《金属与矿物》(金属与金属材料)1

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1、2022年-2023年建筑工程管理行业文档 齐鲁斌创作金属与矿物(金属与金属材料)【学习目标】1能区分金属与非金属；区别生铁和钢2了解金属的特征及其应用；3初步掌握金属的化学性质(与氧气、酸、盐)及金属活动性，置换反应的条件和简单应用；(图像题天平题杂质计算,设计简单实验区别活动性,简单的金属和混合盐的反应次序判断)4了解金属的冶炼及金属资源的保护和利用(一氧化碳冶铁的实验设计铁生锈实验设计的控制变量思想)；5知道碳单质燃烧(知道反应物的量不同对反应产物是有影响的)、一氧化碳的还原性、可燃性和毒性。【前置性学习】1. 金属具有很多共同的物理性质： 、 、 、 。2. 写出镁、铝、铁、铜分别与氧

2、气反应的化学方程式： 、 。 、 。3.铜与硫酸不反应，锌、铁、铝能与稀硫酸反应生成氢气。写出镁、铝、铁、锌分别与稀硫酸反应的化学方程式： 、 。 、 。4. 金属铁与硫酸铜溶液也能发生置换反应方程式: . 。Fe与CuSO4反应或铁与酸反应得到 价的铁。FeSO4在水溶液中为 颜色, CuSO4在水溶液中为 颜色。5.以上四种金属的活动性由强到弱为 6. 金属元素在自然界中分布很广，除了少数的（ , , ）以单质存在，其余大都以 存在。7. 常见的矿石：赤铁矿的主要成分 、磁铁矿的主要成分 、赤铜矿的主要成分 、孔雀石的主要成分 。8. 工业炼铁（1）设备： ; 原料： 、 、 、 .（2）

3、主要反应：a. 高温焦炭中通入过量的空气，生成二氧化碳 ；b. 二氧化碳通入灼热的焦炭: ；c. 高温下,一氧化碳通入铁矿石中: 。d. 思考下列问题：实验操作开始应先 再通 ，原因是 。反应结束时硬质玻璃管中固体的颜色会由 色变为 色，实验结束后的操作为应先 再 。原因为 。e. 石灰水作用是 ，实验中会出现 现象，尾气操作的方法是 9、铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟 、 等物质互相作用，发生一系列复杂的化学变化，使铁转化为疏松的铁锈。铁锈的主要成分是 。颜色为 。10、人们通常采用在钢铁表面覆盖保护层的方法来防止钢铁生锈。例如： 、 、 等。另外金属铝在空气中能“ ”，生成致密的_ _。11

4、、废金属回收的意义 【典型例题】1. 金属的性质例1等质量的稀硫酸分别与足量的镁、铁、锌三种金属反应，下列图像能正确生产氢气质量与反应时间之间关系的是（ ）你知道吗？（1）反应过程中谁产生的氢气多？跟什么有关系？（2）反应结束时谁产生的氢气多？又跟什么有关？小结：解决此类问题，可以在横坐标上取两点：过程中取一点；结束时取一点。分析这两个时刻产生的氢气跟什么有关系。变式训练：相同质量的M、N两种活泼金属，分别与足量质量分数为8%的盐酸反应（M、N在生成物中均为+2价），生成H2质量和反应时间的关系如右图。下列叙述正确的是 （ ）A金属的活泼性NM B两个反应生成H2的体积相等C相对原子质量NM

5、D两个反应消耗盐酸的质量一定相等例2 X、Y、Z是三种不同的金属，将X、Y分别放入稀盐酸中，只有X表面产生气泡；将Y、Z分别放入硝酸银溶液中，一会儿后，Y表面有银析出，而Z无变化。根据以上实验事实，判断三种金属的活动性顺序为（ ）A. XYZ B. X Z Y C. Z XY D. YZ X你知道吗？比较金属的活泼性有哪些方法吗？分别通过什么来判断？小结：比较金属的活泼性应抓住金属的化学性质：金属能与氧气、酸、盐反应（1）通过金属与氧气反应来比较：反应条件越简单，反应越剧烈，说明金属越活泼，如铝和氧气常温下就能反应、铜和氧气需要在加热的条件下才能进行。（2）通过金属能与酸反应来比较：能反应的比

