金属材料的物理特性-PPT.ppt

6.1 金属材料的物理特性金属材料的物理特性第六章第六章 金属金属这这是是什什么么这些东西有哪些相似的物理性质？这些东西有哪些相似的物理性质？一、金属的物理性质一、金属的物理性质1 1、金属有哪些共同的物理性质？、金属有哪些共同的物理性质？2 2、不同的金属哪些物理性质差异较大、不同的金属哪些物理性质差异较大？3 3、金属性质如何决定各自用途？、金属性质如何决定各自用途？4 4、抢答、抢答“金属之最金属之最”阅读讨论阅读讨论常温下是固体，有金属光泽，大多数为电常温下是固体，有金属光泽，大多数为电和热的导体，有延展性，密度较大，熔点和热的导体，有延展性，密度较大，熔点较高。较高。（区别于非金属）（区别于非金属）总结：常温固体汞除外总结：常温固体汞除外 光泽多为银白色光泽多为银白色 铜紫金黄是特例铜紫金黄是特例 导电导热延展性导电导热延展性1 1、金属的通性、金属的通性2 2、金属的特性、金属的特性(密度、熔点、硬度等密度、熔点、硬度等)物理性质物理性质物理性质比较物理性质比较导电性导电性（以（以银的导电性为银的导电性为100作标准）作标准）密度密度（gcm-3）熔点熔点()硬度硬度（以金刚以金刚石的硬度为石的硬度为10作作标准）标准）银银铜铜 金金 铝铝 锌锌铁铁 铅铅100100999974746161272717177.97.9（优）（优）（良）（良）金金 铅铅 银银 铜铜 铁铁 锌锌 铝铝 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.70 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.70（大）（大）（小）（小）钨钨 铁铁 铜铜 金金 银银 铝铝 锡锡 3410 1535 1083 1064 962 660 2323410 1535 1083 1064 962 660 232 （高）（高）（低）（低）铬铬 铁铁 银银 铜铜 金金 铝铝 铅铅9 45 2.54 2.53 2.53 22.9 1.5 9 45 2.54 2.53 2.53 22.9 1.5（大）（大）（小）（小）金银打造首饰金银打造首饰美丽的金属光泽美丽的金属光泽铁制造炊具铁制造炊具导热性导热性金银压成片金银压成片铜银拉成细丝铜银拉成细丝延性延性展性展性铜制成导线铜制成导线导电性导电性性质在很大程度上决定物质的用途，但还需考虑价格、性质在很大程度上决定物质的用途，但还需考虑价格、资源、美观、使用是否便利、回收、环境影响等因素资源、美观、使用是否便利、回收、环境影响等因素3 3、用途、用途用途用途 物理性质物理性质讨论并回答下列问题：讨论并回答下列问题：1、为什么菜刀，镰刀，锤子等用铁制而不用铅制、为什么菜刀，镰刀，锤子等用铁制而不用铅制？2、银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜而不、银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜而不用银制？用银制？3、为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？如果、为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？如果用锡制的话，可能会出现什么情况？用锡制的话，可能会出现什么情况？4、为什么有的铁制品如水龙头等镀铬？如果镀金、为什么有的铁制品如水龙头等镀铬？如果镀金怎么样？怎么样？用来铸造硬币的金属材料需要具有什么性质？用来铸造硬币的金属材料需要具有什么性质？