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第二十七講 金屬及金屬材料經典精講 題一： 金屬材料廣泛應用于工業(yè)、農業(yè)、交通和日常生活等領域。 （1）金屬材料包括純金屬以及它們的合金，黃銅(含銅和鋅)、生鐵都屬于_______。 （2）將黃銅和生鐵分別放人足量的稀鹽酸中，浸泡后都有殘留固體，其中一種固體一定含_______，另一種固體一定含_______。 （3）生鐵浸泡在鹽酸中發(fā)生反應的化學方程式為______________，該反應的基本類型是_______。 題二： 金屬材料在生產、生活中有著廣泛的應用。 (1)人類每年從自然界提取大量的金屬，其中提取量最大的是鐵。用赤鐵礦(主要成分為Fe2O3)和一氧化碳煉鐵的化學方程式為______________。 (2)北京奧運會用到多種材料。下列應用中使用金屬材料的有_______ (填序號)。 ①使用金、銀和銅等制作獎牌 ②使用純羊毛和聚酯纖維制作“福娃” ③使用新型鋼材建造“鳥巢” ④使用聚氟乙烯制造“水立方”外層膜 (3)金屬礦物的儲量有限，而且不能再生，所以保護金屬資源尤為重要。保護金屬資源的有效途徑是______________、______________ (答出兩條即可)。 題三： 下列事實不能證明甲的金屬活動性比乙強的是( ) A.自然界中甲元素只以化合物形式存在，乙元素有單質形式存在 B.甲能與鹽酸反應而乙不能 C.甲能從乙的鹽溶液中置換出乙 D.化合物中甲元素顯+2價而乙元素顯+3價 題四： 有A、B、C三種常溫下不與水反應的金屬，為了比較它們金屬活動性的強弱，有人設計了下列四種實驗方法，下列方法最準確可行的是( ) A．把它們分別和鹽酸溶液反應，觀察是否發(fā)生反應及產生氣體的快慢 B．把它們分別和鹽酸溶液反應，觀察是否發(fā)生反應及產生氣體的多少 C．把三種金屬分別在空氣中加熱，觀察它們的顏色變化程度 D．把三種金屬和它們的可溶性鹽溶液之間兩兩反應，觀察金屬表面是否有金屬析出 題五： 下列說法正確的是( ) A．在鐵制品的表面刷油漆能起到防銹作用 B．保留鐵制品上的鐵銹，能阻止鐵制品進一步銹蝕 C．銅長期在潮濕的空氣中也不會生銹 D．鋁合金在空氣中容易被腐蝕 題六： 下圖是一盞廢舊臺燈，某實驗小組的同學利用它進行觀察分析并完成相關實驗。 （1）小明發(fā)現(xiàn)臺燈的鐵螺絲釘表面已經銹蝕，原因是鐵與空氣中的_______等發(fā)生了化學反應。 （2）小紅發(fā)現(xiàn)鋁箔反光片呈銀白色，無銹跡，原因是鋁表面有一層致密的氧化膜，生成該氧化膜的化學方程式為_____________________。 （3）鐵、鋁、銅的金屬活動性由強到弱的順序為______________。為了驗證三者的金屬活動性順序，小志從實驗室領來氯化鋁溶液、硫酸銅溶液，并利用臺燈提供的一種金屬進行實驗，即達到了實驗目的。實驗中發(fā)生反應的化學方程式為______________。 題七： 煉鐵高爐中加入石灰石的目的是（　　） A．作氧化劑 B．作熔劑造渣 C．作還原劑 D．作為合金成分形成鐵合金 題八： 某煉鐵廠使用磁鐵礦（主要成分是四氧化三鐵）、焦炭、空氣為煉鐵主要原料，主要反應過程如下列流程圖所示： (1)寫出上述變化過程中的物質A、B的化學式：A_______；B_______。 (2)試寫出主要反應的化學方程式_____________；____________；____________。 題九： 如圖所示，為某化學興趣小組同學設計的觀察鐵制品銹蝕的實驗裝置。請你分析以下相關敘述中，正確的是( ) A．此實驗設計必須在玻璃儀器中進行 B．一段時間后，塑料瓶會變癟，說明鐵生銹與空氣有關 C．一段時間后，鐵絲會由下到上出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象 D．一段時間后，水面處鐵絲銹蝕嚴重，而水上、水下部分生銹不明顯 題十： 同學們已經學習了一些金屬的有關知識，對金屬的活動性順序也有了一定的認識。請運用所學知識參與以下探究并回答相關問題： 將4枚潔凈無銹的鐵釘分別放入圖示 (a)、(b)、(c)、(d)4支試管中。再分別在(a)中加入少量的蒸餾水，(b)中加入少量的氯化鈉溶液，(c)中注滿迅速冷卻的沸水，塞緊橡皮塞，(d)中加入少量干燥劑，再放入一團棉花球，把鐵釘放在干棉花球上，塞緊橡皮塞。上述實驗中，_______試管中的鐵釘最易生銹。