來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)資源 2022-11-02 11:56:44
考點(diǎn)1.金屬材料
1.金屬材料包括純金屬(90多種)和合金(幾千種)兩類。
金屬屬于金屬材料,但金屬材料不一定是純金屬,也可能是合金。
2.金屬制品是由金屬材料制成的,鐵、銅、鋁及其合金是人類使用最多的金屬材料。
考點(diǎn)2. 金屬材料的發(fā)展史
根據(jù)歷史的學(xué)習(xí),我們可以知道金屬材料的發(fā)展過(guò)程。商朝,人們開(kāi)始使用青銅器;春秋時(shí)期開(kāi)始冶鐵;戰(zhàn)國(guó)時(shí)期開(kāi)始煉鋼;銅和鐵一直是人類廣泛應(yīng)用的金屬材料。在100多年前,又開(kāi)始了鋁的使用,因鋁具有密度小和抗腐蝕等許多優(yōu)良性能,鋁的產(chǎn)量已超過(guò)了銅,位于第二位。
金屬分類:重金屬:如銅、鋅、鉛等
輕金屬:如鈉、鎂、鋁等;黑色金屬:通常指鐵、錳、鉻及它們的合金。Fe、Mn、Cr(鉻)有色金屬:通常是指除黑色金屬以外的其他金屬。
考點(diǎn)3 金屬的物理性質(zhì)
1.共性:大多數(shù)金屬都具有金屬光澤,密度和硬度較大,熔沸點(diǎn)較高,具有良好的延展性和導(dǎo)電、導(dǎo)熱性,在室溫下除汞為液體,其余金屬均為固體。
(1)常溫下一般為固態(tài)(汞為液態(tài)),有金屬光澤。
(2)大多數(shù)呈銀白色(銅為紫紅色,金為黃色)
(3)有良好的導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、延展性
2.一些金屬的特性:鐵、鋁等大多數(shù)金屬都呈銀白色,銅呈紫紅色,金呈黃色;常溫下大多數(shù)金屬都是固體,汞卻是液體;各種金屬的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、密度、熔點(diǎn)、硬度等差異較大;銀的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性最好,鋨的密度最大,鋰的密度最小,鎢的熔點(diǎn)最高,汞的熔點(diǎn)最低,鉻的硬度最大。
(1)鋁:地殼中含量最多的金屬元素(1)鈣:人體中含量最多的金屬元素(1)鐵:目前世界年產(chǎn)量最多的金屬(鐵>鋁>銅)(1)銀:導(dǎo)電、導(dǎo)熱性最好的金屬(銀>銅>金>鋁)
(1)鉻:硬度最高的金屬(1)鎢:熔點(diǎn)最高的金屬(1)汞:熔點(diǎn)最低的金屬(1)鋨:密度最大的金屬(1)鋰 :密度最小的金屬
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檢測(cè)一:金屬材料1.金屬的物理性質(zhì)
考點(diǎn)4.物質(zhì)的性質(zhì)與物質(zhì)的用途之間的關(guān)系
1.物質(zhì)的性質(zhì)決定物質(zhì)的用途,而物質(zhì)的用途又反映出物質(zhì)的性質(zhì)。
2.物質(zhì)的性質(zhì)很大程度上決定了物質(zhì)的用途。
但這不是唯一的決定因素,在考慮物質(zhì)的用途時(shí),還需要考慮價(jià)格、資源、是否美觀、使用是否便利,以及廢料是否易于回收和對(duì)環(huán)境的影響等多種因素。
考點(diǎn)5.合金
1.合金:由一種金屬跟其他一種或幾種金屬(或金屬與非金屬)一起熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。在金屬中加熱熔合某些金屬和非金屬,形成具有金屬特性的物質(zhì)。
★:一般說(shuō)來(lái),合金的熔點(diǎn)比各成分低,硬度比各成分大,抗腐蝕性能更好。
