专题四 金属和金属矿物,基本要求：,1、了解金属的物理性质，能区分常见的金属和非金属；认识金属材料在生产、生活和社会发展中的作用；,2、知道常见金属与氧气的反应，了解防止金属锈蚀的简单方法；,3、知道一些常见金属矿物，了解用铁矿石炼铁的方法；,4、能用金属活动性顺序对置换反应进行判断；,5、了解金属的特质及其应用，认识合金的重要特性，知道生铁和钢是重要的铁合金；,6、知道废弃金属对环境的污染，认识回收金属的重要性；,金属,纯金属,金属材料,金属材料,与氧气的反应,与酸的反应,与盐溶液的反应,金属化学性质,利用,保护,金属资源,矿石种类,铁的冶炼,金属的锈蚀和保护,金属资源的保护措施,知识体系,1、了解金属的物理性质，能区分常见的金属和非金属；认识金属材料在生产、生活和社会发展中的作用；,问题：银、铜、铁、铝和碳、硫、磷、氢气、氮气、氧气有什么不同？,纯金属,物理性质（共性） 常温下多为固体、有金属光泽、有延展性、是电和热的良导体、能进行机械加工。 金属之最（个性） 地壳含量最高的金属元素 人体中含量最高的金属元素 目前世界年产量最高的金属 导电、导热最好的金属 硬度最高的金属 密度最大的金属 熔点最高的金属 密度最小的金属 熔点最低的金属,铝,锇,铁,银,铬,钨,汞,钙,锂,金属材料,合金: 性质（与纯金属比较）强度、硬度高，抗腐蚀性能好 重要合金。性能、成分、用途 铁合金：生铁、钢 铜合金 铝合金 钛合金,性质决定用途，但不是唯一的决定因素，还考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利，废料是否易于回收、对环境影响等多种因素。,2、知道常见金属与氧气的反应，了解防止金属锈蚀的简单方法；,金属的化学性质,与氧气反应 与酸反应 与盐溶液反应,与氧气反应 条件： （1）常温下反应（Na、Mg、Al） （2）点燃或加热条件下反应 点燃Fe（在纯氧气中） 加热（Cu） （3）高温下也不反应：Pt、Au 活泼性不同，反应条件、剧烈程度不同 与酸反应 金属活动顺序表：K Pb(H)CuAu 与盐溶液反应 条件：前置后、盐可溶、除K、Ca、Na,有关反应的化学方程式：,1、金属与氧气的反应：,2、金属与酸的反应：,3Fe + 2O2 = Fe3O4 2Mg + O2 = 2MgO 2Cu + O2 = 2CuO 4Al + 3O2 =2Al2O3,高温,点燃,Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2 Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 ,置换反应：由一种单质跟一种化合物作用生成另一种化合物的反应。,3、金属与盐的反应：,Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu Cu + 2AgNO3 = 2Ag + Cu(NO3)2,导致钢铁锈蚀的原因 满足条件：氧气（空气）、水 铁锈的成分,1、“穿外衣”加一层保护膜。如：刷漆、涂油、电镀、烤蓝,2、“增强体质”改变其自身的内部 结构（合金）。如：不锈钢、不锈铁,3.改变腐蚀环境,防止铁制品生锈的具体措施,3、知道一些常见金属矿物，了解用铁矿石炼铁的方法；,金属元素在地壳中的含量（Al、Fe、Ca、） 常见矿石：赤铁矿（Fe2O3）、磁铁矿（Fe3O4） 、褐铁矿（Fe2O3nH2O）、菱铁矿（FeCO3） 铁的冶炼 反应原理 原料 设备,在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的CO把铁从铁矿石里还原出来,铁矿石、焦炭、石灰石、空气,高炉,反应原理：,Fe + CO = Fe + CO2 Fe3O4 + 4CO = 3Fe +4CO2 CuO + CO = Cu + CO2 ZnO + CO = Zn + CO2,高温,高温,高温,高温,活泼金属的冶炼方法:,铝的冶炼原理： 2Al2O3 = 4Al + 3O2,通电,镁的冶炼原理： MgCl2 = Mg + Cl2,通电,要验证锌、铁、铜三种金属的活动性顺序，应选用的一组物质是（ ）ACu、FeCl2、ZnCl2 BFe、Cu、ZnCl2CZn、CuCl2、FeCl2 DFe、CuCl2、ZnCl2,4、能用金属活动性顺序对置换反应进行判断；,在4支盛有相同体积、相同质量分数的稀盐酸的试管中，分别同时放入甲、乙、丙、丁四种金属，小明将观察到的实验现象画了一幅卡通画（如图），每个卡通人物表示一种金属，周围的小黑点表示反应中生成的气体。