1、第第 6 6 讲讲 金属金属 课标要求 考试细则 【课程内容】 1.识别金属和非金属。 2.通过典型金属和酸以及某些盐的反应， 认识 金属活动性顺序。 3.列举金属腐蚀条件和防止金属锈蚀常用的 方法。 4.知道在金属中加入其他元素等方法可以改 善金属材料的性能，了解新型金属材料的发 展与应用。 5.结合实例说明金属冶炼发展对社会进步的 作用。 6.了解废弃金属对环境的影响和回收金属的 意义。 【活动建议】 1.通过实验认识金属的延展性、 导电性和导热 性等物理性质。 2.探究几种金属的活动性顺序。 3.调查金属锈蚀带来的损失， 了解常见金属防 锈蚀的措施。 4.查阅人类使用金属和合金的历史资料
2、， 了解 冶金史。 5.调查本地区的金属回收和利用情况， 并提出 建议。 1.金属和非金属的性质差异， 常见金属的主要 性质和用途 (1)说出金属和非金属的主要物理性质差异， 如导电性、导热性、金属光泽、延展性等。 (2)举例说明常见金属的用途与其性质的对应 关系。 2.金属冶炼：说出炼铁的原理 3.金属活动性顺序 (1)描述金属与酸、金属与盐反应的条件。 (2)说出金属活动性顺序。 (3)会比较金属的活动性顺序。 (4)能用金属活动性顺序说明某些现象和实际 应用。 4.金属腐蚀及防护 (1)列举影响金属腐蚀的有关条件。 (2)说出防止金属腐蚀的常用方法。 5.废弃金属对环境的影响 (1)举例
3、说明废弃金属对环境的影响。 (2)举例说出回收废弃金属的意义。 6.新金属材料的发展和金属材料性能的改善 (1)说出合金的概念。 (2)说出一些常见的合金及其主要性能，如铁 合金、铝合金等。 一、 金属的物理性质 (1)金属的物理共性：常温下都是固体(汞除外)；有金属光泽；大多数为电和热的良 导体；有延展性。 (2)金属的特性：金属汞常温下呈液态；铁、铝等大多数金属呈银白色或灰色，但金 呈金黄色，铜呈紫红色；不同金属的密度、硬度、熔点、导电性、导热性等有较大差别。 二、 金属的化学性质 (1)与氧气反应 与氧气反应 的难易程度 代表金 属种类 现象 化学方程式(氧气 中) 常温下与氧 气反应
4、铝 常温下，金属铝表面易生成一层致 密的氧化铝保护膜 4Al3O2= 2Al 2O3 铁 常温下，缓慢氧化，生成红褐色的 铁锈(Fe2O3) 续表 与氧气反应的难易程度 代表金 属种类 现象 化学方程式 (氧气中) 能在空气中燃烧 镁 剧烈燃烧，发出耀眼白 光，生成白色固体，放 热 2Mg O2= 点燃 2MgO 不能在空气中燃烧，能 在氧气中燃烧 铁 剧烈燃烧，火星四射， 放出大量的热，生成黑 色固体 3Fe 2O2= 点燃 Fe3O4 不能燃烧，在加热条件 下能与氧气反应生成氧 化物 铜 加热，生成黑色物质 2Cu O2= 2CuO 在高温下也不与氧气反 应 金 疑难点：金属越活泼，越易与
5、氧气发生反应，相同条件下反应越剧烈。 (2)与酸反应：金属活动性顺序排在 H 前面的金属单质能与酸发生反应，生成相应的盐和 氢气。 相同条件下， 金属与酸反应的剧烈程度也因金属活动性的强弱而不同， 金属活动性越强， 反应越剧烈。 金属 与盐酸反应 与稀硫酸反应 反应现象 镁 Mg2HCl=MgCl2 H2 MgH2SO4=MgSO4 H2 剧烈反应，产生大量气 泡，溶液仍为无色，生 成的气体在空气中燃 烧产生淡蓝色火焰 铝 2Al 6HCl=2AlCl3 3H2 2Al 3H2SO4=Al2(SO4)3 3H2 锌 Zn 2HCl=ZnCl2 H2 Zn H2SO4=ZnSO4 H2 反应比较
