资源简介

第八单元：金属和金属材料
一. 本周教学内容：
课题1. 金属材料
课题2 金属的化学性质
课题3 金属资源的利用和保护
课题1分为两部分。第一部分从日常生活用品很多是用金属材料制成的入手，说明金属材料包括纯金属和合金两类，并从社会发展的历史说明铁、铜、铝及其合金是人类使用最多的金属材料。 第二部分介绍合金。
二. 重点、难点
1. 金属的重要物理性质，物质的性质与用途的关系。
2. 了解一些常见合金的主要成分，性能和用途。
3. 掌握铁、铝、铜等金属与氧气的反应。
4. 掌握常见金属与盐酸、硫酸的反应。
5. 掌握常见金属的活动顺序，并能利用金属活动顺序解释一些与日常生活有关的化学问题。
6. 了解从铁矿石中将铁还原出来的方法。
7. 了解金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的简单方法。
课题1. 金属材料
（一）几种重要的金属
1. 铁
（1）纯铁具有银白色的金属光泽，质软，有良好的延展性，密度为7.86g/cm3，熔点1535℃，沸点2750℃，铁是电和热的导体。铁能被磁体吸引。在磁场的作用下铁自身也能产生磁性。
（2）铁是最常见的金属，是人类生活和生产中非常重要的材料。
2. 铝
（1）铝是分布较广的元素，在地壳中含量仅次于氧和硅，是金属元素中含量最高的。
（2）纯铝具有银白色金属光泽，较软，熔点较低660℃，密度较低，为2.7g/cm3，导电性很好（仅次于Cu），在电力工业上它可以代替部分铜作导线和电缆。铝有很大的延展性，能够抽成细丝，也能压成薄片成为铝箔。有良好的耐腐蚀性。铝粉跟某些油料混合，可以制成银白色防锈油漆。
（3）铝是最常见的金属之一，虽然利用比铜、铁晚，但现在世界上铝的年产量已超过了铜，位于铁之后，居第二位。
3. 铜
（1）纯铜呈紫红色，故又称紫铜。密度较大，10.5g/cm3，熔点1083℃，有极好的导热、导电性，其导电性仅次于银。
（2）铜具有优良的化学稳定性和耐蚀性，是优良的电工用金属材料。
（二）金属的物理性质
1. 大部分金属具有银白色金属光泽，而铜呈紫红色，金呈黄色。
2. 常温下，大多数金属都是固体，而汞是液体。
3. 金属的导电性，导热性，密度，熔点，硬度等物理性质差别很大。（参见课本表8－1）
（三）合金
1. 合金的定义：
合金是指由两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。
2. 合金的特性：
（1）合金比它的成分金属具有许多良好的物理的、化学的或机械的等方面的性能。
（2）一般地说，合金的熔点比它的各成分金属的熔点都低。例如，铝硅合金的熔点为564℃，比纯铝或硅都低。
（3）合金比成分金属具有更好的硬度和强度及机械加工性能。例如，硬铝（含Cu，Mg，Mn，Si）的强度和硬度都比纯铝大，几乎相当于钢材，且密度较小。
观察好［实验8－1］，［实验8－2］可对合金的性能有更深的认识。
3. 常见合金：
（1）钢铁
钢铁是指铁与C，Si，Mn，P，S以及少量的其他元素所组成的合金。除铁外，C的含量对钢铁的机械性能起着主要作用，故统称为铁碳合金。
按含碳量不同，铁碳合金分为钢与生铁两大类：钢是含C量为0.03%－2%的铁碳合金。含碳量2%－4.3％的铁碳合金为生铁。若碳以球状石墨分布则称球墨铸铁，其机械性能、加工性能接近于钢。
（2）铝合金：
铝合金的突出特点是密度小，强度高。
常用的有：
①Al－Mn、Al－Mg合金。耐蚀性好，称防锈铝合金。
②Al－Cu－Mg、Al－Cu－Mg－Zn合金。
③Al－Li合金，可制作飞机零件和承受载重的高级运动器材。
（3）铜合金：
广泛使用的有：黄铜、青铜和白铜。
①黄铜：Cu－Zn合金，有优良的导热性和耐腐蚀性。
②青铜：Cu－Sn合金，常用于制造齿轮等耐磨零部件和耐蚀配件。
③白铜：Cu－Ni合金，有优异的耐蚀性和高的电阻。
（4）21世纪的重要金属材料–––钛合金
钛合金已广泛用于国民经济各部门，它是火箭、导弹和航天飞机不可缺少的材料。船舶、化工、电子器件和通讯设备以及若干轻工业部门中要大量应用钛合金。
总之，目前工业上应用的合金种类数以千计，更多地应用在生活、生产、国防等。
4. 常见合金的主要成分，性能和用途：
常见合金的主要成分、性能和用途
合金 主要成分 主要性质 主要用途
