金属与金属材料

1、专题三专题三金属与金属材料金属与金属材料 金属材料金属材料纯金属纯金属和它们的和它们的合金合金统称为金属材料。统称为金属材料。应用广泛的金属材料第一部分第一部分 金属金属一、金属共有的物理性质 常温下金属大都是固体（汞除外）常温下金属大都是固体（汞除外） 有金属光泽有金属光泽 大多数金属都是电和热的良导体（导电导大多数金属都是电和热的良导体（导电导热性）热性） 有延展性（可以拉成细丝，可以展成薄片）有延展性（可以拉成细丝，可以展成薄片） 有韧性有韧性不同金属也有本身的特性 但是，不同金属的导电性、导热性、密度、熔但是，不同金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等点、硬度等物理性质物理性质差别也

2、较大。例如差别也较大。例如 大多数金属都是银白色的，但铜却大多数金属都是银白色的，但铜却呈呈 ，金呈，金呈 。 在常温下，大多数金属是固态，但汞是在常温下，大多数金属是固态，但汞是 。金 属 之 最 地壳中含量最高的金属元素地壳中含量最高的金属元素 人体中含量最高的金属元素人体中含量最高的金属元素 目前世界年产量最高的金属目前世界年产量最高的金属 导电、导热性最好的金属导电、导热性最好的金属 硬度最高的金属硬度最高的金属 熔点最高的金属熔点最高的金属 熔点最低的金属熔点最低的金属铝铝钙钙银银铁铁铬铬汞汞钨钨金属化学性质：金属与金属化学性质：金属与O O2 2的反应的反应实 验现 象化学方程式活

3、泼性比较铁丝在氧气中燃烧 火星四射，放出大量的热，黑色固体 点燃 3Fe+2O2Fe3O4 镁在空气中燃烧 发出白光，放热，生成白色固体 点燃 2MgO22MgO铜在酒精灯上加热由红色变为黑色 2Cu+O2=2CuO金属化学性质：金属与稀金属化学性质：金属与稀HClHCl的反应的反应金属与稀金属与稀HClHCl现现 象象化学方程式化学方程式大量气泡，反应最快Mg2HClMgCl2 2H2 2大量气泡，反应较快2Al6HCl2AlCl3 33H2 2许多气泡，反应快Zn2HClZnCl2 2H2 2少量气泡，反应较慢,溶液由无色无色变为Fe2HClFeCl2 2H2 2无现象无金属化学性质：金属

4、化学性质：金属与稀金属与稀H2SO4H2SO4的反应的反应金属与稀金属与稀H H2 2SOSO4 4现现 象象化学方程式化学方程式大量气泡，反应最快MgH2 2SO4 4MgSO4 4H2 2大量气泡，反应较快2Al3H2 2SO4 4Al2 2（SO4 4）3 33H2 2许多气泡，反应快ZnH2 2SO4 4ZnSO4 4H2 2少量气泡，反应较慢,溶液由无色变为FeH2 2SO4 4FeSO4 4H2 2无现象无讨论：观察此图，你有何看法？讨论：观察此图，你有何看法？金属化学性质：金属化学性质：金属与盐溶液的反应金属与盐溶液的反应主要应用：主要应用：一一 金属的位置越靠前，它的活动性就越

5、强金属的位置越靠前，它的活动性就越强二位于氢前的金属能置换出盐酸、硫酸中的氢二位于氢前的金属能置换出盐酸、硫酸中的氢三三 位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的化合物的溶液中置换出来位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的化合物的溶液中置换出来KK CaCa NaNa MgMg AlAl ZnZn FeFe SnSn PbPb (H)(H) CuCu HgHg AgAg PtPt AuAu金属活动性顺序由强逐渐减弱金属活动性顺序由强逐渐减弱金属活动性顺序：金属活动性顺序：在金属活动性顺序中在金属活动性顺序中金属与酸、盐反应的共同特征金属与酸、盐反应的共同特征1、反应物和产物都只有两种；2、反

