專題四　金屬　金屬礦物（講解部分）

1、.專 題 四金 屬金 屬 礦 物知識(shí)結(jié)構(gòu)金屬材料 金屬材料包括純金屬和它們的合金ïï金屬的共性 常溫下金屬大多數(shù)呈固態(tài) 汞呈液態(tài) 俗稱 水銀 呈銀白色 銅呈紅色 金呈黃色 具有優(yōu)良的 導(dǎo)電 性ï導(dǎo)熱性和延展性ïï金屬之最 鋁 是地殼中含量最多的金屬元素 鈣是人體中含量最多的金屬元素 鐵 是目前世界年產(chǎn)量最多的金屬ï銀是導(dǎo)電 導(dǎo)熱性最好的金屬 鉻是硬度最大的金屬 鎢是熔點(diǎn)最高的金屬 汞是熔點(diǎn)最低的金屬 鋨是密度最大金 ï的金屬 鋰是密度最小的金屬 屬 ï和 ï定義 由一種 金屬 跟其他一種或幾種金屬或非金屬

2、一起熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì) 合金是混合物ï金 í合 ï特性 合金的 熔點(diǎn) 比各成分低 硬度 比各成分大 抗腐蝕性能更好屬 ï í材 ï金 ï常見的合金 生鐵和鋼都是鐵的合金 區(qū)別是 含碳量 不同 生鐵含碳 鋼含碳 黃銅是銅鋅合金y料 ï îï青銅是銅錫合金 鈦和鈦合金被認(rèn)為是 世紀(jì)的重要金屬材料ï金屬的化學(xué)性質(zhì) 金屬的化學(xué)性質(zhì)越活潑 就越容易與氧氣反應(yīng) 鋁比較耐腐蝕的原因是 在外表形成了一層致密的氧化膜ï真金不怕火煉 說明 金的化學(xué)性質(zhì)不活潑 穩(wěn)定ïï

3、;高溫ï金屬資源的 利用和保護(hù)生鐵的冶煉 冶煉生鐵的原料有鐵礦石 焦炭 石灰石和空氣 反響原理為 鐵生銹的條件 鐵與 氧氣 空氣 和水同時(shí)接觸時(shí)容易生銹保護(hù)金屬資源的途徑 合理開采礦物 防止 金屬銹蝕 回收利用金屬 尋找 金屬替代品考點(diǎn)清單考點(diǎn)一 金屬材料概念 由一種金屬與其他一種或幾種金屬或非金屬ï考點(diǎn)二 金屬的化學(xué)性質(zhì) 金屬的化學(xué)性質(zhì)ï熔合而成的具有金屬特性的混合物ìï鐵與ì點(diǎn)燃ï物質(zhì)類別 混合物ï氧氣ï鐵在純氧中燃燒ïïí鐵在潮濕空氣中生銹 鐵銹的主要成ï通性

4、 具有金屬的物理共性ï的反ïï合金 í特性和組分相比 硬度增大 熔點(diǎn)降低與氧氣反應(yīng) í應(yīng)ïî分為氧化鐵 化學(xué)式為ï很多合金耐腐蝕 強(qiáng)度大 有強(qiáng)磁性等 ï ïïï不銹鋼 主要由鐵 鉻 鎳熔合而成 制炊具等 ïï ïîï常 ï硬鋁 主要由鋁 銅 鎂 硅熔合而成 制門窗框架ï見 ï焊錫 錫鉛合金 焊接金屬的 í合 ï黃銅 銅鋅合金 制樂器金 ï鈦合金 強(qiáng)度高 耐腐蝕 耐熱性

5、和生物相容性好ïî廣泛用于航空工業(yè) 醫(yī)用金屬材料等領(lǐng)域非金屬單質(zhì) 金屬氧化物 金屬 非金屬氧化物 活潑金屬 酸 稀鹽酸 稀硫酸鹽 氫氣金屬 鹽 新金屬 新鹽說明 鋁的抗腐蝕性好 是因?yàn)殇X在空氣中與氧氣反應(yīng) 其表 面生成一層致密的氧化鋁薄膜 從而阻止鋁被進(jìn)一步氧化 其反應(yīng) 的化學(xué)方程式為 金屬活動(dòng)性順序的應(yīng)用金屬活動(dòng)性逐漸減弱設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證金屬的活動(dòng)性比較三種金屬的活動(dòng)性 通常采用以下 種方法 取位于中專題四 金屬 金屬礦物間的金屬與兩邊金屬的鹽溶液反應(yīng) 取位于中間的金屬的鹽溶液與兩邊金屬反應(yīng) 以金屬與稀鹽酸或稀硫酸反響的劇烈程度進(jìn)展 鐵的銹蝕條件及防銹的方法ì鐵的銹

