第八單元 金屬和金屬材料 知識(shí)點(diǎn)梳理 【核心素養(yǎng)目標(biāo)】： 1.知道大多數(shù)金屬在自然界中是以金屬礦物形式存在的，體會(huì)化學(xué)方法在金屬冶煉中的重要性。比較生鐵、純鐵和鋼在組成上的差異； 2.歸納金屬的化學(xué)性質(zhì)，描述有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式。根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱 ； 3.設(shè)計(jì)方案并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，比較常見(jiàn)的活動(dòng)性強(qiáng)弱。初步預(yù)測(cè)常見(jiàn)金屬的主要性質(zhì)； 4.梳理金屬的學(xué)習(xí)要點(diǎn)，從物質(zhì)的存在、組成、變化和用途等視角認(rèn)識(shí)物質(zhì)的性質(zhì)，構(gòu)建組成、性質(zhì)及用途之間的關(guān)系。 【思維導(dǎo)圖】： 【知識(shí)點(diǎn)歸納】 命題點(diǎn)1 金屬材料 1.金屬材料：包括純金屬和合金。 2.金屬的物理性質(zhì)及用途 合金及其特性 概念：在金屬中加熱熔合某些金屬或非金屬，制得具有金屬特征的物質(zhì)。合金屬于混合物。 性能：與其組分金屬相比：合金的硬度和強(qiáng)度更大；抗腐蝕性更強(qiáng)；熔點(diǎn)更低。 常見(jiàn)合金：鐵合金：生鐵(含碳量2%～4.3%)和鋼(含碳量0.03%～2%)都屬于鐵合金，兩者性能不同的原因是含碳量不同。 黃銅：銅鋅合金。 鈦合金：熔點(diǎn)高、密度小、可塑性好。由于和人體具有良好的“相容性”，因此可用于制造人造骨。 特別提醒： (1)合金中至少含有一種金屬元素。 (2)比較合金與組成它們的純金屬的最簡(jiǎn)方法：相互刻畫(huà)。 (3)金屬之最： ①地殼中含量最多的金屬元素——鋁； ②熔點(diǎn)最高的金屬——鎢； ③生活中使用最多且目前世界上年產(chǎn)量最高的金屬——鐵。 命題點(diǎn)2 金屬的化學(xué)性質(zhì) 1.金屬與氧氣反應(yīng) 鎂、鋁等金屬在常溫下就能與氧氣反應(yīng)。 現(xiàn)象：金屬鎂、鋁常溫下在空氣中表面逐漸變暗， 化學(xué)方程式：2Mg+O2點(diǎn)燃2MgO ；4Al+3O2=2Al2O3 。 鐵、銅等在常溫下幾乎不與氧氣反應(yīng)，但在高溫時(shí)能與氧氣反應(yīng)。如銅在氧氣中加熱時(shí)會(huì)出現(xiàn)紅色金屬變?yōu)楹谏腆w的現(xiàn)象，化學(xué)方程式：2Cu + O2加熱2CuO。 金等在高溫時(shí)也不與氧氣反應(yīng)。 2.金屬與稀鹽酸、稀硫酸反應(yīng) 根據(jù)金屬活動(dòng)性順序，位于氫前面的金屬能置換出鹽酸、稀硫酸中的氫，且金屬活動(dòng)性越強(qiáng)，反應(yīng)速率越快。位于氫后面的金屬不能與鹽酸、稀硫酸反應(yīng)。 3.金屬與金屬化合物的溶液反應(yīng) 在金屬活動(dòng)性順序里：位于前面的金屬能把位于后面的金屬?gòu)乃鼈兊幕衔锏娜芤豪镏脫Q出來(lái)，且越靠后的金屬越容易被其他活潑金屬?gòu)钠潲}溶液中置換出來(lái)（K、Ca、Na除外?。?。 置換反應(yīng) （1）概念：由一種單質(zhì)與一種化合物反應(yīng)，生成另一種化合物和另一種單質(zhì)的反應(yīng)，叫做置換反應(yīng)。 （2）特點(diǎn)：“單換單”。 （3）通式：A+BC→B+AC （4）判斷置換反應(yīng)能否發(fā)生要依據(jù)金屬活動(dòng)性順序。 金屬活動(dòng)性順序的應(yīng)用 比較不同金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱：在金屬活動(dòng)性順序里：金屬的位置越靠前,它的活動(dòng)性就越強(qiáng)。 （2）判斷某金屬是否能與酸反應(yīng)以及反應(yīng)快慢。在金屬活動(dòng)性順序里：位于氫前面的金屬能置換出鹽酸、稀硫酸中的氫，且金屬活動(dòng)性越強(qiáng)，反應(yīng)速率越快。 命題點(diǎn)3 金屬礦物和冶煉 1.幾種金屬礦物 （1）金屬來(lái)自地殼中天然存在的礦物。主要有兩種形態(tài)： ①單質(zhì)形態(tài)：少數(shù)化學(xué)性質(zhì)很不活潑的金屬，以單質(zhì)形態(tài)存在，如金、鉑等。 ②化合物形態(tài)：絕大多數(shù)金屬都是以化合物形態(tài)存在于礦物之中，如赤鐵礦、鈦鐵礦等。 （2）金屬在地殼中的含量：地殼中所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高的金屬是鋁，其次是鐵。 