第六章 金属知识点

这是一份第六章 金属知识点，共7页。学案主要包含了金属的物理性质，置换反应，金属资源的利用和保护，实验探究等内容，欢迎下载使用。

金属材料包括纯金属和合金
填空：合金是 材料
纯金属：铁、铝、铜、锌、金、银等
合金：由一种金属与其他金属或非金属熔合而成的具有金属特性的混合物。
合金中一定含有金属，不一定含有非金属。
合金中任一金属的熔点不能高于另一种金属（或非金属）的沸点，这样才能熔合在一起。
合金是均匀的混合物，在铁表面镀一层铜，不属于合金。
金属氧化物（如氧化铁）为纯净物，不属于合金。
二、金属的物理性质
金属共有的物理性质：导电性、导热性、金属光泽、延展性
铜、铝作导线——导电性
铁作为炊具、散热器——导热性
金、银作首饰，铜为镜——金属光泽
铝制成铝箔——延展性
金属间差异大的物理性质：密度、熔点、沸点、硬度、强度
钨作灯丝——熔点高
铁制作剪刀、农具等——硬度大
合金跟组成它的成分相比，硬度增大、熔点降低。
有的合金还有高强度、耐腐蚀性、强磁性。
不锈钢的组分是铁，铬，镍，不锈钢永不生锈，对吗？
黄铜和纯铜互相刻划，有明显划痕的是纯铜。合金硬度增大（黄铜是铜、锌合金）
焊锡的熔点，低于组成它的金属锡、铅的熔点。合金熔点降低（焊锡是锡、铅合金）
常温下大多数金属为固体，但汞为液体；大多数金属为银白色，但铜为紫红色，金为黄色。
6.2金属的化学性质
金属与氧气反应
大多数金属都能跟空气中的氧气发生反应，只有个别金属不与氧气发生反应。
俗话说，真金不怕火炼。金在高温下也不与氧气反应。
常温下K、Ca、Na与O2反应，与水发生剧烈的反应，在煤油中保存。
Mg在空气中点燃，生成氧化镁（MgO）p17
现象：剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出大量的热，生成白色固体
化学方程式：
常温下Fe不易与空气中的氧气发生反应；
在纯氧中点燃铁丝，生成四氧化三铁（Fe3O4）p69
现象：剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体
化学方程式：
Cu在空气中加热，表面变黑，生成氧化铜（CuO）p21
化学方程式：
Hg在空气中加热12天生成氧化汞（HgO）p32、p46
化学方程式：
真金不怕火炼
总结：大多数金属都能与氧气发生反应生成金属氧化物。
反应类型：金属+氧气→金属氧化物 【化合反应】
金属活动性顺序
最活泼的金属常温下就能反应。如：铝在常温下与空气中的氧气反应生成氧化铝。
不太活泼的金属需要条件：点燃→加热→高温→高温都不反应。
空气中的氧气是一定的，但由于不同金属的活动性不同，因此反应的难易程度主要取决于金属的活动性顺序。
金属活动性顺序表★（经过大量科学实验验证出的，常用金属的活动性顺序）
铝虽然比铁活泼，但铝比铁跟耐腐蚀，是因为铝在常温下与空气中的氧气反应，在铝表面生成一层致密的氧化铝薄膜(Al2O3)，从而阻止铝进一步被氧化。
新的铝制品表面具有金属光泽，过一段时间就变灰白色。
金属单质与酸的反应
什么是酸？
反应条件：
金属：位于氢之前
（初中不研究K、Ca、Na，因为太活泼，可以与水反应生成氢气）
酸：稀盐酸（HCl）或稀硫酸（H2SO4）（盐酸易挥发，制出的H2不纯，混有HCl气体）
硝酸HNO3和浓硫酸具有强氧化性，与金属反应不生成H2
反应条件：（常温下，点燃和加热非常危险，因为生成的是可燃性气体）
熟练掌握几个重要的反应：
Mg、Al、Zn、Fe与稀硫酸的反应
Cu+H2SO4→不反应
铁单质与酸或盐溶液发生置换反应时，只能生成+2价的亚铁离子。
金属与盐溶液
什么是盐？
反应条件：
盐是溶液（固体不行，要配成溶液）
金属单质比盐中金属要活泼
湿法炼铜
拓展：金属与多种盐溶液混合时，间隔大，先进行（先摆平弱的）
例如：AgNO3、Cu(NO3)2混合溶液中加入Fe，Fe先置换Ag。
金属的活动性顺序及规律
1、金属活动性顺序
2、金属活动性顺序的规律
越靠前元素，金属活动性越强；
排在前面的活动性较强的金属，可以把排在后面的活动性较弱的金属从盐溶液中置换出来。
五、置换反应
概念：由一种单质与一种化合物生成另一种单质与另一种化合物分反应。
6.3金属矿物与冶炼
六、金属资源的利用和保护
金属在地壳中的存在
金属元素以什么形态存在于自然界?
