第八章 金属与金属材料 知识点归纳.doc

四维教育第八单元：金属和金属材料一、几种重要的金属 纯金属（90多种）要点1金属材料分类 合金（几千种） 常温下一般为固态（汞为液态），有金属光泽要点2金属的物理性质 大多数呈银白（金为黄色，铜为紫红色，锌为青白色） 大多数金属有良好的导热性、导电性和延展性，溶点高、密度大一般金属呈现银白色，但是铜呈现紫红色，金呈现黄色 主要因素：由金属的性质来决定要点3决定金属用途的因素 其它因素：价格、资源、美观、使用是否便利，以及废料是否便于回收和对环境的影响等要点4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 ：密度最小的金属要点5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。二合金要点11.合金概念：在金属中加热熔合某些金属和非金属，形成具有金属特性的物质。注意：（1）合金是金属与金属或金属与非金属的混合物。（2）合金的很多性能与组成它们的纯金属不同，使合金更容易适于不同的用途。（3）日常使用的金属材料，大多数为合金。（4）金属在熔合了其它金属或非金属后，不仅组成上发生了变化，其内部组成结构也发生了改变，从而引起性质的变化。2.合金的形成条件：其中任一金属的熔点不能高于另一金属的沸点（当两种金属形成合金时）。要点2 合金与组成它们的纯金属性质比较。下面是黄铜和铜，焊锡和锡，铝合金和铝的有关性质比较：性质比较黄铜铜焊锡锡铝合金铝光泽与颜色黄色有光泽紫红色有光泽深灰色金属光泽银白色有光泽银白色有光泽银白色有光泽硬度比铜大坚韧硬度大质软坚硬质软熔点比铜低较高比锡低较低比铝低较高要点3 几种常见合金：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”，（1）铁合金：主要包括生铁和钢，它们的区别是含碳量不同，生铁含碳量为2%4.3%，钢的含碳量为0.03%2%。钢比生铁具有更多的优良性能，易于加工，用途更为广泛。（2）铝合金：铝中加入镁、铜、锌等金属形成合金。广泛应用于制造飞机、舰艇和载重汽车等，可增加它们的载重量以及提高运行速度，并具有抗海水腐蚀、避磁性等特点。（3）铜合金：黄铜：铜、锌的合金；青铜：铜、锡的合金；白铜：铜、镍的合金。（4）钛和钛合金：被认为是21世纪的重要金属材料。性质：优异的耐腐蚀性，在海水、空气和若干腐蚀介质中都稳定，可塑性好，强度大，且密度小，又称亲生物金属。用途：喷气式发动机、飞机机身、人造卫星外壳、火箭壳体、医学补形、造纸、人造骨、海水淡化设备、海轮、舰艇的外壳等。【典型例题】例1：下列物质中，属于金属材料的是（ ）A. 钢 B. 铜 C. 氧化铁 D. 碳【解析】金属材料包括纯金属和合金。A是铁的合金，B是纯金属，C是金属氧化物，D是非金属，A、B都是金属材料，C、D都不是金属材料。【答案】A、B例2：下列各组物质中属于纯净物的一组是（ ）A. 不锈钢、黄铜 B. 24K金、铜导线 C. 生铁、钢 D. 钱币、铜钟【解析】A、C、D都是不同金属的合金，都属于混合物。24K金一般指含金量在99.9%以上的黄金。绝对纯净的物质是没有的，通常所谓的纯净物指的是含杂质很少的具有一定纯度的物质【答案】B例3：填空：（1）薄铁板、细铁丝稍用力就可以弯成各种形状，这一现象说明铁具有 的性质。（2）油罐下面常有一条拖地铁链，在高层建筑的顶端都装有铁制的避雷针，这是应用了铁的 的性质。（3）铁锅可用来烧水、炒菜，这是利用了铁的 的性质。（4）铁块可变成很细的铁丝，这说明铁有 性；铁块也可以变成很薄的铁片，这说明铁有 性。【解析】根据变化和用途来推测物质的性质，这是学习化学的重要方法之一。同样，我们也可以依据性质来判断物质能够发生的变化及其在生产、生活中的应用。薄铁板、细铁丝稍用力就可以弯成各种形状，这就说明铁的质地比较柔软；铁的导电、导热性是我们早已熟悉的事实，根据这一性质，可将铁作为电的导体，也可用铁制品作为加热的容器；铁块可变成很细的铁丝，这说明铁是具有延性的，而铁块可以变成很薄的铁片，这就说明铁具有较好的展性，两种合起来可以谓之延展性。