第34讲 金属,分类一 金属与金属材料), 区别金属与非金属)【考点梳理】金属与非金属常见性质的比较：金属非金属一般只有一种颜色有多种颜色(1)__有延展性__不具延展性(2)__可锻性__不具可锻性(3)__硬度较大__硬度不一致是良好的导电体(4)_一般不导电__是良好的导热体导热能力差密度高密度低熔点高熔点低【活学活用】1．铝、铜、锡、铁等金属的性质的共同点是(C)A．都具有银白色的金属光泽B．熔点都很高C．都具有良好的延展性、导电性、导热性D．密度、硬度都很大, 金属的物理性质)【考点梳理】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_导电__性，传热性及延展性，但不同金属差异很大。【活学活用】2．下列性质中，属于金属物理性质的是(B)①导电性 ②熔点低 ③延展性 ④有金属光泽⑤不易导电 ⑥导热性A．①②⑤ B．①③④⑥ C．②⑤⑥ D．②④⑤, 合 金)12【考点梳理】1．合金：在一种金属中加入_另一种__金属(或非金属)一起熔合而成的具有_金属__特性的物质，如生铁和钢等。一般情况下，合金的_强度__和_硬度__比组成它们的纯金属高，_抗腐蚀性能__更好，因此，合金与纯金属相比具有更广泛的用途。2．常见合金的组成合金铁的合金铜的合金生铁钢黄铜青铜焊锡钛的合金成分含碳量2%～4.3%含碳量0.03%～2%铜锌合金铜锡合金铅锡合金钛镍合金备注不锈钢：含铬、镍的钢，具有抗腐蚀性能紫铜为纯铜熔点低形状记忆金属【活学活用】3．(2022·宁波)人类的生活和生产都离不开金属材料。下列金属制品中，主要利用金属导热性的是( D )4．美国曾经用“深度撞击”飞行器成功炮轰彗星，其撞击器采用的是一种含铍(一种金属)3%的铜合金。关于合金，下列说法错误的是(B)A．合金属于金属材料B．只能是金属熔合而成C．合金比纯金属性能更优D．生铁和钢都属于铁合金, 金属的用途)【考点梳理】1．常见金属的用途主要从金属的_性质__、价格、回收等各方面考虑，如银的导电性比铝的导电性大很多，但电线一般用铝制而不用银制，因为铝的密度比银_小__，价格比银_便宜__得多。2．几种常见金属的性质及主要用途名称主要性质主要用途铝银白色，在空气中能形成氧化物保护膜冶炼、电线、电缆、铝合金铜紫红色，在干燥空气中稳定，_在潮湿空气中__则生成铜绿电线、电缆、电器、铜合金12锌银白色，在空气中能形成_致密__保护膜电镀、铜合金、干电池钛银白色，耐腐蚀性好，与某些酸碱作用缓慢航空、造船、化学等工业【活学活用】5．某种新型“防盗玻璃”为多层结构，每层中间嵌有极细的金属线，当玻璃被击碎时，产生电信号，与金属线相连的警报系统就会立刻报警，这利用了金属的(B)A．延展性B．导电性C．弹性D．导热性6．利用铝合金做钥匙是利用铝合金的(B)A．熔点低B．耐腐蚀C．硬度大D．密度小,分类二 金属的化学性质), 金属活动性顺序)【考点梳理】1．常见金属活动性顺序2．金属活动性顺序的应用(1)在金属活动性顺序里，金属的位置越_靠前__，它的活动性就越_强__。(2)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_氢元素__而得到_H2__。(3)在金属活动性顺序里，位于前面的金属能把位于后面的金属从它的_盐__溶液里置换出来(钾、钙、钠除外)。【活学活用】7．(2022·温州)现有铬、铜和银三种金属，将金属铬和银分别放入硫酸铜溶液中，观察到铬表面有红色物质析出，银表面无明显现象，则这三种金属活动性顺序由强到弱排列的是( A )A．铬＞铜＞银B．铜＞铬＞银C．铬＞银＞铜D．银＞铬＞铜8．(2022·杭州)有A、B、C三种常温下不与水反应的金属，为了比较它们金属活动性的强弱，有人设计了下列四种实验方法，下列方法最准确可行的是(D)A．把它们分别和盐酸溶液反应，观察是否发生反应及产生气体的快慢B．把它们分别和盐酸溶液反应，观察是否发生反应及产生气体的多少C．把三种金属分别在空气中加热，观察它们的颜色变化程度D．把三种金属和它们的可溶性盐溶液之间两两反应，观察金属表面是否有金属析出9．(2022·丽水)金属钴(Co)与铁的化学性质相似，都能与稀盐酸反应，在化合物中钴元素常显＋2、＋3价。下列说法正确的是( C )A．