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金属

详细内容

金属
1.金属与非金属
(l)金属的主要特性
金属具有很多共同的物理性质。例如,常温下它们都是固体(汞除外),有金属光泽,大多数为电和热的优良导体,有延展性,密度较大,熔点较高。
(2)金属与非金属的区别
在元素周期表中,除汞外,金属元素的中文名称都带有“金”字旁。一般可根据金属的特性来初步辨认金属与非金属。
(3)某些非金属(如石墨等)也具有与金属相似的性质,但它属于非金属。
2.金属活动性顺序

(1)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。
(2)在金属活动性顺序里,位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢。
(3)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。
3.常见金属的化学性质和用途
(1)常见金属的化学性质
常见的金属有铁、镁、铝、铜、锡等。金属一般能与氧气反应生成氧化物,如2Mg十O2==2MgO)。活泼金属与稀硫酸、盐酸发生反应,如Mg+2HC1=MgC12+H2↑。按金属活动顺序,活动性较强的金属能把活动性较弱的另一种金属从它的盐的水溶液中置换出来。
①铁的化学性质
化学反应实验现象
潮湿空气中与水、02等物质反应生锈
在氧气中燃烧 Fe+ 2O2= Fe304剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体
与酸反应Fe+2HCl= FeCl2+H2↑产生大量气泡,溶液由无色变成浅绿色
与CuSO4溶液反应Fe十CuSO4= FeS04+Cu铁棒表面覆盖一层红色物质,若CuS04完全反应,溶液由蓝色变成浅绿色
②铜、铝的化学性质
铜在干燥的空气中比较稳定,在潮湿环境中被腐蚀生成铜绿(碱式碳酸铜),铜绿有毒。
铝是较活泼的金属,像铁一样能跟非金属、酸、盐等溶液反应。在高温时,铝有较强的还原性,工业上用铝来冶炼高熔点金属。
(3)常见金属的用途
根据金属的特性,金属可用来做装饰品、导体、炊具、机器设备的部件等。人们常根据金属的一般属性和每种金属的独特性质,如它们的密度、外表、价格等来选择使用金属。比如,铜、铝的导电性仅次于银,被广泛用于电线、电缆等工业。
4.金属冶炼发展的历程
(1)金属冶炼原理
在高温下,用还原剂(主要是一氧化碳)从铁矿石里把铁还原出来,产生游离的金属单质。 (2)湿法炼铜
我国是世界上最早使用湿法炼铜的国家。湿法炼铜的原理是:
CuS04+Fe =FeS04+Cu。
5.金属的污染及废弃金属的回收
(l)废弃的金属污染环境
①废旧电池中含有汞等,如果将废旧电池随意丢弃,汞等渗出会造成地下水和土壤的污染,威胁人类健康。②铅、镉等有毒金属的离子会污染土壤和地下水源。
(2)废弃金属的回收
通过回收,使金属循环再生,不仅可以节约金属资源,而且可以减少对环境的污染。
6.合金与新金属材料的发展
(1)合金的概念
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。合金是比纯金属性能更好的物质。钢、18K金、铝合金等都属于合金。合金也是改善金属材料性能的主要方法。
(2)生铁与钢的比较
生铁钢
含碳量2%~4.3%0.03%一2%
性能质硬而脆,无韧性质硬,有韧性
机械加工可铸,不可锻轧可铸,可锻轧,可压延
种类白口铁、灰口铁、球墨铸铁碳素钢、合金钢
冶炼原料铁矿石、焦炭、石灰石、空气生铁(废钢)、氧气等
原理高温下,用还原剂CO从铁矿石中把铁还原出来:Fe203+3C0=Fe+3C02高温下,用氧化剂02或FeO把生铁中过多的碳和其他杂质氧化成气体或炉渣除去
设备高炉转炉、电炉、平炉
(3)新金属材料的发展
常用合金包括钢铁、铝合金、铜合金。
特种合金包括耐蚀合金、耐热合金、钦合金、磁性合金等。