青春终将散场,唯独记忆永垂不朽 成分 生铁 含碳量 2%~4.3% 钢 含碳量 0.03%~2% 黄铜 铜锌合金 青铜 铜锡合金 铅锡合金 钛镍合金 不锈钢是含铬、镍的钢,具有抗锈蚀性备能。 注 生铁较脆,钢铁具有韧性。 生铁常制成暖气片。 具有形状记忆效应 紫铜是纯铜 熔点低 见下 ? 钛和钛合金:被认为是21世纪的重要金属材料,钛合金与人体具有良好的“相容性”,
可用来造人造骨。
钛和钛合金的优点:① 熔点高、密度小; ② 可塑性好、易于加工、机械性能好; ③ 抗腐蚀性能好。
? 生铁和钢性能不同的原因:含碳量不同。
专题二 金属的化学性质
? 金属与氧气的反应
? 镁、铝:
? 在常温下能与空气中的氧气反应:2Mg+O22MgO 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。
? 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。
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? 铁、铜在高温时能与氧气反应:3Fe+2O2
? 金即使在高温时也不与氧气反应。
Fe3O4 2Cu+O2
2CuO
? 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。
? 置换反应:由一种单质和一种化合物反应,生成另一种单质和另一种化合物的反应是置
换反应。
当铁单质参加置换反应时,生成物中的铁元素呈+2价。 ? 常见金属在溶液中的活动性顺序:
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 ? 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。
? 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(不可以用浓硫酸
和硝酸)中的氢。
? 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化合物的溶液里
置换出来。
? 钾、钙、钠不符合这一条。它们会先和水反应生成碱和氢气,然后碱和盐反应。
? 金属与盐溶液的反应:金属+盐→另一金属+另一盐(条件:“前换后,盐可溶”)
在活动性顺序中,金属的距离大的,反应先发生。一个置换反应结束后,另一个置换反应才会发生。如在硫酸亚铁和硫酸铜的混合溶液中加入锌粒,锌会先和硫酸铜反应,反应完毕后锌才和硫酸亚铁反应。
? “湿法冶金”的反应原理:Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
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。
专题三 金属资源的利用和保护
? 矿石:工业上把能用来提炼金属的矿物叫做矿石。
常见的矿石及主要成分:赤铁矿(Fe2O3)、磁铁矿(Fe3O4)、黄铁矿(FeS2)、菱铁矿(FeCO3)、铝土矿(Al2O3)、黄铜矿(CuFeS2)、辉铜矿(Cu2S)等。 ? 铁的冶炼
4 6 青春终将散场,唯独记忆永垂不朽 ? 实验室——一氧化碳还原氧化铁
? 工业——高炉炼铁
? 设备:高炉。
? 原料:铁矿石(赤铁矿或磁铁矿)、焦炭、石灰石、(空气)。 ? 反应原理:C+O2CO2、CO2+C2CO、3CO+Fe2O32Fe+3CO2。
? 石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅(SiO2)转变为炉渣(CaSiO3)。 ? 产品:生铁(实验室中“炼”出的铁不含碳,而工业生产中炼出的铁含碳)。
? 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:
【例题】1000t含氧化铁80%的赤铁矿石,理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是多少? 【解法1】 1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为:1000t?80%?800t 设生成的铁的质量为x。 高温 3CO?Fe2O32Fe?3CO2
160 112 800t x160800t?112x 高温 Fe2O3?1123CO2Fe?3CO2?800tx??560t160 160 112
1000t?80% x?96%
折合为含铁
96%的生铁的质量为560t?96%?583t 纯度?纯物质的质量?100%
不纯物质的总质量 答:800t氧化铁理论上可以炼出生铁的质量为583t。
【解法2】 设理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为x。(x不是纯物质的质量,不能直接代入计算)
1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为:1000t?80%?800t
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答:800t氧化铁理论上可以炼出生铁的质量为583t。
? 铁生锈的实验(见右图)
干燥剂
植物油
【实验器材】大试管、试管夹(带铁夹的铁架台)、胶塞、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、洁净无锈的铁钉、棉花和干燥剂氯化钙等。
【实验过程】取三根洁净无锈的铁钉,一根放在盛有蒸馏水的试管中,并使铁钉外露一半;一根放在用植物油密封的蒸馏水中;一根放在干燥的空气中,注意每天观察铁钉锈蚀的现象,连续观察约一周。
【实验现象】第一个试管中的铁钉生锈,而第二、三个试管中没有明显现象。 【实验结论】铁生锈实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气共同作用的结果。
160800t【注意事项】 第二个试管内没有现象,证?112x?96%明了铁钉生锈需要氧气; 第三个试管内没有现象,证112?800tx??583t铁锈很疏松,铁制品可以全明了铁钉生锈需要水蒸气。
160?96%部被锈蚀。
? 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。 ? 防止铁制品生锈的方法
? 保持铁制品的洁净、干燥;
? 擦干后涂一层保护膜(作用:隔绝空气、防水)。具体方法如下:
? 物理方法——刷漆(油漆或银粉)、涂油
4 8 青春终将散场,唯独记忆永垂不朽 ? 化学方法——电镀其它金属(铬或锌)、烤蓝
? 制成不锈钢。
? 金属资源的保护措施:
① 防止金属的腐蚀; ② 回收利用废旧金属;
③ 有计划、合理地开采矿物;
④ 寻找金属的代用品。(例如用塑料来代替钢和其他合金制造管道、齿轮和汽车外壳等)
意义:节约金属资源和能源,降低金属的生产成本,减少对环境的污染。
第九讲 溶液
专题一 溶液的形成
1. 溶液
? 定义:一种或几种物质分散到另一种物质里,形成均一的、稳定的混合物,叫做溶液。 ? 基本特征
均一性——指溶液中各部分的浓度和性质都相同。
稳定性——外界条件不变(温度、压强不改变,溶剂不蒸发)时,溶质、溶剂不分层,也不会析出固体。
? 溶液具有均一性、稳定性的原因:溶质以分子或离子的形式分散到水分子中。 ? 溶质由两部分组成——溶剂和溶质。
? 溶剂的定义:能溶解其他物质的物质叫做溶剂。 ? 溶质的定义:被溶解的物质叫做溶质。 ? 常见的溶剂有水、酒精、汽油。
? 溶质可以有一种或多种,但溶剂只能有一种。
? 溶质和溶剂在被分散前可以是固体、液体或气体。
? 溶液、溶质、溶剂的质量关系:溶液的质量=溶质的质量+溶剂的质量 (溶液的体积≠溶质的体积+溶剂的体积) ? 区分溶剂和溶质
? 固体(或气体)与液体混合——固体(或气体)是溶质,液体是溶剂。
? 液体和液体混合——质量小的为溶质,质量大的为溶剂。如果其中一种液体是
水,那么水是溶剂。
? 当两种物质完全反应后,新生成的物质是溶质,而析出的沉淀或产生的气体不
是溶质,溶剂仍是水。
例如锌溶于稀硫酸后,所得到的溶液中的溶质是硫酸锌。
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