6、剧烈，产生大 量气泡，溶液为无色， 生成的气体在空气中 燃烧产生淡蓝色火焰 铁 Fe 2HCl=FeCl2 H2 FeH2SO4=FeSO4 H2 反应缓慢，产生气泡， 溶液由无色逐渐变为 浅绿色，生成的气体在 空气中燃烧产生淡蓝 色火焰 铜 不反应 不反应 无 疑难点： 铁与酸发生置换反应， 生成铁的化合物中铁元素的化合价为2 价， 故溶液呈浅绿色。 金属与酸反应的剧烈程度不止与金属的活动性强弱有关，还与其他很多因素有关，如 酸的浓度、金属与酸接触面积的大小、反应温度等。故在探究金属与酸反应快慢的问题时，一 定要注意控制好变量。 由于金属锌与稀硫酸的反应速率适中，便于对氢气进行收集，实验室常
7、用锌与稀硫酸 的反应来制取氢气；金属镁和铝与稀硫酸的反应速率过快，铁与稀硫酸的反应速率过慢，都不 利于氢气的收集；浓盐酸具有挥发性，用盐酸制取的氢气中因含有氯化氢气体而不纯净，故不 选择盐酸作为实验室制取氢气的原料。 (3)与某些盐溶液反应 活动性较强的金属可以把活动性较弱的金属从其盐溶液中置换出来。如，将锌片、铁片、 铜片三种金属分别放入硫酸铜溶液、硝酸银溶液中，观察到的现象及反应的化学方程式如下： 金属 硫酸铜溶液 硝酸银溶液 锌 锌表面有一层红色物质析出， 溶液由蓝色变为无色。 ZnCuSO4=ZnSO4Cu 锌表面有一层银白色物质析出， 溶液仍为无色。 Zn2AgNO3=Zn(NO3)
8、22Ag 铁 铁表面有一层红色物质析出， 溶液由蓝色变为浅绿色。Fe CuSO4=FeSO4Cu 铁表面有一层银白色物质析出， 溶液由无色变为浅绿色。Fe 2AgNO3=Fe(NO3)22Ag 铜 无变化，不反应 铜表面有一层银白色物质析出， 溶液由无色变成蓝色。Cu 2AgNO3=Cu(NO3)22Ag 疑难点：金属与盐的反应中，盐必须能溶于水。 三、 金属活动性顺序 (1)金属活动性顺序 常见的金属在溶液中的活动性顺序如下： K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H) Cu Hg Ag Pt Au 活动性由强到弱，原子失电子能力减弱。 (2)金属活动性顺序的应用 在金属活动性
9、顺序中，位置越靠前，活动性越强。 在金属活动性顺序中，只有排在氢前面的金属才能置换出盐酸、稀硫酸中的氢。 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(K、 Ca、Na 除外)。 很活泼的金属，如 K、Ca、Na 与盐溶液反应，先与溶液中的水反应生成碱和氢气，碱 再与盐溶液反应，没有金属单质生成。 四、 金属冶炼 (1)热还原法：用 C、CO、H2等还原剂与金属氧化物反应，夺取金属氧化物中的氧，得到 金属单质，该方法适用于大多数金属。以下为氢气还原氧化铜和一氧化碳还原氧化铁的实验： 实验名称 氢气还原氧化铜 一氧化碳还原氧化铁 实验原理 CuOH2= Cu H2O
