金屬和金屬材料復(fù)習(xí)課件

考點(diǎn)聚焦考點(diǎn)1金屬材料1．金屬材料：包括__________和______；2．合金：在金屬中加熱熔合某些金屬(或非金屬)形成的具有____________的物質(zhì)。硬度一般比各成分金屬______，熔點(diǎn)一般比各成分金屬______，所以比純金屬具有更廣泛的用途。純金屬合金金屬特性大低第一頁第二頁，共32頁。考點(diǎn)2金屬活動性順序金屬活動性順序是指金屬在水溶液中失去電子變成離子的能力。MgAlZnCuHgAg第二頁第三頁，共32頁。應(yīng)用：(1)在金屬活動性順序里，金屬的位置越靠前，它的活動性越______。(2)在金屬活動性順序里，位于氫前面的金屬能置換出鹽酸、稀硫酸中的______，且金屬位置越靠前，與酸反應(yīng)就越劇烈。(3)在金屬活動性順序里，位于前面的金屬能把位于后面的金屬從它們______________里置換出來(K、Ca、Na除外)。強(qiáng)氫化合物的溶液第三頁第四頁，共32頁?？键c(diǎn)3金屬的性質(zhì)導(dǎo)電導(dǎo)熱常溫高溫32Al2O332Fe3O422CuO4第四頁第五頁，共32頁。[注意]在純氧中，鐵能劇烈燃燒，生成黑色的四氧化三鐵；而在潮濕的空氣中，鐵則易發(fā)生緩慢氧化生成紅色的三氧化二鐵，是鐵銹的主要成分。(2)與酸反應(yīng)條件：金屬(H之前)，酸(鹽酸、稀硫酸等)Fe＋______HCl===______________Zn＋H2SO4===______________[注意]①鐵與稀鹽酸或稀硫酸發(fā)生置換反應(yīng)時(shí)，只能生成亞鐵離子，溶液的顏色是淺綠色。②實(shí)驗(yàn)室里利用較活潑金屬與稀硫酸(或稀鹽酸)反應(yīng)來獲得氫氣。2FeCl2＋H2↑ZnSO4＋H2↑第五頁第六頁，共32頁。(3)與鹽溶液反應(yīng)條件：金屬(前置后，K、Ca、Na除外)，鹽(必須可溶)Fe＋CuSO4===________________Cu＋______AgNO3===________________[提示]①上述鐵與硫酸銅的反應(yīng)是我國古代濕法冶金術(shù)的先驅(qū)。②若金屬表面有“銹”或“氧化膜”，應(yīng)先用砂紙打磨干凈，再做實(shí)驗(yàn)。FeSO4＋Cu2Cu(NO3)2＋2Ag第六頁第七頁，共32頁。考點(diǎn)4鐵的冶煉1．一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)(1)裝置圖：見圖11－1第七頁第八頁，共32頁。(2)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：紅色粉末逐漸變?yōu)開_______色，澄清的石灰水變________，尾氣點(diǎn)燃產(chǎn)生__________火焰。(3)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：①先通入一氧化碳?xì)怏w，排盡裝置內(nèi)的空氣，防止一氧化碳與空氣混合加熱后，發(fā)生爆炸；②實(shí)驗(yàn)完畢后要繼續(xù)通入一氧化碳?xì)怏w，直到玻璃管冷卻，一是防止高溫下的鐵與空氣接觸，被氧化為氧化鐵，二是還可防止澄清石灰水倒吸；③尾氣中含有一氧化碳，一氧化碳有毒，所以尾氣要收集或點(diǎn)燃，以防止直接排放污染空氣。黑渾濁淡藍(lán)色第八頁第九頁，共32頁。[注意]石灰石的主要作用是將礦石中的二氧化硅轉(zhuǎn)變?yōu)闋t渣。CO22CO32Fe＋3CO2第九頁第十頁，共32頁?？键c(diǎn)5鐵的銹蝕與防護(hù)1．鐵生銹的條件：(1)____________；(2)______________。2．防銹措施：(1)保持金屬表面的________。如：菜刀用完后擦干掛起來。(2)金屬表面涂上一層________。如：刷漆、涂油、電鍍等。(3)改變鐵的單一結(jié)構(gòu)，制成合金鋼。如：不銹鋼。空氣(或氧氣)水干燥保護(hù)膜第十頁第十一頁，共32頁。[注意]①鐵生銹的兩個(gè)條件缺一不可。如果鐵表面沾有其他物質(zhì)時(shí)，往往會加快生銹。如鐵制品上沾有食鹽水或灰塵等則生銹更快。故防止鐵制品生銹首先要保持鐵制品表面的干燥與潔凈。②鋁、鋅等金屬比鐵不易生銹，其原因是在鋁、鋅的表面生成了一層致密的氧化膜，可防止內(nèi)部金屬繼續(xù)被氧化，從而形成“自我保護(hù)”。第十一頁第十二頁，共32頁。考點(diǎn)6保護(hù)金屬的有效途徑主要途徑有：________________；__________________；合理開發(fā)金屬資源，積極尋找金屬代用品。防止金屬的銹蝕回收利用廢舊金屬第十二頁第十三頁，共32頁。歸類示例?類型一金屬活動性順序的比較命題角度：金屬與酸、鹽溶液的反應(yīng)。例1

