備考2019高考化學(xué)第一輪復(fù)習(xí) 第3章 金屬及其化合物 第4節(jié) 用途廣泛的金屬材料學(xué)案 必修1.doc

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第四節(jié) 用途廣泛的金屬材料 開(kāi)發(fā)利用金屬礦物 一、合金及常見(jiàn)金屬材料 1．金屬的通性 (1)金屬具有共同的物理性質(zhì)是 、 、 、 。大多數(shù)金屬單質(zhì)呈 色，但銅、金、銫等少數(shù)金屬有特殊顏色。常溫下金屬大多都是固體，但 是液體。 (2)不同的金屬，密度相差較大，其中密度最小的金屬是 (0.534 gcm－3)，常見(jiàn)金屬中密度最大的是鉑 (Pt，俗稱白金，21.45 gcm－3)。金屬的熔、沸點(diǎn)相差也很大，其中 的熔點(diǎn)都低于水的沸點(diǎn)(100℃)，而熔點(diǎn)最高的 達(dá)到3 410 ℃。金屬中硬度最大是鉻(Cr)。 (3)在冶金工業(yè)中，稱鐵、鉻、錳為黑色金屬，其它金屬稱為有色金屬；在有色金屬范圍內(nèi)，又以單質(zhì)密度4.5 gcm－3為界，分成重金屬和輕金屬。根據(jù)在地殼中含量，又把金屬分為常見(jiàn)金屬和稀有金屬等。 (4)金屬的化學(xué)性質(zhì)：金屬原子的最外層電子數(shù)一般少于4個(gè)（但ⅣA、ⅤA、ⅥA族金屬元素原子最外層電子數(shù)等于或多于4個(gè)），在化學(xué)反應(yīng)中易 電子，表現(xiàn)出較強(qiáng)的 性。其主要表現(xiàn)為：①易與O2、Cl2、Br2等非金屬反應(yīng)；②部分能與H2O反應(yīng)；③大多數(shù)能與酸反應(yīng)；④一般能與鹽溶液發(fā)生反應(yīng)。 2．合金 ⑴概念： 。 ⑵性質(zhì)特點(diǎn)：合金的物理性質(zhì)各成分金屬 ?；瘜W(xué)性質(zhì)與各成分金屬 。 ①具有金屬特性，屬于 （混合、純凈）物。 ②合金的硬度：一般比它的各成分金屬的 ， ③多數(shù)合金的熔點(diǎn)：一般比它的各成分金屬的 。 二、金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用 1．金屬在自然界中存在的形態(tài)：除了金 、鉑等極少數(shù)金屬外，絕大多數(shù)金屬以 的形式存在于自然界中。在這些金屬化合物中，金屬元素都顯 （正、負(fù)）化合價(jià)。 2．金屬冶煉的實(shí)質(zhì)：使金屬化合物中的金屬離子 的過(guò)程，Mn＋＋ne－==M。 3．金屬冶煉的一般步驟： （含除雜）→ → （含提純） 4．金屬冶煉的方法：由于金屬的化學(xué)活動(dòng)性不同，因此需采用不同的冶煉方法。 ⑴活潑金屬，如K、Ca、Na、Mg、Al等，用 法。 Mg： ； Al： 。 冶Mg等多數(shù)金屬用氯化物，但冶Al用Al2O3。原因是 。 ⑵中等活潑金屬，如Zn、Fe、……Cu等，用 法，還原劑多用CO、Al、C、H2等。 H2還原WO3： 。 Al還原Cr2O3（鋁熱反應(yīng)）： 。 CO還原Fe2O3： 。 ⑶不活潑金屬，如Hg、Ag等，用 法。 HgO→Hg： ，Ag2O→Ag： 。 ⑷極不活潑金屬，如Pt、Au等，用 法。 5.鋁熱反應(yīng)知識(shí) (1)原理： 。（活潑性排在 的金屬氧化物）。 (2)實(shí)驗(yàn)裝置：如圖所示。 氯酸鉀作用 ， 鎂條作用 。 (3)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 ①鎂條 ， ②氧化鐵粉末和鋁粉劇烈反應(yīng)，紙漏斗 。 ③待熔融物冷卻后，除去外層熔渣，可以發(fā)現(xiàn)落下的是 。 (4)鋁熱反應(yīng)的應(yīng)用 ①由于該反應(yīng)放熱，鋁在高溫下還原出金屬，常用這一原理 的金屬，如鉻、錳等。 ②該反應(yīng)原理可以應(yīng)用在生產(chǎn)上，如 等。 一、常見(jiàn)金屬的主要化學(xué)性質(zhì)總結(jié)： 金屬活動(dòng) 順序表 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 性質(zhì)變化 規(guī)律 元素的金屬性 ，單質(zhì)還原性 。 陽(yáng)離子得電子能力 ，陽(yáng)離子氧化性 。 