CoCl3读作“氯化亚钴”B．CoCl3中钴元素的化合价为＋2C．金属铜不能与CoCl2溶液发生反应D．CoCl2中钴元素的质量分数约为33.3%, 金属与酸、金属与盐溶液的反应)【考点梳理】1．金属与酸反应的条件是：位于_H前面__的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢元素。2．金属与盐溶液反应的条件是：在金属活动性顺序里，位于_前面的金属__能把位于_12后面的金属__从它的_盐溶液__里置换出来(钾、钙、钠除外)。【活学活用】10．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(C)A．Mn＋2HCl===MnCl2＋H2↑B．Mg＋MnSO4===MgSO4＋MnC．Fe＋MnSO4===FeSO4＋MnD．Mn＋CuSO4===MnSO4＋Cu11．2022年中央电视台举办的“3·15”晚会，曝出某品牌金饰品掺假的事件，引起同学们的好奇。某化学兴趣小组在老师的帮助下，对几种常见金属饰品所含的金属进行了相关的探究活动。【提出问题】(1)怎样鉴别真假黄金？(2)怎样确定钯的金属活动性？【查阅资料】(1)假黄金通常是黄铜(Cu－Zn合金)；(2)钯(Pd)呈银白色，有金属光泽，可用作饰品。【实验药品】钯、铂(Pt)、稀盐酸、硝酸银溶液和氯化钯(PdCl2)溶液【实验探究】(1)鉴别黄金样品的真假取黄金样品于试管中，滴加稀盐酸后，观察到黄金样品表面有气泡产生，该气体是__氢气(或H2)__，说明此样品为_假__(填“真”或“假”)黄金。(2)探究钯的金属活动性依据生活经验，同学们猜想钯的活动性可能与银和铂相近，于是他们利用上述药品进行如下实验：实验步骤 实验现象 实验结论把钯浸入硝酸银溶液中_无明显现象(或无现象；或无变化亦可)__钯的活动性比银弱把铂浸入氯化钯溶液中无明显现象钯的活动性比铂_强__初步得出结论：钯、银、铂的金属活动性由强到弱的顺序为_银＞钯＞铂(或Ag＞Pd＞Pt)__。【废液处理】(1)转化成沉淀。小组同学将所有液体倒入废液缸中，出现白色沉淀。写出产生该现象的化学方程式：_AgNO3＋HCl===AgCl↓＋HNO3__(写出一个即可)。(2)通过科学合理的方法进一步回收金属钯。,分类三 金属的锈蚀与保护), 金属的锈蚀)【考点梳理】1．铁生锈(铁锈的主要成分为Fe2O3·xH2O)的条件：铁与_水__、_氧气__接触。铜生锈[铜绿的化学式为Cu2(OH)2CO3]的条件：铜与_H2O__、_CO2__、_O2__接触。122．铁锈的特点：铁锈很疏松，不能阻碍_生锈__的铁继续与氧气、水蒸气反应，所以铁制品可以_全部__被锈蚀，应及时除去铁锈。【活学活用】12．(2022·舟山)生活中有很多物品可以为科学实验所用。如图所示，玻璃瓶中都装满冷开水，并加入碳酸氢钠(一种CO2释放剂)。将装置置于光照条件下，一段时间后，_甲__(填“甲”或“乙”)瓶中的铁钉先出现锈迹，原因是__光合作用产生氧气__。13．(2022·丽水)衣服沾上铁锈(主要成分是Fe2O3)，直接用水很难洗净。要除去白色衬衣上的铁锈，你认为比较适宜的液体是( A )A．白醋 B．酱油 C．酒精 D．洗洁精, 防锈的方法)【考点梳理】防止铁制品生锈的措施：(1)保持铁制品表面_洁净、干燥__。(2)表面涂_保护层__：如涂油、刷漆、电镀、烤蓝等。(3)制成不锈钢。【活学活用】14．在金属表面覆盖保护膜是普遍采用的金属防锈措施之一。下列自行车的防锈措施中，不属于覆盖保护膜的是(A)A．擦拭保持洁净与干燥 B．链条上油C．轮圈镀铬D．车架喷漆, 废弃金属对环境的影响)【考点梳理】将废弃金属随意丢弃，不仅浪费_金属资源__，侵占土地，而且会_污染环境__。有些金属有毒，随意丢弃会造成地下水和土壤的污染，威胁人类健康。【活学活用】15．下列有关金属材料的叙述错误的是(C)A．回收利用废旧电池中的铅、汞等可减少对环境的污染B．铝块能制成铝箔是利用了铝的延展性C．铝比钢铁中的铁活泼，因而铝的抗腐蚀性能比铁差D．在铁制品表面刷漆或镀耐腐蚀金属都可以防止铁制品锈蚀,专项一 金属的性质和用途)【重点提示】金属具有很多共同的物理性质。