第5章
金属的冶炼与利用
第1节 金属的性质和利用
金属的物理性质
1.颜色:大多数金属呈 银白 色,特例:金呈 金黄 色,铜呈 紫红 色。?
2.状态:常温下为 固体 ,特例:汞是 液体 。?
3.特性:具有良好的 导电 性、 导热 性和 延展 性。?
【微点拨】在认识金属的用途时,除了要考虑其性质,还要考虑其价格、资源是否美观等多种因素。
金属的化学性质
1.金属与氧气的反应:
实验现象
化学方程式
镁条在空气中点燃
剧烈燃烧,发出耀眼的 白光 ,放热,生成 白色固体 ?
2Mg+O22MgO ?
铁片(或铁丝)在氧气中点燃
剧烈燃烧, 火星四射 ,放热,生成 黑色固体 ?
3Fe+2O2Fe3O4 ?
铝片(或铝丝)在空气中加热
表面变暗,失去金属光泽
4Al+3O22Al2O3 ?
铜片(或铜丝)在空气中加热
表面变成 黑色 ?
2Cu+O22CuO ?
2.金属与酸的反应:
金属
与稀盐酸反应的现象
化学方程式或结论
铜
无明显现象 ?
铜不与稀盐酸反应 ?
镁
剧烈 反应,有大量的 气泡 产生?
Mg+
2HCl====MgCl2+H2↑ ?
铁
反应 缓慢 ,有 气泡 产生,溶液由无色变为 浅绿 色?
Fe+2HCl====FeCl2+H2↑ ?
实验结论:镁、铁与稀盐酸反应的 剧烈程度 不同,说明两种金属的 活动性 有差异。?
3.铁与硫酸铜溶液的反应:
(1)现象:铁丝表面覆盖有 红色固体 ,溶液由 蓝色 变为 浅绿色 。?
(2)反应方程式为 Fe+CuSO4====Cu+FeSO4 。?
(3)置换反应。
由 一种单质 跟 一种化合物 作用生成 另一种单质 和 另一种化合物 的反应。?
合金
1.定义:由 一种金属 跟 其他金属 (或非金属)熔合形成的有金属特性的物质。?
2.常见的合金:青铜(由 铜、锡 等组成)、钢(含碳量为 0.03%～2% )、生铁(含碳量为 2%～4.3% )等。?
3.良好性能:硬度一般比各成分金属 大 ;多数合金的熔点 低于 组成它的成分金属;抗腐蚀性能优于组成它的成分金属。?
4.应用:通常所说的“金属材料”,既包括各种 纯金属 ,也包括各种 合金 。合金的制造大大拓宽了金属材料的应用范围和使用价值。?
【漫画助学】
你选谁?
提示:银的导电性虽好,但价格昂贵,一般用铜来制电线。
【生活链接】
黄铜饰品和黄金饰品都呈黄色,从外观上不易区分,你有什么方法?
提示:可根据Cu、Zn、Au的化学性质进行区分。
方法1.在酒精灯的火焰上灼烧,若表面变黑色,则为黄铜饰品,若不变色则为黄金饰品。
方法2.将其放入稀盐酸中,若冒气泡则为黄铜饰品,若没有冒气泡,则为黄金饰品。
【见多识广】
铝抗腐蚀的原因
铝制品耐腐蚀,原因是铝在空气中与氧气反应,其表面生成一层致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步被氧化。
探究点 金属与酸的反应
分析如图常见金属与稀盐酸作用情况,回答下列问题:
【探究问题】
1.铝也能与稀盐酸发生反应,写出该反应的化学方程式
2Al+6HCl====2AlCl3+3H2↑ 。?
2.铁与稀盐酸和稀硫酸反应的化学方程式分别为 Fe+2HCl====FeCl2+H2↑ 、 Fe+H2SO4====FeSO4+H2↑ ,生成物中铁元素的化合价是 +2 。?
3.镁、锌、铁与稀盐酸反应所得溶液的颜色有什么不同: 镁、锌与稀盐酸反应所得溶液的颜色呈无色,铁与稀盐酸反应所得溶液的颜色呈浅绿色 ,由此可知,铁与稀硫酸反应所得溶液的颜色是 浅绿色 。?
