金属及其金属材料

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1、金属及其金属材料金属及其金属材料一、金属的组成、结构和通性 1、组成：金属是由金属原子组成的单质。 2、结构：金属是由金属离子和自由电子通过金属键构成的单质。金属晶体：金属离子和自由电子依靠金属键所形成的晶体。金属键：在金属中，金属离子和自由电子之间的静电作用。 3、金属的通性： 大部分的金属具有一定的光泽：自由电子吸收光能后以一定波长发出。 具有导电性：原因是金属内部存在自由移动的电子。 具有导热性：金属离子相互碰撞传递能量。 延展性：拉伸或加压，金属离子相对滑动，并不破坏金属键。 金属性：金属原子失去电子被氧化成金属离子的性质。金属的熔点有的高，可高于某些原子晶体；有的低，可低于某些分子晶

2、体。 二、金属的冶炼 1、活泼金属如 K、Ca、Na、Mg、Al，用电解熔融离子化合物的方法冶炼。（1）电解氯化钾的熔融液冶炼钾：2KCl 电解 2KCl2（2）电解氯化钙的熔融液冶炼钙：CaCl2 电解 CaCl2（3）电解氯化钠的熔融液冶炼钠：2NaCl 电解 2NaCl2（4）电解氯化镁的熔融液冶炼镁：MgCl2 电解 MgCl2（5）以冰晶石为熔剂，电解氧化铝的熔融液冶炼铝：2Al2O3 电解 4Al3O22、较活泼的金属如 Zn、Fe、Sn、Pb、Cu，一般用还原剂 Al、C、CO、H2，采用热还原氧化物的方法冶炼。（6）氧化锌在高温下与一氧化碳反应冶炼锌：ZnOCO 高温 ZnCO

3、2（7）氧化铁在高温下与一氧化碳反应冶炼铁：Fe2O33CO 高温 2Fe3CO2（8）二氧化锡在高温下与一氧化碳反应冶炼锡：SnO22CO 高温 Sn2CO2（9）一氧化铅在高温下与一氧化碳反应冶炼铅：PbOCO PbCO2（10）氧化铜在加热下与一氧化碳反应冶炼铜：CuOCO CuCO24、不活泼金属如 Hg、Ag 用加热分解法冶炼。（11）加热氧化汞冶炼汞：2HgO 2HgO2（12）加热氧化银冶炼银：2Ag2O 4AgO2三、金属活动顺序表的运用活动顺序KCaNaMgAlZnFeSnPbCuHgAgPtAu与 O2反应常温、点燃生 成过氧化物常温生成氧化膜加热化合不反应与水反应常温反应

4、碱反应高温反应不反应与 H+反应反应生成盐和氢气不反应与盐反应与水反应排在前面的金属能把排的后面的金属从其盐中置换出来存在化合态游离态冶炼方法电解法热还原法加热法湿法四、合金： 1、概念：合金是由两种或两种以上的金属或非金属熔合而成具有金属通性的混合物。合金是混合物，合金的形成过程是物理变化。 2、性能：合金具有不同于金属的物理、化学性能和机械性能。 （1）熔点：合金的熔点一般比组分金属的熔点低，而不是处在组分金属熔点的最高和最低之间。 （2）硬度与强度：合金的硬度与强度一般比组分金属的硬度与强度高，而不是处在组分金属的硬度与强度的最大和最小之间。金属的最大用途就是作合金材料。 五、金属材料

5、1、轻金属材料和重金属材料 （1）轻金属：密度小于 4.5g/cm3的金属。如：Na、Mg、Al、Ca、K 等。其中，铝是轻金属中用量最大的一种，其产量和消费量均仅次于钢铁，是第二大金属。 （2）重金属：密度大于 4.5g/cm3的金属。如：金、银、铜、铅、铬、汞、镉、钡、钴、钒、锑、铊、锰、锌、铁等。 2、黑色金属材料和有色金属材料 （1）黑色金属：指铁、铬、锰金属及其合金。其中，铁是合金中用量最大的一种，钢铁是用量最大用途最广的合金。生铁：生铁是含碳量大于 2%的铁碳合金。碳素钢：含碳量在 0.12%的铁碳合金。低碳钢：含 碳量低于 0.30%的碳素钢。 中碳钢：含碳量从 0.30%0.6

6、0%的碳素钢。高碳钢：含碳量高于 0.60%的碳素钢。的碳素钢。合金钢：在碳素钢中加入其他金属熔合而成的合金。例如锰钢、铬钢。 （2）有色金属：指除开铁、铬、锰以外的金属及其合金。几种常见的有色金属材料：硬铝（镁铝合金） 、青铜（铜锡合金） 、黄铜（铜锌合金） 、白铜（铜镍合金） 。 六、强化训练 1、纯铁的熔点为 1500，而高炉中炼铁时的生铁在 1200左右就熔化了，这是因为（ ）A、铁的纯度越高熔点越低 B、合金的熔点比其成分物质的熔点高C、因为形成了铁碳合金，所以熔点变低 D、在高炉中熔化过程发生了化学变化 2、镁铝合金质优体轻，又不易锈蚀，被大量用于航空工业、造船工业、日用化工等领域

