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文檔簡介

專題05金屬和金屬礦物

目錄

01理?思維導(dǎo)圖:呈現(xiàn)教材知識結(jié)構(gòu),構(gòu)建學(xué)科知識體系。

02盤?基礎(chǔ)知識:甄選核心知識逐項(xiàng)分解,基礎(chǔ)不丟分。

03究?考點(diǎn)命題:對中考考點(diǎn)命題進(jìn)行細(xì)致研析和講解,全面提升。

04辨?易混易錯:點(diǎn)撥易混易錯關(guān)鍵點(diǎn),沖刺高分。

共性:①導(dǎo)電性一用銅絲制作導(dǎo)線;②導(dǎo)熱性一用鐵鍋?zhàn)鲲?;③延展性一鋁能制作

鋁箔;④有金屬光澤一制作各種裝飾品

特性:顏色:大多數(shù)金屬是銀白色,而銅呈紫紅色,金呈金黃色,鐵粉呈黑色

純金屬(純凈物)狀態(tài):常溫下,大多數(shù)金屬為固體,而汞為液體

金屬的用途:(性質(zhì)和用途要對應(yīng))(詳見基礎(chǔ)知識解讀)

概念:在金屬中加熱融合某些金屬或非金屬,制得具有金屬特征的合金

合金(混合物)

性能:與組成他們的純金屬相比,強(qiáng)度和硬度更高、熔點(diǎn)更低、抗腐蝕性更強(qiáng)

1.金屬與氧氣的反應(yīng):金屬+氧氣T金屬氧化物(化合反畫

金屬的化學(xué)性質(zhì)2.金屬與酸的反應(yīng):金屬+酸一鹽+H2T(置換反面反應(yīng)條件:金屬活動性排在H前

3.金屬與鹽溶液的反應(yīng):金屬+鹽一新鹽+新金屬(置換反應(yīng))反應(yīng)條件:參加反應(yīng)的金屬活動性必須強(qiáng)

于鹽中金屬的活動性(K.Ca.Na除外),且鹽必須可溶

人y八山一鉀鈣鈉鎂鋁鋅株錫鉛(氫)銅汞銀船金

1.金屬活勖性順序----------------------------------------........................>

KC?NaMgAlZnFcSnPb(H)CuHgAgPtAu

/2.判斷依據(jù)

/(1)在自然界中的存在形式:以化合物形式存在的比以單質(zhì)形式存在的金屬活動性強(qiáng)

f(2)人類開發(fā)利用的時(shí)間:金屬活動性越強(qiáng)的金屬開發(fā)利用的越晚

/(3)金屬活動性順序:金屬的位置越靠前,它的活動性就越強(qiáng);

/(4)與酸反應(yīng):能與酸反應(yīng)的金屬比不能與酸反應(yīng)的金屬活動性強(qiáng),位于氫前面的金屬能置換出稀鹽酸硫酸中的氫;

/(5)與鹽溶液反應(yīng):若置換反應(yīng)能發(fā)生,則該金屬單質(zhì)的活動性強(qiáng)于鹽中的金屬;若置換反應(yīng)不能發(fā)生,則該金屬單

f質(zhì)的活動性弱于鹽中金屬;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(《Ca.Na除外)

[(1)判斷金屬被開發(fā)利用的先后____________________________________________________________

K3.應(yīng)用/(2)判斷某些置換反應(yīng)能否發(fā)生

1、(3)判斷金屬與鹽溶液反應(yīng)后濾液、濾渣的成分及質(zhì)量分析___________________________________

\4.金屬與酸反應(yīng)圖像問題

礦石:赤鐵礦:主要成分FezCh;磁鐵礦:主要成分FesCU;鋁土礦:主要成分AI2O3;輝銅礦主要成分是Cu2s.

存在:自然界中金、銀以單質(zhì)形式存在,而鐵等以化合物形式存在,說明金銀化學(xué)性質(zhì)不活潑,而鐵等化學(xué)性質(zhì)比

較活潑.

金屬的冶煉

反應(yīng)原理:里*

工業(yè)煉鐵3co+Fe262Fe+3CQ

焦炭的作用;石灰石的作用;注意事項(xiàng);(詳解基礎(chǔ)知識解讀)

實(shí)驗(yàn)方案鐵生銹條件的探究

I現(xiàn)象分析結(jié)論

鐵生銹裝置圖:試管A鐵釘生銹鐵與水、氧氣同時(shí)接觸鐵生銹的條件:

鐵釘無明顯變化鐵只與水接觸鐵與水、氧氣

ABC試管B

試管C鐵釘無明顯變化鐵只與氧氣接觸同時(shí)接觸發(fā)生反應(yīng)

鐵生銹的條件:Fe與HzO、02同時(shí)接觸,鐵在潮濕的空氣中易生銹(注:鐵的純度,環(huán)境的溫度、濕度也是影響鐵生銹的

因素,酸、氯化鈉溶液會加快鐵銹蝕)

