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(共39张PPT)
专题6　
金属与金属材料
命题分析
课标要求 1.知道金属具有一些共同的物理性质(知道)
2.知道大多数金属在自然界中是以金属矿物形式存在的，体会化学方法在金属冶炼中的重要性(认识)
3.知道在金属中加入其他元素形成合金可以改变金属材料的性能(知道)
4.了解金属、金属材料在生产生活和社会发展中的重要作用(了解)
5.以铁生锈为例，了解防止金属腐蚀的常用方法；了解废弃金属对环境的影响及金属回收再利用的价值(了解)
6.通过实验探究等活动认识常见金属的主要化学性质及金属活动性顺序(认识)
课标要求 7.能运用研究物质性质的一般思路与方法，从物质类别的视角，依据金属活动性顺序，初步预测常见的金属的主要性质，设计实验方案，分析、解释有关的实验现象，进行证据推理，得出合理结论(应用)
8.能基于真实问题情境，依据常见物质的性质，初步分析和解决相关的综合问题；能基于物质的性质和用途，从辩证的角度，初步分析和评价物质的实际应用，对金属材料使用与金属资源开发等社会性科学议题展开讨论，积极参与相关的综合实践活动(应用)
福建省近五年命题分析 2023 2022 2021 2020 2019
高频考点 金属材料及其性质 第9题，3分 第17题，3分 第1题，3分 第9题，3分 第10题，3分 第6题，3分 第6题，3分 第15题，10分
金属资源的利用和保护 第17题，2分 第12题，8分 第14题，8分 第14题，6分
记忆导图
(1)共性 有金属光泽、延展性、导电性、导热性
(2)特性 ①铁、铝等大多数金属都呈　 　色，但铜呈　 　色，
金呈　 　色；
②铁、铝、铜等大多数金属都是固体，但汞却是　 　体；
③不同金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等物理性质差别也较大
　液　
　黄　
　紫红　
　银白　
考点梳理
考点1　金属材料
1.金属材料包括纯金属以及它们的合金。
2.常见金属的共性与特性(物理性质)
(3)金属 之最 ①地壳中含量最高的金属元素——铝；
②人体中含量最高的金属元素——钙；
③目前世界年产量最高的金属——铁；
④导电、导热性最好的金属——银；
⑤硬度最高的金属——铬；
⑥熔点最高的金属——钨；
⑦熔点最低的金属——汞；
⑧密度最大的金属——锇；
⑨密度最小的金属——锂
(1)定义 在金属中加热熔合某些金属或非金属，就可以制得具有金属特征的合金
(2)铁合金 生铁和钢是铁合金，生铁的含碳量为　 　，
钢的含碳量为_______________　 　　 　
(3)合金与纯金属的比较 合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更　 　，抗腐蚀性能等也更________　 　
　好　
　高　
　0.03%~2%　
　2%~4.3%　
3.合金
易失分点　合金是混合物，不一定全部由金属组成，如生铁和钢中都含碳元素。
金属 现象 金属与氧气反应的化学方程式
(1)镁 剧烈燃烧，发出　 　，放出大量热，生成　 　色固体
(2)铝 在常温下能与氧气反应，生成一层致密的氧化铝(Al2O3)薄膜
(3)铁 剧烈燃烧，　 　，放出大量的热，生成　 　色固体
(4)铜 试管内的固体由紫红色变成 色
　4Al＋3O2=== 2Al2O3 　
黑
　黑　
　火星四射　
　白　
　耀眼白光　
考点2　金属的化学性质
1.金属与氧气的反应
2Mg＋O2 2MgO
3Fe＋2O2 Fe3O4
2Cu＋O2 2CuO
易失分点　
　　并不是金属的金属活动性越强，越易锈蚀，如铝比铁的金属活动性强，但铝却不易锈蚀，因为铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝（Al2O3）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。
金属 现象 金属与稀盐酸/稀硫酸反应的化学方程式
(1)镁 反应剧烈，产生大量气泡 　 　
