1、.專 題 四金 屬 和 金 屬 礦 物知識結構形成 一種金屬與某些金屬或非金屬熔合在一起而形成的具有 金屬特性 的物質ïyï性質合金 í強度和硬度比其組成金屬 高熔點比其組成金屬 低ïìï種類 鐵合金 鋁合金 銅合金 鈦合金等ïïïî用途金屬 ïìïìï材料 íï共性 常溫下 多數(shù)金屬為 銀白色 固體 密度較大 熔點較高ï有良好的 導熱性 導電性 延展性 機械加工性能物理性質 ïïï&#

2、239;ïïï及用途ïïï îï純金屬 íí特性 銅呈 紫紅 色 金呈 黃 色 汞為液體ï用途 由金屬本身的性質 價格 資源 是否美觀 使用是否便利î是否便于回收和環(huán)保等因素決定ïïïï化學性質 金 íï與氧氣反應與稀鹽酸 稀硫酸反應 置換反應 與金屬的鹽溶液反應屬 ïï與 ïî金屬活動性順序及其應用屬 ïìï金屬礦石 以單質形態(tài)存在 金礦 銀礦礦

3、 ïï以化合物形態(tài)存在 鐵礦石 銅礦石 鋁礦石等礦石的存在形式與 金屬活動性有關物 ïïï鐵的冶煉ïî金屬資源的 ï利用和保護 íï原料 鐵礦石 焦炭 石灰石 空氣高溫原理 利用一氧化碳把鐵從鐵礦石里復原出來 化學方程式為鐵生銹的條件 與 氧氣 和 水 同時接觸ï防止金屬銹蝕的措施 保持金屬外表潔凈 干燥 在金屬外表涂一層保護膜ïï金屬的銹蝕與防護 í刷漆 烤藍 電鍍等 改變金屬內(nèi)部結構 如制成不銹鋼等ïï保護金屬資源的途徑 防止金屬腐

4、蝕 回收利用金屬 有計劃 合理地開采金屬礦物 尋找金ïïîî屬代用品等考點一 金屬材料 金屬的化學性質ìï考點清單鐵在純氧中可劇烈燃燒ï金屬 酸 鹽 氫氣 置換反應ïï點燃ïïï與 的反應 í鐵在潮濕空氣中易生銹ïï 鐵銹的主要成分是ïï與 反應 íïïî鐵在枯燥空氣中性質穩(wěn)定ï點燃 üï ïïý 化合反應ïï

5、;îï þ說明 鋁在 空 氣 中 與 氧 氣 反 應 生 成 一 層 致 密 的 氧 化 鋁 薄 膜 使鋁的抗腐蝕性比鐵強金屬 鹽 新金屬 新鹽 置換反應金屬 金屬活動性順序中 位于前面的金屬 除外 可把后面的金屬從它的鹽溶液中置換出來 后面的不能置換前面 的 如 可與 溶液反響而 與 不能反應鹽 必須是可溶性鹽 鹽假設不溶于水 那么不能反應 如 可與 溶 液 發(fā) 生 置 換 反 應但 與 不能反應專題四 金屬和金屬礦物 金屬活動性順序及其應用常見金屬活動性順序金屬活動性逐漸減弱金屬活動性順序的應用在金屬活動性順序中 金屬的位置越靠前 它的活動性就越強 金屬的位置

6、越靠后 它的穩(wěn)定性就越強 在金屬活動性順序中 位于氫前面的金屬能置換出鹽酸稀硫酸中的氫 不可用濃硫酸 位于氫后面的金屬不 與 酸 發(fā) 生置換反應在金屬活動性順序中 位于前面的金屬 除 外 能把位于后面的金屬從它的鹽溶液中置換出來 前換 后 后 面 的不能置換前面的 此條不考慮氫前 氫后將多種金屬放入同一種金屬的鹽溶液或將一種金屬放入多種金屬的鹽的混合溶液時 反響除遵守 前換后 原那么外 還同 時遵循 遠間隔 先置換 的規(guī)律如 將鐵和銅同時 放 入 硝 酸 銀 溶 液 中 鐵 先 發(fā) 生 置 換 反 應 將鐵同時放入硝酸 銅 和 硝 酸 銀 的 混 合 溶 液 中 鐵 先 與 硝 酸 銀 溶 液

