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第二章知識(shí)梳理
金屬與非金屬
金屬與非金屬的區(qū)別
①組成不同
→金屬是由金屬元素組成的，如鐵、銅、鈉、鎂、汞等。
→非金屬是由非金屬元素組成的，如碳、硫、溴（Br2）、氧氣、氫氣等。
②物理性質(zhì)不同
→金屬的性質(zhì)：都有特殊的光澤，大多數(shù)顏色是銀白色或灰色（金為黃色，銅為紫紅色），延
展性好，硬度大，良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性，密度高，熔點(diǎn)高。
→非金屬的性質(zhì)：沒有光澤，質(zhì)脆，有多種顏色，無延展性，硬度不一致，一般不導(dǎo)電、不導(dǎo)
熱，密度低，熔點(diǎn)低。
金屬的用途
①物質(zhì)的性質(zhì)決定物質(zhì)的用途，物質(zhì)的用途反映物質(zhì)的性質(zhì)，即：
性質(zhì)
?決?定?
用途
用途
?反?映?
性質(zhì)
②不同的金屬有不同的用途。人們常根據(jù)金屬的一般屬性和每種金屬的獨(dú)特性質(zhì)，如它們的密度、
外觀、價(jià)格等來選擇使用金屬。例如生活大部分電線利用銅質(zhì)芯。
常見的金屬材料
金屬材料：包括純金屬和它們的合金，人們?nèi)粘Ｊ褂玫慕饘俨牧希蠖鄶?shù)是合金。
合金
①定義：把一種金屬跟其他金屬（或非金屬）熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)，屬于混合物。
②性能
→合金一般比其組分金屬顏色更鮮艷。
→合金的硬度一般大于組成它們的金屬。
→合金的熔點(diǎn)一般低于組成它們的金屬。
→合金的抗腐蝕能力一般強(qiáng)于組成它們的金屬。
（3）鋼（含碳量
0.02%~2.11%）
①組成：由碳和鐵等元素形成的合金。
②性能：質(zhì)地堅(jiān)硬，有彈性和延展性，機(jī)械性能好。
③用途：制作汽車車身、刀具、量具等。
金屬與氧氣的反應(yīng)
金屬
空氣
氧氣
反應(yīng)方程式
鎂
在空氣中劇烈燃燒，發(fā)出白光，生成白色固體。
比在空氣中燃燒更劇烈。
2Mg+O2=2MgO
鐵
在空氣中不燃燒，只緩慢氧化。
在氧氣中劇烈燃燒，火星四射，生成黑色固體。
3Fe+2O2=Fe3O4
鋁
鋁與氧氣反應(yīng)，其表面生成一層致密的氧化鋁薄膜，阻止鋁進(jìn)一步氧化。
在氧氣中劇烈燃燒，發(fā)出白光，生成白色固體。
4Al+3O2=2Al2O3
銅
在常溫條件下，銅在干燥的空氣中幾乎不與氧氣反應(yīng)。
在加熱條件下，銅能夠與氧氣反應(yīng)，表面變黑。
2Cu+O2===2CuO
金
即使在高溫條件下，也不與氧氣反應(yīng)。
）
金屬鐵、銅在潮濕的空氣中會(huì)被氧氣所氧化而生銹[
鐵銹主要成分為
Fe2O3,
銅銹主要成分為
Cu(OH)2CO3]。
鋁在空氣中與氧氣反應(yīng)，其表面生成一層致密的氧化鋁薄膜，從而阻止鋁進(jìn)一步被氧化，因此鋁具
有良好的抗腐蝕性能。
金、鉑一般不與空氣中物質(zhì)反應(yīng)。
金屬與鹽酸、稀硫酸的反應(yīng)
金屬與鹽酸、稀硫酸的反應(yīng)
金屬
鹽酸
稀硫酸
現(xiàn)象
化學(xué)方程式
現(xiàn)象
化學(xué)方程式
鎂
劇烈反應(yīng)，有大量氣泡產(chǎn)生，溶液呈無色。
Mg+2HCl===MgCl2+H2↑
劇烈反應(yīng)，有大量氣泡產(chǎn)生，溶液呈無色。
Mg+H2SO4===MgS
O4+H2↑
鋅
反應(yīng)較快，有大量氣泡產(chǎn)生，溶液呈無色。
Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑
反應(yīng)較快，有大量氣泡產(chǎn)生，溶液呈無色。
Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
鐵
有少量氣泡產(chǎn)生，反應(yīng)慢，溶液由無色變?yōu)闇\綠色。
Fe+2HCl===FeCl2+H2↑
有少量氣泡產(chǎn)生，反應(yīng)慢，溶液由無色變?yōu)闇\綠色。
Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑
銅
無現(xiàn)象
不反應(yīng)
無現(xiàn)象
不反應(yīng)
