初中化学-金属和金属材料知识点和考点.doc
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1、第八单元 金属和金属材料 考点 1 金属材料 1. 金属材料包括纯金属和合金两类。金属属于金属材料,但金属材料不一定是纯金属,也可能是合金。 2. 金属制品是由金属材料制成的,铁、铜、铝及其合金是人类使用最多的金属材料。 考点 2 金属材料的发展史 根据历史的学习,我们可以知道金属材料的发展过程。商朝,人们开始使用青铜器;春秋时期开始冶铁;战国时期开始炼钢;铜和铁一直是 人类广泛应用的金属材料。在 100 多年前,又开始了铝的使用,因铝具有密度小和抗腐蚀等许多优良性能,铝的产量已超过了铜,位于第二位。 考点 3 金属的物理性质 1.共性:大多数金属都具有金属光泽,密度和硬度较大,熔沸点较高,具
2、有良好的延展性和导电、导热性,在室温下除汞为液体,其余金属均为 固体。 2.一些金属的特性:铁、铝等大多数金属都呈银白色,铜呈紫红色,金呈黄色;常温下大多数金属都是固体,汞却是液体;各种金属的导电性、 导热性、密度、熔点、硬度等差异较大;银的导电性和导热性最好,锇的密度最大,锂的密度最小,钨的熔点最高,汞的熔点最低,铬的硬度 最大。 考点 4 物质的性质与物质的用途之间的关系 1.物质的性质决定物质的用途,而物质的用途又反映出物质的性质。 2.物质的性质很大程度上决定了物质的用途。但这不是唯一的决定因素, 在考虑物质的用途时,还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利,以及废料是否易于回收和
3、对环紧的影响等多种因素。 考点 5 合金 1. 合金:在金属中加热熔合某些金属和非金属,形成具有金属特性的物质。 注意:(1)合金是金属与金属或金属与非金属的混合物。 (2)合金的很多性能与组成它们的纯金属不同,使合金更容易适于不同的用途。 (3)日常使用的金属材料,大多数为合金。 (4)金属在熔合了其它金属和非金属后,不仅组成上发生了变化,其内部组成结构也发生了改变,从而引起性质的变化。 2.合金的形成条件:其中任一金属的熔点不能高于另一金属的沸点(当两种金属形成合金时) 。 3.合金与组成它们的纯金属性质比较。 下面是黄铜和铜片,焊锡和锡,铝合金和铝线的有关性质比较: 性质比较 黄铜 铜
4、焊锡 锡 铝合金 铝 光泽与颜色 黄色 有光泽 紫红色 有光泽 深灰色 金属光泽 银白色 有光泽 银白色 有光泽 银白色 有光泽 硬度 比铜大 坚韧 硬度大 质软 坚硬 质软 熔点 比铜低 较高 比锡低 较低 比铝低 较高 4.几种常见合金 (1)铁合金:主要包括生铁和钢,它们的区别是含碳量不同,生铁含碳量 2%-4.3%,钢的含碳量为 0.03%2%。钢比生铁具有更多的优良性能, 易于加工,用途更为广泛。 (2)铝合金:铝中加入镁、铜、锌等金属形成合金。广泛应用于制造飞机、舰艇和载重汽车等,可增加它们的载重量以及提高运行速度,并 具有抗海水腐蚀、避磁性等特点。 (3)铜合金:黄铜:铜、锌的合
5、金; 青铜:铜、锡的合金; 白铜:铜、镍的合金。 (4)钛和钛合金:被认为是 21 世纪的重要金属材料。 性质:优异的耐腐蚀性,对海水、空气和若干腐蚀介质都稳定,可塑性好,强度大,有密度小,又称亲生物金属。 用途:喷气式发动机、飞机机身、人造卫星外壳、火箭壳体、医学补形、造纸、人造骨、海水淡化设备、海轮、舰艇的外壳等。 考点 6 金属与氧气的反应 金属 条件 反应方程式 现象 常温下(在空气中 2MgO 2 =2MgO 银白色镁条在空气中表面逐渐变暗, 生成白色固体。 Mg 点燃时(在空气中或在氧 气中) 点燃 2MgO 2 =2MgO 剧烈燃烧,发出耀眼的白光,生成一 种白色固体。 常温下(
6、在空气中) 4Al+3O2 =2Al2O3 银白色的表面逐渐变暗,生成一层致 密的薄膜。 Al 点燃时(在氧气中) 点燃 4Al+3O2 =2Al2O3 剧烈燃烧,放出大量的热和耀眼的白 光,生成白色固体。 常温下,干燥的空气 常温下,在潮湿的空气中 铁与空气中的氧气和水共同作用下会生成暗红色疏松的物质铁锈 (Fe 2O3H2O) Fe 在氧气中点燃 点燃 3Fe2O 2 =Fe3O4 剧烈燃烧,火星四射,放出大量的热, 生成一种黑色固体。 常温下,干燥的空气 加热时 2CuO 2 =2CuO 铜丝表面逐渐变为黑色 Cu 在潮湿的空气中 2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2(OH)2CO3 铜
