初三化学一轮复习讲义 第01讲 金属（基础版）

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《金属和金属材料》一、金属材料 纯金属（90 多种） 合金 （几千种） 2、金属的物理性质： （1）常温下一般为固态（汞为液态），有金属光泽。 （2）大多数呈银白色（铜为紫红色，金为黄色） （3）有良好的导热性、导电性、延展性 3、金属之最： （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 （8）锇：密度最大的金属 （9）锂 ：密度最小的金属 4、金属分类： 黑色金属：通常指铁、锰、铬及它们的合金。 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。 5、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 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。 （1）熔点高、密度小 优点 （2）可塑性好、易于加工、机械性能好 （3）抗腐蚀性能好 二、金属的化学性质 1、大多数金属可与氧气的反应 2、金属 + 酸 →盐 + H2↑ 3、金属 +盐 → 另一金属 + 另一盐（条件：“前换后，盐可溶”） Fe + CuSO4 == Cu + FeSO4 (“湿法冶金”原理) 三、常见金属活动性顺序： K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag Pt Au20 金属活动性由强逐渐减弱 在金属活动性顺序里： （１）金属的位置越靠前，它的活动性就越强 （２）位于氢前面的金属能置换出ⴀ酸、稀硫酸中的氢（不可用浓硫酸、硝酸） （３）位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的ⴀ溶液中置换出来。（除 钾钙钠钡） 四、金属资源的保护和利用 1、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 常见的铁矿石有磁铁矿（主要成分是 Fe3O4 ）、赤铁矿（主要成分是 Fe2O3 ） 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：Fe2O3） （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： 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、烤蓝等 ③制成不锈钢 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。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: 保护金属资源的途径： ①防止金属腐蚀 ②回收利用废旧金属 ③合理开采矿物 ④寻找金属的代用品 意义：节约金属资源，减少环境污染 【随堂练习】参考答案与试题解析一、选择题（本大题包括6个小题，每小题3分，共18分）1．（3分）下列关于金属与氧气反应的说法中正确的是（　　）A．红热的铁丝在空气中能燃烧 B．各种金属在常温下都能与氧气反应 C．根据金属与氧气反应的难易程度，可以初步比较一些金属的活动性 D．在较高温度下能与氧气反应的金属，在常温下也能与氧气反应【分析】从金属的化学性质着手进行分析，红热的铁丝在空气中不能燃烧；金在常温下不能与氧气反应；金属越活泼，越易与氧气反应；在较高温度下铜能与氧气反应，但在常温下两者不发生反应．【解答】解：A、红热的铁丝在空气中不能燃烧，只有在氧气中才会燃烧，故说法错误；B、不活泼的金属如金，在常温下不能与氧气反应，故说法错误；C、金属越活泼，越易与氧气反应，相反，金属越不活泼，越不易与氧气反应，因此可根据金属与氧气反应的难易程度，初步比较不同金属的活动性，故说法正确；D、在较高温度下铜能与氧气反应，但在常温下两者不发生反应，故说法错误。