《金属和金属材料》讲解课件.ppt

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1、金属和金属材料,金属材料金属材料包括_和_。1.金属的物理性质(1)大多数金属为_色固体，但铜为_色，金为_色。(2)常温下大多数金属为固体，但汞为_。(3)具有_性、_性和_性，但不同金属差别较大。,纯金属,合金,银白,紫红,黄,液体,导电,导热,延展,2.合金(1)概念。在金属中加热熔合某些_或_，制得的具有_特征的物质。合金属于_物。(2)性质特征。_和_一般比它们的纯金属更高，_更好。,金属,非金属,金属,混合,强度,硬度,抗腐蚀性能,考点一,金属材料一定只含有金属吗？试举例说明。提示：不一定。金属材料包括纯金属和合金，而合金中可能全部由金属组成，如黄铜是由铜和锌组成；也可能由金属和非

2、金属熔合而成，如铁合金是由铁和碳组成。,思考,金属的化学性质1.金属的化学性质(1)与O2的反应(写化学方程式，下同)。,2Mg+O2 2MgO,3Fe+2O2 Fe3O4,4Al+3O2 2Al2O3,考点二,(2)与酸溶液反应(以金属锌、铁为例)。,Zn+2HCl=ZnCl2+H2,Zn+H2SO4=ZnSO4+H2,Fe+2HCl=FeCl2+H2,Fe+H2SO4=FeSO4+H2,(3)与某些盐溶液反应。铁与硫酸铜溶液：现象：银白色固体表面有一层_色固体，溶液由 _色逐渐变为_色；化学方程式：_；结论：铁的活动性_(填“大于”或“小于”)铜。,红,蓝,浅绿,Fe+CuSO4=FeSO

3、4+Cu,大于,铜与硝酸银溶液：现象：铜丝表面覆盖一层_固体，溶液由_色 变为_色；化学方程式：_；结论：铜的活动性_(填“大于”或“小于”)银。,银白色,无,蓝,Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag,大于,2.置换反应由一种_与一种_反应，生成另一种_和另一种_的反应。3.金属活动性顺序,单质,化合物,单质,化合物,由强逐渐减弱,(2)重要应用。判断金属的活动性强弱：金属的位置越靠前，它的活动性_。判断金属与酸是否发生反应：排在_前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸里的_。判断金属与盐溶液是否发生反应：位于_能把位于_从它们的盐溶液里置换出来。,越强,氢,氢,前面的金属,后面的金属,思考1

4、.铝比铁更易与氧气或其他物质反应，但同样暴露在空气中，为什么铁比铝更易生锈？提示：这是因为铝在空气中与氧气反应生成一层致密的氧化物薄膜，这层薄膜阻止了内层的铝进一步被氧化。2.在铁与酸、盐溶液发生的置换反应中，判断铁元素在反应前后化合价是否发生了变化？怎样变化？提示：反应前铁单质中铁元素的化合价为0价，反应后生成物中铁元素的化合价一般为+2价，即生成亚铁盐。,金属资源的利用和保护1.铁的冶炼(1)原料：_、_、_和空气。(2)原理(以氧化铁为例)。_。,铁矿石,焦炭,石灰石,3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2,2.金属资源保护(1)金属的腐蚀和防护。铁制品锈蚀的条件：与空气中的_、_接触，此

5、过程属于_。防止锈蚀的方法：保持铁制品的洁净、干燥，常采用_、_以及_等方法。(2)金属资源的保护措施。防止金属的腐蚀；金属的回收利用;有计划、合理地开采矿物质；寻找金属的代用品。,氧气,水蒸气,缓慢氧化,覆盖,保护膜,制成合金,改变金属内部结构,【甄别判断】1.合金是由不同的金属化合而成的。()提示：合金是一种金属加热熔合了其他金属或非金属而形成的具有金属特性的物质，属于混合物，因而形成合金的变化为物理变化。2因铜的活动性比银强，所以金属铜可以把氯化银中的银置换出来。()提示：金属与盐反应时，不仅要考虑金属的活动性顺序，反应物盐也必须溶于水；虽然铜的活动性比银强，但氯化银不溶于水，因而该反应