有X、Y、Z三種金屬，將三種金屬分別浸入稀硫酸中，Y溶解并放出氣體，X、Z不溶解；將X浸入Z的硫酸鹽溶液中，在X的表面有Z析出。則三種金屬的活動性由強(qiáng)到弱的排列順序正確的是(

)A．X>Y>Z

B．Y>X>ZC．Y>Z>XD．X>Z>YB第十三頁第十四頁，共32頁?！と私贪鎇解析]

X、Y、Z分別放入稀硫酸中，Y溶解X、Z不溶解，說明金屬活動性Y>X、Z；X浸入Z的硫酸鹽溶液中，X表面有Z析出，說明金屬活動性X>Z，由此得出三種金屬的活動性的順序?yàn)閅>X>Z。第十四頁第十五頁，共32頁。變式題鐵、鋁、銅是常見的三種金屬。同學(xué)們發(fā)現(xiàn)生活中的鋁和銅制品表面一般不用防銹，而鐵制品一般需要做防銹處理。[提出問題]

這是不是因?yàn)殍F、鋁、銅三種金屬中鐵的活動性最強(qiáng)呢？[實(shí)驗(yàn)探究]

同學(xué)們對這三種金屬的活動性順序展開了探究，請你參與探究并填寫空格。將粗細(xì)相同的鐵絲、鋁絲、銅絲分別插入體積相同、溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)也相同的稀鹽酸中：第十五頁第十六頁，共32頁。操作根據(jù)現(xiàn)象得出金屬活動性順序片刻后現(xiàn)象有少量氣泡無氣泡無氣泡Fe>Al，F(xiàn)e>Cu幾分鐘后現(xiàn)象有少量氣泡有大量氣泡無氣泡________Al>Fe>Cu第十六頁第十七頁，共32頁。

[討論交流]

為什么同一個(gè)實(shí)驗(yàn)得出了兩種結(jié)論呢？同學(xué)們帶著這個(gè)疑問查閱了相關(guān)資料，明白了鋁絲在稀鹽酸中短時(shí)間內(nèi)無氣泡，是因?yàn)殇X表面致密的氧化膜會先與鹽酸反應(yīng)。[反思評價(jià)]做金屬性質(zhì)實(shí)驗(yàn)時(shí)需將金屬進(jìn)行打磨，打磨的目的是________________________。[實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證]

為了進(jìn)一步確認(rèn)鐵、鋁、銅這三種金屬的活動性順序，同學(xué)們又將兩根粗細(xì)相同的、打磨過的鐵絲分別插入硫酸鋁溶液、硫酸銅溶液中：寫出鐵與硫酸銅溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式____________________________。除去金屬表面的氧化物Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu第十七頁第十八頁，共32頁。[拓展遷移](1)若只有一支盛有少量稀鹽酸的試管，只需合理安排金屬絲的插入順序(能與鹽酸反應(yīng)的要一次將鹽酸消耗完)，也能證明鐵、鋁、銅這三種金屬的活動性順序。金屬絲的插入順序?yàn)開________________

