第八单元金属和金属材料导学案

详细内容

9.下列有关铁的说法错误的是（ ）
A．地壳中铁元素含量排在第四位 B．在铁制品表面镀锌可防锈
C．用铁矿石与焦炭在高炉内炼钢 D．生铁的含碳量比钢的含碳量高
10.铁的下列性质中，属于化学性质的是（ ）
A.有良好的延展性 B.在潮湿空气中容易生锈 C.能导电 D.能导热
11.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，导管接口的连接顺序为a→( )→( )→( )。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)实验进行一段时间后，玻璃管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Fe2O3 (请写一物质的化学式)。
12.莱芜素有“绿色钢城”之美誉，作为全国“钢铁十强企业”的莱钢集团为上海世博会各展馆的建设提供了数万吨钢铁材料。
（1）莱钢炼铁厂常以焦炭、赤铁矿（主要成分是氧化铁）、空气等为主要原料炼铁，反应过程如图所示。其中焦炭的作用是____________________。

（2）电化学腐蚀是金属腐蚀的主要原因。当两种活泼性不同的金属在潮湿的环境中接触时，因形成原电池，活泼性强的金属首先被腐蚀。利用这一原理，为了保护轮船的钢质外壳，通常在行驶的轮船外壳上连接____________ （填“铜板”、“锌板”）。
（3）为了满足某些尖端技术发展的需要，人们又合成了许多新型合金材料。储氢合金是一类能够大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料。此过程发生了________变化（填“物理”、“ 化学”），储氢合金属于_________ （填“纯净物”、“混合物”）。
【拓展延伸】
13.冶炼2240吨含杂质3%的生铁，需要含氧化铁80%的赤铁矿多少吨？
⑴请你根据化学方程式进行计算。
⑵本题还有其他解法吗？若有，说明依据并列式；若没有，可不必回答此问。
14.将一氧化碳通入盛有12克氧化铁的试管内，加热反应一段时间后，停止加热，继续通入一氧化碳至试管冷却，此时，试管内残留固体的质量为9.6克，计算反应生成的铁的质量。
【作业】

8.3金属资源的利用和保护（第二课时）
一、学习目标：
1.通过探究铁生锈的条件，掌握铁生锈的原因。
2.会据铁生锈的条件，分析防锈措施。
3.能列举保护金属资源的措施。
【课前预习】一周前作准备，根据P19的活动与探究自己完成探究实验，完成下列问题。
【提问】
【假设】
【设计实验】各小组内设计实验思路，然后进行实验。
实验步骤现象结论
①试管中放一铁钉，注入蒸馏水，一半在水中，一半在空气中 铁生锈的条件是 与 、水蒸气等发生 反应的过程，且铁锈不具有保护作用，原因是
②试管中放一铁钉，注入蒸馏水至完全浸没
③试管烘干，放一铁钉，用橡皮塞塞紧试管口
1.回忆金属活动性顺序表，说说铁是怎样的一种金属？
2.铝不易被锈蚀原因是在空气中与氧气反应，形成致密的 ，而铁锈的主要成分是 ，很疏松，不起保护作用。
3.保护金属资源除防止 外，另一条重要的有效途径是 。
【情境导入】

二、自主探究：
知识点四：钢铁的锈蚀与防护
【自学】阅读P19-20，结合你们的实验结果，回答下列问题：
1.铁制品锈蚀的实质：铁与空气中的、等发生的化学反应。铁锈的主要成分是。铁锈的特点是很，不能等反应，因此它可以全部被锈蚀。
2.在金属活动性顺序中，铝比铁活泼，为什么生活中铁易生锈而铝却不生锈？
【讨论】完成课本P20“讨论”
3.如何防止铁生锈？
⑴保持铁制品表面的 与 。
⑵隔绝 ，在铁制品表面加 ：如 、 、电镀等。
⑶改变铁的组织结构：可制成耐腐蚀的合金，如 。
知识点五：金属资源保护
【自学】阅读课本P20-21，回答下列问题。
1.为什么要对金属资源进行保护？
2.保护金属资源的有效途径是哪些？
⑴防止金属 ； ⑵金属的 ；
⑶ 、 地开采矿物； ⑷寻找金属的 。
3.你知道哪些废旧金属可对环境造成污染？

