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第7讲　金属和金属材料
必备知识 复盘
考点研析 突破
【课标要求】
1.知道大多数金属在自然界中以金属矿物形式存在,体会化学方法在金属冶炼中的重要性。
2.知道金属具有一些共同的物理性质,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。
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。了解金属、金属材料在生产、生活和社会发展中的重要作用。
4.以铁生锈为例,了解防止金属锈蚀、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。
【必考化学方程式建构知识体系】
注:“——”表示物质之间相互能反应,“ ”表示物质之间存在转化关系。
1.将元素符号填写完整 a.____　b.____　c.____　d.____ e.____　f.____　g.____ 2.请写出下列反应的化学方程式(合理即可) ①____________________________ ②__________________________ ③__________________________ ④_____________________________
⑤_________________________
⑥_________________________
⑦_______________________
⑧___________________
⑨_______________________
Mg
Al
Zn
Fe
Cu
Hg
Ag
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
Fe3O4+4CO 3Fe+4CO2
2Fe2O3+3C 4Fe+3CO2↑
2AgNO3+Fe===2Ag+Fe(NO3)2
Fe+CuSO4===FeSO4+Cu
Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑
Fe+2HCl===FeCl2+H2↑
3Fe+2O2 Fe3O4
Zn+FeCl2===ZnCl2+Fe
知识点1金属材料
一、金属材料
1.金属材料包括________和它们的______。
2.纯金属属于________(填“纯净物”或“混合物”)。
特别提醒
判断某物质是否属于金属材料关键在于确定其是否属于合金或纯金属。
二、金属的物理性质
1.相似性——大多数有__________,具有良好的________、导热性、延展性。
2.差异性
(1)颜色:多数为________,铜为____色、金为____色;
(2)状态:常温下,多数为______,____(俗称水银)是唯一的液态金属。
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纯金属
合金
纯净物
金属光泽
导电性
银白色
红
黄
固体
汞
三、合金
1.合金:是指在纯金属中加热熔合某些______________而形成的具有金属特性的物质。
2.铁合金:包括______和____,由于它们的含碳量不同,所以机械性能不同。
3.钛合金
钛和钛合金的优良性能 主要用途
密度____、可塑性____、抗腐蚀性____ 用于火箭、导弹、航天飞机等
与人体有良好的______性 制造人造骨
4.合金的特性:熔点____、硬度____、抗腐蚀性能____。
金属或非金属
生铁
钢
小
好
强
相容
低
大
好
知识点2金属的化学性质
一、化学性质
化学性质 实验现象 化学方程式
与 氧 气 反 应 镁 (空气 中) 常温时,表面逐渐变暗;点燃时,剧烈燃烧,发出__________,放出大量热,生成白色固体 ___________________
铝 (常温) 打磨过的铝在空气中表面逐渐变暗 __________________
耀眼白光
2Mg+O2 2MgO
4Al+3O2===2Al2O3
化学性质 实验现象 化学方程式
与 氧 气 反 应 铁 (氧气 中) 在氧气中点燃,剧烈燃烧,火星四射,放出热量,生成______固体(集气瓶底部放少量水或细沙) ___________________
铜 在空气中加热,表面生成______物质 2Cu+O2 2CuO
黑色
3Fe+2O2 Fe3O4
黑色
化学性质 实验现象 化学方程式
与 酸 反 应 镁与 稀盐酸 反应剧烈,产生__________,容器外壁发热 ____________________
_____
铝与 稀盐酸 反应剧烈,产生大量气泡,放出热量 ____________________
______
锌与 稀盐酸 反应较剧烈,产生较多气泡,放出热量 ___________________
_____
大量气泡
Mg+2HCl===MgCl2+
H2↑
2Al+6HCl===2AlCl3+
3H2↑
Zn+2HCl===ZnCl2+
H2↑
化学性质 实验现象 化学方程式
与酸 反应 铁与 稀盐酸 有少量气泡产生,溶液由____色逐渐变为______色 ___________________
_____
与盐 溶液 反应 铁与 硫酸铜 溶液 铁表面覆盖一层______固体,溶液由____色逐渐变为______色 _____________________
____
无
浅绿
Fe+2HCl===FeCl2+
H2↑
红色
蓝
浅绿
Fe+CuSO4===FeSO4+
Cu
化学性质 实验现象 化学方程式
与盐 溶液 反应 铝与 硫酸铜 铝丝表面覆盖一层______固体,溶液由____色逐渐变为无色 ___________________
____________
红色
蓝
2Al+3CuSO4===Al2
(SO4)3+3Cu
二、常见金属活动性顺序
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____。
(2)位于氢前面的金属能置换出稀盐酸、稀硫酸中的____(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等)。
强
氢