单质：如Au、Ag、Pt常以单质形态存在。原因：不活泼。考察金属活动性顺序。
化合物：绝大部分金属以化合物形态存在于矿石中，一些矿石的主要成分。
地壳中含量最多的金属：铝；前三位：铝、铁、钙
常见的金属矿物及其主要成分的化学式
赤铁矿Fe2O3 、磁铁矿Fe3O4、黄铁矿FeS2、孔雀石Cu2(OH)2CO3、赤铜矿Cu20、铝土矿Al2O3
铁的冶炼
矿石是怎样变成金属的?
金属的冶炼：主要研究高炉炼铁
（1）原理：
赤铁矿（主要成分Fe2O3）冶炼的原理：
磁铁矿（主要成分Fe3O4）冶炼的原理：
原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气
焦炭的作用：
提供热量（高温）
产生一氧化碳
石灰石的作用：使铁矿石中的脉石（如二氧化硅） 转变成炉渣而除去
高炉炼得的铁是生铁（生铁是混合物）
生铁在炼钢炉里冶炼成钢
炼铁与炼钢的区别：炼铁（夺氧）炼钢（富养）
生铁和钢
生铁与钢的区别：含碳量不同
钢含碳量 0.03%-2% 钢有韧性，可以锻造
生铁含碳量 2%-4.3% 硬而脆→可铸不可煅
一氧化碳还原氧化铁实验
一氧化碳还原氧化铁的实验装置：
一氧化碳还原氧化铁方程式：
试管中发生的反应：
导管口发生的反应：
看装置：酒精喷灯，反应条件是高温。
实验现象：1、红色固体逐渐变黑2、澄清的石灰水变浑浊
检验二氧化碳的方程式：
一氧化碳早出晚归，酒精喷灯迟到早退。
早出的原因：排尽玻璃管内的空气，防止一氧化碳与空气混合加热时发生爆炸。
晚归的原因：防止高温下生成的铁重新被氧化。
尾气CO有毒，会污染空气，用酒精灯点燃，也可以用气球收集尾气。
酒精灯的目的是：燃烧掉未反应的一氧化碳，防止空气污染。
6.4珍惜和保护金属资源
珍惜保护金属资源
金属资源的利用：冶炼金属→冶炼铁
金属资源的保护：资源的不可再生性，要有危机意识→防止金属生锈→铁生锈
八、实验探究：铁生锈的条件
探究方法：控制变量，设计对比实验，通过三组实验对比，得出铁生锈的条件。
植物油的作用：隔绝空气。
实验现象：乙和丙试管中铁钉不生锈，甲试管中铁钉生锈。
实验分析：
乙试管中的铁钉只与水接触，铁钉不生锈
丙试管中的铁钉只与干燥的接触，铁钉不生锈
甲试管中的铁钉同时与水和氧气接触，铁钉生锈
甲乙对比说明生锈需要空气；
甲丙对比说明铁生锈需要水；
实验结论：铁生锈的条件是铁与空气中的氧气和水同时接触。
防锈原理：隔绝氧气或水
铁锈的主要成分：三氧化二铁 Fe2O3
铁锈的颜色：红棕色
【对比】铁锈和氧化铝
Fe跟氧气和水反应后生成的氧化铁(Fe2O3)疏松多孔，透水、透气，不能阻止氧气、水与铁的进一步反应，铁制品容易生锈。
铝在空气中具有很好抗腐蚀性能的原因是：铝与空气中的氧气反应，在铝表面生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步被氧化。
【拓展】：铜生锈
铜生锈的条件：铜+氧气+水+二氧化碳→铜锈（同时接触）
铜锈的主要成分： 碱式碳酸铜 Cu2（OH）2CO3
铜锈的颜色：绿色（铜锈俗称铜绿）
稀盐酸除铁锈的方程式：
稀硫酸除铁锈的方程式：
铜丝（紫红色）加热以后表面变黑，生成氧化铜，可以用稀硫酸除去
氧化铜与稀硫酸反应的方程式：
眼镜架上的铜锈清洗的方法：白醋
防锈措施
保持金属制品表面洁净、干燥
建立保护层，隔绝空气和水分（涂油、喷漆、搪瓷、电镀）
改变金属的内部结构——制成合金
金属保护
有计划、合理地开采资源
资源的采掘与开发方面 金属代用品的开发研究
废旧金属的回收和再利用
保护金属材料和制品方面——防止生锈
金属之最
地壳中含量最高的金属元素－铝（Al)
人体中含量最高的金属元素－钙（Ca)
目前世界年产量最高的金属－铁（Fe)
导电性、导热性最好的金属－银（Ag)
延展性最好的金属－金（Au)
硬度最大的金属－铬（Cr)
熔点最低的金属－汞（Hg) 熔点最高的金属－钨（W)
密度最大的金属－锇（Os) 密度最小的金属－锂（Li)