球墨铸铁 铁、碳、硅、锰 机械强度好 在某些场合可代替钢
锰钢 铁、锰、碳 韧性好、硬度大 钢轨、挖掘机铲斗、坦克装甲、自行车架
不锈钢 铁、铬、镍 抗腐蚀性好 医疗器械、炊具、容器、反应釜
黄铜 铜、锌 强度高、可塑性好、易加工、耐腐蚀 机器零件、仪表、日用品
青铜 铜、锡 强度高、可塑性好、耐磨、耐腐蚀 机器零件如轴承、齿轮等
白铜 铜、镍 光泽好、耐磨、耐腐蚀、易加工 钱币、代替银做饰品
焊锡 锡、铅 熔点低 焊接金属
硬铝 铝、铜、镁、硅 强度和硬度好 火箭、飞机、轮船等制造业
18K①黄金 金、银、铜 光泽好、耐磨、易加工 金饰品、钱币、电子元件
18K白金 金、铜、镍、锌 光泽好、耐磨、易加工 金饰品
【典型例题】
例1. 菜刀、锤子用铁制而不用铅制的原因是（ ）
A. 铁硬度大，铅硬度小B. 铁熔点高，铅熔点低 C. 铁密度小，铅密度大D. 铁导电性好，铅导电性较差
解析：菜刀、锤子必须坚硬，用铁制而不用铅制是因为铁合金的硬度比铅的硬度大。所以A选项正确。
答案：A
例2. 下列金属不用于制作装饰品的是（ ）
A. 金 B. 银 C. 铂 D. 铁
解析：铁的化学性质比较活泼，在潮湿的空气中易被缓慢氧化而生锈，铁锈疏松，没有光泽，用于装饰品不美观。 答案：D
例3. 下列关于合金的叙述正确的是（ ）
A. 合金可能是混合物也可能是化合物 B. 合金的所有性质和性能都比其纯金属好
C. 合金也是金属材料 D. 合金是在金属中加热熔合某些金属而成
解析：合金一定是混合物，但不一定是金属熔合某些金属，也可以熔合非金属，如生铁是铁与碳的合金。合金在某些性质和性能比其纯金属好，并不是所有的性质，所以叙述正确的是C选项。 答案：C
例4. 生铁和钢的主要区别（ ）
A. 生铁和钢的主要成分都是铁，其含碳量不同，性能不同 B. 生铁是铁，钢是铁的氧化物
C. 生铁和钢都是铁合金 D. 生铁和钢的主要成分不同
解析：生铁和钢都是铁的合金，主要区别是含碳量不同，性能不同。生铁中除含有碳外还含有硅、锰和少量的硫、磷等；钢是含碳量在0.03%～2%之间的铁合金，并不是铁的氧化物。所以生铁和钢的主要区别是含碳量不同，因而性能也不同。所以正确说法是A。 答案：A
例5. 下列各项比较中不正确的是（ ）
A. 地壳中元素含量：Al>Fe B. 含铁量：FeO>Fe3O4 C. 机械性能：生铁>钢 D. 导电性：银>铜
解析：地壳中金属元素含量最多的是Al，其次是Fe，所以A选项正确
在FeO中，Fe元素的质量分数
在Fe2O3中，Fe元素的质量分数
所以含铁量FeO>Fe2O3，B选项正确。
生铁中的含碳量大于钢中的含碳量，因而钢的机械性能比生铁好，所以C选项错误。
在金属中，银的导电性最强，D选项正确。 答案：C
例6. 联合国卫生组织经过严密的科学分析，认为我国的铁锅是最理想的炊具，并向世界大力推广。其主要原因是（ ）
A. 价格便宜 B. 铁中含有有机物必须含的碳元素
C. 升热慢、退热也慢、保温性能好 D. 烹饪的食物中留有微量铁元素
解析：A、C选项没有从科学角度分析大力推广的主要原因，只是从经济上、保温性能考虑，故不是正确选项。人体需要一定量的铁元素，用铁锅烹饪中含有少量铁元素，进入食物中，通过人体胃液的作用，变成易于被人体吸收的铁元素，而铁锅中碳元素含量低，且不易被吸收。所以正确选项为D。 答案：D
课题2 \3 金属的化学性质 金属资源的利用和保护
（一）金属的化学性质
1. 金属与氧气的反应
在学习氧气的化学性质时，已经学习了镁条、铝箔、铁丝等金属与氧气的反应。（通过学习，知道了这些金属与氧气反应的难易和剧烈程度不同。）镁、铝等金属在常温下就能与氧气反应，其表面生成氧化物。例如，铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化。因此，铝具有很好的抗腐蚀性。在点燃的条件下，则剧烈反应。在空气中点燃镁条，镁条剧烈燃烧，发出耀眼的强光，放出大量的热。在氧气中点燃铝箔，铝箔剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出大量的热。而铁、铜在常温下几乎不与氧气反应，点燃铁丝，铁丝在氧气中能剧烈燃烧，铜在加热条件下与氧气反应。
有关化学反应方程式为：
