初三化学金属及其性质.docx

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初三化学金属及其性质

初三化学金属及其性质

第五讲金属及其性质

【知无巨细】

知识点一:

常见的金属

纯金属（90多种）

合金（几千种）

（1）常温下一般为固态（汞为液态），有金属光泽。

（2）大多数呈银白色（铜为紫红色，金为黄色）

（3）有良好的导热性、导电性、延展性，密度较大，熔点较高

二、金属之最

（1）铝：

地壳中含量最多的金属元素

（2）钙：

人体中含量最多的金属元素

（3）铁：

目前世界年产量最多的金属（铁>铝>铜）

（4）银：

导电、导热性最好的金属（银>铜>金>铝）

（5）铬：

硬度最高的金属

（6）钨：

熔点最高的金属

（7）汞：

熔点最低的金属

（8）锇：

密度最大的金属

（9）锂：

密度最小的金属

现在世界上产量最大的金属依次为铁、铝和铜

三、金属分类：

黑色金属：

通常指铁、锰、铬及它们的合金。

重金属：

如铜、锌、铅等

有色金属

轻金属：

如钠、镁、铝等；

有色金属：

通常是指除黑色金属以外的其他金属。

四、合金

1、定义：

一种或几种金属（或金属与非金属）一起熔合而成的具有金属特性的物质。

★：

一般说来，合金的熔点比各成分低，硬度比各成分大，抗腐蚀性能更好

合金

铁的合金

铜合金

焊锡

钛和钛合金

形状记忆金属

生铁

钢

黄铜

青铜:

