初三化学 金属的性质及计算.docx
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初三化学金属的性质及计算
初三化学金属的性质及计算
一、金属材料
1、金属材料
纯金属(90多种)
合金(几千种)
2、金属的物理性质:
(1)常温下一般为固态(汞为液态),有金属光泽。
(2)大多数呈银白色(铜为紫红色,金为黄色)
(3)有良好的导热性、导电性、延展性
(注:
延展性,又称可塑性。
金属所具有的展性和延性:
在外力的作用下能够变形,而且在外力停止作用以后仍能保持已经变成的形状和性质。
各种金属的可塑性有差别;金属的可塑性一般是随着温度的升高而增大。
)
3、金属之最:
(1)铝:
地壳中含量最多的金属元素
(2)钙:
人体中含量最多的金属元素
(3)铁:
目前世界年产量最多的金属(铁>铝>铜)
(4)银:
导电、导热性最好的金属(银>铜>金>铝)
(5)铬:
硬度最高的金属
(6)钨:
熔点最高的金属
(7)汞:
熔点最低的金属
(8)锇:
密度最大的金属
(9)锂:
密度最小的金属
4、金属分类:
黑色金属:
通常指铁、锰、铬及它们的合金。
有色金属:
通常是指除黑色金属以外的其他金属。
重金属:
如铜、锌、铅等
轻金属:
如钠、镁、铝等;
5、合金:
由一种金属跟其他一种或几种金属(或金属与非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质。
一般说来,合金的熔点比各成分低,硬度比各成分大,抗腐蚀性能更好
合金
铁的合金
铜合金
焊锡
钛和钛合金
形状记忆金属
生铁
钢
黄铜
青铜
成分
含碳量
2%~4.3%
含碳量
0.03%~2%
铜锌
合金
铜锡
合金
铅锡
合金
钛铝钒
合金
钛镍合金
备注
不锈钢:
含铬、镍的钢具有抗腐蚀性能
紫铜为纯铜
熔点低
注:
钛和钛合金:
被认为是21世纪的重要金属材料,钛合金与人体有很好的“相容性”,因此可用来制造人造骨等。
优点
(1)熔点高、密度小
(2)可塑性好、易于加工、机械性能好
(3)抗腐蚀性能好
二、金属的化学性质
1、大多数金属可与氧气的反应
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,越活泼的金属,越容易与氧气发生化学反应,反应越剧烈。
2、金属+酸→盐+H2↑
3、金属+盐→另一金属+另一盐(条件:
“前换后,盐可溶”)
Fe+CuSO4==Cu+FeSO4(“湿法冶金”原理)
三、常见金属活动性顺序:
KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu
金属活动性由强逐渐减弱
在金属活动性顺序里:
(1)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、稀硫酸中的氢(不可用浓硫酸、硝酸)
(3)位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。
(除K、Ca、Na)
四、金属资源的保护和利用
1、铁的冶炼
(1)原料:
铁矿石、焦炭、石灰石、空气
常见的铁矿石有磁铁矿(Fe3O4)、赤铁矿(Fe2O3)、黄铁矿(FeS2)
(2)原理:
在高温下,利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。
3CO+Fe2O3高温2Fe+3CO2
(3)设备:
高炉
(4)炼铁时选择铁矿石的标准:
a.铁矿石中铁元素的质量分数大(即含铁量高);b.炼铁过程中产物对空气不能造成污染;满足以上两个条件的矿石是理想的绿色矿石。
(5)实验室还原氧化铁
a、装置图:
见右图。
b、实验主要现象:
红色粉末变为黑色时,澄清的石灰水变浑浊,尾气点燃产生淡蓝色火焰。
c、实验注意事项:
①先通入一氧化碳气体,排尽装置内的空气,防止一氧化碳与空气混合加热后,发生爆炸;
②实验完毕后要继续通入一氧化碳气体,直到玻璃管冷却,防止高温下的铁与空气接触,被氧化为氧化铁。
同时,实验过程中还可防止澄清石灰水被倒吸;
③尾气中含有一氧化碳,一氧化碳有毒,所以尾气要收集或点燃,直接排放会污染空气;
④若实验中没有酒精喷灯,也可用酒精灯代替,不过要在火焰上加一个金属网罩,使火力更加集中,提高温度。
2、铁的锈蚀
(1)铁生锈的条件是:
铁与O2、水接触(铁锈的主要成分:
Fe2O3·XH2O)
(铜生铜绿的条件:
铜与O2、水、CO2接触。
铜绿的化学式:
Cu2(OH)2CO3)
(2)防止铁制品生锈的措施:
①保持铁制品表面的清洁、干燥
②表面涂保护膜:
如涂油、刷漆、电镀、烤蓝等
③制成不锈钢
