化學(xué)導(dǎo)學(xué)案教師版——必修1第3章第3節(jié)用途廣泛的金屬材料

1、.第三節(jié) 用處廣泛的金屬材料一、合常見(jiàn)金屬及合金性質(zhì)1金屬的通性1金屬的物理性質(zhì)：金屬具有共同的物理性質(zhì)金屬光澤、導(dǎo)電性、傳熱性、延展性等。大多數(shù)金屬單質(zhì)呈銀白 色，但銅、金、銫等少數(shù)金屬有特殊顏色。金屬的熔、沸點(diǎn)相差也很大，鈉、鉀、銣、銫 的熔點(diǎn)都低于水的沸點(diǎn)100，而熔點(diǎn)最高的鎢 到達(dá)3 410 。除汞 外，常溫下金屬都是固體。金屬中硬度最大是鉻 Cr。不同的金屬，密度相差較大，其中密度最小的金屬是_鋰_0.534 g·cm3，常見(jiàn)金屬中密度最大的是鉑_ Pt，俗稱白金，21.45 g·cm3。金屬可分成重金屬和輕金屬以單質(zhì)密度4.5 g·cm3為界、有色金屬

2、和黑色金屬冶金工業(yè)中常用，鐵、鉻、錳是黑色金屬、常見(jiàn)金屬和稀有金屬根據(jù)含量等。2金屬的化學(xué)性質(zhì)：金屬原子的最外層電子數(shù)一般少于4 個(gè)，在化學(xué)反響中易失 電子，表現(xiàn)出較強(qiáng)的復(fù)原 性，因此常做復(fù)原 劑，其主要表現(xiàn)為：易與O2、Cl2、Br2等非金屬反響；部分活潑金屬能與H2O 反響；大多數(shù)能與酸 反響；一般能與鹽 溶液發(fā)生反響。2合金概念：兩種或兩種以上的金屬或金屬與非金屬熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì) 。性質(zhì)特點(diǎn)：合金的物理性質(zhì)各成分金屬不同 。化學(xué)性質(zhì)與各成分金屬一樣 。具有金屬特性，屬于混合 混合、純潔物。合金的硬度：一般比它的各成分金屬的大 ，多數(shù)合金的熔點(diǎn)：一般比它的各成分金屬的低 。二、

3、金屬的冶煉方法1金屬在自然界中存在的形態(tài)：除了金 、鉑等極少數(shù)金屬外，絕大多數(shù)金屬以化合物 的形式存在于自然界中。在這些金屬化合物中，金屬元素都顯正 化合價(jià)。2金屬冶煉的本質(zhì)：使金屬化合物中的金屬離子得電子被復(fù)原 生成金屬單質(zhì)的過(guò)程，Mnne=M。3金屬冶煉的一般步驟：富集 含除雜冶煉 精煉 含提純4金屬冶煉的方法：由于金屬的化學(xué)活動(dòng)性不同，因此需采用不同的冶煉方法。活潑金屬，如K、Ca、Na、Mg、Al等，用電解熔融化合物 法。Mg：MgCl2熔融 Mg+Cl2； Al： 2 Al2O3熔融 4Al+3O2 。冶Mg等多數(shù)金屬用氯化物，但冶Al用Al2O3。原因是 氯化鋁為共價(jià)化合物，熔融時(shí)

4、不導(dǎo)電 。中等活潑金屬，如Zn、Fe、Cu等，用熱復(fù)原 法，復(fù)原劑多用CO、Al、C、H2等。H2復(fù)原WO3：WO3+3H2 W+3H2O 。Al復(fù)原Cr2O3鋁熱反響：Cr2O3+2Al 2Cr+Al2O3 。CO復(fù)原Fe2O3：Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 。不活潑金屬，如Hg、Ag等，用 熱分解法 法。HgOHg：2HgO2Hg+O2 ，2 Ag2OAg：Ag2O4Ag+O2 。極不活潑金屬，如Pt、Au等，用 富集法 法。5.鋁熱反響知識(shí)1原理：高溫下，鋁將金屬氧化物中的金屬?gòu)?fù)原出來(lái)。2實(shí)驗(yàn)裝置：如下圖。氯酸鉀作用供氧，與鎂共同產(chǎn)生高溫 。鎂條作用燃燒產(chǎn)生的高溫 。3實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象鎂

