資源簡(jiǎn)介

(共39張PPT)
專(zhuān)題6　
金屬與金屬材料
命題分析
課標(biāo)要求 1.知道金屬具有一些共同的物理性質(zhì)(知道)
2.知道大多數(shù)金屬在自然界中是以金屬礦物形式存在的，體會(huì)化學(xué)方法在金屬冶煉中的重要性(認(rèn)識(shí))
3.知道在金屬中加入其他元素形成合金可以改變金屬材料的性能(知道)
4.了解金屬、金屬材料在生產(chǎn)生活和社會(huì)發(fā)展中的重要作用(了解)
5.以鐵生銹為例，了解防止金屬腐蝕的常用方法；了解廢棄金屬對(duì)環(huán)境的影響及金屬回收再利用的價(jià)值(了解)
6.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究等活動(dòng)認(rèn)識(shí)常見(jiàn)金屬的主要化學(xué)性質(zhì)及金屬活動(dòng)性順序(認(rèn)識(shí))
課標(biāo)要求 7.能運(yùn)用研究物質(zhì)性質(zhì)的一般思路與方法，從物質(zhì)類(lèi)別的視角，依據(jù)金屬活動(dòng)性順序，初步預(yù)測(cè)常見(jiàn)的金屬的主要性質(zhì)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，分析、解釋有關(guān)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，進(jìn)行證據(jù)推理，得出合理結(jié)論(應(yīng)用)
8.能基于真實(shí)問(wèn)題情境，依據(jù)常見(jiàn)物質(zhì)的性質(zhì)，初步分析和解決相關(guān)的綜合問(wèn)題；能基于物質(zhì)的性質(zhì)和用途，從辯證的角度，初步分析和評(píng)價(jià)物質(zhì)的實(shí)際應(yīng)用，對(duì)金屬材料使用與金屬資源開(kāi)發(fā)等社會(huì)性科學(xué)議題展開(kāi)討論，積極參與相關(guān)的綜合實(shí)踐活動(dòng)(應(yīng)用)
福建省近五年命題分析 2023 2022 2021 2020 2019
高頻考點(diǎn) 金屬材料及其性質(zhì) 第9題，3分 第17題，3分 第1題，3分 第9題，3分 第10題，3分 第6題，3分 第6題，3分 第15題，10分
金屬資源的利用和保護(hù) 第17題，2分 第12題，8分 第14題，8分 第14題，6分
記憶導(dǎo)圖
(1)共性 有金屬光澤、延展性、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性
(2)特性 ①鐵、鋁等大多數(shù)金屬都呈　 　色，但銅呈　 　色，
金呈　 　色；
②鐵、鋁、銅等大多數(shù)金屬都是固體，但汞卻是　 　體；
③不同金屬的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、密度、熔點(diǎn)、硬度等物理性質(zhì)差別也較大
　液　
　黃　
　紫紅　
　銀白　
考點(diǎn)梳理
考點(diǎn)1　金屬材料
1.金屬材料包括純金屬以及它們的合金。
2.常見(jiàn)金屬的共性與特性(物理性質(zhì))
(3)金屬 之最 ①地殼中含量最高的金屬元素——鋁；
②人體中含量最高的金屬元素——鈣；
③目前世界年產(chǎn)量最高的金屬——鐵；
④導(dǎo)電、導(dǎo)熱性最好的金屬——銀；
⑤硬度最高的金屬——鉻；
⑥熔點(diǎn)最高的金屬——鎢；
⑦熔點(diǎn)最低的金屬——汞；
⑧密度最大的金屬——鋨；
⑨密度最小的金屬——鋰
(1)定義 在金屬中加熱熔合某些金屬或非金屬，就可以制得具有金屬特征的合金
(2)鐵合金 生鐵和鋼是鐵合金，生鐵的含碳量為　 　，
