1、金属12满分晋级秋季班第十二讲秋季班第十三讲金属综合应用常见金属的性质了解常见金属在生活中的用途暑期班第九讲漫画释义知识互联网 知识点一 金属材料思路导航金属材料在人类活动中已得到越来越广泛的应用。日常生活中常用的金属材料可分为纯金属和合金两大类。其中纯金属有90多种，合金有几千种。图12-1生活中常见的金属制品一、纯金属1.分类从表面颜色分黑色金属：Fe、Cr、Mn 有色金属：除Fe、Cr、Mn外的金属，如铝、镁、钾、钠、钙、铜、锌、锡、钴、金、银、铂从密度分轻金属：（密度小于4.5g/cm3，如K、Ca、Na、Mg、Al等）重金属：（密度大于4.5g/cm3，如Fe、Cu、Sn、Pb等）从
2、含量分常见金属：如Fe、Al、Cu等稀有金属: 如Mo、Nb、Zr等2.金属的共性（1）大多数是银白色固体（汞除外），有金属光泽。少数金属有颜色：如金为金黄色，铜为紫红色。（2）有延展性，可拉成细丝，压成薄片。（3）能导电，可以用作电线、电缆。（4）能导热，可用于制造铁锅、铜火锅等。3.金属的特性（1）熔点最高：钨W（3410）； 熔点最低：汞Hg（-39）。（2）密度最大：锇Os（22.45 g/cm3）； 密度最小：锂Li（0.53 g/cm3）。（3）硬度最大：铬Cr； 硬度最小：铯Cs。（4）延展性最好：金Au，可制成万分之一毫米的金箔，铝、锡都是常见的延展性很好的金属。（5）导电导热
3、性最好：银Ag，铜Cu次之，铝Al第三。 （6）导磁性：部分金属可以被磁铁吸引，表现出导磁性，如铁、钴、镍等4.几种常见金属的物理性质和特性 铝铜铁物理性质银白色金属光泽，具有良好的导电、导热和延展性，密度是2.7g/cm3，熔点660，沸点2200紫红色金属光泽，具有良好的导电、导电、导热和延展性，密度是8.9g/cm3，熔点1083，沸点2595有光泽的银白色金属，质软而有延展性，密度是7.8g/cm3熔点为1535，沸点3000 特性在空气中能形成致密的氧化物薄膜在潮湿空气中表面能形成铜绿有很强的导磁性，并有良好的可塑性和导热性二、合金合金是由两种或两种以上金属（或金属与非金属）熔合而成
4、的具有金属特性的物质，属于混合物。如钢铁、铝合金等，一般合金都是为了改良金属的某些性质。1.常见合金（1）铁合金 图12-2钢材生铁和钢是铁的合金的主要存在形式。钢铁是铁和C、S、Mn、P、以及少量其他元素所组成的合金，称为碳铁合金。钢和生铁的区别主要是含碳量不同。钢的含碳量（0.03%2%），生铁的含碳量（2%4.3%）。当然它们还含有一些其他成分，生铁中含有硅、锰等，如果钢含有一定比例的铬、镍，就是“不锈钢”。（2）钛合金性质：优异的耐腐蚀性，对海水、空气和若干腐蚀介质都很稳定，可塑性能好，强度大，密度小，又称为亲生物金属。用途：喷气式发动机、人造卫星外壳、火箭壳体、人造骨、海水淡化设备等
5、（3）铝合金图12-3铝合金、铜合金铝合金特点：密度小、强度高。如防锈铝合金、硬铝合金、高强度铝合金等（4）铜合金工业上广泛使用的有黄铜（铜锌合金）、青铜（铜锡合金）和白铜（铜镍合金）等2.合金的特性： （1）合金的熔点一般比它的各成分金属的熔点都低。（2）合金的硬度一般比它的各成分金属的硬度都大。（3）合金的抗腐蚀性一般比它的各成分金属都好。例题精讲【例1】下列应用在高铁列车上的材料，不属于金属材料的是 （ ） A. 不锈钢 B. 玻璃 C. 铝合金 D. 铜线【答案】B【例2】(2013海淀期末)铜丝常用于制作电线，是因为铜具有（ ）A. 导热性 B. 导电性 C. 密度较大 D. 抗腐蚀
