金属和金属材料
金属和金属材料
【单元分析】
本单元知识中金属活动性顺序表的应用,以及金属的保护和利用是中考的热点,其中金属活动性顺序也是本单元复习的难点 【复习目标】
1.了解一些常见的金属的性质和用途 2.理解,并会应用金属活动性顺序表 3.了解和掌握金属的保护和利用 4.知道金属材料及合金的特性 5.知道金属锈蚀的条件及防护方法。
【重点】:金属活动性顺序表;知道金属锈蚀的条件及防护方法。 【难点】:金属活动性顺序表的应用。 【考点透视】 命题落点
根据金属的性质推断其应用,
根据金属活动性顺序判断金属的化学性质。 由金属锈蚀的条件对金属进行保护和利用。 【考点清单】 一、基本考点
考点1.几种重要的金属及合金
(1)金属的物理特性:常温下除汞(液体)外都是固体,有金属光泽,大多数为电和热的优良导体,有延展性、密度较大、熔点较高。
(2)合金:①概念:在一种金属中加热熔合其他金属或非金属,而形成的具有金属特性的物质
称为合金。②合金的性质能:合金的很多性能与组成它们的纯金属不同,使合金更易适合不同的用途,日常生活中使用的金属材料,大多数为合金。③重要的铁合金:生铁和钢都是铁的合金,其区别是含碳量不同。④生铁的含铁量为2%~4.3%,钢的含碳量为0.03%~2%。 考点2.金属与氧气的反应
大多数金属都能与氧气反应,但反应的难易和剧烈程度不同,越活泼的金属,越容易与氧气发生化学反应,反应越剧烈。 考点3.金属活动性顺序及置换反应
(1)金属活动性顺序:K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H) Cu Hg Ag Pt Au
(2)金属活动性顺序的作用:①判断金属与酸的反应:a. 一般说来,排在氢前面的金属能置换出酸中的氢,排在氢后面的金属不能置换出酸中的氢;b. 酸不包括浓硫酸和硝酸,因为它们有很强的氧化性,与金属反应不能生成氢气,而生成水。②判断金属与盐溶液反应。在金属活动性顺序里,只有排在前面的金属,才能把排在后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。③判断金属活动性强弱:在金属活动性顺序里,金属的位置越靠前,它的活动性就越强。 考点4.金属矿物及铁的冶炼
(1)金属矿物(矿石):①概念:工业上把能用来提炼金属的矿物叫做矿石。②常见的矿石:赤铁矿(Fe2O3)、黄铁矿(FeS2)、菱铁矿(FeCO3)、铝土矿(Al2O3)、黄铜矿(CuFeS2)、辉铜矿(Cu2S)。
(2)铁的冶炼:①原理:利用高温条件下,焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石中还原出来。如用赤铁矿石炼铁的化学方程式为: Fe 2 O 高温
3 +CO====2Fe+3CO 。2 ②原料:铁矿石、焦炭、石灰石及空气。③设备:高炉。④炼铁时选择铁矿石的标准:a.铁矿石中铁元素的质量分数大(即含铁量高);b.炼铁过程中产物对空气不能造成污染;满足以上两个条件的矿石是理想的绿色矿石。
考点5.金属的腐蚀和防护
(1)铁生锈的条件:铁生锈的主要条件是与空气和水蒸气直接接触。铁制品锈蚀的过程,实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生复杂的化学反应,铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O。 (2)铁的防锈:原理是隔绝空气或水,使铁失去生锈的条件。防锈措施:防止铁制品生锈,一是保持铁制品表面的洁净和干燥,二是在铁制品表面涂上一层保护膜,防止铁与氧气和水的反应,例如:①刷一层油漆;②涂上一层机油;③电镀一层不易生锈的金属,如镀锌等;④经加工使金属表面生成一层致密的氧化膜,如烤蓝;⑤在金属表面覆盖搪瓷、塑料等。 考点6.金属资源的保护
(1)矿物的储量有限,而且不能再生。(2)废旧金属的回收和利用可以减少对环境的污染,还可以节约金属资源。(3)保护金属资源的有效途径:①防止金属腐蚀;②回收利用废旧金属;③合理有效地开采矿物;④寻找金属的替代品。 二、能力与综合考点
考点7.金属的化学性质及其应用(学科内综合考点)
(1)金属的化学性质:①金属与氧气发生化合反应生成金属氧化物;②活泼金属(金属活动性顺序中氢之前的金属)与稀盐酸、稀硫酸发生置换反应生成盐和氢气;③金属与盐溶液发生置换反应生成另一种盐和另一种金属。
(2)金属化学性质的应用:金属与酸的反应、金属与盐溶液的反应,常结合化学方程式的计算、溶液的有关计算来分析溶液质量的变化,天平的平衡、不纯金属中杂质的判断以及溶液中溶质的判断和剩余金属的判断等。
考点8.利用金属与盐溶液的反应解决实际问题(实际应用考点)
随着工农业生产的进一步发展,环境污染越来越严重,造成环境污染的污染源之一就是重金属污染,如铜、汞、铅等重金属。
由金属活动性顺序可知,排在前面的金属能将排在后面的金属从其盐溶液中置换出来,因此向废液中加入一些无毒金属,这样既可解决环境污染问题,又可回收利用金属,提高了经济效益。
小结:本单元中的知识点不多,但金属活动性顺序表是初中化学教材的难点也是重点,理解和掌握本单元内容是掌握全册教材的关键之处。
若赤铁矿石中Fe2O3的质量分数为80%,600 t 这样的赤铁矿可炼出含碳等其他杂质质量分数为7%的生铁多少吨?
