第8講金屬和金屬材料

1、第8講 金屬和金屬材料望子成龍學(xué)校望子成龍學(xué)校 徐老師徐老師中考考試內(nèi)容及考查要求中考考試內(nèi)容及考查要求 1.了解金屬的物理特性；能區(qū)別典型金屬與典型非金屬；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 2.了解常見(jiàn)金屬與氧氣、常見(jiàn)酸（稀鹽酸和稀硫酸）及鹽溶液的反應(yīng) 3.了解防止金屬腐蝕的簡(jiǎn)單方法 4.知道一些常見(jiàn)的鐵礦和鋁礦 5.了解從鐵礦石中將鐵還原出來(lái)的方法 6.知道在金屬中加入其他元素可改變金屬材料的性能；知道生鐵和鋼等是重要的金屬合金 7.認(rèn)識(shí)廢棄金屬對(duì)環(huán)境的污染；認(rèn)識(shí)回收金屬的重要性 考點(diǎn)考點(diǎn)1 1金屬材料金屬材料 1金屬材料：包括金屬材料：包括_和和_。2合金：在金屬中加熱熔合某

2、些金屬合金：在金屬中加熱熔合某些金屬(或非金屬或非金屬)形成的具有形成的具有_的物質(zhì)。的物質(zhì)。硬度一般比各成分金屬硬度一般比各成分金屬_，熔點(diǎn)一般比，熔點(diǎn)一般比各成分金屬各成分金屬_，抗腐蝕性更好，所以合，抗腐蝕性更好，所以合金比純金屬具有更廣泛的用途。金比純金屬具有更廣泛的用途。 純金屬純金屬 合金合金 金屬特性金屬特性 大大 低低 幾種重要金屬比較幾種重要金屬比較金屬 顏色導(dǎo)電傳熱性 延展性 活潑性 特性鐵Fe銀白色較好好較活潑 鐵磁性鋁Al銀白色好好活潑抗腐蝕性銅Cu紫紅色良好很好穩(wěn)定金Au黃色良好很好很穩(wěn)定鈦Ti銀灰色很好好穩(wěn)定極好的抗腐蝕性 表面易形成致密的Al2O3保護(hù)層 鐵合金鐵

3、合金生鐵生鐵鋼鋼（含碳量不同）（2%4.3%）硬度比純鐵硬 （0.03%2%）硬度、抗腐蝕性能增強(qiáng) 鐵合金鐵合金可鑄不可鍛可鑄也可鍛注意：注意： 在純氧中，鐵能劇烈燃燒，生成黑色的四氧化三在純氧中，鐵能劇烈燃燒，生成黑色的四氧化三鐵；而在潮濕的空氣中，鐵則易發(fā)生緩慢氧化生成紅色的三鐵；而在潮濕的空氣中，鐵則易發(fā)生緩慢氧化生成紅色的三氧化二鐵，是鐵銹的主要成分。氧化二鐵，是鐵銹的主要成分。 人類使用金屬材料的歷史：人類使用金屬材料的歷史：目前，產(chǎn)量居前三位的金屬依次是目前，產(chǎn)量居前三位的金屬依次是 。石器時(shí)代石器時(shí)代青銅器時(shí)代青銅器時(shí)代鐵器時(shí)代鐵器時(shí)代鋁的利用鋁的利用鈦的利用鈦的利用鐵鐵 鋁鋁

