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1、精品文檔精品文檔 精品文檔精品文檔 金屬及金屬材料 一： 金屬材料 1. 金屬材料包括純金屬和合金兩類。 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. 金屬制品是由金屬材料制成的，鐵、銅、鋁及其合金是人類使用最多的金屬材料。 3.人類使用金屬的歷史經(jīng)歷了由青銅器——鐵器——鋁——合金及多種金屬材料的過程。 二 ：金屬的物理性質(zhì) 1. 共性： （1） 常溫下，大多數(shù)金屬都是固體。（汞是液體）；（2）大多數(shù)金屬是銀白色，具有金屬光澤。 （3） 大多數(shù)金屬能夠?qū)щ姟?。?）大多數(shù)金屬具有良好的延展性。 2.一些金屬的特性： （1）鐵、

2、鋁等大多數(shù)金屬都呈銀白色，銅呈紫紅色，金呈黃色； （2）常溫下大多數(shù)金屬都是固體，汞卻是液體； （3）各種金屬的導電性、導熱性、密度、熔點、硬度等差異較大； 三 ：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，還需要考慮價格、資源、是否美觀、使用是否便利，以及廢料是否易于回收和對環(huán)緊的影響等多種因素。 四 ：合金 1. 合金：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)。 注意：（1）合金是金屬與金屬或金屬與非金屬的混合物。

3、 （2）合金的很多性能與組成它們的純金屬不同，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不能高于另一金屬的沸點（當兩種金屬形成合金時）。 3.合金與組成它們的純金屬性質(zhì)比較： “一高一低二更好” 一高：合金的強度和硬度一般組成它們的純金屬更高。 一低：合金的熔點比組成它們的純金屬的熔點低。 二更好：合金的機械加工性能更好；合金的抗腐蝕性能更好。 4

4、.幾種常見合金 （1）鐵合金：主要包括生鐵和鋼，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。 （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、艦艇和載重汽車等，可增加它們的載重量以及提高運行速度，并具有抗海水腐蝕、避磁性等特點。 五：金屬的化學性質(zhì) 1、 金屬與氧氣的反應(yīng) 金屬 條件 反應(yīng)方程式 現(xiàn)象 Mg 常溫下（在空氣中 2Mg＋O2 =2MgO 銀白色鎂條在空氣中表面逐漸變暗，生成白色固體。 點燃時（在空氣中或在氧氣中） 點燃 2M

5、g＋O2 ======2MgO 劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的白光，生成一種白色固體。 Al 常溫下（在空氣中） 4Al+3O2 =2Al2O3 銀白色的表面逐漸變暗，生成一層致密的薄膜。所以鋁在常溫下不會銹蝕 點燃時（在氧氣中） 點燃 4Al+3O2 ====2Al2O3 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用下會生成暗紅色疏松的物質(zhì)——鐵銹（Fe2O3H2O） 在氧氣中點燃 點燃 3Fe＋2O2 ======Fe3O4 劇烈燃燒，火星四射，放出大量

6、的熱，生成一種黑色固體。 Cu 常溫下，干燥的空氣 加熱時 △ 2Cu＋O2 =====2CuO 銅絲表面逐漸變?yōu)楹谏? 在潮濕的空氣中 2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2(OH)2CO3 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)“真金不怕火煉”。 小結(jié)： （1） 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。 （2） 活潑性強的金屬在常溫下就能與氧氣反應(yīng)；如K、Ca、、Na、Mg、 Al （生成薄膜，有耐腐蝕性）、Zn等 （3） 活潑性較強的金屬會在高溫下與氧氣反應(yīng)或在潮濕的空氣中與氧氣反應(yīng)。如Fe在潮濕空氣中生成鐵

