1、第八单元金属和金属材料考点一考点一:金属材料金属材料金属材料包括纯金属以及它们的合金。金属材料包括纯金属以及它们的合金。1.1.金属的物理性质金属的物理性质:(1)(1)共性共性:常温下常温下,大多数金属都是固体大多数金属都是固体,有金属光泽、有优良的有金属光泽、有优良的_性、性、_性和性和_性。性。导电导电导热导热延展延展(2)(2)特性。特性。颜色颜色:铁、铝等大多数金属为银白色铁、铝等大多数金属为银白色,而铜呈而铜呈_色色,金呈金呈_色。色。状态状态:常温下大多数金属为固体常温下大多数金属为固体,而而_为液体。为液体。紫红紫红黄黄汞汞2.2.合金合金:(1)(1)概念概念:在金属中加热熔
2、合某些在金属中加热熔合某些_或或_,_,制得的具有制得的具有_的物质。合金属于的物质。合金属于_物。物。(2)(2)性质特征性质特征:硬度比成分金属硬度比成分金属_,_,熔点比成分金属熔点比成分金属_。(3)(3)铁合金铁合金:生铁和钢是铁的两种合金生铁和钢是铁的两种合金,生铁的含碳量为生铁的含碳量为_,_,钢的含碳量为钢的含碳量为_。金属金属非金属非金属金属特征金属特征混合混合大大低低2%2%4.3%4.3%0.03%0.03%2%2%【特别提醒【特别提醒】合金中一定有金属存在合金中一定有金属存在,但不一定都是由金属与金属熔但不一定都是由金属与金属熔合而成合而成,还可能是金属与非金属熔合而成
3、还可能是金属与非金属熔合而成,熔合过程没有新物质生成熔合过程没有新物质生成,属于物理变化。属于物理变化。考点二考点二:金属的化学性质金属的化学性质1.1.与氧气反应与氧气反应:(1)(1)常温下常温下,铝与氧气反应铝与氧气反应,其表面生成一层致密的其表面生成一层致密的_薄膜薄膜,从而从而阻止铝进一步氧化。其反应的化学方程式为阻止铝进一步氧化。其反应的化学方程式为_。(2)(2)铁、铜在高温时能与氧气反应。铁、铜在高温时能与氧气反应。(3)“(3)“真金不怕火炼真金不怕火炼”说明金即使在说明金即使在_时也不与氧气反应。时也不与氧气反应。氧化铝氧化铝4Al+3O4Al+3O2 2=2Al=2Al2
4、 2O O3 3高温高温【思考【思考】铝制品和金制品都耐腐蚀铝制品和金制品都耐腐蚀,其原理是否相同其原理是否相同?提示提示:铝耐腐蚀是因为铝与氧气反应时铝耐腐蚀是因为铝与氧气反应时,生成一层致密的氧化铝保护膜生成一层致密的氧化铝保护膜,金耐腐蚀是因为金的化学性质稳定金耐腐蚀是因为金的化学性质稳定,不与氧气反应。不与氧气反应。2.2.活泼金属与酸反应活泼金属与酸反应:(1)(1)规律规律:金属金属+酸酸_(2)(2)反应发生的条件反应发生的条件:排在金属活动顺序中排在金属活动顺序中_的金属与的金属与_发生反发生反应。应。盐盐+氢气氢气氢前氢前稀酸稀酸(3)(3)请写出锌、铁分别与盐酸、稀硫酸反应
5、的化学方程式请写出锌、铁分别与盐酸、稀硫酸反应的化学方程式:Zn+2HCl=ZnClZn+2HCl=ZnCl2 2+H+H2 2 Zn+HZn+H2 2SOSO4 4=ZnSO=ZnSO4 4+H+H2 2 Fe+2HCl=FeClFe+2HCl=FeCl2 2+H+H2 2 Fe+HFe+H2 2SOSO4 4=FeSO=FeSO4 4+H+H2 2 3.3.与盐溶液反应与盐溶液反应:(1)(1)规律规律:金属金属+盐盐_。(2)(2)反应发生的条件。反应发生的条件。必须是必须是_置换置换_。(K(K、CaCa、NaNa除外除外)反应中的盐必须反应中的盐必须_。(3)(3)请写出铁与硫酸铜溶
6、液、铜与硝酸银溶液反应的化学方程式请写出铁与硫酸铜溶液、铜与硝酸银溶液反应的化学方程式:_、_。新盐新盐+新金属新金属活泼金属活泼金属不活泼金属不活泼金属溶于水溶于水Fe+CuSOFe+CuSO4 4=FeSO=FeSO4 4+Cu+CuCu+2AgNOCu+2AgNO3 3=Cu(NO=Cu(NO3 3)2 2+2Ag+2Ag【特别提醒【特别提醒】铁与酸或盐溶液反应时铁与酸或盐溶液反应时,生成的化合物中铁元素为生成的化合物中铁元素为+2+2价价,读作读作亚铁亚铁,溶液呈浅绿色。溶液呈浅绿色。考点三考点三:金属活动性顺序金属活动性顺序1.1.金属活动性顺序金属活动性顺序:由强逐渐减弱由强逐渐减
