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40满分晋级漫画释义了解常见金属在生活中的用途常见金属的性质金属综合应用暑期班第九讲秋季班第十二讲秋季班第十三讲12金属金属材料在人类活动中已得到越来越广泛的应用。日常生活中常用的金属材料可分为纯金属和合金两大类。其中纯金属有90多种，合金有几千种。一、纯金属1.分类①从表面颜色分黑色金属：Fe、Cr、Mn有色金属：除Fe、Cr、Mn外的金属，如铝、镁、钾、钠、钙、铜、锌、锡、钴、金、银、铂②从密度分轻金属：（密度小于4.5g/cm3，如K、Ca、Na、Mg、Al等）重金属：（密度大于4.5g/cm3，如Fe、Cu、Sn、Pb等）③从含量分知识互联网思路导航知识点一金属材料图12-1生活中常见的金属制品42常见金属：如Fe、Al、Cu等稀有金属:如Mo、Nb、Zr等2.金属的共性（1）大多数是银白色固体（汞除外），有金属光泽。少数金属有颜色：如金为金黄色，铜为紫红色。（2）有延展性，可拉成细丝，压成薄片。（3）能导电，可以用作电线、电缆。（4）能导热，可用于制造铁锅、铜火锅等。3.金属的特性（1）熔点最高：钨W（3410℃）；熔点最低：汞Hg（-39℃）。（2）密度最大：锇Os（22.45g/cm3）；密度最小：锂Li（0.53g/cm3）。（3）硬度最大：铬Cr；硬度最小：铯Cs。（4）延展性最好：金Au，可制成万分之一毫米的金箔，铝、锡都是常见的延展性很好的金属。（5）导电导热性最好：银Ag，铜Cu次之，铝Al第三。（6）导磁性：部分金属可以被磁铁吸引，表现出导磁性，如铁、钴、镍等4.几种常见金属的物理性质和特性二、合金合金是由两种或两种以上金属（或金属与非金属）熔合而成的具有金属特性的物质，属于混合物。如钢铁、铝合金等，一般合金都是为了改良金属的某些性质。1.常见合金（1）铁合金生铁和钢是铁的合金的主要存在形式。钢铁是铁和C、S、Mn、P、以及少量其他元素所组成的合金，称为碳铁合金。钢和生铁的区别主要是含碳量不同。钢的含碳量（0.03%～2%），生铁的含碳量（2%～4.3%）。当然它们还含有一些其他成分，生铁中含有硅、锰等，如果钢含有一定比例的铬、镍，就是“不锈钢”。（2）钛合金性质：优异的耐腐蚀性，对海水、空气和若干腐蚀介质都很稳定，可塑性能好，强度大，密度小，又称为亲生物金属。用途：喷气式发动机、人造卫星外壳、火箭壳体、人造骨、海水淡化设备等（3）铝合金铝合金特点：密度小、强度高。如防锈铝合金、硬铝合金、高强度铝合金等铝铜铁物理性质银白色金属光泽，具有良好的导电、导热和延展性，密度是2.7g/cm3，熔点660℃，沸点2200℃紫红色金属光泽，具有良好的导电、导电、导热和延展性，密度是8.9g/cm3，熔点1083℃，沸点2595℃有光泽的银白色金属，质软而有延展性，密度是7.8g/cm3熔点为1535℃，沸点3000℃特性在空气中能形成致密的氧化物薄膜在潮湿空气中表面能形成铜绿有很强的导磁性，并有良好的可塑性和导热性图12-2钢材（4）铜合金工业上广泛使用的有黄铜（铜锌合金）、青铜（铜锡合金）和白铜（铜镍合金）等2.合金的特性：（1）合金的熔点一般比它的各成分金属的熔点都低。（2）合金的硬度一般比它的各成分金属的硬度都大。（3）合金的抗腐蚀性一般比它的各成分金属都好。【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【答案】B【例2】(2013海淀期末)铜丝常用于制作电线，是因为铜具有（）A.导热性B.导电性C.密度较大D.抗腐蚀性【答案】B【例3】①化学行业中把材料分为：金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料等．金属材料在现实生活中有极为重要的作用．下列金属材料的运用与金属所具有的性质不一致的是（）A.制造白炽灯灯丝--熔点高B.制造飞机--坚硬而质轻C.制造保险丝--硬度大D.制造装化工原料的容器--耐腐蚀【答案】C②工业中常将两种金属在同一容器中加热使其熔化，冷却后得到具有金属特性的熔合物——合金。