人教版初三化学《金属和金属材料》.docx

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人教版初三化学《金属和金属材料》

金属和金属材料

【知识梳理】

1、金属材料

包括纯金属和合金。

合金是指在中加热熔合某些金属或非金属，形成具有金属特征的物质。

【理解概念】①合金一定是（填“混合物”或“纯净物”）

②合金中一定含有（填“金属”或“非金属”）

合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高，抗腐蚀性能更好，熔点一般比组成它们的纯金属低，所以合金具有更广泛的用途。

铁合金包括生铁和钢，其主要成分是___________,不同点是含碳量不同。

生铁的含碳量为_____________，钢的含碳量为__________________。

2、金属的物理性质：

常温下为固态（除外），有金属光泽（铜为色，金为色），有良好的．

和延展性。

3、金属的化学性质

1、大多数金属可与氧气的反应

比较金属的活动性：

镁、铝、铁、铜、金（根据金属与氧气反应的难易程度与反应现象的剧烈程度判断）

镁与氧气反应的化学方程式

铝与氧气反应的化学方程式

铁与氧气反应的化学方程式

铜与氧气反应的化学方程式

“真金不怕火炼”说明金即使时也不与反应。

【结论】、比较活泼，、次之，最不活泼。

【思考】铝的化学性质很活泼，为什么通常铝制品却很耐腐蚀？

用钢丝球清刷铝锅好不好？

2、金属+酸→盐+H2↑

等质量的镁、锌、铁、铜分别加入到等质量的足量的稀盐酸中，写出相应的化学方程式和现象：

I.（现象：

）

II.（现象：

）

III.（现象：

）

IV.（现象：

）

现象比较

结论：

镁、锌、铁、铜的活动性由强到弱的顺序

3、金属与金属化合物溶液的反应：

金属（较活泼）+盐溶液→另一金属（较不活泼）+另一盐

I.如：

铁钉浸入硫酸铜溶液中，铁钉表面有，溶液由色变为色，化学方程式为。

（“湿法冶金”原理）

II.如：

铝浸入硫酸铜溶液中，铝表面有，溶液由色变为色，化学方程式为。

III.如：

铜丝浸入硝酸银溶液中，铜丝表面有，溶液由色变为色，化学方程式为。

IV.如：

铜丝浸入硫酸铝溶液中，现象。

结论：

比铜活泼，铜比活泼。

4、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（金属化合物的溶液）中置换出来。

【归纳】比较金属活动性强弱的方法有：

①____________________________________________________________________；

②________________________________________________________________。

5、置换反应：

由一种与一种反应，生成另一种

与另一种的反应。

【例题精讲】

1、人类生产、生活中经常使用铁。

下列关于铁的说法正确的是（）

A．铁矿石在地壳中含量最丰富，可以随意开采

B．生铁是含少量碳的铁合金

C．废弃铁制品回收成本太高，属于不可回收的垃圾

D．纯铁比生铁硬，不锈钢比纯铁的防腐蚀性能差

2、往AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后，有金属析出，过滤、洗涤后往滤渣中加入稀盐酸，有无色的气体放出，则滤液中一定存在的物质是（）

A．AgNO3、Cu（NO3）2、Fe（NO3）2B．Cu（NO3）2、Fe（NO3）2

C．Fe（NO3）2D．Fe（NO3）3

3、为验证Mg、Cu、Ag三种金属的活动性强弱，某化学兴趣小组设计了右图所示的四个实验。

其中不必进行的实验是（）

4、请根据下列探究实验，回答问题。

（1）欲探究铁、银、铜的活泼性，最佳实验方案是（）

A．将铁、铜分别放入到硝酸银溶液中

B．将铁、铜、银分别放入盐酸溶液中

C．将铁、银分别放入到硫酸铜溶液中

D．将银、铜分别放入硫酸亚铁溶液中

（2）欲除去铜粉中的铁粉有多种方法，请列举其中的三种。

①_______________________

②_______________________

③_____________________

（3）与确定金属铁、铜的硬度大小，正确的方法是____________________

5、x、Y、z、W是四种不同的金属，为比较金属活动性的强弱，某同学利用这四种金属单质、盐酸、Z的硝酸盐、W的硝酸盐，进行有关实验，结果如下表（能发生置换反应的记为“√”，不能反应的记为“一”，无标记的表示未做该实验）。

