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第八单元金属和金属材料1.金属材料包括和。纯金属属于纯净物,合金属于混合物。2.金属的物理性质大多数的金属呈色,常温下为体,具有良好的性、性和性。金属除了具有这些共同的物理性质外,还具有各自的特性,如铜呈色,金呈色,常温下汞为体等。3.合金：在金属中加热熔合某些或而形成的具有金属特征的物质。例如,生铁和钢是含不同的铁的两种合金,其中生铁的含碳量为,钢的含碳量为。考点一金属材料高频考向探究考点知识梳理纯金属合金银白固导热导电延展紫红黄液金属非金属碳量2%~4.3%0.03%~2%高频考向探究考点知识梳理4.性质决定用途：物质的性质在很大程度上决定了物质的用途,但这不是唯一的决定因素。在考虑物质的用途时,还需要考虑、、、以及和等多种因素。[提示]合金属于混合物,合金中各成分均以单质形式存在。例如,黄铜中的铜和锌就以单质形式存在。合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属大,抗腐蚀性能强,熔点低。价格资源是否美观使用是否便利废料是否易于回收对环境的影响性质举例(请完成化学方程式)注意事项金属+O2金属氧化物铝+氧气：常温下可进行,能形成致密的氧化铝薄膜铁+氧气：剧烈燃烧,,放出大量的热,生成色固体1.金属的化学性质考点二金属的化学性质高频考向探究考点知识梳理4Al+3O22Al2O33Fe+2O2Fe3O4火星四射黑高频考向探究考点知识梳理性质举例(请完成化学方程式)注意事项金属+酸盐+H2↑铝+盐酸：金属表面均有气泡产生,通过产生气泡的剧烈程度可判断金属活动性强弱;反应越剧烈,则金属活动性越强铁+盐酸：锌+硫酸：金属+盐新盐+新金属铁+硫酸铜：原金属表面都有新的金属析出,在金属活动性顺序中排在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铝+硫酸铜：铜+硝酸银：2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑(续表)Fe+2HClFeCl2+H2↑Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑Fe+CuSO4FeSO4+Cu2Al+3CuSO4Al2(SO4)3+3CuCu+2AgNO3Cu(NO3)2+2Ag(续表)高频考向探究考点知识梳理性质举例(请完成化学方程式)注意事项活泼金属+水碱+H2↑(K、Ca、Na)2K+2H2O2KOH+H2↑活泼金属投入盐溶液,先与水反应生成碱,碱再与盐反应。如Na投入CuSO4溶液,总反应为2Na+CuSO4+2H2OCu(OH)2↓+Na2SO4+H2↑Ca+2H2OCa(OH)2+H2↑2Na+2H2O2NaOH+H2↑高频考向探究考点知识梳理2.置换反应是由一种与一种反应,生成另一种和另一种的反应。[思考]铝比铁活泼,为什么铝反而不易生锈?单质化合物单质化合物铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜阻止铝被进一步氧化。考点三金属活动性顺序及探究高频考向探究考点知识梳理1.金属活动性顺序2.金属活动性顺序的应用(1)在金属活动性顺序里,金属的位置越靠前,其金属活动性就越强。(2)在金属活动性顺序里,位于氢前的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢(注：不是H2),不可用浓硫酸、硝酸。(3)在金属活动性顺序里,位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液中置换出来。如Cu+2AgNO32Ag+Cu(NO3)2,而Cu和AgCl在溶液中不反应,因为AgCl不溶于水,AgNO3易溶于水。[提示]金属铁与酸、盐溶液反应,都只能生成+2价的亚铁盐。3.金属活动性顺序的探究(详见实验突破)高频考向探究考点知识梳理考点四金属资源的利用和保护高频考向探究考点知识梳理1.实验室模拟炼铁(1)实验原理：3CO+Fe2O32Fe+3CO2。(2)实验装置：如图2-8-1所示。(3)实验现象：玻璃管内的红色粉末变成,澄清石灰水变,导管口有色火焰产生。