资源简介 (共71张PPT)第八单元 金属和金属材料考点扫描考点1 金属材料(5年3考)※2022年版课标:①知道金属具有一些共同的物理性质;②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;③能列举生活中常见的金属材料及其应用。1.金属材料的种类(2024.10A)项目 说明共性 有金属光泽 用金、银作首饰 性 用铜作导线 性 用铁作炊具 性 用铝作铝箔特 性 颜色 大多数金属呈银白色,而铜呈 色,金呈 色,铁粉呈 色 状态 常温下,大多数金属都是固体,而 (俗称水银)为液体 汞 黑 黄 红 延展 导热 导电 2.金属的物理性质及用途3.合金[2024.17(1);2022.3C](1)概念:在纯金属中加热熔合某些 或 制得的具有金属特征的物质。 (2)性能:强度和硬度一般比组成它们的纯金属更 ,熔点更 ,抗腐蚀性能更好。 (3)比较合金与组成它们的纯金属的硬度 低 大 非金属 金属 (4)常见的合金①生铁和钢都是铁合金,两者性能不同的主要原因是 。 ②钛合金是21世纪的重要金属材料,其抗腐蚀性能好;与人体具有很好的“相容性”,可用来制造人造骨。③常见的其他合金有黄铜、不锈钢、硬铝等。 含碳量不同 微判断(1) 合金属于混合物。( )(2) 金属能导电,所以能导电的物质一定是金属。( )(3)合金中一定不含非金属元素。( )××√提分1 1 我国自行研制的大型客机C919的机身采用了新型铝锂合金。下列有关铝锂合金的说法正确的是( )A.铝锂合金的熔点比纯铝更高B.铝锂合金的抗腐蚀性能非常差C.铝锂合金属于金属材料D.铝锂合金的硬度比纯铝小C提分1 2 无人机可用于航拍、喷洒农药等。制造无人机框架宜选用密度小、强度高、硬度较大、化学稳定性好的金属材料。下列材料中最适合制造无人机框架的是( )A.生铁 B.黄铜C.铝合金 D.纯铝C考点2 金属的化学性质(近5年连续考查)※2022年版课标:通过实验探究等活动认识常见金属的主要化学性质。1.金属与氧气的反应(1)通式:金属+氧气→金属氧化物,属于化合反应。金属 反应条件 现象 化学方程式铝 常温 露置在空气中的铝表面会逐渐变暗 ___________________(铝具有良好的抗腐蚀性能的原因)4Al+3O2══2Al2O3(2)常见金属与氧气的反应金属 反应条件 现象 化学方程式镁 (2023. 3A) 点燃 剧烈燃烧,发出耀眼的 ,放出大量的热,生成 色固体 铁 [2021. 16(5)]剧烈燃烧, ,放出大量的热,生成 色固体 铜 加热 生成黑色固体金 金很稳定,高温下也不与氧气反应,即“真金不怕火炼”2Cu+O2 2CuO3Fe+2O2 Fe3O42Mg+O2 2MgO 黑 火星四射 白 白光 2.金属与稀盐酸、稀硫酸的反应(2024.11D;2022.10D)(1)反应条件:金属的活动性顺序必须排在氢之前。(2)通式:金属+酸→盐+氢气,属于置换反应。金属 现象 化学方程式镁 剧烈反应,产生大量气泡 稀盐酸:________________________稀硫酸:Mg+H2SO4══MgSO4+H2↑锌 反应比较剧烈,产生大量气泡 稀盐酸:________________________稀硫酸:_________________________铁 反应缓慢,有气泡产生,溶液由 色逐渐变为 色 稀盐酸:Fe+2HCl══FeCl2+H2↑稀硫酸:________________________ 铜 无明显变化 — Fe+H2SO4══FeSO4+H2↑ Zn+H2SO4══ZnSO4+H2↑Zn+2HCl══ZnCl2+H2↑Mg+2HCl══MgCl2+H2↑ 浅绿 无 (3)常见金属与稀盐酸、稀硫酸的反应3.