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一、金屬材料,純金屬,合金,1．金屬材料包括________以及它們的________。,2．金屬的物理性質(zhì)。,金屬,導(dǎo)電,導(dǎo)熱,延展,金屬具有一些共同的物理性質(zhì)：常溫下金屬都是________ 體(汞除外)，有________光澤；大多數(shù)金屬有良好的________ 性、________性、________性；密度較大；熔點較高等。但各 種金屬的顏色、硬度、密度、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性等物理性質(zhì)差別 較大。,固,3．金屬之最。,鋁(Al),鈣(Ca),鐵(Fe),地殼中含量最高的金屬元素為_______；人體中含量最高的 金屬元素為________；目前世界年產(chǎn)量最高的金屬為________； 導(dǎo)電、導(dǎo)熱性最好的金屬為銀；熔點最低的金屬為汞；密度最 大的金屬為鋨；密度最小的金屬為鋰。,4．金屬選用的因素。,性質(zhì),用途,物質(zhì)的________在很大程度上決定了物質(zhì)的________，但 這不是唯一的決定因素。在考慮物質(zhì)的用途時，還要考慮價格、 資源、美觀性、使用便利性、廢料回收的難易程度和對環(huán)境的 影響大小等多種因素。,5．合金。,(1)合金的定義。,金屬,非金屬,混合,在金屬中加熱熔合某些______(或________)形成的具有金 屬特性的物質(zhì)。合金屬于______物(填“混合”或“純凈”)。,(2)合金的性能。,大,低,抗腐蝕,①合金的硬度一般比組成它的純金屬________。 ②合金的熔點比組成它的純金屬________。 ③合金的________性能更好。,(3)常見重要合金。,生鐵,鋼,鐵,2%～4.3%,① 鐵合金包括 ________ 和 ________ ， 主 要 成 分 都 是 ______，不同點是含碳量不同。生鐵的含碳量為__________；,鋼的含碳量為___________。,0.03%～2%,鉻,鎳,②不銹鋼是鐵和________、________等的合金。 ③鈦和鈦合金被認為是 21 世紀的重要金屬材料。它們具有 的優(yōu)良性能有________、________、可塑性強、易于加工、機 械性能好等，尤其是______________非常好，遠優(yōu)于不銹鋼。 因此被廣泛用于火箭、導(dǎo)彈、航天飛機、船舶、化工和通訊設(shè),備等。,熔點高,密度小,抗腐蝕性能,二、金屬的化學性質(zhì),1．金屬的主要化學性質(zhì)。,(1)金屬＋氧氣→金屬氧化物。,結(jié)論：大多數(shù)金屬都能與氧氣反應(yīng)，但反應(yīng)的難易程度和 劇烈程度不同。鎂、鋁等在常溫下就能與氧氣反應(yīng)，鐵、銅等 在高溫時能與氧氣反應(yīng)，金即使在高溫時也不與氧氣反應(yīng)。,化合反應(yīng),耀眼的白光,白,4Al＋3O2===2Al2O3,化合反應(yīng),化合反應(yīng),四射,黑,(2)活潑金屬與酸反應(yīng)(活潑金屬＋酸→鹽＋氫氣)。 結(jié)論：在金屬活動性順序里，位于________前面的金屬能,置換出稀鹽酸、稀硫酸中的________。,氫,氫,淺綠,Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑ Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑ Mg＋H2SO4===MgSO4＋ H2↑,置換反應(yīng) 置換反應(yīng) 置換反應(yīng),2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3 ＋3H2↑,置換反應(yīng),氣泡,氣泡,氣泡,氣泡,(3)金屬＋鹽→新鹽＋新金屬。,結(jié)論：在金屬活動性順序里，位于前面的金屬能把位于后 面的金屬從它們的鹽溶液里置換出來，K、Ca、Na 等除外。