鋼的含碳量為_(kāi)______________　 　　 　
(3)合金與純金屬的比較 合金的強(qiáng)度和硬度一般比組成它們的純金屬更　 　，抗腐蝕性能等也更________　 　
　好　
　高　
　0.03%~2%　
　2%~4.3%　
3.合金
易失分點(diǎn)　合金是混合物，不一定全部由金屬組成，如生鐵和鋼中都含碳元素。
金屬 現(xiàn)象 金屬與氧氣反應(yīng)的化學(xué)方程式
(1)鎂 劇烈燃燒，發(fā)出　 　，放出大量熱，生成　 　色固體
(2)鋁 在常溫下能與氧氣反應(yīng)，生成一層致密的氧化鋁(Al2O3)薄膜
(3)鐵 劇烈燃燒，　 　，放出大量的熱，生成　 　色固體
(4)銅 試管內(nèi)的固體由紫紅色變成 色
　4Al＋3O2=== 2Al2O3 　
黑
　黑　
　火星四射　
　白　
　耀眼白光　
考點(diǎn)2　金屬的化學(xué)性質(zhì)
1.金屬與氧氣的反應(yīng)
2Mg＋O2 2MgO
3Fe＋2O2 Fe3O4
2Cu＋O2 2CuO
易失分點(diǎn)　
　　并不是金屬的金屬活動(dòng)性越強(qiáng)，越易銹蝕，如鋁比鐵的金屬活動(dòng)性強(qiáng)，但鋁卻不易銹蝕，因?yàn)殇X在空氣中與氧氣反應(yīng)，其表面生成一層致密的氧化鋁（Al2O3）薄膜，從而阻止鋁進(jìn)一步氧化。因此，鋁具有很好的抗腐蝕性能。
金屬 現(xiàn)象 金屬與稀鹽酸/稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式
(1)鎂 反應(yīng)劇烈，產(chǎn)生大量氣泡 　 　
　 　
(2)鋁 反應(yīng)較劇烈，產(chǎn)生氣泡 　 　
　 　
(3)鋅 反應(yīng)較劇烈，產(chǎn)生許多氣泡 　 　
　 　
(4)鐵 反應(yīng)較緩慢，有氣泡產(chǎn)生，溶液由 色變成 色 　 　
　 　
(5)銅 無(wú)明顯現(xiàn)象 ——
　Fe＋H2SO4=== FeSO4＋H2↑　
　Fe＋2HCl === FeCl2＋H2↑、　
　Zn＋H2SO4=== ZnSO4＋H2↑　
　Zn＋2HCl === ZnCl2＋H2↑、　
　2Al＋3H2SO4=== Al2(SO4)3＋3H2↑　
　2Al＋6HCl === 2AlCl3＋3H2↑、　
　Mg＋H2SO4 === MgSO4＋H2↑　
　Mg＋2HCl === MgCl2＋H2↑、　
淺綠
無(wú)
2.金屬與酸的反應(yīng)
規(guī)律：金屬＋酸→鹽＋氫氣(屬于置換反應(yīng))。
易失分點(diǎn)　
①鐵與稀鹽酸、稀硫酸反應(yīng)，生成亞鐵鹽。
②等質(zhì)量的金屬與足量酸反應(yīng)，生成氫氣的質(zhì)量與金屬元素的化合價(jià)成正比、與金屬的相對(duì)原子質(zhì)量成反比；金屬活動(dòng)性越強(qiáng)，反應(yīng)越劇烈。如等質(zhì)量的金屬甲、乙與酸反應(yīng)情況如圖所示，若圖中甲、乙形成的化合物中元素的化合價(jià)相同，則甲的金屬活動(dòng)性比乙弱，甲的相對(duì)原子質(zhì)量比乙小。
實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 反應(yīng)的化學(xué)方程式
(1)鐵絲浸入硫酸銅溶液中 鐵絲表面覆蓋一層 　 　色的物質(zhì)，溶液由　 　色逐 漸變成　 　色 　 　
(2)鋁絲浸入硫酸銅溶液中 鋁絲表面覆蓋一層 　色的物質(zhì)， 溶液由　 　色逐 漸變成　 　色 　 　
　2Al＋3CuSO4=== 3Cu＋Al2(SO4)3　
　Fe＋CuSO4=== Cu＋FeSO4　
　無(wú)　
　藍(lán)　
紫紅　
　淺綠　
　藍(lán)　
　紫紅　
3.金屬與鹽溶液的反應(yīng)
