初三化学-金属和金属材料
金属和金属材料
学习目标
1. 了解常见金属物理性质,知道物质性质很大程度上决定物质的用途,但还需其他因素。
2. 认识合金,知道生铁和钢等重要合金,以及合金比纯金属具有更广泛的用途。
3. 金属的化学性质:与氧气反应,与酸反应。
教学过程
考点一:金属的物理性质
1. 根据生活经验进行填空。
(1)做普通干电池负极的金属材料是。
(2)体温计中的银白色金属是。 (3)涂在保温瓶胆夹层内的金属是。
除从物质的性质决定物质用途外,还要要考虑下列因素。
小结1) 是否具有符合这种要求的性能;2)价格是否合适;
3)是否美观;4)是否便利(质量,体积);5)是否对人和环境有影响。
【例题】
1. 选择铸造硬币的金属材料不需要考虑的因素是()
A .硬度 B .价格 C .耐腐蚀性 D .导电性
2.某种新型“防盗玻璃”为多层结构,每层中间嵌有极细的金属线,当玻璃被击碎时,产生电信号,与金属线相连的警报系统就会立刻报警,这利用了金属的()
A. 延展性 B. 导电性 C. 弹性 D. 导热性
3. 古人曾将铅锻打成细细的铅条,作为笔来写字,这也是“铅笔”名称的由来。铅条能像现代铅笔一样写字,这一现象与下列铅的性质有关的是()
A. 硬度小 B. 熔点低 C. 密度大 D. 能导电
4. 钛和钛的合金是21世纪的重要金属材料,它们具有优良的性能,如钛熔点高、密度小、可塑性好、机械性能好、抗腐蚀能力强,钛合金与人体有很好的“相容性”。根据它们的主要性能,不合实际的用途是()
A. 用于核潜艇设备的制造 B. 用于制造航天设备 C. 用来作保险丝 D. 可用于制造人造骨
考点二:合金
1. 合金是混合物;
2. 合金加入的成分是单质,可以是金属,也可以是非金属;
3. 合金是在金属中加入成分,故合金中肯定有金属;
4. 合金具有金属的特性;
5. 钛和钛合金—新型金属材料:被认为是21世纪的重要金属材料,钛合金与人体有很好的“相容性”,因此可用来制造人造骨等。
【例题】
1. 下列物质不属于合金的是() ...
A .青铜 B .铝 C .钢 D .生铁
2. 下列关于“合金”的叙述:①合金中至少有两种金属;②合金中元素以化合物形式存在;③合金中一定含有金属;④合金一定为混合物;⑤合金依然具有金属特性;⑥生铁是含杂质较多的铁合金;⑦合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高,抗腐蚀性能等也更好. 其中正确的是
3. 小川同学学习和生活用品涉及的主要材料中,属于金属材料的是( )
4. 工业生产中常将两种金属在同一容器中加热使其融, 冷凝后得到具有金属特性的融化物合
金. 根据下表所列金属的熔点和沸点的数据(其他条件已满足), 判断不能制得的合金是()
5. 某物质为金属材料,则该物质()
A. 一定是单质 B. 一定是化合物 C. 一定是混合物 D. 可能是单质或混合物
6.2012年5月,国际空间站17米长机械臂成功抓“龙”飞船,已知机械臂是一种含铍(一种金属)3%的铜合金制成的,关于合金,下列说法错误的是()
A. 合金是化合物 B. 合金的硬度一般比各成分金属大
C. 多数合金的熔点低于组成它的成分的金属 D. 合金只能由金属与金属熔合而成
7.2009年3月2日,圆明园十二兽中的鼠首和兔首被法国一家公司公开拍卖,引起世人关注。下列过于合金的叙述:①合金中至少含有两种金属②合金中的元素以化合物的形式存在③合金中一定含金属④合金一定是混合物⑤铁锈是一种合金。正确的是()
A. ①② B. ③④ C. 只有③ D. ②③⑤
考点三:金属的化学性质
一、金属与氧气的反应:通过常见金属与氧气反应的探究,初步了解金属活动性顺序
1. 镁、铝:在常温下能与空气中的氧气反应。
铝的抗腐蚀性能好的原因:铝在空气中与氧气反应,其表面生成一层致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步氧化。
2. 铁、铜:在常温下、干燥的环境中,几乎不与氧气反应,但在潮湿的空气中会生锈。铁、铜在高温时能与氧气反应
3. 金:即使在高温时也不与氧气反应。
【小结】根据金属与氧气能否反应及反应的难易程度,金属活泼程度,即金属活动性强弱:>>。
二、金属与酸的反应:通过常见金属与酸反应的探究,初步了解金属活动性顺序
活泼金属+酸
→ 盐+H
2
↑
【小结】:根据金属与酸能否反应及反应剧烈程度,判断出四种金属的活动性强弱: >>>。
描述现象需注意:①如果有铁、铜元素参加反应,一定要注意溶液颜色的变化; ②反应放热,但是只有镁和酸反应时放热现象明显。
三、置换反应(基本反应类型)
(1)定义:+→+
(2)特征:_____________________________
(3)规律:
【拓展】常见金属在溶液中的活动性顺序:
K Ca Na Mg Al Zn Fe SnPb (H) Cu Hg Ag Pt Au
金属活动性由强逐渐
①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。
②在金属活动性顺序里,位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸(不可以用浓硫酸和硝酸)中的氢。
③在金属活动性顺序里,位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来。注:钾、钙、钠不符合这一条。它们会先和水反应生成碱和氢气,然后碱和盐反应。
【例题】
1、下列金属中不能和酸发生反应的是( )
A .Zn B .Ag C .Fe D .Mg
2、下列有关铁单质的化学方程式中,错误的是( )
