課題1金屬的性質和利用
一.金屬材料
1.金屬材料包括純金屬和合金。
2.金屬材料發展史：Cu、Fe、Al及其合金。
註： Al與Fe相比的優點：密度小、耐腐蝕。
3.金屬的的物理性質：
（1）有金屬光澤。常溫下一般為固態（汞為液態）
（2）大多數呈銀白色（銅為紫紅色，金為黃色）
（3）有良好的導熱性、導電性、延展性
二.合金
1.合金：在金屬中加熱熔合某些金屬或非金屬而形成的具有金屬特性的混合物。
2.合金是混合物，而不是化合物。形成過程沒有發生化學變化
不一定全部由金屬組成，也可以由金屬與非金屬組成，例如生鐵就是鐵與碳的合金
合金中至少含一種金屬。
3.合金的特性：比形成合金的金屬硬度大、強度高、更耐腐蝕。
但熔點比形成合金的金屬熔點低。
三．金屬之最
（1）鋁：地殼中含量最多的金屬元素。
（2）鈣：人體中含量最多的金屬元素
（3）鐵：目前世界年產量最多的金屬（鐵>鋁>銅）
（4）銀：導電、導熱性最好的金屬（銀>銅>金>鋁>鐵）（銀做保溫瓶內膽、銅做導線）
（5）鉻：硬度最高的金屬
（6）鎢：熔點最高的金屬 （燈泡的燈絲是「鎢」）
（7）汞：熔點最低的金屬（ 體溫計的水銀是「汞」）
（8）鋨：密度最大的金屬
（9）鋰 ：密度最小的金屬
四．使用金屬材料的考慮因素
除了考慮用途，還要考慮價格、資源、是否美觀、是否便利，廢料是否易回收和對環境的影響等因素
思考1：用來鑄造硬幣的金屬材料需要具有什麼性質？
資源豐富、無毒輕便、耐磨耐腐蝕、美觀、易加工
思考2：銀的導電性比銅好，但電線一般用銅製而不用銀制？
銅的密度比銀的密度小，價格比銀低很多，資源比銀豐富得多。
五．常見合金
（1）鐵合金 ：生鐵和鋼，含碳量不同。鋼的含碳量（0.03%～2%），生鐵的含碳量（2%～4.3%）
（2）鈦合金：稱為親生物金屬。
用途：噴氣式發動機、人造衛星外殼、火箭殼體、人造骨、海水淡化設備等
（3）鋁合金：密度小、強度高。如防鏽鋁合金、硬鋁合金、高強度鋁合金等
用途： 製造飛機、艦艇和載重汽車
（4）銅合金：黃銅（銅鋅合金）、青銅（銅錫合金）和白銅（銅鎳合金）等
註：鑑別黃銅和黃金的方法：取樣品放入稀鹽酸或稀硫酸中，若有氣泡產生，則為黃銅，反之為黃金。
（反應原理：Zn+2HCl==ZnCl2+ H2↑或 Zn+H2SO4==ZnSO4+ H2↑）
課題2 金屬的化學性質
一.金屬的化學性質
1. Mg與Al常溫下就能與O2反應。
2.Fe與Cu在高溫時才與能反應。
3.Au、Pt在高溫時也不與O2反應。 Au、Pt最不活潑。
結論：Mg、Al比較活潑，Fe與Cu次之，利用該性質可以粗略的判斷金屬的活潑性
註：Al具有很好的抗腐蝕性的原因：因為Al在空氣中與氧氣反應生成了緻密的氧化膜，阻止裡面的金屬進一步氧化。
4. 存在：金屬中除金、銀等少數以單質形式存在外，其餘都以化合物形式存在。
二.金屬活動性順序：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag Pt Au
1.由左至右金屬活潑性由強到弱。
2. 金屬活動性順序中位於_H_前面的金屬才能跟酸發生反應（K、Ca、Na除外）
3. 排在前面的金屬能把位於後面的金屬從它們的鹽溶液中置換出來（K、Ca、Na除外）