7、表面生成一层绿色物质 Au、Ag 即使在高温下也不与氧气反应“真金不怕火炼” 。 结论:大多数金属都能与氧气反应,但反应的难易和剧烈程度不同。Mg、Al 等在常温下就能与氧气反应;Fe、Cu 等 在常温下几乎不能单独与氧气反应,但在点燃或加热的情况下可以发生反应;Au、Ag 等在高温时也不与氧气反应。 考点 7 金属与酸的反应 现象 反应的化学方程式金 属 稀盐酸 稀硫酸 稀盐酸 稀硫酸 镁 剧烈反应,产生大量气泡,溶 液仍为无色,试管壁发热,生 成的气体能够燃烧并且产生淡 蓝色火焰。 Mg 2HCl =MgCl2H 2Mg H2SO4=MgSO4H 2 锌 反应比较剧烈,产生大量气泡, 溶液
8、仍为无色,试管壁发热, 生成的气体能够燃烧并且产生 淡蓝色火焰。 Zn 2HCl =ZnCl2H 2Zn H2SO4=ZnSO4H 2 铁 反应缓慢,有气泡产生,溶液 由无色逐渐变为浅绿色,生成 气体能够燃烧并且产生淡蓝色 火焰。 Fe2HCl =FeCl 2H 2FeH 2SO4 =FeSO4H 2 铜 不反应 结论:Mg、Zn、Fe 的金属活动性比铜强,它们能置换出稀硫酸或稀盐酸中的氢。 考点 8 金属与化合物溶液的反应 实验操作 现象 反应的化学方程式 质量变化 应用 铁丝浸入硫酸铜溶 液中 浸入溶液的铁钉表 面覆盖一层紫红色 的物质,溶液由蓝 色逐渐变为浅绿色 FeCuSO 4= Cu
9、 FeSO4 金属质量增加, 溶液质量减少 不能用铁制品 放硫酸铜溶液 (或农药波尔 多液) 铝丝浸入硫酸铜溶 液中 浸入溶液的铝丝表 面覆盖一层紫红色 的物质,溶液由蓝 色逐渐变为无色 2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu 金属质量增加, 溶液质量减少 铜丝浸入硝酸银溶 液中 浸入溶液的铜丝表 面覆盖一层银白色 的物质,溶液由无 色逐渐变为蓝色 Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag 金属质量增加, 溶液质量减少 铜丝浸入硫酸铝溶 液中 结论:1.以上四种金属的活动性由强到弱的顺序为:AlFeCuAg 2.活泼性强的金属能把活泼性弱的金属从其化合物溶液中置换出来。 注意:1
10、.此类反应一定在溶液中进行,不溶于水的化合物一般不与金属反应。 2. K、Ca、Na 活动性非常强,但不能用它们置换化合物中的金属,因为它们能同溶液中的水剧烈反 应。 考点 9 置换反应 置换反应:由一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质与化合物的反应叫做置换反应。 考点 10 金属活动性顺序 人们通过大量的实验验证得到常见金属的活动性顺序: K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au 金属活动性:由强到弱 应用: 1. 在金属活动性顺序里,金属的位置越靠前,它的活动性越强。 2. 在金属活动性顺序里,位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢。 3
11、. 在金属活动性顺序里,位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来(K、Ca、Na 除外) 。 考点 11 矿石 1. 金属资源的存在方式:地球上的金属资源广泛存在于地壳和海洋中,大多数金属化合物性质较活泼,所以它们以化合物的形式 存在;只有少数金属化学性质很不活泼,如金等以单质形式存在。 2. 矿石:工业上把能提炼金属的矿物叫矿石。 3. 常见矿石名称与其主要成分: 名称 主要成分 名称 主要成分 赤铁矿 Fe2O3 铝土矿 Al2O3 黄铁矿 FeS2 黄铜矿 CuFeS2 菱铁矿 FeCO3 辉铜矿 Cu2S 磁铁矿 Fe3O4 考点 12 钢铁生产的发展 钢铁的生产和