例如，常温下它们都是固体(汞除外)，有金属光泽，大多数为电和热的良导体，有延展性，密度较大，熔点较高。物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但这不是唯一的决定因素。【例1】青铜是人类最早使用的铜、锡合金，下列说法中不正确的是( )A．青铜属于纯净物B．青铜属于金属材料12C．青铜的硬度比铜大D．青铜耐腐蚀，易铸造成型【点拨】A.由青铜的成分可知青铜是铜、锡合金，所以是混合物；B.金属材料包括金属单质与合金，青铜属于合金，所以是金属材料；C.金属制成合金后其硬度比原金属的硬度要大，所以青铜的硬度比铜大；D.由于青铜是铜、锡合金，所以其耐腐蚀性更强，且易铸造成型。【答案】A1．如图是一盏废旧台灯，某实验小组的同学利用它进行观察分析并完成相关实验。(1)小明发现台灯的铁螺丝钉表面已经锈蚀，原因是铁与空气中的_氧气和水蒸气__等发生了化学反应。(2)小红发现铝箔反光片呈银白色，无锈迹，原因是铝表面有一层致密的氧化膜，生成该氧化膜的化学方程式为__4Al＋3O2===2Al2O3__。(3)铁、铝、铜的金属活动性由强到弱的顺序为_Al＞Fe＞Cu__。为了验证三者的金属活动性顺序，小志从实验室领来氯化铝溶液、硫酸铜溶液，并利用台灯提供的一种金属进行实验，即达到了实验目的。实验中发生反应的化学方程式为__Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu__。,专项二 金属活动性顺序)【重点提示】金属活动性顺序的应用：①判断金属和酸能否发生置换反应；②判断金属和盐能否发生置换反应；③根据有关实验现象推断金属活动性顺序；④设计实验探究金属活动性顺序。【例2】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【点拨】在相同的条件下，金属在氧气中反应越剧烈，说明金属的活动性越强，金属镁在空气中比铝更易点燃，说明镁比铝活动性强；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；铁的活动性比铜强，所以铁能将硫酸铜中的铜置换出来；锌和酸反应时的速率不快也不慢，适合在实验室中制取氢气。【答案】C2．(2022·丽水)某同学为比较镁和铝的金属活动性强弱，将两块表面积相同并除去氧化膜的镁条、铝条分别与相同体积、相同质量分数的稀硫酸反应，测定两种金属与稀硫酸反应得到相同体积氢气所需要的时间。(1)利用图甲中A、B仪器可以组装一套实验室测量氢气体积的装置，12该装置导管的连接顺序是b接c。(2)图乙中量气管和水准管也可以用来测量氢气体积，为了准确地测量氢气体积，在读取量气管中液面读数的过程中，应注意AB(填字母编号)。A．读数时视线与凹液面最低处相平B．读数前应上下移动水准管，待两管液面相平再读数C．保持水准管静止，待水准管中液面不再上升时再读数,专项三 金属的锈蚀与防护)【重点提示】金属锈蚀的条件有外因和内因，外因是水分、氧气等物质的相互作用，内因是金属的内部结构。金属防锈的方法：一是改变金属的内部结构，如在普通钢中加入铬、镍等金属元素制成不锈钢；二是表面覆盖保护膜，如刷油漆、涂机油、涂搪瓷、电镀、烤蓝等。【例3】铁锅、铝锅是生活中常用的炊具，图中是铁锅的示意图。(1)铁锅含有的金属单质是_______(写化学式)，含有的有机合成材料是_______。(2)炒菜时铁锅中的油着火可用锅盖盖灭，其灭火原理是___________。(3)铝锅轻便、耐用，其原因是_______、________________________________________________________________________。(4)废旧的铁锅、铝锅不要随意丢弃，应回收利用，这样做的意义是_______。【点拨】本题考查常见金属的性质，难度较小。(1)铁锅含有的金属单质是铁，含有的有机合成材料是塑料。(2)油锅中的油不慎着火时，应该迅速用锅盖盖上，因为这样可以使油与氧气隔绝，从而达到灭火的目的。(3)铝锅轻便是因其密度较小，耐用是因铝在空气中能被氧气氧化生成一层致密的氧化物保护膜，防止铝进一步被氧化。