2013第八单元 金属和金属材料(75张PPT)

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金属资源的利用和保护
1.铁的冶炼 焦炭 、_______ 石灰石 和空气。 铁矿石 、_____ (1)原料：_______
(2)原理(以氧化铁为例)。 3CO+Fe2O3 ==== 2Fe+3CO2 。 _______________________
高温
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2.金属资源保护 (1)金属的腐蚀和防护。
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【思考感悟】金属材料一定只含有金属吗？试举例说明。 提示：不一定。金属材料包括纯金属和合金，而合金中可能全
部由金属组成，如黄铜是由铜和锌组成；也可能由金属和非金
属熔合而成，如铁合金是由铁和碳组成。
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金属的化学性质
1.金属的化学性质
(1)与O2的反应(写化学方程式，下同)。
(2)金属资源的保护措施。 ①防止金属的腐蚀； ②金属的回收利用;
③有计划、合理地开采矿物质；
④寻找金属的代用品。
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【甄别·判断】 1.合金是由不同的金属化合而成的。( × ) 提示：合金是一种金属加热熔合了其他金属或非金属而形成的
具有金属特性的物质，属于混合物，因而形成合金的变化为物
(2)生锈后的铁如果不及时除锈，生锈的速度会加快，因为铁
锈疏松多孔，易吸收水。 (3)外界因素对钢铁生锈速度的影响。钢铁生锈的速度会随着 环境温度升高、湿度的增大、酸性的增强而变快。
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【特别提醒】
(1)铁锈是一种混合物，主要成分是氧化铁。
(2)金属表面除锈既可以用物理方法，如刀刮、用砂纸擦等， 也可以用化学方法，如用稀酸溶液浸泡，使之变成可溶性物质 而除去，但由于除锈后的金属也能与酸溶液反应，因而酸洗时 间不能过长。
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【思考感悟】1.铝比铁更易与氧气或其他物质反应，但同样暴 露在空气中，为什么铁比铝更易生锈？ 提示：这是因为铝在空气中与氧气反应生成一层致密的氧化物
薄膜，这层薄膜阻止了内层的铝进一步被氧化。
2.在铁与酸、盐溶液发生的置换反应中，判断铁元素在反应前 后化合价是否发生了变化？怎样变化？ 提示：反应前铁单质中铁元素的化合价为 0价，反应后生成物 中铁元素的化合价一般为+2价，即生成亚铁盐。
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【特别提醒】 (1)应用金属活动性顺序判断金属与酸能否反应时，不仅要考 虑金属活动性，还要注意，浓硫酸、硝酸因具有强氧化性，不 能与金属发生臵换反应。 (2)应用金属活动性顺序判断金属与盐能否反应时，不仅要考 虑金属的活动性，还要注意，反应物盐必须溶于水，否则不能 反应。
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一、金属活动性顺序的探究与应用 1.原理：借助金属与酸溶液、盐溶液能否发生反应及反应的速
率来判断金属的活动性强弱。
2.探究金属活动性顺序的实验设计
判断依据
实验设计
判断方法
能反应则金属位于金属
方 金属能否 将金属放入相同浓 案 与酸反应 度的酸溶液中 1
活动性顺序中氢前；不
能反应则位于氢后
入澄清石灰水，会变浑浊；一氧化碳是有毒气体，排放到空气
中会造成空气污染，因此装臵右端点燃的酒精灯是为了燃烧多 余的一氧化碳，防止造成空气污染；一氧化碳具有可燃性，点 燃不纯的一氧化碳可能发生爆炸，验纯的方法是先用小试管收 集一试管气体，然后靠近火焰，若发出轻微的爆鸣声，表示空 气已经排尽。
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氧气 、_______ 水蒸气 接触，此过 ①铁制品锈蚀的条件：与空气中的_____ 缓慢氧化 。 程属于_________
覆盖 ②防止锈蚀的方法：保持铁制品的洁净、干燥，常采用_____
改变金属内部结构 等方法。 保护膜 、_________ 制成合金 以及_________________ _______
(3)右边导气管口放置点燃的酒精灯的目的是____________；
(4)实验开始时要先通入CO，把装置中的空气排尽后再加热， 以防发生爆炸。检验装置中的空气已排尽的方法是_______ ___________________________________________________。
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判断依据
方 案 2 金属与酸溶 液反应速率 的大小 金属与另一 金属的盐溶 液能否反应
实验设计
取相同质量的金属 放入到相同浓度的 酸溶液中
判断方法
反应速率大的金属
更活泼
若A能置换B，则A的
方 案 3
将金属放入到另一 活动性比B的强；若
种金属的盐溶液中 不能置换，则B的活 动性比A的强
1．只有排在氢前面的金属才能臵换出酸中的氢，排在氢后面 的金属不能臵换出氢；
2.金属活动性顺序中，排在前面的金属能与排在后面的金属的
盐溶液发生臵换反应。
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【我的答案】选B。由题意知：X和稀硫酸不反应，说明X的活
