資源簡(jiǎn)介

第8單元 金屬和金屬材料知識(shí)清單
考點(diǎn)1 金屬材料
1.金屬材料：包括純金屬（純凈物）和合金（混合物）
2.金屬物理性質(zhì)：
(1)常溫下為固體（特殊：汞為液體），有金屬光澤，密度較大，熔點(diǎn)較高。
(2)大多數(shù)金屬呈銀白色，特殊：銅紫紅色，金金黃色，鐵粉黑色(鐵片為銀白色)。
(3)大多數(shù)金屬具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性，有延展性(延：拉成絲；展：壓成片)。
3.金屬之最：
（1）鋁：地殼中含量最多的金屬元素 （2）鈣：人體中含量最多的金屬元素
（3）鐵：目前世界年產(chǎn)量最多的金屬（鐵>鋁>銅） （4）銀：導(dǎo)電、導(dǎo)熱性最好的金屬（銀>銅>金>鋁）
（5）鉻：硬度最高的金屬 （6）鎢：熔點(diǎn)最高的金屬 （7）汞：熔點(diǎn)最低的金屬
（8）鋨：密度最大的金屬 （9）鋰：密度最小的金屬
4.金屬的用途：（性質(zhì)和用途要對(duì)應(yīng)）
物質(zhì)的性質(zhì)在很大程度上決定了物質(zhì)的用途，另外還需要考慮價(jià)格、資源、是否美觀(guān)、使用是否便利以及是否容易回收和對(duì)環(huán)境的影響等多種因素。
性質(zhì)決定用途
銅、鋁具有導(dǎo)電性→電線(xiàn)；鎢熔點(diǎn)高→燈絲；鉻硬度大→做鍍層金屬；鐵硬度大→菜刀、鐮刀、錘子等；
生活中應(yīng)用的金屬
干電池外皮→鋅/錳；“銀粉”→鋁；水銀溫度計(jì)→汞；“錫箔”紙→鋁或錫；保溫瓶?jī)?nèi)膽→銀
考點(diǎn)2 合金
1.概念：在金屬中加熱融合某些金屬或非金屬，制得具有金屬特征的合金。
①合金是混合物 ②形成合金的過(guò)程是物理變化 ③合金各成分的化學(xué)性質(zhì)不變
合金的優(yōu)點(diǎn)：
合金和組成其的純金屬相比較，硬度一般更大，熔點(diǎn)一般更低，抗腐蝕性更好。
合金 鐵的合金 銅合金 焊錫 鈦和鈦合金 形狀記憶合金
生鐵 鋼 黃銅 青銅
成分 含碳量 2%～4.3% 含碳量 0.03%～2% 銅鋅 銅錫 鉛錫合金 鈦鎳合金
備注 鐵的合金主要含F(xiàn)e、C， 區(qū)別主要是含碳量不同 紫銅是純銅 熔點(diǎn)低 焊接金屬 與人體有很好的 相容性， 可用于制造人造骨 具有形狀記憶效應(yīng)用于制成人造衛(wèi)星天線(xiàn)
注意：①“百煉成鋼”的原理是降低含碳量，通入純氧的目的是使生鐵中的碳充分反應(yīng)。C+O2CO2
考點(diǎn)3 置換反應(yīng)
1.定義：由一種單質(zhì)與一種化合物反應(yīng)，生成另一種單質(zhì)與另一種化合物的反應(yīng) A+BC→AC+B
2.置換反應(yīng)類(lèi)型：
①金屬+酸→金屬化合物+H2 ②金屬+金屬化合物→另一金屬+另一金屬化合物
③C+金屬氧化物→金屬單質(zhì)+CO2 ④H2+金屬氧化物→金屬單質(zhì)+H2O
（注意：CO+金屬氧化物→金屬單質(zhì)+CO2 該反應(yīng)不屬于基本反應(yīng)）
化合反應(yīng)：多變一 CO2+H2O = H2CO3
3.化學(xué)反應(yīng)基本類(lèi)型 分解反應(yīng)：一變多 H2CO3 = CO2↑+H2O
置換反應(yīng)：?jiǎn)位瘑? C + 2CuO2Cu+CO2↑
復(fù)分解反應(yīng)：
考點(diǎn)4 金屬的化學(xué)性質(zhì)
金屬與氧氣的反應(yīng)
金屬＋氧氣→金屬氧化物 (化合反應(yīng))
鎂 鋁 鐵 銅
2Mg+O2 = 2MgO 4Al+3O2 = 2Al2O3 3Fe+2O2Fe3O4 2Cu+O22CuO
常溫下表面形成氧化膜 常溫下表面形成氧化膜 鐵絲在氧氣中劇烈燃燒，火星四射，生成黑色固體 紫紅色的銅絲加熱后變黑
＊通過(guò)金屬與氧氣能否反應(yīng)及反應(yīng)的難易程度判斷金屬的活動(dòng)性。鎂、鋁>鐵、銅>金。