拓展创新
(1)等质量的镁、锌、铁与足量的稀盐酸反应,产生氢气的质量由多到少的顺序为 镁、铁、锌 ,对照三种的相对原子质量,得出的结论是 等质量的金属与足量的稀盐酸反应时,若生成物中金属的化合价相同,金属的相对原子质量越小,得到氢气越多 。?
(2)足量的镁、锌、铁分别与等量的同一种的稀盐酸作用,产生氢气的质量关系为 相等 。?
【典例】(2020·襄阳中考)向质量均为m的锌粉和铁粉中分别滴加100
g相同质量分数的稀硫酸,反应过程中产生气体的质量与所加稀硫酸的质量关系如图所示,下列叙述正确的是
(C)
A.反应后均得到无色溶液
B.反应结束后两种金属均有剩余
C.折线b表示的是铁和稀硫酸反应的情况
D.反应结束后所得溶液的质量相等
【变式训练】
(2020·济宁中考改编)在两只烧杯中分别放入相同质量的镁、锌两种金属,然后向两只烧杯中分别倒入相同质量、相同质量分数的稀硫酸,反应产生氢气的质量与消耗硫酸的质量关系如图。综合以上信息得到以下结论,合理的是
(B)
A.从图像可以看出,金属镁比金属锌反应速率快
B.若两种金属都有剩余,二者得到的氢气质量相同
C.若硫酸有剩余,二者得到氢气的质量相同
D.若两种金属完全溶解,二者消耗硫酸的质量相同
1.(2020·河南中考)金属材料在生产、生活中使用广泛。下列金属的用途利用了金属导电性的是
(A)
A.铜制电线
B.铁质铁锅
C.金制项链
D.铝制饮料罐
2.(2020·成都中考)下列成都出土的文物中,不属于金属材料的是
(A)
3.下列属于置换反应的是
(B)
A.3Fe+2O2Fe3O4
B.
Zn+2HClZnCl2+H2↑
C.2HgO2Hg+O2↑
D.
KOH+HCl====KCl+H2O
4.(2020·益阳中考改编)国产飞机C919机壳采用了先进的铝锂合金材料。下列有关说法错误的是
(D)
A.铝锂合金密度小
B.铝锂合金的硬度比纯铝大
C.铝锂合金抗腐蚀性强
D.铝锂合金的熔点比铝高
5.(2020·河南中考)已知镁和铝的相对原子质量之比为8∶9,若镁和铝分别与足量盐酸反应,生成氢气的质量相等,则参加反应的镁和铝的质量比为
(B)
A.3∶2 B.4∶3 C.1∶1 D.1∶2
6.(2020·杭州中考)北宋张潜在其《浸铜要略序》一书中对铜的冶炼有如下记载:“山麓有胆泉,土人汲以浸铁,数日辄类朽木,刮取其屑,锻炼成铜”。
(1)书中提及的“胆泉”为硫酸铜溶液,“浸铁”即将铁放入其中,写出此冶炼铜方法中生成铜的化学方程式 Fe+CuSO4====FeSO4+Cu 。?
(2)若“浸铁”前后溶液中存在的离子种类如图所示,其中“”“”“”表示不同种类的离子,则“”表示 Fe2+ (填写离子符号)。?
7.请根据要求完成下列问题。
我国的高铁发展世界瞩目,高铁站房一般为框架结构,屋盖采用焊接球钢网架,外立面采用玻璃幕墙,屋面为铝镁锰金属板,站台上均设置无柱雨棚。请结合所学知识回答问题。
(1)钢锭能制成钢丝是利用了钢的 延展性 (选填“延展性”或“导热性”);?
(2)铝、镁、锰三种元素最本质的区别是 质子数 ?不同;
(3)镁原子结构示意图如图所示,在化学反应中该原子容易 失去 电子(选填“得到”或“失去”);?
(4)铝镁锰金属板用作房屋面板,是因为铝镁锰合金具有 耐腐蚀(或硬度大等) 特性(写出一条)。?
