金屬與金屬材料

1、專題三專題三金屬與金屬材料金屬與金屬材料 金屬材料金屬材料純金屬純金屬和它們的和它們的合金合金統(tǒng)稱為金屬材料。統(tǒng)稱為金屬材料。應(yīng)用廣泛的金屬材料第一部分第一部分 金屬金屬一、金屬共有的物理性質(zhì) 常溫下金屬大都是固體（汞除外）常溫下金屬大都是固體（汞除外） 有金屬光澤有金屬光澤 大多數(shù)金屬都是電和熱的良導(dǎo)體（導(dǎo)電導(dǎo)大多數(shù)金屬都是電和熱的良導(dǎo)體（導(dǎo)電導(dǎo)熱性）熱性） 有延展性（可以拉成細(xì)絲，可以展成薄片）有延展性（可以拉成細(xì)絲，可以展成薄片） 有韌性有韌性不同金屬也有本身的特性 但是，不同金屬的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、密度、熔但是，不同金屬的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、密度、熔點(diǎn)、硬度等點(diǎn)、硬度等物理性質(zhì)物理性質(zhì)差別也

2、較大。例如差別也較大。例如 大多數(shù)金屬都是銀白色的，但銅卻大多數(shù)金屬都是銀白色的，但銅卻呈呈 ，金呈，金呈 。 在常溫下，大多數(shù)金屬是固態(tài)，但汞是在常溫下，大多數(shù)金屬是固態(tài)，但汞是 。金 屬 之 最 地殼中含量最高的金屬元素地殼中含量最高的金屬元素 人體中含量最高的金屬元素人體中含量最高的金屬元素 目前世界年產(chǎn)量最高的金屬目前世界年產(chǎn)量最高的金屬 導(dǎo)電、導(dǎo)熱性最好的金屬導(dǎo)電、導(dǎo)熱性最好的金屬 硬度最高的金屬硬度最高的金屬 熔點(diǎn)最高的金屬熔點(diǎn)最高的金屬 熔點(diǎn)最低的金屬熔點(diǎn)最低的金屬鋁鋁鈣鈣銀銀鐵鐵鉻鉻汞汞鎢鎢金屬化學(xué)性質(zhì)：金屬與金屬化學(xué)性質(zhì)：金屬與O O2 2的反應(yīng)的反應(yīng)實(shí) 驗(yàn)現(xiàn) 象化學(xué)方程式活

3、潑性比較鐵絲在氧氣中燃燒 火星四射，放出大量的熱，黑色固體 點(diǎn)燃 3Fe+2O2Fe3O4 鎂在空氣中燃燒 發(fā)出白光，放熱，生成白色固體 點(diǎn)燃 2MgO22MgO銅在酒精燈上加熱由紅色變?yōu)楹谏?2Cu+O2=2CuO金屬化學(xué)性質(zhì)：金屬與稀金屬化學(xué)性質(zhì)：金屬與稀HClHCl的反應(yīng)的反應(yīng)金屬與稀金屬與稀HClHCl現(xiàn)現(xiàn) 象象化學(xué)方程式化學(xué)方程式大量氣泡，反應(yīng)最快Mg2HClMgCl2 2H2 2大量氣泡，反應(yīng)較快2Al6HCl2AlCl3 33H2 2許多氣泡，反應(yīng)快Zn2HClZnCl2 2H2 2少量氣泡，反應(yīng)較慢,溶液由無(wú)色無(wú)色變?yōu)镕e2HClFeCl2 2H2 2無(wú)現(xiàn)象無(wú)金屬化學(xué)性質(zhì)：金屬

4、化學(xué)性質(zhì)：金屬與稀金屬與稀H2SO4H2SO4的反應(yīng)的反應(yīng)金屬與稀金屬與稀H H2 2SOSO4 4現(xiàn)現(xiàn) 象象化學(xué)方程式化學(xué)方程式大量氣泡，反應(yīng)最快MgH2 2SO4 4MgSO4 4H2 2大量氣泡，反應(yīng)較快2Al3H2 2SO4 4Al2 2（SO4 4）3 33H2 2許多氣泡，反應(yīng)快ZnH2 2SO4 4ZnSO4 4H2 2少量氣泡，反應(yīng)較慢,溶液由無(wú)色變?yōu)镕eH2 2SO4 4FeSO4 4H2 2無(wú)現(xiàn)象無(wú)討論：觀察此圖，你有何看法？討論：觀察此圖，你有何看法？金屬化學(xué)性質(zhì)：金屬化學(xué)性質(zhì)：金屬與鹽溶液的反應(yīng)金屬與鹽溶液的反應(yīng)主要應(yīng)用：主要應(yīng)用：一一 金屬的位置越靠前，它的活動(dòng)性就越

