1、第10讲 常见的金属及其氧化物 考点扫描 1金属的普遍特性：常温下呈固态(除汞外)，有_，是良好的_，有_性，密度和熔点高。2非金属的性质：固、液、气态，有多种颜色，不具备金属特性，性质不一，应用不一。金属光泽导电、导热体延展 考点一 金属与非金属(九上教材P36)3常见金属的主要性质和用途主要性质用途铁银白色金属光泽，质软制各种铁合金，用于机械、建筑、医疗等行业铜紫红色金属光泽，纯铜质软、韧性好制造电线、电缆及导热器具，用于制各种铜合金铝银白色金属光泽，密度小，抗腐蚀性强制造电线、电缆、铝箔包装，用于建筑装饰材料及汽车等的材料1金属活动性顺序2金属活动性的应用(1)金属的位置越靠前，在水溶液
2、里就越容易_电子，活动性就_。(2)金属与酸反应时，排在_前面的金属能置换出酸里的_。失去越强氢 考点二 金属的活动性顺序(九上教材P43)氢1金属腐蚀的条件：(1)外因：水分、氧气等物质的作用；(2)内因：金属的内部结构。2防止金属腐蚀的常用方法(1)改变金属的_，如在普通钢中加入铬、镍等金属元素制成不锈钢。(2)表面覆盖_，如刷漆、涂机油、涂搪瓷、电镀、烤蓝等。内部结构保护膜 考点三 金属的防腐(九上教材P46)金属氧化物在日常生活中应用广泛。生石灰是一种常用的干燥剂，也可用于消毒；氧化铁(Fe2O3)俗称铁红，可作红色颜料；一些工业过程中应用的催化剂也是金属氧化物。金属氧化物是金属元素和
3、氧元素结合形成的化合物。包括铂，金在内的所有金属都有相应的金属氧化物。变价金属一般有多种氧化物 考点四 金属氧化物 1原理：金属氧化物与还原剂(_等)在高温(或加热)下反应，还原剂夺取金属氧化物中的氧，使其还原成金属单质。2方法常用的金属冶炼方法是用C、CO(炽热的碳能在高温条件下与二氧化碳反应生成一氧化碳：CCO22CO)或H2等具有还原性的物质与金属氧化物在高温下反应，夺取金属氧化物中的氧，从而得到金属单质。例如：C、CO、H2 考点五 金属的冶炼(九上教材P60)=高温(1)氢气还原氧化铜的实验实验步骤现象或结论观察氧化铜的颜色；在试管中加入少量氧化铜，_，过一会儿，再给氧化铜加热；反应
4、完成后停止加热；继续_，直到试管冷却氧化铜是黑色固体；固体物质由_，试管口有_生成。反应的化学方程式为_通入氢气 通入氢气 黑色粉末变 成红色物质 H2CuO CuH2O水=(2)铁的冶炼原理：在高温下，用还原剂(主要是一氧化碳)从铁矿石中把铁还原出来。如图是“一氧化碳还原氧化铁”的实验装置图。上述实验是实验室模拟铁的冶炼过程，即在高温下，用还原剂(主要是一氧化碳)从铁矿石中把铁还原出来。实验中红色粉末逐渐变成黑色，澄清石灰水变浑浊，生成了铁和二氧化碳，化学方程式为：Fe2O33CO2Fe3CO2。注意处理尾气CO的酒精灯要先点燃，最后熄灭，以防止有毒的CO逸散到空气中污染空气。【注意】a可燃
5、性气体在不纯时点燃或加热有可能发生爆炸，因此，在点燃或加热前应进行纯度检验；在做实验时要先通气体后加热，以免混合气体点燃时发生爆炸。=高温b含氧化合物里的氧被夺取的反应，叫作还原反应。能从氧化物中夺取氧的性质叫作还原性，具有还原性的物质可作还原剂。重点突破 例1 将a g锌粉和铜粉的混合物加到一定质量的AgNO3和Fe(NO3)2的混合溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液，下列有关说法错误的是()A若干燥后滤渣质量小于a g，滤液可能是无色的B若干燥后滤渣质量小于a g，滤渣中一定有Fe、Cu、AgC若干燥后滤渣质量大于a g，滤液中可能没有AgD若干燥后滤渣质量大于a g，滤渣中一定没有F