7、弱2.2.重要应用重要应用:(1)(1)判断金属的活动性强弱判断金属的活动性强弱:金属的位置越靠前金属的位置越靠前,它的活动性它的活动性_。(2)(2)判断金属与酸是否发生反应判断金属与酸是否发生反应:排在排在_前面的金属能置换出盐酸、前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸里的稀硫酸里的_。(3)(3)判断金属与盐溶液是否发生反应判断金属与盐溶液是否发生反应:位于位于_能把位于能把位于_从它们的盐溶液里置换出来。从它们的盐溶液里置换出来。越强越强氢氢氢氢前面的金属前面的金属后面的金属后面的金属考点四考点四:置换反应置换反应1.1.定义定义:由一种由一种_和一种和一种_反应反应,生成另一种生成另一种_和
8、另和另一种一种_的反应。的反应。2.2.形式形式:A+BC=B+AC:A+BC=B+AC单质单质化合物化合物单质单质化合物化合物考点五考点五:金属资源的利用和保护金属资源的利用和保护1.1.铁的冶炼铁的冶炼:(1)(1)原料原料:铁矿石、焦炭、石灰石和空气。铁矿石、焦炭、石灰石和空气。(2)(2)原理原理(以氧化铁为例以氧化铁为例):):_。高温高温=3CO+Fe3CO+Fe2 2O O3 3 2Fe+3CO 2Fe+3CO2 2【特别提醒【特别提醒】工业上高炉炼得的是生铁工业上高炉炼得的是生铁,主要成分是铁主要成分是铁,还含有还含有C C、P P、S S等杂质等杂质,与实验室生成的铁不同。与
9、实验室生成的铁不同。2.2.金属资源保护金属资源保护:(1)(1)金属的腐蚀和防护。金属的腐蚀和防护。铁制品锈蚀的条件铁制品锈蚀的条件:与空气中的与空气中的_、_接触。接触。防止锈蚀的方法防止锈蚀的方法:保持铁制品的洁净、干燥保持铁制品的洁净、干燥,常采用常采用_、_以及以及_等方法。等方法。氧气氧气水蒸气水蒸气覆盖保护膜覆盖保护膜制成合金制成合金改变金属内部结构改变金属内部结构(2)(2)金属资源的保护措施。金属资源的保护措施。防止金属的腐蚀。防止金属的腐蚀。金属的回收利用。金属的回收利用。有计划、合理地开采矿物质。有计划、合理地开采矿物质。寻找金属的代用品。寻找金属的代用品。考点一考点一:
10、理解金属的化学性质需注意的问题理解金属的化学性质需注意的问题1.1.金属与氧气的反应金属与氧气的反应:(1)(1)活动性强的钾、钙、钠、镁、铝等在常温下就能与氧气反应。活动性强的钾、钙、钠、镁、铝等在常温下就能与氧气反应。(2)(2)活动性较强的铁、铜在点燃或加热条件下能与氧气反应。活动性较强的铁、铜在点燃或加热条件下能与氧气反应。(3)(3)特别不活泼的金即使在高温下也不与氧气反应。特别不活泼的金即使在高温下也不与氧气反应。2.2.金属与酸的反应金属与酸的反应:(1)(1)金属与酸反应的难易和剧烈程度不同金属与酸反应的难易和剧烈程度不同,也是由于金属的活动性顺序也是由于金属的活动性顺序不同不
11、同,金属越活泼金属越活泼,与酸反应越剧烈。与酸反应越剧烈。(2)(2)并不是所有的金属都能与稀酸发生置换反应并不是所有的金属都能与稀酸发生置换反应,只有那些在金属活动只有那些在金属活动性顺序表中排在氢前面的金属才能与稀酸发生置换反应性顺序表中排在氢前面的金属才能与稀酸发生置换反应,产生氢气。产生氢气。(3)(3)这里所指的酸并不是所有的酸这里所指的酸并不是所有的酸,主要是指盐酸和稀硫酸主要是指盐酸和稀硫酸,而不包括而不包括浓硫酸和硝酸等氧化性强的酸浓硫酸和硝酸等氧化性强的酸,因为金属与硝酸、浓硫酸反应不能制因为金属与硝酸、浓硫酸反应不能制得氢气。得氢气。3.3.金属与盐溶液的反应金属与盐溶液的
12、反应:(1)(1)金属与盐发生的置换反应在溶液中进行金属与盐发生的置换反应在溶液中进行,不溶于水的盐一般不与金不溶于水的盐一般不与金属反应属反应,如如AgClAgCl不溶于水不溶于水,Mg,Mg与与AgClAgCl不反应。不反应。(2)(2)当两种或多种金属化合物在溶液中同时存在时当两种或多种金属化合物在溶液中同时存在时,最不活泼的金属先最不活泼的金属先从溶液中被置换出来。从溶液中被置换出来。(3)(3)当两种或多种金属与一种金属化合物溶液同时混合时当两种或多种金属与一种金属化合物溶液同时混合时,最活泼的金最活泼的金属先发生置换反应。属先发生置换反应。考向考向1 1金属与氧气的反应金属与氧气的
