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第五章相关知识
第一节 金属的性质和利用
1、 金属的物理性质：
（1） 颜色：大多数金属一般为银白色（金为黄色、铜为赤红色、铯为淡黄色、铅为灰蓝色等）；金属粉末一般呈暗灰色或黑色。
（2） 硬度：大多数金属的硬度较大。（K、Na等可以用小刀切割）
（3） 熔点：大多数金属的熔点较高。熔点最高的是钨（W）、熔点最低的是汞（Hg），常温下汞为液态，铯和镓在手上就能熔化。
（4） 导电导热性：大多数金属有良好的导电、导热性，善于导电的金属也善于导热。导电性最好的金属是银、其次是铜。（由于银的价格高，所以用铜丝做导线）
（5） 延展性：大多数金属有好的延展性。（锰等金属较脆）
（6） 密度：大多数金属密度较大。（Li、Na、K密度比水小）
例：用于干电池外壳的金属是 锌Zn
导电性最强的金属是 银Ag，其次为 铜Cu
有利于骨骼和牙齿生长的金属元素是 钙Ca
温度计中填充是金属是 汞Hg
钢铁栏杆上涂有的“银粉漆”实际上是 铝Al
热水瓶内胆内镀的金属是 银Ag
包装糖果等所用的金属一般是 锡Sn
应用最广泛的金属是 铁Fe
2、 金属的化学性质：
（1） 很多金属都能与氧气发生反应。
例：铝在空气中加热 4Al + 3O2 === 2Al2O3
现象：表面变暗，失去金属光泽（熔化的铝悬而未滴）。
（2） 与酸反应产生氢气 属于置换反应
例：Fe + 2HCl === FeCl2 + H2↑
现象：产生气泡，铁丝逐渐减少，一段时间后，溶液由无色变为浅绿色。
（2） 铁与硫酸铜溶液反应 属于置换反应
“曾青得铁则为铜” Fe + CuSO4 === FeSO4 + Cu 在宋朝，已将这个反应用于生产。这种方法是现代“湿法冶金”的先驱。
现象：铁片表面有红色固体析出，一段时间后溶液由蓝色逐渐变为浅绿色
（例：Cu + 2AgNO3 === Cu(NO3)2 + 2Ag
现象：铜表现有银白色的固体析出，一段时间后溶液由无色逐渐变为蓝色）
3、 置换反应——由一种单质跟一种化合物作用生成另一种单质和另一种化合物的反应。
A + BC → B + AC
4、氢气的实验时制法：
药品：锌粒、稀硫酸或稀盐酸
原理：Zn + H2SO4 === ZnSO4 + H2↑ 或 Zn + 2HCl === ZnCl2 + H2↑
器材：启普发生器（也可以使用与双氧水制氧气及制二氧化碳的装置制取氢气。）
收集方法：由于氢气密度比空气小，所以可以用向下排空气法收集；由于氢气难溶于水，所以可以用排水法收集。
注意：由于氢气是可燃性气体，所以使用前必须验纯，爆炸极限为4%～74.2%。
验纯的方法：收集一试管氢气，用大拇指堵住管口，移到酒精灯附近，松开大拇指，将管口移到酒精灯火焰上方，如果听见“噗”的一声，说明氢气纯了，如果没有听见声音或尖锐的爆鸣声，则说明氢气不纯，要继续检验。
启普发生器的优点：能随时控制反应的发生和停止（随开随用，随关随停）。
4、 氢气的物理性质：无色无气味的气体，难溶于水，密度为0.0899克/升，-252℃为无色液体，-259℃为雪花状固体。
5、 合金是由一种金属跟其它一种或几种金属（或金属跟非金属）一起熔合而成的，具有金属特性的物质
合金的优良性能：合金具有很多良好的物理、化学或机械性能。合金的硬度一般比各成分金属大，多数合金的熔点低于组成它的成分金属。
6、 几种合金主要的组成元素：黄铜--铜、锌；青铜--铜、锡；硬铝--铝、铜、镁、锰；焊锡--锡、铅；不锈钢--铁、铬、镍；碳素钢--铁、碳；武德合金--铋、铅、锡、镉。
7、 金属材料——既包括各种纯金属，也包括各种合金。

