河北专版2020中考化学复习方案主题一身边的化学物质第05课时金属和金属材料课件 48页

第 5 课时 金属和金属材料 主题一　身边的化学物质 【 考试要求 】 1. 了解金属的物理特征。 (B) 2. 认识金属材料在生产、生活和社会发展中的重要作用。 (B) 3. 知道在金属中加入其他元素可以改变金属材料的性能。 (A) 4. 知道生铁和钢等重要的合金。 (A) 5. 认识常见金属的主要化学性质。 (B) 6. 认识金属生锈的条件 , 了解防止金属锈蚀的简单方法。 (B) 7. 知道一些常见金属 ( 铁、铝等 ) 矿物。 (A) 8. 知道可用铁矿石炼铁。 (A) 9. 认识废弃金属对环境的影响和回收金属的重要性。 (B) 金属和金属材料 知识体系 金属的化学性质 金属活动性顺序 金属冶炼 纯金属 合金 金属材料 金属资源保护 导电 导热 延展 银白色 铜 固态 汞 Cu Fe Al Ca 混合物 大 低 好 Mg Cu 强 Fe 2 O 3 提供热量 , 制取还原剂 CO 3CO+Fe 2 O 3 2Fe+3CO 2 O 2 H 2 O Fe 2 O 3 · x H 2 O 疏松 稀盐酸 清洁和干燥 刷漆 不锈钢 防止金属锈蚀 寻找金属的替代品 重点梳理 1. 水的电解实验 化学性质 条件及通式 化学方程式 现象及解释 注意 金属与氧 气反应 条件 : 多数金属能与氧气反应 , 但反应的难易和剧烈程度不同 通式 : 金属 + 氧气→金属氧化物 ( 属于 ① 　　　　 反应 )  Al: ② ________________ 　 ___________ 铝在常温下与氧气反应 , 银白色表面逐渐变暗 　铝的抗腐蚀性能好不是因为其化学性质稳定 , 而是因为铝在常温下与氧气反应生成了致密的 ⑤ 　 　　   Cu:③ _______________ _________ 铜在空气中不能燃烧 , 加热时 , 生成 ④   色固体 化合 4Al+3O 2 2Cu+O 2 黑 氧化铝薄膜 2Al 2 O 3 2CuO （续表） 化学性质 条件及通式 化学方程式 现象及解释 注意 活泼金属与稀 酸反应 条件 : 氢前金属 (K 、 Ca 、 Na 除外 ) 通式 : 金属 + 酸→盐 + 氢气 ( 属于 ⑥ 　　　　 反应 )  镁与稀盐酸、稀硫酸 : ⑦ _______________________________ ⑧ _______________________________ 剧烈 反应 , 产生大量 ⑨ 　　　 , 放出大量热   　 铁与酸反应生成的盐为亚铁盐 ( 即铁的化合价为 +2) 　金属与酸反应后 , 溶液的质量均增加 铁与稀盐酸、稀硫酸 : ⑩ _______________________________ ⑪______________________________ 反应 缓慢 , 产生气泡 , 溶液由无色 变为 ⑫ 　 　 色   置换 Mg+2HCl MgCl 2 +H 2 ↑ Mg+H 2 SO 4 MgSO 4 +H 2 ↑ 气泡 Fe+2HCl FeCl 2 +H 2 ↑ 浅绿 Fe+H 2 SO 4 FeSO 4 +H 2 ↑ （续表） 化学性质 条件及通式 化学方程式 现象及 解释 注意 金属与某些可 溶性盐溶液反应 条件 : 前置换后 (K 、 Ca 、 Na 除外 ), 盐可溶 通式 : 金属 + 盐→新盐 + 新金属 ( 属于 ⑬ 　　　 反应 )  Fe 与 CuSO 4 溶液 : ⑭______________ _________________ 　铁表面 有 ⑮ 　　 色的固体生成 , 溶液 由 ⑯ _____ 色 变为浅绿色   　 