内容正文:
第八单元金属和金属材料
课题1金属材料
1、 人类使用金属的顺序:铜、铁、铝。金属的年产量由大到小:铁、铝、铜。
2、 金属共有的物理性质:有导电性、导热性、有光泽等。
3、金属材料包括纯金属以及它们的合金(属于混合物)。
4、金属的特殊物理性质:
铜是紫红色;汞俗称水银,是常温下唯一呈现液态的金属。
5、金属之最
导电性最好的金属是银;人体中含量最高的金属元素是钙;地壳中含量最高的金属元素是铝。
6、合金
(1)、概念:在金属中加热熔合某些金属或非金属,就可以制得具有金属特征的合金。
(2)、常见的合金:生铁和钢就是含碳量不同的两种铁合金。它们的含碳量分别为2%~4.3%和0.03%~2%。
(3)合金的特性:一般情况下,合金跟组成它们的纯金属相比,硬度更大,熔点更低,抗腐蚀性更强。
课题2 金属的化学性质
1、 金属活动性
常见金属的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。
(1)在金属活动性顺序里,位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸里的氢,生成金属的盐溶液和氢气。
(2)在金属活动性顺序里,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。(注意:金属化合物必须能溶于水)
(3)比较三种金属的活动性时,可以先将金属活动性顺序排列好,然后选择两边金属和中间溶液,或者两边溶液和中间金属。例如,比较铝、铁、铜三种金属的活动性,可以选择铁丝、硫酸铝溶液、硫酸铜溶液,或者铝丝、铜丝、硫酸亚铁溶液。
(4)金属活动性相差越大,置换反应越容易发生。
例:将一定量的铁丝插入硝酸铜和硝酸银的混合溶液中,一段时间后,过滤,滤渣中一定有银,滤液中一定有硫酸亚铁。
2、 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叫作置换反应。置换反应是四种基本反应类型之一。
注意:置换反应中,铁在化合物中显+2价,读作亚铁。
3、金属的化学性质
#1金属与氧气的反应
大多数金属在一定条件下跟氧气反应生成金属氧化物。
(1)铝在常温下跟氧气反应,其表面生成一层致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步被氧化,因此,铝具有很好的抗腐蚀性能。反应方程式为:4Al +3O2 = 2Al2 O3
(2)铁在纯氧中燃烧
现象:剧烈燃烧、火星四射、放热、生成黑色固体。
反应的化学方程式:3Fe +2O2Fe3O4
(3)“真金不怕火炼”的化学含义是:金的化学性质稳定
#2金属与酸的反应
在金属活动性顺序表里,排在氢前面的金属能将盐酸或稀硫酸中的氢置换出来,生成盐和氢气。
(1)铁与盐酸或硫酸反应
现象:有气泡产生,溶液由无色变为浅绿色。
反应的化学方程式:Fe +2HCl= FeCl2+H2↑ Fe +H2SO4=FeSO4+H2↑
(2)锌与盐酸或硫酸的反应
现象:有气泡产生
反应的化学方程式: Zn +2HCl= ZnCl2+H2↑ Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
#3金属与某些盐的反应
(1)铝与硫酸铜反应
现象:铝丝表面有红色物质析出,溶液由蓝色变为无色。
反应的化学方程式:2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu
(2)铜与硝酸银溶液的反应
现象:铜丝表面有银白色物质析出,溶液由无色变为蓝色。
反应的化学方程式:Cu+2AgNO3=2Ag+ Cu(NO3)2
课题3金属资源的利用和保护
1、 自然界中金属元素主要以化合物的形式存在,只有少数金属元素以单质的形式存在,如金、银。
2、 常见的铁矿石有赤铁矿(主要成分为Fe2O3,红色)、磁铁矿(主要成分为Fe3O4、黑色)。
3、 铝土矿的主要成分为Al203。
4、铁的冶炼
工业炼铁的设备是高炉,原料有焦炭、铁矿石、石灰石和空气。
炼铁的原理是利用一氧化碳的还原性,将铁从铁矿石中还原出来,反应的化学方程式为
Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。
一氧化碳还原氧化铁的实验
(1) 实验现象:玻璃管内黑色粉末变成红色,澄清石灰水变浑浊,尾处气体燃烧,产生蓝色火焰。
(2) 注意事项:
实验开始前,先通一氧化碳一段时间再点燃酒精喷灯,目的是排净装置内的空气,防止加热时发生爆炸,实验结束后,先熄灭酒精喷灯,继续通一氧化碳,直到装置冷却后停止通一氧化碳,目的是防止生成的铁再次被氧化。尾处放酒精灯的作用是点燃一氧化碳,防止污染空气。
5、金属的锈蚀及其防护
(1)铁制品锈蚀的过程,实际上是铁与空气中的氧气、水等发生化学反应的过程。铁锈的主要成分是Fe2O3,它很疏松,不能阻碍里层的铁继续与氧气、水等反应,因此铁制品可以全部锈蚀。
(2)防止铁制品