新课标RJ2020中考化学复习方案主题一身边的化学物质第06课时金属和金属材料课件

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第 6 课时 金属和金属材料 主题一　身边的化学物质 考点一　金属材料 金属 材料 组成 类别 性质及举例 共性 个例 纯金属 金属单质 　　　   a. 有金属光泽 b. 有良好的 　　　 性 —— 制电线、电缆   c. 有良好的 　　　 性 —— 用铁锅做饭   d. 有良好的 　　　 性 —— 拉成丝、压成箔   a. 颜色 : 铁、铝大多数金属呈 　 　 , 但铜呈 　　　　 , 金呈 　　　   b. 状态 : 常温下 , 大多数金属 都是 　 　 , 但 　　 是液体   c. 不同金属的熔点、沸点、导电性、导热性、密度等性质差别较大 纯净物 导电 导热 延展 银白色 黄色 固体 紫红色 汞 金属材料 组成 类别 性质及举例 共性 个例 合金 金属与金 属或金属 与非金属 　　　   a. 硬度 　　　　 组成中的纯金属的硬度   b. 熔点一般 　　　　 组成中的纯金属的熔点   c. 抗腐蚀性能更好 a. 铁合金 : 生铁、钢 ( 两者性能差异原因是 　　 　　 的不同 )  b. 钛合金 : 用于航空、人造骨骼 （续表） 混合物 大于 低于 含碳量 考点二　金属的冶炼 1. 常见的矿石 : 赤铁矿 ( 　　 　 ) 、磁铁矿 ( 　 　 　 ) 、铝土矿 ( 　 　　 ) 、黄铁矿 (FeS 2 ) 、菱铁矿 (FeCO 3 ) 。   2. 实验室模拟炼铁 (1) 实验装置 ( 如图 6-1) (2) 实验原理 : 　 。 图 6-1 Fe 2 O 3 Fe 3 O 4 Al 2 O 3 3CO+Fe 2 O 3 2Fe+3CO 2 (3) 实验步骤 操作顺序 (CO 早出晚归 , 酒精 喷灯迟到早退 ) 操作原因和目的 先通纯净的 CO 一段时间     再 点燃酒精喷灯 , 给 Fe 2 O 3 加热 使 氧化铁和一氧化碳发生反应 实验 结束 , 先停止加热再停止通入 CO 一是 _____________________________ ;   二是 _____________________ _________ ___________________ 排尽玻璃管内的空气 , 以免加热时一氧化碳和空气混合可能会发生爆炸 防止液体倒吸 防止新生成的铁在较高温度下被空气中的氧气再次氧化 (4) 实验现象 ① 玻璃管内的现象 : 红色粉末变成 　　　　 。   ② 试管中的现象 : 澄清石灰水变 　　　　 。   ③ 最右端导管口的现象 : 导管口有 　　　　 色火焰产生。   (5) 实验反思 ① 写出整个实验过程涉及的化学方程式 ______________________________ ________________________________________________ 。   ② 一氧化碳是有毒气体 , 本实验尾气处理方法是 　　　　 , 还可以用气囊收集。   黑色 浑浊 蓝 3CO+Fe 2 O 3 2Fe+3CO 2 、 点燃 Ca(OH) 2 +CO 2 CaCO 3 ↓ +H 2 O 、 2CO+O 2 2CO 2 3. 工业炼铁 (1) 反应原理 : 在高温下 , 用 CO 作还原剂把铁从其氧化物中还原出来。该反应的化学方程式是   　 。   (2) 设备 : 高炉 , 如图 6-2 所示。 (3) 原料及其作用 原料 : 铁矿石、焦炭、石灰石和空气。 ① 焦炭的作用 : 　 。   ② 石灰石的作用 : 除去 SiO 2 。 ③ 进风口鼓入热空气的作用 :   　　　　　 　　 。   3CO+Fe 2 O 3 2Fe+3CO 2 提供热量 ; 提供还原剂 CO 增加 O 2 含量 , 提高炉温 图 6-2 考点三　金属的化学性质 1. 