7、銹，Cu在潮濕空氣中生成銅綠。 （4） 活潑性較弱的金屬即使在高溫下也不與氧氣反應(yīng)。如Au、Ag。 2、 金屬與酸的反應(yīng) 金屬 + 酸 == 鹽 + H2↑ 置換反應(yīng)（條件：活動性：金屬＞H ） 1. H2SO4 + Mg == MgSO4 + H2↑ 2HCl + Mg == MgCl2+ H2↑ 現(xiàn)象：反應(yīng)劇烈，有大量氣泡產(chǎn)生。 2. 3H2SO4 + 2Al == Al2(SO4)3 + 3H2↑ 6HCl + 2Al == 2AlCl3+ 3H2↑ 現(xiàn)象：反應(yīng)劇烈，有大量氣泡產(chǎn)生。 3. H2SO4 +Zn == ZnSO

8、4 + H2↑ 2HCl +Zn == ZnCl2 + H2↑ 現(xiàn)象：反應(yīng)比較劇烈，有大量氣泡產(chǎn)生。 4. H2SO4 + Fe == FeSO4 + H2↑ 2HCl + Fe == FeCl2+ H2↑ 現(xiàn)象：反應(yīng)比較緩慢，有氣泡產(chǎn)生，溶液由無色變?yōu)闇\綠色。 3、 金屬與鹽溶液的反應(yīng) 金屬 + 鹽 == 另一金屬 + 另一鹽 （條件：活動性：參加反應(yīng)的金屬＞化合物中金屬元素） 1. 鐵絲浸入硫酸銅溶液中 Fe + CuSO4 == Cu + FeSO4 ①這也是“濕法冶銅”的原理 ②不能用鐵制品放硫酸銅溶液（

9、或農(nóng)藥波爾多液） 現(xiàn)象：鐵釘表面有紅色物質(zhì)出現(xiàn)，溶液由藍色變?yōu)闇\綠色。 2. 鋁絲浸入硫酸銅溶液中 2Al + 3CuSO4 == Al2(SO4)3 + 3Cu 現(xiàn)象：鋁絲表面有紅色物質(zhì)出現(xiàn)，溶液由藍色變?yōu)闊o色。 3. 銅絲浸入硝酸銀溶液中 Cu + 2AgNO3 == Cu(NO3)2 + 2Ag 現(xiàn)象：銅絲表面有銀白色物質(zhì)出現(xiàn)，溶液由無色變?yōu)樗{色。 注意： 1.此類反應(yīng)一定在溶液中進行，不溶于水的化合物一般不與金屬反應(yīng)。 2.K、Ca、Na活動性非常強，但不能用它們置換化合物中的金屬，因為它們能同溶液中的水劇烈反應(yīng)。 3.①CuSO4溶液：藍色

10、 FeSO4、FeCl2溶液：淺綠色 ②Fe在參加置換反應(yīng)時，只能生成+2價的亞鐵鹽。 六： 置換反應(yīng) 1、概念：由一種單質(zhì)與一種化合物，生成另一種單質(zhì)與另一種化合物的反應(yīng)。 2、特點：反應(yīng)物、生成物都是兩種；物質(zhì)種類分別是單質(zhì)與化合物。 七：金屬活動性順序 人們通過大量的實驗驗證得到常見金屬的活動性順序 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag Pt Au 金屬活動性：由強到弱 應(yīng)用： 1. 在金屬活動性順序里，金屬的位置越靠前，它的活動性越強。(比較不同金屬的活動性強弱) 2

11、. 在金屬活動性順序里，位于氫前面的金屬能置換出鹽酸、稀硫酸中的氫。（判斷金屬與酸能否發(fā)生置換反應(yīng)） 在金屬活動性順序里，位于前面的金屬能把位于后面的金屬從它們化合物的溶液里置換出來（K、Ca、Na除外）。（判斷金屬跟鹽溶液能否發(fā)生置換反應(yīng)） 八 ：一氧化碳還原氧化鐵 (1)原理： 3CO + Fe2O3高溫2Fe + 3CO2 (2)裝置圖： 裝置圖共包括三部分:還原氧化鐵，驗證生成物和除去尾氣 （3）步驟：①檢驗裝置的氣密性；②裝入藥品并固定；③向玻璃管內(nèi)通入一氧化碳氣體；④給氧化鐵加熱；⑤停止加熱；⑥停止通入一氧化碳。 （4）現(xiàn)象：紅色粉末逐

