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初中化学人教版九年级下册课题 1 金属材料导学案
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这是一份初中化学人教版九年级下册课题 1 金属材料导学案，共31页。学案主要包含了实验8-1，知识拓展，实验药品，实验装置，实验步骤，实验现象，化学反应，实验结论等内容，欢迎下载使用。
几种重要的金属
说到金属材料，我们应该不会感到陌生。家里的很多日常生活用品，如锅、刀、水壶、水龙头等，它们大都是由金属材料制成的。金属材料包括纯金属以及它们的合金。
1.金属材料包括纯金属和它们的合金。
金属的种类有很多，而我们最常见的金属有铁、铝和铜。铜和铁是人类使用较早的金属，我国劳动人民在商代就制造出了精美的青铜器，春秋战国时期就会冶铁和炼钢。（图8-1 图8-2）
铝的利用要比铜和铁晚得多，那仅仅是100多年前的事情。但由于铝具有密度小和抗腐蚀等优良性能，现在世界上铝的年产量已超过了铜，位于铁之后，居第二位。
图8-1 东汉晚期的青铜奔马（马踏飞燕）， 图8-2 河北沧州的铁狮子，铸造于953年，距今已有1000余年的
现已成为我国的旅游标志 历史，狮高5.3m，长6.5m，宽3m,重约40t
2.金属的物理性质
看到图8-3来认识一下金属的一些物理性质。
（1）有光泽，有良好的导电性、导热性和延展性。
金属不仅具有以上一些共同的物理性质，还具有各自的特性。例如，铁、铝大多数金属都是银白色的，但铜却呈紫红色，金呈黄色；在常温下，大多数金属是固态，但体温计中的汞却是液体；还有金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等物理性质差别也较大。
（2）金属的特性
①铁、铝等大多数金属呈银白色，但铜呈紫红色，金呈黄色。
②常温下大多数金属是固体，但汞是液体。
③金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等物理性质差别也比较大。
下面根据日常生活经验和表8-1所提供的信息，回答下列问题。
1.为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铝制？
点拨：因为铁的硬度比较大，而铝的硬度较小，并且铝有毒会对人体造成危害，不适于用来制造菜刀、镰刀等物品。
2.银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银制？
点拨：因为银的价格昂贵，而且银的密度大，不易架设。
3.为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？如果用锡制的话，可能会出现什么情况？
点拨：灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制是因为钨是熔点最高的金属，高温时不易熔化，而锡的熔点较低，如果使用锡作灯丝易熔化断开。
4.为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如果镀金会怎样？
点拨：水龙头镀铬是因为铁在潮湿的空气中容易生锈，铬是硬度最大的金属，镀在铁的表面既耐磨、美观，又防锈，能延长水龙头的使用寿命；如果在水龙头表面镀金，不仅增加成本，而且由于金的硬度较小，会使水龙头不耐用，从而缩短水龙头的使用寿命。
通过以上问题，可以得出以下结论：
物质的性质在很大程度上绝定了物质用途，但这不是唯一的决定因素，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对环境的影响等多种因素。
3.用途主要由性质决定，还需考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利、废料是否容易回收利用以及对环境的影响等。
4.资料卡片：“金属之最”
合金
为满足各种不同的需要，仅用纯金属是不够的，人们在生产实践中还制造出了许多的具有特殊性能的“新型金属材料”——合金。
那么，什么是合金？合金的性质与其组分金属有何不同? 合金的应用范围怎样? 我们常用的合金有哪些?这就是我们下面所要学习的内容。
1.合金就是在金属中加热熔合某些金属或非金属形成的具有金属特性的物质。合金属于混合物。
我们熟知生铁和钢就是含碳量不同的铁的两种合金。生铁的含碳量为2％～4.3％，钢的含碳量为0.03％～2％。除含碳外，生铁中还含有硅、锰等，钢如不锈钢中还含有铬、镍等。由于在纯金属铁中熔合了一定量的碳、锰或碳、铬、镍等，这种组成的改变，使得合金性能也随之发生改变．例如，纯铁较软，而生铁比纯铁硬；不锈钢不仅比纯铁硬，而且其抗锈蚀性能也比纯铁好得多。
合金与纯金属的性能有哪些差异呢？下面我们通过实验来进行探究。
2．合金与组成它们的金属性质的差异
【实验8-1】比较黄铜片（铜锌合金）和铜片、硬铝片（铝合金）和铝片的光泽和颜色；将它们互相刻划，比较它们的硬度。
由实验可知，合金与纯金属相比，颜色和光泽都有所改变，并且合金的硬度大于组成它的纯金属。
（1）合金的硬度大于组成它们的金属
合金的熔点与其组分金属相比，又有何特点呢?
讨论 查阅资料、了解焊锡（锡铅合金）和武德合金（铅、铋、锡、镉组成的合金）的用途。根据下表提供的数据，你能得到什么启示？
（2）合金的熔点低于组成它的纯金属。
我们常用的保险丝就是用武德合金制成的，熔点约为69℃。而组成它的金属铋、铅、锡、镉的熔点分别为271℃、327℃、232℃、321℃。
通过学习，我们知道合金比组成它们的金属具有更好的性能。所以，我们在日常生活、工农业生产和科学研究中使用的金属，大多数属于合金。目前，合金的品种已达几千种，远远超过金属自身的种类(90余种)。表8-2列出了一些常见合金的主要成分、性能和用途。
合金在人类生活和生产中具有极为广泛的应用，尤其是在科学技术日益发展的今天，新的金属和合金一直在被不断地发展和应用。例如，钛和钛合金就是人们普遍重视和关注的一种新型金属材料。
3.钛和钛合金
钛和钛合金被认为是21世纪重要的金属材料，有很多优良的性能，如熔点高，密度小，可塑性好，易于加工，机械性能好等，尤其是钛和钛合金的抗腐蚀性能非常好，因此被广泛用于火箭、导弹、航天飞机、船舶、化工和通信设备等。钛合金与人体具有很好的“相容性”可用来制造人造骨等。
例1．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
例2．食品包装袋中经常使用到铝箔，铝能制成铝箔是因为铝具有良好的 （ ）
A. 导电性 B. 抗腐蚀性 C. 导电性 D. 延展性
例3.金属材料在现实生活中有极为重要的作用。下列金属材料的运用与金属所具有的性质不一致的是( )
A．制造白炽灯泡—熔点高 B．制造飞机—坚硬而质轻
C．制造装化工原料的容器—耐腐蚀 D．制造保险丝—硬度大
例4．生铁和钢的主要区别是（ ）
A 生铁和钢的主要成分都是铁，但二者的含碳量不同，性能也不同。
B 生铁和钢都是碳的合金
C 生铁就是含杂质较多的钢，钢就是含杂质较少的生铁。
D 生铁是混合物，钢是纯净物。
例5．下列各组物质中属于纯净物的一组是（ ）
A．不锈钢、黄铜 B．24K金、铜导线 C．生铁、钢 D．钱币、铜钟
例6．下列关于合金的说法正确的是（ ）
A．合金中至少有两种金属 B．合金缺少金属光泽
C．合金中的元素以化合物的形式存在 D．钢的含碳量比生铁的低
例7.钛和钛的合金被认为是21世纪的重要金属材料，它们具有很多优良的性能，如熔点高，密度小，可塑性好，易于加工，钛合金与人体有很好的相容性等。根据它们的主要性能，下列用途不切合实际的是（ ）
A.用来做保险丝 B.用于制航天飞机 C.用来制造人造骨 D.用于制造船舶
例8.钛和钛合金是21世纪的重要金属材料，它们具有优良的性能，如熔点高，密度小，可塑性好，机械性能好，抗腐蚀能力强，钛合金与人体很好的“相容性”。根据它们的主要性能，不合实际的用途是（ ）
A.用于核潜艇设备的制造 B.用于制造航天设备 C.用来做保险丝 D.可用来制造人造骨
例9.工业生产中常将两种金属在同一容器中加热使其熔化，冷却后得到具有金属特性的熔合物—合金。试根据下表所列金属的熔点和沸点的数据（其它条件均已满足），判断哪种金属不易跟其它金属制得合金（ ）
A.Zn B.Fe C.W D.Ag
例10．下列铝制品的用途主要利用了铝的哪个性质？
A．导热性 B．导电性 C．延展性 D．密度较小
（1）铝锅烧饭 ；（2）铝锭压成铝箔 ；
（3）铝线作电缆 ：（4）硬铝制飞机 。
课堂练习
1．下列用途中利用了铜的导电性的是（）
A.电极B.机械零件 C.铜雕像D.铜火锅
2．下列物质不属于金属材料的是（）
A.铝B.氧化铁C.铜D.钢
3．人类使用金属的历史从早到晚的顺序是()
A.Fe—Cu—Al B. Cu—Fe—AlC. Cu—Al—FeD. Al—Cu—Fe
4．“垃圾是放错了位置的资源”，应该分类回收。生活中废弃的铁锅，铝制易拉罐、铜导线可以归为一类加以回收，因为它们属于()
A.氧化物 B.化合物 C.混合物 D.金属或合金
5．下列有关金属材料的说法不正确的是（ ）
A.青铜、黄铜的硬度大于纯铜
B.生铁和钢的性能不同，主要是由于其含碳量不同
C.一般来说，合金的抗腐蚀性能比其成分金属强
D.合金是由两种或两种以上金属融合而成的具有金属特性的物质
6．世界卫生组织把铝确定为食品污染源之一，铝的下列应用必须加以控制的是()
A.用铝合金制门窗 B.用铝合金做飞机材料
C.用金属铝制盛装碳酸饮料的易拉罐 D. 用金属铝制电线
7．关于合金的下列认识正确的是（ ）
A.合金就是生铁和钢 B.合金具有金属特性
C.纯铁是最常见的合金之一 D.合金就是几种金属粉末混合在一起
8．某物质为金属材料，则该物质（ ）
A.一定是单质 B.一定是化合物
C.一定是混合物 D.可能是单质或混合物
9．地壳里含量最多的金属元素是（ ）
A.氧 B.硅 C.铝 D、.铁
10．夏钨股份公司拟生产用于汽车贮氢的钨合金，此合金（ ）
A.熔点比钨高 B.不能导电 C.具有金属特性 D.是一种不可回收物
11．下列关于合金的叙述，：①合金中至少含有金属；②合金中元素以化合物的形式存在；③合金中一定含有金属；④合金一定为混合物；⑤合金依然具有金属特性。其中正确的是（ ）
A.④ B.①②③ C.③④ D.③④⑤
12．钨用来制造灯丝，因为钨具有导电性且（ ）
A.密度大 B.熔点高 C.硬度大 D.延展性好
13．下列物质不属于合金的是（ ）
A.铁锈 B.不锈钢 C.青铜 D.焊锡
14． 纳米材料在军事上有广泛用途，美国军用飞机F－117的表面就涂有隐身材料——纳米氧化铝等。氧化铝的化学式书写正确的是（ ）
A． AlO B．AL2O3 C．Al2O3 D．Al3O2
15.制取合金的方法是将两种或两种以上的金属(或金属与非金属)加热到某一温度使其熔化，再冷却成为合金。试根据下表的数据(其它条件均能满足)判断下列合金中不宜用上述方法制取的是( )
A. Fe– Cu B. Mg– Al C. Al– Fe D. Na-Cu
16.《吕氏春秋》记载“金（即铜单质）柔锡（即锡单质）柔，合两柔则刚（即坚硬）”。这句话说明合金
具有的特性是（ ）
A.熔点一般比其组成金属低
B.抗腐蚀性一般比其组成金属强
C.硬度一般比其组成金属大
D.耐磨性一般比其组成金属耐磨
课题2 金属的化学性质
金属的用途不仅与它们的物理性质有密切联系，而且与它们的化学性质也息息相关。下面我们就来学习金属的化学性质。
一、金属与氧气的反应
通过前面的学习，我们已经知道镁和铁都能与氧气反应。
回顾：镁和铁与氧气反应的现象，并写出反应的化学方程式。