6、蝕條件 鐵與氧氣和水 或水蒸氣 等接觸ï比較如驗(yàn)證 金 屬 活 動(dòng) 性 的 方 法 有 三 種例 廣西南寧， 分 填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?探究銅 鋁 銀的金屬活動(dòng)性順序 實(shí)驗(yàn)過程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋或化學(xué)方程式將一根用砂紙打磨 干 凈 的 鋁 線 浸 入 硫酸銅溶液中鋁線 表 面 有 色物質(zhì)生 成 溶 液 顏 色變淺用砂紙 打 磨 鋁 線 的 目的是 將一根用砂紙打磨 干 凈 的 銅 線 浸 入 溶液中銅 線 表 面 有 銀 白 色物質(zhì)生成 溶 液 由 無 色變成藍(lán)色化 學(xué) 方 程 式 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 銅 鋁 銀的金屬活動(dòng)性順序由強(qiáng)到弱為 解析 鋁的化 學(xué) 性 質(zhì) 活 潑 在 常 溫 下

7、即 可 與 氧 氣 反 應(yīng) 生 成一層致密的氧化鋁薄膜 打磨后 鋁才能和 溶液反響置 換出紅色的銅 要證明銅比銀活潑 用 和 溶液反應(yīng) 即 可 反響的化學(xué)方程式為答案 實(shí)驗(yàn)過程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象解釋或化學(xué)方程式紅除去鋁線外表的氧化膜硝酸銀 或合理即可實(shí)驗(yàn)結(jié)論考點(diǎn)三 金屬資源的利用和保護(hù) 鐵的冶煉實(shí)驗(yàn)原料 鐵礦石 赤鐵礦 磁鐵礦 菱鐵礦等 焦炭 石灰石ïï空氣ï高溫ï原理ï高溫ïíìï鐵制品隔絕空氣 如 涂上一層保護(hù)膜ï 刷油漆 涂凡士林 烤藍(lán)等î防銹的方法 ï 制品隔絕水 如

8、外表保持枯燥等í鐵ï改變鐵制品的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 制成合金 如 制成ï î不銹鋼等 有關(guān)含雜質(zhì)物質(zhì)的計(jì)算化學(xué)方程式的計(jì) 算 是 依 據(jù) 純 凈 物 的 質(zhì) 量 進(jìn) 行 的 因 此 在 進(jìn)展含雜質(zhì)物質(zhì)的 計(jì) 算 時(shí) 要 先 把 含 雜 質(zhì) 物 質(zhì) 的 質(zhì) 量 換 算 成 純 凈物的質(zhì)量 再將 純 凈 物 的 質(zhì) 量 代 入 化 學(xué) 方 程 式 中 計(jì) 算 純 凈 物質(zhì)量和含雜質(zhì)物質(zhì)質(zhì)量的換算公式純潔物的質(zhì)量 含雜質(zhì)物質(zhì)的質(zhì)量 純潔物在含雜質(zhì)物質(zhì)中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)例 山西， 分 科學(xué)精神與 社 會(huì) 責(zé) 任 是 化 學(xué) 學(xué)科素養(yǎng)更高層 面 的 價(jià) 值 追 求 在 一 次 實(shí)

9、 踐 活 動(dòng) 中 小 紅 和 同 學(xué)們一起參觀了某鋼鐵公司 大家對(duì)礦石選取 冶鐵和煉鋼的工 藝流程 如圖 生鐵和鋼的區(qū)別等 有了全新的認(rèn)識(shí)用赤鐵礦石冶鐵的反響原理是 用化學(xué)方程式表示分析工 藝 流 程 三 脫 裝 置 中 發(fā) 生 反 應(yīng) 的 化 學(xué) 方 程 式 是 寫一個(gè) 向精煉 爐 中 吹 入 氬 氣 使 鋼 水 循 環(huán) 流 動(dòng) 各 成 分 均 勻 混合 相當(dāng)于化學(xué)實(shí)驗(yàn)中 的作用 填一種儀器的名稱 在鋼水鑄件機(jī)中 高溫鋼加工成 鋼 制 零 件 時(shí) 充 入 氮 氣的作用是 解析 赤鐵 礦 的 主 要 成 分 氧 化 鐵 與 一 氧 化 碳 在 高 溫高溫條件下反響生成鐵和二氧化碳 化學(xué)方程 式

