1、 第五讲金属及其性质【知无巨细】知识点一: 常见的金属1、金属材料 纯金属（90多种）合金 （几千种）2、金属的物理性质： （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）有良好的导热性、导电性、延展性，密度较大，熔点较高二、金属之最（1）铝：地壳中含量最多的金属元素（2）钙：人体中含量最多的金属元素（3）铁：目前世界年产量最多的金属（铁铝铜）（4）银：导电、导热性最好的金属（银铜金铝）（5）铬：硬度最高的金属（6）钨：熔点最高的金属（7）汞：熔点最低的金属（8）锇：密度最大的金属（9）锂 ：密度最小的金属现在世界上产量最大的金属依次为铁、铝和
2、铜三、金属分类： 黑色金属：通常指铁、锰、铬及它们的合金。 重金属：如铜、锌、铅等 有色金属 轻金属：如钠、镁、铝等；有色金属：通常是指除黑色金属以外的其他金属。四、合金1、定义：一种或几种金属（或金属与非金属）一起熔合而成的具有金属特性的物质。 ：一般说来，合金的熔点比各成分低，硬度比各成分大，抗腐蚀性能更好合金铁的合金铜合金焊锡钛和钛合金形状记忆金属生铁钢黄铜青铜: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注：钛和钛合金：被认为是21世纪的重要金属材料，钛合金与人体有很好的“相容性”，因此可用来制造人造骨
3、等。（1）熔点高、密度小 优点 （2）可塑性好、易于加工、机械性能好 （3）抗腐蚀性能好拓展：常见的合金(1)钢铁钢铁是铁与C、Si、Mn、P、S以及少量的其他元素所组成的合金。其中除Fe外，C的含量对钢铁的机械性能起着主要作用，故统称为铁碳合金。它是工程技术中最重要、用量最大的金属材料。(2)铝合金铝是分布较广的元素，在地壳中含量仅次于氧和硅，是金属中含量最高的。纯铝密度较低，为2.7 g/cm3，有良好的导热、导电性(仅次于Au、Ag、Cu)，延展性好、塑性高，可进行各种机械加工。铝的化学性质活泼，在空气中迅速氧化形成一层致密、牢固的氧化膜，因而具有良好的耐蚀性。但纯铝的强度低，只有通过合
4、金化才能得到可作结构材料使用的各种铝合金。例1： 铝、铜、铁、金四种金属都具有的相似性质是（）A都是银白色的固体 B都有导电性C都能和稀硫酸反应 D通常状况下都能与氧气反应解析：A、铜、铁、金等物质不是银白色物质故选项错误；B、铝、铜、铁、金四种金属都能导电故选项正确；C、铜、金不能和稀硫酸反应故选项错误；D、通常情况下铜、金的化学性质不活泼，不能和氧气反应故选项错误故选B例2：铁及其合金在生产、生活中应用广泛。下列关于铁及其合金的说法中正确的是()A.铁是地壳中含量最丰富的金属元素B.铁的抗腐蚀性好,可用于制造医疗器械C.铁丝能在氧气中剧烈燃烧、火星四射,生成氧化铁D.铁生锈是铁与空气中的氧
5、气、二氧化碳、水发生缓慢氧化的过程解析：A、地壳中含量最丰富的金属元素是铝，铁排第二位，故A错；B、铁比较容易氧化，医疗器材课用不锈钢来制造，故B错；C、铁丝在氧气中能燃烧，产物是黑色四氧化三铁，不是氧化铁，故C错；D、铁生锈是铁与水、氧气在空气中缓慢氧化的结果，故D正确故选D1. 2010年上海世博会中国馆“东方之冠”给人强烈的视觉冲击，它的主体结构为四根巨型钢筋混凝上制成的陔心筒。其中钢属于（ ） A金属材料 B合成材料 C天然材料 D复合材料2. 据都市晨报报道，2009年3月11日，沪宁铁路丹阳段施工工地由于残留的铝粉爆炸造成严重伤亡事故。下列关于铝粉的说法错误的是（ ）A铝粉和铝块的