6、性 【答案】B【例3】化学行业中把材料分为：金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料等金属材料在现实生活中有极为重要的作用下列金属材料的运用与金属所具有的性质不一致的是（）A. 制造白炽灯灯丝-熔点高 B. 制造飞机-坚硬而质轻 C. 制造保险丝-硬度大 D. 制造装化工原料的容器-耐腐蚀【答案】C工业中常将两种金属在同一容器中加热使其熔化，冷却后得到具有金属特性的熔合物合金。根据下表所列金属的熔点和沸点的数据（其他条件均与满足），判断不能制得的合金是（ ）A. KNa合金 B. KFe合金 C. NaAl合金 D. FeCu合金金属NaKAlCuFe熔点（）97.863.6660108315
7、35沸点（）883774220025952750【答案】B知识点二 金属的化学性质思路导航一、金属与氧气反应1.缓慢氧化铁在潮湿的空气中会发生缓慢氧化，观察右图：【提出问题】在右图中的三根钉子，哪根钉子最容易生锈，哪根钉子 最难生锈？【进行实验】取三支相同的试管。 向号试管中放一根铁钉注入少量蒸馏水，不要浸没铁钉，使铁 钉与空气和水接触。向号试管中放一根铁钉，注入刚煮沸过的蒸馏水至浸没铁钉，水面上注入一层植物油，铁钉只与水接触。第号试管用酒精灯烘干后放入一根铁钉，用橡皮塞塞紧试管口，使铁钉只与干燥的空气接触。比较三个铁钉生锈的速度。【结论】号试管中的钉子最容易生锈。【反思】铁生锈的因素：氧气、
8、水、铁三个缺一不可，其他多数金属生锈也需要相似的条件。如何防止金属生锈？保持金属制品表面洁净干燥。非金属涂层用非金属物质如油漆、塑料、搪瓷、矿物质油脂等涂覆在金属表面形成保护层。金属保护层，在金属表面镀上金属保护层。如镀锡、镀锌、镀铬等；白铁皮镀锌，马口铁镀锡，钢圈镀铬、镍。金属的氧化处理，在钢铁制品表面形成氧化膜，如枪套上形成四氧化三铁、烤蓝。根据不同用途，选择不同的材料组成耐蚀合金，或在金属中添加合金元素，提高其耐腐蚀性，如在钢中加入镍制成不锈钢。如何保护金属资源？回收废旧金属有计划、合理开发利用金属资源。防止金属的腐蚀开发新材料替代金属2.剧烈氧化镁与氧气反应：2MgO2点燃2MgO 铜
9、与氧气反应：2CuO22CuO铁与氧气反应：3Fe2O2点燃Fe3O4 铝与氧气反应：4Al3O2点燃2Al2O3金、银不与氧气反应，即使在高温条件下也不发生反应。二、金属的活动顺序1.金属与酸反应金属与酸的现象与稀盐酸反应与稀硫酸反应镁剧烈反应，镁逐渐溶解，产生大量气泡，试管壁发热，生成一种燃烧产生淡蓝色火焰的气体Mg+2HClMgCl2+H2Mg+H2SO4MgSO4+H2铝反应较剧烈，铝逐渐溶解，产生大量气泡，试管壁发热，生成一种燃烧产生淡蓝色火焰的气体2Al6HCl2AlCl33H22Al3H2SO4Al2(SO4)33H2锌反应比较剧烈，锌逐渐溶解，产生大量气泡，生成一种燃烧产生淡蓝