5、條劇烈燃燒 ，并發(fā)出耀眼的強(qiáng)光 。氧化鐵粉末和鋁粉劇烈反響，紙漏斗被燒穿，有熔融物落入沙中 。待熔融物冷卻后，除去外層熔渣，仔細(xì)觀察，可以發(fā)現(xiàn)落下的是鐵 。4鋁熱反響的應(yīng)用由于該反響放熱，鋁在高溫下復(fù)原出金屬，常用這一原理冶煉熔點(diǎn)較高 的金屬，如鉻、錳等。該反響原理可以應(yīng)用在消費(fèi)上，如焊接鋼軌 等。5鋁熱劑：鋁粉與活潑性排在鋁后面 的金屬氧化物的混合物。規(guī)律總結(jié)一、常見(jiàn)金屬的主要化學(xué)性質(zhì)總結(jié)：以金屬活動(dòng)順序表K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au為參考1性質(zhì)變化規(guī)律：元素的金屬性逐漸減弱 ，單質(zhì)失電子才能由易到難 ，復(fù)原性由強(qiáng)到弱 。元素的陽(yáng)離子得

6、電子才能由難到易 ，氧化性由弱到強(qiáng) 。2與水反響：1K、Ca、Na與冷水劇烈 反響；生成堿和氫氣 。2Mg與沸水反響；生成堿 和氫氣。3Al、Zn、Fe、Sn、Pb與高溫水蒸氣反響；生成氧化物 和H2。4Cu、Hg、Ag、Pt、Au不能與水反響。3與酸反響： 1 K、Ca、Na與酸劇烈反響，極易發(fā)生爆炸。2 Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb與非氧化性酸能反響放H2，但劇烈程度逐漸減緩。3 Cu、Hg、Ag不能與非氧化性酸反響，與氧化性酸反響但不放H2 。4Pt、Au不能與酸反響，只溶于王水。4與氧氣反響：1 K、Ca、Na 常溫能快速氧化。2 Mg、Al常溫生成膜，阻止反響繼續(xù)進(jìn)展。3 Zn

7、、Fe、Sn、Pb 、Cu 加熱能被氧化。4 Hg、Ag加熱能被氧化，但較困難，產(chǎn)物同時(shí)分解。5 Pt、Au不能與氧氣反響。5與鹽溶液反響1 K、Ca、Na先與水生成堿 ，堿再與鹽發(fā)生復(fù)分解反響。2 Mg、Al除置換出金屬外，還會(huì)有H2產(chǎn)生。3 Zn、Fe、Sn、Pb 、Cu、Hg、Ag均是排在前面的金屬可將后面的金屬?gòu)钠潲}溶液中置換出來(lái)。6氧化物與水作用1 K、Ca、Na 、Mg形成的氧化物均跟水生成堿。2 Al、Zn、Fe、Sn、Pb 、Cu、Hg、Ag 形成的氧化物不溶于水，也不跟水反響。7堿的強(qiáng)弱和穩(wěn)定性1 K、Ca、Na形成的堿是強(qiáng)堿、不易分解。2 Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb 、Cu、Hg、Ag 形成的堿都是弱堿，逐漸易分解。二、判斷金屬活動(dòng)性的方法1金屬與水或酸反響的劇烈程度，反響越劇烈，該金屬越活潑 。2金屬對(duì)應(yīng)的最高價(jià)氧化物的水化物的堿性強(qiáng)弱，堿性越強(qiáng)，該金屬越活潑 。3一種金屬能從另一種金屬的鹽溶液中將其置換