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专题四金属和金属材料课程标准解读高频考点内容解读主要考查方式命题趋势金属材料了解常见金属的物理性质，知道物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但同时还需考虑如：价格，资源以及废料是否易于回收等因素选择、填空★★认识在金属中加热熔合某些金属或非金属可以制得合金，知道生铁和钢等重要合金，以及合金比纯金属具有更广泛的用途选择、填空★金属的化学性质知道铁、铝、铜等常见金属与氧气的反应；初步认识常见金属与盐酸、硫酸的置换反应，以及与盐溶液的置换反应选择、填空、实验探究题★★金属活动性顺序表及其应用能用金属活动性顺序对有关的置换反应进行简单的判断，并能利用金属活动性顺序解释一些与日常生活有关的化学问题填空、选择、实验★★★金属的冶炼知道一些常见金属(如铁、铝、铜等)的矿石，了解从铁矿石中将铁还原出来的方法填空、选择、实验探究题★★金属的锈蚀和防护了解金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的简单方法；知道废旧金属对环境的污染，认识回收利用废旧金属和金属资源保护的重要性选择、填空★★核心要点突破知识要点金属材料【技法点拨】判断合金应抓住四点①合金中一定含有金属，且各元素都以单质形式存在；②合金一定是混合物；③合金一定有金属特性；④金属氧化物是纯净物，不是合金。1．金属与氧气的反应(写化学方程式)金属的化学性质2.金属与酸的反应(写化学方程式)3．金属与盐溶液反应一些金属可与某些盐溶液反应生成盐和金属。如(1)铁与硫酸铜溶液：_________________________。(2)铜与硝酸银溶液：______________________________。(3)铝与硫酸铜溶液：______________________________。Fe＋CuSO4===FeSO4＋CuCu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag2Al＋3CuSO4===Al2(SO4)3＋3Cu4．金属的活动性顺序(1)金属活动性强弱的顺序为：_________________________________________________________________；(2)应用①在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，它的活动性越强；②位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢；③位于前面的金属能把位于其后面的金属从它们的盐溶液里置换出来。K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au【方法指导】巧记金属与酸、与盐溶液反应的两个条件1．金属与酸反应的条件：氢前金属能置氢，氢后金属则不行；2．金属与盐溶液反应的条件：前金换后金，盐须溶于水。1．一氧化碳还原氧化铁实验金属资源的利用和保护2．工业炼铁原理：_______________________________________________原料：铁矿石、焦炭、石灰石和空气设备：_____在高温条件下，利用CO从铁的氧化物中将铁还原出来高炉【警示】原料中焦炭的主要作用是：提供热量和还原剂CO；石灰石的主要作用是：造渣，除去铁矿石中的SiO2。工业炼铁的产物是生铁而不是纯铁。3．金属资源的保护金属资源保护锈蚀与防护锈蚀条件：____________________________防锈原理：_____________防锈措施（1）保持铁制品表面_________（2）表面涂_______（3）改变铁的组成结构保护途径（1）_____________（2）_________________（3）合理开采矿物与空气中的氧气和水蒸气反应隔绝空气或水洁净干燥保护膜防止金属锈蚀回收利用废旧金属【温馨提示】证明CO还原铁矿石的产物中含有铁粉的方法1．