太陽每天都是新的，你是否每天都在努力第八單元 金屬和金屬材料考點1 金屬材料1. 金屬材料包括純金屬和合金兩類。金屬屬于金屬材料，但金屬材料不一定是純金屬，也可能是合金。2. 金屬制品是由金屬材料制成的，鐵、銅、鋁及其合金是人類使用最多的金屬材料。考點2 金屬材料的發展史根據歷史的學習，我們可以知道金屬材料的發展過程。商朝，人們開始使用青銅器；春秋時期開始冶鐵；戰國時期開始煉鋼；銅和鐵一直是人類廣泛應用的金屬材料。在100多年前，又開始了鋁的使用，因鋁具有密度小和抗腐蝕等許多優良性能，鋁的產量已超過了銅，位于第二位。考點3 金屬的物理性質1.共性：大多數金屬都具有金屬光澤，密度和硬度較大，熔沸點較高，具有良好的延展性和導電、導熱性，在室溫下除汞為液體，其余金屬均為固體。2.一些金屬的特性：鐵、鋁等大多數金屬都呈銀白色，銅呈紫紅色，金呈黃色；常溫下大多數金屬都是固體，汞卻是液體；各種金屬的導電性、導熱性、密度、熔點、硬度等差異較大；銀的導電性和導熱性最好，鋨的密度最大，鋰的密度最小，鎢的熔點最高，汞的熔點最低，鉻的硬度最大。鐵是目前世界年產量最高的金屬，鈣是人體含量最高的金屬元素，鋁是地殼中含量最高的金屬元素。考點4 物質的性質與物質的用途之間的關系1.物質的性質決定物質的用途，而物質的用途又反映出物質的性質。2.物質的性質很大程度上決定了物質的用途。但這不是唯一的決定因素，在考慮物質的用途時，還需要考慮價格、資源、是否美觀、使用是否便利，以及廢料是否易于回收和對環緊的影響等多種因素。考點5 合金1. 合金：在金屬中加熱熔合某些金屬和非金屬，形成具有金屬特性的物質。注意：（1）合金是金屬與金屬或金屬與非金屬的混合物。 （2）合金的很多性能與組成它們的純金屬不同，使合金更容易適于不同的用途。 （3）日常使用的金屬材料，大多數為合金。 （4）金屬在熔合了其它金屬和非金屬后，不僅組成上發生了變化，其內部組成結構也發生了改變，從而引起性質的變化。即：合金的強度、硬度、和抗腐蝕性能一般比組成它們的純金屬更高，但是熔點會比組成它們的純金屬要低。2.合金的形成條件：其中任一金屬的熔點不能高于另一金屬的沸點（當兩種金屬形成合金時）。3.合金與組成它們的純金屬性質比較。下面是黃銅和銅片，焊錫和錫，鋁合金和鋁線的有關性質比較：性質比較黃銅銅焊錫錫鋁合金鋁光澤與顏色黃色 有光澤紫紅色有光澤深灰色金屬光澤銀白色有光澤銀白色有光澤銀白色有光澤硬度比銅大堅韌硬度大質軟堅硬質軟熔點比銅低較高比錫低較低比鋁低較高4.幾種常見合金 （1）鐵合金：主要包括生鐵和鋼，它們的區別是含碳量不同，生鐵含碳量2%-4.3%，鋼的含碳量為0.03%2%。鋼比生鐵具有更多的優良性能，易于加工，用途更為廣泛。 （2）鋁合金：鋁中加入鎂、銅、鋅等金屬形成合金。廣泛應用于制造飛機、艦艇和載重汽車等，可增加它們的載重量以及提高運行速度，并具有抗海水腐蝕、避磁性等特點。 （3）銅合金：黃銅：銅、鋅的合金； 青銅：銅、錫的合金； 白銅：銅、鎳的合金。（4）鈦和鈦合金：被認為是21世紀的重要金屬材料。 性質：優異的耐腐蝕性，對海水、空氣和若干腐蝕介質都穩定，可塑性好，強度大，有密度小，又稱親生物金屬。 用途：噴氣式發動機、飛機機身、人造衛星外殼、火箭殼體、醫學補形、造紙、人造骨、海水淡化設備、海輪、艦艇的外殼等。考點6 金屬與氧氣的反應金屬條件反應方程式現象Mg常溫下（在空氣中2MgO2 =2MgO銀白色鎂條在空氣中表面逐漸變暗，生成白色固體。點燃時（在空氣中或在氧氣中）點燃2MgO2 =2MgO劇烈燃燒，發出耀眼的白光，生成一種白色固體。