金属的化学性质 化学性质 举例 化学方程式及现象描述 与氧气反应 Al 　　 Al+ 　　 O 2 　　　　　   现象 : 表面变暗 , 失去金属光泽 Mg 　　 Mg+O 2 　　　　   现象 : 剧烈燃烧 , 发出 　　　 　 , 放出大量的热 , 生成 　　 色固体   Fe 　　 Fe+ 　　 O 2 　　　　   现象 : 剧烈燃烧 , 　　 　　 , 放出大量的热 , 生成 　　 色固体   4 3 2Al 2 O 3 2 2MgO 耀眼白光 白 3 2 Fe 3 O 4 火星四射 黑 化学性质 举例 化学方程式及现象描述 与氧气反应 Cu 　　 Cu+O 2 　　　　   现象 : 表面变黑 与酸反应 Mg Mg+H 2 SO 4 　　　　　　　   现象 : 反应剧烈 , 镁条表面有 　　 　　 产生 , 试管壁发热   Zn Zn+H 2 SO 4 ZnSO 4 +H 2 ↑ 现象 : 反应比较剧烈 , 锌片表面有 　　 　　 产生 , 试管壁发热   （续表） 2 2CuO MgSO 4 +H 2 ↑ 大量气泡　 大量气泡　 化学性质 举例 化学方程式及现象描述 与酸反应 Fe Fe+H 2 SO 4 FeSO 4 +H 2 ↑ 现象 : 反应缓慢 , 铁片表面有 　　　　　　 产生 , 溶液 由 　　　　 色变为 　　　　 色 , 试管壁发热   与某些盐反应 Fe 与硫酸铜溶液 Fe+CuSO 4 FeSO 4 +Cu 现象 : 铁表面有 　　　　 色物质生成 , 溶液 由 ______ 色 变为 　　　　 色   （续表） 气泡 无 浅绿 红 蓝　 浅绿 化学性质 举例 化学方程式及现象描述 与某些盐反应 Cu 与硝酸银溶液 Cu+ 　　　　 AgNO 3 　 　　　　　　　　　   现象 : 铜表面有 　　　　 色固体生成 , 溶液 由 ______ 色 变为 　　　　 色   Al 与硫酸铜溶液 　　 Al+ 　　 CuSO 4 　　　　　　　　   现象 : 铝表面有红色物质生成 , 溶液由 　 　　 色 变为 　　　　 色   （续表） 2 2Ag+Cu(NO 3 ) 2 银白 蓝 2 3 3Cu+Al 2 (SO 4 ) 3 蓝 无 无 2. 金属活动性顺序 (1) 金属活动性顺序 (2) 应用 ① 金属的位置越靠前 , 它的活动性就越 　　　　 ;  ② 位于氢前面的金属能置换出稀盐酸、稀硫酸中的氢 ; ③ 位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来 (K 、 Ca 、 Na 除外 ) 。 Mg Al Zn Cu Hg Ag 强 3. 金属活动性的判断 (1) 金属 + 酸→盐 + 氢气 条件 :① 在金属活动性顺序中 , 排在 　　　 前面的金属才能置换出酸中的 　　 。   ② 酸应是 　　　　　　　　 , 不适用浓硫酸、硝酸等氧化性的酸。   ③ 铁在置换反应中生成的是   　　　　　　　 。   氢 氢 盐酸和稀硫酸 二价亚铁盐 (2) 金属 + 盐→新金属 + 新盐 条件 :① 单质中的金属元素要排在化合物中的金属元素 　　　　 , 即活泼的置换较不活泼的。   ② 参加反应的金属化合物必须是 　　　　 的 , 因为金属与金属化合物的反应必须在溶液中进行。   ③ 金属不用 　 。   前面 可溶 钾、钙、钠 4. 金属与盐溶液反应的先后顺序 (1) 一种金属与几种盐溶液混合 当一种金属与几种盐的混合溶液反应时 , 最不活泼的金属最先置换出来。例如 : 向 AgNO 3 和 Cu(NO 3 ) 2 的混合溶液中加锌粉 , 锌先与 AgNO 3 反应 , 置换出 Ag, 待 AgNO 3 反应完以后 , 锌再与 Cu(NO 3 ) 2 反应 , 置换出 Cu 。 (2) 几种金属与一种盐溶液混合 当向一种盐溶液中加入几种金属的混合物时 , 最活泼的金属先发生反应。例如 : 向 AgNO 3 溶液中加 Cu-Zn 合金 ,Zn 先与 AgNO 3 溶液反应 , 待 Zn 反应完以后 ,Cu 再与 AgNO 3 溶液发生反应。 2. 铁生锈的条件探究 编号 ① ② ③ 条件 铁钉 与 H 2 O 接触 铁钉 与 O 2 接触 铁钉与 O 2 、 H 2 O 接触 实验图示 生锈程度 　　　   　　　   　　　   不生锈 不生锈 生锈 考点四　金属的腐蚀与防护 1. 铁生锈的条件 : 与 　　　　　 同时接触。铁锈的主要成分是 　　 　　　 。 