第八單元  金屬材料

                           導(dǎo)電性最好：銀         密度最大：金

金屬材料  純金屬           硬度最大：銀           熔點(diǎn)最高：鎢

          合金             “銀粉”是鋁粉，保溫內(nèi)膽  鍍銀，溫度計(jì)是汞。

一.金屬的物理性質(zhì)

  大多數(shù)金屬為銀白色；銅為紫紅色；金為黃色。

  大多數(shù)常溫下為固態(tài)；汞為液態(tài)，俗稱“水銀”。

  大多數(shù)金屬具有良好的延展性，導(dǎo)電性，導(dǎo)熱性（金屬共性）。

合金：在金屬中熔合一種或幾種金屬或非金屬，形成具有金屬特性的物質(zhì)（混合物）。

         生鐵：含碳量2% ~ 4.3% 延展性差，韌性差，硬而脆，可鑄不可鍛。

鐵合金   鋼： 含碳量0.03% ~ 2% 延展性好，韌性好，可鑄可鍛。

                     硬度大

合金比純金屬的優(yōu)點(diǎn)   熔點(diǎn)低

二.金屬的化學(xué)性質(zhì)

1.與O₂反應(yīng)

2Mg+O₂ 2MgO  在空氣中發(fā)耀眼白光，放熱，生成白色固體。

4Al+3O₂ 2Al₂O₃  在空氣中形成一種致密氧化鋁膜，有一定抗腐蝕性。

3Fe+2O₂ Fe₃O₄   在純氧中火星四射，放熱，生成黑色固體。

2Cu+O₂ 2CuO   活潑性：Mg >Al >Fe >Cu

2.與稀鹽酸、稀H₂SO₄ 發(fā)生置換反應(yīng)（硝酸、濃硫酸具有強(qiáng)氧化性）

 Mg+2HCl MgCl₂+H₂↑              Mg+H₂SO₄ MgSO₄+H₂↑

 Zn+2HCl ZnCl₂+H₂↑               Zn+H₂SO₄ ZnSO₄+H₂↑

 Fe+2HCl FeCl₂+H₂↑               Fe+H₂SO₄ FeSO₄+H₂↑

 2Al+6HCl 2AlCl₃+3H₂↑            2Al+3H₂SO₄ Al₂(SO₄)₃+3H₂↑

 等質(zhì)量、等價(jià)態(tài)金屬與足量稀酸反應(yīng)，相對(duì)原子質(zhì)量越小，生成H₂越多。

 置換反應(yīng)：由一種單質(zhì)和一種化合物生成另一種單質(zhì)和另一種化合物。

           A+BC AC+B

3.與鹽溶液發(fā)生置換反應(yīng)

  2Al+3CuSO₄ Al₂(SO₄)₃+3Cu                Fe³⁺ 溶液黃色

  Fe+CuSO₄ FeSO₄+Cu (濕法煉銅術(shù))         Fe²⁺ 溶液綠色

  農(nóng)藥波爾多液含CuSO₄                        Cu²⁺ 溶液藍(lán)色

  Cu+2AgNO₃ Cu(NO₃)₂+2Ag

          與稀鹽酸

  單質(zhì)鐵  與鹽溶液      反應(yīng)，顯+2價(jià)

  Mg     Fe      Cu

1.找兩邊的金屬鹽溶液，用中間金屬置換；

2.找中間金屬溶液，用兩邊金屬置換。

金屬活動(dòng)性順序表：K  Ca  Na  Mg  Al  Zn  Fe  Sn  Pb  (H)  Cu  Hg  Ag  Pt  Au

1.金屬活動(dòng)性質(zhì)里，金屬順序越靠前，它的活動(dòng)性質(zhì)越強(qiáng)。

2.金屬活動(dòng)性順序里，在H前的金屬能置換出鹽酸、稀硫酸中的氫，除K  Ca  Na

3.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衔锶芤褐兄脫Q出來(lái)（除 K  Ca  Na）

三.金屬冶煉：

赤鐵礦（主要Fe₂O₃） 磁鐵礦（主要Fe₃O₄） 菱鐵礦（主要FeCO₃） 鋁土礦（主要Al₂O₃）

高爐煉鐵：鐵礦石、石灰石、焦炭（燃料），CO還原劑

C+O₂ CO₂      CaCO₃ CaO+CO₂↑        C+CO₂ 2CO     

CaO+SiO₂ CaSiO₃（爐渣）        3CO+Fe₂O₃ 2Fe（粉）+3CO₂

4CO+Fe₃O₄ 3Fe+4CO₂            先出渣，后出鐵

                                    生鐵

高溫?zé)掕F，煉出的是 鐵合金（混合物） 鋼

實(shí)驗(yàn)室：3CO+Fe₂O₃ 2Fe（粉）+3CO₂

             紅固         黑粉

實(shí)驗(yàn)步驟：通：先通一會(huì)純CO，排盡雙通管內(nèi)空氣（防止CO混合氣體點(diǎn)燃爆炸）。

          點(diǎn)：點(diǎn)燃酒精噴燈，紅色固體漸變?yōu)楹谏?，澄清石灰水變渾濁?/span>

          熄：先熄滅酒精噴燈。

          通：繼續(xù)通CO，冷卻至室溫，防止生成物再被氧化。

尾氣回收或點(diǎn)燃：防止有害氣體（CO）污染空氣。

                       H₂O         主要成份Fe₂O₃ 紅色固體，疏松多孔

鐵生銹條件要同時(shí)具備   O₂           防止鐵生銹：干燥，涂油，電鍍，刷漆

               Fe₂O₃+6HCl 2FeCl₃+3H₂O

除鐵銹用稀酸   Fe₂O₃+3H₂SO₄ Fe₂(SO₄)₃+3H₂O

              H₂O

Ca生銹條件   O₂       銅銹主要成分為堿式碳酸銅[ Cu₂(OH)₂CO₃ ]（綠色）

             CO₂

                       合理開(kāi)發(fā)利用

鐵礦石為不可再生能源   找替代品

【例題】用1000t含氧化鐵80%的赤鐵礦石，理論上可煉出含鐵96%的生鐵，問(wèn)：生鐵質(zhì)量是多少？

解：設(shè)生鐵質(zhì)量為x，                  純物質(zhì)質(zhì)量=不純物質(zhì)質(zhì)量×純度（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）

    Fe₂O₃+2CO 2Fe+3CO₂        純度=1—雜質(zhì)

     160             112

   1000t×80%        96%x            

           x=583t

答：生鐵質(zhì)量為583t。