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第八单元金属和金属材料一、金属材料金属材料包括纯金属以及它们的合金。二、金属与非金属性质的比较物理性质金属非金属状态在常温下,除汞是液体外,其余都是固体在常温下,有些是气体,有些是固体,个别是液体密度一般较大一般较小光泽有金属光泽多数没有光泽导电性良好不良导热性良好不良延展性良好差三、合金1.概念:在金属中加热熔合某些金属或非金属,就可以制得具有金属特征的合金。2.常见的合金:生铁和钢是常见的两种含碳量不同的合金,其中生铁的含碳量大于(填“大于”或“小于”)钢的含碳量。3.合金的特性:一般情况下,合金跟组成它们的纯金属相比,硬度更大,熔点更低,抗腐蚀性能更好。四、金属的化学性质1.与氧气的反应:大多数金属都能与氧气发生反应,但反应的难易和剧烈程度是不同的。(1)镁、铝等在常温下就能与氧气反应。铝在空气中与氧气反应,其表面会生成一层致密的氧化铝(Al2O3)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。相关反应的化学方程式为4Al+3O22Al2O3。(2)铁、铜等在常温下几乎不与氧气反应,但在高温时能与氧气反应。如在点燃条件下,铁可在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体,反应的化学方程式为3Fe+2O2Fe3O4;铜在空气中加热,表面会变成黑色,反应的化学方程式为2Cu+O22CuO。(3)“真金不怕火炼”说明金即使在高温下也不与氧气发生反应。2.与酸的反应:在金属活动性顺序里,位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸里的氢,生成金属的化合物和氢气。3.与盐溶液的反应:在金属活动性顺序里,位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来。五、置换反应由一种单质与一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应叫做置换反应。六、铁的冶炼1.实验装置如图所示:2.现象:玻璃管中的红色粉末逐渐变成黑色,澄清石灰水变浑浊,玻璃导管尖嘴处出现蓝色火焰。3.玻璃管中发生反应的化学方程式:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2。4.实验注意事项:a.加热前先通入CO;b.实验结束后继续通入CO至玻璃管冷却;c.CO有毒,必须进行尾气处理。七、金属的锈蚀及其防护1.铁制品锈蚀的过程,实际上是铁与空气中的氧气、水等发生化学反应的过程。铁锈的主要成分是Fe2O3·xH2O,它很疏松,不能阻止里层的铁继续与氧气、水等反应,因此铁制品会全部锈蚀。2.防止铁制品锈蚀的基本思路是破坏铁制品锈蚀的条件,使铁制品隔绝空气或水。具体措施:一是保持铁制品的洁净和干燥;二是在铁制品表面覆盖保护膜,还可以改变铁的结构,制成合金,如不锈钢。八、保护金属资源的有效途径防止金属腐蚀;回收利用废旧金属;有计划、合理地开采矿物;寻找金属的代用品。九、含杂质物质的计算1.基本思路(1)将含杂质的物质转化为纯净物的质量,代入化学方程式计算。(2)将求出的纯净物的质量转化为要求的含杂质物质的质量。2.纯净物与含杂质物质质量的换算关系含杂质物质的质量纯物质的质量物质的纯度=纯物质的质量混合物的质量×100%=1-杂质的质量分数