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第八单元 金属 合金 金属资源
第一节 金属材料
一、金属材料:
1、金属材料 纯金属(90多种)
1、金属材料
合金 (几千种)
2、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、金属的物理性质:
(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。
3、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>铜)。
(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。 (8)锇:密度最大的金属。 (9)锂:密度最小的金属。
4、金属分类:
黑色金属:通常指铁、锰、铬及它们的合金。
重金属:如铜、锌、铅等
有色金属
轻金属:如钠、镁、铝等;
有色金属:通常是指除黑色金属以外的其他金属。
二、合金:由一种金属跟其他一种或几种金属(或金属与非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质。(注:合金是混合物)
★:一般说来,合金的熔点比各成分低,硬度比各成分大,抗腐蚀性能更好。
合金
铁的合金
铜合金
焊锡
钛和钛合金
形状记忆金属
生铁
钢
黄铜
青铜:
成分
含碳量
2%~4.3%
含碳量
0.03%~2%
铜锌
合金
铜锡
合金
铅锡
合金
钛镍合金
备注
不锈钢:含铬、镍的钢
具有抗腐蚀性能
紫铜为纯铜
熔点低
注:钛和钛合金:被认为是21世纪的重要金属材料,钛合金与人体有很好的“相容性”,
因此可用来制造人造骨等。
(1)熔点高、密度小
优点 (2)可塑性好、易于加工、机械性能好
(3)抗腐蚀性能好
第二节 金属的化学性质
一、金属的化学性质:
1、大多数金属可与氧气的反应
2Mg +O2 2MgO(在空气或氧气中点燃) 2Mg +O2 == 2MgO(表面氧化)
注:MgO:白色固体
4Al +3O2 2Al2O3(在氧气中) 4Al +3O2 == 2Al2O3(致密的氧化膜)注:Al2O3:白色固体
3Fe + 2 O2 Fe3O4 2Cu + O2 2CuO(Cu在空气中不燃烧,只是表面变黑)
注意:(1)虽然铝在常温下能与氧气反应,但是在铝表面生成了一层致密的氧化铝薄膜,从而阻止了反应的进行,所以铝在常温下不会锈蚀。
(2)“真金不怕火炼”说明金即使在高温时也不能与氧气反应,金的化学性质极不活泼。
2、金属 + 酸 == 盐 + H2↑ 置换反应(条件:活动性:金属>H )
H2SO4 + Mg == MgSO4 + H2↑ 2HCl + Mg == MgCl2+ H2↑ 现象:反应剧烈,有大量气泡产生。
3H2SO4 + 2Al == Al2(SO4)3 + 3H2↑ 6HCl + 2Al == 2AlCl3+ 3H2↑ 现象:反应剧烈,有大量气泡产生。
H2SO4 +Zn == ZnSO4 + H2↑ 2HCl +Zn == ZnCl2 + H2↑ 现象:反应比较剧烈,有大量气泡产生。
H2SO4 + Fe == FeSO4 + H2↑ 2HCl + Fe == FeCl2+ H2↑
现象:反应比较缓慢,有气泡产生,溶液由无色变为浅绿色。
3、金属 + 盐 == 另一金属 + 另一盐 置换反应(条件:活动性:参加反应的金属>化合物中金属元素)
Fe + CuSO4 == Cu + FeSO4 (这也是“湿法冶铜”的原理)
现象:铁钉表面有红色物质出现,溶液由蓝色变为浅绿色。
2Al + 3CuSO4 == Al2(SO4)3 + 3Cu
现象:铝丝表面有红色物质出现,溶液由蓝色变为无色。
Cu + 2AgNO3 == Cu(NO3)2 + 2Ag
现象:铜丝表面有银白色物质出现,溶液由无色变为蓝色。
注意:①CuSO4溶液:蓝色 FeSO4、FeCl2溶液:浅绿色
②Fe在参加置换反应时,生成+2价的亚铁盐。
二、置换反应:
1、概念:由一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质与另一种化合物的反应。
2、特点:反应物、生成物都是两种;物质种类分别是单质与化合物。
三、常见金属活动性顺序:
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
在金属活动
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