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金属和金属材料是生活中常见的化学物质,在历年中考题中都会涉及,试题主要对金属的物理性质、化学性质,以及金属资源的利用和保护进行知识性的考查;对实验探究问题进行能力性的考查;对含杂质化学反应的计算进行综合性考查。本文主要给大家总结一下本单元的考点,供同学们打开解题思路,总结做题方法。
考点一:金属材料
金属材料包括纯金属以及它们的合金。金属使用的早晚顺序:铜—铁—铝。纯金属年产量:铁—铝—铜。金属的物理性质与用途。1)共性:①常温下,大多数呈固态。②大多数为银白色,有金属光泽。③有良好的导电性、导热性、延展性。④密度较大。⑤熔点较高。2)特性:①金属汞(水银)在常温下是液态。②铜是紫红色,金是黄色。③铁有磁性。3)用途:有金属光泽——做装饰品; 良好的导电性——做导线,电缆; 良好的导热性——制作炊具;有延展性——铝箔,铁丝等,能压成薄片拉成丝。物质的性质决定用途,但性质不是决定用途的唯一因素。在考虑用途的同时,还要考虑价格,资源,是否美观,使用是否便利,以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。合金。1)概念:在金属中加热熔合某些金属或非金属而制成的具有金属特性的物质。2)常见的合金:①铁合金:主要包括生铁和钢。二者最主要的区别(性能不同的主要原因):含碳量不同。②钛合金:钛合金与人体有很好的“相容性”,可用来制造人造骨,假肢,心脏支架等。3)合金的性能与纯金属相比:熔点低,硬度大,抗腐蚀性能好。欢迎关注微信公众号:中学高分宝典
考点二:金属资源的利用和保护
金属在自然界的存在方式:①单质(游离态):金、银等不活泼的金属。②化合物(化合态):铁,锌等活泼金属。常见的矿石(混合物):赤铁矿(主要成分:三氧化二铁)磁铁矿(主要成分:四氧化三铁)铝土矿(主要成分:氧化铝)铁的生锈。①条件:铁与水和氧气同时接触。②铁锈的成分:三氧化二铁。③防锈方法:保持铁制品的表面干燥洁净,如菜刀用完后洗净擦干放在干燥的地方;涂上一层保护膜,如在自行车链条上涂油;制成合金,如不锈钢等。④除锈方法:物理方法:用砂纸打磨;化学方法:用酸清洗(不可过量)。⑤铁生锈的利用:用作食品包装袋里的双吸剂,防止食品受潮,氧化;用铁粉制暖宝宝,暖手袋等。金属资源的保护。①防止金属生锈;②回收利用废旧金属;③合理有效地开采矿物;④寻找金属的代用品。欢迎关注微信公众号:中学高分宝典
考点三:实验室炼铁
原理:一氧化碳与氧化铁的反应(见图)。装置:如上图。步骤:①检查装置的气密性;②装入药品并固定;③实验开始时,先向玻璃管中通入一氧化碳(目的:排尽玻璃管内的空气,防止发生爆炸),然后再点燃酒精喷灯,给玻璃管加热。④实验结束后,先熄灭酒精喷灯,继续通入一氧化碳,直到玻璃管冷却到室温为止(目的:①防止澄清石灰水倒吸;②防止还原的铁又被氧化成氧化铁)。实验现象:①玻璃管中红色粉末变黑;②澄清石灰水变浑浊;③尾气燃烧产生蓝色火焰。(具体方程式见上图)欢迎关注微信公众号:中学高分宝典
考点四:工业炼铁
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设备:高炉。原料:石灰石、铁矿石、焦炭、空气。原理:见图片。各原料的作用:①铁矿石:提供铁元素;②石灰石:将铁矿石中的二氧化硅转变为炉渣;③空气:提供氧气;④焦炭:1)提供热量; 2)提供还原剂:一氧化碳。考点五:含杂质化学反应的计算
计算步骤:
将含杂质的物质质量换算成纯净物的质量;将纯净物的质量带入化学方程式进行计算;将计算得到的纯净物质量换算成所要求的质量分数。考点六:金属的化学性质
1.金属与氧气的反应。
