火线100天中考化学 第4讲 金属和金属材料.docx

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火线100天中考化学第4讲金属和金属材料

第4讲金属和金属材料

考点1金属材料

1.几种重要的金属

（1）金属的物理性质

物理性质

共性

有金属光泽，具有良好

的导电性、导热性、延展性

差异性

颜色

大多数呈银白色，铜呈紫红色，金呈黄色

状态

常温下大多是固体，但汞为液体

（2）金属材料包括______（如铁、铜、金等）和______（如不锈钢、铝合金等）。

（3）物质的性质和物质的用途之间的关系：

物质的______在很大程度上决定了它们的______，当然还需考虑价格，资源，是否美观，使用是否便利，废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。

2.合金

（1）合金是在金属中加热熔合______或______，形成的具有______特性的物质，合金与纯金属相比，性能上发生了改变，说明物质的组成改

变会

使其性质发生改变，合金的用途比纯金属的用途广。

（2）铁合金主要包括______和______，它们的区别是______不同，生铁含碳量为______，钢的含碳量为______。

（3）钛和钛合金是21世纪重要的金属材料，有很多优良的性能，如，，可塑性好，易于加工，机械性能好等，尤其是钛和钛合金的抗腐蚀性能非常好。

考点2金属的化学性质

1.金属的化学性质：

（1）金属与氧气的反应，例如：

常温下（写出化学方程式）铝与氧气反应：

________________________；在点燃或加热条件下镁在空气中燃烧________________________;铁在氧气中燃烧________________________。

（2）金属与酸的反应，例如:

Mg和HCl：

__________________；Fe和HCl：

__________________。

该反应的条件：

①金属为金属活动性顺序中氢之前的活泼金属；②酸为盐酸或稀硫酸等非氧化性酸。

（3）金属与盐溶液的反应，例如：

Fe和CuSO4：

________________________。

该反应的条件：

①反应物中金属活动性强于盐中金属（K、Ca、Na除外）；②反应物中的盐必须可溶。

2._______________________________________________________________________________叫置换反应。

考点3金属的活动性顺序

1.常见金属在溶液中的活动性顺序

2.应用：

在金属活动性顺序里：

（1）金属的位置越靠______，它的活动性就越______；

（2）位于______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______中置换出来（除K、Ca、Na）。

【温馨提示】

（1）金属活动性顺序只适用于溶液中的反应；

（2）浓硫酸、硝酸具有强氧化性，与金属反应不能得到氢气；

（3）金属与盐的反应必须在“盐溶液”中进行，否则不能反应；

（4）K、Ca、Na三种金属的活动性特别强，与盐溶液反应时先与盐溶液中的水反应。

考点4铁的冶炼

1.金属在自然界的存在

地壳中金属除少数很不活泼的金属如______、______等以单质形式存在外，其余均以______的形式存在；其次地壳中含量最高的金属元素是______。

2.工业炼铁

（1）设备：

高炉；

（2）原料：

铁矿石、______、石灰石；

（3）反应原理：

在高温下，用还原剂一氧化碳将铁从它的化合物中还原出来，化学方程式为__________________。

【温馨提示】

（1）焦炭的作用：

一是生成还原剂一氧化碳，二是提高高炉的温度；

（2）石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅转化为炉渣除去；（3）高炉炼铁得到的铁是生铁，其主要成分是铁，还含有C、P、S等元素。

考点5金属资源的保护

1.金属生锈的条件：

铁生锈的条件是铁与______和______接触，铁锈很疏松，易吸水。

2.防止铁锈蚀的方法：

①保持铁制品的洁净和干燥；②在______，如涂油、刷油漆或在铁制品表面镀上一层其他金属。

3.保护金属资源：

①防止______；②金属回收利用；③有计划、合理地开采矿物，严禁乱采滥挖；④寻找______。

命题点1金属材料

例1（2014·广州）下列关于金属材料的说法中，不正确的是（）

A.生铁、硬铝、焊锡都属于合金

B.铜有良好的导电性，因而大量用于制作电线

C.铝表面易生成致密的氧化铝薄膜，因而具有良好的抗腐蚀性

D.锈蚀后的铁制品没有回收价值

思路点拨:

