第20讲 金属元素概述

Zn Fe Sn Pb(H) Cu Hg Ag Pt Au
冶炼 方法
电解法
还原法 (常见还原剂 2 常见还原剂)H 常见还原剂 、CO、C、Al 、 、
热分 解法
物理 富集法
注意 Na＋KCl = K↑＋NaCl ＋ ＋
（沸点：Na＞K） 沸点： ＞ ）
[拓展 金属的冶炼 拓展]金属的冶炼 拓展
1、冶炼金属一般三个步骤 、 ；（2）冶炼； （1）矿石的采集；（ ）冶炼； （3）精炼 ）矿石的采集；（ ）
Cu Hg Ag Pt Au
条件 冷水
强碱 产物 ＋ 氢气
热wk.baidu.com水 碱 ＋ 氢 气
高温水蒸气
金属氧化物＋ 金属氧化物＋氢气
不与水反应
高温 3Fe+4H2O==Fe3O4+4H2
K Ca Na
Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)
Cu Hg Ag Pt Au 与非氧化性酸 一般不反应， 一般不反应， Pt、Au溶于王水 、 溶于王水
0.12 g 28.12 g
。
②
③
④
往②剩余固体中加入稀硝酸，再滴 加NaOH溶液
三、金属活动顺序及其应用
活动性顺序 单质还原性 阳离子氧化性 与O2化合难易
K Ca Na 与 水 反 应 Mg Al
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H) Cu Hg Ag Pt Au
强 弱 易
弱 强 难
Zn Fe Sn Pb(H)
3、铜合金：我国使用最早的合金 铜合金：
青铜：主要含铜和锡， 青铜：主要含铜和锡， 铜和锡 有良好的强度和塑性、耐磨、耐腐蚀， 有良好的强度和塑性、耐磨、耐腐蚀， 主要用于制机器零件如轴承、齿轮等。 主要用于制机器零件如轴承、齿轮等。 黄铜：主要含铜和锌 铜和锌， 黄铜：主要含铜和锌， 有良好的强度和塑性、易加工、耐腐蚀， 有良好的强度和塑性、易加工、耐腐蚀， 主要用于制机器零件、仪表和日用品。 主要用于制机器零件、仪表和日用品。 白铜：主要含铜和镍 铜和镍， 白铜：主要含铜和镍， 它不容易生铜绿， 它不容易生铜绿，常用于制造精密仪器 和装饰品。 和装饰品。
第20讲 金属元素概述 讲
二、金属的通性 1、物理性质：常温下，绝大多数金属是固体，呈银白色。金属一般 、物理性质：常温下，绝大多数金属是固体，呈银白色。 具有延展性， 具有延展性，是 电和热的良导体。 电和热的良导体。 2、化学性质：金属元素原子一般最外层电子数小于 ，而且原子半 、化学性质：金属元素原子一般最外层电子数小于4， 径比同周期的非金 属原子半径大，故金属原子易失去电子显还原性。 属原子半径大，故金属原子易失去电子显还原性。 3、特性：a.地壳中含量最多的金属元素是铝；b.金属中有液态，例 地壳中含量最多的金属元素是铝； 金属中有液态 金属中有液态， 、特性： 地壳中含量最多的金属元素是铝 如汞，它是熔点最低的金属； 最活泼的金属元素是铯 最活泼的金属元素是铯， 如汞，它是熔点最低的金属；c.最活泼的金属元素是铯，最稳定的金属 是金。 是金。 4、影响金属晶体熔沸点高低和硬度的因素 、 金属离子半径越小，电荷价数越高， 金属离子半径越小，电荷价数越高，金属离子和自由电子的作用 力越强，熔沸点越高，硬度越大。 硬度Al>Mg，熔点 力越强，熔沸点越高，硬度越大。例：硬度 ，熔点Al>Mg。 。 5、判断金属活动性的强弱 、 (1)金属与水或酸的反应越剧烈，该金属越活泼。 金属与水或酸的反应越剧烈， 金属与水或酸的反应越剧烈 该金属越活泼。 (2)金属对应的氢氧化物的碱性越强，该金属越活泼。 金属对应的氢氧化物的碱性越强， 金属对应的氢氧化物的碱性越强 该金属越活泼。 (3)一种金属能从另一种金属盐的溶液中将其置换出来，则该金属活 一种金属能从另一种金属盐的溶液中将其置换出来， 一种金属能从另一种金属盐的溶液中将其置换出来 泼性比另一金属强。 泼性比另一金属强。 (4)两金属构成原电池时，做负极的金属一般比做正级的金属活泼。 两金属构成原电池时， 两金属构成原电池时 做负极的金属一般比做正级的金属活泼。 (5)在电解过程中，一般来说先得电子的金属阳离子对应的金属单质 在电解过程中， 在电解过程中 的活动性比后得电子的金属阳离子对应的金属单质的活动性弱。 的活动性比后得电子的金属阳离子对应的金属单质的活动性弱。
