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第四节 金属
知识考点：金属
考试要求：
1.金属和非金属、常见金属的主要性质和用途
(1)会辨认常见的金属与非金属。
(2)说出金属和非金属主要物理性质差异—一如导电性、导热性、金属光泽、延展性等。
(3)举例说明常见金属的用途与其性质的对应关系。
2．金属冶炼
(1)说出炼铁的原理、主要原料和主要设备。
(2)说出金属冶炼工业对社参发展和环境的影响。
3．金属活动性顺序
(1)描述金属与酸、金属与盐反应的条件。
(2)说出金属活动性顺序表。
(3)会比较金属的活动性顺序。
(4)能用金属活动性顺序说明某些现象和实际应用。
4．金属腐蚀及防护
(1)列举影响金属腐蚀的有关条件。
(2)说出防止金属腐蚀的常用方法。
5．废弃金属对环境的影响
(1)举例说明废弃金属对环境的影响。
(2)举例说出回收废弃金属的意义。
6．新金属材料的发展和金属材料性能的改善
(1)说出合金的概念。
(2)说出一些常见的合金及其主要性能——如铁合金、铝合金等。
课时安排：二课时
一、课前训练：
1．纯铁是 色具有金属光泽，质____，有良好的 ，是电和热的良导体。
2.铁丝在纯氧气中燃烧的化学方程式____ ，现象____ 。铁生锈的条件是 和 接触。防锈的措施是____ 和___ _。铁与盐酸反应的现象____ ，化学方程式____ 。反应后溶液质量 （增加或减少）。铁与CuSO4溶液反应的现象 ，化学方程式 。
3.自然界中大多数金属是以化合态的形式存在，金属冶炼就是要把金属从化合态变成 。炼铁的原料是铁矿石、焦炭、石灰石；其冶炼的原理( CO与Fe203的反应)____ 。
4.在常温下除汞呈液态外，金属单质都是 体。金属都带有光泽，具有良好的 性和 性，延展性好，机械强度大。
5.在金属活动性顺序表中，位置越靠前的金属，性质越____ ；排在 之前的金属能置换出酸中的氢；较活泼的金属能将在金属活动性顺序表中位于其后面的金属从它们的盐溶液中 出来。
6.合金是由一种金属跟其他___ _（或 ）熔合形成的具有金属特性的物质。如生铁和钢是最常见的合金。生铁和钢都是由 和铁等元素形成的合金，生铁 （填“能”或“不能”）完全溶解在盐酸中。
7.水银温度计中的汞属于单质中的 ，空气中的氮气、氧气属于单质中的 。用铜来做导线，这是利用了金属良好的 性，用铁来做锅，这是利用了金属良好的 性，用钨来制作灯丝这是利用其熔点 。
8.钢铁的锈蚀既与周围环境里的 、 等物质的作用有关，也与____ 有关。垃圾中的金属不会自行分解，但基本上所有金属都可循环再利用，因此对废弃金属较好的处理办法是____ 。
9.钠通常保存在煤油中，原因是其 ，金属铝表面易生成一层致密的 保护膜，它能阻止金属铝继续被空气氧化。制造钱币用铜等金属，其主要原因是这些金属 。请举出能被稀硫酸腐蚀的三种常见金属的名称： 。
二、要点梳理：
1．金属的物理性质：通常状况下，除汞是液体外，其他金属都是固体（中文名称一般都带有金字旁）。金属具有良好的导电性、导热性和延展性，密度和熔点高。铁、钴、镍等金属还具有铁磁性。金属普遍具有金属光泽，但金属粉末一般呈灰色。2．金属活动性顺序：
3．金属的化学性质：
(1)一些金属与氧气反应，例：
(2)一些金属与酸溶液反应，例：
排在氢前面的金属可以把酸中的氢置换出来。
但应注意：金属与酸溶液反应时，由于浓硫酸、硝酸具有强氧化性，金属与其反应时，得不到氢气，即发生的不是置换反应。
(3)一些金属与盐溶液反应，例：
活动性较强的金属能把活动性较弱的金属从它
的盐溶液中置换出来。但要注意：特别活泼金属如K、Ca、Na等与盐溶液反应时，是先与水反应，故不能置换出盐溶液中的金属元素。例如金属钠投入硫酸铜溶液中发生如下反应：
4．常见金属的用途和冶炼
(1)合金：在一种金属中加入其他一种或几种金属（或非金属）一起熔合而成的具有金属特性的物质，如生铁和钢等。一般地说，合金的强度和硬度比组成它们的纯金属高，抗腐蚀性能等也更好，因此合金比纯金属具有更广泛的用途。
(2)钢：钢是一种由碳和铁等元素形成的合金，质坚硬，有弹性和延展性，机械性能好，可用来制作坚硬的汽车车身及制造刀具、量具和模具等，是最常见、应用较广泛的一种合金材料。
(3)金属冶炼：金属冶炼就是要把金属从化合态变成游离态。炼铁的原理如下：