【课堂小结】通过本节课的学习，你收获了什么？
【回顾反思】想想你有哪些疑惑？还有什么知识想进一步探究？

三、自我测评
【课堂练习】课本P22.1.2.6
1.化学反应往往需要在一定的条件下进行。通过控制或改变反应条件可以加快、减缓甚至阻止反应的进行。下列所反映的措施中，能加快其化学反应速率的是（ ）
A.铁门表面喷漆　　　　　　　　 B.冰箱保存食物
C.用扇子扇煤炉火，火会更旺 D.将木头电线杆埋入地下的部分用火微微烧焦
2.下列各种情况下，埋在地下的铸铁管道被锈蚀的速率最慢的是（ ）
A.在潮湿、疏松、透气的土壤中　　　 B. 在含铁元素较多的酸性土壤中
C.在潮湿、致密、不透气的土壤中 D. 在干燥、致密、不透气的土壤中
3.在车船表面刷油漆的目的是（ ）
A.防止钢铁生锈且美观　　　　　　 B.可以增大硬度防止撞坏
C.增大厚度、防止磨损 D.改变铁的颜色
4.生活中废弃的铁锅、铝制易拉罐、铜线等可以归为一类加以回收利用，它们属于（ ）
A．铁矿石 B．金属或合金 C．氧化物 D．非金属单质
5.在切过咸菜的菜刀的同一面上选相近的三处进行下列实验：
（1）一处用湿棉球湿润；（2）另一处用干布擦干；（3）第三处用干布擦干后，涂上一层食用油。放置一昼夜，观察菜刀三处表面哪一处最容易生锈 ，由此你得到何种启发
6.很多同学家里都有一些铁质劳动工具，如铁锹、锄头、镰刀等，不用时若保管不当，他们很容易生锈，请你思考一下，回答以下问题：①铁质劳动工具为什么容易生锈？ ②请说出一种除锈的方法 。③若要防止铁质劳动工具生锈，作为家庭，一般可采取哪些措？ 。
7.①汽车 ②机器齿轮 ③门把手 ④锯条 ⑤铁洗脸盆 ⑥铁柜 ⑦铁轴 ⑧剪刀等常见铁制品，为防止它们生锈，通常适合采取下面哪一种方法（填序号）
⑴在其表面刷一层油漆
⑵在其表面涂上机油
⑶在其表面镀上其它金属
⑷在其表面烧制搪瓷
⑸使其表面氧化形成致密的氧化膜
【中考直通车】
8.铜片长期暴露在空气中表面形成一层铜绿[Cu2(OH)2CO3]，下面物质与该变化无关的是（ ）
A．CO2 B．O2 C．H2O D．N2
9.某些食品包装袋内常有一小包“双吸剂”用来吸收氧气和水分，以防止食品腐蚀。下列物质常温下能与空气中的氧气和水分发生化学反应，反应的产物又容易吸水，因而可用作“双吸剂”的是（ ）
A．熟石灰 B．炭粉 C．铁粉 D．生石灰
10.菜刀 在生活中有重要应用。下列情况中，菜刀腐蚀由快到慢的是（ ）
①切青菜后用清水冲洗②切湿咸菜后未清洗③切肥猪肉后放置
A．①③② B．②①③ C．③①② D．③②①
11.下列关于铁的叙述正确的是（ ）
A.切过泡菜的菜刀比置于潮湿空气中的菜刀更易生锈 B.铁与稀盐酸反应，生成FeCl3和H2
C.能用铁桶盛装农药波尔多液 D.用稀硫酸除铁锈，生成FeSO4 和H2O
12.⑴磁铁矿的主要成分是： ；（填化学式）
⑵写出CO与Fe2O3在高温条件下反应的化学方程式： ；
⑶高炉炼铁得到的主要产品是 ；（填序号） A．纯铁 B．生铁 C．钢
