专题四　金属　金属矿物（讲解部分）

1、.专 题 四金 属金 属 矿 物知识结构金属材料 金属材料包括纯金属和它们的合金ïï金属的共性 常温下金属大多数呈固态 汞呈液态 俗称 水银 呈银白色 铜呈红色 金呈黄色 具有优良的 导电 性ï导热性和延展性ïï金属之最 铝 是地壳中含量最多的金属元素 钙是人体中含量最多的金属元素 铁 是目前世界年产量最多的金属ï银是导电 导热性最好的金属 铬是硬度最大的金属 钨是熔点最高的金属 汞是熔点最低的金属 锇是密度最大金 ï的金属 锂是密度最小的金属 属 ï和 ï定义 由一种 金属 跟其他一种或几种金属或非金属

2、一起熔合而成的具有金属特性的物质 合金是混合物ï金 í合 ï特性 合金的 熔点 比各成分低 硬度 比各成分大 抗腐蚀性能更好属 ï í材 ï金 ï常见的合金 生铁和钢都是铁的合金 区别是 含碳量 不同 生铁含碳 钢含碳 黄铜是铜锌合金y料 ï îï青铜是铜锡合金 钛和钛合金被认为是 世纪的重要金属材料ï金属的化学性质 金属的化学性质越活泼 就越容易与氧气反应 铝比较耐腐蚀的原因是 在外表形成了一层致密的氧化膜ï真金不怕火炼 说明 金的化学性质不活泼 稳定ïï

3、;高温ï金属资源的 利用和保护生铁的冶炼 冶炼生铁的原料有铁矿石 焦炭 石灰石和空气 反响原理为 铁生锈的条件 铁与 氧气 空气 和水同时接触时容易生锈保护金属资源的途径 合理开采矿物 防止 金属锈蚀 回收利用金属 寻找 金属替代品考点清单考点一 金属材料概念 由一种金属与其他一种或几种金属或非金属ï考点二 金属的化学性质 金属的化学性质ï熔合而成的具有金属特性的混合物ìï铁与ì点燃ï物质类别 混合物ï氧气ï铁在纯氧中燃烧ïïí铁在潮湿空气中生锈 铁锈的主要成ï通性

4、 具有金属的物理共性ï的反ïï合金 í特性和组分相比 硬度增大 熔点降低与氧气反应 í应ïî分为氧化铁 化学式为ï很多合金耐腐蚀 强度大 有强磁性等 ï ïïï不锈钢 主要由铁 铬 镍熔合而成 制炊具等 ïï ïîï常 ï硬铝 主要由铝 铜 镁 硅熔合而成 制门窗框架ï见 ï焊锡 锡铅合金 焊接金属的 í合 ï黄铜 铜锌合金 制乐器金 ï钛合金 强度高 耐腐蚀 耐热性

5、和生物相容性好ïî广泛用于航空工业 医用金属材料等领域非金属单质 金属氧化物 金属 非金属氧化物 活泼金属 酸 稀盐酸 稀硫酸盐 氢气金属 盐 新金属 新盐说明 铝的抗腐蚀性好 是因为铝在空气中与氧气反应 其表 面生成一层致密的氧化铝薄膜 从而阻止铝被进一步氧化 其反应 的化学方程式为 金属活动性顺序的应用金属活动性逐渐减弱设计实验验证金属的活动性比较三种金属的活动性 通常采用以下 种方法 取位于中专题四 金属 金属矿物间的金属与两边金属的盐溶液反应 取位于中间的金属的盐溶液与两边金属反应 以金属与稀盐酸或稀硫酸反响的剧烈程度进展 铁的锈蚀条件及防锈的方法ì铁的锈

6、蚀条件 铁与氧气和水 或水蒸气 等接触ï比较如验证 金 属 活 动 性 的 方 法 有 三 种例 广西南宁， 分 填写实验报告 实验目的 探究铜 铝 银的金属活动性顺序 实验过程实验内容实验现象解释或化学方程式将一根用砂纸打磨 干 净 的 铝 线 浸 入 硫酸铜溶液中铝线 表 面 有 色物质生 成 溶 液 颜 色变浅用砂纸 打 磨 铝 线 的 目的是 将一根用砂纸打磨 干 净 的 铜 线 浸 入 溶液中铜 线 表 面 有 银 白 色物质生成 溶 液 由 无 色变成蓝色化 学 方 程 式 实验结论 铜 铝 银的金属活动性顺序由强到弱为 解析 铝的化 学 性 质 活 泼 在 常 温 下

7、即 可 与 氧 气 反 应 生 成一层致密的氧化铝薄膜 打磨后 铝才能和 溶液反响置 换出红色的铜 要证明铜比银活泼 用 和 溶液反应 即 可 反响的化学方程式为答案 实验过程实验内容实验现象解释或化学方程式红除去铝线外表的氧化膜硝酸银 或合理即可实验结论考点三 金属资源的利用和保护 铁的冶炼实验原料 铁矿石 赤铁矿 磁铁矿 菱铁矿等 焦炭 石灰石ïï空气ï高温ï原理ï高温ïíìï铁制品隔绝空气 如 涂上一层保护膜ï 刷油漆 涂凡士林 烤蓝等î防锈的方法 ï 制品隔绝水 如