13、反应【典例【典例1 1】(2014(2014盐城中考盐城中考)将镁粉和铝粉的混合物将镁粉和铝粉的混合物7.2 g7.2 g与足量的氧与足量的氧气充分反应气充分反应,得到的氧化物质量可能为得到的氧化物质量可能为()A.10.6 gA.10.6 gB.12.0 gB.12.0 gC.13.0 gC.13.0 gD.13.6 gD.13.6 g【解析【解析】选选C C。假设。假设7.2 g7.2 g物质全是镁粉物质全是镁粉,根据根据2Mg+O2Mg+O2 2 2MgO,2MgO,可以计可以计算得到氧化镁算得到氧化镁12 g;12 g;假设假设7.2 g7.2 g物质全是铝粉物质全是铝粉,根据根据4A
14、l+3O4Al+3O2 2 2Al 2Al2 2O O3 3,可以计算得到氧化铝可以计算得到氧化铝13.6 g13.6 g。当两种金属混合后。当两种金属混合后,生成氧化物的质量生成氧化物的质量应当介于应当介于121213.6 g13.6 g之间。之间。【方法归纳【方法归纳】用极端假设法巧解化学题用极端假设法巧解化学题有关混合物的计算有关混合物的计算,用常规解法太繁琐或无法得到答案用常规解法太繁琐或无法得到答案,而用极端假设而用极端假设法就使题变得简单起来。极端假设法就是从某个极限状态去考虑问题法就使题变得简单起来。极端假设法就是从某个极限状态去考虑问题,并对其进行分析、判断、推理的一种方法。把
15、研究的对象、过程、数并对其进行分析、判断、推理的一种方法。把研究的对象、过程、数据变化经过假设据变化经过假设,推到理想的极限值推到理想的极限值,使问题简化使问题简化,从而顺利得出正确从而顺利得出正确结论结论,然后再回头来认识现实问题。然后再回头来认识现实问题。考向考向2 2金属与酸的反应金属与酸的反应【典例【典例2 2】(2015(2015广安中考广安中考)将相同状态的铁和镁分别与相同质量分将相同状态的铁和镁分别与相同质量分数、足量的稀盐酸反应数、足量的稀盐酸反应,产生氢气的质量与反应时间的关系如图所示产生氢气的质量与反应时间的关系如图所示,下列说法正确的是下列说法正确的是()A.A.铁和镁的
16、质量相同铁和镁的质量相同B.B.甲是铁甲是铁,乙是镁乙是镁C.C.铁和镁完全反应所消耗的稀盐酸质量相同铁和镁完全反应所消耗的稀盐酸质量相同D.D.反应后溶液的质量均减少反应后溶液的质量均减少【关键提示【关键提示】(1)(1)生成的氢气质量相等生成的氢气质量相等,消耗镁的质量少消耗镁的质量少,消耗铁的质消耗铁的质量多量多;(2)(2)生成的氢气质量相等生成的氢气质量相等,消耗的盐酸质量相等。消耗的盐酸质量相等。(3)(3)金属活动性越强金属活动性越强,产生氢气的速率越快。产生氢气的速率越快。【解析【解析】选选C C。结合函数图象可以判断。结合函数图象可以判断,两种金属完全反应生成氢气的两种金属完
17、全反应生成氢气的质量相等质量相等,根据金属与氢气的质量关系可知铁的质量应大于镁的质根据金属与氢气的质量关系可知铁的质量应大于镁的质量量,A,A说法不正确说法不正确;甲比乙的活动性强甲比乙的活动性强,所以甲是镁所以甲是镁,乙是铁乙是铁,B,B说法不正说法不正确确;由图可知产生氢气质量相同由图可知产生氢气质量相同,消耗稀盐酸质量相同消耗稀盐酸质量相同,C,C说法正确说法正确;参参加反应的金属的质量大于生成的氢气的质量加反应的金属的质量大于生成的氢气的质量,所以反应后溶液的质量所以反应后溶液的质量均增加均增加,D,D说法不正确。说法不正确。【方法归纳【方法归纳】金属与酸反应的图象分析金属与酸反应的图
18、象分析(1)(1)等质量金属与足量的酸反应。等质量金属与足量的酸反应。酸是足量的酸是足量的,说明金属完全反应说明金属完全反应,所以最终生成氢气的质量要依据金属所以最终生成氢气的质量要依据金属的质量来计算。可用如图表示。的质量来计算。可用如图表示。此图反映出此图反映出:金属越活泼金属越活泼,图示反应物的曲线越陡图示反应物的曲线越陡,如如MgMg线比线比ZnZn线陡线陡,Zn,Zn线比线比FeFe线线陡。陡。当金属在化合物中化合价相同时当金属在化合物中化合价相同时,金属的相对原子质量越小金属的相对原子质量越小,与酸反与酸反应产生的氢气越多应产生的氢气越多,曲线的拐点越高。可简单概括为曲线的拐点越高