規(guī)律：前換后，鹽要溶，鉀鈣鈉除外，屬于置換反應(yīng)。
實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 反應(yīng)的化學(xué)方程式
(3)銅絲浸入硝酸銀溶液中 銅絲表面覆蓋一層 　 　色的物質(zhì)，溶液由　 　色逐 漸變成　 　色 　 　
(4)銅絲浸入硫酸鋁溶液中 無(wú)明顯現(xiàn)象 ——
　Cu＋2AgNO3=== 2Ag＋Cu(NO3)2　
　藍(lán)　
　無(wú)　
　銀白　
考點(diǎn)3　金屬活動(dòng)性順序及其應(yīng)用
1.金屬活動(dòng)性順序
2.金屬活動(dòng)性順序的應(yīng)用
金屬活動(dòng)性順序的應(yīng)用 反應(yīng)發(fā)生的條件
(1)金屬＋酸→鹽＋氫氣 ①在金屬活動(dòng)性順序里，位于氫前面的金屬能置換出鹽酸、稀硫酸中的氫；
②酸通常指稀硫酸或鹽酸，不能是濃硫酸或硝酸，因?yàn)闈饬蛩峄蛳跛峋哂袕?qiáng)氧化性，反應(yīng)后不是生成H2，而是生成H2O
金屬活動(dòng)性順序的應(yīng)用 反應(yīng)發(fā)生的條件
(2)金屬＋鹽→新鹽＋新金屬 ①將一種金屬放入另一種金屬的鹽溶液中，在金屬活動(dòng)性順序里，位于前面的金屬能把位于后面的金屬?gòu)乃鼈兓衔锏娜芤豪镏脫Q出來(lái)；
②將同一種金屬放入幾種金屬的鹽溶液的混合液中，在金屬活動(dòng)性順序里，金屬活動(dòng)性越弱的金屬越先從混合液里置換出來(lái)；
③將幾種金屬放入同一種金屬的鹽溶液中，在金屬活動(dòng)性順序里，金屬活動(dòng)性越強(qiáng)的金屬越先與鹽溶液反應(yīng)；
④一般不選用K、Ca、Na與其他金屬的鹽溶液反應(yīng)，因?yàn)檫@些金屬會(huì)先與鹽溶液中的水反應(yīng)生成堿，不能把其他金屬?gòu)柠}溶液里置換出來(lái)。
易失分點(diǎn)　
判斷金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱的方法：
①根據(jù)金屬與氧氣反應(yīng)的劇烈程度或能否反應(yīng)來(lái)判斷，反應(yīng)越劇烈或能反應(yīng)，則該金屬的金屬活動(dòng)性越強(qiáng)；
②根據(jù)金屬與酸反應(yīng)的快慢或能否反應(yīng)來(lái)判斷，反應(yīng)越快或能反應(yīng)，則該金屬的金屬活動(dòng)性越強(qiáng)；
③根據(jù)金屬與鹽溶液能否反應(yīng)來(lái)判斷，能反應(yīng)（位于前面的金屬能把位于后面的金屬?gòu)乃鼈兓衔锏娜芤豪镏脫Q出來(lái)），則該金屬的金屬活動(dòng)性越強(qiáng)。
(1)反應(yīng)原理(化學(xué)方程式)
硬質(zhì)玻璃管內(nèi)　 ，
試管內(nèi)______________________________ 　
(2)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 硬質(zhì)玻璃管中的粉末由　 　逐漸變?yōu)椤? 　，
試管中澄清石灰水　 　，裝置最末端導(dǎo)管口處產(chǎn)
生________________　 　
　藍(lán)色火焰　
　變渾濁　
　黑色　
　紅棕色　
　CO2＋Ca(OH)2=== CaCO3↓＋H2O　
考點(diǎn)4　金屬資源的利用和保護(hù)
1.實(shí)驗(yàn)室煉鐵
3CO＋Fe2O3 2Fe＋3CO2　
(3)注意事項(xiàng) ①裝置內(nèi)有空氣，加熱一氧化碳與空氣的混合物，可能會(huì)發(fā)生
　 　，應(yīng)先　 　，待裝置內(nèi)的空氣排盡后，再　 　；