水和 O 2 Fe 2 O 3 · x H 2 O 对比 分析 实验 ①③ 说明铁生锈一定与 　 有关 ;  实验 ②③ 说明铁生锈一定与 　 有关 ;  实验 ① 蒸馏水煮沸后使用的原因是 　　　　　　　　　　　   结论 分析 对比实验 ①②③ 可知 , 铁生锈的条件是 　　 　　　　　　　　   （续表） O 2 H 2 O 除去水中溶解的氧气 Fe 与 O 2 、 H 2 O 同时接触 3. 防止铁制品生锈的措施 (1) 保持铁制品表面 　　　　　　 。   (2) 在金属表面覆盖保护层 , 如 　　　 、 　　　 等。   (3) 改变金属的内部结构 , 如制成不锈钢等。 【 注意 】 ① 铁生锈的两个条件缺一不可。 ② 由于铁锈是一种疏松多孔的物质 , 水分子和氧分子能穿过它的空隙 , 不断向里层渗透 , 继续跟铁反应 , 直到铁全部被锈蚀 , 故铁一旦生锈要及时除锈。铁锈的主要成分是 Fe 2 O 3 。当铁锈接触易跟它反应的化学物质 ( 如酸溶液等 ) 时 , 就更容易被锈蚀。 干燥、洁净 涂油 喷漆 4. 保护金属资源的途径 (1) 防止金属腐蚀。 (2) 　　　 　　　　　 。   (3) 合理开采矿物。 (4) 　　　　 　　　　 。   回收利用废旧金属 寻找金属的替代品 化学方程式网络构建 图 6-3 考向一　金属材料 1. 请根据下表信息回答问题。 说明 : 导电性以银的导电性为 100 作标准 , 硬度以金刚石的硬度为 10 作标准。 (1) 菜刀用铁制而不用铝制的主要原因是   　　　　　　　　　　　　　 。   序号 金属 熔点 / ℃ 导电性 硬度 化学性质 金属冶炼 的大致 年限 ① Al 660 61 2~2.9 常温 下与氧气反应 , 表面形成致密的薄膜 约 200 年前 ② Fe 1 535 17 4~5 在 潮湿的空气中易生锈 约 2 500 年前 ③ Cu 1 083 99 2.5~3 在 高温时易与氧气反应 约 6 000 年前 铁的硬度比铝大 1. 请根据下表信息回答问题。 说明 : 导电性以银的导电性为 100 作标准 , 硬度以金刚石的硬度为 10 作标准。 (2) 表中导电性最强的金属是 　　　　 。   序号 金属 熔点 / ℃ 导电性 硬度 化学性质 金属冶炼 的大致 年限 ① Al 660 61 2~2.9 常温 下与氧气反应 , 表面形成致密的薄膜 约 200 年前 ② Fe 1 535 17 4~5 在 潮湿的空气中易生锈 约 2 500 年前 ③ Cu 1 083 99 2.5~3 在 高温时易与氧气反应 约 6 000 年前 Cu 1. 请根据下表信息回答问题。 说明 : 导电性以银的导电性为 100 作标准 , 硬度以金刚石的硬度为 10 作标准。 (3)① 中金属形成薄膜的化学方程式为 　　　　　　　　　　　　　　　 。   序号 金属 熔点 / ℃ 导电性 硬度 化学性质 金属冶炼 的大致 年限 ① Al 660 61 2~2.9 常温 下与氧气反应 , 表面形成致密的薄膜 约 200 年前 ② Fe 1 535 17 4~5 在 潮湿的空气中易生锈 约 2 500 年前 ③ Cu 1 083 99 2.5~3 在 高温时易与氧气反应 约 6 000 年前 4Al+3O 2 2Al 2 O 3 1. 请根据下表信息回答问题。 说明 : 导电性以银的导电性为 100 作标准 , 硬度以金刚石的硬度为 10 作标准。   (4) 金属的冶炼体现了人类文明的发展水平 , 之所以有先后 , 主要取决于 　　　 。   序号 金属 熔点 / ℃ 导电性 硬度 化学性质 金属冶炼 的大致 年限 ① Al 660 61 2~2.9 常温 下与氧气反应 , 表面形成致密的薄膜 约 200 年前 ② Fe 1 535 17 4~5 在 潮湿的空气中易生锈 约 2 500 年前 ③ Cu 1 083 99 2.5~3 在 高温时易与氧气反应 约 6 000 年前 [ 答案 ] (4) 金属的活动性 [ 解析 ] (4) 常温下金属越容易与氧气反应 , 其表现出的金属活动性就越强。 考向二　金属活动性顺序的探究 2. [2019 · 临沂 ] 某同学为了探究相关金属的化学性质 , 做了下列实验 : (1)A 试管中实验现象是   　 。   