①銅不與稀鹽酸、稀硫酸反應(yīng)，鎂、鋅、鐵都能與稀鹽酸、稀硫酸反應(yīng)，但反應(yīng)的劇烈程度不同。由此可知，這四種金屬在溶液中的活動(dòng)性質(zhì)順序是
Mg＞Zn＞Fe＞Cu。
②并不是所有金屬都能與酸反應(yīng)放出氫氣。
③單質(zhì)鐵與稀鹽酸、稀硫酸發(fā)生反應(yīng)時(shí)，生成的是亞鐵鹽，且亞鐵鹽溶液都為淺綠色。
④硝酸和濃硫酸具有強(qiáng)氧化性，與金屬反應(yīng)不生成
H2，而生成水。
置換反應(yīng)
①定義：由一種單質(zhì)與一種化合物反應(yīng)，生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng)。置換反應(yīng)是化學(xué)基本反應(yīng)類型之一。
②特征：反應(yīng)物和生成物都是一種單質(zhì)和一種化合物。
③通式：A+BC→B+AC
④化合反應(yīng)、分解反應(yīng)、置換反應(yīng)的比較
項(xiàng)目
特點(diǎn)
舉例
簡(jiǎn)單表示
化合反應(yīng)
多變一
C+O2===CO2
A+B+……→C
分解反應(yīng)
一變多
2H2O2===2H2O+O2↑
A→B+C+……
置換反應(yīng)
一換一
Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
A+BC→B+AC
金屬的活動(dòng)性順序
金屬的活動(dòng)性順序
K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、（H）Cu、Hg、Ag、Pt、Au
金屬活動(dòng)性順序在實(shí)際應(yīng)用中的意義
①可判斷金屬的化學(xué)活動(dòng)性
在金屬活動(dòng)性順序中，金屬的位置越靠前，它的活動(dòng)性就越強(qiáng)。
②可判斷金屬能否與酸發(fā)生置換反應(yīng)而產(chǎn)生氫氣
在金屬活動(dòng)性順序中，排在氫前面的金屬能置換出鹽酸、稀硫酸里的氫，排在氫后面的金屬不能置換酸里的氫。
③可判斷金屬能否跟鹽溶液發(fā)生置換反應(yīng)
在金屬活動(dòng)性順序中，只有排在前面的金屬，才能把排在后面的金屬從它們的可溶性鹽溶液里置換出來。根據(jù)金屬單質(zhì)和鹽中金屬離子在金屬活動(dòng)性順序表中的位置，即可判斷金屬單質(zhì)能否跟鹽溶液發(fā)生置換反應(yīng)。
說明
①判斷金屬與某種金屬化合物溶液能否發(fā)生置換反應(yīng)，一要看金屬是否排在化合物中的金屬前面，
二要看該化合物是否溶于水，如
Fe
與
AgCl
不能發(fā)生置換反應(yīng)，因?yàn)?br/>AgCl
不溶于水。
②用金屬跟金屬化合物溶液發(fā)生置換反應(yīng)時(shí)，一般不用很活潑的
K、Ca、Na
等，因?yàn)檫@些金屬常溫下和水發(fā)生反應(yīng)，不能置換出金屬化合物溶液里金屬。
濕法煉銅
①原理：先用硫酸將銅礦中的銅轉(zhuǎn)變成可溶性的硫酸銅，再講鐵放入硫酸銅溶液中把銅置換出來。
②主要化學(xué)方程式：Fe+CuSO4===FeSO4+Cu
（三）物質(zhì)轉(zhuǎn)化
一、
金屬的冶煉
金屬冶煉是指將金屬從化合態(tài)變成游離態(tài)的過程。
通常在金屬氧化物中加入還原劑，奪取金屬氧化物中的氧，從而使其還原成全屬單質(zhì)。
可以作還原劑的物質(zhì)主要有
碳
、一氧化碳
和氫氣
。
銅的冶煉
木炭和氧化銅粉末在高溫下的反應(yīng)：
原理：
高溫
C
+
2CuO
=====
2Cu
+
CO2
↑
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：黑色固體逐漸變?yōu)榧t色，澄清石灰水變渾濁。
氫氣還原氧化銅
【實(shí)驗(yàn)】
原理：H2
+
CuO△Cu
+
H2O
現(xiàn)象：黑色粉末狀固體逐漸變?yōu)榧t色，試管口有水珠生成。
注意事項(xiàng)：
a
試管口應(yīng)略向下傾斜，為了避免反應(yīng)中生成的水倒流而炸裂試管。
b
氧化銅要鋪在試管底部，為了增大反應(yīng)物的受熱面積，加快反應(yīng)速率。
c
通氫氣的導(dǎo)管應(yīng)插到試管底部的氧化銅上方，一是為了避免氧化銅粉末堵塞導(dǎo)管口，二是易把試管里的空氣趕凈，加熱后不致發(fā)生危險(xiǎn)。
d
