資源簡介

第四節 金屬
知識考點：金屬
考試要求：
1.金屬和非金屬、常見金屬的主要性質和用途
(1)會辨認常見的金屬與非金屬。
(2)說出金屬和非金屬主要物理性質差異—一如導電性、導熱性、金屬光澤、延展性等。
(3)舉例說明常見金屬的用途與其性質的對應關系。
2．金屬冶煉
(1)說出煉鐵的原理、主要原料和主要設備。
(2)說出金屬冶煉工業對社參發展和環境的影響。
3．金屬活動性順序
(1)描述金屬與酸、金屬與鹽反應的條件。
(2)說出金屬活動性順序表。
(3)會比較金屬的活動性順序。
(4)能用金屬活動性順序說明某些現象和實際應用。
4．金屬腐蝕及防護
(1)列舉影響金屬腐蝕的有關條件。
(2)說出防止金屬腐蝕的常用方法。
5．廢棄金屬對環境的影響
(1)舉例說明廢棄金屬對環境的影響。
(2)舉例說出回收廢棄金屬的意義。
6．新金屬材料的發展和金屬材料性能的改善
(1)說出合金的概念。
(2)說出一些常見的合金及其主要性能——如鐵合金、鋁合金等。
課時安排：二課時
一、課前訓練：
1．純鐵是 色具有金屬光澤，質____，有良好的 ，是電和熱的良導體。
2.鐵絲在純氧氣中燃燒的化學方程式____ ，現象____ 。鐵生銹的條件是 和 接觸。防銹的措施是____ 和___ _。鐵與鹽酸反應的現象____ ，化學方程式____ 。反應后溶液質量 （增加或減少）。鐵與CuSO4溶液反應的現象 ，化學方程式 。
3.自然界中大多數金屬是以化合態的形式存在，金屬冶煉就是要把金屬從化合態變成 。煉鐵的原料是鐵礦石、焦炭、石灰石；其冶煉的原理( CO與Fe203的反應)____ 。
4.在常溫下除汞呈液態外，金屬單質都是 體。金屬都帶有光澤，具有良好的 性和 性，延展性好，機械強度大。
5.在金屬活動性順序表中，位置越靠前的金屬，性質越____ ；排在 之前的金屬能置換出酸中的氫；較活潑的金屬能將在金屬活動性順序表中位于其后面的金屬從它們的鹽溶液中 出來。
6.合金是由一種金屬跟其他___ _（或 ）熔合形成的具有金屬特性的物質。如生鐵和鋼是最常見的合金。生鐵和鋼都是由 和鐵等元素形成的合金，生鐵 （填“能”或“不能”）完全溶解在鹽酸中。
7.水銀溫度計中的汞屬于單質中的 ，空氣中的氮氣、氧氣屬于單質中的 。用銅來做導線，這是利用了金屬良好的 性，用鐵來做鍋，這是利用了金屬良好的 性，用鎢來制作燈絲這是利用其熔點 。
8.鋼鐵的銹蝕既與周圍環境里的 、 等物質的作用有關，也與____ 有關。垃圾中的金屬不會自行分解，但基本上所有金屬都可循環再利用，因此對廢棄金屬較好的處理辦法是____ 。
9.鈉通常保存在煤油中，原因是其 ，金屬鋁表面易生成一層致密的 保護膜，它能阻止金屬鋁繼續被空氣氧化。制造錢幣用銅等金屬，其主要原因是這些金屬 。請舉出能被稀硫酸腐蝕的三種常見金屬的名稱： 。
二、要點梳理：
1．金屬的物理性質：通常狀況下，除汞是液體外，其他金屬都是固體（中文名稱一般都帶有金字旁）。金屬具有良好的導電性、導熱性和延展性，密度和熔點高。鐵、鈷、鎳等金屬還具有鐵磁性。金屬普遍具有金屬光澤，但金屬粉末一般呈灰色。2．金屬活動性順序：
3．金屬的化學性質：
(1)一些金屬與氧氣反應，例：
(2)一些金屬與酸溶液反應，例：
排在氫前面的金屬可以把酸中的氫置換出來。
但應注意：金屬與酸溶液反應時，由于濃硫酸、硝酸具有強氧化性，金屬與其反應時，得不到氫氣，即發生的不是置換反應。
