（山东专版）2019年中考化学复习 专题四 金属 金属矿物（讲解部分）素材（pdf）

１２　　　５年中考３年模拟专题四　金属　金属矿物３９知识结构金属和金属材料金属材料：金属材料包括纯金属和它们的合金金属的共性：常温下金属大多数呈固态（汞呈液态，俗称①　水银　）、呈银白色（铜呈红色、金呈黄色），具有优良的②　导电　性、导热性和延展性金属之最：③　铝　是地壳中含量最多的金属元素；钙是人体中含量最多的金属元素；④　铁　是目前世界年产量最多的金属；银是导电、导热性最好的金属；铬是硬度最大的金属；钨是熔点最高的金属；汞是熔点最低的金属；锇是密度最大的金属；锂是密度最小的金属合金定义：由一种⑤　金属　跟其他一种或几种金属或非金属一起熔合而成的具有金属特性的物质，合金是混合物特性：合金的⑥　熔点　比各成分低，⑦　硬度　比各成分大，抗腐蚀性能更好常见的合金：生铁和钢都是铁的合金，区别是⑧　含碳量　不同，生铁含碳２％～４．３％，钢含碳０．０３％～２％；黄铜是铜锌合金，青铜是铜锡合金；钛和钛合金被认为是２１世纪的重要金属材料ìîíïïïï金属的化学性质：金属的化学性质越活泼，就越容易与氧气反应。铝比较耐腐蚀的原因是⑨　在表面形成了一层致密的氧化膜　；“真金不怕火炼”说明⑩　金的化学性质不活泼（稳定）　金属资源的利用和保护生铁的冶炼：冶炼生铁的原料有铁矿石、焦炭、石灰石和空气，反应原理为􀃊􀁉􀁓　Ｆｅ２Ｏ３＋３ＣＯ高温􀪅􀪅２Ｆｅ＋３ＣＯ２↑　铁生锈的条件：铁与􀃊􀁉􀁔　氧气（空气）　和水同时接触时容易生锈保护金属资源的途径：合理开采矿物，防止􀃊􀁉􀁕　金属锈蚀　，回收利用金属，寻找􀃊􀁉􀁖　金属替代品　{ìîíïïïïïïïïïïïïïïïïïïïï考点清单考点一　金属材料合金概念：由一种金属与其他一种或几种金属或非金属熔合而成的具有金属特性的混合物物质类别：混合物通性：具有金属的物理共性特性和组分相比，硬度增大、熔点降低很多合金耐腐蚀、强度大、有强磁性等{常见的合金不锈钢：主要由铁、铬、镍熔合而成，制炊具等硬铝：主要由铝、铜、镁、硅熔合而成，制门窗框架焊锡：锡铅合金，焊接金属黄铜：铜锌合金，制乐器钛合金：强度高、耐腐蚀、耐热性和生物相容性好，广泛用于航空工业、医用金属材料等领域ìîíïïïïïïïìîíïïïïïïïïïïïï考点二　金属的化学性质　　１．金属的化学性质（１）与氧气反应铁与氧气的反应铁在纯氧中燃烧：３Ｆｅ＋２Ｏ２点燃􀪅􀪅Ｆｅ３Ｏ４铁在潮湿空气中生锈（铁锈的主要成分为氧化铁，化学式为Ｆｅ２Ｏ３）ìîíïïïï２Ｃｕ＋Ｏ２△􀪅􀪅２ＣｕＯ４Ａｌ＋３Ｏ２􀪅􀪅２Ａｌ２Ｏ３ìîíïïïïïïïï（２）非金属单质＋金属氧化物→金属＋非金属氧化物（３）活泼金属＋酸（稀盐酸、稀硫酸）→盐＋氢气（４）金属＋盐→新金属＋新盐说明　铝的抗腐蚀性好，是因为铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝被进一步氧化，其反应的化学方程式为４Ａｌ＋３Ｏ２􀪅􀪅２Ａｌ２Ｏ３。２．