第二节 金属的矿物 铁的冶炼
1、 金属元素在自然界中分布很广，除少数及不活泼的金属（如铂Pt、金Au、银Ａg有单质存在外，其余大多数以化合物形式存在）。金属化合物在自然界中以矿物形式存在。含有矿物的岩石称为矿石。铁矿石等都是常见的矿石。用金属矿石可以冶炼金属。
2、 几种常见的矿石：
赤铁矿（Fe2O3）、磁铁矿（Fe3O4）、黄铁矿（FeS2）、菱铁矿（FeCO3）、孔雀石[Cu2(OH)2CO3]
3、 使金属矿物变成金属的过程，叫做金属的冶炼。
通常把金属（如铁）跟氧气结合生成金属氧化物（如氧化铁）的过程称为金属的氧化。金属氧化物跟焦炭、氢气、一氧化碳等物质反应，失去氧转化为金属的过程，称为金属氧化物的还原。
焦炭（C）、一氧化碳（CO）、氢气（H2）是常见的还原剂。
4、 纯铁是一种银白色的金属，密度为7.86克/立方厘米，质软，具有良好的延性和展性，熔点1535℃，沸点2750℃，铁是电和热的良导体。
5、 工业炼铁的原料：石灰石、铁矿石、焦炭、空气
设备：高炉
高温

原理：在高温条件下，利用一氧化碳那作还原剂，将铁从铁的氧化物中还原出来。
FexOy + yCO 　　　xFe + yCO2
炼铁过程中，焦炭起到了什么作用？　提供高温，提供还原剂
高温

石灰石起到了什么作用？ 产生炉渣
6、 一氧化碳还原氧化铁 Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2　　　　
现象：红色粉末变成黑色，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体
注意：
（１） 实验过程中，为什么要先通一氧化碳，再加热？　先通一氧化碳，将试管内的空气排尽，防止在加热时，一氧化碳与试管内的空气混合受热发生爆炸。
（２） 在实验结束时，为什么要先停止加热，再停止通一氧化碳？　反应结束后，要先停止加热，继续通一氧化碳气体，直到试管冷却到室温，防止生成的铁在受热的情况下再次被氧化；防止澄清石灰水倒吸进玻管中，使玻管骤冷炸裂。
（３） 实验过程中，一氧化碳的实际使用量大于理论值。
（４） 实验过程中，要注意尾气的处理。
（５） 如何检验生成物是不是铁？ 把得到的黑色粉末倒在白纸上观察，试验它能否被磁铁吸引，并将黑色粉末放入稀盐酸中，看是否有气泡产生。
7、 工业炼铝法：
通电

电解氧化铝　　2Al2O3 4Al + 3O2↑
8、 高炉炼得的铁是生铁。生铁和钢的区别是含碳量不同。
9、 用化学语言解释“百炼成钢”：在高温下反复捶打，降低生铁中的含碳量。炼钢的原料是生铁。
点燃

相关的化学方程式：C + O2 CO2

第三节 金属的防护和回收
1、 铁在空气中的锈蚀，实际上是铁和空气中的氧气、水等物质相互作用、发生一系列复杂的化学反应，使铁转化为铁的化合物的过程。在酸或氯化钠存在下，铁锈蚀的速度会加快。
2、 铁锈是一种红棕色、疏松多孔易吸水的物质，能让水分和空气中的氧气穿过它的空隙，不断向里层渗透，继续跟铁反应，直至铁被完全锈蚀，（“铁生锈、锈吃铁”）所以要及时除去。
除锈的方法：（1）物理方法：用砂纸打磨
（2）化学方法：加稀硫酸或稀盐酸（醋酸）反应，但是不能时间过长，否则除完铁锈后，铁也会与酸发生反应。
Fe2O3 + 6HCl === 2FeCl2 + 3H2O
Fe2O3 + 3H2SO4 === Fe2(SO4)3 + 3H2O
3、 如何防止铁制品生锈？
（１） 保持铁制品洁净和干燥外
（２） 在铁制品的表面涂上一层保护膜，这样既可以隔绝空气，又可以防水。如：刷油漆、涂油、镀其它金属或生成氧化膜（如锯条上的烤蓝）。
（３） 改变金属内部结构。如制成合金
4、 铝的自我保护：铝比铁更容易跟氧气和其他物质发生化学反应。铝在空气中与氧气反应，生成的氧化铝形成一层致密而结实的膜覆盖在铝的表面，防止铝继续与氧气反应，从而起到“自我保护”的作用。
5、 废金属主要指冶金工业、金属加工业和日常生活中丢弃的金属碎屑、碎块，锈蚀和报废的金属物品等。
废金属不但造成资源浪费，还会造成镉、汞有毒金属对环境的污染。因此要对废金属实行回收再利用。

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