第06課時(shí)　金屬和金屬材料

1、考點(diǎn)知識(shí)聚焦考點(diǎn)一金屬材料金屬材料組成類別性質(zhì)及舉例共性個(gè)例純金屬金屬單質(zhì) a.有金屬光澤b.有良好的性制電線、電纜 c.有良好的性用鐵鍋?zhàn)鲲?d.有良好的性拉成絲、壓成箔 a.顏色:鐵、鋁大多數(shù)金屬呈 ,但銅呈, 金呈 b.狀態(tài):常溫下,大多數(shù)金屬都是 ,但是液體 c.不同金屬的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、密度等性質(zhì)差別較大純凈物導(dǎo)電導(dǎo)電延展銀白色 紫紅色黃色固體汞合金金屬與金屬或金屬與非金屬a.硬度組成中的純金屬的硬度b.熔點(diǎn)一般組成中的純金屬的熔點(diǎn)c.抗腐蝕性能更好a.鐵合金:生鐵、鋼(兩者性能差異原因是的不同) b.鈦合金:用于航空、人造骨骼金屬材料組成類別性質(zhì)及舉例共性個(gè)例混合物大于

2、低于含碳量考點(diǎn)知識(shí)聚焦考點(diǎn)知識(shí)聚焦考點(diǎn)二金屬的冶煉考點(diǎn)二金屬的冶煉1.常見的礦石:赤鐵礦()、磁鐵礦()、鋁土礦()、黃鐵礦(FeS2)、菱鐵礦(FeCO3)。 2.實(shí)驗(yàn)室模擬煉鐵(1)實(shí)驗(yàn)裝置(2)實(shí)驗(yàn)原理: 。 (3)實(shí)驗(yàn)步驟Fe2O3Fe3O4Al2O3圖6-1考點(diǎn)知識(shí)聚焦操作順序(CO早出晚歸,酒精噴燈遲到早退)操作原因和目的先通純凈的CO一段時(shí)間 再點(diǎn)燃酒精噴燈,給Fe2O3加熱使氧化鐵和一氧化碳發(fā)生反應(yīng) 排盡玻璃管內(nèi)的空氣,以免加熱時(shí)一氧化碳和空氣混合可能會(huì)發(fā)生爆炸考點(diǎn)知識(shí)聚焦操作順序(CO早出晚歸,酒精噴燈遲到早退)操作原因和目的實(shí)驗(yàn)結(jié)束,先停止加熱再停止通入CO一是 ; 二是

3、; 防止液體倒吸防止新生成的鐵在較高溫度下被空氣中的氧氣再次氧化考點(diǎn)知識(shí)聚焦(4)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象玻璃管內(nèi)的現(xiàn)象:紅色粉末變成。試管中的現(xiàn)象:澄清石灰水變。最右端導(dǎo)管口的現(xiàn)象:導(dǎo)管口有色火焰產(chǎn)生。 (5)實(shí)驗(yàn)反思寫出整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程涉及的化學(xué)方程式: 。 一氧化碳是有毒氣體,本實(shí)驗(yàn)尾氣處理方法是,還可以用氣囊收集。3.工業(yè)煉鐵(1)反應(yīng)原理:在高溫下,用CO作還原劑把鐵從其氧化物中還原出來(lái)。該反應(yīng)的化學(xué)方程式是。黑色渾濁藍(lán)點(diǎn)燃考點(diǎn)知識(shí)聚焦(2)設(shè)備:高爐,如圖6-2所示。圖6-2(3)原料及其作用原料:鐵礦石、焦炭、石灰石和空氣。焦炭的作用: 。 石灰石的作用:除去SiO2。進(jìn)風(fēng)口鼓入熱空氣的作用: 。提

4、供熱量,提供還原劑CO增加O2含量,提高爐溫考點(diǎn)知識(shí)聚焦考點(diǎn)三金屬資源的保護(hù)1.金屬的銹蝕(1)鐵生銹的條件:鐵與和共同發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成鐵銹。鐵銹疏松多孔,不能阻止鐵和外部空氣、水反應(yīng),鐵制品可全部被腐蝕。鐵銹的主要成分為 ,顏色為 。 (2)銅產(chǎn)生銅綠的條件是銅與、 和CO2共同作用生成銅綠主要成分為Cu2(OH)2CO3。 (3)鋁與空氣中氧氣反應(yīng),生成致密的氧化鋁薄膜,使鋁與氧氣隔絕,防止里層的鋁被腐蝕。O2H2OFe2O3紅棕色O2H2O考點(diǎn)知識(shí)聚焦2.鐵、銅制品銹蝕的條件探究實(shí)驗(yàn)一鐵生銹條件的探究編號(hào)條件鐵釘與H2O接觸鐵釘與O2接觸鐵釘與O2、H2O接觸實(shí)驗(yàn)圖示生銹程度 不生銹不生