7、發(fā)生置換反應 后與硝酸銅溶液發(fā)生置換反應注意 等 金 屬 的 活 動 性 較 強 不 能 與 鹽 溶 液 發(fā) 生置換反應濃硫酸具有氧化性 不能與金屬發(fā)生置換反應鐵與酸或鹽溶液發(fā)生置換反應 只能生成 價的亞鐵鹽 不能生成 價的鐵鹽例 河南， 分 金屬活動性順序在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 和科學研究中有重要應用鋁比較活潑 為什么鋁制品卻有很好的抗腐蝕性能 農(nóng)業(yè)上不 能 用 鐵 制 容 器 配 制 波 爾 多 液 含 硫 酸 銅 請用化學方程式解釋探 究 實 驗 分 別 將 不 同 量 的 鋅 粉 加 入 到 一 定 量 的 混 合 溶 液 中 充 分 反 應 后 過 濾以下是不同情況下對固體或濾液成分的探究 假

8、設向所得固體 上 滴 鹽 酸 有 氣 泡 產(chǎn) 生 那么 該 固 體 含 有 的 金屬為 猜想 濾液中溶質為 請分 析該猜測不合理的原因 解析 鋁的活動性較強 常溫下可與空氣中的氧氣發(fā) 生反應 在外表生成一層致密的氧化鋁薄膜 阻止鋁的進一步氧化 因此鋁制品具有很好的抗腐蝕性能 波爾多液中含有硫 酸銅 鐵會與硫酸銅發(fā)生置換反應 生成硫酸亞鐵和銅 因 此 不考點二 金屬資源的利用和保護 鐵的冶煉 實驗室模擬煉鐵實驗高溫 高溫原理 或現(xiàn)象 假設用氧化鐵 那么紅棕色粉末變成黑色 澄清石灰水 變渾濁 尾氣燃燒呈藍色火焰步驟 先通 后加熱 反 應 完 畢 后 先 停 止 加 熱 直 到 裝置冷卻后再停頓通實

9、驗裝置實驗注意事項 實驗開場先通一氧化碳排盡玻璃管中 的空氣 以免加熱時發(fā)生爆炸實驗完畢時先 停 止 加 熱 繼 續(xù) 通 入 一 氧 化 碳 至 溫 度 降 低 到室溫 防止生成的鐵在高溫時被氧化 同時防止石灰水進入灼熱的玻璃管內(nèi)尾氣處理 一氧化碳有毒 實驗裝置中必須有尾氣處理裝 置 一般采用以下 兩 種 方 法 點 燃 和 收 集 另 外 還 可 以 直 接 將導管轉向酒精燈 既可防止 污染空氣 又能充分利用尾氣燃 燒放出的熱量 節(jié)約能源酒精燈加網(wǎng)罩 目的是集中火焰進步火焰溫度 鐵銹蝕條件的探究條件鐵在枯燥的 空氣中鐵全部 在水中鐵與空氣和 水同時接觸鐵與水和氧 氣同時接觸裝置生銹程度不生銹

10、不生銹生銹生銹嚴重結論鐵生銹的主要條 件 是 與 水 和 氧 氣 同 時 接 觸 且 氧 氣 的 濃 度越大 越易生銹鐵銹蝕條件 鐵與氧氣和水 或水蒸氣 同時接觸ï能用鐵制容器配制波爾多液 將鋅粉加入到混合溶液中 ï í因為鎂比鋅活潑 因此硝酸鎂不與鋅發(fā)生反應 那么能與鹽酸反應 ïî鐵制品隔絕空氣 如 涂上一層保護膜ïï 刷油漆 涂凡士林 烤藍等產(chǎn)生氣泡的物質一定是鋅 此時混合溶液中的硝酸銀 硝酸銅均已反應 完 全 因 此 固 體 中 含 有 的 金 屬 是 鋅 銀 銅 三 種 根 據(jù) 遠間隔 先置換 原那么可知 鋅先與硝酸

