(共28张PPT)
知识点一 金属与氧气的反应
第二节 金属的化学性质
第1课时 金属与氧气、酸的反应
探新知 自主学习 01
氧化铝薄膜
特别提醒
铝制品不易锈蚀的原因是表面形成了致密而坚固的氧化膜,而非化学性质不活泼。
跟踪训练
1.下列实验现象的描述错误的是( )
A.铁丝在氧气中燃烧火星四射
B.镁在空气中燃烧发出耀眼的白光
C.铜在空气中加热表面变黑
D.铝在氧气中加热没有明显现象
D
知识点二 金属与酸的反应
1.金属与盐酸、稀硫酸反应的现象及化学方程式
金属 现象 反应的化学方程式
盐酸或稀硫酸 盐酸 稀硫酸
锌 反应比较剧烈,产生 ,溶液仍为无色
铁 反应缓慢,有 产生,溶液由无色变为 色
铜 没有变化 — —
较多气泡
少量气泡
浅绿
实验结论:
(1)能与盐酸、稀硫酸反应的金属有 。
(2)锌、铁、铜三种金属分别与盐酸、稀硫酸反应由易到难的顺序是
。
2.金属活动性顺序
铁、锌
Zn>Fe>Cu
强
减弱
3.置换反应的判断
(1)概念:一种 与一种 反应,生成另一种 与另一种 的反应。
单质
化合物
单质
化合物
特别提醒
金属活动性顺序可采用“五元素一句”的方法记忆,即“钾钙钠镁铝、锌铁锡铅氢、铜汞银铂金”。
跟踪训练
2.(2025万源模拟)下列反应中,属于置换反应的是( )
D
3.探究锌、铜、镁与稀盐酸反应时,下列现象、分析或结论不正确的是
( )
A.盛有锌片和镁片的试管中产生的气体可点燃
B.铜片表面有少量气泡
C.盛有镁片的试管表面温度升高
D.镁的金属活动性比铜强
B
基础巩固
精评价 综合演练 02
1.下列不能与稀盐酸反应的金属是( )
A.Cu B.Zn
C.Al D.Mg
A
新教材素材特训
2.我国早在商代就能制造出精美的青铜器,到了战国时期已能炼铁。人类开发利用下列金属单质的时间顺序与金属活动性强弱有着某种内在的联系。由此推断,人类开发利用金属的时间由先到后的顺序是( )
A.Cu Fe Al Zn
B.Cu Zn Fe Al
C.Cu Fe Zn Al
D.Al Zn Fe Cu
C
3.如图所示,两只燃烧匙里装有相同质量的镁粉与锌粉,分别在空气中加热燃烧,根据燃烧难易及剧烈程度不同,可推测镁与锌具有不同的( )
A.颜色 B.熔点
C.金属延展性 D.金属活动性
D
4.传统文化 我国宋代《梦溪笔谈》中有“熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”的记载,其化学反应原理为Fe+CuSO4 Cu+FeSO4,该反应属于( )
A.化合反应 B.置换反应
C.分解反应 D.复分解反应
B
5.向装有等量的同种盐酸的四支试管中,分别随机加入相同规格的Mg、Fe、Cu、Ag片,甲和丙均有气泡产生,且丙更剧烈,乙和丁无明显现象(如图)。则甲中放置的是( )
B
甲 乙 丙 丁
A.Mg片 B.Fe片
C.Cu片 D.Ag片
6.(2025雅安一模)现有甲、乙、丙三种金属,甲在常温下就能与氧气反应,乙、丙在常温下几乎不与氧气反应:如果将乙、丙分别放入稀硫酸
中,过一会儿,在丙的表面有气泡生成,而乙表面没有变化,则甲、乙、丙三种金属的活动性由弱到强的顺序是( )
A.甲 乙 丙 B.丙 乙 甲
C.乙 丙 甲 D.丙 甲 乙
C
7.现有铜与另一种金属R(可能是银、镁、铁中的一种)的混合粉末。欲确定R的成分,请你一起完成:
(1)请将银、镁、铁三种金属的元素符号填写在下列金属活动性顺序表中的相应位置。
Mg
Fe
Ag
(2)取少量的金属粉末于试管中,逐滴加入稀硫酸,有气泡产生,则R不可能是 。
(3)如果R为铁,写出金属R与稀硫酸反应的化学方程式:
。该反应的基本类型属于 (填“化合”“分解”或“置换”)反应。
银
置换
8.如图,在甲、乙两支试管中分别装入质量相同、浓度也相同的足量的稀盐酸,在两支试管的上方各罩一个相同的气球,两气球中分别装有等质量的金属A和B。同时小心地提起两只气球,使其中的金属落入试管中。实验发现:开始时,甲气球迅速膨胀,乙气球则慢慢胀大;反应结束时,甲气球鼓起的体积比乙气球小。根据以上事实,可以得出以下结论:
(1)金属A与酸反应的速率比B ,从而说明金属A的活动性比B 。
(2)等质量的金属A、B完全反应后,产生氢气较多的是 ;若金属A、B与盐酸反应均生成+2价的金属化合物,则还可以得出的结论是:金属A的相对原子质量比金属B 。
(3)若金属A、B分别是铁与锌中的一种,则金属A是 ;若金属A、B分别是镁与铝中的一种,则金属B是 。
快
强
B
大
锌
铝
能力提升
9.某金属混合物由Mg、Al、Zn、Fe四种金属中的两种组成。4 g该金属混合物与足量的盐酸充分反应,得到0.2 g氢气,则该金属混合物的组成不可能是( )
A.Mg和Al B.Fe和Al
C.Fe和Mg D.Mg和Zn
A
10.(2025宜宾一模)向Cu(NO3)2溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后过滤,向滤渣中滴加稀盐酸有气泡产生。根据上述现象分析,下列结论不正确的是( )
A.产生的气泡是氢气
B.滤渣中一定有两种金属
C.滤液中一定有Cu2+、Fe2+
D.滤液一定呈浅绿色
C
11.下表为某核心期刊刊文中氢气制备对比实验的数据(将锌粒压成薄锌片增大了表面积)。下列不能由实验得出的结论是( )
编号 20 mL硫酸的 质量分数 1 g锌的 形状 0～3 min产生氢气体积(mL)
① 20% 锌粒 31.7
② 20% 薄锌片 50.9
③ 30% 锌粒 61.7
④ 30% 薄锌片 79.9
A.Zn是金属活动性顺序中氢前金属
B.锌粒产生氢气的体积总是比薄锌片少
C.增大硫酸的浓度能加快产生氢气
D.增大锌与酸的接触面积能加快产生氢气
B
12.(2025南充一模)向两个盛有相同质量铝粉和铁粉的烧杯中,分别滴加相同浓度的稀硫酸,产生氢气的质量与加入稀硫酸的质量关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.a点时,两个烧杯中的酸都恰好完全反应
B.b点时,两个烧杯中产生氢气的质量相同
C.c点时,两个烧杯中都有金属剩余
D.右侧曲线能反映铁和铝的金属活动性强弱
C
13.(2024吉林)为探究铜的化学性质,某同学借助氧气传感器在密闭装置中进行如图所示实验,观察实验现象并分析氧气含量随时间变化的曲线图。其中终点D(203,6.15%)表示时间为203秒时,装置中氧气含量为6.15%。结合图示判断下列说法错误的是( )
A.加热前的空气样品中氧气含量为20.99%
B.铜在加热条件下能与氧气发生化学反应
C.拐点C至终点D所对应的时间范围内,装置内物质的总质量逐渐减少
D.通过现象证据和数据证据,可以从定性和定量的视角分析得出合理解释
C
