第八单元 金属和金属材料知识点归纳总结
一、金属材料
1.金属材料的种类:纯金属(90多种) 合金 (几千种) 2.金属的物理性质: (1)常温下一般为固态(汞为液态),有金属光泽。(2)大多数呈银白色(铜为紫红色,金为黄色)(3)有良好的导热性、导电性、延展性
3.合金:由一种金属跟其他一种或几种金属(或金属与非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质。
★:一般说来,合金的熔点比各成分低,硬度比各成分大,抗腐蚀性能更好 生铁和钢性能不同的主要原因:含碳量不同。 二、 金属的化学性质 1、金属与氧气的反应 (1)镁、铝:
? 在常温下能与空气中的氧气反应:2Mg+O2
2MgO 4Al+3O2=2Al2O3
? 铝的抗腐蚀性能好的原因:铝在空气中与氧气反应,其表面生成一层致密的氧化铝薄膜,从
而阻止铝进一步氧化。
(2)铁、铜
? 在常温下、干燥的环境中,几乎不与氧气反应,但在潮湿的空气中会生锈。
? 铁、铜在高温时能与氧气反应:3Fe+2O2
Fe3O4 2Cu+O2
2CuO
(3)金即使在高温时也不与氧气反应。
2、金属与酸的反应:活泼金属+酸 → 盐+H2↑
? 描述现象时,需要注意:① 如果有铁、铜元素参加反应,一定要注意溶液颜色的变化; ② 反
应放热,但是只有镁和酸反应时放热现象明显。 反应物 反应现象 反应速度 反应方程式 Mg + 2HCl==MgCl2 + H2↑ 稀 镁 镁剧烈反应,不断减少,很快 产生大量气泡 Mg + H2SO4==MgSO4 + H2↑ 盐 Zn +2HCl ==ZnCl2 +H2↑ 酸 锌 锌较剧烈反应,不断减较快 少,产生较大量气泡 Zn + H2SO4 == ZnSO4 +H2↑ 或 稀 反应缓慢,有气泡生成,Fe+2HCl ==FeCl2+ H2↑ 铁 较慢 硫 溶液由无色变为浅绿色 Fe+ H2SO4 ==FeSO4+H2↑ 酸 铜 不反应
结论(金属活动性): Mg>Zn>Fe>Cu 反应类型:置换反应:
由一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质与另一种化合物的反应 A+BC→AC+B ? 当铁单质参加置换反应时,生成物中的铁元素呈+2价。
3、金属与盐溶液反应:金属+盐→另一金属+另一盐(条件:“前换后,盐可溶”)
实验1铝丝浸入硫酸铜溶液中 现象:铝丝表面覆盖一层紫红色的物质,溶液由蓝色变成无色 2Al+3CuSO4== Al2(SO4)3+3Cu
实验2铜丝浸入硝酸银溶液中 现象:铜丝表面覆盖一层银白色物质,溶液由无色逐渐变成蓝色 Cu+2AgNO3= Cu(NO3)2+2Ag 实验3把锌片放入硫酸铜溶液中 现象:锌片表面有红色物质析出。
实验4铜丝放入硫酸锌溶液中 现象:放入硫酸锌溶液中的铜丝无变化。 铜、银、锌的活动性大小的顺序为:Zn>Cu>Ag 2+3+2+
Fe的盐溶液是浅绿色的,Fe的盐溶液是黄色的,Cu的盐溶液是蓝色的。 ? 比较Cu、Fe、Ag三种金属的活动性顺序
? 使用铁、银和溶液,一次性得出结果:
操作及现象:把铁、银分别放入硫酸铜溶液中,铁表面没有现象;而银表面会附着一层红色物质,并且溶液会由蓝色逐渐变为无色。
? 使用铜、硫酸亚铁溶液和硝酸银溶液,一次性得出结果:
操作及现象:把铜分别放入硫酸亚铁溶液和硝酸银溶液中,硫酸亚铁溶液没有现象;而在硝酸银溶液中,铜表面会附着一层白色物质,溶液由无色逐渐变为蓝色。
? 选用试剂时,要根据金属活动性顺序表将三种金属排序,然后将排在中间的金属变成盐溶液,或
者将排在两边的金属变成盐溶液,这样才能一次性得出结果。
4、金属活动性顺序
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au 金属活动性由强逐渐减弱 应用:
①在金属活动性顺序里,金属的位置越靠前,它的活动性就越强;
②在金属活动性顺序里,位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢(不是氢气)
③在金属活动性顺序里,位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的化合物溶液中置换出来(K、Ca、Na除外) 。
三、金属资源的利用和保护 1、铁的冶炼
(1)原理:在高温下,利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。
3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2
(2)原料:铁矿石、焦炭、石灰石、空气 常见的铁矿石有磁铁矿(主要成分是Fe3O4 )、赤铁矿(主要成分是Fe2O3) 2、铁的锈蚀
(1)铁生锈的条件是:铁与O2、水接触(铁锈的主要成分:Fe2O3·XH2O) 现象 分析 结论 生锈 铁既与水接触,又与氧气接触 在水、氧气同时存在的环境不生锈 铁只与水接触 中铁能生锈 不生锈 铁只与氧气接触 (2)除去铁锈的方法
? 物理方法:刀刮、砂纸打磨。 化学方法:少量、多次地滴加稀盐酸或稀硫酸。 (3)防止铁制品生锈的措施:
①保持铁制品表面的清洁、干燥②表面涂保护膜:如涂油、刷漆、电镀、烤蓝等③制成不锈钢
(4)铁锈很疏松,不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气反应,因此铁制品可以全部被锈蚀。因而铁锈应及时除去。
(5)而铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步氧化,因此,铝具有很好的抗腐蚀性能。 3、金属资源保护
保护金属资源的途径:
①防止金属腐蚀 ②回收利用废旧金属 ③合理开采矿物 ④寻找金属的代用 意义:节约金属资源,减少环境污染 四、含杂质的反应物或生成物的有关计算
当参加反应的物质含杂质时,先要把含杂质的物质的质量换算成纯物质的质量,再进行计算。
一般利用该公式及其变形:
纯度=纯物质的质量x100%不纯物质的总质量