合金是金属与金属或金属与非金属熔

合在一起形成的具有金属特性的混合物，生铁、硬铝、焊锡都属于合金；铜具有良好的导电性，可以用来做电线；铝具有自我保护作用，铝表面易形成致密的氧化膜可阻止铝进一步被氧化；锈蚀后的铁除锈后仍有回收价值。

1.（2014·株洲）中国南车株洲时代集团生产的油

电双动力公交车因省油、环保而在全国推广，双动力公交车制造需要大量使用金属材料。

下列有关金属材料的说法正确的是（）

A.金属材料中一定不含有非金属元素B.多数合金的抗腐蚀性能比组成它们的纯金属更好

C.双动力公交车所有

部件都是由金属材料制造的D.地球上的金属资源是取之不尽、用之不竭的

2.（2013·天津）下列有关金属材料的叙述错误的是（）

A.回收利用废旧电池中的铅、汞等可减少对环境的污染

B.铝块能制成铝箔是利用了铝的延展性

C.铝比钢铁中的铁活泼，因而铝的抗腐蚀性能比铁差

D.在铁制品表面刷漆或镀耐腐蚀金属都可以防止铁制品锈蚀

3.下列有关金属的说法中不正确的是（）

A.铁钉在潮湿空气中易生锈B.常温下金属均为固态

C.锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气D.合金的许多性能和组成它们的纯金属不同

命题点2金属的化学性质

例2（2014·衡阳）相同质量的M、N两种金属，分别与相同质量分数的足量稀盐酸反应（M、N在生成物中均为+2价），生成H2的质量和反应时间的关系如图所示。

下列有关叙述正确的是（）

A.金属活动性：

N>MB.生成H2的质量相等

C.相对原子质量：

N>MD.消耗盐酸的质量相等

思路点拨:

由图像信息可知：

水平线越高，说明生成的氢气越多，由于生成的氢气的质量不等，所以消耗的酸的质量也不相等；斜线越陡，金属的活动性越强；等质量两种金属（在生成物中均为+2价）与足量的酸反应生成氢气的质量与其相对原子质量成反比。

1.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

2.（2014·呼和浩特）钠是一种银白色固体，放置在空气中会迅速与氧气反应生成氧化钠，把钠投入水中，与水剧烈反应，熔化成闪亮小球在水面上游动，生成了氢氧化钠和氢气。

下列有关钠的叙述不正确的是（）

A.金属钠必须隔绝空气保存

B.钠与水反应放热，使钠熔化，钠是熔点最低的金属

C.钠和水反应的化学方程式为2Na+2H2O

2NaOH+H2↑

D.把钠投入硫酸铜溶液中会产生无色无味的气体和蓝色沉淀

3.某学生将锌粒放入CuSO4溶液中，发现锌粒表面有红色物质析出，同时还有少量无色无味气泡产生。

对于产生气泡的“异常现象”，下列猜想无科学道理的是（）

A.产生的气体可能是H2B.产生的气体可能是CO2

C.CuSO4溶液中可能含有少量的某种酸D.CuSO4溶液的pH可能小于7

命题点3金属活动性顺序

例3（2014·遵义）下列有关事实不能用金属活动性顺序解释的是（）

A.铁能将铜从硫酸铜溶液中置换出来B.铝制品抗腐蚀能力比铁制品强

C.不能用金属铜与稀硫酸反应制取氢气D.相同条件下，镁和锌与盐酸反应的剧烈程度

思路点拨:

铁的金属活动性比铜强，能与硫酸铜溶液发生置换反应；铝的活动性大于铁，铝易与空气中氧气反应在其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，使内部的铝不易被进一步氧化，与金属活动性强弱顺序无关；铜位于氢的后面，不能与稀盐酸发生置换反应；镁和锌都能与盐酸反应，反应时活动性强的镁比活动性弱的锌反应更剧烈。