10、色火焰的气体Zn+2HClZnCl2+H2Zn+H2SO4ZnSO4+H2铁反应缓慢，铁逐渐溶解，有气泡生成，溶液由无色逐渐变为浅绿色，生成一种燃烧产生淡蓝色火焰的气体Fe+2HClFeCl2+H2Fe+H2SO4FeSO4+H2铜不反应金属和酸的反应的某些问题反应条件：a 金属必须是氢前金属b 与金属反应产生氢气的酸在初中阶段只需要记住稀盐酸和稀硫酸即可。反应快慢：金属 Mg、Al、Zn、Fe分别与酸溶液反应，产生氢气快慢与以下因素有关：a金属的状态：其他条件相同时，粉末状金属比块状金属反应速率更快。b酸的浓度：其他条件相同时，金属和浓度较大的酸的反应速率更快。c反应温度：其他条件相同时，金
11、属和酸在较高的温度下反应速率更快。d金属活动顺序：其他条件相同时（相同的金属状态、酸浓度和温度），金属活动性强的金属和酸反应的速率更快。反应多少：规律总结：我们常遇到的是Mg、Al、Zn、Fe四种金属与酸的反应金属反应后的化合价金属的相对原子质量a当酸是足量的情况下：m（H2）= m（金属）因此，产生氢气由多到少的顺序：AlMgFeZnb四种金属分别和等质量、等浓度的酸充分反应金属均有剩余，生成的氢气一样多。2.金属和化合物溶液的反应金属活动顺序中，排在前面的金属能够把排在后面的金属从它的化合物溶液中置换出来。实验操作现象化学反应方程式铁钉浸入硫酸铜溶液中铁钉表面覆盖一层紫红色物质，溶液由蓝色
12、逐渐变为浅绿色Fe + CuSO4Cu + FeSO4铝丝浸入硫酸亚铁溶液中溶液颜色由浅绿色逐渐变为无色2Al+3FeSO4Al2(SO4)3 + Fe 铜丝浸入硝酸银溶液中浸入溶液中的铜丝表面覆盖一层银色的物质，溶液由无色逐渐变为蓝色Cu+2AgNO3Cu(NO3)2+ 2Ag 图12-4铝与硫酸铜溶液的反应 图12-5铜与硝酸银溶液的反应反应条件：a必须是金属活动顺序在前面的金属置换出金属活动顺序在后面的金属。b与金属反应的必须是金属化合物溶液。反应结论当一种金属和两种或两种以上的化合物溶液发生置换反应时：a活动性最强金属单质最先置换活动性最弱金属的化合物溶液。 b反应后得到的化合物溶液与
13、金属单质能共存（相互之间不发生反应）。通过以上实验可得出：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，它的活动性就越强在金属活动性顺序里，只有排在氢前面的金属才能和稀盐酸或稀硫酸反应产生氢气。氢后的金属与稀盐酸或稀硫酸不能反应产生氢气。在金属活动性顺序里，排在前面的金属能把排在后面的金属从其化合物的溶液中置换出来。置换反应：由一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应。例题精讲金属生锈【例4】(2012广西中考)铁是生产和生活中使用最多的金属材料，下列关
14、于铁的叙述不正确的是（ ）A.铁生锈时生成四氧化三铁 B.表面涂漆以防止铁生锈C.铁制品应放置于干燥的环境中 D.用干抹布擦干铁器表面的水可以防止铁生锈【答案】A【例5】某同学设计了右图所示的装置探究铁锈蚀的条件a管中装入少量煮沸的蒸馏水，b管中是干燥的空气调节L端与R端的液面高度一致，塞紧木塞一段时间后观察下列推断错误的是（）A. 只有a管中的铁钉会锈蚀B. L端与R端的液面高度仍然保持一致 C. 该实验说明铁的锈蚀与空气和水有关 D. 常温下b管中的铁钉很难锈蚀【答案】B金属活动性【例6】为验证Mg、Cu、Ag三种金属的活动性强弱，某化学兴趣小组设计了下图所示的四个实验，其中不必进行的实验
