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2019-2020年中考化學(xué) 第八單元 金屬和金屬材料復(fù)習(xí)提綱 l 金屬材料：金屬材料包括純金屬以及它們的合金。 l 金屬的物理性質(zhì) n 在常溫下一般為固態(tài)（汞為液態(tài)），有金屬光澤（大多數(shù)金屬呈銀白色，銅呈紫紅色，金呈黃色）； n 導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、熔點(diǎn)較高、有延展性、能夠彎曲、硬度較大、密度較大。 l 金屬之最 n 地殼中含量最多的金屬元素——鋁 n 人體中含量最多的金屬元素——鈣 n 目前世界年產(chǎn)量最多的金屬——鐵（鐵＞鋁＞銅） n 導(dǎo)電、導(dǎo)熱性最好的金屬——銀（銀＞銅＞金＞鋁） n 熔點(diǎn)最高的金屬——鎢 n 熔點(diǎn)最低的金屬——汞 n 硬度最大的金屬——鉻 n 密度最大的金屬——鋨 n 密度最小的金屬——鋰 l 金屬的分類 黑色金屬：通常指鐵、錳、鉻及它們的合金。 有色金屬：通常是指除黑色金屬以外的其他金屬。 重金屬：如銅、鋅、鉛等 輕金屬：如鈉、鎂、鋁等 l 金屬的應(yīng)用 物質(zhì)的性質(zhì)在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)境的影響等多種因素。 n 銅、鋁——電線——導(dǎo)電性好、價(jià)格低廉 n 鎢——燈絲——熔點(diǎn)高 n 鉻——電鍍——硬度大 n 鐵——菜刀、鐮刀、錘子等 n 汞——體溫計(jì)液柱 n 銀——保溫瓶?jī)?nèi)膽 n 鋁——“銀粉”、錫箔紙 1. 合金：由兩種或兩種以上的金屬或金屬與非金屬經(jīng)一定方法所合成的具有金屬特性的物質(zhì)。 合金是混合物。金屬氧化物不是合金。 2. 目前已制得的純金屬只有90多種，而合金已達(dá)幾千種。 3. 合金的硬度一般比組成它的純金屬的硬度大，抗腐蝕性強(qiáng)。 4. 合金的熔點(diǎn)一般比組成它的純金屬的熔點(diǎn)低。 5. 常見的合金： 合金 鐵的合金 銅合金 焊錫 鈦和鈦合金 形狀記憶合金 生鐵 鋼 黃銅 青銅 成分 含碳量 2%～4.3% 含碳量 0.03%～2% 銅鋅合金 銅錫合金 鉛錫合金 鈦鎳合金 備注 不銹鋼是含鉻、鎳的鋼，具有抗銹蝕性能。 生鐵較脆，鋼鐵具有韌性。 生鐵常制成暖氣片。 紫銅是純銅 熔點(diǎn)低 見下 具有形狀記憶效應(yīng) 6. 鈦和鈦合金：被認(rèn)為是21世紀(jì)的重要金屬材料，鈦合金與人體具有良好的“相容性”，可用來造人造骨。 鈦和鈦合金的優(yōu)點(diǎn)：① 熔點(diǎn)高、密度??； ② 可塑性好、易于加工、機(jī)械性能好； ③ 抗腐蝕性能好。 7. 生鐵和鋼性能不同的原因：含碳量不同。 第二節(jié) 金屬的化學(xué)性質(zhì) l 金屬與氧氣的反應(yīng) n 鎂、鋁： u 在常溫下能與空氣中的氧氣反應(yīng)：2Mg+O22MgO 4Al+3O2=2Al2O3 u 鋁的抗腐蝕性能好的原因：鋁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，從而阻止鋁進(jìn)一步氧化。 n 鐵、銅 u 在常溫下、干燥的環(huán)境中，幾乎不與氧氣反應(yīng)，但在潮濕的空氣中會(huì)生銹。 u 鐵、銅在高溫時(shí)能與氧氣反應(yīng)：3Fe+2O2Fe3O4 2Cu+O22CuO n 金即使在高溫時(shí)也不與氧氣反應(yīng)。 l 金屬與酸的反應(yīng)：活潑金屬＋酸 → 鹽＋H2↑ n 描述現(xiàn)象時(shí)，需要注意：① 如果有鐵、銅元素參加反應(yīng)，一定要注意溶液顏色的變化； ② 反應(yīng)放熱，但是只有鎂和酸反應(yīng)時(shí)放熱現(xiàn)象明顯。 l 置換反應(yīng)：由一種單質(zhì)和一種化合物反應(yīng)，生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng)是置換反應(yīng)。 當(dāng)鐵單質(zhì)參加置換反應(yīng)時(shí)，生成物中的鐵元素呈+2價(jià)。 l 常見金屬在溶液中的活動(dòng)性順序： 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 n 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)。 n 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（不可以用濃硫酸和硝酸）中的氫。 n 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。 u 鉀、鈣、鈉不符合這一條。它們會(huì)先和水反應(yīng)生成堿和氫氣，然后堿和鹽反應(yīng)。 l 金屬與鹽溶液的反應(yīng)：金屬＋鹽→另一金屬＋另一鹽（條件：“前換后，鹽可溶”） 在活動(dòng)性順序中，金屬的距離大的，反應(yīng)先發(fā)生。一個(gè)置換反應(yīng)結(jié)束后，另一個(gè)置換反應(yīng)才會(huì)發(fā)生。如在硫酸亞鐵和硫酸銅的混合溶液中加入鋅粒，鋅會(huì)先和硫酸銅反應(yīng)，反應(yīng)完畢后鋅才和硫酸亞鐵反應(yīng)。 