鋁具有很好的抗腐蝕性能原因：鋁與空氣中氧氣反應(yīng)，表面生成一層致密的氧化鋁薄膜，從而阻止鋁進(jìn)一步氧化。
金屬與酸的反應(yīng)
金屬＋酸→鹽＋H2↑ (置換反應(yīng)) 反應(yīng)條件：金屬活動(dòng)性排在H前
注意：實(shí)驗(yàn)前用砂紙打磨金屬，除去鎂、鐵等金屬表面的氧化膜，便于金屬與酸接觸反應(yīng)。
+稀鹽酸 +稀硫酸 鎂 鋅 鐵
現(xiàn)象 固體逐漸溶解，產(chǎn)生大量氣泡 固體逐漸溶解，產(chǎn)生較多氣泡 固體逐漸溶解，無(wú)色溶液變?yōu)?淺綠色，產(chǎn)生少量氣泡
方程式 Mg+2HCl = MgCl2+H2↑ Zn+2HCl = ZnCl2+H2↑ Fe+ 2HCl = FeCl2 + H2↑
Mg+H2SO4 = MgSO4+H2↑ Zn+H2SO4 = ZnSO4+H2↑ Fe+H2SO4 =FeSO4+H2↑
根據(jù)金屬與酸混合時(shí)是否有氫氣產(chǎn)生將金屬分為兩類(lèi)：活潑金屬和不活潑金屬；
＊通過(guò)金屬與酸能否反應(yīng)或與酸反應(yīng)的劇烈程度判斷金屬的活動(dòng)性。鎂>鋅>鐵>銅（不反應(yīng)）
鐵與稀鹽酸和稀硫酸反應(yīng)生成的鐵的化合物中，鐵化合價(jià)為＋2價(jià)。含有Fe2＋的溶液為淺綠色
金屬與金屬化合物的反應(yīng)
金屬＋鹽→新鹽＋新金屬 (置換反應(yīng))
反應(yīng)條件：參加反應(yīng)的金屬活動(dòng)性必須強(qiáng)于鹽中金屬的活動(dòng)性(K、Ca、Na除外)，且鹽必須可溶
現(xiàn)象的描述重點(diǎn)：金屬表面生成固體的顏色，溶液顏色的變化。
實(shí)驗(yàn) 鐵釘+硫酸銅溶液 鋁絲+硫酸銅溶液 銅絲+硝酸銀溶液
現(xiàn)象 鐵表面有紅色固體產(chǎn)生， 溶液由藍(lán)色逐漸變?yōu)闇\綠色。 鋁表面有紅色固體產(chǎn)生， 溶液由藍(lán)色逐漸變?yōu)闊o(wú)色。 銅表面有銀白色固體產(chǎn)生， 溶液由無(wú)色逐漸變?yōu)樗{(lán)色。
化學(xué)方程式 Fe+CuSO4 =Cu+FeSO4 2Al+3CuSO4 =Al2(SO4)3 +3Cu Cu+2AgNO3 =2Ag+Cu(NO3)2
活動(dòng)性比較 鐵>銅 鋁＞銅 銅＞銀
＊通過(guò)金屬與金屬化合物溶液是否反應(yīng)判斷金屬的活動(dòng)性。
總結(jié)：比較金屬活動(dòng)性的方法：
考點(diǎn)5 金屬活動(dòng)性
1.常見(jiàn)金屬在溶液中的活動(dòng)性順序：(巧記：撿個(gè)大美女；身體細(xì)纖輕；總共一百斤)
鉀 鈣 鈉 鎂 鋁 鋅 鐵 錫 鉛 (氫) 銅 汞 銀 鉑 金
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb （H） Cu Hg Ag Pt Au
（1）判斷不同金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱：金屬的位置越靠前，活動(dòng)性越強(qiáng)。
（2）判斷金屬能否與酸反應(yīng)：位于氫之前的金屬能置換出稀鹽酸、稀硫酸中的氫元素。
（3）判斷金屬能否與金屬化合物溶液反應(yīng)：位于前面的金屬能把位于后面的金屬?gòu)钠浠衔锏娜芤豪镏脫Q出來(lái)。*金屬化合物必須溶于水；AgCl不溶于水，不能用于和金屬發(fā)生置換反應(yīng)；
*K、Ca、Na太活潑，常溫下和水反應(yīng)，不能置換出金屬化合物中的金屬。
考點(diǎn)6 金屬活動(dòng)性順序的應(yīng)用
類(lèi)型1 金屬活動(dòng)性順序的判斷
分析：注意金屬與酸反應(yīng)時(shí)作對(duì)比實(shí)驗(yàn)要控制變量（如酸種類(lèi)、濃度、體積；金屬的形狀、接觸面積；溫度等）