黑色浑浊蓝(4)实验步骤及注意事项①先通一会儿纯净的,再加热氧化铁,目的是。②实验结束先撤离酒精喷灯,待玻璃管冷却后再停止通,目的是。③最后注意对进行处理,避免污染空气。高频考向探究考点知识梳理CO排尽玻璃管内空气,防止加热时发生爆炸CO防止生成的铁重新被氧化,防止石灰水倒吸尾气高频考向探究考点知识梳理2.工业炼铁(1)原料：、、石灰石和空气。(2)反应原理：在高温下,用CO作还原剂把铁从其氧化物中还原出来。该反应的化学方程式是。(3)设备：高炉,如图2-8-2所示。(4)焦炭的作用是;石灰石的作用是;进风口鼓入热空气的目的是。铁矿石焦炭3CO+Fe2O32Fe+3CO2提供能量,提供还原剂CO除去SiO2(或使SiO2转化为炉渣)增加O2含量,提高炉温3.金属资源的保护(1)铁生锈的条件：铁与和共同发生化学反应,生成铁锈(Fe2O3·xH2O),该反应属于反应。(2)防止铁生锈的方法：除保持铁制品表面的和外,常采用、、制成合金,改变内部结构等方法。(3)保护金属资源的有效途径：①;②;③;④。高频考向探究考点知识梳理水氧气化合干燥洁净涂油漆电镀寻找金属代用品防止金属锈蚀回收利用废旧金属合理开采矿物①;②;③;高频考向探究考点知识梳理化学方程式网络构建④;⑤;⑥;⑦;⑧;2Cu+O22CuO3Fe+2O2Fe3O44Al+3O22Al2O3图2-8-32Mg+O22MgOFe+H2SO4FeSO4+H2↑或Fe+2HClFeCl2+H2↑2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2↑或2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑Mg+H2SO4MgSO4+H2↑或Mg+2HClMgCl2+H2↑Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑或Zn+2HClZnCl2+H2↑高频考向探究考点知识梳理⑨;⑩;⑪;⑫;⑬;⑭;化学方程式网络构建图2-8-3Fe+CuSO4FeSO4+Cu2Al+3CuSO4Al2(SO4)3+3CuCu+2AgNO32Ag+Cu(NO3)23CO+Fe2O32Fe+3CO23Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2OCu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O高频考向探究考点知识梳理例1[2019·衡阳]下列有关金属材料的说法中,正确的是()A.地壳中含量最高的金属元素是铁B.钢的性能优良,所以钢是很纯的铁C.多数合金的抗腐蚀性能比组成它们的纯金属更好D.银的导电性最好,大多数电线都是用银作材料考向一金属材料[解析]地壳中含量最多的金属元素是铝;钢是铁的合金,含碳量为0.03%~2%,不是纯铁;多数合金的抗腐蚀性比组成它们的纯金属更好;尽管银的导电性比铜强,但是银的价格较高,一般不用作电线。[答案]C高频考向探究考点知识梳理考向二金属的冶炼例2[2019·眉山]某化学兴趣小组用图2-8-4所示装置探究炼铁原理。关于该装置和反应过程描述错误的是()A.盛放药品前应先检查装置气密性B.加热前要先通CO,加热后B中出现浑浊C.已知方框中连接的是C和D,导管口的连接顺序为a→b→c→dD.这种方法“炼”出的铁与工业上炼出的生铁在组成上最大的区别是不含碳图2-8-4高频考向探究考点知识梳理[解析]从a端出来的尾气中的CO有毒且难溶于水,则需收集在C瓶中,所以导管口的连接顺序为a→c→b→d。[答案]C高频考向探究考点知识梳理考向三金属锈蚀及防护例3[2019·广东]探究铁生锈的条件,有利于寻找防止铁制品锈蚀的方法。下列对比实验设计与所探究的条件(蒸馏水经煮沸并迅速冷却),对应关系正确的是()A.甲和乙：水B.乙和丙：空气C.甲和丙：空气D.甲和丁：水图2-8-5高频考向探究考点知识梳理[解析]铁与氧气和水接触会生锈,探究铁生锈的条件时应用控制变量法。丁实验中铁钉生锈,甲和丁可探究铁生锈需要水,丙和丁可探究铁生锈需要氧气。[答案]D【抢分攻略】金属与酸反应涉及的三个量：反应物质量、生成物质量、反应速率。