2023年高考化學(xué)總復(fù)習(xí)高中化學(xué)《金屬材料》知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

2023年高考化學(xué)總復(fù)習(xí)高中化學(xué)《金屬材料》知識(shí)點(diǎn)

總結(jié)

一、金屬材料：金屬材料可分為純金屬和合金。新型金屬材

料是具有特殊性能的金屬結(jié)構(gòu)材料

1合金

(1)概念：合金是指兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)

熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)

(2)性能：合金具有不同于各成分金屬的物理、化學(xué)性能或機(jī)

械性能

①熔點(diǎn)：合金的熔點(diǎn)比各成分金屬低

②硬度和強(qiáng)度：合金的硬度比各成分金屬大

(3)易錯(cuò)點(diǎn)：

①構(gòu)成合金的成分不一定是兩種或兩種以上的金屬，也可以

是金屬與非金屬，合金中一定含金屬元素

②合金的性質(zhì)不是各成分金屬的性質(zhì)之和。合金具有許多良

好的物理、化學(xué)和機(jī)械性能，在許多方面不同于各成分金

屬，不是簡(jiǎn)單加合；但在化學(xué)性質(zhì)上，一般認(rèn)為合金體現(xiàn)的

是各成分金屬的化學(xué)性質(zhì)

③并非所有的金屬都能形成合金，兩種金屬形成合金，其前

提是兩種金屬在同一溫度范圍內(nèi)都能熔化，若一種金屬

的熔點(diǎn)大于另一種金屬的沸點(diǎn)，則二者不能形成合金

④合金一定是混合物

⑤常溫下，多數(shù)合金是固體，但鈉鉀合金是液體

2、常見(jiàn)的金屬材料

(1)金屬材料分類

①黑色金屬材料：鐵、鋁、鎰以及它們的合金

②有色金屬材料：除黑色金屬以外的其他金屬及其合金

(2)黑色金屬材料一一鋼鐵

①生鐵：含碳量在2%?4.3%的鐵的合金。生鐵里除含碳外,

還含有硅、鎰以及少量的硫、磷等，它可鑄不可炊。根據(jù)碳

的存在形式可分為煉鋼生鐵、鑄造生鐵和球墨鑄鐵等兒種

②鋼：含碳量在0.03%?2%的鐵的合金。鋼堅(jiān)硬有韌性、

彈性，可以鍛打、壓延，也可以鑄造。鋼的分類方法很多，

如果按化學(xué)成分分類，鋼可以分為碳素鋼和合金鋼兩大類。

碳素鋼就是普通的鋼，碳素鋼又可以分為低碳鋼、中碳鋼和

高碳鋼，低碳鋼韌性、焊接性好，強(qiáng)度低；中碳鋼強(qiáng)度高,

韌性及加工性好；高碳鋼硬而脆，熱處理后彈性好。合金

鋼也叫特種鋼，是在碳素鋼是適當(dāng)?shù)丶尤胍环N或幾種，如錦、

銘、銀、鴇、銅等合金元素而制成的。合金元素使合金鋼具

有各種不同的特殊性能，用于制不銹鋼及各種特種鋼

③鋼是用量最大，用途最廣的合金

(3)有色金屬材料——銅和鋁

①鋁及鋁合金：AI是地殼中含量最多的金屬元素，純鋁的

硬度和強(qiáng)度較小，有良好的延展性和導(dǎo)電性，通常用作制導(dǎo)

線。鋁合金密度小、強(qiáng)度高、塑性好、易于成型、制造工藝

簡(jiǎn)單、成本低廉，主要用于建筑頁(yè)、容器和包裝業(yè)、交通

運(yùn)輸業(yè)、電子行業(yè)等。如：鋁硅合金，制門窗、飛機(jī)等。鎂

鋁合金，制照相機(jī)外殼等

鋁的耐腐蝕原因：表面的鋁和空氣中的氧氣反應(yīng)形成一層致

密的氧化物薄膜(AI2O3)

鈍化：常溫下鐵、鋁在濃硝酸、濃硫酸中形成致密的氧化物

薄膜而阻止內(nèi)部金屬的氧化

②銅及銅合金：純銅有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，主要用于電

器和電子工業(yè)、建筑業(yè)。青銅是我國(guó)使用最早的合金，常見(jiàn)

的銅合金有黃銅(Cu—Zn合金)和白銅(Cu—Sn合金)

3、金屬的腐蝕和防護(hù)

