1、第5讲 金属和金属材料,陕西专用,2金属的物理性质 (1)大多数金属都具有_光泽。铁、铝等多数金属都是_色， 但铜却呈_色，金呈黄色。 (2)在常温下，铁、铝、铜等大多数金属都是_，但体温计中的_是液体。(3)金属具有良好的_性和_性。金属的密度、熔点、硬度等物理性质差别较大。,金属,银白,紫红,固体,汞,导电,导热,3合金 (1)概念：合金是指在金属中加热熔合某些_或 而制得的 具有 的物质。(2)性质特征：合金与组成它们的金属有很大的性质差异，如合金的硬度一般_组成它们的金属；合金的熔点一般_组成它们的金属；合金的抗腐蚀性一般高于组成它们的金属，具有更优良的机械性能；有的合金还有 、高热阻
2、和可塑性等特性。,金属,非金属,金属特征,大于,低于,高电阻,2与盐酸、稀硫酸反应(以镁、铝、锌、铁为例) 条件：金属(H之前)、酸(盐酸、稀硫酸等) 盐酸与镁反应： ； 现象：镁带表面有大量气泡产生，反应速率快。 盐酸与锌反应： ； 现象：锌片表面有大量气泡产生，反应速率较快。 盐酸与铁反应： ； 现象：溶液变成浅绿色，铁钉表面有气泡产生，反应速率慢。 硫酸与镁反应： ； 硫酸与锌反应： ； 硫酸与铁反应： ； 硫酸与铝反应： 。,Mg2HCl=MgCl2H2,Zn2HCl=ZnCl2H2,Fe2HCl=FeCl2H2,MgH2SO4=MgSO4H2,ZnH2SO4=ZnSO4H2,FeH2
3、SO4=FeSO4H2,2Al3H2SO4=Al2(SO4)33H2,红,黑,黑,红,(3)与酸反应 Fe2O3：与盐酸反应 ； 与硫酸反应 ； 现象：红色粉末逐渐消失，溶液变_色。 CuO：与盐酸反应 ； 与硫酸反应 。 现象：黑色粉末逐渐消失，溶液变_色。,Fe2O36HCl=2FeCl33H2O,Fe2O33H2SO4=Fe2(SO4)33H2O,黄,CuO2HCl=CuCl2H2O,CuOH2SO4=CuSO4H2O,蓝,2重要应用(高频考点) (1)判断金属的活动性强弱：金属的位置越靠前，它的活动性越_。 (2)判断金属与盐酸、稀硫酸是否发生反应：位于 能置换出盐酸、稀硫酸里的氢(K
4、、Ca、Na除外)。 (3)判断金属与盐溶液是否发生反应：位于_的金属能把位于_的金属，从它们 里置换出来。,强,氢前面的金属,前面,后面,化合物的溶液,3金属与盐溶液反应 (1)铁与硫酸铜溶液 FeCuSO4=FeSO4Cu 现象：铁丝表面有 析出，溶液由蓝色变成_色。 (2)铜与硝酸银溶液 Cu2AgNO3=Cu(NO3)22Ag 现象：铜丝表面有 析出，溶液由无色变成_。 (3)铝与硫酸铜溶液 2Al3CuSO4=Al2(SO4)33Cu 现象：铝丝表面有 析出，溶液由_变成无色。,红色固体,浅绿,银白色固体,蓝色,红色固体,蓝色,4置换反应： 由 反应生成 。 【温馨提示】金属与盐溶液
5、反应时，溶液中有几种金属盐，按照金属活动性顺序，距离越远，越先反应，如铁与溶有硫酸铜和硝酸银的溶液反应时，先与硝酸银反应，后与硫酸铜反应。,一种单质和一种化合物,另一种单质和另一种化合物,1地球上金属资源广泛地存在于地壳和海洋中，除少数很不活泼的金属如_、_等以_形式存在外，其余都以 的形式存在。,金,银,单质,化合物,2一氧化碳还原氧化铁，如下图所示：(1)现象：玻璃管内 ，试管内 。 (2)操作顺序：先通CO再加热，为了 ；实验完毕后，停止加热继续通CO至试管冷却， 防止 。 (3)尾气处理：因CO有毒，会污染空气， 所以必须对尾气进行_或 处理。,红色粉末逐渐变黑,澄清的石灰水变浑浊,排
6、尽管内空气，防止加热时发生爆炸,还原出来的铁粉再被氧化且防止石灰水倒流,点燃,用气球收集,1铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与空气中的_、 等发生化学反应的过程。 2防锈措施： (1)保持金属表面的 。如：菜刀用完后擦干挂起来。 (2)金属表面 。如：_、_、电镀等。 (3)改变铁的单一结构，制成_。如：不锈钢。,氧气,水蒸气,洁净干燥,涂上一层防护膜,刷漆,涂油,合金,3金属资源的保护： (1)防止 。 (2)金属的 。 (3)应 ，严禁不顾国家利益地乱采矿。 (4) 。,金属的腐蚀,回收利用,有计划、合理地开采矿物,寻找金属的代用品,1常见的探究方法,(1)比较两种金属活动性的实验设计 直接比