请回答：（1）从小明所画的卡通画推知，甲、乙、丙、丁四种金属的活动性由强到弱的顺序可能是_。 （2）若乙是锌，丙是初中化学中已学过的一种常见金属，请写出金属丙和盐酸反应的化学方程式_。,5、了解金属的特质及其应用，认识合金的重要特性，知道生铁和钢是重要的铁合金；,合金 合金是由一种金属跟其他金属(非金属)熔合形成的有金属特性的物质。金属材料：包括各种金属和各种合金,1、铜合金：分为黄铜青铜白铜3大类。黄铜 以锌作主要添加元素的铜合金具有美观的黄色统称黄铜。青铜 原指铜锡合金后除黄铜白铜以外的铜合金均称青铜 。白铜 以镍为主要添加元素的铜合金。,2、铝合金：按加工方法可以分为变形（或加工）铝合金和铸造铝合金。变形铝合金分为硬铝、锻铝、超硬铝和特殊铝合金等。铸造铝合金按化学成分可分为铝硅合金，铝铜合金，铝镁合金和铝锌合金。 3、焊锡 4、武德合金：保险丝,5、铁合金：分生铁和钢 生铁：分为炼钢生铁、铸造生铁和球墨铸铁等几种。 钢：分为碳素钢和合金钢两大类。 碳素钢分为高、中、低碳钢。 合金钢：包括不锈钢、锰钢、硅钢、铬钢、钼钢、钨钢等。 6、钛合金 7、铱合金,生铁和钢,1、生铁是含碳量大于2的铁碳合金，工业生铁含碳量一般 在2%-4.3%，并含C、Si、Mn、S、P 等元素,是用铁矿石经高炉冶炼的产品。根据生铁里碳存在形态的不同，又可分为炼钢生铁、铸造生铁和球墨铸铁等几种。 生铁性能：生铁坚硬、耐磨、铸造性好，但生铁脆，不能锻压。,2、钢是含碳量在0.03%-2%之间的铁碳合金。我们通常将其与铁合称为钢铁，为了保证其韧性和塑性，含碳量一般不超过1.7%。钢的主要元素除铁、碳外，还有硅、锰、硫、磷等。其它成分是为了使钢材性能有所区别。,金属资源的保护 （1）防止金属资源的锈蚀 （2）废旧金属的回收利用 （3）有计划、合理开采金属矿物 （4）寻找金属的代用品,6、知道废弃金属对环境的污染，认识回收金属的重要性；,金属置换反应题,判断下列反应是否发生。 Zn+H2SO4 Cu+HCl Ag+H2SO4 Fe+HCl Cu+FeSO4 Zn+FeCl2 Cu+Ag(NO3)2 Al+MgCl2判断下列物质能由金属和酸发生反应生成。 ZnSO4 CuCl2 FeCl2 Fe2(SO4)3 MgCl2 Al2(SO4)3 HgSO4将四根锌棒分别伸入到下列四种溶液中，过一段时间后取出，溶液的质量增加的是_，溶液的质量减少的是_。溶液质量不变的是_A H2SO4 B MgSO4 C CuSO4 D AgNO3,天平平衡问题（一）,如图所示，在杠杆的两端分别挂着质量相同的铜球和锌球，这时杠杆平衡。然后将两球分别浸没在稀H2SO4和CuSO4溶液中片刻，下列说法中正确的是（ ） A只有左边烧杯中溶液的质量增加 B只有右边烧杯中溶液的质量增加 C两边烧杯中的溶液质量都增加 D取掉烧杯后，杠杆仍然保持平衡【答案】 B,稀H2SO4,CuSO4溶液,Cu,Zn,天平平衡问题（二）,在天平两边的烧杯中，分别放入相同质量的稀硫酸，调至平衡，再分别向两边烧杯中各加入等质量的镁和铁（均为不足量），金属完全反应后，天平指针 A.保持平衡，指针不动 B. 偏向放镁的一边 C. 偏向放铁的一边 D. 无法判断,金属与酸反应平均值计算题,用2.8克不纯的铁，跟足量盐酸充分反应，生成0.15克氢气。此铁中含有的杂质可能是( A ) A 镁 B锌 C 铜 D 银,金属与酸反应的图像题,足量的镁、锌、铁与含等质量HCl的稀盐酸反应，下列图像正确的是（ ）,如图所示，某同学探究金属化学性质的实验 （1）上述实验中，有气泡产生的是（填写装置序号）_ （2）F中出现的现象是_ （3）通过上述实验，能否证明镁、锌、铁、铜、银五种金属的活动性顺序?并说明理由 _,金属相关探究题,（4）我国古代“湿法冶铜”就是利用了D中的反应原理，请写出该反应的化学方程式 _：答案：（1）A C （2）铜片表面覆盖一层银白色物质 （3）不能 无法证明镁、锌、铁之间的活动性顺序 （4）Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4,金属与盐反应、金属间活动性比较问题,Mg、Fe、Cu三种金属的混合物与适量稀硫酸恰好完全反应，过滤后滤纸上的残渣中含有_，滤液中的阳离子有_，若向滤液中加入过量的锌粉，充分反应后过滤，滤纸上的物质是_，滤液中的溶质是_答案：Cu、Mg2+、Fe2+、Fe、Zn、MgSO4、ZnSO4,