6、eD 1金属的性质 变式11 向Cu(NO3)2、Mg(NO3)2、Fe(NO3)2混合溶液中加入一定量的Zn，充分反应后得到滤渣和无色滤液。下列说法正确的是()A滤渣的组成有3种可能BZn一定过量C滤液中一定有Mg(NO3)2和Zn(NO3)2D反应前后固体质量一定增加C变式12 兴趣小组同学用相同形状的铁、镁、铝、锌四种金属分别和等浓度等体积的足量稀盐酸用图1所示装置进行实验，反应过程气压变化如图2所示。下列说法错误的是()BA图2中对应的物质分别是锌和铁B镁对应的气压变化中出现压强变小的原因是瓶中气体减少C铝对应的气压变化，说明在实验前没有除去表面致密的氧化铝D该实验能证明金属与盐酸反应
7、的速率与金属的活动性有关例2 用等质量的锌、铁、镁三种金属分别与三份溶质质量分数相同的稀盐酸充分反应。产生氢气的质量与反应时间的关系如图所示，下列说法中正确的是()A.反应后可能没有剩余的金属是锌和铁B反应后不一定有剩余的金属是镁C根据图像分析，金属镁产生氢气最多D曲线X、Y、Z分别表示锌、铁、镁的反应情况A 2金属反应图像 变式2 两个烧杯中装有等质量的金属锌和镁，然后分别逐渐加入同浓度的稀硫酸，产生氢气的质量与加入硫酸的质量关系如图所示，下列说法正确的是()Aa点时，两个烧杯中的酸都恰好完全反应Bb点时，两个烧杯中产生氢气的质量相同Cc点时，两个烧杯中都有金属剩余D该图反映出镁比锌的金属活
8、动性强C例3(2021，杭州)小金为了探究氧化铜与氢气的反应和反应产物，用如图所示装置进行实验。注射器内装满氢气，并将注射器针头扎入橡皮塞中，将少许氧化铜粉末送入长柄U形石英玻璃管内并平铺于管底。将少量白色的无水硫酸铜粉末送入长柄U形石英玻璃管中并平铺于直管中部。然后将一个气球套在长柄U形石英玻璃管的直管出口处，连接好整个实验装置并检查装置气密性 3金属的治炼(1)为确保实验安全，在点燃酒精灯加热前的操作是_。(2)装置末端连接的气球的作用是_。(3)实验过程中，当观察到_现象时可判断一定有产物水生成。通入氢气收集尾气，并能防止空气中的水蒸气进入装置，干扰生成物水的检验直管中白色粉末变蓝(4)
9、实验开始时加入a克纯氧化铜粉末，实验结束后取出U形管底的固体称量为b克，当b为_(用含有a式子表示)时，可判断氧化铜已完全转化为铜。a45变式3 如图，甲和乙分别是氢气和一氧化碳还原氧化铜的实验，下列有关说法正确的是()BA乙实验只能通过澄清石灰水是否变浑浊判断反应是否发生B甲实验试管口向下倾斜可防止生成的水倒流，也有利于将试管内的空气完全排出C甲、乙两实验中，都应先使试管、玻璃管均匀受热，再通入气体，以防止发生爆炸D甲、乙两实验中，氢气和一氧化碳都将氧化铜变成游离态的铜，都发生了置换反应例4(2021，北京)实验研究铁锈蚀影响因素，记录如下。下列分析不正确的是()D 4金属腐蚀条件的研究 A
