1、金屬和金屬材料【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1 .了解常見金屬及合金的物理性質(zhì)、特性及其應(yīng)用；了解金屬資源的利用和保護(hù)。2 .掌握常見金屬的化學(xué)性質(zhì)，能用金屬的活動性順序?qū)τ嘘P(guān)的置換反應(yīng)進(jìn)行簡單的判斷。3 .掌握煉鐵的原理及有關(guān)含雜質(zhì)物質(zhì)的化學(xué)方程式的計算?！局R網(wǎng)絡(luò)】【要點(diǎn)梳理】要點(diǎn)一、金屬及金屬資源的保護(hù)1 .金屬的共性：金屬光澤；良好導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性；良好的延性、展性；韌性好、能彎曲。2 .金屬的特性：(1)顏色：大多為銀白色，銅呈紫紅色、金呈黃色；(2)狀態(tài)：常溫下大多為固體，汞為液體；(3)密度差別很大：金為19.3g/cm3,鋁為2.7g/cm3;(4)導(dǎo)電性差異很大：銀為100,鉛僅為7.9;(5)

2、熔點(diǎn)差別大：鴇為3410C,錫僅為232C;(6)硬度差別大：銘為9,鉛僅為1.5。3 .合金：是由兩種或兩種以上的金屬(或金屬和非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。生鐵(含碳量為2%4.3%)和鋼(含碳量為0.03%2%)都是鐵合金。4 .鐵銹蝕的條件及防銹蝕方法：(1)鐵生銹的條件：鐵與水、氧氣同時接觸。(2)防止鐵生銹的方法：保持鐵制品表面的潔凈和干燥；在鐵制品表面形成保護(hù)膜：刷漆、涂油、鍍一層其它金屬、在鐵制品表面形成致密的氧化物保護(hù)膜；改變鐵制品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，制成不銹鋼?！疽c(diǎn)詮釋】1 .金屬材料包括純金屬和它們的合金。合金的硬度、強(qiáng)度、抗腐蝕性等一般都好于組成它們的純金屬。2 .保

3、護(hù)金屬資源的有效途徑：防止金屬銹蝕；廢舊金屬的回收利用；合理有效的開采礦物；尋找金屬的替代品等。要點(diǎn)二、金屬活動性順序、金屬的化學(xué)性質(zhì)1 .在金屬活動性順序里，金屬的位置越靠前，它的活動性就越強(qiáng)；位于氫前面金屬可以置換出鹽酸、稀硫酸中的氫；位于前面的金屬能把位于后面的金屬從它們化合物的溶液里置換出來(K、Ca、Na除外)。2 .置換反應(yīng)是由一種單質(zhì)與一種化合物反應(yīng)，生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng)。3 .金屬能與氧氣、酸等發(fā)生反應(yīng)。【要點(diǎn)詮釋】1 .只有較活潑的金屬才能把不太活潑的金屬從它的化合物溶液里置換出來。2 .鐵與酸或金屬化合物發(fā)生置換反應(yīng)時生成的鐵的化合物中鐵均顯+2價。要點(diǎn)三、金

4、屬冶煉及有關(guān)計算1 .工業(yè)上把能用來提煉金屬的礦物叫做礦石。人類最先使用銅，而后鐵，使用鋁只有一百多年的歷史，主要與三種金屬的化學(xué)性質(zhì)、冶煉難易有關(guān)。2 .工業(yè)上冶煉鐵的原料、主要反應(yīng)原理、主要設(shè)備見下表：原料鐵礦石、焦炭、石灰石等士.后廣在高爐中焦炭的作用是提供熱量(碳和氧氣反應(yīng)生成二氧化碳，放干要反熱)，二氧化碳和碳反應(yīng)生成還原劑一氧化碳。原理C+COz2k2COL_后溫CLF&O3+3CO2Fe+3CO2主要設(shè)備高爐3 .化學(xué)方程式所表示的都是純凈物發(fā)生化學(xué)變化時的相互關(guān)系，生成物也是純凈物的各物質(zhì)之間的質(zhì)量關(guān)系，但實際上絕對純凈的物質(zhì)是沒有的。因此當(dāng)參與反應(yīng)或生成的是含雜質(zhì)的物