10、 Fe2O33CO= 高温 2Fe3CO2 实验装置 实验步骤 检： 检查氢气的纯度； 通：通氢气； 点： 点燃酒精灯加热； 熄：实验完毕，先熄 灭酒精灯； 冷：继续通氢气，直 到试管完全冷却。 检：检查装置的气密性； 装：装入药品并固定装置； 通：通入一氧化碳气体并点燃酒精灯； 点：待装置内的空气完全排尽后，点燃酒 精喷灯给氧化铁加热； 熄：当玻璃管内的红棕色粉末变成黑色时， 停止加热； 冷：继续通入一氧化碳直到玻璃管内的固 体冷却； 熄：熄灭装置尾部的酒精灯。 实验现象 黑色固体逐渐变为红 色，同时试管口出现 小水珠。 红色固体逐渐变为黑色，同时产生能使澄 清石灰水变浑浊的气体。 注意事项
11、 被还原的金属氧化物要铺在试管或直玻璃管底部，目的是增大 反应物的受热面积，加快反应速率。 实验之前先通气体后加热，目的是排出装置内的空气，防止可 燃性气体和空气混合加热时发生爆炸。实验结束后先熄灭酒精灯， 继续通入还原性气体，直至还原产生的金属冷却，目的是防止生 成的金属在温度较高时再次被氧气氧化，使实验失败。 因为要先通还原性气体，实验结束后还要通气体，所以实际所 用气体的量要远大于理论用量。 疑难点 试管口应略向下 倾斜，且试管口不能 塞塞子。向下倾斜的 目的是避免反应中生 一氧化碳有毒，不能直接排放到空气 中，故装置封闭并在实验前进行气密性检 查，且需将尾气点燃或收集。 CO 和用于尾
12、气处理的酒精灯要“早出 成的水倒流而炸裂。 通氢气的导管应 插到试管底部的氧化 铜上方，一是为了避 免氧化铜粉末堵塞导 管口，二是易把试管 里的空气排净，加热 后不易发生危险。 晚归”，用于加热的酒精喷灯要“迟到早 退”。 (2)湿法冶铜 湿法炼铜的原理是先用硫酸将铜矿中的铜转变成可溶性的硫酸铜， 再将铁放入硫酸铜溶液 中把铜置换出来。反应方程式为 FeCuSO4=FeSO4Cu。 五、 金属锈蚀 (1)锈蚀条件 外因：金属与空气、水等物质的相互作用。 内因：金属的内部结构。 (2)防锈方法 保持金属制品表面干燥和洁净。 在金属制品表面涂一层保护膜，如刷油漆、涂油等。 改变金属的内部结构，如在
13、普通钢中加入铬、镍等金属制成不锈钢。 六、 合金 (1)合金的概念：在金属中加热熔合某些金属或非金属形成具有金属特征的物质。 (2)合金的特性：硬度、强度一般变大；熔点更低；颜色更鲜艳；抗腐蚀性更强。 1. 科学探究可以培养学生良好的科学思维。某兴趣小组进行了金属燃烧实验： 实验 1 2 3 步骤 将一片铝箔在空气中 用酒精灯加热 将另一片相同的铝箔 伸入充满氧气的集气 瓶，引燃 将一段镁条在空气中 用酒精灯加热 续表 实验 1 2 3 现象 铝箔不燃烧，熔化后也 不滴下，外面立即形成 一层薄膜 铝箔剧烈燃烧，发出耀 眼白光 镁条剧烈燃烧，发出耀 眼白光 试回答下列问题： (1)进行实验 1、
14、 2 的目的是为研究铝和氧气反应的剧烈程度是否与氧气的_浓度(纯度、 含 量)_有关。 (2)某同学分析实验 2、3 后就得出了如下结论：不同金属的活动性是不同的。其他同学认 为这个结论不可靠，你认为他们的理由是_只用镁、铝金属做实验，选择的金属样本种类太少 或实验中存在氧气浓度和金属种类两个变量没有控制_。 (3)在实验 1 中，有同学用细针去刺破液态铝外面的薄膜，观察到里面的液态铝依然没有 流出来。实验后，同学们查阅资料获知该薄膜是氧化铝，其熔点明显高于酒精灯火焰的温度， 由此推断， 刺破薄膜后液态铝会迅速和_氧气_反应又会形成致密氧化膜，所以液态铝不会流 出来。 【试题解析】 (1)实验
