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第八单元 金属和金属材料

发布时间:2013-09-23 09:27:29  

第八单元 金属和金属材料 — 课题1金属材料

一、基础知识

①常温下一般为___态(汞为___态),有金属光泽。

1、金属的物理性质

②大多数呈____色(铜为____色,金为___色)

③有良好的______、_______、_______。 ①____:地壳中含量最多的金属元素 ②____:人体中含量最多的金属元素

③____:目前世界年产量最多的金属(铁>铝>铜) ④____:导电、导热性最好的金属(银>铜>金>铝)

2、金属之最 ⑤____:硬度最高的金属

⑥____:熔点最高的金属 ⑦____:熔点最低的金属 ⑧____:密度最大的金属 ⑨____:密度最小的金属

3、合金:

(1)定义:由一种金属跟其他一种或几种金属(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____,硬度比各成分____,抗腐蚀性能力_____。 容性”,因此可用来制造人造骨等。

二、练习题

1、在日常生活中的金属炊具和医院中的金属医疗器械的主要成份是( ) A.白铜合金 B.武德合金 C.不锈钢 D.青铜

2、下列关于"合金"的叙述①合金中至少含两种金属;②合金中的元素以化合物形式存在;③合金中一定含有金属;④合金一定是混合物;⑤生铁是含杂质较多的铁合金;⑥合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高,抗腐蚀性能等也更好。其中说法正确的是( ) A.①②③④⑤⑥ B.①② C.①③④ D.③④⑤⑥

1

3.利用铝合金制作钥匙是利用铝合金的( )

A.熔点低 B.不易腐蚀

C.硬度大 D.密度小

4.下列物质中,不属于合金的是( )

A.铜线 B.不锈钢

C.硬铝 D.18K黄金

5.被认为是21世纪重要的金属材料的是( )

A.钢铁 B.钛和钛合金

C.铝和铝合金 D.铜和铜合金

6、将一定量生铁放入装有足量稀硫酸的烧杯中,充分反应后剩余的黑色固体是

( ) A.硫酸亚铁 B.铁 C.硫酸铁 D.单质碳

7、工业生产中常将两种金属放在一个容器中加热使之熔合,冷凝后得到具有金属特性的熔合物--合金,试根据下表所列金属的熔点和沸点的数据(其他条件均

8、1989年世界卫生组织把铝定为食品污染源之一加以控制使用,下列对铝控制使用的是( )

①制铝合金②制电线③制铝餐炊具④制银色漆原 ⑤制饮料易拉罐⑥包装糖果

A.②③④ B.③⑤⑥ C.②⑤⑥ D.①②④

9、国外目前掀起购买"中国铁锅热",这主要是因为铁锅( )

A.传热快 B.价格便宜 C.不易腐蚀 D.被加工的食品中含有铁元素

10、盛放在油罐车内的石油产品在振荡时产生静电,容易引起火灾甚至爆炸事故,若在油罐车尾部挂一条拖地的铁链便可以防止事故的发生,这是利用铁具有______________的性质。

11、日常生活中,用于铁栏杆外层涂料的"银粉"是__________的粉末;家用热水瓶内胆上的银白色金属是_______________;体温计中填充的金属是________________;包装糖果、香烟的银白色金属材料是______________。

12、颗粒达到纳米级的单质铁具有很强的反应活性,俗称“纳米铁”。实验室制备的方法是:以高纯氮气作保护气,在高温条件下用H2和FeCl2发生置换反应,生成“纳米铁”。请回答以下问题:

(1)写出生成“纳米铁”的化学方程式_____________________________________。

(2)反应中需要保护气的原因是________________________________________。

13、铁和钴(Co)的化合价都有+2或+3价,在微型录音录像的高性能磁带中,磁粉的主要材料之一是化学组成相当于Co2xFe3–xO4的化合物。已知当x=1时,该化合物的各元素只有一种化合价,则钴的化合价是_______,铁的化合价是_____。

14、将8g不纯的铁 样品放入50g稀硫酸溶液中恰好完全反应(杂质既不与酸反应,也不溶于水),过滤,得溶液55.4g,求该铁样品纯度?

