中考考点2-金属和金属材料.doc

《中考考点2-金属和金属材料.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《中考考点2-金属和金属材料.doc（8页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、 金属和金属材料【知识点回顾】一、金属材料1、金属材料：纯金属（90多种）；合金（几千种） 黑色金属：通常指铁、锰、铬及它们的合金。纯金属 重金属：如铜、锌、铅等 有色金属 轻金属：如钠、镁、铝等；有色金属：通常是指除黑色金属以外的其他金属。2、金属的物理性质：常温下一般为固态（汞为液态），有金属光泽；大多数呈银白色（铜为紫红色，金为黄色）；有良好的导热性、导电性、延展性（又称可塑性金属所具有的展性和延性：在外力的作用下能够变形，而且在外力停止作用以后仍能保持已经变成的形状和性质。各种金属的可塑性有差别；金属的可塑性一般是随着温度的升高而增大。）3、金属之最：铝：地壳中含量最多的金属元素；钙：

2、人体中含量最多的金属元素；铁：目前世界年产量最多的金属（铁铝铜）；银：导电、导热性最好的金属（银铜金铝）；铬：硬度最高的金属；钨：熔点最高的金属；汞：熔点最低的金属 ；锇：密度最大的金属；锂：密度最小的金属。4、合金：由一种金属跟其他一种或几种金属（或金属与非金属）一起熔合而成的具有金属特性的物质。一般说来，合金的熔点比各成分低，硬度比各成分大，抗腐蚀性能更好。不过，实际应用中还应考虑金属材料的价格、资源、是否美观、使用是否便利，以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。合金铁的合金铜合金焊锡钛和钛合金形状记忆金属生铁钢黄铜青铜:成分含碳量2%4.3%含碳量0.03%2%铜锌合金铜锡合金铅

3、锡合金见注释钛镍合金备注不锈钢：含铬、镍的钢具有抗腐蚀性能紫铜为纯铜熔点低注：钛和钛合金：被认为是21世纪的重要金属材料，钛合金与人体有很好的“相容性”，因此可用来制造人造骨等。优点（1）熔点高、密度小 （2）可塑性好、易于加工、机械性能（3）抗腐蚀性能好二、金属的化学性质1、金属的化学性质化学性质实例现象金属+O2=金属氧化物1、Mg+O2 =2、Fe+O2 =3、Cu+O2=4、Al+O2=1、发出耀眼白光，生成 色粉末2、 四射，生成 色固体3、生成 色固体4、缓慢氧化活泼金属+酸=盐+H21、Zn+H2SO4=2、FeH2SO4 =3、Al+H2SO4 =1、2、3、金属+盐=新金属+

4、新盐1、Fe+CuSO4 =2、Cu+AgNO3 =3、Al+CuSO4 =1、2、3、2、常见反应类型总结基本反应类型定义表达式举例（化学方程式）（1）化合反应A+B=C（2）分解反应C=A+B（3）置换反应A+BC=AC+B（4）复分解反应AC+BD=AD+BC三、常见金属活动性顺序：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag Pt Au金属活动性由强逐渐减弱在金属活动性顺序里：金属的位置越靠前，它的活动性就越强；位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢（不可用浓硫酸、硝酸）；位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。（除K、Ca、Na） 四

5、、金属资源的保护和利用1、铁的冶炼（1）工业炼铁的基本知识：炼铁的原料是铁矿石常见的铁矿石有磁铁矿（主要成分是Fe3O4）和赤铁矿（主要成分是Fe2O3）、焦炭、石灰石和空气，主要设备是高炉。炼铁的基本原理是：在高温条件下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。（2）一氧化碳还原氧化铁的实验：实验名称一氧化碳还原氧化铁实验原理3CO + Fe2O3高温2Fe + 3CO2装置图 实验现象红色粉末变为黑色时，澄清的石灰水变浑浊，尾气点燃产生淡蓝色火焰。实验注意事项先通入一氧化碳气体，排尽装置内的空气，防止一氧化碳与空气混合加热后，发生爆炸；实验完毕后要继续通入一氧化碳气体，直到

