内容正文:
第十一讲金属
一、金属材料
金属材料是指用纯金属或合金等制成的材料。
金属共同的物理性质
金属物理性质的差异
有金属光泽
颜色差异:大多数金属呈银白色,但铜呈红色,金呈黄
色,铁粉和银粉是黑色
有良好的导电、导热性
状态差异:大多数金属在常温下为固体,但汞为液体
有良好的延展性
不同金属的密度、熔点、硬度等物理性质差别也较大
二、合金
1.概念:在金属中加热融合某些金属或非金属,制得具有金属特征的混
合物。
①合金是混合物;
②形成合金的过程是物理变化;
③合金各成分的化学性质不变。
2.合金的优点:合金和组成其的纯金属相比较,硬度一般更大,熔点一
般更低,抗腐蚀性更好。
三、金属的冶炼(实验室模拟炼铁)
(1)实验装置(如图)
氧化碳
氧化铁
(2)实验步骤:检查装置的气密性
→装入试剂→点燃处理尾气的酒
精灯→通入CO片刻→点燃酒精
喷灯加热→熄灭酒精喷灯→待玻璃管冷却后停止通CO→熄灭处理尾
气的酒精灯。
(3)实验现象:玻璃管中固体由红棕色逐渐变为黑色,试管中澄清石灰
水变浑浊,玻璃导管尖嘴处产生蓝色火焰。
(4)化学方程式
①玻璃管中:Fe,0,十3C0高温2Fe+3C0,。
·40.
②试管中:CO2+Ca(OH)2CaCO3¥+H2O。
③尾气处理的酒精灯处:2CO十O2
点燃
2C02。
(5)注意:①先通入CO片刻再点燃酒精喷灯加热,目的是排出装置内
的空气,防止CO与空气混合加热时发生爆炸。
②实验结束后,先熄灭酒精喷灯,待玻璃管冷却后停止通CO,目的是防
止石灰水倒吸、防止生成的铁被氧化。
四、金属的化学性质
1.与氧气反应
反应条件
金属
现象
化学方程式
打磨过的镁带在空气中表面逐渐
变暗;在空气中点燃剧烈燃烧,发
点燃时:
镁
出耀眼的白光,放出热量,生成白
2Mg+02
点燃
MgO
常温
色固体
打磨过的铝在空气中表面会逐渐
常温下:
铝
变暗,生成一层致密的氧化膜
4A1+3O2—2A1203
在氧气中点燃,剧烈燃烧,火星四
在氧气中点燃:
铁
点燃
点燃或
射,放出大量的热,生成黑色固体
3Fe++202
Fe30
加热
在空气中加热:
铜
在空气中加热表面变为黑色
2Cu十02△2Cu0
高温
金
在空气中加热不变色
铝具有很好的抗腐蚀性能原因:铝与空气中氧气反应,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。
2.与酸的反应
实验前用砂纸打磨金属,除去金属表面的氧化膜,便于金属与酸接触
反应。
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反应的化学方程式
金属
现象
稀盐酸
稀硫酸
Mg+2HCI-
Mg+H2 SO-
镁
反应刷烈,产生大量气泡
MgCL2+H2↑
MgSO4+H2个
反应比较剧烈,产生较多
Zn+2HCI
=ZnCl,
Zn+H,SO
锌
量气泡
+H2↑
ZnSO4+H2个
反应缓慢,有少量气泡产
Fe++2HCI =FeCl2
Fe++H2 SO
铁
生,溶液由无色变为浅
+H2个
FeSO,+H2
绿鱼
3.金属十盐溶液→新金属十新盐
(1)Fe+CuSO4一FeSO4十Cu(铁表面覆盖红色固体,溶液由蓝色
逐渐变浅绿色);
(2)Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2(铜表面覆盖固体,溶液由无
色逐渐变蓝色);
(3)2A1+3CuSO4—-3Cu+Al2(SO4)3(铝表面覆盖红色固体,溶液
由蓝色逐渐变无色)。
4.金属活动性
(1)金属活动性顺序:
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au
(2)应用:
①金属的位置越靠前,金属的活动性就越强。
②位于氢前面的金属可以与稀盐酸、稀硫酸反应,且位置越靠前,反
应越剧烈。
③位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶液里置换出来。
注意:金属与盐溶液的有关反应不涉及K、Ca、Na三种金属,酸不涉
及浓H2SO4和硝酸。
5.置换反应
(1)定义:由一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物
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的反应。
(2)属于基本反应类型之一;可表示为A十BC→B十AC。
五、金属的腐蚀和防护
1.金属的腐蚀和防护
(1)铁制品锈蚀条件的探究
棉花
一和千
实验
燥剂
装置
植物油
水
A
B
0
实验
经过一段时间后,试管A、D中铁钉表面出现红色铁锈,且试管D中
现象
生锈更严重,试管B和C中铁钉表面无明显现象
对比试管A和B中的现象可知,铁生锈需要氧气
实验
铁锈是主要成分
结论
对比试管A和C中的现象可知,铁生锈需要水
是FeO3
铁生锈的条件是与氧气和水同时接触
试管中是经煮沸迅速冷却的蒸馏水,煮沸的目的是除去水中溶解的
氧气,迅速冷却的目的是防止空气中氧气溶解到水中
实验
拓展
试管B中植物油的作用是隔绝空气
试管C中干燥剂的作用是隔绝水
在高温、酸、食盐溶液等环境中铁生锈的速率会加快
(2)防止铁制品生锈的原理及措施
防锈原理:破坏铁生锈的两个必备条件之一,即隔绝氧气或隔绝水。
防锈措施:保持铁制品表面洁净干燥;在铁制品表面覆盖保护层,如涂
油、刷漆、烤蓝、镀其他金属等;改变金属的内部结构,如制成不锈钢等。
2.金属资源的保护
(1)有效途径:防止金属腐蚀;回收利用废旧金属;有计划、合理地开
采金属矿物;寻找金属的替代品。
(2)回收利用废旧金属的优点:节约金属资源和能源、保护环境。
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