第八单元知识点
一、金属材料
1. 金属材料包括纯金属和合金两类。
2.金属制品是由金属材料制成的,铁、铜、铝及其合金是人类使用最多的金属材料。 3. 金属材料的发展史商朝,开始使用青铜器;春秋冶铁;战国时期开始炼钢;铜和铁一直是人类广泛应用的金属材料。在100多年前,又开始了铝的使用,因铝具有密度小和抗腐蚀等许多优良性能,铝的产量已超过了铜,位于第二位。
金属材料的使用先后顺序与金属的活动性顺序、金属的冶炼难易程度有关。 4.合金:在金属中加热熔合某些金属和非金属,形成具有金属特性的物质。
注意:(1)金属在熔合了其它金属和非金属后,组成发生改变,使得合金的性能随之发生改变。
(2)一般说来,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)合金的形成条件:其中任一金属的熔点不能高于另一金属的沸点(当两种金属形成合金时)。 几种常见合金:(混合物)
铁合金:主要包括生铁和钢,它们的区别是含碳量不同,生铁含碳量2%-4.3%,钢的含碳量为0.03%—2%。由于含碳量不同,钢比生铁具有更多的优良性能,易于加工,用途更为广泛。(2)铝合金:应用于制造飞机。(3)铜合金:黄铜、青铜、白铜。(4)钛和钛合金 二、金属的化学性质
1.金属的化学性质
铁与氧气的反应 a.铁在纯氧气中燃烧:3Fe + 2O2 ==== Fe3O4 b.铁在潮湿空气中生锈(主要成分Fe2 O3) 2Cu + O2 === 2CuO
△
4Al + 3O2 === 2Al2O3
活泼金属 + 酸 = 盐 + 氢气 置换反应 金属 + 盐溶液 = 新金属 + 新盐 置换反应
Fe+CuSO4==Cu+FeSO4 现象:铁丝表面有红色物质析出,溶液变成浅绿色 注:单质铁与酸(稀盐酸、稀硫酸)、盐反应,生成物中铁元素显+2价
2.铁的冶炼实验
原料:铁矿石(赤铁矿Fe2 O3、磁铁矿Fe3O4等)、焦炭、石灰石)
原理: 还原赤铁矿 Fe2O3 + 3CO === 2Fe + 3CO2
还原磁铁矿Fe3O4 + 4CO 3Fe + 4CO高温 2;
===
现象:红棕色固体变成黑色,澄清的石灰水变浑浊
步骤:①检验装置的气密性;②装入药品并固定;③向玻璃管内通入一氧化碳气体;④给氧化铁加热;⑤停止加热;⑥停止通入一氧化碳 装置
高温
△
===
高温
图中涉及的化学方程式:3CO+Fe2O3====2Fe+3CO2 2CO+O2==== 2CO2
Ca(OH) 2+CO2=CaCO3↓+H2O
尾气处理:因CO有毒,不能随意排放在空气中,处理的原则是将CO燃烧掉转化为无毒的CO2或收集备用。
二、金属活动性顺序表的应用
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au 金属活动性由强逐渐减弱 在金属活动性顺序里:
(1)金属的位置越靠前,它的活动性就越强
(2)位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢(不可用浓硫酸、硝酸)
(3)位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。(除K、Ca、Na)
三、铁的锈蚀
1.(1)铁生锈的条件是:铁与O2、水接触(铁锈的主要成分:Fe2O3) 铁锈很疏松,不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气反应,因此铁制品可以全部被锈蚀。因而铁锈应及时除去。
(铜生铜绿的条件:铜与O2、水、CO2接触。铜绿的化学式:Cu2 (OH) 2CO33)
(2)铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步氧化,因此,铝具有很好的抗腐蚀性能。
2.防止铁制品生锈的措施:
① 保持铁制品表面的清洁、干燥
② 表面涂保护膜:如涂油、刷漆、电镀、烤蓝等 ③ 制成不锈钢 3. 除锈的方法:
(1)物理方法:打磨
(2)化学方法:加入酸(稀盐酸、稀硫酸) 原理:Fe2O3 + 6HCl === 2FeCl3 + 3H2O 现象:铁锈消失,溶液由无色变成黄色 若加入的酸过量,则酸还会腐蚀铁制品。 原理是:Fe + 2HCl === FeCl2 + H2↑ 现象:有气泡产生,溶液变成浅绿色
3.保护金属资源的途径:
①防止金属腐蚀 ②回收利用废旧金属 ③合理开采矿物 ④寻找金属的代用 品 意义:节约金属资源,减少环境污染