金属与金属材料.doc

班级 姓名 学号 使用时间：2013年 月 日 计划
专题一 身边的化学物质
1.4金属与金属材料（2013年）
【中考导航仪】
中考说明
①了解金属的物理特性，能区分常见的金属和非金属；
②知道常见的金属与氧气的反应，了解防止金属锈蚀的简单方法；
③了解常见金属的特性及其应用，认识加入其他元素可以改良金属特性的重要性，知道生铁和钢等重要的合金；
④认识金属材料在生产、生活和社会发展中的重要作用；
⑤知道一些常见金属(铁、铝等)矿物；
⑥了解从铁矿石中将铁还原出来的方法；
⑦知道废弃金属对环境的污染，认识回收金属的重要性。
解读考纲
围绕考纲我们应掌握如下要点：
①简述铁、铝、铜等金属单质的物理性质，知道它们的主要用途，正确描述铁、铝、铜的某些化学性质；
②知道生铁和钢等合金成分和机械性能及主要用途，简单了解钢铁生锈条件及防锈方法；
③能用金属活动性顺序表对有关的置换反应进行简单的判断，并能解释日常生活中
的一些现象。
考情回顾
(江西省)
考点
年份
考查方式
金属材料
2012年1题2分单选题
以生活用品图片考查对材料的认识
2011年17⑵题1分填空题
以钨的用途考查钨是性质
金属的化学性质
2012年13题3分选填题
考查验证金属活动性的实验方案
2011年10题2分单选题
以图像形式考查金属和酸的反应
2010年10题2分单选题
以图像形式考查金属和酸的反应
金属矿物与金属冶炼
2012年23题10分计算题
以铁的冶炼考查关于化学方程式的计算
2010年8题2分单选题
考查CO用于冶铁的化学方程式
锈蚀与防护
2012年8题2分单选题
以月饼盒里脱氧剂变质考查铁的氧化物
2011年28题6分实验题
以实验探究考查影响金属锈蚀速率因素
命题预测
金属的化学性质是必考点，以联系实际生活的形式主要考查利用金属活动性顺序解释生产生活中的现象。以单项题及填空题形式考查金属材料性质和用途及化学材料的分类。铁生锈条件的探究及其原理的应用与金属活动性的探究结合是中考命题的一个热点。
【教材放大镜】
知识点一：金属材料(包括 和 )
1、金属的物理性质

共性(大多数)
特性(个例)
用途
色泽
银白色，有金属光泽
铜为 固体，金呈黄色
首饰等装饰品
状态
固体
常温下为液态

导电性
良好
的导电性最好
电线、电缆等
导热性
良好

电饭煲、压力锅等炊具
延展性
良好

金属薄片、金属丝等
韧性
能弯曲

曲别针等
熔点
较高
钨的熔点最高，汞最低
电灯泡里的钨丝
密度
较大
锇的密度最大，锂最小

硬度
较硬
最大
铁锤等
▲物质性质决定用途，但这不是唯一的决定因素。在考虑物质的用途时，还要考虑 、 、
是否美观 、是否便利、等多种因素。

2、合金：
⑴定义：在金属中 某些金属（或 ）形成的具有 特征的物质。
⑵合金与组成它们的金属性质比较（存在差异，体现优异）。
合金比纯金属的颜色鲜艳，硬度比各成分 ，熔点比各成分 ，抗腐蚀性 。
★比较几种常见的合金。
合金
铁的合金
铜合金
焊锡
钛和
钛合金
形状记忆合金
生铁
钢
黄铜
青铜:
成分
含碳量
2%~4.3%
含碳量
0.03%~2%
铜锌
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
钛合金制人造骨