6、组成元素和化学性质都不同B上述资料说明铝粉是一种具有可燃性的物质C铝粉在空气中爆炸的产物是氧化铝D生活中，常用铝粉漆对铁制品进行防护3.金属具有很多的共同的_。例如，常温下它们都是_(汞除外)，有金属光泽，大多数为电和热的_，有延展性，密度_，熔点_。4. 在实验室用一氧化碳还原2.0 g赤铁矿样品，反应后生成的二氧化碳跟足量的澄清石灰水反应，生成了3.0 g白色沉淀。求赤铁矿样品中Fe2O3的质量分数。知识点二: 常见金属活动性顺序常见金属活动性顺序：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb （H） Cu Hg Ag Pt Au金属活动性由强逐渐减弱在金属活动性顺序里：（）金属的位
7、置越靠前，它的活动性就越强（）位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢（不可用浓硫酸、硝酸）（）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。（除K、Ca、Na、Ba）例1：有X、Y、Z三种金属，只有Z在自然界主要以单质形式存在；如果把X、Y分别加入到稀盐酸中，Y表面产生气泡而X没有。则这三种金属的活动性顺序由强到弱的顺序为（ ）AXYZ BYXZ CZXY DZYX解析：本题考查学生对金属活泼性的认识，属于简单题。只有Z在自然界以单质形式存在，说明Z的活动性是最弱的；X、Y同时和稀盐酸反应，Y表面产生气泡而X没有，说明Y的活动性比X强。答案选B。例2：锌与金属M的硫酸盐溶液发生
8、反应的化学方程式为Zn+MS04=ZnSO4+M，下列说法正确的是（ ）A.金属M的活动性比Zn强 B.金属M一定是CuC.该反应属于置换反应 D.反应后溶液的质量一定减少解析：此题考查学生对置换反应的定义与金属的活泼性比较。由于锌与金属M的硫酸盐溶液发生反应，所以活动性ZnM，A故错误；由于锌与金属M的硫酸盐溶液发生反应，所以活动性ZnM，M可能是Cu、Fe等，故B错误；该反应为金属单质与盐发生的置换反应，C正确；反应后溶液中增加的是锌元素的质量，减少的是M元素的质量，要看反应后溶液的质量变化，要比较Zn与M的相对原子质量，D错误。例3：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
9、应不能发生的是（ ）AMn+H2S04=MnSO4+H2 BMg+MnCl2=MgCl2+MnCFe+MnCl2=MgCl2+Mn DMn+CuCl2=MnCl2+Cu解析：此题考查金属活动性顺序的应用。锰在金属活动性顺序中位于铝和锌之间，故相关金属的活动性为MgAl MnZnFeHCu。锰在氢前，故A能发生；MgMn，故B能发生；MnFe，故C不能发生；MnCu，故D能发生。1.属放入稀硫酸中，不产生气泡，该金属可能是（ ）A.Mg B.Al C.ZnD.Ag2.有X、Y、Z三种金属，将X、Y、Z分别浸入稀硫酸中，Z溶解，X和Y不溶解；将X浸入Y的硫酸盐溶液中，在X的表面有Y析出。则X、Y、
10、Z的金属活动性有强到弱的顺序为（ ）A. Z、Y、X B. Y、Z、X C. Z、X、Y D. Y、X、Z3.用置换反应验证铁的金属活动性比铜强，下列各组药品能达到目的的是（ ）AAg、FeSO4、CuSO4BFe、Cu、H2SO4CFe、Cu、ZnSO4DFe、Cu、KOH4. 下列化学方程式，正确的是（ ）A2Fe+6HCl=2FeCl3+3H2 BFe+H2SO4(稀)=FeSO4+H2 C2Fe+O22FeO D2Fe+3CuSO4=3Cu+Fe2(SO4)3 5.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，产生氢气的质量与反应时间的关系如图所示，下列说法错误的是（ ）A.