【答案】(1)Fe 塑料 (2)将可燃物与空气隔绝 (3)铝的密度小 铝锅表面有一层致密的氧化膜，抗腐蚀，经久耐用(意思相近即可) (4)防止污染环境，节约金属资源(合理即可)3．(2022·温州)铁的使用非常广泛，但较容易锈蚀。(1)工业上炼铁的反应原理是：3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2，该反应中一氧化碳(CO)会夺取氧化铁(Fe2O3)中的氧，这说明一氧化碳具有__还原__性。(2)根据下图所示实验现象，可以得出铁生锈的条件之一是__水__。124．某同学设计和进行了如下实验：①将约0.4g表面光亮的铁丝绒绕成团，用水浸湿后，放进量筒中；②将量筒倒置在装有蒸馏水的水槽里，并使量筒内的水面调至10.0mL的刻度处，固定；③当量筒内的水面不再上升时，停止实验。如图所示，请回答：(1)铁丝绒表面的变化是_银白色的铁丝逐渐变成红色__；(2)上述(1)变化的条件是_铁丝与O2、水蒸气同时接触__；(3)量筒内水面最后约在_8__mL刻度处(忽略铁丝绒体积和上升水柱压强的影响)；(4)如果你的自行车被雨水淋湿后，你采取的防锈措施是_洗净擦干后涂一层油__。, 探究 金属活动性)【例1】(2022·台州)特活泼金属能否将较不活泼的金属从它的盐溶液中置换出来，小美、小丽同学做了金属钠与硫酸铜溶液反应的实验。【实验一】把一块比绿豆略大的金属钠，放入盛有20mL硫酸铜溶液的烧杯中，发现金属钠浮在液面上不停打转，并发出嘶嘶声，烧杯发烫。表层溶液中出现了蓝色絮状沉淀，絮状物慢慢下沉渐渐增多，并没有出现紫红色的铜。正准备整理器材，她们突然发现蓝色沉淀渐渐变黑。【提出问题】生成的黑色固体是什么物质？【实验二】搭建分离装置，经过_______、洗涤、干燥，得到少量的黑色粉末。【查阅资料】常见的黑色不溶于水的固体有：四氧化三铁、二氧化锰、氧化铜、炭粉等。小丽猜想：黑色固体可能是氧化铜，不可能是四氧化三铁、二氧化锰、炭粉。你认为小丽做出如此判断的依据是________________________。小美猜想：黑色固体可能是氧化铜和铜的混合物。依据是量少而又细小的铜粉掺杂在氧化铜之间可能看不清。【实验三】为了进一步证实该黑色固体中是否含有铜，她们取少量该粉末放入试管，加入一定量的_______溶液，略微加热，发现固体全部消失，从而证实了_______同学的猜想是正确的。那么蓝色絮状沉淀怎么变成黑色固体的呢？【查阅资料】Cu(OH)2的起始分解温度约66℃。【实验反思】至此，谜底全部解开。为确保蓝色沉淀不分解，实验过程中要注意：(1)控制实验的初始温度；(2)放入的金属钠需适量；(3)________________________________________________________________________。【点拨】要从溶液中得到黑色固体，需要过滤、洗涤、干燥。Na与CuSO4溶液混合，生成物不可能是Fe3O4、MnO2、炭粉，原因是化学反应前后，元素的种类不变。要证实CuO中是否混有Cu，可以加稀HCl，看固体是否全部溶解。要确保蓝色沉淀不分解，要注意：实验的温度要低，如果高了Cu(OH)2会分解；放入的钠要适量；CuSO4的量不能太少。12【答案】过滤 根据反应前后元素种类不变(或质量守恒定律) 稀盐酸(或稀硫酸；或稀H2SO4；或稀HCl) 小丽 硫酸铜溶液用量不能太少1．小彬同学家新买了水龙头，从说明书上了解到该水龙头是铜质镀铬的。他想起在学习金属性质时用到的金属活动性顺序中没有铬，为了了解铬与常见金属铝、铜在金属活动性顺序中的相对位置关系，进行如下探究活动。【查阅资料】铬(Cr)是银白色有光泽的金属，在空气中表面能生成抗腐蚀性的致密氧化膜。铬能与稀硫酸反应，生成蓝色的硫酸亚铬(CrSO4)溶液……铝是银白色有光泽的金属，能与稀硫酸反应，生成无色的硫酸铝溶液……【预测】三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系是：①Cr、Al、Cu；②Al、Cr、Cu；③Al、Cu、Cr。【实验过程】取大小相同的三种金属薄片，用砂纸打磨光亮。