專題四　金屬（講解部分）

1、.專 題 四金 屬知識結構yì金屬材料純金屬定義 合金是由兩種或兩種以上的金屬 或金屬與非金屬 熔合而成的具有金屬特性的物質ï合金ï特點 硬度大 耐腐蝕 機械強度大等常見合金 鐵合金 生鐵 鋼 鈦合金 黃銅等ïï驗證方法ï金 ïï金屬與氧氣 酸的反應 金屬與氧氣越容易反響或與酸反響越劇烈 那么金屬活動性越 強 金屬與鹽溶液的反應 金屬與鹽溶液能發(fā)生反應 那么該金屬的活動性比鹽中金屬的活動性強在自然界的存在形式 以化合態(tài)形式存在的金屬比以單質形式存在的金屬活動性強性質 íìïì

2、 鋁絲浸入硫酸銅溶液中的現象為 鋁絲外表有紅色固體析出，溶液由藍色變?yōu)闊o色與 ïïï金 íïîï反響的化學方程式為 屬 ï金屬的性 ï金屬與鹽溶液反應 í銅絲浸入硝酸銀溶液中的現象為 紅色的銅外表附著一層銀白色物質，溶液由無色íï礦 質和用途ïï物 ïïïî金屬的活動性順序ïïî變?yōu)樗{色 反響的化學方程式為 金屬活動性逐漸減弱ïï鐵的冶煉ïï &#

3、239;î原料 鐵礦石 焦炭 石灰石 空氣高溫原理 利用一氧化碳把鐵從鐵礦石里復原出來 化學方程式為金屬資源 íï ï îìï鐵生銹的條件 與 氧氣 和 水 同時接觸防止金屬銹蝕的措施 保持金屬外表潔凈 干燥 在金屬外表涂一層保護膜 如涂油 刷漆 烤ï金屬的銹蝕與防護 í藍 電鍍等 改變金屬內部結構 如制成不銹鋼等ï保護金屬資源的途徑 防止金屬腐蝕 回收利用金屬 有計劃 合理地開采金屬礦物 尋找金屬代ï î用品等考點一 金屬材料 金屬材料的分類純金屬合金考點清單定因素考點二

4、金屬的化學性質金屬材料鐵合金其他合金 金屬活動性順序 金屬的物理性質在常溫下 除汞呈 液 態(tài) 外 金 屬 都 是 固 體 通 常 金 屬 都 帶 有 金屬光澤 具有良好的導電性 導熱性 延展性 機械強度大 大 多數金屬為銀白色 金為黃色 銅為紫紅色 合金合金是由一種金屬跟其他金屬 或非金屬 熔合而成的 具有金屬特性的物質 合金是一種混合物合金的硬度一般大于組成它的純金屬 合金的熔點一般 低于組成 它 的 純 金 屬 合 金 的 抗 腐 蝕 性 一 般 強 于 組 成 它 的 純金屬常見的鐵合金有鋼和生鐵 二者的主要區(qū)別是碳的含量 不同 金屬的用途金屬的用處主要 是 由 金 屬 的 性 質 決

5、定 的 但 不 是 唯 一 的 決金屬活動性逐漸減弱 金屬活動性規(guī)律在金屬活動性順序里 金屬位置 越 靠 前 其 金 屬 活 動 性 就越強在金屬活動性順序里 位于氫前面的金屬能置換出稀鹽酸 稀硫酸中的氫 酸中的氫在金屬活動性順序里 位于前面的金屬能把位于后面的 金屬 從 它 們 的 鹽 溶 液 中 置 換 出 來 除 外 如而 和 不反 應 因 為不溶于水 而 溶 于 水 一 種 金 屬 假設 同 時 與 兩 種 鹽 溶 液 反 應 遵循 遠間隔 先置換 的規(guī)律 如 粉加入 和的混合溶液中時 先置換出 后置換出很活潑的 金 屬 如 與 鹽 溶 液 混 合 先 與 鹽 溶 液 中的水反響生成堿

