第八單元金屬和金屬材料

第八單元金屬和金屬材料目錄CONTENTS01020304考點梳理·教材運用物質的網絡結構實驗一題過重難擊破·河南真題考點1

金屬材料1.金屬材料金屬材料包括

純金屬

?以及它們的

合金

?。純金屬

合金

2.金屬的物理性質和用途物理性質用途共性

導電

?性作導線

導熱

?性作炊具

延展

?性沖壓成各種形狀有金屬光澤制作各種飾品特性大多數金屬呈銀白色，而銅呈

紫紅

?色、金呈

黃

?色；常溫下大多數金屬是固體，而汞是

液體

?導電

導熱

延展

紫紅

黃

液體

3.金屬之最（1）地殼中含量最高的金屬元素——

鋁

?。（2）人體中含量最高的金屬元素——

鈣

?。（3）目前世界年產量最高的金屬——

鐵

?。（4）導電、導熱性最好的金屬——

銀

?。（5）熔點最高的金屬——

鎢

?。（6）熔點最低的金屬——

汞

?。鋁

鈣

鐵

銀

鎢

汞

4.合金（1）概念：在金屬中加熱熔合某些金屬或非金屬，就可制得具有金屬特征的合金。（2）性能：合金的強度和硬度一般比組成它們的純金屬更

高

?，抗腐蝕性能更

好

?，熔點較

低

?。（3）常見的合金①鐵合金：生鐵和鋼是

含碳量

?不同的兩種鐵合金，生鐵的含碳量為2％～4.3％，鋼的含碳量為0.03％～2％。②鈦合金：具有熔點高、密度小、可塑性好、易于加工、機械性能好、抗腐蝕性能好等優(yōu)點。鈦合金與人體具有很好的“相容性”，因此可以用來制造人造骨。高

好

低

含碳量

·?

?教材延伸·1.鑒別合金和純金屬可以采用比較合金和純金屬硬度的方法：相互刻畫后，有劃痕的是純金屬，無任何變化的是合金。2.在中學階段，一般認為合金是混合物，也可能含有非金屬成分?！?

?考點對點練·

不同

b

考點2

金屬的化學性質（必考）1.金屬與氧氣反應條件金屬反應的化學方程式現象常溫下反應鋁

4Al＋3O22Al2O3

?（鋁耐腐蝕的原因）緩慢氧化，放出熱量，表面生成一層致密的氧化鋁薄膜

點燃或加熱時反應鎂

2＋O2

?發(fā)出

耀眼的白光?，放出大量的熱，生成白色固體鐵

3Fe＋

2O2

?劇烈燃燒，

火星四射?，放出大量的熱，生成黑色固體銅

2Cu＋O2

?生成黑色物質不反應金很穩(wěn)定，高溫時也不與氧氣反應（“真金不怕煉”）結論鋁、鎂比較活潑，鐵、銅次之，金最不活潑

耀眼的白光

火星四射

?

?特別提醒鋁的抗腐蝕性能好不是因為其化學性質穩(wěn)定，而是因為鋁在常溫下與氧氣反應生成致密的氧化鋁薄膜覆蓋在鋁表面，阻止鋁進一步被氧化。2.金屬與酸反應（1）條件：金屬的活動性順序排在氫（H）之前。（2）通式：活潑金屬＋酸（稀鹽酸、稀硫酸）→鹽＋氫氣。（置換反應）（3）鎂、鋁、鋅、鐵分別與酸反應的現象及化學方程式（以稀硫酸為例）金屬現象與稀硫酸反應的化學方程式鎂反應劇烈，產生大量氣泡，溶液仍為無色

Mg＋H2SO4MgSO4＋H2↑

?鋁反應比較劇烈，產生大量氣泡，溶液仍為無色

2Al＋3H2SO4Al2（SO4）3＋3?

金屬現象與稀硫酸反應的化學方程式鋅反應比較劇烈，產生大量氣泡，溶液仍為無色

Zn＋H2SO4ZnSO4＋H

?鐵反應緩慢，有氣泡產生，溶液由無色逐漸變?yōu)闇\綠色

Fe＋H2SO4FeSO4＋H2

?

·?