6、不能发生。,3废旧金属没有什么利用价值，可以随意丢弃。()提示：废旧金属有很高的回收利用价值，要比大量开采矿石炼制金属成本低得多，既可以节约成本，也可以节约能源，还可以减少污染。,炼铁原理的实验探究【高频考点】实验操作步骤及目的;各装置中反应的现象、反应化学方程式；对尾气处理方式的评价等1.实验装置,2.基本原理：在高温下用还原剂CO将铁从铁矿石中还原出来。反应的化学方程式为：3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2。3.实验现象：玻璃管内的红色固体变为黑色，澄清石灰水变浑浊，导管口有蓝色火焰产生。,4.问题思考(1)实验开始，应先点燃后面的酒精灯还是酒精喷灯？为什么？提示：应先点燃酒精灯，然后通

7、入CO，待玻璃管内的空气排尽后，再点燃酒精喷灯；在通入CO前先点燃右侧的酒精灯，是为了防止CO污染空气；在点燃酒精喷灯前先通入CO排尽装置内的空气，目的是防止玻璃管加热时发生爆炸。,(2)实验完成后，是先熄灭酒精灯还是先熄灭酒精喷灯？为什么？提示：实验完成后，应先熄灭酒精喷灯，还要继续通入CO，直到玻璃管冷却至室温后停止通CO，然后才熄灭酒精灯。这样做的目的有：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璃管炸裂；防止生成的铁被空气中的氧气氧化。,【典例】(株洲中考)早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器。工业上炼铁的原理是利用一氧化碳和氧化铁的反应，某化学兴趣小组利用如图装置进

8、行实验探究，请按要求填空：,(1)写出CO还原Fe2O3的化学方程式_；(2)实验中盛澄清石灰水的试管中可观察到的现象是_；(3)右边导气管口放置点燃的酒精灯的目的是_；(4)实验开始时要先通入CO，把装置中的空气排尽后再加热，以防发生爆炸。检验装置中的空气已排尽的方法是_。,石灰水变浑浊,燃烧多余的CO(或消除CO对空气的污染),用排水法收集一试管气体，移近火焰，若发出轻微的爆鸣声，证明空气已经排尽,在右端导气管口,【我的收获】本题以考查探究工业炼铁为主题，主要考查工业炼铁的原理、实验步骤及实验现象的掌握能力。一氧化碳具有还原性，与氧化铁反应生成铁与二氧化碳，所以生成的气体通入澄清石灰水，会

9、变浑浊；一氧化碳是有毒气体，排放到空气中会造成空气污染，因此装置右端点燃的酒精灯是为了燃烧多余的一氧化碳，防止造成空气污染；一氧化碳具有可燃性，点燃不纯的一氧化碳可能发生爆炸，验纯的方法是先用小试管收集一试管气体，然后靠近火焰，若发出轻微的爆鸣声，表示空气已经排尽。,【易错提醒】1.明确CO与Fe2O3反应的生成物及生成物性质，从而确定反应现象。2.明确CO在反应中的作用及CO的毒性，从而确定右边酒精灯的作用及CO的验纯的方法。,【拓展延伸】CO还原氧化铁的实验操作步骤及解释,一、金属活动性顺序的探究与应用1.原理：借助金属与酸溶液、盐溶液能否发生反应及反应的速率来判断金属的活动性强弱。2.探

10、究金属活动性顺序的实验设计,【特别提醒】(1)应用金属活动性顺序判断金属与酸能否反应时，不仅要考虑金属活动性，还要注意，浓硫酸、硝酸因具有强氧化性，不能与金属发生置换反应。(2)应用金属活动性顺序判断金属与盐能否反应时，不仅要考虑金属的活动性，还要注意，反应物盐必须溶于水，否则不能反应。,【典例1】(连云港中考)现有X、Y、Z三种金属，已知：X和稀硫酸不反应 Z+H2SO4(稀)=ZSO4+H2X+2YNO3=2Y+X(NO3)2，这三种金属的活动性顺序正确的是()A.XYZ B.ZXY C.YZX D.ZYX,【易错提醒】1只有排在氢前面的金属才能置换出酸中的氢，排在氢后面的金属不能置换出氢