15、 1、2 不同之处是氧气的浓度不同，所以进行 1、2 实验的目的是研 究铝和氧气反应的剧烈程度是否与氧气的浓度有关。(2)只用镁、铝做实验，选择的金属样品 种类太少，不能得出不同金属的活动性是不同的结论。(3)液态铝会迅速和氧气反应又会形成 致密氧化膜，所以刺破薄膜后液态铝不会流出来。 【命题意图】 本题以铝、镁燃烧这一素材为载体考查学生通过实验变量分析确定实验目 的， 结合实验设计提出实验方案设计的不足的能力，同时要求学生能够运用金属与氧气反应的 相关知识对实验现象进行合理的解释。 2下图为氢气还原氧化铜的实验装置图，下列有关分析正确的是( B ) A装置中试管口需略向下倾斜，主要是为了利于
16、通入氢气 B在给试管内药品加热前，需先通氢气排尽试管内的空气 C待药品完全反应后，需同时撤去酒精灯和通氢气的导管 D该实验装置也可直接用于一氧化碳还原氧化铜的实验 【试题解析】 A装置中试管口需略向下倾斜，主要是为了利于冷凝水的排出，防止试 管炸裂，故 A 错误； B在给试管内药品加热前，需先通氢气排尽试管内的空气，以防爆炸，故 B 正确； C待药品完全反应后，需先撤去酒精灯，再撤去通氢气的导管，以防铜重新被氧化，故 C 错误； D该实验装置不密闭，不可直接用于一氧化碳还原氧化铜的实验，一氧化碳有毒，故 D 错误。 【命题意图】 本题以金属冶炼这一主题为载体，考查学生结合实验目的和反应物等的特
17、 点，对实验器材、装置、实验步骤等的理解。 3小柯为比较 Mg、Fe、Cu 三种金属的活动性顺序，进行了如图甲所示的实验。实验后 他把两试管中的物质倒入烧杯中(如图乙)， 发现烧杯内的红色固体明显增多， 充分反应后过滤。 溶液中含有的金属离子可能的组成有 ( C ) Mg2 Mg2和 Fe2 Mg2 和 Cu2 Mg2、Fe2和 Cu2 A B C D 【试题解析】 Mg、Fe、Cu 三种金属的活动性顺序为 MgFeCu，故铁可以与硫酸铜 反应，而不与硫酸镁反应，故溶液中一定有镁离子和生成的亚铁离子，当铁将硫酸铜完全反应 时，溶液中没有铜离子，当铁没有将硫酸铜完全反应时，溶液中有铜离子，故正确
18、。故选 C。 【命题意图】 本题以金属与盐溶液之间的反应为载体，考查金属活动性顺序和学生结合 具体实验现象进行实验分析和分类讨论的能力。 4. 下列金属不能跟稀盐酸反应产生氢气的是( A ) A银 B锡 C铝 D镁 【试题解析】 排在氢前边的金属能与酸反应产生氢气，排在氢后面的金属不能与酸反应 产生氢气。 【命题意图】 本题以金属和酸的反应为主题，考查学生对金属活动性顺序的理解。 5. 将质量均为 10 克的 Mg、Fe、Zn 三种金属分别放入质量和溶质质量分数均相同的三 份稀硫酸中，反应完成后，生成氢气的质量关系不可能的是( D ) A. B. C. D. 【试题解析】 根据化学方程式计算可
19、得，10 克镁与硫酸完全反应需要消耗 40.8 克硫酸溶 质，10 克铁与硫酸完全反应需要消耗 17.5 克硫酸溶质，10 克锌与硫酸完全反应需要消耗 15.1 克硫酸溶质。当酸中溶质的质量小于 15.1 克，酸完全反应，生成的氢气质量相等，A 正确； 当酸中溶质的质量介于 17.5 克和 15.1 克之间时，产生氢气质量为镁铁锌，C 正确；当酸 中溶质的质量介于 17.5 克和 40.8 克之间，或酸中溶质的质量大于 40.8 克时，产生氢气的质量 为镁铁锌，B 正确。 【命题意图】 本题以金属与酸反应的质量关系为载体，考查学生结合具体情境，运用化 学方程式计算和质量守恒定律进行定量分析、分类讨论的能力。