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第八单元 金属和金属材料
一、金属材料
1、金属材料
纯金属（90多种）
合金 （几千种）
2、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
3、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）银：导电、导热性最好的金属（银>铜>金>铝）
（5）铬：硬度最高的金属
（6）钨：熔点最高的金属
（7）汞：熔点最低的金属
（8）锇：密度最大的金属
（9）锂 ：密度最小的金属
4、金属分类：
黑色金属：通常指铁、锰、铬及它们的合金。
重金属：如铜、锌、铅等
有色金属
轻金属：如钠、镁、铝等；
有色金属：通常是指除黑色金属以外的其他金属。
5、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。
★：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

注：钛和钛合金：被认为是21世纪的重要金属材料，钛合金与人体有很好的“相容性”，因此可用来制造人造骨等。
（1）熔点高、密度小
优点 （2）可塑性好、易于加工、机械性能好
（3）抗腐蚀性能好
二、金属的化学性质
1、大多数金属可与氧气的反应
2、金属 + 酸 → 盐 + H2↑
3、金属 + 盐 → 另一金属 + 另一盐（条件：“前换后，盐可溶”）
Fe + CuSO4 == Cu + FeSO4 (“湿法冶金”原理)
三、常见金属活动性顺序：
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag Pt Au
金属活动性由强逐渐减弱

在金属活动性顺序里：
（１）金属的位置越靠前，它的活动性就越强
（２）位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢（不可用浓硫酸、硝酸）
（３）位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。（除K、Ca、Na、Ba）
四、金属资源的保护和利用
1、铁的冶炼
（1）原理：在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。
3CO + Fe2O3高温2Fe + 3CO2
（2）原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气
常见的铁矿石有磁铁矿（主要成分是Fe3O4 ）、赤铁矿（主要成分是Fe2O3 ）
2、铁的锈蚀
（1）铁生锈的条件是：铁与O2、水接触（铁锈的主要成分：Fe2O3）
（铜生铜绿的条件：铜与O2、水、CO2接触。铜绿的化学式：Cu2(OH)2CO3）
（2）防止铁制品生锈的措施：
①保持铁制品表面的清洁、干燥
②表面涂保护膜：如涂油、刷漆、 电镀、烤蓝等
③制成不锈钢
铁锈很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气反应，因此铁制品可以全部被锈蚀。因而铁锈应及时除去。
而铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化，因此，铝具有很好的抗腐蚀性能。
3、金属资源的保护和利用:
（2）金属生锈的防护
原理：隔绝氧气和水
方法：保持金属表面的洁净和干燥；
1.金属表面涂上一层保护膜；
2.金属表面镀上一层其他不易氧化的金属；
3.改变金属内部组织结构，制作成不锈钢。
保护金属资源的途径：
①防止金属腐蚀
②回收利用废旧金属
③合理开采矿物
④寻找金属的代用品
意义：节约金属资源，减少环境污染
5石灰石的利用
1.石灰石、大理石、贝壳、白垩的主要成分都是碳酸钙，它们有广泛的用途。利用这一反应可以检验碳酸盐。
碳酸钙的性质
你知道碳酸钙有一个什么化学性质吗？
CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
活动与探究：
（1）蛋壳与稀盐酸反应，并将产生的气体通入澄清石灰水中观察现象。
（说明蛋壳中含有碳酸钙）
（2）锌粒与稀盐酸的反应，并将产生的气体通入澄清石灰水中，观察现象。
（说明锌粒中不含碳酸钙）
（3）水泥块与稀盐酸反应，并将产生的气体通入澄清石灰水中，观察现象。
（说明水泥块中也含有碳酸钙）
（4）碳酸钠、碳酸氢铵分别与稀盐酸反应，并将产生的气体通入澄清石灰水中，观察现象。
（说明与稀盐酸反应产生能使澄清石灰水变浑浊的气体的物质不一定都是碳酸钙）
总结：上述（1）（3）（4）实验都有共同的现象，而上述物质中都含有碳酸根离子，即凡含有碳酸根离子的物质都能与稀盐酸反应产生能使澄清石灰水变浑浊的气体------碳酸根离子的检验方法。
应用：如何鉴别氯化钠和碳酸钠两种白色固体？
2、石灰石、生石灰、熟石灰的转化
为什么汉白玉经大火焚烧后就粉身碎骨了呢？
实验探究：
（1）将石灰石煅烧后放入水中并滴加酚酞试液，观察现象。
（2）将石灰石直接放入水中并滴加酚酞试液，观察现象。
对比实验后说明石灰石煅烧后肯定发生了化学变化。根据酚酞试液变红说明溶液呈碱性，是不是石灰石经煅烧后直接生成了碱—氢氧化钙？

结论： CaCO3 === CaO + CO2↑
生石灰
CaO + H2O === Ca(OH)2
生石灰 熟石灰
生石灰与水的反应在我国古代历史上早有应用。
生石灰与水反应能放出大量的热量，能用作干燥剂。

你现在知道石灰石、生石灰、熟石灰之间的转化关系了吗？

你记得于谦的诗《石灰吟》吗？你知道其中蕴含的化学原理吗？
3、石灰石的用途
制水泥、制玻璃、炼铁、作建筑材料。
1.生石灰和水反应（化合反应）
CaO + H2O = Ca（OH)2
现象：白色粉末溶解
相关知识点：(1)最终所获得的溶液名称为氢氧化钙溶液，俗称澄清石灰水；(2)在其中滴入无色酚酞，酚酞会变成红色；(3)生石灰是氧化钙，熟石灰是氢氧化钙。(4)发出大量的热

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