11、；2.金属活动性顺序中，排在前面的金属能与排在后面的金属的盐溶液发生置换反应。,B,二、铁的锈蚀与保护1.铁的锈蚀(1)实质：与氧气、水发生的缓慢氧化。(2)条件：氧气、水共同作用的结果，两者缺一不可。2.防止铁制品生锈(1)原理：使铁制品隔绝空气或水。(2)方法。保持铁制品的清洁和干燥在铁制品表面涂一层保护膜改变铁制品的内部结构,3.影响钢铁生锈速度的因素(1)钢铁内部的结构影响生锈的速度，如制成不锈钢。(2)生锈后的铁如果不及时除锈，生锈的速度会加快，因为铁锈疏松多孔，易吸收水。(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度升高、湿度的增大、酸性的增强而变快。,【特别提醒

12、】(1)铁锈是一种混合物，主要成分是氧化铁。(2)金属表面除锈既可以用物理方法，如刀刮、用砂纸擦等，也可以用化学方法，如用稀酸溶液浸泡，使之变成可溶性物质而除去，但由于除锈后的金属也能与酸溶液反应，因而酸洗时间不能过长。,【典例2】(菏泽中考)学习金属单元后，小强知道了铁是当今世界用量最多的金属，而每年全世界被腐蚀损耗的钢铁材料，约占全年钢铁产量的十分之一。于是小强对金属铁的相关知识开展了探究性学习。(1)如图，小强将一根约20 cm的光亮铁棒放在自来水中，观察A、B、C三处的变化。几天后，他发现_(填序号)处最先出现铁锈，小强结合书本知识知道，铁生锈实际是铁和_、_发生反应的过程。,(2)小

13、强来到已停产的企业厂房，看到许多机械设备上已锈迹斑斑，他马上想到可以用稀盐酸将铁锈(主要成分Fe2O3)除去，该反应的化学方程式为_。去锈后为防止机械设备进一步锈蚀，小强想到一种防护方法是_。,B,氧气,水,Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O,涂油、刷漆,【易错提醒】1.明确铁锈蚀的条件。2.明确防锈原理及常用方法。3.正确解读题意，按题目要求做出正确解答。,【变式备选】日常生活中的一些铁制品经常会被锈蚀。下列做法中不能起防锈作用的是()在铁制品表面镀锌 在铁制品表面涂油 保留铁件表面的铁锈作保护层 在铁器表面刷油漆自行车脏了用清水冲洗 用废酸液冲洗铁制污水管道切完咸菜后，尽快将菜刀

14、洗净擦干A.B.C.D.,B,金属材料【高频考点】金属材料类型的判断；物理性质；合金的组成、性质特征；应用等1.(江西中考)下列生活用品，其中用金属材料制作而成的是(),B,2.(广州中考)下列说法中正确的是()A.铝是人类最早利用的金属材料B.铜是目前世界上年产量最高的金属C.大多数金属元素在自然界中以单质形式存在D.日常使用的金属材料大多数是合金,D,3.(成都中考)下列有关金属的说法错误的是()A.常温下金属均为固态B.合金的很多性能与组成它们的纯金属不同C.铁在潮湿的空气中比在干燥的空气中更易生锈D.铝在空气中表面会生成致密的氧化铝薄膜，使铝具有很好的抗腐蚀性能,A,金属的化学性质【高

15、频考点】根据金属与酸、盐的反应及反应现象判断金属活动性；应用金属活动性顺序,判断金属与酸、盐溶液能否反应；有关化学方程式的书写等,4.(滨州中考)根据各金属的活动性顺序分析，下列描述或判断中正确的是()A.金属钾能与硫酸锌溶液发生化学反应得到金属锌B.在氧气中灼烧时，铁丝比铜丝反应剧烈C.在常温下，铝比镁更容易与氧气发生化学反应D.在常温下，金属铜与氯化银反应得到金属银,B,5.(聊城中考)现有X、Y、Z三种金属，将它们分别投入到稀盐酸中，Y无反应；如果把X、Z分别插入硫酸锌溶液中，过一会儿，在X的表面有锌析出，而Z没有变化。根据以上事实，判断X、Y、Z的金属活动性顺序正确的是()A.YXZ

16、B.ZXY C.XZY D.XYZ,C,6.(陕西中考)如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_。(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_。,铜丝表面会覆盖一层银白色金属，溶液逐渐变成蓝色,Zn+2HCl=ZnCl2+H2,A、B,铁钉未打磨有铁锈或溶液中有Fe2(SO4)3,金属资源的利用和保护【高频考点】钢铁锈蚀的条件；铁锈的组成；防锈原理、具体的防锈方法；工业炼铁的反应装置、反应原理、反应现象、有关化学方程式的书写；

