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九上第二章金属材料与金属的化学性质一、金属材料：含金属单质（90多种）和合金（几千种）1、金属的物理性质：（1）常温下一般为固态（汞为液态），有金属光泽。（2）大多数呈银白色（铜为紫红色，金为黄色）（3）有良好的导热性、导电性、延展性2、金属之最：（1）地壳中含量最多的金属元素（）（2）人体中含量最多的金属元素（）（3）目前世界年产量最多的金属（）（4）熔点最低的金属（）3、合金：由一种金属跟其他一种或几种金属（或金属与非金属）一起熔合而成的具有金属特性的混合物。★：一般说来，合金的熔点比各成分低，硬度比各成分大，抗腐蚀性能更好合金铁的合金铜合金焊锡钛和钛合金形状记忆金属生铁钢黄铜青铜:成分含碳量2%~4.3%含碳量0.03%~2%铜锌合金铜锡合金铅锡合金钛镍合金备注不锈钢：含铬、镍的钢具有抗腐蚀性能紫铜为纯铜熔点低注意：钛和钛合金：被认为是21世纪的重要金属材料，钛合金与人体有很好的“相容性”。因此可用来制造人造骨等。（1）熔点高、密度小优点（2）可塑性好、易于加工、机械性能好（3）抗腐蚀性能好注意：物质的组成影响其性质，性质决定其用途。注意节约、环保。二、金属的化学性质1、大多数金属可与氧气的反应（黄金不能：真金不怕火炼，用于区别真假黄金）大多数金属都能与氧气反应，但反应的难易和剧烈程度不同，越活泼的金属，越容易与氧气发生化学反应，反应越剧烈。请写出铁，铜，铝，镁与氧气反应的化学方程式2、金属+酸→盐+H2↑（置换反应，等价交换。铁只生成+2价）反应物反应现象反应速度反应方程式稀盐酸或稀镁镁剧烈反应，不断减少,产生大量气泡、放热、溶液变重很快Mg+2HCl==MgCl2+H2↑Mg+H2SO4==MgSO4+H2↑锌锌剧烈反应，不断减少,较快Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑硫酸产生大量气泡、放热Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑铁反应缓慢，有气泡生，溶液由无色变为浅绿色较慢Fe+2HCl==FeCl2+H2↑Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑铜不反应（因其排在H后）3、金属+盐→另一金属+另一盐（条件：“前换后，盐可溶”）Fe+CuSO4==Cu+FeSO4(“湿法冶金”原理)现象：铁钉表面有红色固体出现，溶液由蓝色变成浅绿色，溶液质量减轻三、常见金属活动性顺序：KCaNa；MgAlZn；FeSnPb（H）；CuHgAgPtAu金属活动性由强逐渐减弱在金属活动性顺序里：（１）金属的位置越靠前，它的活动性就越强（２）位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢（不可用浓硫酸、硝酸，因为他们具有强氧化性，与金属反应不能生成氢气，而生成水）（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）金属活动顺序的判断：依据能否反应及反应快慢推断（前换后，强换弱）实验设计：验证金属活泼性（选择药品）：以三种金属中活泼性位于中间的那一种的单质加另外两种的盐溶液（或相反）四、金属资源的保护和利用1.金属矿物（矿石）：①概念：工业上把能用来提炼金属的矿物叫做矿石。②常见的矿石：赤铁矿（Fe2O3）、黄铁矿（FeS2）、菱铁矿（FeCO3）、铝土矿（Al2O3）、黄铜矿（CuFeS2）、辉铜矿（Cu2S）。2、铁的冶炼（1）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。3CO+Fe2O3高温2Fe+3CO2注意：装置要求，（尾气处理，套气球或放一燃着的酒精灯）；操作步骤：先通气再加热（目的：防止CO与空气混合受热爆炸）停止加热后停气（目的：防止已生成铁又被氧化），袋装点燃掉尾气（目的：防止空气污染）实验现象：固体由红变黑、质量减轻（因失氧），石灰水变浑浊；尾气能燃烧产生蓝色火焰。