19、。可简单概括为:越陡越活越陡越活,越高越高越小。越小。(2)(2)足量的金属与等量的酸反应。足量的金属与等量的酸反应。金属是足量的金属是足量的,说明酸完全反应说明酸完全反应,最终生成氢气的质量要依据酸的质量最终生成氢气的质量要依据酸的质量来计算来计算,所以最终生成氢气的质量相等。可用下图表示。所以最终生成氢气的质量相等。可用下图表示。【备选习题【备选习题】(2014(2014南宁中考南宁中考)将等质量的镁和铁分别放入等质量、将等质量的镁和铁分别放入等质量、相同质量分数的稀盐酸中相同质量分数的稀盐酸中,产生氢气的质量与反应时间的关系如图所产生氢气的质量与反应时间的关系如图所示示,下列说法错误的是
20、下列说法错误的是()A.A.反应结束后镁一定有剩余反应结束后镁一定有剩余B.B.反应消耗盐酸的总质量一定相等反应消耗盐酸的总质量一定相等C.OC.Ot t1 1时段时段,产生氢气的质量镁比铁大产生氢气的质量镁比铁大D.OD.Ot t2 2时段时段,参加反应的镁的质量与铁相等参加反应的镁的质量与铁相等【解析【解析】选选D D。如题图最终生成氢气的质量相等。如题图最终生成氢气的质量相等,则消耗盐酸的质量相则消耗盐酸的质量相等等,而反应中生成氢气的质量相等时而反应中生成氢气的质量相等时,需要需要MgMg的质量少、需要的质量少、需要FeFe的质量的质量多多,已知已知“等质量的镁和铁等质量的镁和铁”,因
21、此铁可能正好反应因此铁可能正好反应,而镁有剩余而镁有剩余,故故A A说法正确说法正确;由题图可知生成氢气的质量是相等的由题图可知生成氢气的质量是相等的,则参加反应的盐酸的则参加反应的盐酸的质量也是相等的质量也是相等的,故故B B说法正确说法正确;由题图可知由题图可知,O,Ot t1 1时段时段,产生氢气的质产生氢气的质量曲线镁在铁的上方量曲线镁在铁的上方,即镁的比铁的多即镁的比铁的多,故故C C说法正确说法正确;O;Ot t2 2时段产生时段产生氢气的质量相等氢气的质量相等,由反应中生成氢气质量相等时由反应中生成氢气质量相等时,需要需要MgMg的质量少、需的质量少、需要要FeFe的质量多可知的
22、质量多可知,D,D说法错误。说法错误。考向考向3 3金属与盐溶液的反应金属与盐溶液的反应【典例【典例3 3】(2014(2014永州中考永州中考)锌与金属锌与金属M M的硫酸盐溶液反应的化学方程的硫酸盐溶液反应的化学方程式为式为Zn+MSOZn+MSO4 4=ZnSO=ZnSO4 4+M,+M,下列说法正确的是下列说法正确的是()A.A.金属金属M M的活动性比的活动性比ZnZn强强B.B.金属金属M M一定是一定是CuCuC.C.该反应属于置换反应该反应属于置换反应D.D.反应后溶液的质量一定减少反应后溶液的质量一定减少【关键提示【关键提示】(1)(1)金属活动性顺序中前面金属置换后面金属金
23、属活动性顺序中前面金属置换后面金属;(2)(2)置换反应的反应物与生成物都是一种单质与一种化合物置换反应的反应物与生成物都是一种单质与一种化合物;(3)(3)比较参加反应的金属与置换出金属的质量关系可以确定溶液质量比较参加反应的金属与置换出金属的质量关系可以确定溶液质量的大小。的大小。【解析【解析】选选C C。从反应看出。从反应看出,锌能置换出锌能置换出M,M,所以活动性所以活动性ZnM,MZnM,M可能是铜可能是铜,也可能是锌后面的某种金属也可能是锌后面的某种金属;该反应是一种单质和一种化合物反应该反应是一种单质和一种化合物反应,生生成另一种单质和另一种化合物成另一种单质和另一种化合物,属于