5、銹生銹考點(diǎn)知識(shí)聚焦對(duì)比分析實(shí)驗(yàn)說明鐵生銹一定與 有關(guān); 實(shí)驗(yàn)說明鐵生銹一定與 有關(guān); 實(shí)驗(yàn)蒸餾水煮沸后使用的原因是 結(jié)論分析對(duì)比實(shí)驗(yàn)可知,鐵生銹的條件是 O2H2O除去水中溶解的氧氣Fe與O2、 H2O同時(shí)接觸考點(diǎn)知識(shí)聚焦實(shí)驗(yàn)二銅生銹條件的探究編號(hào)條件銅絲與O2、H2O接觸銅絲與CO2、H2O接觸銅絲與O2、CO2、H2O接觸實(shí)驗(yàn)圖示考點(diǎn)知識(shí)聚焦現(xiàn)象無(wú)明顯現(xiàn)象無(wú)明顯現(xiàn)象銅絲表面有綠色物質(zhì)無(wú)明顯現(xiàn)象對(duì)比分析為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)條件是 說明銅生銹一定與O2有關(guān)的實(shí)驗(yàn)是 說明銅生銹一定與CO2有關(guān)的實(shí)驗(yàn)是 說明銅生銹一定與H2O有關(guān)的實(shí)驗(yàn)是 結(jié)論 分析對(duì)比實(shí)驗(yàn)可知,銅生銹的條件是與O2、C

6、O2、H2O同時(shí)接觸 銅絲與O2、CO2 接觸考點(diǎn)知識(shí)聚焦3.防止鐵生銹的方法(1)保持鐵制品 ,如用過的菜刀洗凈擦干。(2)在鐵制品表面涂保護(hù)膜,如涂油、 、搪瓷等。(3)改變內(nèi)部結(jié)構(gòu)制成合金,如制成 等。 注意 鐵生銹的兩個(gè)條件缺一不可。由于鐵銹是一種疏松多孔的物質(zhì),水分子和氧分子能穿過它的空隙,不斷向里層滲透,繼續(xù)跟鐵反應(yīng),直到鐵全部被銹蝕,故鐵一旦生銹要及時(shí)除銹。鐵銹的主要成分是Fe2O3。當(dāng)鐵銹接觸易跟它反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)(如酸溶液等)時(shí),就更容易被銹蝕。 表面的清潔和干燥刷漆(合理即可) 不銹鋼(合理即可考點(diǎn)知識(shí)聚焦4.除鐵銹的方法(1)物理方法:用砂紙打磨。(2)化學(xué)方法:用稀硫酸或

7、稀鹽酸除去,有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式為 ,5.保護(hù)金屬資源的有效途徑(1) 。 (2)回收利用廢舊金屬。(3)合理開采礦物。(4) 。 防止金屬銹蝕尋找金屬的替代品考點(diǎn)知識(shí)聚焦考點(diǎn)四金屬的化學(xué)性質(zhì)1.金屬的化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)通式反應(yīng)條件舉例化學(xué)方程式書寫及現(xiàn)象描述反應(yīng)類型與氧氣反應(yīng)金屬+O2 金屬氧化物常溫Al化學(xué)方程式: 點(diǎn)燃或加熱Mg現(xiàn)象: 化學(xué)方程式: Fe現(xiàn)象: 化學(xué)方程式: Cu現(xiàn)象: 化學(xué)方程式: 發(fā)出耀眼的白光,生成白色固體劇烈燃燒,火星四射,放出大量熱,生成黑色固體紅色固體變成黑色 化合反應(yīng)考點(diǎn)知識(shí)聚焦 與酸反應(yīng)金屬+酸 鹽+H2(以稀硫酸為例)金屬的活動(dòng)性順序排在H之前(K、Ca、

