第6課時(shí)┃ 金屬和金屬材料
Cu(NO3)2＋2Ag
考點(diǎn)3　金屬活動(dòng)性順序
考點(diǎn)5　鐵的銹蝕與防護(hù)
考點(diǎn)6　保護(hù)金屬的有效途徑
Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑
Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O
FeCl3＋3NaOH===Fe(OH)3↓＋3NaCl
Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu
CuO＋2HCl===CuCl2＋H2O
Cu＋2AgNO3===2Ag＋Cu(NO3)2
CuCl2＋2NaOH===Cu(OH)2↓＋2NaCl
類(lèi)型1 金屬和合金的性能和用途
4Al＋3O2===2Al2O3
[解析] (1)由于鐵的硬度比鋁的大，所以菜刀要用鐵制。 (2)導(dǎo)電性的指數(shù)越高，導(dǎo)電性也就越強(qiáng)，所以銅的導(dǎo)電性最強(qiáng)。(4)常溫下金屬越容易與氧氣反應(yīng)，其表現(xiàn)出的金屬活動(dòng)性就越強(qiáng)。
類(lèi)型2 金屬與酸的反應(yīng)
例2 　兩種二價(jià)金屬的混合物4.4 g與足量稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣0.16 g，則這兩種金屬可能是(　　)A．Fe和Cu B．Cu和MgC．Zn和Al D．Fe和Zn
A．t1時(shí)，消耗鹽酸的質(zhì)量：X＞YB．t3時(shí)，消耗鹽酸的質(zhì)量：X＝Y(jié)C．金屬的相對(duì)原子質(zhì)量：X＜YD．t2時(shí)，消耗金屬的質(zhì)量：X＞Y
例3 等質(zhì)量的X、Y與足量同體積、同濃度的鹽酸反應(yīng)(生成的鹽中，兩種金屬元素的化合價(jià)均為＋2價(jià))，產(chǎn)生氣體的質(zhì)量與時(shí)間、稀鹽酸的質(zhì)量的關(guān)系如圖6－4所示，下列說(shuō)法中不正確的是(　　)
[解析] 從左圖可以看出等質(zhì)量的X、Y與足量同體積、同濃度的鹽酸反應(yīng)時(shí)金屬都消耗完。從右圖可以看出t3時(shí)金屬X生成的氫氣比Y多，則t3時(shí)消耗鹽酸的質(zhì)量X＞Y。
例4 【2017·包頭】天平(靈敏度極高)兩邊各放質(zhì)量相等的燒杯，分別盛有等質(zhì)量、等質(zhì)量分?jǐn)?shù)的稀硫酸，此時(shí)天平平衡。將等質(zhì)量的鋅和鐵分別放入兩燒杯中，充分反應(yīng)后，下列說(shuō)法正確的是(　　)A．若天平平衡，兩邊燒杯中所得溶液質(zhì)量相等B．若天平平衡，兩種金屬一定都有剩余C．若天平不平衡，參加反應(yīng)的金屬質(zhì)量可能不相等D．若天平不平衡，兩種金屬一定完全反應(yīng)
[解析] 若天平平衡，說(shuō)明反應(yīng)生成氫氣質(zhì)量相等，生成氫氣質(zhì)量相等時(shí)，反應(yīng)生成的硫酸鋅和硫酸亞鐵質(zhì)量不相等，因此兩邊燒杯中所得溶液質(zhì)量不相等；若天平平衡，兩種金屬可能都有剩余，也可能是鋅恰好完全反應(yīng)，鐵有剩余；若天平不平衡，說(shuō)明反應(yīng)生成氫氣質(zhì)量不相等，則參加反應(yīng)的金屬質(zhì)量可能不相等，也可能相等；若天平不平衡，兩種金屬不一定完全反應(yīng)，如可能是鋅完全反應(yīng)，鐵有剩余。
類(lèi)型3 金屬活動(dòng)性順序的探究
Ⅰ.金屬活動(dòng)性順序的判斷
例5 X、Y、Z是三種不同的金屬，將X、Y分別放入稀鹽酸中，只有X表面產(chǎn)生氣泡；將Y、Z分別放入硝酸銀溶液中，一會(huì)兒后，Y表面有銀析出，而Z無(wú)變化。根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)事實(shí)，判斷三種金屬的活動(dòng)性順序?yàn)?　　)A．X>Y>Z B．X>Z>YC．Z>X>Y D．Y>Z>X
[解析] X、Y分別放入稀鹽酸中，只有X表面產(chǎn)生氣泡，說(shuō)明在金屬活動(dòng)性順序中X位于氫前，Y位于氫后，即X比Y活潑；將Y、Z分別放入硝酸銀溶液中，Y表面有銀析出，Z無(wú)變化，則活動(dòng)性Y大于Z。
Ⅱ.金屬活動(dòng)性順序的探究和驗(yàn)證
Cr＋H2SO4===CrSO4＋H2↑
Al、CrSO4溶液、Cu
通過(guò)金屬與鹽溶液反應(yīng)比較(合理即可)
[解析] [猜想與假設(shè)] 根據(jù)鋁和銅的金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱，再將鉻加入會(huì)出現(xiàn)三種情況：Cr＞Al＞Cu；Al＞Cr＞Cu；Al＞Cu＞Cr。[實(shí)驗(yàn)與探究] (1)根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：鋁片表面產(chǎn)生氣泡較快，鉻片表面產(chǎn)生氣泡較緩慢，可知猜想二正確；由題中信息可知，鉻能與稀硫酸反應(yīng)，生成藍(lán)色的硫酸亞鉻(CrSO4)溶液，結(jié)合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有氣泡產(chǎn)生，應(yīng)該是生成了氫氣，其化學(xué)方程式為Cr＋H2SO4===CrSO4＋H2↑。(2)如果已知三種金屬的活動(dòng)性順序，用活動(dòng)性位于中間的金屬與另兩種金屬的鹽溶液反應(yīng)；或用活動(dòng)性位于中間的金屬的鹽溶液與另兩種金屬反應(yīng)，都可以驗(yàn)證三種金屬的活動(dòng)性順序，故可選擇Al、CrSO4溶液、Cu或Al2(SO4)3溶液、Cr、CuSO4溶液等。[總結(jié)與歸納] 由上述實(shí)驗(yàn)得出比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱的方法有：①通過(guò)金屬與酸反應(yīng)比較；②通過(guò)金屬與鹽溶液反應(yīng)比較。
