九年級(jí)化學(xué)專題四金屬與金屬礦物

專題四 金屬與金屬礦物知識(shí)導(dǎo)圖解讀考點(diǎn)1.了解金屬的物理特征，能區(qū)分常見的金屬和非金屬；認(rèn)識(shí)金屬材料在生產(chǎn)、生活和社會(huì)發(fā)展中的重要作用。金屬材料包括傳統(tǒng)金屬材料如鐵、鋁、銅及合金和新型金屬材料。共有的物理性質(zhì)：有光澤，能導(dǎo)電、導(dǎo)熱，有延展性。應(yīng)用最廣，產(chǎn)量最高的前四種金屬：鐵、鋁、銅、鈦。大多數(shù)的金屬資源一般以化合物的形式存在與地殼和海洋中，金、銀等極少數(shù)不活潑金屬在自然界中以單質(zhì)形式存在。2.知道常見的金屬與氧氣的反應(yīng)；了解防止金屬銹蝕的簡(jiǎn)單方法。鐵與氧氣反應(yīng)分為鐵在氧氣中劇烈氧化燃燒及在空氣中緩慢氧化生銹兩種情況，條件不同，反應(yīng)的劇烈程度不同，產(chǎn)物也不同。學(xué)習(xí)時(shí)應(yīng)注意與氧氣的化學(xué)性質(zhì)相聯(lián)系。（1）金屬銹蝕的條件鐵生銹實(shí)際上是鐵、氧氣、水等物質(zhì)相互作用，發(fā)生的一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，鐵銹的主要成分是Fe2O3，鐵銹是紅棕色，很疏松，易吸水。（2）金屬的防銹方法保持鐵制品表面的潔凈、干燥；在鐵制品表面覆蓋保護(hù)層； 改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如制成不銹鋼等。3.知道一些常見金屬（鐵、鋁等）礦物；了解從鐵礦石中將鐵還原出來的方法。常見的金屬礦物有：赤鐵礦（主要成分是Fe2O3）；磁鐵礦（主要成分是Fe3O4）；黃鐵礦（主要成分是FeS2）；菱鐵礦 （主要成分是FeCO3）；鋁土礦（主要成分是 Al2O3）等。 煉鐵就是把鐵礦石、焦炭、石灰石一起放入高爐中，在高溫條件下，利用還原劑CO把鐵從他的化合物中還原出來。4.了解常見金屬的特性及其應(yīng)用，認(rèn)識(shí)加入其他元素可以改良金屬特性的重要性；知道生鐵和鋼等重要的合金。在金屬中加熱熔合某些金屬或非金屬，就可以制得具有金屬特性的合金。生鐵和鋼是鐵含碳量不同的鐵的兩種合金。生鐵的含碳量為2%4.3%，鋼的含碳量為0.032%，除含碳外，生鐵中還含有硅、錳等，不銹鋼中還含有鉻、鎳等。這種組成的改變，使得合金性能也隨之發(fā)生改變。合金的強(qiáng)度與硬度一般比組成它們的純金屬更高，抗腐蝕性能也更好，因此合金具有廣泛的用途。5.知道金屬活動(dòng)順序，金屬與酸、鹽溶液的反應(yīng)規(guī)律。在金屬活動(dòng)順序中，金屬的位置越靠前，金屬越活潑；在金屬活動(dòng)順序中，H前面的金屬能置換出鹽酸、稀硫酸中的H；在金屬活動(dòng)順序中，前面的金屬能把后面的金屬從他的鹽溶液中置換出來。6.知道廢棄金屬對(duì)環(huán)境的污染，認(rèn)識(shí)回收金屬的重要性。廢棄金屬中含有的一些重金屬會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，如廢舊電池中含有汞等，如果將廢舊電池隨意丟棄，汞等滲出會(huì)造成地下水和土壤的污染，威脅人類健康?；厥諒U棄金屬不僅可以節(jié)約金屬資源，還可以減少對(duì)環(huán)境的污染。洞察考向1.鋁、鐵、銅等金屬及其合金，都是生產(chǎn)、生活中應(yīng)用廣泛的金屬材料。這幾種常用的重要金屬除有共性之外，更值得注意的是它們有各自不同的特性?？疾榈哪康木褪且髮W(xué)生比較清楚地了解這幾種重要金屬的性質(zhì)與性能差異，并能根據(jù)其性質(zhì)選擇確定用途，或由其用途推知該金屬的主要特性。因此，金屬及其合金的性能與組成結(jié)構(gòu)的關(guān)系；性能與用途的關(guān)系；還有在這些內(nèi)容里反映出的量變引起質(zhì)變的辯證關(guān)系是常見的命題形式。預(yù)測(cè)以金屬的性質(zhì)為背景的新情境試題增加，選材主要集中在銅、鈦等金屬的性質(zhì)方面，旨在考查學(xué)生獲取信息和加工信息的能力。2.