資源簡介

一、金屬
(1)金屬在常溫下，除汞是液態外，
一般都是固態。
非金屬在常溫，除溴是液態外，
一般都是氣態或固態
。
(2)大多數金屬為銀白色或灰色；金（Au）呈
金黃色
,
銅（Cu）為紫紅色。
(3)金屬一定能導電、導熱，但能導電導熱的單質不一定
是金屬。如非金屬石墨也能導電，也能導熱。
(4)大自然中金屬之最：
地殼中含量最多的金屬元素——
鋁
人體中含量最高的金屬元素──鈣
目前世界年產量最高的金屬——鐵
導電、導熱性最好的金屬──銀
硬度最高的金屬──
鉻
熔點最高的金屬──鎢
熔點最低的金屬──汞
常見金屬材料
1.合金：把一種金屬跟其他一種或幾種金屬(或非金屬)一起熔合而成的具有金屬特性的物質。
2.合金往往比純金屬具有更好的性能。
記憶合金
一些特定成分的合金(如鎳鈦合金),在外力作用下會發生變形，當把外力去掉后，在一定的溫度條件下，能恢復原來的形狀。這種合金具有百萬次以上的回復功能，人們形象地稱之為“記憶合金”。
記憶合金在航空、軍事、工業、農業、醫療等領域有著重要的用途，從而使得金屬的應用丈向前跨進了一步。例如，在做牙齒矯形時，人們就是利用記憶合金在一定溫度下做成矯形弓絲，矯形弓絲為了恢復原來的形狀，便對牙齒施力，于是牙齒在記憶合金的作用下變得整齊好看。而用記憶合金制作的眼鏡架，如圖所示，則具有良好的彈性、強度和抗拉性能。
金屬的污染和回收利用
1、廢金屬的種類
冶金工業、金屬加工業和日常生活中丟棄的金屬碎屑、碎塊，銹蝕和報廢的金屬物品。
2、廢金屬的危害
重金屬污染是指由重金屬或其化合物造成的環境污染，主要由采礦、廢氣排放、污水灌溉和使用重金屬制品等人為因素所致。
重金屬污染主要來源于工業污染，其次是交通污染和生活垃圾污染。工業污染大多通過廢渣、廢水、廢氣排入環境，并在人體和動植物體內富集，從而對環境和人的健康造成很大的危害。例如，當汞進入人體后，會直接沉入肝臟，對大腦、神經、視力的破壞極大;鎘可在人體的腎臟中積蓄，引起泌尿系統的功能變化;鉛一旦進入人體就很難排除，能直接傷害人的腦細胞，特別是胎兒的神經系統，可造成先天智力低下....
根據金屬的密度把金屬分成重金屬和輕金屬，常把密度大于5g/cm3的金屬稱為重金屬，如：金、銀、銅、鉛、鋅、鎳、鈷、鉻、汞、鎘等大約45種。
對人體危害最大的有5種如鉛、汞、鉻、砷、鎘等。
重金屬對人體的傷害常見的有：
鉛：傷害人的腦細胞，致癌致突變等。
汞：食入后直接沉入肝臟，對大腦神精視力破壞及大。天然水每升水中含0.01毫克，就會強烈中毒。
鉻：會造成四肢麻木，精神異常。砷：會使皮膚色素沉著，導致異常角質化。
鎘：導致高血壓，引起心腦血管疾病；破壞骨鈣，引起腎功能失調。
防治金屬污染方法
垃圾進行分類回收、分類回收各種廢棄的金屬材料、使用無鉛汽油、廢舊電池不能任意丟棄、工業廢水和廢渣不能任意排放和堆放。
四、金屬與氧氣的反應
將1根鎂帶、1根銅絲同時在酒精燈的外焰上加熱，如圖2-12
所示，哪根金屬會在空氣中燃燒？
鎂帶。不燃燒的那根金屬冷卻后表面的顏色發生了什么變化？銅絲表面變成黑色。
金屬鋁活潑，常溫與氧氣接觸，表面會生成一層致密的氧化鋁保護膜，它能阻止金屬鋁繼續被空氣氧化。
五、金屬與酸的反應
Mg＋H
2SO4
=MgSO4＋H2↑
Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑
將鋁片放入盛有稀鹽酸的試管中，觀察并記錄現象：開始反應不明顯，過一會反應變得劇烈，放出大量氣泡，最后又變慢。
試分析其原因:
（1）開始反應不明顯,氧化鋁保護膜破壞Al2O3+6HCl==2AlCl3+3H2O
（2）反應生成氣泡變得劇烈，且放熱升溫，使速度變快
2Al+6HCl=2AlCl3
+3H2↑
（3）最后鹽酸濃度變小，反應又變慢。
金屬與鹽反應
應用：濕法煉銅
例1、如圖所示的四個圖象，分別對應四種過程，其中正確的是（???