A .3Fe+2O2 Fe 3O 4 B .Fe+2HCl=FeCl 2+H2↑
C .2Fe+3H2SO 4=Fe 2(SO4) 3+3H2↑ D .Fe+CuSO4=FeSO 4+Cu
3、下列反应是置换反应是()
点燃高温(A)Mg+CuOCu+MgO(B)CH4+2O2 CO +2HO
(C)CuO+CO加热Cu+CO2(D2H2O 2 =2H 2O+O2↑
4、下列物质不能由金属与酸直接反应而得到的是( ) A .ZnCl 2
B .CuCl 2C .FeCl 2 D .MgCl 2
5、将等质量的甲、乙两金属分别与足量的稀硫酸反应,产生氢气的质量与反应时间的关系如右图。关于甲、乙两金属判断合理的是()
A .铁、镁B .锌、镁
C .锌、铁D .铁、锌
6.一定质量的锌、铁分别和等量的盐酸反应,产生的氢气质量与时间
的关系如右图所示,下列说法不正确的是()
A .t 1时,产生氢气的质量锌比铁大
B .t 1时,产生氢气的速率锌比铁大
C .t 2时,参加反应锌的质量与铁相同
D .t 2时,锌、铁消耗的盐酸质量相同
7、等质量的A 、B 两种金属,分别与溶质质量分数相等的足量的稀盐酸反应(已知:A 、B 在生成物中均为+2价),生成氢气的质量和反应时间关系如下图所示,则判断正确的是
A .金属A 比B 稳定
B .相对原子质量:A >B
C .金属A 、B 均消耗完时,A 消耗的时间比B 长
D .金属A 、B 均消耗完时,产生氢气的质量:A <B
8、某实验小组在探究金属的化学性质时,得到金属与酸反应制取氢气的质量关系(见图).请根据图象信息判断,下列说法正确的是( )
9、某学生取一瓶稀硫酸,等体积分装在两个烧杯中,再取质量相等的镁带和锌粒,把镁带放入A 烧杯中,锌粒放入B 烧杯中。待反应结束后,发现A 烧杯中镁带有剩余,B 烧杯中锌粒已全部反应,根据实验现象推断,下列结论正确的是()
A 、 A 烧杯中产生H 2多B 、B 烧杯中产生H 2多
C 、A 和B 两烧杯中产生H 2一样多D 、A 烧杯中产生H 2多或A 、B 一样多
10.含铁的混合物5.6g ,与足量的盐酸完全反应时放出氢气0.21g .则铁中混入的另一种金属可能是()
A .铝 B.铜 C.锌 D.银
考点四、金属活动顺序的运用
【回忆】__________色的铁丝与__________色的硫酸铜溶液反应的现象,铁丝表面有__________色的固体产生,溶液由__________色变成__________色,反应的化学方程式为: _________________________________________________。
【小结】:该反应属于基本反应类型中的_______________,该反应现象说明铁的金属活动比铜的强,它可以把铜从硫酸铜溶液中置换出来,这是比较金属活动性的依据之一
【实验探究】通过实验,铝、铜、银的金属活动性强弱。
【小结】:1. 根据金属与金属化合物在溶液中能否反应判断出铝、铜、银的金属活动性强弱:>>。
2. 活动性(填强或者弱,下同)的金属可把活动性金属从化合物溶液中置换出来。
【目标一】金属活动性顺序运用之一,判断金属活动性强弱
【练习1】下列金属活动性最强的是()
A .铁B .银C .钙D .汞
【目标二】金属活动性顺序运用之二,判断金属能否置换出盐酸或稀硫酸中氢
【练习2】下列金属不能与盐酸或稀硫酸反应的是()
A .铁B .银C .锌D .铝
【目标三】金属活动性顺序运用之三,判断金属能否把其他金属从它们化合物的溶液里置换出来
依据:_____________________________________________________________________。
【练习3】下列物质能否反应?写出能发生反应的化学方程式。
⑴.铜和硫酸亚铁溶液⑵.铜和氯化银(氯化银是不溶于水的固体)
⑶.铜和硝酸银溶液⑷.铝和硫酸铜溶液
【目标四】金属活动性顺序运用之四,除杂
【练习4】用化学方法除去括号中的杂质(写出化学方程式和主要的操作步骤)
⑴Cu (Fe) ⑵ZnCl 2(CuCl 2)
【目标五】学会设计实验,比较金属的活动性顺序
⑴Cu 和Fe
⑵Zn 和Mg
⑶Fe 、Cu 、Ag
【例题】
1. _______色的铜丝与_______色的硝酸银溶液反应的现象:铁丝表面有__________色的固体产生,溶液由______色变成______色,反应的化学方程式为:_____________________________________________。
2.下列图像与对应叙述正确的是
A .一定量的稀硫酸中加入锌粒B .向pH=1的溶液中加水
C .加热高锰酸钾制O 2D .一定量的CuSO 4溶液中加NaOH 溶液
3. 将金属M 置于硫酸锌溶液中,无明显现象发生;而将其置于硫酸铜溶液中,表面有红色固体物质析出。由此可判断M 、Zn 、Cu 的金属活动性由强到弱的顺序为()
A .M 、Zn 、Cu B. Zn、M 、Cu C. Zn、Cu 、M D. Cu、 M 、Zn
4.有X 、Y 、Z 三种金属,只有Z 在自然界中主要以单质形式存在,如果把Y 加入X 的盐溶液中,Y 表面有X 析出,据此判断这三种金属的活动性由强到弱的顺序为
A .X>Y>Z B .Z>X>Y C .Y>X>Z D .Z>Y>X
5. 为验证Fe 、Cu 、Ag 三种金属的活动性是依次减弱的,某化学兴趣小组设计了图2所示的四个实验。其中不必进行的是 ( )
6. 填写下列表格(“混合物”栏中括号内为杂质)
7. 把铝箔放入CuCl 2溶液中,铝箔表面覆盖了红色物质,一会儿又有大量气泡冒出。同学们对“放出气体”这一异常现象进行猜想、实验。其中没有价值的是( ) ..