三．.設計實驗證明金屬活動性順序的方法：
方法一：利用金屬能否與酸反應以及與酸反應的劇烈程度來證明。
方法二：利用金屬於鹽溶液之間的反應來證明。
◆例1：設計實驗證明Fe比Cu活潑。
方法一：將鐵片和銅片分別放入相同濃度的鹽酸，鐵片上有氣泡，銅片無。
方法二：將鐵片浸入CuSO4溶液中，一段時間後，鐵片上有紅色物質覆蓋。
方法三：將銅片浸入 FeSO4溶液中，無明顯現象。
◆例2：設計實驗證明Fe、Cu、Ag活潑活潑性。
方法一：兩鹽加一金 即用Cu分別與Fe(NO3)2、AgNO3反應。
方法二：兩金加一鹽 即用Fe、Ag分別與Cu(NO3)2反應。
註：Fe與HCl 、H2SO4 、CuSO4等發生置換反應時，生成亞鐵化合物（即二價鐵）。
四．置換反應：由一種單質與一種化合物反應，生成另一種單質與化合物的反應。
①置換反應：A + BC == B + AC
如：Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
②化合反應：A + B== AB
③分解反應：AB== A + B
④複分解反應：AB + CD == AD+ CB
五．金屬的化學性質小結
1.金屬 + 氧氣 →金屬氧化物。
① 4Al + 3O2 點燃 2Al2O3
(注意：不要把Al2O3寫成AlO) 現象：發出_耀眼的_白光，生成_白色_固體
② 2Mg+ O2 點燃 2 MgO
(注意：不要把MgO寫成MgO2) 現象：發出_耀眼的_白光，生成_白色_固體
③ 3Fe+ 2O2 點燃 Fe3O4
(注意：不要把Fe3O4寫成Fe2O3) 現象：激烈燃燒，火星四射，生成 黒色 固體
④ 2Cu+ O2 Δ 2CuO (注意：不要把Δ寫成點燃) 現象：紅色固體變 黒 色
2. 金屬 + 酸 →鹽 + H2↑（條件：①金屬比活潑；②酸為鹽酸、稀硫酸）
補充：鹽的概念：由金屬離子或銨根離子與酸根離子組成的化合物，如NaCl、Na2SO4、
NaNO3等。
① Zn+2HCl == ZnCl2+ H2↑
Zn+ H2SO4 == ZnSO4 + H2↑
現象：金屬表面有氣泡_產生
② Mg+2HCl == MgCl2+ H2↑
Mg + H2SO4 == MgSO4 + H2↑
現象：金屬表面有氣泡_產生
③ Fe +2HCl == FeCl2+ H2↑
Fe + H2SO4 == FeSO4 + H2↑
現象：金屬表面有氣泡_產生，溶液由無色變為淺綠色
④ 2Al +6HCl == 2AlCl3+3H2↑
2Al + 3H2SO4 == Al2(SO4)3 + 3H2↑
現象：金屬表面有氣泡產生
注意:
(1) 相同質量的Mg Al Zn Fe與足量的鹽酸、稀硫酸反應。產生H2的量：Al >Mg>Fe> Zn
(2) 相同質量的鹽酸、稀硫酸與足量的Mg Al Zn Fe反應。產生H2的量：Al = Mg = Fe = Zn
(3) 以上兩種情況下，產生H2的速率： Mg > Al > Zn > Fe
金屬與鹽酸、稀硫酸能否反應，及反應的劇烈程度，可反映出金屬的 活潑性 。
3.金屬 + 鹽→新金屬 + 新鹽
條件：①反應物中的金屬比鹽中金屬活潑；②鹽必須溶於水；③K Ca Na除外
