第八单元金属和金属材料Word格式.docx
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⑦
熔点最高的的金属是钨,熔点最低的金属是汞。
为什么?
(熔点较低的金属是锡)
⑧
硬度最大的金属是铬,(硬度较小的金属有铅Pb)。
4.影响物质用途的因素
讨论:
为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制?
——铅硬度小,铅有毒。
银的导电性比铜好,但电线一般用铜制而不用银制,原因是银的价格昂贵,资源稀少。
为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制?
如果用锡的话,可能会出现什么情况?
(钨的熔点高,锡的熔点低,用锡做灯丝会熔化。
)
为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬?
如果镀金怎么样?
(铬的硬度大,不生锈,金虽然美观但价格高。
)
在制造保险丝时,则要选用熔点较低的金属。
(为什么?
在制造硬币时,要选用光泽好、耐磨、耐腐蚀易加工的金属。
(为什么?
结论:
物质的性质在很大程度上决定了物质的用途,但这不是唯一的决定因素,在考虑物质的用途时,还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。
二.
合金
1.合金:
合金是由一种金属跟其他金属(或非金属)熔合而形成的具有金属特性
的物质。
(合金至少含一种金属,也可含多种金属。
注意
(1)合金是金属与金属或金属与非金属的混合物。
(2)合金的很多性能与组成它们的纯金属不同,使合金更容易适合不同的用途。
(3)日常使用的金属材料,大多数为合金。
(4)金属在熔合了其它金属和非金属后,不仅组成上发生了变化,其
内部组成结构也发生了改变,从而引起性质的变化。
2.合金的形成条件:
其中任一金属熔点不能高于另一金属沸点(当两种金属形成
合金时)
3.合金与组成它们的纯金属性质比较。
下面是黄铜和铜片,焊锡和锡,铝合金和铝线的有关性质比较:
性质比较
黄铜
铜
焊锡
锡
铝合金
铝
光泽与颜色
黄色
有金属光泽
紫红色
有光泽
深灰色
金属光泽
银白色
硬度
比铜大
坚韧
硬度大
质软
坚硬
熔点
比铜低
较高
比锡低
较低
比铝低
合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高(黄铜比铜更硬,焊锡比锡硬),抗腐蚀性能等更好;
颜色更鲜艳,有些合金的熔点比纯金属更低(如:
保险丝熔点很低)
4.几种常见合金
(1)铁合金:
主要包括生铁和钢,它们的区别是含碳量不同,生铁含碳量2%-4.3%,钢的含碳量为0.03%—2%。
钢比生铁具有更多的优良性能,易于加工,用途更为广泛。
(2)铝合金:
铝中加入镁、铜、锌等金属形成合金。
广泛应用于制造飞机、舰艇和载重汽车等,可增加它们的载重量以及提高运行速度,并具有抗海水腐蚀、避磁性等特点。
(3)铜合金:
黄铜:
铜、锌的合金;
青铜:
铜、锡的合金;
白铜:
铜、镍的合金。
(4)钛和钛合金:
被认为是21世纪的重要金属材料。
性质:
熔点高、强度大、密度小、可塑性好、易于加工,机械性能好,
抗腐蚀性能非常好,与人体具有很好的“相容性”,又称亲生物金属。
用途:
喷气式发动机、飞机机身、人造卫星外壳、火箭壳体、医学补形、
造纸、人造骨、海水淡化设备、海轮、舰艇的外壳等。
⑸
锰钢:
(韧性好、硬度大)用于钢轨、挖掘机铲斗、坦克装甲、自行车架.
课题二
金属的化学性质
一.
