autumn 课题1金属的性质和利用
一.金属材料
1.金属材料包括
纯金属
和
合金
。
2.金属材料发展史：Cu、Fe、Al及其合金。
注： Al与Fe相比的优点：
密度小、耐腐蚀
。
3.金属的的物理性质：
（1）有金属光泽。常温下一般为固态（汞为液态）
（2）大多数呈银白色（铜为紫红色，金为黄色）
（3）有良好的导热性、导电性、延展性
二.合金
1.合金：在金属中加热
熔合
某些金属或非金属而形成的具有金属特性的
混合物
。
2.
合金是混合物，而不是化合物
。形成过程没有发生化学变化
不一定全部由金属组成，也可以由金属与非金属组成，例如生铁就是铁与碳的合金
合金中至少含一种金属。
3.合金的特性：
比形成合金的金属硬度大、强度高、更耐腐蚀
。
但熔点比形成合金的金属
熔点低
。
三．金属之最
（1）铝：地壳中含量最多的金属元素。
（2）钙：人体中含量最多的金属元素
（3）铁：目前世界年产量最多的金属（铁>铝>铜）
（4）银：导电、导热性最好的金属（银>铜>金>铝>铁）（银做保温瓶内胆、铜做导线）
（5）铬：硬度最高的金属
（6）钨：熔点最高的金属 （灯泡的灯丝是“钨”）
（7）汞：熔点最低的金属（ 体温计的水银是“汞”）
（8）锇：密度最大的金属
（9）锂 ：密度最小的金属
四．使用金属材料的考虑因素
除了考虑
用途
，还要考虑
价格
、
资源
、是否
美观
、是否
便利
，废料是否
易回收
和对环境的影响等因素
思考1：用来铸造硬币的金属材料需要具有什么性质？
资源丰富、无毒轻便、耐磨耐腐蚀、美观、易加工
思考2：
银的导电性比铜好，但电线一般用铜制而不用银制？
铜的密度比银的密度小，价格比银低很多，资源比银丰富得多。
五．常见合金
（1）铁合金 ：
生铁
和
钢
，
含碳量不同
。钢的含碳量（0.03%～2%），生铁的含碳量（2%～4.3%）
（2）钛合金：称为亲生物金属。
用途：喷气式发动机、人造卫星外壳、火箭壳体、
人造骨
、海水淡化设备等
（3）铝合金：
密度小
、
强度高
。如防锈铝合金、硬铝合金、高强度铝合金等
用途： 制造飞机、舰艇和载重汽车
（4）铜合金：黄铜（铜锌合金）、青铜（铜锡合金）和白铜（铜镍合金）等
注：鉴别黄铜和黄金的方法：
取样品放入稀盐酸或稀硫酸中，若有气泡产生，则为黄铜，反之为黄金
。
（反应原理
：Zn+2HCl==ZnCl
2
+ H
2
↑或
Zn+H
2
SO
4
==ZnSO
4
+ H
2
↑）
课题2 金属的化学性质
一.金属的化学性质
1. Mg与Al常温下就能与O
2
反应。
2.Fe与Cu在高温时才与能反应。
3.Au、Pt在高温时也不与O2反应。 Au、Pt最不活泼。
结论：Mg、Al比较活泼，Fe与Cu次之，利用该性质可以粗略的判断金属的活泼性
注：Al具有很好的抗腐蚀性的原因：因为Al在空气中与氧气反应生成了致密的氧化膜，阻止里面的金属进一步氧化。
4. 存在
：
金属中除金、银等少数以
单质形式
存在外，其余都以
化合物形式
存在。
二.金属活动性顺序：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag Pt Au
1.由左至右金属活泼性由
强
到
弱
。
2.
金属活动性顺序中位于
_H_
前面的金属才能跟酸发生反应（
K、Ca、Na除外）
3.
