。
同时，实验过程中还可以防止澄清石灰水被倒吸。
（3）尾气中含有一氧化碳，一氧化碳有毒，所以尾气要经过点燃处理，将一氧化碳燃烧掉转化为无毒的二氧化碳或收集备用，防止一氧化碳直接排放到空气中污染空气。
【典例剖析】
例1.据估计，全世界每年因生锈损失的钢铁，约占世界年产量的四分之一。
为探究钢铁锈蚀的原理，某探究性学习小组用如图所示装置进行实验，数天后，只有b处生锈明显，则下列结论不正确的是（ ）
A．常温下，铁和氧气不易发生反应B．常温下，铁和水不易发生反应
C．常温下，铁和氧气、水不易发生反应D．在钢铁表面刷漆可防止钢铁锈蚀
【思路点拨】该题考查铁生锈的原理。
对比图片中abc三点的不同以及最后的实验现象就可得出铁生锈必须氧气和水两个条件同时具备。
【答案】C
【解析】铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应的过程。
图中最先锈蚀的部位是b处，因为此处所处的环境是水与氧气都充足，因而更容易生锈；相比之下a处缺少水、c处缺少氧气，都不易生锈，故AB正确，C错误。
防止钢铁锈蚀的措施：
表面涂防锈油；烧涂搪瓷；制成合金；电镀其他金属等，故D正确。
【总结升华】探究铁生锈的条件是中考常考的内容，关键是我们要明确条件的探究需要做对比性的试验。
比较生锈速率快慢主要是看铁与氧气和水接触的程度。
铁生锈的条件是铁与氧气和水同时接触；酸性溶液、碱性溶液、盐溶液能促进金属生锈；如果缺少水或缺少氧气，或者缺少氧气和水，铁就不容易生锈。
例2.下列金属制品中最不容易被酸雨腐蚀的是（ ）
A．
镀锌水管
B．
铜制器皿
C．
铁制栏杆
D．
铝合金门窗
【思路点拨】酸雨的溶液中含有氢离子，在金属活动性顺序表中位于氢后面的金属，不与酸反应，位于氢前的，都能与酸反应，据此分析。
【答案】B
【解析】
A、锌位于氢前，与酸反应，故选项错误；
B、铜位于氢的后面，不与酸反应，故选项正确；
C、铁位于氢前，与酸反应，故选项错误；
D、铝位于氢前，与酸反应，故选项错误；
故选B。
【总结升华】本题以酸雨为载体，考查了金属的活动性顺序，明确金属的性质及金属的活动性顺序是解题的关键。
例3.物质的性质决定着物质在生产和生活中的用途。
木炭和一氧化碳都具有还原性，用于冶炼金属。
请根据图示回答：
（1）请写出下列反应的化学方程式：
①木炭还原氧化铜：
；
②一氧化碳还原氧化铁：
。
（2）B装置最右端酒精灯的作用是。
（3）在A装置中，当观察到现象时，证明木炭粉末和氧化铜粉末已经完全反应。
【答案】
（1）①C+2CuO
2Cu+CO2↑②3CO+Fe2O3
2Fe+3CO2
（2）除去未反应完的一氧化碳，防止污染空气
（3）竖直的试管内导管口不再有气泡冒出
【解析】
（1）木炭和CO都有还原性，高温下都可以夺得金属氧化物中的氧生成CO2，同时得到金属单质；
（2）因CO有毒，污染空气，因此需将未反应完的CO烧掉；（3）插入澄清石灰水中的导管口没有气泡产生，说明不再有CO2生成，证明反应已结束。
考点二、金属活动性顺序、金属的化学性质
1.在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，它的活动性就越强；位于氢前面金属可以置换出盐酸、稀硫酸中的氢；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）。
2.置换反应是由一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应。
3.金属能与氧气、酸等发生反应。
4.相同状态的不同金属与氧气反应的难易程度可以作为判断金属活动性强弱的依据，易与氧气反应，则金属活动性强，反之则弱。
【要点诠释】
1.只有较活泼的金属才能把不太活泼的金属从它的化合物溶液里置换出来。
2.铁与酸或金属化合物发生置换反应时生成的铁的化合物中铁均显+2价。