6、不能反应的活泼，且反应越剧烈，说明金属越活泼，如铜不能与稀酸反应，镁、锌与酸能反应，且镁反应更加剧烈，因此这三种金属的活泼性顺序为：镁锌铜。（3）通过金属能与盐溶液反应来比较：活泼的金属能将较为稳定金属从它的盐溶液中置换出来。变式训练1：下列四个实验中只需要完成三个就可以证明铁、铜、银三种金属的活动性顺序。其中不必进行的是（ ）A.将铁片放入稀盐酸中 B. 将铜片放入稀硫酸中C.将铁片放入硝酸银溶液 D. 将铜片放入硝酸银溶液变式训练2：某化学兴趣小组为测定Fe、Cu、Ag三种金属的活动性顺序设计了四种方案，每种方案所用的试剂如下，其中你认为不可行的是（ ）A. Fe、Ag、CuSO4溶液 B

7、. Fe、Cu、AgNO3溶液、稀盐酸C. Cu、FeCl2溶液、AgNO3溶液 D. Cu、Ag、Fe、稀盐酸例3向含有AgNO3、Cu(NO3)2、Zn(NO3)2的混合溶液中加人一定量的铁粉，使其充分反应后，过滤，向滤渣中滴加稀盐酸，有气泡产生，则下列结论不正确的是（ ）A 滤渣中含Ag，滤液中含Ag+、Fe2+、Cu2+、Zn2+B 滤渣中含Ag、Cu，滤液中含Fe2+ 、Zn2+ 、Ag+C 滤渣中含Ag、Cu，滤液中含Fe2+ 、Zn2+、 Cu2+D 滤渣中含Ag，滤液中含Zn2+、Fe2+、Cu2+你知道吗？（1）铁可以置换出哪几种金属？是否有先后顺序？如果有，则铁应先置换出哪

8、种金属？（2）“一定量的铁粉”是何意？可以将此过程分为哪些情况？（3）如何快速解决此类问题？小结：（1）金属与混合盐溶液反应是有先后顺序的：应先置换出最稳定。（2）观察滤渣中的金属与滤液中的金属离子能否反应，可以快速解决此类问题。 变式训练：在氯化铜和氯化亚铁的混合溶液中加入一定量的镁粉，充分反应后过滤，向滤出的固体中滴加稀盐酸，没有气泡产生。下列判断正确的是（ ）A滤出的固体中一定含有铜，可能含有铁和镁B滤出的固体一定含有铜，一定不含铁和镁C滤液中一定含有氯化镁和氯化亚铁，可能含有氯化铜D滤液中一定含有氯化镁、氯化亚铁、氯化铜2理解金属锈蚀的条件例4课本实验中，铁生锈所需要的时间较长，某实验

9、小组设计如下改进的实验检查装置的气密性：连接好装置，关闭分液漏斗的活塞，将C导管接入到装有水的烧杯中，微热甲装置，说明气密性良好的现象是_。反应开始后，甲装置中反应现象是_，MnO2的作用是_。4分钟后观察：A处铁丝依然光亮，B处铁丝表面灰暗，D处铁丝依然光亮。该实验说明铁生锈主要与_和_有关。B、D处实验现象对比说明：决定铁生锈快慢的一个重要因素是_。你知道吗？（1） 铁生锈与哪些因素有关吗？（2） 盐和酸对铁生锈有何影响？变式训练：为探究铁锈蚀的影响因素，某兴趣小组做了如下实验。实验方案 将3枚洁净的铁钉同时置于如图所示环境下的斌舒中，观察铁钉锈蚀情况。实验现象3天后，I、中铁钉不生锈，中

10、铁钉明显生锈。获得结论(1)对照实验l、，可知铁锈蚀的条件之一为 ；(2)防止铁锈蚀的一种方法是 。拓展探究(3)小明发现海边的铁器很容易生锈，从而猜测氯化钠能加快铁的锈蚀。请设计实验方案验证小明的猜想 。3铁的冶炼例5某化学兴趣小组用一氧化碳与氧化铁的反应来探究炼铁的原理，装置如下图所示。请回答有关问题：(1)为避免一氧化碳污染空气，并回收利用一氧化碳，方框中连接的是C和D，导管接口的连接顺序为a( )( )( )。C装置中NaOH的作用是 (2)实验开始时，应 (填“先加热再通CO”或“先通CO再加热”)，目的是 。(3)实验进行一段时间后，玻璃管A中出现的现象为 ，反应方程式为 。(4)

11、除CO外，还有哪些物质可以还原Fe2O3 (请写一物质的化学式)。你知道吗？你知道了吗？在探究炼铁的原理试验中需要了解哪些知识吗？小结：在探究炼铁的原理试验中需要了解的问题有：反应原理；反应现象；操作顺序；产物验证；尾气处理等。【课堂检测】1鞍钢集团全力支持上海世博会，为上海虹桥交通枢纽建设提供47万吨精品钢材。关于钢的说法不正确的是（ ） A钢是纯净物 B钢是铁合金 C钢的含碳量低于生铁 D钢的性能优于生铁2下列有关金属的说法错误的是（ ） A金属具有金属光泽，常温下金属都是固体 B生铁和钢是含碳量不同的铁合金，其中生铁的含碳量大于钢的含碳量 C炒完菜后，应及时除掉锅底的水，这样可以防止铁锅