例1.有甲、乙、丙、丁四種顆粒大小相同的金屬，分別投入等質(zhì)量等濃度的稀硫酸中，乙、丙表面有氣泡產(chǎn)生，且丙產(chǎn)生氣泡較快；再將甲投入含丁化合物的溶液中，甲的表面有丁析出，則這四種金屬活動(dòng)性順序?yàn)? )
A．甲>乙>丙>丁 B．丙>乙>甲>丁 C．丙>乙>丁>甲 D．丁>甲>乙>丙
例2.有X、Y、Z三種金屬，把X、Z分別投入稀硫酸中，只有Z表面產(chǎn)生氣泡，把X投入Y的鹽溶液中， X表面有Y析出。下列判斷錯(cuò)誤的是（ ）
A. 金屬活動(dòng)性順序是：Z﹥X﹥Y B. X、Y、Z可能依次是：Fe、Cu、Ag
C. Y投入Z的鹽溶液中，無(wú)Z析出 D. X、Y、Z可能依次是：Cu、Hg、Zn
類(lèi)型2 金屬活動(dòng)性的判斷實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
兩種金屬活動(dòng)性判斷
待比較金屬 Zn、Fe Fe、Cu Cu、Ag
活動(dòng)性比較 Zn>Fe>H Fe>H>Cu H>Cu>Ag
金屬+酸 稀鹽酸或
稀硫酸 將打磨過(guò)的鐵和鋅分別放 入等質(zhì)量等濃度的同種酸 比較反應(yīng)的劇烈程度 將打磨過(guò)的鐵和銅分別放 入等質(zhì)量等濃度的同種酸 比較能否反應(yīng) 均不與酸反應(yīng) 不能證明
金屬單質(zhì)+
化合物溶液 方案：前金屬+后溶液，能置換 Zn+FeCl2=ZnCl2+Fe 操作：將打磨過(guò)的鋅條放入氯化亞鐵溶液中，觀(guān)察到有銀白色金屬析出 方案：前金屬+后溶液，能置換 Fe+CuCl2=FeCl2+Cu 操作：將打磨過(guò)的鐵絲放入氯化亞銅溶液中，觀(guān)察到有紫紅色金屬析出 方案：前金屬+后溶液，能置換 Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag 操作：將銅絲放入硝酸銀溶液中，觀(guān)察到有銀白色金屬析出
方案：后金屬+前溶液，不置換 Fe+ZnSO4 X 操作：將打磨過(guò)的鋅條放入氯化亞鐵溶液中，無(wú)明顯現(xiàn)象 方案：后金屬+前溶液，不置換 Cu+FeSO4 X 操作：將銅片放入硫酸亞鐵溶液中，無(wú)明顯現(xiàn)象 方案：后金屬+前溶液，不置換 Ag+Cu(NO3)2 X 操作：將銀絲放入硝酸銅溶液中，無(wú)明顯現(xiàn)象
（2）三種金屬活動(dòng)性判斷
待比較金屬 Fe、Cu、Ag 活動(dòng)性：Fe>H>Cu>Ag
方案1: 前金屬+后溶液 方案：①證明Fe>Cu: Fe+Cu(NO3)2能置換 ②證明Cu>Ag: Cu+AgNO3能置換 藥品：打磨過(guò)的鐵絲、銅絲，硝酸銅溶液、硝酸銀溶液（4種） 操作：將打磨過(guò)的鐵絲放入硝酸銅溶液中，鐵絲上有紅色固體析出；將銅絲放入硝酸銀溶液中，銅絲表面出現(xiàn)銀白色固體。
方案2: 后金屬+前溶液 方案：①證明Ag方案3: 兩邊金屬+中間溶液 方案：①證明Fe>Cu: Fe+Cu(NO3)2能置換 ②證明Ag方案4: 中間金屬+兩邊溶液 方案：①證明CuAg: Cu+AgNO3能置換 藥品：打磨過(guò)的銅絲，硝酸亞鐵溶液、硝酸銀溶液（3種） 操作：將打磨過(guò)的銅絲放入硝酸亞鐵溶液中，無(wú)明顯現(xiàn)象；將銅絲放入硝酸銀溶液中，銅絲表面出現(xiàn)銀白色固體。
例1：為了解金屬鉻與常見(jiàn)金屬鋁、銅在金屬活動(dòng)性順序中的相對(duì)位置關(guān)系，兩同學(xué)進(jìn)行了如下探究活動(dòng)。
【猜想和假設(shè)】根據(jù)所學(xué)知識(shí)，猜想三種金屬在金屬活動(dòng)順序中的相對(duì)位置關(guān)系：
猜想一：Cr Al Cu 猜想二：Al Cr Cu 猜想三：___________。
【實(shí)驗(yàn)和探究】
(1)小王的實(shí)驗(yàn)：取大小相同的鋁、鉻、銅三種金屬片(均用砂紙打磨光亮)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：