实验表明大多数金属都能与氧气发生反应，但反应的难易和剧烈程度是不同的。
2. 金属和盐酸、稀硫酸的反应
取镁、锌、铁、铜等金属分别与稀盐酸、稀硫酸反应。
实验现象：镁与盐酸、稀硫酸反应，产生的气泡最多，其次是锌；铁与盐酸、稀硫酸反应产生的气泡较少，而铜与稀盐酸、稀硫酸不发生反应。收集所生成的气体，点燃，证明生成的气体是氢气。
实验表明：镁、锌、铁等金属与稀盐酸、稀硫酸能反应。
有关反应方程式：
实验还表明：镁、锌、铁与稀盐酸、稀硫酸反应的剧烈程度不同。
3. 金属和某些盐溶液的反应
将铁钉放在硫酸铜溶液中，片刻取出，铁钉上有紫红色的铜生成。将用砂纸打磨过的铝丝浸入硫酸铜溶液中，过一会儿取出，观察到铝丝上也有紫红色物质生成。
实验表明：铁、铝都能跟硫酸铜溶液反应。
反应方程式为：
4. 置换反应
从镁、锌、铁跟稀盐酸、稀硫酸以及铁、铝跟硫酸铜溶液的反应中，可以看出：它们都是由一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质与另一种化合物。这种由一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质与另一种化合物的反应，叫置换反应。
（二）金属活动性顺序
1. 从镁、铝、铁、铜与氧气反应，以及镁、锌、铁、铜与稀盐酸、稀硫酸的反应中，可以看出：不同金属的活泼性不同。从金属与盐酸或稀硫酸反应是否有氢气生成，可以把金属分为两大类，能生成氢气的金属其活动性比较强，不能生成氢气的金属其活动性比较弱。
2. 从铁、铝分别与硫酸铜溶液的反应中，可以得出：从一种金属能否把另一种金属从它的盐溶液中置换出来，可以比较出这两种金属的活动性强弱，能置换出来的，则这种金属比另一种金属活泼。如铁、铝金属的活动性强于铜金属的活动性。
而将一洁净的铜丝浸入硫酸铝溶液中，过一会儿取出，铜丝上没有新物质生成，这一实验也表明：铜金属的活动性弱于铝金属的活动性。
3. 金属活动顺序：
经过了很多类似实验的探究过程，人们归纳和总结出了常见金属的活动性顺序：
根据金属活动性顺序可知：
（1）在金属活动顺序里，金属的位置越靠前，它的活动性就越强。
（2）在金属活动顺序里，位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢。
（3）在金属活动顺序里，位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶液里置换出来。
（三）铁的冶炼
地球上的金属资源广泛地存在于地壳和浩瀚的海洋中，除少数很不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外，其余都以化合物形式存在。工业上把能用来提炼金属的矿物叫做矿石。人类每年要向地壳和海洋索取大量的金属矿物资源，以提取数以亿吨计的金属。其中，提取量最大的是铁。
1. 原料：
（1）铁矿石：
赤铁矿（主要成分是三氧化二铁，），暗红色
磁铁矿（主要成分是四氧化三铁，），铁黑色
等
（2）焦炭
（3）石灰石
2. 冶炼原理：
在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。
3. 一氧化碳还原氧化铁的实验
操作注意事项：
（1）先通CO以赶走试管内的空气，防止爆炸。
（2）CO有毒，所以要将CO尾气进行处理，如点燃或回收再利用等。
4. 有关化学方程式计算中含杂质的计算（例题中详讲）
（四）金属资源保护
一方面，我们每年要向自然界索取大量的金属矿物资源，以提取数以亿吨计的金属。另一方面，据有关资料报道，现在世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的20%—40%。因此，研究腐蚀机理，采取防护措施，对经济建设有着十分重大的意义。
1. 金属的腐蚀和防护：
（1）金属：锈蚀的条件
以铁为例：铁制品在干燥的空气中不易生锈，但在潮湿的空气中容易生锈说明，铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应的过程。铁与氧气、水蒸气等反应生成铁锈（主要成分是），很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气等反应，因此铁制品可以全部被锈蚀。