物理方法：用磁铁吸引。2．化学方法：取少量产物加入装有稀盐酸或稀硫酸的试管中，有气泡产生则是铁粉。易错点一铜能把银从氯化银中置换出来剖析：只有排在前面的金属才能把排在后面的金属从其化合物的溶液中置换出来，而氯化银不溶于水，故铜不能把银从氯化银中置换出来。易错防范易错点三认为下列化学方程式正确易错点二高炉炼铁的反应原理属于置换反应剖析：高炉炼铁的反应原理是：3CO＋Fe2O3=====高温2Fe＋3CO2；因反应物都是化合物，不属于置换反应。4Fe＋3O2=====点燃2Fe2O32Fe＋6HCl===2FeCl3＋3H2↑2Fe＋3CuSO4===Fe2(SO4)3＋3CuAl＋2HCl===AlCl2＋H2↑剖析：书写化学方程式要以客观事实为基础，对反应的生成物要依据实验事实准确记忆，常温下铁在干燥的空气中比较稳定，在氧气中点燃生成物为Fe3O4，而不是Fe2O3；铁元素有＋2价和＋3价，铁在与酸或盐溶液发生置换反应时应生成＋2价的亚铁离子。书写化合物化学式时，要根据化合价的规则来书写，如Al为＋3价，Cl为—1价，形成的化合物应写做AlCl3。易错点四金属与盐溶液或者酸溶液反应后滤液和滤渣成分的判断剖析：先将溶液中所涉及的金属和加入的金属按金属活动性由强到弱排列，排在单质金属前面的金属离子不能被置换，所以溶液中一定存在这些离子；越不活泼的金属会优先被置换出来，所以滤渣中有不活泼的金属单质，至于有几种还要看加入的金属的质量：若加入的金属单质过量，则滤渣中有该金属单质以及排在它后面的所有金属的单质，滤液中则有排在它前面的金属离子及其本身的离子。如加入的金属单质不足，则排在它后面的金属也不能被全部置换出来，越不活泼的金属先被置换出来，滤渣就只有被置换的金属，滤液中就会包括排在单质金属前面金属离子及加入的金属的离子和没有被置换的不活泼的金属离子。【突破指南】验证金属活动性顺序的方法1．通过金属与O2反应的难易程度进行判断，越活泼的金属越易与O2反应，越易锈蚀。2．通过金属能否与稀硫酸或稀盐酸反应以及与酸反应的速率进行判断，越活泼的金属与酸反应速率越快。3．通过金属与盐溶液的反应情况进行判断；若金属A能把金属B从其盐溶液中置换出来，则该金属A的活动性比金属B强。根据实验事实判断金属活动性的强弱【典例1】(2014·江苏盐城，13，2分)现有X、Y、Z三种金属，已知：①X＋YCl2===XCl2＋Y，②把Y、Z两种金属分别放入稀硫酸中，只有Y和稀硫酸反应。这三种金属的活动性由强到弱的顺序是()A．XZYB．ZYXC．YZXD．XYZ解析在金属的活动性顺序表中，排在前面的金属可以把排在后面的金属从它的化含物溶液中置换出来。X＋YCl2＝XCl2＋Y，说明X的金属活动性大于Y；把Y、Z两种金属分别放入稀硫酸中，只有Y和稀硫酸反应，说明Y的活动性位于H前，而Z位于H后。所以X、Y、Z的金属性顺序是：X＞Y＞H＞Z。答案D【即时小练1】如图所示是X、Y、Z三种金属在容器中的反应现象，下列说法正确的是()A．X、Y、Z三种金属均发生了置换反应B．三种金属的活动性顺序是X＞Y＞ZC．若Z能从金属Y的盐溶液里置换出Y，则三种金属的活动性顺序是X＞Z＞YD．若X为金属镁，则Z可能是铁解析图示中只有金属X表面有气泡，说明在硫酸溶液中，金属Y、Z没发生置换反应；无法判断Y、Z活动性的大小，A、B错误；若金属Z能从金属Y的盐溶液里置换出金属Y，就可以说明Y的活动性比Z弱，所以三种金属活动性由强到弱为X、Z、Y，C正确；铁能与稀硫酸反应放出氢气，而Z金属不能与酸发生反应，所以Z不可能是铁，D错误。答案C【突破指南】金属与酸反应图象题的解题技巧对于金属与酸反应的图象题，错误率较高的原因是不识图。突破本类试题应抓住两点：一是开始阶段产生氢气的速率。此点反应在坐标图中的倾斜线上，倾斜线的角度越大，表示金属与酸反应的速率越快；影响金属与酸反应速率的因素主要是金属的活动性，金属活动性越强，产生氢气的速率越快。有关金属与酸反应的图象题二是反应结束时得到氢气的质量。此点反应在坐标图中的水平线上，水平线越高，说明反应后生成的氢气越多；常用五种金属等质量与酸完全反应生成H2的质量由多到少为：Al＞Mg＞Na＞Fe＞Zn。