第八单元 金属材料
导电性最好：银 密度最大：金
金属材料 纯金属 硬度最大：银 熔点最高：钨
合金 “银粉”是铝粉，保温内胆 镀银，温度计是汞。
一.金属的物理性质
大多数金属为银白色；铜为紫红色；金为黄色。
大多数常温下为固态；汞为液态，俗称“水银”。
大多数金属具有良好的延展性，导电性，导热性（金属共性）。
合金：在金属中熔合一种或几种金属或非金属，形成具有金属特性的物质（混合物）。
生铁：含碳量2% ~ 4.3% 延展性差，韧性差，硬而脆，可铸不可锻。
铁合金 钢： 含碳量0.03% ~ 2% 延展性好，韧性好，可铸可锻。
硬度大
合金比纯金属的优点 熔点低
二.金属的化学性质
1.与O2反应
2Mg+O2 
2MgO 在空气中发耀眼白光，放热，生成白色固体。
4Al+3O2
2Al2O3 在空气中形成一种致密氧化铝膜，有一定抗腐蚀性。
3Fe+2O2 
Fe3O4 在纯氧中火星四射，放热，生成黑色固体。
2Cu+O2 
2CuO 活泼性：Mg >Al >Fe >Cu
2.与稀盐酸、稀H2SO4 发生置换反应（硝酸、浓硫酸具有强氧化性）
Mg+2HCl 
MgCl2+H2↑ Mg+H2SO4 
MgSO4+H2↑
Zn+2HCl 
ZnCl2+H2↑ Zn+H2SO4 
ZnSO4+H2↑
Fe+2HCl 
FeCl2+H2↑ Fe+H2SO4 
FeSO4+H2↑
2Al+6HCl
2AlCl3+3H2↑ 2Al+3H2SO4 
Al2(SO4)3+3H2↑
等质量、等价态金属与足量稀酸反应，相对原子质量越小，生成H2越多。
置换反应：由一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物。
A+BC
AC+B
3.与盐溶液发生置换反应
2Al+3CuSO4 
Al2(SO4)3+3Cu Fe3+ 溶液黄色
Fe+CuSO4 
FeSO4+Cu (湿法炼铜术) Fe2+ 溶液绿色
农药波尔多液含CuSO4 Cu2+ 溶液蓝色
Cu+2AgNO3 
Cu(NO3)2+2Ag
与稀盐酸
单质铁 与盐溶液 反应，显+2价
Mg Fe Cu
1.找两边的金属盐溶液，用中间金属置换；
2.找中间金属溶液，用两边金属置换。
金属活动性顺序表：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
1.金属活动性质里，金属顺序越靠前，它的活动性质越强。
2.金属活动性顺序里，在H前的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢，除K Ca Na
3.在金属活动性顺序里，位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物溶液中置换出来（除 K Ca Na）
三.金属冶炼：
赤铁矿（主要Fe2O3） 磁铁矿（主要Fe3O4） 菱铁矿（主要FeCO3） 铝土矿（主要Al2O3）
高炉炼铁：铁矿石、石灰石、焦炭（燃料），CO还原剂
C+O2 
CO2 CaCO3
CaO+CO2↑ C+CO2
2CO
CaO+SiO2 
CaSiO3（炉渣） 3CO+Fe2O3 
2Fe（粉）+3CO2
4CO+Fe3O4
3Fe+4CO2 先出渣，后出铁
生铁
高温炼铁，炼出的是 铁合金（混合物） 钢
实验室：3CO+Fe2O3 
2Fe（粉）+3CO2
红固 黑粉
实验步骤：通：先通一会纯CO，排尽双通管内空气（防止CO混合气体点燃爆炸）。
点：点燃酒精喷灯，红色固体渐变为黑色，澄清石灰水变浑浊。
熄：先熄灭酒精喷灯。
通：继续通CO，冷却至室温，防止生成物再被氧化。
尾气回收或点燃：防止有害气体（CO）污染空气。
H2O 主要成份Fe2O3 红色固体，疏松多孔
铁生锈条件要同时具备 O2 防止铁生锈：干燥，涂油，电镀，刷漆
Fe2O3+6HCl
2FeCl3+3H2O
除铁锈用稀酸 Fe2O3+3H2SO4
Fe2(SO4)3+3H2O
H2O
Ca生锈条件 O2 铜锈主要成分为碱式碳酸铜[ Cu2(OH)2CO3 ]（绿色）
CO2
合理开发利用
铁矿石为不可再生能源 找替代品
【例题】用1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可炼出含铁96%的生铁，问：生铁质量是多少？
解：设生铁质量为x， 纯物质质量=不纯物质质量×纯度（质量分数）
Fe2O3+2CO 
2Fe+3CO2 纯度=1—杂质
160 112
1000t×80% 96%x 
x=583t
答：生铁质量为583t。