）
A.①分別向等質量Mg和Cu中加入足量等質量、等濃度的稀硫酸
B.②分別向等質量且足量的Zn中加入等質量、不同濃度的稀硫酸
C.③分別向等質量且足量的Mg和
Zn中加入等質量、等濃度的稀硫酸
D.④分別向等質量的Mg和Zn中同時定量加入等質量、等濃度的稀硫酸
例2、鈦(Ti)是一種具有優良性能的金屬，興趣小組要探究Ti、Mg、Cu的活動性順序，在相同溫度下，取大小相同的三種金屬薄片，分別放入等質量等濃度的足量稀鹽酸中，觀察現象如下：
分組
Ti
Mg
Cu
現象
氣泡速度緩慢
氣泡速度快
無明顯現象
則下列說法不正確的是(???
)
三種金屬的活動性由強到弱的順序為Mg、Ti、Cu???
銅粉中混有鈦粉，可用稀鹽酸除去鈦
C.將鎂條放入硫酸銅溶液中，反應后溶液質量減少???
D.利用銅粉可以置換出可溶性鈦鹽溶液中的鈦
例3、今年5月，吳王夫差劍重返蘇州。吳王夫差劍為春秋末期制造的青銅劍，時隔2
500年，雖表面有一層藍色薄銹，但仍寒光逼人，刃鋒極鋒利，堪稱削鐵如泥，吹毛斷發。
仔細閱讀上面文字，完成下面問題：
（1）青銅是金屬材料中的________，其主要成分是________(填化學式)。
（2）從文中信息可以看出，青銅具有____的特點。
A.強度高
B.可塑性好
C.耐腐蝕
D.易加工
（3）吳王夫差劍表面的藍色薄銹，其主要成分為堿式碳酸銅[化學式：Cu2(OH)2CO3]，這層藍色薄銹形成的可能原因是________。
例4、合金是重要的金屬材料。
（1）下列物品所使用的主要材料屬于合金的是（?