實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 解釋與結(jié)論
分別取3支試管，向其中加入相同_______、相同濃度的稀硫酸，然后將鋁、鉻、銅三種金屬分別插入三支試管中 鋁片表面產(chǎn)生的氣泡較快； 鉻片表面產(chǎn)生氣泡較緩慢，溶液變藍(lán)色；銅片無(wú)明顯現(xiàn)象 猜想________成立； 鉻與稀硫酸反應(yīng)生成藍(lán)色的硫酸亞鉻(CrSO4)溶液，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_________________________________
(2)小張的實(shí)驗(yàn)：只選用了三種藥品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，也得出了三種金屬在金屬活動(dòng)順序中的相對(duì)位置關(guān)系，則他選用的三種藥品可能是____________________________________________。
(3)由上述實(shí)驗(yàn)得出比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱的方法是：____________________________________________________。
類(lèi)型3 鑒別和除雜
例1:鑒別黃銅（銅鋅合金）和黃金
實(shí)驗(yàn)方案 現(xiàn)象 可能涉及的化學(xué)方程式
①用火灼燒 若變黑則為黃銅；若無(wú)明顯現(xiàn)象為黃金 2Cu+O22CuO
②加入稀鹽酸 若產(chǎn)生氣泡則為黃銅；若無(wú)明顯現(xiàn)象為黃金 Zn+2HCl = ZnCl2+H2↑
③加入硫酸銅溶液 若出現(xiàn)紅色固體為黃銅；若無(wú)明顯現(xiàn)象為黃金 Zn + CuSO4 = Cu + ZnSO4
例2:除去金屬中雜質(zhì)金屬或金屬化合物溶液中的金屬化合物
（除雜的要求：不增，不減，易分離，易恢復(fù)原狀）
混合物 方法 有關(guān)化學(xué)方程式
Cu(Zn) ①加入足量稀鹽酸，過(guò)濾、洗滌、干燥 Zn+2HCl = ZnCl2+H2↑
②加入足量硫酸銅溶液，過(guò)濾、洗滌、干燥 Zn + CuSO4 = Cu + ZnSO4
FeSO4(CuSO4) 加入足量鐵粉，過(guò)濾 Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4
類(lèi)型4 濾渣、濾液成分的判斷
一種金屬和一種鹽溶液反應(yīng)后濾渣、濾液成分的判斷
金屬A的活潑性強(qiáng)于B，將金屬A投入金屬B的鹽溶液中，濾渣濾液成分的情況分析如下：
A不足 A恰好反應(yīng) A過(guò)量
濾渣 B B B、A
濾液 A鹽、B鹽 A鹽 A鹽
2.多種金屬與一種金屬的鹽溶液反應(yīng)
＊兩種金屬（活動(dòng)性強(qiáng)于金屬化合物中金屬）同時(shí)放入某金屬化合物溶液中，活動(dòng)性強(qiáng)的金屬單質(zhì)先反應(yīng)＊
例:Zn和Fe同時(shí)放入CuSO4溶液中，活潑性：Zn>Fe>Cu
①Zn和CuSO4先反應(yīng)：Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu ②Fe和CuSO4后反應(yīng)：Fe+CuSO4 =Cu+FeSO4
充分反應(yīng)后，過(guò)濾，濾渣和濾液的成分分析如下：
CuSO4的量 濾渣 濾液
①CuSO4少量，Zn有剩，F(xiàn)e未反應(yīng) Cu、Zn、Fe ZnSO4
②Zn和CuSO4恰好反應(yīng)，F(xiàn)e未反應(yīng) Cu、Fe ZnSO4
③Zn反應(yīng)完，F(xiàn)e和CuSO4部分反應(yīng) Cu、Fe ZnSO4、FeSO4
