2023年中考化學一輪復習第八單元金屬和金屬材料導學案

金屬和金屬材料導學案知識點1．金屬材料的分類與發(fā)展金屬材料包括純金屬及其合金，發(fā)展經歷了：青銅器時代→鐵器時代→鋁的利用時代→鈦合金時代。目前應用最多的三種金屬材料依次為鐵、鋁和銅。2．金屬的物理性質和決定物質用途的因素物理性質共性常溫下，大多數(shù)都是固體，有金屬光澤，具有優(yōu)良的導電性、導熱性和延展性特征顏色鐵、鋁等大多數(shù)金屬為銀白色，而銅呈紫紅色，金呈黃色狀態(tài)常溫下，大多數(shù)金屬為固體，而汞為液體決定物質用途的因素主要因素物質的性質其他因素價格、資源、是否美觀、使用是否便利，以及廢料是否易于回收和對環(huán)境的影響等合金概念在金屬中加熱熔合金屬或非金屬，制得具有金屬特征的物質與純金屬性質比較合金比起組成它們的純金屬，其強度和硬度高，熔點低，抗腐蝕性能更好。所以日常生活中金屬制品大多數(shù)是合金常見合金鐵合金生鐵：含碳量為_2%～4.3%鋼：含碳量為_0.03%～2%銅合金青銅：銅錫合金黃銅：銅鋅合金鈦合金熔點高、密度小、可塑性好，抗腐蝕性強，鈦和鈦合金被認為是21世紀的重要金屬材料3．金屬與氧氣的反應金屬反應條件反應的化學方程式結論鎂常溫鎂鋁比較活潑；鐵銅次之；金最不活潑鋁常溫鐵點燃銅加熱金高溫不反應4.金屬與稀酸的反應金屬現(xiàn)象反應的化學方程式結論稀鹽酸和稀硫酸鎂①劇烈反應，產生大量氣泡；②溶液仍為無色這幾種金屬的活動性由強到弱為：鎂鋅鐵銅鋅①反應比較劇烈，產生較多氣泡；②溶液仍為無色鐵①反應緩慢，有氣泡產生；②溶液由無色逐漸變?yōu)闇\綠色銅無現(xiàn)象5.置換反應由一種單質與一種化合物反應，生成另一種單質和另一種化合物的反應叫置換反應。6.金屬與金屬化合物溶液的反應實驗實驗現(xiàn)象反應的化學方程式結論鋁絲浸入硫酸銅溶液中鋁的表面覆蓋一層紅色物質，溶液由藍色逐漸變?yōu)闊o色①三種金屬的活動性順序為：鋁＞銅＞銀；②活潑金屬能把不活潑金屬從其化合物溶液中置換出來銅絲浸入硝酸銀溶液中銅的表面覆蓋一層銀白色物質，溶液由藍色逐漸變?yōu)闊o色銅絲浸入硫酸鋁溶液中無明顯現(xiàn)象7.常見金屬活動性順序及其應用(1)金屬活動性順序：(2)意義：①金屬的位置越靠前，它的活動性就越強。②位于氫前面的金屬能置換出鹽酸、稀硫酸中的氫。③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)8．存在形式(1)少數(shù)以單質形式存在的很不活潑金屬，如金、銀等。(2)常見以化合物形式存在的金屬礦石：金屬礦石主要成分金屬礦石主要成分赤鐵礦鋁土礦磁鐵礦黃銅礦CuFeS2菱鐵礦FeCO3輝銅礦Cu2S9.實驗室“煉鐵”實驗步驟①檢查裝置氣密性；②裝入藥品并固定；③點燃尾氣處酒精燈；④向玻璃管中通入CO；⑤點燃酒精噴燈開始加熱；⑥反應完成后熄滅酒精噴燈；⑦試管冷卻后停止通入CO；⑧熄滅酒精燈現(xiàn)象①玻璃管里的粉末由紅棕色變?yōu)楹谏诔吻迨宜儨啙峄瘜W方程式①②10.工業(yè)煉鐵設備高爐原料鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣原理在高溫的條件下，用CO從鐵的氧化物中把鐵還原出來(不是置換反應)產品生鐵(工業(yè)煉鐵的產物是含碳量較高的生鐵，而實驗室“煉鐵”能得到較純凈的黑色鐵粉)11.