注意:(1)合金是金屬與金屬或金屬與非金屬的混合物。(2)合金的很多性能與組成它們的純金屬不同,使合金更容易適于不同的用途。(3)日常使用的金屬材料,大多數(shù)為合金。(4)金屬在熔合了其它金屬和非金屬后,不僅組成上發(fā)生了變化,其內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)也發(fā)生了改變,從而引起性質(zhì)的變化。
2.合金的形成條件:其中任一金屬的熔點(diǎn)不能高于另一金屬的沸點(diǎn)(當(dāng)兩種金屬形成合金時(shí))。
3.合金與組成它們的純金屬性質(zhì)比較:
下面是黃銅和銅片,焊錫和錫,鋁合金和鋁線的有關(guān)性質(zhì)比較:
4.幾種常見(jiàn)合金
(1)鐵合金:主要包括生鐵和鋼,它們的區(qū)別是含碳量不同,生鐵含碳量2%-4.3%,鋼的含碳量為0.03%—2%。鋼比生鐵具有更多的優(yōu)良性能,易于加工,用途更為廣泛。不銹鋼:含鉻、鎳的鋼
(2)鋁合金:鋁中加入鎂、銅、鋅等金屬形成合金。廣泛應(yīng)用于制造飛機(jī)、艦艇和載重汽車(chē)等,可增加它們的載重量以及提高運(yùn)行速度,并具有抗海水腐蝕、避磁性等特點(diǎn)。
(3)銅合金:黃銅:銅、鋅的合金;青銅:銅、錫的合金;白銅:銅、鎳的合金。
(4)鈦和鈦合金:被認(rèn)為是21世紀(jì)的重要金屬材料,鈦合金與人體有很好的“相容性”, 因此可用來(lái)制造人造骨等。
優(yōu)點(diǎn):①熔點(diǎn)高、密度、诳伤苄院谩⒁子诩庸、機(jī)械性能好③抗腐蝕性能好
性質(zhì):優(yōu)異的耐腐蝕性,對(duì)海水、空氣和若干腐蝕介質(zhì)都穩(wěn)定,可塑性好,強(qiáng)度大,密度小,又稱親生物金屬。
用途:噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)、飛機(jī)機(jī)身、人造衛(wèi)星外殼、火箭殼體、醫(yī)學(xué)補(bǔ)形、造紙、人造骨、海水淡化設(shè)備、海輪、艦艇的外殼等。
考點(diǎn)6.金屬與氧氣的反應(yīng)
金屬的化學(xué)性質(zhì):1.大多數(shù)金屬可與氧氣的反應(yīng)
2.金屬 + 酸 → 鹽 + H2↑
3.金屬 + 鹽 → 另一金屬 + 另一鹽 (條件:“前換后,鹽可溶”)
Fe + CuSO4 == Cu + FeSO4 (“濕法冶金”原理 )
考點(diǎn)7.金屬與酸的反應(yīng)
考點(diǎn)8.金屬與化合物溶液的反應(yīng)
考點(diǎn)9.置換反應(yīng)
置換反應(yīng):由一種單質(zhì)與一種化合物反應(yīng),生成另一種單質(zhì)與化合物的反應(yīng)叫做置換反應(yīng)。
考點(diǎn)10.金屬活動(dòng)性順序
人們通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證得到常見(jiàn)金屬的活動(dòng)性順序:
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H) Cu Hg Ag Pt Au
金屬活動(dòng)性:由強(qiáng)到弱
應(yīng)用:在金屬活動(dòng)性順序里,金屬的位置越靠前,它的活動(dòng)性越強(qiáng)。
(1)在金屬活動(dòng)性順序里,位于氫前面的金屬能置換出鹽酸、稀硫酸中的氫(不可用濃硫酸、硝酸)。
(2)在金屬活動(dòng)性順序里,位于前面的金屬能把位于后面的金屬?gòu)乃鼈兓衔锏娜芤豪镏脫Q出來(lái)(K、Ca、Na除外)。
考點(diǎn)11.礦石
1. 金屬資源的存在方式:地球上的金屬資源廣泛存在于地殼和海洋中,大多數(shù)金屬化合物性質(zhì)較活潑,所以它們以化合物的形式存在;只有少數(shù)金屬化學(xué)性質(zhì)很不活潑,如金、銀等以單質(zhì)形式存在。