14.数字化实验 小宁在课外资料中获悉:在锌和稀硫酸的反应中,加入硫酸铜溶液会影响反应的快慢。为此,他进行了如下探究。
实验装置如图甲所示。
[实验步骤]
①在规格相同的A、B试管中分别放入大小相近、数量相同的锌粒,胶头滴管吸入等量的溶液。塞紧橡胶塞。
②将两个胶头滴管中的溶液同时挤入试管后,立即开启数据采集器。
③约100 s后,停止采集数据。电脑显示气压p随时间t变化的关系如图乙。
[实验分析](1)图甲中“★”处应填 。
(2)要确保实验成功,实验前应检查反应装置的 。
(3)实验中,锌和稀硫酸反应的快慢通过采集到的试管内 值的变化快慢来反映。
[实验结论](4)在锌和稀硫酸的反应中,加入硫酸铜溶液可以 (填“减慢”或“加快”)反应速率。
硫酸铜
气密性
气压
加快
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知识点一 金属与盐溶液的反应
1.铁钉浸没在硫酸铜溶液中的反应:Fe+CuSO4 。
现象:(1)浸没在硫酸铜溶液中的铁钉表面覆盖一层 色固体。
(2)溶液逐渐由 色变成 色。
第2课时 金属与盐溶液的反应
探新知 自主学习 01
Cu+FeSO4
紫红
蓝
浅绿
2.铜丝浸没在硝酸银溶液中的反应: (填化学方程式)。
现象:(1)浸没在硝酸银溶液中的铜丝表面覆盖一层 色物质。
(2)溶液逐渐由无色变为 色。
3.铜丝浸没在氯化钠溶液中无明显变化。
银白
蓝
跟踪训练
1.(2025德阳模拟)如图是探究铁和铜金属活动性的实验,关于此实验说法错误的是( )
A.铁丝需要砂纸打磨
B.溶液由蓝色变为无色
C.铁的表面有紫红色物质析出
D.化学反应方程式为Fe+CuSO4 Cu+FeSO4
B
知识点二 金属活动性顺序的应用
1.金属的位置越靠前,它的活动性就越 。
2.排在 的金属能与酸反应放出氢气,而排在 的金属不能与酸反应放出氢气。
3.位置靠前的金属可以把位于其后面的金属从它们的 中置换出来。
强
氢前面
氢后面
盐溶液
跟踪训练
2.(2025威海)欲探究Mg、Cu、Ag的金属活动性顺序,仅用组内试剂无法实现的是( )
A.Mg、Cu、稀硫酸、AgNO3溶液
B.Mg、Cu、Ag、稀硫酸
C.Mg、Ag、CuSO4溶液
D.Cu、MgSO4溶液、AgNO3溶液
B
基础巩固
精评价 综合演练 02
1.(2025资阳一模)将光亮的铜丝插入下列溶液中,有明显现象的是( )
A.氢氧化钠溶液 B.硝酸银溶液
C.硫酸铝溶液 D.稀盐酸
B
2.(2025大竹模拟)向一定量CuSO4溶液中加入过量铁粉,充分反应后过滤得到滤渣和滤液,下列判断正确的是( )
A.得到的滤液呈蓝色
B.所得滤渣的质量比加入铁粉的大
C.向滤渣中滴加稀盐酸无气泡产生
D.滤液中一定有FeSO4,可能有CuSO4
B
3.锰(Mn)在钢铁、电池等领域有广泛应用,其金属活动性介于锌和铁之间。以下对金属锰化学性质的预测,不合理的是( )
A.能在氧气中燃烧
B.能与氢氧化钠溶液反应
C.能与稀盐酸反应
D.能与硫酸铜溶液反应
B
4.(2024临夏州)金属镍在制造钱币、不锈钢、催化剂等方面有着广泛的应用。为探究镍(Ni)、锌、铜的金属活动性顺序,小明做了如图所示的实验,发现A试管中镍丝表面无现象,B试管中镍丝表面出现红色物质,则三种金属活动性由强到弱的顺序是( )
A.Ni、Zn、Cu B.Zn、Cu、Ni
C.Zn、Ni、Cu D.Cu、Ni、Zn
C
5.(2024滨州)下列各组试剂不能验证铁、铜、银三种金属活动性强弱的是( )
A.CuSO4溶液 Fe Ag
B.FeSO4溶液 稀H2SO4 Cu Ag
C.AgNO3溶液 稀H2SO4 Fe Cu
D.AgNO3溶液 FeSO4溶液 Cu
B
6.将一定量的锌粉加入盛有AgNO3 溶液的烧杯中,不断搅拌,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液,向滤渣中加入足量稀盐酸,搅拌,滤渣部分溶解,有气泡产生,下列说法错误的是( )
A.滤渣中有Zn和Ag
B.金属活动性:Zn>Ag
C.滤液中含Zn(NO3)2和AgNO3
D.上述过程中只发生置换反应
C
7.金属及其制品是现代生活中不可缺少的材料和工具。请完成下列
问题:
(1)铝的化学性质很活泼,通常铝制品却很耐腐蚀,原因是 .
.
。
(2)如图是探究铜、铝、银三种金属活动性顺序的实验。
铝在空气中
能与氧气反应,其表面生成一层致密而坚固的氧化铝薄膜,阻止内部的
铝进一步被氧化
①实验a中铜丝表面无现象,实验b中铜丝表面有白色物质产生。实验b中发生反应的化学方程式是 。
②通过实验a、b得出三种金属活动性由强到弱的顺序是 。
Al>Cu>Ag
能力提升
8.某兴趣小组为探究Zn、Fe、Cu三种金属的活动性,进行如图所示探究实验。
下列有关实验的说法不正确的是( )
A.甲试管中观察到的现象是Fe表面产生气泡,溶液由无色变为浅绿色
B.通过乙试管的实验可以比较Zn与Fe的金属活动性强弱
C.若a是Zn,b是CuSO4溶液,即可实现实验目的
D.若a是Fe,b是CuSO4溶液,则无需甲试管的实验也能实现实验目的
C
9.(2024广元)向一定量CuCl2、FeCl2的混合溶液中加入一定量锌粉,充分反应后过滤,得到滤液和滤渣。下列说法正确的是( )
A.若滤渣中只有一种金属,则滤液中溶质一定有三种
B.若滤渣中有两种金属,则滤液中溶质一定有两种
C.若滤液中只有一种溶质,则向滤渣中加入稀硫酸一定有气泡产生
D.若滤液中有两种溶质,则向滤渣中加入稀硫酸不可能有气泡产生
C
10.科学思维 XSO4可溶于水,金属X在金属活动性顺序中的位置如图所示。则下列化学方程式错误的是( )
C
11.跨学科融合 (2025雅安一模改编)如图所示,在杠杆的两端分别挂着质量相同的铜球和锌球,这时杠杆平衡,然后将两球分别浸没在X、FeSO4溶液中,一段时间后移走烧杯。下列有关说法正确的是( )
A.若X是稀盐酸,铜球表面有气泡产生
B.若X是AgNO3溶液,移走烧杯后杠杆左高右低
C.若X是稀盐酸,移走烧杯后杠杆左低右高
D.若X是AgNO3溶液,两边烧杯中溶液质量均减小
C
12.(2025宿迁)将一定量的镁粉加入硝酸铜和硝酸银的混合溶液中,充分反应后,过滤,观察到滤液仍为蓝色。下列说法正确的是( )
A.滤液中一定含有硝酸镁、硝酸铜,一定没有硝酸银
B.滤渣中一定含有银和铜,一定没有镁
C.所得滤液的质量一定小于原混合溶液的质量
D.向滤液中加入稀盐酸,一定产生白色沉淀
C
13.某兴趣小组在探究金属化学性质时,甲组同学将锌粉和铁粉的混合物加入盛有一定量硝酸银和硝酸铜溶液的烧杯中,乙组同学只将铁粉加入盛有一定量硝酸银和硝酸铜溶液的烧杯中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。实验结果有图甲、图乙两种情况。请回答下列问题。