排在前面的金属能把位于后面的金属从它们的
盐溶液
中置换出来（
K、Ca、Na除外）
三．.设计实验证明金属活动性顺序的方法：
方法一：利用
金属能否与酸反应
以及
与酸反应的剧烈程度
来证明。
方法二：
利用金属于盐溶液之间的反应
来证明。
◆例1：设计实验证明Fe比Cu活泼。
方法一：将铁片和铜片分别放入相同浓度的盐酸，铁片上有气泡，铜片无。
方法二：将铁片浸入CuSO
4
溶液中，一段时间后，铁片上有红色物质覆盖。
方法三：将铜片浸入 FeSO
4
溶液中，无明显现象。
◆例2：设计实验证明Fe、Cu、Ag活泼活泼性。
方法一：两盐加一金 即
用Cu分别与Fe(NO
3
)
2
、AgNO
3
反应
。
方法二：两金加一盐 即
用Fe、Ag分别与Cu(NO
3
)
2
反应。
注：
Fe与HCl 、H
2
SO
4
、CuSO
4
等发生置换反应时，生成亚铁化合物（即二价铁）。
四．置换反应：由一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质与化合物的反应。
①置换反应：A + BC == B + AC
如：Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
Fe+CuSO
4
=FeSO
4
+Cu
②化合反应：A + B== AB
③分解反应：AB== A + B
④复分解反应：AB + CD == AD+ CB
五．金属的化学性质小结
1.
金属 + 氧气 →金属氧化物
。
① 4Al + 3O
2
点燃
2Al
2
O
3
(注意：不要把Al
2
O
3
写成AlO) 现象：
发出_
耀眼的_
白光，生成
_白色_
固体
② 2Mg+ O
2
点燃
2 MgO
(注意：不要把MgO写成MgO2) 现象：
发出_
耀眼的_
白光，生成
_白色_
固体
③ 3Fe+ 2O
2
点燃
Fe
3
O
4
(注意：不要把Fe
3
O
4
写成Fe
2
O
3
) 现象：激烈燃烧，
火星四射，生成 黒色 固体
④ 2Cu+ O2
Δ
2CuO (注意：不要把
Δ
写成
点燃
) 现象：
红
色固体变
黒
色
2.
金属 + 酸 →盐 + H2↑
（条件：①金属比活泼；②酸为盐酸、稀硫酸）
补充：盐的概念：由金
属离子或铵根
离子与酸根离子组成的化合物，如NaCl、Na
2
SO
4
、
NaNO
3
等。
① Zn+2HCl == ZnCl
2
+ H
2
↑
Zn+ H
2
SO4 == ZnSO
4
+ H
2
↑
现象：金属表面有
气泡
_产生
② Mg+2HCl == MgCl
2
+ H
2
↑
Mg + H
2
SO
4
== MgSO
4
+ H
2
↑
现象：金属表面有
气泡
_产生
③ Fe +2HCl == FeCl2+ H
2
↑
Fe + H
2
SO
4
== FeSO4 + H
2
↑
现象：金属表面有
气泡
_产生，溶液由
无色
变为
浅绿色
④ 2Al +6HCl == 2AlCl3+3H2↑
2Al + 3H
2
SO
4
== Al
2
(SO
4
)
3
+ 3H2↑
现象：金属表面有
气泡
产生
注意:
(1)
相同质量的Mg Al Zn Fe
与
足量的盐酸、稀硫酸
反应。产生H
2
的量：
Al >Mg>Fe> Zn
(2)
相同质量的盐酸、稀硫酸
与
足量的Mg Al Zn Fe
反应。产生H
2
的量：
Al = Mg = Fe = Zn
(3) 以上两种情况下，产生H
2
的速率：
Mg > Al > Zn > Fe
金属与盐酸、稀硫酸能否反应，及反应的剧烈程度，可反映出金属的
活泼性
。
3.
