第八单元 金属和金属材料
单元复习整合
主干快速填 思维导图 体系构建
答案:
① 银白色、金属光泽、固体
② 铝 ③ 铁 ④ Fe3O4
⑤ 常温下,与氧气反应生成致密的氧化物薄膜
⑥ 置换反应 ⑦ 略
⑧ 把后面的金属从它们的化合物溶液中置换出来
⑨ 置换反应 ⑩ 铁矿石、焦炭、石灰石
3CO+Fe2O32Fe+3CO2
与氧气和水接触
易错分类练 易错案例 辨析纠偏
【易错点1】有关合金的组成与性质理解错误
【典例1】(2023·长沙中考)2023年我国自主研制的大型灭火、水上救援水陆两栖飞机“鲲龙”已成功首飞,制造该飞机使用了铝锂合金等多种合金。下列有关铝锂合金的说法正确的是(C)
A.铝锂合金的熔点比纯铝更高
B.铝锂合金的抗腐蚀性能非常差
C.铝锂合金是混合物
D.铝锂合金的硬度比纯铝小
【有错必纠】 有关合金的组成及与组成金属性质的比较是中考的常考点,也是易错点,解答此类题的关键是需要明确以下3点:
1.合金的形成:
合金是在一种金属中加热熔合其他金属或非金属形成的具有金属性质的混合物,合金至少含有一种金属,也可能含有非金属。
2.合金与其成分金属比较具有以下特征:
(1)一低:熔点比其组成金属的熔点低。
(2)二高:强度和硬度一般比组成金属更高。
(3)二更好:机械加工与抗腐蚀性能更好。
3.合金的应用:
合金很多性能与组成它们的纯金属不同,这使得合金更适用于不同的用途。
【易错点2】金属与多种化合物溶液的反应过程理解易错
【典例2】(2023·衡阳中考)向MgCl2和CuCl2的混合溶液中加入一定量的锌粉,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。下列说法正确的是(D)
A.若滤液为蓝色,则滤渣中一定含有Cu和Zn
B.若滤液不为蓝色,则滤液中可能不含MgCl2
C.若往滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生,则滤渣中一定含有Mg
D.所得滤液的质量一定比原溶液的质量大
【有错必纠】 有关金属与多种化合物混合溶液反应后滤渣、滤液成分的判断与分析是中考的常考点,也是难点,解答此类题的关键需要明确以下2点:
1.反应先后顺序和反应程度的判断:
(1)当两种或多种金属化合物在溶液中同时存在时,最不活泼的金属先从溶液中被置换出来。
(2)两种或多种金属与一种金属化合物溶液同时混合时,最活泼的金属先发生置换反应。
2.反应后滤液、滤渣成分的判断:
反应后的成分判断如下:
(1)临界点。
b点:滤液为A的化合物溶液、C的化合物溶液;滤渣为B。
c点:滤液为A的化合物溶液;滤渣为B、C。
(2)反应区间。
ab段:滤液为A的化合物溶液、B的化合物溶液、C的化合物溶液;滤渣为B。
bc段:滤液为A的化合物溶液、C的化合物溶液;滤渣为B、C。
大于c点:滤液为A的化合物溶液;滤渣为A、B、C。
【易错点3】有关含杂质物质方程式的计算易错
【典例3】某炼钢厂每天需消耗5 000 t含Fe2O3 76%的赤铁矿,该厂理论上可日产含Fe 98%的生铁的质量是多少 (计算结果保留一位小数)
解:利用赤铁矿的质量与赤铁矿中氧化铁的质量分数可以计算氧化铁的质量,根据一氧化碳与氧化铁反应的化学方程式,由氧化铁的质量可以计算铁的质量,从而可以计算含铁98%的生铁的质量。
设日产含Fe 98%的生铁的质量为x
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
160 112
5 000 t×76% x×98%
= x≈2 714.3 t
答:日产含Fe 98%的生铁2 714.3 t。
【有错必纠】 冶炼金属的矿石都是含杂质的,有关含杂质物质方程式的计算是中考的常考点,也是易错点,解答此类题的关键需要明确以下2点:
1.解题注意事项:
(1)化学方程式所表示的各物质发生化学反应时的关系,是纯净物之间的质量关系。
(2)在实际生产中,原料和产品都不可能是纯净物,因此在计算中必须将含杂质的物质的质量换算成纯净物的质量再进行计算。
2.解题步骤:
第一步:将含有杂质物质质量换算成纯物质的质量(纯物质质量=含杂质物质质量×纯度);
第二步:将纯物质质量代入化学方程式进行计算;
第三步:将计算得到的纯物质质量换算成含杂质物质质量(含杂质物质质量=纯物质质量÷纯度)。
真题对点练 真题链接 实战演练
【考点1】金属材料的性质与利用
1.(2024·临沂中考)下列关于金属和金属材料的说法正确的是(A)
A.生铁和钢的含碳量不同
B.黄铜比纯铜硬度小
C.合金属于合成材料
D.大多数金属在自然界中以单质形式存在
【考点2】金属活动性顺序及应用
2.(2023·赤峰中考)为探究钛合金中钛、铝、铜三种金属的活动性顺序,同学们做了如图所示的实验,发现甲试管中钛片无明显变化,乙试管中钛片表面有红色固体出现,则三种金属活动性由强到弱的顺序是(A)
A.Al>Ti>Cu
B.Al>Cu>Ti
C.Ti>Al>Cu
D.Ti>Cu>Al
3.(2024·龙东中考)金属材料在人类发展的历史长河中起着非常重要的作用。
(1)高炉炼铁的过程中,石灰石的作用是 将矿石中的二氧化硅转变为炉渣 。
(2)探究Mg、Fe、Cu的金属活动性顺序,下列试剂的选择方案正确的是 ABC 。
A.Mg、Cu、FeSO4溶液
B.Fe、MgSO4溶液、CuSO4溶液
C.Mg、Fe、Cu、稀盐酸
D.Cu、MgSO4溶液、FeSO4溶液
(3)向Cu(NO3)2溶液中加入Mg、Zn、Ag三种金属,充分反应后过滤,得到无色滤液和滤渣。一定发生反应的化学方程式为 Mg+Cu(NO3)2===Mg(NO3)2+Cu 。向滤渣中加入一定量的稀盐酸,有气泡产生,滤渣中一定有 Zn、Cu、Ag (填化学式,下同),滤液中可能含有的溶质是 Zn(NO3)2 。
4.(2023·宁夏中考)学习小组在实验室探究铜、锌、银三种金属活动性顺序。
【设计与实验】同学们设计并进行如图所示实验(实验中所用金属均已用砂纸打磨)。
【解释与结论】
(1)实验Ⅰ中只有一支试管内有气泡产生,反应的化学方程式为 Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑ 。
(2)实验Ⅱ中实验现象是 铜片表面有银白色固体生成,溶液由无色变成蓝色 。
(3)上述实验涉及的基本反应类型是 置换反应 。
(4)由上述实验得出三种金属活动性由强到弱的顺序是锌、铜、银。
【反思与交流】
(1)请你另设计一个实验方案验证这三种金属的活动性顺序: 锌、硫酸铜溶液、银(合理即可) (写出所用试剂即可)。
(2)某同学又取了金属M放入试管中,滴加稀硫酸,发现有气泡产生,请你推测:金属M 能 (填“能”或“不能”)与硫酸铜溶液发生化学反应。
【拓展与延伸】同学们用不同形状的锌和不同溶质质量分数的稀硫酸在室温下进行实验,探究锌与稀硫酸反应快慢的影响因素,实验记录表:
实验编号 硫酸的 溶质质量 分数(均取 20 mL) 锌的形状 (均取1 g) 氢气的 体积(mL) (均收集 3分钟)
① 20% 锌粒 31.7
② 20% 锌片 50.9
③ 30% 锌粒 61.7
④ 30% 锌片 79.9
实验①②对比说明 在其他条件相同时,锌与稀硫酸接触面积越大,反应速率越快 ;
要比较不同溶质质量分数的稀硫酸对反应快慢的影响,应选择的实验编号是 ①③(或②④) 。由此得出不同形状的锌和不同溶质质量分数的稀硫酸都会影响反应快慢。
【考点3】金属资源的利用与保护
5.(2024·苏州中考)下列有关金属的说法正确的是(B)
A.常温下,所有金属单质均是固体
B.工业炼铁可用一氧化碳将铁的氧化物还原成铁
