金属和金属材料
单元知识清单
一、 金属材料
金属材料包括 纯金属 以及它们的 合金 。
二、 金属与非金属性质的比较
物理性质
金属
非金属
状态
在常温下,除 汞 是液体外,其余都是固体
在常温下,有些是气体,有些是固体,个别是液体
密度
一般 较大
一般 较小
光泽
有 金属光泽
多数 没有光泽
导电性
良好
不良
导热性
良好
不良
延展性
良好
差
三、 合金
1.概念:在金属中加热熔合某些 金属 或 非金属 ,就可以制得具有金属特征的合金。
2.常见的合金:生铁和钢是常见的两种含碳量不同的合金,其中生铁的含碳量 大于 (填“大于”或“小于”)钢的含碳量。
3.合金的特性:一般情况下,合金跟组成它们的纯金属相比,硬度更 大 ,熔点更 低 ,抗腐蚀性能更 好 。
四、金属的化学性质
1.与氧气的反应:大多数金属都能与氧气发生反应,但反应的难易和剧烈程度是不同的。
(1)镁、铝等在常温下就能与氧气反应。铝在空气中与氧气反应,其表面会生成一层 致密的氧化铝(Al2O3) 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。相关反应的化学方程式为 4Al+3O22Al2O3 。
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(2)铁、铜等在常温下几乎不与氧气反应,但在高温时能与氧气反应。如在点燃条件下,铁可在氧气中剧烈燃烧, 火星四射 ,生成黑色固体,反应的化学方程式为 3Fe+2O2Fe3O4 ;铜在空气中加热,表面会变成黑色,反应的化学方程式为 2Cu+O22CuO 。
(3)“真金不怕火炼”说明金即使在高温下也不与氧气发生反应。
2.与酸的反应:在金属活动性顺序里,位于 氢 前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸里的 氢 ,生成金属的化合物和 氢气 。
3.与盐溶液的反应: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。
五、置换反应
由一种 单质 与一种 化合物 反应生成另一种 单质 和另一种 化合物 的反应叫做置换反应。
六、铁的冶炼
1.实验装置如图所示:
2.现象:玻璃管中的红色粉末逐渐变成黑色,澄清石灰水变浑浊,玻璃导管尖嘴处出现蓝色火焰。
3.玻璃管中发生反应的化学方程式: Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 。
4.实验注意事项:a.加热前先通入CO;b.实验结束后继续通入CO至玻璃管冷却;c.CO有毒,必须进行尾气处理。
七、金属的锈蚀及其防护
1.铁制品锈蚀的过程,实际上是铁与空气中的 氧气 、 水 等发生化学反应的过程。铁锈的主要成分是 Fe2O3·xH2O ,它很疏松,不能阻止里层的铁继续与 氧气 、 水 等反应,因此铁制品会全部锈蚀。
2.防止铁制品锈蚀的基本思路是破坏铁制品锈蚀的条件,使铁制品隔绝 空气 或 水 。具体措施:一是保持铁制品的 洁净和干燥 ;二是在铁制品表面覆盖 保护膜 ,还可以改变铁的结构,制成 合金 ,如 不锈钢 。
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八、保护金属资源的有效途径
防止金属腐蚀;回收利用废旧金属;有计划、合理地开采矿物;寻找金属的代用品。
九、含杂质物质的计算
1.基本思路
(1)将含杂质的物质转化为 纯净物 的质量,代入化学方程式计算。
(2)将求出的纯净物的质量转化为要求的含杂质物质的质量。
2.纯净物与含杂质物质质量的换算关系
含杂质物质的质量纯物质的质量
物质的纯度=纯物质的质量混合物的质量×100%=1-杂质的质量分数
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