金属化学性质应用总结

金属化学性质应用总结（精选8篇）

篇1：金属化学性质应用总结

1.等质量金属（镁铝锌铁）与足量的硫酸反应产生氢气的质量大小与反应速度比较。

（1）、产生氢气的质量：大小与金属的相对原子质量成反比，与化合价成正比

（2）、反应速度与活动性顺序有关。越活泼，反应速度越快。总结：产生相同质量的氢气分为两种情况。

例题、将铁、镁、铝三种金属分别放入稀盐酸中，充分反应后，放出的气体质量相同，其原因可能是（）

A．放入铁、镁、铝的质量相同，跟足量的盐酸反应 B．放入铁、镁、铝的质量比是28:12:9，跟足量的盐酸反应 C．放入铁、镁、铝的质量比是56:24:27，跟足量的盐酸反应 D．放入铁、镁、铝均为过量，跟三种金属反应的盐酸的质量相同，质量分数也相同

2、用于判断置换反应后金属的组成和溶液中溶质的存在

例题、某金属加工厂生产过程中的废液含有少量硝酸银和硝酸铜，为回收利用资源和防止污染，该厂向废液中加入一定量的铁粉，反应停止后过滤，向滤出的固体中加入少量稀盐酸，无气体产生。则下列有关说法中，正确的是（）

A．滤出的固体中一定含有银和铜，一定不含铁 B．滤出的固体中一定含有银，可能含有铜和铁 C．滤液中一定有硝酸亚铁，可能有硝酸银和硝酸铜 D．滤液中一定有硝酸亚铁，一定没有硝酸银和硝酸铜

3、用于判断置换反应后盐溶液的质量变化

例题

1、把铁片分别放入下列物质的溶液中，过一段时间取出，溶液质量增加的是（）

A.Al2(SO4)3 B．CuSO4 C．H2SO4 D．AgNO3 例题

2、在托盘天平两盘的烧杯内，分别盛有质量和溶质质量分数都相等的足量的稀硫酸，调节天平至平衡。现向左边烧杯中加入6.5g铁钉，同时向右边烧杯中加入6.5g锌粒。在反应过程中，观察到天平指针偏转的情况是（）

A.始终向左偏转

B.始终向右偏转

C.起初向右偏转，最终向左偏转 D.起初向左偏转，最终向右偏转

4、用于判断置换反应前金属混合物(或合金）的组成

例题

1、某锌样品6.5g与足量稀硫酸完全反应后产生氢气0.195g。则其所含杂质可能是（）

A．Fe B．Mg C．Al D．Cu 例题

2、将26g某金属混合物投入到足量的稀硫酸中，共收集到2g氢气，该金属混合物的组成可能是（）

A．Mg和Zn B．Fe和Zn C．Zn和Cu

D．Cu和Fe

5、利用元素质量守恒巧算金属与酸反应生成氢气的质量

例题、锌粉、铝粉、铁粉、镁粉的混合物3.8g与一定质量溶质质量分数为25％的稀硫酸恰好完全反应，将反应后的混合物蒸发水份得固体（不含结晶水）11g，则反应中生成氢气的质量为（）A．0.15g B．0.20g C．0.30g D．0.45g

6、废液中金属的提取

有一种工业废水，其中含有大量的硫酸亚铁，少量的银离子以及污泥。某同学设计了一个既经济又合理的方法回收银和硫酸亚铁晶体。方案流程如下：

回答下列问题：

（1）步骤②中：需加入的物质是____________，分离所得混合物的方法是______________。

（2）步骤③中：需加入的物质是____________，发生反应的化学方程式是______________。

（3）某同学认为经过步骤②后所得固体就是纯净的银，不需要进行步骤③，你认为是否合理？______________，理由是______________。（4）步骤④的操作是______________，溶液2和溶液3为什么要混合？______________.总结：

1、掌握金属与酸、盐溶液反应的规律：

（1）H前的金属能与酸反应，且位置越靠前与酸反应就越剧烈。（2）在金属活动性顺序表中，排在前面的金属可以把排在后面的金属从它的盐溶液中置换出来(注意：K、Ca、Na除外)。

（3）金属与酸反应速率的快慢与金属的活动性有关，活动性强的金属与酸反应的速率快，单位时间内产生氢气的质量多。

（4）等质量的金属与酸反应时产生氢气多少与金属的相对原子质量与化合价的比值有关，比值越小，产生氢气的质量越多。可知：

①取等质量的四种金属与足量的稀盐酸反应时，产生H2由多到少的顺序是：Al>Mg>Fe>Zn(即相对原子质量越小，产生的H2越多)。

②Mg、Zn、A1、Fe四种金属分别与足量的稀盐酸反应时，产生等质量的H2，则消耗四种金属的质量由多到少的顺序是Zn>Fe>Mg>Al。

③Mg、Zn、A1、Fe四种金属与等质量、等质量分数的稀盐酸充分反应后，金属均有剩余时，产生的H2一定相等(因为等质量的稀盐酸反应后产生的H2相等)；同时可知，金属的相对原子质量越小，剩余的质量越多，即金属剩余量A1>Mg>Fe>Zn。

（5）铁与酸溶液及与盐溶液的置换反应，应结合金属活动性顺序及其意义，判断能否发生反应、书写有关化学方程式。有关规律是：铁无论是与酸溶液还是与盐溶液发生置换反应都生成亚铁盐（铁元素的化合价为＋2价），生成物溶液均为浅绿色（Fe2+）。2．掌握相关的解题技巧和方法：

(1)确定金属活动性顺序，解此类试题时其涉及的金属较少，一般用“不等式法”来确定，其涉及的金属较多时用“不等式法”来比较活动性就显得复杂，这时可用“数轴确定法”解题。(2)验证金属活动性实验方案的选择方法： ①三种金属活动性的实验设计：

A.将要验证的金属按活动性顺序排出；B.将中间的金属看作单质，两边的金属选用它们的盐溶液或者将中间的金属看作其盐溶液，两边的金属选择为单质，从而可得出验证金属活动性实验的方案。即“金、盐、金”或“盐、金、盐”两套方案。

②四种金属活动性的设计：如验证Mg、Zn、Cu、Ag的活动性

一般情况下四种金属可分成二类，一种氢前金属，一类氢后金属，所以通常先取四种金属的单质和一种稀酸(例如稀盐酸)，然后分别将四种金属放于稀盐酸中，根据是否有气泡产生，来确定Mg、Zn比Cu、Ag活泼，同时又可根据产生气泡速度的快慢来确定Mg比Zn活泼。最后氢后金属，可根据金属单质与盐溶液的反应来确定Cu比Ag活泼(例如将Cu丝放入AgNO3溶液中)。（3）有关天平的问题

①在已调平的天平上，加入等质量的烧杯后，再加入等质量的稀酸(稀HCl或稀H2SO4)，此时天平平衡。若左右两盘再加入等质量的金属则天平仍保持平衡，等反应结束后，天平存在两种情况，一种天平失去平衡，则左右两边产生的H2一定不等，才致使剩余物质质量不相等，此时考查的重点在金属，依据前面的规律可知，金属的相对原子质量越小，产生H2越多。

另一种情况是天平仍平衡，则左右两边产生的H2一定相等，才使得剩余物质质量相等，此时金属一定有剩余(或掺入了杂质)，但等量的酸完全反应掉，所以产生H2的质量相等，因为依据前面规律可知，等量的酸产生等量的H2。

②在调平的天平上加入等质量烧杯和等质量、等质量分数的稀酸，天平保持平衡，若天平左右两边加入质量不等的金属，则天平失去平衡，反应后天平若仍保持平衡，则需要反应过程中“加入金属的质量减去生成H2的质量等于溶液增加的质量”相等，才能出现此种情况。

小结：解有关天平题的基本思路是：进入烧杯的物质的质量与离开烧杯（主要以气体形式离开）的物质的质量之差就是烧杯内反应前后增加的质量。若左右烧杯中增加的质量相等，天平平衡；不等时，天平发生倾斜，向增加质量大的一边倾斜。