注意:

(1)蒸饋水煮沸并迅速冷卻的目的是除去水中溶解的氧氣;試管B中植物油的作用是隔絕氧氣;試管C中氯化鈣具有吸水

性,作用是吸收水分。

(2)鐵生銹是緩慢氧化,鐵銹呈紅棕色,其主要成分是Fe2O3?xH2O,結(jié)構(gòu)疏松,不能阻礙里面的鐵繼續(xù)氧化。

(3)鋁比鐵活潑,卻比鐵耐腐蝕的原因:鋁常溫下與空氣中氧氣反應(yīng),表面生成一層致密的氧化鋁薄膜。

①物理方法:砂紙打磨;

<②化學(xué)方法:鹽酸、稀硫酸除鐵銹

金屬的銹蝕與防護(hù)

⑴銅生銹的條件:銅與氧氣,二氧化碳*水同時(shí)接觸,2Cu+CO2+H2O+O2=Cu2(OH)2c03

銅生銹

(2)銅銹:Cs(OH)2co3。

防止鐵生銹的原理:隔絕空氣(或氧氣)和水

常見的防銹措施:①保持鐵制品表面潔凈、干燥;②表面覆蓋一層保護(hù)膜:如刷油漆、涂油、燒制搪冷、烤藍(lán)、遮耐腐蝕

的金屬如珞等;③改變內(nèi)部結(jié)構(gòu),制成耐腐蝕的合金,如不銹鋼。

保護(hù)金屬資源的途徑:①防止金屬的腐蝕;②回收利用廢舊金屬;③有計(jì)劃、合理的開采礦物,嚴(yán)禁亂采濫挖;④尋找金

屬的代用品。

金屬回收利用的意義:節(jié)約金屬資源和能源,減少環(huán)境的污染

盤/基礎(chǔ)知識

?知識點(diǎn)一金屬材料合金

一'金屬材料

1.金屬材料:包括純金屬(純凈物)和合金(混合物)

2.金屬物理性質(zhì):

(1)常溫下為固體(特殊:丞為液體),有金屬光澤,密度較大,熔點(diǎn)較高。

(2)大多數(shù)金屬呈銀白色,特殊:銅呈紅色,金呈金黃色,鐵粉呈黑色(鐵片為銀白色)。

(3)大多數(shù)金屬具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性,有延展性(延:拉成絲;展:壓成片)。

3.金屬之最:

(1)鋁:地殼中含量最多的金屬元素

(2)鈣:人體中含量最多的金屬元素

(3)鐵:目前世界年產(chǎn)量最多的金屬(鐵>鋁>銅)

(4)銀:導(dǎo)電、導(dǎo)熱性最好的金屬(銀>銅>金>鋁)

(5)銀:硬度最高的金屬

(6)鐐:熔點(diǎn)最高的金屬

(7)天:熔點(diǎn)最低的金屬

(8)鉞:密度最大的金屬

(9)鋰:密度最小的金屬

4.金屬的用途(性質(zhì)和用途要對應(yīng))

物質(zhì)的性質(zhì)在很大程度上決定了物質(zhì)的用途,另外還需要考慮價(jià)格、資源、是否美觀、使用是否便利以及

是否容易回收和對環(huán)境的影響等多種因素。

(1)性質(zhì)決定用途

銅、鋁具有導(dǎo)電性一電線;鴇熔點(diǎn)高一燈絲;銘硬度大一做鍍層金屬;鐵硬度大一菜刀、鐮刀、錘子等;

(2)生活中應(yīng)用的金屬

干電池外皮T鋅/銃;“銀粉”一鋁;水銀溫度計(jì)一天;“錫箔”紙T鋁或錫;保溫瓶內(nèi)膽一銀

二、合金

1.概念:在金屬中加熱融合某些金屬或非金屬,制得具有金屬特征的合金。

(1)合金是混合物。

(2)形成合金的過程是物理變化。

(3)合金各成分的化學(xué)性質(zhì)不變。

2.合金的優(yōu)點(diǎn):

合金和組成其的純金屬相比,硬度一般更大,熔點(diǎn)一般更低,抗腐蝕性更好。

合金鐵的合金銅合金

焊錫鈦和鈦合金形狀記憶合金

生鐵鋼黃銅青銅

含碳量含碳量

成分銅鋅銅錫鉛錫合金鈦保合金

2%?4.3%0.03%?2%

與人體有很好的

鐵的合金主要含F(xiàn)e、C,熔點(diǎn)低具有形狀記憶效應(yīng)用

備注紫銅是純銅相容性,

區(qū)別主要是含碳量不同焊接金屬于制成人造衛(wèi)星天線

可用于制造人造骨

注意:①“百煉成鋼”的原理是降低含碳量,通入純氧的目的是使生鐵中的碳充分反應(yīng)。C+02里C02

I?知識點(diǎn)二金屬的化學(xué)性質(zhì)I

一、金屬與氧氣的反應(yīng)

