第八單元 金屬和金屬材料

1、第八單元 金屬和金屬材料課題1 金屬材料金屬的物理性質(zhì)1、金屬材料包括純金屬以及他們的合金注意：金屬的使用先后順序：青銅器、鐵器、鋁 目前世界上使用最多的金屬是鐵，其次是鋁，居第三位 的是銅，鈦和鈦合金被認(rèn)為是21世紀(jì)的重要材料2、常見(jiàn)金屬的物理性質(zhì)常溫下大多是金屬是固體，有金屬光澤，大多數(shù)金屬是電和熱的良導(dǎo)體，有延展性，密度較大、熔點(diǎn)較高。但各種金屬的顏色、硬度、密度、熔點(diǎn)、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性等物理性質(zhì)差別較大。3、金屬之最地殼中含量最高的金屬是鋁人體中含量最高的金屬是鈣導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性最好的金屬是銀硬度最高的金屬是鉻熔點(diǎn)最高的金屬是鎢熔點(diǎn)最低的金屬是汞（常溫下為液態(tài)）4、金屬某些物理性質(zhì)的應(yīng)用金

2、屬的物理性質(zhì) 應(yīng)用導(dǎo)電性 制電線、電纜導(dǎo)熱性 制作炊具延展性 拉成絲、做成箔機(jī)械強(qiáng)度 制防盜門(mén)窗、機(jī)械等金屬光澤 制作裝飾品5、合金的定義 合金是在金屬中加熱熔合某些金屬或非金屬，形成具有 金屬特性的物質(zhì)。6、關(guān)于合金應(yīng)該注意的一些問(wèn)題 合金是金屬與金屬或金屬與非金屬的混合物 合金形成的條件：一種金屬的熔點(diǎn)不能高于另一種金屬的沸點(diǎn) 日常生活中使用的金屬材料大多數(shù)是合金7、合金的性能及應(yīng)用 與純金屬相比，合金的強(qiáng)度和硬度比組成他們的金屬高，機(jī)械加工性能和抗腐蝕性能更好等。 改變合金成分的配比及合金的形成條件，可以制得不同性能的合金。 由于合金的很多性能比組成他們的純金屬要優(yōu)良，其優(yōu)越性滿足了許多

3、高科技的需要，因此合金具有更廣泛的應(yīng)用。 8、在生產(chǎn)和生活中，幾種常用的合金是鐵合金、鋁合金、銅合金和鈦合金。 鐵合金主要包括生鐵和鋼，他們的主要區(qū)別是含碳量的不同。 生鐵的含碳量2%-4.3%；鋼的含碳量0.30%-2% 鈦和鈦合金被認(rèn)為是21世紀(jì)的重要金屬材料，具有熔點(diǎn)高、密度小、可塑性好、易于加工、機(jī)械性能好、抗腐蝕性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在航空、航海、化工通信等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用 鋁合金的特點(diǎn)是密度小、強(qiáng)度高，可用于制造飛機(jī)、汽車(chē)、做建筑材料等。 純銅為紫紅色，又稱紫銅，它屬于純凈物，不屬于合金 青銅器是人類(lèi)使用最早的金屬材料，是錫與銅的合金； 24K金可看做純金屬，屬于純凈物，不是合金。9、生鐵和

4、鋼生鐵和鋼是鐵的兩種合金，生鐵的含碳量高，鋼的含碳量低，生鐵硬而脆，延展性和機(jī)械性能差，鋼硬度大，韌性好，延展性和機(jī)械性能好因而鋼比生鐵的性能更優(yōu)，用途更廣10、淬火和回火是金屬熱處理常用的兩種方法。進(jìn)過(guò)淬火后的鋼，其硬 度和耐磨性增強(qiáng)，塑性和韌性降低，淬火后的鋼再經(jīng)回火后，其 韌性可以部分恢復(fù)第二節(jié) 金屬的化學(xué)性質(zhì)1、金屬與氧氣的反應(yīng) 2Mg+O2=2MgO 4Al+3O2=2Al2O3 點(diǎn)燃3Fe+2O2=Fe3O4 加熱2Cu+O2=2CuO大多數(shù)金屬都能與氧氣反應(yīng)，但反應(yīng)的難易和劇烈程度不同。Mg、Al在常溫下就能與氧氣反應(yīng)，F(xiàn)e、Cu等在常溫下幾乎不與氧氣反應(yīng)，Au在高溫時(shí)也不與氧氣