④Fe和CuSO4恰好反應(yīng) Cu ZnSO4、FeSO4
⑤Zn、Fe均反應(yīng)完，CuSO4有剩余 Cu ZnSO4、FeSO4、CuSO4
3.一種金屬和多種金屬的鹽溶液反應(yīng)
＊一種金屬（活動(dòng)性強(qiáng)于金屬化合物中金屬）放入兩種金屬化合物混合溶液中，活動(dòng)性弱的金屬化合物先反應(yīng)＊
例2:一定量的Fe粉投入Cu(NO3)2和AgNO3混合溶液中，
活動(dòng)性：Fe>Cu>Ag
①Fe和AgNO3先反應(yīng)，F(xiàn)e+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag
②Fe和Cu(NO3)2后反應(yīng)，F(xiàn)e+Cu(NO3)2=Fe(NO3)2+Cu
充分反應(yīng)后，過(guò)濾，濾渣和濾液的成分分析如下：
加入鐵的量 濾渣 濾液
①AgNO3部分反應(yīng)，Cu(NO3)2未反應(yīng) Ag Fe(NO3)2、AgNO3、Cu(NO3)2
②AgNO3恰好反應(yīng)完，Cu(NO3)2未反應(yīng) Ag Fe(NO3)2、Cu(NO3)2
③AgNO3反應(yīng)完，Cu(NO3)2部分反應(yīng) Ag、Cu Fe(NO3)2、Cu(NO3)2
④AgNO3反應(yīng)完、Cu(NO3)2恰好反應(yīng)完 Ag、Cu Fe(NO3)2
⑤AgNO3、Cu(NO3)2都反應(yīng)完，F(xiàn)e有剩 Ag、Cu、Fe Fe(NO3)2
例1.在CuCl2和ZnCl2的混合溶液中加入鐵粉，充分反應(yīng)后過(guò)濾，所得濾渣與鹽酸反應(yīng)放出氣體。則所得濾液中
含有的物質(zhì)是( )
A．CuCl2 ZnCl2 FeCl2 B．只有FeCl2 C．FeCl2 ZnCl2 D．CuCl2 ZnCl2
例2.某化學(xué)小組向一定量AgNO3和Cu(NO3)2混合溶液中加入一定量的Zn粉，充分反應(yīng)后過(guò)濾得溶液A和固體
B，濾液A中所含的物質(zhì)不可能的情況是( )
A．Zn(NO3)2、AgNO3 B．Zn(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3
C．Zn(NO3)2、Cu(NO3)2 D．Zn(NO3)2
例3.往AgNO3和Cu(NO3)2的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、洗滌后往濾渣中加入稀鹽酸，有無(wú)色氣體放出，則濾液中一定存在的物質(zhì)是(　 )
A． AgNO3、Cu(NO3)2、Fe(NO3)2 B． Cu(NO3)2、Fe(NO3)2
C． Fe(NO3)2 D． AgNO3、Fe(NO3)2
例4.某興趣小組的同學(xué)從實(shí)驗(yàn)室收集到一桶含有FeSO4 、CuSO4 的廢液，他們想從中回收金屬銅和硫酸亞鐵晶體，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案。結(jié)合實(shí)驗(yàn)方案回答下列問(wèn)題：
（1）步驟①中，金屬X是_________，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)__________________________；
（2）步驟②中，加入過(guò)量稀硫酸的目的是________________ ；
例5.某工廠(chǎng)欲從只含有CuSO4的廢液中回收金屬銅，并得到工業(yè)原料硫酸亞鐵，其工業(yè)流程如圖：
(1)操作a的名稱(chēng)是________。
(2)加入過(guò)量A的目的是_________________。
(3)寫(xiě)出流程中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________________；__________________________。