实验一实验二实验三实验方案实验现象铬片表面产生气泡缓慢，溶液变蓝色_无现象__铝片表面产生气泡较快结论铬能和稀硫酸发生反应，反应速率较慢铜不与稀硫酸反应_铝能与稀硫酸发生反应，反应速率较快__三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系是__Al、Cr、Cu(或②)__【回答问题】(1)用砂纸打磨金属片的目的是__除去金属表面的氧化物或污物__。(2)实验一所发生反应的化学方程式是__Cr＋H2SO4===CrSO4＋H2↑__。(3)小东提出用硫酸铜溶液代替上述实验中的稀硫酸也能得出三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系，小燕认为不可行，理由是_无法比较铬和铝的金属活动性强弱(合理答案均可)__。(4)小清认为只要选用三种药品进行实验就可以得出三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系，这三种药品可以是__Al、CrSO4溶液、Cu[或Al2(SO4)3溶液、Cr、CuSO4溶液]__。【归纳】 比较金属活动性强弱的方法有：①_通过金属与酸反应判断金属活动性强弱__；②_通过金属与盐溶液反应判断金属活动性强弱__。2．(2022·湖州)为了比较甲、乙两种金属的活动性强弱和相对原子质量大小，小吴设计了一套实验装置(如图)，他取两种金属(表面积相同)各m克，分别加入足量的稀硫酸(相同质量和质量分数)进行反应。在相同条件下测定不同时间内收集到的气体体积，12实验记录如下表：反应时间(秒)20406080100120140收集到的气体体积(毫升)甲金属256035130160170170乙金属3075120150150150150(1)由实验结果可知：金属活动性较强的是__乙__。(2)为使得到的实验数据准确，小吴开始收集气体的时间点应该是__A__。A．导管口一有气泡冒出时B．冒出气泡连续且均匀时C．检验产生的气体纯净时(3)根据已有实验数据，要比较甲、乙两种金属的相对原子质量大小，还需知道__B__。A．参加反应的硫酸质量B．生成物中金属元素的化合价【常见误区】1．生铁和钢都是铁的合金，因含碳量不同合金的性能不同。含碳量越高，硬度越大；含碳量越低，韧性越好。2．物质的性质在很大程度上决定物质的用途，但这并不是唯一的决定因素，在考虑物质的用途时，还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利，以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。3．当铁发生置换反应时，生成物中的铁元素为＋2价，而不是＋3价，但当铝发生置换反应时，生成物中的铝元素为＋3价，而不是＋2价。4．在金属活动性顺序中，前面的金属可以置换出后面的金属，与氢的位置无关。但金属与盐酸(或稀硫酸)能否反应，与氢的位置有关。5．铁生锈必须同时具备两个条件：与空气和水同时接触。因此防止铁生锈时只要破坏其中一个条件就可以达到目的。【例2】向AgNO3溶液中加入一定质量的Al和Fe的混合粉末，充分反应后过滤，得到滤渣和浅绿色滤液。关于该滤渣和滤液有下列四种说法：①向滤渣中加入稀盐酸，一定有气泡产生；②向滤液中加入稀盐酸，一定有沉淀产生；③滤渣中一定含有Ag；④滤液中一定含有Fe(NO3)2，一定不含AgNO3，可能含有Al(NO3)3。以上说法正确的个数为( ) 12A．0个B．1个C．2个D．3个【错解】此题易错选C。【点拨】向AgNO3溶液中加入一定量的Al和Fe的混合粉末，由于铝的活动性比铁强，铝先与AgNO3溶液反应，待Al反应完以后，Fe再与AgNO3溶液发生置换反应。依题意得到滤渣和浅绿色滤液，则Al已经反应完了，有Fe(NO3)2生成。滤渣中可能只有Ag，也可能是Ag和Fe的混合物，则①错；滤液中的AgNO3是否反应完，无法确定，则②错；滤渣中肯定有置换出来的Ag，则③正确；滤液中一定有Al(NO3)3、Fe(NO3)2，可能含有AgNO3，则④错。【答案】B________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________12________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________12