5、強(qiáng)金屬的位置越靠前，它的活動(dòng)性就越強(qiáng)二位于氫前的金屬能置換出鹽酸、硫酸中的氫二位于氫前的金屬能置換出鹽酸、硫酸中的氫三三 位于前面的金屬能把位于后面的金屬?gòu)乃鼈兊幕衔锏娜芤褐兄脫Q出來(lái)位于前面的金屬能把位于后面的金屬?gòu)乃鼈兊幕衔锏娜芤褐兄脫Q出來(lái)KK CaCa NaNa MgMg AlAl ZnZn FeFe SnSn PbPb (H)(H) CuCu HgHg AgAg PtPt AuAu金屬活動(dòng)性順序由強(qiáng)逐漸減弱金屬活動(dòng)性順序由強(qiáng)逐漸減弱金屬活動(dòng)性順序：金屬活動(dòng)性順序：在金屬活動(dòng)性順序中在金屬活動(dòng)性順序中金屬與酸、鹽反應(yīng)的共同特征金屬與酸、鹽反應(yīng)的共同特征1、反應(yīng)物和產(chǎn)物都只有兩種；2、反

6、應(yīng)物是單質(zhì)和化合物，產(chǎn)物也是單質(zhì)和化合物；結(jié)論：置換反應(yīng)：特點(diǎn)：?jiǎn)钨|(zhì)化合物 單質(zhì)化合物一、金屬的化學(xué)性質(zhì)：一、金屬的化學(xué)性質(zhì)：1、與氧氣反應(yīng)、與氧氣反應(yīng)（金屬越活潑，反應(yīng)越容易，越劇烈）（金屬越活潑，反應(yīng)越容易，越劇烈）2、氫前金屬、氫前金屬+鹽酸（稀硫酸）（置換反應(yīng)）鹽酸（稀硫酸）（置換反應(yīng)）（金屬越活潑，反應(yīng)越容易，越劇烈）（金屬越活潑，反應(yīng)越容易，越劇烈）3、位于前面的金屬把位于后面的金屬?gòu)乃幕衔锏娜芤褐?、位于前面的金屬把位于后面的金屬?gòu)乃幕衔锏娜芤褐兄脫Q出來(lái)。置換出來(lái)。二、置換反應(yīng)（二、置換反應(yīng)（A+BC=B+AC）三、金屬活動(dòng)順序及其應(yīng)用三、金屬活動(dòng)順序及其應(yīng)用（判斷金屬能否

7、在溶液中發(fā)生置換反應(yīng)，及反應(yīng)的快慢）（判斷金屬能否在溶液中發(fā)生置換反應(yīng)，及反應(yīng)的快慢） 知識(shí)歸納知識(shí)歸納第二部分第二部分 合金合金1、合金是一種金屬與其他一種或幾種金屬（或非金、合金是一種金屬與其他一種或幾種金屬（或非金屬）熔合形成的有金屬特性的混合物。屬）熔合形成的有金屬特性的混合物。2、 合金與組成它們的金屬的性質(zhì)的差異。合金與組成它們的金屬的性質(zhì)的差異。合金比其組分金屬的顏色鮮艷；合金比其組分金屬的顏色鮮艷；合金的硬度大于組成它們的金屬；合金的硬度大于組成它們的金屬； 合金的熔點(diǎn)低于組成它們的金屬；合金的熔點(diǎn)低于組成它們的金屬； 3、合金比純金屬具有更廣泛的用途。、合金比純金屬具有更廣泛

8、的用途。 常見(jiàn)合金：1鐵合金：生鐵和鋼2、銅合金：青銅、黃銅3鋁合金4鈦合金和錫合金5其他新型金屬材料 辨析辨析 生鐵和鋼生鐵和鋼 生鐵和鋼都是鐵的合金，生鐵和鋼都是鐵的合金，其主要成分是鐵，其主要成分是鐵，不同點(diǎn)不同點(diǎn): : 是含碳量不同。是含碳量不同。（這是它們的區(qū)別）（這是它們的區(qū)別）生鐵的含碳量為：生鐵的含碳量為： 2%-4.3%2%-4.3%鋼的含碳量為：鋼的含碳量為： 0.03%-2%0.03%-2% 生鐵的冶煉生鐵的冶煉1 1、鐵的冶煉原理：一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)、鐵的冶煉原理：一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn) Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2高 溫實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：紅色逐

