金屬材料的物理特性

1、司母戊鼎司母戊鼎“青銅之冠青銅之冠”-秦陵銅車秦陵銅車馬馬馬踏飛燕馬踏飛燕鐵耙鐵耙 20世紀(jì)，鋁和鋁合金的應(yīng)用世紀(jì)，鋁和鋁合金的應(yīng)用衣衣-拉鏈，配飾，暗扣拉鏈，配飾，暗扣食食-廚房用品廚房用品住住-建筑材料建筑材料行行-現(xiàn)代化的交通工具現(xiàn)代化的交通工具 你知道哪些金屬？見過哪些金屬？把你知道哪些金屬？見過哪些金屬？把它們的名稱和元素符號寫在下表中。它們的名稱和元素符號寫在下表中。我知道的我知道的金屬名稱金屬名稱元素符號元素符號我我見過的見過的金屬名稱金屬名稱元素符號元素符號思考： 這些金屬制品有哪些相似的物理性質(zhì)？有光澤有光澤 能導(dǎo)電能導(dǎo)電 能抽成絲能抽成絲能延成薄片能延成薄片 能導(dǎo)熱能導(dǎo)熱

2、能彎曲能彎曲 物理性質(zhì)金屬光澤金屬光澤導(dǎo)電性導(dǎo)電性導(dǎo)熱性導(dǎo)熱性延展性延展性常溫下為固體（汞除外）常溫下為固體（汞除外）注意：大多數(shù)金屬是銀白色的，但注意：大多數(shù)金屬是銀白色的，但CuCu是是紫紅色紫紅色的，的， Au Au是是黃色黃色的。的。一、金屬的物理性質(zhì)一、金屬的物理性質(zhì)金屬在通常情況下特有的若干物理性質(zhì)金屬在通常情況下特有的若干物理性質(zhì) 項目項目 常見的幾種金屬常見的幾種金屬最大（高）最大（高）值的金屬值的金屬最?。ǖ停┳钚。ǖ停┲档慕饘僦档慕饘勹F鐵(Fe)鋁鋁(Al)銅銅（Cu） 密度（密度（gcm3） 7.86 2.70 8.9222.7（鋨）（鋨） 0.534（鋰）（鋰） 熔點熔

3、點 () 1535 660 1083 3410（鎢）（鎢） -39（汞）（汞） 硬度硬度 (最硬的最硬的金剛石為金剛石為10) 4-5 2.5-3 2-2.9 9（鉻）（鉻）1（銫）（銫） 根據(jù)上表的信息可以知道：根據(jù)上表的信息可以知道：最難熔的金屬是最難熔的金屬是_; _; 最易熔的金屬是最易熔的金屬是_;_;最重的金屬是最重的金屬是_; _; 最輕的金屬是最輕的金屬是_;_;最硬的金屬是最硬的金屬是_; _; 最軟的金屬是最軟的金屬是 _鎢鎢汞汞鋨鋨鋰鋰鉻鉻銫銫金屬的其他化學(xué)之最金屬的其他化學(xué)之最人類最早發(fā)現(xiàn)和冶煉的金屬人類最早發(fā)現(xiàn)和冶煉的金屬目前世界年產(chǎn)量最高的金屬目前世界年產(chǎn)量最高的金

4、屬地殼中含量最高的金屬元素地殼中含量最高的金屬元素人體中含量最高的金屬元素人體中含量最高的金屬元素導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性最好的金屬導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性最好的金屬延性最好的金屬延性最好的金屬展性最好的金屬展性最好的金屬銅銅鐵鐵鋁鋁鈣鈣銀銀鉑鉑金金物理性質(zhì)物理性質(zhì)物理性質(zhì)比較物理性質(zhì)比較導(dǎo)電性導(dǎo)電性(以銀的導(dǎo)電以銀的導(dǎo)電性為性為100作標(biāo)準(zhǔn)作標(biāo)準(zhǔn)) 銀銅金鋁鋅鐵鉛銀銅金鋁鋅鐵鉛(優(yōu)優(yōu)) 100 99 74 61 27 17 7.9 (良良)密度密度/(gcm-3) 金鉛銀銅鐵鋅鋁金鉛銀銅鐵鋅鋁(大大) 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.7 (小小)熔點熔點/ 鎢鐵銅金銀鋁錫鎢鐵銅金