金属与金属盐溶液的反应[2020.15(1)](1)反应条件①参加反应的金属单质(K、Ca、Na除外)的活动性强于金属盐溶液中金属的活动性。②反应物中的盐必须能溶于水。(2)通式:金属+盐→新金属+新盐,属于置换反应。金属与金属盐溶液 现象 化学方程式Fe与 CuSO4溶液 铁表面有红色固体析出,溶液由 色变为 色 Cu与 AgNO3溶液 铜表面有银白色固体析出,溶液由 色变为 色 Al与 CuSO4溶液 铝表面有红色固体析出,溶液由 色变为 色 Al2(SO4)3+3Cu 2Al+3CuSO4══Cu(NO3)2+2Ag Cu+2AgNO3══FeSO4+Cu Fe+CuSO4══ 无 蓝 蓝 无 浅绿 蓝 (3)常见金属与金属盐溶液的反应微判断(1)金属与氧气的反应均需要点燃。( )(2)铝制品耐腐蚀是因为铝不与氧气反应。( )(3)用酒精灯灼烧可鉴别黄铜(铜锌合金)和黄金。( )(4)向等体积、等浓度的稀硫酸中,分别加入足量的铁粉和锌粉,产生氢气的质量与金属质量的关系如图所示。( )√√××提分2 1 (2024·宿州埇桥区期末)化学兴趣小组的同学用镁条和稀硫酸进行实验,装置如图所示。下列有关描述错误的是( )A.反应过程中产生大量的气泡B.反应过程中气球膨胀,冷却至室温后气球恢复原状C.将气球中收集到的气体点燃,可能会听到爆鸣声D.将稀硫酸换为稀盐酸,也能观察到相同的现象B提分2 2 (2024·重庆中考)中国应用的湿法炼铜技术,是对世界化学史的一个贡献。现将一根光亮的铁钉放入硫酸铜溶液里充分反应。下列说法的组合正确的是( )①反应能证明两种金属的活动性②反应后溶液的质量增加③反应生成的溶质为硫酸铁④反应后固体表面附着一层红色物质A.①④ B.②③C.①②④ D.②③④A考点3 金属活动性顺序(5年3考)※2022年版课标:①通过实验探究等活动认识金属活动性顺序;②能依据金属活动性顺序初步预测常见金属的主要性质。1.常见金属的活动性顺序MgZnCuAg强减弱2.金属活动性顺序的判断(2024.11B;2021.11B;2020.10B)(1)金属活动性顺序:金属的位置越靠前,其金属活动性就越 。 (2)与酸反应:能与酸反应的金属比不与酸反应的金属活动性 。 (3)与盐溶液反应:若置换反应能发生,则该金属的活动性 于盐中金属,反之则 于盐中金属。 (4)人类开发利用的时间:一般来说,金属活动性越强,开发利用的时间越晚。 弱 强 强 强 3.金属活动性顺序的验证与探究 详见P58实验五提分3 (2024·甘肃中考)为探究镍(Ni)、锌、铜的金属活动性顺序,小明做了如图所示的实验,发现A试管中镍丝表面无现象,B试管中镍丝表面出现红色物质,则三种金属活动性由强到弱的顺序是( )A.Ni、Zn、CuB.Zn、Cu、NiC.Zn、Ni、CuD.Cu、Ni、ZnC考点4 金属的冶炼[2023.14(2)]※2022年版课标: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。1.金属资源的存在形式存在形式 单质 化合物金属种类 少数很不活泼的金属,如金、银等 其余的金属2.高炉炼铁(1)原理:在高温下,利用炉内反应生成的一氧化碳把铁从氧化铁中还原出来,发生反应的化学方程式为 。 