铝不易腐蚀的原因:铝和空气中的氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜,阻止了内部金属继续被氧化。
2.金属与酸的反应。
微观实质:
例如铁和酸反应的微观实质:铁原子失去电子形成亚铁离子,氢离子得到电子形成氢原子,氢原子结合形成氢分子。
3.金属与盐溶液的反应。
微观实质:
例如铁和硫酸铜溶液反应的微观实质:铁原子失去电子形成亚铁离子,铜离子得到电子形成铜原子。
4.金属的活动性顺序。
金属活动性顺序的判断依据:
①金属的位置越靠前,活动性越强。
②在金属活动性顺序中,位于氢之前的金属能够置换出稀盐酸、稀硫酸中的氢。
③金属活动性顺序中,位于前面的金属能够把位于后面的金属从它的盐溶液中置换出来(钾、钙、钠除外)。
2、合金的熔点比纯金属高还是低
合金的熔点比纯金属高还是低的答案是:低
合金(alloy)是指一种金属与另一种或几种金属或非金属经过混合熔化,冷却凝固后得到的具有金属性质的固体产物。
人类生产合金是从制作青铜器开始,世界上最早生产合金的是古巴比伦人,6000年前古巴比伦人已开始提炼青铜(红铜与锡的合金)。中国也是世界上最早研究和生产合金的国家之一,在商朝(距今3000多年前)青铜(铜锡合金)工艺就已非常发达;公元前6世纪左右(春秋晚期)已锻打(还进行过热处理)出锋利的剑。
合金是宏观均匀,含有金属元素的多元化学物质,一般具有金属特性.任何元素均可采用作合金元素,但大量加入的仍是金属.组成合金的最基本的、独立的物质称组元,或简称为元.由两个组元组成的合金称为二元合金,由三个组元组成的合金称为三元合金,由三个以上组元组成的合金称为多元合金.固态下,合金可能呈单相亦可能呈复相的混合物;可能呈晶态、亦可能呈现准晶状态或非晶状态.晶态合金中依其组成元素的原子半径、负电性以及电子浓度等等差异情况不同,可能出现的相有保持与基底纯元素相同结构的固溶体(solid solution)以及不和任何组成元素结构相同的中间相(inter-mediate phases).中间相包括正常价化合物、电子化合物、laves相、σ相、间隙相和复杂结构的间隙式化合物等等.合金在平衡状态下可能出现的相可以从相平衡图得知.
(1)混合物合金(共熔混合物),当液态合金凝固时,构成合金的各组分分别结晶而成的合金,如焊锡、铋镉合金等;
(2)固熔体合金,当液态合金凝固时形成固溶体的合金,如金银合金等;
(3)金属互化物合金,各组分相互形成化合物的合金,如铜、锌组成的黄铜(β-黄铜、γ-黄铜和ε-黄铜)等。
合金的许多性能优于纯金属,故在应用材料中大多使用合金(参看铁合金、不锈钢)。
纯金属是指不含其他杂质或其他金属成分的金属。纯金属具有较高的导电性
纯金是指24K金,它的含金量是100%。在理论上100%的金才能称为24K金,但在现实中不可能有100%的黄金,所以中国规定:含量达到99.6%以上(含99.6%)的黄金才能称为24K金。
(1)黄K金首饰(18K)
黄色的K金首饰(简称黄K金),是黄金与其它贵金属的合金,按黄金的含量可以制成不同的K金系列首饰。例如,18K黄金(750黄K金)是指含有75%纯黄金成份的饰物,其余25%为其它贵金属,常见的字印是750或18K。
(2)白K金首饰
白色的K金首饰(简称白K金),呈略带青黄的白色,例如,750白K金是由75%的黄金和25%贵金属组成的合金,常见的字印是750或18K。
纯金遇稀硝酸无变化,而金银合金遇稀硝酸质量将会减少并有刺激性气体产生所得的液体无色,而黄铜遇硝酸将会全部溶解除了有刺激性气体产生外所得的液体将会现蓝色(由于Cu(NO3)2的缘故),所以可以用稀硝酸来检验。
合金的熔点一般比它的各成分金属的低。
合金的硬度一般比它的成分金属的大。
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