?教材延伸·1.當鐵與稀鹽酸或稀硫酸、硫酸銅等溶液發(fā)生置換反應時，生成亞鐵離子（Fe2＋），溶液顏色變成淺綠色。2.如果將未打磨的鋁片（或生銹的鐵釘）放入稀硫酸或稀鹽酸中，剛開始時鋁（或鐵）表面的氧化物與酸反應，不會產生氣體，過一段時間才開始產生氣體。3.金屬與酸反應后，溶液的質量均增加。（2）通式：金屬＋鹽→新金屬＋新鹽。（置換反應）（3）舉例3.金屬與鹽溶液反應（1）條件：在金屬活動性順序中，“前換后（K、Ca、Na除外），鹽可溶”。金屬與鹽溶液現象反應的化學方程式鐵與硫酸銅溶液鐵表面有紅色物質附著，溶液由藍色變成淺綠色

Fe＋CuSO4FeSO4＋?銅與硝酸銀溶液銅表面有銀白色物質生成，溶液由無色變?yōu)樗{色

Cu＋2AgNO3Cu（NO3）2＋

另一種單質

另一種化合物

?

?教材延伸

·?

?考點對點練·化學世界繽紛多彩，美麗如花。小梅同學利用初中化學中的常見物質設計了如圖的反應關系圖。“花朵”中的金屬均能與X發(fā)生反應。

發(fā)出耀眼的白光，生成白色固體

鐵（或Fe）

·?

?考點對點練·某小組在探究鐵、銅、鎂、銀的金屬活動性順序時，做了圖1三個實驗（所用金屬的形狀與大小和稀鹽酸的濃度、用量均相同）：

銅比銀活潑

Fe、CuSO4（或Cu、稀H2SO4等合理即可）

Ag、Cu

考點4

金屬資源的利用和保護（?？迹?.金屬的存在形式（1）在自然界中除少數很不活潑的金屬如金、銀等有

單質

?形式存在外，其余都以

化合物

?的形式存在。（2）常見的鐵礦石礦石名稱赤鐵礦磁鐵礦菱鐵礦黃鐵礦主要成分的化學式Fe2O3Fe3O4FeCO3FeS2單質

化合物

考點3

金屬活動性順序（?？迹?.常見金屬的活動性順序說明：在金屬活動性順序里，（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（K、Ca、Na除外）能把位于

后面

?的金屬從它們的

化合物

?的溶液里置換出來。2.金屬活動性順序的探究（詳見實驗8）強

氫

氫

前面

后面

化合物

2.一氧化碳還原氧化鐵（詳見實驗9）3.工業(yè)煉鐵（1）設備：高爐。（2）原料：鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣。（3）原理：在高溫下，利用焦炭與氧氣反應生成的

一氧化碳

?將鐵從鐵礦石中還原出來。一氧化碳

4.鐵制品銹蝕條件的探究實驗ⅠⅡⅢⅣ條件鐵釘在干燥的空氣中鐵釘全部在水中鐵釘與空氣和蒸餾水同時接觸鐵釘與蒸餾水和氧氣接觸圖示?

??

??

??

?實驗ⅠⅡⅢⅣ生銹程度不生銹不生銹易生銹最易生銹分析能得出鐵生銹需要氧氣的組合是

Ⅱ和Ⅳ

?，需要水的組合是

Ⅰ和Ⅲ

?，編號Ⅱ中加入植物油的目的是

隔絕氧氣?結論鐵制品銹蝕的條件是與空氣中的

氧氣?和

水?同時接觸Ⅱ和Ⅳ

Ⅰ和Ⅲ

隔絕氧氣氧氣水·?

?教材延伸·1.實驗中所用的水是經煮沸并迅速冷卻的蒸餾水，煮沸的目的是將溶解在水中的氧氣除去，迅速冷卻的目的是減少或防止空氣中的氧氣溶于水中。2.鐵的純度、環(huán)境的溫度、酸堿性等也是影響鐵銹蝕的因素。5.鐵的防銹（1）原理：隔絕

氧氣（或空氣）

?和

水

?。（2）措施①保持鐵制品表面潔凈干燥（如將用過的菜刀擦干凈）；②在鐵制品表面涂保護膜（如刷漆、涂油、鍍鉻、燒制搪瓷等）；③改變鐵的內部結構，如制成合金（如不銹鋼）等。氧氣（或空氣）

水

6.金屬資源的保護保護金屬資源的有效途徑：①防止金屬

銹蝕

?；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。銹蝕

回收利用

·?