(3)铁锈很疏松,不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气反应,因此铁制品可以全部被锈蚀。
因而铁锈应及时除去。
(4)铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步氧化,因此,铝具有很好的抗腐蚀性能。
3、金属资源的保护和利用
(1)矿物的储量有限,而且不能再生
(2)废旧金属的回收和利用可以减少对环境的污染,还可以节约金属资源
(3)保护金属资源的有效途径:
①防止金属腐蚀;
②回收利用废旧金属;
③合理有效地开采矿物;
④寻找金属的替代品。
金属与金属材料习题
一、选择题
1.下列物质中属于纯净物的是()
A.草木灰B.生铁C.氧化铁D.石灰水
2.地壳中含量最多的金属元素()
A.铁B.氧C.硅D.铝
3.下列物质中不能由金属与盐酸直接反应制得的是()
A.氯化镁B.氯化锌C.氯化铁D.氯化铝
4.盐酸与生铁反应,当生铁反应完毕后,烧杯里留有少量黑色物质,其主要物质为()
A.氧化铁B.四氧化三铁C.碳D.铁粉
5.不锈钢中除了铁之外,其余的两种主要的金属元素是()
A.镍、铬B.锰、铬C.铬、钨D.锰、钨
6.铁在一定条件下容易生锈,下列有关铁生锈的叙述错误的是()
A.铁生锈一定伴随着物理变化
B.铁生锈时,铁发生了缓慢氧化
C.铁生锈的本质就是铁与氧气反应生成氧化铁
D.铁生锈时,会有难以察觉的热量放出
7.将铁片插入下列溶液中,片刻后取出,溶液质量减少的是()
A.盐酸B.硫酸铜C.稀硫酸D.硫酸亚铁
8.某不纯的铁块5.6g,与足量的盐酸反应,全部溶解,放出氢气为0.21g,则铁块中可能含有的杂质是()
A.铜B.锌C.碳D.镁
9.还原铁的某氧化物2.16g,可以得到1.68g。
则该种铁的氧化物的化学式为()
A.FeOB.Fe2O3C.Fe3O4D.FeCO3
10.将燃着的镁伸入盛有二氧化碳的集气瓶中,镁带剧烈燃烧,发生的反应方程式为2Mg+CO2
2MgO+C,下列叙述错误的是()
A.该反应中镁发生了氧化反应B.该反应中二氧化碳是还原剂
C.该反应属于置换反应D.镁着火时不能用二氧化碳灭火剂扑灭
11.下列化学方程式书写正确的是()
A.2Fe+6HCl==2FeCl3+3H2B.Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑
C.Fe+CuSO4==FeSO4+CuD.4Fe+3O2==2Fe2O3
12.将适量的铁粉投入到盐酸中,下列现象不会出现的是()
A.溶液变成浅绿色B.有无色气体产生
C.铁粉不断减少D.有棕色沉淀生成
13.国外目前掀起购买“中国铁锅热”,这主要是因为铁锅()
A.传热快B.价格便宜
C.不易腐蚀D.被加工的食品中含有铁元素
14.收藏家收藏清末铝制品,至今保存十分完好,该艺术品不易锈蚀的主要原因是()
A.铝不易发生化学反应B.铝不易发生化学反应
C.铝易氧化,其表面的氧化膜具有保护内部作用D.铝很难与酸发生反应
15.在日常生活中的金属炊具和医院中的金属医疗器械的主要成份是()
A.白铜合金B.武德合金C.不锈钢D.青铜
16.下列关于生铁和钢的描述中,正确的是()
A.生铁和钢都是混合物,其主要成份都是碳
B.生铁硬而有韧性,既可以铸又可煅
C.生铁与钢的性能由很大的差别,主要是由于生铁和钢中的含碳量不同
D.钢是用铁矿石和焦炭作原料炼制而成的
17.垃圾时放错了位置的资源,该分类回收,生活中废弃的铁锅,铝制易拉罐、铜导线等可以归为一类加以回收,它们属于()
A.氧化物B.化合物C.金属或合金D.非金属
18.将铁放入下列溶液中,溶液的质量会减少的是()
A.盐酸溶液B.硫酸溶液C.硫酸亚铁溶液D.硫酸铜溶液
19.新买的铝锅、铝壶用来烧开水,凡是水浸到的地方都会变黑,这现象说明该水中含有()
A.钾元素B.钠元素C.钙元素D.铁元素
20.下列关于“合金”的叙述①合金中至少含有两种金属;②合金中元素以化合态的形式存在;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.④B.①②③C.③④D.③④⑤
21.为适应火车提速,沪宁线上原有的短轨全部连接成超常轨,在连接过程中,工程技术人员点燃铝热剂(铝粉和氧化镁的混合物)能释放出大量的热量,生成熔融状态的铁可用来连接铁轨,反应的化学方程式为:
Fe2O3+2Al
Al2O3+2Fe其中还原剂是()
A.Fe2O3B.AlC.Al2O3D.Fe
22.公元2世纪,我国古代炼丹家魏伯阳著有《周易参同契》,这是世界上现存最早的一部炼丹专著,书中描写到:
“金入于猛火,色不夺精光”。
这句话是指黄金的性质在强热条件下()
