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1、- 1 - 2011 年春振东中学化学复习教学案（5） 第八单元 金属和金属材料 一、金属材料 金属材料可分为纯金属和合金两大类。纯金属（90多种） 合金 （几千种） 2、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 3、金属之最： （1）铝：地壳中含量最多的金属元素 （2）钙：人体中含量最多的金属元素 （3）铁：目前世界年产量最多的金属（铁铝铜） （5）铬：硬度最高的金属 （4）银：导电、导热性最好的金属（银铜金铝） （6）钨：熔点最高的金属 （7）汞：熔点最低的金属 （8）锇：密度最
2、大的金属 （9）锂 ：密度最小的金属 4、金属的用途主要由金属的性质决定，因此不同的金属有不同的用途。在考虑金属的用 途时还要考虑价格、资源、外观、使用是否便利，以及废料是否易于回收和对环境的影响 等多种因素。如铜和银都具有良好的导电性，但由于银价格贵，一般使用铜导线。 5、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物质。：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 铁的合金 铜合金 合 金 生铁 钢 黄铜 青铜: 焊锡 钛和钛 合金 形状记忆金 属 成 分 含碳量 2%4.3% 含碳量 0.03%2% 铜锌 合金 铜锡 合金 铅锡
3、 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：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。钛合金已被运用于飞机、轮船、导弹、宇宙飞船等； 1、金属材料 - 2 -（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 例题 1金属材料在人类活动中已得到越来越多的应用。下列属于金属的共性的是（ ） A.很高的熔点 B. 良好的导电性 C.很大的硬度 D. 银白色的光泽 二、金属的化学性质 1、金属活动性顺序 金属的活动性即金属的活泼程度，它可以作为金属能否在溶液中
4、发生置换反应的一 种判断的依据，金属的活动性顺序在工农业生产和科学研究中有重要应用， K Na Al Zn Sn Pb（H）Cu Ag Pt Au 金属活动性由强逐渐减弱 在金属活动性顺序里： （）金属的位置越靠前，它的活动性就越强 （）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） （）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） 例题 2置换反应是化学反应的基本反应类型之一。 （1）金属与盐溶液之间的反应，一般是活动性强的金属可把活动性弱的金属从其盐溶 液中置换出来。如铜和硝酸银溶液能否反应 ？ 反应方程式为 _ （2）非金属单质也具有
5、类似金属的性质，即活动性强的非金属可把活动性弱的非金属 从其盐溶液中置换出来，如在溶液可发生如下反应： Cl 2 +2NaBr=2NaCl+Br 2I 2 +Na 2 S=S+2NaI Br 2 +2NaI=I 2 +2NaBr 由此可判断： S Cl 2Br 2I 2 非金属活动性由强到弱的顺序是_ 2、金属的化学性质 （1）金属与氧气的反应 活动性强的金属常温下就能与氧气反应，如 K Ca Na Mg Al Zn 等。 铝能与氧气反应在表面形成一层致密的氧化膜，具有耐腐蚀性，_ 活动性较强的金属会在高温下与氧气反应或在潮湿的空气中与氧气反应，条件不同， 生成物则不同。如铁在潮湿的空气中生成
6、铁锈（主要成分为 Fe 2 O 3 ）, 铜在潮湿的空气中生成铜绿（主要成分为 Cu 2 (OH) 2 CO 3 ） 。 铁在氧气中燃烧生成_ 铜在氧气中加热生成. _ 活动性弱的金属即使在高温下也不会与氧气反应，如金， “真金不怕火炼”就说明 金的化学性质很稳定。- 3 - （2）金属与酸的反应：金属 + 酸 盐 + H 2 金属与酸反应的现象：有气泡产生（可根据气泡产生快慢来判断金属的活动性强弱） ； 溶液颜色的变化（一般不会变化，仍然为无色，但铁与酸反应后溶液为浅绿色） 金属与酸反应的条件 a.金属为氢前的金属：在金属活动性顺序表中，位于氢前面的金属能置换出酸中的 氢而且金属的位置越靠前
7、，与酸反应的速率越快，反应越剧烈。例如：Mg Zn Fe 三种金 属放入稀盐酸中，Mg 的反应速率最快，Zn 其次，Fe 最慢 b.与金属反应的酸只能用强酸的稀溶液，强氧化性的酸（浓 H 2 SO 4和 HNO 3）和弱 酸（ H 2 CO 3 ）不用。 金属与酸反应的特点：溶液的质量=参加反应的金属质量生成的氢气质量 应用：实验室制氢气、比较几种金属的活动性强弱（根据气泡产生的快慢） 、与 溶液的综合计算、理化综合考查。 (3)金属与盐溶液反应：金属 + 盐 另一金属 + 另一盐（条件：“前换后，盐可溶” ） 此反应在溶液中才能进行，因此盐必须是可溶性盐。 Fe + CuSO 4= Cu +