故选：C。【点评】此题考查的是金属的有关化学性质，完成此题，可以依据已有的知识进行，要注意的就是物质的特例．2．（3分）黄金是Au对应的单质，化学性质很稳定。而假黄金是铜锌合金，颜色和外形似黄金。下列不能区分黄金与假黄金的方案是（　　）A．在空气中灼烧 B．放在盐酸中 C．观察颜色 D．放在AgNO3溶液中【分析】A、根据铜和氧气会生成氧化铜进行分析；B、根据锌会与盐酸反应进行分析；C、依据两者的颜色分析解答；D、根据铜锌均能与硝酸银溶液发生反应进行分析。【解答】解：A、在空气中灼烧黄金无颜色变化，而铜和氧气会生成氧化铜，所以假黄金能变黑，故能区分；B、放在盐酸中黄金不反应，而假黄金中的锌能与盐酸反应生成氢气，故能区分；C、因为黄金与假黄金颜色基本相同，故不能区分；D、因为铜锌的活动性均大于银，所以两者均能与硝酸银溶液发生反应置换出银，而金不能与硝酸银反应，故能区分；故选：C。【点评】在解此类题时，首先分析需要鉴别的物质的性质，然后选择适当的试剂和方法，出现不同的现象即可鉴别。3．（3分）金属单质钴（Co）能与盐酸发生反应：Co+2HCl＝CoCl2+H2↑，下列判断正确的是（　　）A．钴的金属活动性比铜强 B．钴的金属活动性比银弱 C．该反应为分解反应 D．钴元素的化合价在反应前后的变化是+4【分析】在金属活动性顺序中，氢前的金属能与酸反应生成氢气，铜和银在氢的后面．【解答】解：A、钴能与盐酸反应生成氢气，说明钴在氢的前面，而铜在氢的后面，故钴的活动性比铜强，故A正确；B、钴能与盐酸反应生成氢气，说明钴在氢的前面，而银在氢的后面，故钴的活动性比银强，故B错误；C、钴与盐酸的反应为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，为置换反应，不是分解反应，故C错误；D、反应前，钴为单质，钴元素的化合价为0，反应后钴元素的化合价为+2，变化不是+4，故D错误；故选：A。【点评】本题考查了金属活动性顺序的应用，完成此题，可以依据金属活动性顺序及其意义进行．4．（3分）已知金属锰在金属活动性顺序中位于铝和锌之间．下列化学反应不能发生的是（　　）A．Mn+2HCl＝MnCl2+H2↑ B．Mg+MnSO4＝MgSO4+Mn C．Fe+MnSO4＝FeSO4+Mn D．Mn+CuSO4＝MnSO4+Cu【分析】在金属活动性顺序中，位于氢前面的金属能置换出酸中的氢；在金属活动性顺序中，位于前面的金属能把排在它后面的金属从其盐溶液中置换出来；据此进行分析判断．【解答】解：A、金属锰在金属活动性顺序中位于铝和锌之间，铝、锌是氢之前的金属，则锰排在氢的前面，能和盐酸发生置换反应，故A不符合题意。B、金属锰在金属活动性顺序中位于铝和锌之间，则镁排在锰的前面，能与MnSO4溶液发生置换反应，故B不符合题意。C、金属锰在金属活动性顺序中位于铝和锌之间，则锰的活动性比铁强，所以不能和MnSO4溶液发生置换反应，故C符合题意。D、金属锰在金属活动性顺序中位于铝和锌之间，锌的活动性比铜强，所以锰排在铜的前面，能和CuSO4溶液发生置换反应，故D不符合题意。故选：C。【点评】本题难度不是很大，考查了金属活动性顺序的应用，掌握金属活动性顺序并能灵活运用是正确解答此类题的关键所在．5．（3分）下列现象和事实，可用金属活动性作出合理解释的是（　　）①金属镁在空气中比铝更易点燃，说明镁比铝活动性强；②金属铝比金属锌更耐腐蚀，说明锌比铝活动性强；③硫酸铜、石灰水配制农药波尔多液，不宜用铁制容器；④金属锌与稀硫酸反应速率适中，更适于实验室制取氢气．A．①② B．③④ C．①③④ D．①②③④【分析】①在相同的条件下，金属与氧气反应时，反应条件越简单，说明该金属的活动性越强；②金属铝更耐腐蚀是由于其化学性质活泼，在常温下就可以和氧气反应而形成致密的氧化铝薄膜，从而阻止进一步氧化，可以据此分析；③铁的活动性比铜强，所以可以将硫酸铜中的铜置换出来，可以据此解答；④锌化学性质较温和，和酸反应时的速率不快也不慢，适合在实验室中制取氢气，可以据此解答．