7、较法：将一种金属R插入另一种金属M的盐溶液中，如果无明显现象，则两种金属活动性由强到弱的顺序为_；如果R上有M附着，则两种金属活动性由强到弱的顺序为 。 间接比较法：如果在金属活动性顺序表中，一种金属排在氢前，另一种金属排在氢后，也可用稀盐酸(或稀硫酸)判断：将两种金属分别插入等体积、等浓度的稀盐酸(或稀硫酸)中，如果R上有气泡产生，M上无明显现象，则两种金属活动性由强到弱的顺序为_。 (2)比较三种金属活动性的实验设计 方法：“中部崛起法”。即选用两种金属的单质与活动性介于中间的金属的盐溶液或两种金属的盐溶液与活动性介于中间的金属单质作试剂，根据单质与盐溶液反应的情况进行判断。,MR,RM,
8、RM,3注意事项 (1)实验前金属必须 。 (2)做金属与酸的反应时一般用稀盐酸或稀硫酸，不用硝酸或浓硫酸。 (3)并不是所有排在前面的金属都能把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来，如 。,打磨除去氧化膜或污物,钾、钠、钙,请回答下列问题： (1)金属活动性顺序表中的X是_元素。 (2)把一根用砂纸打磨过的铝丝浸入硫酸铜溶液中，过了一会儿， 观察到的现象有 ， 该反应的化学方程式为 。,Hg,铝丝上附着红色固体，溶液蓝色变浅,2Al3CuSO4=3CuAl2(SO4)3,(3)向一定质量AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入过量的Zn粉，溶液质量随反应时间的变化情况如图所示， 图中B点溶
9、液中含有的溶质有 。,Cu(NO3)2、Zn(NO3)2,【解答】(1)根据金属的活动性顺序，金属活动性顺序表中的X是Hg元素。(2)在金属活动性顺序中，铝在铜的前面，能与硫酸铜反应生成铜，化学方程式为：2Al3CuSO4=3CuAl2(SO4)3；(3)在金属活动性顺序中，ZnCuAg，向一定质量AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入Zn，与两种溶质依次发生反应： Zn2AgNO3=Zn(NO3)22Ag 65 216 所以析出银的过程是溶液质量减少的过程； ZnCu(NO3)2=Zn(NO3)2Cu 65 64 所以析出铜的过程是溶液质量增加的过程。 B点时锌与AgNO3恰好完全反应
10、，没有与Cu(NO3)2反应，此时溶液中含有Cu(NO3)2、Zn(NO3)2,【例1】(2016，邵阳)下列物质不属于合金的是( ) A生铁 B钢 C青铜 DC60 【方法指导】合金是指在一种金属中加热熔合其他金属或非金属而形成的具有金属特性的物质。合金概念有三个特点：一定是混合物；合金中各成分都是以单质形式存在的；合金中至少有一种金属。 【解答】A.生铁是铁碳合金；B.钢是含碳的铁合金；C.青铜是铜锡合金；D.C60是碳的单质，不属于合金。,D,【例2】(2016，大连)为了验证锌、铁、铜、银的金属活动性顺序，某同学进行如图所示的实验。(1)该同学能否达到实验目的？说明理由： 不能；实验中
11、AB不能形成对照，只能得到铜的活动性大于银；,(2)自选另外两种试剂，设计实验方案，证明以上四种金属的活动性顺序，写出实验操作、现象和结论。,【方法指导】本题考查金属的活动性顺序，要证明一种金属比另一种金属活泼，只要把一种金属放入另一种金属的盐溶液中，观察现象即可。 【解答】(1)试管A中为锌片，试管B中为铁丝，二者的状态不同，没法形成对比；试管C仅能比较得到铜的活动性大于银；(2)金属的活动性顺序中，锌和铁排在氢的前面，铜和银排在氢的后面，可将相同粗细的锌丝、铁丝和铜丝分别加入相同体积相同浓度的稀盐酸中，锌丝、铁丝表面都有气泡冒出，但是有锌丝的试管中气泡产生的快，因此锌比铁活泼，铜丝表面没有
12、气泡冒出，说明三种金属的活动性为锌铁铜；再将铜丝插入硝酸银溶液中，铜片表面有银白色固体附着(或灰色固体附着)，因此铜的活动性比银强。,【例3】(2016，黑龙江)将一定质量的铝和铁的粉末放入硝酸镁和硝酸银的混合溶液中，充分反应后过滤，所得溶液质量与反应前溶液质量相比_(填“变大”“变小”或“不变”)，滤液中一定含有的阳离子 (写离子符号)；向滤渣中加入稀盐酸，如果有气泡产生，滤渣中一定有 。,变小,Mg2、Al3,银、铁,【解答】金属镁、铁、铝、银的活动性由强到弱的顺序是：镁铝铁银，当将一定质量的铝和铁的粉末放入硝酸镁和硝酸银的混合溶液中，铝首先与硝酸银反应置换出银，当铝反应完全后，铁继续置换