【答案】（1）质软 （2）导电性 （3）导热性 （4）延 展二金属的化学性质要点1金属与氧气反应：大多数金属都可以与氧气反应，但是反应需要的条件不同A：常温下：2MgO2 =2MgO点燃时：4Al+3O2 =2Al2O3现象：剧烈燃烧，放出大量的热和耀眼的白光，生成白色固体。C：铁与氧气反应：1） 常温下：干燥的条件不反应，但是在潮湿的环境下反应：铁与空气中的氧气和水共同作用下会生成暗红色疏松的物质铁锈（Fe2O3H2O）2） 点燃时：3Fe2O2 =Fe3O4 现象：剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成一种黑色固体。D：铜与氧气反应：1） 常温条件下：干燥的环境不进行反应，但是在潮湿的条件下：2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2(OH)2CO3现象：铜表面生成一层绿色物质2） 加热时：2CuO2 =2CuO现象：铜丝表面逐渐变为黑色 E：Au、Ag即使在高温的情况下也不与氧气反应要点2金属与酸反应：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，液体仍为无色 3H2SO4 + 2Al Al2(SO4)3 + 3H2 6HCl + 2Al 2AlCl3+ 3H2现象：反应剧烈，有大量气泡产生，液体仍为无色H2SO4 +Zn ZnSO4 + H2 2HCl +Zn ZnCl2 + H2现象：反应比较剧烈，有大量气泡产生，液体仍为无色H2SO4 + Fe FeSO4 + H2 2HCl + Fe FeCl2+ H2现象：反应比较缓慢，有气泡产生，液体由无色变为浅绿色铜与酸不反应注：通过以上的实验现象可以得出结论：Mg、Zn、Fe的金属活动性比铜强，它们能置换出稀硫酸或稀盐酸中的氢。要点3金属与盐反应：金属 + 盐 另一金属 + 另一盐 置换反应（条件：参加反应的金属活泼性化合物中金属元素的） （1）定义：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）表达形式：单质1 + 化合物1 = 单质2 + 化合物2（A + BC = B + AC） A：铁丝浸入硫酸铜溶液中：FeCuSO4= CuFeSO4 (“湿法冶金”原理) 现象：浸入溶液的铁钉表面覆盖一层紫红色的物质，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色 B：铝丝浸入硫酸铜溶液中：Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag 现象：浸入溶液的铜丝表面覆盖一层银白色的物质，溶液由无色逐渐变为蓝色 C：铜浸入硝酸银溶液中Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag要点4常见溶液的颜色：CuSO4溶液：蓝色 FeSO4 、FeCl2溶液：浅绿色要点5金属的活动顺序：人们通过大量的实验验证得到常见金属的活动性顺序： K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag Pt Au 金属活动性：由强到弱注意：1）在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，它的活动性越强。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位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来（K、Ca、Na除外）。三铁的冶炼： 要点1 （1）原料：铁矿石，焦炭，石灰石 （2）冶炼铁的原理：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 + Fe2O3 2Fe + 3CO2 （3）冶炼装置图：如图： （4）实验注意事项：1）先通CO再加热的目的：排出装置内的空气，以免加热时CO与空气混合，可能会发生爆炸。2）实验完毕后继续通入CO的目的；防止氧化铁被还原成铁后,在较高的温度下重新被氧化3）尾气的处理：因为CO有毒，所以尾气中的CO气体要经过处理，变成无毒的气体。可点燃使其生成无毒的二氧化