金屬+氧氣T金屬氧化物(化合反應(yīng))

鎂鋁鐵銅

3Fe+2O點(diǎn)燃FeO2Cu+O2。2CuO

2Mg+。2=2MgO4A1+3O2=2Al2。3234

鐵絲在氧氣中劇烈燃燒,

常溫下表面形成氧化膜常溫下表面形成氧化膜紫紅色的銅絲加熱后變黑

火星四射,生成黑色固體

*通過金屬與氧氣能否反應(yīng)及反應(yīng)的難易程度判斷金屬的活動性。鎂、鋁〉鐵、銅〉金。

鋁具有很好的抗腐蝕性能原因:鋁與空氣中氧氣反應(yīng),表面生成一層致密的氧化鋁薄膜,從而阻止鋁進(jìn)一

步氧化。

二、金屬與酸的反應(yīng)

金屬+酸-鹽+H2T(置換反應(yīng))

反應(yīng)條件:金屬活動性排在比前

注意:實(shí)驗(yàn)前用砂紙打磨金屬,除去鎂、鐵等金屬表面的氧化膜,便于金屬與酸接觸反應(yīng)。

+稀鹽酸

鎂鋅鐵

+稀硫酸

固體逐漸溶解,無色溶液變?yōu)?/p>

現(xiàn)象固體逐漸溶解,產(chǎn)生大量氣泡固體逐漸溶解,產(chǎn)生較多氣泡

淺綠色,產(chǎn)生少量氣泡

Mg+2HC1=MgCb+H2TZn+2HC1=ZnCb+H2TFe+2HC1=FeCb+H2T

方程式

Mg+H2sO4=MgSC)4+H2TZn+HzSOd=Z11SO4+H2TFe+H2so4=FeSCU+H2T

根據(jù)金屬與酸混合時(shí)是否有氫氣產(chǎn)生將金屬分為兩類:活潑金屬和不活潑金屬;

通過金屬與酸能否反應(yīng)或與酸反應(yīng)的劇烈程度判斷金屬的活動性。鎂>鋅>鐵,銅(不反應(yīng))

鐵與稀鹽酸和稀硫酸反應(yīng)生成的鐵的化合物中,鐵化合價(jià)為+2價(jià)。含有Fe2+的溶液為淺綠色

三、金屬與金屬化合物的反應(yīng)

金屬+鹽T新鹽+新金屬(置換反應(yīng))

反應(yīng)條件:參加反應(yīng)的金屬活動性必須強(qiáng)工鹽中金屬的活動性(K、Ca、Na除外),且鹽必須可溶。

實(shí)驗(yàn)鐵釘+硫酸銅溶液鋁絲+硫酸銅溶液銅絲+硝酸銀溶液

鐵表面有紅色固體產(chǎn)生,鋁表面有紅色固體產(chǎn)生,銅表面有色固體產(chǎn)生,

現(xiàn)象

溶液由藍(lán)色逐漸變?yōu)闇\綠色溶液由藍(lán)色逐漸變?yōu)闊o色溶液由無色逐漸變?yōu)樗{(lán)色

化學(xué)方程式Fe+CuSC)4=Cu+FeSC)42A1+3CUSO4=Ab(SO4)3+3CuCu+2AgNC)3=2Ag+Cu(NC)3)2

活動性比較鐵>銅鋁〉銅銅>銀

現(xiàn)象的描述昌M點(diǎn):金屬表面生成固體的顏色,溶液顏色的變化。

通過金屬與金屬化合物溶液是否反應(yīng)判斷金屬的活動性。

總結(jié):比較金屬活動性的方法:

金屬+氧氣金屬+酸金屬+金屬化合物溶液

能反應(yīng)>不能反應(yīng)能反應(yīng)>不能反應(yīng)A+BC=B+AC

反應(yīng)劇烈>反應(yīng)不劇烈反應(yīng)劇烈>反應(yīng)不劇烈能反應(yīng),A>B;不能反應(yīng),A<B

?知識點(diǎn)三金屬活動性順序及其應(yīng)用

一、金屬活動性

(1)常見金屬在溶液中的活動性順序:(巧記:撿個大美女;身體細(xì)纖輕;總共一百斤)

鉀鈣鈉鎂鋁鋅鐵錫鉛(氫)銅汞銀伯金

?

KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu

(1)判斷不同金屬的活動性強(qiáng)弱:金屬的位置越靠前,活動性越強(qiáng)。

(2)判斷金屬能否與酸反應(yīng):位于氫之前的金屬能置換出稀鹽酸、稀硫酸中的氫元素。

(3)判斷金屬能否與金屬化合物溶液反應(yīng):位于前面的金屬能把位于后面的金屬從其化合物的溶液里置換

出來。

*金屬化合物必須溶于水;AgCl不溶于水,不能用于和金屬發(fā)生置換反應(yīng);

*K、Ca、Na太活潑,常溫下和水反應(yīng),不能置換出金屬化合物中的金屬。

二'金屬活動性順序的應(yīng)用

類型1金屬活動性順序的判斷

分析:注意金屬與酸反應(yīng)時(shí)作對比實(shí)驗(yàn)要控制變量(如酸種類、濃度、體積;金屬的形狀、接觸面積;溫

度等)

例1有甲、乙、丙、丁四種顆粒大小相同的金屬,分別投入等質(zhì)量等濃度的稀硫酸中,乙、丙表面有氣泡

產(chǎn)生,且丙產(chǎn)生氣泡較快;再將甲投入含丁化合物的溶液中,甲的表面有丁析出,則這四種金屬活動性順

序?yàn)椋ǎ?/p>

A.甲>乙>丙>丁B.丙>乙>甲>丁C.丙>乙>?。炯譊.?。炯祝疽遥颈?/p>

例2有X、Y、Z三種金屬,把X、Z分別投入稀硫酸中,只有Z表面產(chǎn)生氣泡,把X投入Y的鹽溶液中,

X表面有Y析出。下列判斷錯誤的是()

A.金屬活動性順序是:Z>X>YB.X、Y、Z可能依次是:Fe、Cu、Ag

C.Y投入Z的鹽溶液中,無Z析出D.X、Y、Z可能依次是:Cu、Hg、Zn

類型2金屬活動性的判斷實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

(1)兩種金屬活動性判斷

待比較

Zn、FeFe、CuCu、Ag

金屬

活動性比

Zn>Fe>HFe>H>CuH>Cu>Ag

將打磨過的鐵和鋅分別放將打磨過的鐵和銅分別放

均不與酸反應(yīng),

金屬+酸入等質(zhì)量等濃度的同種酸入等質(zhì)量等濃度的同種酸

不能證明

比較反應(yīng)的劇烈程度比較能否反應(yīng)

方案:前金屬+后溶液,能

方案:前金屬+后溶液,能置換

置換方案:前金屬+后溶液,能置換

Zn+FeCb=ZnCb+Fe

Fe+CuC12=FeCl+CuCu+2AgNO3=Cu(NO)+2Ag

操作:將打磨過的鋅條放入氯232

操作:將打磨過的鐵絲放入操作:將銅絲放入硝酸銀溶液

化亞鐵溶液中,觀察到有銀白

氯化亞銅溶液中,觀察到有中,觀察到有銀白色金屬析出

金屬+化色金屬析出

紫紅色金屬析出

合物溶液

方案:后金屬+前溶液,不

方案:后金屬+前溶液,不置換方案:后金屬+前溶液,不置換

置換

Fe+ZnSO4Ag+Cu(NC)3)2

Cu+FeSO4

操作:將打磨過的鋅條放入氯操作:將銀絲放入硝酸銅溶液

操作:將銅片放入硫酸亞鐵

化亞鐵溶液中,無明顯現(xiàn)象中,無明顯現(xiàn)象

溶液中,無明顯現(xiàn)象

(2)三種金屬活動性判斷

待比較金屬Fe、Cu、Ag活動性:Fe>H>Cu>Ag

方案:①證明Fe>Cu:Fe+Cu(NO3)2能置換②證明Cu>Ag:Cu+AgNCh能置換

方案1:藥品:打磨過的鐵絲、銅絲,硝酸銅溶液、硝酸銀溶液(4種)

前金屬+后溶液操作:將打磨過的鐵絲放入硝酸銅溶液中,鐵絲上有紅色固體析出;將銅絲放入硝酸

銀溶液中,銅絲表面出現(xiàn)銀白色固體。

方案:①證明Ag<Cu:Ag+Cu(NO3)2不置換②證明Cu<Fe:Cu+Fe(NO3)2不置

方案2:

后金屬+前溶液

藥品:打磨過的銀絲、銅絲,硝酸銅溶液、硝酸亞鐵溶液(4種)

操作:將打磨過的銀絲放入硝酸銅溶液中,無明顯現(xiàn)象;將銅絲放入硝酸亞鐵溶液中,

無明顯現(xiàn)象。

方案:①證明Fe>Cu:Fe+Cu(NO3)2能置換②證明Ag<Cu:Ag+Cu(NCh)2不置

方案3:

藥品:打磨過的鐵絲、銀絲,硝酸銅溶液(3種)