5、反應(yīng)。以上事實(shí)說(shuō)明Mg、Al比較活潑，F(xiàn)e、Cu次之，Au最不活潑鋁的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，在常溫下就很容易和氧氣反應(yīng)生成一層致密的氧化物（Al2O3）薄膜，從而阻止鋁進(jìn)一步被氧化，因此鋁具有很好的抗腐蝕性能2、金屬與酸的反應(yīng)Mg+H2SO4=MgSO4+H2Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 Fe+H2SO4=FeSO4+H2 Fe+2HCl=FeCl2+H2 Cu+H2SO4=不反應(yīng)在金屬活動(dòng)順序里，只有位于氫前的金屬才能置換出稀鹽酸、稀硫酸中的氫，且金屬越活潑，反應(yīng)速率越快，位于氫后面的不活潑的金屬不能置換出酸中的氫。 3、置換反應(yīng)：一種單質(zhì)和一種化合物反應(yīng)生成另一種單質(zhì)和另一種化 合物的反

6、應(yīng)叫置換反應(yīng)特征：A+BC=AC+B鐵在置換反應(yīng)中只能生成亞鐵鹽（如FeSO4、FeCl2），含F(xiàn)e2+的溶液是淺綠色的4、金屬與某些化合物溶液反應(yīng)Fe+CuSO4=FeSO4+CuCu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)22Al+3Cu(NO3)2=2Al(NO3)3+Cu在金屬活動(dòng)順序里，位于前面的金屬能將后面的金屬?gòu)钠潲}溶液中置換出來(lái)。此類(lèi)反應(yīng)只能在溶液中才能發(fā)生，所以要求化合物可溶。此類(lèi)反仍是置換反應(yīng)，有Fe參加時(shí)只能生成亞鐵鹽（如FeSO4、FeCl2）。描述此類(lèi)反應(yīng)現(xiàn)象時(shí)要注意兩點(diǎn)：一是置換出的金屬覆蓋在原金屬的表面二是注意溶液顏色的變化5、常見(jiàn)的金屬活動(dòng)順序由強(qiáng)到弱依次是K、C

7、a、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、H、Cu、Hg、Ag、Pt、Au應(yīng)用（1）、在金屬活動(dòng)順序里，金屬的位置越靠前，它的活動(dòng)性越強(qiáng)（2）、在金屬活動(dòng)順序里，位于氫前的金屬能置換出鹽酸和稀硫酸中的 氫，位于后面的金屬則不能（3）、在金屬活動(dòng)順序里，位于前面的金屬能將位于后面的金屬?gòu)钠?鹽溶液中置換出來(lái)6、金屬與酸反應(yīng)生成氫氣的兩種情況一是相等質(zhì)量的Al、Mg、Zn、Fe與足量的稀硫酸反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量由多到少的順序?yàn)椋?AlMg Fe Zn。因?yàn)樽懔康乃?，金屬反?yīng)完全，根據(jù)反應(yīng)關(guān)系式可知：2/3Al Mg Fe Zn H2 18 24 56 65 2二是足量的Al、Mg、Zn、Fe金

8、屬與等濃度、等質(zhì)量的稀硫酸反應(yīng)，等量的稀硫酸全部反應(yīng)，則生成的氫氣的質(zhì)量相等，因?yàn)樯傻臍錃庵袣湓厝縼?lái)自于稀硫酸，反應(yīng)的純硫酸質(zhì)量相等，則生成氫氣的質(zhì)量也相等7、金屬與酸反應(yīng)圖像的分析題（1）、金屬與酸反應(yīng)越快（用的時(shí)間越少）該金屬越活潑（2）、金屬與酸反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量=金屬質(zhì)量金屬化合價(jià)/金屬相對(duì) 原子質(zhì)量如果是幾種等質(zhì)量、等化合價(jià)的金屬與足量的酸反應(yīng)，由上述關(guān)系式可知，生成氫氣的質(zhì)量與該金屬的相對(duì)原子質(zhì)量成反比。第三節(jié) 金屬資源的利用和保護(hù)1、工業(yè)煉鐵的原理：在高溫下，利用還原劑（CO）將鐵從鐵礦石里還 原出來(lái)2、工業(yè)煉鐵的原料：鐵礦石、焦炭、石灰石和空氣3、工業(yè)煉鐵的主要設(shè)備：高爐4、冶煉過(guò)程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng) 點(diǎn)燃 點(diǎn)燃 C+O2=CO CO2+C=2CO 高溫 高溫 Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2 CaCO3=CaO+CO2 高溫 CaO+SiO2=CaSiO3石灰石的主要作用是將礦石中的SiO2轉(zhuǎn)變?yōu)闋t渣CaSiO35、一氧化碳還原氧化鐵實(shí)驗(yàn)裝置圖如下：6、實(shí)驗(yàn)步驟：（1）、檢查裝置的氣密性（2）、裝入藥品并固定（3）、向玻璃管內(nèi)通入CO氣體（4）、給氧化鐵加熱（5）、停止加熱（6）、停止通入CO7、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：紅色固體逐漸變成黑色粉末，澄清石灰水變渾濁，尾氣燃 燒產(chǎn)生藍(lán)色火焰8、化學(xué)方程式： 高溫 Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2 CO2+Ca(OH)