第八单元 金属和金属材料
一、金属材料
1、金属材料：纯金属（90多种）；合金（几千种）
黑色金属：通常指铁、锰、铬及它们的合金。 纯金属 重金属：如铜、锌、铅等 有色金属
轻金属：如钠、镁、铝等；
有色金属：通常是指除黑色金属以外的其他金属。
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（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、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。不过，实际应用中还应考虑金属材料的价格、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。 合金 成分 备注 铁的合金 生铁 含碳量 2%～4.3% 钢 含碳量 0.03%～2% 铜合金 黄铜 铜锌 合金 青铜: 铜锡 合金 焊锡 铅锡 合金 熔点低 见注释 钛和钛合金 形状记忆金属 钛镍合金 不锈钢：含铬、镍的钢具有抗腐蚀性能 紫铜为纯铜 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（3）抗腐蚀性能好
二、金属的化学性质 1、常见金属活动性顺序：
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）
2、大多数金属可与氧气的反应 3、金属 + 酸 → 盐 + H2↑
4、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、金属资源的保护和利用
1、铁的冶炼
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（1）工业炼铁的基本知识：炼铁的原料是铁矿石［常见的铁矿石有磁铁矿（主要成分是Fe3O4）和赤铁矿（主要成分是Fe2O3）］、焦炭、石灰石和空气，主要设备是高炉。炼铁的基本原理是：在高温条件下，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
（2）一氧化碳还原氧化铁的实验： 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）而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防止金属腐蚀；②回收利用废旧金属；③合理开采矿物；④寻找金属的代用。
高温
2Fe + 3CO2
金属和金属材料测试题1
一、选择题
1．生铁和钢的主要区别是( ) A．是否为纯净物
B．含碳量不同 C．机械强度不同
D．Ag
D．制硫酸铜 D．铸造性不同
2．某金属放入稀硫酸中，不产生气泡，该金属可能是( ) A．Mg B．Al C．Zn A．制火锅
3．铜的下列用途中，主要与化学性质有关的是( )
B．塑造铜像 C．制造电线
4．国际互联网上报道：“目前世界上有近20亿人患有缺铁性贫血．”这里的“铁”是指( ) A．铁单质 B．铁元素 C．四氧化三铁 5．下列矿石的主要成分表达错误的是( ) A．黄铁矿(FeS2)
B．菱铁矿(FeCO3) C．黄铜矿(CuFeS2)
D．辉铜矿(CuS)
6．将一枚洁净的铁钉浸入稀硫酸中，下列叙述中正确的是( )
①铁钉表面产生气泡 ②液体由无色逐渐变为浅绿色 ③铁钉的质量减轻 ④液体的质量减轻
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D．三氧化二铁
A．②③ B．①②④ C．①②③ D．①②③④
7．下列关于回收铝饮料罐说法不正确的是( )
A．回收铝饮料罐可以节约金属资源 B．回收铝饮料罐可以节约能源
C．回收铝饮料罐可以减少对环境的污染 D．回收一个铝饮料罐比制造一个铝饮料罐要贵 8．下列说法正确的是( )
A．生铁就是钢，因为主要成分都是铁 B．动植物体内含有铁 C．纯铁是很硬、很脆的金属 D．铁的密度为7.86 g/L
9．已知铁的一种氧化物，其中含氧元素的质量分数为30%，则这种铁的氧化物的化学式为 ( ) A．FeO
B．Fe2O3 C．Fe3O4
D．无法判断
10．下列有关铁的化合价的叙述，不正确的是( )
A．在Fe2O3、Fe2(SO4)3、FeCl3中，铁的化合价都为＋3 B．在FeO、FeSO4、FeCl2中，铁的化合价都为＋2价 C．在Fe(OH)2、Fe(OH)3中，铁的化合价分别为＋2、＋3价 D．在铁粉中，铁的化合价为＋2价
11．我国在春秋战国时期就懂得将白口铁经退火处理得到相当铸铜的器具(如锋利的宝剑)，这一技术比欧洲早2000年，那么白口铁退火处理的主要作用是( )
A．除硫、磷杂质 B．适当降低了含碳量 C．渗透合金元素 D．改造表面结构性质 12．下列反应符合事实的是( )
A．4Fe＋3O2===2Fe2O3 B．2Fe＋6HCl===2FeCl3＋3H2↑ C．Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑ D．2Fe＋3CuSO4===Fe2(SO4)3＋3Cu 13．在面盆、痰盂等铁制品表面烧制搪瓷的目的是( )
A．增大硬度防止撞坏 B．增大厚度防止磨损 C．防止铁生锈且美观 D．美观和杀菌消毒作用 14．下列铁制品在使用和保存时的注意事项，不正确的是( ) A．避免长期接触潮湿空气 B．用铁制品盛装食醋
C．应保持铁制品表面洁净、干燥 D．为防止机床生锈，在机床表面涂油 15．下列各项比较中，正确的是( )
A．含碳量：生铁＞钢 B．含铁量：Fe2O3＞FeO C．地壳中元素含量：Fe＞Al D．韧性：生铁＞钢 17．有A、B两块等质量的铁，将A浸入稀硫酸中，同时将B浸入硫酸铜溶液中，过一会儿，同时取出晾干，两块铁的质量mA、mB应该是( ) A．mA＜mB
B．mA＞mB C．mA＝mB
D．mA≥mB
18．把A、B两块质量相等的铁片分别放进盛有等质量，等质量分数的盐酸和硫酸的两个烧杯中，两烧杯分别放在一天平的左右两个托盘上．充分反应后铁片都有剩余，则天平指针( ) A．偏向盐酸一边
B．偏向硫酸一边 C．无法判断
D．天平平衡
19．X、Y、Z三种金属及其化合物间可发生如下化学反应：Y＋ZCl2===Z＋YCl2 X＋ZCl2===Z＋XCl2 Y＋2HCl===YCl2＋H2↑ X＋HCl 不反应则X、Y、Z三种金属的活动性由强到弱的顺序是( ) A．Z＞Y＞X
