初三化学 金属的性质及计算.docx

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初三化学金属的性质及计算

初三化学金属的性质及计算

一、金属材料

1、金属材料

纯金属（90多种）

合金（几千种）

2、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

（注：

延展性，又称可塑性。

金属所具有的展性和延性：

在外力的作用下能够变形，而且在外力停止作用以后仍能保持已经变成的形状和性质。

各种金属的可塑性有差别；金属的可塑性一般是随着温度的升高而增大。

）

3、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

4、金属分类：

黑色金属：

通常指铁、锰、铬及它们的合金。

有色金属：

通常是指除黑色金属以外的其他金属。

重金属：

如铜、锌、铅等

轻金属：

如钠、镁、铝等；

5、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

合金

铁的合金

铜合金

焊锡

钛和钛合金

形状记忆金属

生铁

钢

黄铜

青铜

成分

含碳量

2%~4.3%

含碳量

0.03%~2%

铜锌

合金

铜锡

合金

铅锡

合金

 钛铝钒

合金

钛镍合金

备注

不锈钢：

含铬、镍的钢具有抗腐蚀性能

紫铜为纯铜

熔点低

注：

钛和钛合金：

被认为是21世纪的重要金属材料，钛合金与人体有很好的“相容性”，因此可用来制造人造骨等。

优点

（1）熔点高、密度小

（2）可塑性好、易于加工、机械性能好

（3）抗腐蚀性能好

二、金属的化学性质

1、大多数金属可与氧气的反应

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，越活泼的金属，越容易与氧气发生化学反应，反应越剧烈。

2、金属+酸→盐+H2↑

3、金属+盐→另一金属+另一盐（条件：

“前换后，盐可溶”）

Fe+CuSO4==Cu+FeSO4（“湿法冶金”原理）

三、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中置换出来。

（除K、Ca、Na）

四、金属资源的保护和利用

1、铁的冶炼

（1）原料：

铁矿石、焦炭、石灰石、空气

常见的铁矿石有磁铁矿（Fe3O4）、赤铁矿（Fe2O3）、黄铁矿（FeS2）

（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。

3CO+Fe2O3高温2Fe+3CO2

（3）设备：

高炉

（4）炼铁时选择铁矿石的标准：

a.铁矿石中铁元素的质量分数大（即含铁量高）；b.炼铁过程中产物对空气不能造成污染；满足以上两个条件的矿石是理想的绿色矿石。

（5）实验室还原氧化铁

a、装置图：

见右图。

b、实验主要现象：

红色粉末变为黑色时，澄清的石灰水变浑浊，尾气点燃产生淡蓝色火焰。

c、实验注意事项：

①先通入一氧化碳气体，排尽装置内的空气，防止一氧化碳与空气混合加热后，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，被氧化为氧化铁。

同时，实验过程中还可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，所以尾气要收集或点燃，直接排放会污染空气；

④若实验中没有酒精喷灯，也可用酒精灯代替，不过要在火焰上加一个金属网罩，使火力更加集中，提高温度。

2、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：

Fe2O3·XH2O）

（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）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。