(3)一些金屬與鹽溶液反應，例：
活動性較強的金屬能把活動性較弱的金屬從它
的鹽溶液中置換出來。但要注意：特別活潑金屬如K、Ca、Na等與鹽溶液反應時，是先與水反應，故不能置換出鹽溶液中的金屬元素。例如金屬鈉投入硫酸銅溶液中發生如下反應：
4．常見金屬的用途和冶煉
(1)合金：在一種金屬中加入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，如生鐵和鋼等。一般地說，合金的強度和硬度比組成它們的純金屬高，抗腐蝕性能等也更好，因此合金比純金屬具有更廣泛的用途。
(2)鋼：鋼是一種由碳和鐵等元素形成的合金，質堅硬，有彈性和延展性，機械性能好，可用來制作堅硬的汽車車身及制造刀具、量具和模具等，是最常見、應用較廣泛的一種合金材料。
(3)金屬冶煉：金屬冶煉就是要把金屬從化合態變成游離態。煉鐵的原理如下：
5．廢棄金屬的回收：由于垃圾填埋處理后，金屬不會自行分解；并且鉛、鎘等有毒的金屬被腐蝕后，會形成溶于水的金屬離子，污染土壤和地下水源。因此廢棄金屬將對環境造成嚴重的污染，大部分金屬應通過回收使其循環再利用。
三、例題解析：
【例1】根據你的生活經驗和下表所提供的信息，分析并回答下列問題。
物理性質 物理性質比較
導電性（以銀的導電性為100作標準） 銀 銅 金 鋁 鋅 鐵 鉛（優） （良）100 99 74 61 27 17 7.9
密度（克／厘米3） 金 鉛 銀 銅 鐵 鋅 鋁（大） （小）19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.70
熔點(℃) 鎢 鐵 銅 金 銀 鋁 錫（高） （低）3140 1535 1083 1064 962 660 232
硬度（以金剛石的硬度為10作標準） 鉻 鐵 銀 銅 金 鋁 鉛（大） （?。? 4-5 2.5-4 2.5-3 2.5-3 2- 2.9 1.5
(1)為什么菜刀、鐮刀、錘子等用鐵制而不用鉛制？
(2)銀的導電性比銅好，為什么導線一般用銅制而不用銀制？
(3)為什么燈泡里的燈絲用鎢絲而不用錫絲？如果用錫制的話，可能會出現什么情況？
(4)為什么有的鐵制品如水龍頭等要鍍鉻？如果鍍金怎么樣？
(5)通過對以上問題的回答，你可以得出哪些結論？
【解析】該題涉及的知識點是典型金屬的物理性質及相應用途，學會在考慮物質用途時，還需要考慮價格、資源、是否美觀、使用是否便利，以及廢料是否易于回收和對環境的影響等多種因素。理解水平。
【參考答案】(1)因為鐵的硬度比鉛大，且鉛有毒，故常用鐵而不用鉛做菜刀、鐮刀、錘子等(2)銀和銅的導電性相近，但銀比銅貴得多，且電線用量大，若用銀，經濟上不劃算，所以用銅而不用銀(3)因為鎢的熔點高，而錫的熔點太低，通電時錫就熔化了。所以用鎢絲而不用錫絲做燈泡的燈絲(4)因為鐵制品會生銹，鍍上一層光亮且不易生銹的鉻，能起到很好的保護作用。由于金價格昂貴，如果鍍金，雖然美觀但成本太高(5)結論：在考慮物質用途時，還需要考慮價格、資源、是否美觀、使用是否便利，以及廢料是否易于回收和對環境的影響等多種因素
【例2】工業生產中常將兩種金屬放在同一容器中加熱使其熔化，冷凝后得到具有金屬特性的熔融物——合金。試根據下表所列金屬的熔點和沸點的數據（其他條件均已滿足），判斷不能制得的合金是( )
金屬 鈉 鉀 鋁 銅 鐵
熔點(℃) 97.8 63.6 660 1083 1535