28 g 28.12 g
= n(H2SO4) = 0.125 mol，得m = 1.406 g。 a．若加入的钢样粉末过量(m≥1.406 g)，H2SO4全反应，则： m(余固体) = (5.624 g + m g)－0.125 mol×56 gmol－1 = (m－1.376)g。 b．若加入的钢样粉末少量(m≤1.406 g)，Fe全溶解，则： m(余固体) = (5.624 g + m g)×
与酸反应
能置换非氧化性酸中的氢， 能置换非氧化性酸中的氢，由快到慢 与强氧化性酸均能反应但无H 与强氧化性酸均能反应但无 2生成 浓硫酸无H （与 HNO3、浓硫酸无 2）
先与水反应 与盐溶 后考虑碱与 液反应 盐反应的可 能性
K Ca Na Mg Al
排在前面的金属能把其后面的 金属从盐溶液中置换出来
112 160
= 3.36 g， 有： 矿石
6.62 g m(矿石)(1 4%)
～ 生铁
=
3.36 g 1.00 t × 96%
，解得m(矿石) = 1.97 t。 (2)①n(C) =
0.224 L 22.4 L mol－1
= 0.010 mol，得m(C) = 0.12 g。 n(Fe):n(C) =
4.铁合金：用量最大，用途最广的合金 4.铁合金：用量最大， 铁合金
钢的含碳量越低，韧性越好，硬度越低； 钢的含碳量越低，韧性越好，硬度越低； 含碳量越高，韧性越差，硬度越高。 含碳量越高，韧性越差，硬度越高。
【答案】
［答案］(1)6.62 g铁矿石中铁的质量为m(Fe) = 4.80 g× 答案］
28.12 g－0.12 g 56 g mol－1
:0.01 mol = 50:1。 ②从表中可知，实验III中的H2SO4完全反应，所以有：n(H2SO4) = n(H2)， 即：c(H2SO4)×0.1 L =
2.8 L 22.4 L mol－1
，得c(H2SO4) = 1.25 molL－1。 ③H2SO4共0.125 mol，设再加入钢样的质量为m时酸反应完，则有： n(Fe)总= (5.624 g + m)×
2、常见金属的冶炼原理
金属 Fe 冶炼原理 高炉炼铁： 铝热法炼铁： Cu 火法炼铜： 湿法炼铜： Mg 热还原法： 电解法： Al
Na
四、 常见合金的重要应用
1、合金：两种或两种以上的金属（或金属跟非金 、合金：两种或两种以上的金属（ 属）熔合而成的具有金属特性的物质
2、特点:合金具有许多优良的物理、化学 、特点 合金具有许多优良的物理 合金具有许多优良的物理、 或机械性能。 或机械性能。 硬度大于各成分金属 ◇ 硬度大于各成分金属 熔点低于各成分金属 ◇ 熔点低于各成分金属
一、金属元素的位置和原子结 构
【讨论】现有的元素周期表中一共几种金 属元素？分别处在元素周期表的哪里？ 87种金属元素，22中非金属元素
［答案］(1)Cu；Fe(顺序可交换) 答案］ (3) 编 号 实验操作 预期现象和结论
①
用药匙取少许样品，加入试管A中， 再用滴管取过量NaOH溶液并滴加 样品部分溶解，并有气体 到试管A中，充分反应后，静置， 放出。 弃去上层清液，剩余固体备用。 往试管A的剩余固体中加过量稀硫 酸，充分反应后，静置。取上层清 液于试管B中，剩余固体备用 往试管B中加入少许稀硝酸，再滴 加KSCN溶液 固体部分溶解，并有气体 放出，溶液呈浅绿色，可 能含铁。 溶液先变黄色，加KSCN 后显血红色，结合②可知， 一定含铁。 固体溶解，有无色刺激性 气体产生并很快变成红棕 色，溶液显蓝色，加 NaOH溶液后有蓝色沉淀 产生，一定含铜。