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一、金属材料:
纯金属(90多种)
合金(几千种)
(1)常温下一般为固态(***为液态),有金属光泽。
2。金属的物理性质:
(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,硬度较大、密度较大.
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)***: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。
重金属:如铜、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。
金属的应用
物质的性质在很大程度上决定了物质的用处,但这不是唯一的决定因素。在考虑物质的用处时,还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利,和废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。
铜、铝-—电线——导电性好、价格低廉钨——灯丝——熔点高
铬—-电镀——硬度大铁——菜刀、镰刀、锤子等——硬度大
***——体温计液柱银-—保温瓶内胆铝——“银粉"
二、合金:由一种金属跟其他一种或几种金属(或非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质。(注:合金是混合物)【金属氧化物不是合金。】
★: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,颜色更鲜艳。
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
%~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
生铁和钢性能不同的原因:含碳量不同
注:钛和钛合金:被认为是21世纪的重要金属材料,钛合金和人体有很好的“相容性”,
因此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
课题二、金属的化学性质
一、金属的化学性质:
1。金属和氧气的反响:大多数金属都能和氧气的反响,但反响的难易和剧烈程度不同.
①镁、铝:在常温下能和空气中的氧气反响:
2Mg+O22MgO2Mg+O2==2MgO注:MgO:白色固体
4Al+3O22Al2O34Al+3O2==2Al2O3注:Al2O3:白色固体
【铝的抗腐蚀性能好的原因:铝在常温下和空气中的氧气反响,其外表生成一层致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步被氧化。】
②铁、铜:在常温下、枯燥的环境中,几乎不和氧气反响,但在潮湿的空气中会生锈。
铁、铜在高温时能和氧气反响:
3Fe+2O2Fe3O4注:Fe3O4:黑色固体2Cu+O22CuO注:CuO:黑色固体
【注意:“真金不怕火炼”说明金即使在高温时也不能和氧气反响,金的化学性质极不活泼。】
、稀硫酸的反响
金属+酸==盐+H2↑置换反响(条件:活动性:金属>H)
H2SO4+Mg==MgSO4+H2↑2HCl+Mg==MgCl2+H2↑
现象:反响剧烈,有大量气泡产生.
3H2SO4+2Al==Al2(SO4)3+3H2↑6HCl+2Al==2AlCl3+3H2↑
现象:反响剧烈,有大量气泡产生。
H2SO4+Zn==ZnSO4+H2↑2HCl+Zn==ZnCl2+H2↑
现象:反响比较剧烈,有较多气泡产生。
H2SO4+Fe==FeSO4+H2↑2HCl+Fe==FeCl2+H2↑
现象:反响比较缓慢,有少量气泡产生,溶液由无色变为浅绿色。
金属+盐==另一金属+另一盐置换反响(条件:条件:“前换后,盐可溶”)
Fe+CuSO4=Cu+FeSO4(这也是“湿法冶铜”的原理)Fe+CuCl2=Cu+FeCl2Fe+Cu(NO3)2=Cu+Fe(NO3)2
现象:铁外表有红色物质析出,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色。
2Al+3CuSO4==Al2(SO4)3+3Cu2Al+3CuCl2==3Cu+2AlCl32Al+3Cu(NO3)2=3Cu+2Al(NO3)3
现象:铝外表有红色物质析出,溶液由蓝色逐渐变为无色.
Cu+2AgNO3==Cu(NO3)2+2Ag现象:铜外表有银白色物质析出,溶液由无色逐渐变为蓝色。
Fe+2AgNO3==Fe(NO3)2+2Ag现象:铁外表有银白色物质析出,溶液由无色逐渐变为浅绿色。
注意:①Fe2+的盐溶液是浅绿色的,Fe3+的盐溶液是黄色的,Cu2+的盐溶液是蓝色的。
②Fe在参加置换反响时,生成+2价的亚铁盐。
【需要特别注意:①假设有铁、铜元素参加反响,一定要注意溶液颜色的变化;
②反响放热,但是只有镁和酸反响时放热现象明显。】
二、置换反响:
1。概念:由一种单质和一种化合物反响,生成另一种单质和另一种化合物的反响。
2。特点:反响物、生成物都是两种;物质种类分别是单质和化合物。
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(元素)(不可用浓硫酸、***)。
(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.(K、Ca、Na除外)
小结:在活动性顺序中,金属的间隔大的,反响先发生,一个置换反响完毕后,另一个置换反响才会发生。例如在硫酸亚铁和硫酸铜的混合溶液中参加锌,锌会先和硫酸铜反响,反响完毕后锌才和硫酸亚铁反响;
例如在***铜和***银的混合溶液中参加铁,铁会先和***银反响,反响完毕后铁才和***铜反响;
例如将铁和锌参加硫酸铜溶液中,锌会先和硫酸铜反响,反响完毕后铁才和硫酸铜反响。
小结:比较Fe、Cu、Ag三种金属的活动性顺序
①使用铁、银和硫酸铜溶液,一次性得出结果:
操作及现象:把铁、银分别放入硫酸铜溶液中,铁外表没有现象;而银外表会附着一层红色物质,并且溶液会由蓝色逐渐变为无色。
②使用铜、硫酸亚铁溶液和***银溶液,一次性得出结果:
操作及现象:把铜分别放入硫酸亚铁溶液和***银溶液中,硫酸亚铁溶液没有现象;而在***银溶液中,铜外表会附着一层白色物质,溶液由无色逐渐变为蓝色。
【选用试剂时,要根据金属活动性顺序表将三种金属排序,选用两边的金属和中间金属的盐溶液,或者两边金属的盐溶液和中间的金属,这样才能一次性得出结果.】
课题三、金属资源的保护和利用
一、铁的冶炼:
1。原理:在高温下,利用焦炭和氧气反响生成的一氧化碳把铁从铁矿石里复原出来.
C+O2CO2C+CO22CO3CO+Fe2O32Fe+3CO2
:红色粉末逐渐变为黑色,产生的气体能使澄清的石灰水变浑浊.
:
(1)实验开场时先一会儿CO再加热的目的:排净装置内的空气,防止加热空气和一氧化碳的混合气体引起爆炸。
(2)实验完毕,先熄灭酒精灯,继续通入一氧化碳直到试管冷却,防止灼热的铁被空气中的氧气重新氧化
(3)尾气的处理:因为CO有毒,所以尾气中的CO气体要经过处理,可点燃使其生成无毒的CO2。
4、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Fe3O4)、赤铁矿(主要成分是Fe2O3).
5。设备:高炉产品:生铁
:除去铁矿石中的二氧化硅杂质.
二、铁的锈蚀:
(1)铁生锈的条件是:铁同时和O2、水接触【铁锈的主要成分:Fe2O3】。
【铜生铜绿的条件:铜同时和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保持铁制品外表的清洁、枯燥。
②外表涂保护膜:如涂油、刷漆、电镀其它金属(铬或锌)、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生锈,所以铁制品可全部被锈蚀.,所以铁锈应及时除去。
三、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寻找金属的代用品
【意义:节约金属资源,减少环境污染。】
2。含杂质的反响物或生成物的有关计算
当参加反响的物质含杂质时,先要把含杂质的物质的质量换算成纯物质的质量,再进展计算.
一般利用该公式和变形式:。
【例题】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】 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)
答:800t氧化铁理论上可以炼出生铁的质量为583t。