11、銀發(fā)生反應 當濾液中含 有硝酸銀時 一定也有硝酸銅 因此猜測不合理 答案 鋁與氧 氣 反 應 表 面 生 成 致 密 的 氧 化 鋁 薄 膜 能阻止鋁的進一步氧化或鋅 銅 銀防銹的方法 í鐵制品隔絕水 如 外表保持枯燥等ï改變鐵制品的內(nèi)部結構 制成合金 如 制成ï î不銹鋼等例 湖南婁底， 分 金 屬 材 料 在 生 產(chǎn) 生 活 中 起著重要作用鋁 可 制 成 電 線 主 要 是 利 用 其 有 良 好 的 延 展 性 和 性金 屬 生 銹 是 世 界 面 臨 的 難 題 鐵 生 銹 實 際 上 是 鐵 與濾液中有 時 一 定 也 有 因 為 先 與 共

12、同作用的結果反響后與 反應 或 濾 液 中 無 時 也一定沒有 因為 與 反響生成 而 能 與 反應防止金屬腐蝕是保護金屬資源 的 有 效 途 徑 之 一 請 再 寫出一條有效途徑 解析 鋁可制成電線 主要是利用其良好的延展性和 導電性 鐵生銹實際上是鐵與空氣中的氧氣和 水 共 同 作 用的結果 防止金屬腐蝕 回收和利用廢金 屬 尋 找 金 屬 的 代 替品等都是保護金屬資源的有效途徑 答案 導電 空氣中的氧氣和水 回收利用 廢金屬等 答案不唯一易混易錯一、金屬與酸、鹽的反響規(guī)律及反響前后溶液質量的變化三、金屬與混合鹽溶液反響后濾渣、濾液成分的判斷將鐵粉不斷加入 硝 酸 銅 硝 酸 銀 硝 酸

13、 鋅 的 混 合 溶 液 中 由 于鋅比鐵活潑 根據(jù)金屬與鹽溶液的反響規(guī)律可知 鐵不與硝酸 鋅發(fā)生反應 因此濾液中一定含有硝酸鋅 濾渣中一定不含金屬 鋅 根據(jù) 遠間隔 先置換 規(guī)律可知 鐵首先與硝酸銀溶液發(fā)生反 應 與硝酸銀反響完全后 假設鐵粉有剩余 鐵才與硝酸銅發(fā) 生 反 應 最終剩余物的成分與參加鐵粉的量有關 詳細分析如下鐵粉的量 持續(xù)參加濾渣成分濾液成分注意 的 金 屬 活 動 性 很 強 不 能 與 鹽 溶 液 發(fā) 生 置 換反應二、影響金屬與酸反響速率的因素例 上海， 分 在 硝 酸 銀 硝 酸 銅 的 混 合 溶 液 中 加 入 一 定 量 鋅 粉 反 應 停 止 后 過 濾 濾

14、液 仍 為 藍 色 有 關 判 斷 正 確 的 是濾渣中一定有銀 沒有銅和鋅 濾渣中一定有銀和鋅 可能有銅 濾液中一定有硝酸鋅 硝酸銅 硝酸銀 濾液中一定有硝酸鋅 硝酸銅 可能有硝酸銀 解析 鋅粉加入 的混合溶液中 鋅先 和 反應 再和 反應 反響后過濾 濾液仍為藍色 說明濾液中含有 那么鋅無剩余 濾渣中一定有 可能含 有 濾 液 中 一 定 有 可 能 含 有 答案 錯因透視 不 能 根 據(jù) 濾 液 仍 為 藍 色 判 斷 出 反 應 的 情 況 而 錯選。方法一 金屬活動性強弱的探究 兩種金屬 、 的活動性強弱探究將其中一 種 金 屬 插 入 另 一 種 金 屬 的 鹽 溶 液 中 觀 察