3.活泼金属（如在金属活动性顺序中排在氢前面的金属）能与酸反应生成相应的盐和氢气，不活泼的金属（如在金属活动性顺序中排在氢后面的金属）不能与酸反应。
金属越活泼，与酸反应越剧烈。
【典例剖析】
例1.将一定质量铜锌合金的粉末加入到一定质量的硝酸银溶液中，充分反应后过滤，向滤渣中滴加少量的稀盐酸，无气泡产生。
下列相关判断中，正确的是（ ）
A．滤液中的溶质一定含有硝酸铜B．滤液中的溶质一定不含硝酸银
C．滤渣中一定含银D．滤渣中一定含铜
【思路点拨】本题考查了金属活动性顺序的应用，可以依据金属活动性顺序及其意义进行分析判断。
向滤渣中滴加少量的稀盐酸，无气泡产生，说明固体中不含有锌，锌全部参加了反应；铜能与硝酸银反应生成硝酸铜和银，锌能与硝酸银反应生成硝酸锌和银，锌能与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，故滤渣中一定含有银，可能含有铜。
【答案】C
【解析】锌能与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，若锌与硝酸铜恰好反应，则滤液中的溶质不含有硝酸铜，故A错误。
若锌的量不足，不能将溶液中的硝酸银反应完，则滤液中的溶质含有硝酸银，故B错误。
锌能与硝酸银反应生成硝酸锌和银，所以，滤渣中一定含银，故C正确。
若所加入的一定质量的铜锌合金粉末完全反应，则所得滤渣中只含金属银，故D错误。
【总结升华】在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，它的活动性就越强；位于氢前面金属可以置换出盐酸、稀硫酸中的氢；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）。
例2.判断x、y、z的金属活动性顺序：
把x和y分别放入稀盐酸中，x变小并产生H2，而y不反应；如果把y和z分别放入硝酸银溶液中，过一会儿，在y表面有银析出，而z没有变化。
则x、y、z的金属活动性由弱到强的顺序是（ ）
A．x、y、zB．x、z、yC．z、y、xD．z、x、y
【思路点拨】根据金属活动性顺序的应用分析。
在金属活动性顺序表中，排在氢前面的金属能与酸反应生成氢气，排在后面的则不能；前面的金属一般可以将位于其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。
【答案】C
【解析】由金属活动性顺序的应用及题意可知，X能置换出酸中的氢而y不能，说明金属X的活动性比y强；金属y能置换出硝酸银中的银而z却不能，说明金属y的活动性比z强；综上所述，三种金属的活动性由弱到强的顺序为z、y、x。
故选C。
【总结升华】根据金属与酸、金属与盐能否发生反应判断金属的活动性。
金属与酸能反应说明该金属较活泼（排在H的前面），金属与盐能反应说明该金属比盐中的金属元素活动性强。
例3.有等质量的A、B两金属，相对原子质量Ar（A）＜Ar（B）；将A放入溶质质量分数为15%的稀硫酸中，B放入质量分数为15%的稀盐酸中，在反应中A、B均显正二价，产生氢气的质量随反应时间变化曲线如下图。
下列说法正确的是（）
A.产生氢气的速率A＜BB.反应后A、B一定都有剩余
C.消耗的稀硫酸和稀盐酸质量一定不相等D.消耗B的质量一定小于消耗A的质量
【思路点拨】金属与酸、盐溶液反应中所涉及到的相关因素用函数图象表示则要弄清楚函数图象中各量的关系，具体情况具体分析。
图象中，斜线的倾斜度越大，单位时间生成的H2越多，表示反应速率越快；平线处的位置越高，表示生成的H2越多。
【答案】C
【解析】由“产生氢气的质量随反应时间变化曲线图”可知，A反应完所用时间小于B，因此产生氢气的速率A应大于B，故A错；写出化学方程式A＋H2SO4＝ASO4＋H2↑和B＋2HCl＝BCl2＋H2↑，设氢气的质量为m，根据氢气的质量不难求出消耗的稀硫酸和稀盐酸的质量不相等，消耗B的质量大于A的质量，故C正确，D错误；根据化学方程式不能确定A、B是否一定都剩余，故B错。