实验表明，大多数金属都能与氧气发生反应,但反应的难易和剧烈程度不同。例如，Mg、Al在常温下就能与氧气反应。在常温下，铝和氧气也能发生反应，在铝表面生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步被氧化，所以铝具有很好的抗腐蚀性。
（1）铝与氧气反应：4Al + 3O2== 2Al2O3
Fe、Cu在常温下几乎不能与氧气反应,但在高温时能与氧气反应。
（2）铜与氧气反应：2Cu + O2 2CuO
俗语说“真金不怕火炼”，说明金的化学性质稳定，即使高温时也不与氧气反应。
由上述分析可知，大多数金属都能与氧气反应，但反应的难易剧烈程度不同，因此，我们可判断出这几种金属的活泼性强弱，即金属活动性：镁、铝较活泼，铁、铜次之，金最不活泼。
（3）金属活动性：Mg、Al>Fe、Cu>Au
二、金属与盐酸、稀硫酸的反应
很多金属不仅能与氧气反应，而且还能与盐酸或稀硫酸反应。金属与盐酸或稀硫酸能否反应以及反应的剧烈程度，也可反映出金属的活动性。
探究 金属与盐酸、稀硫酸的反应
在试管里放入少量镁，加入5mL稀盐酸，用燃着的小木条放在试管口，观察现象，并判断反应后生成了什么气体。
参照上述实验步骤，分别在放有少量锌片、铁片和铜片的试管中加入稀盐酸，观察现象，比较反应的剧烈程度。如果有气体生成，用燃着的木条去检验生成的气体,观察并记录实验现象。
用稀硫酸代替稀盐酸进行实验，并比较发生的现象。
根据上述实验现象以及反应的化学方程式讨论：
1.哪些金属能与盐酸、稀硫酸发生反应？反应的剧烈程度如何？反应后生成了什么气体？哪些金属不能与盐酸、稀硫酸发生反应？由此你能把金属分为哪两类？
点拨：能与盐酸、稀硫酸反应的金属是Mg、Zn、Fe,它们反应的剧烈程度依次是Mg>Zn>Fe。用燃着的小木条放在试管口点燃产生的气体,看到气体能燃烧,且产生淡蓝色火焰,故是氢气。不能与盐酸、稀硫酸反应的金属是Cu。将金属分为能与盐酸或稀硫酸反应的金属和不能与盐酸或稀硫酸反应的金属两类。
2.对于能发生的反应，从反应物和生成物的物质类别如单质、化合物的角度去分析，这些反应有什么特点？
点拨：它们都是由一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物。
化学上，把这种由一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应叫做置换反应。
1.置换反应：一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应。
表达式：单质1+化合物1化合物2+单质2
练习：判断下列哪些反应属于置换反应。
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑ Fe + Cu(NO3)2 = Fe(NO3)2 + Cu 2KNO3+ S + 3C K2S + N2 ↑+ 3CO2 ↑
通过上述实验探四种金属的活动性顺序为：镁>锌>铁>铜。
三、金属活动性顺序
除了用金属与氧气、金属与酸反应来比较金属的活动性差异外，也可用金属和某些金属化合物的溶液来比较金属的活动性差异。例如，把铁钉放在硫酸铜溶液中，铁钉上会有紫红色的铜生成。这说明铁的金属活动性比铜的强，它可以把铜从硫酸铜溶液中置换出来。
探究 金属活动性顺序
1.把一根用砂纸打磨过的铝丝浸入硫酸铜溶液中，过一会取出，观察，有什么现象？
2.把一根洁净的铜丝浸入硝酸银溶液中，过一会取出，观察，有什么现象发生？
3.把另一根洁净的铜丝浸入硫酸铝溶液中，过一会取出，观察，有什么现象发生？
讨论：
上述能发生反应的化学方程式的特点是什么？它们属于哪种反应类型？
点拨：一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的；置换反应。
通过上述实验，你能得出铝、铜、银的金属活动性顺序吗？
点拨：。
1.人们通过大量实验探究，归纳和总结出了常见金属在溶液中的活动性顺序：
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag Pt Au
金属活动性：由强到弱
2.金属活动性顺序在工农业生产和科学研究中有重要应用。
（1）判断金属活动性的强弱：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）判断金属与酸的置换反应能否发生：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）判断金属与其他金属化合物溶液的置换反应能否发生：在金属活动性顺序里，位于前面的金属（钾、钙、钠要除外）能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来。
练习：1．判断下列各组物质能否发生反应？可以反应的写出方程式
①铁和硫酸铜溶液反应 ②银和硫酸铜溶液反应 ③铜和稀盐酸
④铜和硝酸汞溶液反应 ⑤锌和稀硫酸 ⑥铁和稀盐酸
2.用化学方程式表示
（1）铜粉中有铁粉可以用稀硫酸除去；
（2）铝丝侵入硫酸铜溶液中表面变红 ；.
【知识拓展】
1.金属活动性顺序的实验验证方法
（1）两种金属的验证方法
①将两种金属分别与稀盐酸或稀硫酸反应，观察是否能发生反应，能反应则比较反应的剧烈程度（速度快慢）
②将两种金属中的一种金属变成盐溶液，与另一种金属单质反应
（2）三种金属的验证方法
①将三种金属分别与稀盐酸或稀硫酸反应
②先将三种金属的活动顺序排出来，然后将两头的金属变成盐溶液，中间的金属不变。“两头变，中间不变”
③先将三种金属的活动顺序排出来，然后将中间的金属变成盐溶液，两头的金属不变“两头不变，中间变”。
例1.学习金属单元后，我们知道Zn、Fe、Cu三种金属的活动性顺序为：Zn>Fe>Cu。为验证这一结论，下面实验设计合理的是（ ）
A．将Zn、Cu两金属片分别放入稀盐酸中 B．将Fe、Cu两金属片分别放人稀盐酸中
C．将Zn、Fe两金属片分别放人CuCl2溶液中 D．将Zn、Cu两金属片分别放人FeCl2溶液中
例2.某学生为了验证锌、银、铜三种金属的活动性顺序，设计了五个实验：①将Zn、Cu分别放入稀盐酸中； ②将Ag放入Cu（NO3）2溶液中；③将Cu放入AgNO3溶液中；④将Cu放入ZnSO4溶液中；⑤将Zn放入AgNO3溶液中。下列实验组合不能验证锌、银、铜三种金属活动性顺序的是（ ）
A．①② B．①③ C．②④ D．①⑤
2.金属与酸反应的图像分析
（1）金属越活泼，反应越剧烈，反应所需时间越短，即越陡越活。
（2）等量的酸与足量的金属反应时，产生的H2质量相等。
例如足量的Al、Mg、Zn、Fe 与等量的酸反应，产生氢气的质量相等；反应速率：Mg > Al > Zn > Fe。
（3）等质量的金属与足量酸反应时，若金属的化合价相同，金属的相对原子质量越小，产生的H2越多，曲线的拐点越高，即越高越小。若金属的化合价不相同，铝产生H2的最多。
例如等质量的Al、Mg 、Fe、Zn与足量的酸反应，产生氢气的质量：Al > Mg > Fe > Zn ；反应速率：Mg > Al > Zn > Fe
（4）金属与酸反应后溶液质量增加。
例1.相同质量的Mg、Zn、Fe和足量的稀硫酸反应，产生氢气的总质量（m）随时间(t)变化的关系如下图，则下图中a、b、c表示的金属分别为：a 、 b 、c 。
例2.一定质量的M、N两种金属，分别与相同质量和相同质量分数的稀硫酸反应，生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示，分析图象得到的以下结论中，不正确的是（ ）
A．两种金属的活动性：M>N B．两种金属生成氢气的质量：M=N
C．两种金属消耗稀硫酸的质量：M=N D．充分反应后，得到溶液的质量：M=N
例3.现有质量相等的X、Y、Z三种金属，分别放入三份溶质质量分数相等的足量稀硫酸中，X不发生反应，Y、Z在生成物中均显+2价，Y、Z反应生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．X、Y、Z的金属活动性顺序为：Y＞Z＞X
B．相对原子质量：Y＞Z
C．完全反应生成氢气的质量：Y＜Z
D．Y与H2SO4反应的化学方程式为：Y+H2SO4═YSO4+H2↑
3.金属与其他金属化合物溶液反应后所得滤液和滤渣的成分分析
金属与其他金属化合物溶液混合时，金属与其他金属化合物溶液中的金属在金属活动顺序中相隔越远，越先反应，主要有以下两种情况：
（1）当多种金属都能与某金属化合物的溶液发生反应时，金属活动顺序最活泼的金属先发生反应，然后依次进行。
例如：锌、铁、铜组成的混合物投入到硝酸银溶液中，锌先与硝酸银溶液反应
（2）当金属化合物的溶液都能与某金属发生反应时，金属化合物中金属活动顺序最弱的先发生反应，然后依次进行。
例如：锌投入到硝酸银和硝酸铜混合溶液中，硝酸银先与锌反应
金属与其他金属化合物溶液反应后所得滤液和滤渣的成分的分析
金属与其他金属化合物溶液中的金属在金属活动顺序中相隔越远，越先反应，然后依次进行，即先远后近。
主要有下列两种情况：
（1）当多种金属都能与某盐溶液发生反应时，金属活动顺序最活泼的金属先发生反应，然后依次进行
例如：锌、铁、铜组成的混合物投入到硝酸银溶液中，锌先与硝酸银溶液反应。
（2）当多种盐溶液都能与某金属发生反应时，盐中金属活动顺序最弱的先发生反应，然后依次进行。
例如：锌投入到硝酸银和硝酸铜混合溶液中，硝酸银先与锌反应。
例1.将一定量的铁粉加入到AgNO3和Cu(NO3)2混合溶液中，过滤，分析所得滤液和滤渣的成分。
解题步骤：
（1）将涉及的金属的活动性顺序排出来：Fe>Cu>Ag
（2）判断反应能否发生，并按顺序写出反应的化学方程式：
①Fe+2AgNO3 =Fe(NO3)2+2Ag ②Fe+Cu(NO3)2 =Fe(NO3)2+Cu
（3）根据Fe的量分析反应程度，确定所得滤液和滤渣的成分：
例2.将Fe粉和Cu粉加入到一定量的AgNO3溶液中，过滤，分析所得滤液和滤渣的成分。
（1）排出金属的活动性顺序Fe>Cu>Ag
（2）按顺序写出反应的化学方程式：
（3）根据AgNO3的量分析反应程度，确定所得滤液和滤渣的成分：
① Fe+2AgNO3 =Fe(NO3)2+2Ag ②Cu+2AgNO3 =Cu(NO3)2+2Ag
练习
1.在硝酸铜和硝酸银的混合溶液中加入铁粉，下列说法不正确的是（ ）。
A.若反应完成后铁有剩余，则溶液中有Fe2+，无Ag+，可能有Cu2+
B.若反应完成后铁有剩余，则溶液中有Fe2+，无Ag+和Cu2+
C.若反应完成后铁无剩余，溶液中若有Ag+，则定有Cu2+
D.若反应完成后铁无剩余，溶液中若无Ag+，则可能有Cu2+
2.将一定量的铁粉加入到硝酸银和硝酸铜的混合溶液中充分反应后过滤，再向滤渣中加稀盐酸，无气体产生．则下列说法正确的是（ ）
A．滤渣中一定有银和铜 B．滤液中一定有硝酸银和硝酸亚铁
C．滤渣中可能有银和铜 D．滤液中一定有硝酸亚铁，可能有硝酸银和硝酸铜
3．将一定量的铜锌混合粉末放入盛有硝酸银溶液的烧杯中，不断搅拌，充分反应后过滤。向得到的滤渣和滤液中分别加入足量的稀盐酸，均无现象，则滤渣中（ ）
A．一定有银，可能有铜和锌 B．一定有银，可能有铜，一定没有锌
C．一定有银和铜，可能有锌 D．一定有银和铜，一定没有锌
4．将一定质量的镁、锌混合物粉末放入到一定质量的硫酸铜溶液中，待反应停止后，过滤得滤渣和滤液，再向滤渣中加入足量的稀盐酸，滤渣部分溶解且有气体生成，则下列说法正确的是（ ）
A．滤渣中一定有镁、铜B．滤渣中一定有镁、锌、铜
C．滤液中一定有硫酸铜和硫酸锌D．滤液中一定有硫酸镁，一定没有硫酸铜
