專(zhuān)題五金屬和金屬礦物

1、專(zhuān)題五金屬和金屬礦物主備人：馮小艷【復(fù)習(xí)目標(biāo)】1、 了解金屬的物理特征，認(rèn)識(shí)常見(jiàn)金屬的主要化學(xué)性質(zhì)，了解防止金屬銹蝕的簡(jiǎn)單方法。2、 知道在金屬中加入其他元素可以改變金屬材料的性能，知道生鐵和鋼等重要的合金。3、 能用金屬活動(dòng)性順序?qū)τ嘘P(guān)的置換反應(yīng)進(jìn)行判斷，并能解釋日常生活中的一些化學(xué)現(xiàn)象。4、 知道一些常見(jiàn)金屬（鐵、鋁等）礦物；知道可用鐵礦石煉鐵。5、 認(rèn)識(shí)金屬材料在生產(chǎn)、生活和社會(huì)發(fā)展中的重要作用；認(rèn)識(shí)廢棄金屬對(duì)環(huán)境的影響和回收金屬的重要性?？键c(diǎn)1金屬材料1 .金屬材料包括純金屬（90多種）和合金（幾千種）兩類(lèi)。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

2、屬材料制成的，鐵、銅、鋁及其合金是人類(lèi)使用最多的金屬材料?？键c(diǎn)2金屬材料的發(fā)展史根據(jù)歷史的學(xué)習(xí)，我們可以知道金屬材料的發(fā)展過(guò)程。商朝，人們開(kāi)始使用青銅器；春秋時(shí)期開(kāi)始冶鐵；戰(zhàn)國(guó)時(shí)期開(kāi)始煉鋼；銅和鐵一直是人類(lèi)廣泛應(yīng)用的金屬材料。在100多年前，又開(kāi)始了鋁的使用，因鋁具有密度小和抗腐蝕等許多優(yōu)良性能，鋁的產(chǎn)量已超過(guò)了銅，位于第二位。金屬分類(lèi)：重金屬：如銅、鋅、鉛等輕金屬：如鈉、鎂、鋁等；黑色金屬：通常指鐵、鈕、銘及它們的合金。Fe、MnCr（銘）.,-有色金屬：通常是指除黑色金屬以外的其他金屬。,入一考點(diǎn)3金屬的物理性質(zhì)1 .共性：大多數(shù)金屬都具有金屬光澤，密度和硬度較大，熔沸點(diǎn)較高，具有良好的延

3、展性和導(dǎo)電、導(dǎo)熱性，在室溫下除汞為液體，其余金屬均為固體。（1）常溫下一般為固態(tài)（汞為液態(tài)），有金屬光澤。（2）大多數(shù)呈銀白色（銅為紫紅色，金為黃色）（3）有良好的導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、延展性2 .一些金屬的特性：鐵、鋁等大多數(shù)金屬都呈銀白色，銅呈紫紅色，金呈黃色；常溫下大多數(shù)金屬都是固體，汞卻是液體；各種金屬的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、密度、熔點(diǎn)、硬度等差異較大；銀的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性最好，鉞的密度最大，鋰的密度最小，鴇的熔點(diǎn)最高，汞的熔點(diǎn)最低，銘的硬度最大。（1）鋁：地殼中含量最多的金屬元素（2）鈣：人體中含量最多的金屬元素（3）鐵：目前世界年產(chǎn)量最多的金屬（鐵鋁銅）（4）銀：導(dǎo)電、導(dǎo)熱性最好的金屬（銀H同f

4、e鋁）（5）銘：硬度最高的金屬？?？（6）鴇：熔點(diǎn)最高的金屬（7）汞：熔點(diǎn)最低的金屬？?？?？?？（8）鉞：密度最大的金屬（9）鋰？：密度最小的金屬1、金屬的物理性質(zhì)共性（大多數(shù)）特性（個(gè)例）用途色澤銀白色，有金屬光澤銅為紫紅色固體，金呈黃色首飾等裝飾品狀態(tài)固體汞常溫下為液態(tài)導(dǎo)電性良好銀的導(dǎo)電性最好電線(xiàn)、電纜等導(dǎo)熱性良好電飯煲、壓力鍋等炊具延展性良好金屬薄片、金屬絲等韌性能彎曲曲別針等熔點(diǎn)較局鴇的熔點(diǎn)最高，汞最低電燈泡里的鴇絲密度較大鉞的密度最大，州最小硬度較硬銘的硬度最大鐵錘等物質(zhì)性質(zhì)決定用途，但這不是唯一的決定因素。在考慮物質(zhì)的用途時(shí)，還要考慮價(jià)格、資源、是否美觀、是否便利、等多種因素。考