②實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，為防止生成的鐵又被空氣中的氧氣氧化，應(yīng)先
　 ，再 ，直到裝置冷卻至室溫；
③尾氣處理：尾氣中含有一氧化碳，一氧化碳有毒，直接排放會(huì)污染空氣，所以尾氣要_______________________________________
用氣球收集(或通過(guò)燃燒法將CO轉(zhuǎn)化為CO2)
繼續(xù)通入一氧化碳
　熄滅酒精噴燈
　點(diǎn)燃酒精噴燈　
　通入一氧化碳一段時(shí)間　
　爆炸　
(1)原料 鐵礦石、焦炭和石灰石
(2)反應(yīng)原理(化學(xué)方程式)
______________________________________
(3)焦炭的作用 ____________________________________
(4)石灰石的作用 _____________________________________
　將礦石中的二氧化硅轉(zhuǎn)變?yōu)闋t渣 　
　產(chǎn)生熱量、提供爐溫、生成還原劑CO 　
2.工業(yè)煉鐵
3CO＋Fe2O3 2Fe＋3CO2
3.鐵的銹蝕及防銹的方法
(1)鐵的銹蝕 鐵與氧氣、水等反應(yīng)生成鐵銹(主要成分是Fe2O3·xH2O)；鐵的銹蝕還與鐵制品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)
(2)防銹的方法 內(nèi)因 改變鐵制品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如制成不銹鋼
外因 ①保持鐵制品表面潔凈、干燥；
②在鐵制品表面涂一層保護(hù)膜，如涂油、刷漆或鍍其他金屬等
4.保護(hù)金屬資源的有效途徑
①防止金屬的腐蝕；②金屬的回收利用；③有計(jì)劃、合理地開(kāi)采礦物；④尋找金屬的代用品等。
【例題】向一定量銀、銅、鐵混合金屬中加入硝酸銀溶液充分反應(yīng)，固體的質(zhì)量與加入硝酸銀溶液的質(zhì)量關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是( )
典例精講
D
A.a點(diǎn)溶液呈淺綠色
B.b點(diǎn)消耗固體的質(zhì)量小于析出固體的質(zhì)量
C.取c點(diǎn)固體滴加稀鹽酸，無(wú)氣泡產(chǎn)生
D.c、d點(diǎn)溶液中溶質(zhì)相同
【變式】現(xiàn)有Zn、Cu、Ag三種金屬，每種金屬限用一次，只用一種試劑就可以驗(yàn)證它們的金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱，則該試劑是( )
A.AgNO3溶液 B.CuSO4溶液 C.稀H2SO4 D.ZnCl2溶液
B
考點(diǎn)1　金屬材料
1.(常考題)近年昆明地鐵發(fā)展迅速，修建地鐵所用的鋼材屬于( )
A.天然材料 B.金屬材料 C.合成材料 D.復(fù)合材料
課堂精練
B
2.(2023·湘潭)2023年5月28日，國(guó)產(chǎn)大型客機(jī)C919首次商業(yè)載客飛行成功，C919在制造過(guò)程中使用了鋁鋰合金、鈦合金、超高強(qiáng)度鋼等大量金屬材料。下列有關(guān)金屬材料的說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.合金中一定只含金屬元素
B.金屬材料包括純金屬和合金
C.鈦合金的硬度比純鈦更大
D.超高強(qiáng)度鋼屬于一種鐵合金
A
3.(2021·福建)據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道：一種特殊的銅納米顆粒具有與金、銀極其相似的反應(yīng)惰性，可替代黃金做精密電子元器件。下列對(duì)該銅納米顆粒的判斷，正確的是( )