A. 小宇同学推测气体是氢气并检验 B. 小琪同学猜想CuCl 2溶液呈酸性并测定
C. 小寒同学认为气体是氨气并检验 D. 小梁同学认为试剂变质,更换后再实验
8. 下列物质可以由金属与酸反应制得的是()
A .氯化铁B .氯化铜C .氯化亚铁D .氯化铝
9. 向AgNO 3、Cu(NO3) 2、Zn(NO3) 2混合液中,加入一定量的铁粉,充分反应后过滤,向滤出的固体中滴加稀硫酸,有气体生成,则滤出的固体中一定有:( )
A .Cu 、Ag 、Zn B .Cu 、Zn 、Fe C .Ag 、Zn 、Fe D .Ag 、Cu 、Fe
【课堂作业】
1、自默金属活动性顺序表:_____________________________________________________
2、下列描述中,属于金属化学性质的是()
A .铜是紫红色固体 B .汞在常温下呈液态 C .铝能与酸反应 D .钠的质地较软
3、铝具有良好抗腐蚀性能的原因是()
A. 铝的化学性质不活泼 B. 铝不与酸、碱反应
C. 铝常温下不与氧气反应 D. 铝表面生成一层致密的氧化铝保护膜
4、有一种无焰野外加热器,由镁和水反应产生热量来进行加热,化学方程式为
Mg+2H20Mg(OH)2+H2↑.该反应属于( )
A .化合反应 B.分解反应 C .复分解反应 D .置换反应
5、将少量灰黑色的生铁(Fe 、C 合金)粉末,投入盛有过量稀硫酸的烧杯中,充分搅拌,待完全反应后过滤,滤纸上留有黑色的残渣。该黑色残渣的主要成分是()
A .铁 B .碳 C .铁、碳混合物 D .硫酸亚铁
6、下列物质不能由金属与酸直接反应而得到的是( ) A .ZnCl 2
B .CuCl 2C .FeCl 2 D .MgCl 2
7. 下列金属能与硫酸亚铁溶液反应的是()
A .锌 B .银 C .铜 D .铅
8. 若金属锰(Mn)在金属活动性顺序中位于铝和锌之间,则下列反应不正确的是( )
A.Mn + H2SO 4= MnSO4 + H2↑ B.Mg + MnSO4 = MgSO4 + Mn
C.Fe+MnSO4 = FeSO4+MnD.Mn+CuSO4 = MnSO4+Cu
9. 在“南海一号”打捞出来的文物中,“金龙纹手镯”光彩夺目,完好无损;铜镜表面有铜锈;铁器则锈迹斑斑,残存很少,这说明金、铜、铁这三种金属的活动顺序由强到弱的顺序是________________;
10、写出下列反应的化学方程式
(1) 镁在空气中燃烧时,能发出耀眼的白光,可用来制造镁光灯,其反应的化学方程式 _________________________________________________________________________。
(2)市场上出售的补血麦片中含有微量的还原性铁粉,与胃液中的盐酸反应转化为氯化亚铁,起到补血的作用,试写出反应的化学方程式________________________________。
(3) 铝和硫酸反应__________________________________________________________。
(二)提高题
11、下列物质不能由金属与酸直接反应而得到的是( )
A .ZnSO 4 B .Al 2(SO4) 3C .Fe 2(SO4) 3 D .Mg SO4
12.下图是X 、Y 、Z 、W 四种金属与稀盐酸反应状况的示意图,据此判断四种金属中活动性最弱的是
13.将X 、Y 两种金属放入Z 的盐溶液中,观察到X 表面有明显的变化,而Y 的表面无变化,根据此现象可推断出X 、Y 、Z 的活动性由强到弱的顺序是
A .Z>Y>X B .Y>X>Z C .X>Y>Z D .X>Z>Y
14.为了验证铁,锌,铜三种金属的活动性顺序,某同学设计的四种方案中可行的是
A .将Fe 、Cu 分别加入到ZnSO 4溶液中 B .将Zn 、Cu 分别加入到FeSO 4溶液中
C .将Zn 分别加入到FeSO 4、CuSO 4溶液中 D .将Fe 分别加入到ZnSO 4、CuSO 4溶液中
15.在AgNO 3、Cu(NO3) 2和Zn(NO3) 2混合溶液中,加入一定量的铁粉,充分反应后过滤,在滤渣中加入稀盐酸,有气体产生。则下列结论正确的是()
A .滤液中一定有Fe(NO3) 3 B .滤渣只含Ag 和Cu ,一定无Zn
C .滤渣中一定有Ag 、Cu 和Fe ,一定无Zn D .滤渣中一定有Ag 、Cu 、Fe 和Zn
16、如何区分黄铜(含铜和锌)和黄金?