12、漸變成黑色，澄清石灰水變渾濁，尾氣燃燒產(chǎn)生藍色火焰。 （5）涉及的化學方程式： 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 2CO+O22CO2 Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O （6）注意事項： （與CO還原氧化銅的實驗操作順序一樣，即先通入CO再加熱，實驗完畢，停止加熱，繼續(xù)通入CO至試管冷卻。） ①先通入CO一會兒 ,是為了排盡玻璃管內(nèi)的空氣,防止發(fā)生爆炸. 　　 ②繼續(xù)通入CO到玻璃管冷卻為止,是為了防止生成的銅重新被氧化為氧化銅. “先通后點防爆炸，先熄后停防氧化?！? （7）尾氣處理：防止一氧化碳污染空氣

13、 （因CO有毒） 九：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（CO）將鐵從鐵礦石里還原出來。 （2）原料：鐵礦石、焦炭、石灰石和空氣 常見的鐵礦石有磁鐵礦（主要成分是Fe3O4 ）、赤鐵礦（主要成分是Fe2O3 ）。 （3）主要設(shè)備：高爐 注意：石灰石的主要作用：除去礦石中的二氧化硅。 十：金屬的銹蝕和保護 1. 鐵生銹的條件是：鐵與O2、水接觸（鐵銹的主要成分：Fe2O3） 2.防止鐵制品生銹的措施： ①保持鐵制品表面的清潔、干燥。②表面涂保護膜：如涂油、刷漆、電鍍、烤藍等。③制成不銹鋼。 3.鐵銹很疏松，不能阻礙里層的鐵繼續(xù)與氧氣和水蒸氣反應(yīng)，

14、所以鐵制品可全部被銹蝕。鐵銹應(yīng)及時除去。而鋁與氧氣反應(yīng)生成致密的氧化鋁薄膜，從而阻止鋁進一步氧化，因此，鋁具有很好的抗腐蝕性能。 十一：保護金屬資源 保護金屬資源的途徑：①防止金屬腐蝕②回收利用廢舊金屬 ③合理開采礦物④尋找金屬的代用品 意義：節(jié)約金屬資源，減少環(huán)境污染 易錯易混 1、 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、 在考慮物質(zhì)的用途時，還需要考慮價格、資源、是否美觀、使用是否便利，以及廢料是否易于回收和對環(huán)緊的影響等多種因素。 3、一氧化碳還原氧化鐵時 ①先通入CO一會兒 ,是為了排盡玻璃管內(nèi)的空氣,防止發(fā)生爆炸.

15、 　　 ②繼續(xù)通入CO到玻璃管冷卻為止,是為了防止生成的銅重新被氧化為氧化銅. “先通后點防爆炸，先熄后停防氧化?！? 練習1 1．下列生活中的物品由金屬材料制成的是（　　） 　 A． 玉石飾品 B． 橡膠手套 C． 不銹鋼管 D． 大理石華表 2．鐵釘在下列哪種情況下最容易生銹（　?。? 　 A．干燥的空氣中 B．潮濕的空氣中 　 C．浸入植物油中 D．干燥致密的土壤中 3．下列性質(zhì)中，屬于化學性質(zhì)的是（　?。? A．鎂條易折斷 B．武德合金的熔點約為69℃ C．銅具有良好的導電性 D．鋁能與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氣泡 4