■生铁和钢的比较
铁合金
生铁
钢
含碳质量分数
2%～4.3%
0.03%～2%
含其他元素
硅、锰、硫、磷（少量）
硅、锰（少量）磷、硫（几乎不含）
机械性能
硬而脆、无韧性
坚硬、韧性大、塑性好
机械加工
可铸、不可锻
可铸、可锻、可压延
■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”，可用来制造人造骨等。
⑴熔点高、密度小
优点 ⑵可塑性好、易于加工、机械性能好
⑶抗腐蚀性能好
⑶合金比纯金属具有更 的用途。
知识点二：金属的化学性质
化学性质
实例
现象
金属+O2→金属氧化物
（属于 反应）
① Mg + O2 —
② Fe + O2 —
③ Cu + O2 —
④ Al + O2 —
①发出耀眼白光，生成 色粉末
② 四射，生成　 　色固体
③生成　　 色固体
④缓慢氧化：在空气中形成致密的 薄膜
活泼金属+酸→盐+ H2↑
（属于 反应）
① Zn+ H2SO4 —
② Fe＋ H2SO4—
③ A l+ H2SO4—
①实验室制取H2：冒大量 ，放热
②冒大量 ，放热，溶液由无色变 色
③冒大量 ，放热
金属+盐→新金属+新盐（“前换后，盐可溶”）
① Fe + CuSO4 —

② Cu + AgNO3 —
① “湿法炼铜”原理：银白色固体表面覆
盖 色物质，溶液由 色变 色。
② 红色固体表面覆盖 色物质，
溶液由 色变 色。
【归纳小结】四种基本反应类型
基本类型
定义
表达式
举例（化学方程式）
⑴化合反应

A+B==C

⑵

⑶置换反应

A+BC==AC+B

⑷

【温馨提示】几类常见的置换反应
⑴非金属单质+金属氧化物→金属单质+非金属氧化物：如
⑵金属单质+酸→盐+ H2↑：如
⑶金属单质+盐溶液→新金属+新盐：如
知识点三：金属活动性顺序表及其应用
1、内容：K Ca
2、应用:在金属活动性顺序里：
⑴金属的位置越靠前，它的活动性就越
⑵位于 前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的 （不可用浓硫酸、硝酸）
⑶位于 的金属能把位于 的金属从它们的 中置换出来。（除K、Ca、Na）
【巧学妙记】判断口诀：越在前面越活泼，氢前金属置换氢；金属之间可互换，前换后、盐可溶。
【温馨提示】根据金属活动性顺序可以探究金属的活动性，如Zn、Cu、Ag的金属活动性。解题方法如下：
解题步骤
例如
⑴排序：由强到弱
Zn、Cu、Ag
⑵选择方案

①中间金属单质，两边盐溶液
ZnSO4溶液、Cu、AgNO3溶液
②中间盐溶液，两边金属单质
Zn、CuSO4溶液、Ag
③先与酸反应，再用金属与盐溶液反应
先与稀HCl反应，再用Cu与AgNO3溶液反应
注意：此类题目经常用于考试，一定要掌握！“盐溶液”切记要写上“溶液”两个字！！！

知识点四：金属资源的利用和保护
1、铁的冶炼

冶铁

一氧化碳还原氧化铁
原料
铁矿石、 、石灰石、空气
装置

设备
高炉
原理
在高温下，利用焦炭与氧气反应生成
的 把铁从铁矿石里还原出来。
化学反应
3CO + Fe2O3高温2Fe + 3CO2
现象
红色粉末逐渐变 ，澄清石灰水变 。
实际
应用
在实际生产时，所用的原料或产物一般都含有 ，在计算用料和产量时，应注意杂质问题。
注意
事项
⑴先通CO，再加热；实验完毕，先熄灯，继续通CO至冷却。
⑵尾气处理：烧掉或用气球收集，防止未反应的CO污染空气。
⑶注意与H2、C、CO还原CuO的实验对比
×纯物质质量分数
÷纯物质质量分数
3、化学方程式计算中有关不纯物质的计算（教材P18例题）：
纯净物与含杂质物质的换算关系：含杂质物质的质量 纯净物质的质量
纯净物质量
混合物质量

