料(1)金属的物理性质:①常温下一般为固态(汞为液态),有金属光泽;
②大多数呈银白色(铜为紫红色,金为黄色);③有良好的导热性、导电性、延展性。
(2)金属之最:①铝:地壳中含量最多的金属元素 ②钙:人体中含量最多的金属元素
③铁:目前世界年产量最多的金属(铁>铝>铜) ④铬:硬度最高的金属
⑤银:导电、导热性最好的金属(银>铜>金>铝) ⑥钨:熔点最高的金属
⑦汞:熔点最低的金属
(3)合金:由一种金属跟其他一种或几种金属(或金属与非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质。 ★合金是混合物而不是化合物。
★一般说来,合金的熔点比各成分低,硬度比各成分大,抗腐蚀性能更好。
合金 铁的合金 铜合金 焊锡 钛和钛合金 形状记忆金属
生铁 钢 黄铜 青铜:
成分 含碳量
2%~4.3% 含碳量
0.03%~2% 铜锌
合金 铜锡
合金 铅锡
合金 钛镍合金
备注 不锈钢:含铬、镍的钢
具有抗腐蚀性能 紫铜为纯铜 熔点低
2、金属的化学性质
(1)大多数金属可与氧气的反应
4Al+3O2══2Al2O3 3Fe+2O2══Fe3O4 2Cu+O2═2CuO
(2)较活泼金属与酸反应放出氢气
Fe+H2SO4══FeSO4+H2↑ 2Al +6HCl══2AlCl3+3H2↑ Cu不与盐酸反应
(3)金属1 + 盐1 →金属2 +盐2(活泼金属置换不活泼金属)
Fe + CuSO4 == Cu + FeSO4 (“湿法冶金”原理),Cu+2AgNO3══2Ag+Cu(NO3)2
★单质铁在发生置换反应时,生成的都是+2价的亚铁。
★置换反应:单质1+化合物1══单质2+化合物2
3、金属资源的保护和利用
1.炼铁的原料:铁矿石、焦炭、石灰石和空气
铁矿石:主要有赤铁矿Fe2O3、磁铁矿Fe3O4、菱铁矿FeCO3、黄铁矿FeS2
焦炭:主要作用是提供热量和产生还原剂CO;
石灰石:主要作用是造渣,除去铁矿石中SiO2等杂质。
2.炼铁的设备:高炉
3.炼铁的原理:在高温条件下,利用还原剂一氧化碳从铁的氧化物中将铁还原出来。
4.炼铁的过程及反应(以赤铁矿为例):
(1)焦炭燃烧产生热量并生成还原剂C+O2点燃===CO2;CO2+C高温===2CO
(2)氧化铁被CO还原成铁Fe2O3+3CO高温===2Fe+3CO2
(3)SiO2与CaCO3分解产生的CaO反应生成硅酸钙
CaCO3高温===CaO+CO2↑;CaO+SiO2==CaSiO3 ;炉渣主要成分
常见的铁矿石主要有:吃铁矿(主要成分是Fe2O3)、磁铁矿(主要成份Fe3O4)、菱铁矿(主要成分为FeCO3)、黄铁矿(主要成分是FeS2)。请你从多角度分析这几种矿石哪些不适合用来炼铁。
分析:根据化学式的计算,黄铁矿及菱铁矿中铁的质量分数都较小,并且黄铁矿中含有硫元素,在炼铁的过程中,很有可能形成二氧化硫气体,排放到空气中引起空气污染。
(二)一氧化碳还原氧化铁实验1.反应方程式:Fe2O3+3CO高温===2Fe+3CO2
2.实验现象:红棕色的粉末变为黑色粉末,澄清石灰水变浑浊。
3.实验步骤:
反应前,先通一段时间一氧化碳,然后再加热。目的是为了尽可能的排尽试管中的空气,防止造成爆炸。
反应后,先撤走酒精灯,等固体冷却后再停止通一氧化碳。目的是为了使固体冷却,防止石灰水倒吸。