10、 為三脫 裝 置 中 硫 磷 硅 都 能 與 氧 氣 反 應(yīng) 反 應(yīng) 的ï現(xiàn)象 假設(shè)用氧化鐵 那么紅棕色粉末變成黑色 澄清石í灰水變渾濁 尾氣燃燒火焰呈藍(lán)色ï點(diǎn)燃 點(diǎn)燃化學(xué)方程式 分 別 為高溫精煉爐中吹氬氣的目的是使鋼水循環(huán)流動(dòng) 各成ï步驟 先通 后加熱 反響完畢后 先停頓加熱ï直到裝置冷卻后再停頓通ïï ïï分均勻混合 化學(xué)實(shí)驗(yàn)中用玻璃棒攪拌也起類似的作用 高 溫條件下鐵能與氧氣反應(yīng) 在加工過程中充入氮?dú)庾霰Ｗo(hù)氣 可 隔絕氧氣 防止鐵與氧氣反應(yīng)î實(shí)驗(yàn)裝置答案 高溫點(diǎn)燃 點(diǎn)燃 高溫或此題的反響

11、條件寫成 加熱 高溫 點(diǎn)燃 都得分 未寫反響條件扣 分 玻璃棒做保護(hù)氣 或隔絕氧氣 合理即可一、影響金屬與酸反響速率的因素易混易錯(cuò)價(jià)都為 價(jià) 參加反響的金屬是等質(zhì)量的 酸是足量的 這三個(gè) 條件時(shí) 金屬的相對(duì)原子質(zhì)量越小 生成的氫氣越多 故等 質(zhì) 量 的鐵和鋅與足量的 稀 硫 酸 反 應(yīng) 生 成 氫 氣 的 質(zhì) 量 鐵 比 鋅 大 故 項(xiàng)正確答案 二、金屬與酸、鹽的反響規(guī)律及反響后溶液質(zhì)量的變化例 山 東 棗 莊， 分 向 等 質(zhì) 量 的 鋅 粉 和 鐵 粉 中分別參加足量稀硫酸 以下圖像描繪正確的是解析 圖像中 折 點(diǎn) 越 靠 前 表 示 反 應(yīng) 速 率 越 快 金 屬 活 動(dòng) 性越強(qiáng) 反響速

12、率越快 所以鋅與稀硫酸反響的速率比鐵 快 故 項(xiàng)錯(cuò)誤 圖像中程度線的高低表示生成氫氣質(zhì)量的大小 水平 線越高表示生成的氫氣越多 當(dāng)滿足 金屬元素在反響后的化合方法 金屬 與 鹽 的 混 合 溶 液 反 應(yīng) 后 濾 渣、濾 液 成 分的判斷方法例 將鐵粉不斷參加硝酸銅 硝酸銀 硝酸鋅的混合溶液中 由于鋅比鐵活潑 根據(jù)金屬與鹽的反響規(guī)律 鐵不與硝酸鋅發(fā)生 反應(yīng) 因此濾液中一定含有硝酸鋅 濾渣中一定不含金屬 鋅 根 據(jù) 優(yōu)先反應(yīng) 規(guī) 律 遠(yuǎn) 距 離 先 置 換 無 論 鐵 的 量 多 與 少 鐵 首 先與硝酸銀溶液發(fā)生反應(yīng) 硝酸銀反響完后 假設(shè)鐵粉有剩 余 鐵 才與硝酸銅 發(fā) 生 反 應(yīng) 最 終 剩

13、 余 物 的 成 分 與 加 入 鐵 粉 的 量 有 關(guān) 詳細(xì)分析如下鐵粉的量 持續(xù)參加濾渣成分濾液成分 金屬陽離子例 山 東 濟(jì) 南， 分 將 一 定 質(zhì) 量 的 鐵 粉 加 至 和 的混合溶液中 充分 反 應(yīng) 后 過 濾 得 到 濾液 和濾渣 以下有關(guān)說法中 不合理的是濾液 中一定存在濾渣 的質(zhì)量一定小于參加鐵粉的質(zhì)量 濾渣 中一定沒有單質(zhì)鎂濾液 中至少含有兩種金屬陽離子解析 在金屬活動(dòng) 性 順 序 中 金 屬 的 活 動(dòng) 性 鎂 鐵 銅 且鎂 鐵排在氫的前邊 因此將鐵粉加至 和的混合溶液中 鐵與硫酸 硫酸銅會(huì)發(fā)生置換反應(yīng) 故反響后的溶 液中一定含有硫酸亞鐵 因此濾液 中一定存在 故 正確 依 據(jù)化學(xué)方程式 可知 每 份質(zhì)量的鐵參 加反應(yīng) 同時(shí)會(huì)生成 份質(zhì)量的銅 故反響后固體質(zhì)量增加 但 假設(shè)發(fā)生反應(yīng) 該反