根据下表所列金属的熔点和沸点的数据（其他条件均与满足），判断不能制得的合金是（）A.K—Na合金B.K—Fe合金C.Na—Al合金D.Fe—Cu合金金属NaKAlCuFe熔点（℃）97.863.666010831535沸点（℃）883774220025952750【答案】B例题精讲知识点二金属的化学性质44一、金属与氧气反应1.缓慢氧化铁在潮湿的空气中会发生缓慢氧化，观察右图：【提出问题】在右图中的三根钉子，哪根钉子最容易生锈，哪根钉子最难生锈？【进行实验】①取三支相同的试管。②向Ⅰ号试管中放一根铁钉注入少量蒸馏水，不要浸没铁钉，使铁钉与空气和水接触。向Ⅱ号试管中放一根铁钉，注入刚煮沸过的蒸馏水至浸没铁钉，水面上注入一层植物油，铁钉只与水接触。第Ⅲ号试管用酒精灯烘干后放入一根铁钉，用橡皮塞塞紧试管口，使铁钉只与干燥的空气接触。③比较三个铁钉生锈的速度。【结论】Ⅰ号试管中的钉子最容易生锈。【反思】铁生锈的因素：氧气、水、铁三个缺一不可，其他多数金属生锈也需要相似的条件。如何防止金属生锈？①保持金属制品表面洁净干燥。②非金属涂层用非金属物质如油漆、塑料、搪瓷、矿物质油脂等涂覆在金属表面形成保护层。③金属保护层，在金属表面镀上金属保护层。如镀锡、镀锌、镀铬等；白铁皮镀锌，马口铁镀锡，钢圈镀铬、镍。④金属的氧化处理，在钢铁制品表面形成氧化膜，如枪套上形成四氧化三铁、烤蓝。⑤根据不同用途，选择不同的材料组成耐蚀合金，或在金属中添加合金元素，提高其耐腐蚀性，如在钢中加入镍制成不锈钢。如何保护金属资源？①回收废旧金属②有计划、合理开发利用金属资源。③防止金属的腐蚀④开发新材料替代金属2.剧烈氧化镁与氧气反应：2Mg＋O2点燃2MgO铜与氧气反应：2Cu＋O2△2CuO铁与氧气反应：3Fe＋2O2点燃Fe3O4铝与氧气反应：4Al＋3O2点燃2Al2O3金、银不与氧气反应，即使在高温条件下也不发生反应。二、金属的活动顺序1.金属与酸反应金属与酸的现象与稀盐酸反应与稀硫酸反应思路导航镁剧烈反应，镁逐渐溶解，产生大量气泡，试管壁发热，生成一种燃烧产生淡蓝色火焰的气体Mg+2HCl＝MgCl2+H2↑Mg+H2SO4＝MgSO4+H2↑铝反应较剧烈，铝逐渐溶解，产生大量气泡，试管壁发热，生成一种燃烧产生淡蓝色火焰的气体2Al＋6HCl2AlCl3＋3H2↑2Al＋3H2SO4Al2(SO4)3＋3H2↑锌反应比较剧烈，锌逐渐溶解，产生大量气泡，生成一种燃烧产生淡蓝色火焰的气体Zn+2HCl＝ZnCl2+H2↑Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑铁反应缓慢，铁逐渐溶解，有气泡生成，溶液由无色逐渐变为浅绿色，生成一种燃烧产生淡蓝色火焰的气体Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑Fe+H2SO4＝FeSO4+H2↑铜不反应金属和酸的反应的某些问题①反应条件：a金属必须是氢前金属b与金属反应产生氢气的酸在初中阶段只需要记住稀盐酸和稀硫酸即可。②反应快慢：金属Mg、Al、Zn、Fe分别与酸溶液反应，产生氢气快慢与以下因素有关：a金属的状态：其他条件相同时，粉末状金属比块状金属反应速率更快。b酸的浓度：其他条件相同时，金属和浓度较大的酸的反应速率更快。c反应温度：其他条件相同时，金属和酸在较高的温度下反应速率更快。d金属活动顺序：其他条件相同时（相同的金属状态、酸浓度和温度），金属活动性强的金属和酸反应的速率更快。③反应多少：规律总结：我们常遇到的是Mg、Al、Zn、Fe四种金属与酸的反应a当酸是足量的情况下：m（H2）=×m（金属）因此，产生氢气由多到少的顺序：Al＞Mg＞Fe＞Znb四种金属分别和等质量、等浓度的酸充分反应金属均有剩余，生成的氢气一样多。2.金属和化合物溶液的反应金属活动顺序中，排在前面的金属能够把排在后面的金属从它的化合物溶液中置换出来。实验操作现象化学反应方程式铁钉浸入硫酸铜溶液中铁钉表面覆盖一层紫红色物质，溶液Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4金属反应后的化合价金属的相对原子质量46图12-4铝与硫酸铜溶液的反应图12-5铜与硝酸银溶液的反应①反应条件：a必须是金属活动顺序在前面的金属置换出金属活动顺序在后面的金属。