16、．有X、Y、Z三種金屬，如果把X和Y分別放入稀硫酸中，X溶解并產(chǎn)生氫氣，Y不反應(yīng)如果把Y和Z分別放人硝酸銀溶液中，過一會兒，在Y表面有銀析出，而Z沒有變化．根據(jù)以上實驗事實，判斷這三種金屬的活動性由強到弱的順序為（　　） 　 A． Z、Y、X B． X、Y、Z C． Y、X、Z D． X、Z、Y 5．將質(zhì)量相等的A，B，C三種金屬，同時分別放入三份溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)相同且足量的稀鹽酸中，反應(yīng)生成H2的質(zhì)量與反應(yīng)時間的關(guān)系如圖所示．根據(jù)圖中所提供的信息，得出的結(jié)論正確的是（已知：A，B，C在生成物中均為+2價）（　?。? A．放出H2的質(zhì)量是A＞B＞C B．金屬活動性順序A＞B＞C C．相對

17、原子質(zhì)量是A＞B＞C D．反應(yīng)速率最大的是A 6．現(xiàn)有鋅和另一種金屬組成的合金6.5g，洋洋同學向此合金中加入100g一定溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的稀鹽酸，充分反應(yīng)后發(fā)現(xiàn)金屬完全消失，若產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量為m．則下列判斷正確的是（　?。? A．如果合金為鋅和鐵，m不可能是0.2g B．反應(yīng)后溶液中的溶質(zhì)只有兩種 C．如果合金為鋅和鎂，m可能是0.1g，則該合金中鋅的質(zhì)量分數(shù)為50% D．如果合金為鋅和鐵，所加稀鹽酸溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)一定大于7.3%． 7．將適量的銅粉和鎂粉的混合物放入一定量的硝酸銀溶液中，充分反應(yīng)后過濾，得到固體物質(zhì)和無色濾液，則關(guān)于濾出的固體和無色濾液的下列判斷

18、正確的是（ ） A．濾出的固體中一定含有銀和銅，一定不含鎂 B．濾出的固體中一定含有銀，可能含有銅和鎂 C．濾液中一定含有硝酸銀和硝酸鎂，一定沒有硝酸銅 D．濾液中一定含有硝酸鎂，一定沒有硝酸銀和硝酸銅 8．在生活中經(jīng)常曝出某品牌金飾品摻假的事件，引起學生的好奇，某化學興趣小組在老師的幫助下，對幾種常見金屬飾品所含的金屬進行了相關(guān)的探究活動． 【提出問題】（1）怎樣鑒別真假黃金？（2）怎樣確定鈀的金屬活動性？ 【查閱資料】 （1）假黃金通常是黃銅（Cu﹣Zu合金） （2）鈀（Pd）呈銀白色，有金屬光澤，可用作飾品 【實驗藥品】鈀、鉑（Pt）、稀鹽酸、硝酸銀溶液和氯化鈀

19、（PdCl2）溶液 【實驗探究】 （1）鑒別黃金樣品的真假：取黃金樣品于試管中，滴加稀鹽酸后，觀察黃金樣品表面有氣泡產(chǎn)生，該氣體是　 ?。ㄌ蠲Q），說明此樣品為　 　（填“真”或“假”）黃金． （2）探究鈀的金屬活動性：依據(jù)生活經(jīng)驗，同學們猜測鈀的活動性可能與銀和鉑相近，于是他們利用上述藥品進行如下實驗： 實驗步驟 實驗現(xiàn)象 實驗結(jié)論 把鈀浸入硝酸銀溶液中 無明顯現(xiàn)象 鈀的活動性比銀　 　 把鉑浸入氯化鈀溶液中 　 鈀的活動性比鉑強 初步得出結(jié)論：鈀、銀、鉑的金屬活動性由強到弱的順序為　 　． 【廢液處理】 （1）轉(zhuǎn)化成沉淀

20、．小組同學所有液體倒入廢液缺缸中，出現(xiàn)白色沉淀．寫出產(chǎn)生該現(xiàn)象的化學方程式：　 　 （寫出一個即可）． （2）通過科學合理的方法進一步回收金屬鈀． 練習2 1．目前，南寧市正在進行地鐵建設(shè)，修建地鐵廣泛使用金屬材料，下列不屬于合金的是（ ） A．錳鋼 B．生鐵 C．硬鋁 D．合成材料 2．下列關(guān)于鐵制品的使用合理的是 A.鐵銅加入硫酸銅溶液和石灰水配制農(nóng)藥 B.菜刀用濕布包起來防止生銹 C.不銹鋼可用于制作外科手術(shù)刀 D.用

