初中化学专题金属和金属材料知识点.doc

中考化学专题三 金属和金属材料
[考点梳理]
考点一、金属材料
（有色金属：通常是指除黑色金属以外的其他金属。
黑色金属：通常指铁、锰、铬及它们的合金。
纯金属
一）、纯金属材料：纯金属（90多种）
重金属：如铜、锌、铅等
有色金属
轻金属：如钠、镁、铝等
（二）、合金（几千种）：由一种金属跟其他一种或几种金属（或金属与非金属）一起熔合而成的具有金属特性的物质。

1. 金属材料包括纯金属和合金两类。金属属于金属材料，但金属材料不一定是纯金属，也可能是合金。
2. 合金可能是金属与金属组成，也可能是金属与非金属组成。金属材料中使用比较广泛的是合金。
合金的优点：（1）熔点高、密度小；（2）可塑性好、易于加工、机械性能好；（3）抗腐蚀性能好；

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

下面是黄铜和铜片，焊锡和锡，铝合金和铝线的有关性质比较：
性质比较
铜
锡
铝
黄铜
铜
焊锡
锡
铝合金
铝
光泽与颜色
黄色
有光泽
紫红色
有光泽
深灰色
金属光泽
银白色
有光泽
银白色
有光泽
银白色
有光泽
硬度
比铜大
坚韧
硬度大
质软
坚硬
质软
熔点
比铜低
较高
比锡低
较低
比铝低
较高

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。钛合金的优点：① 熔点高、密度小；② 可塑性好、易于加工、机械性能好；③ 抗腐蚀性能好
钛镍合金具有“记忆”能力，可记住某个特定温度下的形状，只要复回这个温度，就会恢复到这个温度下的形状，又被称为“记忆金属”。此外，钛还可制取超导材料，美国生产的超导材料中的90%是用钛铌合金制造的。

3. 注意：（1）合金是金属与金属或金属与非金属的混合物。
（2）合金的很多性能与组成它们的纯金属不同，使合金更容易适于不同的用途。
（3）日常使用的金属材料，大多数为合金。
（4）金属在熔合了其它金属和非金属后，不仅组成上发生了变化，其内部组成结构也发生了改变，从而引起性质的变化。
4. 2.合金的形成条件：其中任一金属的熔点不能高于另一金属的沸点（当两种金属形成合金时）。
5. 青铜是人类历史上使用最早的合金；生铁和钢是人类利用最广泛的合金．
6. 合金都属于混合物。

考点2金属的物理性质
（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
（4）密度和硬度较大，熔沸点较高。
注：金属的物理性质是只所有金属都有的共同性质，而不是指某一金属的特有性质。

考点3 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

考点4金属与氧气的反应
金属
条件
反应方程式
现象
Mg
常温下（在空气中
2Mg＋O2 =2MgO
银白色镁条在空气中表面逐渐变暗，生成白色固体。
点燃时（在空气中或在氧气中）
点燃
2Mg＋O2 ======2MgO
剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成一种白色固体。
Al
常温下（在空气中）
4Al+3O2 =2Al2O3
银白色的表面逐渐变暗，生成一层致密的薄膜。
点燃时（在氧气中）
点燃
4Al+3O2 ====2Al2O3
剧烈燃烧，放出大量的热和耀眼的白光，生成白色固体。
Fe
常温下，干燥的空气

常温下，在潮湿的空气中
铁与空气中的氧气和水共同作用下会生成暗红色疏松的物质——铁锈（Fe2O3·H2O）
在氧气中点燃
点燃
3Fe＋2O2 ======Fe3O4
剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成一种黑色固体。
Cu
常温下，干燥的空气

加热时
△
2Cu＋O2 =====2CuO
铜丝表面逐渐变为黑色
在潮湿的空气中
2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2(OH)2CO3
铜表面生成一层绿色物质
Au、Ag
即使在高温下也不与氧气反应“真金不怕火炼”。
结论：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。Mg、Al等在常温下就能与氧气反应；Fe、Cu等在常温下几乎不能单独与氧气反应，但在点燃或加热的情况下可以发生反应；Au、Ag等在高温时也不与氧气反应。

考点5金属与酸的反应
金属
现象
反应的化学方程式
稀盐酸
稀硫酸
稀盐酸
稀硫酸
镁
剧烈反应，产生大量气泡，溶液仍为无色，试管壁发热，生成的气体能够燃烧并且产生淡蓝色火焰。
Mg＋2HCl =MgCl2＋H2

Mg＋H2SO4=MgSO4＋H2
锌
反应比较剧烈，产生大量气泡，溶液仍为无色，试管壁发热，生成的气体能够燃烧并且产生淡蓝色火焰。
Zn＋2HCl =ZnCl2＋H2
Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2
铁
反应缓慢，有气泡产生，溶液由无色逐渐变为浅绿色，生成气体能够燃烧并且产生淡蓝色火焰。
Fe＋2HCl =FeCl2＋H2
Fe＋H2SO4 =FeSO4＋H2

铜
不反应

结论：Mg、Zn、Fe的金属活动性比铜强，它们能置换出稀硫酸或稀盐酸中的氢。

考点6属与化合物溶液的反应
实验操作
现象
反应的化学方程式
质量变化
应用
铁丝浸入硫酸铜溶液中
浸入溶液的铁钉表面覆盖一层紫红色的物质，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色
Fe＋CuSO4= Cu＋FeSO4
金属质量增加，溶液质量减少
不能用铁制品放硫酸铜溶液（或农药波尔多液）
铝丝浸入硫酸铜溶液中
浸入溶液的铝丝表面覆盖一层紫红色的物质，溶液由蓝色逐渐变为无色
2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu
金属质量增加，溶液质量减少