）
A.青花瓷瓶
B.橡膠充氣艇
C.不銹鋼鍋
（2）生鐵是常用的合金，生鐵屬于________（填“純凈物”或“混合物”）。
（3）黃銅是銅鋅合金，將純銅片和黃銅片互相刻畫（如圖所示），純銅片上留下明顯的劃痕，說明________。
例5、小敏研究影響鋅與鹽酸反應快慢的因素。
序號
鹽酸溶液濃度
2分鐘內產生氫氣的體積
1
5%
10mL
2
15%
28mL
（1）圖甲中A、B儀器可以組裝一套測量氣體體積的裝置，利用該裝置時A中的______管接c。
（2）他選用2克完全相同的鋅片分別和同體積5%、15%的稀鹽酸進行實驗。獲得表格數據。由此推斷實驗是通過______________________________________來體現反應快慢的。
（3）小敏分析數據得到如下結論：鋅與鹽酸反應快慢與鹽酸濃度有關，鹽酸濃度越大反應越快。其他同學認為結論不可靠，他們的依據是：________________________
。
（4）實驗中小敏發現鋅與鹽酸反應時，一開始產生氫氣速度并沒有隨鹽酸濃度的減少而減慢，查閱資料得知化學反應中往往伴隨著能量變化。由此作出猜想：鋅與鹽酸反應快慢還與_________有關。
例6、從廢鋁鍋上剪下6g鋁片（表面被氧化，且含有不與酸反應的雜質）放在燒杯中，將100g稀鹽酸分5次加入燒杯中，測得燒杯中物質的質量變化如下表所示，求：
第1次
第2次
第3次
第4次
第5次
加鹽酸的質量/g
20
20
20
20
20
燒杯中的質量/g
26
46
65.9
85.8
105.8
（1）第5次加入稀鹽酸時，燒杯中溶質是________（填化學式）。
（2）在右圖中畫出生成H2的質量與所加稀鹽酸的質量關系。
（3）所加稀鹽酸的容質質量分數。
（4）己被氧化的鋁占未被氧化前鋁片的質量分數。
1.等質量的X、Y兩種金屬分別和足量的同體積、同濃度的鹽酸反應，產生氣體的質量與時間的關系如圖所示，下列說法中不正確的是（???
）
A.t1時，產生氣體的質量：X＞Y?????????B.t2時，消耗金屬的質量：X＞Y
C.t3時，消耗金屬的質量：X＝Y?????????D.t3時，消耗鹽酸的質量：X＝Y
2.在托盤天平的兩邊各放一只等質量的燒杯，兩燒杯中分別注入相同質量、相同質量分數的稀硫酸，天平平衡。同時向左右燒杯中分別投入等質量的鋅粒、鎂條（如下圖所示），充分反應后，發現鋅粒和鎂條均無剩余，則天平指針（???
）
A.一直向左偏???
?B.一直向右偏????
C.先向右偏，后向左偏????D.先向左偏，后向右偏
3.某同學用細尼龍線將三根大小相同的鐵釘，分別固定在下圖所示的三個液面高度相同的裝置中，放置幾天后觀察現象，下列表述中正確的是(???
)
A.裝置Ⅰ、Ⅱ中的鐵釘銹蝕了??????B.裝置Ⅲ中的鐵釘幾乎沒銹蝕
C.裝置Ⅰ的鐵釘這一側的液面下降????D.裝置Ⅱ的鐵釘這一側的液面上升
4.下列有關金屬材料的說法正確的是（
???）
A.赤鐵礦石是一種重要的金屬材料
B.只有水就可以鑒別出Na、Hg、Ag
C.“真金不怕火煉”說明金是熔點最高的金屬
D.北京奧運金牌是由純銀鍍金制成的，所以這種材料是銀金合金
5.]近年我省多地紛紛開展文明城市創建工作，垃圾分類回收是其中一項重要舉措，我區街頭垃圾桶如圖所示，回答下列問題：
（1）圖中標示的物質中，屬于金屬材料的是________（寫出1種）
（2）塑料礦泉水瓶應放入________（填“可回收”或“不可回收”）筒中．
（3）內筒鋁合金具有密度小，硬度大，具有一定的抗腐蝕等特性。但需要恰當使用，如鋁與稀鹽酸易反應：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑，該反應屬于化學反應基本類型中的________。
6.