12、生锈 D金属的回收利用是保护金属资源的有效途径之一3将等质量的甲、乙两金属分别与足量的稀硫酸反应，产生氢气的质量与反应时间的关系如右图。关于甲、乙两金属判断合理的是（ ） A铁、镁 B锌、镁 C锌、铁 D铁、锌4如右图所示，烧杯中盛有质量相等、质量分数相等的稀盐酸，天平调平后，同时向其中分别加入等质量的锌片和铁片，则从反应开始到金属完全反应的过程中，天平指针指向的变化是 A向左偏 B向右偏 C先向左偏后向右偏D先向右偏后向左5X、Y、Z是金属活动性顺序表里的三种金属，它们在溶液中能发生如下反应：X+YSO4=XSO4+Y Y+2ZNO3=Y(NO3)2+2Z X+H2SO4=XSO4+H2 Z

13、与H2SO4不发生反应 则三种金属的活动性满足（ ）AXYZ BZYX CYZX DXZY6往AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，向滤渣中加入稀盐酸，无气泡产生。根据上述现象，你能得出的结论是（ ）A滤渣中一定有Fe粉 B滤渣中一定有Cu粉C滤液中一定有Fe2+ D滤液中一定有Ag+、Cu 2+7往ZnSO4和CuSO4的混合溶液中加入过量的铁粉，充分反应过滤，滤纸上剩余物质是 A.Fe和CuB.CuC.ZnD.Fe8现有甲、乙、丙三种金属，分别与空气和氧气反应，现象如下表所示： 据以上信息，这三种金属活动性由强到弱 A甲丙乙 B甲乙丙 C.乙丙甲 D.丙

14、乙甲9请从铜、锌、钛、铁、钙、银、铝、汞、钨等金属中选取合适的答案填入下面空格中：（1）用于干电池的是 ；（2）广泛地应用于制造电线、电缆的是 ；（3）广泛用于航空工业、造船工业和化学工业、医学材料的是 ；（4）铁栏杆外层涂料的“银粉”大多是 ；（5）温度计中银白色的液体是 ；（6）热水瓶内胆壁常镀一层银白色物质中有 。10钢铁是重要的金属材料，在生产、生活中有广泛的用途。建造北京奥运会主体育场“鸟巢”，就是用了大量的钢铁。（1）钢铁属于_（填“纯净物”或“混合物”）；（2）每年世界上钢铁的产量很高，钢铁的锈蚀也给人类带来了巨大的损失。铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟空气中的_和_共同作用的结果；

15、（3）为了防止钢铁锈蚀，人们常采用在其表面涂刷矿物油或镀上其他金属等覆盖保护膜的方法。这些方法都能防止锈蚀的共同原理是_；过量空气、高温焦炭、高温赤铁矿、高温（4）炼铁厂常以焦炭、赤铁矿（主要成分是氧化铁）、空气等为主要原料炼铁，反应过程如下： 焦炭 CO2 CO Fe 请写出第步反应的化学方程式：_；（5）取少量高炉中炼出的生铁放入烧杯中，加入足量稀盐酸，可观察到的现象是 ，发生反应的化学方程式为 ，当反应停止后，还可观察到烧杯底部有黑色不溶物，该物质是（填化学式） ，请设计一个简单实验证明你的判断，简要写出主要操作和现象 （6）金属矿物的储量有限，而且不能再生；目前世界上已有50%以上的废

16、钢铁得到回收利用，其目的是_（填“合理开采矿物”或“节约金属资源”）。11某课外活动小组为测定铜锌合金粉末中铜的质量分数设计了下列实验：称取ag样品放入烧杯，滴入足量稀盐酸。取一张质量为bg的滤纸，制作并安装好过滤器。待中反应充分后，过滤。取沉淀连同滤纸放在干燥器中干燥后，称量，质量为cg。回答下列问题：（1）称量样品时，应把样品放在托盘天平的 盘里。（2）如何判断中反应已进行充分？ 。（3）过滤中发现滤液出现浑浊，应如何处理？ 。（4）整个实验过程中用到的玻璃仪器有烧杯、胶头滴管、 、玻璃棒、干燥器等。（5）通过上述实验测得的铜的质量分数是 （用a、b、c表示）。（6)老师指出，、之间缺少一个步骤，使得实验结果偏大。该步骤是 【自我小结】回归学习目标，你了解了本课时需要掌握的主要内容了吗？回头再看一看！7