1.（2014·重庆）人们习惯上把“金、银、铜、铁、锡”五种金属称为“五金”，“五金”中最不活泼的金属是（）

A.金B.铜C.铁D.锡

2.（2014·株洲）如图是X、Y、Z、W四种金属与稀盐酸反应状况的示意图，据此判断四种金属中活动性最弱的是（）

A.XB.Y

C.ZD.W

3.（2014·临沂）若金属锰在金属活动性顺序中位于铝和锌之间，则下列反应不能发生的是（提示：

MnSO4溶于水）（）

A.Mn+2HCl

MnCl2+H2↑B.Fe+MnSO4

FeSO4+Mn

C.2Al+3MnSO4

Al2（SO4）3+3MnD.Mg+MnSO4

MgSO4+Mn

命题点4金属资源的保护

例4（2014·兰州）下列说法中正确的是（）

A.废旧电池可以随意丢弃B.铁矿石可以随意开采

C.被腐蚀的铁制品应该加以回收利用D.铁丝在氧气中燃烧生成氧化铁

思路点拨:

被腐蚀的铁制品回收利用可以节约金属资源；废旧电池随意丢弃会造成土壤和水的污染；铁矿石等资源不合理地随意开采会造成资源的枯竭；铁丝在氧气中燃烧生成物是四氧化三铁。

1.（2013·成都）在金属表面覆盖保护膜是普遍采用的金属防锈措施之一。

下列自行车的防锈措施中，不属于覆盖保护膜的是（）

A.擦拭保持洁净与干燥B.链条上油C.轮圈镀铬D.车架喷漆

2.金属资源是不可再生的资源，保护金属资源是我们刻不容缓的职责。

下列有关叙述不正确的是（）

A.大力开采矿物以保障金属材料的供用B.提高废旧金属的回收利用率

C.在金属制品上刷漆、涂油等防止金属腐蚀D.用特种塑料代替金属制造机器的零部件

实验一铁钉锈蚀条件的探究

实验步骤

①在实验1的试管中加入少量的蒸馏水，使铁钉的一半浸没在水中；

②在实验2的试管中注入迅速冷却的沸水浸没铁钉，然后再倒入少量植物油浮在水面上；

③在实验3的试管中先放入铁钉，再放入一团棉花，然后把少量干燥剂放在棉花上，塞紧橡皮塞。

实验现象

约一周后，观察到实验1中的铁钉生锈，实验2和实验3中的铁钉不生锈。

实验结论

铁生锈的条件：

铁与氧气和水同时接触，缺一不可。

【温馨提示】

（1）铁生锈属于缓慢氧化，因此试验时间相对较长；

（2）铜的锈蚀条件有：

氧气、水和二氧化碳；

（3）铁的锈蚀因素还有铁的纯度、环境的温度及酸碱性，如酸或氯化钠的存在会加速铁的锈蚀。

例5（2013·葫芦岛）某同学为了探究铁生锈的条件，设计了如图所示的实验，一周后发现：

A、B中铁钉未生锈，C中铁钉已生锈。

（1）A中蒸馏水的上面加入一层植物油的作用是________________________。

（2）由B中的现象获得的结论是________________________。

（3）根据铁生锈的条件，写出一种常用的防锈方法：

________________________。

（4）铁制品表面若出现锈迹，可用一种物质将其除去，请写出有关的化学方程式：

________________________。

思路点拨:

