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第八单元金属和金属材料考点五考点一考点二考点三考点四考点六考点七金属材料1.金属材料的分类金属材料纯金属合金2.金属的物理性质物理性质共性有光泽,具有良好的导电性、导热性、延展性特性颜色铁、铝等大多数金属都呈银白色,但铜却呈紫红色,金呈黄色,铁粉呈黑色状态常温下,铁、铝、铜等大多数金属都是固体,但汞为液体。不同金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度不同考点五考点一考点二考点三考点四考点六考点七特别提醒地壳中含量最高的金属元素——铝人体中含量最高的金属元素——钙目前世界年产量最高的金属——铁导电、导热性最好的金属——银硬度最高的金属——铬熔点最高的金属——钨熔点最低的金属——汞密度最小的金属——锂考点五考点一考点二考点三考点四考点六考点七3.合金概念在金属中加热熔合某些金属或非金属,就可以制得具有金属特征的合金与其组分金属相比合金的硬度更大,合金的抗腐蚀性更强,合金的熔点更低常见的合金铁合金,如生铁和钢,其区别在于含碳量不同,生铁的含碳量为2%~4.3%,钢的含碳量为0.03%~2%;铝合金、钛合金等易错警示(1)不锈钢属于合金,金刚石属于非金属单质。(2)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。考点五考点一考点二考点三考点四考点六考点七4.物质的用途是由哪些因素决定的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,还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利,以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。如银的导电性比铜好,但导线一般用铜制而不用银制就是因为银的价格贵。考点一考点二考点三考点四考点五考点六考点七金属的化学性质(高频考点)1.金属与氧气反应条件金属现象化学方程式常温铝缓慢氧化,放出热量,不易察觉4Al+3O22Al2O3点燃或加热铁火星四射,放出大量的热,生成黑色固体3Fe+2O2Fe3O4铜生成黑色固体2Cu+O22CuO—金很稳定,高温时也不与氧气反应(即真金不怕火炼)结论:利用金属能否与氧气反应以及反应的剧烈程度可以初步比较金属的活动性,通过上述金属与氧气反应的难易程度可知:铝比较活泼,铁、铜次之,金最不活泼。考点一考点二考点三考点四考点五考点六考点七2.金属与酸反应金属现象反应的化学方程式稀盐酸稀硫酸稀盐酸稀硫酸镁(Mg)剧烈反应产生大量的气泡,溶液仍为无色,试管壁发热,生成的气体能够燃烧并发出淡蓝色火焰Mg+2HClMgCl2+H2↑Mg+H2SO4MgSO4+H2↑锌(Zn)反应比较剧烈,产生大量气泡,溶液仍为无色,试管壁发热,生成的气体能够燃烧并发出淡蓝色火焰Zn+2HClZnCl2+H2↑Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑考点一考点二考点三考点四考点五考点六考点七金属现象反应的化学方程式稀盐酸稀硫酸稀盐酸稀硫酸铁(Fe)反应缓慢,有气泡产生,溶液由无色逐渐变为浅绿色,生成的气体能够燃烧并发出淡蓝色火焰Fe+2HClFeCl2+H2↑Fe+H2SO4FeSO4+H2↑铜(Cu)不反应,无现象——结论:利用金属能否与酸反应以及反应的剧烈程度可以比较几种金属的活动性强弱。其他条件相同时,金属与酸反应越剧烈其金属活动性越强。通过上述金属与酸反应的实验可知Mg、Zn、Fe的金属活动性比Cu强,它们能置换出稀硫酸或稀盐酸中的氢,而铜不能。考点一考点二考点三考点四考点五考点六考点七考点一考点二考点三考点四考点五考点六考点七金属和盐溶液的反应实验操作现象化学方程式铁丝浸入到硫酸铜溶液中铁丝表面覆盖一层紫红色的物质,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色Fe+CuSO4FeSO4+Cu铝丝浸入到硫酸铜溶液中铝丝表面覆盖一层红色的物质,溶液由蓝色逐渐变为无色2Al+3CuSO4Al2(SO4)3+3Cu铜丝浸入到硝酸银溶液中铜丝表面覆盖一层银白色的物质,溶液由无色逐渐变为蓝色Cu+2AgNO3Cu(NO3)2+2Ag铁丝浸入到硫酸铝溶液中不反应,无明显现象—考点一考点二考点三考点四考点五考点六考点七结论:利用金属能否与其他金属的盐溶液反应可以比较金属的活动性强弱。