煉鐵中含雜質物質質量的計算(1)純凈物質量分數(shù)(又稱純度)＝eq\f(純凈物質量,混合物質量)×100%；(2)純凈物的質量＝混合物的質量×純凈物質量分數(shù)；(3)混合物的質量＝純凈物的質量÷純凈物質量分數(shù)。12．鐵制品銹蝕(1)條件：與空氣中的氧氣和水接觸。(2)主要成分：Fe2O3·xH2O，結構很疏松，不能阻礙里層的鐵繼續(xù)被銹蝕。13．防止鐵生銹常采用的方法(1)干：保持鐵制品表面的潔凈和干燥。(2)膜：在鐵制品表面覆蓋保護膜。如在車、船的表面噴油漆，機械表面涂油，在杯子表面燒涂搪瓷等。(3)鍍：在鐵制品表面鍍一層其他金屬，如在鋼鐵表面鍍鋅、鍍鉻等。(4)烤：用化學方法使鐵制品表面形成致密的氧化膜，如鋸條上的烤藍。(5)改：改善金屬的結構，添加合金元素，如在鐵制品中加入鉻、鎳制成不銹鋼，可以增強耐腐蝕性能。14．金屬資源保護(1)原因：①金屬礦物的儲量有限，而且不能再生。②廢舊金屬的隨意丟棄會污染環(huán)境。(2)措施：①防止金屬腐蝕。②回收利用廢舊金屬。③有計劃、合理地開采礦物。④尋找金屬的代用品。練習題選擇題1．人類使用材料的不斷發(fā)展是人類社會不斷進步的標志。下列不同時代物品的制作材料不屬于金屬材料的是()A．古猿人用來分割獸肉的石斧B．商代使用的青銅方鼎C．鑄造于后周的河北滄州鐵獅子D．用于制人造衛(wèi)星天線的形狀記憶合金2．下列成都出土的文物中，不屬于金屬材料的是()3．下列關于合金的敘述正確的是()①合金中各元素以化合物的形式存在②合金中至少含有兩種金屬③合金一定是混合物④合金中至少含有一種金屬⑤合金仍具有金屬特性⑥Fe3O4是鐵合金A．①②③B．②③④C．②③⑥D．③④⑤4．已知鎂和鋁的相對原子質量之比為8∶9。若鎂和鋁分別與足量鹽酸反應，生成氫氣的質量相等，則參加反應的鎂和鋁的質量比為()A．3∶2B．4∶3C．1∶1D．1∶25．下列化學反應中不屬于置換反應的是()A．Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑B．CO＋CuOeq\o(=,\s\up7(△))Cu＋CO2C．Cl2＋2NaI=2NaCl＋I2↓D．Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu6．將銅絲插入下列溶液中，有明顯現(xiàn)象的是()A．HCl溶液B．AgNO3溶液C．MgSO4溶液D．FeSO4溶液7．煉鐵選用的鐵礦石不僅要求含鐵量高，而且要“有害元素”少。今有鐵礦石：磁鐵礦(Fe3O4)、赤鐵礦(Fe2O3)、褐鐵礦(2Fe2O3·3H2O)、菱鐵礦(FeCO3)、黃鐵礦(FeS2)，你認為最不適宜煉鐵的礦石是()A．磁鐵礦B．赤鐵礦C．菱鐵礦D．黃鐵礦8．按如圖裝置進行實驗，一周后發(fā)現(xiàn)鐵釘銹蝕最嚴重的位置是()A．a處B．b處C．c處D．三處同樣嚴重9．下列生活中常見物質的化學式書寫正確的是（）A．冰： B．鐵銹： C．黃銅：Cu D．食鹽：10．用下列各組物質進行實驗．能驗證Mg、Ag、Cu三種金屬活動性強弱的是（）A．Mg、Ag、Cu、稀硫酸 B．Mg、Ag、溶液C．Ag、Cu、溶液 D．Ag、溶液、溶液11.下列金屬中，金屬活動性最強的是()A.K B.Zn C.Cu D.Ag12.下列做法不能有效保護金屬資源的是()A.防止金屬腐蝕 B.尋找金屬的代用品C.回收利用廢舊金屬 D.肆意開采金屬礦物13.