铜丝浸入硝酸银溶液中
浸入溶液的铜丝表面覆盖一层银白色的物质，溶液由无色逐渐变为蓝色
Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag

金属质量增加，溶液质量减少

铜丝浸入硫酸铝溶液中

结论：1.以上四种金属的活动性由强到弱的顺序为：Al>Fe>Cu>Ag
2.活泼性强的金属能把活泼性弱的金属从其化合物溶液中置换出来。
注意：1.此类反应一定在溶液中进行，不溶于水的化合物一般不与金属反应。
2. K、Ca、Na活动性非常强，但不能用它们置换化合物中的金属，因为它们能同溶液中的水剧烈反应。
考点 7 置换反应
置换反应：由一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质与化合物的反应叫做置换反应。
考点8 金属活动性顺序
四、常见金属活动性顺序：

1、常见金属的活动性顺序：
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag Pt Au
金属活动性由强逐渐减弱
2、意义：①H代表酸中的氢元素；②金属的位置越靠前，它的活动性就越强；③在金属活动性顺序里，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）；④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）
3、应用：①用于判断金属是否与酸发生置换反应；②用于判断金属与酸发生化学反应的剧烈程度；③用于判断金属与盐能否发生置换反应。
注意：
1、金属与盐的反应必须在“盐溶液”中进行，否则不能反应，如：Cu可以与AgNO3溶液反应置换出Ag，但不能与AgCl反应。
2、也可根据反应是否发生及反应剧烈程度来判断金属的活动性强弱。
3、K、Ca、Na三种金属的活动性太强，除与酸反应外，还能与水在常温下发生置换反应（如2Na+2H2O=2NaOH+H2↑），其余金属则不能

考点9矿石
1. 金属资源的存在方式：地球上的金属资源广泛存在于地壳和海洋中，大多数金属化合物性质较活泼，所以它们以化合物的形式存在；只有少数金属化学性质很不活泼，如金、银等以单质形式存在。
2. 矿石：工业上把能提炼金属的矿物叫矿石。
3. 常见矿石名称与其主要成分：
名称
赤铁矿
黄铁矿
菱铁矿
磁铁矿
铝土矿
黄铜矿
辉铜矿
主要成分
Fe2O3
FeS2
FeCO3
Fe3O4
Al2O3
CuFeS2
Cu2S

考点10一氧化碳还原氧化铁
1、炼铁的基本原理是：在高温条件下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。3CO + Fe2O3高温2Fe + 3CO2
2、炼铁的原料：铁矿石［常见的铁矿石有磁铁矿（主要成分是Fe3O4）和赤铁矿（主要成分是Fe2O3）］、焦炭、石灰石和空气，主要设备是高炉。

(1)仪器：铁架台（2个）、硬质玻璃管、单孔橡皮赛（2个）、酒精灯、试管、酒精喷灯、双孔橡皮赛、导气管。
(2)药品：氧化铁粉末、澄清石灰水、一氧化碳气体
（3）装置图：

（4）步骤：①检验装置的气密性；②装入药品并固定；③向玻璃管内通入一氧化碳气体；④给氧化铁加热；
⑤停止加热；⑥停止通入一氧化碳。
（5）现象：红色粉末逐渐变成黑色，澄清石灰水变浑浊，尾气燃烧产生蓝色火焰。
高温 点燃
（6）化学方程式：3CO+Fe2O3====2Fe+3CO2 2CO+O2=====2CO2 Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
（7）注意事项：与CO还原氧化铜的实验操作顺序一样，即先通入CO再加热，实验完毕，停止加热，继续通入CO至试管冷却。
②、实验主要现象：红色粉末变为黑色时，澄清的石灰水变浑浊，尾气点燃产生淡蓝色火焰。
③实验注意事项：先能后点，先撤后停。

（8）尾气处理：因CO有毒，不能随意排放在空气中，处理的原则是将CO燃烧掉转化为无毒的CO2或收集备用。
考点11工业炼铁
（1）原理：在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的还原剂（CO）将铁从铁矿石里还原出来。
（2）原料：铁矿石、焦炭、石灰石和空气
（3）主要设备：高炉
（4）冶炼过程中发生的化学反应：
点燃 点燃 高温
C+O2====CO2 CO2+ C=====2CO 3CO+Fe2O3====2Fe+3CO2
高温 高温
CaCO3=====CaO+CO2↑ CaO+SiO2=====CaSiO3
注意：石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅转变为炉渣。
铁的锈蚀
（1）铁生锈的条件是：铁与O2、水接触（铁锈的主要成分：Fe2O3·xH2O）
（2）防止铁制品生锈的措施：
①保持铁制品表面的清洁、干燥
②表面涂保护膜：如涂油、刷漆、电镀、烤蓝等
③制成不锈钢
（3）铁锈很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气反应，因此铁制品可以全部被锈蚀。因而铁锈应及时除去。
（4）铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化，因此，铝具有很好的抗腐蚀性能。
注意：
1、铜生铜绿的条件：铜与O2、水、CO2接触。铜绿的化学式：Cu2(OH)2CO3）。
（1） 铁生锈的条件是：铁与O2、水接触。
铁锈的主要成分是氧化铁Fe2O3（红棕色）
（铜生铜绿的条件：铜与O2、水、CO2接触。铜绿的化学式：Cu2(OH)2CO3）
（2）防止铁制品生锈的措施：
①保持铁制品表面的清洁、干燥
②表面涂保护膜：如涂油、刷漆、电镀等
③制成不锈钢

考点16 金属资源的保护和利用
1、金属资源的保护：①防止金属腐蚀；②回收利用废旧金属；③合理开采矿物；④寻找金属的代用。
2、金属回收再利用的意义：①防止污染环境；②节约能源；③节约资源。

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