24、置换反应属于置换反应;溶液质量的大小溶液质量的大小,取决取决于于M M和和ZnZn的相对原子质量的大小的相对原子质量的大小,由于由于M M的相对原子质量不确定的相对原子质量不确定,所以反所以反应后溶液质量的变化无法确定。应后溶液质量的变化无法确定。【方法归纳【方法归纳】金属与酸或盐溶液反应后溶液质量的变化金属与酸或盐溶液反应后溶液质量的变化(1)(1)金属与酸溶液反应金属与酸溶液反应:将溶液作为研究的对象将溶液作为研究的对象,随着反应进行随着反应进行,金属元金属元素不断进入溶液素不断进入溶液,使溶液质量变大使溶液质量变大;同时反应中产生氢气同时反应中产生氢气,使溶液质量使溶液质量减小减小;参加
25、反应的金属质量大于产生的氢气质量参加反应的金属质量大于产生的氢气质量,所以金属与酸溶液反所以金属与酸溶液反应后应后,溶液质量变大。溶液质量变大。(2)(2)金属与盐溶液反应金属与盐溶液反应:将溶液作为研究的对象将溶液作为研究的对象,参加反应的金属使溶参加反应的金属使溶液质量增加液质量增加,从溶液中置换出金属导致溶液质量变小从溶液中置换出金属导致溶液质量变小,对比这两种金属对比这两种金属质量就可以知道溶液质量的变化。如质量就可以知道溶液质量的变化。如 反应反应反应中相关的量反应中相关的量反应前后固反应前后固体质量对比体质量对比溶液质量溶液质量的变化的变化铁与硫酸铜铁与硫酸铜Fe+CuSOFe+C
26、uSO4 4=FeSO=FeSO4 4+Cu+Cu 56 56 64 64m m反应反应mm生成生成变小变小铜与硝酸银铜与硝酸银Cu+2AgNOCu+2AgNO3 3=Cu(NOCu(NO3 3)2 2+2Ag+2Ag6464 216216m m反应反应mm生成生成变小变小锌与硫酸铜锌与硫酸铜Zn+CuSOZn+CuSO4 4=ZnSOZnSO4 4+Cu+Cu 65 65 6464m m生成生成mYX A.ZYX B.YXZB.YXZC.XYZ C.XYZ D.XZYD.XZY【解析【解析】选选B B。根据金属。根据金属Y Y能置换出金属能置换出金属X,X,可知金属活动性可知金属活动性YX;
27、YX;根据根据X X能与稀硫酸反应能与稀硫酸反应,而而Z Z不能与稀硫酸反应不能与稀硫酸反应,可知金属活动性可知金属活动性XZ,XZ,所以三所以三种金属的活动性顺序为种金属的活动性顺序为YXZYXZ。考向考向2 2金属活动性顺序的探究金属活动性顺序的探究【典例【典例2 2】(2014(2014莱芜中考莱芜中考)某同学设计了以下三个实验某同学设计了以下三个实验,要证明要证明CuCu、ZnZn、AgAg的活动性顺序的活动性顺序,必须要做的实验是必须要做的实验是()A.A.B.B.C.C.D.D.【解析【解析】选选A A。可以确定铜的活泼性比银强可以确定铜的活泼性比银强;可以确定锌的活泼性可以确定锌
28、的活泼性比铜强比铜强;可以确定锌与酸能反应可以确定锌与酸能反应;综上必须做综上必须做两个实验才能验证两个实验才能验证三种金属的活动性顺序。三种金属的活动性顺序。【备选习题【备选习题】(2013(2013莆田中考莆田中考)我国第四套人民币硬币中使用到镍我国第四套人民币硬币中使用到镍(Ni)(Ni)、铜、铁等金属。某兴趣小组决定探究、铜、铁等金属。某兴趣小组决定探究NiNi、FeFe、CuCu的金属活动性的金属活动性顺序。顺序。(1)(1)【查阅资料【查阅资料】镍能与盐酸或稀硫酸反应镍能与盐酸或稀硫酸反应,生成可溶于水的正二价镍盐生成可溶于水的正二价镍盐,并放出氢气。并放出氢气。写出镍与盐酸反应的
29、写出镍与盐酸反应的化学方程式化学方程式 。结合所学知识结合所学知识,(填填“能能”或或“不能不能”)直接比较出直接比较出NiNi、FeFe的金属活动性强弱。的金属活动性强弱。(2)(2)【探究实验【探究实验】(所用金属片均已用砂纸打磨所用金属片均已用砂纸打磨)。实验步骤实验步骤实验现象实验现象实验结论实验结论铁片表面有固体析出铁片表面有固体析出,铜片表面铜片表面_三种金属活动性由强到三种金属活动性由强到弱的顺序为弱的顺序为_(3)(3)【迁移应用【迁移应用】用镍片、用镍片、硫酸亚铁溶液和硫酸亚铁溶液和溶液通过实验也能判断溶液通过实验也能判断FeFe、NiNi、CuCu的金属活动性顺序。的金属活