12、使用是人类文明和社会进步的一个重要标志。在古代和中世纪的一段很长的历史时期内,我国的钢铁生产技术一直处于世界领 先地位。早在春秋战国时期,我国劳动人们就开始了生产和使用铁器;从公元 1 世纪起,铁便成了我国最主要的金属;新中国成立后,我国的钢 铁工业得到了飞速发展,1949 年我国的钢铁产量只有 15 万吨,居世界第 26 位,1996 年,我国的钢产量超过 1 亿吨,跃居世界首位。 考点 13 一氧化碳还原氧化铁 (1)仪器:铁架台(2 个) 、硬质玻璃管、单孔橡皮赛(2 个) 、酒精灯、试管、酒精喷灯、双孔橡皮赛、导气管。 (2)药品:氧化铁粉末、澄清石灰水、一氧化碳气体 (3)装置图:
13、(4)步骤:检验装置的气密性;装入药品并固定;向玻璃管内通入一氧化碳气体;给氧化铁加热;停止加热;停止通入一氧化碳。 (5)现象:红色粉末逐渐变成黑色,澄清石灰水变浑浊,尾气燃烧产生蓝色火焰。 高温 点燃 (6)化学方程式:3CO+Fe 2O3=2Fe+3CO2 2CO+O2=2CO2 Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H 2O (7)注意事项:与 CO 还原氧化铜的实验操作顺序一样,即先通入 CO 再加热,实验完毕,停止加热,继续通入 CO 至试管冷却。 (8)尾气处理:因 CO 有毒,不能随意排放在空气中,处理的原则是将 CO 燃烧掉转化为无毒的 CO2或收集备用。 考点 14 工业炼铁
14、 (1)原理:在高温下,利用焦炭与氧气反应生成的还原剂(CO)将铁从铁矿石里还原出来。 (2)原料:铁矿石、焦炭、石灰石和空气 (3)主要设备:高炉 (4)冶炼过程中发生的化学反应: 点燃 点燃 高温 C+O2=CO2 2CO+O2=2CO2 3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2 高温 高温 CaCO3=CaO+CO2 CaO+SiO 2=CaSiO3 注意:石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅转变为炉渣。 考点 15 含杂质化学反应的计算 1. 纯净物与含杂质物质的换算关系: X 纯物质质量分数 含杂质物质的质量 纯净物质的质量 纯物质质量分数 纯净物质量 物质纯度= 100% = 1-杂质
15、的质量分数 混合物质量 2.含杂质物质的化学方程式的计算步骤: (1)将含杂质的物质质量换算成纯净物的质量。 (2)将纯净物质质量代入化学方程式进行计算。 (3)将计算得到的纯净物质量换算成含杂质物质的质量。 考点 16 金属的锈蚀和保护 1.铁的锈蚀条件:有水和氧气 2.防锈的方法:保持干燥;隔绝氧气 考点 17 保护金属资源 保护金属资源的有效途径: 1 防止金属的腐蚀 2 金属的回收利用 3 有计划合理的开采矿物 4. 寻找金属的代用品 5. 金属和金属材料“知识点”与“考点” 一、知识考查点 1 考查金属的分类、特性和用途 该类题型命题点有: (1)金属的分类。金属分为纯金属和合金两类
16、,金属材料分为黑色和有色两类。需要强调的是并不是所有的金属都是银白色的,如铜呈紫 红色,金呈黄色,铁粉呈黑色等;并不是所有的金属都是固体,如汞在常温下呈液态;并不是所有的合金都是金属的组合,也有金属与非金属的 组合,如工业上常用的生铁和钢就是铁碳合金。 (2)金属的物理特性和用途。大多数金属具有光泽、易导电和导热、有延展性、熔点高、密度大、硬度大等。由于合金的各项性能一般较 优于纯金属,如合金的硬度比相应的金属要大,而熔点比相应的要低等,因此在工业上合金的应用比纯金属广泛。确定金属的用途时,不仅要考 虑其性质,还应考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利、废料是否便于回收和对环境的影响等多种因素
