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九上第二章金属材料与金属的化学性质
一、金属材料:含金属单质(90多种)和合金(几千种)
1、金属的物理性质: (1)常温下一般为固态(汞为液态),有金属光泽。
(2)大多数呈银白色(铜为紫红色,金为黄色)
(3)有良好的导热性、导电性、延展性
2、金属之最:
(1)地壳中含量最多的金属元素( ) (2)人体中含量最多的金属元素( )(3)目前世界年产量最多的金属( ) (4)熔点最低的金属( )
3、合金: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混合物。
★: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
合金 铁的合金 铜合金 焊锡 钛和钛合金 形状记忆金属 生铁 钢 黄铜 青铜: 成分 含碳量
2%~4.3% 含碳量
0.03%~2% 铜锌
合金 铜锡
合金 铅锡
合金 钛镍合金 备注 不锈钢:含铬、镍的钢
具有抗腐蚀性能 紫铜为纯铜 熔点低 注意:钛和钛合金:被认为是21世纪的重要金属材料,钛合金与人体有很好的“相容性”。因此可用来制造人造骨等。
(1)熔点高、密度小
优点 (2)可塑性好、易于加工、机械性能好
(3)抗腐蚀性能好
注意:物质的组成影响其性质,性质决定其用途。注意节约、环保。
二、金属的化学性质
1、大多数金属可与氧气的反应(黄金不能:真金不怕火炼,用于区别真假黄金)
大多数金属都能与氧气反应,但反应的难易和剧烈程度不同,越活泼的金属,越容易与氧气发生化学反应,反应越剧烈。
请写出铁,铜,铝,镁与氧气反应的化学方程式
2、金属 + 酸 → 盐 + H2↑(置换反应,等价交换。铁只生成+2价)
反应物 反应现象 反应速度 反应方程式 稀
盐
酸
或
稀
硫
酸 镁 镁剧烈反应,不断减少,产生大量气泡很快 Mg + 2HCl==MgCl2 + H2↑
Mg + H2SO4==MgSO4 + H2↑ 锌 锌剧烈反应,不断减少,产生大量气泡较快 Zn +2HCl ==ZnCl2 +H2↑
Zn + H2SO4 == ZnSO4 +H2↑ 铁 反应缓慢,有气泡生,溶液由无色变为浅绿色 较慢 Fe+2HCl ==FeCl2+ H2↑
Fe+ H2SO4 ==FeSO4+H2↑ 铜 不反应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
在金属活动性顺序里:
(1)金属的位置越靠前,它的活动性就越强
(2)位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢(不可用浓硫酸、硝酸,因为他们具有强氧化性,与金属反应不能生成氢气,而生成水)
(3)位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。(除K、Ca、Na)
金属活动顺序的判断:依据能否反应及反应快慢推断(前换后,强换弱)
实验设计:验证金属活泼性(选择药品):
以三种金属中活泼性位于中间的那一种的单质加另外两种的盐溶液(或相反)
四、金属资源的保护和利用
1.金属矿物(矿石):①概念:工业上把能用来提炼金属的矿物叫做矿石。②常见的矿石:赤铁矿(Fe2O3)、黄铁矿(FeS2)、菱铁矿(FeCO3)、铝土矿(Al2O3)、黄铜矿(CuFeS2)、辉铜矿(Cu2S)。
2、铁的冶炼
(1)原理:在高温下,利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。
3CO + Fe2O3高温2Fe + 3CO2
注意:装置要求,(尾气处理,套气球或放一燃着的酒精灯);
操作步骤:先通气再加热(目的:防止CO与空气混合受热爆炸)停止加热后停气(目的:防止已生成铁又被氧化),袋装点燃掉尾气(目的:防止空气污染)
实验现象:固体由红变黑、质量减轻(因失氧),石灰水变浑浊;尾气能燃烧产生蓝色火焰。(2)原料:铁矿石、焦炭、石灰石、空气
常见的铁矿石有磁铁矿(主要成分是Fe3O4 )、赤铁矿(主要成分是Fe2O3 )
注意:含S矿石易导致空气污染。
焦炭作用:燃烧供热,产生高温,与CO2反应生成还原剂。
空气:供氧
2、铁的锈蚀
(1)铁生锈的条件是:铁与O2、水接触(铁锈的主要成分:Fe2O3)铁生锈的主要条件是与空气和水蒸气直接接触。铁制品锈蚀的过程,实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气等发生复杂的化学反应,铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O。
(铜生铜绿的条件:铜与O2、水、CO2接触。铜绿的化学式:Cu2(OH)2CO3)
(2)防止铁制品生锈的措施:原理是隔绝空气或水,破坏生锈条件)
防锈措施:防止铁制品生锈,一是保持铁制品表面的洁净和干燥,二是在铁制品表面涂上一
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