（2）原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气常见的铁矿石有磁铁矿（主要成分是Fe3O4）、赤铁矿（主要成分是Fe2O3）注意：含S矿石易导致空气污染。焦炭作用：燃烧供热，产生高温，与CO2反应生成还原剂。空气：供氧2、铁的锈蚀（1）铁生锈的条件是：铁与O2、水接触（铁锈的主要成分：Fe2O3）铁生锈的主要条件是与空气和水蒸气直接接触。铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生复杂的化学反应，铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O。（铜生铜绿的条件：铜与O2、水、CO2接触。铜绿的化学式：Cu2(OH)2CO3）（2）防止铁制品生锈的措施：原理是隔绝空气或水,破坏生锈条件）防锈措施：防止铁制品生锈，一是保持铁制品表面的洁净和干燥，二是在铁制品表面涂上一层保护膜，防止铁与氧气和水的反应，例如：①刷一层油漆；②涂上一层机油；③电镀一层不易生锈的金属，如镀锌等；④经加工使金属表面生成一层致密的氧化膜，如烤蓝；⑤在金属表面覆盖搪瓷、塑料等。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、烤蓝等③制成不锈钢铁锈很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气反应，因此铁制品可以全部被锈蚀。因而铁锈应及时除去。而铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化，因此，铝具有很好的抗腐蚀性能。3、金属资源的保护和利用: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寻找金属的代用品意义：节约金属资源，减少环境污染五、知识考查点1．考查金属材料的判断、分类、特性和用途该类题型命题点有：（1）金属的分类。金属分为纯金属和合金两类。（2）金属的物理特性和用途。大多数金属具有光泽、易导电和导热、有延展性、熔点高、密度大、硬度大等。例1下列应用在高铁列车上的材料，不属于金属材料的是（）A．不锈钢B．玻璃C．铝合金D．铜线练习：1：利用新技术能将不锈钢加工成柔软的金属丝，用它和棉纤维一起编织成性能优良的劳保防护服，这是利用了不锈钢的（填序号）。A．耐腐蚀性B．延展性C．导热性D．导电性2、铝、铁、铜是人类广泛使用的三种金属，与我们生活息息相关。按人类开始使用这三种金属的先后排序为（用元素符号表示）3、人们大量使用的是合金而不是纯金属，这是因为合金具有更多优良性能，例如钢比纯铁硬度（填“大”或“小”）4、我国第四套人民币硬币从1999年开始发行，一元币为钢芯镀镍（Ni）,伍角币为钢芯镀铜合金，一角币为铝合金或不锈钢。（1）铸造以上硬币用到的材料都是（填“合成材料”或“金属材料”）。（2）选择铸造硬币的材料不需要考虑的因素是（填序号）。A.金属的导电性B.金属的耐腐蚀性C.金属的硬度D.金属价格与硬币面值的吻合度5．制作下列仪器时，要用到金属材料的是A．蒸发皿B．胶头滴管C．燃烧匙D．集气瓶6、金属材料包括纯金属以及它们的合金，黄铜(含铜和锌)、生铁都属于。2．考查金属的氧化与防护该类题型的命题点有：（1）大多数金属都能与氧气反应（金不能），其难易和剧烈程度与金属的活动顺序有关，金属越活泼越易与氧气反应。镁、铝常温时发生缓慢氧化，点燃时加快，铁、铜需要点燃或加热（2）铁、铜在潮湿的空气（氧气）里易生锈（加盐生锈更快），（即与水和氧气同时接触，铜生锈还有二氧化碳参加）例2将洁净光亮的铁钉在潮湿的棉花中比放在空气中更易生锈，主要原因是（）A．铁钉附近湿度增大，溶氧量增多B．隔绝了氧气C．温度更低D．更易与二氧化碳反应练习：1、为预防自行车生锈，下列做法中不合理的是（）A．车架表面喷涂油漆B．钢圈表面镀防护金属C．链条表面涂机油D．露天放置，日晒雨淋2．人类的生产、生活离不开金属。（1）地壳中含量最高的金属元素是。（2）在建筑工地露天放置的钢铁容易生锈，钢铁生锈实际是铁与空气中的发生化学反应，所以在钢铁表面涂油、刷漆等，能防止钢铁生锈。（3）生活中铝制器皿在空气不易腐蚀的原因是，该反应的方程式是反应类型是。3．考查金属与酸的置换反应该类型题命题点有：（1）金属的活动顺序。