3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2 (2)原料(3)产物:生铁,它属于 (填“纯净物”或“混合物”)。 混合物 提分4 工业上炼铁、炼钢的主要流程如图所示。(1)用磁铁矿(主要成分是Fe3O4)炼铁的原理是 (用化学方程式表示)。 (2)炼铁的固体原料需经过粉碎,其目的是 。 (3)炼钢炉中,通入纯氧的目的是 。 使生铁中的碳转化为二氧化碳,降低生铁中的含碳量 增大反应物间的接触面积,加快反应速率 4CO+Fe3O4 3Fe+4CO2 考点5 金属的腐蚀与防护(5年4考)※2022年版课标:①以铁生锈为例,了解防止金属腐蚀的常用方法;②了解废弃金属对环境的影响及金属回收再利用的价值。1.铁钉的锈蚀(1)条件:与 和 同时接触。 (2)铁锈: 色固体,主要成分是 ;疏松多孔,不能阻碍里层的铁继续反应,因此铁制品可以全部锈蚀。 2.铁钉生锈条件的探究(2023.16;2020.16) 详见P59实验六Fe2O3·xH2O(或Fe2O3) 红棕 水 氧气 3.防止铁制品锈蚀的原理和措施(1)原理:破坏铁锈蚀的条件之一,隔绝氧气(或空气)或水。(2)防锈措施4.除铁锈的方法(1)物理方法:用砂纸打磨。(2)化学方法:用稀盐酸或稀硫酸反应去除(酸不能过量),有关反应的化学方程式为 、 。 5.保护金属资源 Fe2O3+3H2SO4══Fe2(SO4)3+3H2O Fe2O3+6HCl══2FeCl3+3H2O 微判断(1)化学实验室的铁架台生锈了,保留其表面的铁锈,可防止继续生锈。( )(2)应经常用钢丝球擦洗铝锅表面,保持洁净。( )××提分5 (2024·吉林中考)蒸汽眼罩填充物的主要成分是铁粉、食盐和活性炭等。(1)蒸汽眼罩使用时发热是因为铁粉生锈,其原理是铁粉与空气中的水和 反应。 (2)蒸汽眼罩使用前需要 保存,防止铁粉生锈。 (3)结合上述问题,谈谈你对铁生锈利或弊的认识:。 利:铁生锈放热,制作暖宝宝(或弊:资源浪费,合理即可) 密封 氧气 重点实验突破实验五 金属活动性顺序的验证与探究1.金属活动性顺序的验证2.金属活动性顺序的探究(以R、Zn、Cu为例)实验思路 将已知金属按金属活动性顺序排列:Zn>Cu作出猜想 猜想陌生金属可能的位置猜想一:R(前)>Zn>Cu;猜想二:Zn>R(中)>Cu;猜想三:Zn>Cu>R(后)设计实验 通过金属活动性顺序的验证方法检验猜想针对训练1.(2024·滨州中考)下列各组试剂不能验证铁、铜、银三种金属活动性强弱的是( )A.CuSO4溶液、Fe、AgB.FeSO4溶液、稀H2SO4、Cu、AgC.AgNO3溶液、稀H2SO4、Fe、CuD.AgNO3溶液、FeSO4溶液、CuB2. 小敏阅读教材得知:将铜片和锌片同时插入稀硫酸,可以组成一个电池。那么该电池的正负极与什么有关呢 对此,小敏做了三组实验,并借助灵敏电流计进行判断(图1),发现该电池的正负极与金属活动性强弱有关且存在一定规律。据此判断,下列金属片组合可以使图2中的电流计指针向左偏转的是( )A.a铝片、b镁片B.a铁片、b锌片C.a铁片、b铜片D.a铜片、b银片C3.同学们在实验室设计并进行如下实验探究铝、铁、铜的金属活动性顺序。(1)实验方法:将两根铝丝用砂纸打磨后,分别浸入盛有FeCl2溶液和CuSO4溶液的两支试管中,铝丝浸入溶液前需要先用砂纸打磨,其目的是 。 除去铝丝表面的氧化物和污物 (2)实验现象:Ⅰ和Ⅱ中均有较明显的反应现象,由此得到的结论是 。 (3)实验原理:Ⅰ和Ⅱ中发生反应的化学方程式分别为 、 。 