第八单元 金属和金属材料复习教案

第八单元 金属和金属材料
一、金属的物理性质
1．相似性：多数金属有 光泽，密度、硬度较 ，熔、沸点较 ，具有良好的 、 性能。
2．差异性：汞常温下呈 态，铜为 色，金为 色， 的导电能力最强，熔点最高的金属是 等。
二、合金
3．合金：合金是一种 物，是在一种金属中加热熔合某些 或 而制得的，具有 特性，其强度和硬度一般比组成它们的纯金属更 ，抗腐蚀等性能也更 。
4．铁合金： 和 是两种常见的铁合金。生铁含碳量 ，硬而脆，可铸造，用来制造铁锅、暖气片、机床底垫等；钢含碳量 ，坚硬、韧性好、塑性好，可煅轧和铸造，用于制造机械、交通工具和武器等。注意：二者性能差异的主要原因是 __________________不同。
三、金属的化学性质
5．金属与氧气的反应
大多数金属都 与氧气反应，但反应的难易和剧烈程度不同。例如：镁、铝等在 ______下就能与氧气反应，而铁、铜等在常温下 与氧气反应。但在高温下可与氧气剧烈反应。铁在氧气中燃烧时的现象是：
，化学反应方程式为 ；铝在空气中与氧气反应，在其表面生成一层致密的 薄膜，从而阻止内部的铝被氧化，因此，铝具有较好的 性能；化学反应方程式为：_______________________________________
6．金属与酸的反应
铁与酸反应的现象：铁丝表面有大量 产生，溶液由 色变为 色。化学方程式：
_____________ 。
条件：(1)金属必须位于金属活动性顺序表中 的前面；(2)酸一般为 或 （浓硫酸和硝酸因具有较强的氧化性，与金属反应时不生成氢气，而是生成水）。可简记为：“氢前金属能置氢，氢后金属则不能。”
7．金属与盐的反应
铁与硫酸铜溶液反应的现象：银白色的铁丝表面覆盖一层 物质，溶液由 色变为 色。化学方程式：
__________ 。
条件：(1) 在金属活动性顺序中只有排在前面的金属才能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来，而与 的位置无关。但 等金属例外，由于它们过于活泼，与盐溶液不发生置换反应，而是先与溶液中的水发生反应。 (2)反应一定在 中进行，不溶于水的盐一般不与金属反应。如Mg与AgCl不反应，因为AgCl不溶于水。可简记为：“前置后，盐可溶。”
四、置换反应
8．常见类型：(1)氢气（或碳）与某些金属氧化物反应；(2)金属与酸反应；(3)金属与某些盐溶液反应。
注意：(1)铁在置换反应中生成的是显 价的铁的化合物；(2)置换反应中一定有元素 的变化；(3)置换反应中一定有 、 的参加和生成。
五、炼铁的原理
9．一氧化碳还原氧化铁的实验：
(1)反应原理： 。
(2)实验现象： 色的氧化铁粉末逐渐变成 色，生成的气体能使澄清的石灰水变 ，尾气点燃产生 火焰。
(3)实验步骤：反应前先通一段时间的 后加热，目的是为了 ；实验完毕后要先撤 ，继续通入 气体，直到玻璃管冷却，目的是 ，同时，实验过程中还可防止澄清石灰水被倒吸。
(4)尾气处理：因一氧化碳有毒，关于该气体的实验都要注意尾气的处理，可____________或 __________ 。
工业炼铁：炼铁的基本原理是： ；
炼铁的原料是 、 、 和空气；主要设备是 。