C.铁的锈蚀只与空气中的氧气有关
D.废旧铁制用品应该直接填埋处理
6.(2024·贵州中考)贵州蕴藏丰富的铝、锰、锌、铁、铜等矿产资源。合理开采、充分利用这些矿产资源,可实现“富矿精开”。
Ⅰ.精准识矿
(1)金属的性质与存在形式。
①铝具有很好的抗腐蚀性,因为铝在空气中能与氧气反应形成一层致密的氧化铝薄膜,反应的化学方程式为 4Al+3O2===2Al2O3 。
②分别在放有锰片、铜片的试管中加入稀硫酸,锰片表面有气泡产生,铜片表面无明显变化。由此可知金属活动性:锰 强 (选填“强”或“弱”)于铜。
③在放有锌片的试管中加入硫酸铜溶液,观察到的现象是 锌片附着一层红色固体 。多数金属的化学性质比较活泼,它们主要以化合物的形式存在于自然界。如菱锌矿(ZnCO3)、铝土矿(Al2O3)、菱锰矿(MnCO3)等。
Ⅱ.精深用矿
(2)工业上用赤铁矿(Fe2O3)炼铁,CO与Fe2O3反应的化学方程式为 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 。炼铁时,加入菱锰矿可制得冶炼锰钢的材料。锰钢用作高铁的钢轨,利用了锰钢的 硬度大、耐腐蚀 性能。
(3)用某菱锰矿为原料制备高附加值新型电池材料Mn3O4的流程如图1。
已知:菱锰矿中除MnCO3外,还有SiO2;MnCO3能与稀硫酸发生复分解反应,SiO2不溶于水也不与稀硫酸反应;氨水呈碱性。
①过滤器中得到的滤渣是 SiO2 。
②反应器中,MnSO4溶液与O2反应可生成锰的氧化物,如MnO2、Mn2O3、Mn3O4。发生的反应之一是6MnSO4+6H2O+O2===2Mn3O4↓+6X,X的化学式是 H2SO4 。
③70 ℃时,在反应器中保持通入的O2和MnSO4溶液的质量不变,只改变MnSO4溶液的溶质质量分数,测得生成含锰元素的固体中锰元素的质量分数与MnSO4溶液的溶质质量分数之间的关系如图2。由图可知,当MnSO4溶液的溶质质量分数为5.1%时,可获得高纯度的Mn3O4,当MnSO4溶液的溶质质量分数为其他数值时,Mn3O4纯度降低,原因可能是 MnSO4溶液的溶质质量分数不同,生成不同的锰的氧化物 。
教学总结与教学反思
第八单元 金属和金属材料
1.本单元教学内容为金属和金属材料。教学实施过程中,教师完成讲解与归纳,需要合理控制知识点的深度和广度,确保学生能够掌握核心概念,同时避免过度拓展导致学生学习负担过重。
2.教学组织环节环环相扣,使整个教学过程有张有弛,效果理想。教师创设问题情境,学生畅所欲言,彼此交换见解和想法,课堂氛围活跃。
3.美中不足的是考虑到思维能力等原因,形成了课堂结构不够紧凑,指点和表达还不够精确,形成悬念力度不够,学生对金属发生变化时的现象,通过讨论进行的比较和分析不够全面。
4.教师在本单元教学中深深体会到“教材设置与设想的巧妙性,问题情境创设的主要性和知识利用的成长性”为新课程教学带来了很大的成长空间,必将竭力进行科学研究与探索,创设更好的教学情境,提高学生的学习积极性和应用能力。第八单元 金属和金属材料
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主干快速填 思维导图 体系构建
答案:
①
② ③ ④
⑤
⑥ ⑦
⑧
⑨ ⑩
易错分类练 易错案例 辨析纠偏
【易错点1】有关合金的组成与性质理解错误
【典例1】(2023·长沙中考)2023年我国自主研制的大型灭火、水上救援水陆两栖飞机“鲲龙”已成功首飞,制造该飞机使用了铝锂合金等多种合金。下列有关铝锂合金的说法正确的是( )
A.铝锂合金的熔点比纯铝更高
B.铝锂合金的抗腐蚀性能非常差
C.铝锂合金是混合物
D.铝锂合金的硬度比纯铝小
【有错必纠】 有关合金的组成及与组成金属性质的比较是中考的常考点,也是易错点,解答此类题的关键是需要明确以下3点:
1.合金的形成:
合金是在一种金属中加热熔合其他金属或非金属形成的具有金属性质的混合物,合金至少含有一种金属,也可能含有非金属。
2.合金与其成分金属比较具有以下特征:
(1)一低:熔点比其组成金属的熔点低。
(2)二高:强度和硬度一般比组成金属更高。
(3)二更好:机械加工与抗腐蚀性能更好。
3.合金的应用:
合金很多性能与组成它们的纯金属不同,这使得合金更适用于不同的用途。
【易错点2】金属与多种化合物溶液的反应过程理解易错
【典例2】(2023·衡阳中考)向MgCl2和CuCl2的混合溶液中加入一定量的锌粉,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。下列说法正确的是( )
A.若滤液为蓝色,则滤渣中一定含有Cu和Zn
B.若滤液不为蓝色,则滤液中可能不含MgCl2
C.若往滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生,则滤渣中一定含有Mg
D.所得滤液的质量一定比原溶液的质量大
【有错必纠】 有关金属与多种化合物混合溶液反应后滤渣、滤液成分的判断与分析是中考的常考点,也是难点,解答此类题的关键需要明确以下2点:
1.反应先后顺序和反应程度的判断:
(1)当两种或多种金属化合物在溶液中同时存在时,最不活泼的金属先从溶液中被置换出来。
(2)两种或多种金属与一种金属化合物溶液同时混合时,最活泼的金属先发生置换反应。
2.反应后滤液、滤渣成分的判断:
反应后的成分判断如下:
(1)临界点。
b点:滤液为A的化合物溶液、C的化合物溶液;滤渣为B。
c点:滤液为A的化合物溶液;滤渣为B、C。
(2)反应区间。
ab段:滤液为A的化合物溶液、B的化合物溶液、C的化合物溶液;滤渣为B。
bc段:滤液为A的化合物溶液、C的化合物溶液;滤渣为B、C。
大于c点:滤液为A的化合物溶液;滤渣为A、B、C。
【易错点3】有关含杂质物质方程式的计算易错
【典例3】某炼钢厂每天需消耗5 000 t含Fe2O3 76%的赤铁矿,该厂理论上可日产含Fe 98%的生铁的质量是多少 (计算结果保留一位小数)
【有错必纠】 冶炼金属的矿石都是含杂质的,有关含杂质物质方程式的计算是中考的常考点,也是易错点,解答此类题的关键需要明确以下2点:
1.解题注意事项:
(1)化学方程式所表示的各物质发生化学反应时的关系,是纯净物之间的质量关系。
(2)在实际生产中,原料和产品都不可能是纯净物,因此在计算中必须将含杂质的物质的质量换算成纯净物的质量再进行计算。
2.解题步骤:
第一步:将含有杂质物质质量换算成纯物质的质量(纯物质质量=含杂质物质质量×纯度);
第二步:将纯物质质量代入化学方程式进行计算;
第三步:将计算得到的纯物质质量换算成含杂质物质质量(含杂质物质质量=纯物质质量÷纯度)。
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【考点1】金属材料的性质与利用
1.(2024·临沂中考)下列关于金属和金属材料的说法正确的是( )
A.生铁和钢的含碳量不同
B.黄铜比纯铜硬度小
C.合金属于合成材料
D.大多数金属在自然界中以单质形式存在
【考点2】金属活动性顺序及应用
2.(2023·赤峰中考)为探究钛合金中钛、铝、铜三种金属的活动性顺序,同学们做了如图所示的实验,发现甲试管中钛片无明显变化,乙试管中钛片表面有红色固体出现,则三种金属活动性由强到弱的顺序是( )
A.Al>Ti>Cu
B.Al>Cu>Ti
C.Ti>Al>Cu
D.Ti>Cu>Al
3.(2024·龙东中考)金属材料在人类发展的历史长河中起着非常重要的作用。
(1)高炉炼铁的过程中,石灰石的作用是 。
(2)探究Mg、Fe、Cu的金属活动性顺序,下列试剂的选择方案正确的是 。