9、漸變成黑色，澄清石灰水變渾濁。：紅色逐漸變成黑色，澄清石灰水變渾濁。注意：此實(shí)驗(yàn)的操作步驟注意：此實(shí)驗(yàn)的操作步驟：實(shí)驗(yàn)前要先檢查裝置的氣密性實(shí)驗(yàn)前要先檢查裝置的氣密性要要先先通一氧化碳通一氧化碳后后加熱，以防止一氧化碳與空氣混合加熱，以防止一氧化碳與空氣混合加熱引起爆炸加熱引起爆炸實(shí)驗(yàn)完后，實(shí)驗(yàn)完后，先先撤掉酒精燈，撤掉酒精燈，繼續(xù)繼續(xù)通入一氧化碳至試管通入一氧化碳至試管冷卻，以防氧氣進(jìn)入將鐵再次氧化冷卻，以防氧氣進(jìn)入將鐵再次氧化尾氣中的一氧化碳要進(jìn)行點(diǎn)燃處理（或收集再利用）尾氣中的一氧化碳要進(jìn)行點(diǎn)燃處理（或收集再利用）要要先先通一氧化碳通一氧化碳后后加熱，以防止一氧加熱，以防止一氧化碳與空氣

10、混合加熱引起爆炸化碳與空氣混合加熱引起爆炸實(shí)驗(yàn)完后，實(shí)驗(yàn)完后，先先撤掉酒撤掉酒精燈，精燈，繼續(xù)繼續(xù)通入一氧通入一氧化碳至試管冷卻，以化碳至試管冷卻，以防氧氣進(jìn)入將鐵再次防氧氣進(jìn)入將鐵再次氧化氧化尾氣中的一氧化碳要尾氣中的一氧化碳要進(jìn)行點(diǎn)燃處理（或收進(jìn)行點(diǎn)燃處理（或收集再利用）集再利用）2、鐵的冶煉過(guò)程：、鐵的冶煉過(guò)程：原料：原料：鐵礦石、焦碳、石灰石鐵礦石、焦碳、石灰石設(shè)備：高爐設(shè)備：高爐原理：原理：（上面（上面1的化學(xué)方程式）的化學(xué)方程式）工業(yè)煉鐵時(shí)，把鐵礦石工業(yè)煉鐵時(shí)，把鐵礦石跟焦碳、石灰石分別加跟焦碳、石灰石分別加入高爐，從下面通入熱入高爐，從下面通入熱風(fēng)，在爐內(nèi)生成一氧化風(fēng)，在爐內(nèi)生成

11、一氧化碳把氧化鐵還原成鐵碳把氧化鐵還原成鐵例例：要要煉煉出出含含2 2% %雜雜質(zhì)質(zhì)的的生生鐵鐵1 16 60 00 0噸噸，需需要要含含氧氧化化鐵鐵質(zhì)質(zhì)量量分分?jǐn)?shù)數(shù)為為8 80 0% %的的赤赤鐵鐵礦礦石石多多少少噸噸？解解答答：設(shè)設(shè)需需要要含含為為8 80 0% %的的赤赤鐵鐵礦礦石石的的質(zhì)質(zhì)量量為為x x生生鐵鐵1 16 60 00 0噸噸含含純純?yōu)闉? 16 60 00 0噸噸（1 12 2% %）= = 1 15 56 68 8噸噸F Fe e2 2O O3 3+ +3 3C CO O 2 2F Fe e+ +3 3C CO O2 21 16 60 0 1 11 12 2x x8 8

12、0 0% % 1 15 56 68 8噸噸解解得得： x x = = 2 28 80 00 0噸噸答答：需需這這種種赤赤鐵鐵礦礦石石2 28 80 00 0噸噸。高高溫溫1 16 60 01 11 12 2=X X8 80 0% %1 15 56 68 8噸噸金屬的腐蝕現(xiàn)象金屬的腐蝕現(xiàn)象1、鋼鐵生銹：、鋼鐵生銹：鐵銹的主要成分：鐵銹的主要成分：Fe2O32、銅器表面生成銅綠：、銅器表面生成銅綠：銅綠的主要成分：銅綠的主要成分：Cu2(OH)2CO3鐵生銹的條件鐵生銹的條件空氣（起作用的是氧氣）空氣（起作用的是氧氣）水水防銹的措施：防銹的措施：保持金屬表面的干燥保持金屬表面的干燥如：菜刀用完過(guò)后