⑷铁生锈的主要条件是铁与水和 直接接触。
13.人类每年都要从大自然中提取大量的金属，用于满足日常生活和工农业生产的需要。
⑴钢铁是我们日常生活中使用最多的金属材料。高炉炼铁常以焦炭、铁矿石、石灰石、空气等为原料。炼铁过程中，一氧化碳和赤铁矿（主要成分为Fe2O3）反应的化学方程式为 。
⑵我国钢铁年产量很高，但因锈蚀造成的损失也很惊人。人们常采取在铁制品表面涂刷油漆或镀上其他金属等方法，以防止其锈蚀。上述方法所依据的原理是 。
⑶我国矿物储量很丰富，但人均占有量并不多，请保护金属资源！下面几种做法中，可有效保护金属资源的是 （填字母）。a.回收利用废旧金属制品；b.任意开采铁矿石；c.铁制品不加处理，存放在潮湿的环境中；d.寻找、开发金属的代用品；
14.铁、铝、铜市日常生活中使用最广泛的金属。
⑴上述三种金属中，人类最早大规模冶炼和使用的是铜，最晚的是铝，原因是 （填序号）。
A.三者在地壳中的含量，铜元素最高，铝元素最低
B.三者的金属活动性，铜元素最弱，铝元素最强
C.在自然界中，铜元素主要以单质形式存在，铝元素以化合物形式存在。
⑵常温下一些金属的物理性质数据如下：
金属单质铜铝锌铁铅
导电性（以银的导电性为100作标准）996127177.9
密度/（g•cm3）8.922.707.147.8611.3
熔点/℃10836604191535328
硬度（以金刚石的硬度为10作标准）2.5-32-2.92.54-51.5
分析上述数据，碎石用的大锤常用铁制而不用铝制，原因是
⑶铜器长期暴露在空气中，表面会生成铜绿，其成分可表示为Cu2(OH)2CO3，从其组成分析，预测铜绿能与 （任举一例）反应。
⑷工业上火法炼铜的一个主要反应是Cu2S＋O2 2Cu＋SO2。Cu2S中铜元素的质量分数为 。用500吨含Cu2S80%的铜矿石，理论上可以炼出 吨铜。
【拓展延伸】
15.冬日里的一天，某班教室的暖气片和暖气管的接口处突然爆裂，里面喷出大量的黄色液体，并伴有一些红褐色的固体。水暖师傅、老师及同学们进行了紧急抢修。事后，同学们出于好奇收集了红褐色固体进行探究。
【初步分析】红褐色固体的主要成分是铁锈，铁锈的成分复杂，主要是 。
由此联想到铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟 、 等物质相互作用，发生一系列复杂的化学反应，使铁转化为铁的化合物的过程。
【收集资料】①氢氧化铁（红褐色）加热可得铁的氧化物+水（反应前后元素化合价不变）；②暖气片是由生铁铸成的；③当地暖气用水为硬度较大的自来水；④铁与铜都属于金属，有部分相似的化学性质。如：铜在潮湿的空气中可以形成铜绿[化学式为Cu2(OH)2CO3]。
【提出猜想】请根据上述任意一条资料分析，红褐色物质中还可能含有的物质是
（写一种物质即可），你猜想的依据是
【设计实验】请设计一个实验来验证你的猜想（红褐色固体已干燥并研成粉末）
实验过程预期的实验现象