17、把一块表面被氧化的锌片21.1g ,投入到81.3g 的稀硫酸中,固体全部溶解后,共收集到气体0.4g 。试求锌片的纯度和生成溶液的质量分数。
18.将21g 铁粉与足量的稀硫酸反应.计算:(1)生成的氢气和硫酸亚铁各多少克?(2)生成的氢气在标准状况下的体积是多少升(氢气的密度是0.09g/L,保留一位小数)?
(三)拓展题
19、把相同体积、相同质量分数的稀盐酸,分别滴到等质量、颗粒大
小相同的X 、Y 、Z 三种较活泼金属中,生成H 2的质量与反应时间的
关系如右图所示。这三种金属的活动性顺序为;假如X 、Y 、Z 都是
+2价金属,则相对原子质量由大到小的顺序为。
20、将等质量的甲、乙两金属分别与足量的稀硫酸反应,产生氢气的
质量与反应时间的关系如右图。关于甲、乙两金属判断合理的是()
A .铁、镁B .锌、镁
C .锌、铁D .铁、锌
21.已知A 、B 、C 三种金属在生成物中均为+2价,将质量相等的A 、
B 、C 同时分别放入三份溶质质量分数相同且足量的稀盐酸中,反应生
成H 2的质量与反应时间的关系如图所示.以下结论不正确的是()
A .放出H 2的质量:A >B >C B .相对原子质量:C >B >A
C .反应速率:A >B >C D .金属活动性顺序:B >A >C
【家庭作业】
1.下列实验现象的描述正确的是()
A .将光亮的铜丝插入稀盐酸中,有气泡产生
B .硫在空气中燃烧,发出明亮的蓝紫色火焰,生成无色无味的气体
C .将人体呼出的气体导入紫色石蕊试液中,试液变成红色
D .铁丝在空气中剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体
2.有关铁的性质中,属于化学性质的是()
A .有导电导热性 B .有良好延展性
C .具有银白色光泽 D .在潮湿空气中易生锈
3.能源、环境问题是“两会”的热点.太阳能电池的主要材料是硅,制取硅的化学方程式为:SiO 2+2C Si+2CO↑,该反应所属的基本反应类型是
A .化合反应 B .分解反应 C .置换反应 D .复分解反应
4.下列实验现象描述完整且正确的是()
A .锌粒与足量稀盐酸反应:银白色固体表面产生大量气泡,放热
B .镁在空气中燃烧:发出强光,放出热量,产生大量的白雾
C .硫酸铜溶液与适量的铁钉反应:银白色固体表面覆盖紫红色固体,溶液由蓝变成浅绿色
D .在空气中点燃硫粉:产生明亮的蓝紫色火焰,放出热量
5.已知金属R 与硫酸铜溶液反应化学方程式是:R+CuSO4=Cu+RSO4.则下列说法正确的是()
A .该反应属于复分解反应 B .金属R 的活泼性比Cu 要强
C .该金属可以是金属铝D .该金属一定是铁
6.以下说法正确的是()
A 、常温下金属都是固体 B 、钠比铝抗腐蚀能力强
C 、青铜、生铁、焊锡均属合金 D 、地壳中含量最高的金属是铁
7.铝抗腐蚀能力强的原因是()
A .金属活动性不强 B .常温下不与氧气反应
C .化学性质不活泼 D .表面易形成致密的氧化膜
8.下列金属中,活动性最强的是( )
A .Fe B .Na C .Al D .Ag
9.下列图象能正确反映其对应关系的是() ..
A .B .C .D .