,置換反應(yīng),紅,藍,淺綠,Cu＋2AgNO3===,Cu(NO3)2＋2Ag,置換反應(yīng),銀白,無,藍,2Al＋3CuSO4===,Al2(SO4)3＋3Cu,置換反應(yīng),紅,藍,無,2．金屬活動性順序表及其應(yīng)用。,(1)金屬活動性順序表。,Mg,Al,Fe,H,Cu,減弱,(2)金屬活動性順序表的應(yīng)用。 ①金屬位置越靠前，其活動性________。 ②位于________前的金屬能置換出________、________中,的________。,越強,氫,稀鹽酸,稀硫酸,氫,③________的金屬能把位于________的金屬從它們的鹽溶,液中置換出來。,前面,后面,3．置換反應(yīng)。,單質(zhì),化合物,單質(zhì),化合物,由 一 種 ________ 和一種 ________ 反 應(yīng) ， 生成另一種 ________和另一種________的反應(yīng)叫做置換反應(yīng)，其字母表達 式為__________________，其反應(yīng)前后的特點是____________ ___________________________，如 Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu， 在此反應(yīng)中，F(xiàn)e 元素的化合價是由 0 變?yōu)椋?。,A＋BC→AC＋B,一定有元素的化合價發(fā)生改變,反應(yīng)前后,三、金屬資源的利用和保護,1．金屬的存在。,單質(zhì),化合物,除少數(shù)很不活潑的金屬如金、鉑等以________形式存在外，,其余都以________形式存在。,Fe2O3,Fe3O4,2．常見的金屬礦物。 主要有赤鐵礦(主要成分為________)、磁鐵礦(主要成分為 ________)、菱鐵礦(主要成分為FeCO3)、鋁土礦(主要成分為 Al2O3)、黃銅礦(主要成分為 CuFeS2)、輝銅礦(主要成分為 Cu2S) 等。,3.鐵的冶煉。 (1)一氧化碳還原氧化鐵的實驗。,①裝置圖。,②反應(yīng)的化學方程式：_____________________________。,③ 實驗現(xiàn)象：玻璃管內(nèi)的粉末由 _______ 色 逐 漸 變 為,_______色；澄清石灰水變________。,紅,黑,渾濁,④實驗開始操作順序：先通一氧化碳，再加熱，目的是_____ _____________________________________________________。 ⑤實驗結(jié)束操作順序：先停止加熱，繼續(xù)通入一氧化碳直 至試管冷卻，才停止通入一氧化碳，目的是_______________ __________________________。 ⑥尾氣處理方法：__________________________________。,玻璃管內(nèi)的空氣，防止加熱一氧化碳與空氣混合氣發(fā)生爆炸,排盡,灼熱的鐵被氧氣氧化,可用氣球收集尾氣或點燃除掉尾氣,防止還原出的,(2)工業(yè)煉鐵。,鐵礦石,焦炭,石灰石,①煉鐵的原料：__________、________、_________等。 ②主要反應(yīng)原理：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。 ③涉及的主要反應(yīng)化學方程式： ______________________________________________________。,④煉鐵的主要設(shè)備是________。,高爐,C＋O2,CO2；CO2＋C,2CO；Fe2O3＋3CO,2Fe＋3CO2,4．金屬資源保護。,(1)鐵的生銹和防護。,氧氣,水蒸氣,紅,Fe2O3,①鐵生銹的實質(zhì)。 鐵與________、________發(fā)生緩慢氧化反應(yīng)，生成______ 色的鐵銹，鐵銹的主要成分是________(寫化學式)。 ②防止鐵生銹的原理是將鐵與______和_____隔絕。