★送您一个宝矿，矿里是金榜题名、铜心永驻、铝途顺风、锌想事成、镁梦相伴、锂想成真、钾庭幸福、煤有烦恼、钨忧无虑、铅途无量！请笑纳！
【作业布置】

第八单元 金属和金属材料单元复习
一、复习目标：
1.了解金属的物理特征，能区分常见的金属和非金属；认识金属材料在生产、生活和社会发展中的重要作用。2.掌握金属的化学性质以及金属活动性顺序表的应用。（重点难点）
3.知道一些常见金属（铁、铝等）矿物；了解从铁矿石中将铁还原出来的方法。
4.能根据化学方程式进行有关含杂的实际问题的计算。（重点难点）
5.知道废弃金属对环境的污染，认识回收金属的重要性。
【温故知新】
知识点一：金属材料(包括 和 )
⑴常温下一般为 （汞为液态），有金属光泽。
1.金属的物理性质 ⑵大多数呈 （铜为紫红色，金为黄色）
⑶有良好的 、 、
2.金属之最
（1） ：硬度最高的金属 （2） ：熔点最高的金属
（3） ：熔点最低的金属 （4） ：密度最大的金属
（5） ：密度最小的金属 （6） ：人体中含量最多的金属元素
（7） ：地壳中含量最多的金属元素
（8） ：目前世界年产量最多的金属（铁>铝>铜）
（9） ：导电、导热性最好的金属（银>铜>金>铝）
物理性质化学性质
铝银白色，有金属共性在空气中形成　　　　　保护膜
铜干燥空气中不活泼，潮湿时与　 、　 、　 等共同作用生锈。铜锈的主要成分　　 　
铁在潮湿的空气中易与　　　、　　　等共同作用生锈。铁锈的主要成分　　 　
3.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 ，硬度比各成分 ，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
■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”，可用来制造人造骨等。
（1）熔点高、密度小
优点 （2）可塑性好、易于加工、机械性能好
（3）抗腐蚀性能好

知识点二：金属的化学性质
化学性质实例现象

与O2反应1、Mg + O2 ―
2、Fe + O2 ― 　
3、Cu + O2 ―
4、Al + O2 ― 　　　1、发出耀眼白光，生成 色粉末
2、 四射，生成　 　色固体
3、生成　　 色固体
4、缓慢氧化
金属+酸→盐+ H2↑Zn+ H2SO4 ―
Fe＋H2SO4―
A l+ H2SO4― Zn + HCl ―
Fe＋ HCl―
A l+ HCl―
金属+盐→另一金属+另一盐（“前换后，盐可溶”）Fe + CuSO4 ―
现象：
Cu + AgNO3 ―
现象：
【归纳小结】已学的化学反应基本类型，有以下三类：
⑴化合反应 A+B==AB 化学方程式： ，
⑵ AB==A+B 化学方程式： ，
⑶ A+BC==AC+B 化学方程式： 。
知识点三：金属活动性顺序表及其应用
1.内容：K Ca
2.应用:在金属活动性顺序里：
⑴金属的位置越靠前，它的活动性就越
⑵位于 前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的 （不可用浓硫酸、硝酸）
⑶位于 的金属能把位于 的金属从它们的 中置换出来。（除K、Ca、Na）
知识点四：金属资源的利用和保护
1.铁的冶炼
⑴原理：在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的 把铁从铁矿石里 出来。
⑵原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气。常见的铁矿石有磁铁矿（主要成分是 ）、赤铁矿（主要成分是 ）
●含杂质的化学反应的计算：
纯净物与含杂质物质的换算关系：含杂质物质的质量 纯净物质的质量

物质纯度= ×100% =1-杂质的质量分数

例：某炼铁厂用含氧化铁80%的赤铁矿冶炼生铁。若要炼出1120t含铁95%的生铁，需要含氧化铁80%的赤铁矿多少吨？（见上）
2.铁的锈蚀
⑴铁生锈的条件是：铁与 、 接触（铁锈的主要成分：Fe2O3•XH2O）
（铜生铜绿的条件：铜与 、 、 接触。铜绿：Cu2(OH)2CO3）
⑵防止铁制品生锈的措施：
①保持铁制品表面的 、
②表面涂 ：如涂油、刷漆、电镀、烤蓝等
③改变内部结构：如制成合金。
⑶铁锈很 ，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。
⑷铝与氧气反应生成 的 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
保护金属资源的途径： ②回收利用废旧金属
③合理开采矿物 ④寻找金属的代用