　 　
(2)铝 反应较剧烈，产生气泡 　 　
　 　
(3)锌 反应较剧烈，产生许多气泡 　 　
　 　
(4)铁 反应较缓慢，有气泡产生，溶液由 色变成 色 　 　
　 　
(5)铜 无明显现象 ——
　Fe＋H2SO4=== FeSO4＋H2↑　
　Fe＋2HCl === FeCl2＋H2↑、　
　Zn＋H2SO4=== ZnSO4＋H2↑　
　Zn＋2HCl === ZnCl2＋H2↑、　
　2Al＋3H2SO4=== Al2(SO4)3＋3H2↑　
　2Al＋6HCl === 2AlCl3＋3H2↑、　
　Mg＋H2SO4 === MgSO4＋H2↑　
　Mg＋2HCl === MgCl2＋H2↑、　
浅绿
无
2.金属与酸的反应
规律：金属＋酸→盐＋氢气(属于置换反应)。
易失分点　
①铁与稀盐酸、稀硫酸反应，生成亚铁盐。
②等质量的金属与足量酸反应，生成氢气的质量与金属元素的化合价成正比、与金属的相对原子质量成反比；金属活动性越强，反应越剧烈。如等质量的金属甲、乙与酸反应情况如图所示，若图中甲、乙形成的化合物中元素的化合价相同，则甲的金属活动性比乙弱，甲的相对原子质量比乙小。
实验步骤 实验现象 反应的化学方程式
(1)铁丝浸入硫酸铜溶液中 铁丝表面覆盖一层 　 　色的物质，溶液由　 　色逐 渐变成　 　色 　 　
(2)铝丝浸入硫酸铜溶液中 铝丝表面覆盖一层 　色的物质， 溶液由　 　色逐 渐变成　 　色 　 　
　2Al＋3CuSO4=== 3Cu＋Al2(SO4)3　
　Fe＋CuSO4=== Cu＋FeSO4　
　无　
　蓝　
紫红　
　浅绿　
　蓝　
　紫红　
3.金属与盐溶液的反应
规律：前换后，盐要溶，钾钙钠除外，属于置换反应。
实验步骤 实验现象 反应的化学方程式
(3)铜丝浸入硝酸银溶液中 铜丝表面覆盖一层 　 　色的物质，溶液由　 　色逐 渐变成　 　色 　 　
(4)铜丝浸入硫酸铝溶液中 无明显现象 ——
　Cu＋2AgNO3=== 2Ag＋Cu(NO3)2　
　蓝　
　无　
　银白　
考点3　金属活动性顺序及其应用
1.金属活动性顺序
2.金属活动性顺序的应用
金属活动性顺序的应用 反应发生的条件
(1)金属＋酸→盐＋氢气 ①在金属活动性顺序里，位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢；
②酸通常指稀硫酸或盐酸，不能是浓硫酸或硝酸，因为浓硫酸或硝酸具有强氧化性，反应后不是生成H2，而是生成H2O
金属活动性顺序的应用 反应发生的条件
(2)金属＋盐→新盐＋新金属 ①将一种金属放入另一种金属的盐溶液中，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；
②将同一种金属放入几种金属的盐溶液的混合液中，在金属活动性顺序里，金属活动性越弱的金属越先从混合液里置换出来；
③将几种金属放入同一种金属的盐溶液中，在金属活动性顺序里，金属活动性越强的金属越先与盐溶液反应；
④一般不选用K、Ca、Na与其他金属的盐溶液反应，因为这些金属会先与盐溶液中的水反应生成碱，不能把其他金属从盐溶液里置换出来。
易失分点　
判断金属活动性强弱的方法：
①根据金属与氧气反应的剧烈程度或能否反应来判断，反应越剧烈或能反应，则该金属的金属活动性越强；
②根据金属与酸反应的快慢或能否反应来判断，反应越快或能反应，则该金属的金属活动性越强；
③根据金属与盐溶液能否反应来判断，能反应（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），则该金属的金属活动性越强。
(1)反应原理(化学方程式)
硬质玻璃管内　 ，
试管内______________________________ 　
(2)实验现象 硬质玻璃管中的粉末由　 　逐渐变为　 　，
试管中澄清石灰水　 　，装置最末端导管口处产
生________________　 　
　蓝色火焰　
　变浑浊　
　黑色　
　红棕色　
　CO2＋Ca(OH)2=== CaCO3↓＋H2O　
考点4　金属资源的利用和保护
