专题05 金属材料——2023年中考化学必背知识点梳理+思维导图

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《元素化合物》              专题五  金属材料                                                 一、金属材料1.金属材料：包括纯金属（纯净物）和合金（混合物）2.金属物理性质：(1)常温下为固体（特殊：汞为液体），有金属光泽，密度较大，熔点较高。(2)大多数金属呈银白色，特殊：铜紫红色，金金黄色，铁粉黑色(铁片为银白色)。(3)大多数金属具有优良的导电性、导热性，有延展性(延：拉成丝；展：压成片)。3.合金（1）概念：在金属中加热融合某些金属或非金属，制得具有金属特征的合金。（2）优点：合金和组成纯金属比较，硬度更大，熔点更低，抗腐蚀性更好。合金铁的合金铜合金焊锡钛和钛合金 生铁钢黄铜青铜成分含碳量2%～4.3%含碳量0.03%～2%铜锌铜锡铅锡合金 备注铁的合金主要含Fe、C，区别主要是含碳量不同紫铜是纯铜熔点低焊接金属与人体有很好的相容性，造人造骨二、金属的化学性质金属与氧气的反应   金属＋氧气→金属氧化物  (化合反应)镁铝铁铜2Mg+O2 = 2MgO4Al+3O2 = 2Al2O33Fe+2O2Fe3O42Cu+O22CuO常温下表面形成氧化膜常温下表面形成氧化膜剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体紫红色的铜丝加热后变黑金属与酸的反应    金属＋酸→盐＋H2↑   反应条件：金属活动性排在H前注意：实验前用砂纸打磨金属，除去表面氧化膜，便于金属与酸接触反应。+酸镁锌铁现象固体溶解，产生大量气泡固体溶解，产生较多气泡固体溶解，无色溶液变为浅绿色，产生少量气泡方程式Mg+2HCl = MgCl2+H2↑Zn+2HCl = ZnCl2+H2↑Fe+ 2HCl = FeCl2 + H2↑Mg+H2SO4 =MgSO4+H2↑Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑Fe+H2SO4 =FeSO4+H2↑金属与盐反应   金属＋盐→新盐＋新金属    (置换反应)反应条件：参加反应的金属活动性必须强于盐中金属的活动性(K、Ca、Na除外)，且盐必须可溶实验铁钉+硫酸铜溶液铝丝+硫酸铜溶液铜丝+硝酸银溶液现象铁表面产生红色固体，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色。铝表面产生红色固体，溶液由蓝色逐渐变为无色。铜表面产生银白色固体，溶液由无色逐渐变为蓝色。方程式Fe+CuSO4 =Cu+FeSO42Al+3CuSO4 =Al2(SO4)3+3CuCu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2三、金属活动性1.常见金属在溶液中的活动性顺序K  Ca  Na  Mg  Al  Zn  Fe   Sn   Pb  （H）  Cu   Hg   Ag   Pt    Au（1）判断金属的活动性强弱：金属的位置越靠前，活动性越强。（2）判断金属能否与酸反应：氢之前的金属能置换出稀盐酸、稀硫酸中的氢。（3）判断金属能否与盐反应：前面的金属能把位于后面的金属从盐溶液里置换出来。*金属化合物必须溶于水；除K、Ca、Na2.金属活动性的判断实验设计待比较金属Fe、Cu、Ag活动性：Fe>H>Cu>Ag方案1:前金+后液①证明Fe>Cu:   Fe+Cu(NO3)2能置换②证明Cu>Ag:   Cu+AgNO3能置换方案2:后金+前液①证明Ag<Cu:  Ag+Cu(NO3)2 不置换②证明Cu<Fe：  Cu+Fe(NO3)2 不置换方案3:两金夹一溶①证明Fe>Cu:   Fe+Cu(NO3)2能置换②证明Ag<Cu:   Ag+Cu(NO3)2不置换方案4:两液夹一金①证明Cu<Fe： Cu+Fe(NO3)2不置换②证明Cu>Ag:   Cu+AgNO3能置换3.鉴别和除杂例1:鉴别黄铜（铜锌合金）和黄金实验方案现象可能涉及的化学方程式①灼烧若变黑则为黄铜；若无明显现象为黄金 2Cu+O22CuO②稀盐酸若产生气泡则为黄铜；若无明显现象为黄金 Zn+2HCl = ZnCl2+H2↑③硫酸铜若出现红色固体为黄铜；若无现象为黄金 Zn+CuSO4 =Cu ZnSO4例2:除去金属中杂质金属或金属化合物溶液中的金属化合物（除杂的要求：不增，不减，易分离，易恢复原状）混合物方法有关化学方程式Cu(Zn)加入足量稀盐酸，过滤、洗涤、干燥Zn+2HCl = ZnCl2+H2↑加入足量硫酸铜溶液，过滤、洗涤、干燥Zn+CuSO4 =Cu+ZnSO4FeSO4(CuSO4)加入足量铁粉，过滤Fe+CuSO4 =Cu+FeSO4四、铁的冶炼1.常见的矿石：赤铁矿: 主要成分Fe2O3；磁铁矿: 主要成分Fe3O4 ；实验室：一氧化碳还原氧化铁    实验现象： A处B处C处实验现象红棕色粉末逐渐变成黑色澄清石灰水变浑浊产生蓝色火焰方程式Fe2O3+3CO2Fe+3CO2Ca(OH)2 +CO2 = CaCO3↓ + H2O2CO + O22CO2实验注意事项：（1）先通入CO一会儿，再给氧化铁加热；原因:排尽装置中的空气，防止加热CO与空气的混合气体发生爆炸。（2）停止加热，继续通人CO至玻璃管冷却；原因:防止生成的热的铁被空气再次氧化。（3）尾气处理:①点燃，使CO变成无毒的CO2；②在导管末端系一个气球或用排水法将尾气收集起来。 （4）酒精喷灯的作用是提供高温（如果用酒精灯，则加金属网罩，金属网罩可以集中火焰，提高温度）（5）澄清石灰水的作用：检验生成的二氧化碳。4.工业上炼铁    （1）炼铁的原料：铁矿石、 焦炭、石灰石、空气（2）反应原理：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2（3）焦炭的作用：①提供热量（ C+O2CO2）；②生成CO（C + CO22CO）（4）石灰石的作用：将矿石中的二氧化硅变为炉渣。（5）生产产物：生铁（具有较多杂质）（6）高炉气体的主要成分：N2、CO、CO2等；五、金属冶炼和金属资源的保护1.铁生锈的条件：铁与水、氧气同时接触发生反应2.防止铁生锈的原理：隔绝空气（或氧气）和水3.常见的防锈措施：①保持铁制品表面洁净、干燥；②表面覆盖一层保护膜：如刷油漆、涂油、烧制搪瓷、烤蓝、镀耐腐蚀的金属如铬等；③改变内部结构，制成耐腐蚀的合金，如不锈钢。4.保护金属资源的原因：矿物的储量有限，且不能再生。5.保护金属资源的途径：①防止金属的腐蚀；②回收利用废旧金属；③有计划、合理的开采矿物，严禁乱采滥挖；④寻找金属的代用品；