第九單元金屬

1、第九單元第九單元 金屬金屬第一節(jié)第一節(jié) 常見的金屬材料常見的金屬材料 一、金屬的物理性質一、金屬的物理性質 1 1、金屬共性：有金屬光澤、有導電性和導熱性、延展性、金屬共性：有金屬光澤、有導電性和導熱性、延展性 2 2、金屬特性：大多數(shù)金屬具有硬度大、熔點和沸點高的性、金屬特性：大多數(shù)金屬具有硬度大、熔點和沸點高的性質，但是汞的在常溫下是液態(tài)，硬度及熔點沸點很低；大質，但是汞的在常溫下是液態(tài)，硬度及熔點沸點很低；大多數(shù)金屬為銀白色，但銅為多數(shù)金屬為銀白色，但銅為紅色紅色，金為，金為黃色；黃色；大部分金屬大部分金屬的密度大的密度大 3 3、金屬的用途（性質決定用途）、金屬的用途（性質決定用途）

2、熔點高熔點高 導電性好，且價格便宜導電性好，且價格便宜 硬度大硬度大鎢鎢用作燈絲，但不能用作保險絲用作燈絲，但不能用作保險絲銅銅用作導線用作導線鉻鉻用作水龍頭等用作水龍頭等金 屬 之 最 地殼中含量最高的金屬元素地殼中含量最高的金屬元素 人體中含量最高的金屬元素人體中含量最高的金屬元素 目前世界年產(chǎn)量最高的金屬目前世界年產(chǎn)量最高的金屬 導電、導熱性最好的金屬導電、導熱性最好的金屬 硬度最高的金屬硬度最高的金屬 熔點最高的金屬熔點最高的金屬 熔點最低的金屬熔點最低的金屬 密度最大的金屬密度最大的金屬 密度最小的金屬密度最小的金屬鋁鋁鈣鈣銀銀鐵鐵鉻鉻汞汞鎢鎢鋰鋰鋨鋨 4 4、金屬的分類、金屬的分類

3、 工業(yè)上分類工業(yè)上分類 黑色金屬：鐵、鉻、錳黑色金屬：鐵、鉻、錳 有色金屬：鋁、鎂、鉀、鈣、鈉等有色金屬：鋁、鎂、鉀、鈣、鈉等 按密度分按密度分 重金屬（重金屬（4.5g/cm4.5g/cm3 3）：汞、銅、鎘、鉛等）：汞、銅、鎘、鉛等 輕金屬輕金屬（4.5g/cm4.5g/cm3 3）：鋁、鎂、鉀、鈣、鈉等）：鋁、鎂、鉀、鈣、鈉等 按地殼含量分按地殼含量分 常見金屬：鋁、鎂、鉀、鈣、銅、鐵等常見金屬：鋁、鎂、鉀、鈣、銅、鐵等 稀有金屬：鋯、鉨、鉬等稀有金屬：鋯、鉨、鉬等 5 5、金屬材料、金屬材料 純金屬純金屬 合金合金 二、合金（混合物）二、合金（混合物） 1 1、定義：在某些金屬中加熱熔

4、合其他金屬或非金屬后形成、定義：在某些金屬中加熱熔合其他金屬或非金屬后形成的具有金屬特性的物質。的具有金屬特性的物質。 2 2、性質、性質 硬度比各成分的金屬的大硬度比各成分的金屬的大 熔點比各成分的純金屬的低熔點比各成分的純金屬的低 抗腐蝕性能比各組成成分的強抗腐蝕性能比各組成成分的強 3 3、常見的合金、常見的合金 銅合金：銅合金：青銅、黃銅（銅鋅合金）等青銅、黃銅（銅鋅合金）等（熔合的關鍵：各成分的熔點要低于（熔合的關鍵：各成分的熔點要低于任何其他成分的沸點）任何其他成分的沸點） 二、合金（混合物）二、合金（混合物） 鐵合金：鋼：含碳量鐵合金：鋼：含碳量0.03%-2%0.03%-2%

5、生鐵：含碳量生鐵：含碳量2%-4.3%2%-4.3% 鈦合金：用于航空、航天、造船工業(yè)及化學工業(yè)等鈦合金：用于航空、航天、造船工業(yè)及化學工業(yè)等 鋁合金：用于制作飛機外殼等鋁合金：用于制作飛機外殼等 三、金屬礦物及其冶煉三、金屬礦物及其冶煉 1 1、金屬的存、金屬的存 單質單質：化學性質不活潑（如金、銀、鉑等）：化學性質不活潑（如金、銀、鉑等） 在形式在形式 2 2、常見的金屬礦物、常見的金屬礦物 鋁礦石：鋁土礦（注意成分鋁礦石：鋁土礦（注意成分AlAl2 2O O3 3）、鉀長石、明礬石）、鉀長石、明礬石化合物化合物：化學性質活潑（如鐵、銅、鈉等：化學性質活潑（如鐵、銅、鈉等 2 2、常見的金