金属与氧气的反应
金属
条件
反应方程式
现象
镁
常温下(在空气中)
2Mg+O2
=2MgO
银白色镁条在空气中表面
逐渐变暗,生成白色固体。
点燃时(在空气中或在氧气中)
点燃
======2MgO
剧烈燃烧,发出耀眼的白光,生成一种白色固体。
4Al+3O2
=2Al2O3
银白色的表面逐渐变
暗,生成一层致密的薄
膜。
点燃时(在氧气中
====2Al2O3
剧烈燃烧,放出大量的热和
耀眼的白光,生成白色固
体。
铁
常温下,干燥的空气
常温下,在潮湿的空气中
铁与空气中的氧气和水共同作用下会生成暗红色疏松的物质——铁锈(Fe2O3·
H2O)
在氧气中点燃
3Fe+2O2
======Fe3O4
剧烈燃烧,火星四射,放出热量,生成一种黑色固体
常温下,干燥的空
气
加热时
△
2Cu+O2
===2CuO
铜丝表面逐渐变为黑色
在潮湿的空气中
Cu+O2+CO2+H2O=Cu2(OH)2CO3
铜表面生成一层绿色物质
金,银
即使在高温下也不与氧气反应“真金不怕火炼”。
大多数金属都能与氧气反应,但反应的难易和剧烈程度不同。
Mg、Al等在常温下就能与氧气反应;
Fe、Cu等在常温下几乎不能单独与氧气反应,但在点燃或加热的情况下可以发生反应;
Au、Ag等在高温时也不与氧气反应。
1.根据金属与氧气反应的难易和剧烈程度不同可以知道金属的活泼性。
以上事实说明:
镁,铝较活泼;
铁,铜次之;
金,银最不活泼。
2.铝具有很好的抗腐蚀性能,原因是铝在空气中与氧气反应,其表面生成一层致密的氧化铝(Al2O3)薄膜,能阻止铝被进一步氧化。
二.金属与酸的反应
反应的化学方程式
稀盐酸
稀硫酸
剧烈反应,产生大量气泡,溶液仍为无色,试管壁发热,生成的气体能燃烧,火焰呈淡蓝色。
Mg+2HCl
=MgCl2+H2↑
Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑
锌
反应比较剧烈,产生大量气泡,溶液仍为无色,试管壁发热,生成的气体能够燃烧并且产生淡蓝色火焰。
Zn+2HCl
=ZnCl2+H2↑
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
反应缓慢,有气泡产生,溶液由无色逐渐变为浅绿色,生成气体能燃烧并且产生淡蓝色火焰。
Fe+2HCl
=FeCl2+H2↑
Fe+H2SO4
=FeSO4+H2↑
不反应
Mg、Zn、Fe的金属活动性比铜强,它们能置换出稀硫酸或稀盐酸中的氢。
1.金属能与酸反应(注:
酸一般是指稀盐酸和稀硫酸)
有些金属的化学活动性比氢强,如Mg、Al、Zn、Fe等,它们都能与稀盐酸、稀硫酸反应放出氢气;
但有些金属比氢的活动性弱,它们不能与酸反应,
如Cu、Ag等。
当铁与酸反应时,生成物为+2价的铁,而不是+3价的铁。
2
要求写:
Mg,Al,Zn,Fe分别与稀盐酸,稀硫酸反应的化学反应方程式。
Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
Mg+H2SO4=MgSO4
+H2↑
2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑
2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑
Zn+2HCl
=
ZnCl2+H2↑
Zn+H2SO4
ZnSO4+H2↑
Fe
+2HCl
FeCl2+H2↑
+H2SO4=
FeSO4+H2↑
三.金属能与某些化合物的溶液反应:
实验操作
质量变化
铁丝浸入硫酸
铜溶液中
浸入溶液的铁钉
表面覆盖一层紫
红色的物质,溶
液由蓝色逐渐变
为浅绿色
Fe+CuSO4=
Cu+FeSO4
金属质量
增加,溶
液质量减
少
不能用铁制品放硫酸铜溶液(或农药波尔多液)
铝丝浸入硫酸
浸入溶液的铝丝
为无色
2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu
增加,溶液质量减
铜丝浸入硝酸
银溶液中
浸入溶液的铜丝
表面覆盖一层银
白色的物质,溶
液由无色逐渐变
为蓝色
Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag
少
铜丝浸入硫酸
铝溶液中
1.以上四种金属的活动性由强到弱的顺序为:
Al>
Fe>
Cu>
Ag
2.活泼性强的金属能把活泼性弱的金属从其化合物溶液中置换出来。
注意
1.此类反应一定在溶液中进行,不溶于水的化合物一般不与金属反应。
2.
K、Ca、Na活动性非常强,但不能用它们置换化合物中的金属,因为它们能同溶液中的水剧烈反应。
只有活动性强的金属,才能把活动性弱的金属从它们的化合物的溶液中置换出来,
反之则不能。
①Fe
+CuSO4=
FeSO4+Cu
(西汉发现的湿法冶铁原理)
Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag
③Cu+FeCl2不反应
(注意:
一些物质的颜色
.MgO、Al2O3为白色固体,
Fe3O4、CuO为黑色固体,铁丝为银白色,铁粉为黑色。
ZnSO4
AgNO3
HCl
H2SO4的溶液均为无色,FeCl2
FeSO4的溶液为浅绿色;
CuSO4
Cu(NO3)2
CuCl2的溶液为蓝色。
四.置换反应(由二,三总结如下)
由一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质和另一种化合物的反应叫置换反应。
置换反应的数学表达式为:
A+BC=AC+B。
常见的置换反应:
活泼金属与酸的反应
②
活泼金属与化合物溶液的反应
③
碳和金属氧化物的反应
④
氢气与金属氧化物的反应
五.金属活动性顺序
从金属与O2
反应的难易、金属与酸反应的剧烈程度,可分析得出金属的活动性顺序如下:
K
Ca
Na
Mg
Al
Zn
Sn
Pb(H)
Cu
Hg
Pt
Au
---------------------------------------------→
金属活动性由强逐渐减弱
(1)金属活动性顺序可采用“五元素一句”的方法记忆,
即“钾钙钠镁铝,锌铁锡铅氢,铜汞银铂金”。
(2)金属活动性顺序的应用:
判断金属活动性的强弱
在金属活动性顺序里,金属的位置越靠前,它的
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