兩邊金屬+中間溶液

操作:將打磨過的鐵絲放入硝酸銅溶液中,鐵絲上有紅色固體析出;將銀絲放入硝酸

銅溶液中,無明顯現(xiàn)象。

方案:①證明Cu<Fe:Cu+Fe(NO3)2不置換②證明Cu>Ag:Cu+AgNCh能置換

方案4:藥品:打磨過的銅絲,硝酸亞鐵溶液、硝酸銀溶液(3種)

中間金屬+兩邊溶液操作:將打磨過的銅絲放入硝酸亞鐵溶液中,無明顯現(xiàn)象;將銅絲放入硝酸銀溶液中,

銅絲表面出現(xiàn)銀白色固體。

例1為了解金屬銘與常見金屬鋁、銅在金屬活動性順序中的相對位置關(guān)系,兩同學(xué)進(jìn)行了如下探究活動。

【猜想和假設(shè)】根據(jù)所學(xué)知識,猜想三種金屬在金屬活動順序中的相對位置關(guān)系:

猜想一:CrAlCu猜想二:AlCrCu猜想三:。

【實(shí)驗(yàn)和探究】

(1)小王的實(shí)驗(yàn):取大小相同的鋁、銘、銅三種金屬片(均用砂紙打磨光亮)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):

實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋與結(jié)論

分別取3支試管,向其中加入相同猜想________成立;

鋁片表面產(chǎn)生的氣泡較快;

_______、相同濃度的稀硫酸,然后將銘與稀硫酸反應(yīng)生成藍(lán)色的硫酸亞銘

銘片表面產(chǎn)生氣泡較緩慢,溶液變

鋁、鋁、銅三種金屬分別插入三支試(CrSCU)溶液,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

藍(lán)色;銅片無明顯現(xiàn)象

管中

(2)小張的實(shí)驗(yàn):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順序中的相對位置關(guān)系,則

他選用的三種藥品可能是。

(3)由上述實(shí)驗(yàn)得出比較金屬活動性強(qiáng)弱的方法是:。

類型3鑒別和除雜

例1鑒別黃銅(銅鋅合金)和黃金

實(shí)驗(yàn)方案現(xiàn)象可能涉及的化學(xué)方程式

①用火灼燒若變黑則為黃銅;若無明顯現(xiàn)象為黃金2Cu+Cha2CuO

②加入稀鹽酸若產(chǎn)生氣泡則為黃銅;若無明顯現(xiàn)象為黃金Zn+2HC1=ZnCL+H2T

③加入硫酸銅溶液若出現(xiàn)紅色固體為黃銅;若無明顯現(xiàn)象為黃金Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4

例2除去金屬中雜質(zhì)金屬或金屬化合物溶液中的金屬化合物

(除雜的要求:不增,不減,易分離,易恢復(fù)原狀)

混合物方法有關(guān)化學(xué)方程式

①加入足量稀鹽酸,過濾、洗滌、干燥Zn+2HC1=ZnCb+H2T

Cu(Zn)

②加入足量硫酸銅溶液,過濾、洗滌、干燥Zn+CuSCU=Cu+ZnSO4

FeSO4(CuSO4)加入足量鐵粉,過濾Fe+CuSC)4=Cu+FeSC)4

類型4濾渣、濾液成分的判斷

1.一種金屬和一種鹽溶液反應(yīng)后濾渣、濾液成分的判斷

例1金屬A的活潑性強(qiáng)于B,將金屬A投入金屬B的鹽溶液中,濾渣濾液成分的情況分析如下:

A不足A恰好反應(yīng)A過量

濾渣BBB、A

濾液A鹽、B鹽A鹽A鹽

2.多種金屬與一種金屬的鹽溶液反應(yīng)

*兩種金屬(活動性強(qiáng)于金屬化合物中金屬)同時(shí)放入某金屬化合物溶液中,活動性強(qiáng)的金屬單質(zhì)先反應(yīng)

例2Zn和Fe同時(shí)放入CuSO4溶液中,活潑性:Zn>Fe>Cu

?Zn和CuSO4先反應(yīng):Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu②Fe和CuSC)4后反應(yīng):Fe+CuSO4=Cu+FeSO4

充分反應(yīng)后,過濾,濾渣和濾液的成分分析如下:

CuSO4的量濾渣濾液

①CuSO4少量,Zn有剩,F(xiàn)e未反應(yīng)Cu、Zn、FeZnSO4

②Zn和CuSO4恰好反應(yīng),F(xiàn)e未反應(yīng)Cu、FeZnSO4

③Zn反應(yīng)完,F(xiàn)e和CuS04部分反應(yīng)Cu>FeZ11SO4、FeSO4

④Fe和CuSCU恰好反應(yīng)CuZnSO4>FeSO4

⑤Zn、Fe均反應(yīng)完,CuSCU有剩余CuZnSO4>FeSO4>CuSO4

3.一種金屬和多種金屬的鹽溶液反應(yīng)

*一種金屬(活動性強(qiáng)于金屬化合物中金屬)放入兩種金屬化合物混合溶液中,活動性弱的金屬化合物先

反應(yīng)*

AgNOCU(NO)