5、質(zhì)時，必須先把含有雜質(zhì)的物質(zhì)換算成純物質(zhì)的量，才能進(jìn)行計算。而實際煉鐵中所用的礦石是不純的，煉出的生鐵也是不純的，因此進(jìn)行有關(guān)計算時要注意換算。鐵礦行的純度二幽【要點(diǎn)詮釋】1 .一氧化碳還原氧化鐵的實驗裝置:高溫2 .反應(yīng)的化學(xué)萬程式：Fe2O3+3CO2Fe+3CO23 .實驗現(xiàn)象：紅色粉末逐漸變?yōu)楹谏吻宓氖宜儨啙?，尾氣燃燒產(chǎn)生藍(lán)色火焰?！镜湫屠}】類型一、考查金屬及金屬資源的保護(hù)1 .下列與銅的銹蝕無關(guān)的物質(zhì)是（）A.水B.氧氣C.氮?dú)釪.二氧化碳【思路點(diǎn)撥】金屬銹蝕的主要原理：金屬和氧氣發(fā)生緩慢氧化。銅生銹除了有氧氣外，還需要與水和二氧化碳接觸。【答案】C【解析】銅生銹的條件：銅

6、與氧氣、二氧化碳和水同時接觸?！究偨Y(jié)升華】銅銹的主要成分是堿式碳酸銅（CU2（OH）2CO3）。舉一反三：【變式】鐵畫是中國工藝美術(shù)百花園中的一朵奇葩，至今已有三百多年歷史。下列關(guān)于鐵畫生銹與防護(hù)的敘述不正確的是（）A.生銹時主要生成四氧化三鐵B.懸掛在干燥的環(huán)境中C.經(jīng)常清掃表面的灰塵可以防止生銹D.表面涂漆防止生銹【答案】A類型二、考查金屬的化學(xué)性質(zhì)2 .把某稀硫酸分為等體積的兩份，放入兩個燒杯中，分別加入等質(zhì)量的甲、乙兩種金屬，反應(yīng)后金屬都沒有剩余。產(chǎn)生H2的質(zhì)量隨時間變化的趨勢如圖。下列說法正確的是（tb的質(zhì)量一0吩問A.甲的活動性比乙強(qiáng)B.甲是鋅、乙是鐵C.反應(yīng)消耗等質(zhì)量的硫酸D.反

7、應(yīng)消耗等質(zhì)量的金屬【思路點(diǎn)撥】金屬與酸、鹽溶液反應(yīng)中所涉及到的相關(guān)因素用函數(shù)圖象表示則要弄清楚函數(shù)圖象中各量的關(guān)系，具體情況具體分析。圖象中，斜線的傾斜度越大，單位時間生成的H2越多，表示反應(yīng)速率越快；平線處的位置越高，表示生成的H2越多?！敬鸢浮緿【解析】觀察題圖看出，從反應(yīng)開始至乙完全反應(yīng)時的任意一段相同時間內(nèi)，金屬乙與酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣總比金屬甲多，說明金屬乙與酸反應(yīng)劇烈，說明乙的活動性比甲強(qiáng)。故A不正確。等質(zhì)量的不同金屬與足量硫酸反應(yīng)（在生成物中金屬元素的化合價相同情況下），金屬的相對原子質(zhì)量越大，則產(chǎn)生的氫氣越少。故B不正確。金屬與酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣質(zhì)量不相等，故兩反應(yīng)消耗稀硫酸的質(zhì)量一

8、定不相等。故C不正確。等質(zhì)量的甲、乙兩種金屬在反應(yīng)后都沒有剩余，說明反應(yīng)消耗了等質(zhì)量的金屬。D正確?！究偨Y(jié)升華】要掌握常見金屬（重點(diǎn)是鎂、鋁、鋅、鐵）與酸反應(yīng)的有關(guān)規(guī)律。3 .在天平兩盤上的燒杯中，各放入質(zhì)量相同的稀硫酸，調(diào)節(jié)天平至平衡。分別向兩邊燒杯各加入5g鎂和5g鐵，鎂和鐵全部反應(yīng)而消失后，天平的指針（）A.偏向加鐵的一邊B.偏向加鎂的一邊C.仍停留在原來的位置D.無法確定【答案】A【解析】由于投入等質(zhì)量的鎂和鐵且都完全反應(yīng)，所以關(guān)鍵看誰產(chǎn)生氫氣多，放出氫氣較多的哪一邊就輕。因鎂與酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣多，所以偏向鐵一邊，故選Ao【總結(jié)升華】等質(zhì)量的不同金屬與足量酸反應(yīng)（在生成物中金屬元素的化

