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第八单元金属和金属材料基础自主导学基础自主导学考点梳理自主测试一二三一、金属材料1.金属材料金属材料包括纯金属和它们的合金。2.金属的物理性质(1)大多数金属呈银白色,但铜呈紫红色,金呈黄色。(2)常温下大多为固体,但汞为液体。(3)具有良好的导电性、导热性、延展性,但不同金属的物理性质差异很大。3.金属的用途金属的性质在很大程度上决定了它们的用途,还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利,以及废料是否易回收和对环境的影响等多种因素。基础自主导学基础自主导学考点梳理自主测试一二三4.合金(1)定义:在金属中加热熔合金属或非金属所制得的具有金属特征的物质。如:生铁和钢是含碳量不同的两种铁合金,其中生铁的含碳量为2%~4.3%,钢的含碳量为0.03%~2%。(2)性质特征:合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高,某些合金抗腐蚀性更好,熔点比组成它们的纯金属的熔点低。基础自主导学基础自主导学考点梳理自主测试一二三二、金属的化学性质1.金属的化学性质(1)金属与氧气的反应。铝、镁、铁、铜分别与氧气反应(写化学方程式):①4Al+3O22Al2O3;②2Mg+O22MgO;③3Fe+2O2Fe3O4;④2Cu+O22CuO。(2)金属与酸溶液的反应。铁钉放入稀盐酸中,其反应现象为铁钉表面有气泡冒出,溶液由无色变为浅绿色,反应的化学方程式为Fe+2HClFeCl2+H2↑,反应后溶液质量增大。基础自主导学基础自主导学考点梳理自主测试一二三(3)金属与某些化合物(盐)溶液的反应。①铝丝浸入CuSO4溶液中,铝丝表面有红色物质生成,溶液由蓝色变为无色,反应的化学方程式为2Al+3CuSO43Cu+Al2(SO4)3,且反应后溶液质量减小。②铜丝浸入AgNO3溶液中,铜丝表面有银白色物质生成,溶液由无色变为蓝色,反应的化学方程式为Cu+2AgNO32Ag+Cu(NO3)2,且反应后溶液质量减小。金属的化学性质注意以下几方面: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;金属与酸反应制取氢气时,要排除使用浓、稀硝酸和浓硫酸;金属与盐溶液发生置换反应时,要考虑盐必须可溶,金属不可选用K、Ca、Na三种金属,必须是“前金”置换“后金”;铁单质在置换反应中都生成亚铁盐。基础自主导学基础自主导学考点梳理自主测试一二三2.金属活动性顺序及其应用(1)金属活动性顺序。(2)应用。①在金属活动性顺序中,金属的位置越靠前,它的活动性就越强。②在金属活动性顺序中,位于氢前面的金属能置换出酸中的氢。③在金属活动性顺序中,位于前面的金属一般能把后面的金属从它们的盐溶液里置换出来,但活动性极强的金属(如K、Ca、Na)除外。基础自主导学基础自主导学考点梳理自主测试一二三三、金属资源的利用和保护1.铁的冶炼(1)一氧化碳与氧化铁反应。现象:红棕色的氧化铁粉末逐渐变成黑色,同时澄清石灰水逐渐变浑浊,尾气燃烧产生蓝色火焰。原理:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2基础自主导学基础自主导学考点梳理自主测试一二三注意①实验前要先检查装置的气密性;②要先通一氧化碳后加热,以防一氧化碳与空气混合加热引起爆炸;③实验完毕后,先撤掉酒精灯,继续通一氧化碳至试管冷却,以防止空气进入将铁氧化;④尾气中的一氧化碳要点燃或用收集等方法处理。(2)铁的冶炼。原理:利用还原剂一氧化碳将铁从铁矿石中还原出来。设备:高炉。原料:铁矿石、焦炭、石灰石。过程:工业炼铁时,把铁矿石与焦炭、石灰石分别加入高炉,从下面通入热风,在炉内生成一氧化碳,把铁从铁矿石中还原出来。基础自主导学基础自主导学考点梳理自主测试一二三2.含杂质时有关化学方程式的计算对含有某些杂质的反应物或生成物进行有关化学方程式计算。