11、反应结束后镁一定有剩余B.反应消耗盐酸的总质量一定相等C.0t1时段，产生氢气的质量镁比铁大D.0t2时段，参加反应的镁的质量与铁相等知识点二: 金属的化学性质及反应类型金属的化学性质1、大多数金属可与氧气的反应3Fe + 2O2 =Fe3O42、金属 + 酸 盐 + H2Fe + 2HCl = FeCl2 + H23、金属 + 盐 另一金属 + 另一盐（条件：“前换后，盐可溶”） Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4 (“湿法冶金”原理)4、置换反应定义：由一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质与另一种化合物的反应叫做置换反应。表达式：置换反应 A +BC =B +AC反应类型的
12、比较化合反应 A+B+ = AB分解反应 AB = A+B+置换反应 A+BC = AC+B金属的冶炼：定义：金属从化合态转变成游离态的过程。 2）还原反应：氧化物里的氧被夺去的反应 3）常见的还原剂：H2，CO，C 4）金属冶炼实验 如图：铁的冶炼高温3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2例1以下化学反应都是高中将要学习的内容，其中属于置换反应的是（） AFe+S=FeS B2Na+2H202NaOH+H2 CCl2+H20HCl+HCl0 D3N02+H202HN03+NO解析：A、反应物是两种单质，生成物是一种，不属于置换反应，错误；B、反应物和生成物都是一种单质和一种化合物，属于置换反应
13、，正确；C、反应物是一种单质和一种化合物，生成物是两种化合物，不属于置换反应，错误；D、反应物和生成物都是两种化合物，不属于置换反应，错误；故选：B例2. 为检验二氧化碳气体中是否混有一氧化碳，某课外兴趣小组的同学设计了如下图所示的实验装置：根据下图装置回答问题：（1）实验时，在点燃C处时，酒精灯前必须先通一会儿气体，其目的是_。（2）A装置的作用是_，以排除对下面实验的干扰。（3）若实验时，需要对尾气进行处理，则处理的方法是_。（4）若实验时观察到_现象，则证明原气体中一定含有一氧化碳。解析：此题考查金属冶炼的原理、实验注意事项及其反应现象，并将实验用于物质的检验。先通气体是为了防止空气中的
14、气体对实验产生的干扰；原气体中存在二氧化碳，所以必须用氢氧化钠将其除去；装置B是用来检验原有二氧化碳是否已经吸收干净；处理一氧化碳尾气可以用酒精灯在装置末进行点燃，生成二氧化碳排放；如果原气体中存在一氧化碳那么气体在C装置中将氧化铜还原，并且产生二氧化碳，所以现象有C装置中黑色固体变红，D装置中澄清石灰水变浑浊。例3：已知镉(Cd)的金属活动性与铁、锌相近，镉元素在化合物中常显+2价。（1）细铁丝在氧气中点燃发生剧烈燃烧，化学方程式是 （2）将镉丝插入下列溶液有明显现象的是_(填序号)。 NaCl溶液 HCl溶液 AgNO3溶液 NaOH溶液（3）镍镉电池应用广泛，为了防止污染环境，将废旧镍镉
15、电池中回收镉的一种方法如下： 步骤1：将废旧电池破碎成细颗粒后培烧，将镉转化为氧化镉（CdO）; 步骤2：将含氧化镉的细颗粒和炭粉混合后，隔绝空气加热至1200，可得镉蒸气和一氧化碳。 步骤2中氧化镉变成镉的化学方程式 解析： （1）细铁丝在氧气中点燃发生剧烈燃烧生成四氧化三铁，故化学方程式为3Fe+2O2点燃Fe3O4；（2）因为“镉(Cd)的金属活动性与铁、锌相近”，故在金属活动性顺序表中镉在氢元素的前面，能与酸和硝酸银反应，产生明显现象，故选；（3）炭粉的主要成分是碳，具有还原性，能使金属氧化物还原得到金属蒸气，化学方程式为CdO+C =Cd+CO1.由金属与酸发生置换反应，下列物质不能
16、得到的是（ ） AZnSO4 BMgCl2 CFe2(SO4)3 DCuCl2 2.将N2、CO和CO2混合气体先通过足量石灰水，接着再通过炽热的氧化铜充分反应后，剩余气体是（ ）A.CO2 B.CO和N2 C.N2 D.CO2和N23.我国古代湿法冶铜的化学反应方程式是：Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu ，该反应属于（ ） A分解反应 B置换反应C化合反应D复分解反应4.某化学兴趣小组同学要探究镁、铁、铜三种金属的活动性顺序，设计了如图所示的实验方案（1）试管乙中观察到的现象是 ，反应的化学方程式为 （2）同学们经讨论后认为该方案可以优化， 试管的实验是多余的。同学经讨论得出三种金