5、點(diǎn)4物質(zhì)的性質(zhì)與物質(zhì)的用途之間的關(guān)系1 .物質(zhì)的性質(zhì)決定物質(zhì)的用途，而物質(zhì)的用途又反映出物質(zhì)的性質(zhì)。2 .物質(zhì)的性質(zhì)很大程度上決定了物質(zhì)的用途。但這不是唯一的決定因素，在考慮物質(zhì)的用途時(shí)，還需要考慮價(jià)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(duì)環(huán)緊的影響等多種因素?？键c(diǎn)5合金1.合金：由一種金屬跟其他一種或幾種金屬(或金屬與非金屬)一起熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。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(zhì)。:一般說(shuō)來(lái)，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，

6、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(shù)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(fā)生了變化，其內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)也發(fā)生了改變,從而引起性質(zhì)的變化。2 .合金的形成條件：其中任一金屬的熔點(diǎn)不能高于另一金屬的沸點(diǎn)(當(dāng)兩種金屬形成合金時(shí))。3 .合金與組成它們的純金屬性質(zhì)比較。卜面是黃銅和銅片，焊錫和錫，鋁合金和鋁線(xiàn)的有關(guān)性質(zhì)比較:性質(zhì)比較鐵生鐵鋼鋁鋁合金銅黃銅錫焊錫顏色光澤銀白色有光澤1銀白色有光澤銀白色有光澤紫紅色有光澤黃色有光澤銀白色有光澤深灰色金屬光澤硬度質(zhì)軟質(zhì)軟堅(jiān)硬堅(jiān)韌比銅大質(zhì)軟硬度大熔點(diǎn)較局較局比鋁低較局比銅低較低比錫低4.幾種常見(jiàn)合金(1)鐵合金：主要包括

7、生鐵和鋼，它們的區(qū)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(yōu)良性能，易于加工，用途更為廣泛。不銹鋼：含銘、鍥的鋼(2)鋁合金：鋁中加入鎂、銅、鋅等金屬形成合金。廣泛應(yīng)用于制造飛機(jī)、艦艇和載重汽車(chē)等，可增加它們的載重量以及提高運(yùn)行速度，并具有抗海水腐蝕、避磁性等特點(diǎn)。（3）銅合金：黃銅：銅、鋅的合金；青銅：銅、錫的合金；白銅：銅、鍥的合金。（4）鈦和鈦合金：被認(rèn)為是21世紀(jì)的重要金屬材料，鈦合金與人體有很好的“相容性”，因此可用來(lái)制造人造骨等。?優(yōu)點(diǎn)：（1）熔點(diǎn)高、密度小？（2）可塑性好、易于加工、機(jī)械性能好（3）抗腐蝕性能好性質(zhì)：優(yōu)異的耐腐蝕性，對(duì)

8、海水、空氣和若干腐蝕介質(zhì)都穩(wěn)定，可塑性好，強(qiáng)度大，有密度小，又稱(chēng)親生物金屬。用途：噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)、飛機(jī)機(jī)身、人造衛(wèi)星外殼、火箭殼體、醫(yī)學(xué)補(bǔ)形、造紙、人造骨、海水淡化設(shè)備、海輪、艦艇的外殼等?？键c(diǎn)6金屬與氧氣的反應(yīng)金屬的化學(xué)性質(zhì)：1、大多數(shù)金屬可與氧氣的反應(yīng)2、金屬+酸一鹽+H2T3、金屬+鹽一另一金屬+另一鹽（條件：”前換后，鹽可溶”）Fe+CuSO4=Cu+FeSO4（“濕法冶金”原理）金屬條件反應(yīng)方程式現(xiàn)象Mg常溫下（在空氣中氧化）2M什O=2MgO銀白色鎂條在空氣中表面逐漸變暗，生成白色固體。點(diǎn)燃時(shí)（在空氣中或在氧氣中）點(diǎn)燃2M什Q2MgO劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的白光，生成一種白色固體。Al常

