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1、ll卜人入州八九几市潮王学校第八单元金属和金属材料第一节金属材料金属材料：金属材料包括纯金属以及它们的合金。金属的物理性质nn在常温下一般为固态汞为液态，有金属光泽大多数金属呈银白色，铜呈紫红色，金呈黄色；导电性、导热性、熔点较高、有延展性、可以弯曲、硬度较大、密度较大。l金属之最nnnnnnnnn地壳中含量最多的金属元素铝人体中含量最多的金属元素钙目前世界年产量最多的金属铁铁铝铜导电、导热性最好的金属银银铜金铝熔点最高的金属钨熔点最低的金属汞硬度最大的金属铬密度最大的金属锇密度最小的金属锂l金属的分类黑色金属：通常指铁、锰、铬及它们的合金。有色金属：通常是指除黑色金属以外的其他金属。重金属：
2、如铜、锌、铅等lll金属的应用物质的性质在很大程度上决定了物质的用处，但这不是唯一的决定因素。在考虑物质的用处时，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境的影响等多种因素。nnnnnnn铜、铝电线导电性好、价格低廉钨灯丝熔点高铬电镀硬度大铁菜刀、镰刀、锤子等汞体温计液柱银保温瓶内胆铝“银粉、锡箔纸llllll合金：由两种或者两种以上的金属或者金属与非金属经一定方法所合成的具有金属特性的物质。合金是混合物。金属氧化物不是合金。目前已制得的纯金属只有90多种，而合金已达几千种。合金的硬度一般比组成它的纯金属的硬度大，抗腐蚀性强。合金的熔点一般比组成它的纯金属的熔点
3、低。常见的合金：合金铁的合金铜合金焊锡钛和钛合金形状记忆合金生铁含碳量钢含碳量黄铜青铜成分铜锌合金铜锡合金铅锡合金钛镍合金2% 0.03%2%不锈钢是含铬、镍的钢，具有抗锈蚀性能。具有形状记忆备注紫铜是纯铜熔点低见下生铁较脆，钢铁具有韧性。生铁常制成暖气片。效应l钛和钛合金：被认为是21世纪的重要金属材料，钛合金与人体具有良好的“相容性，可用来造人造lll骨。钛和钛合金的优点：熔点高、密度小；可塑性好、易于加工、机械性能好；抗腐蚀性能好。生铁和钢性能不同的原因：含碳量不同。第二节金属的化学性质金属与氧气的反响n镁、铝：u在常温下能与空气中的氧气反响：2Mg+O22MgO4Al+3O =2Al
4、O2 2 3u铝的抗腐蚀性能好的原因：铝在空气中与氧气反响，其外表生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化。n铁、铜u在常温下、枯燥的环境中，几乎不与氧气反响，但在潮湿的空气中会生锈。u铁、铜在高温时能与氧气反响：3Fe+2O2Fe O 2Cu+O3 422CuOn金即使在高温时也不与氧气反响。l金属与酸的反响：活泼金属酸盐H 2n描绘现象时，需要注意：假设有铁、铜元素参加反响，一定要注意溶液颜色的变化；反响放热，但是只有镁和酸反响时放热现象明显。llllll置换反响：由一种单质和一种化合物反响，生成另一种单质和另一种化合物的反响是置换反响。当铁单质参加置换反响时，生成物中的铁元素呈+2
5、 价。常见金属在溶液中的活动性顺序：KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金属活动性由强逐渐减弱nnn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。在金属活动性顺序里，位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸不可以用浓硫酸和硝酸中的氢。在金属活动性顺序里，位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来。u钾、钙、钠不符合这一条。它们会先和水反响生成碱和氢气，然后碱和盐反响。ll金属与盐溶液的反响：金属盐另一金属另一盐条件：“前换后，盐可溶在活动性顺序中，金属的间隔大的，反响先发生。一个置换反响完毕以后，另一个置换反响才会发生。如在硫酸亚铁和硫酸铜的混合