注意：原料中焦炭的主要作用是提供 和还原剂 ；石灰石的主要作用是 ,除去铁矿石中的 。工业炼铁的产物是 而不是纯铁。
11．含杂质物质的化学方程式的计算：先把含杂质的物质换算成 的质量，再进行计算。换算方法：纯净物的质量 = × 。
六、金属的锈蚀与防护
12．钢铁锈蚀的条件：钢铁生锈，是由于铁与空气中的 、 等物质发生一系列复杂的化学反应，使铁转化成铁的化合物的过程。在 或 存在时，能加快铁与水、氧气的反应，使铁加快锈蚀。（铜生铜绿的条件：铜与 、 、 接触。铜绿的化学式：Cu2(OH)2CO3）
13．防止铁制品生锈的措施：⑴ ；⑵在钢铁表面涂 ：如涂油、刷漆、电镀、烤蓝等；⑶改变金属的内部结构，如加入铬、镍等制成 。
14．保护金属资源的途径：⑴ ；⑵ ；⑶ ；⑷ 。
【问题】　　1．“真金不怕火炼”说明金在高温时能否与氧气反应？
2．为什么铝具有优良的抗腐蚀性能？
3．怎样将氧化铜变成单质铜，写出有关的化学反应方程式．
4．把铁矿石冶炼成铁的过程中，主要的反应原理是什么？（用化学方程式表示）
5.自行车的构件如支架、链条、钢圈等，分别采取什么防锈措施？
《金属和金属材料》训练
1．对A、B、C三种金属活动性的实验研究过程如下：（1）取大小相等的三种金属片，分别放入CuSO4溶液中，一段时间后，A、C表面出现红色物质，B表面没有现象。（2）取大小相等的A、C两种金属片，分别放入相同的稀盐酸中，A、C表面都产生气泡，但A产生气泡的速度明显比C的快。则A、B、C三种金属的活动性顺序是 （ ）
A．A＞C＞B B．C＞A＞B C．C＞B＞A D．A＞B＞C
2．对A、B、C三种金属活动性的实验研究过程如下：（1）取大小相等的三种金属片，分别放入CuSO4溶液中，一段时间后，A、C表面出现红色物质，B表面没有现象。（2）取大小相等的A、C两种金属片，分别放入相同的稀盐酸中，A、C表面都产生气泡，但A产生气泡的速度明显比C的快。则A、B、C三种金属的活动性顺序是 （ ）
A．A＞C＞B B．C＞A＞B C．C＞B＞A D．A＞B＞C
3．有X、Y、Z三种金属，X在常温下就能与氧气反应，Y、Z在常温下几乎不与氧气反应；如果把Y和Z分别放入稀硫酸中，Y溶解并产生氢气，Z不反应。根据以上实验事实判断，X、Y、Z三种金属的活动性由强至弱的顺序正确的是 （ ）
A. X Z Y B. X Y Z C. Y Z X D. Z Y X
4．有X、Y、Z三种金属，将三种金属分别浸入稀硫酸中，Y溶解并放出氢气，X、Z不溶解；将X浸入Z的硫酸盐溶液中，在X的表面有Z析出。则三种金属的活动性由强到弱排列顺序正确的是 （ ）
A．X>Y>Z B. Y>X>Z C. Y>Z>X D. X>Z>Y
5．将a、b、c三种金属分别投入稀盐酸中，只有b溶解并产生气泡；把a和c分别放入硫酸铜溶液中，在a表面有铜析出，c没有变化。则a、b、c的金属活动性顺序是 （ ）
A．c＞b＞a B．b＞a＞c C．a＞c＞b D． b＞c＞a
6．某学生为了验证铁、锌、铜三种金属的活动性顺序，设计了四种方案：①将Zn、Cu分别加入到FeSO4溶液中；②将Zn、Cu分别加入到ZnSO4溶液中；③将Zn分别加入到FeSO4、CuSO4溶液中；④将Fe 分别加入到ZnSO4、CuSO4溶液中。其中可行的是（??? ）