Al常溫下（在空氣中）4Al+3O2 =2Al2O3銀白色的表面逐漸變暗，生成一層致密的氧化鋁薄膜。點燃時（在氧氣中）點燃4Al+3O2 =2Al2O3劇烈燃燒，放出大量的熱和耀眼的白光，生成白色固體。Fe常溫下，干燥的空氣常溫下，在潮濕的空氣中鐵與空氣中的氧氣和水共同作用下會生成暗紅色疏松的物質鐵銹（Fe2O3H2O）在氧氣中點燃點燃3Fe2O2 =Fe3O4 劇烈燃燒，火星四射，放出大量的熱，生成一種黑色固體。Cu常溫下，干燥的空氣加熱時2CuO2 =2CuO銅絲表面逐漸變為黑色在潮濕的空氣中2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2(OH)2CO3銅表面生成一層綠色物質Au、Ag即使在高溫下也不與氧氣反應“真金不怕火煉”。結論：大多數金屬都能與氧氣反應，但反應的難易和劇烈程度不同。Mg、Al等在常溫下就能與氧氣反應；Fe、Cu等在常溫下幾乎不能單獨與氧氣反應，但在點燃或加熱的情況下可以發生反應；Au、Ag等在高溫時也不與氧氣反應。考點7 金屬與酸的反應金屬現象反應的化學方程式稀鹽酸稀硫酸稀鹽酸稀硫酸鎂劇烈反應，產生大量氣泡，溶液仍為無色，試管壁發熱，生成的氣體能夠燃燒并且產生淡藍色火焰。Mg2HCl =MgCl2H2MgH2SO4=MgSO4H2鋅反應比較劇烈，產生大量氣泡，溶液仍為無色，試管壁發熱，生成的氣體能夠燃燒并且產生淡藍色火焰。Zn2HCl =ZnCl2H2ZnH2SO4=ZnSO4H2鐵反應緩慢，有氣泡產生，溶液由無色逐漸變為淺綠色，生成氣體能夠燃燒并且產生淡藍色火焰。Fe2HCl =FeCl2H2FeH2SO4 =FeSO4H2銅無明顯變化結論：Mg、Zn、Fe的金屬活動性比銅強，它們能置換出稀硫酸或稀鹽酸中的氫。考點8 金屬與化合物溶液的反應實驗操作現象反應的化學方程式質量變化應用鐵絲浸入硫酸銅溶液中浸入溶液的鐵釘表面覆蓋一層紫紅色的物質，溶液由藍色逐漸變為淺綠色FeCuSO4= CuFeSO4金屬質量增加，溶液質量減少不能用鐵制品放硫酸銅溶液（或農藥波爾多液）鋁絲浸入硫酸銅溶液中浸入溶液的鋁絲表面覆蓋一層紫紅色的物質，溶液由藍色逐漸變為無色2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu金屬質量增加，溶液質量減少銅絲浸入硝酸銀溶液中浸入溶液的銅絲表面覆蓋一層銀白色的物質，溶液由無色逐漸變為藍色Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag金屬質量增加，溶液質量減少銅絲浸入硫酸鋁溶液中結論：1.以上四種金屬的活動性由強到弱的順序為：AlFeCuAg2.活潑性強的金屬能把活潑性弱的金屬從其化合物溶液中置換出來。注意：1.此類反應一定在溶液中進行，不溶于水的化合物一般不與金屬反應。 2. K、Ca、Na活動性非常強，但不能用它們置換化合物中的金屬，因為它們能同溶液中的水劇烈反應。考點9置換反應：由一種單質與一種化合物反應，生成另一種單質與化合物的反應叫做置換反應。置換： 反應物：兩種（單質與化合物） 生成物: 兩種（單質與化合物） 特點：單質置換單質化合： 反應物：兩種或者兩種以上（單質與單質、單質與化合物、化合物與化合物） 生成物：一種（化合物） 特點：多變一分解： 反應物：一種（化合物）生成物：兩種或者兩種以上（單質與單質、單質與化合物、化合物與化合物） 特點：一變多考點10 金屬活動性順序 人們通過大量的實驗驗證得到常見金屬的活動性順序： K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag Pt Au 金屬活動性：由強到弱應用：1. 