13、银，铝和铁不能与硝酸镁反应。由方程式Al3AgNO3=Al(NO3)33Ag可知，每27份质量的铝参加反应，生成324份质量的银，溶液的质量将减少。由方程式Fe2AgNO3=Fe(NO3)22Ag可知，每56份质量的铁参加反应，生成216份质量的银，溶液的质量将减少。所以，反应后的溶液和反应前相比，质量减少。由上述分析可知，滤液中一定含有的阳离子为Mg2、Al3；向滤渣中加入稀盐酸，如果有气泡产生，滤渣中一定有银、铁。,该反应_(填“是”或“不是”)分解反应； (2)已知锰(Mn)的金属活动性强于锌，不锈钢材料中锰若析出进入人体胃中，会与胃液中的盐酸发生置换反应，反应产物中锰元素化合价2价，请
14、写出该反应的化学方程式 ；,不是,Mn2HCl=MnCl2H2,都是氧化还原反应,1(2016陕西第13题，2分)锰和镍(Ni)都是重要的金属，将镍丝插入MnSO4溶液中，无明显现象，插入CuSO4溶液中，镍丝表面有红色固体析出，则Mn、Ni、Cu三种金属的活动性由强到弱的顺序是( ) AMn、Ni、Cu BMn、Cu、Ni CNi、Mn、Cu DCu、Mn、Ni22016陕西第16题(2)，1分手机线路的主要原料是铜，微电子材料还用到金、银、钽等，在此主要利用了铜的_性。32015陕西第17(2)题，1分(2)青铜仙鹤的主要成分是铜合金。一般来说，合金与组成它的纯金属相比，其性能会发生改变，
15、改变之一是 。,A,导电,硬度增大,42012陕西第16I(3)题，1分I.我国南海海域辽阔，那里散布着范围最广的珊瑚礁群，蕴含有巨量的矿产资源、渔业资源等，有“第二个波斯湾”之称。 (3)矿产资源属于不可再生资源，在开发和利用中一定要增强保护意识。保护金属资源的措施有 有计划、合理地开采；或寻找金属代用品；或防止锈蚀；或加强废旧金属的回收再利用。,5(2015陕西第19题，5分)铁是生产、生活中应用很广泛的一种金属，下列是与铁的性质有关的部分实验图，请回答下列问题。(1)A中细铁丝燃烧生成黑色固体的化学式是 。 (2)B中铁钉最易生锈的部位是_(填“a”“b”或“c”)。,Fe3O4,b,(
16、3)C中刚开始无气泡产生，溶液颜色逐渐由无色变为黄色，此时试管内发生反应的化学方程式是 。(4)D中反应一段时间后，试管内固体质量比反应前增大，据此推断，试管内溶液质量与反应前相比_(填“增大”“不变”或“减小”)。,Fe2O33H2SO4=Fe2(SO4)33H2O,减小,6(2014陕西第19题，4分)金属材料应用广泛，如电路板中常用到焊锡、铜、银、铁等。 (1)焊锡与其组成金属相比具有 的特性，可用来焊接电子元件。 (2)将Cu片插入AgNO3溶液中，发生反应的化学方程式 为 。 (3)若要验证Cu、Ag、Fe的活动性强弱，可选择的试剂组是_(填序号)。 AFe、Cu、Ag、稀硫酸 BC
17、u、Ag、FeSO4溶液 CFe、Ag、CuSO4溶液,熔点低,Cu2AgNO3=2AgCu(NO3)2,C,导电,氧气和水或空气和水或O2和H2O,稀盐酸或稀硫酸或硫酸铜溶液等,8(2012陕西第20题，5分)下图为某学习小组探究金属化学性质时所做的四个实验，仔细分析后回答下列问题：(1)描述A中的实验现象 。(2)写出C中反应的化学方程式 。,铜丝表面附着一层银白色固体，溶液变为蓝色,Zn2HCl=ZnCl2H2,(3)要证明Cu、Fe、Ag的活动性顺序，至少要做的实验是_(填序号)。(4)开始反应后D中溶液逐渐变为黄色，原因是 铁钉未打磨有铁锈或溶液中有Fe2(SO4)3生成。,A、B,92012陕西第21(3)(4)题，2分下图是某课外学习小组设计的气体制备与性质验证的组合实验，其中装置C的作用是将二氧化碳和炭粉在高温下转化为一氧化碳。请看图回答下列问题：(3)装置D中玻璃管内的实验现象为 。 (4)该套装置中有一个明显的不足之处，应在装置E后放置燃着的酒精灯处理尾气。这样做的原因是 。,红棕色固体变黑,使剩余的CO全部燃烧，防止污染空气或CO有毒，防止污染空气,