2．鐵的冶煉 ①原理：在高溫條件下，利用爐內(nèi)反應(yīng)生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石中還原出來(lái)。 3．金屬資源保護(hù) (1)鐵生銹的條件是：鐵與O2、水接觸(鐵銹的主要成分：Fe2O3·xH2O) (銅生銅綠的條件：銅與O2、水、CO2接觸，銅綠的化學(xué)式：Cu2(OH)2CO3) (2)防止鐵制品生銹的措施： ①保持鐵制品表面的清潔、干燥 ②表面涂保護(hù)膜：如涂油、刷漆、電鍍、烤藍(lán)等 ③加入其他金屬，改變其組成 (3)鐵與鋁的生銹對(duì)比 ①鐵銹很疏松，不能阻礙里層的鐵繼續(xù)與氧氣、水蒸氣反應(yīng)，因此鐵制品可以全部被銹蝕，因而鐵銹應(yīng)及時(shí)除去。 ②鋁與氧氣反應(yīng)生成致密的氧化鋁薄膜，從而阻止鋁進(jìn)一步氧化，因此，鋁具有很好的抗腐蝕性能。 4．保護(hù)金屬資源的途徑 ①防止金屬腐蝕；②回收利用廢舊金屬；③合理開(kāi)采礦物；④尋找金屬的代用?。 意義：節(jié)約金屬資源，減少環(huán)境污染 命題點(diǎn)4 常見(jiàn)題型 1.金屬與酸反應(yīng)生成氫氣問(wèn)題的分析方法 （1）等質(zhì)氫圖 兩種金屬分別與酸反應(yīng),產(chǎn)生的氫氣質(zhì)量相同,此圖反映兩種情況: ①酸不足,金屬過(guò)量,產(chǎn)生的氫氣質(zhì)量由酸的質(zhì)量決定。 ②酸足量,投放的兩種金屬分別與酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量恰好相同,如6.5g鋅和5.6g鐵分別投入足量的鹽酸中,反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣質(zhì)量相同。 (2)等質(zhì)等價(jià)金屬圖 如等質(zhì)量的鎂、鐵、鋅分別與足量的酸反應(yīng),生成的金屬離子都帶2個(gè)單位的正電荷,產(chǎn)生氫氣的速率和質(zhì)量不同。此圖反映出: ①金屬越活潑,圖示中反應(yīng)物的線越陡,如Mg線比Zn 線陡、Zn?線比Fe線陡,說(shuō)明金屬活動(dòng)性Mg> Zn>Fe。 ②金屬的相對(duì)原子質(zhì)量越小,等質(zhì)量時(shí)與足量酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣越多,曲線的拐點(diǎn)越高,因此,相對(duì)原子質(zhì)量Zn>Fe>Mg。 可簡(jiǎn)單概括為:越陡越活,越高越小。 （3）等質(zhì)不等價(jià)金屬圖 如等質(zhì)量的鋁、鎂、鋅分別與足量酸反應(yīng),生成的化合物中金屬元素的化合價(jià)分別為+3、+2、+2價(jià)，此圖反映出等質(zhì)不等價(jià)金屬與酸反應(yīng)不僅產(chǎn)生氫氣的速率不同,而且產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量與金屬元素化合價(jià)有關(guān)?？捎孟率接?jì)算氫氣質(zhì)量: ?m(H2)＝m(金屬）×金屬元素的化合價(jià) 相對(duì)原子質(zhì)量 2.金屬與與混合鹽溶液的反應(yīng)后的溶液和濾渣成分分析 如將鐵粉加入到硝酸銅和硝酸銀的混合溶液中。 (1)將題目中涉及的金屬，按照金屬的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序排列：如Fe、Cu、Ag。 (2)根據(jù)金屬活動(dòng)性由弱到強(qiáng)依次加入鹽溶液中的金屬，其順序?yàn)锳g、Cu、Fe。 (3)根據(jù)加入金屬的量分析，如下表： 3.驗(yàn)證金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法 (1)如何驗(yàn)證Fe?Cu、Ag三種金屬的活動(dòng)性順序 方案一：Fe?CuSO4、Ag Fe+CuSO4=Cu+FeSO4 Ag和CuSO4不反應(yīng) 方案二：FeSO4?Cu、AgNO3 Cu+AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag Cu和FeSO4不反應(yīng) 總結(jié)： 兩金夾一鹽：活動(dòng)性最強(qiáng)和最弱的金屬的單質(zhì)與活動(dòng)性居中金屬的鹽溶液。 兩鹽夾一金：活動(dòng)性最強(qiáng)和最弱的金屬的鹽溶液與活動(dòng)性居中的金屬的單質(zhì)。 幾種氫前金屬比較： 放入同種酸中反應(yīng)比較劇烈程度。反應(yīng)越劇烈的金屬活動(dòng)性越強(qiáng)。

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