2024年中考化学精讲课件--- 第5讲 金属和金属材料

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1.知道大多数金属在自然界中是以金属矿物形式存在的,体会化学方法在金属冶炼中的重要性。2.知道金属具有一些共同的物理性质,通过实验探究等活动认识常见金属的主要化学性质及金属活动性顺序,并能用化学方程式表示。3.知道在金属中加入其他元素形成合金可以改变金属材料的性能。
4.了解金属、金属材料在生产生活和社会发展中的重要作用;能列举生活中常见的金属材料及其应用。5.以铁生锈为例,了解防止金属腐蚀的常用方法。6.了解废弃金属对环境的影响及金属回收再利用的价值。
1.探究铜片在空气中灼烧后发生的变化。2.调查改革开放以来我国重要金属材料生产和使用的有关数据,并分析原因(P45,针对训练)。3.探究铁钉生锈的条件;收集有关钢铁锈蚀造成经济损失的资料(P46,针对训练)。4.调查日常生活中金属废弃物的种类及回收价值。5.合理选择金属易拉罐使用的材料。
铁制品锈蚀条件的探究实验
金属资源的保护和合理利用
金属活动性顺序探究实验
金属材料包括纯金属和合金。1.纯金属的物理性质及应用
【备考补充】 金属之最 地壳中含量最高的金属元素——铝;人体中含量最高的金属元素——钙; 目前世界年产量最高的金属——铁;导电、导热性最好的金属——银; 硬度最高的金属——铬;熔点最高的金属——钨;熔点最低的金属——汞; 密度最大的金属——锇;密度最小的金属——锂。
2.合金(1)概念:在金属中加热熔合某些⑥　　　　或⑦　　　　,制得的具有金属特征的⑧　　　　。(2)四要素:(3)性能:一般比组成它的纯金属的熔点⑨　　　,硬度⑩　　　,抗腐蚀性能强,机械性能好。  
(4)几种重要的合金:
1.金属与氧气反应(1)通式:金属+氧气→金属氧化物(化合反应)。(2)反应条件:大多数金属都能与氧气反应,但反应的难易和剧烈程度不同。越活泼的金属越容易和氧气反应。
(3)常见金属单质与氧气的反应:
剧烈燃烧,火星四射,放出大量的热,生成黑色固体
2.金属与酸的反应(1)通式:金属+稀酸→盐+氢气(置换反应)。(2)反应条件:金属活动性排在H前。(3)常见金属单质与酸的反应(以盐酸为例):
【易错提示】铁发生置换反应时,生成+2价铁的化合物;Fe2+在溶液中呈浅绿色,Fe3+ 在溶液中呈黄色。
3.金属与盐溶液的反应(1)通式:金属+盐→新盐+新金属(置换反应)。(2)反应条件:a.金属的活动性强于参加反应的盐中金属的活动性(K、Ca、Na除外)。b.参加反应的盐必须可溶。
(3)常见的金属单质与盐溶液的反应:
1.金属活动性顺序2.金属活动性规律(1)在金属活动性顺序里,金属的位置越靠㊴　　　　,它的活动性就越强。 (2)在金属活动性顺序里,位于氢㊵　　面的金属能置换出稀盐酸、稀硫酸中的氢。 
(3)在金属活动性顺序里,位于㊶　　　　面的金属(K、Ca、Na除外)能把位于㊷　　　　面的金属从它们㊸　　　　　中置换出来。 3.金属活动性顺序的探究实验(“实验6　金属活动性顺序的探究”)
1.金属资源在自然界中的存在形式:地球上的金属资源主要存在于地壳和海洋中。除少数很不活泼的金属如金、银等以单质的形式存在,其他金属都是以化合物的形式存在。2.含量:地壳中金属元素含量由多到少的顺序是㊹ __________________(填前三种)等。
【备考补充】年产量居前三位的金属是铁>铝>铜。
4.铁的冶炼(1)主要设备:炼铁高炉。(2)炼铁原料:铁矿石、焦炭、石灰石、空气。(3)原理:在高温条件下,利用CO从铁的氧化物中将铁还原出来。(4)流程图:涉及的化学反应(以反应方程式表示):Ⅰ._____________________　Ⅱ. _____________________ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Ⅲ. _____________________(5)实验室炼铁(详见“实验7　铁的冶炼”)
1.铁制品锈蚀条件的探究(详见“实验8　铁制品锈蚀条件的探究”)2.金属锈蚀条件