这四种金属的活动性顺序为（）

A．X>W>Y>ZB．X>Y>W>ZC．W>X>Y>ZD．Y>W>Z>X

X

Y

Z

W

盐酸

√

—

—

√

Z的硝酸盐

√

W的硝酸盐

√

—

6.某学生为了验证铁、锌、铜三种金属的活动性顺序，设计了四种方案：

①将Zn、Cu分别加入到FeSO4溶液中②将Zn、Cu分别加入到ZnSO4溶液中③将Zn分别加入到FeSO4、CuSO4溶液中④将Fe分别加入到ZnSO4、CuSO4溶液中，其中可行的是（）

A.①或④B.①或②C.②或③D.③或④

7、等质量的M、N两种金属，分别与相同质量分数的足量稀盐酸反应（已知M、N在生成物中均为+2价），生成氢气质量和反应时间的关系如右图所示，下列叙述正确的是（）

A．M、N两种金属中较活泼的是N

B．生成H2的质量M＜N

C．相对原子质量较大的是N

D．产生H2的速率N＞M

【课堂习题】

1、金属钨广泛用于制造灯丝，有“光明使者”的美誉，这是因为钨能导电且（）

A．密度大B．硬度大C．延展性好D．熔点高

2、将适量的铁粉投入到稀盐酸溶液中，下列实验现象不存在的是（）

A．铁粉的质量逐渐减少B．有无色气体产生

C．有红棕色的氯化铁生成D．溶液逐渐变为浅绿色

3、小明把金属锌放入硫酸铜溶液中，发现锌表面有红色物质生成，由此他认为（）

A．锌和铜都是活泼金属B．锌和铜都是不活泼金属

C．锌比铜活泼D．铜比锌活泼

4、（2010·内江中考）金属不具有的物理通性是（）

A．银白色光泽B.导热性C.延展性D.导电性

5、（2010·潼南中考）下列关于“大佛穿金”的说法中不正确的是（）

A．金不易被腐蚀B．金不易被氧化

C．大佛更“显灵”D．增加大佛的观赏性

6、（2010·娄底中考）金属活动性顺序在工农业生产和科学研究中有重要应用，常见金属在溶液中的活动性由强至弱的顺序及元素名称、符号均正确的一组是（）

A．金Au>银Ag>铜CuB．钾K>钙Ca>钠Na

C．锌Zn>铁Fe>贡HgD．铝Cl>镁Mg>锌Zn

7、分别用以下三组物质比较锌和铜的金属活动性：

①Zn、Cu、稀硫酸；②Zn、Cu、MgSO4溶液；③Zn、CuSO4溶液。

仅用组内物质就能够直接达到目的的是（）

A．仅有①B．②③C．①③D．①②③

8、铝、铜、铁、金四种金属具有相似的性质是（）

A．都是银白色的固体B．有导电性

C．能和稀硫酸反应D．通常状况下能与氧气反应

9、物质的性质决定用途，下列物质的用途中主要利用其化学性质的是（）

A.用铜制导线B.用武德合金制保险丝

C.用氮气作保护气D.用生铁制铁锅

10、如右图所示，烧杯中盛有质量相等、质量分数相等的稀盐酸，天平调平后，同时向其中分别加入等质量的锌片和铁片，则从反应开始到金属完全反应的过程中，天平指针指向的变化是（）

