2024年寒假化学总讲义

2024寒假·化学 ( 8 ) ( 金属和金属的氧化物 ) ( 生活中的金属 ) ( 金属性质 ) ( 综合应用 ) ( 金属 ) ( 满分晋级 ) ( 课堂思维碰撞 ) 内容一：常见的金属材料 ( 图 9 - 2 河北沧州铁狮子 ) ( 图 9 -1 中国商周后母戊鼎 )人们最早知道的铁是陨石中的铁，古代埃及人称之为神物。在很久以前，人们就曾用这种天然铁制作刀刃和饰物，这是人类使用铁的最早记录。那时地球上的天然铁是少见的，所以铁的冶炼和铁器的制造经历了一个很长的时期。当人们在冶炼青铜的基础上逐渐掌握了冶炼铁的技术之后，铁器时代就到来了。 生活中常用到的金属不止是铁、铜、铝，还有很多其它的纯金属材料（如图9-3所示） ( 图9-3 生活中常用的金属 钾K 钙Ca 钠Na 镁Mg 铝Al 锌Zn 铁Fe 锡Sn 铅Pb 铜Cu 汞Hg 银Ag 铂Pt 金Au ) 生活中用途最广泛的金属材料是钢铁。建筑、家装、生活用品等很多物品都是用钢铁制作的。钢是由铁和碳在高温下熔合在一起形成的具有金属特性的混合物。生活中使用的金属材料还有很多像钢一样由不同金属或者金属与非金属在高温下熔合而成的具有金属特征的混合物，这样的金属材料被称作合金。 生活中常用的合金是铁的合金，铁的合金中利用最广的有两种：生铁和钢，它们的不同点在于含碳量不同。生铁的含碳量为2%~4.3%，钢的含碳量为0.03%~2%。 合金与纯金属相比在性能上有很大不同。例如，建筑材料用到生铁，而不用纯铁，因为生铁的硬度比纯铁大很多；钢中加入铬或镍等元素可以增强钢的抗腐蚀性，成为不锈钢；合金的熔点较低。工业、农业、生活中用到的金属材料大多不是纯金属材料，而是它们的合金,合金具有以下的优良性能:①熔点低 、②硬度大、③抗腐蚀性强 ( 黄铜 青铜 白铜 18K金 生铁 钢 钛合金 铝合金 图9-4 生活中常用的合金材料 ) 内容二：金属的性质 1.物理性质 由生活经验，我们知道： 1. 大多数金属都具有金属光泽，常温下为固态，但是汞（水银）常温下是液态； 2. 金属具有导热性，如铁锅等金属炊具可以用来炒菜； 3. 金属具有导电性，如通常用铜丝做导线； 4. 金属具有延展性，如 铝、锡等金属可以被压成铝箔、锡箔； 5. 金属质软，如铜和铁等金属可以被拉成细丝任意弯曲 ( 图9-5 金属的一些物理性质 具有光泽 能够导电 能够导热 能压成片 能拉成丝 ) 金属的差异性：导电、导热性最好的金属——银 熔点最高的金属——钨 熔点最低的金属——汞 延展性最好的金属——金 密度最小的金属——锂 2.化学性质 金属在生活中的用途不仅与它的物理性质有关，还与化学性质密切相关。 （1）金属与氧气的反应 ①金属铝在常温下就可以和氧气发生反应，表面生成一层致密的氧化膜，从而阻止铝和氧气接触。 4Al + 3O2 ＝ 2Al2O3[来源:学§科§网Z§X§X§K] ( 点燃 )②铁与氧气在点燃的条件下发生剧烈的反应，生成黑色固体。 3Fe + 2O2 点燃 Fe3O4 （2）金属与酸的反应 初中阶段我们只需了解某些金属与稀盐酸（HCl）或稀硫酸（H2SO4）的反应即可。 图9-6是镁、锌、铁、铜四种金属放入稀盐酸中发生的现象： ( 图9-6 金属与稀盐酸反应的比较 ) 思考：我们发现，镁、铁、锌与稀盐酸发生了反应，有气泡冒出，而铜不与稀盐酸反应。 Mg + 2HCl ＝ MgCl2 + H2↑ Zn + 2HCl ＝ ZnCl2 + H2↑ Fe + 2HCl ＝ FeCl2 + H2↑ （3）金属与化合物溶液的反应 Fe + CuSO4 ＝ FeSO4 + Cu 现象：铁丝表变有红色物质生成，溶液由蓝色变为浅绿色 Cu + 2AgNO3 ＝ Cu(NO3)2+ 2Ag 现象：铜丝表面有一层银白色的物质生成，溶液由无色变为蓝色 这个反应可以说明铁比铜活泼，因此它可以把铜从硫酸铜溶液中置换出来。经过了许多类似上述实验的探究过程，人们进行了认真的分析，归纳和总结出了常见金属在溶液中的活动性顺序： ( 图9-7 金属活动性顺序 ) K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 金属活动性顺序在工农业生产和科学研