内容正文:
第五章 金属的冶炼与利用
必背知识清单01 金属的物理性质
1.金属材料:包括纯金属和合金(混合物)
2.金属的物理性质:
(1)共性:一般有金属光泽,有良好的导热性、导电性、延展性。
(2)特性:常温下一般为固态(汞为液态);大多数呈银白色(铜为紫红色,金为黄色)。
3.金属的用途
(1)性质决定用途
铜、铝具有导电性→电线;钨导电性、熔点高→灯丝;铬硬度大→做镀层金属;铁硬度大→菜刀、锤子等;
(2)生活中应用的金属
干电池外皮→锌/锰;“银粉”→铝;水银温度计→汞;“锡箔”纸→铝或锡;保温瓶内胆→银;热水瓶内胆上镀的金属银;闪光灯中使用的金属镁;水银温度计里的金属汞
必背知识清单02 金属的化学性质
1.金属与氧气的反应
①铜片在空气中灼烧,反应化学方程式2Cu+ O2 2CuO ;反应的现象固体由红色逐渐变成黑色;
②铁丝在氧气中燃烧,反应化学方程式3Fe+2O2Fe3O4;反应的现象剧烈燃烧,火星四射,放热,生成黑色固体;
③镁条在空气中燃烧,反应化学方程式2Mg+O22MgO;反应的现象剧烈燃烧,发出耀眼的白光,放热,生成白色固体;
④常温下铝片与空气中氧气反应化学方程式4Al+3O2==2Al2O3;反应的现象,铝片表面失去光泽;
2.金属 + 酸 → 盐 + H2↑
①铁与稀硫酸反应化学方程式Fe+H2SO4=FeSO4+ H2↑;反应的现象产生气泡,溶液由无色变为浅绿色;
②镁与盐酸反应化学方程式Mg+2HCl=MgCl2+ H2↑;反应的现象产生大量气泡,金属逐渐溶解至消失,放热;
③锌与盐酸反应化学方程式Zn+2HCl=2HCl+ H2↑;反应的现象产生气泡,金属逐渐溶解至消失,放热;
④铜片放入盐酸或稀硫酸中,现象无明显变化,说明铜不能与盐酸、硫酸反应。
3.金属 + 盐 → 另一金属 + 另一盐(条件:“前置后,盐可溶”)
铁与硫酸铜溶液反应的化学方程式:Fe+CuSO4=Cu+FeSO4 ;反应的现象铁的表面覆盖着一层红色物质,溶液由蓝色变为浅绿色;(“湿法冶金”原理)
4.实验室常用锌和稀硫酸反应制取氢气,反应反应化学方程式Zn+H2SO4=ZnSO4+ H2↑;反应的现象产生气泡,金属逐渐溶解至消失,放热。由于氢气密度比空气小,难溶于水,可用向上排空气法或排水法收集氢气。使用氢气前一定要检验氢气的纯度。
必背知识清单03 金属的活动性顺序
常见金属的活动性顺序 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au
金属活动性由强逐渐减弱
1. 在金属活动性顺序里,金属的位置越靠前,它的活动性越强。(比较不同金属的活动性强弱)
2. 在金属活动性顺序里,位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢。(判断金属与酸能否发生置换反应)
3. 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(K、Ca、Na除外)。(判断金属跟盐溶液能否发生置换反应)
CuSO4溶液:蓝色 FeSO4、FeCl2溶液:浅绿色
必背知识清单04 置换反应
1.定义:由一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质与另一种化合物的反应
置换反应的表达形式为:A+BC→AC+B。
2.置换反应类型:
、 、 、
(注意:CO+金属氧化物→金属单质+CO2 该反应不属于基本反应)
必背知识清单05 合金
1.定义: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。因此合金中最少含有一种金属,且属于混合物。形成合金的过程是物理变化 ,合金各成分的化学性质不变
2.合金特点: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。
3.常见的合金
(1)铁的合金:生铁和钢区别:含碳量不同。
生铁
钢
含碳量
含碳量在2%~4.3%之间的铁合金
含碳量在0.03%~2%之间的铁合金
注意:①“百炼成钢”的原理是降低含碳量,通入纯氧的目的是使生铁中的碳充分反应,反应方程式为C+O2CO2
(2)铜合金:黄铜:铜、锌的合金;青铜:铜、锡的合金,它人类使用最早的合金。
(3)钛合金:被认为是21世纪的重要金属材料,
优点:I、熔点高、密度小;II、可塑性好、易于加工、机械性能好;III、抗腐蚀性能好;
(4)铝合金:铝中加入镁、铜、锌等形成合金。广泛应用于制造飞机、舰艇和载重汽车等。
必背知识清单06 铁的冶炼
1.常见的矿石:赤铁矿: 主要成分Fe2O3;磁铁矿: 主要成分Fe3O4