3、金属资源的保护和利用

（1）矿物的储量有限，而且不能再生

（2）废旧金属的回收和利用可以减少对环境的污染，还可以节约金属资源

（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寻找金属的替代品。

金属与金属材料习题

一、选择题

1．下列物质中属于纯净物的是（）

A.草木灰B.生铁C.氧化铁D.石灰水

2．地壳中含量最多的金属元素（）

A.铁B.氧C.硅D.铝

3．下列物质中不能由金属与盐酸直接反应制得的是（）

A.氯化镁B.氯化锌C.氯化铁D.氯化铝

4．盐酸与生铁反应，当生铁反应完毕后，烧杯里留有少量黑色物质，其主要物质为（）

A.氧化铁B.四氧化三铁C.碳D.铁粉

5．不锈钢中除了铁之外，其余的两种主要的金属元素是（）

A.镍、铬B.锰、铬C.铬、钨D.锰、钨

6．铁在一定条件下容易生锈，下列有关铁生锈的叙述错误的是（）

A.铁生锈一定伴随着物理变化

B.铁生锈时，铁发生了缓慢氧化

C.铁生锈的本质就是铁与氧气反应生成氧化铁

D.铁生锈时，会有难以察觉的热量放出

7．将铁片插入下列溶液中，片刻后取出，溶液质量减少的是（）

A.盐酸B.硫酸铜C.稀硫酸D.硫酸亚铁

8．某不纯的铁块5.6g，与足量的盐酸反应，全部溶解，放出氢气为0.21g，则铁块中可能含有的杂质是（）

A.铜B.锌C.碳D.镁

9．还原铁的某氧化物2.16g，可以得到1.68g。

则该种铁的氧化物的化学式为（）

A.FeOB.Fe2O3C.Fe3O4D.FeCO3

10．将燃着的镁伸入盛有二氧化碳的集气瓶中，镁带剧烈燃烧，发生的反应方程式为2Mg+CO2

2MgO+C，下列叙述错误的是（）

A.该反应中镁发生了氧化反应B.该反应中二氧化碳是还原剂

C.该反应属于置换反应D.镁着火时不能用二氧化碳灭火剂扑灭

11．下列化学方程式书写正确的是（）

A．2Fe+6HCl==2FeCl3+3H2B．Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑

C．Fe+CuSO4==FeSO4+CuD．4Fe+3O2==2Fe2O3

12．将适量的铁粉投入到盐酸中，下列现象不会出现的是（）

A．溶液变成浅绿色B．有无色气体产生

C．铁粉不断减少D．有棕色沉淀生成

13．国外目前掀起购买“中国铁锅热”，这主要是因为铁锅（）

A．传热快B．价格便宜

C．不易腐蚀D．被加工的食品中含有铁元素

14．收藏家收藏清末铝制品，至今保存十分完好，该艺术品不易锈蚀的主要原因是（）

A．铝不易发生化学反应B．铝不易发生化学反应

C．铝易氧化，其表面的氧化膜具有保护内部作用D．铝很难与酸发生反应

15．在日常生活中的金属炊具和医院中的金属医疗器械的主要成份是（）

A．白铜合金B．武德合金C．不锈钢D．青铜

16．下列关于生铁和钢的描述中，正确的是（）

A．生铁和钢都是混合物，其主要成份都是碳

B．生铁硬而有韧性，既可以铸又可煅

C．生铁与钢的性能由很大的差别，主要是由于生铁和钢中的含碳量不同

D．钢是用铁矿石和焦炭作原料炼制而成的

17．垃圾时放错了位置的资源，该分类回收，生活中废弃的铁锅，铝制易拉罐、铜导线等可以归为一类加以回收，它们属于（）

A．氧化物B．化合物C．金属或合金D．非金属

18．将铁放入下列溶液中，溶液的质量会减少的是（）

A．盐酸溶液B．硫酸溶液C．硫酸亚铁溶液D．硫酸铜溶液

19．新买的铝锅、铝壶用来烧开水，凡是水浸到的地方都会变黑，这现象说明该水中含有（）

A．钾元素B．钠元素C．钙元素D．铁元素

20．下列关于“合金”的叙述①合金中至少含有两种金属；②合金中元素以化合态的形式存在；③合金中一定含有金属；④合金一定为混合物；⑤合金依然具有金属特性，其中正确的是（）

A．④B．①②③C．③④D．③④⑤

21．为适应火车提速，沪宁线上原有的短轨全部连接成超常轨，在连接过程中，工程技术人员点燃铝热剂（铝粉和氧化镁的混合物）能释放出大量的热量，生成熔融状态的铁可用来连接铁轨，反应的化学方程式为：

Fe2O3+2Al

Al2O3+2Fe其中还原剂是（）

A．Fe2O3B．AlC．Al2O3D．Fe

22．公元2世纪，我国古代炼丹家魏伯阳著有《周易参同契》，这是世界上现存最早的一部炼丹专著，书中描写到：

“金入于猛火，色不夺精光”。

这句话是指黄金的性质在强热条件下（）

A．易氧化B．易还原C．很稳定D．很活泼

23．将30g某合金粉末与足量的稀硫酸发生反应，生成1g氢气，这种合金的成分可能组成是（）

A．镁和铁B．铁和锌C．铝和镁D．锌和铝

24．工业生产中常将两种金属放在一个容器中加热使之熔合，冷凝后得到具有金属特性的熔合物——合金，试根据下表所列金属的熔点和沸点的数据（其他条件均已满足），判断不能制得的合金是（）