6、 堿再與可發(fā)生反響的鹽反應 假設生成的堿與鹽不反應 那么得到堿和鹽的混合液 不能置換出金屬 金屬鐵與酸溶液或鹽溶液發(fā)生置換反響都只能得到價的亞鐵鹽 不能得到 價的鐵鹽例 河南， 分 金屬活動性順序在工農業(yè)生產 和科學研究中有重要應用鋁比較活潑 為什么鋁制品卻有很好的抗腐蝕性能 農業(yè)上不 能 用 鐵 制 容 器 配 制 波 爾 多 液 含 硫 酸 銅 請用化學方程式解釋探 究 實 驗 分 別 將 不 同 量 的 鋅 粉 加 入 一 定 量 的 混 合 溶 液 中 充 分 反 應 后 過 濾以下是不同情況下對固體或濾液成分的探究 假設向所得固體 上 滴 鹽 酸 有 氣 泡 產 生 那么 該 固 體

7、 含 有 的 金屬為 猜想 濾液中溶質為 請分 析該猜測不合理的原因 解析 鋁的活動性較強 常溫下可與空氣中的氧氣發(fā) 生反應 在外表生成一層致密的氧化鋁薄膜 阻止鋁的進一步氧化 因此鋁制品具有很好的抗腐蝕性能 波爾多液中含有硫 酸銅 鐵會與硫酸銅發(fā)生置換反應 生成硫酸亞鐵和銅 因 此 不 能用鐵制容器配制波爾多液 將鋅粉加入混合溶液中 因 為鎂比鋅活潑 因此硝酸鎂不與鋅發(fā)生反應 那么能與鹽酸反響產 生氣泡的物質一定是鋅 此時混合溶液中的硝酸銀 硝酸銅均已 反響完全 因此固體中含 有 的 金 屬 是 鋅 銀 銅 三 種 根 據 遠 間隔 先置換 原那么可知 鋅 先 與 硝 酸 銀 發(fā) 生 反 應

8、 當 濾 液 中 含 有 硝酸銀時 一定也有硝酸銅 因此猜測不合理 答案 鋁與氧 氣 反 應 表 面 生 成 致 密 的 氧 化 鋁 薄 膜 能阻止鋁的進一步氧化或鋅 銅 銀濾液中有 時 一定也有 因為 先與 反響后與 反響 或濾液中無 時 也一定沒有因為 與 反響生成 而 能與 反應考點三 金屬資源 鐵的冶煉實驗原料 鐵礦石 赤鐵礦 磁鐵礦 菱鐵礦等 焦炭 石灰石ï空氣ïïìï高溫ïïïï高溫例 山東濱州， 分 某化學興趣小組利用下圖 裝置進展實驗 探究工業(yè)煉鐵的化學原理 試按要求填空硬質玻璃管中觀察到

9、的現象是 寫出一氧化碳和氧化鐵反響的化學方程式 實驗中首先通入一氧化碳的目的是 裝置中導管末端加一點燃的酒精燈目 的 是 解析 氧化鐵是紅色粉末 和一氧化碳反響生成黑色高溫的鐵粉和二氧化碳 化學方程式為 采分要點 熟 記 一 氧 化 碳 還 原 氧 化 鐵 的 步 驟、現 象 和 反 應的方程式是得分的關鍵。高溫答案 紅 色 粉 末 變 為 黑 色排盡硬質玻璃管中的空氣 防止 和空氣混合加熱發(fā) 生爆炸把 燃燒掉 防止污染空氣 鐵的銹蝕條件及防銹的方法鐵的銹蝕條件 鐵與氧氣和水同時接觸ìïì鐵制品隔絕空氣 如 涂上一層保護膜íïï 刷油

10、漆 涂凡士林 烤藍等î防銹的方法 í鐵制品隔絕水 如 外表保持枯燥等ï改變鐵制品的內部結構 制成合金 如 制不ï î銹鋼等 有關含雜物質的計算化學方程式的計算根據是純凈物之間發(fā)生化學變化的質量 關系 因此 在進展含雜計算時 要先把含雜物質的質量換算成 純潔物的質量 再 將 純 凈 物 的 質 量 代 入 化 學 方 程 式 中 計 算 純 凈物和含雜物質的換算公式純潔物的質量 含雜物質的質量 純潔物在含雜物質中的質量分數ï原理 íïï高溫ïïï高溫íî&#

