中考化学一轮微专题复习学案：金属金属矿物(教师版)

中考化学一轮微专题复习学案：　金属　金属矿物

1.了解金属的物理性质,认识常见金属的主要化学性质,了解防止金属腐蚀的简单方法。

2.知道一些常见金属(铁、铝等)矿物,知道可用铁矿石炼铁。

3.知道在金属中加入其他元素可以改变金属材料的性能,知道生铁和钢等重要合金。

4.认识金属材料在生产、生活和社会发展中的重要作用。

5.认识废弃金属对环境的影响和回收金属的重要性。

名师考点精讲          

考点1　常见金属及合金

1.金属材料

日常生活中的铜线、刀等都是由金属材料制成的,金属材料包括　纯金属　和　合金　,如不锈钢属于　合金　。 

2.金属的物理性质

3.地壳中含量最高的金属元素是　Al　(用化学符号表示,下同),人体中含量最高的金属元素是　Ca　,目前世界年产量最高的金属是　Fe　,熔点最高的金属是　W　,熔点最低的金属是　Hg　。 

4.合金

由一种金属与其他　金属　(或　非金属　)加热熔合而成的、具有金属特征的物质。 

5.一般来说,合金的熔点比各成分金属　低　,硬度比各成分金属　大　,抗腐蚀性能　强　。 

6.常见的铁合金有生铁和　钢　(它们的主要区别是含碳量不同,生铁的含碳量相对较高);我国使用最早的合金是青铜;与人体有很好“相容性”的合金是　钛合金　。 

1.误认为合金都是由金属组成的。事实上,凡是在金属中加热熔合某些金属或非金属而得到的具有金属特征的物质都是合金。合金的许多性能都优于纯金属,但并不是所有性能都比纯金属好,需根据实际需要,灵活选择纯金属或合金。

2.误认为金属材料都是由金属单质制成的。实际上,许多金属材料都是合金,合金比纯金属具有更广泛的应用范围。

典例1　有关金属与金属材料的说法中错误的是 (　　)

A.银的导电性比铜好,但电线一般用铜制,主要与价格和资源等因素有关

B.生铁和钢都是铁合金,但钢中的含碳量比生铁中的高

C.金能被加工成金箔,说明金具有良好的延展性

D.焊锡是锡和铅的合金,其熔点低,可以用于焊接金属

【解析】生铁和钢是两种常见的铁合金,生铁中的含碳量比钢高,B项错误。

【答案】 B

针对训练

1.国产大飞机C919机壳采用了先进的铝锂合金材料。下列有关说法错误的是(　D　)

A.铝锂合金密度小

B.铝锂合金的硬度比纯铝大

C.铝锂合金抗腐蚀性强

D.铝锂合金是合成材料

【解析】铝锂合金是一种金属材料,其密度小、硬度大、抗腐蚀性能强。综上所述,D项错误。

考点2　金属的化学性质[必考]

1.金属的化学性质

(1)与氧气的反应

大多数金属都能与氧气发生反应,但反应的难易和剧烈程度是不同的。

①镁、铝等在常温下就能与氧气反应。铝在空气中与氧气反应,其表面会生成一层　致密的氧化铝(Al2O3)　薄膜,从而阻止铝进一步被氧化,因此铝具有很好的抗腐蚀性能。相关反应的化学方程式为　4Al+3O22Al2O3　。 

②铁、铜等在常温下几乎不与氧气反应,但在高温时能与氧气反应。如在点燃条件下,铁可在氧气中剧烈燃烧,　火星四射　,生成黑色固体,反应的化学方程式为　3Fe+2O2Fe3O4　;铜在空气中加热,表面会变成黑色,反应的化学方程式为　2Cu+O22CuO　。 

③“真金不怕火炼”说明金即使在高温时也不与氧气发生反应。

(2)与酸的反应

在金属活动性顺序表中,位于氢前面的金属能置换出盐酸或稀硫酸中的氢。

1.等质量的金属与足量的稀酸反应,放出氢气由多到少的顺序:Al>Mg>Fe>Zn。

2.等质量、等浓度的同种稀酸与足量的不同金属反应,放出的氢气一样多。

(3)与盐溶液的反应

金属与盐溶液的反应规律

在金属活动性顺序表中,位于前面的金属能把位于后面的金属从其盐溶液中置换出来。当原金属的相对原子质量>新生成金属的相对原子质量时,反应后溶液的质量变大,固体变轻;当原金属的相对原子质量<新生成金属的相对原子质量时,反应后溶液的质量变小,固体变重。