金属

Na

K

Al

Cu

Fe

熔点（℃）

97.8

63.6

660

1083

1535

沸点（℃）

883

774

220

2595

2750

A．钾-钠合金B．钾-铁合金C．钠-铝合金D．铁-铜合金

二、填空题

1．日常生活中，用于铁栏杆外层涂料的“银粉”大多是金属______________；包装糖果、香烟的银白色金属薄片_____；家用热水瓶内胆壁的银色金属是_____；温度计中填充的金属是______________；灯泡里做灯丝的金属是____________；青铜是一种合金，除含有铜外还含有的一种金属是_______________；

铝表面有一层致密而结实的薄膜，其主要成分是________________；

孔雀石的主要成分为________________；黄铁矿的主要成分为_____________；赤铜矿的主要成分为_______________。

（填对应的化学式）

2．怎样用化学方法除去下列物质中的少量杂质（括号内为杂质），用化学方程式表示。

（1）Cu（Fe）________________________________________________________；

（2）FeSO4（CuSO4）___________________________________________________；

（3）CaCl2（CaCO3）___________________________________________________；

（4）H2（CO2）______________________________________________________；

3．写出有关的化学反应方程式，并注明反应类型。

（1）铝很难从矿物中提取出来，因此利用电解氧化铝的方法得到金属铝。

__________________________________________________，反应类型__________

（2）古代湿法炼铜，“曾青的铁则化为铜”

__________________________________________________，反应类型__________

（3）法医常用锌和盐酸混合在一起，检验是否砒霜中毒，砒霜的主要成分为As2O3，若试样中有砒霜，则反应生成砷化氢（AsH3），氯化锌和水。

写出其反应的化学方程式

_____________________________________________________________________

（4）在潮湿的空气中，铜也能与空气中的二氧化碳、氧气、水等发生反应生成铜绿。

__________________________________________________，反应类型__________

4．填写出下列铁制品防锈的方法

（1）钢锯条___________；

（2）自行车车架__________；

（3）自行车车把____________；（4）脸盆___________；

（5）不锈钢楼梯扶手______________（6）铁制自来水管______________。

5．盛放在油罐车内的石油产品在振荡时产生静电，容易引起火灾甚至爆炸事故，若在油罐车尾部挂一条拖地的铁链便可以防止事故的发生，这是利用铁具有_________的性质。

6．做细铁丝在氧气中燃烧的实验时，要预先在集气瓶中装少量的水或在瓶底铺一层细砂的原因是___________________________________；农药波尔多液的成分之一是CuSO4，不能用铁桶盛放波尔多液的原因是_________________________________（用化学方程式表示）。