6、玻璃管冷却，防止高温下的铁与空气接触，被氧化为氧化铁。同时，实验过程中还可防止澄清石灰水被倒吸；尾气中含有一氧化碳，一氧化碳有毒，所以尾气要收集或点燃，直接排放会污染空气；若实验中没有酒精喷灯，也可用酒精灯代替，不过要在火焰上加一个金属网罩，使火力更加集中，提高温度。2、铁的锈蚀（1）铁生锈的条件是：铁与O2、水接触（铁锈的主要成分：Fe2O3XH2O） （铜生铜绿的条件：铜与O2、水、CO2接触。铜绿的化学式：Cu2(OH)2CO3）（2）防止铁制品生锈的措施：保持铁制品表面的清洁、干燥表面涂保护膜：如涂油、刷漆、电镀、烤蓝等制成不锈钢（3）铁锈很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气反应

7、，因此铁制品可以全部被锈蚀。因而铁锈应及时除去。（4）而铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化，因此，铝具有很好的抗腐蚀性能。3、金属资源的保护和利用：防止金属腐蚀；回收利用废旧金属；合理开采矿物；寻找金属的代用。【考点分析】类型一、考查金属及金属资源的利用和保护1. 如图所示实验，装置中出现的现象是（）A铁丝不变化 B铁丝逐渐消失C试管中的液面不变化 D试管中的液面上升【思路点拨】解答本题要掌握铁生锈的条件和压强等方面的知识。铁与氧气和水同时接触时容易生锈，铁生锈消耗了试管中的氧气从而使得试管中的气体压强减小。【答案】D【解析】试管中的铁丝因与氧气和水蒸气充分接触容易生锈。铁

8、生锈消耗了试管中的氧气，使试管内压强减小；在外界大气压的作用下，烧杯中的水被压入试管内，使试管中的液面上升。【总结升华】铁在潮湿的空气中易生锈，实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生化学反应的过程。酸性溶液、碱性溶液、盐溶液能促进金属生锈；如果缺少水或缺少氧气，或者缺少氧气和水，铁就不容易生锈。所以只要破坏铁制品锈蚀的条件，就能防止钢铁生锈。2.除去下列各物质中的少量杂质（括号内为杂质），其中方法错误的是（）ACu粉（Fe粉）：用磁铁吸 BNaOH（NaNO3）：加稀盐酸CNaCl（泥沙）：溶解、过滤、蒸发 DO2（水蒸气）：用浓H2SO4干燥【思路点拨】在解物质的除杂题时，首先要知道物质和杂

9、质性质，然后利用它们不同的性质，选择合适的试剂；注意要易操作，加入的试剂只能与杂质反应，不能与被提纯物质反应，反应后不会转成新的杂质。【答案】B【解析】铁粉可以被磁铁吸引，但是铜粉不能，所以可以用磁铁来除去铜粉中的铁粉，故A方法正确。氢氧化钠能够和盐酸反应，而硝酸钠不能和盐酸反应，所以不能用稀盐酸来除去氢氧化钠中的硝酸钠，故B方法错误。氯化钠可以溶于水，所以可以通过溶解、过滤、蒸发的方法来除去氯化钠中的泥沙，故C方法正确。氧气不能和浓硫酸反应，但是浓硫酸具有吸水性，所以可以用浓硫酸来吸收氧气中的水达到干燥的目的，故D方法正确。【总结升华】本题属于除杂质题，除去杂质时所选择的试剂，要满足的主要条

10、件：加入的试剂一般只能与杂质反应，不能与被提纯物质反应，即不减少被提纯物质的质量；反应时不能引入新的杂质；杂质与除杂试剂反应生成的产物与被提纯物质要容易分离，及实验操作简便易行。具体解答时可以根据选项中所给的物质的性质来进行判断并作出解答类型二、考查金属的化学性质3.（2012浙江）常见金属R与硝酸银溶液反应的化学方程式为R+3AgNO33Ag+R（NO3）3，有关该反应的说法正确的是（）A反应后溶液质量一定增加 B该金属可能是铁CR的活泼性比Ag弱 DR表面有固体析出【思路点拨】在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，它的活动性就越强；位于氢前面金属可以置换出盐酸、稀硫酸中的氢；位于前面的金属

