第六章金属复习

1、第六章 金 属6.1 金属材料的物理特性1.金属材料：金属材料包括纯金属以及它们的合金。2.金属的物理性质：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、能够弯曲、硬度较大、密度较大。3.金属之最：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。4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：如铜、锌

2、、铅等轻金属：如钠、镁、铝等.金属的分类5. 金属的应用物质的性质在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境的影响等多种因素。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6.合金：由两种或两种以上的金属或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

3、点低。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钢黄铜青铜成分含碳量2%4.3%含碳量0.03%2%铜锌合金铜锡合金铅锡合金钛镍合金备注不锈钢是含铬、镍的钢，具有抗锈蚀性能。生铁较脆，钢铁具有韧性。生铁常制成暖气片。紫铜是纯铜熔点低见下具有形状记忆效应钛和钛合金：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。练习：1广泛用于制造日常生活用品，且地壳中含量最多的金属元素是（ ） A铝 B镁 C硅 D铁2湘潭素有“酱油王国”

4、之称，早在1915年，湘潭龙牌酱油就获得“巴拿马国际博览会金奖”。铁可预防缺铁性贫血，通过往龙牌酱油中加铁是一种补铁的有效途径，这里所说的铁是指（ ）A. 分子 B. 元素 C. 原子 D. 单质3钛和钛合金，在许多领域被广泛的应用，被称为21世纪的金属。钛铁矿的主要成分为FeTiO3，已知其中Fe元素为2价，O元素为2价，那么FeTiO3中钛(Ti)元素的化合价为（ ）A. 4 B. 3 C. 2 D. 14.人类的生产和生活中离不开金属材料。通常所说的“金属材料”，既包括纯金属，也包括各种合金。下列金属材料不属于合金的是( )A青铜 B紫铜 C生铁 D焊锡5生铁和钢的主要区别是()A是否为

5、纯净物B含碳量不同C机械强度不同D铸造性不同6.2 金属的化学性质一、金属的化学性质：1.金属与氧气的反应：实验现象解释或化学方程式镁与氧气反应常温下：跟空气中的氧气反应，生成很薄的氧化膜。2MgO22MgO在空气中点燃：发出耀眼白光，放出大量的热，生成白色固体。2MgO22MgO铝与氧气反应常温下：跟空气中的氧气反应，生成一层致密的氧化膜。4Al3O22Al2O3在氧气中点燃：发出耀眼白光，放出大量的热，生成白色固体。4Al3O22Al2O3铁与氧气反应在常温下、干燥的环境中，几乎不与氧气反应，但在潮湿的空气中会生锈。在氧气中点燃：剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成一种黑色固体。3Fe+

6、2O2Fe3O4铜与氧气反应在常温下、干燥的环境中，几乎不与氧气反应，但在潮湿的空气中会生锈。在空气中加热：表面由红色变为黑色。2Cu+O22CuO金与氧气反应常温下：无明显现象。在空气或氧气中加热或高温：无明显现象。金不与氧气反应。小结：金属氧气金属氧化物金属活动性：MgAlFeCuAu注意：铝、镁、锌的抗腐蚀性能好的原因：铝、镁、锌在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止内部的金属进一步被氧化。金属与氧气的反应速度、难易程度，与金属的活泼性有关，金属越活泼越容易与氧气反应，反之，金属越不活泼越难与氧气反应。大多数金属能与氧气反应，生成金属氧化物，但银、铂、金等不活泼金属

7、不与氧气反应。2.金属与酸的反应：实验现象解释或化学方程式镁和稀盐酸反应最剧烈反应，固体逐渐溶解，产生大量气泡，放出大量的热。Mg2HCl = MgCl2H2镁和稀硫酸反应MgH2SO4=MgSO4H2 铝和稀盐酸反应剧烈反应，固体逐渐溶解，产生大量气泡，放出大量的热。2Al6HCl=2AlCl33H2铝和稀硫酸反应2Al3H2SO4=Al2(SO4)33H2锌和稀盐酸反应反应比较剧烈，固体逐渐溶解，产生大量气泡，溶液仍为无色。Zn2HCl = ZnCl2H2锌和稀硫酸反应ZnH2SO4 = ZnSO4H2铁和稀盐酸反应反应缓慢，有气泡产生，固体逐渐溶解，溶液由无色逐渐变为浅绿色。Fe2HCl

8、 = FeCl2H2铁和稀硫酸反应FeH2SO4 = FeSO4H2铜和稀盐酸（或稀硫酸）无明显现象。铜不与酸反应。小结：活泼金属酸盐H2金属活动性：MgAlZnFeCu注意：如果有铁参加反应，一定要注意溶液颜色的变化；反应放热，但是只有镁、铝和酸反应时放热现象明显；在金属活动性顺序中，金属的位置越靠前，金属越容易与酸反应，金属的活泼性越强。金属活动性顺序排在氢之前的金属能与盐酸或稀硫酸等酸的反应，反之，金属活动性顺序排在氢之后的金属不能与盐酸或稀硫酸等酸的反应。3.金属与盐溶液的反应：实验现象解释或化学方程式铝与硫酸铜溶液反应铝片表面有红色物质析出，溶液由蓝色变为无色。2Al3CuSO4=A

