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第5章金属的冶炼与利用一、金属的性质和利用1.金属的物理共性(1)在常温下,大多数金属的状态是固体(除是液体)。(2)金属都有金属光泽:多数金属呈银白色,如、等,但金是黄色,铜是色,铁粉是色。(3)金属都具有良好的性、性和性。铝能加工成很薄的铝箔,说明铝具有良好的性。铁和铝都可以用来制作炊具,这主要是利用了铁和铝良好的性。铜具有良好的导电性,所以铜常作。油罐车的尾部经常有一条铁链拖到地面上,这是利用了铁的性。用金属钨作白炽灯的灯丝,这是利用了钨的高且性好。2.金属的化学性质(1)大多数金属能与氧气反应(金属+氧气金属氧化物,属于化合反应)化学方程式现象铝的自我保护表面变暗,失去光泽铁在氧气中燃烧铜丝加热照明弹原理(2)金属(氢前)与酸(稀硫酸或盐酸)反应(金属+酸盐+氢气,属于置换反应)化学方程式现象铁与盐酸有气泡产生、放热、固体逐渐减少。对于Fe,溶液由无色变成色铝与盐酸镁与稀硫酸锌与稀硫酸(3)金属与盐溶液反应(金属+盐新盐+新金属,属于置换反应)化学方程式现象铜丝放入硝酸银溶液中 铜丝表面附着一层色固体,溶液由色变成色湿法炼铜 铁丝表面附着一层色固体,溶液由色变成色3.金属活动性顺序(1)金属活动性顺序: 。(2)反应规律在金属活动性顺序中排在氢(H)前面的金属,可以与酸反应生成氢气(K、Ca、Na除外);排在氢(H)后面的金属不能与酸反应(酸一般指稀盐酸或稀硫酸)。在金属活动性顺序中排在前面的金属可以把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来(K、Ca、Na除外)。两种金属活动性之间的跨度越大越优先反应。(3)比较Zn、Fe、Cu三种金属活动性强弱。供选择试剂:锌片、铁片、铜片、稀盐酸、硫酸锌溶液、硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液。a.(四种药品);b.(三种药品,下同);c.。4.合金(1)通常所说的“金属材料”,包括和。(2)合金:由一种和其他熔合形成的具有的混合物。(3)合金的性能:一般来说,合金的硬度比组成它的纯金属的硬度;合金的熔点比组成它的纯金属的熔点 。二、金属矿物铁的冶炼图K5-11.实验室炼铁(1)反应原理:(用化学方程式表示)。(2)实验步骤仪器连好后,先,再装入药品。先通一段时间CO,目的是 。点燃酒精喷灯或点燃加有金属网罩的酒精灯。当氧化铁被还原后,先,后,目的是 。当硬质玻璃管冷却后,停止通CO,最后熄灭酒精灯。(3)实验现象:硬质玻璃管中现象是;试管中现象是,发生反应的化学方程式:;右边导气管口可观察到。(4)尾气处理:尾气处理的目的是。图中采用燃烧法,化学反应方程式为。(5)产物检验:为了检验生成的物质是否为铁,还要进行的操作是,看到的现象,说明有铁生成了。(6)上述实验体现了CO的三个化学性质:、。2.工业炼铁(1)原料:、和。赤铁矿的主要成分是(填化学式),与黄铁矿(主要成分FeS2)相比,赤铁矿炼铁的优点是。(2)设备:。(3)产物:,属于(填物质类别)。(4)铁矿石的作用:提供铁元素。空气的作用:提供氧气。石灰石的作用:制造炉渣,除杂。焦炭的作用:; (C+O2CO2;CO2+C2CO)。三、金属防护和废金属回收1.铁生锈条件:铁与等物质相互作用。铁锈的主要成分是。在满足铁生锈条件下,如果有酸或氯化钠等盐存在,铁锈蚀的速度。2.除锈方法:物理方法;化学方法,反应方程式:,但要注意酸不能过量,浸泡时间不能太长,是为了防止(用化学方程式表示)。3.防止铁生锈措施(1)保持钢铁制品表面的干燥和洁净,如家用铁锅用后要洗净擦干。(2),如刷油漆、涂油、电镀、烧涂搪瓷等。(3)改变钢铁的内部结构,制成合金,如不锈钢等。【参考答案】一、1.(1)汞(2)铁铝紫红黑(3)导电导热延展延展导热导线导电熔点导电2.(1)4Al+3O22Al2O33Fe+2O2Fe3O4剧烈燃烧,火星四射,放热,生成黑色固体2Cu+O22CuO紫红色固体变黑 2Mg+O22MgO发出耀眼的白光,放热,生成白色固体(2)Fe+2HClFeCl2+H22Al+6HCl2AlCl3+3H2Mg+H2SO4MgSO4+H2Zn+H2SO4ZnSO4+H2浅绿(3)Cu+2AgNO3 Cu(NO3)2+2Ag白无蓝Fe+CuSO4Cu+FeSO4紫红蓝浅绿3.(1)(3)a.Zn、Fe、Cu、稀盐酸b.Zn、FeSO4溶液、Cuc.ZnSO4溶液、Fe、CuSO4溶液4.(1)纯金属合金(2)金属金属(或非金属)金属特性(3)大低二、1.(1)3CO+Fe2O33CO2+2Fe(2)检查装置的气密性排尽装置内的空气,防止加热时发生爆炸熄灭酒精喷灯停止通一氧化碳防止高温的铁被氧气氧化;防止石灰水倒吸入玻璃管中,使玻璃管炸裂(3)红棕色固体变黑澄清石灰水变浑浊CO2+Ca(OH)2CaCO3+H2O尾气可燃,产生蓝色火焰(4)防止有毒的CO排入大气中而污染空气2CO+O22CO2(5)取样,滴加稀盐酸产生气泡(6)还原性可燃性毒性2.(1)铁矿石焦炭空气石灰石Fe2O3铁元素含量高,且不会产生污染空气的SO2(2)高炉(3)生铁混合物(4)提供热量维持炉温提供还原剂CO三、1.氧气和水氧化铁加快2.砂纸打磨稀酸洗涤Fe2O3+6HCl2FeCl3+3H2OFe+2HClFeCl2+H23.(2)加一层保护膜
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