成分

含碳量

2%~4.3%

含碳量

0.03%~2%

铜锌

合金

铜锡

合金

铅锡

合金

钛镍合金

备注

不锈钢：

含铬、镍的钢

具有抗腐蚀性能

紫铜为纯铜

熔点低

注：

钛和钛合金：

被认为是21世纪的重要金属材料，钛合金与人体有很好的“相容性”，因此可用来制造人造骨等。

（1）熔点高、密度小

优点

（2）可塑性好、易于加工、机械性能好

（3）抗腐蚀性能好

拓展：

常见的合金

（1）钢铁

钢铁是铁与C、Si、Mn、P、S以及少量的其他元素所组成的合金。

其中除Fe外，C的含量对钢铁的机械性能起着主要作用，故统称为铁碳合金。

它是工程技术中最重要、用量最大的金属材料。

（2）铝合金

铝是分布较广的元素，在地壳中含量仅次于氧和硅，是金属中含量最高的。

纯铝密度较低，为2.7g/cm3，有良好的导热、导电性（仅次于Au、Ag、Cu），延展性好、塑性高，可进行各种机械加工。

铝的化学性质活泼，在空气中迅速氧化形成一层致密、牢固的氧化膜，因而具有良好的耐蚀性。

但纯铝的强度低，只有通过合金化才能得到可作结构材料使用的各种铝合金。

例1：

铝、铜、铁、金四种金属都具有的相似性质是（　　）

A．都是银白色的固体B．都有导电性

C．都能和稀硫酸反应D．通常状况下都能与氧气反应

解析：

A、铜、铁、金等物质不是银白色物质．故选项错误；

B、铝、铜、铁、金四种金属都能导电．故选项正确；

C、铜、金不能和稀硫酸反应．故选项错误；

D、通常情况下铜、金的化学性质不活泼，不能和氧气反应．故选项错误．

故选B．

例2：

铁及其合金在生产、生活中应用广泛。

下列关于铁及其合金的说法中正确的是（　　）

A.铁是地壳中含量最丰富的金属元素

B.铁的抗腐蚀性好,可用于制造医疗器械

C.铁丝能在氧气中剧烈燃烧、火星四射,生成氧化铁

D.铁生锈是铁与空气中的氧气、二氧化碳、水发生缓慢氧化的过程

解析：

A、地壳中含量最丰富的金属元素是铝，铁排第二位，故A错；

B、铁比较容易氧化，医疗器材课用不锈钢来制造，故B错；

C、铁丝在氧气中能燃烧，产物是黑色四氧化三铁，不是氧化铁，故C错；

D、铁生锈是铁与水、氧气在空气中缓慢氧化的结果，故D正确．

故选D．

<举一反三>

1.2010年上海世博会中国馆—“东方之冠”给人强烈的视觉冲击，它的主体结构为四根巨型钢筋混凝上制成的陔心筒。

其中钢属于（）

A．金属材料B．合成材料C．天然材料D．复合材料

2.据《都市晨报》报道，2009年3月11日，沪宁铁路丹阳段施工工地由于残留的铝粉爆炸造成严重伤亡事故。

下列关于铝粉的说法错误的是（）

A．铝粉和铝块的组成元素和化学性质都不同

B．上述资料说明铝粉是一种具有可燃性的物质

C．铝粉在空气中爆炸的产物是氧化铝

D．生活中，常用铝粉漆对铁制品进行防护

3.金属具有很多的共同的______________。

例如，常温下它们都是____________（汞除外），有金属光泽，大多数为电和热的______________，有延展性，密度____________，熔点____________。

4.在实验室用一氧化碳还原2.0g赤铁矿样品，反应后生成的二氧化碳跟足量的澄清石灰水反应，生成了3.0g白色沉淀。

求赤铁矿样品中Fe2O3的质量分数。

知识点二:

常见金属活动性顺序

常见金属活动性顺序：

KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAgPtAu

金属活动性由强逐渐减弱

在金属活动性顺序里：

（１）金属的位置越靠前，它的活动性就越强

（２）位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢（不可用浓硫酸、硝酸）

（３）位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。

（除K、Ca、Na、Ba）

例1：

有X、Y、Z三种金属，只有Z在自然界主要以单质形式存在；如果把X、Y分别加入到稀盐酸中，Y表面产生气泡而X没有。

则这三种金属的活动性顺序由强到弱的顺序为（）

A．X＞Y＞ZB．Y＞X＞ZC．Z＞X＞YD．Z＞Y＞X

解析：

本题考查学生对金属活泼性的认识，属于简单题。

只有Z在自然界以单质形式存在，说明Z的活动性是最弱的；X、Y同时和稀盐酸反应，Y表面产生气泡而X没有，说明Y的活动性比X强。

答案选B。

例2：

锌与金属M的硫酸盐溶液发生反应的化学方程式为Zn+MS04=ZnSO4+M，下列说法正确的是（）

A.金属M的活动性比Zn强B.金属M一定是Cu

C.该反应属于置换反应D.反应后溶液的质量一定减少

解析：

此题考查学生对置换反应的定义与金属的活泼性比较。

由于锌与金属M的硫酸盐溶液发生反应，所以活动性Zn＞M，A故错误；由于锌与金属M的硫酸盐溶液发生反应，所以活动性Zn＞M，M可能是Cu、Fe等，故B错误；该反应为金属单质与盐发生的置换反应，C正确；反应后溶液中增加的是锌元素的质量，减少的是M元素的质量，要看反应后溶液的质量变化，要比较Zn与M的相对原子质量，D错误。