11、239;現象 假設用氧化鐵 那么紅棕色粉末變成黑色 澄清石ï灰水變渾濁 尾氣燃燒產生藍色火焰ïï步驟 先通 后加熱 反響完畢后 先停頓加熱ï直到裝置冷卻后再停頓通ïï ïïî實驗裝置易混易錯一、金屬與酸、鹽的反響規(guī)律及反響前后溶液質量的變化鋅發(fā)生反應 因此濾液中一定含有硝酸鋅 濾渣中一定不含金屬 鋅 根據 遠間隔 先置換 規(guī)律可知 鐵首先與硝酸銀溶液發(fā)生反 應 與硝酸銀反響完成后 假設鐵粉有剩余 鐵才與硝酸銅發(fā) 生 反 應 最終剩余物的成分與參加鐵粉的量有關 詳細分析如下鐵粉的量 持續(xù)參加濾渣成分濾液成分

12、注意 的 金 屬 活 動 性 很 強 不 能 與 鹽 溶 液 發(fā) 生 置 換反應二、影響金屬與酸反響速率的因素例 上海， 在 硝 酸 銀 硝 酸 銅 的 混 合 溶 液 中 加 入 一 定 量 鋅 粉 反 應 停 止 后 過 濾 濾 液 仍 為 藍 色 有 關 判 斷 正 確 的 是濾渣中一定有銀 沒有銅和鋅 濾渣中一定有銀和鋅 可能有銅 濾液中一定有硝酸鋅 硝酸銅 硝酸銀 濾液中一定有硝酸鋅 硝酸銅 可能有硝酸銀 解析 鋅粉加入 的混合溶液中 鋅先 和 反應 再和 反應 反響后過濾 濾液仍為藍色 說明濾液中含有 那么鋅無剩余 濾渣中一定有 可能含 有 濾 液 中 一 定 有 可 能 含 有三

13、、金屬與混合鹽溶液反響后濾渣、濾液成分的判斷將鐵粉不斷參加硝酸銅 硝酸銀 硝酸鋅的混合溶液 中 由 于鋅比鐵活潑 根據金屬與鹽溶液的反響規(guī)律可知 鐵不與硝酸 答案 錯因透視 不 能 根 據 濾 液 仍 為 藍 色 判 斷 出 反 應 的 情 況 而 錯選。方法一 比較三種金屬活動性的實驗設計如驗證 三種金屬的活動性方法 活動性居中的金屬取單質 如取 絲 而 兩邊的 金屬取其溶液 如 溶 液 和 溶 液 然 后 將 絲 分 別伸入 兩 溶 液 中 通 過 是 否 有 金 屬 被 置 換 出 來 確 定 金 屬 的 活 動 性 即 中間的金屬 兩端的溶液 的方法方法 金屬活動性居中的金屬取鹽溶液

14、如取 溶液 而 兩邊的金屬取其單質 如 片和 片 然后分別將 片和 片放入 溶液中 根據是否有紅色 的 銅 被 置 換 出 來 確定金屬的活動性 即 中間的溶液 兩端的金屬 的方法方法 先取 片 絲和稀鹽酸驗證 和 的 活 動 性順序 然后再取 溶液 將 絲插入其中驗證 和 的 活動性順序 此法也可簡稱為 兩單一液加一酸 即 先 取 相 近 兩種金屬的單質 再取另一 種 金 屬 的 鹽 溶 液 外 加 一 種 酸 稀 鹽酸或稀硫酸 均 可 注 意 相 近 的 金 屬 中 要 有 一 種 金 屬 能 與 酸 反應例 山西， 分 探 究 三 種 金 屬 的 活動性順序 以下試劑的選擇方案不可行的是