5．废弃金属的回收：由于垃圾填埋处理后，金属不会自行分解；并且铅、镉等有毒的金属被腐蚀后，会形成溶于水的金属离子，污染土壤和地下水源。因此废弃金属将对环境造成严重的污染，大部分金属应通过回收使其循环再利用。
三、例题解析：
【例1】根据你的生活经验和下表所提供的信息，分析并回答下列问题。
物理性质 物理性质比较
导电性（以银的导电性为100作标准） 银 铜 金 铝 锌 铁 铅（优） （良）100 99 74 61 27 17 7.9
密度（克／厘米3） 金 铅 银 铜 铁 锌 铝（大） （小）19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.70
熔点(℃) 钨 铁 铜 金 银 铝 锡（高） （低）3140 1535 1083 1064 962 660 232
硬度（以金刚石的硬度为10作标准） 铬 铁 银 铜 金 铝 铅（大） （小）9 4-5 2.5-4 2.5-3 2.5-3 2- 2.9 1.5
(1)为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制？
(2)银的导电性比铜好，为什么导线一般用铜制而不用银制？
(3)为什么灯泡里的灯丝用钨丝而不用锡丝？如果用锡制的话，可能会出现什么情况？
(4)为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如果镀金怎么样？
(5)通过对以上问题的回答，你可以得出哪些结论？
【解析】该题涉及的知识点是典型金属的物理性质及相应用途，学会在考虑物质用途时，还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利，以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。理解水平。
【参考答案】(1)因为铁的硬度比铅大，且铅有毒，故常用铁而不用铅做菜刀、镰刀、锤子等(2)银和铜的导电性相近，但银比铜贵得多，且电线用量大，若用银，经济上不划算，所以用铜而不用银(3)因为钨的熔点高，而锡的熔点太低，通电时锡就熔化了。所以用钨丝而不用锡丝做灯泡的灯丝(4)因为铁制品会生锈，镀上一层光亮且不易生锈的铬，能起到很好的保护作用。由于金价格昂贵，如果镀金，虽然美观但成本太高(5)结论：在考虑物质用途时，还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利，以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素
【例2】工业生产中常将两种金属放在同一容器中加热使其熔化，冷凝后得到具有金属特性的熔融物——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 钠 钾 铝 铜 铁
熔点(℃) 97.8 63.6 660 1083 1535
沸点(℃) 883 774 2200 2595 2750
A.K-Na合金 B.K-Fe合金
C.Na-A1合金 D.Fe-Cu合金
【解析】该题涉及的知识点是合金的概念，应用水平。
【参考答案】B
【例3】铜是人类最早使用的金属，我国青铜器的生产和使用在距今3000年以前的夏商时代，以后的三四百年的春秋战国时期开始生产和使用铁器，直到19世纪人类才能冶炼出金属铝。回顾金属冶炼的发展史，能给你哪些启示？请谈谈你的感受。（从化学知识、情感两方面谈）
【解析】该题涉及的知识点是人类在不同时代常用金属使用的变化，了解水平。
【参考答案】化学知识方面：①金属的冶炼与金属的活动性有关；②金属的活动性越强，越难冶炼；③活泼金属在自然界中通常以化合物的形式存在；④金属冶炼的过程发生化学变化（只要答出一点即可，其他合理观点也可）
情感方面：①从民族自豪感的角度谈；②从人类的勤劳智慧征服自然角度谈；（3从化学的发展与人类生活密切相关的角度谈；④从生产力的发展水平制约着科学技术发展水平的角度谈（只要答出一点即可，其他合理观点也可）
【例4】炼铁选用的铁矿不仅要选含铁量高的，还要选“有害元素”少的。常见的铁矿有：磁铁矿（主要成分是Fe304）；赤铁矿（主要成分是Fe203）；褐铁矿（主要成分是2Fe203.3H20）菱铁矿（主要成分是FeC03）；黄铁矿（主要成分是FeS2）。你认为最适合炼铁的矿石是 ，理由是 。
【解析】该题涉及的知识点是金属的冶炼及其对环境的影响，了解水平。