不纯物质、纯物质和纯度之间的关系:(1)纯物质的质量=不纯物质的质量×纯度;(2)不纯物质的质量=纯物质的质量÷纯度;(3)纯度=纯物质的质量不纯物质的质量×100%。3.铁的锈蚀与保护(1)铁的锈蚀。①实质:与氧气、水蒸气发生的缓慢氧化作用。②条件:氧气、水共同存在,缺一不可。(2)防止铁生锈的方法。原理:使铁制品隔绝空气或水。基础自主导学基础自主导学考点梳理自主测试一二三(3)钢铁防锈措施。①保持铁制品的清洁和干燥。②在铁制品表面增加保护膜,如刷油漆、涂油、电镀、烤蓝等。③改变铁制品的结构,制成合金钢,如不锈钢等。(4)生锈速度的影响因素。①铁锈疏松多孔、易吸水,若生锈后的铁不及时清除铁锈,被锈蚀的速度将会加快。②钢铁的纯度、环境温度和酸碱性等是影响钢铁生锈速度的重要因素。4.保护金属资源的有效途径(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。基础自主导学基础自主导学考点梳理自主测试1234567891.下列四组物质中,会发生化学反应的是()A.铜和稀硫酸B.铁和硫酸铜溶液C.烧碱溶液和氯化钾溶液D.氧化铜和水解析：在金属活动性顺序中,铜排在氢之后,因此铜与稀硫酸不发生置换反应,铁排在铜之前,因此铁能与硫酸铜发生置换反应;氢氧化钠与氯化钾反应后没有气体、沉淀或水生成,故不能发生复分解反应,氧化铜与水不反应。答案：B基础自主导学基础自主导学考点梳理自主测试1234567892.金属材料在人类活动中已得到越来越广泛的应用。下列性质属于金属共性的是()A.硬度很大、熔点很高B.是银白色的固体C.易与酸反应产生氢气D.能够导电、导热解析：一些金属的硬度很小,熔点较低,如钠等,A项错误;一些金属的颜色不是银白色的,如铜是紫红色的,B项错误;铜不能和稀盐酸反应,C项错误;金属都有良好的导电性、导热性,D项正确。答案：D基础自主导学基础自主导学考点梳理自主测试1234567893.下列关于合金的说法正确的是()A.合金是化合物B.多数合金的熔点高于组成它的成分金属的熔点C.合金的硬度一般比各成分金属的硬度大D.合金只能由金属与金属熔合而成解析：合金中各成分都是以单质形式存在的,因此合金是混合物,A项错误;合金的熔点比组成它的各成分金属的熔点都低,B项错误;合金的硬度比组成它的各成分金属的硬度都大,是合金具有的重要性质,C项正确;合金也可以是金属与非金属熔合而成的,比如生铁就是铁碳合金,D项错误。答案：C基础自主导学基础自主导学考点梳理自主测试1234567894.右图是一氧化碳还原氧化铁的部分实验装置,关于该实验说法中正确的是()A.充分反应后,向固体中加稀盐酸会产生气泡B.在实验过程中,黑色的粉末会逐渐变成红色D.在实验过程中,产生的尾气可以直接排放到空气中答案：AC.该实验的反应原理为FeO+COFe+CO2基础自主导学基础自主导学考点梳理自主测试1234567895.金属材料在我们的生活中有着广泛的应用,下列关于金属物品的使用正确的是()A.铝合金门窗变旧变暗后用砂纸或钢丝球打磨B.铁桶中加入硫酸铜溶液和石灰乳配制杀菌剂波尔多液C.铝壶内的水垢用热的稀盐酸长时间浸泡D.校内用钢架制作的自行车防雨棚应定期喷涂油漆防锈解析：铝合金门窗变暗是与氧气反应生成了氧化铝,不能用砂纸或钢丝球打磨,否则会把氧化铝薄膜去掉,起不到保护作用了,A项错误;铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,铁桶被腐蚀,B项错误;用盐酸除水垢时,不能长时间浸泡,否则水垢除掉后,盐酸再与铝反应,铝壶被腐蚀,C项错误;刷漆或涂油使钢架制作的自行车防雨棚与氧气、水隔绝,以达到防锈的目的,D项正确。答案：D基础自主导学基础自主导学考点梳理自主测试1234567896.将下列各组物质放入烧杯中,加入适量水搅拌,待充分反应后过滤,在滤纸上留下两种金属的是()A.Zn、NaCl、CuCl2(过量)B.Fe(过量)、Cu(NO3)2、AgNO3C.Fe(过量)、KNO3、CuCl2D.Cu(过量)、FeCl2、HCl基础自主导学基础自主导学考点梳理自主测试123456789解析：A.