?考點對點練·（原創(chuàng)）金屬在生活中隨處可見。請回答下列問題：（1）生活中鐵制品比銅制品更容易銹蝕，這說明鐵的金屬活動性比銅

強

?（填“強”或“弱”）。（2）如圖實驗中，鐵絲最易生銹的部位是

b

?（填“a”“b”或“c”）。鐵生銹實際上是鐵與

空氣中的氧氣和水蒸氣

?共同作用的結果。強

b

空氣中的氧氣和水蒸氣

隔絕氧氣和水蒸氣

澄清石灰水變渾濁

C

一、與金屬鐵相關的轉化1.請寫出物質的化學式：A.

CO

?；B.

Fe2O3

?。2.請寫出圖中涉及反應的化學方程式：

CO

Fe2O3

3.不能用鐵制容器配制波爾多液的原因是

②

?（填序號，下同）；工人師傅切割鐵板用硫酸銅畫線的原理是

②

?；濕法煉銅的原理是

②

?。②

②

②

二、與金屬銅相關的轉化1.請寫出A物質的化學式：

CuO

?。2.請寫出圖中涉及反應的化學方程式：

CuO

實驗8

金屬活動性順序的探究?實驗方法解讀?1.比較兩種金屬活動性的強弱（以Fe、Cu為例）實驗思路思路一：金屬和鹽溶液反應思路二：金屬與酸反應實驗方案?

??

?現象鐵絲表面有紅色固體析出，溶液由藍色變?yōu)闇\綠色鐵絲表面有氣泡產生，銅絲表面無明顯現象結論金屬活動性：

Fe＞Cu

?Fe＞Cu

2.比較三種金屬活動性的強弱（以Fe、Cu、Ag為例）實驗思路思路一：兩金夾一鹽思路二：兩鹽夾一金實驗方案現象鐵絲表面附著一層紅色物質，溶液由藍色變?yōu)闇\綠色；銀絲表面無明顯現象Fe（NO3）2溶液中無明顯現象；AgNO3溶液中銅絲表面有銀白色固體析出，溶液由無色變?yōu)樗{色結論金屬活動性：

Fe＞Cu＞Ag

?Fe＞Cu＞Ag

·?

?教材延伸·1.實驗前必須打磨金屬表面，除去金屬表面的氧化層或污物。2.做金屬與酸反應的實驗時一般用稀鹽酸或稀硫酸，不用硝酸和濃硫酸。3.金屬與鹽反應，鹽必須可溶于水。4.并不是所有排在前面的金屬都能把排在后面的金屬從其鹽溶液中置換出來，如K、Ca、Na，它們的金屬活動性太強，會與水反應生成相應的堿和氫氣，所以實驗時不選用這類金屬。?核心素養(yǎng)提升?比較多種金屬活動性順序的方法方案一：金屬與酸溶液反應實驗原理利用金屬能否與酸溶液反應及反應速率來判斷金屬的活動性。相同條件下，金屬與酸的反應速率越快，金屬活動性越強實驗裝置（舉例）實驗現象①②③中產生氣泡，且劇烈程度依次遞減，④無現象實驗結論金屬活動性：鎂＞鋅＞鐵＞銅方案二：金屬與鹽溶液反應實驗原理利用金屬能否與鹽溶液發(fā)生反應來判斷金屬活動性的強弱實驗裝置（舉例）實驗現象①②的金屬絲表面析出物質，③無現象實驗結論金屬活動性：鋁＞銅＞銀?一題過實驗某小組在探究鐵、銅、鎂、銀的金屬活動性順序時，做了如下三個實驗（所用金屬的形狀與大小和稀鹽酸的用量均相同）：（1）在實驗之前需要將金屬片用砂紙打磨的目的是

除去金屬表面的氧化物或污物

?。（2）通過實驗Ⅰ和Ⅱ可比較出鎂和鐵的金屬活動性強弱，他們依據的實驗現象是

實驗Ⅱ比實驗Ⅰ反應劇烈

?。

除去金屬表面的氧化物或污物

實驗Ⅱ比實驗Ⅰ反應劇烈

銅片表面出現銀白色物質

銅比銀活潑

（4）上述三個實驗不能得出四種金屬的活動性順序。探究小組在上述實驗的基礎上，補充了一個實驗（如圖所示），實現了探究目的。他們實驗所用金屬X、Y溶液分別是

e（或Cu）

?、

SO4（或HCl）

?。Fe（或Cu）

CuSO4（或HCl）

（5）小組同學又將一定量的鋅粉加入含有AgNO3、Cu（NO3）2、Mg（NO3）2的混合溶液中，充分反應后過濾，得到了一定量的固體和無色濾液。則固體中一定含有

Ag、Cu

?，濾液中一定含有的溶質是

Zn（NO3）2、Mg（NO3）2

?（填化學式）。

Ag、Cu

Zn（NO3）2、Mg（NO3）2

I2、Br2、Cl2

實驗9

金屬的冶煉一、鐵的冶煉?實驗方法解讀?實驗原理

3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2

?實驗裝置?