金属活动性顺序的应用Ｋ、Ｃａ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、（Ｈ）、Ｃｕ、Ｈｇ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ金属活动性逐渐减弱→设计实验验证金属的活动性比较三种金属的活动性，通常采用以下３种方法：①取位于中􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋专题四　金属　金属矿物１３　　　间的金属与两边金属的盐溶液反应；②取位于中间的金属的盐溶液与两边金属反应；③以金属与稀盐酸或稀硫酸反应的剧烈程度进行比较。如验证Ｍｇ、Ｆｅ、Ｃｕ金属活动性的方法有三种：Ｆｅ＋ＭｇＣｌ２、Ｆｅ＋ＣｕＣｌ２；ＦｅＳＯ４＋Ｍｇ、ＦｅＳＯ４＋Ｃｕ；Ｆｅ＋ＨＣｌ、Ｍｇ＋ＨＣｌ、Ｃｕ＋ＨＣｌ。　　例１　（２０１７广西南宁，２５，６分）填写实验报告。【实验目的】探究铜、铝、银的金属活动性顺序。【实验过程】实验内容实验现象解释或化学方程式（１）将一根用砂纸打磨干净的铝线浸入硫酸铜溶液中铝线表面有　　　色物质生成，溶液颜色变浅用砂纸打磨铝线的目的是　　　　　　　　　　　　　　　（２）将一根用砂纸打磨干净的铜线浸入　　　溶液中铜线表面有银白色物质生成，溶液由无色变成蓝色化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　【实验结论】铜、铝、银的金属活动性顺序由强到弱为　　　　　　　　　　　　　。解析　铝的化学性质活泼，在常温下即可与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，打磨后，铝才能和ＣｕＳＯ４溶液反应置换出红色的铜；要证明铜比银活泼，用Ｃｕ和ＡｇＮＯ３溶液反应即可，反应的化学方程式为Ｃｕ＋２ＡｇＮＯ３􀪅􀪅２Ａｇ＋Ｃｕ（ＮＯ３）２。答案　【实验过程】实验内容实验现象解释或化学方程式红除去铝线表面的氧化膜硝酸银（或ＡｇＮＯ３）Ｃｕ＋２ＡｇＮＯ３􀪅􀪅Ｃｕ（ＮＯ３）２＋２Ａｇ（合理即可）　　【实验结论】Ａｌ＞Ｃｕ＞Ａｇ考点三　金属资源的利用和保护　　１．铁的冶炼实验原料：铁矿石（赤铁矿、磁铁矿、菱铁矿等）、焦炭、石灰石、　　空气原理３ＣＯ＋Ｆｅ２Ｏ３高温􀪅􀪅２Ｆｅ＋３ＣＯ２４ＣＯ＋Ｆｅ３Ｏ４高温􀪅􀪅３Ｆｅ＋４ＣＯ２{现象：若用氧化铁，则红棕色粉末变成黑色，澄清石　　灰水变浑浊，尾气燃烧火焰呈蓝色步骤：先通ＣＯ，后加热；反应完毕后，先停止加热，　　直到装置冷却后再停止通ＣＯ实验装置：ìîíïïïïïïïïïïïïïïïï　　２．铁的锈蚀条件及防锈的方法铁的锈蚀条件：铁与氧气和水（或水蒸气）等接触防锈的方法铁制品隔绝空气。如：涂上一层保护膜（刷油漆、涂凡士林、烤蓝等）铁制品隔绝水。如：表面保持干燥等改变铁制品的内部结构，制成合金。如：制成不锈钢等ìîíïïïïïïìîíïïïï３．有关含杂质物质的计算化学方程式的计算是依据纯净物的质量进行的。