21、鐵鍋長期存放姜醋 3．下列有關(guān)金屬的說法正確的是 A．鋁具有很好的抗腐蝕性能 B．銅能置換出酸中的氫 C．鋼是純凈物 D．銀能把鐵從氯化亞鐵溶液中置換出來 4．下列事實不能證明甲的金屬活動性比乙強的是 A.自然界中甲元素只以化合物形式存在，乙元素有單質(zhì)形式存在 B.甲能與鹽酸反應(yīng)而乙不能 C.甲能從乙的鹽溶液中置換出乙 D.化合物中甲元素顯+2價而乙元素顯+3價 5．把等質(zhì)量的X、Y、Z、M四種金屬分別加入到同體積、同濃度的足量稀鹽酸中。再把X加入到Z (NO3)2溶液中，M加入到Y(jié)NO3溶液中。反應(yīng)關(guān)系如

22、圖所示。據(jù)此判斷四種金屬的活動性順序為 0 時間/s 生成 Y質(zhì)量 g 0 時間/s 生成氣體質(zhì)量 g Y M Z X 0 時間/s g 生成 Z質(zhì)量 A．Z＞X＞M＞Y B．X＞Z＞M＞Y C．X＞Z＞Y＞M D．Y＞M＞Z＞X 6．現(xiàn)有一種固體粉末狀樣品，已知該樣品由氧化銅和鐵組成。取樣品少許，加入一定量的稀硫酸，待反應(yīng)停止后過濾，得到濾渣和濾液。向濾液中加入一根潔凈的鐵絲，鐵絲表面無明顯變化。關(guān)于該實驗有如下說法 ① 該樣品的顏色為黑色； ② 向樣品中加入稀硫酸后，一定有氣體生成，且液體顏色不變； ③ 濾渣中一定有銅，

23、不一定有鐵； ④ 濾液中含有硫酸銅和硫酸亞鐵； ⑤ 濾液中溶質(zhì)只有硫酸鐵。 A. 2個 B. 3個 C. 4個 D. 5個 7．在金屬表面覆蓋保護膜是普遍采用的金屬防銹措施之一。下列自行車的防銹措施中，不屬于覆蓋保護膜的是 A.擦拭保持潔凈與干燥 B.鏈條上油 C.輪圈鍍鉻 D.車架噴漆 8．某同學利用以下藥品：長、寬和厚度均相同的鋅片、鐵片和銅片，稀硫酸、硫酸亞鐵溶液、硫酸銅溶液、硫酸鋅溶液、鋅粉，驗證鋅、鐵、銅的金屬活動性順序。 （1）實驗前，用砂紙打磨金屬片的

24、目的是： ； （2）根據(jù)實驗?zāi)康模撏瑢W設(shè)計了實驗Ⅰ、Ⅱ兩中合理的方案，如圖I所示： 若X、Y是兩種不同的試劑，則X、Y中溶質(zhì)的化學式依次為 、 ； （3）該同學將硫酸亞鐵溶液和硫酸銅溶液混合在一起，溶液呈現(xiàn)為青色。 A．向混合液中加入過量鋅粉，攪拌，溶液顏色的變化應(yīng)為：青色變淺至 色，最終變?yōu)闊o色。 B．向混合液中插入鋅片，待其浸沒部分表面完全變色后，溶液仍為青色，取下鋅片表面附著的粉末，以檢驗其組成為鐵和銅。粉末中存在鐵的原因： ①反應(yīng)生成了鐵，寫出該反應(yīng)的化學方程式： ； ② ； （4）如圖Ⅱ所示，該同學用導線將鋅片和銅片連接起來，接入電流表，然后把它們一起插入硫酸銅溶液中，該實驗的現(xiàn)象為：①電流表 ；②銅片表面 。