7、。 下列关于镁铝合金的叙述中，正确的是（ ）A、此合金的熔点比镁和铝的熔点都高 B、此合金能全部溶解在稀盐酸中C、此合金能全部溶解子氢氧化钠溶液中 D、此合金的硬度比镁和铝的硬度都小 3、所谓合金，就是不同金属（也包括一些非金属）在熔化状态下形成的一种熔合物，根据 一些金属的熔沸点：Na Cu Al Fe熔点 97.5 1083 660 1532沸点 883 2595 2200 3000下列不能形成合金的是（ ）A、Cu 和 Al B、Fe 与 Cu C、Fe 与 Na D、Al 和 Na 4、从石器、青铜器到铁器时代，金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。下图表示了三种 金属被人类开发利用的大

8、致年限，之所以有先后，主要取决于（ ）大约 2000 年前 大约 3000 年前 大约 6000 年前K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb （H） Cu Hg Ag Pt AuA、金属的化合价高低 B、金属的活动性大小C、金属的导电性强弱 D、金属在地壳中的含量多少5、白铜的合金元素是（ ）A、Sn B、Zn C、Ni D、Mn 6、Fe是地壳中含量很丰富的元素，也是生物体所必需的元素。自然界中铁矿石主要有赤 铁矿和磁铁矿，金属铁是在高炉中冶炼的，高炉炼铁除了加入铁矿石外，还需加入焦炭 和石灰石。请填空： 写出磁铁矿主要成分的化学式： 。 写出赤铁矿被还原成铁的化学方程式： 写出

9、焦炭在高炉中参与反应的两个化学方程式： 写出 CaCO3所参与反应的两个化学方程式 ；7、为了避免青铜器生成铜绿，以下方法正确的是（ ）A、将青铜器放在银质托盘上； B、将青铜器连接直流电源的正极C、将青铜器保存在潮湿的空气中； D、在青铜器的表面覆盖一层防渗的高分子膜8、顺式 Pt(NH3)2Cl2(式量为 300)是临床广泛使用的搞肿瘤药物。下列有关该物质的说法中正确的是（ ）A、由 4 种元素组成 B、含有 Cl2分子C、Pt 的化合价为+4 D、Pt 元素的质量百分含量为 65%9、出土的锡青铜（铜锡合金）文物常有 Cu2(OH)3Cl 覆盖在其表面。下列说法正确的是( ) A、锡青铜

10、的熔点比纯铜高B、在自然环境中，锡青铜中的锡对铜起保护作用C、锡青铜文物在潮湿环境中的腐蚀比干燥环境中快 D、生成 Cu2(OH)3Cl 覆盖物是电化学腐蚀过程，但不是化学反应过程10、已知某混合金属粉末，除铝外还含有铁、铜中的一种或两种，所含金属的量都在 5%以上。请设计合理实验探究该混合物金属粉末中铁、铜元素的存在。仅限选择的仪器和试剂：烧杯、试管、玻璃棒、量筒、容量瓶、滴管、药匙；1mol/L硫酸、2mol/L 硝酸、2mol/LNaOH 溶液、20%KSCN 溶液。完成以下实验探究过程：（1）提出假设：假设 1 该混合金属粉末中除铝外还含有 元素；假设 2 该混合金属粉末中除铝外还含有

11、 元素；假设 3 该混合金属粉末中除铝外还含有 Fe、Cu 元素；（2）设计实验方案基于假设 3，设计出实验方案（不要在答题卡上作答） 。（3）实验过程根据（2）的实验方案，叙述实验操作、预期现象和结论。编号实验操作预期现象和结论10、二氧化锰是制造锌锰干电池的基本材料。工业上以软锰矿为原料，利用硫酸亚铁制备高纯二氧化锰的流程如下：某软锰矿的主要成分为 MnO2，还含有 Si(16.27%)、Fe(5.86%)、Al(3.42%)、Zn(2.68%)和 Cu（0.86%）等元素的化合物。部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的 pH 见下表，回答下列问题：沉淀物 Al(OH)3Fe(

12、OH)3Fe(OH)2Mn(OH)2Cu(OH)2Zn(OH)2CuSZnSMnSFeSpH5.23.29.710.46.78.0-0.422.577（1）硫酸亚铁在酸性条件下将 MnO2还原为 MnSO4，酸浸时发生的主要反应的化学方程式为 （2）滤渣 A 的主要成分是 。软锰矿酸浸H2SO4 过量 FeSO4过滤滤渣滤液液调 pH 至 5.4氨水液过滤滤渣 A滤液液加热至 沸MnS液过滤滤渣滤液液高纯 MnO2液（3）加入 MnS 的目的是除去 杂质。（4）碱性锌锰电池中，总反应是：Zn2MnO2H2O=Zn(OH)2Mn2O3MnO2参与的电极反应方程式为 。（5）从废旧碱性锌锰电池中可以回收利用的物质有 （写两种） 。