2. 礦石:工業(yè)上把能提煉金屬的礦物叫礦石。
3. 常見(jiàn)礦石名稱與其主要成分:
考點(diǎn)12.一氧化碳還原氧化鐵
(1)儀器:鐵架臺(tái)(2個(gè))、硬質(zhì)玻璃管、單孔橡皮賽(2個(gè))、酒精燈、試管、酒精噴燈、雙孔橡皮賽、導(dǎo)氣管。
(2)藥品:氧化鐵粉末、澄清石灰水、一氧化碳?xì)怏w
(3)裝置圖:
(4)步驟:①檢驗(yàn)裝置的氣密性;②裝入藥品并固定;③向玻璃管內(nèi)通入一氧化碳?xì)怏w;④給氧化鐵加熱;⑤停止加熱;⑥停止通入一氧化碳
(5)現(xiàn)象:紅色粉末逐漸變成黑色,澄清石灰水變渾濁,尾氣燃燒產(chǎn)生藍(lán)色火焰。
(6)化學(xué)方程式:3CO+Fe2O3==高溫==2Fe+3CO2 2CO+O2==點(diǎn)燃===2CO2 Ca(OH)2+CO2=====CaCO3↓+H2O
(7)注意事項(xiàng):要先通入CO再加熱,實(shí)驗(yàn)完畢,停止加熱,繼續(xù)通入CO至試管冷卻。
(8)尾氣處理:因CO有毒,不能隨意排放在空氣中,處理的原則是將CO燃燒掉轉(zhuǎn)化為無(wú)毒的CO2或收集備用。
考點(diǎn)13.工業(yè)煉鐵
(1)原理:在高溫下,利用焦炭與氧氣反應(yīng)生成的還原劑(CO)將鐵從鐵礦石里還原出來(lái)。
(2)原料:鐵礦石:選擇礦石條件常見(jiàn)的鐵礦石有磁鐵礦(主要成分是Fe3O4 )、赤鐵礦(主要成分是Fe2O3 )
焦炭作用:(1)提供高溫 C+O2==高溫==CO2 (2)提供CO CO2+C==高溫==2CO
石灰石:作用除去SiO2CaCO3==高溫===CaO+CO2↑ CaO+SiO2==高溫===CaSiO3
(3)主要設(shè)備:高爐
(4)冶煉過(guò)程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng):C+O2==點(diǎn)燃==CO2 CO2+C==高溫==2CO 3CO+Fe2O3==高溫==2Fe+3CO2CaCO3==高溫===CaO+CO2↑ CaO+SiO2==高溫===CaSiO3
注意:石灰石的主要作用是將礦石中的二氧化硅轉(zhuǎn)變?yōu)闋t渣。
煉鋼設(shè)備:轉(zhuǎn)爐、電爐、平爐。
原理:在高溫條件下,用氧氣或鐵的氧化物把生鐵中所含的過(guò)量的碳和其它雜質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w和爐渣而除去。C+O2==點(diǎn)燃==CO2
考點(diǎn)14.金屬的銹蝕和保護(hù)
(1)鐵生銹的條件是:鐵與O2、水接觸(鐵銹的主要成分:Fe2O3•XH2O)
(銅生銅綠的條件:銅與O2、水、CO2接觸。銅綠的化學(xué)式:Cu2(OH)2CO3)
(2)鐵的銹蝕條件:有水和氧氣,防止鐵制品生銹的措施:①保持鐵制品表面的清潔、干燥
②表面涂保護(hù)膜:如涂油、刷漆、電鍍、烤藍(lán)等
③制成合金:不銹鋼
(3)鐵銹很疏松多孔,不能阻礙里層的鐵繼續(xù)與氧氣、水蒸氣反應(yīng),因此鐵制品可以全部被銹蝕。
鐵銹很疏松多孔易吸水,反而會(huì)加快鐵的生銹,因而鐵生銹應(yīng)及時(shí)除去。
(4)而鋁與氧氣反應(yīng)生成致密的氧化鋁薄膜,從而阻止鋁進(jìn)一步氧化,因此,鋁具有很好的抗腐蝕性能。
考點(diǎn)15.保護(hù)金屬資源
保護(hù)金屬資源的有效途徑:(1)防止金屬的腐蝕(2)廢舊金屬的回收利用(3)有計(jì)劃合理的開(kāi)采礦物(4)尋找金屬的代用品
意義:節(jié)約金屬資源,減少環(huán)境污染
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