① Fe + CuSO4 == FeSO4 + Cu （注意生成物中鐵元素顯+2價）
現象：鐵絲表面有紅色固體生成，溶液由藍色變成淺綠色
② 2Al + 3CuSO4 == Al2(SO4)3 + 3Cu
現象：鋁絲表面有紅色固體生成，溶液由藍色變成無色
③ Cu +2AgNO3 == 2Ag+ Cu(NO3)2
現象：銅絲表面有銀白色生成，溶液由無色變成藍色
注意：① 多種金屬與同一化合物反應時，最活潑的金屬先反應。如：Fe、Cu混合物同時放入AgNO3溶液中，Fe先反應。
② 同一金屬與多種鹽反應時，先置換出最不活潑的金屬。如：Fe與AgNO3和Cu(NO3)2 的混合液作用時，先置換出Ag（「先遠」「後近」）
課題3金屬礦物 鐵的冶煉
一．金屬礦物
1.常見的鐵礦石：
磁鐵礦（主要成分是Fe3O4 ）、赤鐵礦（主要成分是Fe2O3 ） 赤銅礦（主要成分是Cu2O ）
孔雀石（主要成分是Cu2（OH）2CO3 ）菱鐵礦（主要成分為FeCO3）、黃鐵礦（主要成分是FeS2）
二．高爐煉鐵(工業）
（1）工業煉鐵的原料： 鐵礦石 、 焦炭 、 石灰石 和空氣。設備是 高爐 。
（2）寫出煉鐵高爐內煉赤鐵礦的主要化學方程式
①C+O2 點燃 CO2
②CO2+C 高溫 2CO
③Fe2O3+3CO 高溫 2Fe+3CO2
焦炭：主要作用是提供熱量和產生還原劑CO；
石灰石：主要作用是造渣，除去鐵礦石中SiO2等雜質
三.實驗室用CO還原氧化鐵的實驗：
（1）實驗現象：紅色粉末變為黑色、石灰水變渾濁、尾氣燃燒產生藍色火焰
（2）反應的化學方程式：
3CO + Fe2O3 高溫 2Fe +3CO2
CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3 ↓+ H2O
2CO + O2 點燃 2CO2
（3）實驗中應先進行的步驟是： 先通CO，目的是 排除管內的空氣（防加熱時爆炸），
結束後先停加熱，再停止通CO（防止生成的鐵被氧化）
（4）澄清石灰水的目的是 吸收CO2 ；
（5）放置最後一個酒精燈的目的是： 除去多餘的CO，防止CO污染空氣 。
（6）尾氣常見處理：收集、點燃、循環利用
課題4 金屬防護和廢金屬回收
1.金屬的腐蝕和防護
①鐵生鏽的條件是：鐵與O2、水同時接觸。 鐵鏽（混合物）的主要成分是氧化鐵Fe2O3,紅棕色
②銅生銅綠的條件：銅與O2、水、CO2同時接觸。銅綠的化學式：Cu2(OH)2CO3）
在有酸性和鹽條件下會加快生鏽速率；
③ 鐵鏽很疏鬆，不能阻礙裡層的鐵繼續與氧氣、水蒸氣反應，因此鐵製品可以全部被鏽蝕。
④而鋁與氧氣反應生成緻密的氧化鋁薄膜，從而阻止鋁進一步氧化，因此，鋁具有很好的抗腐蝕性能。
2. 防止鐵生鏽的措施：
① 保持鐵製品表面潔淨、乾燥。
② 在鐵製品表面覆蓋保護層. 如:塗油或刷漆、鍍一層不易鏽蝕的金屬。
③ 改變結構。 如：將鐵製成不鏽鋼。
3.除鏽的方法
(1)鐵鏽能與稀酸(稀鹽酸，稀硫酸)反應生成可溶性的物質
(2)現象：鐵鏽逐漸消失，溶液由無色變成棕黃色
4.金屬資源保護：
① 防止金屬的腐蝕。 ② 回收就利用廢舊金屬。 ③ 合理有效的開採礦物 ④ 尋找金屬的代用品。
5.廢舊金屬回收利用的意義：a. 節約金屬資源； b. 減少對環境的污染