b与金属反应的必须是金属化合物溶液。②反应结论当一种金属和两种或两种以上的化合物溶液发生置换反应时：a活动性最强金属单质最先置换活动性最弱金属的化合物溶液。b反应后得到的化合物溶液与金属单质能共存（相互之间不发生反应）。通过以上实验可得出：KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAgPtAu金属活动性由强逐渐减弱①在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，它的活动性就越强②在金属活动性顺序里，只有排在氢前面的金属才能和稀盐酸或稀硫酸反应产生氢气。氢后的金属与稀盐酸或稀硫酸不能反应产生氢气。③在金属活动性顺序里，排在前面的金属能把排在后面的金属从其化合物的溶液中置换出来。置换反应：由一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应。金属生锈【例4】(2012广西中考)铁是生产和生活中使用最多的金属材料，下列关于铁的叙述不正确的是（）A.铁生锈时生成四氧化三铁B.表面涂漆以防止铁生锈由蓝色逐渐变为浅绿色铝丝浸入硫酸亚铁溶液中溶液颜色由浅绿色逐渐变为无色2Al+3FeSO4＝Al2(SO4)3+Fe铜丝浸入硝酸银溶液中浸入溶液中的铜丝表面覆盖一层银色的物质，溶液由无色逐渐变为蓝色Cu+2AgNO3＝Cu(NO3)2+2Ag例题精讲C.铁制品应放置于干燥的环境中D.用干抹布擦干铁器表面的水可以防止铁生锈【答案】A【例5】某同学设计了右图所示的装置探究铁锈蚀的条件．a管中装入少量煮沸的蒸馏水，b管中是干燥的空气．调节L端与R端的液面高度一致，塞紧木塞．一段时间后观察．下列推断错误的是（）A.只有a管中的铁钉会锈蚀B.L端与R端的液面高度仍然保持一致C.该实验说明铁的锈蚀与空气和水有关D.常温下b管中的铁钉很难锈蚀【答案】B金属活动性【例6】为验证Mg、Cu、Ag三种金属的活动性强弱，某化学兴趣小组设计了下图所示的四个实验，其中不必进行的实验是（已知：金属的大小形状相同，稀盐酸为等质量等浓度）（）【答案】C【例7】为比较4种金属X、Y、Z、W的金属活动性顺序，小刚进行了一系列实验，结果如下表所示。其中能反应的记为“√”，不能反应的记为“—”，无标记的表示未做该实验。则它们的金属活动性顺序为()参加反应的物质XYZWW(NO3)2溶液—√—ZNO3溶液√√稀盐酸—√—√A.Y＞W＞X＞ZB.Y＞W＞Z＞XC.Y＞X＞W＞ZD.X＞Y＞W＞Z【答案】A【例8】（2012临沂中考）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。上述四个方案正确的是（）A.②④B.②③C.①②③④D.②③【答案】A【例9】（2012海淀期末）小琴同学设计如下图所示的A、B两个实验。她事先除去了金属片表面的氧化物或污物。CuAgNO3溶液Ag稀HClCu稀HClMg稀HClABCD48（1）A实验中，为了比较锌、铜的金属活动性强弱，将锌片和铜片同时插入过量的．．．稀硫酸中，所发生反应的化学方程式为。（2）B实验中，为了验证锌、铜、银三种金属活动性强弱，两种金属片分别是和，烧杯内盛放的溶液是过量的．．．溶液。（3）为了验证锌、铁的金属活动性强弱，小琴同学将锌片和铁片同时插入A实验后的剩余溶液中，而没有插入B实验后的剩余溶液中，其原因是。【答案】（1）Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑（2）锌片（或Zn）和银片（或Ag）CuSO4[或Cu(NO3)2或CuCl2溶液或用名称表达]（3）将锌片、铁片放入A中，与实验后剩余溶液中过量的硫酸反应，锌片放出气泡速度比铁片快，得出锌比铁活泼；若将锌片、铁片放入B中，与实验后剩余溶液中过量的硫酸铜都反应，锌铁表面都．生成红色固体（或锌铁的现象都相同），且无法判断铁是否与硫酸锌反应，所以不能比