在金屬活動性順序里，金屬的位置越靠前，它的活動性越強。2. 在金屬活動性順序里，位于氫前面的金屬能置換出鹽酸、稀硫酸中的氫。3.在金屬活動性順序里，位于前面的金屬能把位于后面的金屬從它們化合物的溶液里置換出來（K、Ca、Na除外）。考點11 礦石1. 金屬資源的存在方式：地球上的金屬資源廣泛存在于地殼和海洋中，大多數金屬化合物性質較活潑，所以它們以化合物的形式存在；只有少數金屬化學性質很不活潑，如金等以單質形式存在。2. 礦石：工業上把能提煉金屬的礦物叫礦石。3. 常見礦石名稱與其主要成分：名稱主要成分名稱主要成分赤鐵礦Fe2O3鋁土礦Al2O3黃鐵礦FeS2黃銅礦CuFeS2菱鐵礦FeCO3輝銅礦Cu2S磁鐵礦Fe3O4考點12 鋼鐵生產的發展 鋼鐵的生產和使用是人類文明和社會進步的一個重要標志。在古代和中世紀的一段很長的歷史時期內，我國的鋼鐵生產技術一直處于世界領先地位。早在春秋戰國時期，我國勞動人們就開始了生產和使用鐵器；從公元1世紀起，鐵便成了我國最主要的金屬；新中國成立后，我國的鋼鐵工業得到了飛速發展，1949年我國的鋼鐵產量只有15萬噸，居世界第26位，1996年，我國的鋼產量超過1億噸，躍居世界首位。考點13 一氧化碳還原氧化鐵(1)儀器：鐵架臺（2個）、硬質玻璃管、單孔橡皮賽（2個）、酒精燈、試管、酒精噴燈、雙孔橡皮賽、導氣管。(2)藥品：氧化鐵粉末、澄清石灰水、一氧化碳氣體（3）裝置圖： （4）步驟：檢驗裝置的氣密性；裝入藥品并固定；向玻璃管內通入一氧化碳氣體；給氧化鐵加熱；停止加熱；停止通入一氧化碳。（5）現象：紅色粉末逐漸變成黑色，澄清石灰水變渾濁，尾氣燃燒產生藍色火焰。 高溫 點燃 （6）化學方程式：3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2 2CO+O2=2CO2Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O（7）注意事項：與CO還原氧化銅的實驗操作順序一樣，即先通入CO再加熱，實驗完畢，停止加熱，繼續通入CO至試管冷卻。（8）尾氣處理：因CO有毒，不能隨意排放在空氣中，處理的原則是將CO燃燒掉轉化為無毒的CO2或收集備用。考點14 工業煉鐵（1）原理：在高溫下，利用焦炭與氧氣反應生成的還原劑（CO）將鐵從鐵礦石里還原出來。（2）原料：鐵礦石、焦炭、石灰石和空氣 （3）主要設備：高爐（4）冶煉過程中發生的化學反應：點燃 點燃 高溫 C+O2=CO2 2CO+O2=2CO2 3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2高溫 高溫CaCO3=CaO+CO2 CaO+SiO2=CaSiO3注意：石灰石的主要作用是將礦石中的二氧化硅轉變為爐渣。考點15 含雜質化學反應的計算1. 純凈物與含雜質物質的換算關系： X純物質質量分數含雜質物質的質量 純凈物質的質量 純物質質量分數 純凈物質量物質純度= 100% = 1-雜質的質量分數 混合物質量2.含雜質物質的化學方程式的計算步驟：（1）將含雜質的物質質量換算成純凈物的質量。（2）將純凈物質質量代入化學方程式進行計算。（3）將計算得到的純凈物質量換算成含雜質物質的質量。考點16 金屬的銹蝕和保護1.鐵的銹蝕