13、檫干掛起來(lái)如：菜刀用完過(guò)后檫干掛起來(lái)金屬表面涂上一層保護(hù)膜金屬表面涂上一層保護(hù)膜如：刷漆、涂油、電鍍、烤藍(lán)如：刷漆、涂油、電鍍、烤藍(lán)改變鐵的單一結(jié)構(gòu)，制成合金鋼改變鐵的單一結(jié)構(gòu)，制成合金鋼如：不銹鋼如：不銹鋼注意：注意：鐵生銹的兩個(gè)條件缺一不可，如果鐵表面沾有其他鐵生銹的兩個(gè)條件缺一不可，如果鐵表面沾有其他物質(zhì)（食鹽水，酸堿溶液）時(shí)，往往加快生銹。物質(zhì)（食鹽水，酸堿溶液）時(shí)，往往加快生銹。思考與交流思考與交流 根據(jù)你的所學(xué)知識(shí)以及生活經(jīng)歷，根據(jù)你的所學(xué)知識(shí)以及生活經(jīng)歷，說(shuō)說(shuō)金屬有哪些防護(hù)方法？說(shuō)說(shuō)金屬有哪些防護(hù)方法？金屬的防護(hù)方法（常見(jiàn)）金屬的防護(hù)方法（常見(jiàn)）1、保持金屬的清潔與干燥、保持金屬

14、的清潔與干燥2、改變金屬內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)而增強(qiáng)抗腐蝕能力、改變金屬內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)而增強(qiáng)抗腐蝕能力（不銹鋼、青銅器）（不銹鋼、青銅器）3、在金屬表面覆蓋保護(hù)層、在金屬表面覆蓋保護(hù)層（1）涂礦物質(zhì)油脂，油漆或覆蓋搪瓷塑料。）涂礦物質(zhì)油脂，油漆或覆蓋搪瓷塑料。（2）鍍抗蝕金屬電鍍、熱鍍、噴鍍法。）鍍抗蝕金屬電鍍、熱鍍、噴鍍法。（3）用化學(xué)方法使其表面形成一層致密氧化膜。）用化學(xué)方法使其表面形成一層致密氧化膜。保護(hù)金屬資源保護(hù)金屬資源的有效途徑的有效途徑 1 防止金屬的銹蝕；防止金屬的銹蝕； 2 回收利用廢舊金屬；回收利用廢舊金屬； 3合理開(kāi)發(fā)金屬資源。合理開(kāi)發(fā)金屬資源。1、X、Y、Z是三種金屬，根據(jù)下列有

15、關(guān)化學(xué)方程式可知，三種金屬的活動(dòng)性順序是（ ）Z+YSO4=ZSO4+Y X+ YSO4=XSO4+YX+ H2SO4= XSO4+ H2 Z+ H2SO4不反應(yīng) A、ZXY B、ZYXC、XYZ D、XZY課堂練習(xí)課堂練習(xí)2 2下列物質(zhì)不能由金屬和酸反應(yīng)直接下列物質(zhì)不能由金屬和酸反應(yīng)直接生成的是生成的是 ( )( )A ZnClA ZnCl2 2 B CuSO B CuSO4 4 C FeClC FeCl2 2 D Al D Al2 2(SO4)(SO4)3 33、將鐵片放入下列溶液中，溶液的質(zhì)量會(huì)減少的是（）A、HCl B、H2SO4 C、Na2 SO4 D、CuSO4 4、為了測(cè)定Ag,Zn,Cu,H的化學(xué)活動(dòng)性強(qiáng)弱,某同學(xué)利用Zn粉,Cu片,AgNO3溶液和鹽酸4種物質(zhì)，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案，其中可行的是（ ） A、 Zn+HCl Cu+HCl Zn+AgNO3 B、Zn+HCl Cu+ AgNO3 Zn+AgNO3 C、Cu+HCl Zn+AgNO3 Cu+ AgNO3 D、Zn+HCl Cu+HCl C