5．向硝酸镁、硝酸银、硝酸铜的混合溶液中加入一些锌粒，完全反应后过滤．下列说法正确的是（ ）
A．溶液中一定含有硝酸锌、硝酸镁，固体中一定含有铜和银
B．溶液中可能含有硝酸锌、硝酸镁，固体中可能含有锌和银
C．溶液中一定不含硝酸银，固体中一定不含锌和镁
D．溶液中一定含有硝酸锌、硝酸镁，固体中可能含有锌和铜
6.实验课上，小明同学把一包铜粉和锌粉的混合物放入一定量的硝酸银溶液中，使其充分反应后过滤，得到固体和蓝色滤液。关于该滤渣和滤液有下列四种说法（ ）
eq \\ac(○,1)滤出的固体中一定含有银，可能含有铜
eq \\ac(○,2)滤出的固体中一定含有银和铜，一定不含锌
eq \\ac(○,3)滤液中一定含有硝酸铜，一定没有硝酸锌和硝酸银
eq \\ac(○,4)滤液中一定含有硝酸锌和硝酸铜，可能含有硝酸银
以上说法正确的个数为（ ）
A. 0个 B. l个 C.2个 D. 3个
课堂练习
1.将金属M的粉末放入盛有硝酸铜溶液的烧杯中，充分反应后，溶液呈无色，继续向烧杯中加入一定量的硝酸银溶液，充分反应后过滤，得到滤渣和蓝色滤液。根据上述实验分析，下列说法错误的是( )
A.金属活动性强弱顺序：M>Cu>Ag B.滤渣中可能有金属M
C.滤液中至少含有两种溶质 D.滤渣中一定有Ag
2.在5.6g铁粉中，先逐滴加入一定量的硝酸铜溶液，充分反应后再逐滴加入硝酸银溶液，固体质量与所加溶液总质量的关系如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.b点时，生成铜的质量等于m1g
B.bc段反应的化学方程式为Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2
C.e点时，溶液中含有的溶质有2种
D.m3的数值为21.6
3.学习金属单元后，我们知道Zn、Fe、Cu三种金属的活动性顺序为：Zn>Fe>Cu。为验证这一结论，下面实验设计合理的是 （ ）
A．将Zn、Cu两金属片分别放入稀盐酸中 B．将Fe、Cu两金属片分别放人稀盐酸中
C．将Zn、Fe两金属片分别放人CuCl2溶液中 D．将Zn、Cu两金属片分别放人FeCl2溶液中
4.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（ ）
①滤渣中可能有铜
②向滤渣中加稀盐酸，可能有气泡产生
③滤液中一定有Mg（NO3）2、Zn（NO3）2和Fe（NO3）2，可能有Cu（NO3）2
④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．①②B．①③C．②③D．②④
5．某活动小组从工厂收集到一些含有硝酸银的废液（不含其他溶质）以及废铁屑、废锌屑的混合物（只含铁和锌）。在回收银时，他们将一定量的上述金属混合物加入到含硝酸银的废液中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。下列说法正确的是（ ）
①若该滤渣中含有铁，则可能也含有锌
②该滤液的质量小于原废液的质量
③若该滤液含有两种溶质，则向该滤渣中加入稀盐酸一定有气泡产生
④若该滤渣中含有两种物质，则该滤液中一定含有两种金属离子
A．①②B．①③C．②③D．②④
6.已知钠、钾都是活泼金属，都能与水反应生成氢气和对应的碱。将一定质量的钠、钾分别投入质量相等的足量的纯水中，产生氢气的质量随时间变化的曲线如图所示。下列说法错误个数为 （ ）
eq \\ac(○,1)曲线a表示钠与水反应的图象，曲线b表示钾与水反应的图象
eq \\ac(○,2)参加反应的钠的质量大于钾的质量
eq \\ac(○,3)参加反应的水的质量相等
eq \\ac(○,4)反应后NaOH溶液的溶质质量分数小于KOH溶液的溶质质量分数
A. 0个 B. l个 C.2个 D. 3个
7.某实验小组在相同条件下探究金属与酸反应的放热情况，实验装置如图1，实验所用药品如表。
溶液温度随反应时间变化如图2。下列分析正确的是（ ）
A．实验①对应图2中曲线aB．反应结束后，实验①和②有金属粉末剩余
C．实验③能产生0.2g氢气D．反应结束后，烧杯中的溶液都呈无色
8．铜是人类最早利用的金属之一。
（1）下列铜制品中，利用金属导热性的是 （填字母序号）。
（2）“湿法炼铜”的原理是硫酸铜溶液与铁反应，该反应的化学方程式为 。
（3）利用废旧电池铜帽（含Cu、Zn）制取海绵铜（Cu），并得到硫酸锌溶液，主要流程如下（反应条件已略去）：
已知：2Cu+2H2SO4+O22CuSO4+2H2O
①过程Ⅱ中分离操作的名称是 。
②过程Ⅲ中有气体产生，反应的化学方程式为 。
③A～E中含铜、锌两种元素的物质有 （填字母序号）。
课题3 金属资源的利用和保护
人类生活离不开金属，金属对于人类社会的发展起着不可替代的作用。由于地球上的金属资源是有限的，所以我们对其要进行合理的利用和有效的保护。下面我们一起来学习金属资源的利用和保护。
一、金属在自然界的存在形式
地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中，除少数很不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外,其余都以化合物形式存在。
1.单质：少数化学性质较不活泼的金属，如金、银等。
2.化合物：化学性质较活泼的金属，如铁、铝、铜等。
以化合物形式存在的金属在自然界中以矿物形式存在。含有矿物的岩石称为矿石。工业上就是从矿石中来提炼金属的。
常见的金属矿石如图8-17所示。
我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数国家之一，矿物储量也很丰富，其中钨、钼、锡、锑等储量居世界前列，铜、铝、锰储量在世界上也占有重要位置。
目前生活中使用最多、最广泛的金属是铁，那么铁是怎样冶炼呢？下面，我们来学习有关铁冶炼的知识。
二、铁的冶炼
炼铁的原理是利用一氧化碳和氧化铁的反应。在实验室里，我们可以模拟铁的冶炼过程。
（1）实验室—一氧化碳还原氧化铁
【实验药品】氧化铁粉末、澄清石灰水、一氧化碳
【实验装置】
【实验步骤】
①检查装置气密性； ②装入药品并固定装置；
③点燃酒精灯； ④向玻璃管中通入CO；
⑤点燃酒精喷灯； ⑥反应完成后熄灭酒精喷灯；
⑦等玻璃管冷却至室温后停止通入CO； ⑧熄灭酒精灯
【实验现象】①红棕色粉末逐渐变黑；②澄清石灰水变浑浊 ；③尾气燃烧，产生蓝色火焰。
【化学反应】玻璃管内：3CO+Fe2O32Fe+3CO2 酒精灯处：2CO+O22CO2
试管中：Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
【实验结论】红棕色粉末Fe2O3被CO还原成单质铁。
【注意事项】
①通入一氧化碳前要检查装置气密性。
②在实验开始前要先通CO，排净装置内的空气，防止加热时，玻璃管内空气和一氧化碳的混合气体引起爆炸。
③在点燃酒精喷灯前要先点燃酒精灯，除去尾气中的CO，防止污染空气。
④反应结束后先熄灭酒精喷灯，继续通入CO直至玻璃管冷却至室温后停止通入，一是防止生成的铁在高温下被氧化，二是防止试管内的液体倒吸进入热的玻璃管使玻璃管炸裂。
简记：一氧化碳“早出晚归”，酒精喷灯“迟到早退”。
⑤澄清石灰水的作用：a.证明反应生成二氧化碳； b.吸收二氧化碳。
例1.某化学兴趣小组用一氧化碳与氧化铁的反应来探究炼铁的原理，装置如下图所示。请回答有关问题：
（1）为避免一氧化碳污染空气，并回收利用一氧化碳，方框中连接的是C和D，C装置中NaOH的作用是：__________。
（2）实验开始时，应________(填“先加热再通CO”或“先通CO再加热”)目的是：_________
（3）实验进行一会后，A中出现的现象为：_______，反应方程式为：______
（4）除CO外，还有哪些物质可以还原氧化铁________(请写一物质的化学式)。
例2.利用如图实验装置测定某赤铁矿石样品中Fe2O3的质量分数，取10g样品与足量CO充分反应后(杂质不参加反应)，测得剩余固体的质量为7.6g。
（1）玻璃管中的固体由 色逐渐变成 色；
（2）实验中通入CO的质量 4.2g（填“大于”.“等于”.“小于”）。
（3）铁矿石样品中Fe2O3的质量分数是多少？
例3.2022年春晚舞蹈《只此青绿》源于宋代名作《千里江山图》。
（查阅资料：2NaOH+CO2Na2CO3+H2O ）
（1）《千里江山图》流传千年依旧色彩艳丽，璀璨夺目，与所用矿石颜料有关。说明所用矿石颜料化学性质 （填“稳定”或“不稳定”）；
（2）矿石颜料之一赭石（主要成分为Fe2O3）属赤铁矿，我国早在春秋战国时就开始炼铁。用赤铁矿炼铁的主要反应原理是 （用化学方程式表示）；
（3）实验室可用如图所示的装置进行模拟炼铁。
反应前大玻璃管中加入铁的氧化物（FexOy）试样的质量为12.6g。加热前，应先往大玻璃管中通入CO气体的原因是 。
实验结束后，继续通入CO气体，直至大玻璃管冷却。此时NaOH溶液的质量增加了7.7g。推算该铁的氧化物的化学式中x、y的比为 （填最简整数比）。
2.工业炼铁
工业炼铁是一个复杂的过程。把铁矿石、焦炭和石灰石一起加入高炉，在高温下，利用炉内反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来，高炉内的主要化学反应如图。
（1）设备：炼铁高炉
（2）原料：铁矿石（赤铁矿或磁铁矿）、焦炭、石灰石、空气。
（3）主要反应：
生成还原剂：C+O2CO2、CO2+C2CO 生成生铁：3CO+Fe2O32Fe+3CO2
生成炉渣：CaCO3CaO+CO2↑、CaO+ SiO2 CaSiO3
注：a.石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅（SiO2）转变为炉渣（CaSiO3）。
b.产品：生铁（实验室中“炼”出的铁不含碳，而工业生产中炼出的铁含碳）。
在实际生产时，所用的原料或产物一般都含有杂质，在计算用料和产量时，应考虑到杂质问题。
3.含杂质物质的化学方程式的计算
化学方程式表示的是纯净物质之间的数量关系，如果题目给出或要求计算不纯物质的质量，必须先换算成纯净物质的质量，再进行相关计算。计算步骤为：
（1）将含杂质的物质的质量换算成纯物质的质量。
纯净物与含杂质物质的换算公式：
×纯物质的质量分数
含杂质物质的质量 纯物质的质量
÷纯物质的质量分数
纯物质的质量
物质纯度= ×100% = 1-杂质的质量分数
混合物质量
将纯物质的质量代入化学方程式进行计算。
将计算得到的纯物质的质量换算成含杂质物质的质量。
【例】1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是多少？
【解法1】1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为：
设生成的铁的质量为x。
折合为含铁96%的生铁的质量为
答：800t氧化铁理论上可以炼出生铁的质量为583t。
【解法2】设理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为x。（x不是纯物质的质量，不能直接代入计算）
1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为：
答：800t氧化铁理论上可以炼出生铁的质量为583t。
练习
1.某钢铁厂每天需消耗5000t含Fe2O3 76%的赤铁矿石，该厂理论上可日产含Fe 98%的生铁的质量是多少？
2.冶炼2000t含杂质3%的生铁，需要含Fe3O4 90%的赤铁矿石的质量是多少？
三、金属资源的保护
1.金属的腐蚀与防护