篇2：金属化学性质应用总结

【基础提高】

1、钠与水反应时的现象与钠的下列性质无关的是（）

A．钠的熔点低

B．钠的密度小 C．钠的硬度小

D．有强还原性

2、下列叙述中不正确的是（）

A．钠原子有强还原性，钠离子有弱氧化性

B．若电解熔融的氯化钠，则钠离子被还原成钠原子

C．由于钠很活泼，所以它能从溶液中置换出金属活动性顺序表中钠后面的金属 D．钠是电和热的良导体

3、下列关于钠的叙述中，不正确的是（）

A．钠的原子结构示意图为

B．钠原子有强还原性，钠离子有弱氧化性 C．钠与充足的氧气剧烈反应生成氧化钠 D．在实验室里，通常将钠保存在煤油里

4、下列说法不正确的是（）

A．钠离子半径比钠原子小

B．钠在自然界里不能以游离态存在

C．钠能把钛、锆等金属从它们的卤代物溶液里还原出来 D．1个钠离子和1个水分子含有相同数目的电子

5、钠在自然界存在的主要形式为（）

A．金属钠

B．NaOH

C．NaCl D．Na2CO3

6、关于钠离子的下列叙述中，正确的是（）

A．比较活泼，必须保存在煤油中

B．是钠原子的还原产物 C．比水重，一般存在于溶液的下部 D．无色

7、下列物质置于空气中只因发生非氧化还原反应而变质的是（）

A．钠

B．硫粉

C．烧碱 D．食盐

8、下列离子方程式的错误的是（）

A．Na投入CuSO4溶液：2Na+Cu2+2Na++Cu B．CaCO3与盐酸反应：CaCO3+2H+Ca2++H2O+CO2↑

－C．H2SO4稀溶液与Na反应：2Na+2H2O= 2Na++2OH+H2↑ D．FeCl3溶液中加入一小块Na：

－2H2O+2Na = 2Na++2OH+H2↑

－Fe3++3OH=Fe(OH)3↓

9、一块表面被氧化的钠，质量是10.8g，投入水中，完全反应得H2 0.2g，则被氧化的钠的质量是（）

A．4.6g

B．6.2g

C．7.8g

D．9.2g

10、取等质量的钠分别投入足量下列物质中，放出气体质量最大的是（）

A．将Na投入NH4Cl溶液中

B．将Na投入食盐水中 C．将Na投入水中

D．将Na投入CuSO4溶液中

11、把11.5克钠投入过量水m1g中得到a溶液，把12克镁投入过量盐酸m2g中得到b溶液，若m1=m2，则a，b的质量关系是（）

A．a>b

B．a

C．a=b

D．无法确定

12、金属钠分别在过量的O2和Cl2中燃烧，产生的现象相同点是（）

A．都产生白烟

B．都产生黄色火焰 C．都不发生发热

D．都生成白色固体

13、将一小块金属钠投入饱和石灰水中，不会出现的现象是（）

A．有无色气体产生

B．有金属被还原出来 C．溶液中出现白色沉淀

D．钠与石灰水可以发生反应

14、在100g HCl的质量分数为10%的盐酸和100g HCl的质量分数为1%的盐酸中，分别投入2.3g钠。钠全部反应后，所产生的气体（）

A．一样多

B．在HCl质量分数大的盐酸中产生的气体多 C．在HCl质量分数小的盐酸中产生的气体多 D．由反应的剧烈程度决定产生气体的多少

15、少量金属钠着火时，应选用下列哪种物质或器材灭火（）

A．水

B．煤油

C．泡沫灭火器

D．黄砂

16、碱金属单质与稀酸的反应与钠相似。某碱金属单质1.56g与足量稀硫酸反应，得到氢气0.04g。该碱金属的相对原子质量为（）

A．7

B．23

C．39

D．85.5

17、氢化钠(NaH)是一种白色的离子晶体，NaH与水反应时放出氢气，其反应方程式为：NaH+H2O=NaOH+H2↑下列叙述中，不正确的是（）

A．NaH的水溶液显碱性

B．NaH中氢离子的电子层排布与氦原子相同 C．NaH中氢离子可被氧化生成氢气 D．反应中水是还原剂

18、钠与下列物质反应产物是惟一的是（）

A．HCl

B．H2O

C．O

2D．Cl2

19、取一块钠在燃烧匙里燃烧，下列现象的叙述中，正确的是（）

①金属钠先熔化；②在空气中燃烧，黄火四射；③燃烧后得白色固体；④燃烧时火焰为黄色；⑤燃烧后生成浅黄色固体物质

A．①② B．①②③

C．①④⑤

D．④⑤ 20、将4.6克钠投入到95.4克水中，所得溶液的质量分数（）

A．等于4.6% B．等于8% C．大于8% D．小于8%

【提高拓展题】

1．某合金为铷（原子量为85.5）和另一种碱金属组成，取4.6g该合金样品与水完全反应后，共放出0.2g氢气，此合金中的另一种金属是

A Li

B Na

C K

D Cs 2．下列有关碱金属铷（Rb）的叙述中，正确的是

A 灼烧氯化铷时，火焰有特殊颜色 B 硝酸铷是离子化合物，易溶于水

C 在钠、钾、铷三种单质中，铷的熔点最高 D 氢氧化铷是弱碱 3．Cs是稳定的核电荷数最大的碱金属元素，下列关于铯及其化合物的叙述，不正确的是

A 铯与冷水反应，会发生剧烈爆炸 B 铯是有金色光泽的固体

C 铯的氧化物可直接与水反应生成CsOH D CsOH可以受热分解 4．焰色反应可检验

A 化合物的性质

B 元素的性质

C 单质的性质

D 离子的性质 5．2003年诺贝尔化学奖授予了美国科学家Peter Agre和Roderick Mackinnon以表彰他们在“水通道”和“离

＋＋子通道”的研究成就。Mackinnon教授的研究内容主要是Na、K体积很接近，但在生物体内呈现的差别

＋＋却高达1万倍，他革命性的让科学家观测Na、K在进入离子通道前、通道中以及穿过通道后的状态，可为病人在“离子通道”中寻找具体的病因，并研制相应药物。下列关于钠、钾的说法正确的是

A 单质钠的密度比钾的密度小

B 钠和钾在空气中燃烧的产物都是过氧化物 C 钠和钾都是短周期元素

D 钠和钾的合金[ω(K)＝50%－80%]在室温下呈液态

6．已知锂及其化合物的许多性质与碱金属差异较大，却与镁相似。下面有关锂及其化合物性质的叙述不正确的是

A 氢氧化锂难溶于水

B 碳酸锂的溶解度比碳酸氢锂小

C 碳酸锂受热很难分解

D 锂在过量氧气中燃烧的主要产物是氧化锂

7．一定质量的Na、K分别投入一定量的稀盐酸中，在相同条件下产生氢气的体积随时间变化的曲线如图中a、b所示，则下列说法中正确的是

A 投入的Na、K物质的量一定相等 B 曲线a对应的反应使用了催化剂

C 曲线a代表K的反应，曲线b代表Na D 两反应中盐酸必须是足量的

8．镁、锂在元素周期表中具有特殊“对角线”位置关系，它们的性质相似，例如：它们的单质在过量氧气中燃烧时均只生成正常的氧化物。以下对锂的性质的叙述中不正确的是

A Li2SO4能溶于水

B Li遇浓硫酸能产生“钝化”现象

C LiOH受热能分解

D Li2CO3受热分解，生成Li2O和CO2 9．碱金属溶于汞可形成良好的还原剂“汞齐”。取某种碱金属的汞齐4.6g投入足量水中，产生2.24L气体（标准状况），并得到密度为ρg/cm3的溶液，则该溶液中溶质的质量分数是

A(1.12/ρ)％

B(0.8/ρ)％

C(0.48/ρ)％

D(0.24/ρ)％ 10．某碱金属6.28g与足量水作用时产生标况下1.8L氢气，此金属是

A Li

B.Na

C K

D Rb 11．用右图的实验装置可以进行钠跟水的反应实验，并可收集、检验生成的气体。Na的密度为0.97g/mL，煤油的密度为0.87g/mL，请回答下列问题：

（1）液体物质添加完毕后，关闭活栓，打开右边胶塞，向煤油中加入一小块钠，立即塞好胶塞，反应开始前钠的位置在_____处（填a、b、c）；

（2）反应后，钠在煤油层和水层界面之间上下跳动，反应平缓连续进行。试说明产生上述现象的原因：

（3）写出Na跟水反应的离子方程式

（4）装置中的漏斗在反应过程中的主要作用是_______________；（5）本实验除能使反应平缓连续进行、收集并检验气体外，还有一个优点是

。这是因为____________________________________________。

12．制氧化钾往往不直接用金属钾与氧气反应，而是用钾还原KNO3制得，该反应的化学方程式是

。为什么要采用这种方法?