资源丰富资源丰富无毒轻便无毒轻便耐磨耐腐蚀耐磨耐腐蚀美观、易加工美观、易加工地壳中含量最高的金属地壳中含量最高的金属人体中含量最高的金属人体中含量最高的金属熔点最大的金属熔点最大的金属熔点最低熔点最低导电导热性最好的金属导电导热性最好的金属钨钨汞汞银银铝铝钙钙世界年产量最高的金属世界年产量最高的金属铁铁4 4、金属之最、金属之最制造飞机的材料中为什么大制造飞机的材料中为什么大量使用铝合金而不用纯铝？量使用铝合金而不用纯铝？1 1、什么是合金？、什么是合金？2 2、合金与组成它的金属相比，性、合金与组成它的金属相比，性质有何变化？质有何变化？3 3、我们常用的合金有哪些？、我们常用的合金有哪些？阅读讨论阅读讨论二、合金二、合金一种金属与其他金属或一种金属与其他金属或非金属熔合而成的具有非金属熔合而成的具有金属特征的混合物。金属特征的混合物。1 1、合金、合金2 2、合金与组成它的金属性质的比较、合金与组成它的金属性质的比较硬度增大、熔点降低，硬度增大、熔点降低，有的合金还有强度大、有的合金还有强度大、耐腐蚀、强磁性等特性。耐腐蚀、强磁性等特性。3 3、合金比纯金属具有更广泛的用途、合金比纯金属具有更广泛的用途 钛合金与人体有很好的钛合金与人体有很好的“相容性相容性”，因此可用来制造人造骨，因此可用来制造人造骨 钛钛和和钛钛合合金金被被认认为为是是2121世世纪纪的的重重要要材材料料，它它具具有有很很多多优优良良的的性性能能，如如熔熔点点高高、密密度度小小、可可塑塑性性好好、易易于于加加工工、机机械械性性能能好好等等。尤尤其其是是抗抗腐腐蚀蚀性性能能非非常常好好，即即使使把把它它们们放放在在海海水水中中数数年年，取取出出后后仍仍光光亮亮如如新新，其其抗抗腐腐蚀蚀性性能能远远优优于于不不锈锈钢钢，因因此此被被广广泛泛用用于于火火箭箭、导导弹弹、航航天天飞飞机机、船船舶舶、化工和通讯设备等化工和通讯设备等钛金属腕表钛金属腕表6-1 6-1 奇妙的金属性质奇妙的金属性质一、金属一、金属1 1、金属的通性：、金属的通性：大多数金属为银白色、固体、有光泽、能导大多数金属为银白色、固体、有光泽、能导 电导热、熔点高、密度较大、有延展性电导热、熔点高、密度较大、有延展性二、合金二、合金3 3、用途、用途 考虑物质用途时考虑多种因素考虑物质用途时考虑多种因素 1 1、定义：一种金属与其他金属或非金属熔合而成、定义：一种金属与其他金属或非金属熔合而成的具有金属特征的物质。的具有金属特征的物质。2 2、金属的特性、金属的特性 密度、熔点、硬度等差异较大密度、熔点、硬度等差异较大2 2、合金一般跟组成它们的金属相比：硬度增大、合金一般跟组成它们的金属相比：硬度增大、熔点降低，有的合金还有强度大、耐腐蚀、强磁熔点降低，有的合金还有强度大、耐腐蚀、强磁性等特性。性等特性。6.1 奇妙的金属性质奇妙的金属性质第二课时第二课时 金属的化学性质金属的化学性质第六章第六章 金属金属三、金属的化学性质三、金属的化学性质1 1、所有金属都能与氧气发生反应吗？各种金属、所有金属都能与氧气发生反应吗？各种金属与氧气反应的条件有何差异？与氧气反应的条件有何差异？2 2、为什么铝和铁都能与稀盐酸反应放出氢气，、为什么铝和铁都能与稀盐酸反应放出氢气，而铜却不能呢？而铜却不能呢？3 3、为什么铝和铁都能与硫酸铜溶液反应，而铜、为什么铝和铁都能与硫酸铜溶液反应，而铜却不能和硫酸铝或硫酸亚铁反应呢？却不能和硫酸铝或硫酸亚铁反应呢？4 4、何谓金属活动性顺序？、何谓金属活动性顺序？5 5、何谓置换反应？置换反应发生的依据是什么、何谓置换反应？置换反应发生的依据是什么？6 6、实验室制取氢气的反应原理是什么？