【解答】解：①在相同的条件下，金属与氧气反应时，反应条件越简单，说明该金属的活动性越强；金属镁在空气中比铝更易点燃，说明镁比铝活动性强，故对；②金属铝更耐腐蚀是由于其化学性质活泼，在常温下就可以和氧气反应而形成致密的氧化铝薄膜，从而阻止进一步氧化，而不是说明锌的活动性比铝强，故错；③铁的活动性比铜强，所以可以铁能将硫酸铜中的铜置换出来，故不能用铁桶来配制波尔多液，故对；④锌的化学性质较温和，和酸反应时的速率不快也不慢，适合在实验室中制取氢气，故对。综上可知，说法正确的为①③④。故选：C。【点评】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，根据所给的实验、问题情景或图表信息等，结合所学的相关知识和技能，细致地阅读、分析题意等，联系着生活实际，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．6．（3分）一定质量的锌、铁分别和等量的盐酸反应，产生氢气质量与时间的关系如图所示，下列说法不正确的是（　　）A．t1时，产生氢气的质量锌比铁大 B．t1时，产生氢气的速率锌比铁大 C．t2时，参加反应锌的质量与铁相同 D．t2时，锌、铁消耗的盐酸质量相同【分析】A、根据图象。比较t1时，锌、铁与盐酸产生氢气质量的多少；B、根据图象。比较t1时，锌、铁与盐酸产生氢气速率的大小；C、根据图象比较t2时，参加反应的锌、铁质量；D、根据图象比较t2时，参加反应的盐酸的质量。【解答】解：A、由图象可知，t1时，产生氢气的质量锌比铁大。故A正确；B、t1时，产生氢气的质量锌比铁大。所以，产生氢气的速率锌比铁大。故B正确；C、t2时，生成的氢气的质量相同，根据Zn～H2和Fe～H2，可知65gZn生成2g氢气，56gFe生成2g氢气，因此参加反应锌的质量与铁不同，故C不正确；D、t2时，生成的氢气的质量相同，锌、铁消耗的盐酸质量相同。故D正确。故选：C。【点评】活动性越强的金属与酸反应越剧烈，即反应放出氢气的速度越快；相同质量酸与足量金属反应生成氢气的质量相同，据此结合图象细心分析解答。二、非选择题（本大题包括2个小题，共22分）7．（7分）铜是人类最早利用的金属之一．（1）下列铜制品中，利用金属导热性的是　C　（填字母序号）．A．铜质奖牌      B．铜导线       C．铜火锅（2）“湿法炼铜”的原理是硫酸铜溶液与铁反应，该反应的化学方程式为　Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu　．（3）利用废旧电池铜帽（含Cu、Zn）制取海绵铜（Cu），并得到硫酸锌溶液，主要流程如图所示（反应条件已略去）：已知：2Cu+2H2SO4+O22CuSO4+2H2O①过程Ⅱ中分离操作的名称是　过滤　．②过程Ⅲ中有气体产生，反应的化学方程式为　Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑　．③A～E中含铜、锌两种元素的物质有　AC　（填字母序号）．【分析】（1）物质的性质决定了物质的用途，根据金属的性质和用途分析；（2）根据湿法炼铜”的原理写出反应的方程式；（3）根据题意可知，含Cu、Zn铜帽与稀硫酸和氧气反应生成了硫酸铜和硫酸锌的混合液A，根据实验的目的，为了得到铜和硫酸锌，应向A溶液加入过量的锌，通过过滤得到了硫酸锌溶液和铜锌的固体混合物C，为了得到铜和硫酸锌，应加入稀硫酸，据此分析有关的问题；【解答】解：（1）利用铜的导热性可以做成火锅；（2）“湿法炼铜”的原理是硫酸铜溶液与铁反应，反应的化学方程式为Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu；（3）由题意可知，含Cu、Zn铜帽与稀硫酸和氧气反应生成了硫酸铜和硫酸锌的混合液A，根据实验的目的，为了得到铜和硫酸锌，应向A溶液加入过量的锌，通过过滤得到了硫酸锌溶液和铜锌的固体混合物C，为了得到铜和硫酸锌，应加入稀硫酸，所以：①过程Ⅱ中为了分离固体和液体，操作的名称是过滤；②过程Ⅲ中是稀硫酸与锌反应生成了硫酸锌和氢气，反应的方程式是：Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑；③由上述分析可知，溶液A是硫酸铜和硫酸锌的混合物，固体C是铜和锌的混合物．