甲
乙
(1)图甲:滤液中一定含有的金属离子种类有 种。
(2)图乙:滤液中一定含有 (填化学式)。
(3)小组同学继续实验,取少量乙组滤渣于烧杯中逐滴加入稀硫酸,一段时间后再逐滴加入硫酸铜溶液,反应过程中烧杯中固体的质量与加入溶液的质量关系如图丙所示。下列说法正确的是 (填字母)。
A.a～b段溶液质量逐渐增加
B.b、c点溶液中溶质种类不相同
C.b、c、d点对应固体中加入稀硫酸,均有气泡产生
D.c点溶液中铁元素的质量小于d点溶液
4
丙
Fe(NO3)2
AD
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单元总结提升
建体系 单元导图 01
易错易混点一 基本概念的理解
1.判断下列说法是否正确(正确的画“√”,错误的画“×”)。
(1)在铜中加热熔合锡制备青铜发生的是化学变化。( )
(2)黄铜的熔点比铜与锌的熔点都低。( )
(3)合金中至少含有两种金属。( )
(4)不锈钢的抗腐蚀性强于纯铁,硬度小于纯铁。( )
(5)铝制品表面应常用钢刷擦洗。( )
(6)铁制品比铝制品容易腐蚀是因为铁比铝活泼。( )
(7)一氧化碳还原氧化铁属于置换反应。( )
辨易错 规避误区 02
×
√
×
×
×
×
×
易错易混点二 对置换反应认识错误
2.下列关于置换反应的说法正确的是( )
A.置换反应一定在溶液中进行
B.有单质和化合物生成的反应一定是置换反应
C.有单质和化合物参加的反应一定是置换反应
D.置换反应发生时一定有元素化合价的改变
D
易错易混点三 不能正确判断金属和盐溶液反应后滤渣和滤液成分
3.向含有硝酸银和硝酸铜的废液中加入—定质量的锌粉,充分反应后过滤,将滤渣洗涤、干燥、称量,所得滤渣的质量与加入锌粉的质量相等。下列说法不正确的是( )
A.滤液可能呈蓝色
B.滤渣中至少含有两种物质
C.向滤渣中滴加稀盐酸,一定没有气泡产生
D.向滤液中滴加稀盐酸,一定没有白色沉淀生成
C
易错易混点四 不能正确分析金属与酸反应的图像
4.向三个烧杯中分别放入足量的Mg、Al、Fe粉末,同时加入质量分数相同的100 g稀盐酸,充分反应。反应的有关图像错误的是( )
D
1.(2024临沂)下列关于金属和金属材料的说法中正确的是( )
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
早备考 中考演练 03
A
2.新考向 (2025福建)镍是一种重要的金属。将废旧坡莫合金(含镍、铁和铜等)浸入800 ℃液态镁中形成镁镍合金,再经如图所示的真空蒸馏,可实现镁和镍的分离与回收。下列说法正确的是( )
A.合金的硬度一般比其组成金属的小
B.镁的沸点比镍的高
C.真空蒸馏过程中,镁原子间的间隙发生改变
D.坡莫合金可完全溶解于足量稀硫酸中
C
3.(2024深圳)以下实验现象,正确的是( )
A.如图甲,大海同学通入硫酸铜溶液后,可以用铁把铜析出
B.反应后电子秤的示数为230.5 g
C.对比实验乙的①③,可以探究接触空气是否是铁生锈的条件之一
D.图乙一周过后,②中铁钉产生的铁锈最多
B
甲
乙
4.(2025常州)如图所示进行对比实验(装置气密性良好),两侧均加入5 g质量分数为7.3%的稀盐酸。下列说法正确的是( )
A.反应过程中右侧小试管内更剧烈
B.恢复至室温后左侧气球体积较大
C.反应过程中左侧红墨水上升更快
D.反应结束后两边金属均完全消失
C
5.(2025陕西)将一定量铁粉加入含有Cu(NO3)2和AgNO3两种溶质的溶液
中,充分反应后过滤,得到滤液和滤渣。则下列说法正确的是( )
A.若滤液中有AgNO3,则滤渣中一定没有Cu、Ag
B.若滤渣成分为Cu、Ag、Fe,则滤液中溶质只有一种
C.若滤渣成分为Cu、Ag,则滤液中一定有Fe(NO3)3
D.若滤液中有Cu(NO3)2,则滤渣中加入稀硫酸一定会有气泡产生
B
6.(2024内江)如图是实验室模拟工业炼铁的装置。下列有关分析不正确的是( )
A.澄清石灰水变浑浊,说明有CO2生成
B.该反应中,失去氧的物质是CO
C.CO具有可燃性
D.硬质玻璃管中固体质量逐渐减小
B
7.(2024云南)铜是重要的金属资源,它对于改善人类生活、促进人类文明起着重要作用。
(1)铜的认识:生活中常用铜作导线,体现了铜的延展性和 性。
(2)铜的冶炼:黄铜矿的主要成分是CuFeS2,根据其主要成分的组成元素,推断用黄铜矿炼铜过程中产生能形成酸雨的空气污染物是 (填化学式)。
(3)铜的加工:青铜是金属冶铸史上最早的合金,其主要成分是铜和锡。如表中的A和B分别表示铜和青铜中的一种。《吕氏春秋》记载:“金(铜)柔锡柔,合两柔则刚”,据此判断A是 。
导电
物质 A B
硬度 2.5～3 5～6.6
注:硬度以金刚石的硬度为10作标准,1表示很软,10表示很硬。
SO2
铜
(4)铜的锈蚀:铜在潮湿的空气中锈蚀的反应为2Cu+O2+H2O+X
Cu2(OH)2CO3,X的化学式为 。
(5)铜的回收:某工厂的废水经预处理后得到含FeSO4和CuSO4的溶液。为了减少污染并促进废物利用,工厂设计以下流程回收Cu和FeSO4。
①步骤Ⅰ中发生反应的化学方程式为 ;
②溶液C中的溶质是 。
CO2
硫酸亚铁、硫酸
8.(2025南充)(1)实验室常用如图装置来制取气体。
A B C D E F
①在用B装置制取CO2的实验中,仪器m的作用是 。选择正确的装置制取并收集一瓶干燥的CO2气体,其接口的连接顺序是
(填序号)。
②实验室用加热无水醋酸钠和碱石灰固体混合物的方法制取甲烷,应选择的发生装置是 (填序号)。
添加液体试剂
bgfd
A
(2)小明家铁质水龙头严重锈蚀,在重新购置时,五金店老板建议他选不易生锈的镀铬水龙头。想到金属活动性顺序中没有铬这种金属,小明和同学们做了如下探究:
[探究目的]比较铬与铁、铜的金属活动性强弱。
[提出猜想1]依据铬不易生锈,猜想两种金属的活动性:Cu>Cr。
[进行实验]有以下试剂可供选择:铜片、铬片、FeSO4溶液、稀硫酸、AgNO3溶液。
操作步骤 实验现象 实验结论
取大小相同的金属铬片和铜片,打磨后分别放入2支试管中,再分别加入等浓度等体积的 (填一种试剂) 铬片表面有气泡冒出,溶液变成蓝色;铜片无明显现象 猜想1错误
稀硫酸
[提出猜想2]铬不易生锈,铁易生锈,猜想两种金属的活动性:Fe (填“<”或“>”)Cr。
[进行实验]将打磨后的铁片放入蓝色CrSO4溶液中,未观察到明显现象。
[得出结论]猜想2错误。
>
[探究结果]综合以上信息,三种金属的活动性顺序为Cr>Fe>Cu。
[实验与评价]小乙同学只选用3种试剂进行实验,也得出与小明相同的结论。小乙同学所选的试剂的组合可能是 .