15、液不反應 因此可 行 項 在 三 種 金 屬 中 均 加 入 等 量 稀 硫 酸銅外表沒有氣泡 鎂 鐵外表均有氣泡 但是鎂產生氣泡的 速 率 快 因此可行 項 鐵 與 銅 均 不 和 硫 酸 鎂 溶 液 反 應 因 此 不 可行 項 與 溶液不反應 因此可行 答案 變式訓練 河北， 分 以下驗證 三種 金屬活動性順序的實驗方案中 表示未進展金屬與鹽溶液之間的實驗 不能到達實驗目的的是金屬 選項 鹽溶液溶液溶液溶液 解析 項 鋅能與硫酸亞鐵溶液反應 鐵能與硝酸銀溶 液反應 能到達實驗目的 項 鐵不能與硫酸鋅溶液反應 銀不 能與硫酸亞鐵溶液 反 應 能 達 到 實 驗 目 的 項 通 過 實 驗

16、能 證 明鋅比鐵 銀活動性強 但無法驗證鐵和銀的活動性強弱 不 能溶液稀硫酸到達實驗目的 項 鐵 不 能 與 硫 酸 鋅 溶 液 反 應 鐵 能 與 硝 酸 銀溶液溶液溶液溶液反應 能到達實驗目的解析項與溶 答案 方法二 “ 化繁為簡 巧算混合物煉鐵所用的原料和得到的產品均含有雜質 均屬于混合物 而根據化學方程式 進 行 計 算 的 依 據 是 純 凈 物 之 間 的 質 量 關 系 故要進展混合物與純潔物之間的換算 假如題目告訴了混合物 中主要成分的質量分數 即純度 那么可應用以下公式進展變換純潔物的質量 答案解 設 生鐵中含 的質量為 純度不純物的質量 純潔物的質量 不純物的質量 純度例

17、含氧化鐵 的赤鐵礦中最多可以煉出含鐵 的生鐵多少噸 保存到小數點后一位 解析 原 料 赤 鐵 礦 混 合 物 氧 化 鐵 純 凈 物 純 度產品 生鐵 混合物 純鐵 純潔物 純度 此題的量是原料 待求量是產品 根據化學方程式列式即可也可根據化學反 應 中 鐵 元 素 的 質 量 守 恒 求 解 生 鐵 中 的 鐵生鐵中鐵的質量分數為答 生鐵中鐵的質量分數約為如下圖 注意起點 折點及曲線走勢元素的質量即為鐵礦石中鐵元素的質量 答案 赤鐵礦中含氧化鐵的質量為設 氧化鐵理論上可以煉出鐵的質量為 那么高溫方法三 金屬與酸反響的圖像分析含鐵 的生鐵的質量為答 含 氧 化 鐵 的 赤 鐵 礦 中 最 多

18、可 以 煉 出 含 鐵 的生鐵變式訓練 為了分析生鐵中鐵的含量 某學習小組進行了 實驗探究 即取 生鐵與 的鹽酸反應 并繪制了參加鹽酸質量與放出氣體質量的關系圖 見下圖注 生鐵中雜質不溶于水 不與鹽酸 硫酸銅溶液反應鐵完全反響用去鹽酸的質量為 求該生鐵中鐵的質量分數小華另設計了一個實驗方案 即用 生鐵粉與 的硫酸銅溶液反響來分析生鐵中鐵的含量 請你畫出加入硫酸銅 溶液質量與固體質量變化關系的曲線 金屬活動性強弱的判斷金屬與一樣濃度的酸反響時 金屬活動性越強 那么在單位時 間內產生的 越多 速 率 越 大 即 曲 線 越 陡 斜 率 越 大 金屬活動性越強 如圖 中 三種金屬活動性為 相對原子質量大小的比較 金屬化合價一樣等質量的金屬產生的 越多 相對原子質量越小 最終生成氣體的質量比較等質量金屬與過量的酸反應 當金屬在與酸 反 應 生 成 的 化 合 物 中 化 合 價 相 同 時 金 屬的相 對 原 子 質 量 越 小 產 生 的 越 多 曲 線 的 拐 點 越 高 如 圖當金屬在與酸反響生成的化合物中化合價不同時化合價絕對值氫氣的質量 金屬質量金屬的相對原子質量 解析 由 題 圖 可 以 看 出 鐵 完 全 反 應 用 去 鹽 酸 由生鐵中 的 鐵 完 全 反 應 用 去 鹽 酸 的 質 量 及 鹽 酸 的 溶 質質量分數可求出生 鐵 中 鐵 的 質 量 進