13．切割钾的方法跟切割金属钠一样，但要特别小心，新切开的表面不能跟未切割的钾的表面接触，否则会发生剧烈的反应而引起爆炸，试叙其原因。

14．某金属A在空气中燃烧时火焰为橙红色，反应产物为B和C的固体混合物。该混合物与水反应生成D并放出气体E。E可使红色石蕊试纸变蓝，D的水溶液使酚酞变红。试确定各字母所代表的物质，并写出有关的化学方程式。

15．某金属A与水激烈反应，生成的产物B呈碱性。B与某种溶液反应得到C，C在无色火焰中燃烧呈黄色焰色。在C中加入AgNO3溶液有白色沉淀D生成，D可溶于氨水溶液。一黄色粉末E与A反应生成F，F溶于水得到B。E溶于水则得B和G的混合溶液，G的酸性溶液使高锰酸钾溶液褪色，并放出气体H。试确定各字母所代表的物质，并写出有关的化学方程式。1参考答案：

1、C

2、C

3、C

4、C

5、C

6、B

7、C

8、A

9、A

10、A

11、C

12、C

13、B

14、A

15、D

16、C

17、D

18、D

19、C 20、C

2参考答案：

1A2A、B3D4B5B、D6C7A、C8B9C10C

11、（1）a

（2）当Na跟水反应剧烈时，H2气流将a托入煤油层，反应停止。随着H2气流减少，Na沉到煤油层和水层的界面，反应又进行。

＋－（3）2Na＋2H2O＝2Na＋2OH＋H2↑

（4）防止水溢出

（5）安全。此反应在隔绝空气下进行 12、2KNO3＋10K＝6K2O＋N

2①如用钾直接与氧反应，往往难以控制，产物不纯；②用此法可使生成的氧化钾处于N2的保护之中

13、未切割的金属钾的表面往往有比较多的K2O2，它是一种强氧化剂，而新切开的表面是新鲜的金属钾，它是一种强还原剂，当这两者接触时，发生剧烈的氧化－还原反应，同时放出大量的热而发生爆炸。

14、A：Li B：Li2O C：Li3N D：LiOH E：NH3

15、A：Na B：NaOH C：NaCl D：AgCl E：Na2O2

F：Na2O G：H2O2

篇3：金属化学性质应用总结

化学热处理是将工件置于特定的活性介质中加热、保温, 使介质中一种或几种活性原子渗入工件的表层, 改变其表面的化学成分和组织, 以达到改变表面性能, 满足技术要求的热处理工艺。化学热处理既改变工件表面的化学成分, 又改变其组织, 获得单一材料难以获得的性能或进一步提高工件的使用性能。通过一定的化学热处理工艺可以提高渗层强度及耐磨性能, 提高抗氧化、耐高温性能, 提高抗啮合、抗擦伤性能, 提高抗腐性能等。但是, 由于化学热处理渗剂有气体、液体和固体, 大部分温度较高, 热处理生产形成的废气、废水、废盐、剧毒物、粉尘、噪声、电磁波都会对环境造成污染[1,2]。先进的化学热处理技术是对环境没有污染的技术, 是在生产中做到少无污染、少无质量分散和畸变、少无浪费、少无氧化脱碳、少无废品、少无人工的技术。因此, 加强钢铁材料的先进化学热处理技术推广及应用对于热处理生产的节能降耗, 保护环境具有积极的意义[3]。

1 加速化学热处理过程的催渗方法

加速化学热处理过程的催渗方法就是要提高化学热处理速度, 降低化学热处理温度, 较少化学热处理时间, 节约化学热处理成本, 提高化学热处理效率, 提高提高化学热处理效益[4]。一是物理催渗法, 利用改变温度、气压, 或利用特定的物理场 (等离子场、真空、高频、电磁场等) , 加速渗剂的分解, 活化工件表面, 提高吸附和吸收能力, 加速渗入元素的扩散等。常用高温化学热处理, 高压或负压化学热处理, 高频化学热处理, 采用弹性振荡加速。二是化学催渗法, 主要有卤化物催渗法、提高渗剂活性的催渗方法。在渗剂中加入一种或几种化学试剂或物质, 促进渗剂的分解, 去除表面钝化膜, 改善工件表面活化状态, 提高渗剂活性和增加活性原子的浓度, 从而提高渗入能力, 改善渗层质量。

2 钢铁材料先进化学热处理技术及应用

2.1 钢铁材料低温快速渗碳或碳氮共渗技术

低温快速渗碳或碳氮共渗技术是适用于低温快速渗碳或碳氮共渗的节能新技术。该技术只需利用催渗剂进行适当的工艺调整即可。低温快速渗碳或碳氮共渗技术的核心是通过在渗碳气氛中添加微量的催渗剂, 使丙烷、丙酮、煤油等渗碳介质在气氛中产生部分活性高的正四价的碳离子, 在奥氏体中扩散阻力小、扩散速度快。可减少变形, 减少产品晶粒粗化倾向, 使本质粗晶粒钢渗碳直接淬火后的马氏体级别得到一定控制, 显著节约能量, 合理利用价格便宜的本质粗晶粒钢, 提高零件的强度和韧性, 进一步延长设备及其耐热元件寿命。在同样工艺温度下, 低温快速渗碳或碳氮共渗技术可显著减少工件在高温阶段的保持时间, 防止氧化和脱碳, 节约电费, 提高生产效率, 减少变形。低温快速渗碳或碳氮共渗技术还可以提高渗碳或碳氮共渗气氛中碳的活性, 减少炭黑, 延长氧探头寿命。

2.2 钢铁材料表面金属碳化物扩散覆层技术

金属碳化物扩散覆层技术是在一定的处理温度下将工件置于硼砂熔盐及其特种介质中, 通过特种熔盐中的金属原子和工件中的碳、氮原子产生化学反应, 在工件表面扩散而形成一层几微米至二十余微米的钛、铌、铬、钒等金属碳化物层[5]。目前在解决冷作模具磨损失效的应用其技术、品质、成本等综合优势明显。金属碳化物扩散覆层适合于磨损失效、在常温下工作的工件。由于模具表面硬度大大提高, 全面解决磨损、拉毛等现象, 同等工况下, 使用寿命平均提高十倍以上。由于扩散覆层与基体冶金结合, 表现出最优异的抗剥离性, 可反复处理, 论工件形状如何, 都能形成均匀的被覆层, 处理过程中模具变形较小;被扩散覆层后的表面粗糙度与处理前大致相同, 若母材表面加工光滑, 扩散覆层处理后可直接使用。

金属碳化物扩散覆层技术是在工件表面形成TiC、NbC、VC等, 使工件表面硬度可达HV 2200 HV~3600HV, 光洁度可达Ra0.2, 模具工件使用寿命大大提高, 降低了模具的制作和维修费用, 产品废品率和次品率大幅降低, 生产过程中不用经常拆装、维修模具, 劳动效率大幅提高。由于在部分冲压加工工艺中可完全省去原用的磷化、皂化工序, 生产过程更环保、更安全, 生产现场更易于管理[6]。金属碳化物扩散覆层可直接的应用以磨损失效的冷作模具、标件, 冲压、挤压、冷镦工艺中的成形、整形。