例3一定量的Fe粉投入CU(NO3)2和AgNO3混合溶液中,332

先后

活動性:Fe>Cu>Agj①

?Fe和AgNO3先反應(yīng),F(xiàn)e+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag持續(xù)加入Fe《③

②Fe和Cu(NC)3)2后反應(yīng),F(xiàn)e+Cu(NO3)2=Fe(NO3)2+Cu1⑤—

充分反應(yīng)后,過濾,濾渣和濾液的成分分析如下:

加入鐵的量濾渣濾液

U

①AgNCh部分反應(yīng),C(NO3)2未反應(yīng)AgFe(NO3)2>AgNCh、Cu(NO3)2

U

②AgNO3恰好反應(yīng)完,C(NO3)2未反應(yīng)AgFe(NO3)2>CU(NO3)2

U

③AgNCh反應(yīng)完,C(NO3)2部分反應(yīng)Ag、CuFe(NO3)2>CU(NO3)2

④AgNCh反應(yīng)完、CU(NO)恰好反應(yīng)完Ag、Cu

32Fe(NO3)2

⑤、()都反應(yīng)完,有剩Ag、Cu>Fe

AgNChCuNO32FeFe(NO3)2

類型5金屬反應(yīng)后溶液質(zhì)量的變化

金屬+酸金屬+金屬化合物溶液

Zn+H2SO4=ZnSO,+H2TMg+2HCl=MgCl2+H2TFe+CuSO4=FeSO4+CuCu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag

65|98161]224|7395|256[160152]6464[340188J216

金屬置換出酸中的氫元素生成氫氣,金屬與化合物溶液反應(yīng)后溶液溶質(zhì)質(zhì)量的增減

溶液的溶質(zhì)由酸變?yōu)榻饘倩衔铮芤嘿|(zhì)量一定增加根據(jù)方程式計(jì)算

例1將等質(zhì)量的鋅分別放入足量的下列溶液中,充分反應(yīng)后溶液質(zhì)量減少的是()

A.稀硫酸B.硫酸亞鐵溶液C.硝酸銀溶液D.氯化鎂溶液

類型6金屬與酸反應(yīng)數(shù)據(jù)和圖像分析

例1等質(zhì)量的金屬M(fèi)g、Zn、Fe、A1分別與足量的同種酸反應(yīng)。(Mg-24Zn-65Fe-56Al-27)

解:設(shè)等質(zhì)量的金屬質(zhì)量為m,則生成的氫氣質(zhì)量x通過方程式可求得:

Mg+2HC1=MgCl2+H2TZn+2HC1=ZnCL+H2T2A1+6HC1=2A1CL+3H2TFe+2HC1=FeCh+H2T

24265254656

2

mximX2mX3m

X4

2m2m2m2m

Xl=-X2=—X3=—X4=一

24651856

生成H2的速率:Mg>Al>Zn>Fe(由金屬活動性決定,越活潑,產(chǎn)生氫氣的速率越快)

生成H2的質(zhì)量:Al>Mg>Fe>Zn(酸過量,按金屬質(zhì)量計(jì)算)

總結(jié):(1)等質(zhì)量金屬與足量酸反應(yīng),同為+2價(jià)金屬,相對原子質(zhì)量越小,生成的H2質(zhì)量越大。

;m(金屬)x化合價(jià)!

(2)任意化合價(jià)的金屬與足量酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量計(jì)算公式:!m(H)=--------------------------i

:'2金屬相對原子質(zhì)量!

【金屬相對原子質(zhì)量/金屬化合價(jià)】值越小,產(chǎn)生的H2質(zhì)量越多

例2等質(zhì)量等質(zhì)量分?jǐn)?shù)的同種酸分別與足量的金屬M(fèi)g、Zn、Fe、Al反應(yīng)。

解:設(shè)等質(zhì)量的同種酸質(zhì)量為m,則生成的氫氣質(zhì)量x通過方程式可求得:

Mg+2HC1=MgCh+H2TZn+2HC1=ZnCb+H2T2A1+6HC1=2Aleb+3H2TFe+2HCl=FeCb+H2T

732732219673

2

mximX2mX3m

X4

2m2m2m2m

Xl=-X2=—X3=一X4=—

73737373

生成H2的速率:Mg>Al>Zn>Fe(由金屬活動性決定,越活潑,產(chǎn)生氫氣的速率越快)

生成H2的質(zhì)量:相等(金屬過量,按酸質(zhì)量計(jì)算,酸是等量的,全部反應(yīng)完,產(chǎn)生的氫氣質(zhì)量相等)

例3圖像分析

等質(zhì)量的金屬與足量酸反應(yīng)等質(zhì)量、等質(zhì)量分?jǐn)?shù)的酸和足量金屬反應(yīng)