而铝跟氧气反应生成的致密的氧化铝薄膜，能覆盖在铝表面，从而保护里层的铝不再与氧气反应。
了解了铁制品锈蚀的条件，就能找到如何防止铁制品锈蚀的方法。即：如果破坏金属腐蚀的条件，使它们不再具备腐蚀的基础，就能防止金属腐蚀。
（2）金属的防护：
①改善金属的本质
根据不同的用途选择不同的材料组成耐蚀合金，或在金属中添加合金元素，提高其耐蚀性，可以防止或减缓金属的腐蚀。例如，在钢中加入镍制成不锈钢，可以增强防腐蚀能力。
②在金属表面覆盖保护层
在金属表面覆盖致密的保护层，从而使金属制品跟周围物质隔离开来，这是一种普遍采用的防护方法。
如：在钢铁表面涂矿物性油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等物质。
在钢铁表面镀上一层不易被腐蚀的金属，如锌、锡等。
另外，还可以通过改善腐蚀环境，利用电化学保护法等防护金属的锈蚀。
2. 金属资源保护：
矿物的储量有限，而且不能再生。因此，保护金属资源很重要。
具体做法：
（1）防止金属的腐蚀，减少因腐蚀而使金属报废。
（2）金属的回收利用：金属的回收利用，一方面可节约金属资源，还可以减少对环境的污染。
（3）有计划、合理地开采矿物，严禁不顾国家利益的乱采矿。
（4）寻找金属的代用品。
【典型例题】
例1. 下列各组物质，由金属跟同一种酸的稀溶液直接作用生成的是（ ）
A. B. C. D.
解析：A组中的是锌跟盐酸反应生成的，是锌跟稀硫酸反应生成的，所以A选项不符合题意。
B组中的是锌、铁分别跟稀硫酸反应生成的，所以B选项符合题意。
C组中的是铁跟稀盐酸反应生成的，而则不能由铁和稀盐酸反应生成，所以C选项不符合题意。
因为铜在金属活动顺序里，排在氢的后面，所以铜不能跟稀硫酸反应，不能生成。
正确答案：B
例2. 有下列三组试剂：（1）溶液，（2）溶液、溶液，（3）溶液、溶液。能用来验证金属活动性的试剂组有（ ）
A. （1）和（2） B. （1）和（3） C. （2）和（3） D. 只有（3）
解析：（1）组试剂中，Zn能跟反应，证明Zn金属活动性大于Cu的金属活动性，Ag不能跟反应，证明Ag金属活动性小于Cu的金属活动性，所以能用来验证金属活动性顺序：。
（2）组试剂中，Ag不与溶液反应，也不与溶液反应，说明Ag的金属活动性小于Zn和Cu，但无法验证Zn和Cu的金属活动性大小。
（3）组试剂中，Cu与溶液反应，而不与溶液反应，证明Cu的金属活动性大于Ag的金属活动性而小于Zn的金属活动性。从而验证金属活动性。
所以，（1）组和（3）组试剂能验证金属Zn、Cu、Ag活动性。 答案：B
例3. 如果除去铜粉中含有的少量铁粉，应选用的方法是（ ）
A. 加硫酸铜溶液 B. 在氧气流中加热 C. 加水 D. 加稀硫酸
解析：这是一道除杂题，除杂质可利用各物质的化学性质的区别。依据是选择的物质和杂质反应，而不能与所要物质反应，也要注意不能引入新杂质。
A中溶液可与杂质Fe反应，D中稀硫酸和杂质铁粉反应而不与铜粉反应，所以A、D都可将铜粉中含有的少量铁粉除去。
铜粉、铁粉均能在加热时与氧气反应，水不跟铁粉在常温下反应，所以，B、C选项是不能选用的方法。
答案：A、D
例4. 高炉炼铁的还原剂是（ ）
A. 焦炭 B. 铁矿石 C. 氢气 D. 一氧化碳
解析：常用作还原剂的物质有碳、氢气、一氧化碳等，而在高炉炼铁中用的还原剂是一氧化碳。首先碳燃烧生成，再跟碳反应生成CO。所以还原剂是CO。 答案：D
例5. 为了验证铁生锈的条件，某校化学兴趣小组的成员进行了如图所示的实验。十天后，发现B中铁丝慢慢生锈，且水面处铁丝生锈较严重，而A、C中铁丝基本无变化。试根据图中的实验，回答下列问题：
（1）实验A中的铁丝为什么没有生锈？
（2）实验C中的铁丝基本无变化的原因是什么？