所以，含铜、锌两种元素的物质有AC．故答为：（1）C；（2）Fe+CuSO4＝FeSO4+Cu；（3）①过滤；②Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑；③AC．【点评】本题主要考查了常见金属的有关性质知识，完成此题，要熟记和理解金属的性质及用途、常见金属的特性及其应用等相关知识，进行选择或解答即可．8．（15分）通过一年的化学学习，我们已经了解了常见金属在溶液中的活动性顺序．铬（Cr）是重要的金属材料，越来越受到人们的关注．某化学兴趣小组对Cr，Al，Cu的金属活动性顺序进行了探究，过程如下：【提出假设】（1）对三种金属的活动性顺序提出的三种可能的假设：a．Al＞Cr＞Cu    b．Cr＞Al＞Cu   c．　Al＞Cu＞Cr　【设计实验】同温下，取大小相同的打磨过的金属薄片，分别投入到体积等浓度的足量稀盐酸中，观察现象，记录如下：金属CrAlCu与盐酸反应发生现象气泡产生缓慢，金属逐渐溶解气泡产生激烈，金属迅速溶解无气泡产生，金属无变化【控制实验条件】（2）打磨三种金属发生的是　物理　变化；上述实验使用等浓度的盐酸溶液的理由是　盐酸的浓度不同，会影响反应产生的气体的速率　．【得出结论】（3）原假设中正确的是　a　（填假设中a，b或c）．写出铬（铬与盐酸反应后显+2价）与盐酸反应的化学方程式　Cr+2HCl═CrCl2+H2↑　．【结论应用】（4）根据探究结果，在CuCl2和AlCl3的混合液中加入一定量的金属铬，充分反应后过滤，向滤出的固体中加入盐酸，无明显现象，则滤液中一定含有的溶质是　AlCl3、CrCl2　．【分析】【提出假设】根据金属活动性顺序铝的活动性比铜强，铬的活动性可能比铝强，也可能比铝弱而比铜强，也可能比铜弱进行假设；【控制实验条件】根据打磨金属表面的锈没有产生新的物质分析变化；根据控制变量法的思想可以增强实验的准确性分析；【得出结论】根据实验现象得出正确的实验结论以及金属铬和盐酸反应生成氯化铬和氢气进行解答；【结论应用】根据金属和盐溶液发生置换反应的规律结合实验的现象分析溶质的成分．【解答】解：【提出假设】在金属活动性顺序中铝的活动性比铜强，铬的活动性可能比铝强，也可能比铝弱而比铜强，也可能比铜弱，因此第三种假设是：Al＞Cu＞Cr；故填：Al＞Cu＞Cr；【控制实验条件】打磨金属表面的锈没有产生新的物质，因此发生物理变化；盐酸的浓度不同，会影响反应产生的气体的速率，因此实验使用等浓度的盐酸溶液；故填：物理；盐酸的浓度不同，会影响反应产生的气体的速率；【得出结论】根据实验现象Cr和Al都能与盐酸反应产生气泡，说明二者都排在H的前面，但Al产生的气泡速率比Cr的快，因此Al的活动性比Cr强，而铜不与盐酸反应，排在H的后面，因此三种金属的活动性顺序为：Al＞Cr＞Cu；金属铬和盐酸反应生成氯化铬和氢气，反应的方程式为：Cr+2HCl═CrCl2+H2↑；故填：a；Cr+2HCl═CrCl2+H2↑；【结论应用】由于铬的活动性比铝弱，因此不能和氯化铝发生反应，故滤液中一定含有氯化铝；铬的活动性比铜强，可以和氯化铜发生反应产生氯化铬，因此滤液中一定含有氯化铬；充分反应后过滤，向滤出的固体中加入盐酸，无明显现象，说明铬没有剩余，可能恰好把氯化铜置换完，也可能置换部分氯化铜的铜，因此可能含有氯化铜，故滤液中一定含有的溶质是：AlCl3、CrCl2；故填：AlCl3、CrCl2．【点评】本题是有关金属活动性顺序的探究，关键是明确如何设计实验、进行实验，并进行分析得出合理的结论，可依据金属活动性顺序的意义进行解析．