（2）金属（多数含杂质）与酸的有关计算。反应前后溶液质量的变化。例3把某稀硫酸分为等体积的两份，放入两个烧杯中，分别加入等质量的甲、乙两种金属，反应后金属都没有剩余。产生H2的质量随时间变化的趋势如图。下列说法正确的是（）A．甲的活动性比乙强B．甲的相对原子质量一定比乙小C．反应消耗等质量的硫酸D．反应消耗等质量的金属练习：1.现有等质量的X、Y两种金属，分别放入溶质质量分数相同的足量稀硫酸中，产生氢气的质量与反应时间的关系如右图所示（已知X、Y在生成物中化合价均为+2价）。则下列说法中不正．．确．的是（）A．生成氢气的质量：X﹥YB．相对原子质量：X﹥YC．金属活动性：Y﹥XD．消耗硫酸的质量：X﹥Y2．Wg铁与足量的稀硫酸充分反应产生ag氢气，Wg锌与足量的稀盐酸充分反应产生bg氢气，则a与b的关系是（）A．abB．abC．a=bD．无法比较4．考查金属与盐溶液的置换反应应用：判断金属活动性强弱。依据：1）反应快慢2）置换关系（强换弱或前换后）例4把金属X放入Cu(NO3)2溶液中，X表面有红色固体析出；若放入Mg(NO3)2溶液中，无明显现象。则X、Cu、Mg三种金属活动性由强到弱的顺序正确的是（）A．Mg、X、CuB．X、Mg、CuC．Mg、Cu、XD．Cu、X、Mg练习：1.下面四种金属中，有一种金属能与其余三种金属的盐溶液反应，则该金属是（）A.AgB.CuC.AlD.Zn2.有X、Y、Z三种金属，把它们投入稀盐酸中，只有Z表面有气泡冒出，把Y投入X的硝酸盐溶液中，Y表面有X析出，则X、Y、Z三种金属的活动性由强到弱的顺序是（）A.X＞Y＞ZB.Y＞X＞ZC.Z＞Y＞XD.Z＞X＞Y3.有甲、乙、丙、丁四种金属。只有甲在自然界主要以单质形式存在。丁盐的水溶液不能用乙制的容器盛放，但可用丙制的容器盛放。这四种金属的活动性由强到弱的顺序是（）A．甲乙丁丙B．丙丁乙甲C．丙乙丁甲D．乙丁丙甲4．金属R投入稀硫酸中，有气泡产生；镁条插入R的硫酸盐溶液中，有R析出，则R、Mg、Cu的金属活动性顺序是（）A．Mg＞R＞CuB．Cu＞R＞MgC．R＞Mg＞CuD．Mg＞Cu＞R设计实验验证金属活泼性（选择药品）：以三种金属中活泼性位于中间的那一种的单质加另外两种的盐溶液（或相反）练习：1、某同学为了验证镁、铁、铜的活动性顺序，他选择了打磨过的铁丝，你认为他还需要的另外两种溶液是____________溶液和______________溶液。请根据选定的试剂写出上述实验中发生反应的一个化学方程式_________________________________2、市场上有一种含铁粉的麦片，食用后在胃酸作用下将铁粉转化为人体可吸收的铁元素，反应的化学方程式为。这种麦片必须真空保存，原因是3、用下列试剂验证铜、铁、铝三种金属的活动性顺序，能达到目的的是（填序号）。A.硫酸铝溶液B.硫酸亚铁溶液C.硫酸铜溶液除杂：化学方法：转化成原物质法：除硫酸亚铁中的硫酸铜就可加入铁粉Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，溶解法：（除去合金中的活泼金属）（也可以用转化法）如除铜中少量铁就可加入足量盐酸后过滤Fe+2HCl==FeCl2+H2↑练习：除去铜锌合金中的锌可用方法是：对反应后所得物质的判断：依据：生成物、不参加反应的、过量的、催化剂一定有。两者能互相反应的不可能同时存在。练习：1、把铁粉和铜粉的混合物放入硝酸银溶液中，反应结束后有固体剩余。下列说法正确的是（填写字母序号）。A．剩余固体肯定含有银B．剩余固体肯定是银和铜C．反应后溶液中一定有Fe2+和Cu2+D．反应后溶液中可能含有Ag+和Cu2+2、某金属加工厂生产过程中的废液含有少量的硝酸银和硝酸铜，为回收利用资源和防止污染，该厂向废液中加入一定量的铁粉，反应停止后过滤，向所得固体中中加入少量的稀盐酸，无气泡产生，则下列有关说法中正确的是（）A．滤出的固体中一定含有银，可能含有铜、一定不含铁B．滤出的固体中一定含有银和铜，一定不含有铁C．滤液中一定含有硝酸亚铁，一定没有硝酸银D．滤液中一定含有有硝酸亚铁，可能含有硝酸银和硝酸铜5．考查金属的冶炼该类型题命题点有：1、金属越活泼，冶炼难度越大，在自然界中以化合物的形式存在，需冶炼还原。2、铁冶炼的主要反应