11、能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来（K、Ca、Na除外）。根据金属活动性顺序的应用推断，金属R能与硝酸银反应置换出银，说明R的活动性比银强；由生成了R（NO3）3可知，R在化合物中的化合价为+3价。【答案】D【解析】R与硝酸银溶液反应的化学方程式为R+3AgNO33Ag+R（NO3）3，由于不知道R的相对原子质量，无法判断反应后溶液质量的变化，故A错误。由R与硝酸银溶液反应的生成了R（NO3）3，R在化合物中的化合价为+3价，铁与硝酸银溶液反应只生成硝酸亚铁，故该金属不可能是铁，故B错误。由金属R能与硝酸银反应生成银，说明R的活动性比银强，故C错误。由金属R能与硝酸银反应生成银，所

12、以R表面有固体银析出，故D正确。【总结升华】根据金属与酸、金属与盐能否发生反应判断金属的活动性。金属与酸能反应说明该金属较活泼（排在H的前面），金属与盐能反应说明该金属比盐中的金属元素活动性强。4.（2012贵州）某化学兴趣小组，为了探究Ag、Zu、Cu三种金属活动性顺序，设计了如图所示的4种实验方案，请你判断其中不能达到目的是（） A B C D【思路点拨】根据金属活动性顺序的应用可以知道，在金属活动性顺序中，氢前的金属能与酸反应生成氢气，位置在前的金属能将位于其后的金属从其盐溶液中置换出来，据此来分析所给选项并完成解答。【答案】D【解析】锌可以和硫酸铜反应，能够判断锌比铜活泼；银不能和硫酸

13、铜反应，可以判断银不如铜活泼，故可以判断三种金属的活动性顺序，故A能达到目的。铜不能和硫酸锌反应，所以可以判断铜的活动性比锌弱；铜可以和硝酸银溶液反应，所以可以判断铜的活动性比银强；故B能达到目的。铜不能和盐酸反应，而锌可以和盐酸反应，所以可以判断锌的活动性比铜强；铜可以将银从硝酸银溶液中置换出来，所以可以判断铜的活动性比银强，故C能达到目的。锌和铜都能和硝酸银反应，所以不能判断出锌和铜的活动性顺序，故D不能达到目的。【总结升华】比较Zn，Cu，Ag三种金属活动性实验的设计方法如下：方法1：取活动性居中的金属单质，例如取Cu丝，而Cu两边的金属取其溶液，如ZnCl2溶液和AgNO3溶液，然后将

14、Cu丝分别伸入两溶液中，通过是否有金属被置换出来而确定金属的活动性。即“中间的金属，两端的溶液”的方法。方法2：取金属活动性居中的金属溶液，例如取CuSO4溶液，而Cu两边的金属取其单质，如Zn片和Ag片，然后分别将Zn片和Ag片放入CuSO4溶液中，根据是否有紫红色的铜被置换出来确定金属的活动性。即“中间的溶液，两端的金属”的方法。方法3：先取Zn片、Cu丝和稀盐酸验证Zn和Cu的活动性顺序，然后取AgNO3溶液，将Cu丝插入其中验证Cu和Ag的活动性顺序。此法也可简称为“两单一液加一酸”，即先取相邻两种金属的单质，再取另一种金属的盐溶液，外加一种酸（稀盐酸或稀硫酸均可）。注意：相邻的金属中

15、要有一种金属能与酸反应。5.（2012湖北）向AgNO3溶液中加人一定质量的Al和Fe的混合粉末，充分反应后过滤，得到滤渣和浅绿色滤液。关于该滤渣和滤液有下列四种说法：向滤渣中加入稀盐酸，一定有气泡产生；向滤液中加入稀盐酸，一定有沉淀产生；滤渣中一定含有Ag；滤液中一定含有Fe（NO3）2，一定不含AgNO3，可能含有Al（NO3）3以上说法正确的个数为（）A0个 Bl个 C2个 D3个【思路点拨】在金属活动性顺序中排在前面的金属能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来；将不同的几种金属单质加入含有一种金属的盐溶液中，排在金属活动性顺序中较前的金属（最活泼的金属）首先与盐反应；若有一种金属和多种

