课题 金属与金属矿物1.知道常见金属的物理性质并掌握其用途
2.知道金属与氧气反应的规律
3.掌握金属活动性顺序及相关应用
4.掌握置换反应的概念
5.知道铁锈蚀的条件，了解金属腐蚀原因及金属保护的意义与手段。 教学重难点 金属的物理化学性质；置换反应；金属冶炼。 知识点详解
知识点1：金属
一、金属的物理性质
在常温下，除汞呈液态外，金属都是固体。通常金属都带有金属光泽，具有良好的导电性、导热性、延展性，机械强度大。大多数金属为银白色，金为黄色，铜为紫红色。
1.铝：地壳中含量最多的金属元素
2.钙：人体中含量最多的金属元素
3.铁：目前世界年产量最多的金属（铁>铝>铜）
4.银：导电、导热性最好的金属（银>铜>金>铝）
5.铬：硬度最高的金属
6.钨：熔点最高的金属
7.汞：熔点最低的金属，也是常温下唯一呈液态的金属
8.锇：密度最大的金属
9.锂：密度最小的金属
三、合金
（1）合金是由一种金属跟其他金属（或非金属）熔合而成的具有金属特性的物质，合金是一种混合物。，合金的熔点一般低于组成它的纯金属，合金的抗腐蚀性一般强于组成它的纯金属。，二者的主要区别是碳的含量不同。反应 实例 说明 备注 金属与氧气的反应 大多数金属都能与氧气反应，但反应的难易和剧烈程度不同。镁、铝等在常温下就能与氧气反应，铜在加热时能与氧气反应，铁在高温时能在纯氧中燃烧，金在高温时不与氧气反应。因此由金属与Ｏ２反应的难易程度，即可确定金属的活动性 铁在纯氧中燃烧的生成物是
Ｆｅ３Ｏ４；
铁在潮湿的空气中生锈主要产物是Ｆｅ２Ｏ３。
金属＋氧气→金属氧化物（化合反应）
金属与盐酸、稀硫酸的反应
在金属活动性顺序里，位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢，而位于氢后面的金属则不能；并且金属活动性越强，与酸反应的速率越快（即产生Ｈ２的速率越快）
活泼金属＋酸→盐＋
Ｈ２↑
（置换反应）
金属与某些化合物溶液的反应
如果一种金属能将另一种金属从其化合物溶液中置换出来，则该金属的活动性比另一种金属强
金属１＋盐１→金属２＋盐２（置换反应）
（盐１必须可溶；金属１不能
为Ｋ、Ｃａ、Ｎａ）
金属位置越靠前，其金属活动性就越强。
在金属活动性顺序里，位于氢前面的金属能置换出稀盐酸、稀硫酸中的氢（酸中的氢）。、盐溶液反应的规律及反应前后溶液质量的变化
三、置换反应
1.定义：一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和化合物的反应。
2.置换反应是四大基本反应类型中的一种。
3.可利用置换反应比较金属活动性的强弱。
1.(2019,2分)向CuO和铁粉的混合物中加入一定量的稀硫酸,微热充分反应后冷却、过滤,在滤液中加入一枚洁净的铁钉,发现铁钉表面无任何变化。据此判断,下列结论正确的是?()
A.滤液中一定含有FeSO4、H2SO4B.滤渣里一定有Cu
C.滤液中可能有CuSO4、H2SO4D.滤渣里一定有Cu和Fe
2.(2019,2分)将一定量的铁粉加入到含有Cu(NO3)2和AgNO3的废液中,充分反应后过滤,向滤渣中加入稀盐酸,无气泡产生。下列判断正确的是?()
A.滤渣中一定含有Ag和Cu,滤液中一定含有Fe(NO3)2
B.滤渣中一定不含Fe,滤液中一定含有Fe(NO3)2和Cu(NO3)2
C.滤渣中一定含有Ag,滤液中可能含有Cu(NO3)2和AgNO3
D.滤渣中一定含有Ag和Cu,滤液中可能含有Cu(NO3)2和AgNO3
3.(2018,1分)下列实验设计能够实现其对应实验目的的是?()
4.(2019,10分)金属具有广泛的应用。
(1)铁锅用来炒菜,主要是利用铁的性(填“导热”或“导电”)。
(2)下图为洁净铁钉的有关实验。
?