常用的 方法：保持鐵制品表面的潔凈和干燥；________；________；,鍍鉻；制成合金；等等。,氧氣,水,涂油,噴漆,(2)金屬及金屬資源的保護措施。,①防止金屬腐蝕。,回收利用廢舊金屬,②____________________________。 ③____________________________。 ④尋找金屬的代用品。 其中，回收利用廢舊金屬的目的是節(jié)約____________、減,少____________。,合理開采礦物,資源,對環(huán)境的污染,不純物質(zhì)量,質(zhì)量分數(shù),純凈物的質(zhì)量,質(zhì)量分數(shù),注意：根據(jù)化學方程式進行計算時，對于含雜質(zhì)的物質(zhì)(不 管是反應(yīng)物還是生成物)，必須換算成純物質(zhì)的質(zhì)量進行計算。 (1)純凈物的質(zhì)量＝____________×含純凈物的________。 (2)不純物的質(zhì)量＝____________÷含純凈物的_________。,[例 1]鋁、銅、鐵是生活中常見的金屬。,(1)鋁在空氣中具有很好的抗腐蝕性能的原因是________。 (2)用銅制電線主要是利用銅具有良好的________性。 (3)鐵制品銹蝕，實際上是鐵跟空氣中的________發(fā)生了化 學反應(yīng)。焊接鐵制品時，通常先用稀鹽酸除去其表面的鐵銹， 反應(yīng)的化學方程式為：________________________。防止鐵制 欄桿銹蝕的一種方法是________。,剖析：本題考查金屬及其性質(zhì)。鋁具有抗腐蝕性能是由于 在空氣中與氧氣發(fā)生反應(yīng)，在其表面產(chǎn)生一層致密的氧化鋁薄 膜，這層薄膜阻礙了鋁與空氣的接觸，起到了保護作用。鐵生 銹實際上是鐵與空氣中的水蒸氣、氧氣共同作用的結(jié)果；鐵銹 的主要成分是Fe2O3，可用稀鹽酸除去；Fe2O3 與鹽酸反應(yīng)生成 了氯化鐵和水，據(jù)此可寫出該反應(yīng)的化學方程式。 答案：(1)鋁在空氣中氧化表面形成致密的氧化物薄膜 (2)導(dǎo)電,Fe2O3＋6HCl===2FeCl3＋3H2O,刷漆(或涂,(3)水、氧氣 油等),[例2]某校化學興趣小組的同學們幫助實驗老師整理化學 藥品室時，發(fā)現(xiàn)兩個未貼標簽的試劑瓶中分別存放著銀白色金 屬片。到底它們是哪兩種金屬？請同學們設(shè)計實驗方案對這兩 種金屬 X 和 Y 的金屬活動性順序進行實驗探究。,(1)進行實驗，獲得結(jié)論。完成好如下實驗報告，并回答后,續(xù)有關(guān)問題。,(2)在進行上述實驗之前，實驗老師只知道 X、Y 可能是鋅、 銀中的各一種，則根據(jù)實驗結(jié)果說明 Y 就是________________。 (3)小明同學提出，還可以用其他方法證明 X、Y 的活動性。 請你幫他補充完整：___________________________________， 原因是(用化學方程式表示)____________。,剖析：本題以金屬活動性順序為主線，探究有關(guān)金屬的活 動性強弱，考查同學們對實驗現(xiàn)象觀察、描述、歸納和分析、 解決問題的能力。根據(jù)表中實驗現(xiàn)象推知，比較金屬X、Y 的 金屬活動性所用的試劑是稀酸(稀鹽酸或稀硫酸)，X 能與酸反 應(yīng)，而Y 不能，說明 X 比Y 活潑。鋅、銀中金屬銀活動性排 在氫的后面，不能與稀鹽酸(或稀硫酸)發(fā)生反應(yīng)，故 Y 是銀。 除了用稀酸比較 X、Y 活動性外，還可以用含金屬的化合物溶 液來檢驗，可以設(shè)計如下實驗：將金屬X 插入YNO3 溶液中， 過一會兒X 表面有金屬Y 附著，說明X 比Y 活潑(或?qū)⒔饘?X、 Y 分別插入CuSO4 溶液中，發(fā)現(xiàn)金屬 X 能將CuSO4 中的Cu 置 換出來，而金屬Y 不能，說明X 比Y 活潑等)。