金属及金属材料.doc

概念 金属和金属材料
一、金属材料包括 纯金属和合金
1、金属的物理性质： （1）常温下一般为固态（汞为液态），有金属光泽。 （2）大多数呈银白色（铜为紫红色，金为黄色） （3）有良好的导热性、导电性、延展性
2、金属之最：
（1）铝：地壳中含量最多的金属元素（2）钙：人体中含量最多的金属元素
（3）铁：目前世界年产量最多的金属（铁>铝>钛）
（4）银：导电、导热性最好的金属（银>铜>金>铝）
（5）铬：硬度最高的金属 （6）钨：熔点最高的金属 （7）汞：熔点最低的金属
物质的性质决定了物质的用途。在考虑物质的用途时，还需要考虑价格、资源是否丰富等。
3、合金：都是混合物。合金的熔点低，硬度大，抗腐蚀性能更好
生铁和钢都是铁的合金，区别在于含碳量不同，生铁含碳量为2---4.3% 钢0.03——2%
黄铜是铜锌合金 焊锡是锡铅合金 （比较纯铜和黄铜的硬度的方法是：互划
钛和钛合金：与人体有很好的“相容性”， （2）抗腐蚀性能好
二、金属的化学性质
⑴铝与氧气的反应，生成一层致密的保护膜，从而阻止内部的铝进一步氧化，因此，铝具有很好的抗腐蚀性。反应方程式：4Al＋3O＝2AlO。
⑵铁和空气中的水和氧气共同作用生成红褐色疏松的物质铁锈主要成分（FeO• HO）不能阻挡铁继续锈蚀
2金属铁与盐酸或稀硫酸的反应：
⑴反应的化学方程式分别为：Fe＋2HCl＝FeCl＋H↑、Fe＋HSO＝FeSO＋H↑
反应的现象为：铁钉表面有气泡，溶液由无色变为浅绿色。
⑵Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑ Zn＋2HCl＝Zn Cl＋H2↑
⑶ Mg + HSO＝Mg SO＋ H↑Mg +2 HCl＝MgCl＋H↑
⑷ 2Al+ HSO＝Al(SO)+3 H↑ 2Al+ 6HCl＝2AlCl+3H↑
3金属和某些化合物溶液的反应
⑴铁钉和硫酸铜溶液的反应。现象铁钉表面有一层红色的物质，溶液的颜色由蓝色变为浅绿色，化学方程式：Fe＋CuSO＝Cu＋FeSO。 (“湿法冶金”原理)
⑵铜丝和硝酸银溶液的反应现象：铜丝表面有一层银白色的物质，溶液由无色变为蓝色，化学方程式：Cu＋2AgNO＝2Ag＋Cu(NO)。
⑶锌和硫酸铜溶液的反应现象：锌表面有一层红色的物质，溶液的颜色由蓝色变为无色，化学方程式：Zn＋CuSO＝Cu＋ZnSO。
⑷设计实验证明三种金属的活动性顺序如：铁、铜、银，①将铁、银分别放入Cu(NO)溶液②将铜分别放入硝酸亚铁和硝酸银中
三、常见金属活动性顺序：
1．K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag Pt Au
在金属活动性顺序里：
（１）金属的位置越靠前，它的活动性就越强
（２）位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢
（３）位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。
四、金属资源的保护和利用
1、铁的冶炼
（1）原理：在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。 3CO＋FeO 2 Fe＋3CO。反应现象是：红色固体变成黑色。尾气的处理方法是：点燃或收集。
黄铁矿（主要成分是FeS）、不适合炼铁的原因是：铁的质量分数低，冶炼时产生二氧化硫污染空气。
2、铁的锈蚀
（1）铁生锈的条件是：铁与O、HO、接触（铁锈的主要成分：FeO•XHO）
（铜生铜绿的条件：铜与O、HO、CO接触。铜绿的化学式：Cu (OH) CO）
（2）防止铁制品生锈的措施：
①保持铁制品表面的清洁、干燥 ②表面涂保护膜：如涂油、刷漆、等
（3）铁锈很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气反应，因此铁制品可以全部被锈蚀。因而铁锈应及时除去。
（4）而铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化，因此，铝具有很好的抗腐蚀性能。
3、保护金属资源的途径：
①防止金属腐蚀 ②回收利用废旧金属 ③合理开采矿物 ④寻找金属的代用
18．在实验室里，可以利用如右图装置制得铁。
（1）A处玻璃管内所发生反应的化学方程式是 。
（2）B处可观察到的现象是 ；C处酒精灯的作用是 。
（3）待四氧化三铁完全反应后，停止加热A处，在断开A、B之前仍应继续通入一氧化碳至A处玻璃管冷却。若不继续通入一氧化碳，可能出现的后果是
21．（3分）物质的用途与其性质密切相关，研究金属的性质可以更好地利用金属。
（1）2009年“拍卖风波”中的兔首和鼠首是青铜器。久置的铜制品表面会锈蚀生成铜绿 [Cu2(OH)2CO3] ，铜绿是铜与空气中的氧气、水和_________________共同作用的结果。
(2)为探究铝、铁、铜的活动性顺序，某同学设计了一组实验：①铝片浸入稀硫酸中 ②铜片浸入稀硫酸中③铝片浸入硫酸亚铁溶液中。这组实验还不能完全证明三种金属的活动性顺序，请补充一个实验来达到目的（写出实验步骤、现象和化学方程式）。