沸點(℃) 883 774 2200 2595 2750
A.K-Na合金 B.K-Fe合金
C.Na-A1合金 D.Fe-Cu合金
【解析】該題涉及的知識點是合金的概念，應用水平。
【參考答案】B
【例3】銅是人類最早使用的金屬，我國青銅器的生產和使用在距今3000年以前的夏商時代，以后的三四百年的春秋戰國時期開始生產和使用鐵器，直到19世紀人類才能冶煉出金屬鋁?；仡櫧饘僖睙挼陌l展史，能給你哪些啟示？請談談你的感受。（從化學知識、情感兩方面談）
【解析】該題涉及的知識點是人類在不同時代常用金屬使用的變化，了解水平。
【參考答案】化學知識方面：①金屬的冶煉與金屬的活動性有關；②金屬的活動性越強，越難冶煉；③活潑金屬在自然界中通常以化合物的形式存在；④金屬冶煉的過程發生化學變化（只要答出一點即可，其他合理觀點也可）
情感方面：①從民族自豪感的角度談；②從人類的勤勞智慧征服自然角度談；（3從化學的發展與人類生活密切相關的角度談；④從生產力的發展水平制約著科學技術發展水平的角度談（只要答出一點即可，其他合理觀點也可）
【例4】煉鐵選用的鐵礦不僅要選含鐵量高的，還要選“有害元素”少的。常見的鐵礦有：磁鐵礦（主要成分是Fe304）；赤鐵礦（主要成分是Fe203）；褐鐵礦（主要成分是2Fe203.3H20）菱鐵礦（主要成分是FeC03）；黃鐵礦（主要成分是FeS2）。你認為最適合煉鐵的礦石是 ，理由是 。
【解析】該題涉及的知識點是金屬的冶煉及其對環境的影響，了解水平。
【參考答案】，磁鐵礦和赤鐵礦磁鐵礦和赤鐵礦這兩種鐵礦含鐵量最高（鐵的質量分數大），含硫等有害元素少，便于冶煉，污染少。
【例5】分別將下列各組物質同時放入足量水中，一定有不溶物生成的是( )
A. CuS04、KOH、HCl B.Fe、CuS04、H2S04
C. MgC12、HC1、NaOH D.Na2C03 、H2S04、KN03
【解析】該題涉及的知識點是活潑金屬能與酸反應生成氫氣以及排在前面的金屬能將排在后面的金屬從它的鹽溶液中置換出來（除鉀、鈣、鈉），靈活運用金屬活動性順序知識，綜合應用水平?！緟⒖即鸢浮緽
【例6】金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)曾長期作為貨幣金屬進行流通，我國有著悠久的金屬貨幣歷史和豐富的貨幣文化。下列關于金、銀、銅三種金屬的說法中，錯誤的是( )
A．金、銀、銅都屬于不活潑金屬
B．單質銅可以將銀從硝酸銀溶液中置換出來
C．黃銅（為銅、鋅合金）貌似黃金，有人以此冒充黃金行騙，其真偽可用稀鹽酸鑒別
D．三種金屬原子失去電子能力的大小順序為：金原子的>銀原子的>銅原子的
【解析】該題涉及的知識點是金屬活動順序知識和其他典型金屬（如：銅、銀、金）的性質，理解水平。
【參考答案】D
【例7】家庭生活中下列做法不能防止菜刀生銹的是( )
A.菜刀使用完畢后，用水洗凈，并擦干
B.久置不用時在菜刀表面涂一層食用油
C.把菜刀存放在潮濕的地方
D.用不銹鋼菜刀取代普通菜刀
【解析】該題涉及的知識點是金屬腐蝕條件和生活中常用的金屬防腐蝕的措施，理解水平。
【參考答案】C
【例8】小剛為了解生活中常見的鋅錳干電池，做了以下探究。
他打開一節廢電池，觀察到
如下現象：①黑色碳棒完好
無損；②電極周圍充滿黑色
粉末；③里面有少量無色晶
體；④金屬外殼明顯破損。
小剛查閱了資料：鋅錳干電