A、①④???? B、①②?????? C、②③????? D、③④
X盐溶液
Y盐溶液
Z盐溶液
Ni
无
无
有
Mn
无
有
有
7．金属Ni、Mn分别放入其他三种金属X、Y、Z的盐溶液中，反应的结果和有无金属析出的情况如下表所示。
它们的金属活动性由强到弱的顺序为 （ ）
A．X Mn Y Ni Z B．Z Ni Y Mn X
C．Z Mn Y Ni X D．X Mn Ni Y Z
8．在氯化铜和氯化亚铁的混合溶液中加入一定量的镁粉，充分反应后过滤，向滤出的固体中滴加稀盐酸，没有气泡产生。下列判断正确的是（ ）
A．滤出的固体中一定含有铜，可能含有铁和镁　　　　　　　B．滤出的固体一定含有铜，一定不含铁和镁
C．滤液中一定含有氯化镁和氯化亚铁，可能含有氯化铜　　　D．滤液中一定含有氯化镁、氯化亚铁、氯化铜
9．下图是探究铁制品锈蚀的条件时做的五个实验（铁钉在不同环境中），实验一段时间后，得出的结论错误的是 （ ）
A．甲、乙、戊中铁钉生锈快慢的顺序为：乙＞甲＞戊
B．丙中的铁钉不生锈
C．铁生锈的主要条件是与空气、水直接接触
D．丁中铁钉生锈最严重
10．为了探究影响锌与盐酸反应剧烈程度的因素，某学习小组设计了下列实验下列说法正确的是 （ ）
A．对比实验①和②，可研究盐酸的浓度对反应剧烈程度的影响
B．对比实验②和③，可研究盐酸的浓度对反应剧烈程度的影响
C．对比实验②和③，可研究温度对反应剧烈程度的影响
D．对比实验①和②，可研究温度对反应剧烈程度的影响
11．某合金6g与足量的稀硫酸充分反应后，如果生成0.2g氢气，该合金中的元素可能是
A. Zn 和Fe B. Cu和Au C. Zn和Cu D. Mg 和Al
12．相同质量的Zn、Fe、Mg分别与足量的稀硫酸反应，生成氢气的质量
A．M(Zn)>M(Fe)>H(Mg) B．M(Mg)>M(Fe)>M(Zn)
C．M(Fe)>M(Zn)>M(Mg) D．M(Zn)=M(Fe)=M(Mg)
13．将铁片放在下列液体中，溶液质量增加的是　　　A．H2O B．H2SO4 C．CuSO4 D．FeSO4
14．在天平两盘上的烧杯中，各放入质量相同的稀硫酸，调节天平至平衡。分别向两边烧杯各加入5g镁和5g铁，镁和铁全部反应而消失后，天平的指针（ ）
A．偏向加铁的一边 B. 偏向加镁的一边　　C．仍停留在原来的位置 D. 无法确定
15．如左下图所示，在盛水的试管中放一根洁净的铁钉，用带U型管的胶管塞紧，U型管内水面处于同一高度。数天后观察到U型管内水面（ ）
A、a比b高 B、b比a高 C、一样高 D、U型管中的水从管中全部溢出。
16．相同质量的Mg、Fe分别与稀盐酸作用，产生H2的质量m(H2)与加入稀盐酸的体积V（稀盐酸）关系如下图所示，其中正确的是（ ）
17．有等质量的A、B两金属，相对原子质量Ar（A）＜Ar（B），将A放入质量分数为15%的稀硫酸中，B放入质量分数为15%的稀盐酸中，在反应中A、B均为正二价，产生氢气的质量随反应时间变化曲线如右图。下列说法正确的是 （ ）
A．产生氢气的速率A＜B B．反应后A、B一定都有剩余
C．消耗的稀硫酸和稀盐酸质量一定不相等 D．消耗B的质量一定小于A的质量
18．把某稀硫酸分为等体积的两份，放入两个烧杯中，
分别加入等质量的甲、乙两种金属，反应后金属都没有剩余。产生H2