15、 實 驗趣小組設計了如下圖的四個實驗 其中不必進展的實驗是現(xiàn)象方案 將 插入 溶液中 方案 將 插入 溶液中 三種金屬 、 的活動性強弱探究對給出金屬按活動性排序變中間或變兩邊 兩金一鹽 或 兩鹽一金 方案 將 分別插入 溶液中方案 將 分別插入 溶液中 多種金屬的活動性強弱探究 利用酸區(qū)分氫前金屬和氫后金屬 利用兩種或三種金屬的活動性強弱探究方法進展探究例 為驗證 三種金屬的活動性強弱 某化學興 解析 中 實 驗 說 明 為 氫 前 金 屬 中 實 驗 說 明 為氫后金屬 中實驗說明活動性 因此三種金屬的活動 性順序為 故不需進行 中實驗 答案 變式訓練 下 列 可 用 于 驗 證 三 種

16、金 屬 的 活 動 性順序的一組藥品是溶液溶液專題四 金屬和金屬礦物溶液該圖像表示足量等濃度的稀鹽酸中分別加入鎂 鋁 鋅和鐵溶液溶液的質量與產(chǎn)生氫氣質量的關系答案 解析可以與溶液反應不與溶液反圖像類型三橫坐標表示酸的質量 縱坐標表示氫氣的質量應 證明 比 活潑 但無法判斷 的活動性 故 項錯誤均不 能 置 換 出 溶 液 中 的故 比 均 活 潑 但無法比較 的活動性強弱 故 項錯誤 能置換出 溶液中的 但 不能置換出 溶液中的 因此 可得出三種金屬的活動性順序為 故 項正確既 不能置換出 溶液中的 也不能置換出 溶液中的 故 最不活潑 但 無 法 比 較 的 活 動 性 強 弱 故 項錯誤方

17、法二 對金屬與酸反響產(chǎn)生氫氣的圖像的分析圖像類型一橫坐標表示反響時間 縱坐標表示氫氣質量 等質量氫圖該圖像表示等質 量 的 鎂 鋁 鋅 鐵 中 分 別 加 入 等 濃 度 的 稀 鹽酸時 酸的質量與生成氫氣質量的關系方法三 金 屬 與 酸 反 應 時，天 平 指 針 偏 轉 問 題 的 解 題方法在天平兩邊的托盤上分別放一只燒杯 調節(jié)天平至平衡 然 后分別加 入 等 量 的 不 同 金 屬 和 等 量 的 同 種 酸 天 平 指 針 偏 轉 情況可表示產(chǎn)生氫氣的快慢 金屬活動性越強 斜率越大 產(chǎn) 生氫氣越快產(chǎn)生等質量氫氣的情況 足量的金屬與等質量 等濃度的同種酸反應酸足量 投放的 金 屬 與

18、酸 反 應 產(chǎn) 生 氫 氣 的 質 量 恰 好 完 全 相同 如將 鎂 鋁 鋅 鐵分別投入足量的鹽 酸中 充分反響后產(chǎn)生的氫氣均為 等質不等價金屬圖該圖像表示等質 量 的 種 金 屬 分 別 與 足 量 稀 鹽 酸 反 應 時 氫氣質量與反響時間的關系越先出現(xiàn)拐點 表示反響速率越快 金屬的活動性越強 平臺 越高 表示產(chǎn)生的氫氣越多產(chǎn)生氫氣越多 金屬的相對原子質量越小 鋁的 看成圖像類型二橫坐標表示金屬質量 縱坐標表示氫氣質量天平指針首先偏向放出氫氣較慢的一側 即金屬活動性 較弱的一側天平指針最終偏轉情況 假設放出氫氣的質量相同 天平最終平衡 假設放出氫氣的 質 量 不 同 天 平 指 針 最 終 偏 向 放 出 氫 氣 較少的一側例 在托盤天平的兩邊各放一只燒杯 調節(jié)天平至平衡 向兩燒杯中分別注入足量的等質量 等濃度的稀硫酸 然后同時 向左 右兩盤的燒杯中分別放入等質量的鎂粉和鋁粉 反響過程 中天平指針出現(xiàn)的現(xiàn)象是始終偏向右 先偏向左 后偏向右 始終平衡先偏向右 后偏向左 解析 鎂比鋁 活 潑 因 此 開 始 時 鎂 與 稀 硫 酸 反 應 產(chǎn) 生 氫 氣的速率較快 指針向右偏轉 等質量的金屬完全反響后 鋁 產(chǎn)