1.实验室炼铁
3CO＋Fe2O3 2Fe＋3CO2　
(3)注意事项 ①装置内有空气，加热一氧化碳与空气的混合物，可能会发生
　 　，应先　 　，待装置内的空气排尽后，再　 　；
②实验结束后，为防止生成的铁又被空气中的氧气氧化，应先
　 ，再 ，直到装置冷却至室温；
③尾气处理：尾气中含有一氧化碳，一氧化碳有毒，直接排放会污染空气，所以尾气要_______________________________________
用气球收集(或通过燃烧法将CO转化为CO2)
继续通入一氧化碳
　熄灭酒精喷灯
　点燃酒精喷灯　
　通入一氧化碳一段时间　
　爆炸　
(1)原料 铁矿石、焦炭和石灰石
(2)反应原理(化学方程式)
______________________________________
(3)焦炭的作用 ____________________________________
(4)石灰石的作用 _____________________________________
　将矿石中的二氧化硅转变为炉渣 　
　产生热量、提供炉温、生成还原剂CO 　
2.工业炼铁
3CO＋Fe2O3 2Fe＋3CO2
3.铁的锈蚀及防锈的方法
(1)铁的锈蚀 铁与氧气、水等反应生成铁锈(主要成分是Fe2O3·xH2O)；铁的锈蚀还与铁制品的内部结构有关
(2)防锈的方法 内因 改变铁制品的内部结构，如制成不锈钢
外因 ①保持铁制品表面洁净、干燥；
②在铁制品表面涂一层保护膜，如涂油、刷漆或镀其他金属等
4.保护金属资源的有效途径
①防止金属的腐蚀；②金属的回收利用；③有计划、合理地开采矿物；④寻找金属的代用品等。
【例题】向一定量银、铜、铁混合金属中加入硝酸银溶液充分反应，固体的质量与加入硝酸银溶液的质量关系如图所示。下列说法不正确的是( )
典例精讲
D
A.a点溶液呈浅绿色
B.b点消耗固体的质量小于析出固体的质量
C.取c点固体滴加稀盐酸，无气泡产生
D.c、d点溶液中溶质相同
【变式】现有Zn、Cu、Ag三种金属，每种金属限用一次，只用一种试剂就可以验证它们的金属活动性强弱，则该试剂是( )
A.AgNO3溶液 B.CuSO4溶液 C.稀H2SO4 D.ZnCl2溶液
B
考点1　金属材料
1.(常考题)近年昆明地铁发展迅速，修建地铁所用的钢材属于( )
A.天然材料 B.金属材料 C.合成材料 D.复合材料
课堂精练
B
2.(2023·湘潭)2023年5月28日，国产大型客机C919首次商业载客飞行成功，C919在制造过程中使用了铝锂合金、钛合金、超高强度钢等大量金属材料。下列有关金属材料的说法错误的是( )
A.合金中一定只含金属元素
B.金属材料包括纯金属和合金
C.钛合金的硬度比纯钛更大
D.超高强度钢属于一种铁合金
A
3.(2021·福建)据文献报道：一种特殊的铜纳米颗粒具有与金、银极其相似的反应惰性，可替代黄金做精密电子元器件。下列对该铜纳米颗粒的判断，正确的是( )
A.能与盐酸反应产生氢气
B.在空气中容易锈蚀
C.能与硫酸亚铁发生置换反应
D.具有良好的导电性
考点2　金属的化学性质
D
A.铁丝能在空气中剧烈燃烧实现转化①
B.转化②可通过Fe3O4与CO发生置换反应实现
C.氧气和水同时存在是实现转化③的主要条件
D.通过Fe与ZnSO4溶液反应可实现转化④
4.*(2023·福州模拟)某同学绘制了含铁元素的部分物质转化关系图(图中“→”表示一种物质可以转化为另一种物质，部分反应物、生成物及反应条件已略去)。下列说法正确的是( )
C
考点3　金属活动性顺序及其应用
5.(2023·葫芦岛)现有铝、铜、银三种金属，另选一种试剂就可验证它们的金属活动性强弱，该试剂是( )
A.稀硫酸 B.硝酸镁溶液
C.硝酸铜溶液 D.硝酸铝溶液
C
6.(2023·宜宾)将一定量的锌粉加入盛有AgNO3溶液的烧杯中，不断搅拌，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液，向滤渣中加入足量稀盐酸，搅拌，滤渣部分溶解，有气泡产生。下列说法错误的是( )
A.滤渣中有Zn和Ag
B.金属活动性：Zn＞Ag