現(xiàn)有X、Y、Z三種金屬，如果把Y和Z分別放入硝酸銀溶液中，過一會兒，在Y表面有銀析出，而Z沒有變化；如果把X和Y分別放入稀硫酸中，X溶解并產生氣泡，Y不反應。根據(jù)以上實驗事實，判斷這三種金屬的活動性由強到弱的順序為A.Z、Y、X B.X、Z、Y C.X、Y、Z D.Y、X、Z14.東漢時期的“馬踏飛燕”堪稱我國古代青銅器藝術中無與倫比的珍品。其制作材料屬于()A.合成材料B.天然材料C.金屬材料D.復合材料15.某品牌餅干的營養(yǎng)成分表中標有鈉、鈣、鐵的含量，這里的“鈉、鈣、鐵”指的是A.分子 B.原子 C.單質 D.元素填空題1．我國高鐵行業(yè)迅猛發(fā)展。高鐵(如圖)被稱為“一帶一路”沿線20國青年最想帶回家的“中國特產”之一。(1)下列高鐵部件中屬于金屬材料的是____________。①高強度防風玻璃②不銹鋼飲水臺面③高純度銅質導線④車內頂裝飾錫紙(2)高鐵電路采用銅制導線，利用了銅的______性和______性，屬于______(選填“物理”或“化學”)性質。(3)銀的導電性比銅好，為什么電線一般用銅制而不用銀制？__________________。2．據(jù)圖回答下列問題：(1)圖1用鋁材制成水壺，利用了鋁的______性和______性，鋁合金制作過程屬于______(選填“化學”或“物理”)變化。(2)圖2、圖3是氧氣頂吹煉鋼的簡易過程。①圖2是將煉鋼料加入到1250℃左右的“鐵水”中。純鐵的熔點是1538℃，說明“鐵水”是鐵的合金，理由是_________________________________。②圖3是吹入氧氣的煉鋼過程。得到的鋼的含碳量______(選填“高于”或“低于”)“鐵水”，寫出吹入氧氣的過程中所發(fā)生主要反應的化學方程式：__________________為維持爐內的高溫，不能用空氣代替氧氣，因為空氣中的氮氣排出會____________。3．某化學活動小組探究金屬與酸的反應規(guī)律。在室溫條件下進行如圖所示兩組實驗。已知：實驗中鎂條和鐵片表面均被打磨潔凈，且形狀、大小相同；且所用稀硫酸均為等體積、等濃度。實驗一：(1)若比較鎂和鐵的金屬活動性，觀察到的現(xiàn)象是_____________________________________，甲中反應的化學方程式為_____________________。(2)若比較相同時間內鎂、鐵與稀硫酸反應放出熱量的多少，長頸漏斗中的現(xiàn)象是________________________________________________。(3)若實驗所用的金屬均過量，則甲裝置中產生的H2的質量______(選填“大于”“小于”或“等于”)乙裝置中產生的H2的質量。實驗二：(4)注射器①中發(fā)生劇烈反應，注射器中的液體被壓入小燒杯中，反應很快停止。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因包括_________(填字母序號)。A．鎂條與稀硫酸反應產生大量氫氣B．注射器①內壓強迅速增大C．壓強差使液體流入燒杯中，使反應物分離(5)注射器②中可觀察____________________________________________________________________。4．為了探究Fe、Cu、Ag的金屬活動性強弱，某興趣小組做了如下實驗：(1)實驗前需將金屬絲打磨，目的是______________________________。