据有关资料报道，现在世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的20％～40％。防止金属腐蚀已经成为科学研究和技术领域中的重大问题。
那么如何防止金属腐蚀呢？首先我们要了解金属腐蚀的原因，从源头入手，这样才能找到防止金属腐蚀的办法。下面我们以铁为例来探究铁制品锈蚀的条件。
探究 铁生锈的实验
【实验用品】大试管、试管夹（带铁夹的铁架台）、胶塞、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、洁净无锈的铁钉、棉花和干燥剂氯化钙等。
【实验过程】取三根洁净无锈的铁钉，一根放在盛有蒸馏水的试管中，并使铁钉外露一半；一根放在用植物油密封的蒸馏水中；一根放在干燥的空气中，注意每天观察铁钉锈蚀的现象，连续观察约一周。
【实验现象】第一支试管中的铁钉生锈，而第二、三支试管中铁钉没有生锈。
【实验分析】第一支试管中的铁钉既与水接触又与氧气接触，铁钉生锈；第二支试管中的铁钉只与水接触，铁钉不生锈；第三支试管中的铁钉只与氧气接触，铁钉不生锈。
【实验结论】铁生锈的条件是同时与氧气和水接触。
【实验说明】将蒸馏水煮沸并迅速冷却是为了除去水中溶解的氧气；在水面上覆盖一层植物油的目的是隔绝氧气。
（1）铁生锈的条件是同时与氧气和水接触。
铁制品锈蚀的过程是铁与空气中的氧气、水蒸气等共同作用发生化学反应的过程。铁锈成分复杂（主要成分是 Fe2O3·xH2O），并且疏松多孔、易吸水，不能阻碍里层的铁与氧气、水蒸气反应，因此铁制品可以全部锈蚀。而铝与氧气反应生成的氧化铝十分致密，所以能起到保护里层铝的作用。
知道了铁生锈的条件是同时与氧气和水接触，所以只要破环其条件就可以防止铁生锈，那么我们可以采用哪些方法防止铁制品生锈呢？
（2）防止铁制品生锈的方法
①保持铁制品的洁净和干燥；②在铁的表面涂上一层保护膜，如刷油漆、涂油、电镀等；
③制成合金，如不锈钢。
【讨论】自行车的构件如支架、链条、钢圈等，分别采取了什么防锈措施？
对于金属资源，除了采取防止金属腐蚀的措施外，还有哪些途径可以保护金属资源呢？阅读书本19页内容，了解保护金属资源的途径。
2.金属资源的保护
（1）保护金属资源的有效途径
①防止金属的腐蚀；
②回收利用废旧金属；
③有计划、合理地开采矿物；
④寻找金属的代用品。（例如用塑料来代替钢和其他合金制造管道、齿轮和汽车外壳等）
（2）保护金属资源的意义：节约金属资源和能源，降低金属的生产成本，减少对环境的污染。
例1.下图是探究铁制品锈蚀的条件时做的五个实验（铁钉在不同环境中），实验一段时间后，得出的结论错误的是 （ ）
A．甲、乙、戊中铁钉生锈快慢的顺序为：乙＞甲＞戊 B．丙中的铁钉不生锈
C．铁生锈的主要条件是与空气、水直接接触 D．丁中铁钉生锈最严重
例2. “对比法”是实验探究中常用的一种科学方法。分析以下铁钉生锈实验的设计、得出的结论不正确的是（ ）
A.比①②可以说明铁生锈一定要有氧气参加 B.对比②③可以说明铁生锈一定要有水参加
C.对比①③可以说明铁生锈一定要有水参加 D.对比①②③可以说明铁生锈必须水和氧气同时参加
例3.如下图所示，将足量的某铁粉用水均匀地粘在试管内壁上，将试下列分析错误的是（ ）
A．水能进入试管的最大体积约为试管容积的1/5 B．该铁粉在试管内发生了氧化反应
C．这一实验可以验证空气的组成不是单一的 D．如把该铁粉改为木炭粉，两者的现象完全相同
例4.钢铁是使用最多的金属材料。
⑴铁制品锈蚀的过程，是铁与空气中的________________发生化学反应的过程。自行车的支架采取的防锈措施是__________________；用稀硫酸除铁锈的化学方程式为______________________。
⑵用一氧化碳和赤铁矿炼铁的化学方程式为____________________。回收利用废旧金属制品的目的之一是_________________________。
例5.在研究“铁生锈的条件”的实验中，某兴趣小组对实验进行了创新设计，请把实验报告补充完整。
【实验目的】铁生锈条件的探究。
【实验内容】取3段光亮无锈的细铁丝（足量），绕成螺旋状，放入3支干燥洁净的试管底部，进行下列实验，实验要保证有足够长的时间来观察现象。
【实验现象】实验①②无明显现象，实验③中铁丝生锈，且试管内空气体积减小。
【实验结论】铁生锈实际上是铁与空气中的______、______发生反应的结果。
【实验思考】
（1）足够长时间后，实验③进入试管内的水的体积约占试管体积的_____。
（2）该实验创新之处在于：可根据铁丝表面的铁锈和______两种现象来判断铁丝反应进行的情况。
（3）用完的菜刀要擦干存放，理由是______。
例6. 生活中铁制品容易锈蚀,某课外学习小组探究铁生锈的条件,用洁净无锈的铁钉、试管、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、棉花和干燥剂氯化钙，实验装置图如下。
一周后观察到只有A中的铁钉生锈，而B、C中铁钉均无变化，请回答下列问题：
（1）在B试管中蒸馏水需要煮沸并覆盖一层植物油的目的是 。
（2）实验 和实验 对比，证明了铁钉生锈需要接触氧气。
（3）某同学将A试管中生锈的铁钉浸入装有足量的稀盐酸的试管中，发现溶液颜色由无色逐渐变成 ，这是因为 （用化学方程式表示）；一段时间后，该同学发现试管中有气泡产生，这气体是 。
课堂练习
1.用相同质量的锌和铁分别跟足量稀盐酸反应，反应情况见图(横坐标t表示反应时间，
纵坐标m表示生成氢气的质量)，其中符合实际的是（ ）
2.利用铁粉、木炭粉、氯化钠进行铁的锈蚀实验（装置如图所示，气密性良好）。实验1min后温度计读数上升，8min后打开止水夹，水倒吸进入锥形瓶，实验数据如表所示，下列说法不合理的是（ ）
A.铁的锈蚀是放热反应
B.使用NaCl溶液的目的是加快铁的锈蚀
C.此实验能推断出铁的锈蚀需要水的参与
D.计算得出空气中氧气的体积分数约为19.7%
3．实验研究铁锈蚀影响因素，记录如下。下列分析不正确的是
A．②③中O2含量减少表明铁已锈蚀 B．①②证明水对铁锈蚀有影响
C．②③证明食盐能加快铁锈蚀 D．①②③证明炭粉对铁锈蚀有影响
4．如图所示，将两枚光亮的铁钉分别用细线吊置于甲、乙中，并使部分铁钉露出液面。放置一段时间，出现了锈蚀。下列说法不正确的是
A．甲、乙中，气体含氧气的体积分数不相等 B．甲中，铁钉在植物油内的部分没有锈蚀
C．乙中，铁钉在水面下的部分锈蚀最严重 D．丙中，导管内上升一段水柱
5．控制变量法实验探究重要方法。利用如图所示的实验能实现探究目的是（ ）
A．甲中①②对比可探究铁的锈蚀与植物油是否有关
B．甲中①③对比可探究铁的锈蚀与水是否有关
C．乙中铜片上的白磷与红磷实验，可探究可燃物的燃烧是否需要与氧气接触
D．乙中铜片上的白磷与热水中的白磷实验，可探究可燃物的燃烧是否需要达到着火点。
6．实验是学习化学的重要途径。如图均为初中化学探究实验。
下列说法错误的是（ ）
A．图甲验证质量守恒定律时红磷量不足，最终天平仍然保持平衡
B．图乙电解水一段时间后，管内液面高度：a＞b＞c
C．图丙反应后玻璃管内固体减少的质量小于生成气体中氧元素的质量
D．图丁实验可用于探究铁生锈是否需要氧气参与
7.A～H都是初中化学中常见的物质已，知A.B都是黑色固体，D，F为红色固体，它们之间的转化关系如图所示。请回答下列问题：
（1）写出反应①的化学方程式：
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（2）反应③在工业上常用于＿＿＿＿＿。
（3）H溶液可能是＿＿＿（填化学式）溶液。
8.金属在生产和生活中应用广泛。
（1）下列生活用品中，主要利用金属导热性的是_______（填字母序号）。
A.铁制水龙头
D.黄金饰品
C.铝制易拉罐
B.铜制火锅
（2）铁制品容易锈蚀，铁生锈的条件是 。工业上用一氧化碳还原氧
化铁的化学方程式为 。
（3）化学小组在实验结束后，进行了如下废液处理：
①步骤Ⅰ中的操作名称是___________。
②写出II中一定发生反应的化学方程式为 ____________ 。
③滤液中的溶质组成是 (写出所有可能)。
9.下面是对铁的锈蚀条件的探究。课本实验中，铁生锈所需要时间较长，某实验小组设计了如图所示的改进实验。
(1)检查装置的气密性：连接好装置，关闭分液漏斗的活塞，将C导管接入到装有水的烧杯中，微热甲装置，说明气密性良好的现象是 。
(2)反应开始后，甲装置中的反应现象： ，MnO2的作用： 。
(3)4分钟后观察：A处铁丝依然光亮，B处铁丝表面灰暗，D处铁丝依然光亮，A、B处实验现象对比，可得出铁生锈与 有关；B、D处实验现象对比说明：决定铁生锈快慢的一个重要因素是 。
10.钢是铁的合金。为测定某钢样中铁的质量分数，取11.4g钢样，向其中加入稀硫酸，产生氢气
的质量与加入稀硫酸的质量关系如图所示（不考虑钢样中其它成份与稀硫酸的反应）。
（1）钢_____(填“是”或“不是”)金属材料。
（2）计算此钢样中铁的质量分数。
性质比较
现象
黄铜
铜
硬铝
铝
光泽和颜色
有光泽黄色
有光泽紫红色
有光泽灰白色
有光泽银白色
硬度
黄铜比铜硬
硬铝比铝硬
结论
合金与组分金属的物理性质有差异，合金的硬度一般大于其组分金属
纯金属
合金
铅
镉
铋
锡
焊锡
武德合金
熔点/℃
327
321
271
232
183
70
启示
合金的熔点低于组成它的纯金属
金属
Fe
Cu
Zn
Ag
Au
W
熔点（℃）
1535
1083
419.5
960.8
1063
3380
沸点（℃）
3000
2595
907
2212
2707
5637
金属
Na
Mg
Al
Cu
Fe
熔点(℃ )
97.5
649
660
1083
1535
沸点(℃ )
883
1090
2467
2567
2750
金属
现象
反应的化学方程式
稀盐酸
稀硫酸
稀盐酸
稀硫酸
镁
反应剧烈，有大量气泡产生，试管壁发热，溶液仍为无色
反应剧烈，有大量气泡产生，试管壁发热，溶液仍为无色
Mg+2HClMgCl2+H2↑
Mg+H2SO4MgSO4+H2↑
锌
反应比较剧烈，有大量气泡产生，溶液仍为无色
反应比较剧烈，有大量气泡产生，溶液仍为无色
Zn+2HClZnCl2+H2↑
Zn+ H2SO4ZnSO4+H2↑
铁
反应缓慢，有气泡产生，溶液由无色变为浅绿色
反应缓慢，有气泡产生，溶液由无色变为浅绿色
Fe+2HClFeCl2+H2↑
Fe+ H2SO4 FeSO4+H2↑
铜
没有明显变化
没有明显变化
不反应
不反应
实验
现象
反应的化学方程式
铝丝浸入硫酸铜溶液中
浸入溶液中的铝丝表面有红色固体出现，溶液由蓝色变为无色
2Al+ 3CuSO4 Al2(SO4 )3+ 3Cu
铜丝浸入硝酸银溶液中
浸入溶液中的铜丝表面有银白
色固体出现，溶液由无色变为蓝色
Cu+2AgNO3Cu(NO3)2+2Ag
铜丝浸入硫酸铝溶液中
无明显现象
不反应
序号
滤液成分
滤渣成分
①
Fe(NO3)2、AgNO3、Cu(NO3)2
Ag
②
Fe(NO3)2、Cu(NO3)2
Ag
③
Fe(NO3)2、Cu(NO3)2
Ag、Cu
④
Fe(NO3)2
Ag、Cu
⑤
Fe(NO3)2
Ag、Cu、Fe
序号
滤液成分
滤渣成分
①
Fe(NO3)2
Ag、Cu、Fe
②
Fe(NO3)2
Ag、Cu
③
Fe(NO3)2、Cu(NO3)2
Ag、Cu
④
Fe(NO3)2、Cu(NO3)2
Ag
⑤
Fe(NO3)2、AgNO3、Cu(NO3)2
Ag
实验编组
等质量稀硫酸
金属粉末质量
①
含H2SO4 9.8g
6.5g铁
②
含H2SO4 9.8g
6.5g锌
③
含H2SO4 9.8g
6.5镁
实验操作
实验前的体积
