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专题07_金属材料、利用及保护(解析版)
考点七:金属材料料、利用及保护
聚焦考点☆温习理解
一: 金属材料
金属材料包括纯金属和合金两类。
金属属于金属材料,但金属材料不一定是纯金属,也可能是合金。
金属制品是由金属材料制成的,铁、铜、铝及其合金是人类使用最多的金属材料。
3、人类使用金属的历史经历了由青铜器——铁器——铝——合金及多种金属材料的过程。
二 :金属的物理性质
共性:
常温下,大多数金属都是固体。(汞是液体)
大多数金属是银白色,具有金属光泽。
大多数金属能够导电、导热。
大多数金属具有良好的延展性。
一些金属的特性:
(1)铁、铝等大多数金属都呈银白色,铜呈紫红色,金呈黄色;
(2)常温下大多数金属都是固体,汞却是液体;
(3)各种金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等差异较大;
三 :物质的性质与物质的用途之间的关系
1、物质的性质决定物质的用途,而物质的用途又反映出物质的性质。
2、物质的性质很大程度上决定了物质的用途。但这不是唯一的决定因素,
在考虑物质的用途时,还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利,以及废料是否易于回收和对环紧的影响等多种因素。
四 :合金
合金:在金属中加热熔合某些金属和非金属,形成具有金属特性的物质。
注意:(1)合金是金属与金属或金属与非金属的混合物。
(2)合金的很多性能与组成它们的纯金属不同,使合金更容易适于不同的用途。
(3)日常使用的金属材料,大多数为合金。
(4)金属在熔合了其它金属和非金属后,不仅组成上发生了变化,其内部组成结构也发生了改变,从而引起性质的变化。2、合金的形成条件:其中任一金属的熔点不能高于另一金属的沸点(当两种金属形成合金时)。
3、合金与组成它们的纯金属性质比较: “一高一低二更好”
一高:合金的强度和硬度一般组成它们的纯金属更高。
一低:合金的熔点比组成它们的纯金属的熔点低。
二更好:合金的机械加工性能更好;合金的抗腐蚀性能更好。
4、几种常见合金
(1)铁合金:主要包括生铁和钢,它们的区别是含碳量不同,生铁含碳量2%-4.3%,钢的含碳量为0.03%—2%。钢比生铁具有更多的优良性能,易于加工,用途更为广泛。
(2)铝合金:铝中加入镁、铜、锌等金属形成合金。
广泛应用于制造飞机、舰艇和载重汽车等,可增加它们的载重量以及提高运行速度,并具有抗海水腐蚀、避磁性等特点。
五 :一氧化碳还原氧化铁
(1)原理:
3CO + Fe2O3高温2Fe + 3CO2
(2)装置图:
装置图共包括三部分:还原氧化铁,验证生成物和除去尾气
(3)步骤:①检验装置的气密性;②装入药品并固定;③向玻璃管内通入一氧化碳气体;④给氧化铁加热;⑤停止加热;⑥停止通入一氧化碳。
(4)现象:红色粉末逐渐变成黑色,澄清石灰水变浑浊,尾气燃烧产生蓝色火焰。
(5)涉及的化学方程式:3CO+Fe2O32Fe+3CO2 2CO+O22CO2 Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O
(6)注意事项:
(与CO还原氧化铜的实验操作顺序一样,即先通入CO再加热,实验完毕,停止加热,继续通入CO至试管冷却。)
①先通入CO一会儿 ,是为了排尽玻璃管内的空气,防止发生爆炸.
②继续通入CO到玻璃管冷却为止,是为了防止生成的铜重新被氧化为氧化铜.
“先通后点防爆炸,先熄后停防氧化。”
(7)尾气处理:防止一氧化碳污染空气 (因CO有毒)
六:工业炼铁
(1)原理:在高温下,利用焦炭与氧气反应生成的还原剂(CO)将铁从铁矿石里还原出来。
(2)原料:铁矿石、焦炭、石灰石和空气
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 )。
(3)主要设备:高炉
(4)冶炼过程中发生的化学反应:
C+O2 CO2 2CO+O2 2CO2 3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
CaCO3 CaO+CO2↑ CaO+SiO2 CaSiO3
注意:石灰石的主要作用:除去矿石中的二氧化硅。
七:金属的锈蚀和保护
1. 铁生锈的条件是:铁与O2、水接触(铁锈的主要成分:Fe2O3)
2.防止铁制品生锈的措施:
①保持铁制品表面的清洁、干燥。
②表面涂保护膜:如涂油、刷漆、电镀、烤蓝等。
③制成不锈钢。
3.铁锈很疏松,不能阻碍里层的铁继续与氧气和水蒸气反应,所以铁制品可全部被锈蚀。铁锈应及时除去。
而铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步氧化,因此,铝具有很好的抗腐蚀性能。
八:保护金属资源
保护金属资源的途径:
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