實(shí)驗(yàn)之前先通氫氣再加熱，為了排除試管內(nèi)的空氣，防止氫氣與空氣混合加熱時(shí)發(fā)生爆炸。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后先熄滅酒精燈，繼續(xù)通氫氣，直到試管冷卻為止，為了防止生成的銅在溫度較高時(shí)再次被
氧氣氧化成氧化銅，使實(shí)驗(yàn)失敗。即氣體通入順序：早出晚歸；酒精燈點(diǎn)燃順序：遲到早退。
e
在進(jìn)行計(jì)算時(shí)，因?yàn)橐韧錃猓瑢?shí)驗(yàn)結(jié)束后還要通氫氣，實(shí)際所用氫氣的量要遠(yuǎn)大于理論用量。
鐵的冶煉
鐵礦石的冶煉是一個(gè)復(fù)雜的過程,但它的主要反應(yīng)原理是在高溫下，用還原劑（主要是一氧化碳）
從鐵礦石里把鐵還原出來
【實(shí)驗(yàn)】
一氧化碳還原氧化鐵：3CO+Fe2O3
2Fe
+
3CO2
特別提醒：實(shí)驗(yàn)最好在通風(fēng)櫥中進(jìn)行。
實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)該先通—會(huì)一氧化碳，以排除試管中的空氣，防止一氧化碳與空氣混合加熱時(shí)引起爆炸。多余的一氧化碳不能直接排到空氣中，應(yīng)對(duì)著火焰燒掉。
還原反應(yīng)與還原劑
含氧化合物里的氧被奪取的反應(yīng)，叫做還原反應(yīng)；
能從氧化物中奪取氧的能力叫做還原性，具有還原性的物質(zhì)可作還原劑。如碳、一氧化碳和氫氣。
有關(guān)純度問題的汁算
根據(jù)混合物質(zhì)量及其純度，計(jì)算純凈物質(zhì)量：
純凈物質(zhì)量
=
混合物質(zhì)量
×
純度
根據(jù)純凈物的質(zhì)量，求出其中組成元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
組成元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
=
某組成元素的質(zhì)量
÷
純凈物的質(zhì)量
求工業(yè)產(chǎn)品中的含雜質(zhì)的物質(zhì)的質(zhì)量（即混合物質(zhì)量）
混合物質(zhì)量
=
純凈物質(zhì)量
÷
純度
二、各物質(zhì)間轉(zhuǎn)化
金屬
+
鹽
非金屬單質(zhì)與其化合物的轉(zhuǎn)化
非金屬在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的化合物,如：
S+O2
點(diǎn)燃
SO2；C+O2
點(diǎn)燃
CO2；C+2S△
CS2。
某些非金屬氧化物可以與水反應(yīng)生成對(duì)應(yīng)的酸,如：
CO2+H2O=
H2CO3；SO2+H2O=
H2SO3；SO3+H2O=
H2SO4。
金屬單質(zhì)與其化合物的轉(zhuǎn)化
金屬單質(zhì)和非金屬單質(zhì)在一定條件下可以相互反應(yīng),生成相應(yīng)的鹽或金屬氧化物。如：
Fe+S△
FeS；2Fe+3Cl2△
2FeCl3；3Fe+2O2
點(diǎn)燃
Fe3O4。
某些金屬氧化物與水反應(yīng)可以生成相應(yīng)的堿。如：
CaO+H2O=
Ca(OH)2；Na2O+H2O=
2NaOH；K2O+H2O=
2KOH。
單質(zhì)、氧化物、酸、堿、鹽相互之間轉(zhuǎn)化的規(guī)律
金屬→金屬氧化物→堿→鹽。如:Ca→CaO→Ca(OH)2→CaCO3。
非金屬→非金屬氧化物→酸→鹽。如:C→CO2→H2CO3→Na2CO3。
金屬+非金屬→無氧酸鹽。如:2Na+Cl2
點(diǎn)燃
2NaCl。
金屬氧化物+非金屬氧化物→含氧酸鹽。如:Na2O+CO2=
Na2CO3。
酸+堿→鹽+水。如:HCl+NaOH=
NaCl+H2O。
鹽+鹽→新鹽+新鹽。如:NaCl+AgNO3=
AgCl↓+NaNO3。
金屬氧化物+酸→鹽+水。如:Fe2O3+6HCl=
2FeCl3+3H2O。
非金屬氧化物+堿→鹽+水。如:SO2+2NaOH=
Na2SO3+H2O。
金屬+鹽→新金屬+新鹽。如:Fe+CuSO4=
Cu+FeSO4。
金屬+酸→鹽+氫氣。如
Fe+2HCl=
FeCl2+H2
堿+鹽
酸+鹽
鹽+2鹽
鹽+氫氣
鹽鹽+水

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