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1、07第七单元金属7第七单元 金属第一节 常见的金属材料 目前已发现的100多种元素里，大约有五分之四是金属元素。 在通常情况下，金属除汞是液体外，其余是固体。大多数金属都具有金属光泽，熔、沸点高，有良好的延展性、导电性、传热性。 合金是在一种金属中加热熔合其它金属或非金属，而形成的具有金属特性的物质。由于合金的内部结构发生了变化，其性质也发生了变化，具有比单一金属性能更优越的物质。 炼铁就是在高温条件下，用还原剂一氧化碳从铁的氧化物中将铁还原出来。知能梳理1从元素周期表上看，在存在的一百多种元素中，大约有五分之四是金属元素。大多数金属都具有 ， 、 、 、 等性质。2金属在熔合了其它金属或非金

2、属后，不仅 发生了变化，其 也发生了变化，从而引起 的变化。因此，在某些环境的应用中，合金比单一金属更具有优越的性能。3金属材料可分为黑色金属材料和有色金属材料。生铁、铝合金、二氧化碳、黄铜、铬、二氧化锰、金、汞、氧化铁、碳、镁中属于黑色金属材料的是 ；属于有色金属材料的是 。4铂的延展性好，可以抽成直径仅有1/5000mm的细丝。仿照叙述再举几个类似的例子：（1） ；（2） 。5人体摄入铝元素过量，易得痴呆症，1989年世界卫生组织把铝确定为食品污染源之一,而加以控制使用,铝在下列应用时应加以控制的是 （填编号）。制铝合金门窗；制电线；制炊具；银色漆颜料；用明矾KAl(SO4)212H2O净

3、水；明矾与苏打制食品膨松剂；易拉罐；用氢氧化铝凝胶制胃舒平药品；包装糖果等小食品。6金属铁的冶炼是指 。地壳中铁元素含量居金属元素的第 位，仅次于 。常见铁矿石有：赤铁矿（主要成分是 ），磁铁矿（主要成分是 ），菱铁矿（主要成分是 ），黄铁矿（主要成分是 ）。化学上把氧化物中的氧被夺取的反应叫做 。在钢铁工业中，就是利用这一原理来炼铁的。炼铁的主要设备是 ，原料是 、 、 化学反应原理是（以赤铁矿为原料）： 。7将A行词与B行词用线连接起来。 A行 B行Fe2O3 低熔点的合金（伍德合金）保险丝 赤铁矿的主要成分青铜 铜锌合金黄铜 铜锡合金8请简述下列问题.（1）铜和铁都是金属，但两种金属在性

4、质上存在着许多差异。根据你的生活经验或学习到的知识，请你列举出它们性质上的三点差异。（2）合金比单一金属有更好的性能和用途。请根据你的生活经验或所学知识，试举二例说明合金在生活应用中的优点。方法探究9孔雀石矿的主要成分是碱式碳酸铜，它受热易分解出水、二氧化碳和氧化铜。根据下列仪器和药品，写出探究孔雀石分解产物的实验过程（写实验步骤，现象和结论）：仪器：试管、铁架台、导气管、单孔橡皮塞、酒精灯、试管夹、烧杯等。药品：干燥的孔雀石样品、石灰水、稀硫酸、无水硫酸铜。实验探究过程：_ _10生活中见到的火车钢轨、钢管、钢筋，实际上都是铁的合金钢。钢又分为合金钢和碳素钢，而碳素钢一般又分为低碳钢（含碳量

5、低于0.3）、中碳钢（含碳量0.30.6）、高碳钢（含碳量高于0.6）。现有10g某碳素钢的钢样，在富氧的条件下充分反应，生成0.44g二氧化碳，试通过计算判断它属于何种碳素钢。 11实验室里用一氧化碳与氧化铜反应来制取铜。如图所示的实验装置图，回答下列问题： （1）实验时应先 ，直到试管中的 排尽，以免发生 ；然后点燃酒精喷灯给氧化铜加热。实验结束后应先把 ，当 后，再停止 ，以防止 。（2）在A处观察到的现象是 ,该化学反应方程式是 （3）在B处观察到的现象是 ,该化学方程式是 。（4）为避免CO污染空气,需在C处采用必要的措施(或实验装置)以防止CO排入空气。请说出你所采取的措施. 。（