2.3 物理气相沉积和化学气相沉积技术

物理气相沉积是指在真空条件下, 用物理的方法, 使材料汽化成原子、分子或电离成离子, 并通过气相过程, 在材料表面沉积一层薄膜的技术。物理气相沉积具有适用的基体材料和膜层材料广泛, 工艺简单、省材料、无污染;获得的膜层与基体附着力强、膜层厚度均匀、致密、针孔少等优点。物理气相沉积广泛用于机械、航空航天、电子、光学和轻工业等领域制备耐磨、耐蚀、耐热、导电、绝缘、光学、磁性、压电、滑润、超导等薄膜。化学气相沉积是指在一定温度下, 混合气体与基体表面相互作用而在基体表面形成金属或化合物薄膜的方法。生产中将气态的TiCl4与N2和H2在受热钢的表面反应生成TiN, 并沉积在钢的表面形成耐磨抗蚀的沉积层。由于化学气相沉积膜层具有良好的耐磨性、耐蚀性、耐热性及电学、光学等特殊性能, 已被广泛用于机械制造、航空航天、交通运输、煤化工等工业领域。

3 结束语

先进的热处理技术应该是对环境没有污染的技术, 是尽量减小热处理质量分散和热处理畸变的技术, 是节能的热处理工艺技术, 从零件的设计、材料的选择、材料质量的保证、加工过程和工艺路线的确定, 是严格的管理、先进的工艺、可靠的设备、精确的传感器及精密控制的成套系统工程的技术, 是实现无废品生产的充分保证的技术, 是科技含量高、经济效益好、能源消耗低、环境污染少的可持续发展技术。

摘要：先进的化学热处理技术是科技含量高、经济效益好、能源消耗低、环境污染少的可持续发展技术。文章论述了低温快速渗碳或碳氮共渗技术、表面金属碳化物扩散覆层技术、物理气相沉积和化学气相沉积技术在金属材料表面处理中的应用。

关键词：钢铁材料,先进化学热处理,应用

参考文献

[1]于杨, 解念锁.先进表面工程技术及应用研究[J].科技创新导报, 2009 (31) :78.

[2]王瑾.面向环境的产品设计制造及应用研究[J].机械管理开发, 2011, 26 (1) :59-60.

[3]解念锁.环境材料在促进循环经济发展中的作用[J].商场现代化, 2006 (15) :177-178.

[4]廖波, 肖福仁.热处理节能与环保技术进展[J].金属热处理, 2009, 34 (1) :1-5.

[5]武立志, 解念锁.Ti6Al4V钛合金微弧氧化工艺研究[J].陕西理工学院学报:自然科学版, 2011, 27 (2) :1-4.

篇4：金属化学性质应用总结

【关键词】  支架式教学 教学策略

【中图分类号】  G633.8                    【文献标识码】  A                        【文章编号】  1992-7711（2015）07-084-01

一、支架的分类

根据支架是否具有互动功能，可分为互动式和非互动式。

（一）互动式包括

1.教师示范：在学生自己尝试写出硫酸与锌的反应方程式之前，教师示范写出盐酸与铁的反应方程式。

2.出声思维：教师大声说出每个小组完成一个实验方向的思维过程，学生读取教师的思维方法。

3.提出问题：当学生做实验时，根据现象得出与书本不同的实验结论——铁比铝活泼，教师通过提问“这是纯铝吗？它表面是否被氧化了？”提供援助，帮助学生集中精神并提供新的思路。

二、支架式教学的环节及实施

支架式教学的五大基本组成环节是：进入情境——引导探索——独立探索——协作学习——效果评价。

本文以人教版初中化学教材第八单元“金属和金属材料”的课题2“金属的化学性质”为例，将支架式教学模式应用到“金属活动性探究”课堂教学中。

（一）进入情境

兴趣是第一老师，好的开始是成功的一半。情境创设教学能充分体现出学生学习主体性的，需要教师正确的引导和协助，这是关键。所以设置时要注意，应结合化学学科的特点，围绕主题，遵循“最近发现区”理论，使新知识和原有知识形成强烈冲突，引起“同化”或“顺应”。

情境1展示实物法

展示左手的金戒指，右手的生锈铁钉，引导学生思考这种现象的成因。

情境2名人轶事法

为什么拿破仑在宴会上用的是色彩黯淡的铝碗，而大臣们用的是高贵而亮丽的银碗？

情境3化学史法

讲述我国古代湿法炼铜的历史。

情境4猜谜语法

请学生猜谜：“捡个大美女，身体细纤轻，总共一百斤”。对应的是哪些元素。

（二）引导探索

教师根据之前创设的情境，帮助学生确立目标，用以引发情境的各种可能性，提供进一步学习所需要的支架，让学生进行探索尝试。教师要逐渐地增加问题的探索性的成分，逐步让位于学生自己的探索。

激发兴趣，进入情境后，教师带领学生回忆先前的学习——铁在氧气中燃烧，同时提出“真金不怕火炼”，为学生搭建支架，可以从金属与氧气反应进行探究，比较金属活动性。进而指出，还可从另外两类反应——金属与酸和金属与盐溶液，进行探究，丰满支架。

（三）独立探索

本环节要求教师放手让学生自己决定探索的方向、方法和问题，重点是培养学生独立学习的能力。但是强调学生主体地位，不代表完全放任学生，教师这时要体现主导地位，一定要特别注意学生探索过程，在学生遇到困难或瓶颈时，提供提示、建议帮助探索的继续进行。

（四）协助学习

本环节是在教师指导下，以学习小组活动为主体，通过组内同伴间共同利用学习资源，合作学习教学内容，达到既定的教学目标，以团队成绩为评价标准。协助学习能有效调动学生的积极性，活跃课堂气氛，在合作竞争中培养交流能力，建立相互信任。

经过学生分组实验探究，得到实验所涉及的金属活动性顺序。教师进一步搭建支架——如何设计一种通用的实验方案来判断金属活动性顺序。学生在教师指导下协作，归纳总结“两头取金属，中间取溶液;两头取溶液，中间取金属。”也就是当只设计方案判断三种金属活动性顺序时，可以取最强和最弱的两种金属与居中金属的盐溶液反应，或取最强和最弱金属的盐溶液与居中的金属反应。如设计方案判断Fe、Cu、Ag的金属活动性，方案一是选取Fe、CuSO4溶液、Ag，方案二是选取FeSO4溶液、Cu、AgNO3溶液。

再搭建支架——比较初中必须掌握的四大基本反应类型（化合、分解、置换、复分解）的特征。要求小组内用式子表示，如置换反应表示为A+BC=B+AC等。

（五）效果评价

对于一节完整的课，评价必不可少。可以帮助学生巩固所学的知识，改正错误的前概念，改进学习方法，保持学生热爱学习的续航能力。但是需要注意的是，效果评价不仅仅是授课完毕后让学生完成小测这种简单的终结性评价，对于探究性的课题，过程性评价更显重要。

在独立探索和协作学习这两个环节，教师可以让小组长互相交换，记录及点评探究活动，如实验基本操作是否规范，方案设计是否合理等。

五个环节贯穿于支架式教学的全过程，而“支架”是支架式教学的核心，如何选择，何时搭建、应用，决定课堂的成功与高效。

三、支架式教学模式的反思

首先，支架式教学源于“最近发现区”理论，学生人数多，且学生的不同知识基础，不同的成长背景等因素，让教师很难统一为学生搭建合适的支架。这需要教师熟悉全班学生，但是初中化学作为九年级的课程，这种要求对教师无疑是很高的。

其次，互动是支架式教学的特点和重点，初三毕业班面临中考，这就导致教师不敢在课堂上过多地开展探索和协作，或者开展了但保证不了时间，教师没有足够时间和精力引导和给予提示。如果小组内没有明确分工，长期以往，就导致组内学生差距越来越大。

篇5：金属钠的性质与应用

教学设计

一、学习目标

1．知道钠的物理性质和用途。2．掌握钠的化学性质。

3．建立钠原子结构决定金属钠的性质的思想。4．在实验过程中，体验化学的魅力和科学研究的方法。

二、教学重点及难点

钠的物理性质和化学性质。

三、设计思路

整合由氯化钠制取氯气、溴和碘的制取线索，引出本节课的研究主题――钠，学生通过“观察与思考”中的实验现象，逐一分析并总结出有关钠的物理性质和化学性质，在介绍钠的用途的基础上，简单介绍钠的氧化物的主要化学性质。