17、属的活动性由强到弱的顺序为 （3）去掉多余的实验，同学们将另两只试管中反应后的物质倒入同一大烧杯中，一段时间后过滤，得到不溶物和滤液，并对不溶物的成分进行如下探究：【提出问题】烧杯中不溶物的成分是什么？【实验探究】向过滤得到的不溶物中加稀硫酸 若无气泡产生，则不溶物的成分是 若有气泡产生，则不溶物中一定含有 ，可能含有 5. 欲测定Cu-Zn合金及Cu-Ag合金中铜的质量分数，实验室只提供一瓶未标明质量分数的稀硫酸和必要的仪器。（1）你认为能测出铜的质量分数的是 合金。（2）取该合金的粉末26g加入该硫酸充分反应，所加稀硫酸与生成的质量关系如图所示。 生成气体的质量为 g。 请计算该合金中铜的
18、质量分数。6. 金属在生产、生活中有着广泛的用途。请回答下列有关问题：（1）黄铜是铜锌合金，其硬度比纯铜_ (填“大”、“小”或“相同”)。（2）长期露置于空气中的金属M表面会被锈蚀。经检测锈蚀物中除含有M外，还含有C、H、O三种元素。根据质量守恒定律，推测与金属M发生反应生成锈蚀物的物质。推测：锈蚀物中的H来自空气中的_(填化学式，下同)，C来自空气中的_，因此这两种物质肯定参加了反应。推测：锈蚀物中的O有多种来源，因此不能确定空气中的O2是否参加了反应。（3）某同学为了验证空气中的O2是否参加了反应，设计了如下系列实验，你认为其中必须要做的实验是_ (填实验编号)。课后练习1. 金属材料在
19、人类活动中已得到越来越广泛的应用。下列性质属于金属共性的是（ ）A.硬度很大、熔点很高 B.有良好的导电性、传热性C.是银白色的固体 D.易与酸反应产生氢气2. 人类的生活和生产都离不开金属。下面对金属的利用不是由金属活动性决定的是（ ）A.用铁回收含银废液中的银 B用锌与稀硫酸反应制取氢气C.古代金银制品能保存至今 D用铝合金制作门窗框架3. 若金属锰（Mn）在金属活动性顺序中位于铝和锌之间，则下列反应不正确的是（ ）AMn + H2SO4 = MnSO4 + H2 BMg + MnSO4 = MgSO4 + MnCFe + MnSO4 = FeSO4 + Mn DMn + CuSO4 =
20、MnSO4 + Cu4. 把A、B两块质量相等的铁片分别放进盛有等质量，等质量分数的盐酸和硫酸的两个烧杯中，两烧杯分别放在一天平的左右两个托盘上。充分反应后铁片都有剩余，则天平指针（ ）A.偏向盐酸一边B.偏向硫酸一边C.无法判断D.天平平衡5. X、Y、Z三种金属及其化合物间可发生如下化学反应：Y+ZCl2=Z+YCl2 X+ZCl2=Z+XCl2 Y+2HCl=YCl2+H2 X+HCl 不反应则X、Y、Z三种金属的活动性由强到弱的顺序是（ ）A.ZYXB.XYZ C.YXZD.YZX6.仅用下列各组试剂无法完成验证Zn、Cu、Ag三种金属活动性顺序的是 （ ）A.Zn、Ag、CuSO4溶
21、液 B.Cu、ZnSO4溶液、AgNO3溶液C.Zn、Ag、稀硫酸、ZnSO4溶液 D.Zn、Cu、稀硫酸、AgNO3溶液7. 钢铁是重要的金属材料。请回答下列有关问题：（1）下列铁制品的用途中，利用金属导热性的是 （填字母，下同）。A.铁锤 B.铁锅 C.铜丝 D.水龙头（2）下列有关铁的叙述不正确的是 。A.纯铁有银白色光泽，质地较软 B.生产和生活中的“钢铁”多为铁合金C.铁在氧气中燃烧生成黑色的氧化铁 D.地壳中的铁均以化合物形式存在（3）金属材料容易锈蚀。现在世界上每年因锈蚀而报废的金属材料，相当于年产量的20%到40%。为防止钢铁制品的锈蚀，常用方法有 。高温点燃高温（4）人类每年
22、从自然界中提取量最大的金属是铁。炼铁高炉中发生的反应有：高温高温 Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 ； C+ O2 CO2 ； CO2 +C 2CO； CaCO3 CaO + CO2； CaO + SiO2 CaSiO3 。根据以上反应推断：炼铁的原料主要有 。还原铁矿石的反应是 ；造渣的反应是 ；热量来源的反应是 。（填序号）8. 金属在生产、生活中有着广泛的用途。请回答下列有关问题：（1）黄铜是铜锌合金，其硬度比纯铜_ (填“大”、“小”或“相同”)。（2）长期露置于空气中的金属M表面会被锈蚀。经检测锈蚀物中除含有M外，还含有C、H、O三种元素。根据质量守恒定律，推测与金属M发
23、生反应生成锈蚀物的物质。推测：锈蚀物中的H来自空气中的_(填化学式，下同)，C来自空气中的_，因此这两种物质肯定参加了反应。推测：锈蚀物中的O有多种来源，因此不能确定空气中的O2是否参加了反应。（3）某同学为了验证空气中的O2是否参加了反应，设计了如下系列实验，你认为其中必须要做的实验是_ (填实验编号)。说明：所用蒸馏水都是经煮沸迅速冷却的；干燥剂N只吸收水分，不吸收CO2和O2。蒸馏水金属MCO2蒸馏水金属MO2固体干燥剂N金属MCO2固体干燥剂N金属MO2金属M蒸馏水蒸馏水金属MO2和CO2A B C D E F（4）假如要进行实验D，检验CO2是否充满的操作方法是 。第12页（共12页）