6、5）该装置还可以进行改装，请你谈一谈怎样改装，改装的理由时什么？反思交流12铝是食品污染源之一，每人每日的摄入量应控制在0.004g以下。如果在1kg米面中加入2g明矾化学式为KAl(SO4)212H2O用于制取食品。那么某人一天吃了100g上述米面食品，通过计算说明其摄入的铝量是否超过安全摄入量？ 13某冶炼厂日产含杂质3%的生铁300t，该厂每天至少需要含氧化铁80%的赤铁矿石多少？（计算结果精确到0.1）解：（方法一）利用化学方程式计算。 解：（方法二）根据化学式计算。视野拓展铝合金的发现和应用铝和铝的合金已是人们最熟悉的金属材料之一。铝不仅质轻，密度才2.7g/cm3，而且加工性能良好

7、，可以制作各种形状的餐具和日用品。但铝的强度比较低，一碰就扁。怎样才能使它变得更坚硬，适应更高的要求呢？ 冶金学家发现，许多合金的强度往往比制造这些合金的纯金属要高的多。因此他们决定寻找纯铝的“盟友”，以使铝变得更“坚强”。20世纪初的一天，德国化学家威姆研制了一种含铜、镁和锰的铝基合金，这种合金果然比纯铝强度高。但他仍不满足，他试图通过淬火工艺进一步提高它的强度，事实也的确如此，合金的强度果然提高了，但是他发现，不同的试样得到的实验结果又较大的差异。威姆开始怀疑所用的仪器和测量精度有问题。 他化了几天时间检查仪器。在这段时间，他把无暇过问的试样一直放在工作台上。当仪器再次准备好，进行测量时，

8、他意外发现，试样的硬度比以前高多了。他非常奇怪，几乎不相信自己的眼睛，因为仪器上显示的强度竟比以前高了一倍。于是，威姆决心搞清其中的奥秘。他一次次重复实验，终于发现，合金的强度老是在淬火后的57天连续增加的。这就是威姆偶然发现的铝合金淬火后的自然时效现象。他当时并不知道金属内部发生了什么变化，但他通过实验发现了合金的最佳成分，并取得了专利权。他把这种高强度铝合金称为“杜拉铝”，是用他从事这种合金生产“杜莱恩镇”命名的，后来这种合金被称为“硬铝”，因为它的硬度和强度比一般的铝合金高的多。由于铝合金质轻而强度高，加上20世纪电力工业的迅速发展，大规模生产铝成为可能。铝和铝合金的应用范围迅速扩大，从

9、初期制作珠宝和珍贵餐具走向天空，并从1919年开始用作飞机蒙皮和其他零部件。这些零件是以铝为基础并含有铜、镁、锰等元素的铝基合金。因此铝称为带翼的金属。铝在20世纪末新材料中也充当着重要的角色，它有良好的导电性和可塑性，已成为日益短缺的铜导线的最佳代用品，以及生活用品的重要材料，铝从此走出了珠宝商店，进入千家万户。任何事情都是一分为二的，铝和铝合金确实给人们的生活带来了方便，但铝元素确实也给人们带来了害处，人体摄入铝元素过量，易得痴呆症，1989年世界卫生组织把铝确定为食品污染源之一,而应加以控制使用，每人每日的摄入量控制在0.004g以下。因此生活中要尽量的避免使用铝或铝合金餐具。请你调查生

10、活中哪些物品是用铝合金做的，其优点是什么？除铝合金外，还利用了哪些金属和合金，说说用这些金属或合金相对于铝合金来说有哪些优点和缺点？第二节 金属的化学性质 从金属与氧气、酸、盐溶液发生的化学反应，认识金属化学性质的特点。 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，这样的反应叫做置换反应。（一般可以用A+BC=B+AC或A+BC=C+BA来表示）。 在金属活动性顺序中，只有排在氢前面的金属才能与酸反应生成氢气。 在金属活动性顺序中，位置在前的金属可以把位于其后的金属从它们的盐溶液中置换出来。 知能梳理1解释下列问题（用化学方程式表示）：（1）为什么在一些烟花和照明弹中含有镁粉？

