内容正文:
第八单元 金属和金属材料
课题1 金属材料
一.金属材料
2.金属材料的发展
(1)人类广泛应用的金属材料:铜和铁。
(2)现在世界上年产量居前三位的金属依次是铁、铝、铜。
3.金属的物理性质
(1)共性:常温下,大多数都是固体,有金属光泽,具有优良的导电性、导热性和延展性。
(2)特性:大多数金属呈银白色,但铜呈紫红色,金呈黄色;常温下,绝大多数金属是固体,而汞却是液体。
金属的物理性质与用途之间的关系
(1)金属的用途。
金属在生活、生产中有着广泛的应用,应根据不同的用途选用不同的金属。
金属的物理性质
用途
易导电
制电线、电缆
易导热
制炊具
有延展性
拉成丝、制成薄片
机械强度好
制造车辆、防盗门窗、机械等
有金属光泽
制装饰品
(2)决定物质用途的因素。
①物质的性质在很大程度上决定了物质的用途。
②在考虑物质的用途时,还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利,以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。
二、合金
1.合金是由一种金属跟其他金属(或非金属)熔合形成的有金属特性的物
质。
2.合金的优良性能
(1)机械加工与抗腐蚀性能更好。
(2)比组成它们的纯金属的强度和硬度更大,熔点更低,某些合金的抗腐蚀能力强于组成它们的纯金属。
(3)合金的优良性能可满足人们许多特殊的需求,从而比纯金属有更广泛的用途。
3.常见的合金
(1)铁合金:铁合金包括生铁和钢。
类别
含碳量
机械性能
用途
生铁
2%~4.3%
硬而脆、无韧性
制暖气片、机床底座等
钢
0.03%~2%
较硬而韧,有弹性、有良好延展性
制机械、交通工具、炊具等
(2)其他常见的合金:硬铝和黄铜等。
【注意】 1.合金中一定有金属存在,但不一定都是金属与金属熔合而成,还有可能是金属与非金属熔合而成。例如:生铁和钢都是铁的合金,都含有碳元素。
2.合金中各成分是均匀熔合在一起的,在某一种金属表面镀上一层其他金属,这种情况不属于合金。
3.合金的性能一般要优于组成它们的纯金属,但这也不是绝对的。在某些性能上,如导电性、导热性,纯金属的性能往往更优良。
课题2 金属的化学性质
一、金属的化学性质
1.与氧气反应
金属
化学方程式
现象
Al
4Al+3O22Al2O3
铝片表面逐渐变暗并融化,但不滴落
Fe
3Fe+2O2Fe3O4
在氧气中剧烈反应、火星四射、生成黑色固体
Cu
2Cu+O22CuO
在空气中,不能燃烧,加热时, 生成黑色 固体
Mg
2Mg+O22MgO
发出 耀眼的白光 ,生成一种 白 色固体
【注意】铝在常温下即能与氧气,表面生成一层致密的氧化铝薄膜 ,从而阻止铝与氧气的进一步反应,故铝的活动性比铁强,但却比铁耐腐蚀。
2.与稀盐酸、稀硫酸反应
金属
化学方程式
现象
Mg
Mg+2HCl===MgCl2+H2↑
Mg+H2SO4===MgSO4+H2↑
剧烈反应,产生大量气泡,放出热量。
Zn
Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑
Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
反应比较剧烈,产生大量气泡
Fe
Fe+2HCl===FeCl2+H2↑
Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑
反应缓慢, 产生气泡 ,溶液由无色变为 浅绿色
Cu
不反应
【注意】:①铁与酸反应生成的铁的化合物中铁的化合价为+2价;
二、置换反应
1.概念:由一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质和另一种化合物的反应,叫置换反应。(表达式:A+BC===B+AC)
2.特点:①反应物为单质和化合物,生成物为单质和化合物。②反应前后化合价一定发生变化。
四、金属与酸反应的图象(以Mg、Al、Zn、Fe与稀盐酸反应为例)
横坐标是时间,纵坐标是产生氢气的质量
图像解读
1. 一定质量的活泼金属与足量酸反应生成氢气质量可用下列式子计算:
生成氢气质量=金属质量×
2.当其他条件相同时,金属的活动性越强,产生氢气的速度越快;
3.等量金属与足量酸反应(金属耗尽),比值越大,产生氢气越多;
【注意】若等量酸与足量金属反应(酸耗尽),则产生氢气的质量相等。
①等量金属与足量酸反应(金属耗尽)
四、与某些金属化合物溶液反应
条件:位于前面的金属把后面的金属从它的化合物溶液中置换出来。
化学方程式
现象
活动性
Fe+CuSO4===FeSO4+Cu
铁表面有红色物质生成,溶液由 蓝色变为浅绿色
Fe>Cu
Cu+2AgNO3===Cu(NO3)2+2Ag
铜的表面有银白色的物质生成,溶液由无色变为蓝色
Cu>Ag
五、金属活动性顺序
1.规律。
2.意义。
在金属活动性顺序中:
①金属的位置越靠前,它的活动