2Al+3CuSO4══Al2(SO4)3+3Cu 2Al+3FeCl2══2AlCl3+3Fe 铝的金属活动性大于铁和铜 (4)有同学认为仅以图示的实验还不能达到该实验目的,需要补充实验: _(简要叙述实验步骤)。 (5)问题与交流:实验中将铝丝盘成螺旋状浸入溶液中,目的是 。 增大与溶液的接触面积,加快反应速率 将铁丝浸入硫酸铜溶液中,观察现象(合理即可)4.基于实验事实进行证据推理及形成结论是科学探究的重要途径。化学兴趣小组为探究Fe、Cu、R三种金属的活动性顺序,进行了下列探究活动。【作出猜想】Fe、Cu、R三种金属的活动性顺序存在以下三种可能:猜想①:Fe>Cu>R;猜想②:Fe>R>Cu;猜想③: 。 R>Fe>Cu 实验操作 实验现象 实验结论 a试管中 ; b试管中 _ 猜想②正确金属R表面有红色物质析出 无明显现象 【实验过程】【拓展探究】若用实验证明锌的金属活动性比铜强,可用锌片和某种盐溶液反应的方法。写出反应的化学方程式: (写出1个即可)。 Zn+CuSO4══Cu+ZnSO4(合理即可) 实验六 铁钉生锈条件的探究1.探究方法:控制变量法。2.实验设计实验编号 ① ② ③ ④条件 铁钉与空气和蒸馏水同时接触 铁钉全部浸没在蒸馏水中 铁钉在干燥的空气中 铁钉与空气和氯化钠溶液同时接触实验编号 ① ② ③ ④生锈程度 生锈,且铁钉与水面接触的部位锈蚀最严重 不生锈 不生锈 锈蚀较严重(较快观察到铁锈)实验分析 (1)实验①②对比说明铁生锈需要与空气(或氧气)接触; (2)实验①③对比说明铁生锈需要与水接触; (3)实验①④对比说明NaCl溶液的存在会加速铁的锈蚀实验结论 (1)铁生锈的条件是铁与水、空气(或氧气)同时接触; (2)氯化钠溶液会加快铁的锈蚀速率影响铁锈蚀速率的因素(1)环境的湿度:环境的湿度越大,铁锈蚀速率越快。(2)温度:温度越高,铁锈蚀速率越快。(3)溶液的酸碱性:酸性溶液或碱性溶液的存在会加快铁的锈蚀速率。3.实验拓展——铜锈蚀条件的探究①对比B和A,得出铜生锈需要与O2接触。②对比B和C,得出铜生锈需要与CO2接触。③对比B和D,得出铜生锈需要与H2O接触。结论:铜生锈需要铜同时与H2O、O2、CO2接触。针对训练1.(2024·滁州二模)实验小组用如图装置探究铁锈蚀的条件,开始时装置内充满氮气,一周后无明显现象。挤压胶头滴管,再次放置一周,观察到右侧管中的铁粉中出现红棕色固体。下列说法正确的是( )A.挤压胶头滴管后可观察到气球变瘪B.将N2换成CO2也能观察到相同的现象C.该实验可证明铁锈蚀需要与水和氧气同时接触D.铁粉中的红棕色固体可用水洗去B2. 某小组利用如图所示的装置(装置气密性良好)进行实验。向容积为20 mL的硬质玻璃管中加入过量铁粉,再滴入等体积的水和氯化钠溶液,一段时间后,打开弹簧夹,观察到图1中无明显现象,图2中注射器活塞向左移动,下列说法不合理的是( )A.图2注射器活塞向左移动是因为铁生锈消耗了氧气B.若滴加液体足够长时间后,再打开弹簧夹,活塞最终均停留在约6 mL刻度处C.此实验能推断出铁生锈需要水的参与D.通过上述实验可知氯化钠溶液能加快铁的生锈速率C3.(2024·长春中考)实验是化学研究的重要手段。图1为教材中探究铁锈蚀条件的实验装置,约一周后能观察到明显现象。小组同学对部分实验进行了改进,使出现明显现象的时间缩短至5~10 min,改进后的装置如图2所示(夹持装置已略去)。(1)图1实验中,对比 (填字母序号)可知,铁生锈与氧气有关。 (2)图2实验中,证明铁生锈与水有关的现象为 。 (3)图2实验能够在较短时间内观察到明显现象,其主要原因是 。 (4)图2实验的优点是在一定程度上缩短了实验时间,但仍存在不足。请你指出该实验设计的不足之处: (写出1点即可)。 未能探究铁生锈是否与氧气有关(合理即可) 氧气浓度较大 U形管左侧铁丝生锈,右侧铁丝不生锈 AB 为了研究溶液中不同离子对铁钉锈蚀速率的影响,该小组利用等浓度、等体积的NaNO3溶液、NaCl溶液分别进行实验,用数字传感器测定密闭装置内氧气浓度的变化,结果如图3所示。(5)溶液中Cl-加快铁钉锈蚀的能力 (填“强”或“弱”)于N;两条曲线都呈现“先陡后缓”的趋势,即锈蚀速率先快后慢,请分析原因: __ 。 的接触面积变小,反应速率变慢 一段时间后,氧气含量下降,铁表面被铁锈覆盖,反应物间 开始时,氧气与铁的量充足,反应速率快, 强 命题点1 金属的化学性质1.(安徽真题组合)判断正误:(1)向镁粉中加入稀盐酸,产生大量气泡,说明该反应放出热量。(2024.11D)( )(2)镁燃烧产生明亮的光,可用于制作照明弹。(2023.3A)( )(3)锌片放入稀硫酸中产生氢气,则铜片放入稀硫酸中也产生氢气。(2022.10D)( )×√安徽真题精选×2.(2020·安徽第15题)硫酸亚铁晶体是重要的化学试剂。传统制备方法是用铁屑与稀硫酸反应,因铁屑中含有硫、磷等杂质,与稀硫酸反应会产生刺鼻、呛人的有毒气体。某科技小组改用铁屑与硫酸铜溶液反应制备硫酸亚铁晶体,流程如下:(1)步骤①中反应的化学方程式为 。 (2)操作Ⅰ的名称是 。步骤②涉及蒸发,蒸发时必需的仪器有铁架台(含铁圈)、酒精灯、玻璃棒、 。 (3)用硫酸铜溶液代替稀硫酸制备硫酸亚铁晶体,优点是 。 避免有毒气体的产生(合理即可) 蒸发皿 过滤 Fe+CuSO4══FeSO4+Cu 3.(2019·安徽第15题)某兴趣小组为探究金属活动性强弱,分别做了镁、铝、铜与稀盐酸反应的实验。(1)比较金属活动性强弱:铝比铜 (填“强”或“弱”)。写出镁与稀盐酸反应的化学方程式: 。 (2)小芳同学做镁与稀盐酸反应的实验时,发现试管中出现灰白色沉淀,该小组同学对灰白色沉淀的成分进行如下探究:【提出假设】假设一:含有氯化镁;假设二:含有镁粉;假设三:含有氢氧化镁;…… Mg+2HCl══MgCl2+H2↑ 强 【查阅资料】①氯化镁易溶于水;②在一定条件下,镁可与冷水缓慢反应。【设计并进行实验】各取少量灰白色沉淀加入2支试管中,进行如下实验:编号 实验操作 实验现象实验1 加入适量蒸馏水,搅拌 沉淀未见减少实验2 加入适量稀盐酸 沉淀全部溶解,没有气泡产生【得出结论】由实验1可知,假设 不成立;由实验2可知,沉淀中不含 。假设三 (填“成立”“可能成立”或“不成立”)。 【实验反思】实验后同学们请教老师得知,灰白色沉淀的主要成分是碱式氯化镁,碱式氯化镁受热易分解产生氯化氢气体。于是小芳再取少量灰白色沉淀于试管中加热,并将蘸有紫色石蕊溶液的滤纸条悬于试管口,预期的实验现象是 。 滤纸条变红 可能成立 镁粉 一 [附加题](3)为探究镁与稀盐酸反应生成碱式氯化镁的条件,该小组同学进行了如下实验:在小烧杯中加入一定量稀盐酸和去除氧化膜的镁带,观察实验现象,并测量溶液pH的变化。结果见下表:时间/min 0 2 4 8 12 16 20 24溶液pH 2.0 5.3 7.0 8.6 9.3 9.8 10.0 10.0实验现象 — 镁带溶解较快,产生大量气泡,无沉淀生成 镁带缓慢溶解,产生气泡速度减慢,溶液变浑浊,烧杯底部有灰白色沉淀根据表中信息回答下列问题:①请描述溶液pH变化的规律并解释原因:______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 生成碱性物质,最后反应完成 进行,稀盐酸逐渐被消耗,但镁在溶液中继续与水缓慢反应,最后pH不变。