8、Na除外)Fe現(xiàn)象: 化學(xué)方程式: 反應(yīng)Mg現(xiàn)象: 化學(xué)方程式: Zn現(xiàn)象: 化學(xué)方程式: Al現(xiàn)象: 化學(xué)方程式: 有氣泡產(chǎn)生,固體逐漸減少,溶液變成淺綠色有氣泡產(chǎn)生,固體逐漸減少有氣泡產(chǎn)生,固體逐漸減少有氣泡產(chǎn)生,固體逐漸減少置換考點(diǎn)知識(shí)聚焦 與某些鹽反應(yīng)金屬+鹽 新鹽+新金屬前金置后金(K、Ca、Na除外),鹽可溶Cu與硝酸銀溶液現(xiàn)象: 化學(xué)方程式: Fe與硫酸銅溶液現(xiàn)象: 化學(xué)方程式: Al與硫酸銅溶液現(xiàn)象: 化學(xué)方程式: 有銀白色固體析出,溶液由無(wú)色變?yōu)樗{(lán)色有紅色固體析出,溶液由藍(lán)色變?yōu)闇\綠色有紅色固體析出,溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色考點(diǎn)知識(shí)聚焦 2.金屬活動(dòng)性順序(1)金屬活動(dòng)性順序(2)

9、應(yīng)用金屬的位置越靠前,它的活動(dòng)性就越; 位于氫前面的金屬能置換出稀鹽酸、稀硫酸中的氫;位于前面的金屬能把位于其后面的金屬?gòu)乃鼈兊目扇苄喳}溶液中置換出來(lái)(K、Ca 、Na除外)。強(qiáng)MgAl ZnCuHgAg3.金屬活動(dòng)性的判斷(1)金屬+酸鹽+氫氣條件:在金屬活動(dòng)性順序中,排在前面的金屬才能置換出酸中的。 酸應(yīng)是,不適用濃硫酸、硝酸等氧化性的酸。 鐵在置換反應(yīng)中生成的是 。氫氫鹽酸和稀硫酸二價(jià)亞鐵鹽考點(diǎn)知識(shí)聚焦 (2)金屬+鹽新金屬+新鹽條件:單質(zhì)金屬要排在化合物中的金屬元素,即活潑的置換較不活潑的。參加反應(yīng)的金屬化合物必須是的,因?yàn)榻饘倥c金屬化合物的反應(yīng)必須在溶液中進(jìn)行。金屬不用 。4.判斷金

10、屬跟混合的金屬化合物溶液反應(yīng)的次序優(yōu)先置換原理:在金屬活動(dòng)性順序里,排列越靠后的金屬,越易從它們的化合物里被置換出來(lái)。也就是說,金屬活動(dòng)性相差越大,置換反應(yīng)越易發(fā)生。如將金屬鐵放入硝酸銀和硝酸銅的混合溶液中,銀首先被置換出來(lái),等硝酸銀反應(yīng)完畢后,才會(huì)發(fā)生鐵和硝酸銅的反應(yīng)。總之,當(dāng)一種金屬與多種金屬化合物溶液或多種金屬與一種金屬化合物溶液發(fā)生置換反應(yīng)時(shí),金屬與金屬化合物中金屬的活動(dòng)性差異越大,反應(yīng)越易進(jìn)行。前面可溶鉀、鈣、鈉考點(diǎn)知識(shí)聚焦 5.金屬活動(dòng)性順序的探究(1)實(shí)驗(yàn)原理a.金屬能否與酸反應(yīng)或反應(yīng)速率的快慢;b.金屬能否與鹽溶液發(fā)生置換反應(yīng)。考點(diǎn)知識(shí)聚焦 (2)實(shí)驗(yàn)方案 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)一兩種金屬的

11、活動(dòng)性強(qiáng)弱比較(M、N表示兩種金屬)方法原理操作方法現(xiàn)象結(jié)論(M、N、H的相對(duì)順序)金屬能否與稀硫酸、稀鹽酸反應(yīng)或反應(yīng)速率的快慢分別將大小相同的M、N兩種金屬同時(shí)插入等體積、等濃度的稀鹽酸或稀硫酸中M反應(yīng)比N更劇烈N反應(yīng)比M更劇烈M上有氣泡產(chǎn)生,N上無(wú)明顯現(xiàn)象N上有氣泡產(chǎn)生,M上無(wú)明顯現(xiàn)象MNHNMHMHNNHM考點(diǎn)知識(shí)聚焦 金屬能否與鹽溶液發(fā)生置換反應(yīng)將一種金屬(M)插入另一種金屬(N)的鹽溶液中M表面有金屬N析出 M表面沒有金屬N析出 MNNM考點(diǎn)知識(shí)聚焦 實(shí)驗(yàn)二比較三種金屬(Fe、Cu、Ag)的活動(dòng)性強(qiáng)弱方法試劑方案設(shè)計(jì)現(xiàn)象分步結(jié)論總結(jié)論“中間金屬兩邊鹽”銅片、硝酸銀溶液、硫酸亞鐵溶液無(wú)