6、溶液中参加锌粒，锌会先和硫酸铜反响，反响完毕后锌才和硫酸亚铁反响。l“湿法冶金的反响原理：Fe+CuSO =Cu+FeSO44lFe2+的盐溶液是浅绿色的，Fe3+的盐溶液是黄色的，Cu2+的盐溶液是蓝色的。l比较 Cu 、Fe、Ag 三种金属的活动性顺序nnnnn使用铁、银和溶液，一次性得出结果：操作及现象：把铁、银分别放入硫酸铜溶液中，铁外表没有现象；而银外表会附着一层红色物质，并且溶液会由蓝色逐渐变为无色。使用铜、硫酸亚铁溶液和硝酸银溶液，一次性得出结果：操作及现象：把铜分别放入硫酸亚铁溶液和硝酸银溶液中，硫酸亚铁溶液没有现象；而在硝酸银溶液中，铜外表会附着一层白色物质，溶液由无色逐渐变
7、为蓝色。选用试剂时，要根据金属活动性顺序表将三种金属排序，然后将排在中间的金属变成盐溶液，或者者将排在两边的金属变成盐溶液，这样才能一次性得出结果。第三节金属资源的利用和保护l矿石：工业上把能用来提炼金属的矿物叫做矿石。ll常见的矿石及主要成分：赤铁矿Fe O 、磁铁矿Fe O 、黄铁矿FeS 、菱铁矿FeCO 、铝土矿2 3 3 4 2 3Al O 、黄铜矿CuFeS 、辉铜矿Cu S等。2 3 2 2铁的冶炼nn实验室一氧化碳复原氧化铁工业高炉炼铁uu设备：高炉图见书 17 页。原料：铁矿石赤铁矿或者磁铁矿、焦炭、石灰石、空气。u反响原理：C+O2CO 、CO +C 2CO、3CO+Fe
8、O 2 2 2 32Fe+3CO 。2uu石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅SiO 转变为炉渣CaSiO 。2 3产品：生铁实验室中“炼出的铁不含碳，而工业消费中炼出的铁含碳。ll含杂质的反响物或者生成物的有关计算当参加反响的物质含杂质时，先要把含杂质的物质的质量换算成纯物质的质量，再进展计算。l一般利用该公式及其变形： 纯度 =纯物质的质量 不纯物质的总质量100% 。l【例题】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？ll【解法 1】 1000t 赤铁矿石中含氧化铁的质量为： 设生成的铁的质量为 x。1000t 80%=800t3CO +Fe
9、O23高温2Fe +3CO2ll160 112800t x160 800t=112 xx =112 800t160=560tl折合为含铁 96%的生铁的质量为560t96% =583tl答：800t 氧化铁理论上可以炼出生铁的质量为 583t。l【解法 2】计算设理论上可以炼出含铁 96%的生铁的质量为 x。x 不是纯物质的质量，不能直接代入l1000t 赤铁矿石中含氧化铁的质量为：1000t 80%=800tFe O +3CO2 3高温2Fe +3CO2ll160 112 1000t 80% x 96%160 800t=112 x 96%x =112 800t160 96%=583tllll
10、lllllll答：800t 氧化铁理论上可以炼出生铁的质量为 583t。铁生锈的实验见右图【实验器材】大试管、试管夹带铁夹的铁架台、胶塞、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、干净无锈的铁钉、棉花和枯燥剂氯化钙等。【实验过程】取三根干净无锈的铁钉，一根放在盛有蒸馏水的试管中，并使铁钉外露一半；一根放在用植物油密封的蒸馏水中；一根放在枯燥的空气中，注意每天观察铁钉锈蚀的现象，连续观察约一周。【实验现象】第一个试管中的铁钉生锈，而第二、三个试管中没有明显现象。【实验结论】铁生锈实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气一共同作用的结果。【本卷须知】第二个试管内没有现象，证明了铁钉生锈需要氧气；第三个试管内没有现象，证明了铁钉生锈需要水蒸气。铁锈很疏松，铁制品可以全部被锈蚀。除去铁锈的方法n物理方法：刀刮、砂纸打磨。n化学方法：少量、屡次地滴加稀盐酸或者稀硫酸。枯燥剂植物油l防止铁制品生锈的方法nn保持铁制品的干净、枯燥；擦干后涂一层保护膜作用：隔绝空气、防水。详细方法如下：uu物理方法刷漆油漆或者银粉、涂油化学方法电镀其它金属铬或者锌、烤蓝n制成不锈钢。llllll金属资源的保护措施：防止金属的腐蚀；回收利用废旧金属；有方案、合理地开采矿物；寻找金属的代用品。例如用塑料来代替钢和其他合金制造管道、齿轮和汽车外壳等意义：节约金属资源和能源，降低金属的消费本钱，减少对环境的污染。