铁与硫酸铜溶液的反应是我国古代湿法冶金术的先驱 　若金属表面有“锈”即“氧化膜” , 应先用砂纸打磨干净 , 再做实验 置换 Fe+CuSO 4 红 蓝 FeSO 4 +Cu （续表） 化学性质 条件及通式 化学方程式 现象及 解释 注意 金属与某些可 溶性盐溶液反应 条件 : 前置换后 (K 、 Ca 、 Na 除外 ), 盐可溶 通式 : 金属 + 盐→新盐 + 新金属 ( 属于 ⑬ 　　　 反应 )  Cu 与 AgNO 3 溶液 : ⑰ _______________ __________________ ________ 　铜表面 有 ⑱ 　　　 色的物质生成 , 溶液由无色 变为 ⑲ 　　　 色   　 铁与硫酸铜溶液的反应是我国古代湿法冶金术的先驱 　若金属表面有“锈”即“氧化膜” , 应先用砂纸打磨干净 , 再做实验 置换 Cu+2AgNO 3 银白 蓝 Cu(NO 3 ) 2 + 2Ag （续表） 化学性质 条件及通式 化学方程式 现象及 解释 注意 金属与某些可 溶性盐溶液反应 条件 : 前置换后 (K 、 Ca 、 Na 除外 ), 盐可溶 通式 : 金属 + 盐→新盐 + 新金属 ( 属于 ⑬ 　　　 反应 )  Al 与 CuSO 4 溶液 : ⑳ _______________ _________________ _______ 　铝表面 有 ㉑ 　　　 色的物质生成 , 溶液由蓝色 变为 ㉒ 　 色   　 铁与硫酸铜溶液的反应是我国古代湿法冶金术的先驱 　若金属表面有“锈”即“氧化膜” , 应先用砂纸打磨干净 , 再做实验 置换 2Al+3CuSO 4 红 无 Al 2 (SO 4 ) 3 + 3Cu 2. 实验室模拟炼铁 实验装置 实验原理 ㉓__________________________________ 3CO+Fe 2 O 3 2Fe+3CO 2 （续表） 实验步骤 (1) 先通纯净的 CO 一段时间——原因 : ㉔____________________________________ 　　　　　　　　　　　   (2) 再点燃酒精喷灯 , 给 Fe 2 O 3 加热——目的 : 使氧化铁和一氧化碳发生反应 (3) 实验结束 , 先停止加热再停止通入 CO(CO 早出晚归 , 酒精喷灯迟到早退 ) ——原因 : 一是 ㉕ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　   二是 ㉖ 　　　　　　　　   排尽玻璃管内的空气 , 防止加热时发生爆炸 防止液体倒吸 防止新生成的铁在较高温度下被 空气中的氧气再次氧化　 （续表） 实验现象 玻璃管内 : ㉘ 　　　　　　　　 　   试管中 :㉙ 　　　　　　　　　　   最右端导管口 : 有 ㉚ 　　　 色火焰产生   实验反思 一氧化碳是有毒气体 , 本实验尾气处理方法 是 ㉛ 　　　　 , 还可以用气囊收集   该实验可验证 CO 的 ㉗ 　　　　 、 ㉜ 　　　　 的化学性质   红色粉末变为黑色 澄清石灰水变浑浊 蓝 点燃 还原性 可燃性 3. 铁制品锈蚀条件探究 编号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 实验图示 生锈程度 ㉝_____________ ㉞_____________ ㉟__________ 不生锈 不生锈 生锈 （续表） 编号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 对比分析 实验 Ⅰ 、 Ⅲ 说明铁生锈一定 与 ㊱ 　　　　 有关 ;  实验 Ⅱ 、 Ⅲ 说明铁生锈一定与 ㊲ 　　　　 有关 ;  实验 Ⅰ 蒸馏水煮沸后使用的原因是 ㊳ 　　　 　　　　　   结论 分析对比实验 Ⅰ 、 Ⅱ 、 Ⅲ 可知 , 铁生锈的条件 是 ㊴ 　 　　　　　　　　   O 2 H 2 O 除去水中溶解的氧气 Fe 与 O 2 、 H 2 O 同时接触 易错判断 1. 