每到冬天，市場上便有一種“熱寶”出售，它是一個裝有化學藥品的小袋。使用時，撕去它的保護膜貼在身體上，不久便會產生熱量。已知小袋中裝有鐵粉、碳粉和少量氯化鈉。
（1）取小袋內物質，加入稀鹽酸中，發生反應的化學方程式為________。
（2）將袋內物質放在足量O2中燃燒，寫出反應的化學方程式：①________；②________。
7．在錐形瓶中加入80g質量分數為10%的硫酸銅溶液，塞好橡膠塞。將幾根鐵釘用砂紙打磨干凈后在天平上稱得質量為56g，再將盛有硫酸銅溶液的錐形瓶和鐵釘一起放在天平上稱量，記錄所稱得質量m1。將上述鐵釘浸到硫酸銅溶液中，待反應一段時間后溶液顏色改變時，將盛有硫酸銅溶液和錐形瓶放在天平上稱量，記錄所稱的質量為m2。
（1）m1_____m2（填“＞”或“＝”或“＜”）。
（2）錐形瓶的質量為_____（用含m1或m2的代數式表示）。
（3）若硫酸銅反應完全，求此時所得溶液的質量_____（寫出計算結果）。
8.某科學探究小組的同學取來一小塊生鐵（表面有鋁粉涂層）片，用砂紙打磨除凈涂層。為測定此樣品中鐵的質量分數，他們將樣品放入燒杯中，再加入“足量”的稀鹽酸，稱量數據見下表：
請回答下列問題：
（1）在實驗中如何確保所加入的稀鹽酸為“足量”?________。
（2）計算該生鐵樣品中鐵的質量分數（寫出計算步驟，計算結果精確到0.1%）。
（3）按以上測定方法，則以下操作中會使該樣品中鐵的質量分數測定值偏小的是??
?。
A.加入的稀鹽酸不足量
B.換用溶質質量分數更高的鹽酸進行實驗
C.未將樣品表面涂層（已完全氧化）打磨干凈
D.將表面涂層打磨干凈的生鐵樣品磨成粉末
1.某合金由兩種金屬元素組成，取該合金60g投入足量稀硫酸中，反應完全后，測得生成H2?2g，則合金的組成不可能是（　　）
A．Fe與Zn
B．Mg與Cu
C．Zn與Al
D．Al與Fe
2.將4.2克鐵粉和4.0克氧化銅粉末均勻混合，然后一次性投入盛有200克9.8%稀硫酸的大燒杯中。觀察到如下現象，立即出現紅色固體，前階段沒有明顯的氣泡產生，后階段產生大量無色氣泡，充分反應后上層清液呈淺綠色。由此做出下列判斷，其中不合理的是(???
)
A.“立即出現紅色固體”是由于很快發生了如下轉化：CuO→CuSO4→Cu
B.“產生大量無色氣泡”是由于發生了如下反應：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
C.該實驗條件下，硫酸銅比稀硫酸更容易跟鐵粉發生反應
D.在不同濃度的硫酸銅和稀硫酸的混合溶液中投入鐵粉，都是硫酸銅先跟鐵粉反應
3.小科將未經砂布打磨的鋁條放入盛有稀鹽酸的密閉容器中，用傳感器測得容器內溫度和壓強的變化，如下圖所示。下列分析中正確的是(???
)
A.密閉容器反應前后總質量減少
B.50s時，溶液中溶質為AlCl3
C.0~50s，發生的化學反應是：2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
D.100~140s，溫度降低說明反應停止并逐漸冷卻，導致壓強減小
4.人們的日常生活離不開金屬，高科技新材料的開發和應用也需要金屬。
?
（1）根據上圖金屬應用實例推斷，金屬具有的物理性質有（1條）：________
（2）日常使用的金屬材料多數屬于合金，下表列出了一些常見合金的主要成分和性能。
合金
合金的主要性能
主要成分及純金屬的性能
焊錫
熔點183
℃
錫：熔點232
℃；鉛：熔點327
℃
硬鋁
強度和硬度好
鋁、銅、鎂等。硬度小，質軟
不銹鋼
抗腐蝕性好
鐵、鉻、鎳等。純鐵抗腐蝕性能不如不銹鋼
由上表推斷，與組成合金的純金屬相比，合金的優點一般有（填序號多選）________
①強度更低???
②硬度更高???
③熔點更高????