A .一定量的饱和石灰水中加入氧化钙
B .向等质量的锌、铁中滴加相同质量分数的稀盐酸
C .向一定的Fe 2O 3中通入CO 气体并持续高温
D .向一定量的NaOH 和BaCl 2混合溶液中滴加H 2SO 4
10.下列图象能正确反映对应变化关系的是()
11.下列四个实验中只需要完成三个就可以证明Fe 、Cu 、Ag 三种金属的活动性顺序。其中不必进行的是()
A .将铁片放入稀盐酸 B .将铜片放入稀盐酸
C .将铁片放入硝酸银溶液D .将铜片放入硝酸银溶液
12.下列说法中正确的是()
A .向某固体中加入稀盐酸,产生气体,则该固体一定是碳酸盐
B .置换反应中一定会发生元素化合价的改变
C .把CuSO 4、HNO 3、BaCl 2同时加到水中,能得到无色透明的溶液
D .某溶液中加入BaCl 2溶液,产生白色沉淀,则该溶液中肯定含有SO 42-
13.下列金属活动性由强至弱的顺序及元素名称、符号均正确的一组是()
A .钾K >钙Ca >钠Na >镁Mg B .铝Al >锌Zn >铁Fe >锡Xi
C .铅Pb >铜Cu >贡Hg D .金Au >银Ag >铂pt
14.要除去铜粉中少量的铁粉,下列物质不合适的是()
A .稀硫酸 B .稀盐酸 C .硫酸铜溶液 D .水
15.某不纯铁块5.6g 与足量盐酸反应得0.18g H2,则铁块中含有的杂质不可能是()
A .银 B .铝 C .铜 D .锌
16.在CuCl 2和MgCl 2混合溶液中,加过量锌粉,充分反应后过滤,留在滤纸上的物质是()
A .Zn B .Cu C .Cu 和Mg D .Zn 和Cu
17.等质量的下列金属,分别与足量稀盐酸反应,生成氢气最多的是()
A .Ag B .Mg C .Fe D .Zn
18.CuCl 2和MgCl 2的混合溶液中加入过量锌粉,充分反应后过滤,留在滤纸上的物质是()
A .Zn B .Cu C .Zn 和Cu D .Cu 和Mg
19.将10g 黄铜(铜、锌合金)加入足量的稀硫酸中,充分反应后,用去49.0g 稀硫酸,剩余固体3.5g .(1)该混合物粉末中铜的质量分数为多少?
(2)充分反应后生成氢气的质量是多少?
20.某铁合金5.8g ,与足量的稀硫酸充分反应,得到0.2g 的氢气.请计算:
(1)该合金中铁的质量是多少克?
(2)该合金是生铁还是钢?(已知:生铁的含碳量是2%﹣4%,钢的含碳量是0.03%﹣2%)
金属和金属材料 第二讲
教学目标:
1、知道一些常见金属如铁、铝、铜等的矿物,了解从铁矿石中将铁还原出来的方法。
2、掌握一氧化碳的性质:热还原法。
【例题】
1.某同学用一氧化碳与氧化铁反应,若得到5.6g 铁,则消耗的一氧化碳的质量是 ()
A .等于4.2g B .大于4.2g C .小于4.2g D .不大于4.2g
(1)在上面方框中写出有关反应的生成物的化学式。
(2)写出②③两步反应的化学方程式
考点二:含杂质化学反应的计算
有关化学方程式的计算是根据参加反应的反应物和生成物的质量比来进行的, 因此在计算过程中, 代入化学方程式进行计算的都必须是纯净物的质量。
1. 有关计算公式:
(1)纯净物的质量=不纯物质的质量×纯净物的质量分数
(2)不纯物质的质量=纯净物的质量÷纯净物的质量分数
(3)物质的纯度=×100%
2. 含杂质物质的化学方程式的计算步骤为:
(1)将含杂质物质的质量换算成纯净物的质量。
(2)将纯净物的质量代入化学方程式进行计算。
(3)将计算得到的纯净物质量换算成含杂质物质质量。
【例题】
1、要炼出含杂质的质量分数为2%的生铁560 t,至少需要含Fe 2O 380%的赤铁矿石多少吨?
2、(1)炼铁的主要反应原理是在的条件下,用从含铁的矿石中将铁还原出来,(2)计算用1000t 含氧化铁80%的赤铁矿石炼铁,理论上可以炼出铁的质量是多少?(Fe 2O 3+3CO2Fe+3CO2,写出计算的过程)
3.钢铁的生产和使用是人类文明和社会进步的一个重要标志.
(1)每年钢铁锈蚀都会造成巨大的损失,铁制品锈蚀的主要原因是_______________________.
(2)校课外兴趣小组的同学取潍坊某钢铁厂生铁样品进行实验:将四份不同质量的生铁样品(假定其中只含单质铁和单质碳)分别加到100g 质量分数相同的稀硫酸中,充分反应后,测得的实验数据如下表:(已知:在标准状况下,22.4L H2的质量为2g )
①上述表格中m 的值为________.
②根据表中数据计算稀硫酸中H 2SO 4的质量分数.