的质量随时间变化的趋势如图。下列说法正确的是 （ ）
A．甲的活动性比乙强 B．甲的相对原子质量一定比乙小
C．反应消耗等质量的硫酸 　D．反应消耗等质量的金属
19．相同质量的M、N两种活泼金属，分别与足量的稀盐酸在室温下发生反应（M、N在生成物中的化合价为均为+2价），生成H2的质量m和反应时间t的关系如右下图所示。
（1）金属活动顺序是M比N (填“强”或“弱”)；相对原的相对原子质量是M比N的 （填“大”或“小”）。
（2）M与稀盐酸反应结束后，消耗稀盐酸中溶质的质量为 g。
探究练习
1．为了探究影响金属与酸反应程度的因素，进行了以下实验：
实验序号
实验过程
实验现象
1
镁粉和铁粉分别与5%盐酸反应
镁粉产生气体快
2
铁粉和铁片分别与10%盐酸反应
铁粉产生气体快
3
铁片分别与5%盐酸和10%盐酸反应
10%盐酸产生气体快
由此得出影响金属与酸反应剧烈程度的因素有：
因素一：______________________________________________________________；
因素二：______________________________________________________________；
因素三：______________________________________________________________。
2．在Cu(NO3) 2、A1(NO3) 3和AgNO3伍的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，向滤出的固体上滴加稀硫酸时有气泡产生。则反应后所得溶液中含有的金属离子有 ；反应后溶液的质量比原混合溶液的质量 (填“大”或“小”)；有关反应的化学方程式为 (写出一个即可)。
3．.铝制品在日常生活中应用广泛，但铝制品却不宜长时间盛放腌制食品。资料显示：“铝制品表面虽然有一层致密的氧化膜保护，氯化钠也会破坏氧化膜的结构，加速铝制品的腐蚀。”
【提出问题】氯化钠溶液中的哪一种离子对氧化膜产生了破坏作用？
【实验方案】
序号
实验1
实验2
实验3
方　　案
现象
A中铝片表面有红色固体析出；B中铝片五明显现象。
②
与A中的现象相同
结　论
溶液中对氧化膜产生了破坏作用的离子可能是 ① 。
除去表面氧化膜的铝片会与CuSO4溶液反应。该反应的化学方程式 ③ 。
验证了实验1的结论。
【反思】针对实验3，莹莹认为还应增做一个对比实验，她的方案是向B试管中再加入Na2SO4溶液，结构无明显现象。该实验可这么溶液中对氧化膜不产生破坏作用的离子是 ⑤ 。
甲
乙
丙
丁
取用样品的质量/g
5
10
15
20
取用盐酸的质量/g
30
30
30
30
生成氢气的质量/g
0.05
0.10
0.12
m
4．某学习小组的四位同学为了研究一份铜锌合金样品中锌的含量，各自取用了不同质量的铜锌合金样品，分别与质量和质量分数都相同的稀盐酸反应，有关数据如下表：
(1)表中m的值为_______________。
（2）计算样品中锌的质量分数。
5．铁、铝、铜是常见的三种金属。同学们发现生活中的铝和铜制品表面一般不用防锈，而铁制品一般需要做防锈处理。
【提出问题】这是不是因为铁、铝、铜三种金属中铁的活动性最强呢?