11、（2）为什么不用铝制容器盛放硫酸铜溶液？ （3）为什么铝粉涂在纸上点燃也能发出明亮的光？ 2请你完成金属活动顺序表。在此表中，只有排在 前面的金属才能从酸中置换出氢。K Pb(H) Au( ) ( )3某同学通过实验探究Fe、Mg、Cu等三种金属活动性顺序时，有关反应记录如下：Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 Mg + 2HCl = MgCl2 + H2 Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu Cu + 2HCl 不反应 （1）从上述反应中，你获取的信息有 ；（2）该同学说，她能从实验过程中发现镁比铁活泼，其依据是 ；如果补充一个实验（用化学方程式表示） ，也能说明镁比铁活

12、泼。（3）请用金属活动性顺序解释生活中的一些现象，如 。4如右图所示，将一个塑料小球放入盛有硫酸铜溶液的烧杯中，小球漂浮于液面，将足量的铁粉投入到烧杯中，充分反应后，观察到铁粉表面有_色物质析出，写出有关反应的化学方程式：_ _；若溶液体积变化忽略不计，则塑料小球浸入液体中的体积跟原来相比_（填“变大”或“变小”或“不变”）；塑料小球是上浮一些还是下沉一些？ 。52Na + 2H2O2NaOH + H2和2 + Cl22KCl + I2属于置换反应吗？ （填“是”或“不是”）；你的理由是 。6.判断下列反应能否发生，不能反应的说明理由，能反应的写出化学反应方程式。Cu + H2SO4 Fe +

13、 HCl Al + HCl Ag + HCl Cu + MgSO4 . Al + CuCl2 Cu + Hg(NO3)2 . Fe + AgNO3 . Zn + AgCl . Fe + CuCO3 7有X、Y、Z三种金属，它们在溶液中能发生如下反应：XYCl2XCl2Y ，ZXCl2ZCl2X ， XHClXCl2H2。已知Y与稀盐酸不能发生反应，则三种金属的活动性由强到弱的顺序应为 。8向氧化铜和铁粉的混合物中，加入一定量的稀硫酸，反应停止后，过滤除去不溶物，向滤液中加入一铁片，未看到铁片有任何变化。则滤出的不溶物中一定含有 ；可能含有 ；溶液中一定含有 ，不可能含有 。 方法探究9翰林汇某

14、化工厂排出的废液中含有AgNO3 和 Cu(NO3)2两种物质（1）为了减少污染，并分离分离、回收金属银和铜，设计方案如下：试写出(1)、(2)、(3)步的化学反应方程式： _ _；_ _；_ _。你还有其它的设计方案吗？提出来和同学交流。（2）某同学取了少量的废液，将其分为A、B两份，各加入一定量的铁粉，充分反应后，过滤洗涤，分别得到滤渣和滤液。将A得到的滤渣加入到稀盐酸中有气泡产生，则该滤渣中含有的物质的 （填化学式，下同）向B得到的滤液中滴稀盐酸，有白色沉淀生成，则对应的滤渣中含有 ，滤液中含有的溶质的 。10铜和锌按一定比例混合制得的合金呈金黄色，不法分子常以这种合金制成的纪念币冒充金

15、币骗人。请你用不同的化学方法揭穿不法分子的骗术(写出操作和相关现象即可)。实验步骤操 作 步 骤现 象 与 结 论方法一方法二11实验室中要除去细铜屑中的少量细铁屑。某课外活动小组设计了两个方案： Cu、Fe 过滤 洗涤 Cu、Fe 过滤 洗涤在上述两个方案中，你认为较好的是 （填序号），理由是 ；你是否有更简便的方法，请简述 。反思交流12在已调整好零点的拖盘天平两边的托盘里，各放一质量相同的烧杯，烧杯中分别盛有同浓度等质量的稀盐酸，向左边烧杯中加入m g铝，右边烧杯中加入m g镁（如右图所示），当反应停止后：（1）若天平仍保持平衡，则：反应物中什么物质一定没有剩 余 ； 什么物质一定有剩余