1.有关金属与金属材料的说法中错误的是
(B)
A.银的导电性比铜好,但电线一般用铜制,主要与价格和资源等因素有关
B.生铁和钢都是铁合金,但钢中的含碳量比生铁中高
C.铝合金门窗耐腐蚀性好、硬度高
D.焊锡是锡和铅的合金,其熔点低,可以用于焊接金属
2.(2020·丽水中考)取一定质量的锌粒和铜片于同一敞口容器中,再逐渐加入稀硫酸。加入稀硫酸的质量与有关量的变化关系图正确的是
(C)
3.除去FeCl2溶液中的CuCl2可选用的试剂是
(A)
A.Fe
B.Cu
C.HCl
D.Ag
4.(2020·巴中中考)向5.6
g含两种杂质的铁粉样品中加入足量的稀盐酸,充分反应后共产生0.2
g氢气,则该样品中所含杂质可能是
(B)
A.锌和铜
B.锌和镁
C.铝和镁
D.碳和铜
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金属的冶炼与利用
第1节 金属的性质和利用
金属的物理性质
1.颜色:大多数金属呈
色,特例:金呈
色,铜呈
色。?
2.状态:常温下为
,特例:汞是
。?
3.特性:具有良好的
性、
性和
性。?
【微点拨】在认识金属的用途时,除了要考虑其性质,还要考虑其价格、资源是否美观等多种因素。
金属的化学性质
1.金属与氧气的反应:
实验现象
化学方程式
镁条在空气中点燃
剧烈燃烧,发出耀眼的
,放热,生成
铁片(或铁丝)在氧气中点燃
剧烈燃烧,
,放热,生成
铝片(或铝丝)在空气中加热
表面变暗,失去金属光泽
铜片(或铜丝)在空气中加热
表面变成
2.金属与酸的反应:
金属
与稀盐酸反应的现象
化学方程式或结论
铜
镁
反应,有大量的
产生?
铁
反应
,有
产生,溶液由无色变为
色?
实验结论:镁、铁与稀盐酸反应的
不同,说明两种金属的
有差异。?
3.铁与硫酸铜溶液的反应:
(1)现象:铁丝表面覆盖有
,溶液由
变为
。?
(2)反应方程式为
。?
(3)置换反应。
由
跟
作用生成
和
的反应。?
合金
1.定义:由
跟
(或非金属)熔合形成的有金属特性的物质。?
2.常见的合金:青铜(由
等组成)、钢(含碳量为
)、生铁(含碳量为
)等。?
3.良好性能:硬度一般比各成分金属
;多数合金的熔点
组成它的成分金属;抗腐蚀性能优于组成它的成分金属。?
4.应用:通常所说的“金属材料”,既包括各种
,也包括各种
。合金的制造大大拓宽了金属材料的应用范围和使用价值。?
【漫画助学】
你选谁?
【生活链接】
黄铜饰品和黄金饰品都呈黄色,从外观上不易区分,你有什么方法?
【见多识广】
铝抗腐蚀的原因
铝制品耐腐蚀,原因是铝在空气中与氧气反应,其表面生成一层致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步被氧化。
探究点 金属与酸的反应
分析如图常见金属与稀盐酸作用情况,回答下列问题:
【探究问题】
1.铝也能与稀盐酸发生反应,写出该反应的化学方程式
。?
2.铁与稀盐酸和稀硫酸反应的化学方程式分别为
、
,生成物中铁元素的化合价是
。?
3.镁、锌、铁与稀盐酸反应所得溶液的颜色有什么不同:
,由此可知,铁与稀硫酸反应所得溶液的颜色是
。?
拓展创新
(1)等质量的镁、锌、铁与足量的稀盐酸反应,产生氢气的质量由多到少的顺序为
,对照三种的相对原子质量,得出的结论是
。?
(2)足量的镁、锌、铁分别与等量的同一种的稀盐酸作用,产生氢气的质量关系为
。?
