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1、第5章 金属的冶炼与利用第1节金属的性质和利用一、金属材料1、金属材料 纯金属（90多种）合金 （几千种）2、金属的物理性质： （1）常温下一般为固态（汞为液态），有金属光泽。（2）大多数呈银白色（铜为紫红色，金为黄色）（3）有良好的导热性、导电性、延展性3、金属之最：（1）铝：地壳中含量最多的金属元素（2）钙：人体中含量最多的金属元素（3）铁：目前世界年产量最多的金属（铁铝铜）（4）银：导电、导热性最好的金属（银铜金铝）（5）铬：硬度最高的金属 （6）钨：熔点最高的金属（7）汞：熔点最低的金属 （8）锇：密度最大的金属（9）锂 ：密度最小的金属4、合金：由一种金属跟其他一种或几种金属（或金属
2、与非金属）一起熔合而成的具有金属特性的物质。 ：一般说来，合金的熔点比各成分低，硬度比各成分大，抗腐蚀性能更好合金铁的合金铜合金焊锡钛和钛合金形状记忆金属生铁钢黄铜青铜:成分含碳量2%4.3%含碳量0.03%2%铜锌合金铜锡合金铅锡合金钛镍合金备注不锈钢：含铬、镍的钢具有抗腐蚀性能紫铜为纯铜熔点低注：钛和钛合金：被认为是21世纪的重要金属材料，钛合金与人体有很好的“相容性”，因此可用来制造人造骨等。 （1）熔点高、密度小 优点 （2）可塑性好、易于加工、机械性能好（3） 抗腐蚀性能好5. 生铁和钢（1） 钢和生铁都是由铁、碳等元素形成的合金（2） 生铁特点：硬而脆，无韧性，只能铸造 钢特点：硬
3、度大、韧性好，有良好的延展性和弹性。可铸、可锻、可轧 钢和生铁的本质差异：含碳量不同二、金属的化学性质1、大多数金属可与氧气的反应金属在空气中在氧气中镁常温下逐渐变暗。点燃，剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色的固体点燃，剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色的固体2Mg + O2 点燃 2MgO铝常温下表面变暗，生成一种致密的氧化膜点燃，剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色的固体4Al + 3O2 点燃 2Al2O3铁持续加热变红点燃，剧烈燃烧，火星四射，生成黑色的固体3Fe + 2O2 点燃 Fe3O4铜加热，生成黑色物质；在潮湿的空气中，生成铜绿而被腐蚀加热生成黑色物质2Cu + O2 加热 2
4、CuO银金即使在高温时也不与氧气发生反应2、金属 + 酸 盐 + H2 锌和稀硫酸Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2铁和稀硫酸Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2 镁和稀硫酸Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2铝和稀硫酸2Al +3H2SO4 = Al2(SO4)3 +3H2 锌和稀盐酸Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2铁和稀盐酸Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 镁和稀盐酸Mg+ 2HCl = MgCl2 + H2 铝和稀盐酸2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H23、金属 + 盐 另一金属 + 另一盐（条件：“前换后，盐可溶”）
5、铁与硫酸铜反应：Fe+CuSO4=Cu+FeSO4现象：铁条表面覆盖一层红色的物质，溶液由蓝色变成浅绿色。(古代湿法制铜及“曾青得铁则化铜”指的是此反应)铝片放入硫酸铜溶液中：3CuSO4+2Al=Al2(SO4)3+3Cu现象：铝片表面覆盖一层红色的物质，溶液由蓝色变成无色。铜片放入硝酸银溶液中：2AgNO3+Cu=Cu(NO3)2+2Ag现象：铜片表面覆盖一层银白色的物质，溶液由无色变成蓝色。铜和硝酸汞溶液反应：Cu + Hg(NO3)2 = Cu(NO3)2 + Hg现象：铜片表面覆盖一层银白色的物质，溶液由无色变成蓝色。三、常见金属活动性顺序：K Ca Na Mg Al Zn Fe S
6、n 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：（）金属的位置越靠前，它的活动性就越强（）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）（）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）第二节 金属矿物 铁的冶炼1.常见的金属矿物铁的矿物：赤铁矿Fe2O3 、 磁铁矿Fe3O4、 菱铁矿FeCO3、 黄铁矿FeS2铜的矿物：黄铜矿CuFeS2、 孔雀石Cu2(OH)2CO3、 斑铜矿Cu5FeS4、 赤铜矿Cu2O铝的矿物：铝土矿KAl(SO4)212H2O、 明矾石Al2O3nH2O2、 铁的冶炼（1）实验
7、室用一氧化碳还原氧化铁的实验实验药品：氧化铁粉末、澄清石灰水、一氧化碳气体实验器材：铁架台（2个）、硬质玻璃管、单孔橡皮塞（2个）、酒精灯、试管、酒精喷灯、双孔橡胶塞、导管若干等实验步骤：检查装置的气密性-防止CO泄露污染空气装入药品并固定实验装置点燃酒精灯-防止未反应的CO污染空气，除尾气向玻璃管中通入CO-排空装置内的空气，以免加热CO与空气的混合物发生爆炸（CO需验纯后才能通入装置）点燃酒精喷灯反应结束后熄灭酒精喷灯试管冷却后停止通入CO-防止氧化铁被还原成铁后，在较高的温度下重新被氧化熄灭酒精灯注意：CO早出晚归，酒精喷灯迟到早退，酒精灯在CO来前点燃，走后熄灭。实验现象：红棕色粉末（
8、Fe2O3 ）变成黑色（铁粉）；生成的气体使澄清的石灰水变浑浊；尾气燃烧并产生蓝色火焰。实验结论：红棕色的氧化铁被一氧化碳还原成单质铁，同时生成二氧化碳气体。化学反应方程式：3CO+ Fe2O3 高温 2Fe + 3CO2 Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O 2CO + O2 点燃 2CO2（2） 工业炼铁原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气常见的铁矿石有磁铁矿（主要成分是Fe3O4 ）、赤铁矿（主要成分是Fe2O3 ）设备：高炉原理：在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。 3CO + Fe2O3高温2Fe + 3CO2原料中的石灰石的作用制造炉渣。
9、炼铁时焦炭的作用：一是燃烧放热，提高炉温 二是制取还原剂CO高炉炼铁得到的产品是生铁。（3）含杂质的化学方程式计算第3节 金属防护和废金属回收（1）铁生锈的条件是：铁同时与O2、水接触。铁锈的主要成分是氧化铁Fe2O3（红棕色） （铜生铜绿的条件：铜与O2、水、CO2接触。铜绿的化学式：Cu2(OH)2CO3）（铝锈是氧化铝）（2） 防止铁制品生锈的措施：保持铁制品表面的清洁、干燥表面涂保护膜：如涂油、刷漆、电镀、烤蓝等制成不锈钢（3）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。（4）而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。3、金属资源的保护和利用: 防止金属腐蚀 保护金属资源的途径： 回收利用废旧金属 合理开采矿物 寻找金属的代用 意义：节约金属资源，减少环境污染