類(lèi)型5 金屬反應(yīng)后溶液質(zhì)量的變化
金屬+酸 金屬+金屬化合物溶液
金屬置換出酸中的氫元素生成氫氣， 溶液的溶質(zhì)由酸變?yōu)榻饘倩衔?，溶液質(zhì)量一定增加 金屬與化合物溶液反應(yīng)后溶液溶質(zhì)質(zhì)量的增減 根據(jù)方程式計(jì)算
例1:將等質(zhì)量的鋅分別放入足量的下列溶液中，充分反應(yīng)后溶液質(zhì)量減少的是（　 ）
A.稀硫酸 B.硫酸亞鐵溶液 C.硝酸銀溶液 D.氯化鎂溶液
類(lèi)型6 金屬與酸反應(yīng)數(shù)據(jù)和圖像分析
例1：等質(zhì)量的金屬M(fèi)g、Zn、Fe、Al分別與足量的同種酸反應(yīng)。（Mg-24 Zn-65 Fe-56 Al-27）
解：設(shè)等質(zhì)量的金屬質(zhì)量為m，則生成的氫氣質(zhì)量x通過(guò)方程式可求得：
Mg + 2HCl = MgCl2+ H2↑ Zn + 2HCl = ZnCl2+H2↑ 2Al + 6HCl = 2AlCl3+3H2↑ Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑
24 2 65 2 54 6 56 2
m x1 m x2 m x3 m x4
x1= x2= x3= x4=
生成H2的速率：Mg > Al > Zn > Fe（由金屬活動(dòng)性決定，越活潑，產(chǎn)生氫氣的速率越快）
生成H2的質(zhì)量：Al > Mg > Fe > Zn（酸過(guò)量，按金屬質(zhì)量計(jì)算）
總結(jié)：(1)等質(zhì)量金屬與足量酸反應(yīng)，同為+2價(jià)金屬，相對(duì)原子質(zhì)量越小，生成的H2質(zhì)量越大。
(2)任意化合價(jià)的金屬與足量酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量計(jì)算公式：
【金屬相對(duì)原子質(zhì)量/金屬化合價(jià)】值越小，產(chǎn)生的H2質(zhì)量越多
例2:等質(zhì)量等質(zhì)量分?jǐn)?shù)的同種酸分別與足量的金屬M(fèi)g、Zn、Fe、Al反應(yīng)。
解：設(shè)等質(zhì)量的同種酸質(zhì)量為m，則生成的氫氣質(zhì)量x通過(guò)方程式可求得：
Mg + 2HCl = MgCl2+ H2↑ Zn + 2HCl = ZnCl2+H2↑ 2Al + 6HCl = 2AlCl3+3H2↑ Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑
73 2 73 2 219 6 73 2
m x1 m x2 m x3 m x4
x1= x2= x3= x4=
生成H2的速率：Mg>Al>Zn>Fe（由金屬活動(dòng)性決定，越活潑，產(chǎn)生氫氣的速率越快）
生成H2的質(zhì)量：相等（金屬過(guò)量，按酸質(zhì)量計(jì)算，酸是等量的，全部反應(yīng)完，產(chǎn)生的氫氣質(zhì)量相等）
例3:圖像分析
等質(zhì)量的金屬與足量酸反應(yīng) 等質(zhì)量、等質(zhì)量分?jǐn)?shù)的酸和足量金屬反應(yīng)
向等質(zhì)量、等質(zhì)量分?jǐn)?shù)的稀酸中加入金屬至過(guò)量 向等質(zhì)量的金屬中滴加等質(zhì)量分?jǐn)?shù)的稀酸至過(guò)量