【典例】(2020·襄阳中考)向质量均为m的锌粉和铁粉中分别滴加100
g相同质量分数的稀硫酸,反应过程中产生气体的质量与所加稀硫酸的质量关系如图所示,下列叙述正确的是
(
)
A.反应后均得到无色溶液
B.反应结束后两种金属均有剩余
C.折线b表示的是铁和稀硫酸反应的情况
D.反应结束后所得溶液的质量相等
【变式训练】
(2020·济宁中考改编)在两只烧杯中分别放入相同质量的镁、锌两种金属,然后向两只烧杯中分别倒入相同质量、相同质量分数的稀硫酸,反应产生氢气的质量与消耗硫酸的质量关系如图。综合以上信息得到以下结论,合理的是
(
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A.从图像可以看出,金属镁比金属锌反应速率快
B.若两种金属都有剩余,二者得到的氢气质量相同
C.若硫酸有剩余,二者得到氢气的质量相同
D.若两种金属完全溶解,二者消耗硫酸的质量相同
1.(2020·河南中考)金属材料在生产、生活中使用广泛。下列金属的用途利用了金属导电性的是
(
)
A.铜制电线
B.铁质铁锅
C.金制项链
D.铝制饮料罐
2.(2020·成都中考)下列成都出土的文物中,不属于金属材料的是
(
)
3.下列属于置换反应的是
(
)
A.3Fe+2O2Fe3O4
B.
Zn+2HClZnCl2+H2↑
C.2HgO2Hg+O2↑
D.
KOH+HCl====KCl+H2O
4.(2020·益阳中考改编)国产飞机C919机壳采用了先进的铝锂合金材料。下列有关说法错误的是
(
)
A.铝锂合金密度小
B.铝锂合金的硬度比纯铝大
C.铝锂合金抗腐蚀性强
D.铝锂合金的熔点比铝高
5.(2020·河南中考)已知镁和铝的相对原子质量之比为8∶9,若镁和铝分别与足量盐酸反应,生成氢气的质量相等,则参加反应的镁和铝的质量比为
(
)
A.3∶2 B.4∶3 C.1∶1 D.1∶2
6.(2020·杭州中考)北宋张潜在其《浸铜要略序》一书中对铜的冶炼有如下记载:“山麓有胆泉,土人汲以浸铁,数日辄类朽木,刮取其屑,锻炼成铜”。
(1)书中提及的“胆泉”为硫酸铜溶液,“浸铁”即将铁放入其中,写出此冶炼铜方法中生成铜的化学方程式
。?
(2)若“浸铁”前后溶液中存在的离子种类如图所示,其中“”“”“”表示不同种类的离子,则“”表示
(填写离子符号)。?
7.请根据要求完成下列问题。
我国的高铁发展世界瞩目,高铁站房一般为框架结构,屋盖采用焊接球钢网架,外立面采用玻璃幕墙,屋面为铝镁锰金属板,站台上均设置无柱雨棚。请结合所学知识回答问题。
(1)钢锭能制成钢丝是利用了钢的
(选填“延展性”或“导热性”);?
(2)铝、镁、锰三种元素最本质的区别是
不同;
(3)镁原子结构示意图如图所示,在化学反应中该原子容易
电子(选填“得到”或“失去”);?
(4)铝镁锰金属板用作房屋面板,是因为铝镁锰合金具有
特性(写出一条)。?
1.有关金属与金属材料的说法中错误的是
(
)
A.银的导电性比铜好,但电线一般用铜制,主要与价格和资源等因素有关
B.生铁和钢都是铁合金,但钢中的含碳量比生铁中高
C.铝合金门窗耐腐蚀性好、硬度高
D.焊锡是锡和铅的合金,其熔点低,可以用于焊接金属
2.(2020·丽水中考)取一定质量的锌粒和铜片于同一敞口容器中,再逐渐加入稀硫酸。加入稀硫酸的质量与有关量的变化关系图正确的是
(
)
3.除去FeCl2溶液中的CuCl2可选用的试剂是
(
)
A.Fe
B.Cu
C.HCl
D.Ag
4.(2020·巴中中考)向5.6
g含两种杂质的铁粉样品中加入足量的稀盐酸,充分反应后共产生0.2
g氢气,则该样品中所含杂质可能是
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A.锌和铜
B.锌和镁
C.铝和镁
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