第九單元金屬eq\a\vs4\al(,,)1．請以鐵(Fe)為中心，按照思路盤點并規范書寫化學方程式。①__3Fe＋2O2eq\o(=,\s\up7(點燃))Fe3O4__②__Fe__＋H2SO4=FeSO4＋__H2↑__、__Fe＋__2HCl=FeCl2＋__H2↑__③__Fe＋__CuSO4=FeSO4＋__Cu__④__Fe2O3＋__6HCl=2FeCl3＋__3H2O__、__Fe2O3__＋3H2SO4=Fe2(SO4)3＋__3H2O__⑤__3CO＋__Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe__＋3CO2__2．請以銅(Cu)為中心，按思路盤點并規范書寫化學方程式。①__Cu＋2AgNO3=Cu(NO3)2＋2Ag__②__2Cu＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2CuO__③__CO＋CuOeq\o(=,\s\up7(△))Cu＋CO2__④__CuO＋H2SO4=CuSO4＋H2O__⑤__Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu__⑥__2NaOH＋CuSO4=Cu(OH)2↓＋Na2SO4__金屬材料1．純金屬(1)物理共性及特性①共性：常溫下，大多數金屬都是固體，有金屬光澤、有優良的__導電__性、__導熱__性和__延展__性，密度較大，熔點較高。②特性：大多數金屬呈銀白色，但銅呈__紫紅__色，金呈黃色；常溫下絕大多數金屬是固體，而汞卻是液態；不同金屬的密度、沸點、熔點和硬度等都不相同。(2)金屬之最①人類最早使用的金屬是銅②目前世界上年產量最高的金屬是__鐵__③地殼中含量最多的金屬元素是__鋁__④人體中含量最多的金屬元素是__鈣__⑤熔點最低的金屬是__汞__⑥熔點最高的金屬是鎢⑦導電性最好的金屬是銀2．合金概念在金屬中加熱熔化某些金屬或非金屬，形成的具有金屬特性的物質性能一般比組成它的純金屬的熔點__低__，硬度__大__，機械性能好常見的合金生鐵和鋼(其區別在于__含碳量__不同)，鋁合金、鈦合金等1．常溫下所有金屬都是固體。(×)2．金屬都具有銀白色金屬光澤。(×)3．燈泡里的燈絲用鎢制主要是因為鎢的導電性好。(×)(由用途推性質)1．用銅作導線。性質：__導電__性。2．用鐵制炊具。性質：__導熱__性。3．用鋁制鋁箔。性質：__延展__性。1．合金中一定含有金屬，沒有非金屬。(×)2．合金中各元素均以單質存在。(√)3．金屬氧化物屬于合金。(×)4．純銅的硬度大于黃銅的硬度。(×)金屬的化學性質1．與氧氣反應(1)規律：金屬＋氧氣→金屬氧化物。(2)常見金屬與氧氣反應的比較。反應條件金屬現象化學方程式常溫下能反應鎂打磨過的鎂在空氣中表面逐漸變暗2Mg+O22MgO

鋁打磨過的鋁在空氣中表面逐漸變暗4Al+3O22Al2O3

點燃或加熱時反應鐵在氧氣中點燃后能劇烈燃燒,火星四射,生成黑色固體,放出大量的熱

3Fe+2O2Fe3O4

銅在空氣中加熱時,表面會生成黑色物質

2Cu+O22CuO

高溫不反應金即使在高溫條件下,也不與氧氣反應2.與稀鹽酸、稀硫酸反應(1)規律：金屬＋酸→鹽＋氫氣。(2)反應發生的條件：排在金屬活動性順序中氫前的金屬與稀酸發生反應。,(3)反應現象及化學方程式。金屬現象反應的化學方程式(稀鹽酸/稀硫酸)反應類型鎂劇烈反應,產生大量氣泡,溶液仍為無色Mg+2HCl=MgCl2+H2↑、

Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑

置換反應鋅反應比較劇烈,產生大量氣泡,溶液仍為無色Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑、

Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑

鐵反應緩慢,有氣泡生成,溶液顏色由無色逐漸變為淺綠色

Fe+2HCl=FeCl2+H2↑、

Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑

銅無現象(不反應)3.與金屬鹽溶液反應(1)規律：金屬＋鹽→新鹽＋新金屬。(2)反應發生的條件。①必須是活潑金屬置換不活潑金屬(K、Ca、Na除外)。②反應中的鹽必須溶于水。(3)常見金屬與鹽的反應。反應物現象化學方程式反應類型鐵與硫酸銅溶液鐵絲表面覆蓋一層紫紅色的物質,溶液由藍色逐漸變為淺綠色