物质纯度= ×100% =1-杂质的质量分数

★关键：将混合物转化为 物的质量
4、铁的锈蚀
⑴对比三种重要的金属“生锈”的条件：

物理性质
化学性质（“生锈”的条件）
主要成分
特点
铝
银白色，有金属共性
Al在常温下与 反应生成 的 薄膜

的结构，可阻止里层的铝进一步氧化
铜
　 色，有金属共性
Cu在干燥空气中不活泼，潮湿时与　 、　 、　 等共同作用而生成　 色的铜锈

(不填写)
铁
　 色，有金属共性
Fe在潮湿的空气中易与　 、　 等共同作用而生成　 色的铁锈

很 ，不能阻碍里层的铁继续被腐蚀
⑵防止铁制品生锈的措施：
①保持铁制品表面的 、
②表面涂 ：如涂油、刷漆、电镀、烤蓝等
③改变内部结构：如制成合金。
5、金属资源的保护和利用 ①防止金属
保护金属资源的途径： ②回收利用 金属
③合理开采
④寻找金属的 品

【我的疑惑】请你将预习中未能解决的问题和有疑惑的问题写下来，待课堂上与老师和同学一起解决。

【考点新突破】
突破考点一：金属材料
例题1：下列常见材料中，属于金属材料的是（　　）
A、不锈钢 B、玻璃钢 C、大理石 D、“塑料王”聚四氟乙烯
[分析]因为金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称，包括纯金属、合金、金属材料金属间化合物和特种金属材料等，所以可判断那种是金属材料。
[解答]A、是铁的合金，属金属材料，故此选项正确．
B、玻璃钢是复合材料，故此选项错误。
C、是难溶性盐类，故此选项错误。
D、聚四氯乙烯是合成高分子材料，故此选项错误。故选A。
[点评]此题是对金属材料的考查，解决的关键是知道不锈钢的成分，并了解金属材料的范围，属于基础性知识考查题。
突破考点二：金属的化学性质
例题2：等质量的锌、铁与足量的稀硫酸反应，产生氢气的质量m与反应时间t的关系图合理的是 ( )

[分析]解此类题图表题要注意结合化学计算中的量关系，同时还要从图中的下列四个方面来观察：①看起点：即看各曲线的起点与化学量是否相关对应正确。如图A中当时间过了一段，氢气的量仍为0，这一点就不对了；图C和图D中也有部分起点是不对的。这道题比较简单，单从这一点就可以知道答案只有B是正确的。但有时干扰项要多一些。所以，②看变化趋形，即随着时间的推移，氢气的量是逐渐增加的；③看曲线的转折点，氢气的量不可能一直增加，等反应结束后，应该不再变化。再者在这道题里还要注意两点，第一，锌比铁活泼，反应速度快，所需时间短，而等质量的铁与锌与足量酸反应，铁产生的氢气多，所以铁的“平台"要高一点；④最后还要看曲线的终点。比如：氢气的量不可能无限增加，等金属反应完了，就不再会增加了。故选B。
[点评]本题是考查学生掌握金属和酸反应的快慢及金属和酸反应生成氢气的质量多少 及考查学生看图表的能力，使学生掌握金属和酸反应的规律。
突破考点三：铁的冶炼
例题3：钢铁工业是国家工业的基础。铁矿石的冶炼是一个复杂的过程，其中赤铁矿冶炼的主要反应原理是：3CO + Fe2O3高温2Fe + 3CO2。某钢铁厂现要冶炼560吨的铁，理论上需要含氧化铁80%的赤铁矿多少吨？
[分析]根据冶炼铁的反应化学方程式，可确定反应中铁与氧化铁的质量关系，利用这一质量关系，可由冶炼铁的质量求得氧化铁的质量，从而计算出所需赤铁矿石的质量。
解：设理论上需要含有氧化铁80%的赤铁矿的质量为X
3CO + Fe2O3高温2Fe + 3CO2
160 112
X•80% 560t
X=1000t
答：理论上需要含有氧化铁80%的赤铁矿1000吨。（其它合理答案也可给分）
[点评]根据化学方程式的计算，所使用的物质质量均为纯净物的质量，含杂质的物质质量不能直接代入化学方程式进行计算．
突破考点四：金属资源的保护
例题4：乐乐同学是一个热爱劳动、善于观察的学生，在星期天帮助妈妈擦洗玻璃时，发现厨房的钢窗比卧室的钢窗锈蚀严重。请回答：
⑴产生这一现象的原因。
⑵在不拆掉此钢窗的前提下，如何防止钢窗进一步锈蚀？
⑶金属资源储量有限且不能再生，为了保护金属资源，除防止金属的腐蚀外，你还有什么合理的建议（答一点即可）？
[分析]铁在与氧气和水充分接触时容易生锈，水和氧气同时存在是铁生锈的必要条件；如果缺少水或缺少氧气，或者缺少氧气和水，铁就不容易生锈。金属资源属于不可再生资源，回收利用废旧金属具有重要意义。
解：⑴厨房中的水蒸气比卧室中的水蒸气含量高，所以厨房的钢窗比卧室的钢窗锈蚀严重。
⑵可以先将铁锈除掉，在清洁和干燥的钢窗上刷上一层油漆。
⑶可以回收利用废旧金属，有计划、合理地开采矿物，寻找金属的替代品等。
[点评]解答本题要充分理解金属生锈的条件和防止生锈的方法，同时要理解保护资源的社会意义。