解:设可炼出含杂质质量分数为7%的生铁的质量为x Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2
160 112
600 t×80% x·(1-7%)
160480t
112112480t
x93% x=16093%=365 t
答案:可炼出含碳等杂质质量为7%的生铁365 t.
点拨:这类题很容易出错,错误原因主要在于没有理解哪些是不纯物的质量,哪些是纯净物的质量.赤铁矿和生铁都是混合物,而在化学方程式的计算中,所涉及到的都是纯净物的质量,只要牢牢把握住这一点,所有含杂质的计算都可迎刃而解.
【小结】本单元主要以金属的性质,金属活动性顺序表的应用,以及金属资源的保护和利用为主进行考查,相对来说知识难度较大,考查内容较多,因此本单元复习,知识的掌握和理解是很重要的。 【习题巩固】
1. (广州)下列有关铁的说法错误的是 ( )
A. 参考右图信息,铁的相对原子质量为26
B. 生铁和钢是常见的铁合金
C. 铁钉在潮湿的空气中容易生锈,因此钢铁的使用要注意防锈 D. 用赤铁矿高炉炼铁的化学反应方程式是
2. (苏州)下列关于金属的说法正确的是( ) A.波尔多液的配制可以在铁制容器中进行 B.铝制品抗腐蚀能力较铁制品强
C.用FeSO4溶液、Cu和Ag三种物质可以验证Fe、Cu、Ag三种金属的活动性强弱顺序 D.铁制品生锈产生的铁锈是一种疏松多孔的物质,它的主要成分是Fe3O4
3. (重庆B卷) 钛合金是生产链条钢、锚链钢等的重要原料。如果要比较钛(Ti)和铁的金属活动顺序,以下方法不能达到目的的是( ) A、查阅初中化学课本上的金属活动顺序表 B、利用金属钛和FeCl2溶液进行实验 C、利用金属铁和TiSO4溶液进行实验 D、利用金属钛、金属铁与稀硫酸进行实验
4. (宜宾)下列有关金属材料的说法正确的是( )
A.硬铝片比纯铝片硬度小 B.钢的性能优良,是很纯的铁 C.沙漠地区的铁制品锈蚀较快 D.为防止钢铁生锈,可在其表面涂油
5. (上海)在硝酸银、硝酸铜的混合溶液中加入一定量锌粉,反应停止后过滤,滤液仍为蓝色。有关判断正确的是( )
A、滤渣中一定有银,没有铜和锌 B、滤渣中一定有银和锌,可能有铜 C、滤液中一定有硝酸锌、硝酸铜、硝酸银 D、滤液中一定有硝酸锌、硝酸铜,可能有硝酸银
6. (张掖).向一定量的稀硫酸中加入锌粉至过量,下列图象合理的是( )
7. (张掖)芜湖铁画是中国工艺美术百花园中的一朵奇葩.它以钢材为主料,经锻打、焊接、酸洗、上漆等多道工艺制成.下列关于铁画的叙述不正确的是( )
8.(娄底)现将X、Y两种金属片分别插入硫酸铜溶液中,X无明显变化,Y表面有铜析出,则X、Y、Cu三种金属的活动性由强到弱的顺序是( ) A.X > Y > Cu
B. Cu > X > Y C. Y > Cu > X
D. X > Cu > Y
9. (扬州)下列金属活动性最强的是( )
A.Cu B.Zn C.Fe D.Mg
10. (南京)现有甲、乙、丙三种金属,采用将其中的一种金属分别放入另外两种金属的硫酸盐溶液中的方法进行实验,得到三种金属间的转化关系(如下图所示)。则三种金属的活动性由强到弱的顺序是( C ) A.乙、甲、丙 B.乙、丙、甲 C.丙、甲、乙 D.丙、乙、甲
11. (荆门)向一定质量的AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入m克Zn,充分反应后过滤,将滤渣洗涤、干燥后再称量,得到的质量为m克。据此,下列说法不正确的是( ) A.取反应后的滤液观察,滤液可能呈蓝色 B.取反应后的滤液滴加稀盐酸,有白色沉淀产生