向等質(zhì)量、等質(zhì)量分?jǐn)?shù)的稀酸中加入金屬至過量向等質(zhì)量的金屬中滴加等質(zhì)量分?jǐn)?shù)的稀酸至過量

①開始時(shí),酸足量,產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量由金屬決定,

①a點(diǎn)前,酸不足,產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量由酸的質(zhì)量決定,

【金屬相對原子質(zhì)量/金屬化合價(jià)】的值越小,

產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量為Al=Mg=Fe=Zn

產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量越多

②b點(diǎn)后,酸足量,產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量由金屬決定,最

【逆向思維】酸足量時(shí),要得到相等質(zhì)量的氫氣,

終產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量為Al>Mg>Fe>Zn

消耗金屬的質(zhì)量為Zn>Fe>Mg>Al

③該曲線無法表示反應(yīng)速率,因此無法判斷金屬的

②最終生成氫氣的質(zhì)量由酸決定,酸的質(zhì)量相等,

活動性強(qiáng)弱

則最終產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量相等

?知識點(diǎn)四金屬的冶煉

一、鐵的冶煉

金屬礦石:

(1)常見的礦石:

赤鐵礦:主要成分Eg。;磁鐵礦:主要成分Fe3(D4;鋁土礦:主要成分AI2O3;輝銅礦:主要成分CU2S。

(2)地殼中含量最多的元素是Q,最多的金屬元素是A1,其次是比。

(3)自然界中金銀以單質(zhì)形式存在,而鐵等以化合物形式存在,說明金銀化學(xué)性質(zhì)不活潑,而鐵等化學(xué)性

質(zhì)比較活潑。

(4)商代會冶煉青銅器,春秋戰(zhàn)國時(shí)期會冶鐵煉鋼,近代會冶鋁,說明金屬越活潑冶煉越難。

二、實(shí)驗(yàn):一氧化碳還原氧化鐵

1.操作步驟

⑴檢查裝置的氣密性;

(2)將氧化鐵粉末裝入玻璃管后固定在鐵架臺上;

(3)點(diǎn)燃右端酒精燈;

(4)給玻璃管通入一氧化碳;

(5)加熱裝有氧化鐵的玻璃管;

(6)結(jié)束時(shí)先熄滅酒精噴燈;

(7)停止通入一氧化碳;

(8)熄滅右端酒精燈。

2.涉及的反應(yīng)方程式

3CO+Fe2O3^^^2Fe+3cCh(硬質(zhì)玻璃管中)

CO2+Ca(OH)2=CaCO31+H2O(試管中)

2CO+O2^^2C02(右側(cè)導(dǎo)管口)

3.實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)

(I)先通入co一會兒,再給氧化鐵加熱;原因是排盡裝置中的空氣,防止加熱co與空氣的混合氣體發(fā)

生爆炸。

(2)停止加熱,繼續(xù)通人CO至玻璃管冷卻;原因是防止生成的熱的鐵被空氣再次氧化。(為減少CO的

使用量,熄滅酒精噴燈后,可用彈簧夾將硬質(zhì)玻璃管兩側(cè)的導(dǎo)管關(guān)閉,使鐵在密閉裝置中冷卻)

(3)尾氣處理:①點(diǎn)燃,使CO變成無毒的C02;②在導(dǎo)管末端系一個氣球或用排水法將尾氣收集起來。

(4)酒精噴燈的作用是提供高溫(如果用酒精燈,則加金屬網(wǎng)罩,金屬網(wǎng)罩可以集中火焰,提高溫度)

(5)澄清石灰水的作用:檢驗(yàn)生成的二氧化碳。

4.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

A處B處C處

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象紅棕色粉末逐漸變成黑色澄清石灰水變渾濁產(chǎn)生藍(lán)色火焰

化學(xué)方程式())局溫。點(diǎn)燃

Fe23+3CC2Fe+3c2Ca(OH)2+CO2=CaCO3;+H2O2CO+022cCh

5.裝置改進(jìn)

FeO

CO.23

f排/=—尾氣處理COAFe,3.

Fe,O,y\幺澄清石灰水

優(yōu)點(diǎn):雙管集氣瓶既可以檢驗(yàn)并吸收

優(yōu)點(diǎn):節(jié)約藥品優(yōu)點(diǎn):節(jié)約能源,減少空氣污染

二氧化碳,還能收集多余的一氧化碳

四、工業(yè)上煉鐵(設(shè)備:高爐)

激礦石、焦炭、石灰石J

(1)煉鐵的原料:鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣

(2)反應(yīng)原理:Fe2C)3+3CO謔2Fe+3cO?