4、銅銅金屬共同的物理性質(zhì)金屬共同的物理性質(zhì)常溫下它們都是固體（汞除外）常溫下它們都是固體（汞除外）有金屬光澤（多數(shù)為銀白色）有金屬光澤（多數(shù)為銀白色）導(dǎo)電性好導(dǎo)電性好傳熱性好傳熱性好延展性好延展性好三好一光澤三好一光澤考點(diǎn)考點(diǎn)2 2金屬的物理性質(zhì)金屬的物理性質(zhì) 1、金屬的化學(xué)性質(zhì)、金屬的化學(xué)性質(zhì)大多數(shù)金屬能與氧氣反應(yīng)（大多數(shù)金屬能與氧氣反應(yīng)（化合反應(yīng)化合反應(yīng)）金屬金屬 + 氧氣氧氣 金屬氧化物金屬氧化物大多數(shù)金屬能與鹽酸、稀硫酸反應(yīng)（大多數(shù)金屬能與鹽酸、稀硫酸反應(yīng)（置換反應(yīng)置換反應(yīng)）金屬能與鹽溶液反應(yīng)（金屬能與鹽溶液反應(yīng)（置換反應(yīng)置換反應(yīng)）金屬金屬 + 酸酸 鹽鹽 + H2金屬金屬 + 鹽鹽 新

5、金屬新金屬 + 鹽鹽（H元素前的金屬元素前的金屬）（活潑金屬置換不活潑的金屬（活潑金屬置換不活潑的金屬,鹽可溶）鹽可溶）考點(diǎn)考點(diǎn)3 3金屬的化學(xué)性質(zhì)金屬的化學(xué)性質(zhì) 金屬活動(dòng)順序性的應(yīng)用：金屬活動(dòng)順序性的應(yīng)用：1 1在金屬活動(dòng)性順序里，金屬的位置越靠前，它的活動(dòng)在金屬活動(dòng)性順序里，金屬的位置越靠前，它的活動(dòng)性就越強(qiáng)。性就越強(qiáng)。2 2在金屬活動(dòng)性順序里，位于在金屬活動(dòng)性順序里，位于氫前面氫前面的金屬能置換出稀的金屬能置換出稀鹽酸、稀硫酸中的鹽酸、稀硫酸中的氫元素氫元素。 3 3在金屬活動(dòng)性順序里，位于前面的金屬能把位于后面在金屬活動(dòng)性順序里，位于前面的金屬能把位于后面的金屬?gòu)乃鼈凔}的的金屬?gòu)乃鼈凔}

6、的溶液溶液里置換出來(lái)。里置換出來(lái)。 鉀鉀 鈣鈣 鈉鈉 鎂鎂 鋁鋁 鋅鋅 鐵鐵 錫錫 鉛鉛 氫氫 銅銅 汞汞 銀銀 鉑鉑 金金K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au金屬活動(dòng)性，由強(qiáng)逐漸減弱金屬活動(dòng)性，由強(qiáng)逐漸減弱考點(diǎn)考點(diǎn)4 4金屬活動(dòng)性順序金屬活動(dòng)性順序 4 4Fe與酸、鹽反應(yīng)一般生成亞鐵鹽（與酸、鹽反應(yīng)一般生成亞鐵鹽（Fe2+） 。 Mg + 2HCl = MgCl2 + H2 Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2 Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2 Fe + 2HCl = F

7、eCl2 + H2 Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2 金屬金屬 + 酸酸 鹽鹽 + H2Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu金屬金屬 + 鹽鹽 新金屬新金屬 + 鹽鹽2Al + 3 CuSO4= Al2( SO4)3+ 3CuCu + 2AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag現(xiàn)象現(xiàn)象鋁士礦鋁士礦Al2O3黃銅礦黃銅礦CuFeS2礦石：工業(yè)上把能用來(lái)提煉金屬的礦物叫礦石礦石：工業(yè)上把能用來(lái)提煉金屬的礦物叫礦石赤鐵礦赤鐵礦Fe2O3磁鐵礦磁鐵礦Fe3O4考點(diǎn)考點(diǎn)5 5鐵的冶煉鐵的冶煉 金屬的存在形式：自然界中的金屬多數(shù)以化合物金屬的存在形式：自然界中的金屬多數(shù)以化合物