实验后的体积
锥形瓶内空气
(含导管内空气)
烧杯内水
烧杯内剩余水
246.0mL
100.0mL
51.5mL
实验装置
序号
其他试剂
200s时O2的含量
①
干燥剂
21%
②
10滴水
15%
③
10滴水和1.0g食盐
8%
几种重要的金属
说到金属材料，我们应该不会感到陌生。家里的很多日常生活用品，如锅、刀、水壶、水龙头等，它们大都是由金属材料制成的。金属材料包括纯金属以及它们的合金。
1.金属材料包括纯金属和它们的合金。
金属的种类有很多，而我们最常见的金属有铁、铝和铜。铜和铁是人类使用较早的金属，我国劳动人民在商代就制造出了精美的青铜器，春秋战国时期就会冶铁和炼钢。（图8-1 图8-2）
铝的利用要比铜和铁晚得多，那仅仅是100多年前的事情。但由于铝具有密度小和抗腐蚀等优良性能，现在世界上铝的年产量已超过了铜，位于铁之后，居第二位。
图8-1 东汉晚期的青铜奔马（马踏飞燕）， 图8-2 河北沧州的铁狮子，铸造于953年，距今已有1000余年的
现已成为我国的旅游标志 历史，狮高5.3m，长6.5m，宽3m,重约40t
2.金属的物理性质
看到图8-3来认识一下金属的一些物理性质。
（1）有光泽，有良好的导电性、导热性和延展性。
金属不仅具有以上一些共同的物理性质，还具有各自的特性。例如，铁、铝大多数金属都是银白色的，但铜却呈紫红色，金呈黄色；在常温下，大多数金属是固态，但体温计中的汞却是液体；还有金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等物理性质差别也较大。
（2）金属的特性
①铁、铝等大多数金属呈银白色，但铜呈紫红色，金呈黄色。
②常温下大多数金属是固体，但汞是液体。
③金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等物理性质差别也比较大。
下面根据日常生活经验和表8-1所提供的信息，回答下列问题。
1.为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铝制？
点拨：因为铁的硬度比较大，而铝的硬度较小，并且铝有毒会对人体造成危害，不适于用来制造菜刀、镰刀等物品。
2.银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银制？
点拨：因为银的价格昂贵，而且银的密度大，不易架设。
3.为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？如果用锡制的话，可能会出现什么情况？
点拨：灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制是因为钨是熔点最高的金属，高温时不易熔化，而锡的熔点较低，如果使用锡作灯丝易熔化断开。
4.为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如果镀金会怎样？
点拨：水龙头镀铬是因为铁在潮湿的空气中容易生锈，铬是硬度最大的金属，镀在铁的表面既耐磨、美观，又防锈，能延长水龙头的使用寿命；如果在水龙头表面镀金，不仅增加成本，而且由于金的硬度较小，会使水龙头不耐用，从而缩短水龙头的使用寿命。
通过以上问题，可以得出以下结论：
物质的性质在很大程度上绝定了物质用途，但这不是唯一的决定因素，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对环境的影响等多种因素。
3.用途主要由性质决定，还需考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利、废料是否容易回收利用以及对环境的影响等。
4.资料卡片：“金属之最”
合金
为满足各种不同的需要，仅用纯金属是不够的，人们在生产实践中还制造出了许多的具有特殊性能的“新型金属材料”——合金。
那么，什么是合金？合金的性质与其组分金属有何不同? 合金的应用范围怎样? 我们常用的合金有哪些?这就是我们下面所要学习的内容。
1.合金就是在金属中加热熔合某些金属或非金属形成的具有金属特性的物质。合金属于混合物。
我们熟知生铁和钢就是含碳量不同的铁的两种合金。生铁的含碳量为2％～4.3％，钢的含碳量为0.03％～2％。除含碳外，生铁中还含有硅、锰等，钢如不锈钢中还含有铬、镍等。由于在纯金属铁中熔合了一定量的碳、锰或碳、铬、镍等，这种组成的改变，使得合金性能也随之发生改变．例如，纯铁较软，而生铁比纯铁硬；不锈钢不仅比纯铁硬，而且其抗锈蚀性能也比纯铁好得多。
合金与纯金属的性能有哪些差异呢？下面我们通过实验来进行探究。
2．合金与组成它们的金属性质的差异
【实验8-1】比较黄铜片（铜锌合金）和铜片、硬铝片（铝合金）和铝片的光泽和颜色；将它们互相刻划，比较它们的硬度。
由实验可知，合金与纯金属相比，颜色和光泽都有所改变，并且合金的硬度大于组成它的纯金属。
（1）合金的硬度大于组成它们的金属
合金的熔点与其组分金属相比，又有何特点呢?
讨论 查阅资料、了解焊锡（锡铅合金）和武德合金（铅、铋、锡、镉组成的合金）的用途。根据下表提供的数据，你能得到什么启示？
（2）合金的熔点低于组成它的纯金属。
我们常用的保险丝就是用武德合金制成的，熔点约为69℃。而组成它的金属铋、铅、锡、镉的熔点分别为271℃、327℃、232℃、321℃。
通过学习，我们知道合金比组成它们的金属具有更好的性能。所以，我们在日常生活、工农业生产和科学研究中使用的金属，大多数属于合金。目前，合金的品种已达几千种，远远超过金属自身的种类(90余种)。表8-2列出了一些常见合金的主要成分、性能和用途。
合金在人类生活和生产中具有极为广泛的应用，尤其是在科学技术日益发展的今天，新的金属和合金一直在被不断地发展和应用。例如，钛和钛合金就是人们普遍重视和关注的一种新型金属材料。
3.钛和钛合金
钛和钛合金被认为是21世纪重要的金属材料，有很多优良的性能，如熔点高，密度小，可塑性好，易于加工，机械性能好等，尤其是钛和钛合金的抗腐蚀性能非常好，因此被广泛用于火箭、导弹、航天飞机、船舶、化工和通信设备等。钛合金与人体具有很好的“相容性”可用来制造人造骨等。
例1．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
例2．食品包装袋中经常使用到铝箔，铝能制成铝箔是因为铝具有良好的 （ ）
A. 导电性 B. 抗腐蚀性 C. 导电性 D. 延展性
例3.金属材料在现实生活中有极为重要的作用。下列金属材料的运用与金属所具有的性质不一致的是( )
A．制造白炽灯泡—熔点高 B．制造飞机—坚硬而质轻
C．制造装化工原料的容器—耐腐蚀 D．制造保险丝—硬度大
例4．生铁和钢的主要区别是（ ）
A 生铁和钢的主要成分都是铁，但二者的含碳量不同，性能也不同。
B 生铁和钢都是碳的合金
C 生铁就是含杂质较多的钢，钢就是含杂质较少的生铁。
D 生铁是混合物，钢是纯净物。
例5．下列各组物质中属于纯净物的一组是（ ）
A．不锈钢、黄铜 B．24K金、铜导线 C．生铁、钢 D．钱币、铜钟
例6．下列关于合金的说法正确的是（ ）
A．合金中至少有两种金属 B．合金缺少金属光泽
C．合金中的元素以化合物的形式存在 D．钢的含碳量比生铁的低
例7.钛和钛的合金被认为是21世纪的重要金属材料，它们具有很多优良的性能，如熔点高，密度小，可塑性好，易于加工，钛合金与人体有很好的相容性等。根据它们的主要性能，下列用途不切合实际的是（ ）
A.用来做保险丝 B.用于制航天飞机 C.用来制造人造骨 D.用于制造船舶
例8.钛和钛合金是21世纪的重要金属材料，它们具有优良的性能，如熔点高，密度小，可塑性好，机械性能好，抗腐蚀能力强，钛合金与人体很好的“相容性”。根据它们的主要性能，不合实际的用途是（ ）
A.用于核潜艇设备的制造 B.用于制造航天设备 C.用来做保险丝 D.可用来制造人造骨
例9.工业生产中常将两种金属在同一容器中加热使其熔化，冷却后得到具有金属特性的熔合物—合金。试根据下表所列金属的熔点和沸点的数据（其它条件均已满足），判断哪种金属不易跟其它金属制得合金（ ）
A.Zn B.Fe C.W D.Ag
例10．下列铝制品的用途主要利用了铝的哪个性质？
A．导热性 B．导电性 C．延展性 D．密度较小
（1）铝锅烧饭 ；（2）铝锭压成铝箔 ；
（3）铝线作电缆 ：（4）硬铝制飞机 。
课堂练习
1．下列用途中利用了铜的导电性的是（）
A.电极B.机械零件 C.铜雕像D.铜火锅
2．下列物质不属于金属材料的是（）
A.铝B.氧化铁C.铜D.钢
3．人类使用金属的历史从早到晚的顺序是()
A.Fe—Cu—Al B. Cu—Fe—AlC. Cu—Al—FeD. Al—Cu—Fe
4．“垃圾是放错了位置的资源”，应该分类回收。生活中废弃的铁锅，铝制易拉罐、铜导线可以归为一类加以回收，因为它们属于()
A.氧化物 B.化合物 C.混合物 D.金属或合金
5．下列有关金属材料的说法不正确的是（ ）
A.青铜、黄铜的硬度大于纯铜
B.生铁和钢的性能不同，主要是由于其含碳量不同
C.一般来说，合金的抗腐蚀性能比其成分金属强
D.合金是由两种或两种以上金属融合而成的具有金属特性的物质
6．世界卫生组织把铝确定为食品污染源之一，铝的下列应用必须加以控制的是()
A.用铝合金制门窗 B.用铝合金做飞机材料
C.用金属铝制盛装碳酸饮料的易拉罐 D. 用金属铝制电线
7．关于合金的下列认识正确的是（ ）
A.合金就是生铁和钢 B.合金具有金属特性
C.纯铁是最常见的合金之一 D.合金就是几种金属粉末混合在一起
8．某物质为金属材料，则该物质（ ）
A.一定是单质 B.一定是化合物
C.一定是混合物 D.可能是单质或混合物
9．地壳里含量最多的金属元素是（ ）
A.氧 B.硅 C.铝 D、.铁
10．夏钨股份公司拟生产用于汽车贮氢的钨合金，此合金（ ）
A.熔点比钨高 B.不能导电 C.具有金属特性 D.是一种不可回收物
11．下列关于合金的叙述，：①合金中至少含有金属；②合金中元素以化合物的形式存在；③合金中一定含有金属；④合金一定为混合物；⑤合金依然具有金属特性。其中正确的是（ ）
A.④ B.①②③ C.③④ D.③④⑤
12．钨用来制造灯丝，因为钨具有导电性且（ ）
A.密度大 B.熔点高 C.硬度大 D.延展性好
13．下列物质不属于合金的是（ ）
A.铁锈 B.不锈钢 C.青铜 D.焊锡
14． 纳米材料在军事上有广泛用途，美国军用飞机F－117的表面就涂有隐身材料——纳米氧化铝等。氧化铝的化学式书写正确的是（ ）
A． AlO B．AL2O3 C．Al2O3 D．Al3O2
15.制取合金的方法是将两种或两种以上的金属(或金属与非金属)加热到某一温度使其熔化，再冷却成为合金。试根据下表的数据(其它条件均能满足)判断下列合金中不宜用上述方法制取的是( )
A. Fe– Cu B. Mg– Al C. Al– Fe D. Na-Cu
16.《吕氏春秋》记载“金（即铜单质）柔锡（即锡单质）柔，合两柔则刚（即坚硬）”。这句话说明合金
具有的特性是（ ）
A.熔点一般比其组成金属低
B.抗腐蚀性一般比其组成金属强
C.硬度一般比其组成金属大
D.耐磨性一般比其组成金属耐磨
课题2 金属的化学性质
金属的用途不仅与它们的物理性质有密切联系，而且与它们的化学性质也息息相关。下面我们就来学习金属的化学性质。
一、金属与氧气的反应
通过前面的学习，我们已经知道镁和铁都能与氧气反应。
回顾：镁和铁与氧气反应的现象，并写出反应的化学方程式。
实验表明，大多数金属都能与氧气发生反应,但反应的难易和剧烈程度不同。例如，Mg、Al在常温下就能与氧气反应。在常温下，铝和氧气也能发生反应，在铝表面生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步被氧化，所以铝具有很好的抗腐蚀性。