①中铁与硫酸铜反应的化学方程式为。
②中铁钉锈蚀主要是铁与空气中的氧气和发生化学反应。
③中铁锈与稀硫酸反应的化学方程式为。
(3)某炼铁厂要冶炼1000t含杂质3%的生铁,需要含Fe2O380%的赤铁矿石的质量是t(计算结果精确至0.1)。
(4)某金属粉末可能由镁、锌、铁、铝、银中的一种或几种组成。取该样品2.4g,向其中加入100g一定溶
质质量分数的稀硫酸,恰好完全反应,生成0.2g氢气,得到无色溶液,固体无剩余。下列说法正确的是(填序号)。
A.样品中一定含有镁B.样品中一定不含有银,可能含有铁
C.所得溶液中溶质总质量为12gD.加入的稀硫酸的溶质质量分数为19.6%
知识点3：金属资源的利用和保护
一、铁的冶炼
1.原理：在高温下，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。
3CO+Fe2O3高温2Fe+3CO2
2.原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气
3.设备：高炉。炼铁的主要原料是铁矿石、焦炭、石灰石和空气。
炼铁时各物质的作用：
石灰石：把杂质转化为炉渣
焦炭：燃烧放热提高炉温，并将生成的CO2还原为具有还原性的CO，因此在炼铁高炉中起主要作用的还原剂是CO，优点是气体还原剂具有流动性，能与矿石充分接触，使反应更彻底。相关反应化学方程式：C+O2点燃CO2，CO2+C高温2CO
二、一氧化碳还原氧化铁实验
1.现象：红色粉末变成黑色，澄清的石灰水变浑浊。点燃尾气有蓝色火焰
2.相关的化学方程式：3CO+Fe2O3高温2Fe+3CO2，CO2+Ca(OH)2＝CaCO3↓+H2O，2CO+O2点燃2CO2
3.尾部酒精灯作用：点燃尾气，防止CO污染空气
4.实验步骤：
5.注意事项
实验前要先通CO将玻璃管中的空气排尽再加热，防止加热时CO与空气混合发生爆炸；实验完毕后，停止加热时要继续通CO至玻璃管内固体冷却，防止高温下的生成物铁与空气接触而被氧化，同时还可防止石灰水倒吸。
四、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：Fe2O3·XH2O）
（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：（隔绝空气或水）
（1）保持铁制品表面的清洁、干燥
（2）表面涂保护膜：如涂油、刷漆、电镀、烤蓝、制成不锈钢等
（3）铁锈很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气反应，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。
五、金属资源的保护和利用:
1.保护金属资源的途径：（1）防止金属腐蚀：隔绝空气或氧气隔绝水
（2）回收利用废旧金属（3）合理开采矿物（4）寻找金属的代用
1.(2019,3分)今年世界地球日的主题为“珍爱美丽地球·守护自然资源”。下列做法与此不相符的是?()
A.废旧金属回收利用B.农业上过量施用化肥、农药
C.有计划、合理地开采矿物D.使用新型、可降解的塑料制品
2.(2019广东,12,2分)探究铁生锈的条件,有利于寻找防止铁制品锈蚀的方法。下列对比实验设计与所探究的条件(蒸馏水经煮沸并迅速冷却),对应关系正确的是?()
?
A.甲和乙:水 B.乙和丙:空气C.甲和丙:空气 D.甲和丁:水
3.(2019,2分)实验室用如图装置模拟炼铁。下列说法正确的是?()
A.磁铁矿的主要成分是Fe2O3B.应先加热Fe2O3再通入CO
C.红棕色的Fe2O3逐渐变黑D.气体通过澄清石灰水后可直接排放
4.(2019,2分)用粗木棍在涂有蜡的锌板上写“明”“和”两个字,露出下面的锌板。向“明”字上滴加CuSO4溶液,向“和”字上滴加盐酸。
(1)“明”字上的现象是。
(2)“和”字上产生气泡,用化学方程式解释:。
课后练习
1.(2018,2分)常温下为液态的金属是?()
A.汞B.金C.银D.铝
2.(2018,3分)科学家发现一种新金属。根据下表信息推测其用途错误的是?()
A.用于焊接金属B.制造航天飞机 C.制外科手术刀D.用于通讯设备
3.(2017,2分)我省明代科学家宋应星所著的《天工开物》中,详细记述了金、铜、铁、锌等金属的开采和冶炼方法,记述的金属中金属活动性最强的是?()
A.金B.铜C.铁D.锌
4.(2016,2分)下列事实能说明铝的金属活动性比铁或铜强的是?()
A.铝在地壳中含量比铁高B.铝的熔点低于铜的熔点
C.空气中铁比铝更容易被腐蚀D.铝丝在硫酸铜溶液中能形成“铜树”
3.(2016,2分)锰和镍(Ni)都是重要的金属,将镍丝插入MnSO4溶液中,无明显现象,插入CuSO4溶液中,镍丝表面有红色固体析出。则Mn、Ni、Cu三种金属的活动性由强到弱的顺序是?()
A.Mn、Ni、CuB.Mn、Cu、Ni
C.Ni、Mn、CuD.Cu、Mn、Ni
4.(2018四川成都,11,3分)探究锌、铜、镁的金属活动性时,下列现象、分析或结论正确的是?()
A.盐酸的浓度可以不同 B.铜片表面有气泡
C.镁片的试管发烫 D.活动性:Cu>Zn>Mg
5.(2017,2分)根据反应事实能推导影响化学反应的因素,以下推理中错误的是?????()
6.(2017,2分)下列生活中的做法错误的是?()
A.用生石灰作食品干燥剂
B.用汽油或加了洗涤剂的水来除去衣服上的油污
C.钢铁表面采用涂油、刷漆、镀铬等方法都能防止钢铁生锈
D.燃气灶的火焰出现橙色或黄色时,可调小炉具进风口
7.(2019,8分)金属及金属材料在生产、生活中有广泛的应用。
(1)近年来,我省多地纷纷开展文明城市创建工作,垃圾分类回收是其中一项重要举措。某市街道垃圾桶如图所示,请回答下列问题:
?