。[限选试剂:铁片、铜片、铬片(银白色)、FeSO4溶液、CuSO4溶液、CrSO4溶液(蓝色)、稀硫酸]
[反思交流]
a.小明同学疑惑:铬的金属活动性比铁强,为什么镀铬水龙头不易生锈
呢 小乙想到了铝制品耐腐蚀的原理,认为金属铬不易生锈的原因可能是
。
铜片、铬片和FeSO4溶液或铁
片、CuSO4溶液和CrSO4溶液
铬与空气中的氧气反应生成了致密的氧化膜
b.实验室常用稀盐酸去除铁制品表面的铁锈,该反应的化学方程式为
。
c.我们应该保持对物质世界的好奇心,养成注重实证、严谨求实的科学态度。
[拓展应用]除考虑美观和成本因素外,根据水龙头的使用特点,铁质水龙头上镀铬主要是利用了铬的抗腐蚀性好和 。
硬度大
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知识点一 导致钢铁锈蚀的因素
1.钢铁锈蚀的原因:铁与空气中的 、 等物质发生化学反应的结果。钢铁的 和环境的 、湿度、酸碱性等都是影响钢铁锈蚀的因素。
第三节 金属材料的锈蚀与防护
探新知 自主学习 01
氧气
水蒸气
成分
温度
2.铁锈的成分:铁锈的主要成分是 ,化学式为 。铁锈疏松多孔,不仅不能阻止钢铁制品与空气和水的接触,还会把空气和水分保留在钢铁制品的表面,进一步加速锈蚀。因此,当钢铁制品表面生锈
时,要及时除锈并做防锈处理。
氧化铁
Fe2O3
跟踪训练
1.(2025南充二模)下列家庭小实验中,铁钉被锈蚀的速度由快到慢依次是( )
A.③①②④ B.④①②③
C.③④①② D.③①④②
C
2.教材素材改编 如图为某学习小组探究钢铁生锈与哪些因素有关进行的实验,将铁钉置于不同环境下,三天后观察铁钉的锈蚀程度并做好记
录,请回答下列问题。
① ② ③ ④ ⑤
(1)铁钉出现锈蚀的试管是 。
(2)该实验说明钢铁锈蚀的本质是铁与 和 共同反应的结果。
(3)试管③④⑤说明 。
③④⑤
水
氧气
食盐或酸性物质会加快钢铁的锈蚀
知识点二 减缓钢铁锈蚀的方法
1.保持钢铁制品表面的 。
2.在钢铁制品表面涂覆 、镀上一层不易锈蚀的金属或用“烤蓝”等方法形成致密保护层。
3.改变金属的组成和结构,如制成合金等。
洁净与干燥
保护层
跟踪训练
3.(2024滨州)下列做法不能减缓或防止钢铁锈蚀的是( )
A.经常用食盐水清洗铁制品
B.保持铁制品表面清洁干燥
C.在铁制品表面涂油漆
D.在钢铁的表面镀一层不易锈蚀的金属
A
知识点三 废旧金属的回收利用
1.回收利用废旧金属,既可以 ,又能节约资源和能源。
2.金属材料大多数都来自金属矿产资源。金属矿物储量有限,且不可
再生。
保护环境
跟踪训练
4.下列做法不能有效保护金属资源的是( )
A.防止金属腐蚀
B.寻找金属的代用品
C.回收利用废旧金属
D.肆意开采金属矿物
D
基础巩固
精评价 综合演练 02
1.铁钉在钉入木制品时,有经验的木匠习惯用口水将铁钉润湿,你认为这样做的主要目的是( )
A.使铁钉更容易钉入木制品
B.这是为了使铁钉更易生锈,防止脱落
C.这是为了防止铁钉生锈而腐蚀
D.增大钉入时的摩擦力
B
2.防止金属锈蚀能有效保护金属资源。下列防锈方法中,与其他三种方法原理不同的是( )
A.表面涂油 B.表面刷漆
C.覆盖塑料 D.制成合金
D
新教材素材特训
3.要证明铁钉生锈的过程中一定有氧气参加了反应,则如图所示实验中必须完成的是( )
A
① ② ③
A.①② B.①③
C.②③ D.①②③
4.(2025苏州)为验证活性炭或食盐能加快铁粉生锈速率,进行实验。下表是2 g铁粉、5 g水与不同质量活性炭、食盐均匀混合后,在10分钟内温度上升的实验记录。
实验 编号 活性炭 质量/g 食盐 质量/g 温度上
升值/℃
1 0 0 0.1
2 0.2 0 22.0
3 x 0.1 3.1
4 0.2 0.1 56.3
下列说法正确的是( )
A.铁的锈蚀不需要氧气参与
B.表中x的值为0.2
C.欲得出结论“活性炭能加快铁粉生锈速率”可以对比实验1和2
D.对比实验1和4得出的结论是“食盐能加快铁粉生锈速率”
C
5.教材习题改编 如图为铁制品循环利用的示意图,根据图示回答:
(1)一定发生化学变化的过程是 (填序号)。
(2)如果铁矿石采用的是磁铁矿,磁铁矿主要成分的化学式为 。
(3)铁锅作炊具主要是利用了铁的 ;废旧的铁锅、铁管属于
(填“厨余垃圾”“可回收物”“有害垃圾”或“其他垃圾”)。废旧金属“循环利用”的意义是 。
①
Fe3O4
导热性
可回收物
节约金属资源(合理即可)
6.(2024长春)实验是化学研究的重要手段。图甲为探究铁锈蚀条件的实验装置,约一周后能观察到明显现象。小组同学对部分实验进行了改进,使出现明显现象的时间缩短至5～10分钟,改进后的装置如图乙所示(夹持装置已略去)。
(1)图甲实验中,对比 (填序号)可知,铁生锈与氧气有关。
(2)图乙实验中,证明铁生锈与水有关的现象为 .
。
(3)图乙实验能够在较短时间内观察到明显现象,其主要原因是 .