16、 什么物质可能有剩余 （2）若天平两端失去平衡，则天平一定偏向盛放 的一边。13在木杆的两端分别挂着质量和体积都相同的铁球和铝球（右图所示）。此时，杠杆平衡。将两球分别浸泡在质量相同、溶质的质量分数也相同的稀硫酸中，直至两个烧杯中均没有气泡产生为止。两球的外形变化不大且无孔洞出现(金属球上附着的液体忽略不计)。甲同学说：铁球一定是空心的；乙同学说：拿掉烧杯后，杠杆仍然平衡 丙同学说：拿掉烧杯后，要想使杠杆平衡，支点应向N移动丁同学说：拿掉烧杯后，要想使杠杆平衡，支点应向M移动你认为推断正确的是 请谈一谈你推断的理由是：14（3分）把10 g铁粉和铜粉的混合物放到盛有40g稀硫酸的烧杯中，恰好完

17、全反应，反应后的烧杯中物质的总质量为59.9g，求：原金属混合物中铁的质量分数。稀硫酸溶液的溶质质量分数。视野拓展锰与人体健康我们知道，碳素钢中加入适量的锰元素，则得到的是锰钢，其性能坚硬无比，可制造钢轨、轴承、坦克装甲等。实际上锰也是植物、动物、家禽所必须的营养元素，也是人体健康必须的微量元素之一。成人体内锰的总量虽很少，仅为1020mg，但锰是人体多种酶的成分，如精氨酸酶、普安酸梅、丙酮酸羧化酶。锰参与体内各种氧化还原过程，使肌肉有力量。锰参与造血过程，动物实验表明，1015天的动物胚胎中锰的含量很丰富，骨骼和肝脏含有较多的锰，很可能和它们的造血作用有关。人体缺锰会使患者惊厥。严重缺锰可导

18、致不孕症或死胎。缺锰还会影响体内几种维生素的合成及发挥作用，降低抗病能力。近几年来国内一些科学工作者发现了一些补肾中药如补骨脂、肉苁蓉、枸杞子、何首乌、熟地等中的锰、锌含量都比较高，因而认为中医的肾虚与锰、锌缺乏在病理上有一致性。各种食物中。坚果和谷类含锰比较丰富，茶叶可为人提供丰富的锰，而海味和肉食中含锰则很低。饮食中的锰只有约5被人体吸收。我国暂规定，成人锰摄入量为每日5mg10mg。和其它必需元素一样，锰摄入过多也能使人中毒。接触锰化合物过多的生产工人，易患震颤麻痹症候群，症状为头昏、头痛、记忆力减退，易疲劳继而肌肉震颤，容易跌倒，口吃，丧失劳动能力等。生产工人的中毒，锰化合物主要以灰尘

19、形式进入人体，故预防办法是操作时戴口罩，注意环境除尘，生产过程尽可能密闭化，注意个人卫生。高锰酸钾的中毒多是由于误服，致使口腔、咽部、食管灼伤。急救时应用骨炭1020g洗胃，并用石蜡油，蓖麻油缓泻，静脉注射50葡萄糖。我国锰资源很丰富，充分利用我国丰富的锰矿资源，改进锰产品的生产工艺，降低成本，扩大出口。向农民普及有关知识、技术，合理使用锰肥和含锰饲料添加剂，发展我国的农业和畜牧业；合理摄取锰元素，促进人民健康等等各方面都很有重要的意义。可以说，化学、化工和冶金工作者，教师和学生，以及广大农民和养殖业职工都能从中找到自己的用武之地。请你通过调查、查询资料、走访等形式，了解人在发育过程中补“钙”

20、的利与弊，并和同学进行交流。第三节 钢铁的锈蚀与防护 钢铁在空气中的锈蚀，实际上是铁跟氧气、水等物质相互作用，发生了一系列复杂的化学反应，使铁转化为铁的化合物的过程。铁锈的主要成分是氧化铁。 钢铁的防护主要有三种方法：一是保持铁制品表面的洁净与干燥；二是在钢铁表面覆盖保护层（如涂刷矿物油、涂防锈油漆，覆盖搪瓷、塑料，镀上一层不易锈蚀的金属）；三是改变金属内部结构制成特种合金。 回收利用废弃金属可以减少污染，节约金属资源。知能梳理1下列情况下：在潮湿、疏松、透气的土壤中在含铁元素较多的酸性土壤中在潮湿、致密、不透气的土壤中在干燥、致密、不透气的土壤中，你认为埋在地下的铸铁管道腐蚀速度最快的是 。