三．计算题

1.某炼铁厂每天生产含杂质4%的生铁400t，每天需要含氧化铁70%的赤铁矿多少吨？

如果改用含有杂质为25%的磁铁矿则需要多少吨这样的磁铁矿？

2.有一生锈的铁钉（铁锈的主要成份为Fe2O3）质量为16g，加入足量的盐酸充分反应后生成0.4gH2。

试计算未生锈前铁片的质量为多少？

19．将20g铁合金样品置于氧气流中灼烧，得到0.4g二氧化碳。

求此合金中样品中碳的质量分数。

它是生铁还是钢？

20．若赤铁矿中氧化铁的质量分数为80%，600t这样的赤铁矿可以炼出含碳等其他质量分数为7%的生铁多少吨？

【能力提升】

1、下列四种金属若质量相等，分别与足量的稀盐酸反应，产生氢气最多的是 

A．铝      B．铁       C．镁      D．锌

2、下列四种金属，分别与足量的稀盐酸反应，产生相同质量氢气所需要的金属质量最多的是 

A．铝      B．铁       C．镁      D．锌

3、等质量的稀硫酸分别与足量的镁、铁、锌三种金属反应，下列图像能正确生产氢气质量与反应时间之

间关系的是（）

4、有X、Y、Z三种金属，小刚对它们的金属活动性进行了比较，结果如下表所示：

能反应的记为“√”，不能反应的记为“—”，无标记的表示未做该实验。

则它们的金属活动性顺序为（）

A．Z>Y>XB．Y>Z>X

参加反应的物质

X

Y

Z

X（NO3）2溶液

√

Z（NO3）2溶液

√

稀盐酸

—

√

C．Y>X>ZD．X>Y>Z

5、等质量的三种金属分别与足量的盐酸反应，产生氢气的质量与反应时间的关系如右图，下列有关说法正确的是（金属不是K、Na、Ca）（）

A．三种金属的活泼性顺序是a>b>c

B．产生相同质量的氢气需要三种金属的质量关系是a>b>c

C．若三种金属在生成物中均显+2价，则三种金属的相对原子质量大小关系是c>b>a

D．质量相同的三种金属分别与足量的盐酸反应，消耗盐酸最多的是金属c

6、相同质量的Mg、Zn、Fe和足量的稀硫酸反应，产生氢气的总质量（m）随时间（t）变化的关系如下图，则下图中a、b、c表示的金属分别为：

a、b、c。

7、某不纯的铁块5.6克，与足量的稀盐酸完全反应放出氢气0.22克，则该铁块中含有的杂质可能是：

（      ）       A．铜       B.镁      C．锌      D.碳

8、某不纯的镁条2.4克，与足量的稀盐酸完全反应放出氢气0.22克，则该铁块中含有的杂质可能是：

（      ）       A．铜       B.铝      C．锌      D.铁

【参考答案】

一、选择题

1.C2、D3、C4、C5、A6、C7、B8、D9、A10、B

11.B12.D13.D14.C15.C16.C17.C18.D19.D20.D

21.B22.C23.D24.B

二、填空题

1．AlAlAgHgWSnAl2O3Cu2（OH）2CO3FeS2Cu2O

2．

（1）Fe+2HCl==FeCl2+H2↑；

（2）Fe+CuSO4==FeSO4+Cu；

（3）CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑（4）Ca（OH）2+CO2==CaCO3↓+H2O

3．

（1）2Al2O3=4Al+3O2↑分解；

（2）Fe+CuSO4==FeSO4+Cu置换；

（3）As2O3+6Zn+12HCl=2AsH3+6ZnCl2+3H2O

（4）2Cu+CO2+H2O+O2=Cu2（OH）2CO3化合反应

4．烤蓝喷漆镀铬镀搪瓷形成不锈钢镀锌

5．导电性

6．防止生成的高温熔融物炸裂瓶底；CuSO4+Fe==Cu+FeSO4

三、计算题

1.783.7t；707t

2.14.56g

3．0.545%钢

4．365t

【解题指导】

1．要密切联系生活，将学过的知识积极地运用，加以适当的分析，不需死记硬背．

【例1】某同学晚上帮妈妈做饭，切完青菜就将菜刀放在砧板上，第二天早晨发现菜刀生锈了．

试问：

（1）菜刀上是否发生了化学反应？

（2）菜刀为什么会生锈？

（3）为了防止这把菜刀生锈，该同学应该怎么做？

答：

（1）菜刀生锈，生成了与铁不同的物质，即生成了新物质，发生了化学反应．

（2）用菜刀切青菜，刀上必沾水，放在砧板上又与空气中的氧气接触，满足了铁锈蚀的条件，所以生锈．

（3）为防止菜刀生锈，可将菜刀洗净擦干，放在干燥处即可，或再涂上一层食用油，起到隔绝空气的作用．

2．在本课题涉及到的计算中，尤其要注意的是关于不纯物的计算，一定要先将不纯量转化成纯量后再根据方程式计算．

【例2】若赤铁矿石中Fe2O3的质量分数为80%，600t这样的赤铁矿可炼出含碳等其他杂质质量分数为7%的生铁多少吨？

解：

设可炼出含杂质质量分数为7%的生铁的质量为x

Fe2O3＋3CO

2Fe＋3CO2

160　　　　　　112

600t×80%　　　x·（1－7%）

x＝

＝365t

答：

可炼出含碳等杂质质量为7%的生铁365t．