8、形式存在，少數(shù)（金、銀）有單質(zhì)存在形式存在，少數(shù)（金、銀）有單質(zhì)存在 工業(yè)煉鐵的反應(yīng)原理工業(yè)煉鐵的反應(yīng)原理：在高溫下，利用焦炭與氧氣反應(yīng)在高溫下，利用焦炭與氧氣反應(yīng)生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石里還原出來(lái)生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石里還原出來(lái)?？键c(diǎn)考點(diǎn)5 5鐵的冶煉鐵的冶煉 工業(yè)煉鐵的原料及作用工業(yè)煉鐵的原料及作用： 鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣工業(yè)煉鐵的設(shè)備：高爐工業(yè)煉鐵的設(shè)備：高爐焦焦 炭：提供熱量，產(chǎn)生還原性的炭：提供熱量，產(chǎn)生還原性的CO鐵礦石：提供鐵元素鐵礦石：提供鐵元素石灰石：將礦石中的二氧化硅轉(zhuǎn)變?yōu)闋t渣石灰石：將礦石中的二氧化硅轉(zhuǎn)變?yōu)闋t渣空空 氣：助燃?xì)猓褐脊?/p>

9、業(yè)煉鐵的產(chǎn)品：生鐵工業(yè)煉鐵的產(chǎn)品：生鐵現(xiàn)象：現(xiàn)象： 紅色紅色粉末粉末變成變成黑色黑色Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2高溫高溫澄清的石灰水變渾濁澄清的石灰水變渾濁CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O用酒精燈點(diǎn)燃尾氣的作用是用酒精燈點(diǎn)燃尾氣的作用是防止防止CO污染空氣污染空氣2CO + O2 2CO2點(diǎn)燃點(diǎn)燃實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)先通入一氧化碳?xì)怏w，排盡裝置內(nèi)的空氣，防止一氧化碳與空氣混合先通入一氧化碳?xì)怏w，排盡裝置內(nèi)的空氣，防止一氧化碳與空氣混合加熱后，發(fā)生爆炸。加熱后，發(fā)生爆炸。實(shí)驗(yàn)完畢后要繼續(xù)通入一氧化碳?xì)怏w，直到玻璃管冷卻，一是防止高實(shí)驗(yàn)完畢后要繼續(xù)通入一氧化碳

10、氣體，直到玻璃管冷卻，一是防止高溫下的鐵與空氣接觸，被氧化為氧化鐵，二是還可防止澄清石灰水倒吸。溫下的鐵與空氣接觸，被氧化為氧化鐵，二是還可防止澄清石灰水倒吸。CO早出晚歸，酒精噴燈遲到早退 實(shí)驗(yàn)室：一氧化碳還原氧化鐵（實(shí)驗(yàn)室：一氧化碳還原氧化鐵（Fe2O3）鐵銹的組成：（鐵銹的組成：（Fe2O3xH2O），混合物，很疏松，不），混合物，很疏松，不能阻礙里層的鐵繼續(xù)與氧氣、水等反應(yīng)，因此鐵制品能阻礙里層的鐵繼續(xù)與氧氣、水等反應(yīng)，因此鐵制品可以全部銹蝕?？梢匀夸P蝕。鋼鐵生銹的條件：鋼鐵生銹的條件：潮濕的空氣即潮濕的空氣即 水水 氧氣氧氣考點(diǎn)考點(diǎn)6 6鐵的銹蝕鐵的銹蝕注意：鋁、鋅等金屬比鐵不易生

11、銹，其注意：鋁、鋅等金屬比鐵不易生銹，其原因是在鋁、鋅的表面生成了一層致密的氧原因是在鋁、鋅的表面生成了一層致密的氧化膜，可防止內(nèi)部金屬繼續(xù)被氧化，從而形化膜，可防止內(nèi)部金屬繼續(xù)被氧化，從而形成成“自我保護(hù)自我保護(hù)”。 金屬防腐蝕的方法： 改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)制成合金鋼，如不銹鋼制成合金鋼，如不銹鋼 形成保護(hù)層隔絕空氣形成保護(hù)層隔絕空氣 刷油漆、涂油、燒制搪瓷、電鍍上一層耐腐刷油漆、涂油、燒制搪瓷、電鍍上一層耐腐蝕的金屬、通過(guò)化學(xué)方法使表面形成氧化蝕的金屬、通過(guò)化學(xué)方法使表面形成氧化物薄膜等物薄膜等 放干燥處放干燥處 保持鐵制品表面干燥和潔凈保持鐵制品表面干燥和潔凈考點(diǎn)考點(diǎn)7