21、2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。照此计算我国每年钢铁生锈损失(按年量1亿吨，每吨2000元)约为 亿元。根据实验或生活常识写出铁在什么条件下最易生锈? 。为减少钢铁生锈损失，钢铁制品采取了很多防锈措施，请列举家庭中物品防锈的两个例子: ； 。3一枚生锈的铁钉投入足量的稀硫酸中。请分析发生的试验现象有哪些？写出有关反应的化学方程式。4将一根干燥的铁丝弯成如右图所示的形状，并将其两端分别插入盛有水的烧杯甲中和盛有植物油的烧杯乙中，放置数天后，观察铁丝A、B、C三处表面发生的变化是否相同？若有不同，则A、B、C三处各有什么现象？5市场上出售的“热敷袋”其主要成分是铁屑、炭粉、

22、木屑和少量氯化钠、水等。热敷袋启用之前用塑料袋使其与空气隔绝，启用时打开塑料带轻轻搓揉就会放出热量，同时混合物变为红色。使用完后会发现有大量铁锈存在。试用学习的知识解释颜色变化及放热的原因。6溶解在水中的氧气和二氧化碳气体都易使铁生锈。因此锅炉用水最好把这些气体除掉，下面可采用的方法有：（1）把锅炉用水放入密闭的贮水箱内，然后从箱里抽出气体。（2）把热的水蒸气通入锅炉用水。为什么这两种方法都能把水中的氧气和二氧化碳除掉？方法探究7某同学利用日常生活中常见的用品制作了一套装置（如图所示），用该装置对钢钉（又称水泥钉，主要成分是铁，杂质不溶于水也不与盐酸反应）样品进行实验。请帮助完成下列实验报告。

23、（一）实验目的：测定_ _。（二）实验用品：托盘天平、药水瓶、铜网、铜丝、饮料瓶。钢钉、稀盐酸、碱石灰（CaO和NaOH混合物）。（三）实验步骤实验内容和步骤实验现象结论（或化学方程式）称量10.0g钢钉放在铜网中，按图示装置组装后，称得仪器和药品总质量为120.0g将铜网插入足量稀盐酸中，充分反应发生的化学方程式：反应完全后，称得装置总质量为119.65g产生H2的质量为_g。含铁元素的质量分数为_。（四）问题探究：说明：不考虑空气中CO2和H2O对实验的影响。（1）该实验中碱石灰的作用是_，若去掉碱石灰，则所测定的钢钉中含铁的纯度_（填“偏大”、“偏小”、“无影响”）（2）若只将钢钉换成石

24、灰石，原实验方案能否用于石灰石样品纯度的测定_（填“能”或“不能”），理由是_。（3）若将图中药水瓶改成直导管、钢钉换成纯铁，用原方案测定铁的相对原子质量，则结果_。（填“偏大”、“偏小”、“无影响”）8小强家的几个电灯忽亮忽灭，忽明忽暗，爸爸说一定是电路中有接触不良的地方，他用干燥的木棍轻轻拨动屋檐下的电线，几经周折才恢复了正常。第二天，小强帮电工师傅一起查找线路故障，它们检查了电线的每一部位，直到检查一处铜线和铝线的接口处才发现了问题。他们发现上面“长满了”灰色、绿色的粉末。师傅说：“铝、铜的接口处易生锈，问题往往出在这些地方。”小强对师傅的话半信半疑，又检查一遍，确实是铝铜接口处生了锈，