其他条件相同时,活动性强的金属能把活动性弱的金属从其盐溶液中置换出来。上述四种金属的活动性强弱的顺序为AlFeCuAg。考点一考点二考点三考点四考点五考点六考点七置换反应(高频考点)置换反应:由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的反应是置换反应。如金属与酸的反应、金属与盐溶液的反应、氢气或木炭还原氧化铜的反应等。特别提醒当铁单质参加置换反应时,生成物中的铁元素呈+2价。考点一考点二考点三考点四考点五考点六考点七金属活动性顺序(高频考点)常见金属的活动性顺序KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金属活动性逐渐减弱金属活动性顺序的意义金属的位置越靠前,它的活动性就强位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸里的氢位于前面的金属能把后面的金属从它们的盐溶液里置换出来考点一考点二考点三考点四考点五考点六考点七金属活动性顺序的应用判断某些置换反应能否发生①判断金属与酸能否反应:条件金属必须排在氢前面酸一般指盐酸或稀硫酸②判断金属与盐溶液能否反应:条件单质金属必须在盐中金属的前面盐必须可溶于水金属不包括K、Ca、Na解决一些除杂问题根据金属与盐溶液的反应判断滤液、滤渣的成分根据金属活动性顺序判断金属与酸反应的速率或根据反应速率判断金属的活动性顺序利用金属活动性顺序研究金属冶炼的历史考点一考点二考点三考点四考点五考点六考点七金属资源的利用和保护1.地球上金属元素的存在形式除少数很不活泼金属如金、银以单质形式存在,其余都以化合物的形式存在。2.常见的金属矿石赤铁矿(主要成分为Fe2O3)、磁铁矿(主要成分为Fe3O4)、黄铁矿(主要成分为FeS2)、菱铁矿(主要成分为FeCO3)、铝土矿(主要成分为Al2O3)、黄铜矿(主要成分为CuFeS2)、辉铜矿(主要成分为Cu2S)等。考点一考点二考点三考点四考点五考点六考点七3.铁的冶炼(1)实验室模拟工业炼铁原理:在高温条件下,利用一氧化碳将铁从氧化铁中还原出来,反应的化学方程式为。装置:如下图所示3CO+Fe2O32Fe+3CO2步骤:①检查装置的气密性;②装入药品并固定;③先向玻璃管中通入CO一段时间;④点燃酒精喷灯给Fe2O3加热;⑤停止加热,继续通CO直至装置冷却;⑥停止通CO。实验现象:玻璃管中红棕色的Fe2O3粉末逐渐变为黑色(有铁粉生成),试管里澄清石灰水变浑浊(有CO2生成),酒精灯处尾气燃烧产生蓝色火焰。考点一考点二考点三考点四考点五考点六考点七特别提醒①实验开始应先通CO排尽玻璃管中的空气,以免加热时发生爆炸;②实验结束时应先停止加热,等装置冷却后再停止通CO,防止生成的铁粉在高温时重新被空气氧化;③CO有毒,实验时要进行尾气处理,防止其污染空气。考点一考点二考点三考点四考点五考点六考点七(2)工业炼铁设备:高炉(如图所示)炼铁高炉及炉内化学反应过程示意图原料:铁矿石(赤铁矿或磁铁矿)、焦炭、石灰石、空气。考点一考点二考点三考点四考点五考点六考点七反应原理:在高温下,利用焦炭与氧气反应生成还原剂CO,CO将铁从铁矿石中还原出来。反应的化学方程式为:C+O2CO2、CO2+C2CO、3CO+Fe2O32Fe+3CO2。特别提醒①石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅(SiO2)转变为炉渣(CaSiO3)。②工业炼铁得到的是含有碳的生铁,不是纯铁。考点一考点二考点三考点四考点五考点六考点七4.金属的锈蚀与防护(高频考点)(1)铁生锈的条件:铁与氧气、水接触(铁锈的主要成分为Fe2O3·xH2O)。(2)防止铁制品生锈的措施①保持铁制品表面的清洁、干燥。②表面涂保护层:如油漆、搪瓷、镀其他金属等。③制成合金:如不锈钢等。