8、外表保持枯燥等í铁ï改变铁制品的内部结构 制成合金 如 制成ï î不锈钢等 有关含杂质物质的计算化学方程式的计 算 是 依 据 纯 净 物 的 质 量 进 行 的 因 此 在 进展含杂质物质的 计 算 时 要 先 把 含 杂 质 物 质 的 质 量 换 算 成 纯 净物的质量 再将 纯 净 物 的 质 量 代 入 化 学 方 程 式 中 计 算 纯 净 物质量和含杂质物质质量的换算公式纯洁物的质量 含杂质物质的质量 纯洁物在含杂质物质中的质量分数例 山西， 分 科学精神与 社 会 责 任 是 化 学 学科素养更高层 面 的 价 值 追 求 在 一 次 实

9、 践 活 动 中 小 红 和 同 学们一起参观了某钢铁公司 大家对矿石选取 冶铁和炼钢的工 艺流程 如图 生铁和钢的区别等 有了全新的认识用赤铁矿石冶铁的反响原理是 用化学方程式表示分析工 艺 流 程 三 脱 装 置 中 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 是 写一个 向精炼 炉 中 吹 入 氩 气 使 钢 水 循 环 流 动 各 成 分 均 匀 混合 相当于化学实验中 的作用 填一种仪器的名称 在钢水铸件机中 高温钢加工成 钢 制 零 件 时 充 入 氮 气的作用是 解析 赤铁 矿 的 主 要 成 分 氧 化 铁 与 一 氧 化 碳 在 高 温高温条件下反响生成铁和二氧化碳 化学方程 式

10、 为三脱 装 置 中 硫 磷 硅 都 能 与 氧 气 反 应 反 应 的ï现象 假设用氧化铁 那么红棕色粉末变成黑色 澄清石í灰水变浑浊 尾气燃烧火焰呈蓝色ï点燃 点燃化学方程式 分 别 为高温精炼炉中吹氩气的目的是使钢水循环流动 各成ï步骤 先通 后加热 反响完毕后 先停顿加热ï直到装置冷却后再停顿通ïï ïï分均匀混合 化学实验中用玻璃棒搅拌也起类似的作用 高 温条件下铁能与氧气反应 在加工过程中充入氮气做保护气 可 隔绝氧气 防止铁与氧气反应î实验装置答案 高温点燃 点燃 高温或此题的反响

11、条件写成 加热 高温 点燃 都得分 未写反响条件扣 分 玻璃棒做保护气 或隔绝氧气 合理即可一、影响金属与酸反响速率的因素易混易错价都为 价 参加反响的金属是等质量的 酸是足量的 这三个 条件时 金属的相对原子质量越小 生成的氢气越多 故等 质 量 的铁和锌与足量的 稀 硫 酸 反 应 生 成 氢 气 的 质 量 铁 比 锌 大 故 项正确答案 二、金属与酸、盐的反响规律及反响后溶液质量的变化例 山 东 枣 庄， 分 向 等 质 量 的 锌 粉 和 铁 粉 中分别参加足量稀硫酸 以下图像描绘正确的是解析 图像中 折 点 越 靠 前 表 示 反 应 速 率 越 快 金 属 活 动 性越强 反响速

12、率越快 所以锌与稀硫酸反响的速率比铁 快 故 项错误 图像中程度线的高低表示生成氢气质量的大小 水平 线越高表示生成的氢气越多 当满足 金属元素在反响后的化合方法 金属 与 盐 的 混 合 溶 液 反 应 后 滤 渣、滤 液 成 分的判断方法例 将铁粉不断参加硝酸铜 硝酸银 硝酸锌的混合溶液中 由于锌比铁活泼 根据金属与盐的反响规律 铁不与硝酸锌发生 反应 因此滤液中一定含有硝酸锌 滤渣中一定不含金属 锌 根 据 优先反应 规 律 远 距 离 先 置 换 无 论 铁 的 量 多 与 少 铁 首 先与硝酸银溶液发生反应 硝酸银反响完后 假设铁粉有剩 余 铁 才与硝酸铜 发 生 反 应 最 终 剩

13、 余 物 的 成 分 与 加 入 铁 粉 的 量 有 关 详细分析如下铁粉的量 持续参加滤渣成分滤液成分 金属阳离子例 山 东 济 南， 分 将 一 定 质 量 的 铁 粉 加 至 和 的混合溶液中 充分 反 应 后 过 滤 得 到 滤液 和滤渣 以下有关说法中 不合理的是滤液 中一定存在滤渣 的质量一定小于参加铁粉的质量 滤渣 中一定没有单质镁滤液 中至少含有两种金属阳离子解析 在金属活动 性 顺 序 中 金 属 的 活 动 性 镁 铁 铜 且镁 铁排在氢的前边 因此将铁粉加至 和的混合溶液中 铁与硫酸 硫酸铜会发生置换反应 故反响后的溶 液中一定含有硫酸亚铁 因此滤液 中一定存在 故 正确 依 据化学方程式 可知 每 份质量的铁参 加反应 同时会生成 份质量的铜 故反响后固体质量增加 但 假设发生反应 该反