。
(4)图乙实验的优点是在一定程度上缩短了实验时间,但仍存在不足。请你指出该实验设计的不足之处 (答一条即可)。
AB
左边铁丝生锈,右边铁
丝没有生锈
能够
提供充足的氧气
没有对比实验
能力提升
7.控制变量法 (2025乐山一模)某同学根据铜锈的成分Cu2(OH)2CO3作出猜想:引起金属铜锈蚀的因素除有氧气和水外,还应该有二氧化碳。为证明“必须有二氧化碳”,需要进行下列实验中的( )
B
A.甲和乙 B.甲和丁
C.乙和丁 D.丙和丁
甲 乙 丙 丁
8.兴趣小组同学利用暖宝宝贴(主要成分为铁粉、氯化钠、水等)测定空气中氧气含量。按下图组装装置并检查装置气密性,一段时间后打开止水夹,水倒流入锥形瓶,测得实验数据如下表。
实验前的体积 实验后体积
锥形瓶内空气(含导管内空气) 量筒 内水 量筒内剩余水
250 mL 100 mL 52 mL
下列关于实验的分析不合理的是( )
A.该实验原理是利用铁锈蚀消耗氧气
B.暖宝宝贴中的氯化钠可以加快铁粉的锈蚀
C.计算得出空气中氧气的体积分数为20.8%
D.若实验测得空气中氧气含量偏低,可能是因为装置未恢复至室温就打开止水夹
C
9.(2025河北)如图所示为某班学生用废旧金属制作班徽的过程。下列说法错误的是( )
A.①中利用了铁能被磁铁吸引的性质
B.②中稀盐酸可用氯化钠溶液替代
C.④中铁板上会出现红色图案
D.⑤中塑封是为了防止班徽生锈
B
10.(2024湖南改编)铁制品经常有锈蚀现象,于是某兴趣小组围绕“锈”进行一系列研究。
(1)探锈
现有洁净无锈的铁钉、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、棉花和干燥剂氯化钙,还可以选用其他物品。为探究
铁制品锈蚀的条件,设计如下实验:
一周后,观察A、B,只有A中的铁钉出现了明显锈蚀现象,由此得出铁钉锈蚀需要与 接触的结论。
A B C
氧气(或空气)
(2)除锈
用稀盐酸可以除去除锈,除锈的过程中会产生气泡,原因是
(用化学方程式表示)。
(3)防锈
防止铁制品锈蚀,可以破坏其锈蚀的条件。常用的防锈方法有 .
(写一种即可)。
在铁制
品表面涂油(合理即可)
11.跨学科实践活动 (2025德阳)某小组同学在开展“揭秘‘暖宝宝’”的跨学科实践活动中,结合“氧气的实验室制取”开展了如下探究。
查阅资料:①“暖宝宝”袋内为黑色固体,主要成分有铁粉、活性炭、食盐、水和蛭石(一种硅酸盐矿物,化学性质不活泼,耐高温,常作保温材料)等;
②碱石灰是NaOH和CaO的固体混合物。
[任务一]探究“暖宝宝”的发热原理
拆开“暖宝宝”的外包装,发现它的温度逐渐升高。冷却后,拆开“暖宝宝”的内包装,发现黑色粉末中掺杂有红色固体。小组同学结合钢铁的锈蚀原理分析“暖宝宝”的发热原理为铁粉与空气中的“某种气体”和H2O共同作用发生缓慢氧化放出热量。
[任务二]测定“暖宝宝”袋内黑色固体(已干燥)中活性炭的含量
小组同学设计如图所示的实验装置测定“暖宝宝”袋内黑色固体(已干燥)中活性炭的质量分数。
注:①实验前已排尽装置内空气,提供的试剂均足量,装置C中的活性炭全部转化为CO2;
②装置E的作用是吸收气体从装置D中带出的水,装置F的作用是阻止装置G中的水进入装置E。
回答下列问题:
(1)“任务一”中的“某种气体”是 。
(2)装置A中任意一种玻璃仪器的名称为 。
(3)装置A中发生反应的化学方程式为 。
(4)装置B的作用是 。
氧气(或O2)
锥形瓶(或分液漏斗、导管)
吸收水分(或干燥气体)
(5)装置G的作用是证明CO2已经被装置D完全吸收,装置G中盛装的“未知试剂”是 。
澄清的石灰水[或Ca(OH)2溶液]
(6)为计算出“暖宝宝”袋内黑色固体(已干燥)中活性炭的质量分数,除需要测定反应前装置C中“暖宝宝”袋内黑色固体(已干燥)的质量,还需要测定反应前后装置 (填装置标号)增重的质量。
D、E
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知识点一 金属的物理性质
1.共性:大多数金属都是 ,有金属光泽,密度和硬度较 ,熔点和沸点较 ,具有良好的延展性和导电、导热性能。
2.特性:大多数金属呈银白色,但铜为 ,金为 ,汞在常温下为 。
第九单元 金 属
第一节 常见的金属材料
第1课时 金属的物理性质 合金
探新知 自主学习 01
固体
大
高
紫红色
黄色
液体
3.用途:金属的物理性质决定其用途。
(1)金的 好,可以压成薄片。
(2)钨的 高,被用来制造灯泡中的灯丝。
(3)铜的 优良,被广泛用于电子制造业。
(4)铬的 ,耐腐蚀性强,多用于制作特殊钢材。
展性
熔点
导电性
硬度大
跟踪训练
1.下列性质属于大多数金属的物理性质的是( )
①导电性 ②熔点低 ③延展性 ④有金属光泽 ⑤不易导电
⑥导热性
A.①②⑤ B.①③④⑥
C.②④⑤⑥ D.②③④⑤
B
知识点二 合金
1.金属材料:包括 (如铁、铜、金等)和 (如不锈钢、铝合金等)。
2.合金
(1)形成:以某种金属为基础,添加其他 或 ,通过高温熔炼、烧结等方式形成的具有金属特性的材料。
(2)特性:其性能与组成它们的纯金属不同,合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属 ,抗腐蚀性能 ,熔点一般 组成它们的纯金属的熔点。
纯金属
合金
金属
非金属
大
强
低于
跟踪训练
2.(2024苏州)苏州是历史悠久的文化名城,古今建筑交相辉映。下列建筑材料属于金属材料的是( )
A.旧城墙的青砖
B.古城门的铜钉
C.火车站立柱的水泥
D.博物馆天窗的玻璃
B
3.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
C
基础巩固
精评价 综合演练 02
1.(2025宜宾)《天工开物》记载“凡金箔每金七厘造方寸金一千片”。表明金具有良好的( )
A.导热性 B.延展性
C.导电性 D.抗腐蚀性
2.传统文化 唐太宗曾说:“夫以铜为镜,可以正衣冠;以史为镜,可以知兴替;以人为镜,可以明得失。”铜之所以能为镜,是因为( )
A.铜有金属光泽 B.铜能导热
C.铜能导电 D.铜的熔点高
B
A
3.下列关于金属和金属材料的说法中不正确的是( )
A.菜刀使用后洗净擦干
B.黄铜、硬铝都属于合金
C.合金属于金属材料
D.大多数金属在自然界中以单质形式存在
4.(2025开江模拟)下列各项比较中,正确的是( )
A.含碳量:生铁>钢
B.耐腐蚀性:纯铁>不锈钢
C.地壳中元素含量:铁>铝
D.硬度:铜>青铜
D
A
5.性质决定用途 化学行业中把材料分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料等。金属材料在现实生活中有极为重要的作用,下列金属材料的运用与金属所具有的性质不一致的是( )