Fe+CuSO4=Cu+FeSO4置換反應鋁與硫酸銅溶液鋁絲表面覆蓋一層紫紅色的物質,溶液由藍色逐漸變為無色

2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu銅與硝酸銀溶液銅絲表面覆蓋一層銀白色的物質,溶液由無色逐漸變為藍色

Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag1．由于鎂燃燒時發出耀眼的白光，所以可以用鎂制作照明彈或煙花。2．“真金不怕火煉”是指金的化學性質不活潑，即在高溫下也不與氧氣反應，利用此性質可以用灼燒的方法鑒別黃銅與黃金。1．鐵與稀鹽酸反應生成FeCl3。(×)2．FeCl2溶液呈黃色。(×)3．稀鹽酸與未打磨的鋁片反應，剛開始不會產生氣泡。(√)4．金屬與稀硫酸溶液發生置換反應，溶液質量一定增加。(√)K、Ca、Na的金屬活動性很強，與鹽溶液接觸時，會先和溶液中的水發生劇烈反應生成相應的氫氧化物，生成物再與該鹽溶液反應，所以K、Ca、Na不能將鹽溶液中的金屬置換出來。為什么波爾多液不能存放在鐵桶中？提示：波爾多液主要成分是硫酸銅和氫氧化鈣，鐵和硫酸銅會發生置換反應。鐵與稀鹽酸和稀硫酸反應生成的鐵的化合物中，鐵的化合價為＋2價。含有Fe2＋的FeSO4溶液和FeCl2溶液為淺綠色。金屬活動性順序1．金屬活動性順序2．意義在金屬活動性順序里：(1)金屬的位置越靠前，它的活動性越強。(2)位于__氫__前面的金屬能置換出酸中的__氫__。(3)__位于前面__的金屬能把__位于后面__的金屬從它們的鹽溶液里置換出來(K、Ca、Na除外)。3．應用1．金屬活動性順序表中位置越靠前越容易冶煉。(×)2．CuCl2可以用金屬銅與稀鹽酸反應制得。(×)3．金屬與酸和鹽溶液的置換反應遵循“氫前可換氫”“前金換后金”的規律。(√)金屬資源的利用和保護1.金屬資源在自然界中的存在形式地球上的金屬資源主要存在于地殼和海洋中。除少數很不活潑的金屬，如金、銀等以單質的形式存在，其他金屬都是以化合物的形式存在。2．常見金屬礦石及其主要成分礦石種類鐵礦石鋁礦石銅礦石磁鐵礦赤鐵礦鋁土礦孔雀石黃銅礦主要成分Fe3O4Fe2O3Al2O3Cu2(OH)2CO3CuFeS23.一氧化碳還原氧化鐵的實驗探究(見【實驗突破·深挖掘】)4．金屬的銹蝕與防護(1)鋼鐵銹蝕的原因鐵制品的銹蝕過程，實際上是鐵與空氣中的__氧氣__和__水__等發生化學反應的過程。(2)鐵生銹條件的探究(見【實驗突破·深挖掘】)(3)除銹的方法鐵銹一般用酸(常用稀鹽酸或稀硫酸)除去：稀鹽酸除銹的化學方程式為__Fe2O3＋6HCl=2FeCl3＋3H2O__稀硫酸除銹的化學方程式為__Fe2O3＋3H2SO4=Fe2(SO4)3＋3H2O__(4)防止鐵生銹的方法①原理：隔絕空氣(或氧氣)和水。(5)金屬資源的保護和利用①保護金屬資源的重要性：金屬資源是有限的，廢舊金屬的隨意丟棄，不僅會造成資源浪費，還會造成環境污染。②保護金屬資源的有效途徑：防止金屬銹蝕；廢舊金屬回收利用；有計劃、合理地開采礦物，嚴禁亂采濫挖；尋找金屬的代用品。1．鐵銹的主要成分是氧化鐵(Fe2O3)，顏色為紅色，具有疏松多孔的結構，易吸水，所以鐵制品表面的銹如果不及時除去，會加快生銹的速度。2．高溫時或在鹽水環境中，鐵生銹的速度會加快。用過的菜刀或炒完菜的鐵鍋上的水沒擦干凈，過一晚上會生銹，就是這個緣故。