9、l2(SO4)33Cu铁与硫酸铜溶液反应铁钉表面有红色物质析出，溶液由蓝色变为浅绿色。FeCuSO4=CuFeSO4铜与硝酸银溶液反应铜丝表面有银白色物质析出，溶液由无色变为蓝色。2AgNO3Cu=Cu(NO3)22Ag铜与硝酸汞溶液反应Hg(NO3)2Cu = Cu(NO3)2Hg铜和硫酸铝溶液无明显现象。铜不与硫酸铝溶液反应。小结：金属盐另一金属另一盐金属活动性：AlCu FeCu CuAg CuHg注意：金属活动性顺序里前面的金属能与后面的金属的盐溶液反应，即排在前面的活动性较强的金属，可以把排在后面的活动性较弱的金属从其盐溶液中置换出来；反应物中的盐必须是能溶于水的。二、常见金属在溶液

10、中的活动性顺序：钾 钙 钠 镁 铝 锌 铁 锡 铅 （氢） 铜 汞 银 铂 金K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb （H） Cu Hg Ag Pt Au金属活动性由强到弱应用：在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，它的活动性越强。1. 在金属活动性顺序里，位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸等酸中的氢。2. 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（K、Ca、Na除外）。三、置换反应：1.定义：由一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质与另一种化合物的反应。2.表达式：ABCACB3.特点：“单”换“单”四、“湿法冶金”

11、的反应原理：Fe+CuSO4=Cu+FeSO4五、Fe2+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。六、比较Cu、Fe、Ag三种金属的活动性顺序：方法一、使用铁、银和硫酸铜溶液，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，铁表面没有现象；而银表面会附着一层红色物质，并且溶液会由蓝色逐渐变为无色。方法二、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，铜表面会附着一层白色物质，溶液由无色逐渐变为蓝色。解释：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

12、将排在中间的金属变成盐溶液，或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。练习：1. 将铁片分别放入下列溶液中充分反应，反应后能使铁片质量增重的物质是( )A. H2SO4 B. FeSO4 C. HCl D. CuSO42某金属放入稀硫酸中，不产生气泡，该金属可能是()AMgBAlCZnDAg3. 不法分子常用金光闪闪的“金元宝”（铜锌合金）蒙骗人们。下列鉴别方法中错误的是（ ） A. 加盐酸 B. 测密度 C. 加硝酸银溶液 D. 看颜色4金属X放入CuSO4溶液中有红色物质析出、放入ZnSO4溶液中无现象。则三种金属活动性由强到弱排列的是AZn、X、Cu BCu、X、Zn CZ

13、n、Cu、X DX、Zn、Cu5下列各组金属只用FeSO4溶液就能比较其活动性顺序的是AAl和Zn BZn和Cu CCu和Hg DAg和Hg6.在盛有AgNO3和Cu(NO3)2混合溶液的试管中，加入一定量的锌粉充分反应，试管底部有少量固体存在。过滤，向滤液中加稀盐酸，产生白色沉淀，滤渣是（ ）A. Cu B. Ag C. Zn和Ag D. Zn和Cu7. 把X、Y、Z三种金属片分别加入稀硫酸中，X、Y表面有气泡产生，Z无变化；把X加入Y的硫酸盐溶液中，X表面析出Y则三种金属活动顺序为（）AYXZ BXYZ CZYX DXZY8.学习金属单元后，我们知道Zn、Fe、Cu三种金属的活动性顺序为：

14、Zn>Fe>Cu。为验证这一结论，下面实验设计合理的是（ ）A将Zn、Cu两金属片分别放入稀硫酸中B将Fe、Cu两金属片分别放入稀硫酸中C将Zn、Fe两金属片分别放入CuSO4溶液中D将Zn、Cu两金属片分别放入FeSO4溶液中6.3 金属矿物与冶炼一、常见的矿石：矿石：工业上把能用来提炼金属的矿物叫做矿石。常见的矿石及主要成分：赤铁矿（Fe2O3）、磁铁矿（Fe3O4）、黄铁矿（FeS2）、菱铁矿（FeCO3）、铝土矿（Al2O3）、黄铜矿（CuFeS2）、辉铜矿（Cu2S）等。二、铁的冶炼：实验室一氧化碳还原氧化铁：实验步骤：向硬质玻璃管中装入氧化铁粉末，并固定在铁架台上；通入