A.制造白炽灯灯丝——熔点高
B.制造飞机——坚硬而质轻
C.制造保险丝——硬度大
D.制造装化工原料的容器——抗腐蚀
C
6.(2025南充质检)人类的生产、生活离不开金属材料。
(1)铝、铁、铜是我们生产、生活中使用比较广泛的金属。图甲用品中,利用金属导热性的是 ,利用金属导电性的是 (均填字母序号)。
A
B
(2)合金是重要的金属材料。
①Mg、Al按其一定比例熔合后冷却可得到储氢合金材料。该过程属于
(填“物理”或“化学”)变化。
逆向推理 ②图乙中能表示锡铅合金的是 (填“a”“b”或“c”)。
物理
a
7.完成下列实验,并正确填写实验报告。
(1)实验1中两块金属片互相刻画后,在 上有明显的划痕。该实验探究的是 。
(2)实验2中将绿豆粒大小的金属焊锡、锡和铅放置在铁片上(呈三角形摆放),可以观察到焊锡稍加热即熔化,继续加热锡熔化,铅最后熔化,该实验结论是 。
纯铜片
黄铜(或合金)和铜(或纯金属)的硬度
合金的熔点比组成它的纯金属的熔点低(合理即可)
能力提升
8.制取合金常用的方法是将两种或多种金属(也可为金属和非金属)混合加热到某一温度,使其全部熔化,再冷却成为合金。请根据下表数据判断(其他条件均满足),下列合金不宜采用上述方法制取的是( )
B
金属 Na Mg Al Cu Fe
熔点/℃ 97.5 649 660 1 083 1 538
沸点/℃ 883 1 090 2 467 2 567 2 750
A.Fe-Cu合金 B.Mg-Fe合金
C.Na-Al合金 D.Fe-Al合金
9.放在手心里就能熔化的稀有金属镓,是芯片生产不可缺少的材料,其沸点为2 403 ℃,更奇妙的是镓熔化后在-120 ℃仍不易凝固;在常温下几乎不与氧气和水反应,但能溶于强酸和强碱;与其他金属熔合可改善合金性能;与硫、硒等非金属化合可生成优质的半导体材料。下列有关镓的叙述错误的是( )
A.可用于制作高温温度计
B.可用于生产高性能芯片
C.镓与其他金属熔合发生的是化学变化
D.金与镓的合金可用于镶牙
C
10.跨学科 物理 (2024宜宾)某学习小组为了探究不同金属导电性强弱,进行了如图所示的实验。在金属片横截面积、长度相同的情况下,测得电流数据如表。下列说法错误的是( )
D
电流表 电流表示数/A
A1 1.7
A2 1.5
A3 1.0
A.导电性:Ag>Cu>Fe
B.三种金属中,Fe片电阻最大
C.设计并联电路的目的是控制变量
D.利用图中仪器,改为串联电路也可得出相同结论
11.金属材料在工农业生产及军事领域有着广泛的应用。
(1)常温下铝、铁、铅的物理性质数据如下表。
金属 铝 铁 铅
导电性(以100为标准) 61 17 7.9
熔点/ ℃ 660 1 538 327
硬度(以金刚石的 硬度10为标准) 2.7 5 1.5
①据此可知高压输电线最好选用金属 (填化学式)。
②铁的合金通常可以作菜刀、锤子等,其合金的硬度 (填“>”“<”或“=”)5。
Al
>
(2)我国自主设计的C919大型客机成功商飞,第三艘国产航母福建舰正式下水,这些成就标志着我国的金属材料制造技术取得重大突破。
①C919大型客机的机身使用了大量的铝合金,其优点是 .
。
②飞行甲板是航母上供舰载机起降和停放的上层甲板,要承受飞机着舰时的强烈冲击载荷。若飞行甲板是采用特种钢制造而成的,你认为这种特种钢应具有的物理性质主要是 (填字母)。
A.熔点高、硬度大
B.抗腐蚀性好、密度大
C.可塑性好、光泽好
质地轻、硬度
大(合理即可)
A
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活动目标
1.探究暖宝宝中各成分的作用,加深对金属锈蚀原理的认识。
2.动手制作暖宝宝并与市售产品对比,感受工艺技术对提升产品性能的重要意义。
3.体验运用所学知识探究事物原理的乐趣,增强好奇心和求知欲。
跨学科实践活动7 揭秘“暖宝宝”
活动内容
某社团小组对暖宝宝展开了跨学科实践活动。
产品名称:暖宝宝
产品成分:铁粉、水、活性炭、食盐、蛭石、吸水树脂等
查阅资料:
ⅰ.成分中蛭石和吸水树脂均不溶于水和酸,化学性质极为稳定,有保温作用。
ⅱ.使用时,打开包装袋让空气通过无纺布,在食盐的催化下与产品成分中的某些物质发生反应,生成氢氧化铁并放出热量。氢氧化铁不稳定,受热会分解为氧化铁和水。
活动一:认识暖宝宝的主要成分
(1)暖宝宝中的水储存在活性炭中,这是利用活性炭的 性。
(2)成分中要把铁研磨成铁粉的目的是 .
。
活动二:探究暖宝宝的发热原理
(3)从能量转化角度:暖宝宝的发热过程是将 转化为热能的过程;某同学建议把无纺布改成塑料袋,该方案是否可行,请说明理由:
。
(4)写出氢氧化铁分解反应的化学方程式: 。
吸附
增大反应物的接触面积,使反应
更充分
化学能
不可行,塑料袋隔绝了空气的进入
活动三:利用铁粉、活性炭、水和食盐可自制暖宝宝
(5)利用温度传感器测得两种不同暖宝宝使用时温度变化的曲线如图所示。与市售暖宝宝相比,用自制暖宝宝来取暖的不足有:
① ;
② 。
(6)使用过程中要想使暖宝宝停止发热,留作下次再用,你的操作建议是
。
最高温度较高,容易烫伤
持续放热时间短
密封保存,隔绝氧气(或空气)
学以致用
“暖宝宝”常用于贴近皮肤的取暖,它的发热剂中含有铁粉、氯化钠、炭粉,该产品使用时能快速发热。下列有关分析错误的是( )
A.炭粉逐渐燃烧放热
B.使用后粉末会变色
C.氯化钠能促进反应
D.粉末状产品有利于发热
A
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知识点 金属矿物及其冶炼
1.金属矿物
地球上的金属资源广泛存在于地壳和海洋中,大多数金属都以化合物的形式存在于各种矿物中。含铜的矿石主要有黄铜矿(主要成分是CuFeS2)、孔雀石[主要成分是Cu2(OH)2CO3]、辉铜矿(主要成分是Cu2S)等。
2.还原反应
含氧化合物中的氧被夺去的反应属于还原反应。
第2课时 金属矿物及其冶炼
探新知 自主学习 01
3.铁的冶炼
(1)拓展 常见的铁矿石:赤铁矿(主要成分是 )、磁铁矿(主要成分是 )、菱铁矿(主要成分是FeCO3)和黄铁矿(主要成分是FeS2)等。
(2)工业炼铁的化学原理
①实验装置
②工业炼铁原理(化学方程式): 。
Fe2O3
Fe3O4
③实验步骤:
Ⅰ.检查装置的气密性;Ⅱ.将氧化铁粉末装入硬质玻璃管后固定到铁架台上;Ⅲ.点燃右边的酒精灯;Ⅳ.先给硬质玻璃管通入一氧化碳;Ⅴ.加热装有氧化铁的硬质玻璃管;Ⅵ.停止加热,继续通入一氧化碳直到硬质玻璃管冷却到室温;Ⅶ.停止通入一氧化碳以后,再熄灭右边的酒精灯。
④实验现象:红色的氧化铁粉末变为 色,石灰水 ,导管口有 火焰。
⑤因为CO有毒,会污染空气,所以必须对尾气进行 或用气球收集的处理。
