内容正文:
一、金属材料 应用广泛的金属材料
人类从石器时代进入青铜器时代继而进入铁器时代就是以金属材料的使用为标志的。
1.金属材料的应用历史:铜>铁>铝
2.金属材料的分类:纯金属以及它们的合金
3.金属的物理性质:
共性:多数金属常温下为固体;具有金属光泽,大多数为银白色;具有良好的导电性、导热性、延展性。
特性:多数金属呈银白色,铜为紫红色,金为黄色;常温下,汞是液体。金属的导电、导热性、密度、熔点、硬度等物理性质也有很大的差异。
4.性质与用途的关系:
物质的用途主要由物质的性质决定,此外还要考虑其它因素。
5.合金:在金属中加热融合某些金属或非金属,制得的具有金属特征的物质,叫做合金。
合金是混合物,至少含一种金属单质,可能含非金属单质。合金是高温融合,而非简单的混合。
6.常见的合金
生铁:含碳量2%-4.3% 硬度比纯铁硬
钢:含碳量0.03%-2% 硬度和抗腐蚀性能增强
7.合金的性能
合金的熔点低于组成它们的成分金属;合金的硬度和强度高于组成它们的成分金属;抗腐蚀性能力强于组成它们的成分金属。日常使用的纯金属大多数是合金。
二、金属的化学性质
1.常温下,铝能与氧气发生反应,在铝的表面生成一层致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步氧化,所以铝具有很好的抗腐蚀性能。
4Al + 3O2 == 2Al2O3
2.金属与氧气反应:多数金属能与氧气发生反应,但反应的难易程度和剧烈程度不同。
影响金属与氧气反应剧烈程度的因素:
(1)金属的性质:金属越活泼,反应越剧烈
(2)氧气的浓度:氧气的浓度越大,反应越剧烈
(3)金属与氧气的接触面积:与氧气的接触面积越大,反应越剧烈。
2.金属与盐酸、稀硫酸反应:金属与盐酸或稀硫酸能否反应,可反应金属的活动性。
镁与稀盐酸 锌与稀盐酸 铁与稀盐酸 铜与稀盐酸
Mg + 2HCl == MgCl2 + H2↑
Zn + 2HCl ==ZnCl2 + H2↑
Fe + 2HCl ==FeCl2 + H2↑
结论:镁>锌>铁>铜 ,可以将能否与盐酸或稀硫酸反应产生氢气可把金属分为两类。
置换反应:由一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质和另一种化合物的反应。
3.金属与金属化合物的溶液反应:金属能否与另一金属的化合物的溶液反应,可判断金属活动性强弱。
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu ,铁能把铜从它的化合物的溶液中置换出来,说明铁的活动性比铜强。
实验探究:金属活动性
铝与硫酸铜溶液 铜与硫酸铝溶液 铜与硝酸银溶液
2Al + 3CuSO4 = Al2(SO4)3 + 3 Cu
Cu + 2AgNO3 =Cu(NO3)2 + 2 Ag
结论:铝>铜>银
5.金属活动性顺序:
(1)金属的位置越靠前,金属活动性就越强
(2)位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢,生成氢气
(3)位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来
三、爱护金属资源
1.金属资源的存在形式:除少数不活泼的金、银以单质形式存在以外,其余都以化合物存在。(与金属的活动性有关)
自然界以单质形式存在的金 自然界以单质形式存在的银
2.常见金属矿物:
赤铁矿(主要成分:Fe2O3) 磁铁矿(主要成分:Fe3O4)
3.实验室炼铁的原理: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中还原出来。3CO+Fe2O32Fe+3CO2
注意事项:
①一氧化碳使用前一定要检验其纯度,以防发生爆炸
②实验开始时,先点燃酒精灯燃烧掉未反应的一氧化碳;再通入CO,排尽玻璃管中的空气,以防止加热时可燃性混合气体发生爆炸。
③实验结束时后,应该先熄灭酒精喷灯,继续通入CO直到玻璃管冷却,以防止灼热的铁粉被空气中的氧气再次氧化。最后熄灭酒精灯。
④尾气中含有一氧化碳,具有毒性,需要对尾气做燃烧方法处理,以防止空气污染。
4.金属锈蚀的条件:铁生锈的条件是铁与水、氧气同时接触,缺一不可。
(1)试管Ⅱ中为什么要用煮沸过的蒸馏水,且要加入植物油?
是为了防止蒸馏水中溶有氧气
(2)铝与氧气反应生成的氧化铝能起到保护里层铝的作用。铁锈是否也能保护里层的铁呢?不能,因为铁锈是疏松的。
5.防止铁制品锈蚀的原理和方法:破坏铁生锈的两个必备条件之一即可防止生锈。
在钢铁表面涂油、刷漆、镀耐磨和耐腐蚀的合金如不锈钢等,都能防止钢铁生锈。
1.混淆金属元素、金属、金属材料
2.误认为金属化合物或简单的混合物就是合金
3.忽视置换反应的一个条件而导致判断错误
4.忽视铁与酸反应后的化合价而出错
5.忽视金属活动性顺序应用中的特殊情况出错
6.对炼铁