合金一定是由两种或多种金属熔合而成 ( 　　 ) 2. 合金都是混合物 , 属于合成材料 ( 　　 ) 3. 金刚石、生铁、氧化铁、磁铁矿都是合金 ( 　　 ) 4. “真金不怕火炼”说明金的化学性质稳定 ( 　　 ) 5. 铝具有良好的抗腐蚀性是因为铝很难与氧气发生反应 ( 　　 ) 6. 铁丝在氧气中燃烧生成黑色的氧化铁 ( 　　 ) 7. 铁与稀盐酸反应 :2Fe+6HCl 2FeCl 3 +3H 2 ↑ ( 　　 ) 8. 经常用钢丝球擦洗铝锅表面保持洁净 ( 　　 ) 9. 高炉炼铁得到的产物是纯铁 ( 　　 ) × × × √ × × × × × 化学方程式网络构建 图 5-1 考向一　金属材料 （ 6 年 6 考） 1. [2019 · 河北 ] 下列有关金属及合金的说法错误的是 ( 　　 ) A. 常温下所有的金属都是固体 B. 铁制品在潮湿的空气中易生锈 C. 生铁和不锈钢都是金属材料 D. 铝片表面易生成致密的氧化膜 [ 答案 ]A [ 解析 ] 汞是金属 , 但是常温下是液体。 2. [2018 · 河北节选 ] 理化知识在生产、生活中有着广泛的应用。保险丝 ( 铅锑合金 ) 比组成它的纯金属的熔点 　　　　 。   3. [2017 · 河北 ] 锰钢比组成它的纯金属硬度 　　 , 可用于制作钢轨。   低 大 4. 拓展 下列有关铜和铜的合金说法不正确的是 ( 　　 ) A. 黄铜是混合物 B. 黄铜和纯铜互相刻画 , 黄铜上会有划痕 C. 黄铜比纯铜耐腐蚀 D. 银的导电性比铜好 , 但经常用铜作导线 [ 答案 ] B [ 解析 ] 所有合金都是混合物 ; 合金的硬度比组成它的纯金属要大 , 所以纯铜上有划痕 ; 合金的抗腐蚀性比纯金属要好 ; 性质并不是决定用途的唯一因素 , 价格、资源等都会影响物质的用途 , 银的导电性虽然很好 , 但价格昂贵 , 所以不用银作导线。 考向二　金属的化学性质 （ 6 年 6 考） 5. [2019 · 河北 ] 将一定量的铁粉加入到含有 Cu(NO 3 ) 2 和 AgNO 3 的废液中 , 充分反应后过滤 , 向滤渣中加入稀盐酸 , 无气泡产生。下列判断正确的是 ( 　　 ) A. 滤渣中一定含有 Ag 和 Cu, 滤液中一定含有 Fe(NO 3 ) 2 B. 滤渣中一定不含 Fe, 滤液中一定含有 Fe(NO 3 ) 2 和 Cu(NO 3 ) 2 C. 滤渣中一定含有 Ag, 滤液中可能含有 Cu(NO 3 ) 2 和 AgNO 3 D. 滤渣中一定含有 Ag 和 Cu, 滤液中可能含有 Cu(NO 3 ) 2 和 AgNO 3 [ 答案 ] C [ 解析 ] 将一定量的铁粉加入到含有 Cu(NO 3 ) 2 和 AgNO 3 的废液中 , 铁先和硝酸银反应 , 硝酸银反应完之后铁再和硝酸铜发生反应。向滤渣中加入稀盐酸 , 无气泡产生 , 因此滤渣中一定不含铁 , 一定含有银 , 可能含有铜 ; 滤液中一定含有硝酸亚铁 , 可能含有硝酸铜和硝酸银。 6. [2015 · 河北 ] 金属 M 与 AgNO 3 溶液发生反应 :M+2AgNO 3 M(NO 3 ) 2 +2Ag 。下列说法正确的是 ( 　　 ) A.M 可能是铝 B.Ag 的金属活动性比 M 强 C. 反应前后 M 的化合价发生了改变 D. 