16、混合盐溶液反应，最先反应的是最不活泼的那个金属的盐溶液。可以据此分析该题。【答案】B【解析】由于没有提及具体的铝和铁的量，所以不能判断金属是否剩余，而银不能和酸反应，所以不能判断一定产生气泡，故错。由于没有提及具体的铝和铁的量，所以不能判断是否将硝酸银全部置换出来，所以不能判断一定产生沉淀，故错。由于铁和铝的活动性都比银强，所以在滤渣中一定含有银单质，故对。溶液得到是浅绿色溶液，所以可以判断铝已完全反应，所以在滤液中一定含有硝酸铝和硝酸亚铁，可能含有硝酸银，故错。即题中所给的说法正确的只有，选B。【总结升华】解答这类题目时，首先，要熟记和理解金属活动性顺序及其应用，以及与之相关的知识等；然后，

17、根据所给问题情景结合所学的相关知识和技能，细致地阅读、分析题意，细心地进行探究、推理；最后，按照题目的要求，认真地进行选择或解答即可。举一反三：【变式1】向含有AgNO3、Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，向滤出的固体中滴加稀硫酸，有气体生成，则滤出的固体一定为（ ）A、Ag、Cu两种单质的混合物 B、Cu、Fe两种单质的混合物C、Ag、Fe两种单质的混合物 D、Ag、Cu、 Fe三种单质的混合物【答案】D 【解析】解答此题的关键是题目中最后叙述的“向滤出的固体中滴加稀硫酸，有气体生成”这说明固体中有铁，又说明了AgNO3、Cu(NO3)2没有剩余。因为铁可以和Ag

18、NO3、Cu(NO3)2反应，Fe+ 2AgNO32Ag+Fe(NO3)2 Fe+Cu(NO3)2Cu+Fe(NO3)2，因此最终滤出的固体中含有Ag、Cu、 Fe。类型三、金属与酸反应生成氢气图像问题的分析方法：（1）等质氢图：两种金属反应产生的氢气质量相同，此图反映两种情况：酸不足，金属过虽，产生的氢气质量由酸的质量决定。酸足量，投放的两种金属与酸反应产生氢气的质量恰好相同，如6.5g锌和5.6g铁分别投入足量的盐酸中反应产生的氢气质量相同。（2）等质等价金属图：如等质量的镁、铁、锌与足量的酸反应生成的金属离子都是+2价，产生氢气的速率和质量不同。此图反映出:金属越活泼，图示反应物的线越陡

19、，如Mg线比Zn线陡,Zn线比Fe线陡，说明活泼性MgZnFe金属的相对原子质量越小。等质量时，与酸反应产生的氢气越多，曲线的拐点越高，因此，相对原子质量Zn FeMg。可简单概括为:越陡越活，越高越小。（3）等质不等价金属图：铝、镁、锌与酸反应生成金属离子的化合价分别为+3、+2、+2，此图反映出等质不等价金属与酸反应不仅速率不同而且生成的氢气的质量与金属化合价有关。可用下面式子计算氢气质量：金属与酸或盐溶液反应前后溶液密度变化的判断方法：金属与酸的反应和金属与盐溶液的反应均为置换反应，反应后溶液的溶质发生了改变，导致溶液的溶质质量分数、溶液的密度也随之改变。反应前后溶液的密度的变化取决于反

20、应前后溶液中溶质的相对分子质量的相对大小。(1)反应后溶液密度变小：如Fe+CuSO4= FeSO4+Cu，在该反应中，反应前溶液中的溶质为CuSO4，其相对分子质量为160；反应后溶液中的溶质为FeSO4，其相对分子质量为152，由于15298。故该反应后溶液密度变大。6.质量的A，B两种金属，相对原子质量Ar（A）Ar（B），将A放入质量分数为15的稀硫酸中，B放入质量分数为15的稀盐酸中，在反应中A，B均显正二价，产生氢气的质量随时间变化的曲线如图所示。下列说法正确的是（ ） A产生氢气的速率AB B反应后A，B一定都有剩余 C消耗的稀硫酸和稀盐酸质量一定不相等 D消耗B的质量一定小于消