以金屬活動(dòng)順序表為內(nèi)容的探究型試題、選擇題，是命題的基本形式，這些知識(shí)所涉及到的內(nèi)容都是考查的熱點(diǎn)，具體有：（1）通過一些反應(yīng)事實(shí)、現(xiàn)象分析判斷未知金屬的活動(dòng)性順序，并做出相應(yīng)的解釋。（2）根據(jù)金屬與酸、鹽溶液反應(yīng)中的各種物質(zhì)質(zhì)量的變化趨勢(shì)進(jìn)行分析判斷。（3）不同金屬與酸、鹽溶液能否反應(yīng)的判斷以及反應(yīng)先后（速率快慢）的分析。（4）一定量的金屬與酸、鹽溶液反應(yīng)后，對(duì)所得濾渣、濾液組成（構(gòu)成）的分析判斷。（5）金屬與酸、鹽溶液反應(yīng)中所涉及到的相關(guān)因素用函數(shù)圖像表示或與物理學(xué)中力學(xué)、電學(xué)等知識(shí)結(jié)合。3.鐵生銹的命題，滲透學(xué)科間的知識(shí)，考查學(xué)生運(yùn)用理化知識(shí)解決問題的能力。通過對(duì)鐵生銹實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)與設(shè)計(jì)，考查對(duì)鐵生銹條件的掌握；考查一些常見金屬的防銹措施；聯(lián)系生活實(shí)際情境考查一些保護(hù)金屬資源的途徑和方法。金屬材料的防銹蝕保護(hù)及相關(guān)驗(yàn)證或探究實(shí)驗(yàn)等都是考查熱點(diǎn)。4.鐵的冶煉。多考查煉鐵的原料、原理，以及煉鐵過程中對(duì)廢氣的處理。常以簡(jiǎn)答題形式命題。真題剖析例題1、金屬材料在人類活動(dòng)中已得到越來越廣泛的應(yīng)用。下列性質(zhì)屬于金屬共性的是（ ）A硬度很大、熔點(diǎn)很高 B有良好的導(dǎo)電性、傳熱性C是銀白色的固體 D易與酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣【解析】不同的金屬有其個(gè)性，如純鐵較軟，銅是紫紅色的，A、C不符合題意；在金屬活動(dòng)順序表中，H后的金屬不合酸反應(yīng)，D不符合題意；金屬的導(dǎo)電性、傳熱性屬于金屬的共性?！敬鸢浮緽題2、金屬材料被廣泛應(yīng)用于生活、生產(chǎn)中，下列列出的一些金屬材料的數(shù)據(jù)： 純金屬合金鉛鎘鉍錫武德合金熔點(diǎn)/32732127123270已知武德合金是足鉛、鉍、錫、鎘組成的合金，則下列說法錯(cuò)誤的是A武德合金的熔點(diǎn)低于組成它的純金屬 B鐵鍋破損，可用武德合金焊接修補(bǔ)C武德合金可做電路保險(xiǎn)絲 D武德合金屬于混合物【解析】由題目有關(guān)數(shù)據(jù)知合金的熔點(diǎn)低于組成它的純金屬，A對(duì)；武德合金熔點(diǎn)低，不能用于鐵鍋的焊接修補(bǔ)，可以做電路保險(xiǎn)絲，B錯(cuò)誤，C對(duì)；合金都是混合物，D對(duì)?！敬鸢浮緽題3、如圖41所示是X 、Y、Z三種金屬在容器中的反應(yīng)現(xiàn)象，下列說法正確的是AX 、Y、Z三種金屬均發(fā)生了置換反應(yīng)B三種金屬的活動(dòng)性順序是XYZC若Z能從金屬Y的鹽溶液里置換出Y，則三種金屬的活動(dòng)性順序是XZY D若X為金屬鎂，則Z可能是鐵【解析】從圖中看出X能與酸劇烈反應(yīng)，而Y、Z沒有反應(yīng)，因而只能判斷X的活動(dòng)性比Y、Z強(qiáng)弱，故A、B錯(cuò)，若Z能從金屬Y的鹽溶液里置換出Y，說明Z比Y活潑，故C對(duì)；鐵能與酸反應(yīng)緩慢放出氫氣，而Z不能，故Z不可能是鐵，故D錯(cuò)?！敬鸢浮緾題4、圖42為某化學(xué)興趣小組同學(xué)設(shè)計(jì)的觀察鐵制品銹蝕的實(shí)驗(yàn)裝置。請(qǐng)你分析以下相關(guān)敘述中，正確的是 ( )A此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)必須在玻璃儀器中進(jìn)行B一段時(shí)間后，塑料瓶會(huì)變癟，說明鐵生銹與空氣有關(guān)C一段時(shí)間后，鐵絲會(huì)由下到上出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象D一段時(shí)間后，水面處鐵絲銹蝕嚴(yán)重，而水上、水下部分生銹不明顯【解析】本題通過實(shí)驗(yàn)考查鐵生銹的條件。