第一节金属与金属矿物复习.doc

2005年中考复习专题我们身边的物质之金属与金属矿物一常见金属的物理特性及其应用1金属光泽：（1）金属都具有一定的金属光泽，一般都呈银白色，而少量金属呈现特殊的颜色，如：金（Au）是黄色、铜（Cu）是红色或紫红色、铅（Pb）是灰蓝色、锌（Zn）是青白色等；（2）有些金属处于粉末状态时，就会呈现不同的颜色，如铁（Fe）和银（Ag）在通常情况下呈银白色，但是粉末状的银粉或铁粉都是呈黑色的，这主要是由于颗粒太小，光不容易反射。（3）典型用途：利用铜的光泽，制作铜镜；黄金饰品的光泽也是选择的因素。2金属的导电性和导热性：其中导电性的强弱次序：银（Ag）铜（Cu）铝（Al）主要用途：用作输电线，炊具等3金属的延展性：（1）大多数的金属有延性（抽丝）及展性（压薄片），其中金（Au）的延展性最好；也有少数金属的延展性很差，如锰（Mn）、锌（Zn）等；（2）典型用途：金属可以被扎制成各种不同的形状，将金打成金箔贴在器物上4金属的密度：（1）大多数金属的密度都比较大，但有些金属密度也比较小，如钠（Na）、钾（K）等能浮在水面上；密度最大的金属锇*，密度最小的金属锂（2）典型用途：利用金属铝（Al）比较轻，工业上用来制造飞机等航天器5金属的硬度：（1）有些金属比较硬，而有些金属比较质软，如铁（Fe）、铝（Al）、镁（Mg）等都比较质软；硬度最高的金属是铬（Cr）；（2）典型用途：利用金属的硬度大，制造刀具，钢盔等。6金属的熔点：（1）有的金属熔点比较高，有的金属熔点比较低，熔点最低的金属是汞（Hg）；熔点最高的金属是钨（W）；（2）典型用途：利用金属锡（Sn）的熔点比较低，用来焊接金属例1 （1）日常生活中，我们常接触到许多物质，如香烟盒上的金属是_，保温瓶内胆上镀的是_，体温表中的液体金属是_，银粉漆中的金属是_，保险丝是_制成的。（2）常见金属的下列用途各利用了金属的哪些性质？用铁锅炒菜_；将铜拉成丝做电线_；古代人将铜打磨成铜镜_；古代人用铁做刀、剑等武器_；二区分常见的金属与非金属常见的金属：铝（Al）、镁（Mg）、铁（Fe）、锌（Zn）、钙（Ca）、铜（Cu）、汞（Hg）等 名称中一般含有“钅”偏旁，除汞（Hg）外；常见的非金属：氢气（H2）、氧气（O2）、氮气（N2）、金刚石（C）、石墨（C）、硅（Si）、碘（I2）等名称中一般含有“石”、“气”部首故，某些不熟悉的物质，我们可以通过偏旁部首来进行粗略的判断，属于金属或非金属三金属材料在生产、生活和社会发展中的重要作用1金属材料通常包括纯金属和各种合金。2合金是一种金属跟其他金属（或非金属）熔合形成的具有金属特性的物质。3常见的合金与主要成分合金名称主要组成元素主要用途合金名称主要组成元素主要用途生铁、碳素钢碳、铁广泛应用黄铜铜、锌机械零件等青铜铜、锡工艺品、塑像等不锈钢铁、铬、镍医疗器械等焊锡锡、铅焊接金属等武德合金铋、铅、锡、镉电路保险丝等其中，青铜是人类历史上使用最早的合金；生铁和钢是人类利用最广泛的合金。4合金的特性（1）一般来说，合金的硬度比组成它的金属大；（2）大多数合金的熔点比组成金属的熔点低；（3）导电、导热性能比组成它的金属差（4）合金的性能主要决定于合金的成分例2 工业生产中常将两种金属放在同一个容器中加热使其相互熔合，冷凝后得到具有金属特性的熔合物合金，试根据下表所列金属的熔点和沸点的数据（其余条件均已满足），判断不能制得合金的是（ ）金属NaKAlCuFe熔点（）97.863.666010831535沸点（）883774220025952750 AK-Na合金 BK-Fe合金 CNa-Al合金 DFe-Cu合金例3 1989年世界卫生组织把铝定为食品污染源之一加以控制使用。下列对铝控制使用的是（ ）制铝合金 制电线 制铝餐炊具 制银色漆的原料 制饮料的易拉罐 包装糖果和小食品A. B. C. D.全部控制四常见的金属与氧气反应1铁与氧气的反应（1）常温下，干燥的空气中铁很难与氧气反应；（2）在潮湿的空气中，铁与氧气发生缓慢氧化而生成铁锈（主要成分：Fe2O3） 注意：铁锈呈红色，结构疏松，易吸水，加快铁器的腐蚀； 铁经过缓慢氧化后，形成的化合物均可认为是氧化铁，即：4Fe + 3O2 = Fe2O3（3）在纯氧中，铁丝能够被点燃，剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，放出大量的热 在点燃前，先将铁丝打磨，在集气瓶中留有少量细砂或水，防止高温溅落物炸裂瓶底 3Fe + 2O2 Fe3O4；由上述实验现象，可以得到：同种物质，在不同的反应条件下，现象可能不同，生成物有可能不同。