設計如圖 (d)實驗的目的是________________。 金屬及金屬材料經典精講 題一： （1）合金 （2）Cu；C （3）Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑；置換反應 解析：黃銅(含銅和鋅)、生鐵都是混合物，故屬于金屬材料中的合金；黃銅中鋅和生鐵中鐵能與足量的稀鹽酸反應；生鐵與鹽酸的反應中，生成物和反應物均是一種單質和一種化合物，故屬于置換反應。 題二： (1)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 (2)①③ (3)防止金屬腐蝕、回收利用廢舊金屬、合理有效開采礦物、尋找金屬的代用品等 解析：煉鐵過程中的主要還原劑是一氧化碳，它能夠奪取鐵的氧化物中的氧，將鐵還原出來；各種金屬及其合金均屬于金屬材料；保護金屬資源，主要有如下途徑：①防止金屬生銹；②回收利用廢舊金屬；③合理有效開采礦物；④尋找金屬的代用品等。 題三： D 解析：自然界中，只有化學性質極其穩(wěn)定的物質在自然界中才以單質的形式存在，如金、銀等金屬，則A項中甲金屬的活動性比乙強；“甲能與鹽酸反應而乙不能”、“甲能從乙的鹽溶液中置換出乙”都說明在金屬活動性順序表中，甲排在乙的前面，則B、C項中甲金屬活動性都比乙強；無法根據兩金屬元素在化合物中的化合價來判斷兩金屬活動性的強弱。本題應選D。 題四： D 解析：若有兩種金屬的活動性相近，則A、B項中的方案不能觀察到明顯的實驗現(xiàn)象，導致不能準確得出探究結論；不同金屬與氧氣在加熱條件下發(fā)生反應生成氧化物的顏色不同，因此C項中的方案也不準確；根據活潑金屬能將不活潑金屬從其鹽溶液中置換出來，可以采用D項中的方案準確比較不同金屬的活動性順序。 題五： A 解析：本題易錯選B，錯選B的原因是誤認為鐵制品上的鐵銹能夠隔絕空氣和水分，阻止鐵制品進一步銹蝕，事實上恰好相反，鐵銹結構疏松，能夠涵養(yǎng)水分，會加速鐵制品的銹蝕；給鐵制品表面刷油漆后會形成一層保護膜、鋁合金在空氣中易被氧化，在其表面生成一層致密的氧化鋁保護膜，二者都能起到防銹或防腐蝕的作用；銅處在潮濕的空氣中也易生銹。本題只有A項中的說法正確。 題六： ⑴氧氣和水蒸氣（可填化學式） ⑵4Al+3O2=2Al2O3 ⑶Al>Fe>Cu；Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 解析：⑴鐵生銹是鐵和空氣中的氧氣和水蒸氣共同作用的結果；⑵鋁的化學性質比較活潑，在常溫下就易與空氣中的氧氣發(fā)生氧化反應生成氧化鋁；⑶已知這三種金屬的活動性順序為：Al>Fe>Cu，金屬活動性強的金屬能把金屬活動性弱的金屬從它的鹽溶液中置換出來，所以要驗證鋁、鐵、銅的金屬活動性，在已有氯化鋁溶液、硫酸銅溶液的條件下，只要再有金屬鐵便能完成驗證實驗（鐵和硫酸銅溶液能夠發(fā)生反應而與硫酸鋁溶液不能夠發(fā)生反應），單質鐵發(fā)生置換反應時生成的是亞鐵鹽。 題七： B 解析：煉鐵時，石灰石中的碳酸鈣在高溫條件下分解能生成氧化鈣和二氧化碳，氧化鈣能和二氧化硅反應生成硅酸鈣，從而除去鐵礦石中的二氧化硅，所以使用石灰石的目的是：將礦石中的二氧化硅轉變?yōu)闋t渣（或除去二氧化硅），即作熔劑造渣。 題八： (1) CO2；CO (2) C+O2點燃CO2、 CO2+C2CO、Fe3O4+4CO3Fe+4CO2 解析：教材中學過赤鐵礦（主要成分是三氧化二鐵）為原料的煉鐵原理，本題要求在此基礎上進行知識遷移，寫出以磁鐵礦為原料，煉鐵過程主要反應的化學方程式。根據生產流程圖可知反應的主過程是：焦炭與過量空氣反應，完全燃燒生成二氧化碳，二氧化碳再與焦炭作用生成一氧化碳，最后一氧化碳與磁鐵礦在高溫條件下作用生成鐵。 題九： BD 解析：鐵在潮濕空氣中與氧氣、水共同作用而生銹。做鐵制品銹蝕條件實驗可以用試管也可以用題給裝置進行，只要能觀察到明顯的實驗現(xiàn)象即可，與采用何種儀器無關；在大氣壓作用下，塑料瓶變癟，說明鐵生銹與空氣中的某些成分有關，由于鐵生銹會消耗空氣中的氧氣，導致塑料瓶內氣壓減??；鐵制品與水面接觸部位生銹最嚴重，因這該部位的鐵既與空氣接觸，又與水接觸。 題十： (b)；說明鐵單純與空氣中的氧氣接觸也不易生銹 解析：鐵在潮濕的空氣（同時存在氧氣和水的環(huán)境）中易生銹，且當有酸、堿、鹽等物質存在的情況下銹蝕會更加嚴重，但鐵單純與氧氣、或水中的一種物質接觸時，都不會生銹。