2

第八单元 金属和金属材料 — 课题2金属的化学性质

一、基础知识

1、金属活动顺序表:_______________________________________________。 注:在金属活动性顺序表中,金属的位置越靠前,它的活动性就越______。

2、金属的化学性质 (1)金属与氧气的反应

①常温时,铝在空气中能和氧气反应,其表面生成一层________的_______,能阻止铝进一步_____,反应方程式________________________________。 所以铝具有抗____________性能。

②细铁丝在氧气中燃烧的方程式____________________________。 ③铜在加热条件下与氧气反应______________________________。 ④“真金不怕火炼”是指金的化学性质______,很难与氧气反应。

(2)金属与酸的置换反应

①金属与酸的置换反应的条件_____________;_______________________。 ②写出下列金属与酸的化学反应方程式

镁与稀硫酸___________________________________。

铝与稀盐酸___________________________________。

铁与稀盐酸___________________________________。

锌与稀硫酸___________________________________。

(3)金属与盐溶液的置换反应

①金属与盐溶液发生置换反应的条件_______________;_________________。 ②系列金属离子在溶液中的颜色: Fe2+________;Fe3+________; Cu2+_____。 ③写出下列金属与盐溶液反应的方程式

铝和硫酸铜溶液_________________________________。

铁和硫酸铜溶液_________________________________。

铜和硝酸银溶液_________________________________。

二、练习题

(一)依据反应条件判断反应能否发生:判断以下反应能否进行,能反应的写出方程式,不能反应的请说明理由:

1、Fe + H2SO4______________________________。

2、Cu + HCl ________________________________。

3、Zn + HNO3_______________________________。

4、Zn + AlCl3 _______________________________。

5、Mg + FeCl2 ______________________________。

6、Fe + CuSO4 ______________________________。

7、Na + MgCl2 ______________________________。

8、Cu + AgNO3 ______________________________。

9、Fe + AgCl ________________________________。

10、下列物质不能由盐酸和金属单质直接反应生成的是( )

A、FeCl3 B、ZnCl2 C、CuCl2 D、AlCl3

11、下列物质能由金属与酸发生置换反应制得的是 ( )

A.CuSO4 B.MgCl2 C.FeCl3 D.ZnSO4

3

(二)判断金属的活动性

1、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.Z>Y>X B.X>Y>Z C.Y>X>Z D.Y>Z>X

2、某同学探究金属单质的活泼性时发现:X、Y都能与稀硫酸反应放出氢气而Z不能;Y能在X的盐溶液中置换出X。则它们的金属活动顺序为( )

A.X>Y>(H)>Z B.Y>X>(H)>Z C.X>Z>(H)>Y D.Y>(H)>X> Z

3、对甲、乙、丙三种金属活动性的实验研究过程如下:

①取大小相等的三种金属片,分别放入CuSO4溶液中,一段时间后,甲、丙表面出现红色物质,乙没有现象。

②取大小相等的甲、丙两种金属片,分别放入相同的稀盐酸中,甲、丙表面都产生气泡,但甲产生气泡的速度明显比丙的快。则甲、乙、丙三种金属的活动性顺序是( )

A.甲>丙>乙 B.丙>乙>甲 C. 甲>乙>丙 D . 丙>甲>乙

4、X、Y、Z、W是四种不同的金属,为比较金属活动性的强弱,某同学利用这四种金属单质、盐酸、Z的硝酸盐、W的硝酸盐,进行有关实验,结果如下表(能发生置换反应的记为“√”,不能反应的记为“一”,无标记的表示未做该实验)。

5、某学生为了验证铁、锌、铜三种金属的活动性顺序,设计了四种方案:①将Zn、Cu分别加入到FeSO4溶液中②将Zn、Cu分别加入到ZnSO4溶液中③将Zn分别加入到FeSO4、CuSO4溶液中④将Fe 分别加入到ZnSO4、CuSO4溶液中( )

A. ①或④ B. ①或② C. ②或③ D. ③或④

6、为验证Fe、Cu、Ag三种金属的活动性是依次减弱的,某化学兴趣小组设计了如图所示的四个实验。其中不必进行的是 ( )

7、如图所示是X 、Y、Z三种金属在容器中的反应现象,下列说法正确的是( )