因此，在进行含杂质物质的计算时，要先把含杂质物质的质量换算成纯净物的质量，再将纯净物的质量代入化学方程式中计算。纯净物质量和含杂质物质质量的换算公式：纯净物的质量＝含杂质物质的质量×ａ％ａ％———纯净物在含杂质物质中的质量分数　　例２　（２０１８山西，２５，６分）科学精神与社会责任，是化学学科素养更高层面的价值追求。在一次实践活动中，小红和同学们一起参观了某钢铁公司，大家对矿石选取、冶铁和炼钢的工艺流程（如图）、生铁和钢的区别等，有了全新的认识。（１）用赤铁矿石冶铁的反应原理是　　　　　　　　　　　　　　　（用化学方程式表示）。（２）分析工艺流程，三脱装置中发生反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　（写一个）。（３）向精炼炉中吹入氩气使钢水循环流动，各成分均匀混合，相当于化学实验中　　　　　的作用（填一种仪器的名称）。（４）在钢水铸件机中，高温钢加工成钢制零件时，充入氮气的作用是　　　　　　　　　。解析　（１）赤铁矿的主要成分氧化铁与一氧化碳在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为３ＣＯ＋Ｆｅ２Ｏ３高温　􀪅􀪅２Ｆｅ＋３ＣＯ２。（２）三脱装置中硫、磷、硅都能与氧气反应，反应的化学方程式分别为Ｓ＋Ｏ２点燃　􀪅􀪅ＳＯ２、４Ｐ＋５Ｏ２点燃　􀪅􀪅２Ｐ２Ｏ５、Ｓｉ＋Ｏ２高温　􀪅􀪅ＳｉＯ２。（３）精炼炉中吹氩气的目的是使钢水循环流动，各成分均匀混合，化学实验中用玻璃棒搅拌也起类似的作用。（４）高温条件下铁能与氧气反应，在加工过程中充入氮气做保护气，可隔绝氧气，防止铁与氧气反应。答案　（１）３ＣＯ＋Ｆｅ２Ｏ３高温　􀪅􀪅２Ｆｅ＋３ＣＯ２（２）Ｓ＋Ｏ２点燃　􀪅􀪅ＳＯ２（或４Ｐ＋５Ｏ２点燃　􀪅􀪅２Ｐ２Ｏ５／Ｓｉ＋Ｏ２高温　􀪅􀪅ＳｉＯ２）（本题的反应条件写成“加热”“高温”“点燃”都得分，未写反应条件扣１分）（３）玻璃棒（４）做保护气（或隔绝氧气）（合理即可）􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋１４　　　５年中考３年模拟易混易错一、影响金属与酸反应速率的因素影响的因素反应速率的变化（其他因素相同的情况下）金属的活动性金属活动性越强，反应速率越快金属的表面积金属与酸的接触面积越大，反应速率越快酸的浓度一般酸的浓度越大，反应速率越快温度温度越高，反应速率越快　　例　（２０１５山东枣庄，２０，２分）向等质量的锌粉和铁粉中分别加入足量稀硫酸，下列图像描述正确的是（　　）解析　图像中折点越靠前表示反应速率越快，金属活动性越强，反应速率越快，所以锌与稀硫酸反应的速率比铁快，故Ｄ项错误；图像中水平线的高低表示生成氢气质量的大小，水平线越高表示生成的氢气越多，当满足“金属元素在反应后的化合价都为＋２价、参加反应的金属是等质量的、酸是足量的”这三个条件时，金属的相对原子质量越小，生成的氢气越多，故等质量的铁和锌与足量的稀硫酸反应生成氢气的质量铁比锌大，故Ｂ项正确。