A.易氧化B.易还原C.很稳定D.很活泼
23.将30g某合金粉末与足量的稀硫酸发生反应,生成1g氢气,这种合金的成分可能组成是()
A.镁和铁B.铁和锌C.铝和镁D.锌和铝
24.工业生产中常将两种金属放在一个容器中加热使之熔合,冷凝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(其他条件均已满足),判断不能制得的合金是()
金属
Na
K
Al
Cu
Fe
熔点(℃)
97.8
63.6
660
1083
1535
沸点(℃)
883
774
220
2595
2750
A.钾-钠合金B.钾-铁合金C.钠-铝合金D.铁-铜合金
二、填空题
1.日常生活中,用于铁栏杆外层涂料的“银粉”大多是金属______________;包装糖果、香烟的银白色金属薄片_____;家用热水瓶内胆壁的银色金属是_____;温度计中填充的金属是______________;灯泡里做灯丝的金属是____________;青铜是一种合金,除含有铜外还含有的一种金属是_______________;
铝表面有一层致密而结实的薄膜,其主要成分是________________;
孔雀石的主要成分为________________;黄铁矿的主要成分为_____________;赤铜矿的主要成分为_______________。
(填对应的化学式)
2.怎样用化学方法除去下列物质中的少量杂质(括号内为杂质),用化学方程式表示。
(1)Cu(Fe)________________________________________________________;
(2)FeSO4(CuSO4)___________________________________________________;
(3)CaCl2(CaCO3)___________________________________________________;
(4)H2(CO2)______________________________________________________;
3.写出有关的化学反应方程式,并注明反应类型。
(1)铝很难从矿物中提取出来,因此利用电解氧化铝的方法得到金属铝。
__________________________________________________,反应类型__________
(2)古代湿法炼铜,“曾青的铁则化为铜”
__________________________________________________,反应类型__________
(3)法医常用锌和盐酸混合在一起,检验是否砒霜中毒,砒霜的主要成分为As2O3,若试样中有砒霜,则反应生成砷化氢(AsH3),氯化锌和水。
写出其反应的化学方程式
_____________________________________________________________________
(4)在潮湿的空气中,铜也能与空气中的二氧化碳、氧气、水等发生反应生成铜绿。
__________________________________________________,反应类型__________
4.填写出下列铁制品防锈的方法
(1)钢锯条___________;
(2)自行车车架__________;
(3)自行车车把____________;(4)脸盆___________;
(5)不锈钢楼梯扶手______________(6)铁制自来水管______________。
5.盛放在油罐车内的石油产品在振荡时产生静电,容易引起火灾甚至爆炸事故,若在油罐车尾部挂一条拖地的铁链便可以防止事故的发生,这是利用铁具有_________的性质。
6.做细铁丝在氧气中燃烧的实验时,要预先在集气瓶中装少量的水或在瓶底铺一层细砂的原因是___________________________________;农药波尔多液的成分之一是CuSO4,不能用铁桶盛放波尔多液的原因是_________________________________(用化学方程式表示)。
三.计算题
1.某炼铁厂每天生产含杂质4%的生铁400t,每天需要含氧化铁70%的赤铁矿多少吨?
如果改用含有杂质为25%的磁铁矿则需要多少吨这样的磁铁矿?
2.有一生锈的铁钉(铁锈的主要成份为Fe2O3)质量为16g,加入足量的盐酸充分反应后生成0.4gH2。
试计算未生锈前铁片的质量为多少?
19.将20g铁合金样品置于氧气流中灼烧,得到0.4g二氧化碳。
求此合金中样品中碳的质量分数。
它是生铁还是钢?
20.若赤铁矿中氧化铁的质量分数为80%,600t这样的赤铁矿可以炼出含碳等其他质量分数为7%的生铁多少吨?