装置图、实验室制取氢气的反应原理是什么？装置图如何？如何？阅读讨论阅读讨论结论：许多金属都能与氧气反应，生成氧化物结论：许多金属都能与氧气反应，生成氧化物1.1.金属与氧气的反应金属与氧气的反应镁或铝镁或铝常温下常温下高温下高温下反应式反应式可反应可反应耀眼白光耀眼白光2Mg+O2Mg+O2 2=2MgO=2MgO点燃点燃4Al+3O4Al+3O2 2=2Al=2Al2 2O O3 3点燃点燃铁或铜铁或铜不反应不反应可反应可反应2Cu+O2Cu+O2 2=2CuO=2CuO3Fe+2O3Fe+2O2 2=Fe=Fe3 3O O4 4点燃点燃思考：思考：有没有特例？有没有特例？有，金、银例外；有，金、银例外；注意注意:铝在空气中与氧气铝在空气中与氧气反应生成致密的氧化铝薄反应生成致密的氧化铝薄膜膜,阻止反应进一步发生阻止反应进一步发生为什么我们看过铁生锈，而没看过铝生锈呢？为什么我们看过铁生锈，而没看过铝生锈呢？2.与稀盐酸或稀硫酸的反应与稀盐酸或稀硫酸的反应锌粒锌粒铁片铁片镁片镁片铜片铜片稀稀盐盐酸酸+产生气泡快速产生气泡快速反应放大量热反应放大量热Mg+2HCl=MgCl2+H2产生气泡产生气泡速率适中速率适中Zn+2HCl=ZnCl2+H2产生气泡速率产生气泡速率较慢，溶液无较慢，溶液无色变为浅绿色色变为浅绿色Fe+2HCl=FeCl2+H2无现象无现象结论：结论：许多金属都能与稀盐酸或稀硫酸反应产生氢气许多金属都能与稀盐酸或稀硫酸反应产生氢气思考：思考：为什么镁与稀盐酸反应比铁剧烈？为什么镁与稀盐酸反应比铁剧烈？为什么铜不与稀盐酸反应？为什么铜不与稀盐酸反应？与金属活动性有关与金属活动性有关说明：说明：能与酸反应产生氢气的金属是较活泼金属能与酸反应产生氢气的金属是较活泼金属铜放入酸中铜放入酸中铁与酸反应铁与酸反应锌与酸反应锌与酸反应镁与酸反应镁与酸反应3 3、金属与某些金属化合物溶液的反应、金属与某些金属化合物溶液的反应 实验实验 现象现象 反应的化学方程式反应的化学方程式 说明说明光亮的光亮的铝丝浸铝丝浸入硫酸入硫酸铜溶液铜溶液中中铜丝浸铜丝浸入硝酸入硝酸银溶液银溶液中中铜丝浸铜丝浸入硫酸入硫酸铝溶液铝溶液中中实验一：说明铝比实验一：说明铝比铜活泼铜活泼铝丝表面覆盖一层铝丝表面覆盖一层红色的铜，溶液由红色的铜，溶液由蓝色变成无色蓝色变成无色铜丝表面覆盖一层银铜丝表面覆盖一层银白色的银，溶液由无白色的银，溶液由无色逐渐变成蓝色色逐渐变成蓝色2Al+3 CuSO4 =Al2(SO4)3 +3CuCu +2AgNO3 =Cu(NO3)2+2Ag无无实验二：铜比银活泼实验二：铜比银活泼实验三：说明铜没有实验三：说明铜没有铝活泼铝活泼铁铁与与硫硫酸酸铜铜溶溶液液的的反反应应现象：铁条上有红色物质生成，溶现象：铁条上有红色物质生成，溶液由蓝色变为浅绿色液由蓝色变为浅绿色我国古代人民智慧的体现之一：我国古代人民智慧的体现之一：湿法冶金湿法冶金 CuSO4FeFeSO4CuZnZn HH2 2SOSO4 4 ZnSOZnSO4 4 H H2 2ZnZn2HCl2HClZnClZnCl2 2H H2 2FeFe2HCl2HClFeClFeCl2 2H H2 2+化合物化合物化合物化合物单质单质单质单质单质单质单质单质化合物化合物化合物化合物1、定义：由一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质与另一种化合物的反应。2、通式：A+BC=AC+B 四、置换反应四、置换反应“一换一一换一”注意：铁的置换均为二价注意：铁的置换均为二价K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au钾钾 钙钙 钠钠 镁镁 铝铝 锌锌 铁铁 锡锡 铅铅 氢氢 铜铜 汞汞 银银 铂铂 金金金属活动性由强到弱金属活动性由强到弱说明说明:1.1.