例3：

已知金属锰在金属活动性顺序中位于铝和锌之间。

下列化学反应不能发生的是（）

A．Mn+H2S04=MnSO4+H2↑B．Mg+MnCl2=MgCl2+Mn

C．Fe+MnCl2=MgCl2+MnD．Mn+CuCl2=MnCl2+Cu

解析：

此题考查金属活动性顺序的应用。

锰在金属活动性顺序中位于铝和锌之间，故相关金属的活动性为Mg>Al>Mn>Zn>Fe>H>Cu。

锰在氢前，故A能发生；Mg>Mn，故B能发生；Mn>Fe，故C不能发生；Mn>Cu，故D能发生。

<举一反三>

1.属放入稀硫酸中，不产生气泡，该金属可能是（）

A.MgB.AlC.ZnD.Ag

2.有X、Y、Z三种金属，将X、Y、Z分别浸入稀硫酸中，Z溶解，X和Y不溶解；将X浸入Y的硫酸盐溶液中，在X的表面有Y析出。

则X、Y、Z的金属活动性有强到弱的顺序为（）

A.Z、Y、XB.Y、Z、XC.Z、X、YD.Y、X、Z

3.用置换反应验证铁的金属活动性比铜强，下列各组药品能达到目的的是（）

A．Ag、FeSO4、CuSO4B．Fe、Cu、H2SO4

C．Fe、Cu、ZnSO4D．Fe、Cu、KOH

4.下列化学方程式，正确的是（）

A．2Fe+6HCl=2FeCl3+3H2↑B．Fe+H2SO4（稀）=FeSO4+H2↑

C．2Fe+O2

2FeOD．2Fe+3CuSO4=3Cu+Fe2（SO4）3

5.将等质量的镁和铁分别放入等质量、相同质量分数的稀盐酸中，产生氢气的质量与反应时间的关系如图所示，下列说法错误的是（）

A.反应结束后镁一定有剩余

B.反应消耗盐酸的总质量一定相等

C.0——t1时段，产生氢气的质量镁比铁大

D.0——t2时段，参加反应的镁的质量与铁相等

知识点二:

金属的化学性质及反应类型

金属的化学性质

1、大多数金属可与氧气的反应

3Fe+2O2====　Fe3O4

2、金属+酸→盐+H2↑

Fe+2HCl====FeCl2+H2

3、金属+盐→另一金属+另一盐（条件：

“前换后，盐可溶”）

Fe+CuSO4==Cu+FeSO4（“湿法冶金”原理）

4、置换反应

定义：

由一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质与另一种化合物的反应叫做置换反应。

表达式：

置换反应A+BC==B+AC

反应类型的比较

化合反应A+B+……==AB……

分解反应AB……==A+B+……

置换反应A+BC==AC+B

金属的冶炼：

定义：

金属从化合态转变成游离态的过程。

2）还原反应：

氧化物里的氧被夺去的反应

3）常见的还原剂：

H2，CO，C

4）金属冶炼实验

如图：

铁的冶炼

高温

3CO+Fe2O3==2Fe+3CO2

例1．以下化学反应都是高中将要学习的内容，其中属于置换反应的是（　　）

A．Fe+S==FeSB．2Na+2H20═2NaOH+H2↑

C．Cl2+H20═HCl+HCl0D．3N02+H20═2HN03+NO

解析：

A、反应物是两种单质，生成物是一种，不属于置换反应，错误；

B、反应物和生成物都是一种单质和一种化合物，属于置换反应，正确；

C、反应物是一种单质和一种化合物，生成物是两种化合物，不属于置换反应，错误；

D、反应物和生成物都是两种化合物，不属于置换反应，错误；

故选：

B．

例2.为检验二氧化碳气体中是否混有一氧化碳，某课外兴趣小组的同学设计了如下图所示的实验装置：

根据下图装置回答问题：

（1）实验时，在点燃C处时，酒精灯前必须先通一会儿气体，其目的是__________。

（2）A装置的作用是_________________，以排除对下面实验的干扰。

（3）若实验时，需要对尾气进行处理，则处理的方法是__________。

（4）若实验时观察到________________现象，则证明原气体中一定含有一氧化碳。

解析：

此题考查金属冶炼的原理、实验注意事项及其反应现象，并将实验用于物质的检验。

先通气体是为了防止空气中的气体对实验产生的干扰；原气体中存在二氧化碳，所以必须用氢氧化钠将其除去；装置B是用来检验原有二氧化碳是否已经吸收干净；处理一氧化碳尾气可以用酒精灯在装置末进行点燃，生成二氧化碳排放；如果原气体中存在一氧化碳那么气体在C装置中将氧化铜还原，并且产生二氧化碳，所以现象有C装置中黑色固体变红，D装置中澄清石灰水变浑浊。