15、是（已知：金属的大小形状相同，稀盐酸为等质量等浓度）（ ） CuAgNO3溶液Ag稀HClCu稀HClMg稀HClA B C D【答案】C【例7】为比较4种金属X、Y、Z、W的金属活动性顺序，小刚进行了一系列实验，结果如下表所示。其中能反应的记为“”，不能反应的记为“”，无标记的表示未做该实验。则它们的金属活动性顺序为( )参加反应的物质XYZWW(NO3)2溶液ZNO3溶液稀盐酸 A. YWXZB. YWZX C. YXWZD. XYWZ【答案】A【例8】（2012临沂中考）小明设计实验探究铁、铜、银三种金属的活动性顺序。他设计了四个实验方案，分别选择的试剂是：铜、银、硫酸亚铁溶液 铁、银、
16、硫酸铜溶液 银、硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液 铜、硫酸亚铁溶液、硝酸银溶液 。上述四个方案正确的是（ ）A. B. C. D. 【答案】 A【例9】（2012海淀期末）小琴同学设计如下图所示的A、B两个实验。她事先除去了金属片表面的氧化物或污物。（1）A实验中，为了比较锌、铜的金属活动性强弱，将锌片和铜片同时插入过量的稀硫酸中，所发生反应的化学方程式为 。（2）B实验中，为了验证锌、铜、银三种金属活动性强弱，两种金属片分别是 和 ，烧杯内盛放的溶液是过量的 溶液。（3）为了验证锌、铁的金属活动性强弱，小琴同学将锌片和铁片同时插入A实验后的剩余溶液中，而没有插入B实验后的剩余溶液中，其原因是 。【答
17、案】（1）Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2 （2）锌片（或Zn）和银片（或Ag） CuSO4 或Cu(NO3)2或CuCl2溶液或用名称表达 （3）将锌片、铁片放入A中，与实验后剩余溶液中过量的硫酸反应，锌片放出气泡速度比铁片快，得出锌比铁活泼；若将锌片、铁片放入B中，与实验后剩余溶液中过量的硫酸铜都反应，锌铁表面都生成红色固体（或锌铁的现象都相同），且无法判断铁是否与硫酸锌反应，所以不能比较锌铁的活动性强弱。（合理即可）【例10】（2013顺义一模）铁及其化合物在生活中应用广泛（1）铁制品长期使用容易生锈，铁生锈的条件是 。在铁制品表面镀铬（Cr）可以防止铁生锈，工业上获取镀铬
18、原料三氧化铬的化学反应方程式为：Na2Cr2O7 +X = 2CrO3 + Na2SO4 +H2O，其中X的化学式为 。（2）为探究锌、铁、铜三种金属的活动性，以及他们和氢元素的位置关系，小明设计了如下实验：小莉提出：上述实验中，省略某些实验也能达到目的。能被省略的实验是 （填字母序号）。将反应后的废液倒入废液缸中，过滤，向所得滤液中加入铁粉，无气泡产生。则下列说法中，正确的是 （填字母序号）。A一定含有硫酸锌 B可能含有硫酸铜 C滤渣中一定含有Fe、Cu D滤渣中可能含有Zn、Fe、Cu【答案】（1）与氧气和水同时接触 H2SO4 （2）C AB金属与化合物溶液反应【例11】往Zn和Cu的混
19、合物中加入过量的FeSO4，充分反应过滤，滤纸上剩余物质是（ ）A. Fe和Cu B. Cu C. Fe D. Fe和Zn【答案】A【例12】（2012石景山二模）金属在生产生活中应用广泛。（1）下列厨房用品所使用的主要材料，属于金属材料的是_(填字母序号)。A不锈钢高压锅 B陶瓷罐 C铜火锅 （2）人类从自然界中提取金属。工业上用一氧化碳和赤铁矿（主要成分是氧化铁）冶炼铁的化学方程式为_；我国是世界上最早采用湿法冶金提取铜的国家，写出铁与硫酸铜溶液反应制取铜的化学方程式_。（3）将一定量铁粉加入到AgNO3、Cu(NO3)2、Zn(NO3)2的混合溶液中，充分反应后过滤，向滤渣中加入稀盐酸没