【中考练兵场】（总分88，自我测试 分，正确率百分比 %）
1. (2分)下列生活用品用金属材料制作而成的是（　　）

A．

陶瓷杯
B．

不锈钢碗
C．

塑料盆
D．

玻璃茶壶
2. (2分)下列有关金属和金属材料的说法不正确的是（ ）
A．铁有良好的导热性，常用来制作炊具 B．铜的化学性质不活泼，在潮湿的空气中不会生锈
C．废旧电池中汞的回收可减少对环境的污染 D．铝表面易形成致密的氧化膜可阻止铝进一步被氧化
3. (2分)小雯的妈妈买了一条黄金项链，小雯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
4. (2分)下列表示错误的是（　　）
A．银铜铁的金属活动性强弱 B．物质形成溶液的pH

C．据含碳量分为生铁和钢 D．硫及其化合物与化合价的关系

5. (2分)已知某金属M可能是铝、铁、锌中的一种，则下列说法错误的是（ ）
A．若将该金属放入氯化铜溶液中一段时间后，它表面一定会附上红色物质      
B．若将该金属放入氯化铜溶液中一段时间后，溶液质量一定会增加              
C．若将该金属放入稀硫酸中一段时间后，溶液的pH一定增大            
D．若将该金属放入稀硫酸中一段时间后，一定有气泡产生
6. (2分)有等质量的A、B两金属，相对原子质量Ar（A）＜Ar（B），将A放入质量分数为15%的稀硫酸中，B放入质量分数为15%的稀盐酸中，在反应中A、B均为正二价，产生氢气的质量随反应时间变化曲线如右图。下列说法正确的是（ ）
A．产生氢气的速率A＜B
B．反应后A、B一定都有剩余
C．消耗的稀硫酸和稀盐酸质量一定不相等
D．消耗B的质量一定小于A的质量
7. (2分) 如图所示实验，一段时间后，不能观察到的现象是( )

A.甲图中，浸入浓硫酸的火柴梗变黑 B.乙图中，浸入硫酸铜溶液部分的铁丝表面出现红色物质
C.丙图中，铁钉水面处部分生锈 D.丁图中，试纸变蓝色
8. (3分)下列实验方案合理的是（　　）

