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时间:2019-08-18
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1、常见的金属材料【课标要求】●了解金属的物理特性,认识金属材料的重要作用。●认识合金的重要性,知道生铁和钢等重要合金。●了解炼铁原理。【核心内容】金属的物理性质金属材料合金:混合物炼铁原理:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2;还原反应。【要点精讲】1.金属的物理性质:相似性:大多数金属都有金属光泽,密度、硬度较大,熔、沸点较高,具有良好的导电、导热性能。差异性:汞常温下呈液态,铜为紫红色,银的导电能力最强,熔点最高的金属是钨等。金属材料可分为黑色金属材料(铁、锰、铬及其合金)和有色金属材料(注:这只是金属的一种分类方
2、法,不是指金属的颜色。)。2.合金:合金是在一种金属中加热熔合某些金属或非金属而制得的混合物,其强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高,抗腐蚀等性能也更好。生铁和钢都是铁的合金。生铁含碳2%—4.3%,硬而脆。钢含碳0.03%—2%,硬而韧。古代的青铜器(铜锡合金),黄铜(铜锌合金)制品、铝合金制品、18K金首饰等都是合金。3.炼铁原理:(1)炼铁原理的探究实验现象:红色的氧化铁粉末逐渐变成黑色粉末,生成的气体能使澄清的石灰水变浑浊。解释:氧化铁和一氧化碳在高温条件下发生反应,生成金属铁和二氧化碳。反应的化学方程式为
3、:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2,在这个反应中,氧化铁中的氧被一氧化碳夺去,铁被还原出来,一氧化碳是还原剂。化学上把氧化物中的氧被夺去的反应叫做还原反应。实验注意事项:a、加热前先通入CO;b、加热;①实验步骤c、撤灯;d、继续通入CO至试管冷却。②尾气处理:CO有毒,尾气必须处理(可烧掉或收集起来)。工业炼铁:原理同上。原料为铁矿石(赤铁矿Fe2O3、磁铁矿Fe3O4、菱铁矿FeCO3、黄铁矿FeS2等)焦炭、石灰石、空气。设备为高炉。(2)含杂质物质的化学方程式的计算:先把含杂质的物质的质量换算成纯净物的质
4、量,再进行计算。纯净物的质量=不纯物质的质量×纯度。例题解析[来源:学科网]【例1】从铁、铝、铜、锌、钛、汞、银七种金属中,选择填空:[来源:Zxxk.Com]①常用作电镀和作干电池电极的金属是。②常用于制作电线电缆的金属是、。③常用于航空工业和制造飞机的金属是、。④生铁和钢是哪种金属的合金。⑤包装糖果和香烟的银白色金属是。⑥金属表面为了防锈而刷的“银粉”是。⑦暖水瓶的瓶胆内镀的是。[来源:Zxxk.Com]⑧玻璃镜子背面镀的金属是。⑨体温计内填充的金属是。⑩“白铁”表面镀的金属是。【解析】①锌②铝、铜③钛、铝。性
5、质决定用途,但不是唯一的因素,还有成本、美观等因素。④铁,考查生铁和钢含碳量的区别。⑤铝⑥铝⑦银⑧银⑨汞⑩锌。强调了化学与身边物质的联系。【例2】下列物质不属于合金的是()A.氧化铁B.锰钢C.不锈钢D.黄铜【解析】氧化铁是氧化物,属于纯净物,不是合金。应选A【例3】炼铁选用的铁矿石不仅要选含铁量高的,还要选“有害元素”少的。常见的铁矿有:磁铁矿(主要成分是Fe3O4),赤铁矿(主要成分是Fe2O3),褐铁矿(主要成分是2Fe2O3·3H2O),菱铁矿(主要成分是FeCO3),黄铁矿(主要成分是FeS2)你认为最适
6、宜炼铁的矿石是,理由是。【解析】判断各种矿石的含铁量,不必计算出铁元素的质量分数,可以用铁元素与其他元素的原子个数比来判断。在磁铁矿(Fe3O4)中Fe、O原子个数比1∶1.3;在赤铁矿(Fe2O3)中Fe、O原子个数比1∶1.5;而黄铁矿(FeS2)中的1个硫原子的质量相当于2个氧原子,Fe、S原子个数比为1∶2,相当于Fe与O的原子个数比为1∶4;Fe与O的原子个数比值越大含铁量越高。最适宜炼铁的矿石是磁铁矿和赤铁矿;因为磁铁矿和赤铁矿这两种铁矿石含铁量高(铁元素的质量分数大),含有害元素少,便于冶炼、污染少。
7、【例4】A、B皆为无色气体,C、D皆为红色粉末。如图所示进行实验,一段时间后红色粉末都变为黑色,但甲图中澄清石灰水变浑浊,乙图中澄清石灰水不变浑浊。试推断:(1)A为,B为,C为,D为。(2)写出甲、乙两图中化学反应方程式。【解析】学生知道的红色粉末,可能是氧化铁,也可能是铜粉,甲图所示实验中红色粉末变黑,同时有二氧化碳生成,可能是一氧化碳还原氧化铁。而乙图所示实验中红色粉末变黑,澄清石灰水不变浑浊,可能是氧气氧化了铜。答案(1)A为CO,B为O2,C为Fe2O3,D为Cu.(2)Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
8、,2Cu+O22CuO【技能训练】一、选择题[来源:Z+xx+k.Com]1.下列关于生铁和钢的描述中,正确的是()A.生铁和钢都是混合物,其主要成分都是碳B.生铁硬而有韧性,即可铸又可锻C.生铁和钢的性能有很大差别,主要是生铁和钢中的含碳量不同D.钢是用铁矿石和焦炭做原料炼制成的2.下列金属材料中,在工业上属于黑色金属材料的是()A.钛B.铜C.锌D.铁3
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