四、教学过程

[情景导入]由溴、碘和氯气的制取，推出它们和氯化钠之间的关系，再由电解熔融氯化钠引出本节课要探究的金属钠。

[板书] 2NaCl

2Na＋Cl2↑

钠原子和钠离子的原子结构示意图。

[思考与讨论]对比钠原子和氯原子的结构，推测金属钠可能的性质。[观察与思考1]取一小块金属钠，用滤纸吸干表面的煤油，用小刀切去一端的表层，观察表面的颜色；将其放置放置在空气中，观察表面颜色的变化。学生通过观察实验现象，分析产生该现象的原因，归纳、总结金属钠的物理性质和化学性质。

[板书]

一、钠的物理性质

银白色金属，质软，密度比煤油大、0.97g/cm3。

二、钠的化学性质 1．可与氧气发生反应 4Na＋O2＝2Na2O

白色

[观察与思考2] 将一小块金属钠放在石棉网上加热，观察现象。[板书]

2Na＋O2

Na2O2

过氧化钠，淡黄色

[叙述]同样是钠与氧气反应，但是反应条件不同时，现象不同，产物也不同，所以我们要具体问题具体分析。

[观察与思考3] 向一只盛有水的小烧杯中滴加几滴酚酞，然后向其中投入一小块（约绿豆粒般大小）金属钠，用表面皿盖在烧杯上，观察实验现象。

[板书]

一、钠的物理性质 熔点低，97.8℃。

二、钠的化学性质 2．可与水发生反应 2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑

[思考与讨论]通过对实验的讨论，能解决下列问题： 1．金属钠为何保存在煤油中？

2．为何有些保存在煤油中的钠表面不是银白色的？

3．解释产生钠与水反应时现象的具体原因。

4．钠与氧气反应的产物取决于什么？

5．在所学知识中搜索有关反应的例子，要求因为反应条件不同而导致产物不同。（学生可能举例炭和氧气的反应等）

[过渡]钠作为一种非常活泼的金属，我们在生活中直接使用的机会不大，那这种金属有哪些用途呢？

[板书]

三、钠的用途

1．做还原剂：用以将钛、锆、铌、钽等在国防工业上有重要用途的金属从其熔融的卤化物中还原出来。

TiCl4＋4Na

Ti＋4NaCl 四氯化钛

钛 2．做电光源：高压钠灯。

3．制造合金：钠钾合金用做核反应堆的冷却剂和热交换剂。4．做化工原料。

[过渡]接下来我们了解一下钠的一种氧化物――氧化钠的主要化学性质。[板书]

四、氧化钠(ppt 5)1．与水反应生成氢氧化钠，因此氧化钠是碱性氧化物 Na2O＋H2O＝2NaOH 2．与酸反应

篇6：金属钠的性质与应用(教案)

教学目标：

知识与技能：掌握金属钠的物理性质和化学性质，并学会应用。学会研究物质的一般方法及用实验探究物质性质的过程，培养观察、思考、分析、总结归纳的能力。

过程与方法：通过实验探究钠的性质，从现象分析、总结钠的性质。通过本节课的课堂教学，学会研究物质性质的方法和过程。

情感态度价值观：在分组实验中加强学生之间的交流合作，体验科学探究的乐趣，激发学习兴趣，培养化学素养。

教学重点：金属钠的化学性质

教学难点：金属钠与水的反应现象及分析

教具准备：分组实验，分为10组，4人一组（药品：钠、蒸馏水、酚酞溶液、硫酸铜溶液；仪器：酒精灯、试管夹、硬质玻璃管、镊子、滤纸、小刀等）教学方法：材料分析，实验探究，分组讨论，总结归纳，练习实践 教学过程：

［引入］一则新闻《炸起千层浪，神秘“水雷”惊现珠江》广州日报（2002-7-9）7月7日，在珠江石溪附近，漂着七个金属桶。突然，从漂在水面上的一个金属桶内冒起一股白烟，窜起亮黄色火苗，紧接着一声巨响，金属桶发生了爆炸，蘑菇状的水柱冲天而起，竟有近十米高！还有许多未燃尽的物体一遇到水就不停地冒泡，有时甚至还突然着火。

据悉，其中另有一铁桶被过往船只发现，并将其打捞上船，打算清洗后使用，但当船员一接触桶内物质，双手立即感到剧烈地疼痛，于是他们又将其推入江里，一遇水，这个桶就又爆炸了，故将其称为“水雷”。

师：神秘“水雷”是什么？又为何发生爆炸？学习本节课后请同学们帮忙分析。其实“水雷”就是金属——钠，这节课就让我们通过实验一起来探究钠的性质。在做实验之前，我想先给大家提个醒，请看投影，看完以后再动手实验。实验注意事项：

1、实验要按操作要点进行，所取钠的大小：绿豆粒般大小

2、要用镊子取用钠，每次取出的钠要用滤纸吸干表面的煤油。

3、多余的金属钠要放回试剂瓶中

4、在做钠的燃烧实验时，将钠放在硬质玻璃管的中间（硬质玻璃管不要倾斜,以免钠掉落）*友情提醒：实验是科学而又严谨的，实验过程请严格按照实验操作步骤，注意操作规范，遵守纪律，并及时记录实验现象。生：开始分组实验，探究金属钠的性质 ［探究1］取出一块钠，用滤纸吸干表面的煤油，再用小刀切成一小块钠，观察钠表面的颜色；将其放置在空气中，过会再观察表明的颜色。

[探究2]将一小块金属钠（吸干煤油）放在硬质玻璃管中间，加热。观察现象。

[探究3]向一只盛有水的小烧杯中滴加几滴酚酞溶液，然后投入一小块（约绿豆粒般大小，吸干表面煤油）金属钠，观察实验现象。师：等学生将3个实验都做完，开始提问。

第一个实验中你看到了什么现象？（让学生相互交流，组与组之间进行交流补充）生：钠有银白色的金属光泽，在空气中很快变白

师：钠表面为什么会变白呢？（如果学生想不出，则引导：钠放在空气中，有可能会跟空气中的哪些物质反应呢？）生：钠与空气中的氧气反应了 师：你能写出此反应的方程式吗？ 生：写出方程式 4Na + O2 ==== 2Na2O 师：针对第2个实验提问。在第二个实验中，你看到了什么现象？

生：先熔成小球,后剧烈燃烧，产生黄色火焰，生成淡黄色的物质。（各组交流，补充）师：产生这些现象的原因是什么？ 生：钠与氧气反应了。

师：你能写出反应的化学方程式吗？ 生：只写出了反应物，写不出产物

师：虽然这也是钠与氧气反应，但是反应条件不同，所有产物也不同了，这时产生的是淡黄点燃 色的固体过氧化钠。随后将方程式补充完整，2Na + O2 ==== Na2O2并标出过氧化钠中氧元素的化合价为-1价。

师：针对第3个实验提问。在第三个实验中，你看到了什么现象？

生：实验现象是金属钠浮在水面，熔成闪亮的小球，向各个方向迅速游动，同时发生嘶嘶的响声，溶液变为红色。（尽量让学生来回答，小组间进行交流补充）

师：这些现象产生的原因是什么呢？（针对现象逐个分析，引导学生思考，游和响的解释有难度，这时可用一气球，刺一个洞，观察气球的运动状态和仔细听声音。熔的解释如果学生答不出，则可以这样引导：固体熔化需要什么条件？需要热量，还需要达到熔点。钠熔化了，热量从哪来？反应放热。同时还体现了钠的什么性质？熔点低）

生：说明钠的密度小，反应放热且钠的熔点低，反应有气体生成，生成的产物呈碱性。（学生可以讨论，自己总结，也可以提出疑问）

（这时有学生可能会问，产生的气体是什么气体，这时教师可以做演示实验，检验产生的气 体是氢气）

师：请大家根据实验现象及我们对本实验的分析，写出钠与水反应的化学方程式 2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑

师：请大家根据刚才所做的实验以及分析，总结归纳金属钠的性质。（投影物理性质、化学性质框架，让学生自己总结）

师：这三个反应都是氧化还原反应吗？如果是，请指出氧化剂、还原剂，并标出电子的转移方向和数目。（可以直接实物投影学生的讲义，也可以叫学生上黑板写）生：独立完成。

师：简单评价。引导学生总结钠的性质 生：总结：钠的性质很活泼，具有强还原性。

师：为什么钠具有这样的性质呢？请从钠原子的结构来分析

生：写出钠原子结构示意图。分析：钠最外层只有一个电子，很容易失去，在反应中化合价升高，体现还原性。

师：总结：结构决定性质，性质反映结构。（同时，性质也决定用途。若时间来不及则不讲）师：介绍钠的应用：在熔融状态下钠可从钛、锆、铌、钽等金属的氯化物中置换出金属单质。