A.X 、Y、Z三种金属均发生了置换反应

B.三种金属的活动性顺序是X>Y>Z

C.若Z能从金属Y的盐溶液里置换出Y,则三种

金属的活动性顺序是X>Z>Y

D.若X为金属镁,则Z可能是铁

4

(三)比较反应前后溶液或金属的质量变化

1、将铁片分别放入下列溶液中充分反应后,溶液质量减轻的是( )

A、CuSO4 B、H2SO4 C、HCl D、ZnSO4

2、有A、B两块等质量的铁,将A浸入稀硫酸中,同时将B浸入到硫酸铜溶液中。过一会儿,同时取出晾干,两块铁的质量MA、MB应该是( )

A、MA<MB B、MA=MB C、MA>MB D、MA≥MB

3、把锌片分别插入下列溶液中,几分钟后取出,锌片质量增加的是( )

A.盐酸 B.硝酸银溶液 C.硫酸铜溶液 D.硫酸亚铁溶液

4、今有X、Y、Z三种金属,把Y投入X (NO3)2溶液中,Y表面有X析出,得到Y (NO3)2溶液的质量比X (NO3)2溶液的质量大,把X投入到Z (NO3)2溶液中,Z析出后,溶液的质量减少。下列判断错误的是( )

A、元素的相对原子质量可能是Z>Y>X

B、X、Y、Z可能依次是Hg、Zn、Cu

C、金属活动性顺序是Y>X>Z

D、X、Y、Z可能依次是:Cu、Zn、Hg

5、有X、Y、Z三种金属,把Y投入到XCl2中,其溶液质量增加,把X投入到Z (NO3)2溶液中,溶液质量减小。X、Y、Z三种金属依次是( )

A、Zn、Hg、Cu B、Cu、Zn、Hg C、Hg、Cu、Zn D、Zn、Cu、Hg

6、将足量的铁粉放入50g硫酸铜溶液中,充分反应后,过滤,得溶液48g,求参加反应的铁的质量?

(四)用化学方法除去下列物质中的杂质(括号中为杂质),将选用的物质或方法写在横线上。

1、Fe(Fe2O3)_______________; 2、Cu(Fe)____________________;

3、Cu(CuO)________________; 4、FeSO4(CuSO4)_____________;

5、CO2(CO)________________; 6、CO(CO2)__________________;

7、CaO(CaCO3)_____________; 8、CaCl2(CaCO3)_____________。

(五)比较金属与酸反应的制氢能力

1、等质量的Zn、Fe、Mg、Al四种金属分别与足量的稀硫酸反应,产生氢气的质量由多到少的顺序是_______________________。

2、等质量等溶质质量分数的稀硫酸分别与足量的Zn、Fe、Mg、Al四种金属反应,生成氢气的质量由多到少的顺序是_______________________。

3、生成等质量的氢气,需要Zn、Fe、Mg、Al四种金属的质量由多到少的顺序是_______________________。

4、将盛有等质量、等溶质质量分数的稀盐酸的两只烧杯,放在托盘天平左右两盘上,调节至平衡,再向两只烧杯中分别放入质量相等的镁和铁,待反应停止后,请判断:

①若天平仍保持平衡,烧杯中一定没有剩余的物质是_______

5

②若天平失去平衡,则指针一定偏向放_____________的一边。

5、11.2g含Cu、Al、Ca、Mg中一种或几种杂质的铁块,与足量稀H2SO4反应,完全反应后收集到0.4g氢气,则铁块中一定含有杂质是( )

A、Al B、Mg C、Ca D、Cu

6、将30g某合金粉末与足量的稀硫酸发生反应,生成1g氢气,这种合金的成分可能组成是( )

A.镁和铁 B.铁和锌 C.铝和镁 D.锌和铝

7、把A、B两块质量相等的铁片分别放进盛有等质量、溶质质量分数的盐酸和硫酸的量个烧杯中,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

8、等质量的锌和铁的样品分别跟足量的盐酸反应,得到等质量的氢气,可能的情况是 ( )