池的結構如圖19所示，它以中心的碳棒（石墨）做正極，外圍的鋅筒做負極，鋅筒與碳棒之間填滿用氯化銨溶液（做電解質）拌濕的二氧化錳和石墨，石墨不參加化學反應，起導電作用在電池的使用中，鋅逐漸變成了氯化鋅…
請你根據初中學習的知識和小剛的探究活動，填寫以下空白:
(1)用碳棒做電極主要利用了石墨的 性。
(2)通過回收廢舊鋅錳干電池可得到的物質
有 （至少答兩種）。
【解析】該題涉及的知識是廢干電池的回收和綜合利用，樹立自覺回收金屬的意識，了解水平。
【參考答案】(1)導電(2)碳棒（或石墨）、鋅、二氧化錳、氯化鋅（其他合理物質也可，如氯化銨
【例9】鈦和鈦的合金被認為是21世紀的重要材料，它們具有很多優良的性能，如熔點高、密度小、可塑性好、易于加工、鈦合金與人體有很好的“相容性”等。根據它們的主要性能，下列用途不切合實際的是( )
A．用來做保險絲 B．用于制造航天飛機
C．用來制造人造骨 D．用于制造船舶
【解析】該題涉及的知識點是新金屬發展和使用，了解水平。
【參考答案】A
四、強化訓練：
一、選擇題
1．成都永陵出土的重要文物有白玉謚寶、玉帶、銀缽、鐵豬及鐵牛等。其中金屬制品中保存較好的可能是 ( )
A．玉帶 B．鐵豬 C．鐵牛 D．銀缽
2.關于金屬物品的使用正確的是( )
A．鋁合金門窗變舊變暗后用砂紙或鋼絲球打磨
B．鐵桶中加入硫酸銅溶液和石灰乳配制殺菌劑波爾多液
C．鋁壺內的水垢用質量分數為18%的熱鹽酸長時間浸泡
D．校內用鋼架制作的自行車防雨棚應定期噴涂油漆防銹
3.隨著材料科學的發展，不同性能的材料應運而生。鋼化玻璃是一種 ( )
A．合金 B．復合材料
C．硅酸鹽材料 D．高分子有機材料
4．下列各組藥品，可用于驗證鋅、鐵、銅三種金屬活動性順序的是 ( )
A．Zn、Cu、FeS04溶液
B．Fe、Cu、ZnS04溶液
C．Cu、ZnS04溶液、FeS04溶液
D．Fe、ZnS04溶液、CuS04溶液
5.為驗證Fe、Cu、Ag三種金屬的活動性是依次
減弱的，某化學興趣小組設計了下圖所示的四個實驗。其中不必進行的是 ( )
6.在AgN03 、Cu(N03)2 、Zn( N03)2的混合溶液中加入一些鐵粉，待反應完全后過濾，不可能存在的情況是 ( )
A．濾紙上有Ag、Cu、Fe，濾液中有Zn2+、、、Fe2+
B．濾紙上有Ag、Cu，濾液中有Zn2+、Fe2+
C．濾紙上有Ag、Cu，濾液中有Cu2+、Zn2+、Fe2+
D.濾紙上有Ag、Cu、Fe、Zn，濾液中有Zn2+、Fe2+
7.鋁熱反應常用于冶煉或焊接金屬，其反應原理可表示為3CuO +2A1==3Cu+Al2O3將一定量鋁粉和氧化銅混合加熱，充分反應后停止加熱。為了檢驗氧化銅是否有剩余，取少量反應后的固體，加入足量稀硫酸，反應后將鐵片插入上層溶液中。下列現象，能夠說明氧化銅有剩余的是 ( )
A．加熱反應結束后有紅色物質生成
B．加入稀硫酸后有氣泡生成
C．加入稀硫酸后沒有氣泡生成
D．插入溶液中的鐵片表面有紅色物質生成
二、填空題
8.鋼鐵是重要的金屬材料。
(1)下列鐵制品的用途中，利用金屬導熱性的是（填字母，下同）。
(2)目前世界上已有50%以上的廢鋼鐵得到回收利用，其目的是 。
A．節約金屬資源 B．合理開采礦物
C．防止鋼鐵生銹
(3)為防止水龍頭生銹，其表面鍍一層鉻。鐵生銹的條件是 。
(4)將生銹的鐵制品放人盛有過量稀鹽酸的洗槽中，觀察到溶液變黃，有無色氣泡逸出。
