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第八单元金属和金属材料考点一:金属材料金属材料包括纯金属以及它们的合金。1.金属的物理性质:(1)共性:常温下,大多数金属都是固体,有金属光泽、有优良的_____性、_____性和_____性。导电导热延展(2)特性。①颜色:铁、铝等大多数金属为银白色,而铜呈_____色,金呈___色。②状态:常温下大多数金属为固体,而___为液体。紫红黄汞2.合金:(1)概念:在金属中加热熔合某些_____或_______,制得的具有_________的物质。合金属于_____物。(2)性质特征:硬度比成分金属___,熔点比成分金属___。(3)铁合金:生铁和钢是铁的两种合金,生铁的含碳量为_________,钢的含碳量为__________。金属非金属金属特征混合大低2%～4.3%0.03%～2%【特别提醒】合金中一定有金属存在,但不一定都是由金属与金属熔合而成,还可能是金属与非金属熔合而成,熔合过程没有新物质生成,属于物理变化。考点二:金属的化学性质1.与氧气反应:(1)常温下,铝与氧气反应,其表面生成一层致密的_______薄膜,从而阻止铝进一步氧化。其反应的化学方程式为_________________。(2)铁、铜在高温时能与氧气反应。(3)“真金不怕火炼”说明金即使在_____时也不与氧气反应。氧化铝4Al+3O2====2Al2O3高温【思考】铝制品和金制品都耐腐蚀,其原理是否相同?提示:铝耐腐蚀是因为铝与氧气反应时,生成一层致密的氧化铝保护膜,金耐腐蚀是因为金的化学性质稳定,不与氧气反应。2.活泼金属与酸反应:(1)规律:金属+酸→________(2)反应发生的条件:排在金属活动顺序中_____的金属与_____发生反应。盐+氢气氢前稀酸(3)请写出锌、铁分别与盐酸、稀硫酸反应的化学方程式:Zn+2HCl====ZnCl2+H2↑Zn+H2SO4====ZnSO4+H2↑Fe+2HCl====FeCl2+H2↑Fe+H2SO4====FeSO4+H2↑3.与盐溶液反应:(1)规律:金属+盐→____________。(2)反应发生的条件。①必须是_________置换___________。(K、Ca、Na除外)②反应中的盐必须_______。(3)请写出铁与硫酸铜溶液、铜与硝酸银溶液反应的化学方程式:____________________、_________________________。新盐+新金属活泼金属不活泼金属溶于水Fe+CuSO4====FeSO4+CuCu+2AgNO3====Cu(NO3)2+2Ag【特别提醒】铁与酸或盐溶液反应时,生成的化合物中铁元素为+2价,读作××亚铁,溶液呈浅绿色。考点三:金属活动性顺序1.金属活动性顺序:由强逐渐减弱2.重要应用:(1)判断金属的活动性强弱:金属的位置越靠前,它的活动性_____。(2)判断金属与酸是否发生反应:排在___前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸里的___。(3)判断金属与盐溶液是否发生反应:位于___________能把位于___________从它们的盐溶液里置换出来。越强氢氢前面的金属后面的金属考点四:置换反应1.定义:由一种_____和一种_______反应,生成另一种_____和另一种_______的反应。2.形式:A+BC====B+AC单质化合物单质化合物考点五:金属资源的利用和保护1.铁的冶炼:(1)原料:铁矿石、焦炭、石灰石和空气。(2)原理(以氧化铁为例):______________________。高温====3CO+Fe2O32Fe+3CO2【特别提醒】工业上高炉炼得的是生铁,主要成分是铁,还含有C、P、S等杂质,与实验室生成的铁不同。2.金属资源保护:(1)金属的腐蚀和防护。①铁制品锈蚀的条件:与空气中的_____、_______接触。