实验目的
所用试剂或方法
A
除去氧化钙中的碳酸钙
加水溶解、过滤、蒸发
B
测定溶液的酸碱度
紫色石蕊试液
C
软化硬水
煮沸
D
验证镁、铜、银的金属活动性

9. (4分) 废弃的定影液中含有一定量的AgNO3，通过如下步骤可从溶液中回收银，填下图中的空格并回答问题：在第一步中，用铁粉不用铜粉的原因是

10. (4分)我国第四套人民币硬币从1999年开始发行，一元币为钢芯镀镍（Ni），伍角币为钢芯镀铜合金，一角币为铝合金或不锈钢．
⑴铸造以上硬币用到的材料都是　 　（填“合成材料”或“金属材料”）．
⑵选择铸造硬币的材料不需要考虑的因素是　 　（填序号）．
A．金属的导电性 B．金属的耐腐蚀性 C．金属的硬度 D．金属价格与硬币面值的吻合度
⑶以上硬币中涉及到Fe、Cu、Al、Ni（镍），已知镍能够发生如下反应：
Ni+H2SO4═H2↑+NiSO4 Fe+NiCl2═Ni+FeCl2
这两个反应的基本类型都是　 　，四种金属的活动性有强到弱的顺序为　 　（用元素符号表示）．
11. (5分) 将等质量的锌粉和铁粉，分别放入质量相等、溶质质量分数相同的稀硫酸中，生成氢气质量（m）随反应时间（t）的变化曲线如图所示，请回答下列问题．
⑴写出锌与稀硫酸反应的化学方程式　 　．该反应的基本类型为　 　反应；
⑵对于该图象的理解，下列说法正确的是　 　（填序号）．
①A表示锌和稀硫酸的反应曲线
②反应结束后两种金属一定都有剩余
③反应结束后稀硫酸都没有剩余
④反应结束后消耗两种金属的质量相等
⑤反应结束后所得溶液质量相等．
12.（7分）金属在生产和生活中有广泛的应用．
⑴下列金属制品中，利用金属导电性的是　 　（填字母序号）．
A、黄金首饰B、铝蒸锅C、钢导线
⑵铁制品在沙漠地区不易锈蚀的原因是　 　．
⑶工业上用一氧化碳和赤铁矿炼铁反应的化学方程式为　 　．
⑷某厂排放的废水中含有硫酸铜，将废水处理可得到铜和铁红（氧化铁）两种产品．过程如下图所示（废水中的其他物质不参与反应）；

过程①中发生反应的化学方程式为　 　．
A﹣G七种物质中含铁元素的有　 　（填字母代号）．
13.（10分）Ⅰ．铁、铜、镁、锌是几种金属活动性不同的金属，将他们同时放入稀盐酸中，出现了下图表示的情形。请分析它们的表白后填空。

⑴大喊“我快要完蛋”的金属是 ，说“我一点不在乎”的金属是 。
⑵有一种金属坚持不住了，用化学方程式表示原因
Ⅱ．构建知识网络是一种重要的学习方法。右下图是关于铁化学性质的知识网络（“→”表示一种物质转化为另一种物质），其中B是密度最小的气体，C为红色固体单质。请回答下列问题：
⑴A物质的化学式为 。 ⑵B物质的一种用途是 。
⑶反应②还需要的一种反应物是 （填化学式）。
⑷写出反应③的化学方程式，并注明基本反应类型： （ ）。

14.（7分）现有A～G七种物质，已知A是赤铁矿的主要成分，E的浓溶液稀释时会放出大量的热，
G溶液为蓝色，它们之间存在如右图所示的转化关系：
⑴写出下列物质的化学式：D： F：
⑵在反应①②③中，属于置换反应的是 （填序号）。
⑶工业上常利用反应①的原理来炼铁，写出反应①的化学方程式
。
⑷写出物质A与E的稀溶液发生反应的化学方程式
。

15.（6分）铝制品在日常生活中应用广泛，但铝制品却不宜长时间盛放腌制食品。资料显示：“铝制品表面虽然有一层致密的氧化膜保护……氯化钠也会破坏氧化膜的结构，加速铝制品的腐蚀。”
【提出问题】氯化钠溶液中的哪一种离子对氧化膜产生了破坏作用？
【实验方案】