【参考答案】，磁铁矿和赤铁矿磁铁矿和赤铁矿这两种铁矿含铁量最高（铁的质量分数大），含硫等有害元素少，便于冶炼，污染少。
【例5】分别将下列各组物质同时放入足量水中，一定有不溶物生成的是( )
A. CuS04、KOH、HCl B.Fe、CuS04、H2S04
C. MgC12、HC1、NaOH D.Na2C03 、H2S04、KN03
【解析】该题涉及的知识点是活泼金属能与酸反应生成氢气以及排在前面的金属能将排在后面的金属从它的盐溶液中置换出来（除钾、钙、钠），灵活运用金属活动性顺序知识，综合应用水平。【参考答案】B
【例6】金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)曾长期作为货币金属进行流通，我国有着悠久的金属货币历史和丰富的货币文化。下列关于金、银、铜三种金属的说法中，错误的是( )
A．金、银、铜都属于不活泼金属
B．单质铜可以将银从硝酸银溶液中置换出来
C．黄铜（为铜、锌合金）貌似黄金，有人以此冒充黄金行骗，其真伪可用稀盐酸鉴别
D．三种金属原子失去电子能力的大小顺序为：金原子的>银原子的>铜原子的
【解析】该题涉及的知识点是金属活动顺序知识和其他典型金属（如：铜、银、金）的性质，理解水平。
【参考答案】D
【例7】家庭生活中下列做法不能防止菜刀生锈的是( )
A.菜刀使用完毕后，用水洗净，并擦干
B.久置不用时在菜刀表面涂一层食用油
C.把菜刀存放在潮湿的地方
D.用不锈钢菜刀取代普通菜刀
【解析】该题涉及的知识点是金属腐蚀条件和生活中常用的金属防腐蚀的措施，理解水平。
【参考答案】C
【例8】小刚为了解生活中常见的锌锰干电池，做了以下探究。
他打开一节废电池，观察到
如下现象：①黑色碳棒完好
无损；②电极周围充满黑色
粉末；③里面有少量无色晶
体；④金属外壳明显破损。
小刚查阅了资料：锌锰干电
池的结构如图19所示，它以中心的碳棒（石墨）做正极，外围的锌筒做负极，锌筒与碳棒之间填满用氯化铵溶液（做电解质）拌湿的二氧化锰和石墨，石墨不参加化学反应，起导电作用在电池的使用中，锌逐渐变成了氯化锌…
请你根据初中学习的知识和小刚的探究活动，填写以下空白:
(1)用碳棒做电极主要利用了石墨的 性。
(2)通过回收废旧锌锰干电池可得到的物质
有 （至少答两种）。
【解析】该题涉及的知识是废干电池的回收和综合利用，树立自觉回收金属的意识，了解水平。
【参考答案】(1)导电(2)碳棒（或石墨）、锌、二氧化锰、氯化锌（其他合理物质也可，如氯化铵
【例9】钛和钛的合金被认为是21世纪的重要材料，它们具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、钛合金与人体有很好的“相容性”等。根据它们的主要性能，下列用途不切合实际的是( )
A．用来做保险丝 B．用于制造航天飞机
C．用来制造人造骨 D．用于制造船舶
【解析】该题涉及的知识点是新金属发展和使用，了解水平。
【参考答案】A
四、强化训练：
一、选择题
1．成都永陵出土的重要文物有白玉谥宝、玉带、银钵、铁猪及铁牛等。其中金属制品中保存较好的可能是 ( )
A．玉带 B．铁猪 C．铁牛 D．银钵
2.关于金属物品的使用正确的是( )
A．铝合金门窗变旧变暗后用砂纸或钢丝球打磨
B．铁桶中加入硫酸铜溶液和石灰乳配制杀菌剂波尔多液
C．铝壶内的水垢用质量分数为18%的热盐酸长时间浸泡
D．校内用钢架制作的自行车防雨棚应定期喷涂油漆防锈
3.随着材料科学的发展，不同性能的材料应运而生。钢化玻璃是一种 ( )
A．合金 B．复合材料
C．硅酸盐材料 D．高分子有机材料
4．下列各组药品，可用于验证锌、铁、铜三种金属活动性顺序的是 ( )
A．Zn、Cu、FeS04溶液
B．Fe、Cu、ZnS04溶液
C．Cu、ZnS04溶液、FeS04溶液
D．Fe、ZnS04溶液、CuS04溶液
5.为验证Fe、Cu、Ag三种金属的活动性是依次
减弱的，某化学兴趣小组设计了下图所示的四个实验。其中不必进行的是 ( )
6.在AgN03 、Cu(N03)2 、Zn( N03)2的混合溶液中加入一些铁粉，待反应完全后过滤，不可能存在的情况是 ( )
A．滤纸上有Ag、Cu、Fe，滤液中有Zn2+、、、Fe2+
B．滤纸上有Ag、Cu，滤液中有Zn2+、Fe2+
C．滤纸上有Ag、Cu，滤液中有Cu2+、Zn2+、Fe2+