2镁与氧气的反应（1）常温下所看到的镁条呈黑色，用砂纸打磨后呈银白色；（2）做镁条燃烧实验时，要注意用坩埚钳夹持，在下面垫上石棉网；（3）镁条被点燃后，剧烈燃烧，产生耀眼的白光，形成白烟，放出大量的热； 2Mg + O2 2MgO3铝与氧气的反应（1）铝在空气容易形成致密的氧化物，故能保护其不受腐蚀（2）铝箔在纯氧中也能燃烧，4Al + 3O2 2Al2O34铜与氧气的反应（1）在加热的情况下，铜与氧气反应，生成黑色的物质，即氧化铜。2Cu + O2 CuO（2）在纯氧中，铜也不能被点燃（3）在潮湿的空气中，铜能被腐蚀，形成绿色粉末状固体，即铜绿Cu2(OH)2CO3 2Cu + O2 + CO2 + H2O = Cu2(OH)2CO3五防止金属锈蚀的简单方法1用完铁制品后及时擦洗干净，置于干燥的环境，保持表面的洁净、干燥。2在铁制品表面涂一层油，如机械零件等。3在铁制品表面涂上一层油漆，如家用电器、自行车车架、钢窗等。4在铁制品表面进行烤蓝、煮黑等处理（在其表面形成一层致密的四氧化三铁薄膜），如锯条、链条等。5在铁制品表面镀上一层其他金属，如镀锌、锡、铬等，如自行车车把，钢圈等。6改变铁制品的内部结构，将其制成不锈钢。例4 下列钢制品常用哪些方法来防止生锈？（1）铁栏杆；（2）铁门窗；（3）自行车链条；（4）洗脸盆；（5）不锈钢扶手分析：（1）镀一层其他金属，如锌、铝等；（2）表面刷一层油漆，阻止氧气与其接触；（3）自行车链条表面进行加工处理，形成烤蓝并涂上防锈油；（4）表面镀上搪瓷；（5）改变内部结构，形成不锈钢。六常见金属（铁、铝等）矿物铁矿石：赤铁矿（Fe2O3），磁铁矿（Fe3O4），菱铁矿（FeCO3），黄铁矿（FeS2）；铜矿石：孔雀石Cu2(OH)2CO3，赤铜矿（Cu2O）；铝矿石：铝土矿（Al2O3），明矾（KAlSO412H2O），水铝石（Al2O3H2O）；七从铁矿石中将铁还原出来的方法1炼铁的原料：铁矿石、焦炭、石灰石和空气（1）铁矿石：主要有赤铁矿Fe2O3、磁铁矿Fe3O4、菱铁矿FeCO3、黄铁矿FeS2（2）焦炭：主要作用是提供热量和产生还原剂CO；（3）石灰石：主要作用是造渣，除去铁矿石中SiO2等杂质。2炼铁的设备：高炉3炼铁的原理：在高温条件下，利用还原剂一氧化碳从铁的氧化物中将铁还原出来。4炼铁的过程及反应（以赤铁矿为例）：（1）焦炭燃烧产生热量并生成还原剂C+O2CO2；CO2+C2CO（2）氧化铁被CO还原成铁Fe2O3+3CO2Fe+3CO2（3）SiO2与CaCO3分解产生的CaO反应生成硅酸钙CaCO3CaO+CO2；CaO+SiO2=CaSiO3 ；炉渣主要成分5炼铁产物：生铁（主要为Fe、C合金）、滤渣（主要含有CaSiO3）、高炉气（主要含有CO）例5 常见的铁矿石主要有：赤铁矿（主要成分是Fe2O3）、磁铁矿（主要成份Fe3O4）、菱铁矿（主要成分为FeCO3）、黄铁矿（主要成分是FeS2）。请你从多角度分析这几种矿石哪些不适合用来炼铁。分析：根据化学式的计算，黄铁矿及菱铁矿中铁的质量分数都较小，并且黄铁矿中含有硫元素，在炼铁的过程中，很有可能形成二氧化硫气体，排放到空气中引起空气污染。6金属冶炼的方法：（1）还原法：把金属矿物与焦炭、氢气、一氧化碳等还原性物质一起加热反应。如：利用赤铜矿（Cu2O）提取铜Cu2O+C2Cu+CO；古代湿法炼铜：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu（2）电解法：活泼金属很难从其矿石中还原出来，需要用电解法。如：电解熔融氧化铝制铝：2Al2O34Al+3O2，电解熔融氯化钠制钠：2NaCl2Na+Cl2（3）分解法：有些金属的氧化物受热容易分解，可以用简单加热的方法得到。如：氧化汞制水银:2HgO2Hg+O2八一氧化碳还原氧化铁实验1反应方程式：Fe2O3+3CO2Fe+3CO22实验现象：红棕色的粉末变为黑色粉末，澄清石灰水变浑浊。3实验步骤：反应前，先通一段时间一氧化碳，然后再加热。目的是为了尽可能的排尽试管中的空气，防止造成爆炸。反应后，先撤走酒精灯，等固体冷却后再停止通一氧化碳。目的是为了使固体冷却，防止石灰水倒吸。4尾气处理：由于一氧化碳有毒，在关于该气体的实验都需要注意尾气的处理，点燃或收集。九改良金属特性的重要性，生铁与钢等重要的合金1由于纯铁的质地软，在实际应用中一般都是使用生铁与钢等合金2生铁与钢性质、性能等比较生铁钢含碳量2%4.3%0.03%2%其他元素硫、磷、硅、锰（少量）硅、锰（少量）、硫、磷（几乎没有）冶炼原料铁矿石、焦炭、石灰石、空气生铁、氧气冶炼原理在高温下，用一氧化碳从铁的氧化物中将铁还原出来在高温下，用氧气或铁的氧化物把生铁中所含有过量的碳和其他杂质转变为气体或炉渣而除去化学方程式Fe2O3+3CO2Fe+3CO2C+O2CO2机械性能硬而脆，无韧