答案　Ｂ二、金属与酸、盐的反应规律及反应后溶液质量的变化项目金属＋酸→盐＋氢气金属＋盐→新金属＋新盐反应规律金属（金属活动性顺序中）Ｋ、Ｃａ、Ｎａ金属活动性强，与盐溶液反应不能置换出新金属“氢前可置换，氢后不能换”“前金换后金，后金不能换前金”Ｆｅ＋酸→Ｆｅ２＋＋Ｈ２↑，反应后铁显＋２价；可记为“铁与酸，不成三（价）”Ｆｅ＋盐→Ｆｅ２＋＋新金属，反应后铁显＋２价；可记为“铁与盐，不成三（价）”酸或盐选用稀硫酸或稀盐酸，不能用浓硫酸、硝酸，一般不用浓盐酸（易挥发）盐必须可溶，如Ｃｕ＋ＡｇＣｌ不能反应溶液质量变化反应后溶液质量增加，增加的质量是反应的金属的质量减去生成氢气的质量金属与盐溶液反应后，溶液质量可能增大，也可能减小􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋４２方法　金属与盐的混合溶液反应后滤渣、滤液成分的判断方法　　例：将铁粉不断加入硝酸铜、硝酸银、硝酸锌的混合溶液中，由于锌比铁活泼，根据金属与盐的反应规律，铁不与硝酸锌发生反应，因此滤液中一定含有硝酸锌，滤渣中一定不含金属锌；根据“优先反应”规律（远距离先置换），无论铁的量多与少，铁首先与硝酸银溶液发生反应，硝酸银反应完后，若铁粉有剩余，铁才与硝酸铜发生反应。最终剩余物的成分与加入铁粉的量有关。具体分析如下：铁粉的量（持续加入）滤渣成分滤液成分（金属阳离子）（１）Ａｇ（２）Ａｇ（３）Ａｇ、Ｃｕ（４）Ａｇ、Ｃｕ（５）Ａｇ、Ｃｕ、Ｆｅ（１）Ｚｎ２＋、Ｆｅ２＋、Ｃｕ２＋、Ａｇ＋（２）Ｚｎ２＋、Ｆｅ２＋、Ｃｕ２＋（３）Ｚｎ２＋、Ｆｅ２＋、Ｃｕ２＋（４）Ｚｎ２＋、Ｆｅ２＋（５）Ｚｎ２＋、Ｆｅ２＋　　例　（２０１５山东济南，１０，２分）将一定质量的铁粉加至Ｈ２ＳＯ４、ＭｇＳＯ４和ＣｕＳＯ４的混合溶液中，充分反应后过滤，得到滤液Ｍ和滤渣Ｎ。下列有关说法中，不合理的是　（　　）Ａ．滤液Ｍ中一定存在Ｆｅ２＋Ｂ．滤渣Ｎ的质量一定小于加入铁粉的质量Ｃ．滤渣Ｎ中一定没有单质镁Ｄ．滤液Ｍ中至少含有两种金属阳离子解析　在金属活动性顺序中，金属的活动性：镁＞铁＞铜，且镁、铁排在氢的前边，因此将铁粉加至Ｈ２ＳＯ４、ＭｇＳＯ４和ＣｕＳＯ４的混合溶液中，铁与硫酸、硫酸铜会发生置换反应，故反应后的溶液中一定含有硫酸亚铁，因此滤液Ｍ中一定存在Ｆｅ２＋，故Ａ正确；依据化学方程式Ｆｅ＋ＣｕＳＯ４􀪅􀪅ＦｅＳＯ４＋Ｃｕ可知，每５６份质量的铁参加反应，同时会生成６４份质量的铜，故反应后固体质量增加，但若发生反应Ｆｅ＋Ｈ２ＳＯ４􀪅􀪅ＦｅＳＯ４＋Ｈ２↑，该反应中每５６份质量的铁参加反应，同时会生成２份质量的氢气，故反应后固体质量减少，由于无法判断与硫酸反应的铁的质量以及与硫酸铜反应的铁的质量，因此无法判断滤渣Ｎ的质量与加入铁粉的质量关系，故Ｂ错误；镁的活动性比铁强，ＭｇＳＯ４不参加反应，因此滤渣中一定没有单质镁，故Ｃ正确；滤液中一定含有硫酸亚铁和没有反应的硫酸镁，因此滤液Ｍ中至少含有亚铁离子和镁离子，故Ｄ正确。答案　Ｂ􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