?實驗現象（1）玻璃管中

紅棕色粉末變成黑色

?（2）試管中澄清石灰水

變渾濁

?（3）玻璃導管尖嘴處產生

藍

?色火焰

紅棕色粉末變成黑色

變渾濁

藍

注意事項（1）加熱前要檢驗CO的純度（2）實驗開始時先通CO再用酒精噴燈加熱，目的是

排盡裝置內的空氣，防止加熱時發(fā)生爆炸

?（3）實驗結束時先停止加熱，繼續(xù)通入CO至玻璃管冷卻至室溫的目的是：①防止

生成的鐵再次被氧化

?；②防止試管中的澄清石灰水倒吸至灼熱的玻璃管中，使玻璃管炸裂注意事項（4）尾氣處理：因為CO有劇毒，且會污染空氣，所以應將排出的CO點燃或用氣球收集排盡裝置內的空氣，防止加熱時發(fā)生爆炸

生成的鐵再次被氧化

?核心素養(yǎng)提升?微型實驗裝置?

?優(yōu)點：節(jié)約藥品尾氣處理裝置優(yōu)點：圖1裝置既對尾氣進行了處理，減少了空氣污染，又提高了CO的利用率；圖2裝置檢驗了氣體生成物，且減少了尾氣對大氣的污染，氣球中收集的CO能進行再利用二、銅的冶煉?實驗方法解讀?實驗原理

C＋2CuO2Cu＋CO2↑

?（用木炭還原氧化銅）實驗裝置?

?實驗現象試管中的黑色粉末逐漸變?yōu)?/p>

紅

?；澄清石灰水

渾濁

?實驗拓展除了用木炭還原氧化銅，還可選用H2、CO作還原劑煉銅，反應的化學方程式分別為

＋CuOCu＋H2O

?、

CO＋CuOCu＋CO2

?

紅色

變渾濁

?一題過實驗如圖是實驗室冶煉金屬的實驗裝置，請據圖回答下列問題：圖1圖2Ⅰ.圖1是實驗室模擬煉鐵的兩個實驗裝置。

（2）圖甲中實驗前先通一會兒CO，目的是

排凈裝置內的空氣

?，防止

加熱時發(fā)生爆炸

?。實驗結束后，先撤

酒精燈①，繼續(xù)通入CO直到裝置冷卻

?，防止

鐵在高溫時被氧化（或石灰水發(fā)生倒吸，造成玻璃管炸裂）

?。紅色固體變?yōu)楹谏?/p>

排凈裝置內的空氣

加熱時發(fā)生爆炸

酒精燈①，繼續(xù)通入CO直到裝置冷卻

鐵在高溫時被氧化（或石灰水發(fā)生倒吸，造成玻璃管炸裂）

圖1

（4）圖甲中第①個酒精燈上網罩的作用是

集中火焰，提高溫度

?。（5）實驗時應先點燃第

②

?個酒精燈，防止

未反應的CO排放到空氣中污染空氣

?。（6）圖乙與圖甲相比，它的主要優(yōu)點是

CO的利用率高

?。檢驗生成的二氧化碳

集中火焰，提高溫度

②

未反應的CO排放到空氣中污染空氣

CO的利用率高

（7）【創(chuàng)新設問】小華同學查閱資料得知：鐵的氧化物除Fe2O3外，其余均為黑色，且除了鐵能被磁鐵吸引外，Fe3O4也能被磁鐵吸引。Fe2O3轉化為鐵的具體過程如下：

①他認為用磁鐵吸引來檢驗反應后產物中是否生成了鐵是不夠科學的，他的依據是

Fe3O4也能被磁鐵吸引

?。②為了驗證紅色的氧化鐵變色后的產物中生成了鐵，他取黑色生成物樣品少許加到

稀鹽酸（或稀硫酸或硫酸銅溶液）

?中，

如果觀察到有

氣泡（或紅色物質）

?產生，則產物中一定有鐵生成。

Fe3O4也能被磁鐵吸引

稀鹽酸（或稀硫酸或硫酸銅溶液）

氣泡（或紅色物質）

（8）【微型實驗】實驗室用W形玻璃管模擬煉鐵的反應。請按要求回答下列問題：①若b處沒有觀察到渾濁，請分析原因。（一條即可）澄清石灰水變質或溫度不夠未生成CO2。②該裝置存在不合理的地方，請?zhí)岢龈倪M建議。（一條即可）在裝置末端放置一個燃燒的酒精燈或系一個氣球。Ⅱ.圖2是實驗室模擬煉銅的實驗裝置。