B．X＞Y＞Z C．Y＞X＞Z
D．Y＞Z＞X
20．通过对金属和金属材料的学习，你认为下列做法正确的是( )
A．将硫酸铜溶液盛放在铁桶里 B．要制取2 g氢气，用56 g生铁与足量的稀硫酸反应 C．将裸露的铁管埋在潮湿的土里 D．将锌镀在铁的表面，以保护铁不受腐蚀
二、填空和简答题
21．金属具有很多的共同的______________．例如，常温下它们都是____________(汞除外)，有金属光泽，大多数为电和热的______________，有延展性，密度____________，熔点____________．
22．要除去FeSO4中含有的CuSO4杂质．可以在其溶液中加入______________，充分反应后，再用
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_____________________________________方法除去杂质；反应的化学方程式是：__________________________． 23．如果血液中缺乏亚铁离子，就会造成缺铁性贫血．市场出售的某种麦片中，含有微量的颗粒极细小的还原铁粉．这些铁粉在人体胃液(胃酸的主要成分是HCl)作用下转化成亚铁盐，这个转化的化学方程式是__________________________________________．
24．铁的化学性质比较活泼，在纯氧中燃烧的现象是______________________________，化学方程式为__________________________________________．铁在潮湿的空气中易生锈，铁锈的主要成分是______________；铁锈很______________，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气等反应，因此，铁制品表面的锈如不及时除去，会加快铁制品的生锈速度．
25．用赤铁矿(主要成分Fe2O3)为原料，炼铁的主要反应的化学方程式是______ _______．在这一反应中，铁元素的化合价由______________价变为______________价．
26．地壳中含量最多的非金属和铁元素能形成哪几种化合物？写出化学式和名称． __________________________________________( )； __________________________________________( )； __________________________________________( )．
27．将铁钉钉入木制品时，有经验的木匠习惯用口水将铁钉润湿，这样做的目的是：_______________________________ ．
28.根据下列化合物与单质相互转化的关系回答：
(1)若乙的溶液是浅绿色，Y是红色固体，则X是______________， 如：(用化学方程式表达)__________________________________________
(2)在常温下若乙是气体，则X是______，如：(用化学方程式表达)_________________________________ (3)在常温下若甲是固体，乙是无色液体，则X是______________， 如：(用化学方程式表达)__________________________________________
29．某学生分别用1 g的铁屑、锌粒、镁片与足量的某酸反应以制取氢气，完全反应所需时间与当地的金属价格如下表所示． 物质 铁屑 锌粒 镁片 三、实验题(共12分)
30．铁易生锈，试设计一个实验，证明铁的生锈，既不单纯是水的作用，也不单纯是氧气(空气中)的作用，而是水和氧气共同作用的结果． 步骤 ① ② ③ 四、计算题
31．在实验室用一氧化碳还原2.0 g赤铁矿样品，反应后生成的二氧化碳跟足量的澄清石灰水反应，生成了3.0 g白色沉淀．求赤铁矿样品中Fe2O3的质量分数．
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所需时间 约13900 s 约50 s 约20 s 价格 10.00元/1000 g 20.00元/500 g 10.80元/25 g 你认为实验室中一般不选用铁屑、镁片与酸反应制取氢气的主要原因是什么？
现象 结论 金属和金属材料单元测试题2
一、选择题（共30分） 1、下列不属于合金的是（ ）
A、黄铜 B、生铁 C、铜绿 D、18K黄金
2、很早的时候，人们将铅块压制成细长的铅条来写字，这就是最早的铅笔。下列有关前的物理性质，不能据此得出的是（ ）
A、铅的硬度较小 B、铅具有良好的延展性 C、铅条呈深灰色 D、铅的密度较大 3、下列关于铁的叙述正确的是（ ）
A、铁在潮湿的空气中易生锈 B、铁与稀硫酸反应，生成Fe2(SO4)3和H2
C、能用铁桶盛农药波尔多液 D、铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成氧化铁
4、有甲、乙、丙、丁四种金属：只有甲在自然界主要以单质形式存在；丁的化合物溶液不能用乙制的容器存放，但可以用丙制的容器盛放，则这四种金属的活动性顺序为（ ） A、甲＞乙＞丁＞丙B、丙＞丁＞乙＞甲C、丙＞乙＞丁＞甲 D、乙＞丁＞丙＞甲
5、在氯化铜和氯化亚铁的混合溶液中加入一定的镁粉，充分反应后过滤，向滤出的固体中滴加稀盐酸，没有气泡产生。下列判断正确的是（ ）
A、滤出的固体中一定含有铜，可能含有铁和镁 B、滤出的固体中一定含有铜，一定不含有铁和镁
C、滤液中一定含有氯化镁和绿化亚铁，一定没有氯化铜 D、滤液中一定含有氯化镁、绿化亚铁、氯化铜
6、钛和钛合金被认为是21世纪的重要材料，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。根据它们的重要性能，下列用途不切合实际的是（ ）
A、用来做保险丝 B、用于制造航天飞机 C、用来制造人造骨 D、用于制造船舶
7、为了探究铁、铜、银三种金属的活动性顺序，某兴趣小组设计了下图所示的四组实验方案，你认为不可行的是（ ）
8、下列有关铁及其合金的说法中错误的是（ ） A、生铁和钢都是铁的合金，只不过是含碳量不同而已 B、铁元素在自然界主要以化合物的形式存在
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