黑
变浑浊
蓝色
点燃
特别提醒
实验开始时,必须先通入一氧化碳(排尽玻璃管内的空气),防止加热时发生爆炸。实验结束时,停止加热后继续通入一氧化碳直到玻璃管冷却,防止灼热的铁粉再次被氧化。
跟踪训练
如图所示是模拟工业炼铁的化学反应装置,以下说法错误的是( )
A.实验开始时应先通入一氧化碳,目的是排净硬质玻璃管内的空气,防止加热时发生爆炸
B.硬质玻璃管内氧化铁发生还原反应
C.实验过程中硬质玻璃管内观察到的现象是黑色粉末逐渐变成红色
D.装置中导管末端加一点燃的酒精灯,目的是为了燃烧未反应的一氧化碳,防止污染空气
C
基础巩固
精评价 综合演练 02
新教材素材特训
1.生铁因含硫、磷而比较脆,不利于制作加工。据此分析,炼铁所用的矿石,不宜采用下列的(括号内为该矿物主要化学成分的化学式)( )
A.赤铁矿(Fe2O3) B.磁铁矿(Fe3O4)
C.菱铁矿(FeCO3) D.黄铁矿(FeS2)
D
2.(2025遂宁模拟)某同学课堂笔记片段如下,其中记录不正确的一处是
( )
A.a处 B.b处
C.c处 D.d处
D
3.一氧化碳还原氧化铁的实验装置如图所示,下列有关说法错误的是
( )
A.玻璃管中红色粉末逐渐变黑
B.酒精灯可以处理尾气,防止空气污染
C.试管中发生的反应为Ca(OH)2+CO2 CaCO3↓+H2O
D.实验开始时,应先点燃酒精喷灯,再通入一氧化碳
D
4.内蒙古矿产资源丰富,某炼铁厂利用当地的煤炭和赤铁矿石作为高炉炼铁的主要原料,其主要反应过程如图所示(部分反应物、生成物及反应条件已略去)。
据此回答问题:
(1)A的化学式为 。
(2)用化学方程式表示一氧化碳炼铁的原理: ,实际上高炉炼得的铁是生铁,生铁属于 (填“纯净物”或“混合物”)。
CO2
混合物
5.(2025广元模拟)磁铁矿石(主要成分为Fe3O4)是常用的炼铁原料,工业上可通过反应:Fe3O4+4CO 3Fe+4CO2将其中的Fe3O4转化为Fe。
(1)Fe3O4中铁、氧的微观粒子数目之比为 。
答案:(1)3∶4
(2)假设炼铁过程中铁没有损耗,用含348吨Fe3O4的磁铁矿石理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是多少 (写出计算过程)
能力提升
6.传统文化 明代宋应星所著《天工开物》一书,介绍了“火法炼锌”的方法,如图所示,把炉甘石(ZnCO3)和煤炭饼装入炼锌罐泥封,“其底铺薪,发火煅红”“冷定毁罐取出”。下列说法错误的是( )
√
7.创新实验 如图为实验室模拟炼铁的化学反应装置,现将a g Fe2O3在高温下与足量CO反应,实验结束后测得B中产生3.00 g白色沉淀,下列说法正确的是( )
A.硬质玻璃管中固体由黑色变为红色
B.实验开始应该先打开弹簧夹①
C.该实验过程中共消耗0.84 g CO
D.a=1.6
D
8.(2024滨州)小明和同学们在学习了工业炼铁的原理后,想通过自制一氧化碳模拟工业炼铁的化学原理。
[查阅资料]①二氧化碳和炭粉在高温的条件下生成一氧化碳;
②饱和碳酸氢钠溶液不与二氧化碳反应;
③饱和碳酸氢钠溶液能吸收氯化氢气体;
④一氧化碳既不与氢氧化钠溶液反应也不与澄清石灰水反应;
[设计并进行实验]同学们设计并进行了如图所示的实验(装置气密性良好):
[实验分析]请结合实验完成下列问题:
(1)装置A中发生反应的化学方程式为
。
(2)装置C的作用是 。
(3)装置E中发生反应的化学方程式为 。
(4)反应完毕,装置H中玻璃管内观察到的现象是 ,该反应的还原剂是 (填化学式)。
(5)装置J中点燃的酒精灯的作用是 。
干燥二氧化碳气体
固体由红色变成黑色
CO
处理尾气,防止一氧化碳污染空气
9.(2025威海改编)未来金属——钛
金属钛(Ti)性能优越,在多个领域有广泛应用。
Ⅰ.钛的制备
用钛酸亚铁(FeTiO3)制备钛的原理如下:
(1)FeTiO3中钛元素的化合价为 ,X为 。
+4
FeCl3
Ⅱ.钛的性质
银白色固体,熔点1 668 ℃,沸点3 287 ℃,密度小,强度高,抗腐蚀性强,与人体有良好的相容性;在一定条件下能在空气中燃烧生成二氧化钛和氮化钛;在一定条件下也能和水蒸气反应生成二氧化钛和一种可燃性
气体。
(2)下列有关钛及其合金的用途不正确的是 (填字母)。
A.用于制作人造头颅骨
B.用于制作保险丝
C.用于制作潜水刀具
D.用于制作飞机起落架
B
(3)写出钛和水蒸气发生反应的化学方程式:
。
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实验目的
1.认识金属的物理性质,加深对金属化学性质的理解。
2.实验探究金属活动性顺序,认识金属的共性和不同金属的差异性。
实验用品
1.实验器材:坩埚钳、酒精灯、药匙、试管、陶土网、滤纸(或软布)、电池、小灯泡、导线、砂纸、火柴、胶水。
2.实验试剂:细铜丝、细铁丝、铝箔、铝粉、镁带、锌片、铁片、铜片、锌粒、稀盐酸、硫酸亚铁溶液。
学生实验9 常见金属的物理性质和化学性质
实验过程
1.认识金属的物理性质
实验步骤 现象 结论
(1)用砂纸打磨细铜丝、细铁丝、铝箔,用滤纸 (或软布)擦拭后观察其颜色和光泽 铜是紫红色固体,铁、铝是 金属 不是所有的金属都是银白色;有些金属的表面会有一层
(2)选择几种金属制品,尝试一下其是否容易被弯曲、折断 金属具有
银白色
氧化膜
能被弯曲,容易被折断
延展性
(3)分别选择铜丝、铁丝、铝箔,手持金属的一端,在酒精灯火焰上烘烤另一端(注意时间不要太长,以免烫伤),试试金属的传热能力。然后放在陶土网上冷却 这些金属材料的另一端都会 金属有较好的
(4)用两根导线分别连接在电源的正负极,一端连接一个小灯泡,另一端分别连接铜丝、铁丝、铝箔,试试三种金属的导电能力 把小灯泡接入闭合电路中,小灯泡都会 这三种金属均能
变热
导热性
变亮
导电
2.认识金属与氧气的反应
实验步骤 现象 结论
取少量铝粉,用胶水均匀地粘在滤纸上,再将滤纸小心地卷起,用坩埚钳夹持,在酒精灯上点燃 铝粉在空气中燃烧,发出 ,放出热量,生成 铝、镁等金属可以和空气中的氧气反应
另用坩埚钳夹取一段用砂纸打磨过的镁带,在酒精灯上点燃 镁带在空气中剧烈燃烧,发出 ,放出热量,生成
白光
白色固体
耀眼的白光
白色固体
3.实验探究锌、铁、铜三种金属的活动性顺序
实验方案 现象和结论
把铜片和锌片分别放到盛有硫酸亚铁溶液的试管中 铜片的表面没有现象,锌片的表面有固体析出。说明这三种金属的活动性顺序为Zn>Fe>Cu
反思交流
1.用砂纸打磨铜丝、镁带、铁丝、铝箔的表面后,为什么镁和铝的表面更加光亮
答案:在这几种金属中,镁和铝的化学性质比铁和铜要活泼,镁和铝在常温下就能与空气中的氧气发生反应生成一层氧化膜,用砂纸打磨去掉它们外层的氧化膜以后会变得更加光亮。
