《常见的金属和盐》
一、金属材料
1、金属材料 |
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。
重金属:如铜、锌、铅等
有色金属
轻金属:如钠、镁、铝等;
有色金属:通常是指除黑色金属以外的其他金属。
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。
(1)熔点高、密度小
优点 (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:
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au
金属活动性由强逐渐减弱
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)
(1) 防止铁制品生锈的措施:
(2)
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
三、常见的盐
1.定义:能解离出金属离子(或NH4+)和酸根离子的化合物
物质 | 俗称 | 物理性质 | 用途 |
氯化钠 | 食盐 | 白色粉末, 水溶液有咸味, 溶解度受温度 影响不大 | (1)作调味品(2)作防腐剂 (3)消除积雪(降低雪的熔点) (4)农业上用NaCl溶液来选种 (5)制生理盐水(0.9% NaCl溶液) Na+ 维持细胞内外的水分分布, 促进细胞内外物质交换 Cl- 促生盐酸、帮助消化,增进食欲 |
碳酸钠 Na2CO3 | 纯碱(因水溶液呈碱性) 苏打 | 白色粉末状固体,易溶于水 | 用于玻璃、造纸、纺织、洗涤、食品工业等 |
碳酸氢钠 NaHCO3 | 小苏打 | 白色晶体, 易溶于水 | 制糕点所用的发酵粉 医疗上,治疗胃酸过多 |
备注 | (1)粗盐中由于含有氯化镁、氯化钙等杂质,易吸收空气中的水分而潮解。 (无水氯化钙可用作干燥剂) (2)碳酸钠从溶液中析出时,会结合一定数目的水分子,化学式为Na2CO3·10H2O。 碳酸钠晶体Na2CO3·10H2O(纯净物),俗称天然碱、石碱、口碱。 风化:常温时在空气中放置一段时间后,失去结晶水而变成粉末。(化学变化) (3)2Na H CO3 △ Na2CO3+ H2O+ CO2↑ NaHCO3+HCl===NaCl+ H2O+ CO2↑ |
2、精盐提纯——去除不溶性杂质,得到的精盐中还含有氯化镁、氯化钙等可溶性杂质。
1、 实验步骤:溶解、过滤、蒸发
2、 实验仪器
实验步骤 | 实验仪器 | 其中玻璃棒的作用 |
溶解 | 烧杯、玻璃棒 | 加速溶解 |
过滤 | 铁架台(带铁圈)、漏斗、烧杯、玻璃棒 | 引流 |
蒸发 | 铁架台(带铁圈)蒸发皿、酒精灯、玻璃棒 | 使液体受热均匀,防止液体飞溅 |
3、盐的化学性质
1、 盐(可溶)+ 金属1 → 金属2 + 新盐(金属1比金属2活泼,K、Ca、Na除外)
2、 盐 + 酸 → 新盐 + 新酸
3、 盐 + 碱 → 新盐 + 新碱(反应物需都可溶,且满足复分解反应的条件)
4、 盐 + 盐 → 两种新盐(反应物需都可溶,且满足复分解反应的条件)
4、酸、碱、盐的溶解性
1、 酸:大多数都可溶(除硅酸H2SiO3不溶)
2、 碱:只有氨水、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡和氢氧化钙可溶于水,其余均为沉淀
3、 盐:钾盐、钠盐、铵盐、硝酸盐都可溶;
氯化物除AgCl难溶外,其余多数均可溶;
硫酸盐除BaSO4难溶,Ag2SO4、CaSO4微溶外,其余多数可溶;
碳酸盐除碳酸钾、碳酸钠、碳酸铵可溶,其余都难溶。
注:BaSO4、、AgCl 不溶于水,也不溶于酸
四、化学反应类型
1、四种基本反应类型
①化合反应:由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应
②分解反应:由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应
③置换反应:一种单质和一种化合物反应,生成另一种单质和另一种化合物的反应
④复分解反应:两种化合物相互交换成分,生成另外两种化合物的反应
2、氧化还原反应
氧化反应:物质得到氧的反应 氧化剂:提供氧的物质
还原反应:物质失去氧的反应还原剂:夺取氧的物质(常见:H2、C、CO)
3、中和反应:酸与碱作用生成盐和水的反应
五、化学肥料
1.农家肥料:营养元素含量少,肥效慢而持久、价廉、能改良土壤结构
2、化学肥料 (氮肥、钾肥、磷肥)
1)氮肥 作用:促进植物茎、叶生长茂盛、叶色浓绿(促苗)。 缺氮:叶黄
a、常用氮肥
尿素CO(NH2)2:含氮量最高的氮肥(有机物)46.7%
含N量 | 使用注意事项 | |
NH4HCO3 17.7% | 易分解,施用时深埋 | 铵态氮肥防晒防潮,且均不能与碱性物质(如草木灰、熟石灰等)混合施用 |
NH4NO3 35% | 易爆,结块不可用铁锤砸 | |
(NH4)2SO4 21.2% | 长期使用会使土壤酸化、板结 | |
NH4Cl 26.2% | ||
NH3. H2O | 加水稀释后施用 | |
NaNO3 |
b、NH4+的检验
试剂:碱(NaOH、Ca(OH)2等)、湿润的红色石蕊试纸
NH4NO3 + NaOH=NaNO3 +NH3 ↑+H2O
c、生物固氮:豆科植物的根瘤菌将氮气转化为含氮的化合物而吸收
(2)钾肥 作用:促使作物生长健壮、茎杆粗硬,抗倒伏(壮秆)。 缺钾:叶尖发黄
常用钾肥 KCl
草木灰:农村最常用钾肥(主要成分为K2CO3), 呈碱性
K2SO4:长期使用会使土壤酸化、板结
(3)磷肥 作用:促进植物根系发达,穗粒增多,饱满(催果)
缺磷:生长迟缓,产量降低,根系不发达
常用磷肥 磷矿粉 Ca3(PO4)2
钙镁磷肥(钙和镁的磷酸盐)
过磷酸钙 Ca(H2PO4)2和CaSO4 不能与碱性物质混合施用。
重过磷酸钙 Ca(H2PO4)2 如草木灰、熟石灰
4、复合肥:含N、P、K中的两种或三种
KNO3
NH4H2PO4
(NH4)2HPO4 不能与碱性物质混合施用
三、使用化肥、农药对环境的影响
1、土壤污染:重金属元素、有毒有机物、放射性物质
2、大气污染:N20、 NH3 、 H2S
3、引起水体污染 :N、P过多,导致水体富营养化,赤潮、水华等现象
四、合理使用化肥
1.根据土壤情况和农作物种类选择化肥 2、农家肥和化肥合理配用