在金属活动性顺序里 ,M 一定排在氢前 C 7. [2014 · 河北 ] 等质量的 X 、 Y 两种金属分别和足量同体积、同浓度的盐酸反应 , 产生气体的质量与时间的关系如图 5-2 所示。下列说法错误的是 ( 　　 ) A. t 1 时 , 产生气体的质量 :X>Y B. t 2 时 , 消耗金属的质量 :X>Y C. t 3 时 , 消耗金属的质量 :X=Y D. t 3 时 , 消耗盐酸的质量 :X=Y 图 5-2 [ 答案 ] D [ 解析 ] 从图像分析可知 : t 1 时 ,X 、 Y 两种金属都没有消耗完 ,X 产生氢气的质量大于 Y; 依题意可知 ,X 、 Y 两金属质量相等 , t 2 时 ,X 恰好反应完 ,Y 还未反应完 , 故消耗 X 的质量大于 Y; t 3 时 , 两反应都已结束 , 故消耗 X 的质量等于 Y; 当消耗等质量的金属 X 、 Y 时 , 生成氢气质量多的 X 消耗的盐酸质量也多。 8. [2016 · 河北 ] 下列验证 Zn 、 Fe 、 Ag 三种金属活动性顺序的实验方案中 ( “ - ”表示未进行金属与盐溶液之间的实验 ), 不能达到实验目的的是 ( 　　 )   [ 答案 ]C [ 解析 ] 银不能与硫酸锌反应 , 说明锌的金属活动性比银强 ; 锌能与硫酸亚铁溶液反应 , 说明锌的金属活动性比铁强 ,C 中组合不能验证 Fe 、 Ag 两种金属的活动性顺序。 选项金属盐溶液 A B C D ZnSO 4 溶液 - Fe Ag Fe FeSO 4 溶液 Zn Ag Zn - AgNO 3 溶液 Fe - - Fe 9. [2018 · 河北 ] 如图 5-3 所示的四个图像 , 分别对应四种过程 , 其中正确的是 ( 　　 ) A.① 分别向等质量 Mg 和 Cu 中加入足量等质量、等浓度的稀硫酸 B.② 分别向等质量且足量的 Zn 中加入等质量、不同浓度的稀硫酸 C.③ 分别向等质量且足量的 Mg 和 Zn 中 , 加入等质量、等浓度的稀硫酸 D.④ 分别向等质量的 Mg 和 Zn 中加入等质量、等浓度且足量的稀硫酸 图 5-3 [ 答案 ] C [ 解析 ] 铜不能和稀硫酸反应生成氢气 , 故 A 选项错误 ; 金属过量 , 酸完全反应 , 所以浓度大的稀硫酸产生的氢气多 , 故 B 选项错误 ; 等质量、足量的镁和锌与等质量、等浓度的稀硫酸反应 , 产生氢气的质量相同 , 并且镁比锌活泼 , 所以镁反应速率较快 ,C 选项正确 ; 等质量的镁和锌与足量的等质量、等浓度的稀硫酸反应 , 镁产生的氢气较多 , 并且镁反应的速率较快 , 故 D 选项错误。 10. 拓展 [2019 · 黄石 ] 用盐酸与金属单质反应 , 探究锌、镁、铜的金属活动性 ( 如图 5-4) 。下列有关现象、分析或结论正确的是 ( 　　 ) A. 铜片表面可以观察到气泡 B. 锌片的试管比镁片的试管更热 C. 金属活动性由强到弱顺序为 : 镁 > 锌 > 铜 D. 三支试管中盐酸溶液的质量分数可以不同 图 5-4 [ 答案 ] C [ 解析 ] 由于铜位于金属活动性顺序表中氢之后 , 不能与酸反应 , 无气泡产生 ; 镁与盐酸反应速率比锌快 , 则镁片的试管比锌片的试管更热 ; 镁与盐酸反应的速率比锌快 , 铜与盐酸不反应 , 则金属活动性由强到弱的顺序为镁 > 锌 > 铜 ; 在探究金属活动性顺序时需控制变量 , 则盐酸应等质量、等质量分数。 11. 拓展 向硫酸亚铁和硫酸铜的混合物中加入一些锌粉 , 充分反应后过滤 , 得到固体不溶物 A 和滤液 , 向 A 中放入少量的稀硫酸 , 有气体生成。则 A 中一定含有 　　　　　 , 可能含有 　　　　 , 滤液中一定含有的溶质是 　　　　　 , 一定没有的溶质是 　　　　　 , 可能含有的溶质是 　　　　　　 。   [ 答案 ] 铜和铁　锌　硫酸锌　硫酸铜　硫酸亚铁 [ 解析 ] 在金属活动顺序表中锌和铜的距离比锌和铁的距离远 , 所以锌先和硫酸铜反应。若锌很少 , 就只和硫酸铜反应 , 没有将硫酸铜反应完 , 则滤渣中只有铜 , 滤液中有生成的硫酸锌和剩余的硫酸铜以及未反应的硫酸亚铁 ; 若锌刚好把硫酸铜反应完 , 则滤渣中有铜 , 滤液中有硫酸锌和硫酸亚铁 ; 若锌把硫酸铜反应完 , 还有剩余 , 再和硫酸亚铁反应 , 但锌的量不足以把硫酸亚铁反应完 , 则滤渣中有铜和铁 , 滤液中有硫酸锌和剩余的硫酸亚铁 ; 若锌刚好把硫酸亚铁也反应完 , 则滤渣中有铜和铁 , 滤液中只有硫酸锌 ; 若锌把硫酸亚铁也反应完 , 锌还有剩余 , 则滤渣中有铜、铁和锌 , 滤液中只有硫酸锌。 A 中加入稀硫酸有气体生成 , 说明滤渣中有铜和铁 , 或者是滤渣中有铜、铁和锌 ; 滤液中一定有硫酸锌 , 因为固体中已经有铁被置换出来 , 说明硫酸铜已经反应完 , 所以滤液中一定没有硫酸铜 , 但可能硫酸亚铁没被完全反应 , 所以可能有硫酸亚铁。 【 方法点拨 】 金属与酸反应涉及三个量 : 反应物质量、生成物质量、反应速率。金属与酸反应图像类型 : 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。 足量金属 与等量酸反应 ① 如图甲 , 金属活动性 :Mg>Zn>Fe ② 生成氢气质量 ( 由酸质量决定 ):Mg=Fe=Zn ③ 如图乙 , 消耗金属质量 ( 由相对原子质量与化合价的比值决定 , 比值越小消耗金属质量越少 ):MgZn>Fe ② 生成氢气质量 ( 由相对原子质量 与 化合价 的比值决定 , 比值越小生成氢气越多 ):Mg>Fe>Zn ③ 如图丁 , 消耗硫酸质量 ( 由生成氢气质量决定 ):Mg>Fe>Zn 考向三　铁的冶炼 （ 6 年 4 考） 12. 拓展 [2019 · 眉山 ] 某化学兴趣小组用以下装置探究炼铁原理。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. 开始时要先通 CO, 再加热 ; 结束时 , 先停止加热 , 继续通一氧化碳直至 试管冷却 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 → d D. 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 5-5 [ 答案 ] C [ 解析 ] 由于 a 端的尾气中含有 CO,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 。 考向四　金属的锈蚀与防护 （ 6 年 5 考） 13. [2017 · 河北 ] 某同学根据铜绿的成分 Cu 2 (OH) 2 CO 3 作出猜想 : 金属铜锈蚀的条件除有氧气和水外 , 还必须有二氧化碳。为证明“必须有二氧化碳” , 需要进行如图 5-6 所示实验中的 ( 　　 ) A. 甲和乙 B. 甲和丁 C. 乙和丁 D. 丙和丁 图 5-6 [ 答案 ] B [ 解析 ] 从铜锈成分可以知道铜生锈是铜和水、氧气、二氧化碳共同作用的结果 , 探究二氧化碳对金属锈蚀的影响 , 应该在其他条件相同时进行实验。甲和乙两组实验中其他条件相同 , 甲有氧气 , 乙没有氧气 , 探究的是氧气对实验的影响。甲和丁两组实验中其他条件相同 , 甲中有二氧化碳 , 丁中没有 , 能探究二氧化碳对实验的影响。乙和丁相同的条件是水和铜 , 乙中有二氧化碳 , 丁中有氧气 ; 丙和丁相同的条件是铜和氧气 , 丙中有二氧化碳 , 丁中有水 , 两组均不符合探究方法 , 不能控制变量进行探究。 