【典例2】(2014·广西南宁，17，2分)将等质量的镁和铁分别放入等质量、相同质量分数的稀盐酸中，产生氢气的质量与反应时间的关系如图所示，下列说法错误的是()A．反应结束后镁一定有剩余B．反应消耗盐酸的总质量一定相等C．0～t1时段，产生氢气的质量镁比铁大D．0～t2时段，参加反应的镁的质量与铁相等解析如图最终生成的氢气质量相等，则消耗的盐酸质量相等。而反应中生成氢气质量相等，则Mg需要的质量少、Fe需要的质量多，已知“等质量的镁粉和铁粉”，因此铁可能正好反应，而镁有剩余，故A、B正确；0～t1时段，产生氢气的质量曲线镁在铁的上方，即镁的比铁的多，C正确；0～t2时段产生的氢气相等，而反应中生成氢气质量相等，则Mg需要的质量少、Fe需要的质量多，D错误。答案D【即时小练2】(2013·广东，13，2分)一定质量的锌、铁分别和等量的盐酸反应，产生氢气质量与时间的关系如右图所示，下列说法不正确的是()A．t1时，产生氢气的质量锌比铁大B．t1时，产生氢气的速率锌比铁大C．t2时，参加反应锌的质量与铁相同D．t2时，锌、铁消耗的盐酸质量相同解析t2min时，两金属与盐酸反应产生氢气质量相等，因此消耗盐酸质量相等，锌的相对原子质量为65，铁的相对原子质量为56，消耗等量盐酸消耗锌的质量大，C错误。答案C【突破指南】探究三种金属的活动性顺序的方法判断三种金属的活动性顺序，一般采用“取中”原则；具体的步骤为：1．将要验证的金属按活动性顺序排列。2．选择三种金属中活动性居于中间的金属单质，两头的金属用其可溶性盐溶液。选择试剂验证金属的活动性顺序3．选择中间金属，将中间金属放入两头金属的盐溶液中。如验证Mg、Fe、Cu的活动性顺序，选用的试剂为：Fe、CuCl2溶液、MgCl2溶液或Mg、Cu、FeCl2溶液。可简记为“两金夹一盐”或“两盐夹一金”。【典例3】★(2014·广东广州，13，2分)用置换反应验证铁的金属活动性比铜强，下列各组药品能达到目的的是()A．Ag、FeSO4、CuSO4B．Fe、Cu、H2SO4C．Fe、Cu、ZnSO4D．Fe、Cu、KOH解析A项，将银加入硫酸亚铁和硫酸铜溶液中，均没有现象，说明银位于铁和铜的后面，但是不能证明铁和铜的活动性强弱；B项，将铁、铜加入硫酸溶液中，铁反应有气泡冒出，铜不反应，无现象，说明铜位于氢的后面，铁位于氢的前面；能证明铁和铜的活动性强弱；C项，将铁和铜加入硫酸锌溶液中，均没有现象，说明铜、铁位于锌的后面，不能证明铁和铜的活动性强弱；D项，将铁和铜放入氢氧化钾溶液中，均无现象，不能证明铁和铜的活动性强弱。答案B【即时小练3】小明设计实验探究铁、铜、银三种金属的活动性顺序，他设计了四个实验方案，分别选择的试剂是：①铜、银、硫酸亚铁溶液；②铁、银、硫酸铜溶液；③银、硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液；④铜、硫酸亚铁溶液、硝酸银溶液。上述四个方案所选试剂正确的是()A．②④B．①②③C．①②③④D．②③解析①中铜和银都不能跟硫酸亚铁溶液反应，不能判断铜和银的活动性顺序；②中铁可以和硫酸铜溶液反应，而银不能和硫酸铜溶液反应，由此可以判断这三种金属的活动性顺序为Fe＞Cu＞Ag；③中银和硫酸亚铁溶液及硫酸铜溶液都不能反应，无法判断铁和铜的活动性强弱；④中铜可以和硝酸银溶液反应，但是不能和硫酸亚铁溶液反应，由此可以判断出这三种金属的活动性顺序。答案A批改实录：满分答案：(1)甲铁与水和氧气共同作用(2)除去水中溶解的氧气，使铁不能与氧气接触(3)Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O解题流程：→关键1：铁生锈的条件是：与氧气接触，有水参加关键2：刚煮沸过的蒸馏水中没有氧气→铁制品生锈→符合生锈条件→考点：金属锈蚀的条件及防护→1.甲中铁钉与空气和水共同接触，乙中没有水，丙中没有氧气2.“刚煮沸并迅速冷却的蒸馏水”没有氧气，不能生锈规律总结：金属制品的防锈原理和方法1．防锈原理：铁制品锈蚀是因为铁与空气中的水和氧气共同作用的结果，因此防止铁