30、动性顺序。【解析【解析】本题属于以金属活动性顺序为内容的实验探究题本题属于以金属活动性顺序为内容的实验探究题,考查对金考查对金属活动性顺序的认识及实验探究能力。属活动性顺序的认识及实验探究能力。(1)(1)因镍的化合价为因镍的化合价为+2+2价价,故氯化镍的化学式为故氯化镍的化学式为NiClNiCl2 2,镍与盐酸反应的镍与盐酸反应的化学方程式为化学方程式为Ni+2HCl=NiClNi+2HCl=NiCl2 2+H+H2 2,由于铁和镍都能与酸溶液反应由于铁和镍都能与酸溶液反应,故不能据此判断铁和镍的金属活动性强弱。故不能据此判断铁和镍的金属活动性强弱。(2)(2)因镍与酸溶液能反应因镍与酸溶
31、液能反应,而铜与酸溶液不反应而铜与酸溶液不反应,所以镍的活动性比铜所以镍的活动性比铜强强,因而铜不能置换出硫酸镍中的镍因而铜不能置换出硫酸镍中的镍,即铜片表面无现象即铜片表面无现象,铁片表面有铁片表面有固体析出固体析出,铁的活动性大于镍铁的活动性大于镍,则可以确定三种金属的活动性顺序为则可以确定三种金属的活动性顺序为FeNiCuFeNiCu。(3)(3)可以利用镍与硫酸铜溶液反应而不与硫酸亚铁溶液反应来判断镍可以利用镍与硫酸铜溶液反应而不与硫酸亚铁溶液反应来判断镍与铜、铁的活动性顺序。与铜、铁的活动性顺序。答案答案:(1)(1)Ni+2HCl=NiClNi+2HCl=NiCl2 2+H+H2
32、2不能不能(2)(2)没有明显现象没有明显现象FeNiCuFeNiCu(3)(3)硫酸铜或硫酸铜或CuSOCuSO4 4(合理即可合理即可)考点三考点三:铁的锈蚀与保护铁的锈蚀与保护1.1.铁的锈蚀铁的锈蚀:(1)(1)实质实质:与氧气、水发生的缓慢氧化。与氧气、水发生的缓慢氧化。(2)(2)条件条件:氧气、水共同作用的结果氧气、水共同作用的结果,两者缺一不可。两者缺一不可。2.2.防止铁制品生锈防止铁制品生锈:(1)(1)原理原理:使铁制品隔绝空气或水。使铁制品隔绝空气或水。(2)(2)方法。方法。保持铁制品的清洁和干燥保持铁制品的清洁和干燥在铁制品表面涂一层保护膜在铁制品表面涂一层保护膜改
33、变铁制品的内部结构改变铁制品的内部结构3.3.影响钢铁生锈速度的因素影响钢铁生锈速度的因素:(1)(1)钢铁内部的结构影响生锈的速度钢铁内部的结构影响生锈的速度,如制成不锈钢。如制成不锈钢。(2)(2)生锈后的铁如果不及时除锈生锈后的铁如果不及时除锈,生锈的速度会加快生锈的速度会加快,因为铁锈疏松多因为铁锈疏松多孔孔,易吸收水。易吸收水。(3)(3)外界因素对钢铁生锈速度的影响。钢铁生锈的速度会随着环境温外界因素对钢铁生锈速度的影响。钢铁生锈的速度会随着环境温度升高、酸性的增强而加快。度升高、酸性的增强而加快。考向考向1 1金属的锈蚀与保护金属的锈蚀与保护【典例【典例1 1】(2015(201
34、5潍坊中考潍坊中考)金属腐蚀的快慢与外界条件密切相关。金属腐蚀的快慢与外界条件密切相关。下列条件下下列条件下,铁钉的腐蚀速度最快的是铁钉的腐蚀速度最快的是()【解析【解析】选选A A。铁的锈蚀是铁与氧气和水共同作用的结果。铁的锈蚀是铁与氧气和水共同作用的结果,海水中的盐海水中的盐能加速铁钉的锈蚀能加速铁钉的锈蚀,故选故选A A。考向考向2 2有关铁锈蚀的实验探究有关铁锈蚀的实验探究【典例【典例2 2】(2015(2015眉山中考眉山中考)某化学兴趣小组进行铁生锈的实验探究某化学兴趣小组进行铁生锈的实验探究活动。活动。【探究一【探究一】铁生锈的条件铁生锈的条件(1)(1)该兴趣小组将洁净无锈的铁
35、钉分别置于如图所示装置中该兴趣小组将洁净无锈的铁钉分别置于如图所示装置中,经过一段经过一段时间观察时间观察,(填装置序号填装置序号)装置中出现了明显的锈迹。装置中出现了明显的锈迹。他们的结论他们的结论:铁生锈是因为铁与空气中的铁生锈是因为铁与空气中的等发生了化学反应。等发生了化学反应。(2)(2)甲同学提出了疑问甲同学提出了疑问:空气中的氮气、二氧化碳没有参与铁的生锈过空气中的氮气、二氧化碳没有参与铁的生锈过程吗程吗?请设计实验为甲同学释疑。请设计实验为甲同学释疑。,观察并记录现象即可观察并记录现象即可证明。证明。【探究二【探究二】影响铁生锈速率快慢的因素影响铁生锈速率快慢的因素乙同学说乙同学