9、溫下（在空氣中）4A1+3O2=2Al2C3c.-'_1-銀白色的表面逐漸變暗，生成一層致密的薄膜。點(diǎn)燃時(shí)（在氧氣中）點(diǎn)燃4A1+3C22AbQ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m下會(huì)生成暗紅色疏松的物質(zhì)一一鐵銹（FeQHQ在氧氣中點(diǎn)燃點(diǎn)燃3Fe+2OFeQ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，干燥的空氣一加熱時(shí)2Cu+Q2CuO銅絲表面逐漸變?yōu)楹谏诔睗竦目諝庵?Cu+O+CC+HO=Ci2(OH)2CO銅表面生成一層綠色物質(zhì)Au>Ag即使在高溫下也不與氧氣反應(yīng)“真金

10、不怕火煉”。結(jié)論：大多數(shù)金屬都能與氧氣反應(yīng)，但反應(yīng)的難易和劇烈程度不同。MgAl等在常溫下就能與氧氣反應(yīng)；Fe、Cu等在常溫下幾乎不能單獨(dú)與氧氣反應(yīng)，但在點(diǎn)燃或加熱的情況下可以發(fā)生反應(yīng)；Au、Ag等在高溫時(shí)也不與氧氣反應(yīng)。考點(diǎn)7金屬與酸的反應(yīng)金屬現(xiàn)象反應(yīng)的化學(xué)方程式稀鹽酸稀硫酸稀鹽酸稀硫酸鎂劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生大量氣泡，溶液仍為無(wú)色，試管壁發(fā)熱，生成的氣體能夠燃燒并且產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰。M什2HCl=MgCl2+H2M什HSO=MgSaH2鋅反應(yīng)比較劇烈，產(chǎn)生大量氣泡，溶液仍為無(wú)色，試管壁發(fā)熱，生成的氣體能夠燃燒并且產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰。Zn+2HCl=ZnCl2+H2Zn+HSO=ZnSO+H2鐵反應(yīng)緩慢，

11、有氣泡產(chǎn)生，溶液由無(wú)色逐漸變?yōu)闇\綠色，生成氣體能夠燃燒并且產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰。Fe+2HCl=FeCl2+H2Fe+H2SO=FeSQ+H銅不反應(yīng)一結(jié)論：MgZn、Fe的金屬活動(dòng)性比銅強(qiáng),它們能置換出稀硫酸或稀鹽酸中的氫。考點(diǎn)8金屬與化合物溶液的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)操作現(xiàn)象反應(yīng)的化學(xué)方程式質(zhì)量變化應(yīng)用鐵絲浸入硫酸銅溶液中浸入溶液的鐵釘表向覆蓋一層紫紅色的物質(zhì)，溶液由藍(lán)色逐漸變?yōu)闇\綠色Fe+CuS。Cu+FeSO金屬質(zhì)量增加，溶液質(zhì)量減少不能用鐵制品放硫酸銅溶液（或農(nóng)藥波爾多液）鋁絲浸入硫酸銅溶液中浸入溶液的鋁絲表間覆蓋一層紫紅色的物質(zhì)，溶液由藍(lán)色逐漸變?yōu)闊o(wú)色2A1+3CuSO=A12（SQ）3+3Cu金屬質(zhì)量

12、增加，溶液質(zhì)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(zhì)，溶液由無(wú)色逐漸變?yōu)樗{(lán)色Cu+2AgN3=Cu（NGh+2Ag金屬質(zhì)量增加，溶液質(zhì)量減少銅絲浸入硫酸鋁溶液中一結(jié)論：1.以上四種金屬的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋篈l>Fe>Cu>Ag2.活潑性強(qiáng)的金屬能把活潑性弱的金屬?gòu)钠浠衔锶芤褐兄脫Q出來(lái)。注意：1.此類(lèi)反應(yīng)一定在溶液中進(jìn)行，不溶于水的化合物一般不與金屬反應(yīng)。2.K、CaNa活動(dòng)性非常強(qiáng)，但/、能用它們置換化合物中的金屬，因?yàn)樗鼈兡芡芤褐械乃畡×曳磻?yīng)?？键c(diǎn)9置換反應(yīng)置換反應(yīng)：由一種單質(zhì)與一種化合物反應(yīng)，生成另一種單質(zhì)與化合物的反應(yīng)叫做置換反應(yīng)考點(diǎn)1