17、节约金属资源的方法和措施等,7.(佛山中考)铁在潮湿的空气里会发生锈蚀，要证明氧气一定参加了反应则必须要做的实验是()A.B.C.D.,A,8.(武汉中考)实验室里，用如图所示装置还原氧化铁的过程中，可能生成四氧化三铁、氧化亚铁或铁等固体物质。关于该实验，下列说法中错误的是(),A.实验时，试管中澄清的石灰水变浑浊，证明该反应有二氧化碳生成B.实验结束时，玻璃管中红色的氧化铁粉末变成黑色，该产物不一定是铁C.反应后，玻璃管中的固体物质的质量比反应前减少了，证明一定有铁生成D.为了减少空气污染，应增加尾气处理装置,C,9.(兰州中考)世界每年因锈蚀而损失的金属数量巨大，防止金属锈蚀已成为科学研究

18、中的重大问题。下列有关金属锈蚀与保护措施中不正确的是()A.铁锈蚀的实质是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生了化学变化B.同样的铁制品在海南比在兰州更易锈蚀C.在铁表面刷油漆可以防止铁锈蚀D.铝的抗锈蚀性能比铁强，生活中可用钢丝球洗刷铝锅,D,金属的性质和利用的综合考查【高频考点】金属性质的实验探究；金属成分的检验；除杂及应用等的综合考查,10.(巢湖中考)芜湖铁画是中国工艺美术百花园中的一朵奇葩。它以钢材为主料，经锻打、焊接、酸洗、上漆等多道工艺制成。下列关于铁画的叙述不正确的是()A.铁画应悬挂在干燥的环境中B.所用材料上的铁锈可用稀盐酸清洗掉C.给打制成型的铁画喷漆既美观又可以防锈蚀D.所用

19、的主要材料低碳钢，有较好的锻轧性能，它不属于铁的合金,D,11.(滨州中考)观察一下我们的周围，就会发现金属的用途之广。(1)根据如图的应用实例，可知金属具有的物理性质有_。,(2)在已经发现的一百余种元素中，金属元素的种类远比非金属元素的种类_；工业上用赤铁矿作原料炼铁的化学方程式为_。(3)工人师傅切割铁板时，常用硫酸铜溶液在铁板上画线即可留下红色的印迹，此过程中所发生反应的化学方程式为_。,导热、导电、延展性,多,Fe+CuSO4=FeSO4+Cu,12.(泉州)为了达到收旧利废节能减排的目的，从含有金属镁、铁、铜的粉末中，分离和提取出重要化工原料MgSO4和有关金属，实验过程如图：,请

20、回答：(1)操作中被磁铁吸引的金属A是_；金属B是_。(2)操作a的名称是_；在蒸发过程中需要使用玻璃棒，其作用是_。(3)写出步骤所涉及的化学反应方程式：_，该反应发生的基本类型是_。(4)实验步骤中除了加入稀硫酸外，还可选用下列试剂_(填标号)。a.硫酸铜溶液 b氯化钠溶液 c硝酸银溶液,铁(或Fe),铜(或Cu),过滤,搅拌,Mg+H2SO4=MgSO4+H2,置换反应,a,【中考链接】1.中考地位及考查角度利用金属与酸、盐的反应判断金属的活动性顺序是中考的命题常考点，也是重点，考查的方式主要有：(1)利用金属与酸、盐反应的现象，确定金属的活动性。(2)利用金属活动性，判断金属与酸、盐能

21、否反应。(3)考查对铁与酸、盐之间的置换反应的产物的认识等。2.失分点及应对策略对设计实验检验金属的活动性顺序的原理和方法、铁与酸、盐反应的产物的判断是学生的难点和失分点，解答此类题目时要明确：,(1)设计实验检验金属的活动性顺序时，可以根据金属在活动性顺序中的位置排序，然后按照“两边金属和中间金属对应的溶液”或“中间金属和两边金属对应的盐溶液”的思路选择药品，如检验铁、铜、银三种金属的活动性，可以选用“铁、硫酸铜溶液、银”三种药品，通过铁、银分别与硫酸铜溶液反应的现象来判断三种金属的活动性，也可以用“硫酸亚铁、铜、硝酸银溶液”三种药品来设计实验检验其活动性。(2)铁与酸、盐发生置换反应时，一般生成亚铁盐。,