(2)甲實驗中發(fā)生反應的化學方程式為______________________________；乙實驗中觀察到的現(xiàn)象為____________________________________________________________。(3)通過甲、乙實驗探究，可得出三種金屬活動性由強到弱的順序為_______________。若采用丙實驗方案也可得出相同結論，則金屬C是_________。5．曾在央視新聞聯(lián)播亮相的非物質文化遺產—打鐵花，是一種傳統(tǒng)的民間焰火表演藝術。其原理是將生鐵燒至熔化成為鐵水，再將鐵水在空中用力擊打而形成四處飛濺的耀眼“鐵花”。（1）生鐵屬于______（填“單質”或“合金”）。（2）燒鐵水時，用鼓風機不斷向燃著的焦炭中鼓入空氣，其目的是______________________________。（3）打鐵花在冬季表演更安全，因打開的鐵花會迅速降溫。這說明金屬材料傳導熱的性能______（填“良好”或“不好”）。6．如下圖，將金屬X插入燒杯內的溶液中，觀察到溶液顏色變藍后取出X，向燒杯內再加入一定量鋅粉，振蕩后，溶液藍色逐漸消失。（1）金屬X是______。（2）加入鋅粉，溶液藍色消失的原因是__________________（用化學方程式表示）。（3）實驗結束后，燒杯內的溶液中一定______（填“存在”或“不存在”）。7.利用如圖實驗探究金屬的化學性質。（1）實驗一：水的作用是______。實驗中，觀察到發(fā)出白光后鐵絲并未燃燒，原因是______。（2）實驗二：兩個反應均生成了______（填物質名稱）。比較鐵和鋁的金屬活動性強弱，從試劑角度需考慮：①加入同樣大小的鐵片和鋁片；②______。（3）實驗三：反應的化學方程式為______。再補充一個實驗可得出的金屬活動性順序。設計并進行實驗，補全下表。實驗步驟（可用圖示）實驗現(xiàn)象實驗結論____________8.檸檬酸亞鐵（FeC6H6O7）是一種易被吸收的補血劑。利用硫酸廠的廢渣（主要含F(xiàn)e2O3、Fe3O4，還有少量SiO2）制備檸檬酸亞鐵，該工藝流程如圖所示，回答下列問題：資料1：；資料2：SiO2不溶于水，也不與稀硫酸反應。（1）檸檬酸亞鐵進入人體腸道后以_______（填陽離子符號）的形式被吸收，達到補血效果。（2）固體C的成分是_______。（3）步驟①②③④中涉及置換反應的是_______（填數(shù)字序號）。（4）步驟③中發(fā)生反應的化學方程式是_______。（5）“一系列操作”中，將檸檬酸亞鐵晶體與溶液分離的操作是_______。9.活性氧化銅用于印刷電路板制造，由普通氧化銅制備活性氧化銅的工藝流程如下。回答下列問題（1）步驟①發(fā)生反應的化學方程式是________。（2）下列說法正確的是（填字母序號）A.過濾時用玻璃棒在漏斗中不斷攪拌 B.步驟②溶液中的水參加了反應C.易溶于水 D.的俗名是純堿（3）步驟②加入溶液時有氣泡產生，原因是__________。（4）步驟③發(fā)生反應的反應類型是_______。10.某興趣小組進行鐵銹蝕的實驗探究?！局R回顧】鐵是一種化學性質較活潑的金屬，常溫下能與稀鹽酸、氧氣等物質反應。（1）鐵與稀鹽酸反應的化學方程式是________。（2）鐵銹的顏色是_______?！举I驗探究】該小組利用如下裝置對鐵釘銹蝕的條件進行探究、一段時間后，在A和B中沒有觀察到明顯現(xiàn)象，C和D中鐵釘有銹蝕。