解析：（1）A试管中的植物油起到了隔绝空气的作用，因为在常温和隔绝空气的条件下，铁丝很难跟水发生反应，所以A试管中的铁丝没有生锈。
（2）在常温下，铁在干燥的空气中很难跟氧气发生反应，所以C试管中的铁丝基本无变化。
例6. 含的赤铁矿5000t，经高炉冶炼后，可得到含碳等杂质2.5%的生铁多少吨？
解析：在实际生产时，所用的原料或产物一般都含有杂质，在计算用料和产量时，应考虑到杂质问题。因此，化学方程式计算中的杂质问题计算是一类在实际生产中具有重要意义的计算，应了解它的价值。
解这一类计算题时，要归纳出解题思路，即有关化学方程式的计算都是纯物质的计算，要把含杂质物质的质量换算成纯物质的质量。
5000t赤铁矿中纯的质量＝5000t×80%＝4000t
生铁中铁的质量分数为1－2.5%＝97.5%，若冶炼出生铁的质量为x，其中铁的质量为97.5%×x，这样把含杂质的物质换算成纯物质后，就可代入化学方程式中进行计算。
答：略。
【模拟试题】课题1. 金属材料 （答题时间：45分钟）
一. 选择题
1. 铁至今仍然是世界上用量最多的金属，其原因是（ ）
A. 铁具有良好的稳定性和导电、传热性 B. 铁的性质优良，矿藏丰富，易冶炼、价格低
C. 铁制品非常坚固，不易损坏，不能变质 D. 铁器能被磁体吸引
2. 铝能被轧成铝箔是利用了铝的（ ）
A. 导热性 B. 延展性 C. 导电性 D. 质地坚硬
3. 世界上金属年产量位于第一、第二位的一组是（ ）
A. 铁、铜 B. 铁、铝 C. 铜、铝 D. 铝、银
4. 下列关于铁的物理性质的叙述正确的是（ ）
A. 纯铁是一种质地坚硬的银白色金属 B. 铁在潮湿的空气中易生锈 C. 铁易传热导电 D. 铁能在氧气中燃烧
5. 下列金属呈紫红色的是（ ）
A. 锌 B. 锡 C. 铁 D. 铜
6. 灯泡里的灯丝用钨制，是因为钨（ ）
A. 导电性好 B. 硬度适中，易造型 C. 熔点高，不易熔化 D. 有金属光泽
7. 家用电器的插座大部分是三相的，其中有一相是接地线。在建造房屋时，常常在接地线的一端连接一根铁杆（或片），然后将铁杆（片）埋在地下，这是利用铁的（ ）
A. 硬度大 B. 熔点高 C. 延展性 D. 导电性
8. 有一种病叫做缺铁性贫血病，这里的“缺铁”指的是缺少（ ）
A. 铁单质 B. 铁元素 C. 三氧化二铁 D. 四氧化三铁
9. 钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料，下述理由不恰当的是（ ）
A. 熔点高但密度小 B. 可塑性好、易于加工、机械性能好 C. 抗腐蚀性能好 D. 具有形状记忆
10. 人类使用最早的金属是（ ）
A. 铜 B. 铁 C. 铝 D. 钛
11. 下列比较正确的是（ ）
A. 含碳量：钢>生铁 B. 抗腐蚀性：不锈钢>纯铁 C. 硬度：铜>黄铜 D. 熔点：焊锡>锡
12. 下列物质不属于合金的是（ ）
A. 球墨铸铁 B. 氧化铁 C. 锰钢 D. 不锈钢
13. 下列物品由金属材料制成的是（ ）
A. 热水瓶胆外的银白色涂层 B. 干电池的正极 C. 钢化玻璃 D. 西安的兵马俑
14. 1989年世界卫生组织把铝确定为食品污染之一而应加以控制使用，铝在下列应用时加以控制的是（ ）
①制铝合金；②制电线；③制炊具；④银色漆颜料；⑤明矾净水；⑥明矾与苏打制食品膨松剂；⑦易拉罐；⑧氢氧化铝凝胶制胃舒平药品；⑨包装糖果和小食品
A. ③⑤⑧⑨ B. 仅⑥⑧⑨ C. 仅③⑤⑨ D. ③⑤⑥⑦⑧⑨
15. 人类的生产和生活中离不开金属材料。通常所说的“金属材料”，既包括纯金属，也包括各种合金。下列金属材料不属于合金的是（ ）
A. 青铜 B. 生铁 C. 紫铜 D. 焊锡
16. 一种新兴的金属由于其密度小，延展性好，耐腐蚀性强，它和它的合金在航海、航空和化学工业中正逐步取代铝和铝合金而被广泛应用。该金属是（ ）