A．向左偏B．向右偏

C．先向左偏后向右偏D．先向右偏后向左

11、下列事实中，能说明铁的金属活动性比铜强的是（）

A．铁的年产量比铜高B．铁桶不能用来盛装农药波尔多液

C．铁的硬度比铜大D．相同条件下，铁比铜更易被腐蚀

12、在氧化铁（Fe2O3）、氧化亚铁（FeO）和四氧化三铁（Fe3O4）这三种铁的氧化物中，铁的质量分数按由大到小顺序排列的是（）

A．Fe3O4、Fe2O3、FeOB．FeO、Fe2O3、Fe3O4

C．FeO、Fe3O4、Fe2O3D．Fe2O3、Fe3O4、FeO

13、有X、Y、Z三种金属，X在常温下就能与氧气反应，Y、Z在常温下几乎不与氧气反应；如果把Y和Z分别放入稀硫酸中，Y溶解并产生氢气，Z不反应。

根据以上实验事实判断，X、Y、Z三种金属的活动性由强至弱的顺序正确的是（）

A.XZYB.XYZC.YZXD.ZYX

14．把相同体积、相同质量分数的稀盐酸，分别滴到等质量、颗粒大小相同的X、Y、Z三种较活泼金属中，生成H2的质量与反应时间的关系如右图所示。

这三种金属的活动性顺序为；假如X、Y、Z都是+2价金属，则相对原子质量由大到小的顺序为。

15、（2011.长沙市）下列有关金属的说法正确的是（）

A．铝具有很好的抗腐蚀性能B．铜能置换出酸中的氢

C．钢是纯净物D．银能把铁从氯化亚铁溶液中置换出来

16.（2011湘潭）某化学兴趣小组的同学为了探究Mg、Cu、Fe的金属活动性顺序开展了一下以下探究活动。

（1）进行试验，获得结论。

完成如下实验报告，并回答有关问题。

实验方案

实验现象

实验结论

方

案

一

将Fe丝浸入CuSO4溶液中

Fe丝表面有红色物质析出

金属活动性：

Fe__Cu（填“＞”或“＜”）该反应的反应类型属于_反应。

方

案

二

将Mg和Cu分别在空气中灼烧

发现__（填元素符号）能剧烈燃烧，而另一种不能

金属活动性：

Mg__Cu（填“＞”或“＜”）

方

案

三

分别将Mg和Fe放入__（一种酸）溶液中，观察现象

观察到__（填元素符号）产生气泡的速度较慢

金属活动性顺序：

Mg＞Fe

（2）反思与交流。

经过讨论，该小组同学一致认为：

比较金属与酸

反应产生氢气的快慢，有两种测定方法：

方法一是在相同时间内测量氢气体积的大小。

若用右图所示装置

测量，则接口c应与__________（填“a”或“b”）相连。

方法二是测定产生相同体积氢气时________________________________。

17．有两种外观类似黄金的①Cu-Zn合金和②Cu-Ag制品，若实验室只提供一瓶稀硫酸和必要仪器。

（1）你认为能测出合金         （填序号）中铜的质量分数；

（2）取上述

（1）中合金粉末20g放入烧杯中，加入50g的稀硫酸，恰好完全反应，测得烧杯内剩余物质的质量为69.8g。

求：

①产生氢气的质量；②求出该合金中铜的质量分数。

金属资源的保护

【知识梳理】

金属的冶炼、腐蚀与防护

1、工业炼铁基本原理：

一氧化碳还原氧化铁的实验

（1）实验装置：

（2）实验步骤：

a.实验开始时，先通，排出玻璃管内空气，然后。

b.实验结束时，要先，继续通，直到。

（3）实验现象：

______色的氧化铁变为色，澄清石灰水，导管口有色火焰。

（4）使用酒精喷灯说明反应条件为

（5）写出玻璃管内发生反应的化学方程式是

（6）铁冶炼过程，体现一氧化碳的________化学性质，还有、也具有这种性质。

（7）最后是尾气处理装置，写出相关化学方程式

（4）工业炼铁：

①原料：

、、石灰石、空气等。

②原理：

在条件下，利用还原剂把铁从中还原出来。

2、铁的锈蚀与防护

铁生锈的条件：

①______________________②___________________________

防锈措施：

①保持金属表面的__________；

②金属表面涂上一层__________________；

③改变金属结构，制成合金。

3、保护金属资源的有效途径：

（1）、防止

（2）、金属的利用

（3）、有计划开采矿物（4）、寻找金属的品

4、含杂质物质的化学方程式计算

对于含杂质的物质（不管是反应物，还是生成物），必须换算成纯物质的质量，才能根据化学方程式进行计算。

纯物质的质量=不纯物质的质量×纯物质的质量分数（即纯度）

纯物质的质量=不纯物质的质量×（1–杂质的质量分数）

【例题精讲】

1、在炼铁的高炉中，还原剂和燃料分别是（）

A．CH2B．CCOC．COCD．H2C

2、下列做法，不起防锈作用的是（）

A．在铁制品表面镀锌B．在金属机械上涂油

C．保留铁制品上的铁锈D．在车、船的表面刷漆

3、钢铁是我们日常生活中使用最广泛的金属材料之一。

（1）生活中的铁制品容易生锈，主要原因是_____________

（2）提出下列保护铁资源的建议，其中正确的是_____________

A、防止铁制品腐蚀。

B、回收利用废旧铁制品。