C.取滤渣滴加稀硫酸,可能有气泡产生 D.滤渣中的物质至少有两种
12. (襄阳)向CuO和铁粉的混合物中加入一定量的稀硫酸,微热,充分反应后冷却、过滤,在滤液中放入一枚洁净的铁钉,发现铁钉表面无任何变化。据此判断,下列结论正确的是( ) A.滤液中一定含有FeSO4 ,可能含有H2SO4 B.滤液中可能有CuSO4
C.滤渣里一定有Cu,可能有Fe和CuO
D.滤渣里一定有Cu和Fe
13. (襄阳)钢铁在生产、生活中有着广泛的用途。请回答:
(1)炼铁厂常以焦炭、赤铁矿石(主要成分是Fe2O3)、空气等为主要原料炼铁,请写出一氧化碳与氧化铁在高温下反应的化学方程式: 。
(2)每年全世界钢铁的产量很高,但钢铁的锈蚀也给人类带来了巨大的损失。请你写出一种防止铁锅生锈的方法: 。
14. (孝感) 向一定量黄铜(铜锌合金)粉末中逐滴加入稀硫酸,下列图像能正确表示对应变化关系的是( )
15(孝感) 将一定量的锌粉加入到硫酸亚铁、硫酸铜和硫酸镁的混合溶液中,过一段时间后过滤,向滤渣中加入稀盐酸有气泡产生,则下列叙述正确的是( ) ①滤渣中一定含有锌
②滤渣中一定含有铜,可能含有锌
③向滤渣中加入稀盐酸,最后溶液一定变成浅绿色 ④滤液中溶质一定含有硫酸锌和硫酸镁 ⑤滤液的颜色不可能为浅绿色
A.①④⑤ B.②③④⑤ C.②③④ D.②④ 16. (宜昌) 下列物质中,不属于合金的是( )
A.不锈钢 B.氧化汞 C.黄铜 D.生铁
17. (宜昌) 把X、Y、Z三种金属分别放入稀盐酸中,X、Y溶解并有气泡产生,Z不反应,取过量X放入Y(NO3)2和Z(NO3)2的混合溶液中充分反应后过滤,经检验,滤渣中只有X、Z。则X、Y、Z三种金属的活动性由强到弱的顺序是( ) A.X>Y>Z
B.Y>Z>X C.Y>X>Z D.X>Z>Y
18. (宜昌) 某同学为了测定铜镁合金样品中铜的质量分数,将100g稀盐酸分2次加入到盛有
5g该样品的烧杯中,所得数据如下表,则下列说法中错误
的是C A.第1次加入稀盐酸后剩余固体中还有镁 B.第2次所加入的稀盐酸未反应完 C.每50g稀盐酸和1g镁恰好完全反应 D.合金样品中铜的质量分数为40%
19. (2015年宁波市)将红色的铜丝放在酒精灯火焰的外焰上加热,铜丝表面变为黑色。下列说法错误的是( )
A.红色铜丝表面变黑,是因为生成了氧化铜 B.红色铜丝表面变黑,是因为铜发生了还原反应 C.立即把变黑的铜丝插入稀硫酸中,溶液会出现蓝色 D.立即把变黑的铜丝插入酒精中,铜丝变回红色 20.(
厦门
) 夏天防雷电,远离金属。这是国为金属具有( ) A.导电性 B.导热性 C.延展性 D.光泽 21. (眉山) 往200gFeCl3和CuCl2的混合溶液中加入铁粉。己知反应的先后顺序和化学方程式分别为:2FeCl3 + Fe = 3FeCl2 CuCl2 + Fe = FeCl2 + Cu 。下图为加入铁粉的质量与反应后剩余固体质量关系。则下列说法不正确的是( )
A、B点后溶液的颜色为蓝色 B、D点对应纵坐标为6.4
C、该200g溶液中的CuCl 质量分数为6.75%
D、取DE两点间的剩余固体加入盐酸,均有气泡产生 22. (乐山) 下列日常生活常见的金属中,金属活动性最强的是( ) A.Fe B.Cu C.Al D.Zn
1.(安徽)自行车作为常用的代步工具,既轻便灵活,又符合环保要求,有图是一款自行车的示意图。
(1)所标物质中,属于有机合成材料的是_________,属于金属合金的是_________,含有的金属元素是________。
