第08单元 金属和金属材料

一、金属材料：

1、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。

有色金属：通常是指除黑色金属以外的其他金属。

有色金属：重金属：如铜、锌、铅等；轻金属：如钠、镁、铝等；

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。优点：(1)熔点高、密度小；(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：KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu

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：

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

第09单元 溶液

一、溶液的形成

1、溶液

(1)溶液的概念：一种或几种物质分散到另一种物质里形成的均一的、稳定的混合物，叫做溶液

(2)溶液的基本特征：均一性、稳定性

注意：

a、溶液不一定无色，如CuSO4溶液为蓝色FeSO4溶液为浅绿色Fe2(SO4)3溶液为黄色

b、溶质可以是固体、液体或气体；水是最常用的溶剂

c、溶液的质量=溶质的质量+溶剂的质量；溶液的体积≠溶质的体积+溶剂的体积

d、溶液的名称：溶质的溶剂溶液(如：碘酒——碘的酒精溶液)

2、溶质和溶剂的判断

3、饱和溶液、不饱和溶液

(1)概念：

(2)判断方法：继续加入该溶质，看能否溶解

(3)饱和溶液和不饱和溶液之间的转化

注：

①Ca(OH)2和气体等除外，它的溶解度随温度升高而降低；②最可靠的方法是：加溶质、蒸发溶剂

(4)浓、稀溶液与饱和不饱和溶液之间的关系

①饱和溶液不一定是浓溶液

②不饱和溶液不一定是稀溶液，如饱和的石灰水溶液就是稀溶液

③在一定温度时，同一种溶质的饱和溶液要比它的不饱和溶液浓

(5)溶解时放热、吸热现象

溶解吸热：如NH4NO3溶解

溶解放热：如NaOH溶解、浓H2SO4溶解

溶解没有明显热现象：如NaCl

二、溶解度

1、固体的溶解度

(1)溶解度的定义：在一定温度下，某固态物质在100g溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量。

四要素：①条件：一定温度②标准：100g溶剂③状态：达到饱和④质量：溶解度的单位：克

(2)溶解度的含义：

20℃时NaCl的溶液度为36g含义：在20℃时，在100克水中最多能溶解36克NaCl；或在20℃时，NaCl在100克水中达到饱和状态时所溶解的质量为36克

(3)影响固体溶解度的因素：①溶质、溶剂的性质(种类)②温度

大多数固体物的溶解度随温度升高而升高；如KNO3

少数固体物质的溶解度受温度的影响很小；如NaCl

极少数物质溶解度随温度升高而降低。如Ca(OH)2

(4)溶解度曲线

2、气体的溶解度

(1)气体溶解度的定义：在压强为101kPa和一定温度时，气体溶解在1体积水里达到饱和状态时的气体体积。

(2)影响因素：①气体的性质②温度(温度越高，气体溶解度越小)；③压强(压强越大，气体溶解度越大)

3、混合物的分离

(1)过滤法：分离可溶物+难溶物

(2)结晶法：分离几种可溶性物质

结晶的两种方法蒸发溶剂，如NaCl(海水晒盐)

降低温度(冷却热的饱和溶液，如KNO3)

三、溶质的质量分数

1、公式：溶质质量分数

2、在饱和溶液中：溶质质量分数

3、配制一定溶质质量分数的溶液

(1)用固体配制：

①步骤：计算、称量、溶解

②仪器：天平、药匙、量筒、滴管、烧杯、玻璃棒

(2)用浓溶液稀释(稀释前后，溶质的质量不变)

①步骤：计算、量取、稀释

②仪器：量筒、滴管、烧杯、玻璃棒

第10单元 酸和碱

一、酸、碱、盐的组成

酸是由氢元素和酸根组成的化合物如：硫酸(H2SO4)、盐酸(HCl)、硝酸(HNO3)

碱是由金属元素和氢氧根组成的化合物如：氢氧化钠、氢氧化钙、氨水(NH3?H2O)

盐是由金属元素元素(或铵根)和酸根组成的化合物如：氯化钠、碳酸钠

酸、碱、盐的水溶液可以导电(原因：溶于水时离解形成自由移动的阴、阳离子)