图 6-4 锌片的表面有红色物质生成 , 溶液由蓝色逐渐变为无色 2. [2019 · 临沂 ] 某同学为了探究相关金属的化学性质 , 做了下列实验 : (2) 只通过 A 和 B 实验尚不能证明铜、银两种金属的活动性强弱 , 需补充一个实验来证明 , 补充实验所用试剂合理的是 　　　　　　 。   A.Cu 、 Ag 、稀盐酸　　 B.Cu 、 AgNO 3 溶液 图 6-4 [ 答案 ] (2)B [ 解析 ] (2)A 中 ,Cu 、 Ag 都不与稀盐酸反应 , 无法比较铜、银的活动性强弱 ;B 中 Cu 能与 AgNO 3 溶液反应 , 可以说明铜的活动性比银强。 2. [2019 · 临沂 ] 某同学为了探究相关金属的化学性质 , 做了下列实验 : (3) 实验 C 中物质充分反应后 , 某同学对试管中固体的成分提出以下四种猜想 : A.Zn 、 Cu 、 Ag B.Zn 、 Cu C.Cu 、 Ag D.Ag 这四种猜想中明显不合理的是 　　　 ( 填序号 ) 。 图 6-4 [ 答案 ] (3)B [ 解析 ] (3) 当 Zn 过量时 , 固体中含有 Zn 、 Cu 、 Ag,A 合理 ; 由于这三种金属中银的活动性最弱 , 最先被置换出来 , 所以固体中一定有银 ,B 不合理 ; 当锌将硝酸银反应完且与部分硝酸铜反应时 , 固体中含有 Cu 、 Ag,C 合理 ; 当锌不足 , 只与硝酸银反应时 , 固体中只含有 Ag,D 合理。 3. 不锈钢材料中含有的金属铬 (Cr) 能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性。为了解金属铬与常见金属铝、铜在金属活动性顺序中的相对位置关系 , 小娟与小涛进行了如下探究活动。 猜想和假设根据所学知识 , 猜想三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系。 猜想一 :Cr 、 Al 、 Cu; 猜想二 :Al 、 Cr 、 Cu; 猜想三 : 　　　　　　　 。   [ 答案 ] 猜想和假设 Al 、 Cu 、 Cr [ 解析 ] 猜想和假设根据铝和铜的金属活动性强弱 , 再将铬加入会出现三种情况 :①Cr>Al>Cu;②Al>Cr>Cu;③Al>Cu>Cr 。 3. 不锈钢材料中含有的金属铬 (Cr) 能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性。为了解金属铬与常见金属铝、铜在金属活动性顺序中的相对位置关系 , 小娟与小涛进行了如下探究活动。 实验和探究 (1) 小娟的实验 : 取大小相同的铝 、铬、铜三种金属片 ( 用砂纸打磨光亮 ) 。 实验步骤 分别 取三支试管 , 向其中滴入等质量、等浓度的稀硫酸 , 然后将铝、铬、铜三种金属片分别插入三支试管中 实验现象 铝 片表面产生气泡较快 ; 铬片表面产生气泡较缓慢 , 溶液变为蓝色 ; 铜片无明显现象 解释 与结论 猜想 　　 成立 ; 铬与稀硫酸反 应生成蓝色的硫酸亚铬 (CrSO 4 ) 溶液 , 该反应的化学方程式为 　     [ 答案 ] 实验和探究 (1) 二　 Cr+H 2 SO 4 CrSO 4 +H 2 ↑ [ 解析 ] 实验和探究 (1) 根据实验现象铝片表面产生气泡较快 , 铬片表面产生气泡较缓慢 , 可知猜想二正确 ; 由题中信息可知 , 铬能与稀硫酸反应 , 生成蓝色的硫酸亚铬 (CrSO 4 ) 溶液 , 结合实验现象有气泡产生 , 应该是生成了氢气 , 其化学方程式为 Cr+H 2 SO 4 CrSO 4 +H 2 ↑。 3. 不锈钢材料中含有的金属铬 (Cr) 能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性。为了解金属铬与常见金属铝、铜在金属活动性顺序中的相对位置关系 , 小娟与小涛进行了如下探究活动。 (2) 小涛的实验 : 小涛只选用了三种药品进行实验 , 也得出了三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系 , 则他选用的三种药品可能是 　　　　　　　　 。   [ 答案 ] (2)Al 、 CrSO 4 溶液、 Cu ( 合理即可 ) [ 解析 ] 实验和探究 (2) 如果已知三种金属的活动性顺序 , 用活动性位于中间的金属与另两种金属的盐溶液反应 ; 或用活动性位于中间的金属的盐溶液与另两种金属反应 , 都可以验证三种金属的活动性顺序 , 故可选择 Al 、 CrSO 4 溶液、 Cu 或 Al 2 (SO 4 ) 3 溶液、 Cr 、 CuSO 4 溶液等。 3. 不锈钢材料中含有的金属铬 (Cr) 能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性。为了解金属铬与常见金属铝、铜在金属活动性顺序中的相对位置关系 , 小娟与小涛进行了如下探究活动。   总结与归纳由上述实验得出比较金属活动性强弱的方法有 :① 　 ; ② 　 。 [ 答案 ] 总结与归纳①通过金属与酸反应比较 ②通过金属与盐溶液反应比较 ( 合理即可 ) [ 解析 ] 总结与归纳由上述实验得出比较金属活动性强弱的方法有 :① 通过金属与酸反应比较 ;② 通过金属与盐溶液反应比较。 考向三　铁生锈的条件 4. [2019 · 广东 ] 探究铁生锈的条件 , 有利于寻找防止铁制品锈蚀的方法。下列对比实验设计与所探究的条件 ( 蒸馏水经煮沸并迅速冷却 ), 对应关系正确的是 ( 　 ) A. 甲和乙 : 水 B. 乙和丙 : 空气 C. 甲和丙 : 空气 D. 甲和丁 : 水 图 6-5 [ 答案 ] D [ 解析 ] 铁与氧气和水接触会生锈 , 探究铁生锈的条件时应用控制变量法。丁实验中铁钉生锈 , 甲和丁可探究铁生锈需要水 , 丙和丁可探究铁生锈需要氧气。 考向四　一氧化碳还原氧化铁 5. 早在春秋战国时期 , 我国就开始生产和使用铁器 , 工业上炼铁的原理是利用一氧化碳和氧化铁反应 , 某化学兴趣小组利用如图 6-6 装置进行实验探究。 (1) 实验开始应先 　　　　　　 ( 填“通一氧化碳”或“点燃酒精喷灯加热” ), 实验完毕停止加热前 　　　　 ( 填“需要”或“不需要” ) 将导管从石灰水中取出 , 因为 　 。   通一氧化碳 图 6-6 不需要 一氧化碳在继续通 , 石灰水不会倒吸 5. 早在春秋战国时期 , 我国就开始生产和使用铁器 , 工业上炼铁的原理是利用一氧化碳和氧化铁反应 , 某化学兴趣小组利用如图 6-6 装置进行实验探究。 (2) 能证明一氧化碳和氧化铁发生化学反应的现象是 __________________________ 　　　　 　 , 写出该反应的化学方程式 : 　 。   (3) 实验完毕后验证玻璃管内固体成分的方法是 _____________________________ __________________________________________________________________________ 　 。 红棕色粉末变成黑色 , 澄 图 6-6 3CO+Fe 2 O 3 2Fe+3CO 2 取少量反应后的固体于试管 清石灰水变浑浊 中 , 加入适量硫酸铜溶液 , 若固体完全变成紫红色 , 说明反应后的固体为铁 ( 合理即可 ) (1) 采用如图 6-7 所示装置进行一氧化碳炼铁 ,B 装置可用来吸收二氧化碳气体 , 写出该反应的化学方程式 : 　　　　　　 　　　　　　　　 ;B 装置 _______ ( 填“能”或“不能” ) 用来收集 CO 。    · 拓展延伸 · CO 2 +2NaOH Na 2 CO 3 +H 2 O 能 图 6-7  (2) 若 a 管中氧化铁全部还原成铁 , 冷却后称量铁的质量比反应前氧化铁的质量减少了 2.4 g, 则加入 a 管中氧化铁的质量是 　 　 g 。   · 拓展延伸 · 图 6-7 [ 答案 ] (2)8 [ 解析 ] (2) 反应后固体减少的质量就是氧化铁中氧元素的质量 , 所以氧化铁的质量为 =8 g 。 图 6-7 6. [2019 · 福建 ] 改革开放以来 , 我国钢铁工业飞速发展 , 近年来钢铁产量已稳居世界首位。某钢铁厂采用赤铁矿 ( 主要成分为 Fe 2 O 3 ) 炼铁 , 反应原理为 Fe 2 O 3 +3CO 2Fe+3CO 2 。若该厂日产含铁 1.4×10 4 t 的生铁 , 至少需要含 Fe 2 O 3 80% 的赤铁矿的质量是多少 ?( 要求写出计算过程 )