10、中O2含量减少表明铁已锈蚀B证明水对铁锈蚀有影响C证明食盐能加快铁锈蚀D证明炭粉对铁锈蚀有影响变式4(2020，日照)如图是探究铁钉锈蚀条件的4个实验，一段时间后观察现象。下列说法不正确的是()AA中甲、乙、丙三处比较，生锈最明显的地方是甲B对比说明铁生锈需要空气，对比说明铁生锈需要水C中附着在棉花上的氯化钙的作用是作干燥剂D四个实验中，生锈最快的是中的铁钉诊断自测 1银是一种银白色金属，密度较大，具有良好的导电性，长期放置会被氧化而发黑。其中属于银的化学性质的是()A银白色 B密度较大C导电性良好D能被氧化D 命题点1 金属的化学性质 2(2020，金华)取一定质量的锌粒和铜片于同一敞口容器
11、中，再逐渐加入稀硫酸。加入稀硫酸的质量与有关量的变化关系图正确的是()C 命题点2 金属与酸、盐反应的图像 3(2021，宁波)在5.6 g铁粉中，先逐滴加入一定量的Cu(NO3)2溶液，充分反应后再逐滴加入AgNO3溶液，剩余固体质量与所加溶液总质量的关系如图所示。下列说法正确的是()CA所加溶液质量为M1 g时，生成Cu的质量为m1 gBbc段发生的是Cu和AgNO3溶液的反应Cm3的值为21.6De点溶液中不含Cu(NO3)24(2021，衢州)小科为验证锌、铜、银三种金属的活动性顺序，设计了下列四种方案，其中合理的是()D 命题点3 金属活动性顺序及其应用 5(2021，温州)通过实验
12、可以比较铁、铜、银三种金属的活动性强弱。下列装置能够达到实验目的的是()DD6(2021，绍兴)向一定质量的Mg(NO3)2和Cu(NO3)2混合溶液中加入a克锌粉和铁粉的混合物，充分反应后过滤，得到不饱和的滤液和滤渣，将滤渣洗涤、干燥后再称量，得到的固体质量仍为a克。下列分析合理的是()滤渣中可能有铜向滤渣中加稀盐酸，可能有气泡产生滤液中一定有Mg(NO3)2、Zn(NO3)2和Fe(NO3)2，可能有Cu(NO3)2C若忽略过滤操作中溶液损失，滤液中溶质的质量一定大于原混合溶液溶质的质量A B C D7(2021，台州节选)如图所示，将铁片和铜片插入稀硫酸中，电流表指针发生偏转，装置中的虚
13、线框部分相当于电路中的电源，铜片是电源的_极。在其他都不变时，将铁换成更活泼的金属X，产生了更大的电流、则金属X可能是_(选填“锌”“银”或“铜”)。正锌8(2021，绍兴)2021年3月，四川三星堆遗址进行了新一轮考古发掘。至今三星堆已出土了黄金面具、青铜纵目面具等一批珍贵文物，如图。(1)出土的黄金面具仍金光灿灿，而青铜纵目面具已锈迹斑斑，这说明金的活动性比铜_(选填“强”或“弱”)。弱(2)古代制作青铜器的铜来源于铜矿，如黄铜矿。黄铜矿的主要成分为二硫化亚铁铜(CuFeS2)，其中铁元素和铜元素均为2价，硫元素的化合价为_。(3)应用碳14测出三星堆遗址距今3000年左右，碳12和碳14
14、是碳元素的两种同位素原子，它们的主要区别是原子核中_数不同。2中子9(2021，湖州)工业炼铁的部分反应如图所示，则()AX可以是木炭BX与CO都具有氧化性C反应后的尾气可直接排放DY中铁元素以游离态存在A 命题点4 金属的冶炼与回收 O2XCO2XCOYFe10如图为氢气还原氧化铜的实验装置图，下列有关分析正确的是()A装置中试管口需略向下倾斜，主要是为了利于通入氢气B在给试管内药品加热前，需先通氢气排尽试管内的空气C待药品完全反应后，需同时撤去酒精灯和通氢气的导管D该实验装置也可直接用于一氧化碳还原氧化铜的实验B11(2020，杭州)小金利用图示装置进行“一氧化碳还原氧化铁”及产物检验的实