（10）判斷木炭與CuO已經發(fā)生化學反應的依據是

黑色固體變紅，澄清石灰水變渾濁

?。（11）利用該裝置進行實驗，完畢后先停止加熱，可能會引起的后果是

澄清石灰水倒流，炸裂試管

?。

黑色固體變紅，澄清石灰水變渾濁

澄清石灰水倒流，炸裂試管

命題點1

金屬材料的判斷及其物理性質1.（2020河南6題）金屬材料在生產、生活中使用廣泛。下列金屬的用途利用了金屬導電性的是（A）A.銅制電線B.鐵制鐵鍋C.金制項鏈D.鋁制飲料罐A2.[2022河南23題（1）]金屬用途廣泛，金屬的用途與其性質密切相關。（1）如圖中將兩塊金屬片相互刻畫，該實驗的目的是什么？比較合金和純金屬的硬度。3.（2018河南17題）銅絲制作導線是利用了其良好的

導電

?性。4.（2018河南備用卷17題）鋁制作導線是利用了金屬的延展性和

導電

?性。導電

導電

命題點2

金屬的化學性質5.（2022河南14題）某金屬混合物由Mg、Al、Zn、Cu四種金屬中的兩種組成。6.5g該金屬混合物與足量的鹽酸反應，可得到0.2g氫氣，則該金屬混合物中一定不含有的金屬是（C）A.MgB.AlC.ZnD.CuC6.（2020河南14題）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（

B）A.3∶2B.4∶3C.1∶1D.1∶27.（2018河南14題）有Mg、Al、Zn的混合物共7.2g，與足量鹽酸反應，生成H2的質量可能是（B）A.0.2gB.0.6gC.0.8gD.0.9gBB8.[2019河南22題（2）]某化學興趣小組的同學利用壓強傳感器、數據采集器和計算機等數字化實驗設備，測定鋁片與足量稀硫酸反應時氣體壓強的變化，實驗結果如圖所示。（2）寫出m點所發(fā)生反應的化學方程式。

命題點3

金屬活動性順序9.（2023河南23題）某化學小組用如圖所示實驗裝置，探究鋁、銅、銀的金屬活動性順序。（1）鋁絲浸入溶液前需要先用砂紙打磨，其目的是什么？除去鋁絲表面的氧化膜。（2）請寫出裝置A或B中發(fā)生反應的化學方程式。

（3）通過圖示中的實驗不能判斷銅、銀的金屬活動性順序，請補充實驗繼續(xù)探究。（簡要敘述實驗步驟）將銅絲插入硝酸銀溶液中（或將銀絲插入硝酸銅溶液中）。10.（2022河南備用卷24題）金屬的性質是化學學習和研究的重要內容。（1）鋁比較活潑，為什么鋁制品卻有良好的抗腐蝕性能？鋁與氧氣反應，其表面生成一層致密的氧化鋁薄膜，從而阻止鋁進一步氧化。（2）古籍記載鎳白銅（主要成分為銅、鎳、鋅）是中國古代發(fā)明和研制出的銅合金。為了探究銅、鎳（Ni）、鋅的金屬活動性順序，某化學小組設計了如下實驗方案：實驗步驟實驗現象結論或化學方程式①把鎳片放入稀硫酸中有氣泡產生化學方程式為

Ni＋H2SO4NiSO4＋H2

?（鎳顯＋2價）②把鎳片放入

硫酸鋅（合理即可）

?溶液中鎳片表面無明顯變化鋅的金屬活動性大于鎳，三種金屬的活動性順序為Zn＞Ni＞Cu

硫酸鋅（合理即可）

11.（2019河南23題）某金屬（用R表示）能與鹽酸發(fā)生置換反應，其金屬活動性弱于Zn，相對原子質量小于65。向一定質量的AgNO3、Cu（NO3）2和R（NO3）2混合溶液中加入Zn，充分反應后過濾，得到固體和溶液。向所得到的固體上滴加鹽酸時有