金属的性质保护

知识点一 金属材料知识点一 金属材料 金属材料包括纯金属和它们的合金 1 1 几种常见金属 几种常见金属 a 常见的重要金属 铁铝铜锌钛锡金银等 b 金属有许多共同的性质 如 金属光泽 良好导电性 导热性 良好的延性 展性 韧性好 能弯曲等 见图 22 1 c 常见金属的各自特性 颜色 大多为银白色 铜呈紫红色 金呈黄色 状态 常温 下大多为固体 汞为液体 密度差别很大 金为 19 3 铝为 2 7 导电性差异很大 银为 100 铅仅为 7 9 熔点差别大 钨为 3410 锡仅为 232 硬度差别大 铬为 9 铅仅 为 1 5 一些金属物理性质的比较见图 22 2 要点诠释 金属的用途要从不同金属的各自不同的性质以及价格 资源 美 观 便利 回收等各方面考虑 如银的导电性 100 比铝的导电性 61 大很多 但电线一般用铝制而不用银制 因为铝的密度 2 7 比银的密度 10 5 小 价格 比银低很多 资源比银丰富得多 2 2 合金知识 合金知识 a 合金 两种或两种以上的金属 或金属和非金属 融合而成的具有金属特性的物质 很多宝石中由于含有某些金属离子 才使它们变得更加绚丽多彩 见图 22 3 要点诠释 合金是混合物 合金中至少含有一种金属 合金的性能与组成合金的各成分的性能不同 合金的硬度比组成它们的纯金属的硬 度大 合金的熔点比组成它们的纯金属的熔点低 b 常见的合金 见图 22 4 要点诠释 生铁和钢都是铁合金 因含 C 量不同合金的性能不同 含 C 量越大 硬度越大 含 C 量越低 韧性越好 合金的硬度 强度 抗腐蚀性等一般都好于组成它们的纯金属 知识点二 金属的化学性质知识点二 金属的化学性质 1 1 金属与氧气的反应 金属与氧气的反应 铁铝铜 反应现象 剧烈燃烧 火星四射 放出大量 的热 生成一种黑色固体 表面变暗 失去金属光泽表面变黑 失去金属光 泽 化学方程式 4Al 3O22Al2O32Cu O22CuO 反应特征都是氧化反应 生成金属氧化物 且都属于化合反应 要点诠释 钾钙钠镁铝锌等金属在常温下都能与空气中的氧气发生反应 其中铝锌在其表面形 成一层致密的氧化膜 阻止氧化反应的继续进行 铁 铜在潮湿的空气中 常温下能够发生缓慢氧化 生锈 铁生锈的条件是 铁 与水 空气中的氧气共同作用 铜比铁难生锈 生锈的条件是 铜与水 空气中的氧气 二氧化碳共同作用 镁在空气中可以点燃 剧烈燃烧 铁丝在空气中不燃烧 在纯氧中可以燃烧 铜在 空气 氧气中都不燃烧 但可以与氧气发生氧化反应生成氧化铜 真金不怕火炼 金在高 温下也不与氧气反应 2 2 金属与酸的反应 金属与酸的反应 铁丝铝丝铜丝 稀盐酸 铁丝表面产生少量气泡 溶液由 无色变成浅绿色 铝丝表面产生大量气泡 溶液颜色没 有变化 不反应 没 有明显现象反应 现象 稀硫酸 铁丝表面产生少量气泡 溶液由 无色变成浅绿色 铝丝表面产生大量气泡 溶液颜色没 有变化 不反应 没 有明显现象 稀盐酸Fe 2HCl FeCl2 H2 2Al 6HCl 2AlCl3 3H2 化学 方程 式 稀硫酸Fe H2SO4 FeSO4 H2 2Al 3H2SO4 Al2 SO4 3 3H2 反应 特征 1 都属于一种单质与一种化合物反应 生成另一种单质与另一种化合物 2 根据铜不反应 铁反应较不剧烈 而铝反应现象最剧烈 可初步推断 三种金属的活动 性由强到弱依次是 Al Fe Cu 3 Fe 与酸作用 生成的是氯化亚铁 FeCl2 硫酸亚铁 FeSO4 注意 此处铁元素 化合价是正二价 而不是氯化铁 硫酸铁 要点诠释 参加反应的金属必须排在金属活动性顺序氢的前面 酸不能为强氧化性酸 如浓硫酸 硝酸 金属与酸发生反应后 溶液的质量均增加 金属与酸反应都产生气泡 但快慢有别 都放出热量 但有多有少 溶液的颜色大 多不发生变化 铁除外 3 3 金属与金属化合物的反应 金属与金属化合物的反应 铁丝浸入硫酸铜溶液 铝丝浸入硫酸亚铁溶液铜丝浸入硫酸铝溶液 反应 现象 铁丝表面有光亮的红色物质析出 溶液由蓝色变成浅绿色 铝丝表面有黑色物质析出 溶液 由浅绿色变成无色 不反应 没有明显现 象 化学方 程式 Fe CuSO4 FeSO4 Cu2Al 3FeSO4 Al2 SO4 3 3Fe 反应 特征 1 都属于一种单质与一种化合物反应 生成另一种单质与另一种化合物 2 由铝能置换出铁 铁能置换出铜 可初步推断三种金属的活动性由强到弱依次是 Al Fe Cu 3 铜不能与硫酸铝溶液反应 是因为铜的活动性比铝的更弱 要点诠释要点诠释 参加反应的金属的活动性必须强于盐中的金属 参加反应的盐必须溶于水 避免写出下列错误的化学方程式 Fe CuCO3FeCO3 Cu Cu 2AgClCuCl2 