例3：

已知镉（Cd）的金属活动性与铁、锌相近，镉元素在化合物中常显+2价。

（1）细铁丝在氧气中点燃发生剧烈燃烧，化学方程式是

（2）将镉丝插入下列溶液有明显现象的是__________（填序号）。

NaCl溶液

HCl溶液

AgNO3溶液

NaOH溶液

（3）镍镉电池应用广泛，为了防止污染环境，将废旧镍镉电池中回收镉的一种方法如下：

步骤1：

将废旧电池破碎成细颗粒后培烧，将镉转化为氧化镉（CdO）;

步骤2：

将含氧化镉的细颗粒和炭粉混合后，隔绝空气加热至1200℃，可得镉蒸气和一氧化碳。

步骤2中氧化镉变成镉的化学方程式

解析：

（1）细铁丝在氧气中点燃发生剧烈燃烧生成四氧化三铁，故化学方程式为3Fe+2O2点燃Fe3O4；

（2）因为“镉（Cd）的金属活动性与铁、锌相近”，故在金属活动性顺序表中镉在氢元素的前面，能与酸和硝酸银反应，产生明显现象，故选②③；（3）炭粉的主要成分是碳，具有还原性，能使金属氧化物还原得到金属蒸气，化学方程式为CdO+C====Cd+CO↑