【总结升华】要掌握常见金属（重点是镁、铝、锌、铁）与酸反应的有关规律。
提能训练
一、选择题（每小题只有一个选项符合题意）
1.家庭生活中下列做法不能防止菜刀生锈的是（）
A．菜刀使用后，用水洗净并擦干
B．久置不用时在菜刀表面涂一层食用油
C．把菜刀存放在潮湿的地方
D．用不锈钢菜刀取代普通菜刀
2.在氯化铜和氯化亚铁的混合溶液中加入一定量的镁粉，充分反应后过滤，向滤出的固体中滴加稀盐酸，没有气泡产生。
下列判断正确的是（）
A．滤出的固体中一定含有铜，可能含有铁和镁
B．滤出的固体中一定含有铜和铁，可能不含镁
C．滤液中一定含有氯化镁和氯化亚铁，可能含有氯化铜
D．滤液中一定含有氯化镁、氯化亚铁、氯化铜
3．向CuSO4溶液中加入一定质量的铝粉，完全反应后过滤，得滤渣和蓝色滤液，下列说法正确的是（）
A．向滤渣中滴加稀盐酸，无气泡产生B．滤渣中一定有Cu，可能有Al
C．滤液中只有Al2（SO4）3D．滤液中只有CuSO4
4．现有X、Y、Z三种金属，已知：
①X+YCl2==XCl2+Y；②把Y、Z两种金属分别放入稀硫酸中，只有Y和稀硫酸反应。
这三种金属的活动性由强到弱的顺序是（）
A．X＞Z＞YB．Z＞Y＞XC．Y＞Z＞XD．X＞Y＞Z
5.为了探究影响锌与盐酸反应剧烈程度的因素某学习小组设计了下列实验：
实验①（常温下）
实验②（常温下）
实验③
下列说法正确的是（）
A．对比实验①和②，可研究盐酸的浓度对反应剧烈程度的影响
B．对比实验②和③，可研究盐酸的浓度对反应剧烈程度的影响
C．对比实验②和③，可研究温度对反应剧烈程度的影响
D．对比实验①和②，可研究温度对反应剧烈程度的影响
6.如图所示表示等质量的金属Mg和Al分别与足量且质量分数相等的稀硫酸反应。
下列叙述正确的是（）
A．x表示反应所用时间，y表示生成氢气的质量
B．x表示生成氢气的质量，y表示反应所用时间
C．x表示滴加稀硫酸的质量，y表示生成氢气的质量
D．x表示参加反应的金属的质量，y表示生成氢气的质量
7.如图所示是探究铁锈蚀条件的装置。
调节L端与R端的液面高度一致，塞紧木塞，一周后观察。
下列推断错误的是（）
A．b管中铁钉不会锈蚀
B．L端与R端液面高度仍然保持一致
C．该实验说明铁锈蚀与空气、水有关
D．若将a管中的水改为食盐水能加快铁的锈蚀
8.对甲、乙、丙三种金属活动性的实验研究过程如下：
（1）取大小相等的三种金属片，分别放入CuSO4溶液中，一段时间后，甲、丙表面出现红色物质，乙没有现象。
（2）取大小相等的甲、丙两种金属片，分别放入相同的稀盐酸中，甲、丙表面都产生气泡，但甲产生气泡的速度明显比丙的快。
则甲、乙、丙三种金属的活动性顺序是（ ）
A.甲＞丙＞乙 B.丙＞乙＞甲
C.甲＞乙＞丙 D.丙＞甲＞乙
二、填空题
9.金属材料应用广泛，如电路板中常用到焊锡、铜、银、铁等。
（1）焊锡与其组成金属相比具有________的特性，可用来焊接电子元件。
（2）将Cu片插入AgNO3溶液中，发生反应的化学方程式为________。
（3）若要验证Cu、Ag、Fe的活动性强弱，可选择的试剂组是________（填序号）。
A．Fe、Cu、Ag、稀硫酸B．Cu、Ag、FeSO4溶液C．Fe、Ag、CuSO4溶液
10.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。
（1）CuSO4溶液中，大量存在的离子是________。
（2）将铝丝浸入CuSO4溶液中，静置，观察到的现象是。
结合现象分析，溶液中减少的离子是________，增加的离子是________。
（3）除硫酸铜溶液外，将铝丝浸入________（任举一例）溶液中，也能产生相同的实验现象。
11.小强同学设计了如图所示的实验，得出Mg，Fe，Cu三种金属的活动性依次由强到弱（注：
所用稀盐酸溶质质量分数相同）。
（1）小强得出结论的依据是。
（2）请你利用不同原理再设计一个验证上述三种金属活动性顺序的方案，写实验步骤和现象：