Ⅲ.金屬活動(dòng)性順序的應(yīng)用
[解析] 金屬錳在金屬活動(dòng)性順序中位于鋁和鋅之間，則錳的活動(dòng)性比鐵強(qiáng)，所以鐵不能和MnSO4溶液發(fā)生置換反應(yīng)；金屬錳在金屬活動(dòng)性順序中位于鋁和鋅之間，則鎂排在錳的前面，能與MnSO4溶液發(fā)生置換反應(yīng)；金屬錳在金屬活動(dòng)性順序中位于鋁和鋅之間，鋁、鋅是氫之前的金屬，則錳排在氫的前面，能和鹽酸發(fā)生置換反應(yīng)；金屬錳在金屬活動(dòng)性順序中位于鋁和鋅之間，鋅的活動(dòng)性比銅強(qiáng)，所以錳排在銅的前面，能和CuSO4溶液發(fā)生置換反應(yīng)。
例8 向AgNO3和Cu(NO3)2混合溶液中加入一定量的鐵粉，充分反應(yīng)后，有金屬析出，過(guò)濾后向殘?jiān)屑尤胱懔康南←}酸，無(wú)氣泡產(chǎn)生，則下列說(shuō)法中正確的是(　　)A．殘?jiān)幸欢ê蠥g、Fe，濾液中一定含有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3B．殘?jiān)幸欢ê蠥g、Cu，濾液中一定含有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2C．殘?jiān)幸欢ê蠥g、Cu、Fe，濾液中一定含有Fe(NO3)2　D．殘?jiān)幸欢ê蠥g，濾液中一定含有Fe(NO3)2
[解析] 根據(jù)殘?jiān)屑尤臌}酸沒(méi)有氣體生成，所以鐵粉完全反應(yīng)。根據(jù)活動(dòng)性順序可知，鐵粉完全反應(yīng)有四種情況：一是鐵粉反應(yīng)了一部分AgNO3，此時(shí)殘?jiān)鼮殂y，濾液中有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3。二是鐵粉恰好和硝酸銀反應(yīng)，此時(shí)殘?jiān)鼮殂y，濾液中有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2。三是鐵粉和一部分硝酸銅反應(yīng)，此時(shí)硝酸銀完全反應(yīng)，殘?jiān)鼮殂y和銅，濾液有Fe(NO3)2 、 Cu(NO3)2 。四是鐵粉恰好和硝酸銅完全反應(yīng)，此時(shí)硝酸銀也反應(yīng)完全，殘?jiān)鼮殂y和銅，濾液有Fe(NO3)2 。四種情況中濾渣中都有銀，濾液中都有硝酸亞鐵。
　紅棕色粉末變成黑色，澄清石灰水變渾濁　
一氧化碳在繼續(xù)通，石灰水不會(huì)倒吸
取少量反應(yīng)后的固體于試管中，加入適量硫酸銅溶液，若固體完全變成紫紅色，說(shuō)明反應(yīng)后的固體為鐵(合理即可)
例10 【2016·永州】工業(yè)上用100 t含氧化鐵(Fe2O3)80%的赤鐵礦石，理論上可以冶煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量是(　　)A．56 t　 B．58.3 t　 C．70 t　 D．72.9 t
[解析] 解：設(shè)可以冶煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量是x。100 t×80%××100%＝x×96%x≈58.3 t。
例11 “十二五”期間，安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局發(fā)現(xiàn)了懷寧朱沖大型鐵礦，填補(bǔ)了安徽大型富磁鐵礦(主要成分是四氧化三鐵)的空白。實(shí)驗(yàn)測(cè)得該磁鐵礦石中四氧化三鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%，如利用該磁鐵礦石5000噸(假設(shè)雜質(zhì)不含鐵元素)煉鐵，求：(1)5000噸該磁鐵礦石中含鐵元素質(zhì)量是________________________________________噸。(2)煉鐵廠理論上可以煉出含鐵98%的生鐵的質(zhì)量是多少?lài)崳?br/>(2)解：設(shè)煉鐵廠理論上可以煉出含鐵98%的生鐵的質(zhì)量為x。98%×x＝2896.6 t　x≈2955.7 t答：煉鐵廠理論上可以煉出含鐵98%的生鐵的質(zhì)量是2955.7 t。
[解析] (1)這些磁鐵礦石中含四氧化三鐵的質(zhì)量為5000 t×80%＝4000 t；這些磁鐵礦石中含鐵元素的質(zhì)量為4000 t××100%＝2896.6 t。
類(lèi)型5 　金屬的銹蝕和防護(hù)
例12 金屬在生產(chǎn)和生活中具有廣泛的應(yīng)用。(1)如圖6－6金屬制品中，利用金屬導(dǎo)熱性的是________(填序號(hào))。

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