2.如何鉴别黄铜(铜锌合金)与铜
答案:分别向黄铜和铜的表面滴加稀盐酸,表面有气泡生成的是黄铜,没有明显现象的是铜。
3.铜比银活泼,铜能置换出氯化银中的银吗 为什么
答案:不能。因为氯化银是不溶于水的物质,即氯化银和水的混合物中没有银离子,所以这个反应不能发生。
实战演练
1.(2025射洪一模)下列实验中,研究金属物理性质的是( )
①铜片和铝片相互刻画,观察何种金属表面有划痕;②加热铜片,观察铜片表面是否变黑;③加热铜片一端,观察另一端的蜡烛是否熔化,如图
所示。
A.①② B.②③
C.①③ D.①②③
C
2.装置创新 为比较金属M与Fe、Zn的金属活动性强弱,实验小组设计了如图装置。待甲中充分反应后打开K1,使甲中溶液全部进入乙中,乙中无明显现象,打开K2,使乙中溶液全部进入丙中,Zn片表面变黑(金属片均足量)。下列有关说法正确的是( )
A.甲中反应后得到黄色溶液
B.丙中反应后溶液质量增大
C.三种金属的活动性顺序从强到弱为Zn>M>Fe
D.将M片和Zn片互换位置仍能达到实验目的
B
3.数字化实验 化学兴趣小组同学在探究金属与酸的反应时做了图甲实验,分别将形状、体积相同的Mg、Al、Zn、Fe和Cu放入烧瓶中,再注入足量体积和浓度均相同的稀硫酸,利用压强传感器采集数据,得到如图乙所示的气压变化情况。下列有关说法错误的是
( )
A.五种金属中Mg与酸反应最剧烈
B.充分反应后Zn与稀硫酸反应产生H2的质量比Fe少
C.反应结束后消耗稀硫酸最少的金属是Al
D.由图乙可知金属Cu不能与稀硫酸反应
C
甲 测定气压变化的装置
乙 气压变化曲线
4.在生活和生产实践中了解金属的性质和应用。
(1)沈阳为国家航空事业做出了突出贡献。制造飞机机翼的金属材料应具备 的特点。
(2)烟花中加入镁粉,是利用镁在空气中燃烧能发出耀眼的 ,请
写出镁与氧气反应的化学方程式: 。
(3)如图实验,观察到A试管中产生气泡,B试管中无明显现象,C试管中铜片表面有固体析出。则Fe、Cu、Ag三种金属活动性由强到弱的顺序为
。
强度大、质量轻
白光
Fe>Cu>Ag
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样板式例题
[例1](2025达州一模)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FeSO4溶液中;②将Zn、Cu分别加入ZnSO4溶液中;③将Zn、Fe、Cu分别加入硝酸银溶液中;④将Fe分别加入ZnSO4、CuSO4溶液中。其中可行的是( )
A.①④ B.①② C.②③ D.③④
专题综合练(二) 金属的性质及金属的活动性顺序
A
解题思路
第一步:比较三种金属的活动性顺序→ 的活动性最强, 次之,
最弱。
第二步:根据“两金夹一液”“两液夹一金”选择可行性方案→ 符合“两金夹一液”,能验证锌、铜、铁的金属活动性顺序。 符合“两液夹一金”,能验证锌、铜、铁的金属活动性顺序。
第三步:AgNO3能和 反应,不能比较 的活泼性, 不能验证锌、铜、铁的金属活动性顺序。
锌
铁
铜
①
④
锌、铜、铁
锌、铜、铁
③
[例2](2025乐山期中)向硝酸银和硝酸铜的混合溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液,有关该实验的分析正确的是( )
A.该实验一定能判断出Fe、Cu、Ag的金属活动性强弱
B.反应后溶液的质量一定减少
C.滤液中一定含有Fe2+和Cu2+
D.滤渣中一定含有Cu
B
解题思路
第一步:排强弱。Fe、Cu、Ag三种金属的活动性由强到弱的顺序为Fe>Cu>Ag。
第二步:写反应。先: ,
后: 。
第三步:分情况。根据加入铁的质量确定滤液与滤渣的成分。
铁粉的量 滤液成分 滤渣成分
①
②
③
④
⑤
Fe(NO3)2、AgNO3、Cu(NO3)2
Ag
Fe(NO3)2、Cu(NO3)2
Ag
Fe(NO3)2、Cu(NO3)2
Ag、Cu
Fe(NO3)2
Ag、Cu
Fe(NO3)2
Ag、Cu、Fe
也可利用数轴法,根据“恰好完全反应”的节点,分析“两点三段”五种情况:
滤液中不一定含有 ,如上表中④、⑤两种情况,C错误;滤渣中不一定含有 ,如上表中①、②两种情况,D错误。
Cu2+
铜
类型一 金属的性质
1.(2024陕西)关于铝、铁、银三种金属,下列有关说法正确的是( )
A.三种金属在空气中均易锈蚀
B.用稀硫酸可以区分三种金属
C.用铁、银和硝酸铝溶液可以验证三种金属的活动性顺序
D.三种金属均是生活中常用导线的制作材料
B
2.(2024重庆)中国应用的湿法炼铜技术,是对世界化学史的一个贡献。现将一根光亮的铁钉放入硫酸铜溶液里充分反应。下列说法的组合中正确的是( )
①反应能证明两种金属的活动性 ②反应后溶液的质量增加 ③反应生成的溶质为硫酸铁 ④反应后固体表面附着一层紫红色物质
A.①④ B.②③
C.①②④ D.②③④
A
3.传统工艺 中国古代典籍中记录了很多化学知识,展示了我国古代人民的智慧。《梦溪笔谈》中记载了用“苦泉水”制取铜的方法:“挹其水熬之,则成胆矾,烹胆矾则成铜。熬胆矾铁釜,久之亦化为铜”。主要流程如图所示:
C
(1)“熬”的过程类似于下列粗盐提纯实验中的 操作(填字母)。
A.溶解 B.过滤 C.蒸发
(2)“烹”的过程中,胆矾(CuSO4·5H2O)首先转化成水和无水硫酸铜,该反应的基本反应类型是 反应。
(3)写出“铁釜”中发生反应的化学方程式: 。
(4)铁釜外侧容易生锈,是因为铁与空气中的 .
发生反应。
分解
水蒸气、氧气(或H2O、O2)
类型二 金属活动性顺序的探究与应用
4.现有X、Y、Z三种金属,为探究其金属活动性顺序,进行了如下实验:①将X和Z分别放入稀硫酸中,X溶解并产生氢气,Z不反应;②将Y和Z分别放入硝酸银溶液中,过一会儿,在Z表面有银析出,而Y没有变化。则有关X、Y、Z的金属活动性顺序正确的是( )
A.X>Y>Z B.X>Z>Y
C.Y>X>Z D.Z>X>Y
B
5.(2025内江二模)将等质量的四种金属X、Y、Z、M分别加入等浓度等体积的足量稀盐酸中;再将Y投入MNO3溶液中充分反应。得到如图两个关系图,据此得出四种金属的活动性强弱顺序正确的是( )
A.Z>X>M>Y B.X>Z>Y>M
C.X>Z>M>Y D.Y>M>Z>X
B
6.(2025泸州一模)某同学向盛有AgNO3溶液的烧杯中加入一定量铜和铁的混合金属粉末,反应一段时间后过滤,如图所示,下列说法正确的是
( )
A.过滤得到的滤液呈无色
B.滤渣中一定含有三种金属
C.产生的无色气体具有助燃性
D.该实验能得出铁、铜、银三种金属的活动性顺序
B
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