鐵在潮濕空氣中與氧氣、水共同作用而生銹。做鐵制品銹蝕條件實(shí)驗(yàn)可以用試管也可以用題給裝置進(jìn)行，只要能觀察到明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象即可。因鐵生銹會(huì)消耗空氣中的氧氣，導(dǎo)致塑料瓶?jī)?nèi)壓強(qiáng)減小，在大氣壓作用下，塑料瓶變癟，鐵生銹與空氣有關(guān)。鐵制品與水面接觸部位生銹最嚴(yán)重，這部分與空氣和水都充分接觸了?！敬鸢浮緽D題5、向一定量的鐵粉中逐滴加入稀硫酸至過量,圖43是反應(yīng)過程中某種物質(zhì)的質(zhì)量Y隨加入稀硫酸的質(zhì)量變化的關(guān)系,則Y不可能表示A.消耗鐵粉的質(zhì)量 B.生成硫酸亞鐵的質(zhì)量C.溶液的總質(zhì)量 D.生成氫氣的質(zhì)量【解析】由圖表可以看出，Y物質(zhì)的質(zhì)量增加，一段時(shí)間后質(zhì)量不再改變。所以Y物質(zhì)可以是生成物硫酸亞鐵和氫氣的質(zhì)量。作為反應(yīng)物鐵粉消耗逐漸增多，至反應(yīng)完時(shí)不再改變，所以Y也可以反應(yīng)物鐵粉的質(zhì)量。對(duì)于溶液的質(zhì)量，變化較復(fù)雜。【答案】C題6、興趣小組的同學(xué)學(xué)習(xí)了金屬的性質(zhì)后，在實(shí)驗(yàn)室找到的一種銀白色金屬R做如下探究：（1）將金屬R投入稀鹽酸中，金屬表面有氣泡冒出。 則該金屬R在金屬活動(dòng)性順序表中排在氫的_（選填“前面”或“后面”）。（2）為了比較金屬R與鐵的活動(dòng)性強(qiáng)弱，興趣小組設(shè)計(jì)下列方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)完成下表：你的一種猜想驗(yàn)證方法現(xiàn)象結(jié)論金屬R的活動(dòng)性比鐵_將金屬R投入_液中 金屬R表面有黑色的物質(zhì)析出猜想_（選填“正確”或“錯(cuò)誤”）（3）請(qǐng)根據(jù)上述的信息，標(biāo)出金屬Fe、R、Cu在下列金屬活動(dòng)性順序表中的相應(yīng)位置。【解析】（1）金屬和鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氣泡，則金屬在金屬活動(dòng)性順序表中排在氫前；（2）比較金屬R與鐵的活動(dòng)性強(qiáng)弱，利用R與鐵鹽溶液的反應(yīng)，鐵被置換出來，說明金屬R的活動(dòng)性比鐵強(qiáng)，反之，金屬R的活動(dòng)性比鐵弱；（3）根據(jù)（2）中現(xiàn)象，金屬活動(dòng)順序?yàn)镽FeCu【答案】（1）前（2）強(qiáng)（或弱）； FeSO4（或FeCl2等）； 正確（或錯(cuò)誤）（3）題7、置換反應(yīng)是化學(xué)反應(yīng)的基本類型之一。(1)金屬與鹽溶液之間的置換反應(yīng)，一般是活動(dòng)性較強(qiáng)的金屬可把活動(dòng)性較弱的金屬從其鹽溶液中置換出來，如銅和硝酸銀溶液反應(yīng)，其化學(xué)方程式為_。(2)非金屬單質(zhì)也具有類似金屬與鹽溶液之間的置換反應(yīng)規(guī)律，即活動(dòng)性較強(qiáng)的非金屬可把活動(dòng)性較弱的非金屬從其鹽溶液中置換出來，如在溶液中可發(fā)生下列反應(yīng)：C12+2NaBr=2NaCl+Br2 ；I2+Na2S=2NaI+S+Br2；Br2+2KI=2KBr+I2 由此可判斷：S、C12、I2、Br2活動(dòng)性由強(qiáng)到弱順序是_。下列化學(xué)方程式書寫錯(cuò)誤的是_。