（3）B中將蒸餾水煮沸的目的是________。（4）ABD對比，說明鐵釘銹蝕需要物質是_____；C中的鐵釘比D中的銹蝕更嚴重，原因是__________。【拓展探究】（5）為進一步探究鐵釘銹蝕過程中氣態(tài)物質的變化，該小組按示意圖E所示裝置完成以下實驗。恒溫下，向錐形瓶中加入少量稀鹽酸，同時測量錐形瓶內氣體壓強隨時間的變化，直至反應完全。①測量過程中要保待恒溫，理由是________。②請在圖F中繪制整個反應過程中錐形瓶內氣體壓強的變化趨勢______。11.A~G是初中化學常見的物質，其相互反應及轉化關系如下圖所示（部分反應條件省略）。已知A是易與人體血紅蛋白結合的有毒氣體，B是赤鐵礦的主要成分，C是相對分子質量最小的氧化物，F(xiàn)是最輕的氣體。（1）G的化學式為_______。（2）反應③的實驗現(xiàn)象為_______。（3）寫出反應①的化學方程式_______。（4）寫出反應②的化學方程式_______，其基本反應類型是_______。12.金屬在生產和生活中應用極為廣泛。（1）生鐵和鋼是兩種含碳量______的鐵合金（填“相同”或“不同”）。（2）下列生活用品利用金屬良好導熱性的是______（填序號）。a.鍍鉻水龍頭b.鑄鐵暖氣片c.包糖果的鋁箔（3）焊接鋼軌的反應原理是鋁與氧化鐵在高溫條件下反應生成鐵和氧化鋁，該反應的化學方程式為______。13.已知H2與菱鐵礦（主要成分FeCO3其他成分不參與反應）反應制成納米鐵粉。某小組進行探究并完成如下實驗：查閱資料：①H2能與CuO反應生成H2O，H2O能使無水硫酸銅變藍②CO2與無水硫酸銅不反應（1）某同學探究反應后氣體成分，先將反應后氣體通入無水硫酸銅，無水硫酸銅變藍，證明氣體中含有______，再通入足量的澄清石灰水，澄清石灰水變渾濁，反應方程式為______。（2）對剩余氣體成分進行以下猜想：猜想一：H2猜想二：______猜想三：CO和H2濃H2SO4的作用：______。甲中現(xiàn)象：______。乙中無水CuSO4變藍丙中變渾濁猜想______正確（3）熱處理后的納米鐵粉能夠除去地下水中的磷元素，如圖所示450℃或者550℃熱處理納米鐵粉的除零率以及pH值如圖所示，分析______℃時以及______（酸性或堿性）處理效果更好。14.某同學以金泥（含有Au、CuS、ZnS等）為原料制備（Au）和Cu的流程如圖所示：琴琴同學查閱資料已知：①預處理的主要目的是將含硫化合物轉化為氧化物。②熱空氣流充分加熱的目的是將Cu、Zn轉化為氧化物，并完全分離出ZnO煙塵。（1）“預處理”中會產生SO2，若SO2直接排放會導致______。（2）“過程Ⅱ”產生的固體a中，除CuO外一定還有的物質是______。（3）“過程Ⅲ”分離Au的操作是______，加入過量稀硫酸的目的是______。（4）“系列進程”中有一步是向濾液中加入過量鐵粉，這一步生成氣體的化學方程式為______，該反應屬于______反應（填寫基本反應類型）。（5）ZnO煙塵可用NaOH溶液吸收，該反應生成偏鋅酸鈉（Na2ZnO2）和H2O的化學方程式為______。15.定性實驗和定量實驗是化學中常見的兩種實驗方法。（1）鋁和氧氣生成致密的______。（2）打磨后的鋁絲放入硫酸銅溶液中發(fā)生反應，出現(xiàn)的反應現(xiàn)象：______。（3）如圖是探究白磷燃燒條件的圖像：從圖中得知白磷燃燒的條件是______。