l “濕法冶金”的反應(yīng)原理：Fe+CuSO4=Cu+FeSO4 l Fe2+的鹽溶液是淺綠色的，F(xiàn)e3+的鹽溶液是黃色的，Cu2+的鹽溶液是藍(lán)色的。 l 比較Cu、Fe、Ag三種金屬的活動(dòng)性順序 n 使用鐵、銀和溶液，一次性得出結(jié)果： 操作及現(xiàn)象：把鐵、銀分別放入硫酸銅溶液中，鐵表面沒有現(xiàn)象；而銀表面會(huì)附著一層紅色物質(zhì)，并且溶液會(huì)由藍(lán)色逐漸變?yōu)闊o色。 n 使用銅、硫酸亞鐵溶液和硝酸銀溶液，一次性得出結(jié)果： 操作及現(xiàn)象：把銅分別放入硫酸亞鐵溶液和硝酸銀溶液中，硫酸亞鐵溶液沒有現(xiàn)象；而在硝酸銀溶液中，銅表面會(huì)附著一層白色物質(zhì)，溶液由無色逐漸變?yōu)樗{(lán)色。 n 選用試劑時(shí)，要根據(jù)金屬活動(dòng)性順序表將三種金屬排序，然后將排在中間的金屬變成鹽溶液，或者將排在兩邊的金屬變成鹽溶液，這樣才能一次性得出結(jié)果。 第三節(jié) 金屬資源的利用和保護(hù) l 礦石：工業(yè)上把能用來提煉金屬的礦物叫做礦石。 常見的礦石及主要成分：赤鐵礦（Fe2O3）、磁鐵礦（Fe3O4）、黃鐵礦（FeS2）、菱鐵礦（FeCO3）、鋁土礦（Al2O3）、黃銅礦（CuFeS2）、輝銅礦（Cu2S）等。 l 鐵的冶煉 n 實(shí)驗(yàn)室——一氧化碳還原氧化鐵 n 工業(yè)——高爐煉鐵 u 設(shè)備：高爐（圖見書17頁）。 u 原料：鐵礦石（赤鐵礦或磁鐵礦）、焦炭、石灰石、（空氣）。 u 反應(yīng)原理：C+O2CO2、CO2+C2CO、3CO+Fe2O32Fe+3CO2。 u 石灰石的主要作用是將礦石中的二氧化硅（SiO2）轉(zhuǎn)變?yōu)闋t渣（CaSiO3）。 u 產(chǎn)品：生鐵（實(shí)驗(yàn)室中“煉”出的鐵不含碳，而工業(yè)生產(chǎn)中煉出的鐵含碳）。 l 含雜質(zhì)的反應(yīng)物或生成物的有關(guān)計(jì)算 當(dāng)參加反應(yīng)的物質(zhì)含雜質(zhì)時(shí)，先要把含雜質(zhì)的物質(zhì)的質(zhì)量換算成純物質(zhì)的質(zhì)量，再進(jìn)行計(jì)算。 一般利用該公式及其變形：。 【例題】1000t含氧化鐵80%的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量是多少？ 【解法1】 1000t赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量為： 設(shè)生成的鐵的質(zhì)量為x。 折合為含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為 答：800t氧化鐵理論上可以煉出生鐵的質(zhì)量為583t。 【解法2】 設(shè)理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為x。（x不是純物質(zhì)的質(zhì)量，不能直接代入計(jì)算） 1000t赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量為： 答：800t氧化鐵理論上可以煉出生鐵的質(zhì)量為583t。 植物油 干燥劑 l 鐵生銹的實(shí)驗(yàn)（見右圖） 【實(shí)驗(yàn)器材】大試管、試管夾（帶鐵夾的鐵架臺(tái)）、膠塞、經(jīng)煮沸迅速冷卻的蒸餾水、植物油、潔凈無銹的鐵釘、棉花和干燥劑氯化鈣等。 【實(shí)驗(yàn)過程】取三根潔凈無銹的鐵釘，一根放在盛有蒸餾水的試管中，并使鐵釘外露一半；一根放在用植物油密封的蒸餾水中；一根放在干燥的空氣中，注意每天觀察鐵釘銹蝕的現(xiàn)象，連續(xù)觀察約一周。 【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】第一個(gè)試管中的鐵釘生銹，而第二、三個(gè)試管中沒有明顯現(xiàn)象。 【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】鐵生銹實(shí)際上是鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣共同作用的結(jié)果。 【注意事項(xiàng)】 第二個(gè)試管內(nèi)沒有現(xiàn)象，證明了鐵釘生銹需要氧氣； 第三個(gè)試管內(nèi)沒有現(xiàn)象，證明了鐵釘生銹需要水蒸氣。 鐵銹很疏松，鐵制品可以全部被銹蝕。 l 除去鐵銹的方法 n 物理方法：刀刮、砂紙打磨。 n 化學(xué)方法：少量、多次地滴加稀鹽酸或稀硫酸。 l 防止鐵制品生銹的方法 n 保持鐵制品的潔凈、干燥； n 擦干后涂一層保護(hù)膜（作用：隔絕空氣、防水）。具體方法如下： u 物理方法——刷漆（油漆或銀粉）、涂油 u 化學(xué)方法——電鍍其它金屬（鉻或鋅）、烤藍(lán) n 制成不銹鋼。 l 金屬資源的保護(hù)措施： ① 防止金屬的腐蝕； ② 回收利用廢舊金屬； ③ 有計(jì)劃、合理地開采礦物； ④ 尋找金屬的代用品。（例如用塑料來代替鋼和其他合金制造管道、齒輪和汽車外殼等） 意義：節(jié)約金屬資源和能源，降低金屬的生產(chǎn)成本，減少對(duì)環(huán)境的污染。