二、酸

1、浓盐酸、浓硫酸的物理性质、特性、用途

浓盐酸 浓硫酸

颜色、状态 “纯净”：无色液体

工业用盐酸：黄色(含Fe3+) 无色粘稠、油状液体

气味 有刺激性气味 无

特性 挥发性

(敞口置于空气中，瓶口有白雾) 吸水性脱水性

强氧化性腐蚀性

用途 ①金属除锈

②制造药物

③人体中含有少量盐酸，助消化

①金属除锈

②浓硫酸作干燥剂

③生产化肥、精炼石油

2、酸的通性(具有通性的原因：酸离解时所生成的阳离子全部是H+)

(1)与酸碱指示剂的反应：使紫色石蕊试液变红色，不能使无色酚酞试液变色

(2)金属+酸→盐+氢气

(3)碱性氧化物+酸→盐+水

(4)碱+酸→盐+水

(5)盐+酸→另一种盐+另一种酸(产物符合复分解条件)

3、三种离子的检验

试剂

Cl- AgNO3及HNO3

SO42- ①Ba(NO3)2及HNO3②HCl及BaCl2

CO32- HCl及石灰水

三、碱

1、氢氧化钠、氢氧化钙的物理性质、用途

氢氧化钠 氢氧化钙

颜色、状态 白色固体，极易溶于水(溶解放热) 白色粉末，微溶于水

俗名 烧碱、火碱、苛性钠(具有强腐蚀性) 熟石灰、消石灰

制法 Ca(OH)2+Na2CO3==CaCO3↓+2NaOH CaO+H2O==Ca(OH)2

用途 ①氢氧化钠固体作干燥剂

②化工原料：制肥皂、造纸

③去除油污：炉具清洁剂中含氢氧化钠

①工业：制漂白粉

②农业：改良酸性土壤、配波尔多液

③建筑：

2、碱的通性(具有通性的原因：离解时所生成的阴离子全部是OH-)

(1)碱溶液与酸碱指示剂的反应：使紫色石蕊试液变蓝色，使无色酚酞试液变红色

(2)酸性氧化物+碱→盐+水

(3)酸+碱→盐+水

(4)盐+碱→另一种盐+另一种碱(反应物均可溶，产物符合复分解条件)

注：

①难溶性碱受热易分解(不属于碱的通性)：如Cu(OH)2ΔCuO+H2O；2Fe(OH)3ΔFe2O3+3H2O

②常见沉淀：AgCl↓；BaSO4↓；Cu(OH)2↓；Fe(OH)3↓；Mg(OH)2↓；BaCO3↓；CaCO3↓

③复分解反应的条件：当两种化合物互相交换成分，生成物中有沉淀或有气体或有水生成时，复分解反应才可以发生。

五、酸性氧化物与碱性氧化物

酸性氧化物 碱性氧化物

定义 凡能与碱反应生成盐和水的氧化物

大多数非金属氧化物是酸性氧化物

大多数酸性氧化物是非金属氧化物 凡能与酸反应生成盐和水的氧化物

大多数金属氧化物是碱性氧化物

所有碱性氧化物是金属氧化物

化学

性质 (1)大多数可与水反应生成酸

CO2+H2O==H2CO3

SO2+H2O==H2SO3

SO3+H2O==H2SO4 (1)少数可与水反应生成碱

Na2O+H2O==2NaOH

K2O+H2O==2KOH

BaO+H2O==Ba(OH)2

CaO+H2O==Ca(OH)2

(2)酸性氧化物+碱→盐+水

CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O

(不是复分解反应) (2)碱性氧化物+酸→盐+水

Fe2O3+6HCl==2FeCl3+3H2O

四、中和反应溶液酸碱度的表示法——pH

1、定义：酸与碱作用生成盐和水的反应

2、应用：

(1)改变土壤的酸碱性

(2)处理工厂的废水

(3)用于医药

3、溶液酸碱度的表示法——pH

(1)

(2)pH的测定：最简单的方法是使用pH试纸

用玻璃棒(或滴管)蘸取待测试液少许，滴在pH试纸上，显色后与标准比色卡对照，读出溶液的pH(读数为整数)

(3)酸雨：正常雨水的pH约为5.6(因为溶有CO2)

pH<5.6的雨水为酸雨