A.Mg、Cu、FeSO4溶液
B.Fe、MgSO4溶液、CuSO4溶液
C.Mg、Fe、Cu、稀盐酸
D.Cu、MgSO4溶液、FeSO4溶液
(3)向Cu(NO3)2溶液中加入Mg、Zn、Ag三种金属,充分反应后过滤,得到无色滤液和滤渣。一定发生反应的化学方程式为 。向滤渣中加入一定量的稀盐酸,有气泡产生,滤渣中一定有 (填化学式,下同),滤液中可能含有的溶质是 。
4.(2023·宁夏中考)学习小组在实验室探究铜、锌、银三种金属活动性顺序。
【设计与实验】同学们设计并进行如图所示实验(实验中所用金属均已用砂纸打磨)。
【解释与结论】
(1)实验Ⅰ中只有一支试管内有气泡产生,反应的化学方程式为 。
(2)实验Ⅱ中实验现象是 。
(3)上述实验涉及的基本反应类型是 。
(4)由上述实验得出三种金属活动性由强到弱的顺序是锌、铜、银。
【反思与交流】
(1)请你另设计一个实验方案验证这三种金属的活动性顺序: (写出所用试剂即可)。
(2)某同学又取了金属M放入试管中,滴加稀硫酸,发现有气泡产生,请你推测:金属M (填“能”或“不能”)与硫酸铜溶液发生化学反应。
【拓展与延伸】同学们用不同形状的锌和不同溶质质量分数的稀硫酸在室温下进行实验,探究锌与稀硫酸反应快慢的影响因素,实验记录表:
实验编号 硫酸的 溶质质量 分数(均取 20 mL) 锌的形状 (均取1 g) 氢气的 体积(mL) (均收集 3分钟)
① 20% 锌粒 31.7
② 20% 锌片 50.9
③ 30% 锌粒 61.7
④ 30% 锌片 79.9
实验①②对比说明 ;
要比较不同溶质质量分数的稀硫酸对反应快慢的影响,应选择的实验编号是 。由此得出不同形状的锌和不同溶质质量分数的稀硫酸都会影响反应快慢。
【考点3】金属资源的利用与保护
5.(2024·苏州中考)下列有关金属的说法正确的是( )
A.常温下,所有金属单质均是固体
B.工业炼铁可用一氧化碳将铁的氧化物还原成铁
C.铁的锈蚀只与空气中的氧气有关
D.废旧铁制用品应该直接填埋处理
6.(2024·贵州中考)贵州蕴藏丰富的铝、锰、锌、铁、铜等矿产资源。合理开采、充分利用这些矿产资源,可实现“富矿精开”。
Ⅰ.精准识矿
(1)金属的性质与存在形式。
①铝具有很好的抗腐蚀性,因为铝在空气中能与氧气反应形成一层致密的氧化铝薄膜,反应的化学方程式为 。
②分别在放有锰片、铜片的试管中加入稀硫酸,锰片表面有气泡产生,铜片表面无明显变化。由此可知金属活动性:锰 (选填“强”或“弱”)于铜。
③在放有锌片的试管中加入硫酸铜溶液,观察到的现象是 。多数金属的化学性质比较活泼,它们主要以化合物的形式存在于自然界。如菱锌矿(ZnCO3)、铝土矿(Al2O3)、菱锰矿(MnCO3)等。
Ⅱ.精深用矿
(2)工业上用赤铁矿(Fe2O3)炼铁,CO与Fe2O3反应的化学方程式为 。炼铁时,加入菱锰矿可制得冶炼锰钢的材料。锰钢用作高铁的钢轨,利用了锰钢的 性能。
(3)用某菱锰矿为原料制备高附加值新型电池材料Mn3O4的流程如图1。
已知:菱锰矿中除MnCO3外,还有SiO2;MnCO3能与稀硫酸发生复分解反应,SiO2不溶于水也不与稀硫酸反应;氨水呈碱性。
①过滤器中得到的滤渣是 。
②反应器中,MnSO4溶液与O2反应可生成锰的氧化物,如MnO2、Mn2O3、Mn3O4。发生的反应之一是6MnSO4+6H2O+O2===2Mn3O4↓+6X,X的化学式是 。
③70 ℃时,在反应器中保持通入的O2和MnSO4溶液的质量不变,只改变MnSO4溶液的溶质质量分数,测得生成含锰元素的固体中锰元素的质量分数与MnSO4溶液的溶质质量分数之间的关系如图2。由图可知,当MnSO4溶液的溶质质量分数为5.1%时,可获得高纯度的Mn3O4,当MnSO4溶液的溶质质量分数为其他数值时,Mn3O4纯度降低,原因可能是 。