在金属活动性顺序中,由于NaZnCu,Zn不能与NaCl反应,Zn能与CuCl2反应生成Cu和ZnCl2,由于CuCl2是过量的,只能得到一种金属Cu,故A不符合题意;B.在金属活动性顺序中,由于FeCuAg,Fe先与AgNO3反应生成Ag和Fe(NO3)2,当AgNO3反应完后,Fe再与Cu(NO3)2反应生成Cu和Fe(NO3)2,由于Fe是过量的,能得到三种金属Ag、Cu、Fe,故B不符合题意;C.在金属活动性顺序中,由于KFeCu,Fe不能与KNO3反应,Fe能与CuSO4反应生成Cu和FeSO4,由于Fe是过量的,能得到两种金属Cu、Fe,故C符合题意;D.在金属活动性顺序中,由于FeHCu,Cu不能与FeCl2、HCl反应,只能得到一种金属Cu,故D不符合题意。答案：C基础自主导学基础自主导学考点梳理自主测试1234567897.下列关于金属资源的说法中,不正确的是()A.自然界中除少数不活泼的金属如金、银等能以单质形式存在外,其余都以化合物形式存在B.自然界中的金属资源是取之不尽的C.防止金属锈蚀、回收利用废旧金属可以保护金属资源和环境D.合理开采矿物、寻找金属代用品都是保护金属资源的有效途径答案：B基础自主导学基础自主导学考点梳理自主测试1234567898.铁是应用最广泛的金属。据估计,每年全世界被腐蚀损耗的钢铁材料,约占全年钢产量的十分之一。(1)如图所示,取一根光亮铁钉放在自来水中,观察A、B、C三处的变化。几天后,他们会发现处最先出现铁锈,大家结合书本知识知道,铁在空气中生锈实际是铁与等物质相互作用发生一系列复杂的化学反应的过程。(2)写一条防止铁制品生锈的措施。基础自主导学基础自主导学考点梳理自主测试123456789(3)在化工生产中可用稀盐酸除去铁制品表面的铁锈。实验课上,小强将生锈铁钉放入稀盐酸中,观察到铁锈逐渐溶解,并伴有气泡产生,溶液由无色逐渐变为黄色,除去铁锈的化学方程式为,产生气泡的化学方程式为。当铁钉表面没有气泡产生时,小强看到溶液仍为黄色,再过一段时间后,小强意外发现黄色溶液逐渐变成了浅绿色。经仔细分析,小强大胆地写出溶液颜色发生改变的化学方程式为。基础自主导学基础自主导学考点梳理自主测试123456789解析：(1)B处铁与水和氧气充分接触,故最先出现铁锈;铁在空气中生锈实际是铁与水和氧气等物质相互作用发生一系列复杂的化学反应的过程;(2)防止铁生锈原理是隔绝氧气和水,为了防止钢铁锈蚀人们常采用在其表面刷漆、涂油或是镀上其他金属等方法;(3)铁锈的主要成分是氧化铁,铁锈和盐酸反应能生成氯化铁和水,其反应化学方程式为6HCl+Fe2O32FeCl3+3H2O,铁锈除去后铁与剩余的盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,产生气泡,其反应化学方程式为Fe+2HClFeCl2+H2↑;氯化亚铁溶液呈浅绿色,所以我们可以根据质量守恒定律判断得出:铁与氯化铁反应生成了氯化亚铁,其反应化学方程式为Fe+2FeCl33FeCl2。答案：(1)B水和氧气(2)刷漆或涂油(其他答案合理也可)(3)6HCl+Fe2O32FeCl3+3H2OFe+2HClFeCl2+H2↑Fe+2FeCl33FeCl2基础自主导学基础自主导学考点梳理自主测试1234567899.下图为某同学探究铁、铜、银三种金属活动性顺序的一组实验:(1)上述实验中,有气泡产生的是(填写装置序号),请写出这一反应的化学方程式:。(2)我国古代“湿法冶铜”就是利用了C中的反应原理,请写出该反应的化学方程式:。(3)通过上述实验,还不能证明铁、铜、银三种金属的金属活动性顺序,请你在此基础上补充一个实验帮助这位同学达到实验目的。实验步骤现象结论基础自主导学基础自主导学考点梳理自主测试123456789解析：(1)上述实验中,铁和酸能反应,所以有气泡产生,反应的化学方程式为Fe+H2SO4FeSO4+H2↑;(2)我国古代“湿法冶铜”的反应原理是铁和硫酸铜反应,反应的化学方程式为Fe+CuSO4FeSO4+Cu;(3)上述实验中不能验证铜和银的活动性,应补充铜和银的盐溶液反应(或补充银和铜的盐溶液反应)。答案：(1)AFe+H2SO4FeSO