第八单元 金属和金属材料
知识清单
一、金属材料
金属材料包括纯金属和它们的合金。 1.金属的物理性质
常温下一般为固态（汞为液态），有金属光泽；大多数呈银白色（铜为紫红色，金为黄色）；有良好的导电性、导热性、延展性、一定的韧性。 2.合金
概念：由一种金属跟其他金属（或非金属）熔合而成的具有金属特征的物质。合金是典型的混合物。
性质：一般来说，合金的熔点比各成分低，硬度比各成分大，抗腐蚀性能更好。 3.常见合金 合金 生铁 成分 备注 含碳量2%--4.3% 铁的合金 钢 含碳量0.03%--2% 铜合金 黄铜 铜、锌 青铜 铜、锡 铅、锡 熔点低 焊锡 不锈钢：含铬、镍的钢，具有抗腐蚀性能 紫铜为纯铜 生铁和钢的性质不同是因为它们的含碳量不同 二、金属的化学性质 1.与氧气反应
很多金属都能与氧气反应，但反应的难易和剧烈程度不同。 4Al + 3O2==== 2Al2O3
Fe与O2的反应：①在纯氧气中可剧烈燃烧：3Fe +2O2=点燃== Fe3O4 ②在潮湿空气中易生锈（铁锈的主要成分是Fe2O3) ③在干燥空气中性质稳定
2Cu +O2==△==2CuO
铝具有很好的抗腐蚀性，原因是铝在常温下与氧气反应生成了一层致密的氧化铝保护膜。 2.与酸反应
条件：金属位于H之前，酸指盐酸、稀硫酸。例如： Zn +2HCl === ZnCl2 + H2↑ Mg + H2SO4 === MgSO4 +H2↑ 3.与盐溶液反应
条件：金属必须位于盐中金属之前，盐必须可溶。例如： Cu + 2AgNO3 ====Cu(NO3)2 + 2Ag Fe + CuSO4 === FeSO4 + Cu
延伸：K、Ca、Na等很活泼的金属与排在其后面的金属的盐溶液混合时一般不会有金属析出。
三、金属活动性顺序
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 金属活动性顺序由强逐渐减弱
1.规律：金属的位置越靠前，它的活动性就越强；排在氢前面的金属能与盐酸或稀硫酸发生
置换反应生成氢气，而排在氢后面的金属不能；一般排在前面的金属能把排在后面的金属从它的盐溶液中置换出来。 2.应用
（1）比较不同金属的活动性强弱。在金属活动性顺序表中，位置越靠前的金属，性质越活泼。
（2）判断金属与酸能否发生置换反应。排在氢前面的金属能置换出酸中的氢，排在氢后面的金属不能置换出酸中的氢。金属的位置越靠前，与酸的反应越剧烈。
（3）判断金属跟盐溶液能否发生置换反应。较活泼的金属能将位于其后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。
（4）判断反应后溶液质量的增减。 （5）设计实验验证金属的活动性顺序。
（6）由金属的活动性判断溶液中的离子（溶质、残渣）。 （7）判断图像中物质量的变化。 （8）除杂。 四、置换反应
1.定义：由一种单质与一种化合物生成另一种单质和另一种化合物的反应。A+BC→AC+B。 2.类型
（1）金属+酸→盐+氢气 如：Mg + H2SO4 === MgSO4 +H2↑
（2）金属+盐→新盐+新金属 如：Fe + CuSO4 === FeSO4 + Cu（可用于湿法炼铜） 五、铁的冶炼
1、一氧化碳还原氧化铁实验 （1）实验装置
（2）实验现象：红色粉末逐渐变成黑色粉末；澄清石灰水变浑浊。 （3）实验原理：3CO+Fe2O3
2Fe+3CO2
（4）注意事项：
①实验前先通入CO是为了排出玻璃管内空气，以免加热时CO与空气混合，发生爆炸。 ②实验完毕后继续通入CO至玻璃管冷却，目的是防止还原出来的铁在高温下被进入的空气中的氧气氧化。
③CO有毒，能污染空气，应将排出的尾气点燃或收集起来。
④实验时，首先点燃尾气处的酒精灯，最后熄灭尾气处的酒精灯，目的是防止CO气体逸出。 2、工业炼铁
（1）原理：在高温下，利用一氧化碳把铁矿石里的铁还原出来。 （2）原料：铁矿石、焦炭、石灰石等。 （3）设备：高炉。 （4）有关炼铁的计算
以铁矿石为例，其计算公式如下：
①铁矿石的纯度=
铁矿石中氧化铁的质量?100%
铁矿石的质量②生铁的纯度=
铁的质量?100%
生铁的质量六、金属资源保护 1、铁的锈蚀与防护
（1）铁锈蚀的条件：铁生锈是铁跟氧气、水等物质发生的复杂的化学反应。 说明：铁与氧气、食盐水接触，生锈速率会加快。 （2）铁锈的主要成分：氧化铁（Fe2O3?xH2O）
（3）防锈措施：①保持铁制品表面的清洁和干燥；②在钢铁表面覆盖保护层（如刷油漆、涂油、电镀、烤蓝等）；③改变铁的内部结构制成合金。
（4）铁锈蚀的应用：①铁生锈过程中释放出热量，人们在此基础上制出了暖宝宝等；②根据铁生锈过程中消耗氧气和水蒸气，将一小包铁粉放入食品包装袋内，可以防止食品变潮和氧化变质，起到“双吸剂”的作用。
2、保护金属资源的有效途径：①防止金属锈蚀；②回收利用废旧金属；③有计划、合理地开采矿物；④寻找金属的替代品。
【重难点突破】
1、金属加入到金属的盐溶液中的反应 有关多种金属与一种盐溶液，或一种金属与多溶质的盐溶液之间的置换反应，遵循以下规律： （1）若将两种（或多种）较活泼的金属单质同时放入某一较不活泼金属的盐溶液中，最活泼的金属单质优先与该盐发生置换反应。
如将铁片和铜片同时放入硝酸银溶液中，铁优先与硝酸银发生置换反应，待铁反应完全后，若硝酸银还有剩余，铜再与硝酸银发生置换反应。
（2）若将某一较活泼的金属单质放入含有多种较不活泼金属的盐溶液中，则该金属单质优先置换最不活泼的金属。
如将铝片放入含有硫酸亚铁和硫酸铜两种溶质的溶液中，铝优先与硫酸铜发生置换反应，待硫酸铜反应完全后，若铝还有剩余，铝再与硫酸亚铁发生置换反应。 2、反应中的铁元素
（1）铁在点燃条件下，能与氧气发生反应，生成物为四氧化三铁（Fe3O4）。 （2）常温下，铁在潮湿的空气中容易生锈，铁锈的主要成分为Fe2O3?xH2O。
（3）铁跟酸（除浓硫酸、硝酸）或盐溶液反应时，都生成+2价的盐，即凡是单质铁与酸或盐发生的置换反应，生成的都是亚铁盐。
（4）在复分解反应中，因是粒子间的相互交换，这样铁元素的化合价在反应物和生成物中保持不变。
3、金属与溶液反应后溶液质量的变化 （1）金属+酸→盐+氢气
原来是酸溶液，反应后是盐溶液，溶剂不变，溶质改变。由于进入溶液中金属的质量比生成的H2质量大，故这类反应的结果是溶液质量增加。 （2）金属+盐→新金属+新盐 原来是盐溶液，反应后是新盐溶液，溶剂不变，溶质改变。参加反应的金属使溶液质量增大，从溶液中置换出的金属使溶液质量减小，最终溶液质量增大还是减小，关键是看反应掉的金
初三化学第八单元金属和金属材料