A.能與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣
B.在空氣中容易銹蝕
C.能與硫酸亞鐵發(fā)生置換反應(yīng)
D.具有良好的導(dǎo)電性
考點(diǎn)2　金屬的化學(xué)性質(zhì)
D
A.鐵絲能在空氣中劇烈燃燒實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化①
B.轉(zhuǎn)化②可通過(guò)Fe3O4與CO發(fā)生置換反應(yīng)實(shí)現(xiàn)
C.氧氣和水同時(shí)存在是實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化③的主要條件
D.通過(guò)Fe與ZnSO4溶液反應(yīng)可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化④
4.*(2023·福州模擬)某同學(xué)繪制了含鐵元素的部分物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系圖(圖中“→”表示一種物質(zhì)可以轉(zhuǎn)化為另一種物質(zhì)，部分反應(yīng)物、生成物及反應(yīng)條件已略去)。下列說(shuō)法正確的是( )
C
考點(diǎn)3　金屬活動(dòng)性順序及其應(yīng)用
5.(2023·葫蘆島)現(xiàn)有鋁、銅、銀三種金屬，另選一種試劑就可驗(yàn)證它們的金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱，該試劑是( )
A.稀硫酸 B.硝酸鎂溶液
C.硝酸銅溶液 D.硝酸鋁溶液
C
6.(2023·宜賓)將一定量的鋅粉加入盛有AgNO3溶液的燒杯中，不斷攪拌，充分反應(yīng)后過(guò)濾，得到濾渣和濾液，向?yàn)V渣中加入足量稀鹽酸，攪拌，濾渣部分溶解，有氣泡產(chǎn)生。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A.濾渣中有Zn和Ag
B.金屬活動(dòng)性：Zn＞Ag
C.濾液中含Zn(NO3)2和AgNO3
D.上述過(guò)程中只發(fā)生置換反應(yīng)
C
考點(diǎn)4　金屬資源的利用和保護(hù)
7.(2023·婁底)下列對(duì)金屬的防護(hù)措施不合理的是( )
A.齒輪表面涂油
B.制成合金
C.將鐵制品放在潮濕的空氣中
D.車(chē)圈鍍鉻
C
8.(2021·福建)鋼鐵是應(yīng)用廣泛的金屬材料。
(1)英國(guó)學(xué)者R·坦普爾論證了我國(guó)古代冶鐵技術(shù)世界第一。早在公元前4世紀(jì)，中國(guó)已廣泛利用鐵礦石與木炭生產(chǎn)生鐵，并加入“黑土”以降低生鐵的熔化溫度；公元前2世紀(jì)，中國(guó)人發(fā)明了“充氧”等煉鋼法。
①“黑土”含有磷酸鐵(FePO4)，其中磷元素的化合價(jià)為　 　；
②生鐵生產(chǎn)過(guò)程中，一氧化碳與氧化鐵在高溫下反應(yīng)的化學(xué)方程式為
　 ；
③煉鋼中“充氧”的目的是降低生鐵中的　 　，獲得性能更好的鋼。
Fe2O3＋3CO 2Fe＋3CO2　
　含碳量　
　＋5　
(2)對(duì)鋼鐵制品進(jìn)行“發(fā)藍(lán)”處理，使表面生成一層致密的氧化膜，能有效防止鋼鐵銹蝕。
①“發(fā)藍(lán)”過(guò)程發(fā)生了　 　(選填“物理變化”或“化學(xué)變化”)；
②致密氧化膜能防止鋼鐵銹蝕的原因是　 　。
　隔絕氧氣和水　
　化學(xué)變化　
9.*(改編題)2022年春晚舞蹈《只此青綠》源于宋代名作《千里江山圖》。