36、说:妈妈常说菜刀沾有盐水生锈更快。这种说法对吗妈妈常说菜刀沾有盐水生锈更快。这种说法对吗?同学广泛同学广泛查阅资料。查阅资料。资料一资料一:导电性强的溶液都可加速铁的生锈。导电性强的溶液都可加速铁的生锈。资料二资料二:海上航行的轮船在与海水接触的部分镶嵌一锌块海上航行的轮船在与海水接触的部分镶嵌一锌块,能有效降低能有效降低钢材被腐蚀的速率。钢材被腐蚀的速率。(3)(3)将上述将上述A A装置中的蒸馏水改为下列液体中的装置中的蒸馏水改为下列液体中的,可使铁生锈可使铁生锈的速率加快。的速率加快。a.a.硫酸钠溶液硫酸钠溶液 b.b.无水乙醇无水乙醇 c.c.蔗糖溶液蔗糖溶液(4)(4)一些铁制品表
37、面覆盖了某些涂层。不同的涂层被破坏后一些铁制品表面覆盖了某些涂层。不同的涂层被破坏后,铁生锈的铁生锈的速率不同。你认为下列速率不同。你认为下列涂层破坏后涂层破坏后,铁生锈的速率较快。铁生锈的速率较快。a.a.镀锌铁镀锌铁 b.b.镀锡铁镀锡铁 (5)(5)一些建筑的大门刷上了一层银白色的金属一些建筑的大门刷上了一层银白色的金属,你认为该金属可能是你认为该金属可能是。a.a.银粉银粉 b.b.铜粉铜粉 c.c.镁粉镁粉【交流与思考【交流与思考】(6)(6)写出一种防止铁生锈写出一种防止铁生锈的方法的方法 。【解析【解析】(1)(1)铁生锈的条件是铁与空气中的水和氧气共同作用的结铁生锈的条件是铁与
38、空气中的水和氧气共同作用的结果果,A,A中铁钉满足铁生锈的条件中铁钉满足铁生锈的条件,一段时间后会出现明显的锈迹。一段时间后会出现明显的锈迹。(2)(2)将将A A装置中的氧气换成氮气或二氧化碳就可验证空气中氮气或二氧装置中的氧气换成氮气或二氧化碳就可验证空气中氮气或二氧化碳有没有参加铁生锈的反应。化碳有没有参加铁生锈的反应。(3)(3)因为导电性强的溶液可加速铁的生锈因为导电性强的溶液可加速铁的生锈,硫酸钠溶液中含有钠离子和硫酸钠溶液中含有钠离子和硫酸根离子硫酸根离子,如果把蒸馏水换为硫酸钠溶液可使铁生锈速率加快。如果把蒸馏水换为硫酸钠溶液可使铁生锈速率加快。(4)(4)铁比锡活泼铁比锡活泼
39、,锡层破坏后锡层破坏后,铁锈蚀速率加快。铁锈蚀速率加快。(5)(5)大门上刷一层银白色金属大门上刷一层银白色金属,该金属可能是镁该金属可能是镁,因为镁在空气中能形因为镁在空气中能形成一层致密坚固的氧化镁薄膜成一层致密坚固的氧化镁薄膜,隔绝水和氧气隔绝水和氧气,起到防锈作用。起到防锈作用。(6)(6)铁制品防锈的方法有涂防锈油铁制品防锈的方法有涂防锈油,刷油漆等。刷油漆等。答案答案:(1)A(1)A氧气和水蒸气氧气和水蒸气(2)(2)将将A A装置中的氧气换作氮气或二氧化碳装置中的氧气换作氮气或二氧化碳(3)a(3)a(4)b(4)b(5)c(5)c(6)(6)刷油漆刷油漆(其他合理答案均可其他
40、合理答案均可)实验实验:一氧化碳还原氧化铁的实验探究一氧化碳还原氧化铁的实验探究1.1.必记基础知识必记基础知识:(1)(1)实验装置。实验装置。(2)(2)原理。原理。在高温条件下在高温条件下,用还原剂用还原剂COCO将铁从铁矿石中还原出来。发生反应的化将铁从铁矿石中还原出来。发生反应的化学方程式为学方程式为_。(3)(3)现象。现象。玻璃管中的红棕色固体变为玻璃管中的红棕色固体变为_;_;试管内澄清的石灰水试管内澄清的石灰水_;_;导导管口产生管口产生_。3CO+Fe3CO+Fe2 2O O3 3 2Fe+3CO 2Fe+3CO2 2黑色黑色变浑浊变浑浊蓝色火焰蓝色火焰高温高温=(4)(4
41、)步骤。步骤。实验开始先实验开始先_再再_;_;实验结束先实验结束先_继续继续_,_,至试管冷却。至试管冷却。通一氧化碳通一氧化碳加热加热停止加热停止加热通入一氧化碳通入一氧化碳2.2.问题探究问题探究:(1)(1)装置末端酒精灯的作用是什么装置末端酒精灯的作用是什么?能否用其他的实验用品代替酒精灯能否用其他的实验用品代替酒精灯?提示提示:酒精灯的作用是将尾气中的一氧化碳燃烧掉酒精灯的作用是将尾气中的一氧化碳燃烧掉,防止直接排入空气防止直接排入空气造成空气污染。可以在导管口处加一个气球造成空气污染。可以在导管口处加一个气球,将尾气收集后集中处理。将尾气收集后集中处理。(2)(2)实验开始时实验