金属与酸反应的图像类型：气体-时间图、气体-金属图、气体-稀酸图,其中只有气体-时间图可以反映反应的速率,从而判断金属的活动性顺序。考向四金属与酸反应图像高频考向探究考点知识梳理分类足量酸与等量的金属反应足量金属与等量酸反应图像(续表)高频考向探究考点知识梳理分类足量酸与等量的金属反应足量金属与等量酸反应分析当金属完全反应,酸足量时,生成氢气质量由金属的相对原子质量和金属元素化合价决定。从甲图中可知,金属的活动性顺序为ZnFe,金属的相对原子质量大小关系为ZnFe(两种金属在生成物中化合价均为+2),生成氢气质量关系为FeZn。向等质量的Fe、Zn两种金属中不断滴加入稀硫酸,乙图中消耗酸的质量大小关系为FeZn当金属足量,酸质量有限时,生成氢气质量由酸的质量决定。金属置换出酸中的氢,生成氢气。根据质量守恒定律,反应前后元素质量守恒,酸质量相等,生成氢气质量相等,曲线拐点相平;丁图中产生相等质量的氢气时,消耗金属的质量关系为FeZn(续表)高频考向探究考点知识梳理分类足量酸与等量的金属反应足量金属与等量酸反应归纳①金属越活泼,与酸反应速率越快,反应时间越短②相对原子质量越小,化合价越高,生成氢气越多,即AlMgFeZn③生成氢气越多,消耗硫酸越多,即AlMgFeZn①金属越活泼,与酸反应速率越快,反应时间越短②生成氢气质量由酸的质量决定,酸质量相等,生成氢气质量相等,即Al=Mg=Fe=Zn③相对原子质量越小,化合价越高,消耗金属质量越小,即AlMgFeZn高频考向探究考点知识梳理例4[2019·绍兴]将质量均为10g的Mg、Fe、Zn三种金属分别放入质量和溶质质量分数均相同的三份稀硫酸中,反应完成后,生成氢气的质量关系不可能的是()图2-8-6高频考向探究考点知识梳理[解析]三种金属与稀硫酸反应的化学方程式及质量关系如下：Mg+H2SO4MgSO4+H2↑249810g40.8gFe+H2SO4FeSO4+H2↑569810g17.5gZn+H2SO4ZnSO4+H2↑659810g15.1g当酸的质量小于15.1g时,酸完全反应,生成氢气的质量相等;当酸的质量介于15.1g和17.5g之间时,产生氢气的质量镁=铁锌;当酸的质量大于17.5g时,产生氢气的质量镁铁锌。[答案]D高频考向探究考点知识梳理考向五金属与盐溶液反应及反应后成分高频考向探究考点知识梳理【抢分攻略】金属与盐溶液反应遵循“远距离先置换”的规律。反应结束后,固体中的成分不与溶液反应,能共存。向一定质量AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中逐渐加入足量的锌粒过程中：(1)反应过程溶液中溶质成分、固体成分变化步骤1：判断金属的活动性顺序：ZnCuAg。步骤2：涉及的化学方程式：Zn+2AgNO32Ag+Zn(NO3)2(先),Zn+Cu(NO3)2Cu+Zn(NO3)2(后);步骤3：分析反应过程。高频考向探究考点知识梳理反应顺序金属锌质量得到的固体溶液中溶质①少量(用完)银(部分)AgNO3(部分)和Cu(NO3)2、Zn(NO3)2(生成少量)②少量(用完)银(全部)Cu(NO3)2、Zn(NO3)2(生成量增多)③少量(用完)银(全部)、铜(少量)Cu(NO3)2(部分)、Zn(NO3)2(生成量增多)④恰好完全反应(用完)银(全部)、铜(全部)Zn(NO3)2(生成量增多,不再改变)⑤足量(剩余)铜(全部)、银(全部)、锌(剩余)Zn(NO3)2(质量不再改变)高频考向探究考点知识梳理(2)反应过程中溶液质量、固体质量变化金属与盐溶液反应得到新金属和溶液质量的多少与金属的相对原子质量有关。Zn+2AgNO32Ag+Zn(NO3)2Zn+Cu(NO3)2Cu+Zn(NO3)2652166564AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液：①Zn与AgNO3反应,反应后固体质量增加,溶液质量减少;②Zn和Cu(NO3)2反应,与①相比,固体质量减少,溶液质量增加。例5[2019·天水]向AgNO3、Mg(NO3)2溶液中加入一定量锌粉和铜粉,充分反应后过滤,得到滤渣和蓝色滤液,关于该滤渣和滤液的说法正确的是()A.向滤渣中加入稀盐酸可能有气泡产生B.滤液中一定含有硝酸铜、硝酸镁和硝酸锌C.滤渣中一定含有银,可能含有铜和锌D.滤液中一定无AgNO3,可能