实验1
实验2
实验3
方 案

现 象
A中铝片表面有红色固体析出；
B中铝片无明显现象．
现象： 　 　
与A中的现象相同
结 论
溶液中对氧化膜产生了破坏作用的离子可能是　 　．
除去表面氧化膜的铝片会与CuSO4溶液反应．该反应的化学方程式　 　．
验证了实验1的结论．
【反思】针对实验3，莹莹认为还应增做一个对比实验，她的方案是向B试管中再加入Na2SO4溶液，结构无明显现象。
该实验可这么溶液中对氧化膜不产生破坏作用的离子是⑤ 。

16.（8分）暖宝宝是一种防寒用品，如图所示．暖宝宝中的主要成分有哪些？发热的原因是什么？
⑴小明探究：暖宝宝中的主要成分是什么？剪开内包装袋，倒出其中的粉末，发现呈黑色．
【提出猜想】该黑色粉末可能含有炭粉、铁粉、二氧化锰、氧化铜、
四氧化三铁中的一种或几种．
【初步验证】将磁铁靠近黑色粉末，部分被吸引．
【查阅资料】四氧化三铁具有磁性，能被磁铁吸引．
【得出结论】该黑色粉末可能含有　 　．
【进行实验】

实验操作
实验现象
①
取黑色粉末加足量稀硫酸
固体部分溶解，有气泡产生，溶液无蓝色
②
取实验①的残渣灼烧，将内壁涂有
澄清石灰水的小烧杯罩在上方
澄清石灰水变浑浊
由实验①可知，该黑色粉末肯定含　 　，
肯定不含　 　．
写出实验①的化学反应方程式　 　．
由实验②可知，该黑色粉末肯定含　 　．
⑵小明思考：暖宝宝为什么会发热？
【查阅资料】暖宝宝中的铁粉在空气中发生了缓慢氧化，进而放出热量．由此可见，人们可以利用化学反应放出的能量，请再举一例：　 　．
⑶人们利用化学反应还可以　 　．

17.（10分）某兴趣小组对生锈废铁锅中铁的含量进行了测定。生锈的铁锅中除Fe、Fe2O3外，还含有碳、硅、锰等元素（除Fe、Fe2O3以外的物质都不与稀硫酸反应）。兴趣小组的同学称取33g废铁锅片放入特制容器中，缓慢加入39.2%的稀硫酸，直到反应完全（假设硫酸先与表面的铁锈发生反应），实验数据如图所示。
⑴从化学元素与人体健康的角度考虑，我们应选用铁锅还是铝锅 ，为什么 。
⑵废铁锅片中铁单质的质量分数为 。（结果保留到0.1%）
⑶所得溶液中所含溶质的化学式为 ，计算溶液中硫酸铁的质量。（要求写出计算过程）

18.（10分）为测定某赤铁矿石中氧化铁的质量分数，小龙和他的同学用足量的一氧化碳与10g赤铁矿石样品充分反应（杂质不参与反应），并将生成的气体用一定量的氢氧化钠溶液完全吸收，该溶液总质量与反应时间的变化关系如图．
⑴上述反应产生二氧化碳的质量为　 　g；
⑵计算该赤铁矿石中氧化铁的质量分数；
⑶若上述反应后剩余固体质量为m克，写出计算该赤铁矿石中氧化铁质量分数的表达式：　 　（用m表示）．

【知识网络图】
金属材料
代表物
铁
冶炼
原料
原理
设备
制成不锈钢
防锈措施
分类
成分
合金
纯金属
性能
通性
化性
与O2反应
与酸反应
与盐反应
涂油、刷漆
电镀、烤蓝
金属活动性顺序

请按下表整理，与同学们交流
单质
性质
用途
制取
物理性质
化学性质
氮气

(不填写)
氧气

实验室：
工业：
氢气

实验室：
碳

(不填写)
金属
(共性)

(不填写)
铁

冶铁：
【我的收获】通过本节课的复习，你有什么新的收获？(请总结你认为最重要的三点收获)
1.
2.
3.
【问题反思】通过本节课的复习，你还有哪些疑问？
1.
2.
3.
【错题整理】请将易错题处理如下：“分析错因→重新审题→写出解题过程→总结知识点→获得启示”

★ 教学反思

- 9 -