动性比氢弱；Z能和稀硫酸反应，说明Z的活动性比氢强，则
Z>X；X能与Y的硝酸盐溶液反应，说明活动性X强于Y，故三种 金属的活动性为Z>X>Y，即B符合题意。
2Mg+O2 ==== 2MgO
3Fe+2O2 ==== Fe3O4 4Al+3O2 ==== 2Al2O3
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点燃 点燃
点燃
(2)与酸溶液反应(以金属锌、铁为例)。 Zn+2HCl====ZnCl2+H2↑
Zn+H2SO4====ZnSO4+H2↑ Fe+2HCl====FeCl2+H2↑
答案：(1)3CO+Fe2O3 ==== 2Fe+3CO2 (2)石灰水变浑浊 (3)燃烧多余的CO(或消除CO对空气的污染)
高温
(4)在右端导气管口用排水法收集一试管气体，移近火焰，若
发出轻微的爆鸣声，证明空气已经排尽
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【拓展延伸】CO还原氧化铁的实验操作步骤及解释
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二、铁的锈蚀与保护 1.铁的锈蚀
(1)实质：与氧气、水发生的缓慢氧化。
(2)条件：氧气、水共同作用的结果，两者缺一不可。 2.防止铁制品生锈 (1)原理：使铁制品隔绝空气或水。 (2)方法。
①保持铁制品的清洁和干燥
②在铁制品表面涂一层保护膜 ③改变铁制品的内部结构
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3.影响钢铁生锈速度的因素 (1)钢铁内部的结构影响生锈的速度，如制成不锈钢。
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(2)实验完成后，是先熄灭酒精灯还是先熄灭酒精喷灯？为什 么？
提示：实验完成后，应先熄灭酒精喷灯，还要继续通入 CO，直
到玻璃管冷却至室温后停止通CO，然后才熄灭酒精灯。这样做 的目的有：①防止因玻璃管冷却造成内部气压变小，试管内的 液体倒流将玻璃管炸裂；②防止生成的铁被空气中的氧气氧化。
制金属成本低得多，既可以节约成本，也可以节约能源，还可
以减少污染。
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炼铁原理的实验探究
【高频考点】实验操作步骤及目的;各装臵中反应的现象、反
应化学方程式；对尾气处理方式的评价等 1.实验装置
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2.基本原理：在高温下用还原剂CO将铁从铁矿石中还原出来。
高温 反应的化学方程式为：3CO+Fe2O3 ==== 2Fe+3CO2。
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【典例】(2012·株洲中考)早在春秋战国时期，我国就开始生 产和使用铁器。工业上炼铁的原理是利用一氧化碳和氧化铁的
反应，某化学兴趣小组利用如图装置进行实验探究，请按要求
填空：
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(1)写出CO还原Fe2O3的化学方程式_____________________； (2)实验中盛澄清石灰水的试管中可观察到的现象是______；
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【典例2】(2010·菏泽中考)学习金属单元后，小强知道了铁 是当今世界用量最多的金属，而每年全世界被腐蚀损耗的钢铁 材料，约占全年钢铁产量的十分之一。于是小强对金属铁的相 关知识开展了探究性学习。 (1)如图，小强将一根约20 cm的光亮铁棒放 在自来水中，观察A、B、C三处的变化。几 天后，他发现_____(填序号)处最先出现铁
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②铜与硝酸银溶液：
无色 银白色 固体，溶液由___ 现象：铜丝表面覆盖一层_______ 蓝 色； 变为___ Cu+2AgNO3====Cu(NO3)2+2Ag ； 化学方程式：_________________________ 大于 填“大于”或“小于”)银。 结论：铜的活动性_____(
3.实验现象：玻璃管内的红色固体变为黑色，澄清石灰水变浑 浊，导管口有蓝色火焰产生。
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4.问题思考 (1)实验开始，应先点燃后面的酒精灯还是酒精喷灯？为什么？ 提示：应先点燃酒精灯，然后通入CO，待玻璃管内的空气排尽 后，再点燃酒精喷灯；在通入CO前先点燃右侧的酒精灯，是为 了防止CO污染空气；在点燃酒精喷灯前先通入 CO排尽装臵内的 空气，目的是防止玻璃管加热时发生爆炸。
【易错提醒】 1.明确CO与Fe2O3反应的生成物及生成物性质，从而确定反应现
象。
2.明确CO在反应中的作用及CO的毒性，从而确定右边酒精灯的 作用及CO的验纯的方法。
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【我的收获】本题以考查探究工业炼铁为主题，主要考查工业 炼铁的原理、实验步骤及实验现象的掌握能力。一氧化碳具有 还原性，与氧化铁反应生成铁与二氧化碳，所以生成的气体通
【典例1】(2012·连云港中考)现有X、Y、Z三种金属，已知： ①X和稀硫酸不反应 ②Z+H2SO4(稀)====ZSO4+H2↑
③X+2YNO3====2Y+X(NO3)2，这三种金属的活动性顺序正确的 是( ) B.Z>X>Y C.Y>Z>X D.Z>Y>X A.X>Y>Z