①開(kāi)始時(shí)，酸足量，產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量由金屬?zèng)Q定， 【金屬相對(duì)原子質(zhì)量/金屬化合價(jià)】的值越小， 產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量越多 【逆向思維】酸足量時(shí)，要得到相等質(zhì)量的氫氣，消耗金屬的質(zhì)量為Zn＞Fe＞Mg＞Al ②最終生成氫氣的質(zhì)量由酸決定，酸的質(zhì)量相等，則最終產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量相等 ①a點(diǎn)前，酸不足，產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量由酸的質(zhì)量決定，產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量為Al＝Mg＝Fe＝Zn ②b點(diǎn)后，酸足量，產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量由金屬?zèng)Q定，最終產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量為Al＞Mg＞Fe＞Zn ③該曲線(xiàn)無(wú)法表示反應(yīng)速率，因此無(wú)法判斷金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱
練1．往一定量的稀硫酸中加入過(guò)量的鋅粒，如圖是反應(yīng)過(guò)程中某種量Y隨加入鋅粒
的質(zhì)量變化的關(guān)系，則Y不可能表示( )
A．生成氫氣的質(zhì)量 B．生成硫酸鋅的質(zhì)量
C．參加反應(yīng)的硫酸質(zhì)量 D．溶液中水的質(zhì)量
練2．相同質(zhì)量的M、N兩種活潑金屬，分別與足量的相同濃度的鹽酸反應(yīng)(M、N在生
成物中均為+2價(jià))，生成H2的質(zhì)量和反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖所示，下列敘述正確的是( )
A．相對(duì)原子質(zhì)量N>M B．兩個(gè)反應(yīng)生成H2的質(zhì)量相等
C．金屬的活潑性N>M D．兩個(gè)反應(yīng)消耗鹽酸的質(zhì)量一定相等
練3．如圖所示的四個(gè)圖象與對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)相符的是( )
A．等質(zhì)量的Mg和Zn中加入等質(zhì)量、等濃度且過(guò)量的稀硫酸 B．等質(zhì)量且足量的Mg和Zn中加入等質(zhì)量、等濃度的稀硫酸 C．等質(zhì)量且足量的Mg和Zn中加入等質(zhì)量、等濃度的稀硫酸 D．等質(zhì)量的Mg和Zn中加入等質(zhì)量、等濃度且過(guò)量的稀硫酸
考點(diǎn)7 鐵的冶煉
1.常見(jiàn)的礦石：赤鐵礦: 主要成分Fe2O3；磁鐵礦: 主要成分Fe3O4 ；鋁土礦: 主要成分Al2O3 ；
實(shí)驗(yàn)室：一氧化碳還原氧化鐵
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：
A處 B處 C處
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 紅棕色粉末逐漸變成黑色 澄清石灰水變渾濁 產(chǎn)生藍(lán)色火焰
化學(xué)方程式 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 Ca(OH)2 +CO2 = CaCO3↓ + H2O 2CO + O22CO2
實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：
（1）先通入CO一會(huì)兒，再給氧化鐵加熱；原因:排盡裝置中的空氣，防止加熱CO與空氣的混合氣體發(fā)生爆炸。
（2）停止加熱，繼續(xù)通人CO至玻璃管冷卻；原因:防止生成的熱的鐵被空氣再次氧化。
（為減少CO的使用量，熄滅酒精噴燈后，可用彈簧夾將硬質(zhì)玻璃管兩側(cè)的導(dǎo)管關(guān)閉，使鐵在密閉裝置中冷卻）