（1）铝与氧气反应：4Al + 3O2== 2Al2O3
Fe、Cu在常温下几乎不能与氧气反应,但在高温时能与氧气反应。
（2）铜与氧气反应：2Cu + O2 2CuO
俗语说“真金不怕火炼”，说明金的化学性质稳定，即使高温时也不与氧气反应。
由上述分析可知，大多数金属都能与氧气反应，但反应的难易剧烈程度不同，因此，我们可判断出这几种金属的活泼性强弱，即金属活动性：镁、铝较活泼，铁、铜次之，金最不活泼。
（3）金属活动性：Mg、Al>Fe、Cu>Au
二、金属与盐酸、稀硫酸的反应
很多金属不仅能与氧气反应，而且还能与盐酸或稀硫酸反应。金属与盐酸或稀硫酸能否反应以及反应的剧烈程度，也可反映出金属的活动性。
探究 金属与盐酸、稀硫酸的反应
在试管里放入少量镁，加入5mL稀盐酸，用燃着的小木条放在试管口，观察现象，并判断反应后生成了什么气体。
参照上述实验步骤，分别在放有少量锌片、铁片和铜片的试管中加入稀盐酸，观察现象，比较反应的剧烈程度。如果有气体生成，用燃着的木条去检验生成的气体,观察并记录实验现象。
用稀硫酸代替稀盐酸进行实验，并比较发生的现象。
根据上述实验现象以及反应的化学方程式讨论：
1.哪些金属能与盐酸、稀硫酸发生反应？反应的剧烈程度如何？反应后生成了什么气体？哪些金属不能与盐酸、稀硫酸发生反应？由此你能把金属分为哪两类？
点拨：能与盐酸、稀硫酸反应的金属是Mg、Zn、Fe,它们反应的剧烈程度依次是Mg>Zn>Fe。用燃着的小木条放在试管口点燃产生的气体,看到气体能燃烧,且产生淡蓝色火焰,故是氢气。不能与盐酸、稀硫酸反应的金属是Cu。将金属分为能与盐酸或稀硫酸反应的金属和不能与盐酸或稀硫酸反应的金属两类。
2.对于能发生的反应，从反应物和生成物的物质类别如单质、化合物的角度去分析，这些反应有什么特点？
点拨：它们都是由一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物。
化学上，把这种由一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应叫做置换反应。
1.置换反应：一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应。
表达式：单质1+化合物1化合物2+单质2
练习：判断下列哪些反应属于置换反应。
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑ Fe + Cu(NO3)2 = Fe(NO3)2 + Cu 2KNO3+ S + 3C K2S + N2 ↑+ 3CO2 ↑
通过上述实验探四种金属的活动性顺序为：镁>锌>铁>铜。
三、金属活动性顺序
除了用金属与氧气、金属与酸反应来比较金属的活动性差异外，也可用金属和某些金属化合物的溶液来比较金属的活动性差异。例如，把铁钉放在硫酸铜溶液中，铁钉上会有紫红色的铜生成。这说明铁的金属活动性比铜的强，它可以把铜从硫酸铜溶液中置换出来。
探究 金属活动性顺序
1.把一根用砂纸打磨过的铝丝浸入硫酸铜溶液中，过一会取出，观察，有什么现象？
2.把一根洁净的铜丝浸入硝酸银溶液中，过一会取出，观察，有什么现象发生？
3.把另一根洁净的铜丝浸入硫酸铝溶液中，过一会取出，观察，有什么现象发生？
讨论：
上述能发生反应的化学方程式的特点是什么？它们属于哪种反应类型？
点拨：一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的；置换反应。
通过上述实验，你能得出铝、铜、银的金属活动性顺序吗？
点拨：。
1.人们通过大量实验探究，归纳和总结出了常见金属在溶液中的活动性顺序：
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag Pt Au
金属活动性：由强到弱
2.金属活动性顺序在工农业生产和科学研究中有重要应用。
（1）判断金属活动性的强弱：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）判断金属与酸的置换反应能否发生：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）判断金属与其他金属化合物溶液的置换反应能否发生：在金属活动性顺序里，位于前面的金属（钾、钙、钠要除外）能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来。
练习：1．判断下列各组物质能否发生反应？可以反应的写出方程式
①铁和硫酸铜溶液反应 ②银和硫酸铜溶液反应 ③铜和稀盐酸
④铜和硝酸汞溶液反应 ⑤锌和稀硫酸 ⑥铁和稀盐酸
2.用化学方程式表示
（1）铜粉中有铁粉可以用稀硫酸除去；
（2）铝丝侵入硫酸铜溶液中表面变红 ；.
【知识拓展】
1.金属活动性顺序的实验验证方法
（1）两种金属的验证方法
①将两种金属分别与稀盐酸或稀硫酸反应，观察是否能发生反应，能反应则比较反应的剧烈程度（速度快慢）
②将两种金属中的一种金属变成盐溶液，与另一种金属单质反应
（2）三种金属的验证方法
①将三种金属分别与稀盐酸或稀硫酸反应
②先将三种金属的活动顺序排出来，然后将两头的金属变成盐溶液，中间的金属不变。“两头变，中间不变”
③先将三种金属的活动顺序排出来，然后将中间的金属变成盐溶液，两头的金属不变“两头不变，中间变”。
例1.学习金属单元后，我们知道Zn、Fe、Cu三种金属的活动性顺序为：Zn>Fe>Cu。为验证这一结论，下面实验设计合理的是（ ）
A．将Zn、Cu两金属片分别放入稀盐酸中 B．将Fe、Cu两金属片分别放人稀盐酸中
C．将Zn、Fe两金属片分别放人CuCl2溶液中 D．将Zn、Cu两金属片分别放人FeCl2溶液中
例2.某学生为了验证锌、银、铜三种金属的活动性顺序，设计了五个实验：①将Zn、Cu分别放入稀盐酸中； ②将Ag放入Cu（NO3）2溶液中；③将Cu放入AgNO3溶液中；④将Cu放入ZnSO4溶液中；⑤将Zn放入AgNO3溶液中。下列实验组合不能验证锌、银、铜三种金属活动性顺序的是（ ）
A．①② B．①③ C．②④ D．①⑤
2.金属与酸反应的图像分析
（1）金属越活泼，反应越剧烈，反应所需时间越短，即越陡越活。
（2）等量的酸与足量的金属反应时，产生的H2质量相等。
例如足量的Al、Mg、Zn、Fe 与等量的酸反应，产生氢气的质量相等；反应速率：Mg > Al > Zn > Fe。
（3）等质量的金属与足量酸反应时，若金属的化合价相同，金属的相对原子质量越小，产生的H2越多，曲线的拐点越高，即越高越小。若金属的化合价不相同，铝产生H2的最多。
例如等质量的Al、Mg 、Fe、Zn与足量的酸反应，产生氢气的质量：Al > Mg > Fe > Zn ；反应速率：Mg > Al > Zn > Fe
（4）金属与酸反应后溶液质量增加。
例1.相同质量的Mg、Zn、Fe和足量的稀硫酸反应，产生氢气的总质量（m）随时间(t)变化的关系如下图，则下图中a、b、c表示的金属分别为：a 、 b 、c 。
例2.一定质量的M、N两种金属，分别与相同质量和相同质量分数的稀硫酸反应，生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示，分析图象得到的以下结论中，不正确的是（ ）
A．两种金属的活动性：M>N B．两种金属生成氢气的质量：M=N
C．两种金属消耗稀硫酸的质量：M=N D．充分反应后，得到溶液的质量：M=N
例3.现有质量相等的X、Y、Z三种金属，分别放入三份溶质质量分数相等的足量稀硫酸中，X不发生反应，Y、Z在生成物中均显+2价，Y、Z反应生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．X、Y、Z的金属活动性顺序为：Y＞Z＞X
B．相对原子质量：Y＞Z
C．完全反应生成氢气的质量：Y＜Z
D．Y与H2SO4反应的化学方程式为：Y+H2SO4═YSO4+H2↑
3.金属与其他金属化合物溶液反应后所得滤液和滤渣的成分分析
金属与其他金属化合物溶液混合时，金属与其他金属化合物溶液中的金属在金属活动顺序中相隔越远，越先反应，主要有以下两种情况：
（1）当多种金属都能与某金属化合物的溶液发生反应时，金属活动顺序最活泼的金属先发生反应，然后依次进行。
例如：锌、铁、铜组成的混合物投入到硝酸银溶液中，锌先与硝酸银溶液反应
（2）当金属化合物的溶液都能与某金属发生反应时，金属化合物中金属活动顺序最弱的先发生反应，然后依次进行。
例如：锌投入到硝酸银和硝酸铜混合溶液中，硝酸银先与锌反应
金属与其他金属化合物溶液反应后所得滤液和滤渣的成分的分析
金属与其他金属化合物溶液中的金属在金属活动顺序中相隔越远，越先反应，然后依次进行，即先远后近。
主要有下列两种情况：
（1）当多种金属都能与某盐溶液发生反应时，金属活动顺序最活泼的金属先发生反应，然后依次进行
例如：锌、铁、铜组成的混合物投入到硝酸银溶液中，锌先与硝酸银溶液反应。
（2）当多种盐溶液都能与某金属发生反应时，盐中金属活动顺序最弱的先发生反应，然后依次进行。
例如：锌投入到硝酸银和硝酸铜混合溶液中，硝酸银先与锌反应。
例1.将一定量的铁粉加入到AgNO3和Cu(NO3)2混合溶液中，过滤，分析所得滤液和滤渣的成分。
解题步骤：
（1）将涉及的金属的活动性顺序排出来：Fe>Cu>Ag
（2）判断反应能否发生，并按顺序写出反应的化学方程式：
①Fe+2AgNO3 =Fe(NO3)2+2Ag ②Fe+Cu(NO3)2 =Fe(NO3)2+Cu
（3）根据Fe的量分析反应程度，确定所得滤液和滤渣的成分：
例2.将Fe粉和Cu粉加入到一定量的AgNO3溶液中，过滤，分析所得滤液和滤渣的成分。
（1）排出金属的活动性顺序Fe>Cu>Ag
（2）按顺序写出反应的化学方程式：
（3）根据AgNO3的量分析反应程度，确定所得滤液和滤渣的成分：
① Fe+2AgNO3 =Fe(NO3)2+2Ag ②Cu+2AgNO3 =Cu(NO3)2+2Ag
练习
1.在硝酸铜和硝酸银的混合溶液中加入铁粉，下列说法不正确的是（ ）。
A.若反应完成后铁有剩余，则溶液中有Fe2+，无Ag+，可能有Cu2+
B.若反应完成后铁有剩余，则溶液中有Fe2+，无Ag+和Cu2+
C.若反应完成后铁无剩余，溶液中若有Ag+，则定有Cu2+
D.若反应完成后铁无剩余，溶液中若无Ag+，则可能有Cu2+
2.将一定量的铁粉加入到硝酸银和硝酸铜的混合溶液中充分反应后过滤，再向滤渣中加稀盐酸，无气体产生．则下列说法正确的是（ ）
A．滤渣中一定有银和铜 B．滤液中一定有硝酸银和硝酸亚铁
C．滤渣中可能有银和铜 D．滤液中一定有硝酸亚铁，可能有硝酸银和硝酸铜
3．将一定量的铜锌混合粉末放入盛有硝酸银溶液的烧杯中，不断搅拌，充分反应后过滤。向得到的滤渣和滤液中分别加入足量的稀盐酸，均无现象，则滤渣中（ ）
A．一定有银，可能有铜和锌 B．一定有银，可能有铜，一定没有锌
C．一定有银和铜，可能有锌 D．一定有银和铜，一定没有锌
4．将一定质量的镁、锌混合物粉末放入到一定质量的硫酸铜溶液中，待反应停止后，过滤得滤渣和滤液，再向滤渣中加入足量的稀盐酸，滤渣部分溶解且有气体生成，则下列说法正确的是（ ）
A．滤渣中一定有镁、铜B．滤渣中一定有镁、锌、铜
C．滤液中一定有硫酸铜和硫酸锌D．滤液中一定有硫酸镁，一定没有硫酸铜
5．向硝酸镁、硝酸银、硝酸铜的混合溶液中加入一些锌粒，完全反应后过滤．下列说法正确的是（ ）
A．溶液中一定含有硝酸锌、硝酸镁，固体中一定含有铜和银
B．溶液中可能含有硝酸锌、硝酸镁，固体中可能含有锌和银
C．溶液中一定不含硝酸银，固体中一定不含锌和镁