________。
（3）利用金属活动性顺序可以解释生产、生活中的一些现象，试举一例说明。
12.小琴同学设计如图所示的A、B两个实验。
（1）实验时，她为了除去铁丝和银丝表面的氧化物或污物，其操作是。
（2）A实验的目的是；实验时，将铁丝和银丝同时插入稀硫酸中，可观察到的现象是，所发生反应的化学方程式为。
（3）B实验中，当烧杯内盛有________溶液时，可验证铁、________、银三种金属活动性强弱。
13.实验室废液中含有硝酸银、硝酸铜，实验小组利用稀硫酸和铁粉分离回收银和铜，设计如下方案：
先在废液中加入过量的铁粉，充分反应后过滤得到滤渣A，其成分为银、铜和铁。
再对滤渣A按如图所示流程处理：
①先在废液中加过量的铁粉，过量的目的是________。
Ⅰ．加快反应速度Ⅱ．铁的金属活动性较强Ⅲ．使反应充分进行
②写出CuO与H2SO4反应的化学方程式：
。
③滤液D中溶质的成分有（填化学式）。
④含有硫酸亚铁的滤液有________（填框图中字母）。
三、计算题
14.某钢铁厂每天需消耗5000t含Fe2O376%的赤铁矿石，该厂理论上可日产含Fe98%的生铁多少吨？
15.某课外活动小组为了检测本地钢铁厂生铁产品的质量，在实验室中称取生铁屑样品10.0g，放入烧杯中，加入一定量的稀硫酸，加热，使之充分反应（杂质不参加反应），然后冷却、称量，反应后烧杯中物质的质量比反应前减少了0.34g。
计算：
（1）生铁样品中杂质的含量。
（2）生产100t这种生铁至少需要含氧化铁80％的赤铁矿多少吨？
16.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。
取该混合物粉末8.0g放入烧杯中，将140.0g14.0％的稀硫酸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
35.0
35.0
35.0
35.0
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?
（3）第三次加入硫酸充分反应后，所得溶液中溶质的质量分数是多少?
参考答案
1.C
2.C
3.A
4.D
5.A
6.C
7.B
8.A
9．
（1）熔点低
（2）Cu+2AgNO3==2Ag+Cu（NO3）2（3）C
10.
（1）Cu2+、SO42－
（2）铝丝表面附着红色物质，溶液由蓝色变为无色Cu2+Al3+
（3）CuCl2[或Cu（NO3）2]
11.
（1）镁带表面出现大量的气泡，铁丝表面有少量气泡，铜片表面没有明显现象
（2）将铁丝分别插入硫酸镁溶液和硫酸铜溶液中，硫酸镁溶液中的铁丝没有明显现象，硫酸铜溶液中的铁丝表面有红色固体析出
（3）因为铁比铜活泼，所以不能用铁制容器盛放农药波尔多液（含硫酸铜）；或湿法炼铜就是利用铁比铜活泼，将铜从其盐溶液中置换出来；或新买的铝锅烧开水时凡是水浸到的地方都会变成黑色，因为铝比铁活泼，能把自来水中溶解的铁盐中的铁置换出来；或用稀硫酸检验用黄铜冒充的黄金首饰，因为黄铜中的锌能与稀酸反应而金不能与硫酸反应等。
12.
（1）用砂纸将铁丝和银丝表面打磨光亮（合理答案均可）
（2）比较铁和银的金属活动性强弱铁丝表面有气泡产生，银丝表面无明显现象，溶液由无色逐渐变为浅绿色Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
（3）硫酸铜（CuSO4）铜（合理答案均可）
13.【答案】①Ⅲ②CuO+H2SO4=CuSO4+H2O③CuSO4、H2SO4④CE
14.2714.3吨
15.
（1）生铁样品中杂质的含量为4.8％。
（2）生产100t生铁需要含氧化铁80％的赤铁矿170t。
16.
（1）该混合物粉末中铜的质量分数为52.5%。
（2）该混合物粉末中另一金属为金属镁。
（3）所得溶液中溶质的质量分数为16.6%。
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