（1）植物油能使铁钉与氧气隔绝。

（2）无水氯化钙能够吸收水，可以吸收铁钉周围空气中的水，使铁钉不与水接触，实验现象是铁钉未生锈。

（3）使铁钉与水和氧气隔绝，可以防止铁钉生锈。

（4）稀盐酸可以用来除去铁锈，铁锈的主要成分是氧化铁，和稀盐酸反应能生成氯化铁和水。

1.（2014·兰州）铁在下列哪种情况下最容易生锈（）

A.在干燥的空气中B.部分浸入食盐水中

C.在潮湿的空气中D.浸没在植物油中

2.铁制品在通常情况下很容易生锈，制造时往往在铁制品表面电镀一层铜起防锈作用。

下列说法正确的是（）

A.镀铜铁制品不可以在弱酸性条件下使用B.镀铜铁制容器可盛硝酸银溶液

C.镀铜铁制品不易生锈的原因之一是使铁隔绝了空气D.镀铜铁制品是一种合金

实验二金属的冶炼

1.木炭还原氧化铜

木炭与氧化铜反应的实验（如图所示）：

实验时会观察到试管内的黑色粉末逐渐变成红色，澄清的石灰水变浑浊；实验时酒精灯上加网罩的目的是使火焰集中并提高温度；实验完毕后，要先把导管从直立试管中撤出，然后再熄灭酒精灯，其原因是防止直立试管内的液体倒流回横卧试管内，使其破裂；然后再等到横卧试管冷却后才能把其内部的粉末倒在纸上观察，其目的是防止生成的铜再被空气中的氧气氧化成氧化铜。

2.一氧化碳还原氧化铁

如图所示：

（1）现象：

玻璃管内红色粉末逐渐变黑，试管内澄清的石灰水变浑浊。

（2）操作顺序：

先通CO再加热，为了排尽管内空气，防止加热时发生爆炸；实验完毕后，停止加热继续通CO至试管冷却，防止还原出来的铁粉再被氧化且防止石灰水倒流。

（3）尾气处理：

因CO有毒，会污染空气，所以必须对尾气进行点燃或用气球收集。

例6（2014·泸州）某化学兴趣小组用一氧化碳与氧化铁的反应探究炼铁的原理，装置如图所示。

请回答下列问题：

（1）实验进行一段时间后，A装置中玻璃管内观察到的现象是________________________。

（2）B装置中氢氧化钠溶液的作用是________________________，反应方程式为________________________。

（3）为避免将CO排放到空气中，并回收利用CO，方框中连接的是C和D装置，导管接口的连接顺序为a→______。

思路点拨:

实验时玻璃管内红色的氧化铁粉末与CO反应，生成了黑色的铁粉；B装置中氢氧化钠溶液是用来吸收产生的CO2气体，使后面回收的CO中不含CO2；C装置是用排水法来收集CO气体，故水必须从长管排出。

如图是木炭还原氧化铜的实验装置图。

（1）刚开始加热，试管②中立即产生气泡，石灰水没有变浑浊，其原因是____________________________________；

（2）继续加热时，试管①中观察到的现象是____________________________________________________________；

（3）待试管冷却后，将剩余固体倒入烧杯中，加入足量稀硫酸，过滤，得到蓝色滤液，滤渣为红色和黑色固体混合物。

【实验反思】剩余固体中一定含有氧化铜、碳和____________，剩余固体中仍含有氧化铜的原因，可能是碳和氧化铜没有完全反应就停止了加热，还可能的原因是______________________________________________________。