考点三:金属的防护
一、探究铁生锈条件的实验
实验设计
1. 实验目的:探究铁钉锈蚀的条件。
2. 实验用品:铁架台、试管、橡皮塞、酒精灯、试管夹、铁钉、植物油、蒸馏水、干燥剂、棉花等。
3. 实验过程:
【分析论证】
实验现象:数天后,A 中的铁钉生锈, 且在水面附近锈蚀最严重;B 和C 中的铁钉没有生锈。 实验结论:铁钉在干燥的空气中和在水中都不会生锈, 当铁钉与氧气和水同时接触时易生锈, 由此可得出铁生锈的条件是。
二、防止铁制品锈蚀的方法
铁制品的锈蚀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, 生成铁锈(主要成分是Fe 2O 3), 因此根据铁制品锈蚀的条件不难推出防止铁制品锈蚀的基本措施为:使铁制品隔绝空气或水。具体的方法有:
(1)保持铁制品表面的洁净和干燥;(2)在铁制品表面覆盖保护层, 如涂油、刷漆、搪瓷、电镀、烤蓝等;(3)改变金属内部结构, 制成合金, 如不锈钢等。
[拓展延伸] 许多金属都易生“锈”, 但“锈”的结构不同, 成分不同。铜在潮湿的空气中也能生“锈”, 铜锈即铜绿, 主要成分为碱式碳酸铜, 化学式为Cu 2(OH)2CO 3, 是铜与水、氧气、二氧化碳共同作用的结果。金属铝也易“生锈”, 但铝锈同铁锈、铜锈不同, 它是一层
致密的氧化物薄膜Al
2O 3, 起到自我保护的作用。。
三、金属资源的保护
金属资源是有限的, 而且不能再生, 因此, 保护金属资源非常重要。
金属资源的保护-巧记速记:有效防腐蚀; 回收再利用; 有计划开采; 寻找代用品。
【例题】
1、如图5所示, 光亮的铁钉在下列几种情况下, 锈蚀速率由快到慢的顺序为( )
图5
A. ①②③ B.①③② C.②③① D.②①③
2、世界每年因锈蚀而损失的金属数量巨大, 防止金属锈蚀已成为科学研究中的重大问题。下列有关金属锈蚀与保护措施中不正确的是()
A. 铁锈蚀的实质是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生了化学变化
B. 同样的铁制品在海南比在兰州更易锈蚀C. 在铁表面刷油漆可以防止铁锈蚀
D. 铝的抗锈蚀性能比铁强, 生活中可用钢丝球洗刷铝锅
3、下列关于金属资源的说法中, 不正确的是()
A. 地球上除少数极不活泼金属如金、银等以单质形式存在外, 其余都以化合物形式存在
B. 防止金属锈蚀、回收利用废旧金属是保护金属资源的有效方法
C. 合理开采矿物, 寻找金属代用品是保护金属资源的有效途径
D. 金属资源是可以再生的
4.下列叙述正确的是()
A .由铁矿石炼铁是化学变化,由生铁炼钢是物理变化
B .由铁制容器盛放稀硫酸或硫酸铜溶液,容器易被腐蚀
C .生铁和钢都是铁的合金,它们在性能和用途上差异不大
D .生铁和钢都能完全溶解在稀盐酸中 5、菜刀在生活中有重要应用。下列情况中, 菜刀腐蚀由快到慢的是( )①切青菜后用清水冲洗②切湿咸菜后未清洗③切肥猪肉后放置
A. ①③② B. ②①③ C.③①② D.③②①
6、如图所示,在盛水的试管中放入一根洁净的铁钉,用带U 形管的胶塞塞紧,U 型管内水面处于同一高度,一周后观察铁钉和U 型管内水面变化( )
A .铁钉未锈蚀,水面一样高B .铁钉未锈蚀,水面左低右高
C .铁钉锈蚀,水面左高右低D .铁钉锈蚀,U 型管水从右边全部溢出
【达标练习】
一、基础训练
1.人类利用金属的历史经历了从青铜器时代到铁器时代,再到铝合金大量使用的过程.这一事实与下列因素有关的是()
A .地壳中金属元素的含量 B.金属的导电性、延展性
C .金属的活动性 D.金属冶炼的水平
2.人类生产、生活中常使用铁.下列关于铁的说法正确的是()
A .铁矿石在地壳中含量最丰富,可以随意开采B .生铁是含少量碳的铁合金
C .废弃铁制品回收成本高,属不可回收物 D.纯铁比生铁硬,不锈钢比纯铁防腐蚀性差
3.钛(Ti )和铁(Fe )都是有广泛用途的金属,某钛铁矿中Ti 显+4价,Fe 显+2价,该钛铁矿的化学式是()
A .FeTiO 3 B .FeTiO 4 C .Fe 2TiO 3 D .FeTi 2O 4
4.有一种黑色粉末在高温下可以和CO 反应,该粉末可能是下列物质中的()
A .铁粉 B.氧化铁 C .氧化铜 D .木炭粉
二、能力训练(提示:H-1C-12O-16S-32Fe-56)
5.CO 是一种无色、无味、有毒的可燃气体污染物,具有还原性,可用于冶金工业.
(1)写出图中标有序号的仪器名称①,②.
(2)实验过程中,先要进行的是,再进行.
(4)A 中反应的化学方程式是.B 中反应的化学方程式是,B 中观察到的现象。
(5)该装置的不足之处是。
三、拓展训练
6.
类比法是化学研究物质的重要方法之一.草酸的化学性质与碳酸相似.已知碳酸易分解,草酸在受热条件下也分解,仅生成三种氧化物.某校研究性学习小组对此展开探究:
(1)小明首先根据草酸中含有元素,可推测生成物中含有水.