铁锈很疏松,会导致里层的铁继续与氧气、水蒸气反应,因此铁制品可以全部被锈蚀。因而铁锈应及时除去。而铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步氧化,因此,铝具有很好的抗腐蚀性。考点一考点二考点三考点四考点五考点六考点七(3)金属资源的保护和利用途径①防止金属腐蚀;②金属的回收利用;③有计划合理地开采矿物;④寻找金属的代用品。考点一考点二考点三考点四考点五考点六考点七有关不纯物质的化学方程式的计算(杂质不参与反应)(高频考点)1.化学方程式所表达的物质间的质量关系都是参加反应的纯净物的质量关系。2.当参加反应的物质含杂质时,先要把含杂质的物质的质量换算成纯净物的质量,再进行计算,纯净物的质量=不纯物质的质量×纯度=不纯物质的质量×(1-所含杂质的质量分数)。3.纯度:在一定质量的不纯物质中纯净物所占的质量分数。纯净物的质量分数(即纯度)=纯净物的质量不纯物质的总质量×100%。命题点1命题点2命题点3金属材料和金属的锈蚀与保护1.(2018·安徽中考,11(1)(3),3分)材料有着广泛的应用,根据下列信息回答问题。应用“蛟龙号”深潜器“神舟”五号宇航员航天服新型水处理剂用到的材料特种钢高强度涤纶纳米铁粉(1)上述材料中属于合金的是。(3)纳米铁粉还能去除废水中的重金属离子(如铜离子),写出铁粉与含硫酸铜的废水反应的化学方程式:。答案(1)特种钢(3)Fe+CuSO4==Cu+FeSO4解析(1)特种钢属于铁的一种合金;(3)铁与硫酸铜反应生成铜和硫酸亚铁,反应的化学方程式为Fe+CuSO4==Cu+FeSO4。命题点1命题点2命题点32.(2017·安徽中考,11,6分)近年我省多地纷纷开展文明城市创建工作,垃圾分类回收是其中一项重要举措。某地街头垃圾桶如右图所示,回答下列问题。(1)图中标示的物质中,属于金属材料的是(写出1种即可,下同),属于有机合成材料的是。(2)塑料矿泉水瓶应放入(填“可回收”或“不可回收”)桶中。(3)使用铝合金做内筒的优点是(写出1点即可)。(4)为比较铝和铁的金属活动性,某同学设计实验方案:将铝和铁分别放入盐酸中,比较反应的剧烈程度。你认为该方案(填“合理”或“不合理”),理由是。命题点1命题点2命题点3答案(1)铝合金(或铁)塑料(或油漆)(2)可回收(3)铝合金耐腐蚀,经久耐用(其他合理答案均可)(4)不合理方案中未说明控制其他变量不变解析(1)金属材料包括纯金属和合金,因此图中标示的物质中铝合金和铁属于金属材料;有机合成材料包括塑料、合成纤维和合成橡胶,因此图中标示的物质中塑料和油漆属于有机合成材料。(2)塑料属于可回收物品。(3)合金的硬度和抗腐蚀性较好,因此使用铝合金做内筒的优点是硬度大和抗腐蚀性强。(4)利用金属与酸反应比较金属的活动性一定要控制变量,如要控制金属的表面积大小相同、纯度相同以及酸的浓度相同等。由于铝和铁与盐酸反应时没有控制铝和铁的表面积大小和盐酸的浓度相同,因此无法比较铝和铁的活动性,实验方案不合理。命题点1命题点2命题点33.(2015·安徽中考,11,6分)自行车作为常用的代步工具,既轻便灵活,又符合环保要求,右图是一款自行车的示意图。(1)所标物质中,属于有机合成材料的是,属于金属合金的是,含有的金属元素是。(2)车架表面刷漆主要是为了防锈,其原理是;请再提出一条可延长自行车使用寿命的建议:。(3)当今自行车外形美观,材质轻便、牢固,除了代步,还可以作为健身工具。由此你对化学与人类生活的关系有何感想?。命题点1命题点2命题点3答案(1)塑料(或橡胶)钢(或不锈钢)Fe(或铁)(2)隔绝空气和水淋雨后及时清洗,擦干后涂油(合理即可)(3)化学材料的发展,提高了人类生活质量(或化学能美化人类生活等合理答案)命题点1命题点2命题点34.(2013·安徽中考,11,6分)铁锅、铝锅是生活中常用的炊具,如图是铁锅的示意图。(1)铁锅中含有的有机合成材料是。(2)炒菜时铁锅中的油着火可用锅盖盖灭,其原理是。(3)铝锅轻便、耐用,其原因是、。(4)废旧铁锅、铝锅不要随意丢弃,应回收利用,这样做的意义是。命题点1命题点2命题点3答案(1)塑料(2)使油与氧气隔绝(3)铝的密度小常温下,铝与氧气反应表面生成致密的氧化铝薄膜,