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中考科学总复习 第19讲 金属

发布时间:2014-03-08 09:17:16  

水泥 玻璃 陶瓷 无机非金 属材料
金属与非金属的区别 金属活动性顺序

材料
合成 橡胶 合成 塑料 合成 纤维

金属 材料

金属冶炼 金属的锈蚀与防腐 废弃金属的污染与回收

有机合 成材料

合金

1、金属与非金属的区别

金属
有金属光泽 有延展性 有可锻性 硬度大 有良好的导电性 有良好的导热性 密度大 熔点高

非金属
有多种颜色 不具延展性 不具可锻性 硬度不一致 不导电 不导热 密度小 熔点低

(1)金属的主要特性:有很多共同的物理性质—— 常温下为固体,有金属光泽,电和热的良导体,有延 展性,密度较大,熔点较高

(2)有些非金属具有与金属相似的性质,如石墨 例1、铜钱在历史上曾经是一种广泛流通的货币。已知 铜的熔点是1083℃,铁的熔点是1534℃。试从物理性 质和化学性质的角度分析,为什么用铜而不用铁来铸 造货币?
因为铁比铜易锈蚀,铜的熔点比铁的低,易于铸造,所以用铜 选择铸造货币的材料时需要综合考虑各种因素:首要因素就是 材料的性质不太活泼,不易腐蚀;其次是材料的价格、铸造成 本;最后还要考虑铸造的方便等

举例说明常见金属的性质和用途

物理特性 有光泽
比较硬

用 途 铁锅、铝茶壶等
铝丝、铜丝等做导线。

有延展
有导电性

做装饰品
做钻头、机器等

导热性
铁磁性

拉铁丝、做铝箔等
永久磁铁等。

2、金属活动性顺序 (1)金属活动性顺序表 K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb(H)Cu、 Hg、Ag、Pt、Au 金属活动性逐渐减弱 (2)意义:①在顺序表里,金属位置越靠前,它的活 动性越强; 金属要排在氢前面 ②金属+酸→盐+H2 金属越活泼与酸反应越剧烈 Fe+稀酸→亚铁(+2)盐+H2 金属排在盐中金属的前面 ③金属+盐→新金属+新盐 参加反应的盐必须可溶 K、Ca、Na投入到盐溶液 中,首先跟水反应

例2、为了验证Cu、Zn、Ag三种金属的活动顺序,小 林同学设计了如下实验:①将锌粒放入CuSO4溶液中, 锌粒表面出现红色固体。②将锌片插入Ag(NO3)2溶液 中一会儿取出,锌片表面出现银白色金属。③将铜丝插 入ZnSO4溶液中,无明显现象。 锌的活动性强于铜、银 (1)小林同学得出的结论是: ,要 得出三种金属的活动性顺序,小林还应该做的实验是 比较铜和银的活动性实验 。 (2)为了使实验尽量简化,你认为可用 2 步实验 就能得出结论,实验内容是 。
将铜丝分别插入ZnSO4和Ag(NO3)2溶液 中 ……

例3、课外兴趣小组用铜、锌、铝与稀硫酸反应,以研 究金属的活动性顺序。 (1)此实验属于 探索性 实验(探索性或验证性); (2)此反应比较上述四种金属的活动性顺序依据是看 产生氢气速度的快

慢 。 (3)为了使此实验成功,必须做到两个相同: ① 金属颗粒大小相同 ; ② 稀硫酸的质量和质量分数相同 。 例4、将30克由两种金属粉末组成的混合物加入足量的 稀硫酸中,充分反应后收集到1克氢气,则这种混合物 的组成可能是( B ) A、Mg——Al B、Fe——Zn C、Zn——Cu D、Al——Fe

例5:经过课外学习,小明发现镍(Ni)也能排入下列金 属活动性顺序中:K、 、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Ni、 Sn、Pb、(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au。 ⑴用元素符号讲上述金属活动性顺序补充完整。 ⑵已知镍盐中镍元素显+2价。写出一个有金属镍参加的 置 换反应的化学方程式: 。 例6:将等量的镁、锌、铁三种金属放人等质量分数的足 量稀硫酸中,测得生成氢气的质量与反应时间的关系如 图所示,则a、b、c三条曲线分别 代表的金属为 镁、铁、锌 。

3、金属冶炼
炼铁 原料 铁矿石、焦炭、石灰石 原理 3CO+Fe2O3====2Fe+3CO2 CuO + H2
高温

炼铜 Cu + H2O

装置

设备 高炉 操作

⑴中国古代的冶金史 商代——制造青铜器 春秋晚期——冶铁 战国晚期——炼铜 西汉时期——湿法炼铜 ⑵冶金工业对环境的影响 ①影响:炼钢过程产生的粉尘Fe2O3,高浓度的CO ②防治和回收: Fe2O3——炼铁 CO——化工原料、燃料 热——水蒸气 炉渣——水泥、磷肥

4、金属的锈蚀

比较试管: 1与2、1与3,铁锈蚀的外部条件是: 同时具备空气和水 如果用纯铁做这个实验,会有什么结果?说明什么?