6、应物是单质和化合物，产物也是单质和化合物；结论：置换反应：特点：单质化合物 单质化合物一、金属的化学性质：一、金属的化学性质：1、与氧气反应、与氧气反应（金属越活泼，反应越容易，越剧烈）（金属越活泼，反应越容易，越剧烈）2、氢前金属、氢前金属+盐酸（稀硫酸）（置换反应）盐酸（稀硫酸）（置换反应）（金属越活泼，反应越容易，越剧烈）（金属越活泼，反应越容易，越剧烈）3、位于前面的金属把位于后面的金属从它的化合物的溶液中、位于前面的金属把位于后面的金属从它的化合物的溶液中置换出来。置换出来。二、置换反应（二、置换反应（A+BC=B+AC）三、金属活动顺序及其应用三、金属活动顺序及其应用（判断金属能否

7、在溶液中发生置换反应，及反应的快慢）（判断金属能否在溶液中发生置换反应，及反应的快慢） 知识归纳知识归纳第二部分第二部分 合金合金1、合金是一种金属与其他一种或几种金属（或非金、合金是一种金属与其他一种或几种金属（或非金属）熔合形成的有金属特性的混合物。属）熔合形成的有金属特性的混合物。2、 合金与组成它们的金属的性质的差异。合金与组成它们的金属的性质的差异。合金比其组分金属的颜色鲜艳；合金比其组分金属的颜色鲜艳；合金的硬度大于组成它们的金属；合金的硬度大于组成它们的金属； 合金的熔点低于组成它们的金属；合金的熔点低于组成它们的金属； 3、合金比纯金属具有更广泛的用途。、合金比纯金属具有更广泛

8、的用途。 常见合金：1铁合金：生铁和钢2、铜合金：青铜、黄铜3铝合金4钛合金和锡合金5其他新型金属材料 辨析辨析 生铁和钢生铁和钢 生铁和钢都是铁的合金，生铁和钢都是铁的合金，其主要成分是铁，其主要成分是铁，不同点不同点: : 是含碳量不同。是含碳量不同。（这是它们的区别）（这是它们的区别）生铁的含碳量为：生铁的含碳量为： 2%-4.3%2%-4.3%钢的含碳量为：钢的含碳量为： 0.03%-2%0.03%-2% 生铁的冶炼生铁的冶炼1 1、铁的冶炼原理：一氧化碳还原氧化铁的实验、铁的冶炼原理：一氧化碳还原氧化铁的实验 Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2高 温实验现象实验现象：红色逐

9、渐变成黑色，澄清石灰水变浑浊。：红色逐渐变成黑色，澄清石灰水变浑浊。注意：此实验的操作步骤注意：此实验的操作步骤：实验前要先检查装置的气密性实验前要先检查装置的气密性要要先先通一氧化碳通一氧化碳后后加热，以防止一氧化碳与空气混合加热，以防止一氧化碳与空气混合加热引起爆炸加热引起爆炸实验完后，实验完后，先先撤掉酒精灯，撤掉酒精灯，继续继续通入一氧化碳至试管通入一氧化碳至试管冷却，以防氧气进入将铁再次氧化冷却，以防氧气进入将铁再次氧化尾气中的一氧化碳要进行点燃处理（或收集再利用）尾气中的一氧化碳要进行点燃处理（或收集再利用）要要先先通一氧化碳通一氧化碳后后加热，以防止一氧加热，以防止一氧化碳与空气

10、混合加热引起爆炸化碳与空气混合加热引起爆炸实验完后，实验完后，先先撤掉酒撤掉酒精灯，精灯，继续继续通入一氧通入一氧化碳至试管冷却，以化碳至试管冷却，以防氧气进入将铁再次防氧气进入将铁再次氧化氧化尾气中的一氧化碳要尾气中的一氧化碳要进行点燃处理（或收进行点燃处理（或收集再利用）集再利用）2、铁的冶炼过程：、铁的冶炼过程：原料：原料：铁矿石、焦碳、石灰石铁矿石、焦碳、石灰石设备：高炉设备：高炉原理：原理：（上面（上面1的化学方程式）的化学方程式）工业炼铁时，把铁矿石工业炼铁时，把铁矿石跟焦碳、石灰石分别加跟焦碳、石灰石分别加入高炉，从下面通入热入高炉，从下面通入热风，在炉内生成一氧化风，在炉内生成