2.置换反应

(1)定义: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　的反应称为置换反应。 

(2)表示:A+BCAC+B。

3.常见金属的活动性顺序

(1)金属的位置越靠前,活动性越强,越易失去电子变为离子,在相同条件下与酸反应的速率越快。

(2)位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢而放出氢气,位于氢后面的金属不能置换出盐酸、稀硫酸中的氢。

(3)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。

(4)混合盐溶液与一种金属、混合金属与一种盐溶液发生置换反应的顺序是“先远后近”。

某些活动性很强的金属(如钾、钙、钠等)投入盐溶液中时,其先与溶液中的水发生反应,整个反应是一系列的综合反应,较为复杂。

典例2　在做“金属与酸反应”实验时,同学们对影响稀盐酸与金属反应的速率的因素产生了兴趣。对此,同学们选择了打磨过且粗细、长度均相同的铁丝、锌丝与等体积的稀盐酸完全反应,设计了以下5组对比实验进行了探究。

【实验设计】

【数据分析】通过上表数据可知,稀盐酸与金属反应的速率和金属的种类、　　　　、　　　　有关。 

(1)锌与稀盐酸反应的化学方程式为　　　　　　　　　　。 

(2)由实验1、2、3可得出的结论是　　　　　　　　　　　　　　。 

【反思交流】通过该实验还可得出,铁与锌的金属活动性强弱程度是　　　　。请再写出一种比较铁和锌的金属活动性的方法:　　　　。 

【解析】【数据分析】通过题表数据可知,稀盐酸与金属反应的速率和金属的种类、盐酸的浓度、温度有关。(1)锌与稀盐酸反应生成氯化锌和氢气。(2)实验1、2、3中,金属种类、温度一样,盐酸的浓度不一样,可得出的结论是在其他条件相同时,盐酸的浓度越大,反应速率越快。【反思交流】通过实验4、5可知,相同条件下,锌与盐酸反应的速率较快,铁与锌的金属活动性顺序:锌>铁。比较铁和锌的金属活动性,可以将打磨过的锌丝放入硫酸亚铁溶液中,若溶液由浅绿色逐渐变为无色,剩余固体能被磁铁吸引,说明锌的金属活动性比铁强。

【答案】 【数据分析】盐酸的浓度　温度

(1)Zn+2HClZnCl2+H2↑

(2)在其他条件相同时,盐酸的浓度越大,反应速率越快

【反思交流】锌>铁　将打磨过的锌丝放入硫酸亚铁溶液中,若溶液由浅绿色逐渐变为无色,剩余固体能被磁铁吸引,说明锌的金属活动性比铁强(合理即可)

针对训练

2.小明同学对金属的有关化学性质进行梳理和总结。请完成下列问题。

(1)对图1中几种金属的原子结构示意图进行分析,发现金属原子最外层电子一般都　少于　4个,在化学反应中容易　失去　电子变成阳离子;小明同学判断D和E的化学性质相似,他的依据是　最外层电子数相等　。 

(2)如图2,将一锌片投入稀硫酸中,观察到的现象是　锌片表面有气泡产生　,该反应过程溶液中增加的粒子是　Zn2+　(用符号表示),溶液的pH　逐渐增大　(填“逐渐减小”“逐渐增大”或“不变”),反应的化学方程式为　Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑　。 

(3)图3是将铜丝插入硝酸银溶液中反应的微观示意图,从微观粒子变化的角度分析,该反应的实质是　铜和银离子反应生成铜离子和银　,反应过程中溶液的质量变化是　减小　(填“增大”“减小”或“不变”)。  

考点3　金属资源的利用和保护

1.铁矿石及铁的冶炼

(1)在自然界中铁主要以化合物的形式存在,原因是　铁的化学性质比较活泼　;常见的铁矿石有赤铁矿(主要成分为Fe2O3)、磁铁矿(主要成分为Fe3O4)和菱铁矿(主要成分为FeCO3)等。 