12、保護(hù)金屬資源的方法： 防止金屬的腐蝕 回收利用廢舊金屬 有計(jì)劃、合理地開采礦物 開發(fā)替代品D 典例剖析典例剖析 1.（2012宜賓）先取甲、乙、丙、丁宜賓）先取甲、乙、丙、丁四種金屬粉末，分別投入相同濃度的稀鹽酸中，四種金屬粉末，分別投入相同濃度的稀鹽酸中，只有甲、乙能產(chǎn)生氣體，乙反應(yīng)更劇烈；再取只有甲、乙能產(chǎn)生氣體，乙反應(yīng)更劇烈；再取一小塊丁投入丙的硝酸鹽溶液中，丁的表面有一小塊丁投入丙的硝酸鹽溶液中，丁的表面有丙析出。則甲、乙、丙、丁四種金屬的活動(dòng)性丙析出。則甲、乙、丙、丁四種金屬的活動(dòng)性順序?yàn)轫樞驗(yàn)?)A甲乙丙丁甲乙丙丁B乙甲丙丁乙甲丙丁C丁丙乙甲丁丙乙甲 D乙甲丁乙甲丁丙丙2.（201

13、2江蘇南京，18題，2分）現(xiàn)在有鐵和另一種金屬組成的混合物，在5.6g 該混合物中加入100g一定溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的稀鹽酸，兩者恰好完全反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量為m ,下列說(shuō)法正確的是（ ）A.若混合物為Fe、Al，m可能是0.2gB.若混合物為Fe、Zn，m可能是0.2gC.若混合物為Fe、Zn，m可能是0.1g，則該混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%D.若混合物為Fe、Al，則稀鹽酸中溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定大于7.3%D 典例剖析典例剖析3.（2011南昌市）有等質(zhì)量的南昌市）有等質(zhì)量的A、B兩金屬，相對(duì)兩金屬，相對(duì)原子質(zhì)量原子質(zhì)量Ar（A）Ar（B），將），將A放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的稀硫酸中，

14、的稀硫酸中，B放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的稀鹽酸中，的稀鹽酸中，在反應(yīng)中在反應(yīng)中A、B均為正二價(jià)，產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量隨反應(yīng)均為正二價(jià)，產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量隨反應(yīng)時(shí)間變化曲線如右圖。下列說(shuō)法正確的是時(shí)間變化曲線如右圖。下列說(shuō)法正確的是 （ ）A產(chǎn)生氫氣的速率產(chǎn)生氫氣的速率AB B反應(yīng)后反應(yīng)后A、B一定都有剩余一定都有剩余 C消耗的稀硫酸和稀鹽酸質(zhì)量一定不相等消耗的稀硫酸和稀鹽酸質(zhì)量一定不相等 D消耗消耗B的質(zhì)量一定小于的質(zhì)量一定小于A的質(zhì)量的質(zhì)量C 典例剖析典例剖析4. （2011.綿陽(yáng)市）相同質(zhì)量的綿陽(yáng)市）相同質(zhì)量的Mg、Fe分分別與稀鹽酸作用，產(chǎn)生別與稀鹽酸作用，產(chǎn)生H2的質(zhì)量的質(zhì)量m(H2)

15、與與加入稀鹽酸的體積加入稀鹽酸的體積V（稀鹽酸）關(guān)系如下（稀鹽酸）關(guān)系如下圖所示，其中正確的是圖所示，其中正確的是（ ） 無(wú)解無(wú)解 典例剖析典例剖析5. （2011泰州市）把某稀硫酸分為等體積的泰州市）把某稀硫酸分為等體積的兩份，放入兩個(gè)燒杯中，分別加入等質(zhì)量的甲、兩份，放入兩個(gè)燒杯中，分別加入等質(zhì)量的甲、乙兩種金屬，反應(yīng)后金屬都沒(méi)有剩余。產(chǎn)生乙兩種金屬，反應(yīng)后金屬都沒(méi)有剩余。產(chǎn)生H2的質(zhì)量隨時(shí)間變化的趨勢(shì)如圖。下列說(shuō)法正確的的質(zhì)量隨時(shí)間變化的趨勢(shì)如圖。下列說(shuō)法正確的是是 （ ）A甲的活動(dòng)性比乙強(qiáng)甲的活動(dòng)性比乙強(qiáng) B甲的相對(duì)原子質(zhì)量一定比乙小甲的相對(duì)原子質(zhì)量一定比乙小C反應(yīng)消耗等質(zhì)量的硫酸反應(yīng)