12、明顯變化銅片表面有銀白色物質(zhì)析出,溶液變藍(lán) FeCuCuAgFeCuAg考點(diǎn)知識(shí)聚焦 “兩邊金屬中間鹽”鐵片、銀片、硫酸銅溶液中 中 鐵片表面有紅色固體析出,溶液由藍(lán)色變?yōu)闇\綠色FeCu無(wú)明顯變化CuAgFeCuAg考點(diǎn)知識(shí)聚焦 (3)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)前金屬必須打磨,除去表面的氧化膜或污物;判斷三種以上金屬的活動(dòng)性順序可先用酸將其分類,再根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)二提供的方法進(jìn)行探究;金屬與酸反應(yīng)時(shí),一般選用稀硫酸或稀鹽酸,不用硝酸或濃硫酸;金屬與鹽的反應(yīng),鹽必須;并不是所有排在前面的金屬都能將排在其后面的金屬?gòu)钠潲}溶液中置換出來(lái),如鉀、鈣、鈉。可溶考點(diǎn)知識(shí)聚焦 化學(xué)方程式網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建圖1.金屬鐵的知識(shí)

13、網(wǎng)絡(luò)圖6-3 ; ; ; ; ; ; 。 考點(diǎn)知識(shí)聚焦 2.金屬鋁的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)圖6-4 ; ; ; 。考點(diǎn)知識(shí)聚焦 3.金屬銅的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)圖6-5 ; ; ; ; ; ?？键c(diǎn)知識(shí)聚焦 4.金屬、氧氣、酸、鹽的綜合網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建 ; ; 圖6-6考點(diǎn)知識(shí)聚焦 ; ; ; ; ; ; ; ; ; 。例1 請(qǐng)根據(jù)下表信息回答問題。探究一金屬材料課堂考點(diǎn)探究序號(hào) 金屬熔點(diǎn)/導(dǎo)電性硬度化學(xué)性質(zhì)金屬冶煉的大致年限Al6606122.9常溫下與氧氣反應(yīng),表面形成致密的薄膜約200年前Fe1 5351745在潮濕的空氣中易生銹約2500年前Cu1 083992.53在高溫時(shí)易與氧氣反應(yīng)約6000年前課堂考點(diǎn)探究(2)表

14、中導(dǎo)電性最強(qiáng)的金屬是。 說明:導(dǎo)電性以銀的導(dǎo)電性為100作標(biāo)準(zhǔn),硬度以金剛石的硬度為10作標(biāo)準(zhǔn)。(1)菜刀用鐵制而不用鋁制的主要原因是 。 (3)中金屬形成薄膜的化學(xué)方程式為。(4)金屬的冶煉體現(xiàn)了人類文明的發(fā)展水平,之所以有先后,主要取決于。 課堂考點(diǎn)探究答案(1)鐵的硬度比鋁大 (2) Cu (3) (4)金屬的活動(dòng)性解析 (1)由于鐵的硬度比鋁的大,所以菜刀要用鐵制。(2)導(dǎo)電性的指數(shù)越高,導(dǎo)電性也就越強(qiáng),所以銅的導(dǎo)電性最強(qiáng)。(4)常溫下金屬越容易與氧氣反應(yīng),其表現(xiàn)出的金屬活動(dòng)性就越強(qiáng)?！痉椒c(diǎn)撥】金屬的性質(zhì)在很大程度上決定了它們的用途,但不是唯一的決定因素,要牢牢把握金屬的性質(zhì),如金屬

15、的物理共性為有金屬光澤、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性等;化學(xué)性質(zhì)有與氧氣反應(yīng)、與酸反應(yīng)及與金屬化合物溶液反應(yīng)等。課堂考點(diǎn)探究探究二金屬活動(dòng)性順序的探究例2 2018泰安節(jié)選 下列為某小組探究金屬化學(xué)性質(zhì)的兩組實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)課堂考點(diǎn)探究實(shí)驗(yàn)中以“金屬表面產(chǎn)生氣泡的快慢”為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)判斷鋅、鐵的活動(dòng)性強(qiáng)弱,有同學(xué)認(rèn)為不夠合理,理由是 。實(shí)驗(yàn)中要驗(yàn)證Cu、Fe、Ag的金屬活動(dòng)性順序,至少要做的實(shí)驗(yàn)是(填序號(hào))。寫出實(shí)驗(yàn)中C試管內(nèi)反應(yīng)的化學(xué)方程式:。課堂考點(diǎn)探究答案 酸的種類不同 CD解析 從圖可以看出選取的酸的種類不同,因此以“金屬表面產(chǎn)生氣泡的快慢”為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)判斷鋅、鐵的活動(dòng)性強(qiáng)弱不夠合理。實(shí)驗(yàn)中C試管內(nèi)反應(yīng)