(1)《千里江山圖》流傳千年依舊色彩艷麗，璀璨奪目，與所用礦石顏料有關(guān)。說(shuō)明所用礦石顏料化學(xué)性質(zhì)　 　(選填“穩(wěn)定”或“不穩(wěn)定”)。
(2)實(shí)驗(yàn)室可用如圖所示的裝置進(jìn)行模擬煉鐵。
　穩(wěn)定　
反應(yīng)前玻璃管中加入鐵的氧化物(FexOy)的質(zhì)量為12.6 g。加熱前，應(yīng)先往玻璃管中通入CO氣體的原因是　 _
　。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，繼續(xù)通入CO氣體，直至玻璃管冷卻。此時(shí)NaOH溶液的質(zhì)量增加了7.7 g。推算該鐵的氧化物的化學(xué)式中
x、y的比為　 　(填最簡(jiǎn)整數(shù)比)。
　1∶1　
氣混合加熱發(fā)生爆炸　
　排盡裝置中的空氣，防止CO和空
(1)鋁制易拉罐(如圖1所示)：
　　某品牌碳酸飲料的易拉罐是由鋁合金制成的，
內(nèi)壁附著一層有機(jī)薄膜。該鋁合金中鋁的含量約
為97%，還含有鎂、錳、鐵、銦(In)等。
①將易拉罐剪成條狀，打磨后與純鋁片相互刻畫(huà)，發(fā)現(xiàn)純鋁片表面有劃痕，說(shuō)明：　 　。
②請(qǐng)你推測(cè)組成有機(jī)薄膜的物質(zhì)具有的性質(zhì)：___________________
　(寫(xiě)兩個(gè))。
(答案合理即可)　
　不與酸反應(yīng)、無(wú)毒
10.(改編題)物盡其用——金屬之“鋁”。社會(huì)發(fā)展離不開(kāi)金屬，生產(chǎn)生活中鐵、鋁及其合金制品隨處可見(jiàn)。
　鋁合金的硬度大于純鋁的硬度　
創(chuàng)新培優(yōu)
③“是否應(yīng)該停止使用鋁制易拉罐”是當(dāng)前的一個(gè)社會(huì)性科學(xué)議題。有同學(xué)認(rèn)為應(yīng)該停止使用鋁制易拉罐，理由可能是____________________
　(寫(xiě)一個(gè))；也有同學(xué)支持繼續(xù)使用鋁制易拉罐，請(qǐng)你結(jié)合鋁的性質(zhì)闡述理由：_____________________________________________
(寫(xiě)兩個(gè))。
④生活垃圾要分類(lèi)投放，可與廢棄易拉罐作為同一類(lèi)投放的是　 　(選填字母)。
A.廢舊電池　　　　 B.廢棄口罩　　　　
C.廚余垃圾 D.廢舊鐵鍋
　D　
鋁的密度小、具有良好的延展性(答案合理即可)
合理即可)　
　浪費(fèi)金屬資源(答案
(2)儲(chǔ)氫材料：
　　儲(chǔ)氫材料的研發(fā)是氫能源技術(shù)的關(guān)鍵之一。金屬鋁可用作儲(chǔ)氫材料，儲(chǔ)氫后生成氫化鋁(AlH3)，其中氫元素的化合價(jià)為　 　；釋氫原理為氫化鋁與水反應(yīng)釋放氫氣，同時(shí)生成氫氧化鋁，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為　 。
(3)制備鋁：
　　工業(yè)上常用電解氧化鋁的方法制備金屬鋁，反應(yīng)的化學(xué)方程式為
　 。
　AlH3＋3H2O === Al(OH)3＋3H2↑　
　－1　
2Al2O3 4Al＋3O2↑　
(4)鋁合金中的銦(In)：
　　如圖2所示為鋁、銦的原子結(jié)構(gòu)示意圖。某同學(xué)推測(cè)金屬銦與鋁的化學(xué)性質(zhì)相似，理由是 。實(shí)驗(yàn)證明，銦可以與稀鹽酸反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為 　。
2In＋6HCl === 2InCl3＋3H2↑　
原子的最外層電子數(shù)相同

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