C.滤液中含Zn(NO3)2和AgNO3
D.上述过程中只发生置换反应
C
考点4　金属资源的利用和保护
7.(2023·娄底)下列对金属的防护措施不合理的是( )
A.齿轮表面涂油
B.制成合金
C.将铁制品放在潮湿的空气中
D.车圈镀铬
C
8.(2021·福建)钢铁是应用广泛的金属材料。
(1)英国学者R·坦普尔论证了我国古代冶铁技术世界第一。早在公元前4世纪，中国已广泛利用铁矿石与木炭生产生铁，并加入“黑土”以降低生铁的熔化温度；公元前2世纪，中国人发明了“充氧”等炼钢法。
①“黑土”含有磷酸铁(FePO4)，其中磷元素的化合价为　 　；
②生铁生产过程中，一氧化碳与氧化铁在高温下反应的化学方程式为
　 ；
③炼钢中“充氧”的目的是降低生铁中的　 　，获得性能更好的钢。
Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2　
　含碳量　
　＋5　
(2)对钢铁制品进行“发蓝”处理，使表面生成一层致密的氧化膜，能有效防止钢铁锈蚀。
①“发蓝”过程发生了　 　(选填“物理变化”或“化学变化”)；
②致密氧化膜能防止钢铁锈蚀的原因是　 　。
　隔绝氧气和水　
　化学变化　
9.*(改编题)2022年春晚舞蹈《只此青绿》源于宋代名作《千里江山图》。
(1)《千里江山图》流传千年依旧色彩艳丽，璀璨夺目，与所用矿石颜料有关。说明所用矿石颜料化学性质　 　(选填“稳定”或“不稳定”)。
(2)实验室可用如图所示的装置进行模拟炼铁。
　稳定　
反应前玻璃管中加入铁的氧化物(FexOy)的质量为12.6 g。加热前，应先往玻璃管中通入CO气体的原因是　 _
　。实验结束后，继续通入CO气体，直至玻璃管冷却。此时NaOH溶液的质量增加了7.7 g。推算该铁的氧化物的化学式中
x、y的比为　 　(填最简整数比)。
　1∶1　
气混合加热发生爆炸　
　排尽装置中的空气，防止CO和空
(1)铝制易拉罐(如图1所示)：
　　某品牌碳酸饮料的易拉罐是由铝合金制成的，
内壁附着一层有机薄膜。该铝合金中铝的含量约
为97%，还含有镁、锰、铁、铟(In)等。
①将易拉罐剪成条状，打磨后与纯铝片相互刻画，发现纯铝片表面有划痕，说明：　 　。
②请你推测组成有机薄膜的物质具有的性质：___________________
　(写两个)。
(答案合理即可)　
　不与酸反应、无毒
10.(改编题)物尽其用——金属之“铝”。社会发展离不开金属，生产生活中铁、铝及其合金制品随处可见。
　铝合金的硬度大于纯铝的硬度　
创新培优
③“是否应该停止使用铝制易拉罐”是当前的一个社会性科学议题。有同学认为应该停止使用铝制易拉罐，理由可能是____________________
　(写一个)；也有同学支持继续使用铝制易拉罐，请你结合铝的性质阐述理由：_____________________________________________
(写两个)。
④生活垃圾要分类投放，可与废弃易拉罐作为同一类投放的是　 　(选填字母)。
A.废旧电池　　　　 B.废弃口罩　　　　
C.厨余垃圾 D.废旧铁锅
　D　
铝的密度小、具有良好的延展性(答案合理即可)
合理即可)　
　浪费金属资源(答案
(2)储氢材料：
　　储氢材料的研发是氢能源技术的关键之一。金属铝可用作储氢材料，储氢后生成氢化铝(AlH3)，其中氢元素的化合价为　 　；释氢原理为氢化铝与水反应释放氢气，同时生成氢氧化铝，该反应的化学方程式为　 。
(3)制备铝：
　　工业上常用电解氧化铝的方法制备金属铝，反应的化学方程式为
　 。
　AlH3＋3H2O === Al(OH)3＋3H2↑　
　－1　
2Al2O3 4Al＋3O2↑　
(4)铝合金中的铟(In)：
　　如图2所示为铝、铟的原子结构示意图。某同学推测金属铟与铝的化学性质相似，理由是 。实验证明，铟可以与稀盐酸反应，反应的化学方程式为 　。
2In＋6HCl === 2InCl3＋3H2↑　
原子的最外层电子数相同

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