内容正文:
第六章金属资源综合利用
第二节金属的性质和应用
第一节金属矿物及铁的治炼
1.金属的物理性质:
1,金属的存在
①金属有金属光泽、导电性、导热性、延展性。
极少数金属以单质(游离态)存在,如:金(Au)银(Ag)铂(P)
②大多数金属为银白色,铜(紫红色或红色);金(黄色);铁粉(黑色)
大多数金属以化合物的形式存在
③大多数金属在常温下为固体,汞常温下为液体。
2.常见金属和矿物
④常见导电能力由大到小顺序:Ag Cu Au Al
铁的矿石:赤铁刊FeO3红色:磁铁矿FeO4黑色
2.金属之最
3.实验室炼铁
地壳中含量最高的金属元素—铝
目前世界年产量最高的金属一铁
Fe203+3C0温2fe+3C0,
人体中含量最高的金属元素一钙
导电、导热性最好的金属一银
2C0+02点蓝2C02
熔点最高的金属—钨
红变黑:FeO,→fe
3.金属的化学性质
氧化铁
蓝色火焰
氧化碳
处理尾气,防止污染空气
(1)金属和氧气的反应:金属+氧气→金属氧化物
①4Fe+30,-2Fe,0:3Fe+202点燃Fe3O4,条件不同产物不同。
②2Cu+02△2Cu0:红色固体表面变黑。
澄清石灰水变浑浊:有C0生成
③4A+3O2=2A12O:金属铝活泼但是抗腐蚀的原因:铝与氧气反应生成一层致密的氧化膜。
CO2+Ca(OH)2-CaCO3+H2O
④真金不怕火炼一一体现金的化学性质稳定。
(1)原理:Fe203+3C0声温2Fe+3C02
(2)金属和酸(盐酸或硫酸)的反应
(2)现象:红棕色粉末变成黑色:澄清石灰水变浑浊:尾气燃烧发出淡蓝色火焰。
Fe+HSOa-FesO4+H,↑:Fe+2HC1-FeClz+Ht
(3)注意:CO:“早出晚归”
酒精喷灯:“迟到早退”
2A+3HSO4=Al2(S04)3+3H2↑:2A+6HC-2AI1C3+3H↑
①加热前先通C0:排净装置内的空气,防止与空气混合发生爆炸。
实验室制H2:Zn+H2SO4=ZnSOr+H2↑
②实验完毕先停止加热,还要继续通入CO直到玻璃管冷却至室温
实验装置:发生装置:固液不加热型:收集装置:排水法和向下排空气法。
目的:防止新生成的铁粉被空气中的氧气再次氧化:
铁矿石
(3)铁和疏酸铜溶液反应(湿法炼铜,曾青得铁化为铜)★
防止石灰水倒吸入玻璃管,使玻璃管炸裂。
焦炭等
原理:Fe+CuSO4=FeSO+Cu
4.工业炼铁
高炉气体↓高护气体
现象:银白色金属表面生成一层红色固体,溶液由蓝色溶液变成浅绿色
(1)工业炼铁的主要设备是高炉
4.金属活动性顺序表
A①
(2)原料的作用:
700℃
K Ca Na Mg Al,Zn Fe Sn(锡)Pb(铅)(H),Cu Hg Ag Pt(铂)Au(金)。
850D
c0+c高温2c0g
①铁矿石提供铁元素:②焦炭提供热量,生成还原剂C0:
嫁给那美女,身体细纤轻,统共一百斤。
1500℃
c+0,高温c0,0
③空气提供氧气:④石灰石:与矿石中的杂质形成矿渣。
注意:
(3)高炉炼成的产品是生铁,主要成分是铁和碳。
(1)只有排在H前面的金属才能和稀盐酸或稀疏酸反应产生H2,H后金属不与酸反应。
热空气、
热空气
炉渣
(2)活动性强的金属能把活动性弱的金属从它们的溶液中置换出来.
生铁
出渣口
出铁口
5.置换反应:(基本反应类型)
7.金属与酸反应图线问题:
(1)定义:由一种单质和一种化合物作用生成另一种单质和另一种化合物的反应。
(1)氢气的质量=
化合价
注意:铁在发生置换反应时,一般生成+2价的铁
相对原子质量×金属质量
(2)横坐标为时间,陡峭程度代表金属活动性。
6.合金
横坐标为金属,陡峭程度代表氢气的质量
(1)定义:合金是由一种金属跟其他金属或非金属熔合而成的有金属特性的混合物。
(2)金属材料包括:纯金属和合金
横坐标为酸,没有陡峭程度的区别,曲线在前期重合。
(3)等量金属与足量酸(足酸不等氢)
(3)常见的合金
①生铁和钢:生铁含碳量2%-4,3%钢含碳量0.03%-2%生铁和钢的本质区别:含碳量不同。
↑氢气的质量g
↑氢气的质量g
②铜合金:黄铜是铜锌合金:青铜是铜锡合金。
→铝
③铝合金、不锈钢、武德合金和焊锡(熔点低)
→镁
④金:24K代表纯度99.9%的金:12K代表50%的金的合金。
→铁
(4)合金特点:
①合金的硬度一般比各成分金属大:
反应时间
O
酸
②多数合金的熔点低于组成它的成分金属
(4)等量酸与足量金属(等酸等氢)
③合金的抗腐蚀性能强。
↑氢气的质量g
第3节金属的防护和废金属回收
↑氢气的质量g
1.铁生锈的条件:铁与氧气、水同时接触—缓慢氧化并放热
注意:酸溶液和盐溶液会加快铁锈蚀的速率
铁
2.铁锈成分复杂,主要成分是氧化铁FO3(红棕色)
3.盐酸或硫酸除铁锈的方程式:
反应时间/s
)金溪同
金属
Fe2O:+6HCl=2FeCls+3H2O Fe2O3+3H2SO=Fe2(S04)3+3H2O
现象:红棕色固体逐渐减少,溶液由无色变为黄色
4.防锈措施:刷漆、涂油、保持铁制品表面的洁净和干燥,制成合金。
5,回收废旧金属的好处:节约铁和矿广石等金属资源、节约能源、减少环境污染
6.保护金属资源的途径:防止金属生锈、回收再利用废旧金属、合理开采金属矿物、寻找金属替代品