C、任意开采铁矿石

（3）铝制品不易生锈的原因是_______________________

4、含氧化铁80%的赤铁矿100吨，可炼出含杂质4%的生铁多少吨？

5、（2010·鞍山中考）某化学兴趣小组用一氧化碳与氧化铁的反应来探究炼铁的原理，装置如下图所示。

请回答有关问题：

（1）为避免一氧化碳污染空气，并回收利用一氧化碳，方框中连接的是C和D，导管接口的连接顺序为a→（）→（）→（）。

C装置中NaOH的作用是

（2）实验开始时，应（填“先加热再通CO”或“先通CO再加热”），

目的是。

（3）实验进行一段时间后，玻璃管A中出现的现象为，反应方程式

为。

（4）除CO外，还有哪些物质可以还原Fe2O3（请写一物质的化学式）。

【课堂习题】

1、钢铁生锈的过程一定不发生（）

A.物理变化B.缓慢氧化C.自燃D.化合反应

2、在下列情况下，埋在地下的铸铁管道被腐蚀的速度最慢的是（）

A.在潮湿、疏松、透气的土壤中B.在含铁元素较多的酸性土壤中

C.在含沙粒较多的、潮湿透气的中性土壤中D.在干燥、致密、不透气的土壤中

3、下列不属于合金的是（）

A．焊锡B．黄铜C．生铁D．石墨

4、2008年6月4日，第29届北京奥运会火炬接力传递活动在长沙市进行，长沙变成欢乐的海洋，广大师生参加了传递活动，目睹了“祥云”火炬的风采。

美丽的“祥云”火炬是由金属合金材料制成的，合金与纯金属比较，其优越的性能有（答出一点即可）_________________原因是__________________________。

5、钢铁是重要的金属材料。

（1）下列铁制品的用途中，利用金属的导热性的是____________（填字母，下同）

A.铁锤B.铁锅C.铁丝D.水龙头

（2）目前世界上已有50%以上的废钢特得到回收利用，其目的是________

A.节约金属资源B.合理开采矿物C.防止钢铁生锈

（3）为防止水龙头生锈，其表面镀有一层铬，铁生锈的条件是___________________________

6、高炉炼铁用赤铁矿作原料。

欲制备含铁97%的生铁200吨，至少需要含85%的氧化铁的赤铁矿多少吨？

7、小雨的妈妈买了一条黄金项链，小雨想通过实验探究这条黄金项链是否为锌铜合金制成的仿制品，她不能选用的试剂是（）

A．AlCl3溶液B．Cu（NO3）2溶液C．H2SO4溶液D．AgNO3溶液

8、将少量灰黑色的生铁粉末，投入盛有过量稀硫酸的烧杯中，充分搅拌，待完全反应后过滤，滤纸上留有黑色的残渣。

该黑色残渣的主要成分是（）

A．铁B．碳C．铁、碳混合物D．硫酸亚铁

9．如图所示为炼铁实验装置，按下列要求进行回答：

ABC

（1）写出有标号的仪器名称：

①_____________________；②____________________；

（2）在实验开始时，应先通一会儿CO，再加热，目的是______________________。

（3）在实验过程中A、B、C处的现象分别是A____________________________________；

B________________________________；C_____________________。

其中石灰水的作用_______________________________。

C中酒精灯的作用___________________________。

（4）A、B、C三处发生反应的化学方程式分别为：

A________________________；

B__________________________；C_________________________

（5）在上述A的反应中，氧化铁失去氧变为铁，发生_________________反应（填“氧化”或“还原”），而CO能夺取氧化铁中的氧，它具有_________________性，利用这种性质工业上常用来_________________。

与CO具有类似性质的物质还有______、___________。

10、右边是某探究实验装置图。

一段时间后，能观察到什么现象?

（装置气密性良好，且开始时U型管两端的红墨水液面相平）

①

②

11．现有铜与另一种金属的混合物粉末，另一种金属可能是镁、铁、锌中的一种，现欲测定其组成。

【查阅资料】

（1）镁、铁、锌皆能与稀硫酸发生置换反应，且生成+2价的可溶性金属硫酸盐和氢气。

（2）相对原子质量：

Mg—24、Fe—56、Zn—65

【实验步骤及数据】取该混合物粉末8.0g放入烧杯中，将含有19.6gH2SO4的稀硫酸溶液140g分四次加入该烧杯中，充分反应后，测得剩余固体质量数据记录如下：

次数

1

2

3

4

加入稀硫酸的质量／g

35.O

35.0

35.O

35.O

剩余固体的质量／g

6.8

5.6

4.4

4.2

通过计算（写出计算过程），求：

（1）该混合物粉末中铜的质量分数?

（2）该混合物粉末中另一金属为何种金属?