(3)焦炭的作用:

①提供熱量(C+02里CO2);②生成CO(C+CO2理2cO)

3C0+Fe2O3=2Fe+3CO2上層

(焦炭雖具有還原性,但是CO氣體具有流動性,與鐵礦石接觸更充分)高溫

C+CO2=2C0中層

(4)石灰石的作用:將礦石中的二氧化硅變?yōu)闋t渣。,點(diǎn)燃/

I口\c+o2=coy下層

(5)生產(chǎn)產(chǎn)物:生鐵(具有較多雜質(zhì)),密度大于爐渣,故出鐵口在出*\乙通風(fēng)口

f]二二夠二二2f出渣口

渣口下方。

出鐵口工_鯉____I

(6)高爐氣體的主要成分:N2、CO、CO2等;

處理方法:收集后集中處理,或工業(yè)生產(chǎn)中常用于制煤氣。

?知識點(diǎn)五金屬的銹蝕與防護(hù)

一、金屬的銹蝕

1.鐵生銹條件的探究

實(shí)驗(yàn)方案鐵生銹條件的探究

n—_現(xiàn)象分析結(jié)論

RifZ

lM3JJJJJ試管A鐵釘生銹鐵與水、氧氣同時(shí)接觸鐵生銹的條件:

件*<J

試管B鐵釘無明顯變化鐵只與水接觸鐵與水、氧氣同時(shí)

ABC

試管c鐵釘無明顯變化鐵只與氧氣接觸接觸發(fā)生反應(yīng)

注意:

(1)蒸儲水煮沸并迅速冷卻的目的是除去水中溶解的氧氣;

試管B中植物油的作用是隔絕氧氣;試管C中氯化鈣具有吸水性,作用是吸收水分。

(2)鐵生銹是緩慢氧化,鐵銹呈紅棕色,其主要成分是Fe2O3xH2O,結(jié)構(gòu)疏松,不能阻礙里面的鐵繼續(xù)

氧化。

2.鐵生銹

(1)鐵生銹的條件:Fe與咽、以同時(shí)接觸,鐵在潮濕的空氣中易生銹。

(2)鐵銹:Fe2O3?%H2O(鐵銹疏松多孔、易吸水,如不及時(shí)除去可以加速鐵制品的生銹)

(3)除銹:①物理方法:砂紙打磨;②化學(xué)方法:鹽酸、稀硫酸除鐵銹。

3.銅生銹

(1)銅生銹的條件:銅與氧氣,二氧化碳、水同時(shí)接觸,2Cu+CO2+H2O+O2===CU2(OH)2c03。

(2)銅銹:CU2(OH)2co3。

二、防止金屬生銹的措施

(1)保持金屬表面清潔干燥;

(2)涂一層保護(hù)膜(如:刷漆、涂油、鍍不活潑金屬或致密的氧化物薄膜)。

(3)金屬的回收利用。

(4)有計(jì)劃、合理地開采。

(5)尋找金屬的代替品。

?考點(diǎn)一金屬材料

【典例1】(2024?北京)清明放風(fēng)箏。下列與風(fēng)箏制作、放飛相關(guān)的部件中,用到金屬材料的是()

A.竹質(zhì)骨架B.紙質(zhì)風(fēng)箏面

C.棉質(zhì)捆扎線D.不銹鋼手握輪

【答案】D

【解析】A、竹質(zhì)骨架屬于天然材料,錯誤;

B、紙質(zhì)風(fēng)箏面屬于天然材料,錯誤;

C、棉質(zhì)捆扎線屬于天然材料,錯誤;

D、不銹鋼手握輪是由不銹鋼制成,不銹鋼屬于金屬材料,正確;

故選D。

【典例2】(2024.吉林長春)青銅是以銅和錫為主要成分的合金,青銅屬于()

A.非金屬材料B.金屬材料

C.合成材料D.復(fù)合材料

【答案】B

【解析】青銅是以銅和錫為主要成分的合金,合金屬于金屬材料,故選B。

【典例3】(2024?山東臨沂)下列關(guān)于金屬和金屬材料的說法中正確的是()

A.生鐵和鋼的含碳量不同

B.黃銅比純銅硬度小

C.合金屬于合成材料

D.大多數(shù)金屬在自然界中以單質(zhì)形式存在

【答案】A

【解析】A、根據(jù)生鐵是指含碳量為2%~4.3%的鐵的合金,鋼是指含碳量為0.03%?2%的鐵的合金可知,

二者的主要區(qū)別為含碳量不同,故A選項(xiàng)說法正確,符合題意;

B、合金的硬度比組成它的純金屬大,因此黃銅是銅鋅合金,其硬度比純銅大,故B選項(xiàng)說法不正確,不符

合題意;

C、合金屬于金屬材料,不屬于合成材料,故C選項(xiàng)說法不正確,不符合題意;

D、大多數(shù)金屬活化學(xué)性質(zhì)較活潑,在自然界中以化合物形式存在;少數(shù)金屬,如金、銀等化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,

在自然界中以單質(zhì)形式存在,故

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