20、有明显现象，则滤渣和滤液中溶质的组成可能为_(填字母序号)。选项滤渣滤液A铜和银Fe(NO3)2和Zn(NO3)2 B银Cu(NO3)2、Fe(NO3)2和Zn(NO3)2C铜和银Cu(NO3)2、Fe(NO3)2和Zn(NO3)2 D银AgNO3、Cu(NO3)2、Fe(NO3)2和Zn(NO3)2E铜和银AgNO3、Cu(NO3)2、Fe(NO3)2和Zn(NO3)2【答案】（1）A C（2）3CO + Fe2O3 高温 2Fe + 3CO2 Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu（3）A B C D思维拓展拓展1（2012北京中考）金属在生产和生活中有广泛的应用（1）下列金属制品中，
21、利用金属导电性的是_ （填字母序号）A. 黄金首饰B. 铝蒸锅C. 钢导线（2）铁制品在沙漠地区不易锈蚀的原因是_ （3）工业上用一氧化碳和赤铁矿炼铁反应的化学方程式为_ （4）某厂排放的废水中含有硫酸铜，将废水处理可得到铜和铁红（氧化铁）两种产品过程如下图所示（废水中的其他物质不参与反应）；过程中发生反应的化学方程式为_ A-G七种物质中含铁元素的有_ （填字母代号）【答案】（1）C （2）空气干燥（3）3CO+Fe2O3 高温 2Fe+3CO2 （4）Fe+CuSO4FeSO4+Cu ABCEG拓展2 （选讲）（2012西城期末）金属在生产生活中应用广泛。（1）铁锅炒菜是利用金属的 性。（
22、2）金属腐蚀造成资源浪费。铁生锈的条件是 。防止自行车生锈的措施是 （写出一种即可）。（3）工业上用无砷锌（主要成分有锌、硫酸亚铁、硫酸铜、硫酸铅）制取高纯锌，其生产流程如下图所示。资料：硫酸铅（PbSO4）能溶于热的稀硫酸，氢氧化铁难溶于水。无砷锌80-100滤液A一定量锌粒过滤滤渣C滤液B一定条件下过滤硫酸锌溶液氢氧化铁锌少量稀硫酸过滤步骤中稀硫酸发生反应的化学方程式是 ，滤渣C的成分是 。【答案】（1）导热 （2）潮湿的空气 刷漆或涂油等 （3）Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2 一定含有Cu和Pb，可能含有Fe复习巩固1（2012资阳中考）关于钢铁及制品的说法错误的是（）A
23、. 含有某些金属和碳元素的铁合金，其性能比纯铁更优良B. 高炉中炼铁的主要反应可表示为：Fe2O3+3CO 高温2Fe+3CO2 C. 其它金属单质与铁一样，都能与盐酸反应得到氢气 D. 家用菜刀经洗净擦干后可防止生锈【答案】C2.金属在生产生活中应用广泛。最初输水管材用铸铁，目前多用塑料管和塑料金属复合管，输送热水一般用铜管。下列管材中，属于金属材料的是_(填字母序号，下同)。 A铸铁管 B铜管 C塑料管铁生锈的条件是_。将生锈的铁片放在硫酸和硫酸铜的混合溶液中，可能发生的置换反应的化学方程式是_、_。金属的回收和利用是保护金属资源的一种有效途径。 废钢铁可回收重新冶炼，用一氧化碳还原氧化铁