15、一氧化碳，等片刻后点燃尖嘴管处酒精灯；用酒精喷灯对着玻璃管放氧化铁处加热；当红棕色粉末已转变成黑色后，停止加热；再通一会儿一氧化碳，直至玻璃管冷却，停止通一氧化碳。实验现象：红色的氧化铁粉末逐渐变成黑色粉末(铁粉)，生成的气体能使澄清的石灰水变浑浊(CO2)。注意事项：先通一氧化碳的目的：排出装置内的空气，以免一氧化碳与空气混合加热时发生爆炸；实验结束后继续通入一氧化碳的目的：防止氧化铁还原成铁后，在较高的温度下重新被氧化；尾气处理：因为一氧化碳有毒，所以尾气中的一氧化碳气体必须经过处理，变成无毒的气体，可点燃使其生成无毒的二氧化碳气体。工业高炉炼铁：设备：高炉原料：铁矿石（赤铁矿或磁铁矿）、

16、焦炭、石灰石、（空气）。反应原理：C+O2CO2、CO2+C2CO、3CO+Fe2O32Fe+3CO2 石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅（SiO2）转变为炉渣（CaSiO3）。产品：生铁（实验室中“炼”出的铁不含碳，而工业生产中炼出的铁含碳）。钢的冶炼: 生铁 氧气、高温 钢（含碳量0.032）练习：炼铁的原理是利用一氧化碳与氧化铁反应，某同学利用该原理设计了一个实验，实验装置见下图：对实验进行分析并回答：   （1）给玻璃管加热的仪器叫酒精喷灯，要用其 _（填“外焰”、“内焰”或“焰心”）进行加热。   （2）实验中玻

17、璃管里氧化铁粉末的颜色变化是_，观察到澄清石灰水的现象是 _。   （3）实验前“通入CO”与“开始加热”的顺序是 _；实验后“停止通入CO”与“停止加热”的顺序是 _。   （4）实验要在装置末端a处燃着一盏酒精灯，其作用是 _。6.4珍惜和保护金属资源植物油干燥剂一、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、洁净无锈的铁钉、棉花和干燥剂氯化钙等。【实验过程】取三根洁净无锈的铁钉，一根放在盛有蒸馏水的试管中，并使铁钉外露一半；一根

18、放在用植物油密封的蒸馏水中；一根放在干燥的空气中，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、水蒸气共同作用的结果。【注意事项】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。铁锈的主要成分是氧化铁。铁锈很疏松，不能阻止里层的铁继续与氧气、水等反应，铁制品可以全部被锈蚀。二、除去铁锈的方法：物理方法：刀刮、砂纸打磨。化学方法：少量、多次地滴加稀盐酸或稀硫酸。三、防止铁制品生锈的方法：1.保持铁制品的洁净、干燥。2.擦干后涂一层保护膜（作用

19、：隔绝空气、防水）。具体方法如下：物理方法刷漆（油漆或银粉）、涂油；化学方法电镀其它金属（铬或锌）、烤蓝。3.制成不锈钢。四、金属资源的保护措施： 防止金属的腐蚀； 回收利用废旧金属； 有计划、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，降低金属的生产成本，减少对环境的污染。练习：1.铁在潮湿的空气里会发生锈蚀，证明氧气一定参加了反应必须要做的实验是（ ）A B C            &

20、#160;     D2.2009年2月12日，我外交部就法国某公司拍卖我国两件重要文物兔首和鼠首(见右图)，发表严正声明：中国对其拥有不可置疑的所有权。目前我国正在积极追讨这两件文物。兔首和鼠首均为青铜器(铜、锡合金)，表面呈绿色，这是铜器长期暴露在空气中生成了铜锈(铜锈俗称铜绿)。为了弄清铜绿的组成和铜生成铜绿的条件，某化学实验小组进行了如下探究：1探究铜绿的组成【查阅资料】 通过查阅资料知道：铜绿受热易分解。【设计与实验】(1)小芳从其它铜器上取下适量的干燥铜绿，按右图所示装置进行实验。在实验过程中，观察到：试管口内有水珠出现，说明了铜绿中含有氢、氧元素；澄清石灰水变浑浊，说明了铜绿中含有_元素。(2)小芳取下少量试管内反应后的剩余物，放入另一支试管中，滴人稀硫酸，充分反应后，溶液变蓝色，说明铜绿中含有_元素。【实验结论】 铜绿是由铜、氢、氧和碳元素组成的。2探究铜生成铜绿的条件【查阅资料】铜绿的化学式是Cu2(OH)2CO3，它受热会分解生成三种氧化物。铜绿分解的化学方程式为_。【猜想与假设】 据铜绿的组成和查阅的资料判断，铜绿可能是铜与氧气及_ 共同作用而形成的。【设计与实验】 借鉴课本“铁钉锈蚀条件的探究”实验，小梁设计了“铜片锈蚀条件的探究”实验，实验如下图所示(所用铜