二、知识网络

三、自我测评
1.市场上有人用铝代替纯银制作戒指，下列方法不能将其鉴别出来的是（ ）
A、利用水、天平和量筒测密度 B、浸入稀盐酸中观察有无气泡产生
C、浸入硫酸铜溶液中观察是否变色 D、浸入氯化钙溶液中观察是否产生白色沉淀
2.生活处处皆化学。请根据你所学的化学知识，判断下列做法中不正确的是（ ）
A、用一氧化碳作气体燃料 B、铁制品电焊前用稀硫酸除铁锈。
C、在不锈钢桶内配置农药波尔多液（含有硫酸铜溶液） D、冰箱里放置活性炭除异味。 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
3.将铁片分别放入下列溶液中完全反应后溶液的质量会变轻的是 （ 　 ）
A．稀硫酸 B．稀盐酸 C．硫酸铜溶液 D．硫酸亚铁溶液
4.下列各组物质中前者是化合物，后者是混合物的是 ( )
A．稀盐酸 氧化铁 B．铁 钢 C．石灰石 大理石 D．生石灰 水泥
5.下列物质，能通过金属和酸直接反应得到的是（ ）
A、FeCl3 B、CuCl2 C、FeCl2 D、AgCl
6.下图是同学们经常使用的铅笔，在组成铅笔的各种材料中：

(1) (每空填一种即可，填序号)能导电的是______，含有单质的是_____，含有机物的是_____，燃烧时产物中有二氧化碳的是_____ 。
(2)该铅笔中④的主要成分是金属铝，将一小片该金属放入稀盐酸中，观察到的现象是________________，反应的化学方程式是_________________________________。
7.化学是分子、原子层面上认识和创造物质的一门科学，是人类在实践活动中产生的，是人类文化的一部分，与人文知识有密切联系。例如，我国一些成语中就蕴含着化学知识和原理。请从化学视角对题中的成语进行解释或辨析。
A题：“杯水车薪”和“釜底抽薪”
成语词典的解释：
杯水车薪――用一杯水去扑灭一车柴火，比喻无济于事。
釜底抽薪――抽去锅底下的柴火，比喻从根本上解决问题。
杯水车薪：______________________________________________________________
釜底抽薪：______________________________________________________________
B题：“沙里淘金”和“点石成金”
成语词典的解释：
沙里淘金――从沙石中筛选黄金，比喻从大量材料中选取精华，也比喻费力大而成效低。
点石成金――石头经“点化”变成了金子，比喻把不好的或平凡的事物改变成很好的事物。
沙里淘金：__________________________________________________________________。
点石成金：__________________________________________________________________。
8.某钢铁厂高炉炼铁的主要反应过程如下：
焦炭

(1)请在方框内填入相应物质的化学式。
(2)写出步骤①②③的化学方程式：①
② ③
(3)从高炉上排出的废气叫高炉废气，请推测高炉废气的主要成份为 。
9.青少年看书、写字一定要爱护眼睛，台灯是在光线不足时常用的照明用具。
(1)图中标示的物质属于金属材料的有________(填序号)。
(2)灯管后面的反光片为铝箔。铝块能制成铝箔是利用了
铝的_______性。
(3)铝比铁活泼，但铝箔比铁螺丝钉耐腐蚀。铝制品耐腐
蚀的原因是 _______ ____。
(4)若要验证铜、铁、铝的活动性顺序，某同学已经选择了打
磨过的铁丝，你认为他还需要的另外两种溶液是_____。
10.右图标出的是有关灯泡组成的物质，请根据右图回答下列问题.
⑴所标物质中属于金属材料的是 属于非金属单质
的是 （各写一种即可）
⑵物质的性质决定其用途，请你就图中标出的物质举一例
说明：
⑶比较锡和铜的活动性强弱可采用 的方法。
11.有位同学设计了下列实验（装置及药品如图所示），回答:
⑴玻璃管中观察到的现象是 ，发生反应
的化学方程式为_________________________。
⑵在C处看到的现象是 ，发生反应的化学
方程式为_____________________________。
⑶本实验设计中，在B处所采取措施的目的是 ，其优点是 。