(1)金屬腐蝕內(nèi)容：金屬的腐蝕是指金屬或者合金跟周圍接觸

到的化學(xué)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的過(guò)程

(2)金屬腐蝕的本質(zhì)：金屬原子失去電子變?yōu)榻饘訇?yáng)離子，金

屬發(fā)生氧化反應(yīng)

(3)金屬腐蝕的類型：

①化學(xué)腐蝕：金屬和接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起

的腐蝕?；瘜W(xué)腐蝕實(shí)質(zhì)是金屬和非電解質(zhì)或其它物質(zhì)相

接觸直接發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起的腐蝕。其腐蝕過(guò)程沒(méi)有

電流產(chǎn)生

②電化學(xué)腐蝕：不純的金屬跟電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，會(huì)發(fā)生原

電池反應(yīng)。比較活潑的金屬失去電子而被氧化，這種腐蝕

叫做電化學(xué)腐蝕。電化學(xué)腐蝕過(guò)程有電流產(chǎn)生

(4)化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕

類型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕

條件金屬跟非金屬單質(zhì)直接接觸不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸

現(xiàn)象無(wú)電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生

本質(zhì)金屬被氧化較活潑金屬被氧化

聯(lián)系兩者往往同時(shí)發(fā)生，電化學(xué)腐蝕更普遍

(5)電化學(xué)腐蝕的分類以鋼鐵的腐蝕為例進(jìn)行分

析

類型析氫腐蝕(腐蝕吸氧腐蝕(反應(yīng)過(guò)程吸收氧氣)

過(guò)程中不斷有氫

氣

放出)

條件水膜酸性較強(qiáng)(pH水膜酸性很弱或呈中性

<4.3)

負(fù)極Fe-2e-===Fe2+Fe—2e—

===Fe2+

電極正極2HH2G—===HO2+2H2O+4e-===4OH-

反應(yīng)2T

2Fe+O2+2H2O===2Fe(OH)2

總反Fe+2H+===Fe24Fe(OH)2+O2+2H2

應(yīng)式++H2T0

4Fe(OH)3

Fe(0H)3脫去一部分水就

生成

Fe2O3-xH2O(鐵銹主要成分)

聯(lián)系吸氧腐蝕更普遍

(6)金屬的防護(hù)

①犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法一原電池原理

②外加電流的陰極保護(hù)法一電解原理

③改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如制成合金、不銹鋼等

④加防護(hù)層，如在金屬表面噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍或

表面鈍化等方法

4、金屬的冶煉

(1)金屬在自然界中的存在形式：

①游離態(tài)：化學(xué)性質(zhì)不活潑的金屬，在自然界中能以游離態(tài)

的形式存在。如：Au、Ag、Pt、Cu

②化合態(tài)：化學(xué)性質(zhì)比較活潑的金屬，在自然界中能以化合態(tài)

的形式存在。如：Al、Na

(2)金屬冶煉的實(shí)質(zhì)：用還原的方法，使金屬化合物中的金屬

陽(yáng)離子得電子變成金屬原子。Mn++ne>M

(3)金屬冶煉的主要步驟：

①礦石的富集(目的：除去雜質(zhì)，提高礦石右的有用成分的

含量)

②冶煉(目的：得到金屬單質(zhì))

原理：利用氧化還原反應(yīng)原理，在一定條件下，用還原劑把

金屬礦石中的金屬離子還原成金屬單質(zhì)

③精煉（目的：提高金屬的純度）

（4）金屬冶煉方法（根據(jù)金屬的活潑性）

①物理法：Au、Pt在自然界中主要以游離態(tài)存在

②熱分解法：適用范圍：不活潑金屬（Hg?Ag）例：

2HgO2Hg+O2f

2Ag2O4Ag+02T

③熱還原法：適用范圍：較活潑的金屬（Zn?Cu）

（i）焦炭還原法。例：

局溫

C還原ZnO、CuO：C+2ZnO=2Zn+CO2T

高溫

C+2CuO-2Cu+CO2T

（ii）一氧化碳還原法。例：

局溫

CO還原Fe2O3>CuO：3CO+Fe2O32Fe+3CO2

高溫

CO+CuO-Cu+CO2

(iii)氫氣還原法。例：

H2還原WO3、Fe3O4：3H2+WO3=4=W+3H20

4H2+Fe3O4=A=3Fe+4H2O

(iv)活潑金屬還原法。例：

高溫

Al還原Cr2O3、V2O5：2AI+Cr2O3—AI2O3+

2Cr

高溫

10AI+3V2O5—6V+5AI2O3

④電解法：適用范圍：活