前期稀盐酸浓度较大,反应较快,随着反应的最后呈碱性;反应前期pH变化较快,反应后期pH变化较慢,溶液pH逐渐增大,②请对生成碱式氯化镁的条件提出猜想,并设计实验证明猜想:___ 。 立(合理即可) 带,观察现象,如果前者无沉淀而后者有沉淀,证明猜想成等质量分数的稀盐酸,分别加入少量和过量去除氧化膜的镁猜想:金属镁过量。设计实验:取两只烧杯,各加入等量、命题点2 金属活动性顺序4.(安徽真题组合)判断正误:(1)将打磨后的铝丝浸入硫酸铜溶液中,铝丝上附着红色固体,说明铝的金属活动性比铜强。(2024.11B)( )(2)某金属与盐酸反应比铝与硫酸反应剧烈,说明该金属的活动性比铝的强。(2021.11B)( )(3)Cu与AgNO3溶液反应生成Ag和Cu(NO3)2,说明Cu的金属活动性比Ag的强。(2020.10B)( )√×√命题点3 金属的锈蚀与防护5.(2023·安徽第16题)某兴趣小组进行铁锈蚀的实验探究。【知识回顾】铁是一种化学性质较活泼的金属,常温下能与稀盐酸、氧气等物质反应。(1)铁与稀盐酸反应的化学方程式是 。 (2)铁锈的颜色是 。 红棕色 Fe+2HCl══FeCl2+H2↑ (3)B中将蒸馏水煮沸的目的是 。 (4)A、B、D对比,说明铁钉锈蚀需要的物质是 ;C中的铁钉比D中的锈蚀更严重,原因是 _ 。 氧气参加反应 C装置中有充足的 O2和H2O 【实验探究】该小组利用如下装置对铁钉锈蚀的条件进行探究,一段时间后,在A和B中没有观察到明显现象,C和D中铁钉有锈蚀。 除去水中溶解的氧气 [附加题]【拓展探究】(5)为进一步探究铁钉锈蚀过程中气态物质的变化,该小组按示意图E所示装置完成以下实验。恒温下,向锥形瓶中加入少量稀盐酸,同时测量锥形瓶内气体压强随时间的变化,直至反应完全。①测量过程中要保持恒温,理由是 _ 。 压强的影响 排除温度变化对装置中②请在图F中绘制整个反应过程中锥形瓶内气体压强的变化趋势。答案:如图所示(合理即可)6.(2020·安徽第16题)金属防腐是科学研究中的重大课题。某校学习小组以铁的腐蚀为项目进行如下研究。【认识铁的腐蚀】(1)下列环境中的铁制品最容易生锈的是 (填字母序号)。 A.未擦干的铁锅B.涂油漆的栏杆C.盛水的不锈钢水杯(2)铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O,其中铁元素的化合价是 。 +3 A 【探究铁的腐蚀】(3)该小组用如图甲装置进行实验,起始时量筒内水面处于 50 mL刻度处,之后水面缓慢上升。几天后水面最终处于约 (填“40”或“10”)mL刻度处,原因是 _ 。 且空气中的氧气含量约占 铁腐蚀消耗O2, 40 小强同学的实验是探究 因素对铁钉腐蚀快慢的影响,结论是 。 10~50 ℃时,温度越高,铁钉腐蚀越快(合理即可) 【拓展探究】(4)小强同学进行如下实验:取铁钉用砂纸打磨,称其质量,按如图乙安装装置,放置3天,再取出铁钉称量。在不同温度下重复上述实验,得到铁钉质量增加情况如下表。 温度 温度/℃ 10 20 30 40 50 60 70铁钉质量 增加/g 0.02 0.04 0.08 0.16 0.18 0.18 0.18 展开更多...... 收起↑ 资源预览