9、合價相同情況下），金屬的相對原子質(zhì)量越小，產(chǎn)生的氫氣越多。4 .學(xué)習(xí)金屬單元后，我們知道Zn、Fe、Cu三種金屬的活動性順序為：Zn>Fe>Cu。為驗證這一結(jié)論，下面實驗設(shè)計合理的是（）A.將Zn、Cu兩金屬片分別放入稀鹽酸中B.將Fe、Cu兩金屬片分別放人稀鹽酸中C.將Zn、Fe兩金屬片分別放人CuCl2溶液中D.將Zn、Cu兩金屬片分別放人FeCl2溶液中【答案】D【解析】驗證Zn、Fe、Cu的金屬活動性順序有如下設(shè)計方案：方案一，將Zn、Fe、Cu分別放入稀鹽酸（或稀硫酸）中；方案二，將Zn、Cu兩金屬片分別放入FeCl2（或FeSO4等+2價亞鐵鹽）溶液中；方案三，將Fe分

10、別放入ZnSO4溶液、CuSO溶液中。選項A、B、C無法判斷鐵和鋅的活動性?！究偨Y(jié)升華】在金屬活動性順序里，金屬的位置越靠前，它的活動性就越強(qiáng)；位于氫前面金屬可以置換出鹽酸、稀硫酸中的氫；位于前面的金屬能把位于后面的金屬從它們化合物的溶液里置換出來（K、Ca、Na除外）。舉一反三：【變式1】有等質(zhì)量的A、B兩金屬，相對原子質(zhì)量Ar（A）vAr（B）；將A放入溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的稀硫酸中，B放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的稀鹽酸中，在反應(yīng)中A、B均顯正二價，產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量隨反應(yīng)時間變化曲線如下圖。下列說法正確的是（）A,產(chǎn)生氫氣的速率AvBC.消耗的稀硫酸和稀鹽酸質(zhì)量一定不相等B.反應(yīng)后A、B一定都有剩

11、余D.消耗B的質(zhì)量一定小于消耗A的質(zhì)量【答案】C【解析】由產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量隨反應(yīng)時間變化曲線圖”可知，A反應(yīng)完所用時間小于B,因此產(chǎn)生氫氣的速率A應(yīng)大于B,故A錯；寫出化學(xué)方程式A+H2SO4=ASO4+H2僑口B+2HC1=BCI2+H2T,設(shè)氫氣的質(zhì)量為m,根據(jù)氫氣的質(zhì)量不難求出消耗的稀硫酸和稀鹽酸的質(zhì)量不相等，消耗B的質(zhì)量大于A的質(zhì)量，故C正確，D錯誤；根據(jù)化學(xué)方程式不能確定A、B是否一定都剩余，故B錯。【變式2】若金屬鎰在金屬活動性順序中位于鋁和鋅之間，則下列反應(yīng)不能發(fā)生的是（）【提示：MgSO4溶于水】A.Mn+2HCl=MnCl2+H2TB.Fe+MnSO4=FeSO4+MnC.2A

12、l+3MnSO4=Al2（SO4）3+3MnD.Mg+MnSO4=MgSO4+Mn【答案】B【解析】鎰在金屬活動性順序中位于鋁和鋅之間，說明在金屬活動性順序中鎰位于氫前且小于鎂、鋁而大于鐵，因此鎰可以和稀鹽酸反應(yīng)生成氫氣，A正確；Fe不會從MnSO4溶液中置換出Mn,B錯誤；鎂、鋁可以從MnSO4溶液中置換出Mn,C、D正確。類型三、考查煉鐵的原理及有關(guān)計算5.某課外活動小組，為了檢測本地鋼鐵廠生鐵產(chǎn)品的質(zhì)量，在實驗室中稱取生鐵屑樣品10.0g放入燒杯中，加入一定量的稀硫酸。加熱，使之充分反應(yīng)（雜質(zhì)不參加反應(yīng)）。然后冷卻、稱量。反應(yīng)后燒杯中物質(zhì)的質(zhì)量比反應(yīng)前減少了0.34g。計算生產(chǎn)100t這種生鐵，至少需要多少噸含氧化鐵80%的赤鐵礦?！舅悸伏c(diǎn)撥】有關(guān)含雜質(zhì)物質(zhì)的化學(xué)方程式計算的特點(diǎn)是雜質(zhì)一般不參與反應(yīng)”，要注意分析與處理有關(guān)數(shù)據(jù)，搞清楚純物質(zhì)和所給量之間的關(guān)系：純物質(zhì)的量=不純物質(zhì)X純度。不能把不純的量直接代入方程式進(jìn)行計算或者把雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)當(dāng)成純度代入方程式計算?！敬鸢概c解析】解：（1）設(shè)樣品中雜質(zhì)含量為x。答：至少需要170噸含氧化鐵80