1.基础过关

一、选择题

1.（2014·宁波）人类的生活和生产都离不开金属材料。

下列金属制品中，

主要利用金属导热性的是（）

A.雕塑B.车模C.导线D.炒锅

2.（2014·梅州）人们习惯上把金、银、铜、铁、锡五种金属统称为“五金”。

其中金属活动性最强的是（）

A.金B.铜C.铁D.锡

3.（2014·梅州）下列说法正确的是（）

A.钢不是合金B.金刚石和石墨的性质完全相同

C.铁在潮湿的空气中容易生锈D.常温下，氧气与所有金属都能反应

4.（2014·福州）下列保护自然资源的措施错误的是（）

A.为防治空气污染，应加强工业废气处理B.为节约用水，用工业废水直接浇灌农田

C.为节约化石燃料，应开发和使用新能源D.为防止铁制品生锈，常在其表面覆盖保护层

5.（2013·苏州）下列有关金属性质的说法错误的是（）

A.常温下所有金属都是银白色的固体B.在空气中灼烧铜丝，其表面会变黑

C.铜、银等金属具有良好的导电性D.埋在潮湿、疏松、透气的酸性土壤中的铸铁管容易被腐蚀

6.（2013·泰安）下列防锈措施合理的是（）

A.经常用水冲洗自行车链条B.在铁制暖气片上刷“银粉”

C.用“钢丝球”打磨铝锅表面D.用过的菜刀及时用盐水清洗

7.世界每年因锈蚀而损失的金属数量巨大，防止金属锈蚀已成为科学研究中的重大问题。

下列有关金属锈蚀与保护措施中不正确的是（）

A.铁锈蚀的实质是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生了化学变化

B.同样的铁制品在海南比在兰州更易锈蚀

C.在铁表面刷油漆可以防止铁锈蚀

D.铝的抗锈蚀性能比铁强，生活中可用钢丝球洗刷铝锅

8.（2014·滨州）金属M与硝酸银溶液反应的化学方程式为：

M+2AgNO3

M（NO3）2+2Ag，则下列说法错误的是（）

A.M的金属活动性比银强B.金属M可能是铜

C.该反应属于复分解反应D.反应前后溶液的质量发生了变化

二、填空题

9.（2014·潍坊）“低碳生活，绿色出行”。

如图为潍坊公共自行车。

请回答下列问题：

（1）图中所标示的各部件中，属于金属材料的是______（填序号，下同），属于有机合成材料的是______。

（2）公共自行车的闸线为钢丝，说明金属具有______性。

（3）车架表面喷漆不仅美观，而且可有效防止其与______接触而生锈。

防止公共自行车链条生锈的有效措施是______。

（4）公共自行车有些零件选用了铝合金材料，其优点是质量轻、硬度大和______。

废旧自行车回收利用的意义是减少环境污染及____________。

10.构建知识网络是一种重要的学习方法。

如图是关于铁化学性质的知识网络（“→”表示一种物质转化为另一种物质），其中B是密度最小的气体，C为红色固体单质。

请回答下列问题：

（1）C物质的化学式为______。

（2）B物质的一种用途是______。

（3）反应②还需要的一种反应物是____________（填化学式）。

（4）写出④反应的化学方程式:

____________________________________。

（5）反应①导致每年有大量的钢铁锈蚀，为阻止该反应的发生，人们常采用在钢铁表面涂刷油漆或镀上其他金属等方法。

这两种方法的共同原理是阻止钢铁与______接触。

（6）市场上出售的补血麦片中常含有微量颗粒细小的还原性铁粉，铁粉与人体胃液中的______发生反应转化为氯化亚铁，起到补血的作用。

11.（2013·潍坊）铁及其化合物在生活生产中有重要的应用。

请回答下列问题：

（1）在盛有氧气的集气瓶中点燃细铁丝发生剧烈燃烧的化学方程式是________________________________________，

为防止集气瓶破裂，常采取的措施是______________________________________________________。

（2）已知铁能与氯化铁反应生成氯化亚铁。

将生锈的铁钉（铁锈的主要成分是Fe2O3）放入盐酸中，充分反应后有铁剩余，写出发生置换反应的化学方程式________________________:

，溶液中的金属阳离子是______（用符号表示）。

（3）高炉炼铁中，焦炭的作用是______________________________（用化学方程式表示）。

（4）把铁粉和铜粉的混合物放入硝酸银溶液中，反应结束后有固体剩余。

下列说法正确的是______（填序号）。

A.剩余固体肯定含有银B.剩余固体肯定是银和铜

C.反应后溶液中一定有Fe2+和Cu2+D.反应后溶液中可能含有Ag+和Cu2+

三、实验探究题

12.某化学兴趣小组对金属的性质做了如下探究，请你填写空格：

（1）用如图所示实验探究铁生锈的条件（每支试管中均放有完全相同的洁净铁钉）。

①甲同学认为，试管A发生的现象就能够说明铁的锈蚀是铁与空气中的氧气、水蒸气共同作用的结果。

乙同学不同意他的观点，认为必须全面观察试管______（填试管编号）发生的现象，并经过科学严谨的推理，才能得出上述结论。

②试管D和E实验的目的是进一步探究铁在______的环境中是否更容易锈蚀。

③为防止金属锈蚀，除了采用覆盖保护膜等措施以外，

还可以制成合金。

这是因为合金与纯金属相比，其组成和内部组织结构发生变化，从而引起______的变化。

（2）某同学向分别盛有等质量的铁粉和锌粒的试管中，倒入等质量、等溶质质量分数的稀硫酸，以“金属表面产生气泡的快慢”为标准来判断两种金属的活动性强弱。

有的同学认为这种方案不够合理，理由是__________________

___________________________________________________

_____________________________________________。

（3）将一定质量的铁粉放入硝酸铜、硝酸锌的混合溶液中，充分反应后过滤，所得固体中一定含有的物质是______，且反应后溶液质量比反应前______（填“增大”“减小”或“不变”）。

四、计算题

13.（2014·汕尾）欲测定Cu-Zn合金及Cu-Ag合金中铜的质量分数，实验室只提供一瓶未标明质量分数的稀硫酸和必要的仪器。

（1）你认为能测出铜的质量分数的是合金。

（2）取该合金的粉末26g加入该稀硫酸充分反应，所加稀硫酸与生成气体的质量关系如图所示。

①生成气体的质量为。

②请计算该合金中铜的质量分数。

2.能力提升

一、选择题

1.把锌片放入下列溶液中充分反应，反应后溶液的质量比反应前减少的是（）

A.稀盐酸B.硫酸镁溶液C.硫酸亚铁溶液D.硝酸银溶液

2.（2013·潍坊）金属镍及其化合物能发生如下反应：

①Ni+2HCl

NiCl2+H2↑②NiO+2HCl

NiCl2+H2O③NiO2+4HCl

NiCl2+Cl2↑+2H2O

分析化学方程式可知，下列说法中错误的是（）

A.镍能与硫酸铜溶液反应B.反应②属于复分解反应

C.反应③中Ni的化合价由+4价变为+2价D.上述3个反应中涉及2种单质

3.（2013·菏泽）现有等质量的X、Y两种金属，分别放入

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图所示（已知X、Y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：

X＞YB.相对原子质量：

X＞Y

C.金属活动性：

Y＞XD.消耗硫酸的质量：

X＞Y

4.（2014·烟台）下列事实不能证明金属甲的金属活动性比金属乙强的是（）

A.自然界中甲元素只以化合物形式存在，乙元素存在单质形式

B.甲能与盐酸反应生成H2而乙不能

C.甲能从乙的盐溶液中置换出乙

D.化合物中甲元素显+2价而乙元素显+3价

5.（2014·鄂州）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

二、填空题

6.（2014·重庆）钢铁是使用最多的金属材料。

（1）人类向大自然提取量最大的金属是铁，写出高温下一氧化碳把铁从赤铁矿石中还原出来的化学方程式__________________________________________。

（2）锰（Mn）钢属于铁合金，可用于制造钢轨。

取少量锰钢碎屑加入盛有足量稀盐酸的烧杯中，浸泡以后烧杯底部剩有固体，该固体中一定含有______。

已知锰的金属活动性强于锌，如果用实验比较铁和锰的金属活动性强弱，下列所给试剂组能够达到目的的是______（填序号）。

A.Fe、Mn、40%H2SO4溶液B.Fe、Mn、MgSO4溶液

C.Fe、Mn、ZnSO4溶液D.Cu、FeS