①图中标识的物质,属于金属材料的是(写出一种即可)。
②使用铝合金做内筒的优点是(写出一点即可)。某品牌饮料的空易拉罐应收
入（填“可回收”或“不可回收”)筒中。
③铁制品锈蚀的过程,实际上是铁跟空气中的发生化学反应的过程;除去铁制品表面的铁锈可用稀盐酸,反应的化学方程式为。
(2)将甲、乙、丙三种金属分别投入稀硫酸中,甲、丙表面有气泡产生,乙无明显现象;若将甲放入丙的硫酸盐溶液中,一段时间后,甲的表面有丙析出。由此推断这三种金属的活动性由强到弱的顺序是。
(3)将一定质量的铁粉加入到Al(NO3)3、Cu(NO3)2、AgNO3三种物质的混合溶液中,充分反应后过滤,得到滤液和滤渣。下列有关说法正确的是(填字母)。
A.若滤液为蓝色,则滤渣中一定有银,可能有铜
B.若滤渣中含有银、铜、铁,则滤液中一定含有Al3+、Fe3+、N?
C.若滤液为浅绿色,则滤渣中一定含银、铜、铝
D.若滤渣中加稀盐酸无气泡产生,则滤液中一定有Al3+、Fe2+、Cu2+,可能有Ag+
8.(2015,5分)铁是生产、生活中应用很广泛的一种金属,下列是与铁的性质有关的部分实验图,请回答下列问题。
(1)A中细铁丝燃烧生成黑色固体的化学式是。
(2)B中铁钉最易生锈的部位是(填“a”“b”或“c”)。
(3)C中刚开始无气泡产生,溶液颜色逐渐由无色变为黄色,此时试管内发生反应的化学方程式
是。
(4)D中反应一段时间后,试管内固体质量比反应前增大,据此推断,试管内溶液质量与反应前相比(填“增大”“不变”或“减小”)。
9.(2018,7分)为了防止污染,用黄铜矿(主要成分是CuFeS2及少量含Zn的化合物)炼铜时,将产生的废气、废液转换成工业原料,设计流程如下:(假定每一步都完全反应)
(1)废气处理后得到的产品X是?。
(2)写出步骤①中反应的化学方程式。
(3)步骤②的操作是。
(4)滤液a和滤液b中溶质的成分(填“相同”或“不相同”)。
10.(2018,5分)世界上每年都有将近总产量十分之一的钢铁锈蚀,造成了巨大的经济损失。为探究铁锈蚀的原因,分别取3枚洁净无锈的铁钉放入试管中,进行如下实验:
(1)进行实验一时,老师指导同学们先向迅速冷却后的沸水中,放入一截打磨光亮的略长于铁钉的镁带,几分钟后再放入铁钉。镁带的作用是。
(2)大多数同学都观察到了实验一、实验二中铁钉无锈,实验三中铁钉生锈的现象,得出铁生锈的条件
是?。某同学却发现本组实验二中的铁钉表面出现了少量铁锈,经仔细检查后发现胶塞已塞紧,产生这种现象的原因可能是。
(3)工业上用锈蚀的废旧铁制品可以回炉炼铁,原理是?(用化学方程式表示)。在生活中人们对废旧金属合理的处理方法通常有(写一种)。
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