5、銀鋁錫(高高) 3410 1535 1083 1064 962 660 232 (低低)硬度硬度(以金剛石的硬以金剛石的硬度為度為10作標(biāo)準(zhǔn)作標(biāo)準(zhǔn)) 鉻鐵銀銅鉻鐵銀銅 金鋁鉛金鋁鉛(大大) 9 4-5 2.5-4 2.5-3 2.5-3 2-2.9 1.5 (小小)討論：討論：1 . 為什么菜刀、鐮刀、錘子等用鐵制而為什么菜刀、鐮刀、錘子等用鐵制而不用鉛制？不用鉛制？2 . 銀的導(dǎo)電性比銅好，為什么電線一般銀的導(dǎo)電性比銅好，為什么電線一般用銅制而不用銀制？用銅制而不用銀制？3 . 為什么燈泡里的燈絲用鎢制而不用錫制？為什么燈泡里的燈絲用鎢制而不用錫制？如果用錫制的話，可能會出現(xiàn)什么情況？如果用

6、錫制的話，可能會出現(xiàn)什么情況？一些金屬的物理性質(zhì)一些金屬的物理性質(zhì) 考慮物質(zhì)的用途時，性質(zhì)不考慮物質(zhì)的用途時，性質(zhì)不是唯一因素，還需要考慮什么因素？是唯一因素，還需要考慮什么因素？是否美觀是否美觀價格價格廢料是否廢料是否易于回收易于回收使用使用是否便利是否便利資源資源對環(huán)境的對環(huán)境的影響影響用來鑄造硬幣的金屬材料需要具有什么性質(zhì)？用來鑄造硬幣的金屬材料需要具有什么性質(zhì)？資源豐富資源豐富無毒輕便無毒輕便耐磨耐腐蝕耐磨耐腐蝕美觀、易加工美觀、易加工1.1.合金：是由一種金屬與其他合金：是由一種金屬與其他金屬或者非金屬或者非金屬金屬熔合而成的熔合而成的具有金屬特性具有金屬特性的物質(zhì)。的物質(zhì)。二、神奇

7、的合金特性二、神奇的合金特性合金的熔合方式：合金的熔合方式：金屬與金屬金屬與金屬 金屬與非金屬金屬與非金屬 金屬與金屬，非金屬金屬與金屬，非金屬2.2.合金的優(yōu)點：合金的優(yōu)點：合金跟組成的金屬相比，合金跟組成的金屬相比，硬度增大，熔點降低硬度增大，熔點降低。有的合金還有強。有的合金還有強度大，耐腐蝕等特性。度大，耐腐蝕等特性。3.3.常見的合金：常見的合金：生鐵（生鐵（Fe,C) ) 鋼鋼（Fe,C) 不銹鋼（不銹鋼（Fe,Cr,Ni) 黃銅（黃銅（ Cu,Zn）青銅（）青銅（ Cu,Sn）焊錫（）焊錫（Sn,Pb）18K黃金（黃金（Au,Ag,Cu) 鋁合金（鋁合金（Al,Cu,Mg,Si)

8、 鈦和鈦合金鈦和鈦合金被認為是被認為是21世世紀(jì)的重要材料，它具有很多優(yōu)良紀(jì)的重要材料，它具有很多優(yōu)良的性能，如熔點高、密度小、可的性能，如熔點高、密度小、可塑性好、易于加工、機械性能好塑性好、易于加工、機械性能好等。尤其是抗腐蝕性能非常好，等。尤其是抗腐蝕性能非常好，即使把它們放在海水中數(shù)年，取即使把它們放在海水中數(shù)年，取出后仍光亮如新，其抗腐蝕性能出后仍光亮如新，其抗腐蝕性能遠優(yōu)于不銹鋼，因此被廣泛遠優(yōu)于不銹鋼，因此被廣泛用于用于火箭、導(dǎo)彈、航天飛機、船舶、火箭、導(dǎo)彈、航天飛機、船舶、化工和通訊設(shè)備等。化工和通訊設(shè)備等。鈦金屬腕表鈦金屬腕表鈦合金鈦合金 可作人造骨的鈦合金可作人造骨的鈦合金

9、形狀記憶合金形狀記憶合金形狀記憶合金是具有形狀記憶效應(yīng)的合金，被形狀記憶合金是具有形狀記憶效應(yīng)的合金，被廣泛應(yīng)用于廣泛應(yīng)用于做人造衛(wèi)星和宇宙飛船的天線做人造衛(wèi)星和宇宙飛船的天線，水水暖系統(tǒng)、防火門暖系統(tǒng)、防火門和和電路斷電的自動控制開關(guān)電路斷電的自動控制開關(guān)，以及以及牙齒矯正牙齒矯正等醫(yī)療材料。等醫(yī)療材料。1 1、金屬跟氧氣的反應(yīng)、金屬跟氧氣的反應(yīng)三、金屬的化學(xué)性質(zhì)三、金屬的化學(xué)性質(zhì)a. Al和和O2：常溫，常溫，Al表面形成一層表面形成一層致密的氧化膜致密的氧化膜點燃，點燃， 鋁在純氧中燃燒發(fā)出耀眼的白光鋁在純氧中燃燒發(fā)出耀眼的白光4Al + 3O2 =2Al2O3點燃點燃白色白色化學(xué)方程式