15、验。实验步骤如图：步骤1：连接装置并检查装置的气密性，在确保装置气密性良好的基础上，按图示在各装置中添加药品；步骤2：缓慢推注射器活塞，利用甲酸(一种无色溶液，溶质为HCOOH)与浓硫酸在80 水浴的条件下制备一氧化碳(反应原理：HCOOHCOH2O)；步骤3：待万用瓶中澄清石灰水下降至安全线以下后再点燃酒精灯，当W形管右侧弯管处的氧化铁全部变为黑色时，继续加热2分钟后熄灭酒精灯；步骤4：撤去酒精灯和盛热水的烧杯，用磁铁吸引黑色物质至W形管左侧弯管处进行固体产物的检验。浓 H2SO4加热(1)进行气密性检查时，可在万用瓶中盛适量水，然后推注射器活塞，当观察到_(填写现象)，说明装置气密性良好。
16、(2)点燃酒精灯前，需要“待万用瓶中澄清石灰水下降至安全线以下”的原因是_。(3)步骤3后，W形管左侧弯管处为反应后得到的稀硫酸，若固体产物全部是铁，步骤4中能观察到的现象是_。万用瓶中的水进入导管并形成一段稳定的水柱排尽W形管内的空气，防止点燃酒精灯进行加热时发生爆炸有气泡产生，固体溶解，溶液变成浅绿色12小金为探究铁制品锈蚀的条件，进行如下实验：命题点5 金属的锈蚀 步骤1：利用图甲所示装置，将干燥的O2从导管a通入U形管(装置气密性良好，药品如图所示)；待U形管内充满O2后，在导管b处连接一活塞推至底部的注射器，收集20 mL O2后在导管a处连接乳胶管并用止水夹夹紧，如图乙所示。步骤2
17、：一段时间后，观察U形管内的铁丝，其现象如表所示。(1)步骤1中，检査U形管内是否已充满O2的方法是_。将带火星的观察对象现象干燥的普通铁丝没有明显变化 潮湿的普通铁丝较多红褐色锈斑潮湿的纯铁丝 没有明显变化 木条放置在b导管口，若木条复燃，则证明U形管内已充满O2(2)铁制品锈蚀的条件之一是需要O2，在此实验中能支持此条件的证据是_。(3)通过对比实验现象，此实验还可得出铁制品锈蚀的条件是_。观察到注射器活塞向左移动(或注射器内O2体积减少)水分和金属的内部结构13(2021，衢州)钢丝棉是一种由低碳钢制成的细丝，直径约0.1250.189毫米。小科利用钢丝棉探究铁制品锈蚀的条件，实验如下：
18、步骤一：取3个50 mL活塞润滑性良好的注射器，检查气密性后备用。步骤二：称取3团等质量的钢丝棉(每团体积约为6 cm3)，A保持干燥，B用少量蒸馏水润湿，C用少量食盐水润湿，分别放入甲、乙、丙注射器中。步骤三：移动活塞，使它们均处于46 mL刻度处，再用橡皮帽封住注射孔(如图所示)。步骤四：每隔一定时间，观察到的实验现象如下表。5分钟20分钟1小时5小时甲无现象无现象无现象无现象乙出现少许锈斑，活塞未明显移动出现明显锈斑，活塞移动少许锈斑增多，活塞移动明显锈蚀严重，活塞处于39 mL刻度处丙出现明显锈斑，活塞移动少许锈斑增多，活塞移动明显锈蚀严重，活塞处于39 mL刻度处锈蚀严重，活塞处于39 mL刻度处(1)检查注射器气密性：先用橡皮帽封住注射孔，用手向外拉动活塞，放手后观察到_，则气密性良好。(2)比较乙、丙实验现象得到的结论：_。(3)钢铁生锈还需要氧气，请你利用本实验数据计算出空气中氧气的体积分数为_。活塞恢复原位氯化钠(食盐、盐水)能加快钢铁的生锈17.5%