(2)常用来炼铁的原料除铁矿石外,还有　焦炭　和石灰石,其中石灰石的主要作用是将铁矿石中的二氧化硅转变为炉渣;炼铁的原理是通过化学变化使化合态的铁转变成单质铁,如利用CO与Fe2O3反应炼铁。 

(3)铁的冶炼实验

①实验装置如图所示。

②现象:玻璃管中的红棕色粉末逐渐变成黑色,澄清石灰水变浑浊,玻璃导管尖嘴处出现蓝色火焰。

③解释:氧化铁和一氧化碳在高温条件下发生反应,生成单质铁和二氧化碳,反应的化学方程式为　Fe2O3+3CO2Fe+3CO2　。在该反应中,氧化铁中的氧被一氧化碳夺去,氧化铁被还原,一氧化碳是　还原剂　。化学中把含氧化合物中的氧被夺去的反应叫做　还原反应　。 

④实验注意事项:a.加热前先通入CO;b.实验结束后继续通入CO至玻璃管冷却;c.CO有毒,必须进行尾气处理。

在学习一氧化碳(或氢气)还原金属氧化物的实验时,要记住实验步骤的特殊性。记忆口诀:一氧化碳(或氢气)“早出晚归”;酒精灯“迟到早退”。

2.金属资源的保护

(1)铁制品生锈的原因是铁与空气中的　水蒸气　、　氧气　等发生化学反应,生成的铁锈的主要成分是　Fe2O3·xH2O　。 

(2)生活中防止铁制品锈蚀的方法有　刷漆、涂油、镀上一层其他金属　等。 

(3)保护金属资源的有效途径有　防止金属的腐蚀　、　金属的回收利用　、合理有效地开采矿物以及寻找金属的替代品等。 

典例3　近年来,我国高铁飞速发展,已成为世界上唯一高铁成网运行的国家。请回答下列问题。

(1)制造高铁列车使用了多种材料。下列高铁列车的部件中,其主要材料属于金属材料的是　　　　(填字母序号)。 

A.玻璃车窗 B.镁铝合金车体

C.塑料小桌板 D.涤纶座套

(2)高铁电路多用铜质导线,这是利用了铜的延展性和　　　　性。 

(3)高铁刹车片由合金锻钢制作,时速300公里以上的列车紧急制动时,轮毂盘面和刹车片的温度能瞬间达到700 ℃以上,合金锻钢应该具备耐磨和　　　　等特性。 

(4)建造高铁需要消耗大量的铝、铁等金属。氢气还原氧化铁的化学方程式为　　　　　　　　。 

(5)目前世界上已有50%以上的铁得到了回收利用。回收利用废旧金属的社会意义是　　　　　　　　　　(写出一条即可)。 

【解析】(1)玻璃车窗是由无机非金属材料制成的;镁铝合金车体是由金属材料制成的;塑料小桌板是由有机合成材料制成的;涤纶座套是由有机合成材料制成的。(2)高铁电路多用铜质导线,这是利用了铜的延展性和导电性。(3)由题意可知,合金锻钢应该具备耐磨和熔点高等特性。(4)氧化铁和氢气在高温条件下反应生成铁和水,反应的化学方程式为Fe2O3+3H22Fe+3H2O。(5)回收利用废旧金属的社会意义是减少环境污染、节约金属资源。

【答案】 (1)B

(2)导电

(3)熔点高

(4)Fe2O3+3H22Fe+3H2O

(5)减少环境污染(或节约金属资源,合理即可)

针对训练

3.金属材料对于促进生产发展、改善人类生活发挥了重大作用。

(1)铝具有很好的抗腐蚀性能,原因是　常温下铝与空气中的氧气反应,表面生成一层致密的氧化铝薄膜,阻止铝进一步氧化　。 

(2)一氧化碳的还原性可用于冶金工业,写出一氧化碳和氧化铜反应的化学方程式:　CuO+COCu+CO2　。 

(3)向含有硫酸铜和硫酸锌的混合溶液中,加入过量的铁粉,充分反应后过滤,得到滤液和滤渣,滤渣中含有的物质是　铁、铜(或Fe、Cu)　。 

(4)下列保护金属资源的做法不正确的是　AC　(填字母序号)。 

A.任意开采矿物

B.回收利用废旧金属

C.铁制品存放在潮湿的环境中

D.用塑料代替金属材料制造管道

实验突破             (学用见P22~23)