<举一反三>

1.由金属与酸发生置换反应，下列物质不能得到的是（）

　A．ZnSO4　　B．MgCl2　　C．Fe2（SO4）3　　D．CuCl2

2.将N2、CO和CO2混合气体先通过足量石灰水，接着再通过炽热的氧化铜充分反应后，剩余气体是（）

A.CO2B.CO和N2C.N2D.CO2和N2

3.我国古代湿法冶铜的化学反应方程式是：

Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu，该反应属于（）　　　　　　

A．分解反应B．置换反应C．化合反应D．复分解反应

4.某化学兴趣小组同学要探究镁、铁、铜三种金属的活动性顺序，设计了如图所示的实验方案

（1）试管乙中观察到的现象是，反应的化学方程式为

（2）同学们经讨论后认为该方案可以优化，试管的实验是多余的。

同学经讨论得出三种金属的活动性由强到弱的顺序为

（3）去掉多余的实验，同学们将另两只试管中反应后的物质倒入同一大烧杯中，一段时间后过滤，得到不溶物和滤液，并对不溶物的成分进行如下探究：

【提出问题】烧杯中不溶物的成分是什么？

【实验探究】向过滤得到的不溶物中加稀硫酸

①若无气泡产生，则不溶物的成分是

②若有气泡产生，则不溶物中一定含有，可能含有

5.欲测定Cu-Zn合金及Cu-Ag合金中铜的质量分数，实验室只提供一瓶未标明质量分数的稀硫酸和必要的仪器。

（1）你认为能测出铜的质量分数的是合金。

（2）取该合金的粉末26g加入该硫酸充分反应，所加稀硫酸与生成的质量关系如图所示。

①生成气体的质量为g。

②请计算该合金中铜的质量分数。

6.金属在生产、生活中有着广泛的用途。

请回答下列有关问题：

（1）黄铜是铜锌合金，其硬度比纯铜_________（填“大”、“小”或“相同”）。

（2）长期露置于空气中的金属M表面会被锈蚀。

经检测锈蚀物中除含有M外，还含有C、H、O三种元素。

根据质量守恒定律，推测与金属M发生反应生成锈蚀物的物质。

推测Ⅰ：

锈蚀物中的H来自空气中的___________（填化学式，下同），C来自空气中的__________，因此这两种物质肯定参加了反应。

推测Ⅱ：

锈蚀物中的O有多种来源，因此不能确定空气中的O2是否参加了反应。

（3）某同学为了验证空气中的O2是否参加了反应，设计了如下系列实验，你认为其中必须要做的实验是_________（填实验编号）。

课后练习

1.金属材料在人类活动中已得到越来越广泛的应用。

下列性质属于金属共性的是（）

A.硬度很大、熔点很高               B.有良好的导电性、传热性

C.是银白色的固体                   D.易与酸反应产生氢气

2.人类的生活和生产都离不开金属。

下面对金属的利用不是由金属活动性决定的是（）

A.用铁回收含银废液中的银B．用锌与稀硫酸反应制取氢气

C.古代金银制品能保存至今D．用铝合金制作门窗框架

3.若金属锰（Mn）在金属活动性顺序中位于铝和锌之间，则下列反应不正确的是（）

A．Mn+H2SO4=MnSO4+H2↑B．Mg+MnSO4=MgSO4+Mn

C．Fe+MnSO4=FeSO4+MnD．Mn+CuSO4=MnSO4+Cu

4.把A、B两块质量相等的铁片分别放进盛有等质量，等质量分数的盐酸和硫酸的两个烧杯中，两烧杯分别放在一天平的左右两个托盘上。

充分反应后铁片都有剩余，则天平指针（）

A.偏向盐酸一边B.偏向硫酸一边

C.无法判断D.天平平衡

5.X、Y、Z三种金属及其化合物间可发生如下化学反应：

Y+ZCl2===Z+YCl2X+ZCl2===Z+XCl2Y+2HCl===YCl2+H2↑X+HCl不反应则X、Y、Z三种金属的活动性由强到弱的顺序是（）

A.Z＞Y＞XB.X＞Y＞ZC.Y＞X＞ZD.Y＞Z＞X

6.仅用下列各组试剂无法完成验证Zn、Cu、Ag三种金属活动性顺序的是（）

A.Zn、Ag、CuSO4溶液B.Cu、ZnSO4溶液、AgNO3溶液

C.Zn、Ag、稀硫酸、ZnSO4溶液D.Zn、Cu、稀硫酸、AgNO3溶液

7.钢铁是重要的金属材料。

请回答下列有关问题：

（1）下列铁制品的用途中，利用金属导热性的是（填字母，下同）。

A.铁锤B.铁锅C.铜丝D.水龙头

（2）下列有关铁的叙述不正确的是。

A.纯铁有银白色光泽，质地较软B.生产和生活中的“钢铁”多为铁合金

C.铁在氧气中燃烧生成黑色的氧化铁D.地壳中的铁均以化合物形式存在

（3）金属材料容易锈蚀。

现在世界上每年因锈蚀而报废的金属材料，相当于年产量的20%到40%。

为防止钢铁制品的锈蚀，常用方法有。

（4）人类每年从自然界中提取量最大的金属是铁。

炼铁高炉中发生的反应有：

高温

高温

①Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；②C+O2CO2；③CO2+C2CO；

④CaCO3CaO+CO2↑；⑤CaO+SiO2CaSiO3。

根据以上反应推断：

炼铁的原料主要有。

还原铁矿石的反应是；造渣的反应是；热量来源的反应是。

（填序号）

8.金属在生产、生活中有着广泛的用途。

请回答下列有关问题：

（1）黄铜是铜锌合金，其硬度比纯铜_________（填“大”、“小”或“相同”）。

（2）长期露置于空气中的金属M表面会被锈蚀。

经检测锈蚀物中除含有M外，还含有C、H、O三种元素。

根据质量守恒定律，推测与金属M发生反应生成锈蚀物的物质。

推测Ⅰ：

锈蚀物中的H来自空气中的___________（填化学式，下同），C来自空气中的__________，因此这两种物质肯定参加了反应。

推测Ⅱ：

锈蚀物中的O有多种来源，因此不能确定空气中的O2是否参加了反应。

（3）某同学为了验证空气中的O2是否参加了反应，设计了如下系列实验，你认为其中必须要做的实验是_________（填实验编号）。

说明：

①所用蒸馏水都是经煮沸迅速冷却的；②干燥剂N只吸收水分，不吸收CO2和O2。

蒸馏水

金属M

CO2

蒸馏水

金属M

O2

固体干燥剂N

金属M

CO2

固体干燥剂N

金属M

O2

金属M

蒸馏水

蒸馏水

金属M

O2和CO2

ABCDEF

（4）假如要进行实验D，检验CO2是否充满的操作方法是。