※典型例题

1．下图为一氧化碳还原氧化铜的装置图：

（1）图中A处的实验现象是______________________，

B处的实验现象是_______________________。

（2）该装置存在的主要问题是，________________________，

改进的具体措施是___________________。

2.下列物质混合时，铁能溶解但无气体产生的是（）

A、铁粉和盐酸B、铁和硫酸铜溶液C、铁钉和稀硫酸D、铁钉浸没在水中

3．（滨州市）X、Y、Z是金属活动性顺序表里的三种金属，它们在溶液中能发生如下反应。

①X+YSO4=XSO4+Y   ②Y+2ZNO3=Y（NO3）2+2Z  ③X+H2SO4=XSO4+H2↑ ④Z与H2SO4不发生反应。

则三种金属的活动性满足（   ） 

A．X>Y>Z    B．Z>Y>X     C．Y>Z>X    D．X>Z>Y 

5．把铁片分别放入下列物质的溶液中，过一段时间取出，溶液质量增加的是（）

A、Al2（SO4）B、CuSO4C、H2SO4D、AgNO3

6．（临沂）将一定量的镁条放入到过量的稀盐酸中，下列表示反应过程中变化关系的曲线，正确的是（）

7．（南昌市）将等质量的甲、乙两金属分别与足量的稀硫酸反应，产生氢气

的质量与反应时间的关系如右图。

关于甲、乙两金属判断合理的是（     ） 

A．铁、镁     B．铁、锌

C．锌、铁     D．锌、镁

8.（济宁）某兴趣小组为探究活泼金属与酸反应的规律，将质量相等的甲、乙两种金属分别放入到质量分数相同的足量稀盐酸中，经实验测定并绘制出

生成氢气的质量与反应时间的关系（见右图）。

分析图像得到的以下结论

中，一定正确的是：

（）

A．金属甲比金属乙活泼

B．金属甲比金属乙的相对原子质量大

C．金属乙比金属甲的反应速率大

D．金属乙比金属甲的化合价高

9.（衡阳市）向含有AgNO3、Cu（NO3）2、Zn（NO3）2的混合溶液中加人一定量的铁粉，使其充分反应后，过滤，向滤渣中滴加稀盐酸，有气泡产生，则下列结论正确的是（）

A．滤液中一定含Ag+、Cu2+、Zn2+、Fe2+B．滤液中一定含Fe2+，可能含Zn2+

C．滤液中一定含Fe2+,Zn2+,不含Cu2+,Ag+D．滤液中一定含Zn2+、Fe2+,可能含Cu2+

10.（乐山市）如右图所示，烧杯中盛有质量相等、质量分数相等的稀盐酸，天平调平后，同时向其中分别加入等质量的锌片和铁片，则从反应开始到金属完全反应的过程中，天平指针指向的变化是（）

A．向左偏

B．向右偏

C．先向左偏后向右偏

D．先向右偏后向左

11.（广东省）有甲、乙、丙、丁四种金属。

只有甲在自然界主要以游离态存在。

丁盐的水溶液不能用乙制的容器盛放，但可以用丙制的容器盛放。

这四种金属的活动性由强到弱的顺序是（）

A．甲＞乙＞丁＞丙B．丙＞丁＞乙＞甲

C．丙＞乙＞丁＞甲D．乙＞丁＞丙＞甲

12.（潍坊市）为验证Mg、Cu、Ag三种金属的活动性

强弱，某化学兴趣小组设计了右图所示的四个实验。

其中不必进行的实验是（）

13．（福州）人类生活离不开金属。

（1）铁是生活中常用的金属。

图6是某“取暖片”外包装的图片。

该“取暖片”中发热剂主要成分有铁粉、活性炭、氯化钠、水等，其发热是利用铁生锈时会放热。

①发热剂需接触到空气才会发热，原因是铁要与、

等物质共同作用才会生锈。

②推测发热剂成分中氯化钠的作用是。

（2）应用金属活动性顺序能帮助我们进一步学习金属性质。

已知下列各组物质间均能发生置换反应。

A．Fe和CuSO4溶液B．Mg和MnSO4溶液C．Mn和FeSO4溶液

①写出Fe和CuSO4溶液反应的化学方程式。

②Mn、Fe、Mg、Cu四种金属的活动性由强到弱的顺序。

※课堂练习

1、有关铁的叙述错误的是（）

A、铁在潮湿的空气中易生锈B、生铁的含碳量比钢的含碳量低

C、铁元素在地壳中的含量比铝少D、一定条件下，铁在氧气中燃烧生成Fe2O3

E、铁是黑色且硬度较大的金属F、生铁和钢属于铁的两种单质

G、铁制容器能盛放硫酸铜溶液H、人类历史上最早使用的金属是铁

2、（2