A. 纯铁、纯锌 B. 铁中混有镁、锌中混有铜

C. 纯锌、含杂质的铁 D. 锌、铁样品中混有同一种杂质

9、在已调平的托盘天平两边各放一个等质量的烧杯,向烧杯中各倒入质量相等、质量分数也相等的稀硫酸,然后在左盘的烧杯中放入一定质量的金属X粉末,同时在右盘的烧杯中放入与X等质量的金属Y粉末。观察到天平的指针先偏向左边,当两种金属完全溶解后,天平的指针偏向右边。则X、Y是下列组合中的( )

A: X M g Y Fe B :X Zn Y Mg C :X Zn Y Fe D:X Fe Y Zn

10、在天平两托盘上各放置一只烧杯,在两只烧杯中注入等质量、等质量分数的稀盐酸,然后分别放入质量相等的镁和铝。待充分反应后,镁有剩余,则还可观察到的现象是( )

A.天平保持平衡 B.铝也有剩余

C.天平指针偏向放镁的一方 D.天平指针偏向放铝的一方

(六) 金属与酸反应防放出氢气的图像的处理应用

1、将质量相等的A、B两种金属,同时分别放入两份质量分数相同且足量的稀盐酸中,反应生成H2的质量与反应时间的关系如图所示。根据右图中所提供的信息,写出能从中得到的正确结论。(已知:A、B的生成

物中均为+2价)

(1)生成H2的质量:A_____B

(2)相对原子质量:A_____B

(3)反应速率:A_____B

(4)在金属活动性顺序里,A、B均排在_________。

2、如图表示相同质量的锌和铁分别与等质量同种稀硫酸反

应的情况。t表示反应时间,m表示生成H2的质量。由右

图可知:A是金属___________,B 是金属______________;

该图还说明______________________________。

3、等质量的A、B、C三种金属跟足量的稀硫酸完全反应后都生成+2价的硫酸

6

盐,生成氢气的质量(m)与反应时间(t)的关系

如图所示,则下列说法中正

确的是( )

A、三种金属的活动性是A>B>C

B、三种金属的相对原子质量是A<B<C

C、反应消耗硫酸的质量相同

D、反应速度最慢的是C,最快是A

4、等质量的M、N两种金属,分别与相同质量分数的足量稀硫酸反应(已知M、N在生成物中均显+2价)生成氢气的质量和反应时间的关系如图所示,则M、N两种金属相对原子质量达到大小及活动性关系为( )

A、相对原子质量M<N,活动性M>N

B、相对原子质量M>N,活动性M<N

C、相对原子质量M=N,活动性M<N

D、相对原子质量的大小关系无法确定,活动性M<N

5、用质量相等的锌粉和铁粉,分别与溶质质量分数相同、等质量的稀盐酸充分反应,产生H2的质量和反应所用的时间关系如图所示。则下列说法中不正确的是( )

A、曲线a、b分别表示锌、铁的反应情况

B、盐酸均反应完,锌、铁有剩余

C、盐酸均反应完,锌恰好完全反应,铁有剩余

D、锌、铁都反应完,盐酸有剩余

6、图下表示Fe、Zn、Mg、Al分别跟稀盐酸反应制取氢气的质量(m)与所用的金属质量(M)之间的关系图,其中正确的是 ( )

7、向一定量的铁粉中逐滴加入稀硫酸至过量,图右是

反应过程中某种物质的质量Y随加入稀硫酸的质量变

化的关系,则Y不可能表示( )

A.消耗铁粉的质量 B.生成硫酸亚铁的质量

C.溶液的总质量 D.生成氢气的质量

(七)优先反应原理的应用

1、印刷铜制电路板的“腐蚀液”为FeCl3溶液。已知铜、铁均能与FeCl3溶液反应,反应方程式分别为:Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2,Fe+2FeCl3=3FeCl2。现将一包铜、铁的混合粉末加入到盛有FeCl3溶液的烧杯中,充分反应后烧杯中仍有少量固体,关于烧杯中物质组成的说法正确的是( )

A.溶液中一定含FeCl3,固体一定是铁和铜

7

B.溶液中一定含FeCl2,固体一定含铜

C.溶液中一定含FeCl2、CuCl2,固体一定含铜

D.溶液中一定含FeCl2,固体一定是铁和铜

2、在CuCl2和MgCl2的混合溶液中,加入过量的铁粉,充分反应后过滤,留在滤纸上的物质是( )

