内容正文:
金属和金属材料
1. 了解金属的物理性质,了解常见合金的特性及其应用,知道生铁和钢是铁的两种常见合金。
2. 了解常见的金属与氧气、盐酸、稀硫酸、某些盐的反应,了解防止金属锈蚀的简单方法。
3. 知道一些常见的金属(铁、铝、铜等)矿物,了解从铁矿石中将铁还原出来的方法。
知识体系构建
1. 金属材料
(1) 金属材料包括 纯金属 和 它们的合金 。在日常生活、工农业生产和科学研究中,大量使用的是 合金 。金属具有很多共同的物理性质:常温下的状态除 汞 是液体外,其他都是 固体 ;有 金属光泽 ;大多数为 电 和 热 的优良导体;有 延展 性;密度较大;熔点较高。大多数金属都呈银白色,但铜呈 紫红 色,金呈 黄 色。
(2) 使用最多的金属材料是 钢铁 ,导电、导热性最好的金属是 银 ,硬度最高的金属是 铬 ,熔点最高的金属是 钨 ,熔点最低的金属是 汞 。
纯金属
它们的合金
合金
汞
固体
金属光
泽
电
热
延展
紫红
黄
钢铁
银
铬
钨
汞
(3) 合金是在 金属中加热熔合某些金属或非金属 制得的具有金属特征的物质。通常合金的强度和硬度比组成它们的纯金属 大 ,熔点比组成它们的纯金属 低 ,抗腐蚀性能更 强 。例如,生铁和钢就是 含碳量 不同的铁的两种合金。生铁的含碳量为2%~4.3%,钢的含碳量为0.03%~2%。
金属中加热熔合某些金属或非金属
大
低
强
含碳
量
2. 金属的化学性质
(1) 分别写出镁、铝、铁、铜与氧气反应的化学方程式: 2Mg+O22MgO、4Al+3O22Al2O3、3Fe+2O2Fe3O4、2Cu+O22CuO 。
(2) 分别写出镁、铁、铝、锌与稀硫酸反应的化学方程式: Mg+H2SO4MgSO4+H2↑、Fe+H2SO4FeSO4+H2↑、2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2↑、Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑ 。
(3) 分别写出铁与硫酸铜溶液以及铜与硝酸银溶液反应的化学方程式: Fe+CuSO4FeSO4+Cu 、 Cu+2AgNO3Cu(NO3)2+2Ag 。
2Mg+
O22MgO、4Al+3O22Al2O3、3Fe+2O2Fe3O4、2Cu+
O22CuO
Mg+
H2SO4MgSO4+H2↑、Fe+H2SO4FeSO4+H2↑、2Al+
3H2SO4Al2(SO4)3+3H2↑、Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑
Fe
+CuSO4FeSO4+Cu
Cu+2AgNO3Cu(NO3)2+2Ag
3. 金属活动性顺序
(1) 常见金属活动性由强到弱的顺序为K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au。
(2) 金属活动性顺序的应用
① 判断金属活动性的强弱:在金属活动性顺序中,金属的位置越靠前,它的活动性就 越强 。
② 判断金属与酸的置换反应能否发生:在金属活动性顺序中排在 氢 前面的金属能与酸反应放出氢气。
③ 判断金属与盐溶液的置换反应能否发生:在金属活动性顺序中,位置靠前的金属可以把位于 其后 的金属从它们的 盐溶液 中置换出来。
越强
氢
其后
盐溶液
4. 金属资源的利用和保护
(1) 铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程,主要的反应原理是 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 (用化学方程式表示)。原料: 铁矿石 、 焦炭 、 石灰石 。设备: 高炉 。产物: 生铁 。用化学式表示下列常见金属矿石的主要成分:赤铁矿 Fe2O3 ,磁铁矿 Fe3O4 ,铝土矿 Al2O3 。炼铁过程中焦炭的作用是 燃烧提供能量,提供还原剂CO ;石灰石的作用是 造渣 。
(2) 铁生锈的条件是 与空气和水直接接触 。铁锈的主要成分是 Fe2O3·xH2O(或Fe2O3) 。防止铁生锈的方法有 保持铁制品表面的洁净与干燥 、 在铁制品表面涂上一层保护层 、 改善金属的内部结构(合理答案均可) 。
Fe2O3+
3CO2Fe+3CO2
铁矿石
焦
炭
石灰石
高炉
生铁
Fe2O3
Fe3O4
Al2O3
燃烧提供能量,提供还原剂
CO
造渣
与空气和水直接接触
Fe2O3·xH2O(或Fe2O3)
保持铁制品表面的洁
净与干燥
在铁制品表面涂上一层保护层
改善金属的内部结构
(合理答案均可)
(3) 保护金属资源的有效途径:防止金属的腐蚀;回收利用废旧金属;有计划、合理地开采矿物;寻找金属的代用品。
典型考题探究
考点