3.除铁锈的方法(1)物理法:用砂纸打磨、用刀刮。(2)化学法:用酸去除,如稀盐酸或稀硫酸。稀盐酸除铁锈,化学方程式为 　　　　　　　　　　　　　　　; 稀硫酸除铁锈,化学方程式为 　　　　　　　　　　　　　　　。 
4.防止金属生锈的方法(1)原理:隔绝空气(或氧气)和水。(2)方法:a.保持金属表面干燥;b.在金属表面覆盖保护膜,如涂油或喷漆或覆盖搪瓷;c.在金属表面加电镀层;d.改变金属组成或结构,增强抗腐蚀性能;e.对金属烤蓝处理,使其表面形成致密氧化膜保护金属。5.金属资源的保护和合理利用:a.防止金属锈蚀;b.废旧金属回收利用;c.有计划、合理地开采矿物,严禁乱采滥挖;d.寻找金属的代用品。
1.合金是混合物,属于合成材料。(　　)2.合金中一定含有金属元素,一定不含非金属元素。(　　)3.铝的化学性质比铁活泼,故铝比铁更易生锈。(　　)4.铁和稀盐酸反应后溶液由无色变成黄色。(　　)5.铜与盐酸反应的化学方程式:Cu+2HCl CuCl2+H2↑。(　　)
6.金属铜与氯化银不反应,说明铜比银的活动性弱。(　　)7.高炉炼铁的反应属于置换反应。(　　)8.铁锈是铁与空气中的氧气和水共同作用的结果,所以铜锈是铜与空气中的氧气和水共同作用的结果。(　　)
1．写出图中甲物质的化学式：_______。2．写出图中涉及的化学方程式。①____________________________ ②____________________________ ③____________________________ ④____________________________
⑤____________________________⑥____________________________ ⑦____________________________
1．写出图中乙物质的化学式：_______。2．写出图中涉及的化学方程式。①____________________________ ②____________________________ ③____________________________ ④____________________________
⑤____________________________⑥____________________________ ⑦____________________________⑧____________________________⑨____________________________
（2）实验设计：a.比较两种金属活动性强弱:
有气泡产生
有红色固体析出
b.比较三种金属活动性强弱:
红色固体
注意事项(1)实验前,金属必须打磨,目的是除去表面的氧化膜或污物。(2)实验中使用的酸为稀盐酸或稀硫酸,不用硝酸或浓硫酸。(3)实验中使用的金属盐溶液,盐必须可溶于水。(4)并不是所有活动性靠前的金属都能将后面的金属从其盐溶液中置换出来,如K、Ca、Na。(5)比较金属活动性需要注意控制变量法的应用。例如酸溶液或盐溶液的种类、温度、浓度、体积,金属的形状、表面积等需要保持一致。
某研究小组为探究铁、铜、铝的金属活动性顺序,进行了如下三个实验(其中金属均已打磨,且形状、大小相同,试管中所用5%的盐酸体积相同)。
【实验反思与拓展】(2)三种金属加入盐酸前都用砂纸将表面打磨,目的是____________________。 (3)某酸雨多发地区,欲铸一座金属雕像,应选用Fe、Cu、Al三种金属中的____为原材料更合适。 (4)探究三种金属的活动性,除采用金属与酸溶液反应的方法外,还可选用的方法是___________________________________________________________(写出你所用方法中所用的药品)。 (5)实验中,如果所用盐酸的溶质质量分数不同,是否一定能得出正确的结论?　　　　_____(填“是”或“否”),理由是____________________________________。
铜、铝、硫酸亚铁溶液(或铁、硫酸铜溶液、硫酸铝溶液,合理即可)
反应物浓度会影响反应速率
(2)实验装置的改进与创新:
　　(学习活动建议2)钢铁产量可以衡量一个国家重工业的发展水平,近年来,我国重工业发展迅速。根据国家统计局《中国统计年鉴2019》中记载:2018年,我国粗钢产量为92 800.90万吨,创历史新高。图1是工业炼铁的主要装置,图2是实验室模拟炼铁的装置。
(1)工业上,常利用磁铁矿进行炼铁,磁铁矿的主要成分为____________。 (2)生铁硬而脆,钢硬而韧,富有弹性,二者机械性能不同的原因是____________________。 (3)高炉炼铁中,焦炭的作用除了可以提供热量外,还能______________________(用化学方程式表示)。 (4)图2中实验室以氧化铁模拟炼铁的化学方程式为_____________________________________。
四氧化三铁(或Fe3O4)
(5)关于图2中实验室模拟炼铁的说法中,正确的是 _________(填字母)。 A.在点燃酒精灯前,应先通入CO一段时间,排尽装置内的空气B.当观察到导管末端出现蓝色火焰时,说明玻璃管内反应已经开始C.实验过程中,能够观察到玻璃管内黑色粉末变红,澄清石灰水变浑浊,导管末端出现蓝色火焰D.一氧化碳还原氧化铁属于置换反应
(6)装置中导管末端加点燃的酒精灯的目的是_______________________________________;尾气处的酒精灯可以用如图3所示装置代替。导管接口的连接顺序为尾气→_______→ _______ →c(填字母顺序)。
除去尾气中的一氧化碳,防止污染空气
(学习活动建议3)金属材料的广泛应用,极大地促进了社会发展。但是金属的腐蚀给人类带来了巨大的损失。据有关资料统计,世界上每年因腐蚀而报废的金属材料和设备约相当于金属年产量的20%以上,一些发达国家由于金属腐蚀而造成的经济损失大约占国民经济总产值的2%~4%。钢铁受到腐蚀后,其强度和结构也会受到巨大影响。随着全球工业的发展,腐蚀的问题日趋严重。某化学实验小组对铁的腐蚀进行了探究。
【提出问题】铁锈蚀与哪些因素有关?【查阅资料】①氯化钙固体可作干燥剂。②一定条件下,碳可加快铁的锈蚀,但碳本身不参加反应。【设计与实验】实验一:定性探究铁锈蚀的因素取四枚相同的洁净无锈铁钉分别放入试管中,进行如下图的实验,现象如表1。
(1)对比A、B、C试管中的实验现象,说明铁锈蚀主要是铁与_______________________发生化学反应。 (2)对比A、D试管中的实验现象,说明铁锈蚀还与　　　　　　　　有关。 (3)铁锈蚀后应及时除锈的原因是　　　　　　　　　　　　　。写出用盐酸除铁锈的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　。 
氧气(或空气)、水
铁锈疏松易吸水,会加剧锈蚀
实验二:影响铁的锈蚀速度的因素(4) 核心素养·科学探究 小明同学进行如下拓展探究实验:取铁钉用砂纸打磨,称其质量,按图乙安装装置,放置3天,再取出铁钉称量。在不同温度下重复上述实验,得到铁钉质量增加情况如下表。
小明同学的实验是探究_______因素对铁钉锈蚀快慢的影响,结论是________________________________________________________。 (5)防止铁生锈的方法有很多,如_____________________、_______________________________。(写出两种)
一定范围内温度越高,铁钉锈蚀越快
（2017~2022）
（贵阳6年6考，遵义6年4考）
1. 跨学科·语文 （ 2020·黔西南州1题,2分）从化学的角度对下列成语进行解释,其中错误的是(　　)A.点石成金——化学反应改变了元素种类B.铜墙铁壁——铜、铁硬度较大,比较坚固C.釜底抽薪——燃烧的条件之一是需要可燃物D.烈火真金——金在高温下难与其他物质反应
2.（ 2018·安顺4题,2分）“愚人金”实为铜锌合金,外观与黄金极为相似,常被不法商贩冒充黄金牟取暴利,下列关于鉴别“愚人金”与黄金的实验方案,合理的是(　　)①比较硬度,硬度小的是“愚人金”②灼烧,表面变色的是“愚人金”③浸没在稀硫酸中,表面有气泡产生的是“愚人金”④浸没在硫酸锌溶液中,表面附着白色物质的是“愚人金”A.①③　 B.②④　 C.①④　 D.②③