【能力提升】
1、下列四种金属若质量相等,分别与足量的稀盐酸反应,产生氢气最多的是
A.铝 B.铁 C.镁 D.锌
2、下列四种金属,分别与足量的稀盐酸反应,产生相同质量氢气所需要的金属质量最多的是
A.铝 B.铁 C.镁 D.锌
3、等质量的稀硫酸分别与足量的镁、铁、锌三种金属反应,下列图像能正确生产氢气质量与反应时间之
间关系的是()
4、有X、Y、Z三种金属,小刚对它们的金属活动性进行了比较,结果如下表所示:
能反应的记为“√”,不能反应的记为“—”,无标记的表示未做该实验。
则它们的金属活动性顺序为()
A.Z>Y>XB.Y>Z>X
参加反应的物质
X
Y
Z
X(NO3)2溶液
√
Z(NO3)2溶液
√
稀盐酸
—
√
C.Y>X>ZD.X>Y>Z
5、等质量的三种金属分别与足量的盐酸反应,产生氢气的质量与反应时间的关系如右图,下列有关说法正确的是(金属不是K、Na、Ca)()
A.三种金属的活泼性顺序是a>b>c
B.产生相同质量的氢气需要三种金属的质量关系是a>b>c
C.若三种金属在生成物中均显+2价,则三种金属的相对原子质量大小关系是c>b>a
D.质量相同的三种金属分别与足量的盐酸反应,消耗盐酸最多的是金属c
6、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。
7、某不纯的铁块5.6克,与足量的稀盐酸完全反应放出氢气0.22克,则该铁块中含有的杂质可能是:
( ) A.铜 B.镁 C.锌 D.碳
8、某不纯的镁条2.4克,与足量的稀盐酸完全反应放出氢气0.22克,则该铁块中含有的杂质可能是:
( ) A.铜 B.铝 C.锌 D.铁
【参考答案】
一、选择题
1.C2、D3、C4、C5、A6、C7、B8、D9、A10、B
11.B12.D13.D14.C15.C16.C17.C18.D19.D20.D
21.B22.C23.D24.B
二、填空题
1.AlAlAgHgWSnAl2O3Cu2(OH)2CO3FeS2Cu2O
2.
(1)Fe+2HCl==FeCl2+H2↑;
(2)Fe+CuSO4==FeSO4+Cu;
(3)CaCO3+2HCl==CaCl2+H2O+CO2↑(4)Ca(OH)2+CO2==CaCO3↓+H2O
3.
(1)2Al2O3=4Al+3O2↑分解;
(2)Fe+CuSO4==FeSO4+Cu置换;
(3)As2O3+6Zn+12HCl=2AsH3+6ZnCl2+3H2O
(4)2Cu+CO2+H2O+O2=Cu2(OH)2CO3化合反应
4.烤蓝喷漆镀铬镀搪瓷形成不锈钢镀锌
5.导电性
6.防止生成的高温熔融物炸裂瓶底;CuSO4+Fe==Cu+FeSO4
三、计算题
1.783.7t;707t
2.14.56g
3.0.545%钢
4.365t
【解题指导】
1.要密切联系生活,将学过的知识积极地运用,加以适当的分析,不需死记硬背.
【例1】某同学晚上帮妈妈做饭,切完青菜就将菜刀放在砧板上,第二天早晨发现菜刀生锈了.
试问:
(1)菜刀上是否发生了化学反应?
(2)菜刀为什么会生锈?
(3)为了防止这把菜刀生锈,该同学应该怎么做?
答:
(1)菜刀生锈,生成了与铁不同的物质,即生成了新物质,发生了化学反应.
(2)用菜刀切青菜,刀上必沾水,放在砧板上又与空气中的氧气接触,满足了铁锈蚀的条件,所以生锈.
(3)为防止菜刀生锈,可将菜刀洗净擦干,放在干燥处即可,或再涂上一层食用油,起到隔绝空气的作用.
2.在本课题涉及到的计算中,尤其要注意的是关于不纯物的计算,一定要先将不纯量转化成纯量后再根据方程式计算.
【例2】若赤铁矿石中Fe2O3的质量分数为80%,600t这样的赤铁矿可炼出含碳等其他杂质质量分数为7%的生铁多少吨?
解:
设可炼出含杂质质量分数为7%的生铁的质量为x
Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2
160 112
600t×80% x·(1-7%)
x=
=365t
答:
可炼出含碳等杂质质量为7%的生铁365t.
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- 初三化学 金属的性质及计算 金属 性质 计算