金屬活動性順序及其應用類型1設計實驗驗證金屬活動性順序【典例1】(2020·樂山中考)某同學參加實驗操作考試，為驗證鎂、鋅、銅三種金屬的活動性順序，他設計了以下四種實驗方案，其中能達到目的的是(D)A．將鎂片、鋅片分別放入Cu(NO3)2溶液中B．將鋅片、銅片分別放入Mg(NO3)2溶液中C．將鎂片分別放入Zn(NO3)2溶液、Cu(NO3)2溶液中D．將鎂片、鋅片、銅片分別放入稀鹽酸中判斷下列說法是否正確。E．濾渣中只含有Ag時，濾液一定呈藍色(√)F．濾渣中含有Cu和Ag時，濾液一定呈無色(×)G．濾渣中含有Zn時，濾液中的溶質只有Zn(NO3)2(√)H．濾渣中含有Cu時，濾液中的溶質一定沒有AgNO3(√)設計實驗驗證金屬活動性的方法(1)兩種金屬的驗證①能否與酸反應或反應劇烈程度；②將一種金屬放入另一種金屬的鹽溶液，看能否置換。(2)三種金屬的驗證驗證三種金屬的活動性順序常采用“中間開花”的方法。具體方法如下：①“兩金夾一鹽”：選用三種金屬中活動性位于兩端的金屬，以及活動性介于兩種金屬之間金屬的溶液作為試劑。根據兩種金屬單質與鹽溶液反應的情況判斷。②“兩鹽夾一金”：選用三種金屬中活動性位于中間的金屬，以及另外兩種金屬的鹽溶液作為試劑。根據金屬分別與另外兩種鹽溶液反應的情況判斷。類型2反應后濾液、濾渣成分的判斷【典例2】(2020·濟寧中考)向AgNO3、Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量的鋅粉，充分反應，過濾。下面對反應結果的判斷，不正確的是(D)A．若反應后溶液為藍色，濾渣中一定不含有ZnB．若反應后溶液為藍色，濾渣中一定含有Ag，可能含有CuC．若反應后溶液為無色，濾渣中一定含有Ag和CuD．若反應后溶液為無色，濾渣中一定不含有Zn(1)一種金屬與多種金屬的鹽溶液反應和多種金屬與一種金屬的鹽溶液反應時按照優先反應原則(即活動性順序表中“遠距離先發生”規律)進行判斷。如本題Zn先與AgNO3溶液反應，再與Cu(NO3)2溶液反應。(2)反應后濾渣、濾液成分的分析(以本題為例)：金屬與酸反應的坐標曲線題【典例3】等質量的Zn、Al粉末分別與足量稀鹽酸進行反應，生成H2的質量與反應時間的關系如圖所示，下列說法中正確的是(A)A.曲線a表示的是AlB．放出H2質量：Zn＞AlC．產生H2速率：Zn＞AlD．產物中金屬元素的化合價都是＋2活潑金屬與鹽酸(或稀硫酸)反應的坐標圖像分析1．足量金屬與等量的酸反應圖像曲線解讀①酸等量(酸不足)、金屬足量，生成氫氣質量相等②反應時間越短，說明產生氫氣的速度越快，化學性質越活潑，活動性：Mg＞Al＞Zn＞Fe，即曲線越陡，金屬活動性越強，Mg最先被消耗完③酸反應結束前同一時間，產生氫氣的質量：Mg＞Al＞Zn＞Fe2．等質量的不同金屬(金屬不足)與足量的酸反應圖像曲線解讀①完全反應，產生氫氣的質量：Al＞Mg＞Fe＞Zn②同一時間，產生氫氣的質量：Mg＞Al＞Zn＞Fe③金屬完全反應所用時間越短，說明產生氫氣的速度越快，越活潑④曲線越陡，活動性越強：Mg＞Al＞Zn＞Fe⑤只有當橫坐標是時間，縱坐標是氫氣的質量時，曲線越陡相應金屬越活潑當橫坐標為酸的質量，縱坐標是氫氣的質量時，曲線斜率相同，拐點不同，最終生成氫氣的質量和上圖中的①結論一致。因此，此圖也可以理解為往等質量的金屬中逐滴加入酸，直到過量。