A. 锌 B. 钛 C. 镁 D. 锰
17. 下列叙述正确的是（ ）
A. 铝是地壳中含量最多的金属元素，所以人类利用铝比铜和铁早 B. 日常使用的金属材料，多数为纯金属
C. 合金种类远大于纯金属，合金具有更广泛的用途 D. 合金的性能与组成它们的纯金属是相同的
18. 制取合金常用的方法是将两种或多种金属（或金属与非金属）加热到某一温度，使其全部熔化，再冷却成为合金。根据下表中的数据判断（其他条件均满足），下列合金不宜采用上述方法制取的是（ ）
金属 Na Mg Al Cu Fe
熔点（℃） 97.5 649 660 1083 1535
沸点（℃） 883 1090 2467 2567 2750
A. Fe－Cu合金 B. Mg－Fe合金 C. Na－Al合金 D. Na－Cu合金
二. 填空题
19. 金属的共同的物理性质是：_________、_________和良好的_________性、_________性、_________性。金属的_________、_________、_________、_________、_________等物理性质存在较大差别。
20. 用量最大的前三种金属是_________、_________、_________。地壳中含量最多的前两种金属是_________、_________。熔点最高的金属是_________，熔点最低的金属是_________。温度计中使用的金属是_________，灯泡中使用的金属是_________。
21. 被认为是21世纪的重要金属是_________。形状记忆合金的成分金属是_________，已用于制造人造卫星和宇宙飞船上的天线。
22. 黄铜的硬度比纯铜的硬度_________，焊锡的硬度比纯锡的硬度_________，焊锡的熔点比锡和铅的熔点_________。
23. 目前已制得的纯金属只有_________种，制得的合金有_________。这说明一种金属可以制取_________合金。人类使用金属材料时更多场合是使用_________。
24. 1806年英国化学家戴维用电解法从苏打（Na2CO3）中得到一种金属。他对新金属作了如下实验：取一块该金属，用小刀切下一小块，将之投入水中，发生剧烈的反应。它在水面上急速转动。发出嘶嘶声，并立刻熔成一个闪亮的银色的小球，并逐渐缩小，最后完全消失，加入酚酞试液后溶液呈粉红色。
请你归纳出该金属的物理性质：
（1）__________________ （2）__________________
（3）__________________ （4）__________________
（5）化学性质__________________，该反应属于_________反应（“吸热”或“放热”），推测该金属应隔绝_________、隔绝_________保存。
25. 在使用体温计测量体温时，若不慎将体温计打破，散落出来的汞产生的汞蒸气会对人体产生危害。此时可以撒一些硫粉在上面，使硫与汞发生化合反应生成固体硫化汞（HgS）。
（1）写出硫和汞反应的化学方程式__________________
（2）用分子、原子的观点解释体温计测量体温时汞柱上升的现象__________________
26. 铝的性质和用途：物质的用途在很大程度上取决于物质的性质。由于铝有多种优良性质，因而铝有着极为广泛的用途。
铝的密度很小，虽然它比较软，但它可以制成各种硬度较大的铝合金；铝的导电性仅次于银、铜；铝是热的良导体；它的导热能力比铁大3倍；铝有较好的延展性，可制成0.01mm的铝箔；铝的表面有致密的氧化膜保护，不易受到腐蚀；铝粉具有银白色光泽；铝在氧气中燃烧能放出大量的热和发出耀眼的光；铝板对光的反射性能也很好；铝具有吸音性能，音响效果也很好。