14. [2018 · 河北 ] 如图 5-7 是探究影响铁锈蚀快慢因素的实验。为探究氯化钠是否可以加快铁的锈蚀 , 试管 ① 中的物质 X 和试管 ② 中的物质 Y 分别是 。   图 5-7 [ 答案 ] 氧气、氯化钠溶液 [ 解析 ] 探究氯化钠对铁生锈的影响需要控制其他量不变 , 所以 X 应该是氧气 ,Y 是氯化钠溶液。 15. [2016 · 河北 ] 化学与生产、生活有密切联系。 菜刀使用后可以采取   ( 答一条即可 ) 的措施防锈。 16. [2015 · 河北 ] 生活与化学密切相关。 铁制品容易生锈的环境是 　 。   擦干 , 保持干燥 ( 或涂一层油 ) 潮湿的空气 题型链接 1. 两个烧杯中装有等质量的金属锌和镁 , 然后分别逐渐加入同浓度的稀硫酸 , 产生氢气的质量与加入硫酸的质量关系如图 5-8 所示。下列说法正确的是 ( 　　 ) A. 该图反映出镁比锌的金属活动性强 B. a 点时 , 两个烧杯中的酸都恰好完全反应 C. b 点时 , 两个烧杯中产生氢气的质量相等 D. c 点时 , 两个烧杯中都有金属剩余 图 5-8 [ 答案 ] D [ 解析 ] 从图中可以看出 , 横坐标表示加入硫酸的质量 , 故此图不能反映出金属的活动性强弱 ;a 点时 , 镁比锌产生的氢气质量多 , 则镁比锌消耗硫酸的质量也多 ;b 点时 , 镁比锌产生的氢气质量多 ;c 点时 , 两种金属都没有反应完 , 故两个烧杯中都有金属剩余。 2. 请据图 5-9 所示实验回答问题。 (1) 甲 : 实验目的是 ______________________ 　 。   (2) 乙 : 铝丝与硫酸铜溶液反应的现象是 ______________________________________ ____________ 。某位同学在进行铝和硫酸 铜溶液反应的实验时 , 未能观察到明显现 象 , 可能的原因是 　　　　　　 　 　　 。   (3) 丙 : 发生反应的化学方程式为 ______________ _________________, 该实验需做的改进是   　　　　 　　　　 。 探究反应物之间的 铝丝表面有红色物质生成 , 溶液由蓝色 图 5-9 铝丝没有打磨 ( 合理即可 ) 3CO+Fe 2 O 3 增加尾气处理装置 接触面积对反应速率的影响 变为无色 2Fe+3CO 2 3. 图 5-10 是初中化学中六种常见物质之间的转化关系图 , 部分生成物已略去。已知 A 、 D 、 F 均为单质 , 其中 D 、 F 为金属单质 ,D 的合金是使用最多的金属材料 ,B 为氧化物 ,C 是一种常见的酸 ,E( 相对分子质量为 160) 的溶液呈蓝色。试回答下列问题。 (1) 写出 B 的化学式 : 　　　　 。   (2) 上述反应中 , 不属于置换反应的是 　　　　　 ( 填序号 ) 。   (3) 反应 ④ 的化学方程式 : 　　　 　　 。   (4)E 在生产、生活中的一种用途 　　 。   图 5-10 [ 答案 ] (1)CuO (2)③ (3)CuSO 4 + Fe Cu+FeSO 4 　 (4) 制农药 [ 解析 ] D 的合金是使用最多的金属材料 , 故 D 是铁 ;E( 相对分子质量为 160) 的溶液呈蓝色 , 说明含有铜离子且相对分子质量为 160, 可确定为 CuSO 4 ;B 是氧化物 ,C 是常见的酸且能与 B 反应生成硫酸铜 , 故 C 为硫酸 ,B 为氧化铜 ;A 为单质 , 硫酸与活泼金属反应生成氢气 , 故 A 是氢气 ;F 为单质 , 氧化铜能与氢气反应生成铜 , 故 F 为铜。