（4）某同學向相同體積的5%H2O2分別加入氧化鐵和二氧化錳做催化劑，現(xiàn)象如下表：催化劑現(xiàn)象MnO2有大量氣泡Fe2O3少量氣泡根據(jù)氣泡生成多少可以得到什么化學啟示：______。（5）某同學在H2O2溶液中加入MnO2做催化劑時，反應生成氣體的質量與時間的關系如圖所示，求反應90s時消耗H2O2的質量。（寫出計算過程）（三）、計算題1．某課外活動小組檢測某鋼鐵廠生產的鐵產品的質量。在實驗室中稱取鐵屑樣品10.0g放入燒杯中，加入一定量的稀硫酸，加熱，使之充分反應(雜質不參加反應)，然后冷卻、稱量。反應后燒杯中物質的質量比反應前減少了0.34g。計算：(1)鐵屑樣品中雜質的含量；(2)生產100t這種鐵，至少需要含氧化鐵80%的赤鐵礦的質量。四、答案選擇題B11.【答案】A【解析】【詳解】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，故四種金屬中，活動性最強的是K。故選A。12.【答案】D【解析】【詳解】A、防止金屬腐蝕，可保護金屬資源，該選項不符合題意；B、尋找金屬的代用品，可保護金屬資源，該選項不符合題意；C、回收利用廢舊金屬，可保護金屬資源，該選項不符合題意；D、肆意開采金屬礦物，不利于保護金屬資源，該選項符合題意。故選D。13.【答案】C【解析】【詳解】根據(jù)金屬活動性的應用，在金屬活動性順序里，位于前面的金屬能將后面的金屬從鹽溶液中置換出來，Y放入硝酸銀溶液中，過一會兒，在Y表面有銀析出，說明Y的活動性大于銀；Z放入硝酸銀溶液中，Z沒有變化，說明銀的活動性大Z，綜合所述可知Y活動性大于Z；根據(jù)第二條應用可知，位于氫前的金屬能將稀鹽酸、稀硫酸中的氫置換出來，X和Y分別放入稀硫酸中，X溶解并產生氣泡，Y不反應，說明X活動性大于氫，氫的活動性大于Y，故X的活動性大于Y；綜合上述可可知，活動性順序為X、Y、Z；故選C。14.【答案】C【解析】【詳解】鑄造馬踏飛燕所用的是青銅，青銅由銅和錫熔合而成的合金，屬于金屬材料。故選C。15.【答案】D【解析】【詳解】一般食品、液體或食物中的營養(yǎng)成分以元素名稱的形式出現(xiàn)時，指的就是元素，而不是分子、原子或某種物質；因為含有這類元素的物質有很多，無法一一例舉，因此在成分表中用元素含量來代表這些物質的多少。故選D。填空題(1)②③④(2)延展導電物理（3）銀的價格高(1)導熱延展物理（2）“鐵水”的熔點低于純鐵的熔點低于帶走熱量（1）鎂與稀硫酸反應產生氣泡的速率比鐵快（2）長頸漏斗內形成一段液柱，且高度甲大于乙（3）等于（4）ABC（5）鐵片表面產生氣泡，溶液由無色變?yōu)闇\綠色，注射器中部分液體流入燒杯中（1）除去金屬表面的氧化物和污物（2）鐵絲的表面有一層紅色物質，溶液由藍色逐漸變?yōu)闇\綠色（3）Fe＞Cu＞Ag（4）Cu5.（1）合金（2）使焦炭燃燒更充分或使焦炭燃燒放出熱量更多或使燃燒的溫度更高，加快生鐵的熔化或增大氧氣含量等（其他合理答案均可）（3）良好6．（1）Cu或銅（2）（3）不存在7.【答案】（1）①.防止燃燒產物下落使集氣瓶炸裂②.火柴燃燒消耗了較多的氧氣，使氧氣不足（2）①.氫氣②.加入等體積等濃度的稀鹽酸①.②.（或取少量硫酸亞鐵溶液于試管中，伸入銅絲與溶液反應）③.無明顯變化8.【答案】（1）Fe2+（2）SiO2、Fe（3）②（4）（5）過濾9.【答案】（1）CuO+2HCl=CuCl2+H2O（2）BD