12.还原性铁粉在潮湿的空气中容易生锈。现有m1 g生锈的铁粉样品，某兴趣小组同学按下图所示装置进行实验，测定该样品中氧化铁的质量分数（铁锈按氧化铁处理）。

⑴装置A中反应的化学方程式是_____。
⑵某同学欲通过B装置反应前后的质量变化，测定该样品中氧化铁的质量分数。B中的最佳试剂是_____（填序号），实验时B中反应的化学方程式是_____。 ① 澄清石灰水 ② 氢氧化钠浓溶液 ③ 稀盐酸 ④ 水
⑶上述实验过程中，CO气体除作为反应物外，还能起到的作用是：①实验开始时，排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸；②停止加热后，防止A中生成物被氧化，B中的溶液倒吸入A中；③____________________。
⑷完全反应后，甲同学称得铁粉的质量为m2 g，同时测得装置B增重m3 g，则铁粉样品中氧化铁的质量分数为_____。

13.请你参与某学习小组的探究活动，并回答相关问题：
发现问题：小丽发现盛水的铁锅在与水面接触的部位最易生锈；小茜发现自己的铜制眼镜框表面出现了绿色的铜锈；小玲发现苹果切开不久，果肉上就会产生一层咖啡色的物质，好象生了“锈”一般。
提出问题：这三种物质“生锈”的原因是什么？
收集证据：
⑴回忆已有知识：铁生锈的条件是____________________。
⑵查阅有关资料:“铜锈”主要成分是Cu2（OH）2CO3（俗称铜绿）；苹果“生锈”是果肉里的物质（酚和酶）与空气中的氧气发生了一系列的反应，生成咖啡色的物质。
⑶实验探究：将四小块铜片分别按下图所示放置一个月，观察现象如下：（提示：NaOH溶液可用来吸收CO2）
装
置

现
象铜片不生锈铜片不生锈铜片不生锈铜片生锈且水面附近锈蚀最严重
由实验可知，铜生锈是铜与水、______、______等物质共同作用的结果。
得出结论：三位同学认为这些物质“生锈”除了可能与水有关外，还可能都与______（填物质名称）有关。
⑷反思与应用：利用所得结论进行填空：
①写出一种防止铁或铜等金属制品生锈的具体方法________________________；
②请你提出一条延长食品保质期的建议__________________________________。
14.实验室有以下试剂：Zn、Cu、Fe、Zn SO4溶液、Fe SO4溶液、Cu SO4溶液。
选择合适的试剂设计实验，证明Zn、 Cu 、Fe的活动性顺序，你能用几种方法？你选用的试剂是什么？

15.把相同体积、相同质量分数的足量稀盐酸，分别滴加到等质量、颗粒大小相同的X、Y、Z三种较活泼的金属中，生成H2的质量与反应时间的关系如下图所示。这三种金属的活动性顺序为 ；假如X、Y、Z都是+2价金属，则相对原子质量由大到小的顺序为

【结论】
①等质量的不同种金属与足量相同的酸完全反应时，根据反应所用的时间，可以确定金属的活动性强弱，所用的时间越少，说明金属的活动性越强
②根据生成H2质量的多少，可以确定化合价相同的不同种金属相对原子质量的大小，生成的H2越多，则金属的相对原子质量越小。

16.小可同学为测定某铁合金的含铁量，做了如下实验，称取11.4克样品，放入质量为50.0克的烧杯中，再往烧杯中加入100.0克的稀盐酸（杂质不与酸反应、不溶于水）并对烧杯进行了四次称量，记录数据如下：
反应时间t1t2t3t4
烧杯总质量/克161.4161.2161.0161.0
求：⑴反应产生的氢气的质量； ⑵该铁合金中铁的质量分数。

四、课后反思
我学会了

我还没完全理
解的内容有
解决办法1、自己查资料（ ） 2、和同学讨论（ ）3、向老师提问（ ）