8、 FeSO 4 (“湿法冶金”原理) 例如：Z+AC反应不能进行，Z+ANO 3 反应能进行，因为 AC不溶于水 而 ANO 3 溶于水。 金属单质应比盐中的金属活泼，即金属活动顺序表中排在前面的金属能把排在后面的 金属从其盐溶液中置换出来。反之则不能发生。例如：FSO 4 +Z反应能进行， 而 ZSO 4 +F不能进行，因为 F排在 Z后，活动性比 Z的活动性弱。 金属单质不能是 K、C、N。金属活动顺序表中排在最前面的几种金属： K、C、 N，由于性质太活泼，在与盐溶液反应时，先与水反应，生成碱和氢气，然后生成 的碱再与盐进行反应，因此无法生成新的金属单质。例：将金属 N投入 CSO 4
9、溶 液中。发生如下反应：2N+2H 2 O2NOH+H 2 ； 2NOH+CSO4N 2 SO4+C(OH) 2 金属铁与酸溶液或盐溶液反应都能得到+2 价亚铁盐，不能得到+3 价的铁盐。 3.置换反应 （1）定义：由一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质的化合物的反应。 可简化成 A+BC=AC+B。 （2）类型：金属+酸盐+氢气 例：Zn+H 2 SO4=ZnSO 4 +H 2 金属+盐新盐+新金属 例：Fe+CuSO 4 =FeSO 4 +Cu(可用于湿法炼铜)- 4 - 碳(氢气)+金属氧化物金属+二氧化碳(水) 例：3C+2Fe 2 O 3= =4Fe+3CO 2 例题 3 5、铁
10、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 + Fe 2 O 3 高温 2Fe + 3CO 2 （2）原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气 （3）设备：高炉 常见的铁矿石有磁铁矿（主要成分是 Fe 3 O 4） 、赤铁矿（主要成分是 Fe 2 O 3 ） （4）炼铁的计算：化学式或有关化学方程式的计算 某炼铁厂现用 1000t 含氧化铁 80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁 96%的生铁的质量是 多少吨？（计算结果精确到 0.1） 6、铁的锈蚀- 5 - （1）铁生锈的条件是：铁与 O 2 、水接触（铁锈的主要成分：Fe 2 O 3 XH 2 O）
11、 （铜生铜绿的条件：铜与 O 2 、水、CO 2 接触。铜绿的化学式：Cu 2 (OH) 2 CO 3 ） （2）防止铁制品生锈的措施： 保持铁制品表面的清洁、干燥 表面涂保护膜：如涂油、刷漆、电镀、烤蓝等 制成不锈钢 （3）铁锈很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气反应，因此铁制品可以全部被锈蚀。因而铁 锈应及时除去。 （4）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。 7、金属资源的保护和利用: 防止金属腐蚀 保护金属资源的途径： 回收利用废旧金属合理开采矿物寻找金属的代用 意义：节约金属资源，减少环境污染 例题 5某些食品包装袋中有一小包
12、物质，用来吸收氧气和水分，以防食品变腐败，常成为“双 吸剂”下列物质属于“双吸剂”的是 （ ）A.铁粉 B.碳粉 C. 氯化钙 D.生石灰 第八单元 复习达标检测题 一、选择题 （ ）1、将铁放入下列溶液中，溶液的质量会减少的是 AHCl B. H2SO4 C. Na2SO4 D. CuSO4 （ ）2、下列变化中，属于物理变化的是 A. 钢铁生锈 B. 食物腐败 C.铜丝弯曲 D.白磷自燃 （ ）3. 下列叙述属于铁的化学性质的是 A.铁有良好的延展性 B.纯净的铁是光亮的银白色金属 C.铁在潮湿的空气中容易生锈 D.铁容易传热导电- 6 - （ ）4. 生铁是 A.单质 B.氧化物 C.纯
13、净物 D.混合物 （ ）5. 下列物质中都能跟铁反应的一组物质是 A. O 2 、CO 2 、C B. C、CO、H 2 O C. H 2 、CO、C D. O 2 、H 2 SO 4 、CuSO 4 （ ）6. 下列化学方程式正确的是 A.2Fe+O 2 2FeO B.6HCl+2Fe 2FeCl 3 +3H 2 C.Fe+H 2 SO 4 FeSO 4 +H 2 D.2Fe+3CuSO 4Fe 2 (SO 4 ) 3 +3Cu （ ）7. 下列各种情况下，埋在地下的铸铁管道被腐蚀的速度最慢的是 A.在潮湿、疏松、透气的土壤中 B.在含铁元素较多的酸性土壤中 C.在潮湿、致密、不透气的土壤中
14、 D.在干燥、致密、不透气的土壤中 （ ）8. 下列化合物能由金属与酸直接反应生成的是 A. FeCl3 B. ZnCl2 C. CuCl2 D. H2SO4 （ ）9. 下列金属中最容易识别的是A. Fe B. Cu C. Al D. Zn （ ）10. 等质量的A、B两种金属，分别与质量分数相同的足量分数相同的足量稀盐 酸反应（已知，A、B在生成物中均为+2价），生成氢气的质量和反应时间的关系如图所 示，则下列判断正确的是 A金属A比金属B活泼 B相对原子质量：AB CA、B均消耗完时，所得溶液的质量均比反应前各自酸溶液的质量大 DA、B均消耗完时，产生氢气的质量：AXY B. ZYX C. XYZ D. XZY （ ）13. 生铁和稀硫酸混合加热充分反应，反应后的残渣主要是 A.硫酸铁 B.硫酸亚铁 C.碳 D.二氧化硅 （ ）14. 2. 8g一氧化碳在高温下跟5. 8g某种铁的氧化物恰好完全反应，这种氧化物是 A. FeO B.Fe 2 O 3C.Fe 3 O 4D.FeCl 2 （ ）15. 往CuO和Fe的混合粉末中，加入一定量的稀硫酸，并微热，当反应停止时， 滤