10、：化學(xué)方程式：Al和和O2化學(xué)方程式：化學(xué)方程式：3Fe+2O2=Fe3O4b. Fe和和O2：常溫，常溫，F(xiàn)e在潮濕的空氣中，緩慢氧化生成在潮濕的空氣中，緩慢氧化生成鐵銹鐵銹點燃，點燃， Fe在純氧中燃燒，火星四射、生成黑色在純氧中燃燒，火星四射、生成黑色 固體、放出大量的熱固體、放出大量的熱點燃點燃c. Cu和和O2： 2Cu + O2=2CuO銅在空氣中銅在空氣中加熱加熱表面變黑表面變黑:Fe和和O2Cu和和O2項目MgAlFeCuAu空空氣氣中中劇烈劇烈燃燒燃燒發(fā)出發(fā)出耀眼耀眼白光白光易生易生成致成致密氧密氧化膜化膜潮濕潮濕空氣空氣中易中易生銹生銹潮濕潮濕空氣空氣中緩中緩慢生慢生銹，銹

11、，加熱加熱變黑變黑高高溫溫也也不不反反應(yīng)應(yīng)氧氧氣氣中中耀眼耀眼白光白光火星火星四射四射2 2、金屬跟稀、金屬跟稀HClHCl( (或稀硫酸或稀硫酸) )的反應(yīng)的反應(yīng)2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2Mg + 2HCl = MgCl2 + H2Fe + 2HCl = FeCl2 + H2Cu + HCl =Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2Ag + HCl =反應(yīng)的劇烈反應(yīng)的劇烈程度依次減弱程度依次減弱溶液從無色溶液從無色變成變成結(jié)論：能與酸反應(yīng)并生成氫氣的金屬是結(jié)論：能與酸反應(yīng)并生成氫氣的金屬是較活潑的金屬較活潑的金屬視頻視頻由上述的探究實驗知道：由上述的探究實驗知道

12、：鋁、鐵鋁、鐵可以把可以把酸酸中中氫氫置換出來置換出來問：鎂、鋅與鐵具體誰更活潑呢？問：鎂、鋅與鐵具體誰更活潑呢？Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu實驗現(xiàn)象：鐵釘表面有實驗現(xiàn)象：鐵釘表面有紅色紅色物質(zhì)生成物質(zhì)生成 3 3、金屬跟某些金屬化合物溶液的反應(yīng)、金屬跟某些金屬化合物溶液的反應(yīng)2Al + 3CuSO4 = Al2(SO4)3 + 3Cu藍色藍色淺綠色淺綠色Cu+ 2AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2AgCu + Al2(SO4)3 =Zn + CuSO4 = ZnSO4 + CuZnFe已知已知信息信息：實驗實驗現(xiàn)象現(xiàn)象反應(yīng)的化學(xué)方程式反應(yīng)的化學(xué)方程式鋁浸入硫酸銅溶液鋁

13、浸入硫酸銅溶液銅浸入硫酸鋁溶液銅浸入硫酸鋁溶液銅浸入硝酸銀溶液銅浸入硝酸銀溶液2Al+3CuSO4= Al2(SO4)3+3Cu無明顯現(xiàn)象無明顯現(xiàn)象 Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag鋁、銅、銀的活動性順序鋁、銅、銀的活動性順序 。表面有表面有紅色紅色物質(zhì)生成物質(zhì)生成表面有表面有物質(zhì)生成物質(zhì)生成結(jié)論：一種金屬結(jié)論：一種金屬A能把另一種金屬能把另一種金屬B從他的化合從他的化合 物溶液中置換出來，則該金屬物溶液中置換出來，則該金屬A相對于相對于 金屬金屬B是較活潑的金屬。是較活潑的金屬。鋁銅鋁銅 銀銀不反應(yīng)，金屬活動性：不反應(yīng)，金屬活動性：Cu Z YX H Z Y3 3、判斷反應(yīng)后產(chǎn)物

14、、判斷反應(yīng)后產(chǎn)物例例4. 向硝酸銅溶液中加入一定量的鐵粉向硝酸銅溶液中加入一定量的鐵粉充分反應(yīng)，下列情況可能出現(xiàn)的是（）充分反應(yīng)，下列情況可能出現(xiàn)的是（）A . 溶液中有溶液中有Fe2+、Cu2+ ，不溶物為，不溶物為Cu B . 溶液中有溶液中有Fe2+、Cu2+ ，不溶物為，不溶物為Fe C . 溶液中只有溶液中只有Cu2+ ，不溶物為，不溶物為FeD . 溶液中只有溶液中只有Fe2+，不溶物為，不溶物為Fe、 Cu AD例例5. 向硝酸銀、硝酸銅的混合溶液中加入向硝酸銀、硝酸銅的混合溶液中加入一定量的鐵粉，充分反應(yīng)后過濾，向濾出一定量的鐵粉，充分反應(yīng)后過濾，向濾出的固體中滴加稀硫酸，有氣