與水的反應(yīng)條件產(chǎn)物 不反應(yīng) 生成 生成 與非氧化 性酸反應(yīng) 反應(yīng) 反應(yīng)逐漸 與氧化性 酸反應(yīng) 只溶于 與強(qiáng)堿反應(yīng) 只有 和鋅能與強(qiáng)堿反應(yīng)放出H2，這是特殊的兩性金屬。 與鹽溶液 反應(yīng) 促進(jìn) 水解 與氧氣反應(yīng) 常溫快速反應(yīng) 常溫生成 加熱 反應(yīng) 氧化 氧化 氧化物性質(zhì) 能與水生成 氧化物（除H外） 溶于水， 跟水反應(yīng)， 堿的強(qiáng)弱 和穩(wěn)定性 堿、 分解 都是 堿，熱穩(wěn)定性逐漸 ，逐漸 。 冶煉方法 法（到Al為止） 法（到Cu為止） 法 法 二、判斷金屬活動(dòng)性的規(guī)律 (1)金屬與水或酸反應(yīng)的劇烈程度，反應(yīng)越劇烈，該金屬活潑性越 。 (2)金屬對(duì)應(yīng)的最高價(jià)氧化物的水化物的堿性強(qiáng)弱，堿性越強(qiáng)，該金屬活潑性越 。 (3)一種金屬能從另一種金屬的鹽溶液中將其置換出來(lái)，則該金屬活潑性比另一金屬 。 (4)用稀硫酸或鹽酸作電解質(zhì)溶液，兩金屬能夠構(gòu)成原電池時(shí)，一般作負(fù)極的金屬比作正極的金屬活潑性越 。（溶液特殊時(shí)也有例外） (5)在電解過(guò)程中，一般先得電子的金屬陽(yáng)離子對(duì)應(yīng)的金屬單質(zhì)的活潑性比后得電子的金屬陽(yáng)離子對(duì)應(yīng)的金屬單質(zhì)的活潑性 。 第四節(jié) 用途廣泛的金屬材料 開(kāi)發(fā)利用金屬礦物參考答案 【基礎(chǔ)落實(shí)】 一、合金及常見(jiàn)金屬材料 1．金屬的通性 (1) 金屬光澤、導(dǎo)電性、傳熱性、延展性 銀白 汞， (2)鋰_ 鈉、鉀、銣、銫 ，鎢 (4) 失去 還原 2．⑴兩種或兩種以上的金屬或金屬與非金屬熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì) ⑵不同 相同 混合 大 低 二、金屬礦物的開(kāi)發(fā)利用 1．化合物 正 2．得 電子被還原 生成金屬單質(zhì) 3．富集 冶煉 精煉 4．⑴電解熔融化合物 MgCl2(熔融) Mg+Cl2↑ 2 Al2O3(熔融) 4Al+3O2↑ ⑵熱還原 WO3+3H2 W+3H2O Cr2O3+2Al 2Cr+Al2O3 Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2 ⑶熱分解 2 HgO2Hg+O2↑ 2Ag2O4Ag+O2↑ ⑷物理富集 5.(1)高溫下鋁將金屬氧化物中的金屬還原出來(lái) 鋁以后 (2)供氧，與鎂共同產(chǎn)生高溫 燃燒產(chǎn)生的高溫 (3) 劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的強(qiáng)光 的下部被燒穿，有熔融物落入沙中 鐵 (4)冶煉熔點(diǎn)較高 野外焊接 【規(guī)律總結(jié)】 一、常見(jiàn)金屬的主要化學(xué)性質(zhì)總結(jié)： 金屬活動(dòng) 順序表 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 性質(zhì)變化 規(guī)律 逐漸減弱 ， 由強(qiáng)到弱 。 由難到易 ， 由弱到強(qiáng) 。 與水的反應(yīng)條件產(chǎn)物 冷水 沸水 高溫水蒸氣 不反應(yīng) 堿和氫氣 氧化物 和H2 與非氧化 性酸反應(yīng) 劇烈 減緩 不反應(yīng) 與氧化性 酸反應(yīng) 能反應(yīng)，不放出H2 能反應(yīng)不放H2 王水 與強(qiáng)堿反應(yīng) 只有 鋁 和鋅能與強(qiáng)堿反應(yīng)放出H2，這是特殊的兩性金屬。 與鹽溶液 反應(yīng) 先與水反應(yīng)，再?gòu)?fù)分解 促進(jìn) 水解 置換反應(yīng) 與氧氣反應(yīng) 常溫快速反應(yīng) 致密膜 快速反應(yīng) 加熱快速 加熱能夠 不能 氧化物性質(zhì) 堿 不 ， 不 ， 堿的強(qiáng)弱 和穩(wěn)定性 強(qiáng) 不 弱 ， 減弱 ， 易分解 。 冶煉方法 電解 熱還原 熱分解 物理富集 二、判斷金屬活動(dòng)性的規(guī)律 強(qiáng) 強(qiáng) 強(qiáng) 強(qiáng) 差