6、屬礦物、常見的金屬礦物 鐵礦石：赤鐵礦：（主要成分鐵礦石：赤鐵礦：（主要成分FeFe2 2O O3 3） 磁鐵礦：（主要成分磁鐵礦：（主要成分FeFe3 3O O4 4） 菱鐵礦：（主要成分菱鐵礦：（主要成分FeCOFeCO3 3） 黃鐵礦：（主要成分黃鐵礦：（主要成分FeSFeS2 2） 注意：稀土金屬的用途注意：稀土金屬的用途 3 3、工業(yè)煉鐵、工業(yè)煉鐵 主要原理：主要原理：Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2高溫高溫一氧化碳還原氧化鐵一氧化碳還原氧化鐵Fe2O3現(xiàn)象：現(xiàn)象： 紅色紅色粉末粉末變成變成黑色，黑色，F(xiàn)e2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2高溫高溫澄清的石灰水變

7、渾濁。澄清的石灰水變渾濁。CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O用酒精燈點燃尾氣的作用是用酒精燈點燃尾氣的作用是防止防止CO污染空氣污染空氣2CO + O2 2CO2點燃點燃實驗室還原氧化鐵實驗室還原氧化鐵實驗步驟：實驗步驟：1 1、檢查裝置氣密性、檢查裝置氣密性2 2、將適量的氧化鐵裝入試管并固定裝置、將適量的氧化鐵裝入試管并固定裝置3 3、點燃右邊點燃右邊酒精燈酒精燈4 4、通入一氧化碳通入一氧化碳氣體氣體5 5、點燃酒精噴燈給氧化鐵加熱、點燃酒精噴燈給氧化鐵加熱6 6、待硬質玻璃管內紅色物質完全變?yōu)楹谏珪r停止加熱、待硬質玻璃管內紅色物質完全變?yōu)楹谏珪r停止加熱7 7、待玻璃管內

8、固體冷卻后、待玻璃管內固體冷卻后停止通入一氧化碳停止通入一氧化碳，然后，然后熄滅右邊酒精燈熄滅右邊酒精燈注意：注意：實驗前要先通實驗前要先通COCO將玻璃管中的空氣排盡再加熱，防止加熱時將玻璃管中的空氣排盡再加熱，防止加熱時COCO與與空氣混合發(fā)生爆炸；實驗完畢后，停止加熱時要繼續(xù)通空氣混合發(fā)生爆炸；實驗完畢后，停止加熱時要繼續(xù)通COCO至玻璃管內至玻璃管內固體冷卻，防止高溫下的生成物鐵與空氣接觸而被氧化，同時還可防固體冷卻，防止高溫下的生成物鐵與空氣接觸而被氧化，同時還可防止石灰水倒吸。止石灰水倒吸。黃鐵礦黃鐵礦 FeS2赤鐵礦赤鐵礦 Fe2O3菱鐵礦菱鐵礦 FeCO3磁鐵礦磁鐵礦 Fe3O

9、4在高溫下，利用焦炭與氧氣反應生成的一氧化碳把鐵在高溫下，利用焦炭與氧氣反應生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石中還原出來從鐵礦石中還原出來Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2高溫高溫石灰石、石灰石、鐵礦石鐵礦石焦炭、空氣焦炭、空氣化學方程式：化學方程式：工業(yè)煉鐵工業(yè)煉鐵四、氧化反應和還原反應四、氧化反應和還原反應 1 1、氧化反應：得到氧元素的反應、氧化反應：得到氧元素的反應 還原反應：失去氧元素的反應還原反應：失去氧元素的反應 例：例：Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2高溫高溫發(fā)生還原反應發(fā)生還原反應失氧失氧是氧化劑是氧化劑具有氧化性具有氧化性得氧得氧發(fā)生氧化反應發(fā)生氧化反應具有還原性

10、具有還原性是還原劑是還原劑CuO + CO = Cu + CO22CuO + C = 2Cu + CO2CuO + H2= Cu + H2O高溫高溫高溫高溫高溫高溫 五、活波金屬的冶煉五、活波金屬的冶煉 1 1、鋁的冶煉：、鋁的冶煉：2Al2O3= 4Al+3O2 2、鎂的冶煉：、鎂的冶煉：MgCl2=Mg+Cl2通電通電通電通電第二節(jié)第二節(jié) 金屬的化學性質金屬的化學性質 一、金屬的化學性質與最外層電子數(shù)的關系：一、金屬的化學性質與最外層電子數(shù)的關系：鋁鋁鐵鐵銅銅 四、金屬與鹽反應四、金屬與鹽反應 1 1、鋅與鹽反應、鋅與鹽反應 2 2、鐵與鹽的反應、鐵與鹽的反應 ZnZn+ +CuCuSOS