A、铜 B、铁 C、铜和镁 D、铁和铜

3、向AgNO3、Cu(NO3)2、Zn(NO3)2混合溶液中,加入一定量的铁粉,充分反应后过滤,向滤出的固体中滴加稀硫酸,有气体生成,则滤出的固体中一定有( )

A、Ag、Cu、Zn B、Cu、Zn、Fe C、Ag、Zn、Fe D、Ag、Cu、Fe

4、把一些Zn粉放入Fe(NO3)2和AgNO3的混合溶液中,完全反应后过滤,向滤渣中加入稀盐酸有气体产生。根据以上现象得出的正确结论是( )

A、滤渣中一定有Zn、Fe、Ag B、滤渣中一定有Fe、Ag ,可能有Zn

C、滤渣中一定有Zn、Fe,可能有Ag D、滤渣中一定有Ag,可能有Zn、Fe

5、向氯化亚铁和氯化铜的混合溶液中加入一定量的镁粉,当反应停止后,过滤,向滤出的固体中滴加盐酸,没有气体生成。则滤液的成分是( )

A、只有氯化镁 B、只有氯化镁和氯化亚铁,没有氯化铜

C、只有氯化亚铁 D、一定有氯化镁和氯化亚铁,也可能有氯化铜

6、某金属加工厂生产过程中的废液含有少量硝酸银和硝酸铜,为回收利用资源和防止污染,该厂向废液中加入一定量的铁粉,反应停止后过滤,向滤出的固体中加入少量稀硫酸,无气体产生。则下列有关说法中,正确的是( )

A、滤出的固体中一定含有银和铜,一定不含铁

B、滤出的固体中一定含有银,可能含有铁和铜

C、滤液中一定有硝酸亚铁,一定没有硝酸银和硝酸铜

D、滤液中一定有硝酸亚铁,可能有硝酸银和硝酸铜

7、向硫酸亚铁、硫酸铜的混合溶液中加入一些锌粉,充分反应后过滤,得到固体不溶物A和溶液。将A放入少量稀硫酸中,有气体产生。则A中一定含有 ,可能含有 ;溶液中一定含有的溶质是 。

8、向AgNO3、Cu(NO3)2、Mg(NO3)2的混合溶液中加入一些锌粉,完全反应后过滤。不可能存在的情况是( )

A、滤纸上有Ag,滤液中有Ag+、Cu2+、Zn2+、Mg2+

B、滤纸上有Ag、Cu,滤液中有Ag+、Zn2+、Mg2+

C、滤纸上有Ag、Cu、Zn,滤液中有Zn2+、Mg2+

D、滤纸上有Ag、Cu、Zn、Mg,滤液中有Zn2+、Mg2+

9、实验课上,小明同学把一包铜粉和锌粉的混合物放入一定量的硝酸银溶液中,使其充分反应后过滤,得到固体和蓝色滤液。下列判断中正确的是( )

A、滤出的固体中一定含有银,可能含有铜

B、滤出的固体中一定含有银和铜,一定不含有锌

C、滤液中一定含有硝酸铜,一定没有硝酸锌和硝酸银

D、滤液中一定含有硝酸锌和硝酸铜,可能含有硝酸银

10、在硫酸铜溶液中加入一定量的锌和铁的混合物,充分反应后得到一些固体,过滤,向固体中加入少量稀盐酸,有气体放出。对上述固体的叙述正确的是( ) ①一定含有锌;②一定含有铁;③一定含有铜;④可能含有锌;⑤ 8

可能含有铁;⑥可能含有铜;

A、③④⑤ B、②③④ C、①②③ D、①②⑥

第八单元金属和金属材料-课题3金属资源的利用和保护

一、基础知识

(一)自然界的金属

1、自然界以单质存在的金属有_______、_______等。

2、地壳中含量最多的元素是 ________,其次是 ________。(填符号)

地壳中含量最多的金属元素是 _______,其次是 _______。(填符号)