实验一　金属活动性顺序的探究

1.实验方案的设计思路

(1)比较两种金属的活动性强弱

(2)比较三种金属的活动性强弱

2.探究金属铝、铜、银的活动性顺序

(1)实验设计

(2)实验注意事项

①实验前必须用砂纸打磨金属表面至光亮,目的是除去表面的氧化物和污物。

②金属与盐反应,盐必须可溶于水。

针对训练

学习完金属的化学性质,同学们来到实验室进行锌、铜、银三种金属活动性顺序的探究活动。实验桌上老师提供的药品有锌片、铜片、银片、硫酸锌溶液、硫酸铜溶液、硝酸银溶液和稀硫酸。

【制订计划】在老师的指导下,经过讨论,同学们设计出了以下几种实验方案:

方案一:铜片、硫酸锌溶液、硝酸银溶液;

方案二:锌片、银片、硫酸铜溶液;

方案三:锌片、铜片、硫酸铜溶液、硝酸银溶液;

你的设计方案是　锌片、铜片、稀硫酸、硝酸银溶液　。 

【进行实验】小华同学选用方案三进行如下探究,请你帮他完成表格中的空白(注:表格中实验操作一栏用文字描述或图示表示均可):

【解释与结论】根据上述实验,小华得出三种金属活动性由强到弱的顺序是　Zn>Cu>Ag　。 

【反思与评价】探究活动结束后,同学们分享了自己的收获与不足,并进行反思:

(1)有同学提出,小华的实验中不用硫酸铜溶液也能得到相同的实验结论。简要说明其验证方法:　将打磨过的锌片放入铜片与硝酸银反应后的溶液中,观察锌片表面是否出现红色物质　。 

(2)经过讨论,大家一致认为以上实验方案中,方案　一、二　较好。 

【拓展与延伸】好奇的小华在老师的指导下,把一定量的锌粒加入硫酸铜和硝酸银的混合溶液中,充分反应一段时间后,过滤,发现滤液呈无色。此时,滤渣中一定含有　银和铜　,溶液中离子数目增加的是　锌离子　。 

实验二　铁制品锈蚀条件的探究

1.实验方法:对比法与控制变量法。

2.实验设计

1.本实验除可用氯化钙作干燥剂外,还可用生石灰、氢氧化钠固体等作干燥剂。

2.影响铁锈蚀的因素:铁的纯度、环境温度、空气湿度、氧气浓度以及酸碱性等。

3.铜生锈的条件是同时与氧气、水和二氧化碳接触。

针对训练

金属防腐是科学研究中的重大课题。某校学习小组以铁的腐蚀为项目进行如下研究。

【认识铁的腐蚀】

(1)下列环境中的铁制品最容易生锈的是　A　(填字母序号)。 

A.未擦干的铁锅

B.涂油漆的栏杆

C.盛水的不锈钢水杯

(2)铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O,其中铁元素的化合价是　+3　。 

【探究铁的腐蚀】

(3)该小组用如图甲装置进行实验,起始时量筒内水面处于50 mL刻度处,之后水面缓慢上升。几天后水面最终处于约　40　(填“40”或“10”)mL刻度处,原因是　铁腐蚀消耗O2,且空气中的氧气含量约占　。 

【拓展探究】

(4)小强同学进行如下实验:取铁钉用砂纸打磨,称其质量,按如图乙安装装置,放置3天,再取出铁钉称量。在不同温度下重复上述实验,得到铁钉质量增加情况如下表。

小强同学的实验是探究　温度　因素对铁钉腐蚀快慢的影响,结论是　温度越高,铁钉腐蚀越快(合理即可)　。 

[附加题]

(5)有同学认为小强的实验未能真实反映50 ℃以后铁钉腐蚀的快慢,理由是50 ℃以后铁钉质量没有变化。请分析铁钉质量没有变化的原因:　50 ℃以后,试管中的氧气耗尽,铁钉的腐蚀停止　;改进实验方案证明你的分析:　用容积较大的容器代替装置乙中的试管,分别在50 ℃、60 ℃、70 ℃下重复上述实验(合理即可)　。