D.滤纸上有Ag、Cu、Fe、Zn，滤液中有Zn2+、Fe2+
7.铝热反应常用于冶炼或焊接金属，其反应原理可表示为3CuO +2A1==3Cu+Al2O3将一定量铝粉和氧化铜混合加热，充分反应后停止加热。为了检验氧化铜是否有剩余，取少量反应后的固体，加入足量稀硫酸，反应后将铁片插入上层溶液中。下列现象，能够说明氧化铜有剩余的是 ( )
A．加热反应结束后有红色物质生成
B．加入稀硫酸后有气泡生成
C．加入稀硫酸后没有气泡生成
D．插入溶液中的铁片表面有红色物质生成
二、填空题
8.钢铁是重要的金属材料。
(1)下列铁制品的用途中，利用金属导热性的是（填字母，下同）。
(2)目前世界上已有50%以上的废钢铁得到回收利用，其目的是 。
A．节约金属资源 B．合理开采矿物
C．防止钢铁生锈
(3)为防止水龙头生锈，其表面镀一层铬。铁生锈的条件是 。
(4)将生锈的铁制品放人盛有过量稀盐酸的洗槽中，观察到溶液变黄，有无色气泡逸出。
①写出发生反应的化学方程式
___ 、_ 。
②氯化铁溶液可以作净水剂。欲将上述所得溶液中含铁的物质以氯化铁形式回收，加入过氧化氢溶液反应可生成氯化铁和水。已知每生成162.5g的氯化铁，就同时生成18 g的水。则该反应的反应物的化学式为___ 。
9．图4-1标出的是有关灯泡组成的物质，请根据图4-1回答下列问题。
(1)所标物质中属于金属材料的是____ 属于非金属单质的是 。（各写一种即可）
(2)物质的性质决定其用途。请你就图中标出的物质举一例说明：____
(3)比较锡和铜的金属活动性强弱可采用 的方法是 。
10.2008年6月4日，第29届北京奥运会火炬接力传递活动在长沙市进行，长沙变成了欢乐的海洋，广大师生参加了传递活动，目睹了“祥云”火炬的风采。美丽的“祥云”火炬是由金属合金材料制成，合金与纯金属比较，其优越的性能有（答出一条即可）____ ____ 。
11.考古研究与化学密不可分。
(1) 2007年12月22日南宋古沉船“南海一号”成功打捞出水。图4-2是古船上的一些文物图片。
①图4-2中可以判断铁比铜活泼的信息是____；写出一个能说明铁比铜活泼的化学反应方程式____ 。
②古沉船上铁锅生锈的主要原因是铁与 、___ 等物质发生了复杂的化学反应。
(2)小善同学查阅资料得知，防止木质文物变形的常用方法是：将明矾结晶在木质纤维间隙中。受资料启发，他在家里尝试做明矾的结晶实验，具体做法及现象如图4-3。
以上实验可推断：在一定量的水中，明矾的溶解度随温度的升高而____ ；（填“增大”或“减小”）明矾晶体析出后剩余的溶液是 溶液。（填“饱和”或“不饱和”）
12.为防止水体污染并回收某种金属，某工厂向含有硫酸铜的废水中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤、洗涤、干燥得滤渣，取少量滤渣向其中加入稀盐酸产生气泡，则滤渣中一定含有的物质是____（填化学式），用化学方程式表示产生气泡的原因: 。
13.为了研究炼铁原理，在老师的指导下，同学们在实验室的通风橱内利用如图4-4所示装置（其他实验用品略），进行一氧化碳与氧化铁反应的实验，请你一起参与。
(1)实验室制得的一氧化碳中常混有二氧化碳和水蒸气，欲用纯净、干燥的一氧化碳还原氧化铁并检验生成的气体，上述装置的正确连接顺序是
制得的CO→ （填装置序号，装置不得重复使用）。
(2)装置A的作用是____ 。
(3)装置D的玻璃管内发生反应的化学方程式为 。
(4)该实验产生的尾气会造成环境污染，请你提出处理尾气的方法_______ _。
14.京京同学对金属活动性顺序等知识进行了研究。
(1)根据图4-5中的实验现象判断，稀盐酸里的A、B、C、D四种金属中，在金属活动性顺序里，位于氢后面的金属是（填字母）___ _。
(2)将甲、乙两种金属片分别放入硫酸铜溶液中，乙表面析出红色固体，甲没有明显现象。判断甲．、乙、铜三种金属的活动性由强到弱的顺序为____。
(3)查阅材料：金属在活动性顺序里的位置越后，其化合物越不稳定，所以它的氧化物越容易被还原。在下列①、②中各写一个化学方程式，③中写出还原金属氧化物的方法。
(4)查阅资料：在金属活动性顺序里，位于氢后面的金属Cu，在常温下虽然不能与稀盐酸、稀硫酸反应，但可以与稀硝酸反应，其化学方程式为：

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