21、耗A的质量 【答案】C【解析】本题主要考查金属的化学性质及根据化学方程式计算，难度较大。观察题图能够看出，在A完全反应完之前的相同时间内，金属A与酸反应产生的氢气比金属B多，说明产生氢气的速率：AB。故A不正确。金属与酸反应产生氢气的实质是金属将酸中的氢置换出，生成氢气，两反应产生的氢气质量相同，即所消耗的HCl与H2SO4中所含氢元素的质量相同，由于HCl与H2SO4的质量一定不同，而两份酸的溶质质量分数相同，故反应消耗的稀盐酸与稀硫酸的质量一定不相等。故C正确。根据金属与酸反应的化学方程式中金属与氢气的质量关系，可推断出消耗金属B的质量一定大于消耗金属A的质量，由于反应前金属A与金属B的质

22、量相等，则反应后金属A一定有剩余，金属B可能有剩余。故BD都不正确。类型四、考查有关含杂质物质的化学方程式的综合计算7.校课外活动小组为了测定某钢铁厂生铁样品中铁的质量分数，在实验室称取生铁样品5.8g放入烧杯中（烧杯的质量为30g）。然后再加入50g稀硫酸，使之充分反应后，称量，烧杯及烧杯中物质的总质量为85.6g(已知该反应中稀硫酸恰好反应完，杂质不参与反应)。请计算：（1）产生氢气的质量是多少？（2）该生铁样品中铁的质量分数？（精确到0.1）（3）反应后的溶液中溶质的质量分数？（精确到0.1）【思路点拨】由于产生的氢气是气体，根据质量守恒定律，反应前后减少的质量就是生成的氢气的质量，所以

23、求得氢气的质量为0.2g；根据氢气的质量，利用化学方程式可以求出样品中铁的质量和生成的FeSO4的质量。要注意分析与处理有关数据，搞清楚纯物质和所给量之间的关系：纯物质的质量=不纯物质的质量纯度（纯净物在含杂质物质中的质量分数）。 【答案与解析】（1）产生氢气的质量是5.8g+30g+50g85.6g=0.2g（2）解：设生铁样品中铁的质量为x，生成FeSO4的质量为y。FeH2SO4FeSO4H2 56 152 2 x y 0.2g 解得x=5.6g y=15.2g 生铁样品中铁的质量分数为 10096.6%（3）反应后溶液中溶质的质量分数为 100% 27.4%答：(1)产生氢气的质量是0

24、.2g；（2）该生铁样品中铁的质量分数是96.6%；（3）反应后的溶液中溶质的质量分数是27.4%。【总结升华】有关含杂质物质的化学方程式计算的特点是“杂质一般不参与反应”，不能把不纯的量直接代入方程式进行计算或者把杂质的质量分数当成纯度代入方程式计算。举一反三：【变式】（1）小强为了探究某炼铁厂赤铁矿石中氧化铁的质量分数，设计了如图所示的装置进行实验，测出赤铁矿石中氧化铁的质量分数为80。现炼铁厂利用该赤铁矿石5000t，理论上可炼出含铁98的生铁的质量是多少？（结果保留整数）（2）在利用如图所示装置进行实验时，小强得到如下两组数据（杂质不参加反应）： 反应前氧化铁完全反应后A组玻璃管和赤铁

25、矿石样品的质量m1玻璃管和固体物质的质量m2B组烧杯和澄清石灰水的质量m3烧杯和烧杯中物质的质量m4你认为他应该选用了_（填“A”或“B”）组数据来计算赤铁矿石中氧化铁的质量分数；结合装置图回答他不能选用另一组数据计算的原因：_ _ _ 。【答案】（1）解：5000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为5000t80=4000t 设：4000t氧化铁理论上可以炼出铁的质量为x。 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 160 112 4000 t x 160112=4000tx x=2800t 含铁98的生铁的质量为 2800t98=2857t 答：理论上可炼出含铁98的生铁2857t。（2）A 澄清石灰水不能将产生的二氧化碳全部吸收，石灰水也会吸收空气中的二氧化碳，导致数据m4有误差【解析】（2）A组反应前后固体减少的质量是Fe2O3中氧的质量，可以根据氧的质量求出Fe2O3的质量，进而求得矿石中Fe2O3的质量分数。B组中质量增加的量并不是生成的CO2的质量，一是澄清石灰水浓度较小，不能将产生的二氧化碳全部吸收；二是因为石灰水与空气接触，也吸收了空气中的CO2。