越靠前活动性越强，钾最活泼，金最不活泼。越靠前活动性越强，钾最活泼，金最不活泼。2.2.氢前金属能从酸（稀盐酸、稀硫酸）中置换氢前金属能从酸（稀盐酸、稀硫酸）中置换出氢，氢后金属则不行。（浓硫酸、硝酸不行）出氢，氢后金属则不行。（浓硫酸、硝酸不行）3.3.排在前面的金属能把排在后面的金属从它的排在前面的金属能把排在后面的金属从它的盐溶液中置换出来盐溶液中置换出来4.4.相同条件下，位置越前的金属，与酸反应越相同条件下，位置越前的金属，与酸反应越剧烈。剧烈。注意注意:K Ca Na 金属性特强其反应初中不要求金属性特强其反应初中不要求五、金属活动性顺序五、金属活动性顺序1.1.判断下列物质能否发生反应？若能，判断下列物质能否发生反应？若能，写出相关化学方程式。写出相关化学方程式。（1 1 1 1）银与稀盐酸）银与稀盐酸）银与稀盐酸）银与稀盐酸 （2 2 2 2）锌与硫酸铜溶液）锌与硫酸铜溶液）锌与硫酸铜溶液）锌与硫酸铜溶液 （3 3 3 3）铜与硫酸锌溶液）铜与硫酸锌溶液）铜与硫酸锌溶液）铜与硫酸锌溶液 （4 4 4 4）铝与硝酸银溶液）铝与硝酸银溶液）铝与硝酸银溶液）铝与硝酸银溶液 （5 5 5 5）银与氯化铜溶液）银与氯化铜溶液）银与氯化铜溶液）银与氯化铜溶液 （6 6 6 6）镁与硫酸亚铁溶液）镁与硫酸亚铁溶液）镁与硫酸亚铁溶液）镁与硫酸亚铁溶液 解答：解答：可发生反应的：可发生反应的：（2）（）（4）（）（6）化学方程式：化学方程式：(2)Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4(4)Al+3AgNO3=Al(NO3)3+3Ag(6)Mg+FeSO4=MgSO4+Fe判断金属活动性的方法判断金属活动性的方法1.1.根据金属与氧气反应的难易程度与反根据金属与氧气反应的难易程度与反应现象的剧烈程度判断；应现象的剧烈程度判断；2.2.金属与酸反应的剧烈程度；金属与酸反应的剧烈程度；3.3.金属与能否与金属化合物的溶液反应。金属与能否与金属化合物的溶液反应。年代年代查找资料查找资料商商朝朝司司母母戊戊鼎鼎春春秋秋时时期期的的铁铁锄锄和和铁铁削削现现代代用用电电解解法法冶冶炼炼铝铝分析资料可知分析资料可知:金属冶炼的早晚与金属金属冶炼的早晚与金属活动性的强弱有关。活动性的强弱有关。三、金属的化学性质三、金属的化学性质1、金属与氧气的反应、金属与氧气的反应4Al+3O2=2Al2O32Mg+O2=2MgO3Fe+2 O2 点燃点燃 Fe3 O4 2、金属与稀盐酸、稀硫酸反应、金属与稀盐酸、稀硫酸反应 （置换反应置换反应）Fe +2HCl =FeCl2 +H2 Fe +H2 SO4 =Fe SO4+H2 Zn +2HCl=ZnCl2 +H2 Zn +H2 SO4 =Zn SO4 +H2 Mg+2HCl=MgCl2 +H2 Mg+H2 SO4 =Mg SO4 +H2 3、金属与某些化合物溶液反应、金属与某些化合物溶液反应 （置换反应置换反应）2Al+3 CuSO4 =Al2（SO4）3+3CuCu +2AgNO3 =Cu(NO3)2+2Ag四、置换反应：由单质和化合物反应，生成单质和化合物的反应四、置换反应：由单质和化合物反应，生成单质和化合物的反应五、金属活动性顺序：五、金属活动性顺序：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H)Cu Hg Ag Pt Au 金属活动性，由强逐渐减弱。金属活动性，由强逐渐减弱。