⑴金属锈蚀的条件: 外部条件:跟氧气接触、跟水接触 内部条件:金属本身的内部结构 ⑵防止金属腐蚀的措施: ①保护膜法:(外部措施) 油漆、搪瓷、金属镀层、氧化膜法 ②改变金属内部结构法:(内部措施)

例7、现有三根铁钉,分别置于下图的试管中。

(1)1周后,观察到试管中铁钉的情况是 Ⅰ中铁钉靠水面处生锈,Ⅱ和Ⅲ中铁钉未生锈 。由此可得出 铁生锈的主要原因是 铁在潮湿的空气中容易生锈 。 (2)根据生锈的条件,试分析自行车可采取哪些措施 防锈:车链条上润滑油;大杠上油漆;少数零件用不锈钢等。 (3)某课外活动小组在对该市的火力发电厂的调查发 现,该厂周围的铁件腐蚀的情况比其他地方严重,请 你大胆分析原因 。

5、金属的污染及废弃金属的回收 ⑴ 1、日常生活废弃的金属垃圾; 污 染 2、大量工业废弃的金属垃圾; 来 源 3、工厂排出含重金属的污水。
⑵废弃金属污染 ①金属大多不易自行降解,破坏土壤结构 ②汞、铅、镉等进入土壤,污染土壤和地下水源 ⑶废弃金属的回收 通过回收,使金属循环使用,不仅可以节约金属资 源,而且可以减少对环境的污染

回收废弃金

属的意义 防 治 金 属 污 染 方 法 1.垃圾进行分类回收 2.分类回收各种废弃 的金属材料。 3.使用无铅汽油。 4.废旧电池不能任意 丢弃。 5.工业废水和废渣不 能任意排放和堆放。

5、合金与材料 (1)合金:由两种或两种以上的金属(或金属与非 金属)熔合而成的具有金属特性的物质。

①合金的性能:比纯金属的性能更好——导电性 减弱、熔点降低、硬度增大
②常见铁的合金:生铁与钢

含碳量 性能 机械加工

生铁 2~4.3% 硬而脆 可铸不可锻轧

钢 0.03~2% 硬而韧 可铸可锻轧可压延

种类

白口铁、灰口铁、 球墨铸铁

碳素钢、合金钢
生铁、废钢、氧气

铁矿石、焦炭、 原料 石灰石、空气

高温下用氧化剂O2或 高温 冶 Fe2O3+3CO==== FeO把生铁中过多的 炼 原理 碳和其他杂质氧化为 2Fe+3CO 气体或炉渣除去 设备 高炉 电炉、转炉、平炉

列举新金属材料

钛和钛合金被认为是21世纪的重要材 料,它具有很多优良的性能,如熔点高、 密度小、可塑性好、易于加工、机械性能 好等。尤其是抗腐蚀性能非常好,即使把 它们放在海水中数年,取出后仍光亮如新, 其抗腐蚀性能远优于不锈钢,因此被广泛 用于火箭、导弹、航天飞机、船舶、化工 和通讯设备等

钛合金与人体有很好的“相容性”,因此可用来制造人造骨

列举新金属材料
形状记忆合金是具有形状记忆效应的合金,被广泛用于做 人造卫星和宇宙飞船的天线,水暖系统、防火门和电路断 电的自动控制开关,以及牙齿矫正等医疗材料。

用钛-镍形状记忆合金制成的人造卫星天线

例8:根据你的生活经验和下表所提供的信息,并查 阅有关资料分析回答下列问题:
物 理 性 质 导电性(以银的导 电性为100作标准) 密度(克/厘米3 ) 熔点(℃) 硬度(以金刚石的 硬度为10作标准) (优 ) (大 ) (高 ) (大 ) 银 100 金 19.3 钨 3410 铬 9 铜 99 铅 11.3 金 74 银 10.5 铝 6l 铜 8.92 金 1064 锌 27 铁 7.86 银 962 铁 17 锌 7.14 铝 660 铅 7.9 (良 )

铝 (小 ) 2.70 锡 232 铅 l.5 (低 ) (小 )

铁 铜 1535 1083

铁 银 铜 4~5 2.5~ 2.5~ 4 3

金 铝 2.5~ 2~2.9 3

(1)为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制? (2)银的导电性比铜好,为什么电线一般用铜制而不用银制? (3)为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制?如果用锡制,可能会出 现什么情况? (4)为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬?如果镀金怎么样?

例9、有下列物质,根据用途,用字母代号填空(每 种物质限选一次)。 A不锈钢;B氧气;C生石灰;D活性炭;E二氧化碳; F水;G醋酸;H熟石灰;I锌;J盐酸。 (1) B 可供急救病人呼吸; (2) A 可用于制造炊具; (3) E 可用作温室气体肥料; (4) C 可用

作某些食品的干燥剂; (5) D 可用作冰箱的除臭剂; (6) F 是最常用的溶剂; (7) H 可用来降低土壤的酸性; (8) J 可用于金属表面除锈; ( 9) I 可用作干电池负极材料; (10)通常的食醋中含有约3~5%的 G 。


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