如：TiCl4+4Na=4NaCl+Ti（强调是熔融的）钠还有哪些别的用途呢？投影。师：接下来我们来思考以下几个问题（投影）

1、钠为什么保存在煤油中？

生：钠很容易与水及空气中的氧气反应；钠的密度比煤油大，会沉在煤油的下面，将钠与氧气和水隔绝。

师：同学们分析的很好，接下来我们回到一开始的那则新闻上，来分析一下“水雷”引起爆炸可能的原因。（投影新闻）

生：钠可能与水发生反应，产生爆炸。师：那你们的实验怎么没有引起爆炸呢？ 生：我们的实验用量少。

生：我觉得发生爆炸的原因应该是钠与水反应生成大量的氢气，氢气在反应中燃烧从而发生爆炸。

师：（如果时间充裕则继续讨论）材料中“双手立即感到剧烈地疼痛”为什么？ 因为钠与水反应产生的氢氧化钠具有腐蚀性

师：如何处理未爆炸的铁桶？消防队员将铁桶打捞上来，找来一个较大的白色塑料桶，将打捞上来的铁桶放在里面，再用煤油浸泡。）师：同学们分析的很好，接下来我们做一个练习【课堂练习】

1、金属钠是一种______色质_____的固体，密度比水____比煤油____。在空气中易跟______和______反应，故通常把钠保存在_____里。

2、取一小块金属钠，擦干煤油后，投入到盛有CuSO4溶液的烧杯里，不可能观察到的现象是（此题若来不及，则留给学生课后讨论）A、钠熔化成小球在液面上游动 B、有气体放出 C、溶液变浑浊

D、溶液底部有红色的铜析出 板书设计：

金属钠的性质

一、钠的物理性质.二、钠的化学性质.1．与O2反应 常温：4Na + O2 ==== 2Na2O(白色固体)点燃：2Na + O2 ==== Na2O2 2．与水反应 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑

(过氧化钠 淡黄色)

篇7：金属有机化学的产生、发展及应用

——一门交叉学科的兴起

摘要：按时间顺序分阶段介绍了金属有机化学这门交叉学科的产生、发展及发展规律、在实践中的应用，以及从中体会到的学科的研究方法，并通过其前沿问题对其未来发展做作了展望。

关键词：金属有机化学 学科发展历史 发展规律 未来展望 研究方法

著名的物理学家普朗克曾说过：“科学是内在的整体。它被分解为单独的部门不是取决于物质的本质，而是取决于人类认识的局限性。”作为“中心的，实用的和创造性的科学”的化学，其发展过程中由于客观条件所限制而形成的认识上的局限性同样理所当然地导致了其内部学科的分化。但是人类认识的进步是必然的历史趋势，同时，科学技术的高度分化和高度综合的整体化趋势也促成了当初分化了的学科之间的交叉和渗透。金属有机化学作为化学中无机化学和有机化学两大学科的交叉从产生到发展直到今天逐渐地现代化，它始终处于化学学科和化工学科的最前线，生机勃勃，硕果累累。

化学主要是研究物质地组成、结构和性质；研究物质在各种不同聚集态下，在分子与原子水平上的变化和反应规律、结构和各种性质之间的相互关系；以及变化和反应过程中的结构变化，能量关系和对各种性质的影响的科学。金属有机化学所研究的对象一般是指其结构中存在金属－碳键的化合物。在目前为止人类发现的110多种化学元素中，金属元素占绝大部分，而碳元素所衍生出的有机物不仅数量庞大，而且增长速度也很快，将这两类以前人们认为互不相干的物质组合起来形成的金属有机化合物不仅仅是两者简单的加和关系，而应是乘积倍数关系。其中的许多金属有机化合物已经为人类进步和国民生产做出了特殊的贡献，更重要的是，金属有机化学是一门年轻的科学，是一座刚刚开始发掘的宝藏，发展及应用潜力不可估量。下面就按时间顺序来说明金属有机化学产生和发展及其规律以及在实践中的应用，并探讨学科的研究方法。

一.金属有机化学的产生与基本成形阶段（1823～1950年）1827年，丹麦药剂师蔡司（W.C.Zeise）在加热PtCl2/KCl的乙醇溶液时无意中得到了一种黄色的沉淀，由于当时的条件所限，他未能表征出这种黄色沉淀物质的结构。现已证明，这个化合物为金属有机化合物。蔡司可能不会想到，他无意中得到的这第一个技术有机化合物标志着的无机化学与有机化学的交叉学科金属有机化学的开端竟然比德国化学家维勒（F.Wohler）由无机化合物合成有机物尿素而首次在无机化学与有机化学这个当初人们认为不可逾越的鸿沟之间架起桥梁还要早一年。

第一个系统研究金属有机化学的首推英国化学家福朗克兰（E.Frankland）。起初，他把他制得的一些化合物错误地认为是他所想要“捕捉”的自由基，但实际上得到的是金属有机化合物。难能可贵的是，当他后来发现他得非所愿时，不但没有气馁，反而更深入地研究了这种“新奇”的化合物，总结出了金属有机化学的定义。

1899年，法国化学家格利雅（V.Grignard）在他的老师巴比尔（P.Barbier）的引导下，在前人研究的基础上发现了镁有机化合物RMgX并将它用于有机合成。这是本阶段金属有机化学发展的最重要的一页。他所发现的新试剂开创的新的有机合成方法在如今仍被广泛应用。由于他的卓越贡献，1912年，他获得了诺贝尔化学奖，这也是第一个获得诺贝尔奖的金属有机化学家。当时格利雅得知自己获奖后，曾写信强烈要求评审委员会让他与他老师巴比尔一起分享此奖，遗憾的是他的提议遭到了拒绝。

1922年美国的米基里（T.Midgeley）发现了四乙基铅及其优良的汽油抗震性。于是1923年便在工业上大规模生产用来作汽油抗震剂，这是第一个工业化生产的金属有机化合物，但后来铅严重影响儿童智力发育的发现给这种“优良”的抗震剂判了死刑，现在基本上已经被淘汰。

工业上第一次用金属有机化合物作为催化剂的配位催化过程是1938年的德国Ruhrchemie化学公司的罗伦（Ｏ.Rolen）发现的氢甲基化反应，以此开创了金属有机化学中的著名的羰基合成及配位催化学科。

综观这一时期金属有机化学的发展，有以下特点：

1.以经验积累为主，同时由于社会需要的推动，金属有机化学开始初步地应用于工业生产中，转化为现实生产力。无论是蔡司的偶然，还是福朗克兰的无意，但最终是他们奠定了金属有机化学发展的基石，都处于金属有机化学发展的感性认识阶段。可以说，偶然性中有必然性，而金属有机化学发展的必然性通过一件件的偶然发展表现出来。同时社会需要的强大推动力使得偶然发现的具有某些实用价值的金属有机化合物迅速地工业化并广泛应用，这种在不成熟的理论条件下的工业化无疑为“技术悖论”发挥其作用提供了滋生的温床。

2.以开创性工作居多，以提供后续发展的理论起点见长。学科交叉的最初一步这层窗户纸通常是偶然中被捅破的。虽然迈出的这第一步在理论上看来极不完善，在实践上也没有指导意义，但它是具有开创性，就象在人类进化过程中第一只直立行走的类人猿迈出的第一步。同时，在当时的客观条件下，那些科学家很难就他们的发现进行更进一步的分子水平上的结构检测，从而不能将其上升到由宏观到微观，再由微观反过来影响宏观的方法高度，但其所积累下来的宝贵经验成为下一阶段研究的理论的起点。