11、一氧化碳把氧化铁还原成铁碳把氧化铁还原成铁例例：要要炼炼出出含含2 2% %杂杂质质的的生生铁铁1 16 60 00 0吨吨，需需要要含含氧氧化化铁铁质质量量分分数数为为8 80 0% %的的赤赤铁铁矿矿石石多多少少吨吨？解解答答：设设需需要要含含为为8 80 0% %的的赤赤铁铁矿矿石石的的质质量量为为x x生生铁铁1 16 60 00 0吨吨含含纯纯为为1 16 60 00 0吨吨（1 12 2% %）= = 1 15 56 68 8吨吨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吨吨解解得得： x x = = 2 28 80 00 0吨吨答答：需需这这种种赤赤铁铁矿矿石石2 28 80 00 0吨吨。高高温温1 16 60 01 11 12 2=X X8 80 0% %1 15 56 68 8吨吨金属的腐蚀现象金属的腐蚀现象1、钢铁生锈：、钢铁生锈：铁锈的主要成分：铁锈的主要成分：Fe2O32、铜器表面生成铜绿：、铜器表面生成铜绿：铜绿的主要成分：铜绿的主要成分：Cu2(OH)2CO3铁生锈的条件铁生锈的条件空气（起作用的是氧气）空气（起作用的是氧气）水水防锈的措施：防锈的措施：保持金属表面的干燥保持金属表面的干燥如：菜刀用完过后

13、檫干挂起来如：菜刀用完过后檫干挂起来金属表面涂上一层保护膜金属表面涂上一层保护膜如：刷漆、涂油、电镀、烤蓝如：刷漆、涂油、电镀、烤蓝改变铁的单一结构，制成合金钢改变铁的单一结构，制成合金钢如：不锈钢如：不锈钢注意：注意：铁生锈的两个条件缺一不可，如果铁表面沾有其他铁生锈的两个条件缺一不可，如果铁表面沾有其他物质（食盐水，酸碱溶液）时，往往加快生锈。物质（食盐水，酸碱溶液）时，往往加快生锈。思考与交流思考与交流 根据你的所学知识以及生活经历，根据你的所学知识以及生活经历，说说金属有哪些防护方法？说说金属有哪些防护方法？金属的防护方法（常见）金属的防护方法（常见）1、保持金属的清洁与干燥、保持金属

14、的清洁与干燥2、改变金属内部组成结构而增强抗腐蚀能力、改变金属内部组成结构而增强抗腐蚀能力（不锈钢、青铜器）（不锈钢、青铜器）3、在金属表面覆盖保护层、在金属表面覆盖保护层（1）涂矿物质油脂，油漆或覆盖搪瓷塑料。）涂矿物质油脂，油漆或覆盖搪瓷塑料。（2）镀抗蚀金属电镀、热镀、喷镀法。）镀抗蚀金属电镀、热镀、喷镀法。（3）用化学方法使其表面形成一层致密氧化膜。）用化学方法使其表面形成一层致密氧化膜。保护金属资源保护金属资源的有效途径的有效途径 1 防止金属的锈蚀；防止金属的锈蚀； 2 回收利用废旧金属；回收利用废旧金属； 3合理开发金属资源。合理开发金属资源。1、X、Y、Z是三种金属，根据下列有

15、关化学方程式可知，三种金属的活动性顺序是（ ）Z+YSO4=ZSO4+Y X+ YSO4=XSO4+YX+ H2SO4= XSO4+ H2 Z+ H2SO4不反应 A、ZXY B、ZYXC、XYZ D、XZY课堂练习课堂练习2 2下列物质不能由金属和酸反应直接下列物质不能由金属和酸反应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、将铁片放入下列溶液中，溶液的质量会减少的是（）A、HCl B、H2SO4 C、Na2 SO4 D、CuSO4 4、为了测定Ag,Zn,Cu,H的化学活动性强弱,某同学利用Zn粉,Cu片,AgNO3溶液和盐酸4种物质，设计了如下实验方案，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