(2)车架表面刷漆主要是为了防锈,其原理是_______________;请再提出一条可延长自行车使用寿命的建议_____________。
(3)当今自行车外形美观,材质轻便、牢固,除了代步,还可以作为健身工具。由此你对化学与人类生活的关系有何感想?_______________。
结合镜片材料从天然水晶、光学玻璃到光学树脂的变迁过程,请你谈一谈化学与生活的关系:____________________________________________________________。
2. (益阳)材料:我国第四套人民币中的一元硬币是钢芯镀镍(Ni),镍与稀硫酸能发生下列反应: Ni + H2SO4 === NiSO4 + H2↑。
根据此材料及金属活动性顺序,请回答:
(1)铸造硬币用到的材料是 ▲ (填“合成材料”或“金属材料”); (2)写出Ni与CuSO4溶液发生置换反应的方程式 ▲ 。
3. (呼和浩特)钢铁是使用最多的金属材料
(1)人类向自然界提取量最大的金属是铁,高炉炼铁的原料是铁矿石、空气、石灰石和 。
(2)铝的活动性比铁强,但在生活中常在铁的表面涂上铝粉。其原因是 。(3)金属钴(Co)与铁具有相似的化学性质。CoCl2固体
是蓝色的,CoCl2溶液是粉红色的。现将
金属钴投入稀盐酸中,发生化学反应Co + 2HCl = CoCl2 + H2↑。该反应的实验现象为 。 4. (重庆A卷) 如下图所示的炼铁高炉中发生了许多化学反应,其中就涉及到碳及其化合物的相互转化。请回答下列问题。
(1)空气通过进风口与原料中的焦炭充分反应,其化学方程式为______________。
(2)由(1)中产生的气体与炽热的焦炭会继续反应,其化
学方程式为______________。 (3)生成铁的主要反应为 Fe2O3+3CO高温2Fe + 3CO2,该反应中发生氧化反应的物质是_____(填序号)。
A.Fe2O3 B.CO C.Fe D.CO2
(4)高炉气体的主要成分为N2、CO、CO2,如果将高炉气体通入足量的NaOH溶液中,发生反应的化学方程式为______________。
5. (天津)金属材料与人类的生产和生活密切相关。请回答:
(1)下列用品中,主要利用金属导电性的是 (填字母)
A. 铂金饰品 B. 铁锅 C. 铝导线
(2)为了验证铝、铜、银三种金属的活动性顺序,设计了下列四种方案,其中可行的是 (填序号)
①将铝、银分别浸入到硫酸铜溶液中 ②将银分别浸入到硫酸铝、硫酸铜溶液中 ③将铜、银分别浸入到硫酸铝溶液中 ④将铜分别浸入到硫酸铝、硝酸银溶液中
(3)在氯化铜和氯化亚铁的混合溶液中加入一定质量的镁粉,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。①滤液中一定含有的溶质是 (填化学式);②向滤渣中滴加稀盐酸,有气泡产生,则滤渣中一定含有的物质是 (填化学式)。
(4)某钢铁厂每天需消耗4900t含Fe2O376%的赤铁矿石,该厂理论上可日产含Fe98%的生铁的质量是 t。
6. (重庆B卷)中国制造业正在持续发展, 汽车制造是重庆制造业的一个代表。请根据所学知识按要求填空。
(1)下列汽车组件中,由有机合成材料制成的是 (填序号)。 A .钢铁车架 B .真皮座套 C .玻璃车窗 D .橡胶轮胎
(2)钢铁车壳表面喷漆不仅美观,而且可有效防止与空气中的 (填 两种 物质名称)接触而生锈。
(3)汽车制造需要钢铁,工业上用赤铁矿(主要成分为氧化铁)与一氧化碳来炼铁的化学方方程式为 ,该反应中 (填化学式)发生了还原反应。