金属 + 盐→新金属 + 新盐
条件：①反应物中的金属比盐中金属活泼；②盐必须溶于水；③K Ca Na除外
① Fe + CuSO
4
== FeSO
4
+ Cu （注意生成物中铁元素显+2价）
现象：
铁丝表面有
红色
固体生成，溶液由蓝色变成浅绿色
② 2Al + 3CuSO
4
== Al
2
(SO
4
)
3
+ 3Cu
现象：
铝丝表面有
红色
固体生成，溶液由
蓝
色变成无色
③ Cu +2AgNO
3
== 2Ag+ Cu(NO
3
)
2
现象：
铜丝表面有
银白色
生成，溶液由
无色变成
蓝
色
注意：① 多种金属与同一化合物反应时，最活泼的金属先反应。如：Fe、Cu混合物同时放入AgNO
3
溶液中，Fe先反应。
② 同一金属与多种盐反应时，先置换出最不活泼的金属。如：Fe与AgNO
3
和Cu(NO
3
)
2
的混合液作用时，先置换出Ag（
“先远”“后近”
）
课题3金属矿物 铁的冶炼
一．金属矿物
1.常见的铁矿石：
磁铁矿（主要成分是Fe
3
O
4
）、赤铁矿（主要成分是Fe
2
O
3
） 赤铜矿（主要成分是Cu
2
O ）
孔雀石（主要成分是Cu
2
（OH）
2
CO
3
）菱铁矿（主要成分为FeCO
3
）、黄铁矿（主要成分是FeS
2
）
二．高炉炼铁(工业）
（1）工业炼铁的原料：
铁矿石
、
焦炭
、
石灰石
和空气。设备是
高炉
。
（2）写出炼铁高炉内炼赤铁矿的主要化学方程式
①C+O
2
点燃
CO
2
②CO
2
+C
高温
2CO
③Fe
2
O
3
+3CO
高温
2Fe+3CO2
焦炭：主要作用是提供热量和产生还原剂CO；
石灰石：主要作用是造渣，除去铁矿石中SiO
2
等杂质
三
.实验室用CO还原氧化铁的实验：
（1）实验现象：
红色粉末变为黑色、石灰水变浑浊、尾气燃烧产生蓝色火焰
（2）反应的化学方程式：
3CO + Fe
2
O
3
高温
2Fe +3CO
2
CO
2
+ Ca(OH)
2
= CaCO
3
↓+ H
2
O
2CO + O
2
点燃
2CO
2
（3）实验中应先进行的步骤是：
先通CO
，目的是
排除管内的空气（
防加热时爆炸），
结束后先停加热，再停止通CO（防止生成的铁被氧化）
（4）澄清石灰水的目的是
吸收CO
2
；
（5）放置最后一个酒精灯的目的是：
除去多余的CO，防止CO污染空气
。
（6）尾气常见处理：收集、点燃、循环利用
课题4 金属防护和废金属回收
1.金属的腐蚀和防护
①铁生锈的条件是：铁与O
2
、水同时接触。
铁锈（混合物）
的主要成分是氧化铁Fe2O3,红棕色
②铜生铜绿的条件：铜与O
2
、水、CO
2
同时接触。铜绿的化学式：Cu
2
(OH)
2
CO
3
）
在有
酸性和盐
条件下会加快生锈速率；
③ 铁锈很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气反应，因此铁制品可以全部被锈蚀。
④而铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化，因此，铝具有很好的抗腐蚀性能。
2. 防止铁生锈的措施：
① 保持铁制品表面洁净、干燥。
② 在铁制品表面覆盖保护层. 如:涂油或刷漆、镀一层不易锈蚀的金属。
③ 改变结构。 如：将铁制成不锈钢。
3.除锈的方法
(1)铁锈能与稀酸(稀盐酸，稀硫酸)反应生成可溶性的物质
(2)现象：铁锈逐渐消失，溶液由无色变成棕黄色
4.金属资源保护：
① 防止金属的腐蚀。 ② 回收就利用废旧金属。 ③ 合理有效的开采矿物 ④ 寻找金属的代用品。
5.废旧金属回收利用的意义：a. 节约金属资源； b. 减少对环境的污染
