資源簡介

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第六章 金屬資源綜合利用
基礎實驗5 常見金屬的物理性質和化學性質
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知識點
1
1. 金屬的物理性質
通過下列實驗，探究金屬的物理性質，將觀察到的現象記錄在表格中，比較不同金屬的物理性質。
(1)觀察鎂條、鐵釘、鋅片、鋁片和銅片的外觀，并試試此金屬樣品是否容易被折彎、扭斷；
(2)用砂紙打磨金屬樣品，觀察外觀是否有變化；
常見金屬的性質
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(3)用打磨好的金屬樣品和導線連接一節干電池和小電珠，觀察小電珠是否發光，并依此判斷該金屬能否導電。
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金屬樣品 外觀(顏色、狀態) 硬度 導電性
鎂條 銀白色固體 較大 能導電
鐵釘 銀白色固體 大 能導電
鋅片 銀白色固體 較大 能導電
鋁片 銀白色固體 較大 能導電
銅片 紫紅色固體 較大 能導電
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2. 金屬的化學性質
通過下列實驗，探究金屬的化學性質，將觀察到的現象記錄在表格中，比較不同金屬的化學性質的差異。
(1)用坩堝鉗分別夾持一小段鎂條、鐵釘、鋅片、鋁片和銅片，用酒精燈外焰加熱，觀察現象；
(2)另取五支試管，分別加入一小段鎂條、鐵釘、鋅片、鋁片和銅片，并滴加稀硫酸(或稀鹽酸)至浸沒金屬樣品，觀察現象。
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金屬樣品 在酒精燈上加熱的現象 在稀酸中的變化
鎂條 劇烈燃燒，發出耀眼的
白光，放出熱量，生成
白色固體 反應劇烈，產生大量氣泡
鐵釘 變紅熱 反應緩慢，有氣泡產生，溶液由無色變為淺綠色
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金屬樣品 在酒精燈上加熱的現象 在稀酸中的變化
鋅片 表面失去金屬光澤 反應比較劇烈，產生大量的氣泡
鋁片 表面失去金屬光澤 反應劇烈，產生大量的氣泡
銅片 有黑色物質生成 無明顯現象
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3. 探究鐵釘銹蝕的條件
參照教材所述的實驗方法探究鐵釘銹蝕的條件，記錄觀察到的實驗現象，歸納鐵釘發生銹蝕的條件。
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實驗小結：探究金屬的化學性質時：實驗前，應將金屬用砂紙打磨，除去表面的氧化物和污物，以免影響實驗效果。加熱銅片時，用坩堝鉗夾緊銅片，用酒精燈外焰加熱，用過的銅片放在陶土網上，不能直接放在實驗臺上，以免燙壞實驗臺。
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知識鏈接：
1. 金屬的物理性質主要有：顏色、狀態、密度、硬度、導電性、導熱性、延展性等。
2. 金屬具有一些共同的物理性質：如大多數均為固體、呈銀白色、具有優良的導電、導熱性、延展性等、不過不同金屬的密度、硬度、導電性能不同，顏色、狀態也不盡相同。
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考向 探究金屬的性質
題型1 金屬的化學性質
小思實驗操作考試的題目是探究金屬的化學性質，內容包括：銅在空氣中灼燒、鋅與稀硫酸反應、鋁絲與硫酸銅溶液反應。如圖1 所示是他實驗操作考試中的部分情景。
例1
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(1)圖中有一處錯誤的操作，該操作是____ (填序號)；
(2)操作A 的現象是____________________________；
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C
銅絲表面變黑
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(3)他將鋁絲插入硫酸銅溶液中，未出現明顯現象，其原因是 _________________________________________，經過處理后可能觀察到的現象有 ____________________________ ____________________，寫出該反應的化學方程式：________________________________________ 。
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鋁絲表面的氧化膜未除去(其他答案合理均可)
鋁絲表面覆蓋一層紅色固體，溶液由藍色變成無色
2Al+3CuSO4 Al2(SO4)3+3Cu
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解題秘方：結合實驗基本操作的要點來分析錯誤；根據金屬的化學性質來分析實驗現象。
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解析：(1)鋅粒為密度較大的金屬顆粒，取用時注意“一橫二放三慢豎”，添加試劑時應遵循“先固后液”的原則，C錯誤。( 2)灼燒銅絲，銅和氧氣反應生成了黑色的氧化銅，現象為銅絲表面變黑。(3)鋁絲插入硫酸銅溶液中，鋁的活動性比銅強，可觀察到鋁絲表面覆蓋一層紅色固體，藍色溶液逐漸變成無色。未出現明顯現象，說明兩種反應物未接觸，其原因可能是鋁絲表面覆蓋一層氧化膜，氧化膜(Al2O3)阻止鋁與硫酸銅反應。
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題型2 探究鐵釘銹蝕的條件
為證明鐵與氧氣、水同時接觸時易生銹，下列實驗必須要做的有(　　)
A. ④ B. ②③ C. ①②④ D. ②③④
例2
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D
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解題秘方：根據控制變量法，結合題給的四個實驗進行分析。
解析：①試管中的鐵釘只與氮氣接觸，沒有銹蝕；②試管中的鐵釘只與氧氣接觸，沒有銹蝕；③試管中的鐵釘只與水接觸，沒有銹蝕；④試管中的鐵釘與氧氣和水同時接觸，發生了銹蝕。由實驗②③④對比可知，鐵與氧氣、水同時接觸時易生銹。
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方法點撥：
本題采用控制變量法解答。鐵生銹的條件是與水和氧氣同時接觸，實驗④是鐵與氧氣和水同時接觸，鐵釘會生銹；實驗②是鐵只與氧氣接觸，鐵釘不會生銹；實驗③是鐵只與水接觸，鐵釘不會生銹。
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