25、而铝铝接口处和铜铜接口处都没有生锈。这是必然还是偶然原因造成的？只有铝铜接口处易生锈吗？不同金属的接口处都易生锈吗？小强想通过实验弄明白这些问题。他找到了铜丝、铝丝、铁丝和锌条，想模仿自然条件下、较长时间后导线接口处的生锈情况。请你和小强一起完成下列问题：（1）怎样设计这个实验？请写出实验步骤和操作方法。（2）通过几个月的观察，若得出“只要是不同种金属相连接，就比同种金属相连接容易生锈”的结论，那么上面所设计的实验在几个月后应该出现的现象是什么？（3）为避免类似小强家电路现象的发生，请你给电工师傅提出建议。 （4）在你接触到的用品中，还有类似现象发生吗（举一例即可）？对防止这类锈蚀你有何建议？

26、反思交流9利用下图所示的实验装置，可以测定某氧化铁试样中氧化铁的质量分数。请仔细观察装置图回答下列问题：(1)如果采用稀硫酸代替盐酸，你认为能否省去B装置? 理由是 。(2)假设试样中杂质不发生反应，且B、C、E装置吸收是完全的。若试样为10g，完全反应后，E装置的质量增加了2.7g，则试样中氧化铁的质量分数为 。(3)若(2)中所得实验数据是B、C装置颠倒后测出的，那么计算出的结果，比实际试样中氧化铁的质量分数 (填“偏大”或“偏小”)；如果通过称量反应后的 质量进行计算，则可以避免偏差。10某校同学探究学校附近赤铁矿中Fe2O3的纯度。他们采集了20.0 g样品，加入稀盐酸，其反应为：Fe

27、2O3 + 6HCl 2FeCl3 + 3H2O，完全反应后，共用去稀盐酸184.0 g，过滤得到滤渣4.0 g。（假设杂质既不溶于酸，也不溶于水；不考虑实验中的损耗）求：（1）赤铁矿中Fe2O3的质量是多少？（2）反应后所得溶液中溶质的质量分数是多少？视野拓展彩色不锈钢我们知道钢是铁合金的一种，不锈钢是钢大家族中用途非常广泛的一种合金，是指含铬（Cr）在13以上的铁合金系列，生活中最常用的188不锈钢（SUS 304钢）含有18的铬和8的镍（Ni）。这种合金在空气中非常稳定，能够长久保持其光泽和银白色。但是它与金、铂不同，它的稳定性并不来自化学惰性，而是由于在大气中它的表面生成了一层极薄（0

28、.005m）的含Cr的复杂氧化物氢氧化物膜（钝化膜），钝化膜非常致密，能将内部金属本体与周围气氛隔绝开来，保护它不再发生反应，从而也保护了它自身的银白色和光泽。这就是人们常说的钝化。但是在某些特定的场合下，如海水中，钝化膜被破坏，且不能自行修复时，不锈钢仍然会发生腐蚀，仍然会出现锈斑和蚀孔。所以，不锈钢并不是绝对不锈，它只不过蚀被钝化膜保护起来而已。直接使用其裸不锈钢，也会带来色彩单调的问题。而彩色不锈钢正解决了这个问题，它不仅使不锈钢表面具有了美丽而多变的色彩，同时还提高了它的耐腐蚀性，因此彩色不锈钢则是近十年来发展比较快的一种合金。彩色不锈钢有下列几种制取方法。（1）用INCO法生产彩色不

29、锈钢INCO法是一种化学处理方法，它是将不锈钢放入7090,以250g/L铬酸（CrO3）和460500g/L硫酸为主要成分的着色浴中浸渍，不锈钢表面被氧化，生成由Cr和Fe的氧化物、氢氧化物共同构成的结构和组成都很复杂的膜。随时间的延长，膜的厚度逐渐增加，就会显出不同的颜色。一般地说，随着处理过程的进行，颜色将按金红紫绿黄绿的顺序变化。这种色彩不锈钢随光的强弱不同，照射的角度不同，会显现出不同的色彩。美国德克萨斯州休斯顿市有一幢21层大楼就是用这种彩色不锈钢来装饰外墙的，从早到晚，随着日照方向不同，大楼显现出不同的色彩，非常壮观。（2）熔盐法在熔融的重铬酸盐（K2Cr2O7 或 Na2Cr2O72H2O）浴中（400500）氧化处理1530分钟，可得到黑褐色的不