13、0金屬活動(dòng)性順序人們通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證得到常見(jiàn)金屬的活動(dòng)性順序：KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAgPtAu金屬活動(dòng)性：由強(qiáng)到弱應(yīng)用：在金屬活動(dòng)性順序里，金屬的位置越靠前，它的活動(dòng)性越強(qiáng)。1 .在金屬活動(dòng)性順序里，位于氫前面的金屬能置換出鹽酸、稀硫酸中的氫（不可用濃硫酸、硝酸）。2 .在金屬活動(dòng)性順序里，位于前面的金屬能把位于后面的金屬?gòu)乃鼈兓衔锏娜芤豪镏脫Q出來(lái)（K、CaNa除外）?？键c(diǎn)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(shù)金屬化合物性質(zhì)較活潑，所以它們以化合物的形式存在；只有少數(shù)金屬化學(xué)性質(zhì)很不活潑，如金、銀等以單質(zhì)形式存在。2 .

14、礦石：工業(yè)上把能提煉金屬的礦物叫礦石。3.常見(jiàn)礦石名稱(chēng)與其主要成分:名稱(chēng)主要成分名稱(chēng)主要成分赤鐵礦FeQ鋁土礦Al2O黃鐵礦FeS黃銅礦CuFeS菱鐵礦FeCO輝銅礦Ci2s磁鐵礦FeQ考點(diǎn)13一氧化碳還原氧化鐵(1)儀器：鐵架臺(tái)(2個(gè))、硬質(zhì)玻璃管、單孔橡皮賽(2個(gè))、酒精燈、試管、酒精噴燈、雙孔橡皮賽、導(dǎo)氣管。(2)藥品：氧化鐵粉末、澄清石灰水、一氧化碳?xì)怏w(3)裝置圖：);裝入藥品并固定；);給氧化鐵加熱；停止加熱;70尾氣燃燒產(chǎn)生藍(lán)色火焰。2CO+O=點(diǎn)燃=2CO(4)步驟：檢驗(yàn)裝置的氣密性(方法：向玻璃管內(nèi)通入一氧化碳?xì)怏w(原因：停止通入一氧化碳(原因：(5)現(xiàn)象：紅色粉末逐漸變成黑

15、色，澄清石灰水變渾濁,(6)化學(xué)方程式：3CO+F&=*溫=2Fe+3COCa(OH>+CO=CaC。+H2O(7)注意事項(xiàng)：要先通入COM加熱，實(shí)驗(yàn)完畢，停止加熱，繼續(xù)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(zhuǎn)化為無(wú)毒的CO或收集備用。考點(diǎn)14工業(yè)煉鐵(1)原理：在高溫下，利用焦炭與氧氣反應(yīng)生成的還原劑(鐵礦石里還原出來(lái)。(2)原料：鐵礦石：選擇礦石條件常見(jiàn)的鐵礦石有磁鐵礦(主要成分是Fe3O4)要成分是Fe2O3)CO將鐵從焦炭：作用：1.提供高溫C+O2=高fi=CO2.提供COCG+C=S溫=2CO石灰石：作用除去Si

16、O2CaCC=Hj溫=CaO+C0CaO+SiO=高溫=CaSiO空氣：作用(3)主要設(shè)備：高爐(4)冶煉過(guò)程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng):、赤鐵礦(主C+O=/B=C(2)CO+C=S溫=2COCaC0=高溫=CaO+COCaO+SiO3CO+Fe23=a溫=2Fe+3CO2=局溫=CaSiO注意：石灰石的主要作用是將礦石中的二氧化硅轉(zhuǎn)變?yōu)闋t渣。煉鋼設(shè)備：轉(zhuǎn)爐、電爐、平爐。原理：在高溫條件下，用氧氣或鐵的氧化物把生鐵中所含的過(guò)量的碳和其它雜質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w和爐渣而除去。C+Q=點(diǎn)燃=CO考點(diǎn)16金屬的銹蝕和保護(hù)(1)鐵生銹的條件是：鐵與O2、水接觸(鐵銹的主要成分：Fe2O3?XH2O(銅生銅綠的條件：銅與O2水、CO28觸。銅綠的化學(xué)式：Ca(OH)2CO)(2)防止鐵制品生銹的措施：1.鐵的銹蝕條