15、體產(chǎn)生，則濾的固體中滴加稀硫酸，有氣體產(chǎn)生，則濾出的固體一定為（）出的固體一定為（）Ag、Cu、Fe的混合物的混合物一種金屬與多種鹽溶液反應(yīng)時，首先發(fā)一種金屬與多種鹽溶液反應(yīng)時，首先發(fā)生反應(yīng)的是活動性最弱的金屬離子，待最生反應(yīng)的是活動性最弱的金屬離子，待最弱的完全反應(yīng)后，第二弱的才能反應(yīng)。弱的完全反應(yīng)后，第二弱的才能反應(yīng)。例例6. 將一包鎂鋁的混合粉末加入到盛將一包鎂鋁的混合粉末加入到盛FeCl2溶液溶液的燒杯中，充分反應(yīng)，下列說法正確的是（）的燒杯中，充分反應(yīng)，下列說法正確的是（）A.濾液為濾液為MgCl2時，濾渣為時，濾渣為Fe、AlB.濾液為濾液為MgCl2、FeCl2時，濾渣為時，濾渣

16、為Fe、Mg、AlC.濾液為濾液為MgCl2、AlCl3、FeCl2時，濾渣為時，濾渣為Fe,AlD.濾液為濾液為MgCl2、AlCl3時，濾渣為時，濾渣為FeAD多種金屬與一種鹽溶液反應(yīng)時，首先發(fā)多種金屬與一種鹽溶液反應(yīng)時，首先發(fā)生反應(yīng)的是活動性最強的金屬，待最強的生反應(yīng)的是活動性最強的金屬，待最強的完全反應(yīng)后，第二強的才能反應(yīng)。完全反應(yīng)后，第二強的才能反應(yīng)。4 4、判斷反應(yīng)后、判斷反應(yīng)后固體或溶液的質(zhì)量變化固體或溶液的質(zhì)量變化例例7.把鐵片分別放入下列各物質(zhì)的溶液中把鐵片分別放入下列各物質(zhì)的溶液中，片刻后取出，溶液質(zhì)量增加的是（，片刻后取出，溶液質(zhì)量增加的是（ ） A.硫酸鋁硫酸鋁B.硫酸

17、銅硫酸銅C.硫酸硫酸 D.硝酸銀硝酸銀 FeCu FeH2 56 64 56 2Fe2AgNO3Fe(NO3)22Ag56 2108 C例例8.鐵釘投入下列溶液中，反應(yīng)一段時間鐵釘投入下列溶液中，反應(yīng)一段時間后固體質(zhì)量增加的是后固體質(zhì)量增加的是（）（） 溶液質(zhì)量增加的是（）溶液質(zhì)量增加的是（）A.稀硫酸稀硫酸B.硫酸銅溶液硫酸銅溶液C.氯化鎂溶液氯化鎂溶液D.稀鹽酸稀鹽酸FeH2SO4FeSO4H256 98 152 2FeCuSO4FeSO4Cu56 160 152 64BAD5 5、產(chǎn)生氫氣量多少的判斷、產(chǎn)生氫氣量多少的判斷產(chǎn)生等量的氫氣，消耗金屬質(zhì)量的比較產(chǎn)生等量的氫氣，消耗金屬質(zhì)量的比

18、較例例9.把足量的把足量的Mg、Al、Fe、Zn分別放入質(zhì)量分數(shù)分別放入質(zhì)量分數(shù)完全相同的稀硫酸中，產(chǎn)生氫氣的量（完全相同的稀硫酸中，產(chǎn)生氫氣的量（ ）消耗金屬的量（消耗金屬的量（ ） 2Al 3H2 Mg H2 227 32 24 2 9 1 12 1 Fe H2 Zn H2 56 2 65 2 28 1 32.5 1一樣多一樣多AlMgFeZn等量的金屬與酸反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣量的比較等量的金屬與酸反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣量的比較例例10.把等量的把等量的Mg、Al、Fe、Zn分別放入質(zhì)量分別放入質(zhì)量分數(shù)完全相同的足量的稀硫酸中，產(chǎn)生氫氣的分數(shù)完全相同的足量的稀硫酸中，產(chǎn)生氫氣的量由多到少順序（量由多到少順序（ ）2Al 3H2 Mg H2 227 32 24 2 1 19 1 112 Fe H2 Zn H2 56 2 65 2 1 128 1 132.5AlMgFeZn例例11.某不純的鐵塊某不純的鐵塊5.6g與足量的稀鹽酸與足量的稀鹽酸反應(yīng)，全部溶解，放出氫氣為反應(yīng)，全