16、的化學(xué)方程式為Cu+2AgNO3 Cu(NO3)2+2Ag。用于驗(yàn)證鐵、銅、銀的金屬活動(dòng)性順序的實(shí)驗(yàn)是CD。由C可知,銅能置換出硝酸銀中的銀,說明活動(dòng)性銅銀,D中的鐵能置換出硫酸銅中的銅,說明活動(dòng)性鐵銅,由此可得出活動(dòng)性:鐵銅銀。課堂考點(diǎn)探究例3不銹鋼材料中含有的金屬鉻(Cr)能提高鋼的抗氧化性和耐腐蝕性。為了解金屬鉻與常見金屬鋁、銅在金屬活動(dòng)性順序中的相對(duì)位置關(guān)系,小娟與小濤進(jìn)行了如下探究活動(dòng)。猜想和假設(shè) 根據(jù)所學(xué)知識(shí),猜想三種金屬在金屬活動(dòng)性順序中的相對(duì)位置關(guān)系。猜想一:Cr、Al、Cu;猜想二:Al、Cr、Cu;猜想三: 。 猜想和假設(shè) Al、Cu、Cr課堂考點(diǎn)探究實(shí)驗(yàn)和探究 (1)小娟

17、的實(shí)驗(yàn):取大小相同的鋁、鉻、銅三種金屬片(用砂紙打磨光亮)。實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋與結(jié)論分別取三支試管,向其中滴入等質(zhì)量、等濃度的稀硫酸,然后將鋁、鉻、銅三種金屬片分別插入三支試管中鋁片表面產(chǎn)生氣泡較快;鉻片表面產(chǎn)生氣泡較緩慢,溶液變?yōu)樗{(lán)色;銅片無(wú)明顯現(xiàn)象猜想 成立;鉻與稀硫酸反應(yīng)生成藍(lán)色的硫酸亞鉻(CrSO4)溶液,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 課堂考點(diǎn)探究(2)小濤的實(shí)驗(yàn):小濤只選用了三種藥品進(jìn)行實(shí)驗(yàn),也得出了三種金屬在金屬活動(dòng)性順序中的相對(duì)位置關(guān)系,則他選用的三種藥品可能是。 總結(jié)與歸納 由上述實(shí)驗(yàn)得出比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱的方法有:; 。課堂考點(diǎn)探究答案(1)二Cr+H2SO4 CrSO4+H2 (

18、2)Al、CrSO4溶液、Cu (合理即可)總結(jié)與歸納 通過金屬與酸反應(yīng)比較 通過金屬與鹽溶液反應(yīng)比較(合理即可)解析 猜想和假設(shè) 根據(jù)鋁和銅的金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱,再將鉻加入會(huì)出現(xiàn)三種情況:CrAlCu;AlCrCu;AlCuCr。實(shí)驗(yàn)和探究 (1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象鋁片表面產(chǎn)生氣泡較快,鉻片表面產(chǎn)生氣泡較緩慢,可知猜想二正確;由題中信息可知,鉻能與稀硫酸反應(yīng),生成藍(lán)色的硫酸亞鉻(CrSO4)溶液,結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有氣泡產(chǎn)生,應(yīng)該是生成了氫氣,其化學(xué)方程式為Cr+H2SO4 CrSO4+H2。(2)如果已知三種金屬的活動(dòng)性順序,用活動(dòng)性位于中間的金屬與另兩種金屬的鹽溶液反應(yīng);或用活動(dòng)性位于中間的金屬的鹽溶液與另兩種金屬反應(yīng),都可以驗(yàn)證三種金屬的活動(dòng)性順序,故可選擇Al、CrSO4溶液、Cu或Al2(SO4)3溶液、Cr、CuSO4溶液等?？偨Y(jié)與歸納 由上述實(shí)驗(yàn)得出比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱的方法有:通過金屬與酸反應(yīng)比較;通過金屬與鹽溶液反應(yīng)比較。課堂考點(diǎn)探究探究三金屬的銹蝕和防護(hù)例4 2017福建 下列四支試管中,鐵釘銹蝕最快的是