内容正文:
第八单元 金属和金属材料
知识导引
知识清单
知识点1:金属材料
1. 金属材料:包括纯金属以及它们的合金。
2. 金属的物理性质和用途
(1)共性和用途
共性
用途
有金属光泽
制作金属饰品
导电性
制作导线
导热性
制作炊具
延展性
冲压成各种形状
(2)特性
①颜色:大多数金属呈银白色,铜呈紫红色,金呈黄色,铁粉呈黑色。
②状态:常温下大多数金属为固态,汞(俗称水银)为液态。
(3)物质的性质在很大程度上决定了物质的用途,另外还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利以及是否容易回收和对环境的影响等多种因素。
3. 金属之最
地壳中含量最多的金属元素——铝
人体中含量最多的金属元素——钙
目前世界年产量最多的金属——铁
导电、导热性最好的金属——银
熔点最高的金属——钨(作灯丝)
熔点最低的金属——汞(制作水银温度计)
4.合金
(1)概念:在金属中加热融合某些金属或非金属,制得具有金属特征的混合物。
①合金是混合物; ②形成合金的过程是物理变化; ③合金各成分的化学性质不变。
(2)性能:合金和组成其的纯金属相比较,硬度一般更大,熔点一般更低,抗腐蚀性更好。
相互刻画,纯金属上有明显划痕
(3)常见的合金
合金
铁的合金
铜合金
焊锡
钛合金
形状记忆合金
生铁
钢
黄铜
青铜
成分
含碳量
2%~4.3%
含碳量
0.03%~2%
铜锌
铜锡
铅锡
合金
钛与其他金属
钛镍合金
备注
铁的合金主要含Fe、C,区别主要是含碳量不同
紫铜是纯铜
熔点低
焊接金属
与人体有很好的
相容性,可用于制造人造骨
具有形状记忆效应用于制成人造卫星天线
知识点2:金属的化学性质
1.金属与氧气的反应:金属+氧气→金属氧化物(化合反应)
镁
铝
铁
铜
金
2Mg+O2 = 2MgO
4Al+3O2 = 2Al2O3
3Fe+2O2Fe3O4
2Cu+O22CuO
高温下不反应
常温下表面形成氧化膜
常温下表面形成氧化膜
铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体
紫红色的铜丝加热后变黑
——
通过金属与氧气能否反应及反应的难易程度判断金属的活动性:镁、铝>铁、铜>金。
注意事项:铝具有很好的抗腐蚀性能原因:铝与空气中氧气反应,表面生成一层致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步氧化。
2.金属与盐酸、稀硫酸的反应:金属(金属活动性在氢之前) +稀酸→-盐+氢气(置换反应)
镁
锌
铁
铜
固体逐渐溶解,产生大量气泡
固体逐渐溶解,产生较多气泡
固体逐渐溶解,无色溶液变为浅绿色,产生少量气泡
不反应
Mg+2HCl = MgCl2+H2↑
Zn+2HCl = ZnCl2+H2↑
Fe+ 2HCl = FeCl2 + H2↑
Mg+H2SO4 = MgSO4+H2↑
Zn+H2SO4 = ZnSO4+H2↑
Fe+H2SO4 =FeSO4+H2↑
通过金属与酸能否反应或与酸反应的剧烈程度判断金属的活动性:镁>锌>铁>铜。
注意事项:铁与盐酸和稀硫酸反应生成的铁的化合物中,铁元素的化合价为+2。含有Fe2+的溶液呈浅绿色。
3.金属与盐溶液的反应:金属+盐→新金属+新盐(置换反应)
铁钉+硫酸铜溶液
铝丝+硫酸铜溶液
铜丝+硝酸银溶液
铁表面有紫红色固体产生,
溶液由蓝色逐渐变为浅绿色。
铝表面有紫红色固体产生,
溶液由蓝色逐渐变为无色。
铜表面有银白色固体产生,
溶液由无色逐渐变为蓝色。
Fe+CuSO4 =Cu+FeSO4
2Al+3CuSO4 =Al2(SO4)3 +3Cu
Cu+2AgNO3 =2Ag+Cu(NO3)2
活动性:铁>铜
活动性:铝>铜
活动性:铜>银
反应条件:参加反应的金属活动性必须强于盐中金属的活动性(K、Ca、Na除外),且盐必须可溶。
知识拓展:鉴别黄金和假黄金(铜锌合金)的方法:
1 加入稀盐酸或稀硫酸:有气泡产生的是假黄金,反之为黄金。
②灼烧:有黑色物质生成的是假黄金,反之为黄金。
4.置换反应
(1)概念: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)特点:单换单。
(3)注意:置换反应中一定有元素化合价的变化。
知识点3:金属的活动性顺序
1.金属活动性顺序
2.金属活动性顺序的规律
(1)在金属活动性顺序里,金属的位置越靠前,活动性就越强。
(2)在金属活动性顺序里,位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢。
(3)在金属活动性顺序里,位于前面的金属能把后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来(K Ca Na除外)。
3.应用
(1)判断金属被开发利用的先后顺