,答案：(1)稀鹽酸(或稀硫酸) X Y (2)銀,(3)將金屬 X 插入 YNO3 溶液中，過一會兒 X 表面有金屬 Y,附著，說明 X 比 Y 活潑,X＋2YNO3===X(NO3)2＋2Y (其他合理答案均可),[例3]某小組同學在實驗室中欲從含有硫酸亞鐵、硫酸銅的,廢液中回收金屬銅，過程如下：,(1)寫出操作Ⅰ、操作Ⅱ的名稱____________。 (2)固體 X 中含有____________。,(3)溶液 B 中的溶質(zhì)的化學式為____________。,剖析：(1)由圖示可以看出操作Ⅰ、操作Ⅱ分離出的產(chǎn)物狀 態(tài)都是溶液和固體，因此操作的名稱為過濾；(2)由于活動性強 的金屬可以把活動性弱的金屬從其鹽溶液中置換出來，所以根 據(jù)鐵的活動性比銅強，可知鐵會置換出硫酸銅中的銅，因此固 體 X 是銅和未反應(yīng)的鐵粉的混合物；(3)鐵的活動性在氫前，所 以可以與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵，所以溶液B 為硫酸亞鐵和 未反應(yīng)的稀硫酸的混合溶液。,答案：(1)過濾,(2)Fe、Cu,(3)H2SO4、FeSO4,[例4]2012 年 9 月 25 日，我國第一艘航空母艦“遼寧號” 正式入列。如下圖為“遼寧號”，請回答下列問題。,(1)圖中標示的物質(zhì)屬于金屬材料的是________， 屬于有,機合成材料的是________(填寫一種即可)。,(2)航母外殼使用的是特種鋼。特種鋼屬于________(填“純,凈物”或“混合物”)。,(3)該特種鋼含銅和鎳。鎳的活動性介于鐵與鉛之間，硫酸 鎳 NiSO4 易溶于水。請用一個化學方程式來表示鐵比鎳活潑： __________________________________。,(4)特種鋼在海水中特別耐腐蝕。請你寫出生活中一種防止,鐵制品銹蝕的方法：__________________。,剖析：(1)金屬及其合金屬于金屬材料，有機合成材料包括 塑料、合成纖維、合成橡膠。據(jù)圖可以看出，特種鋼屬于金屬 材料，尼龍屬于合成材料；(2)特種鋼是鐵的合金，屬于混合物； (3)鐵能置換出硫酸鎳中的鎳，鐵與硫酸鎳反應(yīng)生成鎳和硫酸亞 鐵；(4)鐵在與水和氧氣同時接觸時容易生銹，要防銹可以使鐵 與水或氧氣隔絕，可以在鐵表面刷漆。,答案：(1)特種鋼,尼龍,(2)混合物,(3)Fe＋NiSO4===Ni＋FeSO4,(4)刷漆(答案合理即可),[例5]欲測定 Cu－Zn 合金及 Cu－Ag 合金中銅的質(zhì)量分數(shù)， 實驗室只提供一瓶未標明質(zhì)量分數(shù)的稀硫酸和必要的儀器。,(1)你認為能測出的質(zhì)量分數(shù)的是____________合金。 (2)取該合金的粉末 26 g 加入該硫 酸充分反應(yīng)，所加稀硫酸與生成的質(zhì) 量關(guān)系如右圖所示。,①生成氣體的質(zhì)量為__________g。 ②請計算該合金中銅的質(zhì)量分數(shù)。,剖析：(1)銅的活動性比氫弱，不與稀硫酸發(fā)生反應(yīng)，鋅的 活動性比氫強，能與稀硫酸發(fā)生反應(yīng)，因而銅鋅合金能測出銅 的質(zhì)量分數(shù)；而銀的活動性比氫弱，也不與稀硫酸發(fā)生反應(yīng)， 因而銅銀合金不能測出銅的質(zhì)量分數(shù)。(2)①由圖示可知，生成 氣體的質(zhì)量為0.2 g；②根據(jù)氫氣的質(zhì)量求出鋅的質(zhì)量，再用合 金質(zhì)量減去鋅的質(zhì)量即為銅的質(zhì)量；再用合金中銅的質(zhì)量除以 合金的質(zhì)量乘以百分之百即得合金中銅的質(zhì)量分數(shù)。,,,,答案：(1)Cu－Zn,(2)①0.2,②設(shè)合金中鋅的質(zhì)量為 x。 Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑,65 x,2 0.2 g,65 x,＝,2 0.2 g,解得 x＝6.5 g 合金中銅的質(zhì)量為 26 g－6.5 g＝19.5 g,合金中銅的質(zhì)量分數(shù)＝,19.5 g 26 g,×100%＝75%,答：合金中銅的質(zhì)量分數(shù)為 75%。,