D．溶液中一定含有硝酸锌、硝酸镁，固体中可能含有锌和铜
6.实验课上，小明同学把一包铜粉和锌粉的混合物放入一定量的硝酸银溶液中，使其充分反应后过滤，得到固体和蓝色滤液。关于该滤渣和滤液有下列四种说法（ ）
eq \\ac(○,1)滤出的固体中一定含有银，可能含有铜
eq \\ac(○,2)滤出的固体中一定含有银和铜，一定不含锌
eq \\ac(○,3)滤液中一定含有硝酸铜，一定没有硝酸锌和硝酸银
eq \\ac(○,4)滤液中一定含有硝酸锌和硝酸铜，可能含有硝酸银
以上说法正确的个数为（ ）
A. 0个 B. l个 C.2个 D. 3个
课堂练习
1.将金属M的粉末放入盛有硝酸铜溶液的烧杯中，充分反应后，溶液呈无色，继续向烧杯中加入一定量的硝酸银溶液，充分反应后过滤，得到滤渣和蓝色滤液。根据上述实验分析，下列说法错误的是( )
A.金属活动性强弱顺序：M>Cu>Ag B.滤渣中可能有金属M
C.滤液中至少含有两种溶质 D.滤渣中一定有Ag
2.在5.6g铁粉中，先逐滴加入一定量的硝酸铜溶液，充分反应后再逐滴加入硝酸银溶液，固体质量与所加溶液总质量的关系如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.b点时，生成铜的质量等于m1g
B.bc段反应的化学方程式为Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2
C.e点时，溶液中含有的溶质有2种
D.m3的数值为21.6
3.学习金属单元后，我们知道Zn、Fe、Cu三种金属的活动性顺序为：Zn>Fe>Cu。为验证这一结论，下面实验设计合理的是 （ ）
A．将Zn、Cu两金属片分别放入稀盐酸中 B．将Fe、Cu两金属片分别放人稀盐酸中
C．将Zn、Fe两金属片分别放人CuCl2溶液中 D．将Zn、Cu两金属片分别放人FeCl2溶液中
4.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（ ）
①滤渣中可能有铜
②向滤渣中加稀盐酸，可能有气泡产生
③滤液中一定有Mg（NO3）2、Zn（NO3）2和Fe（NO3）2，可能有Cu（NO3）2
④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．①②B．①③C．②③D．②④
5．某活动小组从工厂收集到一些含有硝酸银的废液（不含其他溶质）以及废铁屑、废锌屑的混合物（只含铁和锌）。在回收银时，他们将一定量的上述金属混合物加入到含硝酸银的废液中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。下列说法正确的是（ ）
①若该滤渣中含有铁，则可能也含有锌
②该滤液的质量小于原废液的质量
③若该滤液含有两种溶质，则向该滤渣中加入稀盐酸一定有气泡产生
④若该滤渣中含有两种物质，则该滤液中一定含有两种金属离子
A．①②B．①③C．②③D．②④
6.已知钠、钾都是活泼金属，都能与水反应生成氢气和对应的碱。将一定质量的钠、钾分别投入质量相等的足量的纯水中，产生氢气的质量随时间变化的曲线如图所示。下列说法错误个数为 （ ）
eq \\ac(○,1)曲线a表示钠与水反应的图象，曲线b表示钾与水反应的图象
eq \\ac(○,2)参加反应的钠的质量大于钾的质量
eq \\ac(○,3)参加反应的水的质量相等
eq \\ac(○,4)反应后NaOH溶液的溶质质量分数小于KOH溶液的溶质质量分数
A. 0个 B. l个 C.2个 D. 3个
7.某实验小组在相同条件下探究金属与酸反应的放热情况，实验装置如图1，实验所用药品如表。
溶液温度随反应时间变化如图2。下列分析正确的是（ ）
A．实验①对应图2中曲线aB．反应结束后，实验①和②有金属粉末剩余
C．实验③能产生0.2g氢气D．反应结束后，烧杯中的溶液都呈无色
8．铜是人类最早利用的金属之一。
（1）下列铜制品中，利用金属导热性的是 （填字母序号）。
（2）“湿法炼铜”的原理是硫酸铜溶液与铁反应，该反应的化学方程式为 。
（3）利用废旧电池铜帽（含Cu、Zn）制取海绵铜（Cu），并得到硫酸锌溶液，主要流程如下（反应条件已略去）：
已知：2Cu+2H2SO4+O22CuSO4+2H2O
①过程Ⅱ中分离操作的名称是 。
②过程Ⅲ中有气体产生，反应的化学方程式为 。
③A～E中含铜、锌两种元素的物质有 （填字母序号）。
课题3 金属资源的利用和保护
人类生活离不开金属，金属对于人类社会的发展起着不可替代的作用。由于地球上的金属资源是有限的，所以我们对其要进行合理的利用和有效的保护。下面我们一起来学习金属资源的利用和保护。
一、金属在自然界的存在形式
地球上的金属资源广泛地存在于地壳和海洋中，除少数很不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外,其余都以化合物形式存在。
1.单质：少数化学性质较不活泼的金属，如金、银等。
2.化合物：化学性质较活泼的金属，如铁、铝、铜等。
以化合物形式存在的金属在自然界中以矿物形式存在。含有矿物的岩石称为矿石。工业上就是从矿石中来提炼金属的。
常见的金属矿石如图8-17所示。
我国是世界上已知矿物种类比较齐全的少数国家之一，矿物储量也很丰富，其中钨、钼、锡、锑等储量居世界前列，铜、铝、锰储量在世界上也占有重要位置。
目前生活中使用最多、最广泛的金属是铁，那么铁是怎样冶炼呢？下面，我们来学习有关铁冶炼的知识。
二、铁的冶炼
炼铁的原理是利用一氧化碳和氧化铁的反应。在实验室里，我们可以模拟铁的冶炼过程。
（1）实验室—一氧化碳还原氧化铁
【实验药品】氧化铁粉末、澄清石灰水、一氧化碳
【实验装置】
【实验步骤】
①检查装置气密性； ②装入药品并固定装置；
③点燃酒精灯； ④向玻璃管中通入CO；
⑤点燃酒精喷灯； ⑥反应完成后熄灭酒精喷灯；
⑦等玻璃管冷却至室温后停止通入CO； ⑧熄灭酒精灯
【实验现象】①红棕色粉末逐渐变黑；②澄清石灰水变浑浊 ；③尾气燃烧，产生蓝色火焰。
【化学反应】玻璃管内：3CO+Fe2O32Fe+3CO2 酒精灯处：2CO+O22CO2
试管中：Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
【实验结论】红棕色粉末Fe2O3被CO还原成单质铁。
【注意事项】
①通入一氧化碳前要检查装置气密性。
②在实验开始前要先通CO，排净装置内的空气，防止加热时，玻璃管内空气和一氧化碳的混合气体引起爆炸。
③在点燃酒精喷灯前要先点燃酒精灯，除去尾气中的CO，防止污染空气。
④反应结束后先熄灭酒精喷灯，继续通入CO直至玻璃管冷却至室温后停止通入，一是防止生成的铁在高温下被氧化，二是防止试管内的液体倒吸进入热的玻璃管使玻璃管炸裂。
简记：一氧化碳“早出晚归”，酒精喷灯“迟到早退”。
⑤澄清石灰水的作用：a.证明反应生成二氧化碳； b.吸收二氧化碳。
例1.某化学兴趣小组用一氧化碳与氧化铁的反应来探究炼铁的原理，装置如下图所示。请回答有关问题：
（1）为避免一氧化碳污染空气，并回收利用一氧化碳，方框中连接的是C和D，C装置中NaOH的作用是：__________。
（2）实验开始时，应________(填“先加热再通CO”或“先通CO再加热”)目的是：_________
（3）实验进行一会后，A中出现的现象为：_______，反应方程式为：______
（4）除CO外，还有哪些物质可以还原氧化铁________(请写一物质的化学式)。
例2.利用如图实验装置测定某赤铁矿石样品中Fe2O3的质量分数，取10g样品与足量CO充分反应后(杂质不参加反应)，测得剩余固体的质量为7.6g。
（1）玻璃管中的固体由 色逐渐变成 色；
（2）实验中通入CO的质量 4.2g（填“大于”.“等于”.“小于”）。
（3）铁矿石样品中Fe2O3的质量分数是多少？
例3.2022年春晚舞蹈《只此青绿》源于宋代名作《千里江山图》。
（查阅资料：2NaOH+CO2Na2CO3+H2O ）
（1）《千里江山图》流传千年依旧色彩艳丽，璀璨夺目，与所用矿石颜料有关。说明所用矿石颜料化学性质 （填“稳定”或“不稳定”）；
（2）矿石颜料之一赭石（主要成分为Fe2O3）属赤铁矿，我国早在春秋战国时就开始炼铁。用赤铁矿炼铁的主要反应原理是 （用化学方程式表示）；
（3）实验室可用如图所示的装置进行模拟炼铁。
反应前大玻璃管中加入铁的氧化物（FexOy）试样的质量为12.6g。加热前，应先往大玻璃管中通入CO气体的原因是 。
实验结束后，继续通入CO气体，直至大玻璃管冷却。此时NaOH溶液的质量增加了7.7g。推算该铁的氧化物的化学式中x、y的比为 （填最简整数比）。
2.工业炼铁
工业炼铁是一个复杂的过程。把铁矿石、焦炭和石灰石一起加入高炉，在高温下，利用炉内反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来，高炉内的主要化学反应如图。
（1）设备：炼铁高炉
（2）原料：铁矿石（赤铁矿或磁铁矿）、焦炭、石灰石、空气。
（3）主要反应：
生成还原剂：C+O2CO2、CO2+C2CO 生成生铁：3CO+Fe2O32Fe+3CO2
生成炉渣：CaCO3CaO+CO2↑、CaO+ SiO2 CaSiO3
注：a.石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅（SiO2）转变为炉渣（CaSiO3）。
b.产品：生铁（实验室中“炼”出的铁不含碳，而工业生产中炼出的铁含碳）。
在实际生产时，所用的原料或产物一般都含有杂质，在计算用料和产量时，应考虑到杂质问题。
3.含杂质物质的化学方程式的计算
化学方程式表示的是纯净物质之间的数量关系，如果题目给出或要求计算不纯物质的质量，必须先换算成纯净物质的质量，再进行相关计算。计算步骤为：
（1）将含杂质的物质的质量换算成纯物质的质量。
纯净物与含杂质物质的换算公式：
×纯物质的质量分数
含杂质物质的质量 纯物质的质量
÷纯物质的质量分数
纯物质的质量
物质纯度= ×100% = 1-杂质的质量分数
混合物质量
将纯物质的质量代入化学方程式进行计算。
将计算得到的纯物质的质量换算成含杂质物质的质量。
【例】1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是多少？
【解法1】1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为：
设生成的铁的质量为x。
折合为含铁96%的生铁的质量为
答：800t氧化铁理论上可以炼出生铁的质量为583t。
【解法2】设理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为x。（x不是纯物质的质量，不能直接代入计算）
1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为：
答：800t氧化铁理论上可以炼出生铁的质量为583t。
练习
1.某钢铁厂每天需消耗5000t含Fe2O3 76%的赤铁矿石，该厂理论上可日产含Fe 98%的生铁的质量是多少？
2.冶炼2000t含杂质3%的生铁，需要含Fe3O4 90%的赤铁矿石的质量是多少？
三、金属资源的保护
1.金属的腐蚀与防护
据有关资料报道，现在世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的20％～40％。防止金属腐蚀已经成为科学研究和技术领域中的重大问题。
那么如何防止金属腐蚀呢？首先我们要了解金属腐蚀的原因，从源头入手，这样才能找到防止金属腐蚀的办法。下面我们以铁为例来探究铁制品锈蚀的条件。
探究 铁生锈的实验