请你根据铝的上述性质，说出铝的某些用途（至少五种）。
课题2\ 3 金属的化学性质 金属资源的利用和保护（答题时间：80分钟）
一. 选择题。
1. 铁是一种应用广泛的金属，下列有关铁的说法中，正确的是（ ）
A. 铁丝在氧气中燃烧生成氧化铁 B. 铁在干燥的空气中容易生锈
C. 铁是地壳里含量最多的金属元素 D. 用铁锅炒菜可使食物中增加微量铁元素
2. 铝有很好的抗腐蚀性能是因为（ ）
A. 化学性质不活泼，在空气中不与氧气反应 B. 常温下不能与氧气反应，在高温时才反应
C. 在空气中铝的表面生成的一层致密的氧化铝薄膜阻止铝进一步氧化 D. 铝不能与酸、碱发生化学反应
3. “真金不怕火炼”说明（ ）
A. 金的硬度大 B. 金的性质不活泼，在高温时也不与氧气反应
C. 金的熔点高，可以用火烧 D. 金在常温与氧气反应，高温不反应
4. 将铁片分别放入下列溶液中充分反应，反应后溶液质量减少的是（ ）
A. B. C. D. 盐酸
5. 将足量的稀硫酸与5.6 g某金属充分反应，生成二价金属化合物，并放出0.2 g氢气，则这种金属是（ ）
A. Fe B. Mg C. Cu D. Zn
6. 将铝片放入硫酸铜溶液中，观察到的现象是（ ）
A. 有气泡生成 B. 铁片表面镀上一层红色的铜 C. 溶液颜色由无色变为蓝色 D. 有银白色的铜生成
7. 下列反应中，生成物是一种单质和一种化合物，但不是置换反应的是（ ）
A. B.
C. D.
8. 下列物质混合时，铁能溶解但无气体产生的是（ ）
A. 铁粉和盐酸 B. 铁屑和稀硫酸 C. 铁粉和硫酸铜溶液 D. 铁钉浸没在水中
9. 将一瓶盐酸等分成三份，分别跟等质量的铝、铁、锌反应后，三种金属都有剩余，且剩余金属的质量为铝＞铁＞锌，如生成的质量分别为a、b、c，则其关系（ ）
A. B. C. D.
10. 下列有关铁的反应的化学方程式，正确的是（ ）
A. B.
C. D.
11. 下列物质相互混合后，反应最剧烈的是（ ）
A. 铜和稀硫酸 B. 锌和稀硫酸 C. 镁和稀硫酸 D. 铁和稀硫酸
12. 有A、B、C三种金属，它们与有关溶液的反应用如下化学方程式表示
① ②
③ ④不反应
则A、B、C三种金属的活动性顺序为（ ）
A. A＞B＞C B. A＞C＞B C. C＞B＞A D. C＞A＞B
13. 下列叙述正确的是（ ）
A. 锌能置换出盐酸、稀硫酸中的氢气
B. 在金属活动性顺序里，镁的位置比铁靠前，所以镁的活动性比铁强
C. 铁能把位于它后面的金属从它的化合物中置换出来
D. 金属活动性顺序不能作为金属在溶液中发生置换反应的一种判断依据
14. 现有X、Y、Z三种金属，它们在溶液中能发生如下反应：
金属X、Y、Z（包括氢）活动性由强到弱的顺序可能是（ ）
A. ZXHY B. ZXYH C. XZHY D. ZYXH
15. 收藏家收藏清末铝制品，至今保存仍十分完好，该艺术品不易锈损的主要原因是（ ）
A. 铝不易发生化学反应 B. 铝的氧化物易发生还原反应
C. 铝不易被氧化 D. 铝易氧化，但铝表面致密的氧化铝薄膜具有保护内部铝的作用
16. 社会上一些不法分子以铜锌合金（颜色为金黄色，俗称黄铜）假冒黄金进行诈骗活动。为了鉴别黄铜和黄金，以下方法可行的是（ ）
A. 观察颜色 B. 加稀盐酸 C. 磁铁吸引 D. 称量质量
17. 将过量的铁粉投入硫酸和硫酸铜的混合溶液中，反应完毕后过滤，在滤液里含有的物质是（ ）
A. B. C. D.
18. 向的混合溶液中加入一些铁粉，完全反应后过滤。不可能存在的情况是（ ）
A. 滤纸上有Ag，滤液中有 B. 滤纸上有Ag、Cu，滤液中有
C. 滤纸上有Ag、Cu、Fe，滤液中有 D. 滤纸上有Ag、Cu、Fe，滤液中有
19. 现有X、Y、Z三种金属，只有X与稀硫酸反应产生氢气，Y、Z则不能，但有下列反应关系：，则X、Y、Z三种金属活动性顺序由强到弱的是（ ）
A. Z、Y、X B. X、Z、Y C. X、Y、Z D. Z、X、Y
20. 地球上的金属资源广泛存在于地壳和海洋中，它们的存在形式为（ ）
A. 都是单质 B. 都是化合物 C. 都是混合物 D. 少数是单质，其余都是化合物
21. 矿石的名称与其主要成分的化学式不一致的是（ ）
A. 黄铁矿（） B. 赤铁矿（） C. 辉铜矿（） D. 铝土矿（）
22. 工业上高炉炼铁用的原料是（ ）
（1）焦炭 （2）石灰石 （3）一氧化碳 （4）铁矿石
A. （1）（2） B. （3）（4） C. （1）（2）（4） D. （2）（3）（4）
23. 人类每年向地壳和海洋索取大量的金属矿物资源，以提取数亿吨计的金属，其中提取量最大的是（ ）
A. 铜 B. 铝 C. 铁 D. 金
24. 下列情况中铁最易生锈的是（ ）
A. 放在干燥的空气中 B. 放在潮湿的空气中 C. 全部浸在机油中 D. 全部浸在煮沸过的水中
25. 铁在一定条件下容易生锈，下列有关铁生锈的叙述中，错误的是（ ）
A. 铁生锈时一定伴随着物理变化 B. 铁生锈是铁发生了缓慢氧化
C. 铁生锈是常温下铁直接跟氧气反应生成四氧化三铁 D. 铁生锈难以察觉放出热量
26. 据报道，全世界每年被锈蚀损耗的钢铁材料，约占全年钢铁产量的1/4。为防止钢铁制品锈蚀，下列措施不正确的是（ ）