②防止锈蚀的方法:保持铁制品的洁净、干燥,常采用___________、_________以及_________________等方法。氧气水蒸气覆盖保护膜制成合金改变金属内部结构(2)金属资源的保护措施。①防止金属的腐蚀。②金属的回收利用。③有计划、合理地开采矿物质。④寻找金属的代用品。考点一:理解金属的化学性质需注意的问题1.金属与氧气的反应:(1)活动性强的钾、钙、钠、镁、铝等在常温下就能与氧气反应。(2)活动性较强的铁、铜在点燃或加热条件下能与氧气反应。(3)特别不活泼的金即使在高温下也不与氧气反应。2.金属与酸的反应:(1)金属与酸反应的难易和剧烈程度不同,也是由于金属的活动性顺序不同,金属越活泼,与酸反应越剧烈。(2)并不是所有的金属都能与稀酸发生置换反应,只有那些在金属活动性顺序表中排在氢前面的金属才能与稀酸发生置换反应,产生氢气。(3)这里所指的酸并不是所有的酸,主要是指盐酸和稀硫酸,而不包括浓硫酸和硝酸等氧化性强的酸,因为金属与硝酸、浓硫酸反应不能制得氢气。3.金属与盐溶液的反应:(1)金属与盐发生的置换反应在溶液中进行,不溶于水的盐一般不与金属反应,如AgCl不溶于水,Mg与AgCl不反应。(2)当两种或多种金属化合物在溶液中同时存在时,最不活泼的金属先从溶液中被置换出来。(3)当两种或多种金属与一种金属化合物溶液同时混合时,最活泼的金属先发生置换反应。考向1金属与氧气的反应【典例1】(2014·盐城中考)将镁粉和铝粉的混合物7.2g与足量的氧气充分反应,得到的氧化物质量可能为()A.10.6gB.12.0gC.13.0gD.13.6g【解析】选C。假设7.2g物质全是镁粉,根据2Mg+O22MgO,可以计算得到氧化镁12g;假设7.2g物质全是铝粉,根据4Al+3O22Al2O3,可以计算得到氧化铝13.6g。当两种金属混合后,生成氧化物的质量应当介于12～13.6g之间。【方法归纳】用极端假设法巧解化学题有关混合物的计算,用常规解法太繁琐或无法得到答案,而用极端假设法就使题变得简单起来。极端假设法就是从某个极限状态去考虑问题,并对其进行分析、判断、推理的一种方法。把研究的对象、过程、数据变化经过假设,推到理想的极限值,使问题简化,从而顺利得出正确结论,然后再回头来认识现实问题。考向2金属与酸的反应【典例2】(2015·广安中考)将相同状态的铁和镁分别与相同质量分数、足量的稀盐酸反应,产生氢气的质量与反应时间的关系如图所示,下列说法正确的是()A.铁和镁的质量相同B.甲是铁,乙是镁C.铁和镁完全反应所消耗的稀盐酸质量相同D.反应后溶液的质量均减少【关键提示】(1)生成的氢气质量相等,消耗镁的质量少,消耗铁的质量多;(2)生成的氢气质量相等,消耗的盐酸质量相等。(3)金属活动性越强,产生氢气的速率越快。【解析】选C。结合函数图象可以判断,两种金属完全反应生成氢气的质量相等,根据金属与氢气的质量关系可知铁的质量应大于镁的质量,A说法不正确;甲比乙的活动性强,所以甲是镁,乙是铁,B说法不正确;由图可知产生氢气质量相同,消耗稀盐酸质量相同,C说法正确;参加反应的金属的质量大于生成的氢气的质量,所以反应后溶液的质量均增加,D说法不正确。【方法归纳】金属与酸反应的图象分析(1)等质量金属与足量的酸反应。酸是足量的,说明金属完全反应,所以最终生成氢气的质量要依据金属的质量来计算。可用如图表示。此图反映出:①金属越活泼,图示反应物的曲线越陡,如Mg线比Zn线陡,Zn线比Fe线陡。②当金属在化合物中化合价相同时,金属的相对原子质量越小,与酸反应产生的氢气越多,曲线的拐点越高。可简单概括为:越陡越活,越高越小。(2)足量的金属与等量的酸反应。金属是足量的,说明酸完全反应,最终生成氢气的质量要依据酸的质量来计算,所以最终生成氢气的质量相等。可用下图表示。【备选习题】(2014·南宁中考)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.O～t1时段,产生氢气的质量镁比铁大D.O～t2时段,参加反应的镁的质量与铁相等【解析】选D。