④抗腐蝕性更好
5．探究活動：在室溫條件下進行如圖所示實驗。已知：試管內的鎂條和鐵片表面均被打磨潔凈，且形狀、大小均相同；同時加入兩支試管中的稀鹽酸的質量和質量分數均相等。
（1）該實驗的目的是_____、_____。兩支長頸漏斗中產生的現象的不同之處是_____。
（2）若實驗所用的金屬均過量，則甲裝置中產生的H2比乙裝置中產生的H2質量_____（填“多”、“少”或“相等”）。
6.某科學興趣小組的同學利用壓強傳感器、數據采集器和計算機等數字化實驗設備，測定鋁片與稀鹽酸反應時氣體壓強的變化，實驗結果如圖所示。
（1）開始一段時間氣體壓強幾乎不變，后又急劇上升，其原因是________。
（2）m點時溶液中的溶質有________。
（3）該實驗中鋁片的質量為3克與足量的稀鹽酸充分反應，測得產生氫氣0.3克，求樣品鋁片中單質鋁的質量分數。
參考答案
例1、C
例2、D
例3、（1）合金；Cu、Sn
（2）A,C
（3）銅與空氣中的氧氣、水分、二氧化碳等物質發生反應
例4、（1）C（2）混合物（3）黃銅片的硬度大于純銅片
例5、（1）b；（2）相同時間內產生氣體多少；（3）沒有換用不同濃度鹽酸多次實驗等；?（4）溫度
例6、（1）AlCl3、HCl
（2）解：如圖所示：
（3）解：第3次實驗中，20g稀鹽酸中的氯化氫完全反應，設20g稀鹽酸中氯化氫質量為x。
2Al+
6HCl═2AlCl3+
3H2↑
219
6
x
60g+6g-65.9g
219/
x
=6/（60g+6g?65.9g）
x
=3.65g
稀鹽酸的溶質質量分數為：3.65g/20g×100%=18.25%
（4）解：設樣品中含有Al的質量為y。
2Al+
6HCl═2AlCl3+
3H2↑
54
6
y
0.2g
54/6＝y/0.2g
y
=1.8g
設樣品中含有氧化鋁質量為z。
Al2O3+
6HCl═2AlCl3+3H2O
102
219
z
40g×18.25%
102/z=219/（40g×18.25%）
z=3.4g
3.4g氧化鋁中鋁元素質量為：3.4g×（54/102）×100%=1.8g
雜質的質量=6g-3.4g-1.8g=0.8g
已被氧化的鋁占未被氧化前鋁片的質量分數是：1.8g/（1.8g+1.8g+0.8g）×100%=41%
1.D
2.A
3.B
4.B
5.（1）鐵制外筒(或鋁合金內筒)（2）可回收（3）置換反應
6.
（1）Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑
（2）C＋O2
點燃
CO2；3Fe＋2O2
點燃
Fe3O4
7．＝
m1-136g（或m2-136g）
79.6g
8.（1）繼續滴加稀鹽酸，觀察到不再產生氣泡為止
（2）解：根據質量守恒定律，生成氫氣的質量為（12+32.5+200）-244.1=0.4g
Fe+2HC
l=
FeCl2+
H2↑
56
2
Xg
0.4g
X=11.2g??
Fe%=11.2/12=93.3%
（3）A,C
1.D
2.D
3.D
4.（1）良好導電性、良好導熱性、良好延展性
（2）②④
5．比較鎂、鐵與稀鹽酸反應的劇烈程度
比較相同時間內鎂、鐵與稀鹽酸反應放出熱量的多少
甲裝置長頸漏斗中的液面上升比乙裝置中高（或快）
相等
6.（1）稀鹽酸先與金屬鋁表面的氧化膜反應，沒有氣體產生所以氣體壓強幾乎不變；當氧化膜去除后與金屬鋁反應產生氫氣，氣壓急劇上升。
（2）AlCl3和HCl
（3）設參加反應的金屬鋁的質量為x，
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑；
54?
?
?
?
?
6
x?
?
?
?
?0.3g
解得：x=2.7g；
那么鋁片中單質鋁的質量分數為：90%。
2021-2022學年上學期浙教版科學九年級“培優提高”講義（十）
金屬及金屬材料（1）

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