A. 在车、船表面喷涂油漆 B. 在铁制品表面镀上一层其他金属
C. 将使用后的铁锅洗净、擦干 D. 用洗衣粉将铁制品表面油膜洗净后放置
二. 填空题。
27. 镁、铁在日常生活中都有广泛的用途。如：
（1）镁在空气中燃烧时，能发出耀眼的白光，可用来制造镁闪光灯，其反应的化学方程式为______________________________。
（2）市场上出售的补血麦片中常含有微量颗粒细小的还原性铁粉，铁粉与人体胃液中的盐酸反应转化为亚铁盐，起到补血的作用，写出这个反应的化学方程式_____________
_________________________________。
28. 一根带有红色铁锈的铁钉，放入足量的稀硫酸中，首先看到的现象是___________和___________，反应一段时间后，铁钉上又有___________产生，有关反应的化学方程式是_________________________________。
29. 实验室中要除去铜粉中的少量铁粉。某生设计了如下两个实验方案：
（1）
（2）
上述两个方案中较好的是_____________（填序号），理由是______________________。你是否有更简便的方法，若有，请写出做法：__________________________。
30. 某钢铁厂高炉炼铁的主要原料是焦炭、赤铁矿（主要成分为）、空气等，主要反应过程如下所示：


（1）在上面方框中写出有关反应的生成物的化学式。
（2）写出②、③两步反应的化学方程式：
②_________________；③_________________。
三. 实验题。
31. 某化学活动小组对过量炭粉与氧化铁反应中气体的成分进行研究。
（1）假设：该反应的气体产物全部是二氧化碳。
（2）设计方案：将一定量的氧化铁在隔绝氧气的条件下与过量炭粉完全反应，测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比。
（3）查阅资料：氮气不与碳、氧化铁反应，可用来隔绝氧气。
（4）实验：
操作步骤及实验现象 简答
a. 称取3.2g氧化铁与2g炭粉均匀混合，放入重48.48g的玻璃管中，按上图装置连接 写出装置中编号仪器的名称：A_________，B_________
b. 加热前，先通一段时间纯净、干燥的氮气 其目的是__________________
c. 夹紧T处弹簧夹，加热一段时间，澄清石灰水变浑浊 该现象说明__________________
d. 完全反应后，冷却至室温，称得玻璃管和固体的总质量为52.24g
（5）数据处理：经计算，参加反应的碳元素质量为0.48g，氧元素质量为0.96g……
（6）结论：根据数据处理结果，得出原假设不成立，理由是__________________。
四. 计算题。
32. 某炼铁厂用含氧化铁80%的赤铁矿冶炼生铁。若要炼出1120t含铁95%的生铁，需要含氧化铁80%的赤铁矿多少吨？（反应方程式：）
【试题答案】课题1. 金属材料
一. 选择题。
1. D 2. C 3. B 4. B 5. A 6. B 7. D 8. C 9. B 10. B 11. C 12. D 13. B
14. B 15. D 16. B 17. C 18. D 19. C 20. D 21. B 22. C 23. C 24. B 25. C 26. D
二. 填空题。
27. （1） （2）
28. 铁锈溶解，溶液由无色变为浅黄色，气泡
29. （1）；铁粉与盐酸反应，而铜粉不与盐酸反应，过滤后可分离；用磁铁吸引铁粉跟铜粉分开。
而方案（2）中，Fe能置换出中的Cu，生成的Cu会附在Fe的表面，不能使Fe反应充分，因此，Cu中易含有Fe。
30. （1） （2）② ③
三. 实验题。
31. a. A：铁架台，B：试管 b. 赶尽试管内的空气 c. 有生成
（6）实验所得C、O元素质量比与中C、O元素的质量比不相符合，因为中C、O元素的质量比不是0.48∶0.96，即1∶2，而是3∶8。
四. 计算题。
32. 1900t
课题2 金属的化学性质课题3 金属资源的利用和保护
一. 选择题
1. B 2. B 3. B 4. C 5. D 6. C 7. D 8. B 9. D 10. A 11. B 12. B 13. A
14. D 15. C 16. B 17. C 18. BD
二. 填空题
19. 有金属光泽 不透明 导电 导热 延展 导电性 导热性 熔点 密度 硬度
20. 铁、铝、铜 铝、铁 钨、汞 汞、钨
21. 钛（钛合金）、钛和镍 22. 大 大 低 23. 90余 几千 多种 合金
24. （1）质软（2）密度比水小（3）熔点低（4）银白色金属 （5）跟水反应（生成碱），放热，空气，水
25. （1） （2）汞原子间的间隔受热时增大
26. （1）火箭、飞机、轮船等制造业 （2）做铝导线 （3）做炊具 （4）铝箔广泛用于包装香烟、糖果
（5）制造石油和天然气管道 （6）做涂料，以保护铁制品不被腐蚀，而且美观
（7）制造太阳灶反射镜 （8）做大型建筑室内的天花板
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