當酸不足時，產生的氫氣由酸的質量決定，即產生的氫氣相等；當酸足量時，金屬的相對原子質量與金屬在生成的鹽中的化合價的比值越小，生成的氫氣質量越多(注意，此圖與反應速率無關，無法鑒別金屬活動性)一氧化碳還原氧化鐵的實驗探究1．實驗原理在高溫條件下，用還原劑CO將鐵從鐵礦石中還原出來。發生反應的化學方程式為__3CO＋Fe2O3eq\o(=,\s\up7(高溫))2Fe＋3CO2__。2．實驗裝置注意：涉及CO的實驗時要注意兩個方面的問題：一要考慮其毒性(要有尾氣處理)，二是要考慮其可燃性(防止點燃或加熱時發生爆炸)。3．實驗步驟及操作目的(1)連接儀器并檢查裝置氣密性，裝入藥品。(2)先通入CO，再點燃酒精噴燈給硬質玻璃管加熱，目的是__排盡裝置中的空氣，防止CO和空氣混合受熱爆炸__。(3)加熱氧化鐵，當固體由紅色變成黑色停止加熱。(4)繼續通入一氧化碳，待裝置冷卻至室溫后停止通入CO，目的是__防止澄清石灰水倒吸、防止生成的鐵在高溫下重新被氧化__。4．實驗現象玻璃管中的紅棕色固體變為__黑色__；試管內澄清石灰水__變渾濁__；導管口產生__藍色火焰__。5．注意事項(1)實驗裝置中用到澄清石灰水，作用是__檢驗二氧化碳__，從而證明一氧化碳和氧化鐵發生反應。(2)在澄清石灰水裝置后加點燃的酒精燈的目的是__點燃未反應的一氧化碳，防止造成空氣污染__。6．實驗改進(1)裝置創新——微型裝置該裝置與傳統裝置相比，具有的優點是__節約藥品、操作簡便(合理即可)__。(2)尾氣處理裝置的改進①改進原因：由于澄清石灰水不能將生成的二氧化碳完全吸收，所以排出的氣體是__一氧化碳和二氧化碳__的混合物，可能無法點燃。②改進思路方案1：通過一個密閉容器(如氣球)將實驗尾氣收集起來(如圖1)；也可用足量的NaOH溶液吸收二氧化碳，再將一氧化碳收集(如圖2)。方案2：將未反應的CO通到酒精噴燈處燃燒，為反應提供熱量(如圖3)，該設計的優點是__節約能源(合理即可)__。【典例1】(2020·邵陽中考)如圖是實驗室模擬工業煉鐵的實驗裝置圖，下列說法不正確的是(C)A．B處玻璃管內發生的化學反應是氧化還原反應，還原劑是COB．在點燃酒精噴燈前，應先通入CO氣體排盡裝置中的空氣C．該實驗可以觀察到B處固體從黑色逐漸變成紅色D．該模擬實驗缺少尾氣處理裝置，會污染空氣(1)實驗中盛澄清石灰水的試管中可觀察到的現象是__澄清石灰水變渾濁__；(2)停止加熱后，繼續通入氣體，目的是__防止生成的鐵被氧化__；(3)從環保角度考慮，請寫出一種尾氣處理方法__用氣球收集或用酒精燈點燃__。(4)證明生成黑色物質為鐵的方法是__用磁體吸引，或取反應后所得的黑色固體滴加稀鹽酸__。(2021·廣安中考)利用如圖所示實驗裝置模擬工業煉鐵。下列說法正確的是(C)A．反應前后Fe元素的化合價由＋2價變為0價B．充分加熱，a處固體由黑色變為紅色C．b處可以用澄清石灰水檢驗生成的CO2D．可用水吸收尾氣中的CO鐵生銹條件的探究1．實驗原理：鐵與空氣中的__氧氣__、__水__發生化學反應。2．實驗探究(控制變量法)編號實驗 1實驗2實驗3實驗裝置控制變量與__空氣__、__水__同時接觸只與__水__接觸只與__空氣__接觸實驗現象鐵釘__生銹__，a處較b處更嚴重鐵釘__不生銹__鐵釘__不生銹__實驗結論對比實驗1和2可得出鐵釘生銹需要__氧氣__