如题图最终生成氢气的质量相等,则消耗盐酸的质量相等,而反应中生成氢气的质量相等时,需要Mg的质量少、需要Fe的质量多,已知“等质量的镁和铁”,因此铁可能正好反应,而镁有剩余,故A说法正确;由题图可知生成氢气的质量是相等的,则参加反应的盐酸的质量也是相等的,故B说法正确;由题图可知,O～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,故C说法正确;O～t2时段产生氢气的质量相等,由反应中生成氢气质量相等时,需要Mg的质量少、需要Fe的质量多可知,D说法错误。考向3金属与盐溶液的反应【典例3】(2014·永州中考)锌与金属M的硫酸盐溶液反应的化学方程式为Zn+MSO4====ZnSO4+M,下列说法正确的是()A.金属M的活动性比Zn强B.金属M一定是CuC.该反应属于置换反应D.反应后溶液的质量一定减少【关键提示】(1)金属活动性顺序中前面金属置换后面金属;(2)置换反应的反应物与生成物都是一种单质与一种化合物;(3)比较参加反应的金属与置换出金属的质量关系可以确定溶液质量的大小。【解析】选C。从反应看出,锌能置换出M,所以活动性ZnM,M可能是铜,也可能是锌后面的某种金属;该反应是一种单质和一种化合物反应,生成另一种单质和另一种化合物,属于置换反应;溶液质量的大小,取决于M和Zn的相对原子质量的大小,由于M的相对原子质量不确定,所以反应后溶液质量的变化无法确定。【方法归纳】金属与酸或盐溶液反应后溶液质量的变化(1)金属与酸溶液反应:将溶液作为研究的对象,随着反应进行,金属元素不断进入溶液,使溶液质量变大;同时反应中产生氢气,使溶液质量减小;参加反应的金属质量大于产生的氢气质量,所以金属与酸溶液反应后,溶液质量变大。(2)金属与盐溶液反应:将溶液作为研究的对象,参加反应的金属使溶液质量增加,从溶液中置换出金属导致溶液质量变小,对比这两种金属质量就可以知道溶液质量的变化。如反应反应中相关的量反应前后固体质量对比溶液质量的变化铁与硫酸铜Fe+CuSO4====FeSO4+Cu5664m反应m生成变小铜与硝酸银Cu+2AgNO3====Cu(NO3)2+2Ag64216m反应m生成变小锌与硫酸铜Zn+CuSO4====ZnSO4+Cu6564m生成m反应变大考点二:金属活动性顺序1.判断金属活动性顺序的依据及方法:判断依据实验设计判断方法方案1金属能否与酸反应将金属放入相同浓度的酸溶液中能反应则金属位于金属活动性顺序中氢前;不能反应则位于氢后方案2金属与酸溶液反应速率的大小取相同质量的金属放入相同浓度的酸溶液中反应速率大的金属更活泼方案3金属与另一金属的盐溶液能否反应将金属放入另一种金属的盐溶液中若A能置换出B,则A的活动性比B的强;若不能置换,则B的活动性比A的强2.试剂的选择。若用三种试剂验证三种金属的活动性顺序,试剂的选用步骤为(1)将要验证的金属按活动性顺序排出。(2)若排在中间的金属选用单质,则两边的金属选用其盐溶液;若选用含排在中间的金属盐溶液,则两边的金属选用单质。考向1金属活动性顺序的判断【典例1】(2015·滨州中考)有X、Y、Z三种金属,把Y投入X(NO3)2溶液中,Y表面有X析出,若分别将X、Z投入稀硫酸中,X表面有气泡冒出,Z无变化,则X、Y、Z三种金属的活动性由强到弱的顺序是()A.ZYXB.YXZC.XYZD.XZY【解析】选B。根据金属Y能置换出金属X,可知金属活动性YX;根据X能与稀硫酸反应,而Z不能与稀硫酸反应,可知金属活动性XZ,所以三种金属的活动性顺序为YXZ。考向2金属活动性顺序的探究【典例2】(2014·莱芜中考)某同学设计了以下三个实验,要证明Cu、Zn、Ag的活动性顺序,必须要做的实验是()A.①②B.②③C.①③D.①②③【解析】选A。①可以确定铜的活泼性比银强;②可以确定锌的活泼性比铜强;③可以确定锌与酸能反应;综上必须做①②两个实验才能验证三种金