_。(2)金屬被人類大規(guī)模開發(fā)利用的大致年限也與金屬活動性順序有關(guān)，請寫出鐵、鋁、銅三種金屬材料被人類利用的先后順序___________________________。Cu、Fe、Al或Fe、Cu、AlCu、Fe、Al(或銅、鐵、鋁)第十八頁第十九頁，共32頁。[方法點(diǎn)撥]判斷金屬活動性順序有以下幾種方法：(1)根據(jù)金屬在自然界中存在的狀態(tài)。主要以化合物存在，說明該金屬活動性強(qiáng)，主要是以單質(zhì)存在，說明該金屬活動性弱。(2)根據(jù)金屬與酸反應(yīng)的劇烈程度或產(chǎn)生氫氣的速率快慢。反應(yīng)的越劇烈或產(chǎn)生氫氣的速率越快，金屬活動性就強(qiáng)。(3)根據(jù)置換反應(yīng)。若A＋BC→B＋AC能反應(yīng)，則A的活動性大于B。第十九頁第二十頁，共32頁。[解析]將粗細(xì)相同的鐵絲、鋁絲、銅絲分別插入體積相同、溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)也相同的稀鹽酸中，可以觀察到鋁絲先無氣泡，然后有大量的氣泡，鐵絲一直只有少量氣泡，銅絲一直無氣泡，故金屬活動性是Al>Fe>Cu；因?yàn)殇X表面有致密的氧化膜，所以實(shí)驗(yàn)時(shí)需要先打磨除去；若只有一支盛有少量稀鹽酸的試管，先插入銅絲不反應(yīng)，然后插入鐵絲能反應(yīng)，再在鐵的化合物溶液中插入鋁絲又能反應(yīng)，可以證明鐵、鋁、銅這三種金屬的活動性順序是Al>Fe>Cu；銅利用最早，鐵次之，而鋁的利用僅有一百多年的歷史。第二十頁第二十一頁，共32頁。?類型二金屬的性質(zhì)與用途命題角度：給出信息，分析推測其主要性質(zhì)和用途。例2請根據(jù)下表信息回答：序號金屬熔點(diǎn)/℃導(dǎo)電性硬度化學(xué)性質(zhì)金屬冶煉的大致年限①Al660612～2.9常溫下與氧氣反應(yīng)，表面形成致密的薄膜約200年前第二十一頁第二十二頁，共32頁。序號金屬熔點(diǎn)/℃導(dǎo)電性硬度化學(xué)性質(zhì)金屬冶煉的大致年限②Fe1535174～5在潮濕的空氣中易生銹約3000年前③Cu1083992.5～3在高溫時(shí)易與氧氣反應(yīng)約6000年前第二十二頁第二十三頁，共32頁。說明：導(dǎo)電性以銀的導(dǎo)電性為100作標(biāo)準(zhǔn)，硬度以金剛石的硬度為10作標(biāo)準(zhǔn)。(1)菜刀用鐵做而不用鋁做的主要原因是_____________(2)表中導(dǎo)電性最強(qiáng)的金屬是________；(3)①中形成薄膜的化學(xué)方程式____________________；(4)金屬的冶煉體現(xiàn)了人類文明的發(fā)展水平。之所以有先后，主要取決于____________。鐵的硬度比鋁大Cu4Al＋3O2===2Al2O3金屬的活動性第二十三頁第二十四頁，共32頁。[方法點(diǎn)撥]金屬的性質(zhì)在很大程度上決定了它們的用途，但不是唯一的決定因素。題目往往是通過圖表和文字信息來反映某一具體物質(zhì)的用途，考查對所涉及物質(zhì)性質(zhì)的掌握情況。[解析]由于鐵的硬度比鋁大，所以菜刀要用鐵做；導(dǎo)電性的指數(shù)越高，導(dǎo)電性也就越強(qiáng)，所以銅的導(dǎo)電性最強(qiáng)；常溫下越容易與氧氣反應(yīng)，也表現(xiàn)出其金屬活動性越強(qiáng)。第二十四頁第二十五頁，共32頁。?類型三煉鐵的原理命題角度：CO還原磁鐵礦的實(shí)驗(yàn)。例3實(shí)驗(yàn)室中用CO還原磁鐵礦(主要成分為Fe3O4)得到鐵，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖11－2所示：第二十五頁第二十六頁，共32頁。(1)開始實(shí)驗(yàn)時(shí)，A裝置中首先要進(jìn)行的操作是______________(填“加熱”或“通一氧化碳”)。(2)CO還原Fe3O4的化學(xué)方程式為_______________________________________________。(3)B裝置的作用是_______________________________。[方法點(diǎn)撥]在用一氧化碳還原鐵礦石的實(shí)驗(yàn)過程中，要特別注意在加熱前必須將管內(nèi)空氣排盡，尾氣要進(jìn)行處理才能排放。注意觀察裝置中的加熱儀器不同，一個(gè)是酒精燈，一個(gè)是酒精噴燈，一氧化碳還原鐵礦石的反應(yīng)條件是高溫。通一氧化碳檢驗(yàn)并吸收二氧化碳第二十六頁第二十七頁，共32頁。[解析](1)開始時(shí)要先通一氧化碳，其目的是防止混合氣體加熱發(fā)生爆炸現(xiàn)象；(2)磁鐵礦的主要成分為Fe3O4，CO還原Fe3O4后生成Fe和CO2；(3)B裝置中澄清石灰水的作用是檢驗(yàn)反應(yīng)的生成物中是否有二氧化碳?xì)怏w，同時(shí)吸收二氧化碳?xì)怏w，以便在C處點(diǎn)燃CO。第二十七頁第二十八頁，共32頁。?類型四金屬的銹蝕和防護(hù)命題角度：鐵生銹的條件。例4

圖11－3是探究鐵制品銹蝕的條件時(shí)做的五個(gè)實(shí)驗(yàn)(鐵釘在不同環(huán)境中)，實(shí)驗(yàn)一段時(shí)間后，得出的結(jié)論錯(cuò)誤的是(

)D第二十八頁第二十九頁，共32頁。A．甲、乙、戊中鐵釘生銹快慢的順序?yàn)椋阂遥炯祝疚霣．丙中的鐵釘不生銹C．鐵生銹的主要條件是與空氣、水直接接觸D．丁中鐵釘生銹最嚴(yán)重[解析]實(shí)驗(yàn)甲中鐵釘與空氣、水直接接觸，會銹蝕，但實(shí)驗(yàn)乙通入氧氣，比實(shí)驗(yàn)甲銹蝕更快些，實(shí)驗(yàn)戊鐵釘隔絕水分，不易銹蝕，故A選項(xiàng)正確；實(shí)驗(yàn)丙中鐵釘隔絕了空氣和水分，所以不生銹，故B選項(xiàng)正確；實(shí)驗(yàn)丁中鐵釘