42、开始时,为什么通入为什么通入COCO前先点燃装置右侧的酒精灯前先点燃装置右侧的酒精灯,通入通入COCO后后再用酒精喷灯加热装有氧化铁的玻璃管再用酒精喷灯加热装有氧化铁的玻璃管?提示提示:在通入在通入COCO前先点燃右侧的酒精灯前先点燃右侧的酒精灯,是为了防止是为了防止COCO污染空气污染空气;在点在点燃酒精喷灯前先通入燃酒精喷灯前先通入COCO排尽装置内的空气排尽装置内的空气,目的是防止玻璃管加热时目的是防止玻璃管加热时发生爆炸。发生爆炸。(3)(3)实验完成后实验完成后,为什么先停止加热为什么先停止加热,然后停止通入然后停止通入COCO气体气体,最后再熄灭最后再熄灭右侧酒精灯右侧酒精灯?提示
43、提示:防止因玻璃管冷却造成内部气压变小防止因玻璃管冷却造成内部气压变小,试管内的液体倒流将玻试管内的液体倒流将玻璃管炸裂璃管炸裂;防止生成的铁被空气中的氧气氧化防止生成的铁被空气中的氧气氧化;防止防止COCO污染空气。污染空气。【典例【典例】(2015(2015衡阳中考衡阳中考)实验室模拟炼铁的实验装置如图所示。实验室模拟炼铁的实验装置如图所示。试回答下列问题试回答下列问题:(1)(1)写出有标号仪器的名称写出有标号仪器的名称:a.:a.,b.,b.。(2)(2)实验中看到的实验现象为玻璃管中的粉末实验中看到的实验现象为玻璃管中的粉末;试管里的澄清试管里的澄清石灰水石灰水。(3)(3)玻璃管中
44、反应的化学方程式为玻璃管中反应的化学方程式为 。(4)(4)加热氧化铁之前加热氧化铁之前,先通一会儿一氧化碳的作用是先通一会儿一氧化碳的作用是 。(5)(5)该实验设计装置该实验设计装置C C的目的是的目的是 。【解析【解析】(1)a(1)a为铁架台为铁架台,b,b为导管。为导管。(2)(2)玻璃管中的粉末由红棕色逐渐玻璃管中的粉末由红棕色逐渐变为黑色变为黑色;试管里的澄清石灰水变浑浊。试管里的澄清石灰水变浑浊。(3)(3)玻璃管中反应的化学方程玻璃管中反应的化学方程式为式为3CO+Fe3CO+Fe2 2O O3 3 2Fe+3CO 2Fe+3CO2 2。(4)(4)先通一会儿一氧化碳是为了把
45、装置先通一会儿一氧化碳是为了把装置中的空气赶净。中的空气赶净。(5)(5)设计设计C C装置的作用是处理一氧化碳。装置的作用是处理一氧化碳。答案答案:(1)(1)铁架台导管铁架台导管(2)(2)由红棕色逐渐变为黑色变浑浊由红棕色逐渐变为黑色变浑浊(3)3CO+Fe(3)3CO+Fe2 2O O3 3 2Fe+3CO 2Fe+3CO2 2(4)(4)把装置中的空气赶净把装置中的空气赶净(5)(5)处理一氧化碳处理一氧化碳【知识归纳【知识归纳】一氧化碳还原氧化铁的实验需注意一氧化碳还原氧化铁的实验需注意“一通、二点、三灭、一通、二点、三灭、四停、五处理四停、五处理”:“:“一通一通”先通一氧化碳先
46、通一氧化碳,“,“二点二点”后点燃酒精喷灯加后点燃酒精喷灯加热热;“;“三灭三灭”实验完毕后实验完毕后,先熄灭酒精喷灯先熄灭酒精喷灯,“,“四停四停”等到玻璃管冷却等到玻璃管冷却至室温时再停止通一氧化碳至室温时再停止通一氧化碳;“;“五处理五处理”处理尾气处理尾气,防止防止COCO污染环境。污染环境。【拓展归纳【拓展归纳】工业炼铁与实验室工业炼铁与实验室“炼铁炼铁”的比较的比较(1)(1)还原剂不同。工业炼铁的原料有铁矿石、焦炭、石灰石和空气还原剂不同。工业炼铁的原料有铁矿石、焦炭、石灰石和空气,焦焦炭和空气发生一系列化学反应炭和空气发生一系列化学反应,得到一氧化碳得到一氧化碳,同时放出大量的热同时放出大量的热,为为反应提供高温条件反应提供高温条件,而实验室而实验室“炼铁炼铁”采用直接通入还原剂一氧化碳采用直接通入还原剂一氧化碳气体的方法。气体的方法。(2)(2)设备不同。工业炼铁使用高炉设备不同。工业炼铁使用高炉,可实现连续投料、连续生产可实现连续投料、连续生产,而实而实验室验室“炼铁炼铁”使用硬质玻璃管使用硬质玻璃管,用酒精喷灯来实现用酒精喷灯来实现“高温高温”条件。条件。(3)(3)产物不同。工业炼铁的产物是含碳量较高的生铁产物不同。工业炼铁的产物是含碳量较高的生铁,实验室实验室“炼铁炼铁”能得到较纯净的铁。能得到较纯净的铁。