11、O4 4=ZnZn+2+2AgAgNONO3 3=CuCu+ +ZnZnSOSO4 42 2AgAg+ +ZnZn(NO(NO3 3) )2 2鋅片表面變黑，溶液由鋅片表面變黑，溶液由藍色藍色變?yōu)闊o色變?yōu)闊o色鋅片表面變黑鋅片表面變黑ZnZn+NaCl=+NaCl=無現(xiàn)象，不反應無現(xiàn)象，不反應 鐵絲表面有鐵絲表面有紅色紅色的銅析出，溶液由的銅析出，溶液由藍色藍色變?yōu)樽優(yōu)闇\綠色。淺綠色。 鐵絲表面變黑，溶液由無色變?yōu)殍F絲表面變黑，溶液由無色變?yōu)闇\淺綠色綠色。FeFe+ +CuCuSOSO4 4=FeFe+2+2AgAgNONO3 3=CuCu+ +FeFeSOSO4 42 2AgAg+ +FeFe

12、(NO(NO3 3) )2 2FeFe+NaCl=+NaCl=無現(xiàn)象，不反應無現(xiàn)象，不反應 3、銅與鹽反應、銅與鹽反應 四、金屬活動性順序及其應用四、金屬活動性順序及其應用銅絲表面有銀白色的金屬析出，銅絲表面有銀白色的金屬析出，溶液由無色變?yōu)槿芤河蔁o色變?yōu)樗{色藍色。CuCu+2+2AgAgNONO3 3=2 2AgAg+ +CuCu(NO(NO3 3) )2 2 k Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 強強 弱弱嫁給那美女嫁給那美女身體細纖輕身體細纖輕總共一百斤總共一百斤 應用應用： 和酸來反應， 氫后難進行； 和鹽液反應， 前金換后金。注意：

13、注意：鉀、鈣、鈉的鉀、鈣、鈉的活動性太強，直接與活動性太強，直接與鹽溶液中的水反應，鹽溶液中的水反應，而不能置換出鹽中的而不能置換出鹽中的金屬。所用的鹽必須金屬。所用的鹽必須是可溶性鹽。是可溶性鹽。 六、置換反應六、置換反應 1、定義、定義由一種單質與一種化合物反應，生成了另一種單質由一種單質與一種化合物反應，生成了另一種單質和另一種化合物的反應叫做和另一種化合物的反應叫做置換反應。（一單換一單）置換反應。（一單換一單） 2 2、例：、例： Mg + 2HCl = MgCl2 + H2 Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 注意：注意：鐵單

14、質與稀鹽鐵單質與稀鹽酸和稀硫酸、鹽溶液酸和稀硫酸、鹽溶液反應發(fā)生的置換反應反應發(fā)生的置換反應生成的都是生成的都是亞鐵鹽亞鐵鹽注意：注意：復分解反應是復分解反應是兩種化合物相互交換兩種化合物相互交換成分，各元素的化合成分，各元素的化合價不變。置換反應中價不變。置換反應中有元素化合價發(fā)生改有元素化合價發(fā)生改變。變。FeFe+ +CuCuSOSO4 4=CuCu+ +FeFeSOSO4 4第三節(jié)第三節(jié) 鋼鐵的銹蝕與防護鋼鐵的銹蝕與防護 一、導致鋼鐵生銹的原因一、導致鋼鐵生銹的原因1 1、鐵生銹的原理、鐵生銹的原理 4Fe+3O 4Fe+3O2 2+6H+6H2 2O=4Fe(OH)O=4Fe(OH)

15、3 3 2Fe(OH) 2Fe(OH)3 3=Fe=Fe2 2O O3 3+3H+3H2 2O O2 2、鐵生銹的條件、鐵生銹的條件水水氧氣氧氣酸、鹽、高溫酸、鹽、高溫缺一不可缺一不可3、鐵制品和鋁制品生銹的區(qū)別、鐵制品和鋁制品生銹的區(qū)別 鐵銹鐵銹 (主要成分主要成分是是e23)氧化鋁氧化鋁 (Al2O3)結構特點結構特點若不除去結果若不除去結果疏松多孔疏松多孔加速銹蝕加速銹蝕致密堅固致密堅固使鋁使鋁“自我自我保護保護” 二、減緩鐵生銹的方法及原理二、減緩鐵生銹的方法及原理 1、原理、原理 2、方法、方法保持鐵制品表面干燥和潔凈保持鐵制品表面干燥和潔凈在鋼鐵表面涂一層保護膜如：涂刷礦物油、油漆；覆蓋搪瓷在鋼鐵表面涂一層保護膜如：涂刷礦物油、油漆；覆蓋搪瓷塑料）塑料）鍍上一層不易銹蝕的金屬或通過化學反應使表面生成一層致鍍上一層不易銹蝕的金屬或通過化學反應使表面生成一層致