(2)小明对分解生成的其他产物进行猜测、验证:
假设一:生成物中有二氧化碳
实验一:将生成的气体通入澄清石灰水,实验现象是,小明据
此判断生成物中含有二氧化碳.
假设二:生成物中有一氧化碳
实验二:小明用如图装置进行实验,从而证明生成物中含有一氧化碳.
请回答:A 装置中黑色固体粉末是(填化学式),A 装置中的实验现象是.
(3)讨论交流:
小芳认为,小明的“实验二”不需要B 装置也能够推断出生成物中含有一氧化碳,你是否支持小芳的观点:(填“支持”或“不支持”),请说出你的理由: 小芳认为,从环保的角度看,“实验二”装置有一个缺陷,请你指出该缺陷:
,处理的方法是.
【达标练习】
1.废弃的易拉罐和塑料瓶属于( )
A .厨余垃圾 B.其他垃圾 C.可回收物 D.有害垃圾
2.钢铁是使用最多的金属材料。下列有关钢铁的叙述正确的是
A .铁是地壳中含量最多的金属 B.工业上用二氧化碳冶炼钢铁
C .用铁可以回收硝酸银废液中的银 D.铁丝在氧气中燃烧生成氧化铁
3.逻辑推理是科学学习常用的思维方法。下列推理正确的是( )
A .由于水比冰的比热容大,所以冷却食品时0℃的水比0℃的冰效果好
B .铁在潮湿的空气中容易被锈蚀,所以金属在潮湿的空气中都容易被锈蚀
C .真空罩内的空气越稀薄,在外面听到的铃声越小,所以“真空不能传声”
D .置换反应生成单质和化合物,所以有单质和化合物生成的反应一定是置换反应
4.铁是一种应用广泛的金属。下列有关铁的叙述正确的是( )
A .铁是地壳中含量最多的金属 B.工业上用二氧化碳冶炼钢铁
C .用铁可以回收硝酸银废液中的银 D.铁丝在氧气中燃烧生成氧化铁
5.下列关于工业炼铁的叙述中错误的是
A .主要原料为铁矿石、焦炭和石灰石等 B.主要设备为电炉
高温======= 3CO 2+2Fe D.主要产物为生铁 C .主要原理为:3CO+Fe2O 3
6.下列有关资源的叙述正确的是()
A .保护金属资源唯一的途径是防止金属的腐蚀B .大气资源中含量最少的物质是稀有气体
C .人类可以利用的淡水量不到总水量的1%D.金属资源都以化合物形式存在
7.下列物品需采取防锈措施的是( )
A .铁制防盗网 B.不锈钢菜刀 C.铝合金窗 D.金戒指
8.为了防止钢铁制品生锈,可采取的措施是( )
①涂油 ②刷油漆 ③保持干燥 ④镀上其他金属 ⑤烤蓝 ⑥包塑料布.
A .①②③⑥ B.③④⑤⑥ C.②③④⑤ D.①②③④⑤
9.在下列铁的化合物中,含铁量最高的是( )
A .Fe 3O 4 B.FeO C.Fe 2O 3 D.FeS
10.将铁钉置于下列四种环境中,容易生锈的是( )
A .置于潮湿的空气中 B.置于干燥的空气中
C .浸没于煮沸的水中 D.浸没于油中
11.为合理利用“垃圾”资源,提倡垃圾分类回收,生活中废弃的铁锅、铝制易拉罐以归为
一类加以回收,它们属于( )
A .有机物 B.无机盐 C.金属或合金 D.难溶性碱
12.某同学为研究相同条件下一氧化碳和氢气哪个还原氧化铁的量更多,将一氧化碳和氢气等体积混合后先通过图甲装置,再通过图乙中的仪器组合.为达到实验目的,图乙中仪器选择和连接最好的是( )
A .cba B.cda C.cbd D.bca
13.下列图象能正确反映其对应关系的是 ..
A .B .C .D .
A .一定量的饱和石灰水中加入氧化钙B .向等质量的锌、铁中滴加相同质量分数的稀盐酸
C .向一定的Fe 2O 3中通入CO 气体并持续高温
D .向一定量的NaOH 和BaCl 2混合溶液中滴加H 2SO 4
14.保护环境,节约资源,从我做起。下列做法符合这一理念的是
A .生活污水直接排放 B.垃圾分类回收处理
C .废旧电池掩埋在土壤中 D.自来水可以尽情使用
15.光亮的铁钉在下列几种情况下,最不容易生锈的是()
16.右图是一氧化碳还原氧化铜的实验。下列有关该实验的说法不正确的是
A .该装置缺少尾气处理装置,会污染空气
B .改用二氧化碳进行该实验也能看到完全相同的现象
C .点燃酒精灯前应持续通入CO 防止发生爆炸
D .利用反应前后固体质量之差能算出参加反应的一氧化碳的质量
17.实验室有一瓶含有硫酸的废液,老师请小红同学设计方案测定该废液中硫酸的溶质质量分数.小红同学先取一洁净小烧杯,称其质量为16.2g ,然后往其中倒入少量硫酸废液后称量,总质量为56.2g ,之后,将一枚质量为10.8g 的铁钉(已用砂纸打磨去掉铁锈)放入该小烧杯中反应,待铁钉表面不再有气泡产生后,再次称量,总质量为66.8g .