3.【2021·贵阳33题(1),2分】甲同学通过查阅资料知道铜锌合金俗称黄铜,黄铜属于 __________(填“混合物”或“纯净物”)。用黄铜作为建党100周年颁发的“光荣在党50年”纪念章的制作材料,利用了黄铜的_______________________________优点。 4.【2021·遵义16题(2)②,3分】我国发行的第五套人民币中,1元、5角和1角硬币的材料分别为钢芯镀镍、钢芯镀铜、铝合金。请分析铸造硬币的金属材料除考虑成本、环保、美观、安全以外,还需要考虑的因素有_________________________。(答两点)
（贵阳6年6考，遵义6年6考）
5.（ 2017·六盘水4题,2分）关于实验现象,下列描述错误的是(　　)A.光亮的铜丝放入稀硫酸中,溶液变为蓝色,产生大量气泡B.镁条在空气中剧烈燃烧,发出耀眼的白光,生成白色固体C.铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体D.氢气在空气中燃烧,产生淡蓝色火焰,放出大量的热
6.【2021·贵阳33题(2),3分】乙同学通过实验研究铁的性质,如图1所示。
(1)做如图1A的实验,未观察到剧烈燃烧、火星四射的现象,其原因可能是 _________(合理即可,写一条)。 (2)若B中为稀盐酸,反应的化学方程式为____________________。 (3)若B中为水,一周后,观察到的现象是_________________________。
铁钉表面有红棕色物质产生
7.【2019·遵义11题(5),1分】小华洗碗时发现铝盆失去了金属光泽,这是由于_______________________(用化学方程式表示)。
（贵阳6年3考，遵义6年3考）
10.【2018·贵阳34题(3),2分】人类社会的发展离不开金属材料。如图是某硬铝的主要成分。将足量硬铝粉末放入硝酸银溶液中,充分反应后,溶液出现蓝色,出现蓝色的原因是__________________________________________,写出此时溶液中溶质的成分并说明理由:______________________________________________________________________________________________________________________________________。
因为铜和硝酸银反应生成了易溶于水的硝酸铜
溶质有硝酸铝、硝酸镁、硝酸铜。铜在三种金属中最不活泼,既然铜和硝酸银已经开始反应,则铝、镁都已经完全反应
（贵阳2022.11（1），遵义6年4考）
11.(2020·遵义9题,2分)用一氧化碳还原氧化铁的实验中,Fe2O3转化为铁的具体过程是:Fe2O3 Fe3O4 FeO Fe,已知铁的氧化物除Fe2O3外,其余均为黑色。
下列说法正确的是(　　)A.装置中漏斗的作用是防止倒吸B.通过实验现象可以判断氧化铁是否完全转化为铁C.该实验中所有的化学反应里,氧元素的化合价均未改变D.当硬质玻璃管内固体中铁元素的质量分数为74%时,固体成分可能是Fe3O4和FeO
12.(2021·遵义16题,3分)金属冶炼的方法与金属的性质和科学技术的发展密切相关。①湿法冶铜为我国首创,原理是铁和硫酸铜溶液反应得铜,化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。 ②碳热还原硫化锌能制备单质锌,主要发生的反应有:2ZnS+3O2 2ZnO+2SO2、ZnO+CO Zn+CO2。100万吨含硫化锌48.5%的闪锌矿,理论上最多能炼出含锌90%的粗锌质量为　　　　万吨。(结果保留一位小数) 
13.(2017·铜仁21题节选,1分)在工业上常用一氧化碳还原赤铁矿或磁铁矿来冶炼金属,请你写出用磁铁矿炼铁的反应原理: __________________________________(用化学方程式表示)。
（贵阳6年3考，遵义6年4考）
14.【2020·毕节18题(1),1分】化学与人类生活、生产活动息息相关。下列措施和认识错误的是　　　　(填选项字母)。 a.降低化石燃料的使用,可以减少酸雨的形成b.为保护水资源,应合理使用农药和化肥c.铁质水龙头表面镀铬可防锈,因为改变了金属的内部结构