3、铁在自然界都是以_________形式存在(填“单质”、“化合物”),炼铁的

原料都是铁的矿物,它们都属于________(“纯净物”、“混合物”)。

4、写出常见矿石的主要成分:赤铁矿_______;黄铁矿_______;菱铁矿______;

磁铁矿______;铝土矿_______;黄铜矿_______;辉铜矿_______。(填化学

式)

(二) 铁的冶炼

1、原料:________、________、_________和________。

2、原理

①如图所示是炼铁原理实验简易装置图,写出炼铁过程发生反应的化学方程式

__________________________________。

②该实验的实验现象_________________;___________________________。

③炼铁原理简易实验图中,澄清石灰水的作用是______________; 酒精灯的作用是_______________。

(三)金属的锈蚀和防护

1、金属锈蚀的条件:(1)铁生锈的条件:铁在_____和_____的共同作用下生成

铁锈(主要成分:________、颜色_______)

2、防止金属锈蚀的原理及措施:破坏锈蚀条件,一般措施有:①____________;

②__________________;③__________________。

3、保护金属资源的有效途径:①______________;②_________________;③

__________________;④___________________。

练习题

1、地壳中含量最多的金属元素( )

A.铁 B.氧 C.硅 D.铝

2、铁在一定条件下容易生锈,下列有关铁生锈的叙述错误的是( )

A.铁生锈一定伴随着物理变化

B.铁生锈时,铁发生了缓慢氧化

C.铁生锈的本质就是铁与氧气反应生成氧化铁

D.铁生锈时,会有难以察觉的热量放出

9

3、在面盆、痰盂等铁制品表面烧制搪瓷的目的是( )

A.增大硬度防止撞坏 B.增大厚度防止磨损

C.防止铁生锈且美观 D.美观和杀菌消毒作用

4、通过对金属和金属材料的学习,你认为下列做法正确的是

A.将硫酸铜溶液盛放在铁桶里

B.要制取2 g氢气,用56 g生铁与足量的稀硫酸反应

C.将裸露的铁管埋在潮湿的土里

D.将锌镀在铁的表面,以保护铁不受腐蚀

5、含杂质质量分数相同的下列铁矿石最适宜炼铁的是( )

A.赤铁矿(主要成分是Fe2O3) B.磁铁矿(主要成份Fe3O4)

C.菱铁矿(主要成分为FeCO3) D.黄铁矿(主要成分是FeS2)

6、还原铁的某氧化物2.16g,可以得到1.68g铁。则该种铁的氧化物的化学式为( ) A.FeO B.Fe2O3 C.Fe3O4 D.FeCO3

7、全世界每年因生锈损失的钢铁,约占世界年产

量的十分之一。某学生想弄清楚铁生锈是否必须同

时有空气和水,他将干净的铁钉放入A、B、C三

支试管中,进行研究。

(1)一周后,编号为_____的试管中铁钉最易生锈;

(2)比较吐鲁番盆地和海南岛两地,铁生锈相对

较慢的是_______________理由是_____________________________。

(3)如何防止家庭中常见的铁制品生锈,简单易行的方法有(列举二种方法)

________________________;_________________________。

8、如图所示,大试管中是螺旋状光亮的铁丝,把试管倒插

在水中放置一段时间,观察到铁丝表面有___________生

成,试管内水面将_________,产生这一现象的原因是

________________________________________________。

9、探究铜生锈的条件:铜锈的主要成分是铜绿[Cu2(OH)2CO3],某同学为探究铜在空气中生锈

的条件,利用图1

所示的装置进行实

验,经过一个月的

观察,该同学发现

B中铜丝生锈,而

A、C中铜丝无明显变化,该同学由此得出结论:铜生锈的主要原因是铜与空气中的氧气和水相互作用的结果.

(1)该同学得出的结论正确吗?__________。

(2)你猜测一下参与铜生锈的物质还可能有________;理由是_____________。

(3)为验证你的判断,可用图2所示装置进行实验,其中NaOH溶液的作用是 ______________,经过近一个月的观察,D中的铜丝基本无变化,由此可认为:铜在有氧气和水的条件下难以生锈,参与铜生锈反应的物质有____________。

10、用500t含氧化铁质量分数为70%的赤铁矿,可以炼出含杂质4%的生铁多少吨?

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