请回答下列问题:
(1)写出上述反应的化学方程式:.
(2)反应中产生的气体的质量是g .
(3)计算该废液中硫酸的质量分数(写出计算过程,计算结果保留一位小数).
(4)如果铁钉的铁锈未除净,对计算结果的影响是(选填“偏大”、“偏小”、“无影响”),原因是
18.为减少煤燃烧产生的二氧化硫对大气的污染,某发电厂向煤中加入适量的石灰石。若将
7.2 kg二氧化硫完全吸收,计算需要含90%碳酸钙的石灰石的质量。
已知: 2CaCO3+O2+2SO2
高温 2CaSO 4+2CO2
19. 某同学模拟工业炼铁原理,用如图所示装置进行实验.取8g 氧化铁,通入足量一氧化碳,充分反应后,冷却,将玻璃管中的固体移入盛有49g 硫酸溶液的烧杯中,恰好完全反应.
(1)该同学首先按如图所示装置装配好仪器,检查了气密性并装好药品,接下来的操作是___________。
(2)计算硫酸溶液的溶质质量分数(要求写出计算推理过程).
氧化铜的还原训练
巩固知识
1、在氢气还原氧化铜的实验中,有以下六步操作程序:①熄灭酒精灯,②通入氢气,③加热,④停止通氢气,⑤继续通氢气,⑥检验氢气纯度。其正确的操作顺序是( )
A 、①②③④⑤⑥ B 、⑥②③①⑤④ C 、⑥④②③⑤① D 、④⑤①③⑥②
2、在氢气还原氧化铜的实验中,氧化铜先变成亮红色,后又变成暗红色,造成这种后果的原因可能是( )
A 、通入氢气量不足 B 、加热温度不够
C 、撤酒精灯过早 D 、没有继续通H 2到试管冷却
3、木炭、氢气、一氧化碳分别与黑色的氧化铜粉末反应,下列叙述错误的是( )
A 、都有红色铜产生 B 、都有氧化物产生
C 、反应时都需加热条件 D 、反应都属置换反应
4、木炭、氢气、一氧化碳分别跟足量灼热的氧化铜粉末充分反应,若木炭、氢气、一氧化碳三者质量相同,则下列说法正确的是( )
A 、一氧化碳还原出铜最多 B 、木炭还原出铜最少
C 、氢气还出铜最多 D 、木炭与一氧化碳还原出铜一样多
提高能力
5、氢气还原CuO 的实验:
(1)实验过程中,可以观察到:试管内黑色固体逐渐变为色,试管口有生成。
(2)该反应的化学方程式是。
(3)欲完成此实验,实验室仅提供以下实验用品(数量有限) :
稀H 2SO 4,氧化铜、锌粒、试管、烧杯、药匙、胶头滴管、铁架台(带铁夹) 、漏斗,带导管的橡皮塞,玻璃导管,橡皮塞,橡皮管,滤纸,火柴,纸槽。
学生甲认为这个实验不能完成,学生乙认为这个实验可以完成,试分析: 学生甲遇到的困难是。
学生乙用的方法完成了此实验。
6、下图中,a 是纯净气体,b 是黑色粉末为氧化铜或炭粉或氧化铜与炭粉的混合物。 根据实验装置回答下列问题。
(1)若a 为二氧化碳气体,在C 处无变化,d 的出口有可燃性气体导出,则b 中反应的化学方程式是。
(2)若b 中黑色粉末为氧化铜,实验中黑色粉末变为红色,C 处无变化,则a 为,d 中的现象为。
(3)若C 中的白色物质变为黑色,d 中出现浑浊,则a 为,黑色粉末为。
7、下图是利用锌粒与盐酸反应制取纯净氢气,并用以测定水的组成的实验装置。
(1)装置B 的作用是,有关化学方程式为。
(2)装置D 中的现象是,化学方程式为。
(3)装置E 中放有无水CaCl 2,用来吸收生成的水,若反应后D 的质量减少1.32g,E 的质量增加1.485g,试通过计算求出水中氢、氧两种元素的质量比(最简整数比)
8、为了确定三种可燃性气体;CH 4、H 2、和CO(简称试验气) ,分别将它们在氧气中燃烧,把燃烧后生成的气体依次通过A 、B 两个洗气瓶(如右下图) ,回答下列问题:
(1)装置A 的液体是。 装置B 的液体是。
(2)若装置A 的质量增加,B 的质量不变,
则试验气是,燃烧的化学方程式为。
(3)若装置A 的质量不变,B 的质量增加则试验气是,燃烧的化学方程式为。
(4)若装置A 、B 的质量都增加,则试验气是,若B 的质量增加m g,则A 的质量增加g。
9、A ~J 都是初中化学中的常见物质,其中D 、E 对维持自然界生命活动至关重要,A 、B 为黑色固体,C 是红色金属单质,H 为气体.它们的相互转化关系如图所示. B
请回答下列问题:
(1)写出下列物质的化学式:B ,D ,I ,J .
(2)反应①③④⑤中属于置换反应的是(填序号).
(3)写出反应②⑤的化学方程式:;.