24、的化学方程式为_；将铁粉和铜粉的混合物放入硝酸银溶液中，反应结束后，对剩余固体成分的判断正确的是_。 A肯定有银 B肯定有铜 C可能有铁 D可能是铁和银【答案】AB 潮湿空气 Fe+H2SO4=FeSO4+H2 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 AC3. （2013朝阳期末）生活离不开金属。（1）右图“取暖片”中发热剂主要成分有铁粉、活性炭、氯化钠和水等，其发热原理是利用铁生锈时放热。发热剂需与空气中 接触才会发热。（2）已知下列各组物质间均能发生置换反应。 AFe 和CuSO4 溶液 BMg和MnSO4 溶液 CMn和FeSO4 溶液写出Fe 和CuSO
25、4 溶液反应的化学方程式 。Mn、Fe、Mg 、Cu四种金属的活动性由强到弱的顺序 。（3）化学小组在实验结束后，进行了如下废液处理：硫酸铜和硫酸亚铁混合液一定量锌粉 I滤液滤渣气体稀硫酸II中的操作名称是_。写出中一定发生反应的化学方程式 _ _ 。滤液的组成可能是 。【答案】（1）氧气，水蒸气 （2）CuSO4+Fe=FeSO4+Cu Mg Mn Fe Cu （3）过滤 Fe+H2SO4=FeSO4+H2 ZnSO4，FeSO4、ZnSO44. （2013年石景山二模）金属在生产生活中应用广泛。（1）下列厨房用品所使用的主要材料，利用金属导热性的是_(填字母序号)。A菜刀 B铜火锅 C不锈
26、钢炒菜锅（2）铁路上铺接钢轨常利用铝热反应：2Al + Fe2O3 高温 2Fe + Al2O3,该反应属于基本反应类型中的 反应。（3）汽车表面喷漆，可以延缓钢铁的锈蚀，其防锈原理是隔绝 。（4）人类从自然界中提取金属。工业上用一氧化碳和赤铁矿（主要成分是氧化铁）冶炼铁的化学方程式为_。（5）根据图示中的变化，下列结论正确的是_(填字母序号)。盐酸锌粉 A烧杯中溶液含有盐酸 B烧杯中一定没有盐酸C烧杯中溶液为氯化锌溶液 D烧杯中的固体可能是铁【答案】（1）B C （2）置换 （3）氧气和水蒸气 （4）3CO + Fe2O3 高温 2Fe + 3CO2 （5）B D 第二十三种品格：诚信消除自
27、身压力，给成功留点空间 加拿大魁北克有一条南北走向的山谷。山谷没有什么特别之处，惟一能引人注意的是它的西坡长满松、柏、女贞等树，而东坡却只有雪松。这一奇异景色之谜，许多人不知所以，然而揭开这个谜的，竟是一对夫妇。 那是1993年的冬天，这对夫妇的婚姻正濒于破裂的边缘，为了找回昔日的爱情，他们打算做一次浪漫之旅，如果能找回就继续生活，否则就友好分手。他们来到这个山谷的时候，下起了大雪，他们支起帐篷，望着满天飞舞的大雪，发现由于特殊的风向，东坡的雪总比西坡的大且密。不一会儿，雪松上就落了厚厚的一层雪。不过当雪积到一定程度，雪松那富有弹性的枝丫就会向下弯曲，直到雪从枝上滑落。这样反复地积，反复地积，反复地弯，反复地落，雪松完好无损。可其它的树，却因没有这个本领，树枝被压断了。妻子发现了这一景观，对丈夫说：“东坡肯定也长过杂树，只是不会弯曲才被大雪摧毁了。”少顷，两人突然明白了什么，拥抱在一起。 生活中我们承受着来自各方面的压力，积累着终将让我们难以承受。这时候，我们需要象雪松那样弯下身来。释下重负，才能够重新挺立，避免压断的结局。弯曲，并不是低头或失败，而是一种弹性的生存方式，是一种生活的艺术。今天我学到了