（3）尾氣處理:①點(diǎn)燃，使CO變成無(wú)毒的CO2；②在導(dǎo)管末端系一個(gè)氣球或用排水法將尾氣收集起來(lái)。
（4）酒精噴燈的作用是提供高溫（如果用酒精燈，則加金屬網(wǎng)罩，金屬網(wǎng)罩可以集中火焰，提高溫度）
（5）澄清石灰水的作用：檢驗(yàn)生成的二氧化碳。
裝置改進(jìn)
優(yōu)點(diǎn)：節(jié)約藥品 優(yōu)點(diǎn)：雙管集氣瓶既可以檢驗(yàn)并吸收二氧化碳，還能收集多余的一氧化碳 優(yōu)點(diǎn)：節(jié)約能源，減少空氣污染
4.工業(yè)上煉鐵 設(shè)備：高爐
（1）煉鐵的原料：鐵礦石、 焦炭、石灰石、空氣
（2）反應(yīng)原理：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
（3）焦炭的作用：
①提供熱量（ C+O2CO2）；②生成CO（C + CO22CO）
（焦炭雖具有還原性，但是CO氣體具有流動(dòng)性，與鐵礦石接觸更充分）
（4）石灰石的作用：將礦石中的二氧化硅變?yōu)闋t渣。
（5）生產(chǎn)產(chǎn)物：生鐵（具有較多雜質(zhì)），密度大于爐渣，故出鐵口在出渣口下方。
（6）高爐氣體的主要成分：N2、CO、CO2等；
處理方法：收集后集中處理，或工業(yè)生產(chǎn)中常用于制煤氣。
考點(diǎn)8 金屬冶煉和金屬資源的保護(hù)
1.實(shí)驗(yàn)：鐵制品銹蝕的條件
實(shí)驗(yàn)方案 鐵生銹條件的探究
A B C 現(xiàn)象 分析 結(jié)論
試管A 鐵釘生銹 鐵與水、氧氣同時(shí)接觸 鐵生銹的條件： 鐵與水、氧氣 同時(shí)接觸發(fā)生反應(yīng)
試管B 鐵釘無(wú)明顯變化 鐵只與水接觸
試管C 鐵釘無(wú)明顯變化 鐵只與氧氣接觸
（注：鐵的純度，環(huán)境的溫度、濕度也是影響鐵生銹的因素，酸、氯化鈉溶液會(huì)加快鐵銹蝕）
注意：
蒸餾水煮沸并迅速冷卻的目的是除去水中溶解的氧氣；
試管B中植物油的作用是隔絕氧氣；試管C中氯化鈣具有吸水性，作用是吸收水分。
（2）鐵生銹是緩慢氧化，鐵銹呈紅棕色，其主要成分是Fe2O3·xH2O ，結(jié)構(gòu)疏松，不能阻礙里面的鐵繼續(xù)氧化。
（3）鋁比鐵活潑，卻比鐵耐腐蝕的原因：鋁常溫下與空氣中氧氣反應(yīng)，表面生成一層致密的氧化鋁薄膜。
（4）其他探究金屬生銹條件的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
銅銹的主要成分【Cu2(OH)2CO3】：根據(jù)質(zhì)量守恒定律，推測(cè)銅生銹可能跟O2、CO2、H2O有關(guān)系。
2.防止鐵生銹的原理：隔絕空氣（或氧氣）和水
3.常見(jiàn)的防銹措施：①保持鐵制品表面潔凈、干燥；②表面覆蓋一層保護(hù)膜：如刷油漆、涂油、燒制搪瓷、烤藍(lán)、鍍耐腐蝕的金屬如鉻等；③改變內(nèi)部結(jié)構(gòu)，制成耐腐蝕的合金，如不銹鋼。
4.保護(hù)金屬資源的原因：礦物的儲(chǔ)量有限，且不能再生。
5.保護(hù)金屬資源的途徑：
①防止金屬的腐蝕；②回收利用廢舊金屬；③有計(jì)劃、合理的開(kāi)采礦物，嚴(yán)禁亂采濫挖；④尋找金屬的代用品；
（金屬回收利用的意義：節(jié)約金屬資源和能源，減少環(huán)境的污染）
考點(diǎn)9 不純物質(zhì)的計(jì)算
1.不純物質(zhì)的計(jì)算公式
2.涉及不純物的化學(xué)方程式計(jì)算（代入計(jì)算的一定是純凈物質(zhì)量，如不純物需要轉(zhuǎn)換成純凈物質(zhì)量）
例1.用1000t含氧化鐵80%的赤鐵礦，理論上 例2:冶煉1000t含雜質(zhì)3%的生鐵，需要含
可以煉出含鐵96%的生鐵質(zhì)量是多少？(Fe-56 O-16) Fe3O4 90%的磁鐵礦石的質(zhì)量是多少？

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