3.在研究方法上，虽然这一时期整个化学的研究环境比较艰苦，再加上金属有机化合物对空气对水比较敏感，常常化学家花了九牛二虎之力眼看就要得到产物了，但一不小心见一下空气，整个实验都白费！曾经有一个金属有机化学家说几乎每一个当时的从事金属有机的人都有过几次这样“只有哭鼻子”的经历。但就在这样艰苦的实验条件下，当时金属有机化学的奠基者们没有气馁，并善于观察，从偶然中找到必然。油浴分析条件差，对物质判断的失误是常事，但人们能从错误中总结，善于从失误中找到教训，错误或失误有其必然的价值，往往能得到种瓜得豆的效果。

二.金属有机化学的飞速发展阶段（1951－20世纪90年代初）1951年鲍森（P.L.Pauson）和米勒(S.A.Miller)的并非预期的实验结果，偶然地发现了二茂铁，由此引发的对金属有机化学原有理论上挑战揭开了金属有机化学发展的新序幕。这个发现是有里程碑式意义的。有了挑战就意味着有了进步的可能，即“穷则变，变则通。”凭着威尔金森（G.Wilkinson）和伍德沃德(R.B.Woodward)的智慧以及费舍尔（F.O.Fisher）辛勤工作，借助当时X射线衍射，核磁共掁，红外光谱等物理发展而提供的先进的检测技术手段，二茂铁的结构得以确认为三明治夹心结构。这个具有美妙而富有创意构型的分子不光使波澜不惊发展着的金属有机化学变得激流澎湃，同时也给理论化学中的分子轨道理论的发展提供了研究平台。

同时金属有机在工业生产的应用好像也不甘示弱，1953－1955年德国化学家齐格勒（K.Ziegler）和意大利化学家纳塔(G.Natt)发现了著名的乙烯、丙烯和其它烯烃聚合的Ziegler－Natt催化剂。这又是善于从偶然的事件中看到隐藏在后面的规律并成功应用于工业生产的成功事例。它能使得乙烯在较低压力下得到高密度的聚乙烯。高密度的聚乙烯在硬度、强度、抗环境压力开裂性等性能上都比原有的在高压下聚合得到的低密度聚乙烯好，较适合生产结构工业制品和生活用品，加上低压法生产相对高压法生产聚乙烯容易得多，因此聚乙烯工业得到了突飞猛进的发展，聚乙烯很快成为产量最大得塑料品种。随后在此基础上发展起来的定向聚合技术，不仅使高分子材料的生产上了一个台阶，而且也为配位催化作用开辟了广阔的研究领域，为现代合成材料工业奠定了基础。同时，这一发现还是高分子科学发展的一个重要里程碑，因为它标志着人类第一次可以在实验室内从乙烯、二乙烯及其其他单体合成过去只有生物体内才能合成的高分子。

1958年，德国Wacker Chemie化学公司的施密特(J.Smidt)实现了在钯催化下乙烯氧化合成乙酸的著名的瓦克工艺。施密特的特殊贡献不在于发现了什么新的化学反应，而是将以前发现的大家熟知的两个化学反应有机地巧妙“组合”在了一起，产生了“1+1>2”效应。同时他用钯代替汞作催化剂而消除了其对环境的污染危害。另外，瓦克工艺地发展使价廉的乙烯取代了价格昂贵、工业能耗高的乙炔成为化学工业的基础原料。

在金属有机开始蓬勃发展的背景之下，研究工作更需要研究者之间的合作与交流。于是1963年的一届金属有机化学国际会议在美国辛辛纳提州（Cincinnati,Ohio）召开，并开始出版金属有机化学杂志。

从此，金属有机化学的发展全方位开始欣欣向荣起来。20世纪60年代末期，大量新的、不同类型的金属有机化合物被合成出来。同时物理学的发展为其提供了更为先进的检测手段，使得通过对它们结构的测定而发现了许多新的结构类型。典型的代表就是1965年威尔金森（G.Wilkinson）合成了铑－膦配合物及发现了它优良的催化性能。由伍德沃德(R.B.Woodward)领导下的B12合成的成功宣告人类可以合成任何自然界存在的物质。进入20世纪70年代，科学家们逐渐归纳形成了一些金属有机化学反应的基元反应，从这些基元反应有发展成一些合成上有应用价值的反应。可以这么说，60年代金属有机化合物的合成、结构以及X－射线晶体结构的研究是70年代金属有机化合物在催化和合成中应用的前奏。这些反应往往是温和的，具有选择性的。例如，Monsanto公司的鲍里克(F.E.Paulik)实现了甲醇羰化制乙酸，而且这还是典型的绿色化学反应过程。凯姆（W.Keim）发现了镍配合物催化乙烯齐聚合成α－烯烃的SHOP工艺，开创了均相催化复相化的成功先例，解决了催化剂与产物分离的难题。

到20世纪70年代末，结合金属有机化合物的催化和选择性这两个性质发展成了催化的不对称合成。Monsanto公司的诺尔斯(W.Knowles)合成了治疗帕金森病的特效药L-Dopa，开创了不对称催化的新纪元。这又是人们利用金属有机化合物的某些优良特性，然后放大、组合来为人类造福。自然界存在的许多化合物是有手性的，也就是说它本身与它的镜像不能完全重合，就像人的左右手一样。拿药物分子来说，他的空间构型的某一种形式才对疾病有效，其他的构型没有疗效，或者药效相反，甚至对人体有害。震惊了欧洲的“反应停”事件就是很好的例子。如何得到我们想要的那种构型呢？金属有机化合物有了用武之地。金属有机化合物就像我们人的一只手，当它与药物分子反应时，就像人握手一样，两只右手或两只左手握在一块比一左手和一右手握在一起匹配，于是通过设计的金属有机化合物催化剂得到我们所需要的药物分子。这一学科经过20世纪80年代的经验积累，到了20世纪90年代有了飞速的发展。对其作出了卓越贡献的三位科学家诺尔斯(W.Knowles)、沙普勒斯（K.B.Sharpless）和野依良治也于2001年获得了诺贝尔化学奖。

这一时期的金属有机化学的发展有以下特点：

1.作为化学的热点学科之一，它在理论和实践上都有了长足的发展完善。50年代后的20多年期间，共有8位化学大师由于在金属有机化学研究中的成就尔获得诺贝尔化学奖。在20年期间内诺贝尔奖如此集中地授予同一三级学科是史无前例的。

2.在研究方法上有复杂到简单，再由简单到复杂。面对20世纪50、60年代积累起来的繁纷复杂的金属有机反应，化学家通过分类，归纳最终与70年代发现了金属有机化学反应的几个基元反应，然后，将这几个基元反应通过演绎的方式来指导以后金属有机化学反应的发现和工业化生产，促成了70年代后半期金属有机化学相关反应大规模的工业化生产及不对称催化的形成。

3.由理论研究到工业化生产的现实生产力转变的时间跨度变得愈来越短。往往是某一个具有价值的反应过程从实验室发现到完善、再到工业上的小试中试、最后到工业化生产实现要不上五年的时间，甚至更短。而这一过程过去则需要几十年或者更长。这一时期的化学家不光想着发现新的反应或化合物和结构，他们更关心和看重他们的发现的反应对实践的指导作用和所发现的物质的用途及工业化的实现。

4.在研究方法上，化学家成功应用新的检测手段为我所用，善于从前辈的丰富的经验积累中升华出理论，并将理论重新应用于实践，得到新的问题，在解决新问题的同时有进一步发展了理论。

三.金属有机化学的前沿问题及未来展望

1.环保 20世纪90年代末，化学面临着环境问题的严重挑战，原子经济性（指原料分子中究竟有百分之几的原子转化成所需要的产物）成了绿色化学的主要内容。过渡金属催化的高选择性能使金属有机化学能够扮演这个重要角色。同时绿色化学的12条准则中的大部分可以借助金属有机化学达到。比如预防环境污染、使用安全的助剂、提高能源经济性、减少衍生物、新型催化剂的开发等。这需要化学家，环境学者与专家的密切协作。

2.材料 应用金属有机机化合物作为催化剂合成电子材料、光学材料和具有特种性能的无机材料将是大有作为的。同时金属有机化合物本身作为材料也是研究的热点并又广阔的应用前景。这方面需要化学家、物理学家、材料科学家、技术专家的密切合作。