17、。 例 1 (2011?宿迁市)下列应用在高铁列车上的材料,不属于金属材料的是 ( ) A不锈钢 B玻璃 C铝合金 D铜线 思路点拨 本题结合生活实际,将知识点放在新情景中进行考查。不难看出,“玻璃”属于硅酸盐材料,不属于金属材料的范畴,所以答案 为 B。 (2010 年泰州)铜能够制成铜片或拉成铜丝,是因为铜具有良好的(C) A导热性 B导电性 C延展性 D金属活动性 解析:本题主要考查金属材料中合金的物理性质与用途的关系,由于金属铜具有良好的延展性,则可制成片状和丝状。则选 C。 【中考题型预测】多以选择题和填空题等为主,分值约为 2 分。 2:金属材料与合金 金属材料包括纯金属和合金,需
18、要知道铁合金有两种分别为生铁和钢,含碳量分别为 2%43%和 003%2%,因此合金都属于混合物,生 活用品大多用合金制作是为了增强物理性能,合金的物理性能优越于纯金属,增大使用的范围,也便于器具的长期保存。注重理解合金的概念, 钢铁常作为一个词使用,但钢并不等于铁,必须加以区分。 【例题选讲】(2010 年重庆江津)正在上海举行的世博会上,中国馆-“东方之冠”给人强烈的视觉冲击,它的主体结构为四根巨型的钢筋 混凝土制成的核心筒。其中的钢属于(D ) A合成材料 B天然材料 C隐身材料 D金属材料 解析:金属和金属材料包括纯金属和合金,钢是铁的合金,则钢属于金属材料。则本题正确答案为 D。 【
19、中考题型预测】常以选择题和填空题命题形式为主,分值约为 2 分。 二 考查金属的化学性质 该类题型的命题点有: 1大多数金属都能与氧气反应,其难易和剧烈程度与金属的活动顺序有关,金属越活泼越易与氧气反应。 2 考查金属与酸的置换反应 该类型题命题点有: (1)金属的活动顺序。只有排在氢前面的金属才能置换出酸里的氢(不是氢气);这里的酸常用稀盐酸和稀硫酸,不能用浓硫酸和硝酸 (氧化性太强,得不到氢气而是水,不属于置换反应)。注意金属铁与酸反应得到的是亚铁盐(Fe 2+的颜色为浅绿色)。 (2)金属(多数含杂质)与酸的有关计算。注意解题格式。 例 3 (2011?泰州市)把某稀硫酸分为等体积的两份
20、,放入两个烧杯中,分别加入等质量的甲、 乙两种金属, 反应后金属都没有剩余。产生 H2的质量随时间变化的趋势如图。下列说法正确的是 ( ) A甲的活动性比乙强 B甲的相对原子质量一定比乙小 C反应消耗等质量的硫酸 D反应消耗等质量的金属 思路点拨 本题将金属与酸反应的有关计算并结合图表进行考查。根据题意,金属全部反 应,酸有剩余, 只能找金属与氢气之间的关系式,根据化学方程式计算可知道金属的质量相同,生成氢气的质量与金属相对分子质量和金属化合价数的倒数的乘 积成反比,且金属越活泼反应越快(即用时间越少),可推断答案为 D。(难度 80%) 3考查金属与盐溶液的置换反应 该类型题命题点有: 金属
21、与盐溶液的置换条件只有排在前面的金属才能将排在后面的金属从它们的盐溶液里置换出来。需强调的是,金属不包括 K、Ca、Na、Ba如将 K 放入 CuSO4溶液中,得到的是 Cu(OH)2蓝色沉淀而不是金属 Cu:2K+2H 2O2KOH+H 2,2KOH+CuSO 4K 2SO4+Cu(OH)2。 例 4 (2011 鸡西市)把金属 X 放入 Cu(NO3)2溶液中,X 表面有红色固体析出;若放入 Mg(NO3)2溶液中,无明显 现 象 。 则 X、 Cu、 Mg 三 种 金 属 活 动 性 由 强 到 弱 的 顺 序 正 确 的 是 ( ) AMg、X、Cu BX、Mg、Cu CMg、Cu、X
22、 DCu、X、Mg 思路点拨 本题考查金属与盐溶液的置换反应来判断金 属 活 动 性 的 强 弱 。从题意可看出,把金属 X 放入 Cu(NO3)2溶液中,X 表面有红色固体析 出,说明 X 一定比 Cu 活泼;若放入 Mg(NO3)2溶液中,无明显 现 象 , 说 明 X 不比 Mg 活泼。答案为 A。 三考查金属活动性顺序 通过实验,人们归纳和总结出了常见金属的化学活动性顺序。金属的化学活动性顺序在工农业生产和科学研究中有重要应用,我们可以通过 以下一些方法进行判断。 1.在金属活动性顺序里,金属的位置越靠前,它的活动性就越强。 2.位于氢前面的金属能置换出盐酸、硫酸中的氢。 3.在金属活
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