2Ag 参加反应的金属不能为钾钙钠 如把钠放入 CuSO4溶液中 发生的反应不是 2Na CuSO4Na2SO4 Cu 而是 2Na 2H2O2NaOH H2 2NaOH CuSO4Cu OH 2 Na2SO4 知识点三 金属活动顺序知识点三 金属活动顺序 金属活动顺序表 1 金属的位置越靠前 活动性越强 2 H 前金属可以置换出盐酸 稀硫酸中的氢 H 后的金属不能 且金属的位置越靠前 它与酸反应的速率越大 3 位于前面的金属能把后面的金属从它们的盐溶液中置换出来 但 K Ca Na 不能把 后面的金属从盐溶液中置换出来 要点诠释 判断金属与酸溶液的反应能否发生 如分别把铁 铜投入稀硫酸中 判断金属与盐溶液的反应能否发生 如分别把锌 铜投入硫酸亚铁溶液中 知识点四 置换反应知识点四 置换反应 定义 置换反应是由一种单质跟一种化合物作用 生成另一种单质和另一种化合物的 反应 要点诠释 置换反应的形式为 A BC AC B 置换反应的有三个特征 是化学反应 反应物一定是单质与化合物 生成物一定是单质与化合物 知识点五 金属在自然界的存知识点五 金属在自然界的存在在 1 在自然条件下 铁 铝中无单质存在 因为这些金属的活动性较强 会与氧气 水 等作用生成化合物 只有极少数的几种很不活泼的金属 如铂 金 银等 才能以单质 游离态 形式存在 2 存在于自然界中的矿石 见图 22 5 3 地壳中含量最多的金属是铝 其次是铁 要点诠释 人类最先使用铜 而后铁 使用铝只有一百多年的历史 主要与三种金 属的化学性质 冶炼难易有关 知识点六 金属 铁 的冶炼及含杂质的化学方程式的计知识点六 金属 铁 的冶炼及含杂质的化学方程式的计算算 1 铁的冶铁 a 炼铁所用的原料 铁矿石 焦炭 石灰石 要点诠释 焦炭的作用 提供热量 C O2CO2 提供还原剂 CO CO2 C2CO 石灰石的作用 将矿石中的 SiO2转化为炉渣 CaSiO3 CaCO3CaO CO2 CaO SiO2 CaSiO3 b 炼铁的原理 炼铁就是把铁矿石 焦炭 石灰石一起放入高炉中 利用还原剂 CO 把铁从它的化合物 中还原出来 实验装置 实验装置 如图 22 6 所示 图 22 6 实验步骤 实验步骤 检查装置的气密性 将适量的氧化铁放入玻璃管内 并固定装置 通入一氧化碳气体 并点燃酒精灯 待装置内的空气完全排净后 点燃酒精喷灯给氧化铁加热 当玻璃管内红色粉末变为黑色时 停止加热 待玻璃管内的固体冷却后 停止通入一氧化碳气体 并熄灭酒精灯 实验现象 实验现象 红色粉末变为黑色 澄清的石灰水变浑浊 尾气点燃产生蓝色火焰 反应的化学方程式反应的化学方程式 炼铁的原理炼铁的原理 Fe2O3 3CO2Fe 3CO2 实验注意事项 实验注意事项 先通入一氧化碳气体 排净装置内的空气 防止一氧化碳与空气混合 加热 发生 爆炸 实验完毕后要继续通入一氧化碳气体 直到玻璃管冷却 防止高温下的铁与空气接 触 被氧化 同时 实验过程中还可防止澄清石灰水被倒吸 尾气中含有一氧化碳 一氧化碳有毒 所以尾气要经过点燃处理 防止一氧化碳直 接排放污染空气 若实验中没有酒精喷灯 也可用酒精灯代替 不过要在火焰上加一个金属网罩 使 火力更加集中 提高温度 要点诠释 上面的化学方程式是以赤铁矿石为原料 若以磁铁矿为原料 4CO Fe3O43Fe 4CO2 若以菱铁矿为原料 FeCO3FeO CO2 FeO COFe CO2 若以黄铁矿为原料 4FeS2 11O2 2Fe2O3 8SO2 污染环境 Fe2O3 3CO2Fe 3CO2 冶炼金属选择矿石要考虑的因素 矿石的纯度 矿石的金属含量 对环境的污染 矿石在本地区的储量 2 根据冶铁原理进行化学方程式计算 由于化学方程式所表达的都是纯净物发生化学变化时的相互关系 各化学式所规定的 化学量 反映的是纯净物之间的质量关系 而实际炼铁中所用的矿石是不纯的 炼出的生 铁也是不纯的 因此进行有关计算时要注意换算 计算公式 要点诠释 1 化学方程式所表达的物质间的质量关系都是参加反应的纯净物间的关系 2 但参与反应或生成的是含杂质的物质时 要换算成纯物质的量 再进行计算 做 题时要重视审题 把握题目中所给的质量分数是纯度还是杂质的质量分数 如用 200t 含杂 质 20 的赤铁矿石用于炼铁 参加反应的纯净物不是 200t 20 而是 200t 1 20 3 各种物质间的关系为 纯物质的质量 不纯物质的质量 纯度 知识点七 金属资源的保护和利用知识点七 金属资源的保护和利用 1 1 铁锈蚀的条件及防锈蚀方法 铁锈蚀的条件及防锈蚀方法 a 做铁生锈条件的探究实验要注意的问题 铁钉必须洁净无锈 只有空气的试管必须 干燥 所需水必须是蒸馏水而且煮沸后迅速冷却 b 铁生锈