【实验探究】同学们对这三种金属的活动性顺序展开了探究，请你参与探究并填写空格。
将粗细相同的铁丝、铝丝、铜丝分别插人体积相同、溶质质量分数也相同的稀盐酸中：
【讨论交流】为什么同一个实验得出了两种结论呢?同学们带着这个疑问查阅了相关资料，明白了铝丝在稀盐酸中短时间内无气泡，是因为铝表面致密的氧化膜会先与盐酸反应。
【反思评价】做金属性质实验时需将金属进行打磨，打磨的目的是 。
【实验验证】为了进一步确认铁、铝、铜这三种金属的活动性顺序，同学们又将两根粗细相同的、打磨过的铁丝分别插入硫酸铝溶液、硫酸铜溶液中：
写出铁与硫酸铜溶液反应的化学方程式：
__ 。
【拓展迁移】（1）若只有一支盛有少量稀盐酸的试管，只需合理安排金属丝的插人顺序(能与盐酸反应的要一次将盐酸消耗完)，也能证明铁、铝、铜这三种金属的活动性顺序。金属丝的插入顺序为 。
（2）金属被人类大规模开发利用的大致年限也与金属活动性顺序有关，请写出铁、铝、铜三种金属材料被人类利用的先后顺序 。
6．已知某合金粉末除铝外，还含有铁、铜中的一种或两种。某兴趣小组在老师的指导下，对合金粉末中铁、铜的存在情况进行了探究。
【查阅资料】铝与氢氧化钠溶液反应方程式为2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2↑（ 产物NaAlO2溶于水）；Fe、Cu不与氢氧化钠溶液反应。
【猜 想】猜想1：该合金粉末中除铝外，还含有铁。
猜想2：该合金粉末中除铝外，还含有 （填名称）。
猜想3：该合金粉末中除铝外，还含有铁、铜。
【实验探究】下列实验仅供选择的试剂：10%盐酸、30%NaOH溶液。
实验方案
实现现象
结论
①取一定量的合金粉末，加过量的 ，充分反应后过滤，滤渣备用。
粉末部分溶解，并有气体放出。
合金中一定含有
。
②取步骤①所得滤渣，加过量的 ____ ，充分反应。
滤渣部分溶解，并有气体放出，溶液呈浅绿色。
合金中一定含有
_________。
【探究结论】猜想3成立。
【反思】一般来说，活泼金属能与盐酸等酸反应，而铝与酸、碱都能反应，说明铝具有特殊的性质。写出铝与稀盐酸反应的化学方程式 。
基础填空题答案:1．金属 大 高 导电 导热　　2．液 紫红 黄 银 钨 3．混合 金属 非金属 金属 高 好　　　4．生铁 钢 2%~4.3% 0.03%~2% 含碳量 5．能 常温 不易 剧烈燃烧，火星四射，生成一种黑色固体 3Fe + 2O2 Fe3O4 氧化铝 抗腐蚀 4Al + 3O2 2Al2O3　　6．气泡 无 浅绿 Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑ 氢 盐酸 稀硫酸 7．红色 蓝 浅绿 Fe+CuSO4==FeSO4+Cu H K、Ca、Na 盐溶液　　　8．+2 化合价 单质 化合物　　　　9．⑴3CO+Fe2O3 2Fe + 3CO2 ⑵红 黑 浑浊 淡蓝色 ⑶一氧化碳 排尽装置内的空气，防止一氧化碳与空气混合加热后，发生爆炸 酒精灯 一氧化碳 防止热的固体重新被氧化 ⑷点燃 收集 　　10．在高温条件下，利用CO从铁的氧化物中将铁还原出来 铁矿石 焦炭 石灰石 高炉热量 CO 造渣 SiO2 生铁　　11．纯净物 不纯物质的质量 纯度　　12．氧气 水蒸气 酸 氯化钠 O2 水 CO2 13．保持铁制品表面干燥和清洁 保护膜 不锈钢 14．⑴防止金属腐蚀 ⑵回收利用废旧金属 ⑶合理开采矿物 ⑷寻找金属的代用　　选择题答案19. (1)强 小 （2）36.5　　　探究题答案3.① Cl—（氯离子） ②铝片表面有红色固体析出　　　③2Al + 3CuSO4 === Al2(SO4)3 + 3Cu ④氯化钠（NaCl） ⑤ 钠离子（Na+）　5.【反思评价】除去金属表面的氧化物(或污物) 【实验验证】Fe+CuSO4==FeSO4+Cu (化学式错误扣2分)【拓展迁移】（1）Cu Fe Al(或铜 铁 铝)或Fe Cu Al(或铁 铜 铝)　（2）Cu Fe Al(或铜 铁 铝)