【实验用品】大试管、试管夹（带铁夹的铁架台）、胶塞、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、洁净无锈的铁钉、棉花和干燥剂氯化钙等。
【实验过程】取三根洁净无锈的铁钉，一根放在盛有蒸馏水的试管中，并使铁钉外露一半；一根放在用植物油密封的蒸馏水中；一根放在干燥的空气中，注意每天观察铁钉锈蚀的现象，连续观察约一周。
【实验现象】第一支试管中的铁钉生锈，而第二、三支试管中铁钉没有生锈。
【实验分析】第一支试管中的铁钉既与水接触又与氧气接触，铁钉生锈；第二支试管中的铁钉只与水接触，铁钉不生锈；第三支试管中的铁钉只与氧气接触，铁钉不生锈。
【实验结论】铁生锈的条件是同时与氧气和水接触。
【实验说明】将蒸馏水煮沸并迅速冷却是为了除去水中溶解的氧气；在水面上覆盖一层植物油的目的是隔绝氧气。
（1）铁生锈的条件是同时与氧气和水接触。
铁制品锈蚀的过程是铁与空气中的氧气、水蒸气等共同作用发生化学反应的过程。铁锈成分复杂（主要成分是 Fe2O3·xH2O），并且疏松多孔、易吸水，不能阻碍里层的铁与氧气、水蒸气反应，因此铁制品可以全部锈蚀。而铝与氧气反应生成的氧化铝十分致密，所以能起到保护里层铝的作用。
知道了铁生锈的条件是同时与氧气和水接触，所以只要破环其条件就可以防止铁生锈，那么我们可以采用哪些方法防止铁制品生锈呢？
（2）防止铁制品生锈的方法
①保持铁制品的洁净和干燥；②在铁的表面涂上一层保护膜，如刷油漆、涂油、电镀等；
③制成合金，如不锈钢。
【讨论】自行车的构件如支架、链条、钢圈等，分别采取了什么防锈措施？
对于金属资源，除了采取防止金属腐蚀的措施外，还有哪些途径可以保护金属资源呢？阅读书本19页内容，了解保护金属资源的途径。
2.金属资源的保护
（1）保护金属资源的有效途径
①防止金属的腐蚀；
②回收利用废旧金属；
③有计划、合理地开采矿物；
④寻找金属的代用品。（例如用塑料来代替钢和其他合金制造管道、齿轮和汽车外壳等）
（2）保护金属资源的意义：节约金属资源和能源，降低金属的生产成本，减少对环境的污染。
例1.下图是探究铁制品锈蚀的条件时做的五个实验（铁钉在不同环境中），实验一段时间后，得出的结论错误的是 （ ）
A．甲、乙、戊中铁钉生锈快慢的顺序为：乙＞甲＞戊 B．丙中的铁钉不生锈
C．铁生锈的主要条件是与空气、水直接接触 D．丁中铁钉生锈最严重
例2. “对比法”是实验探究中常用的一种科学方法。分析以下铁钉生锈实验的设计、得出的结论不正确的是（ ）
A.比①②可以说明铁生锈一定要有氧气参加 B.对比②③可以说明铁生锈一定要有水参加
C.对比①③可以说明铁生锈一定要有水参加 D.对比①②③可以说明铁生锈必须水和氧气同时参加
例3.如下图所示，将足量的某铁粉用水均匀地粘在试管内壁上，将试下列分析错误的是（ ）
A．水能进入试管的最大体积约为试管容积的1/5 B．该铁粉在试管内发生了氧化反应
C．这一实验可以验证空气的组成不是单一的 D．如把该铁粉改为木炭粉，两者的现象完全相同
例4.钢铁是使用最多的金属材料。
⑴铁制品锈蚀的过程，是铁与空气中的________________发生化学反应的过程。自行车的支架采取的防锈措施是__________________；用稀硫酸除铁锈的化学方程式为______________________。
⑵用一氧化碳和赤铁矿炼铁的化学方程式为____________________。回收利用废旧金属制品的目的之一是_________________________。
例5.在研究“铁生锈的条件”的实验中，某兴趣小组对实验进行了创新设计，请把实验报告补充完整。
【实验目的】铁生锈条件的探究。
【实验内容】取3段光亮无锈的细铁丝（足量），绕成螺旋状，放入3支干燥洁净的试管底部，进行下列实验，实验要保证有足够长的时间来观察现象。
【实验现象】实验①②无明显现象，实验③中铁丝生锈，且试管内空气体积减小。
【实验结论】铁生锈实际上是铁与空气中的______、______发生反应的结果。
【实验思考】
（1）足够长时间后，实验③进入试管内的水的体积约占试管体积的_____。
（2）该实验创新之处在于：可根据铁丝表面的铁锈和______两种现象来判断铁丝反应进行的情况。
（3）用完的菜刀要擦干存放，理由是______。
例6. 生活中铁制品容易锈蚀,某课外学习小组探究铁生锈的条件,用洁净无锈的铁钉、试管、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、棉花和干燥剂氯化钙，实验装置图如下。
一周后观察到只有A中的铁钉生锈，而B、C中铁钉均无变化，请回答下列问题：
（1）在B试管中蒸馏水需要煮沸并覆盖一层植物油的目的是 。
（2）实验 和实验 对比，证明了铁钉生锈需要接触氧气。
（3）某同学将A试管中生锈的铁钉浸入装有足量的稀盐酸的试管中，发现溶液颜色由无色逐渐变成 ，这是因为 （用化学方程式表示）；一段时间后，该同学发现试管中有气泡产生，这气体是 。
课堂练习
1.用相同质量的锌和铁分别跟足量稀盐酸反应，反应情况见图(横坐标t表示反应时间，
纵坐标m表示生成氢气的质量)，其中符合实际的是（ ）
2.利用铁粉、木炭粉、氯化钠进行铁的锈蚀实验（装置如图所示，气密性良好）。实验1min后温度计读数上升，8min后打开止水夹，水倒吸进入锥形瓶，实验数据如表所示，下列说法不合理的是（ ）
A.铁的锈蚀是放热反应
B.使用NaCl溶液的目的是加快铁的锈蚀
C.此实验能推断出铁的锈蚀需要水的参与
D.计算得出空气中氧气的体积分数约为19.7%
3．实验研究铁锈蚀影响因素，记录如下。下列分析不正确的是
A．②③中O2含量减少表明铁已锈蚀 B．①②证明水对铁锈蚀有影响
C．②③证明食盐能加快铁锈蚀 D．①②③证明炭粉对铁锈蚀有影响
4．如图所示，将两枚光亮的铁钉分别用细线吊置于甲、乙中，并使部分铁钉露出液面。放置一段时间，出现了锈蚀。下列说法不正确的是
A．甲、乙中，气体含氧气的体积分数不相等 B．甲中，铁钉在植物油内的部分没有锈蚀
C．乙中，铁钉在水面下的部分锈蚀最严重 D．丙中，导管内上升一段水柱
5．控制变量法实验探究重要方法。利用如图所示的实验能实现探究目的是（ ）
A．甲中①②对比可探究铁的锈蚀与植物油是否有关
B．甲中①③对比可探究铁的锈蚀与水是否有关
C．乙中铜片上的白磷与红磷实验，可探究可燃物的燃烧是否需要与氧气接触
D．乙中铜片上的白磷与热水中的白磷实验，可探究可燃物的燃烧是否需要达到着火点。
6．实验是学习化学的重要途径。如图均为初中化学探究实验。
下列说法错误的是（ ）
A．图甲验证质量守恒定律时红磷量不足，最终天平仍然保持平衡
B．图乙电解水一段时间后，管内液面高度：a＞b＞c
C．图丙反应后玻璃管内固体减少的质量小于生成气体中氧元素的质量
D．图丁实验可用于探究铁生锈是否需要氧气参与
7.A～H都是初中化学中常见的物质已，知A.B都是黑色固体，D，F为红色固体，它们之间的转化关系如图所示。请回答下列问题：
（1）写出反应①的化学方程式：
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（2）反应③在工业上常用于＿＿＿＿＿。
（3）H溶液可能是＿＿＿（填化学式）溶液。
8.金属在生产和生活中应用广泛。
（1）下列生活用品中，主要利用金属导热性的是_______（填字母序号）。
A.铁制水龙头
D.黄金饰品
C.铝制易拉罐
B.铜制火锅
（2）铁制品容易锈蚀，铁生锈的条件是 。工业上用一氧化碳还原氧
化铁的化学方程式为 。
（3）化学小组在实验结束后，进行了如下废液处理：
①步骤Ⅰ中的操作名称是___________。
②写出II中一定发生反应的化学方程式为 ____________ 。
③滤液中的溶质组成是 (写出所有可能)。
9.下面是对铁的锈蚀条件的探究。课本实验中，铁生锈所需要时间较长，某实验小组设计了如图所示的改进实验。
(1)检查装置的气密性：连接好装置，关闭分液漏斗的活塞，将C导管接入到装有水的烧杯中，微热甲装置，说明气密性良好的现象是 。
(2)反应开始后，甲装置中的反应现象： ，MnO2的作用： 。
(3)4分钟后观察：A处铁丝依然光亮，B处铁丝表面灰暗，D处铁丝依然光亮，A、B处实验现象对比，可得出铁生锈与 有关；B、D处实验现象对比说明：决定铁生锈快慢的一个重要因素是 。
10.钢是铁的合金。为测定某钢样中铁的质量分数，取11.4g钢样，向其中加入稀硫酸，产生氢气
的质量与加入稀硫酸的质量关系如图所示（不考虑钢样中其它成份与稀硫酸的反应）。
（1）钢_____(填“是”或“不是”)金属材料。
（2）计算此钢样中铁的质量分数。
性质比较
现象
黄铜
铜
硬铝
铝
光泽和颜色
有光泽黄色
有光泽紫红色
有光泽灰白色
有光泽银白色
硬度
黄铜比铜硬
硬铝比铝硬
结论
合金与组分金属的物理性质有差异，合金的硬度一般大于其组分金属
纯金属
合金
铅
镉
铋
锡
焊锡
武德合金
熔点/℃
327
321
271
232
183
70
启示
合金的熔点低于组成它的纯金属
金属
Fe
Cu
Zn
Ag
Au
W
熔点（℃）
1535
1083
419.5
960.8
1063
3380
沸点（℃）
3000
2595
907
2212
2707
5637
金属
Na
Mg
Al
Cu
Fe
熔点(℃ )
97.5
649
660
1083
1535
沸点(℃ )
883
1090
2467
2567
2750
金属
现象
反应的化学方程式
稀盐酸
稀硫酸
稀盐酸
稀硫酸
镁
反应剧烈，有大量气泡产生，试管壁发热，溶液仍为无色
反应剧烈，有大量气泡产生，试管壁发热，溶液仍为无色
Mg+2HClMgCl2+H2↑
Mg+H2SO4MgSO4+H2↑
锌
反应比较剧烈，有大量气泡产生，溶液仍为无色
反应比较剧烈，有大量气泡产生，溶液仍为无色
Zn+2HClZnCl2+H2↑
Zn+ H2SO4ZnSO4+H2↑
铁
反应缓慢，有气泡产生，溶液由无色变为浅绿色
反应缓慢，有气泡产生，溶液由无色变为浅绿色
Fe+2HClFeCl2+H2↑
Fe+ H2SO4 FeSO4+H2↑
铜
没有明显变化
没有明显变化
不反应
不反应
实验
现象
反应的化学方程式
铝丝浸入硫酸铜溶液中
浸入溶液中的铝丝表面有红色固体出现，溶液由蓝色变为无色
2Al+ 3CuSO4 Al2(SO4 )3+ 3Cu
铜丝浸入硝酸银溶液中
浸入溶液中的铜丝表面有银白
色固体出现，溶液由无色变为蓝色
Cu+2AgNO3Cu(NO3)2+2Ag
铜丝浸入硫酸铝溶液中
无明显现象
不反应
序号
滤液成分
滤渣成分
①
Fe(NO3)2、AgNO3、Cu(NO3)2
Ag
②
Fe(NO3)2、Cu(NO3)2
Ag
③
Fe(NO3)2、Cu(NO3)2
Ag、Cu
④
Fe(NO3)2
Ag、Cu
⑤
Fe(NO3)2
Ag、Cu、Fe
序号
滤液成分
滤渣成分
①
Fe(NO3)2
Ag、Cu、Fe
②
Fe(NO3)2
Ag、Cu
③
Fe(NO3)2、Cu(NO3)2
Ag、Cu
④
Fe(NO3)2、Cu(NO3)2
Ag
⑤
Fe(NO3)2、AgNO3、Cu(NO3)2
Ag
实验编组
等质量稀硫酸
金属粉末质量
①
含H2SO4 9.8g
6.5g铁
②
含H2SO4 9.8g
6.5g锌
③
含H2SO4 9.8g
6.5镁
实验操作
实验前的体积
实验后的体积
锥形瓶内空气
(含导管内空气)
烧杯内水
烧杯内剩余水
246.0mL
100.0mL
51.5mL
实验装置
序号
其他试剂
200s时O2的含量
①
干燥剂
21%
②
10滴水
15%
③
10滴水和1.0g食盐
8%
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