①寫出發生反應的化學方程式
___ 、_ 。
②氯化鐵溶液可以作凈水劑。欲將上述所得溶液中含鐵的物質以氯化鐵形式回收，加入過氧化氫溶液反應可生成氯化鐵和水。已知每生成162.5g的氯化鐵，就同時生成18 g的水。則該反應的反應物的化學式為___ 。
9．圖4-1標出的是有關燈泡組成的物質，請根據圖4-1回答下列問題。
(1)所標物質中屬于金屬材料的是____ 屬于非金屬單質的是 。（各寫一種即可）
(2)物質的性質決定其用途。請你就圖中標出的物質舉一例說明：____
(3)比較錫和銅的金屬活動性強弱可采用 的方法是 。
10.2008年6月4日，第29屆北京奧運會火炬接力傳遞活動在長沙市進行，長沙變成了歡樂的海洋，廣大師生參加了傳遞活動，目睹了“祥云”火炬的風采。美麗的“祥云”火炬是由金屬合金材料制成，合金與純金屬比較，其優越的性能有（答出一條即可）____ ____ 。
11.考古研究與化學密不可分。
(1) 2007年12月22日南宋古沉船“南海一號”成功打撈出水。圖4-2是古船上的一些文物圖片。
①圖4-2中可以判斷鐵比銅活潑的信息是____；寫出一個能說明鐵比銅活潑的化學反應方程式____ 。
②古沉船上鐵鍋生銹的主要原因是鐵與 、___ 等物質發生了復雜的化學反應。
(2)小善同學查閱資料得知，防止木質文物變形的常用方法是：將明礬結晶在木質纖維間隙中。受資料啟發，他在家里嘗試做明礬的結晶實驗，具體做法及現象如圖4-3。
以上實驗可推斷：在一定量的水中，明礬的溶解度隨溫度的升高而____ ；（填“增大”或“減小”）明礬晶體析出后剩余的溶液是 溶液。（填“飽和”或“不飽和”）
12.為防止水體污染并回收某種金屬，某工廠向含有硫酸銅的廢水中加入一定量的鐵粉，充分反應后過濾、洗滌、干燥得濾渣，取少量濾渣向其中加入稀鹽酸產生氣泡，則濾渣中一定含有的物質是____（填化學式），用化學方程式表示產生氣泡的原因: 。
13.為了研究煉鐵原理，在老師的指導下，同學們在實驗室的通風櫥內利用如圖4-4所示裝置（其他實驗用品略），進行一氧化碳與氧化鐵反應的實驗，請你一起參與。
(1)實驗室制得的一氧化碳中?；煊卸趸己退魵?，欲用純凈、干燥的一氧化碳還原氧化鐵并檢驗生成的氣體，上述裝置的正確連接順序是
制得的CO→ （填裝置序號，裝置不得重復使用）。
(2)裝置A的作用是____ 。
(3)裝置D的玻璃管內發生反應的化學方程式為 。
(4)該實驗產生的尾氣會造成環境污染，請你提出處理尾氣的方法_______ _。
14.京京同學對金屬活動性順序等知識進行了研究。
(1)根據圖4-5中的實驗現象判斷，稀鹽酸里的A、B、C、D四種金屬中，在金屬活動性順序里，位于氫后面的金屬是（填字母）___ _。
(2)將甲、乙兩種金屬片分別放入硫酸銅溶液中，乙表面析出紅色固體，甲沒有明顯現象。判斷甲．、乙、銅三種金屬的活動性由強到弱的順序為____。
(3)查閱材料：金屬在活動性順序里的位置越后，其化合物越不穩定，所以它的氧化物越容易被還原。在下列①、②中各寫一個化學方程式，③中寫出還原金屬氧化物的方法。
(4)查閱資料：在金屬活動性順序里，位于氫后面的金屬Cu，在常溫下雖然不能與稀鹽酸、稀硫酸反應，但可以與稀硝酸反應，其化學方程式為：

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