(A)C12+2NaI=2NaCl+I2 (B)I2+2KBr=2KI+Br2(C)Br2+Na2S=2NaBr+S (D)C12+K2S=2KCl+S【解析】（1）化學(xué)方程式的書寫，注意配平和符號(hào)的規(guī)范；（2）中根據(jù)題中所給信息，活動(dòng)性較強(qiáng)的非金屬可把活動(dòng)性較弱的非金屬從其鹽溶液中置換出來，所以 S、C12、I2、Br2 活動(dòng)性由強(qiáng)到弱順序是 C12 Br2 I2 S。根據(jù)活動(dòng)性順序 Br2比 I2活潑，所以I2+2KBr=2KI+Br2反應(yīng)是錯(cuò)誤的。【答案】(1)Cu+2AgNO3= Cu(NO3)2+2Ag(2)C12Br2I2S B題8、某地根據(jù)當(dāng)?shù)靥攸c(diǎn)，將石灰石的開采、加工和高爐煉鐵建在一起形成聯(lián)產(chǎn)。（1）煉鐵的固體原料有鐵礦石、焦炭和_。請(qǐng)寫出煉鐵過程中CO和Fe2O3反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。（2）高爐煉鐵（見圖44）排放的廢氣中含有大量的高溫一氧化碳，可作為能源用來煅燒石灰石。請(qǐng)寫出煅燒石灰石的化學(xué)方程式：_。（3）此聯(lián)產(chǎn)方式的主要優(yōu)點(diǎn)是：_（答出一條即可）【解析】煉鐵的原料和原理是要求掌握的內(nèi)容，而聯(lián)產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)是廢氣的再利用，形成循環(huán)體系，減少了污染，節(jié)省了能源。【答案】（1）石灰石；3CO+Fe2O32Fe+3CO2（2）CaCO3CaO+CO2 （3）降低成本（或變廢為寶、減少環(huán)境污染、節(jié)約能源、合理利用能源等，其他合理答案均可）備考技法1鐵與酸溶液及與鹽溶液的置換反應(yīng)，應(yīng)結(jié)合金屬活動(dòng)性順序及其意義，判斷能否發(fā)生反應(yīng)、書寫有關(guān)化學(xué)方程式。有關(guān)規(guī)律是：鐵無論是與酸溶液還是與鹽溶液發(fā)生置換反應(yīng)都生成亞鐵鹽（鐵元素的化合價(jià)為2價(jià)），生成物溶液均為淺綠色（Fe2+）。2要學(xué)會(huì)舉一反三，同一知識(shí)點(diǎn)要多側(cè)面、多角度地進(jìn)行理解應(yīng)用。如歸納比較鎂比鐵活潑的方法：分別與氧氣反應(yīng)，通過兩點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比：a反應(yīng)條件鎂在空氣中可以直接燃燒，鐵絲在純氧中必須通過火柴引燃才能燃燒。b反應(yīng)的劇烈程度不同。兩種金屬分別投入相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的稀硫酸中鎂產(chǎn)生氣泡的速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于鐵。經(jīng)打磨的鎂片放入硫酸亞鐵溶液中鎂可以把鐵從硫酸亞鐵溶液中置換出來。3有關(guān)天平題的計(jì)算。解有關(guān)天平題的基本思路是：進(jìn)入燒杯的物質(zhì)的質(zhì)量與離開燒杯（主要以氣體形式離開）的物質(zhì)的質(zhì)量之差就是燒杯內(nèi)反應(yīng)前后增加的質(zhì)量。若左右燒杯中增加的質(zhì)量相等，天平平衡；不等時(shí)，天平發(fā)生傾斜，向增加質(zhì)量大的一邊傾斜。4加強(qiáng)對(duì)金屬銹蝕條件的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)步驟的學(xué)習(xí)，注意分析實(shí)驗(yàn)過程中的各個(gè)要素與反應(yīng)原理的關(guān)系。鐵制品生銹的條件設(shè)計(jì)證明鐵制品在什么條件下容易銹蝕的實(shí)驗(yàn)，首先要根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)對(duì)鐵制品生銹的條件進(jìn)行假設(shè)。鐵制品在干燥的空氣中不容易生銹，而在潮濕的空氣中容易生銹，說明鐵制品生銹可能與空氣（氧氣）和水都有關(guān)。再控制條件，設(shè)計(jì)以下三個(gè)對(duì)比