16、消耗等質(zhì)量的硫酸 D反應(yīng)消耗等質(zhì)量的金屬反應(yīng)消耗等質(zhì)量的金屬D 典例剖析典例剖析6. （2012年湖北武漢，年湖北武漢，8題，題，3分）分）.向向AgNO3溶液中加入一定質(zhì)量的溶液中加入一定質(zhì)量的Al和和Fe的混合粉末，充的混合粉末，充分反應(yīng)后過(guò)濾，得到濾渣和淺綠色濾液。關(guān)于分反應(yīng)后過(guò)濾，得到濾渣和淺綠色濾液。關(guān)于該濾渣和濾液有下列四種說(shuō)法：該濾渣和濾液有下列四種說(shuō)法：向?yàn)V渣中加入稀鹽酸，一定有氣泡產(chǎn)生。向?yàn)V渣中加入稀鹽酸，一定有氣泡產(chǎn)生。向?yàn)V渣中加入稀鹽酸，一定有沉淀產(chǎn)生。向?yàn)V渣中加入稀鹽酸，一定有沉淀產(chǎn)生。濾渣中一定含有濾渣中一定含有Ag。濾液中一定含有濾液中一定含有Fe(NO3)2，一定

17、不，一定不AgNO3，可能含有可能含有Al(NO3)3。以上說(shuō)法正確的個(gè)數(shù)為以上說(shuō)法正確的個(gè)數(shù)為( )A. 0個(gè)個(gè) B. 1個(gè)個(gè) C. 2個(gè)個(gè) D. 3個(gè)個(gè)B 典例剖析典例剖析7. （2012江西，江西，8題，題，2分）小明發(fā)現(xiàn)分）小明發(fā)現(xiàn)月餅盒里的脫氧劑部分呈紅褐色，查月餅盒里的脫氧劑部分呈紅褐色，查閱資料得知脫氧劑中含有鐵粉和活性閱資料得知脫氧劑中含有鐵粉和活性炭。他猜想這包脫氧劑中可能含有：炭。他猜想這包脫氧劑中可能含有：Cu和和C；Fe2O3和和C；Fe3O4和和C；Fe3O4、C和和Fe；Fe2O3、C和和Fe。其中猜想合理的是（。其中猜想合理的是（ ）A B C DC 典例剖析典例

18、剖析 8.（2012佛山）煉鐵的原理是利用一氧佛山）煉鐵的原理是利用一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)，某同學(xué)利用該原理設(shè)計(jì)了化碳與氧化鐵反應(yīng)，某同學(xué)利用該原理設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖一個(gè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置如圖62所示。所示。 典例剖析典例剖析紅色粉末變黑色紅色粉末變黑色 石灰水變渾濁石灰水變渾濁 外焰外焰 先通入先通入CO再開始加熱再開始加熱 先停止加熱再停止通入先停止加熱再停止通入CO 除去反應(yīng)剩余的除去反應(yīng)剩余的CO(或防止或防止CO污染空氣污染空氣) 典例剖析典例剖析9. （2011.臨沂市）相同質(zhì)量的臨沂市）相同質(zhì)量的M、N兩種活潑金屬，兩種活潑金屬，分別與足量的稀鹽酸在室溫下發(fā)生反應(yīng)（分別與足量的稀鹽酸在室溫下發(fā)生反應(yīng)（M、N在生在生成物中的化合價(jià)為均