知识点3金属资源的利用和保护
一、金属矿石
少数很不活泼的金属以单质形式存在,如____、____,其他大多数金属以________形式存在,如赤铁矿(主要成分是_______)、磁铁矿(主要成分是_______)、铝土矿(主要成分是______)、赤铜矿(主要成分是______)、金红石(主要成分是______)、软锰矿(主要成分是_______)。
二、铁的冶炼
1.原料:铁矿石、______、石灰石、空气。
2.设备:炼铁高炉。
金
银
化合物
Fe2O3
Fe3O4
Al2O3
Cu2O
TiO2
MnO2
焦炭
3.原理:在高温下,利用焦炭与二氧化碳反应生成的__________把铁从铁矿石中还原出来。化学方程式为(以赤铁矿为例)__________________________。
三、铁的锈蚀
1.铁生锈条件的探究
(1)实验原理:铁与空气中______、________等发生化学反应生成铁锈(主要成分:Fe2O3·xH2O)。
一氧化碳
Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2
氧气
水蒸气
(2)实验设计
实验 ①铁钉一半浸在蒸馏水中 ②铁钉全部浸没在蒸馏水中,水面上加一层植物油 ③铁钉在干燥的空气中
现象 铁钉生锈,水面附近锈蚀最严重 铁钉不生锈 铁钉不生锈
①分析:
对比实验①②:说明铁钉生锈需要______;
对比实验①③:说明铁钉生锈需要____。
②结论:铁生锈的主要条件:_______________________________。
(3)影响铁制品锈蚀速率的因素
如图所示,将两支试管放置一段时间后,观察
到的实验现象为_______________________
且____________的铁片锈蚀更严重,由该实
验现象得出的结论为___________________
________________。
空气
水
铁与空气和水(或水蒸气)同时接触
两支试管中的铁片都锈蚀
试管②中
盐(或氯化钠)溶液能
加快铁片的锈蚀
2.除锈的方法
可以利用稀硫酸清除铁制品表面的锈,其原理是___________________________
______。
但除锈时不可以将铁制品长时间浸在酸中,因为________________________
(写化学方程式)。
3.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、电镀等;③制成不锈钢。
Fe2O3+3H2SO4===Fe2(SO4)3+
3H2O
Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑
四、金属资源的保护和利用
1.保护金属资源的途径
(1)防止金属腐蚀;(2)回收利用废旧金属;
(3)合理开采矿物;(4)寻找金属的代用品。
2.意义:节约金属资源,减少环境污染。
思考辨析
1.合金是化合物,属于金属材料。( )
2.铁在潮湿的空气中比铝更容易锈蚀,说明铁比铝活泼。( )
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。( )
4.Fe与酸、盐溶液反应一般生成亚铁盐(Fe2+)。( )
5.工业炼铁中焦炭的作用只是为反应提供热量。( )
6.钢的含碳量比生铁高。( )
7.铁丝在O2中剧烈燃烧,反应方程式为4Fe+3O2 2Fe2O3。( )
8.含铅、汞等重金属的废旧电池不可回收利用。( )
×
×
×
√
×
×
×
×
考点1金属材料
典题　(2025 湖北模拟)《梦溪笔谈》中记载:“但取精铁锻之百余火,每锻称之,一锻一轻,至累锻而斤两不减,则纯钢矣。”下列说法错误的是( )
A.“精铁”属于合金
B.“精铁”煅烧前后固体质量不变
C.“精铁”煅烧的目的是降低含碳量
D.钢的硬度比纯铁的硬度大
拓展 判断下列关于合金的描述是否正确
(1)氧化铝属于铝和氧的合金。( )
(2)在铁制品表面镀铬可制成合金。( )
考点研析 突破
B
×
×
考点2金属的化学性质
典题　(2025 西安新城区模拟)学习了金属的化学性质之后,同学们在实验室完成了如
图金属性质的验证实验。
(1)写出A中反应的化学方程式为_______________________。
(2)B中实验过程的现象是__________________________________________。
(3)实验开始时C、D中均无明显现象。分析D中无明显现象的原因是________________
______________________。
(4)A、C、D三组实验______(选填“能”或“不能”)验证Al>Zn>Cu。
Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑
铁丝表面析出红色固体,溶液由蓝色变为浅绿色
铝丝表面致密的
氧化膜先与稀硫酸反应
不能
变式 (2025·吉林中考)运用金属活动性顺序,预测铁和镍的化学性质。完成以下内容。
预测 验证 现象 结论
(1)__________________ ____________________ __________ 向试管中加入适量硫酸镍溶液,将用砂纸打磨过的铁片浸入硫酸镍溶液中 铁表面有固体析出 对铁和镍的化学性质预测是正确的
镍能与稀硫酸反应 向试管中加入适量稀硫酸,将用砂纸打磨过的镍片浸入稀硫酸中 (2)_________ ___________ 铁的金属活动性比
镍强(或铁能置换硫酸
镍中的镍)
镍片表面
有气泡产生
考点3金属资源的利用和保护
典题　(2025 长春中考)铁和铁合金作为金属材料一直被广泛应用。
(1)钢是铁合金。钢的硬度比纯铁____。
(2)写出一种生活中的铁制品:_______________。
(3)铁能与空气中的水和______发生化学反应生成铁锈(主要成分是Fe2O3 xH2O)。因此,生活中我们应采取相应措施防止铁制品生锈。
(4)用CuSO4配制波尔多液时,不能使用铁制容器,原因是Fe+CuSO4===Cu+FeSO4。铁可以把铜从CuSO4溶液中置换出来,说明铁的金属活动性比铜____。
大
菜刀(合理即可)
氧气
强
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