3.能源 以人工固氮及人工太阳能为主体的模拟生物功能来实现对能源的可持续性利用是21世纪能源方面研究的热点及前沿。实现这一过程的核心问题是模拟并应用自然界中植物用于固氮和转化太阳能的化学物质酶和叶绿素。而酶的大部分和叶绿素是金属有机化合物。金属有机化学在新能源利用方面责无旁贷也将大有作为。当然化学家还需要与生物学家，工程技术专家的共同协作。4.健康 生命最宝贵，而维持健康及治疗疾病的药物的研究与开发将是21世纪研究的热点。金属有机化合物不仅可以通过其催化性能来实现手性药物的合成，而且过去有机锑对血吸虫病、顺铂对癌症的优良疗效预示着金属有机化合物本身就是药物的大宝库。这需要免疫学家、放射学家、酶化学家的通力协作。

总之，在新的检测手段的强力支持下，在市场需求的不断拉动下，在可持续发展的大背景下，金属有机化学将成为新世纪环保、材料、能源及人类健康等方面研究开发的热门学科，其发展应用前景不可限量。

四.总结

作为一门交叉学科，金属有机化学自产生之日起，在社会需求的推动，本身问题的解决的拉动下，目前已成为化学中最活泼的学科之一。在它的发展过程中不仅屡次打破人们认识上的范式，而且在实现工业化过程中大大促进了生产力的发展。在新的世纪里，金属有机化学与新的具有活力的学科再次交叉，必将在环保、材料、能源和人类健康方面做出新的贡献。

参 考 资 料

1.何仁编著.配位催化与金属有机化学.北京：化学工业出版社，2002 2.R.布里斯罗著.化学的今天和明天：一门中心的、实用的和创造性的科学.北京：科学出版社，1998 3.陆熙炎主编.金属有机化合物的反应化学.北京：化学工业出版社，2000 4.王延吉，赵新强编著.绿色催化过程与工艺.北京：化学工业出版社，2002 5.黄耀曾.漫谈金属有机化学.中国教育星教育资源库及平台

篇8：金属化学性质应用总结

一、金属活动性顺序在教材中的呈现

金属活动性顺序表是初中化学教学中的难点之一,所以教材采用循序渐进的方式来呈现。沪教版九年级化学上册书本第五章 《金属的冶炼与利用》的第一节“金属的性质与利用”中,学生做了两个探究实验:(1)分别把镁条、铁片和铜片的表面用砂纸擦亮,放入稀盐酸(或稀硫酸)中,观察实验现象;(2)在试管中加入少量硫酸铜溶液,把2~3枚无锈的新铁钉浸入硫酸铜溶液中,观察实验现象。这是金属活动性的第一次“亮相”,为以后金属活动性顺序表的得出做了个很好的铺垫,让学生对金属活动性顺序有了感性的认识。在紧接着的第二节“金属矿物铁的冶炼”中又提到“金属元素在自然界中国分布很广,除极少数不活泼的金属(如铂、金、银等)有单质存在外,其余大多数以化合物存在”,进一步让学生意识到金属活动性是有差异的。然后在下册书本第七章《应用广泛的酸、碱、 盐》的第二节“常见的酸和碱”中复习巩固了部分金属与稀盐酸(或稀硫酸)的反应,明确提出“金属单质与酸溶液能否发生置换反应, 发生反应的剧烈程度,可说明金属的活动性强弱”。但是,教材此时也未将金属活动性顺序表的相关知识一步到位,而是在第三节“几种重要的盐”中再次提出“在金属活动性顺序表中,除非常活泼的金属外,排在前面的金属一般可以将位于其后面的、比它不活泼的金属从他们的盐溶液中置换出来”。直到此时,教材才将金属活动性顺序表的相关内容完全呈现出来,这样的呈现方式将知识难点分散,符合学生的认知规律,学生能较轻松地理解和掌握。

二、初中化学中金属活动性顺序的内涵

常见金属的活动性顺序可以归纳如下:

对于上述的金属活动性顺序表,可以作如下阐述:

1.在金属活动性顺序表中,金属的位置越靠前,它的活动性越强。

2.在金属活动性顺序表中,位于氢前面的金属能置换出非氧化性酸(一般是稀盐酸或稀硫酸)中的氢生成氢气;金属的位置越靠前,与稀盐酸(或稀硫酸)的反应越剧烈。

3.在金属活动性顺序表中,位于前面的金属能把位于其后的金属从它们的盐溶液里置换出来。此处需特殊说明,这边所指的金属不包括钾、钙、钠。

4.活泼金属置换较不活泼金属,且金属活泼性差异越大,越容易发生置换反应。

三、金属活动性顺序在中考中的“身影”

金属活动性顺序是历年来中考命题的热点。通过对近几年全国各地中考化学试卷的分析,本文将金属活动性顺序表的考查内容归纳如下。

1.根据金属活动性顺序表判断几种未知金属的活动性强弱

例1.(2010南京,14)有X、Y、Z三种金属,如果把X和Y分别放入稀硫酸中,X溶解并产生氢气,Y不反应;如果把Y和Z分别放入硝酸银溶液中,过一会儿,在Y表面有银析出,而Z没有变化。 根据以上实验事实,判断这三种金属的活动性由强到弱的顺序为()

A.Z、Y、X B.X、Y、Z

C.Y、X、Z D.X、Z、Y

解析:由金属活动性顺序表可知,位于氢前面的金属能将酸中的氢置换出来,位于氢之后的金属则不能,可以判断出X比Y活泼;再由金属活动性顺序表可知,位于前面的金属(除K、Ca、Na外) 能把位于其后的金属从他们的盐溶液中置换出来,可以判断出活泼性Y>Ag>Z。

2.根据金属活动性顺序表判断金属与酸溶液反应的相关问题

例2.(2010南昌,15)将质量相等的甲、乙两种金属分别与足量的稀硫酸反应,产生氢气的质量与反应时间的关系如图。关于甲乙两种金属判断合理的是()

A.铁镁

B. 锌镁

C. 锌铁

D. 铁锌

解析:方法一就是根据横坐标判断:横坐标表示反应时间,金属越活泼,反应速率越快,所用的反应时间越少,所用得出答案为C。方法二是根据纵坐标判断:产生的氢气的质量是由金属的质量决定的,其实纵坐标产生氢气的质量多少反映了金属的相对原子质量的大小。

3.根据金属活动性顺序表,判断反应后滤液组成和滤渣组成

例3.(2012常州,19)向Fe(NO3)2、Mg(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量的锌粉,充分反应后过滤。下列关于得到的溶液或滤渣的叙述正确的是(不考虑溶液中存在微量H+和OH-)()

A.若滤液中含有Fe2+,则滤渣中一定不含Fe

B.若滤渣中含Cu,则滤液中一定含Fe2+

C. 若滤渣中含Zn ,则滤液中含2种离子

D.若滤渣中不含Zn,则滤液中至少含3种离子

解析:分析可知,Zn的活动性顺序在Mg之后,所以Zn不能把Mg置换出来,所以溶液中始终存在Mg(NO3)2;加入的Zn先与Cu(NO3)2反应,反应1Zn+Cu(NO3)2=Cu+Zn(NO3)2;若Cu(NO3)2被反应完, 仍有锌粉剩余的话,就会发生反应2Zn+Fe(NO3)2=Fe+Zn(NO3)2。 综上所述,溶液中一定存在的溶质有Zn(NO3)2和Mg(NO3)2,滤渣中一定存在的为Cu。

4.根据金属活动性顺序表解释日常生产和生活中的一些现象

例4.(2012济宁,19)下列现象和事实,可用金属活动性顺序作出合理解释的是()

1金属镁在空气中比铝更易点燃,说明镁比铝活动性强2金属铝比金属锌更耐腐蚀,说明锌比铝活动性强3硫酸铜、石灰水配制农药波尔多液,不宜用铁制容器4金属锌与稀硫酸反应速率适中,更适于实验室制取氢气.

A.12B.34

C.134D.1234

解析:铁比铜活泼,如果用铁制溶液盛装硫酸铜溶液,两者会发生反应,所以3也成立。锌相较于镁和铁而言,它的活动性顺序鉴于两者之间,所以与酸反应的速率也鉴于两者之间,速率适当, 更适合于实验室制氢气。所以选D。