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文档简介
课题1金属材料课题1金属材料纯金属和它们的合金统称为金属材料。1、了解人类社会使用材料的历史?石器时代→青铜器时代→铁器时代→铝的利用→钛的利用2、目前,产量居前三位的金属依次是
铁铝铜一架波音767大型飞机约由70%的铝及其合金构成。20世纪,铝和铝合金的应用二十一世纪的金属材料—钛和钛合金可作人造骨的钛合金一、金属共有的物理性质常温下金属大都是固体(汞除外)有金属光泽大多数金属都是电和热的良导体(导电导热性)有延展性(可以拉成细丝,可以展成薄片)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、熔点、硬度等物理性质差别也较大。例如大多数金属都是银白色的,但铜却呈
,
金呈
。在常温下,大多数金属是固态,但汞是
。(表8-1)紫红色黄色液态结论:1、物质的性质在很大程度决定了物质的
,但这不是唯一的决定因素2、在考虑物质的用途时,还需要考虑
等多种因素。用途价格,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金属之最地壳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──导电、导热性最好的金属──硬度最高的金属──熔点最高的金属──熔点最低的金属──密度最大的金属──密度最小的金属──铝钙银铁铬汞钨锂锇纯铁铁的合金(含碳量不同)生铁钢(2%~4.3%)硬度比纯铁硬
(0.03%~2%)硬度、抗腐蚀性能增强→铁的合金二、合金1、合金就是在金属中加热熔合某些金属或非金属形成的具有金属特征的物质。合金属于混合物。合金的特性1、一般地说,合金的熔点比它的各成分金属的熔点都低。2、合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高,抗腐蚀性能也更好。3、合金是具有金属特征的混合物。2、合金与组成它们的金属的性质的差异。3、合金比纯金属具有更广泛的用途。4、钛和钛合金,新型金属材料⑴合金比其组分金属的颜色鲜艳;⑵合金的硬度大于组成它们的金属;⑶合金的熔点低于组成它们的金属;⑷合金的抗腐蚀能力一般强于各组分金属。课题2金属的化学性质FeAlMgAu镁和铝在常温下可与氧气反应,为什么铝会具有很好的抗腐蚀性呢?铝在空气中与氧气反应,其表面生成一层致密的氧化铝(Al2O3)薄膜,从而阻止铝进一步被氧化。想一想抗腐蚀原因:4Al+3O2===2Al2O3相信你能发现:大多数金属都能与氧气发生化合反应,生成相应的金属氧化物,但反应的难易程度和剧烈程度
。镁、铝铁、铜金比较活泼次之最不活泼不相同活动与探究二A组B组金属与稀盐酸的反应金属与稀硫酸的反应在4支试管里分别放入两小块铜、铁、锌、镁,再依次加入5ml稀盐酸(或稀硫酸),仔细观察金属表面与溶液的变化,比较反应的剧烈程度。选择反应比较快的用燃着的小木条放在试管口,检验产生的气体。请记录实验现象。金属与盐酸或稀硫酸的反应友情提醒:实验操作要规范,取用稀盐酸或稀硫酸千万要小心哦!(A组:金属与稀盐酸反应)金属现象反应的化学方程式铜铁锌
镁
反应缓慢,产生气泡,溶液由无色变为浅绿色无变化Fe+2HCl==FeCl2+H2↑Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑Mg+2HCl==MgCl2+H2↑+2氯化亚铁反应较剧烈,有较多气泡产生剧烈反应,有大量的气泡产生(B组:金属与稀硫酸反应)金属现象反应的化学方程式铜铁锌镁Mg+H2SO4==MgSO4+H2↑Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑+2硫酸亚铁无变化反应缓慢,产生气泡,溶液由无色变为浅绿色反应较剧烈,有较多气泡产生剧烈反应,有大量的气泡产生镁、锌、铁、铜与盐酸的反应GodSaveme!!Mg为什么受伤的总是我!ZnFe我得意的笑,又得意的笑…Cu小黑点表示产生的气泡无所谓,我慢慢减减肥……二、金属与酸的反应:1、能反应:镁、锌、铁不能反应:铜2、反应的剧烈程度:镁>锌>铁结论:判断金属的活泼程度(即金属活动性)。1、根据是否与酸反应:镁、锌、铁均比铜活泼。2、根据反应的剧烈程度(或反应速率):镁>锌>铁知识归纳
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。
Mg+2HCl=MgCl2+H2↑Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑Fe+2HCl=FeCl2+H2↑从反应物和生成物的角度分析,这些反应有何特点?将这一类反应与化合反应、分解反应进行比较。单质化合物化合物单质置换反应:4、化学反应的基本类型思考:你知道哪些反应类型请各写出一例?置换反应: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。单质+化合物=另一单质+另一化合物置换反应:A+BC→AC+B化合反应:A+B+…→AB…(多合一)分解反应:AB→A+B+…(一变多)相信你能发现:1.很多金属都能与盐酸或稀硫酸发生
,但反应的剧烈程度
。2.根据金属与酸能否反应以及反应的剧烈程度,判断金属的活泼程度(即金属活动性)。Mg、Zn、Fe的金属活动性比Cu铜强,能置换出盐酸或稀硫酸中的氢。置换反应不相同铝丝表面有红色固体出现
1.铝丝浸入CuSO4溶液中2.铜丝浸入AgNO3溶液中铜丝表面有银白色固体出现活动探究3、金属与某些化合物的溶液反应实验现象反应的化学方程式铝丝浸入硫酸铜溶液中铜丝浸入硝酸银溶液中
铜丝浸入硫酸铝溶液中铝丝上附着红色固体,溶液由蓝色变为无色铜丝上附着银白色固体,溶液由无色慢慢变成蓝色不发生反应2Al+3CuSO4==3Cu+Al2(SO4)3Cu+2AgNO3==2Ag+Cu(NO3)2铜与硝酸银溶液的反应铝与硫酸铜溶液的反应1、铝、铜、银三种金属的活动性顺序是
置换Al>Cu>Ag金属活动性由强到弱2、以上反应类型都属于
反应。也就是说:活泼的金属,可以从不活泼金属的化合物溶液中把不活泼的金属置换出来!讨论相信你能发现:1.许多金属能与金属化合物的溶液发生置换反应2.根据金属与其它金属化合物的溶液能否发生置换反应判断金属活动性AlCuAg金属活动性强弱
KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金属活动性由强逐渐减弱相信你能归纳:1在金属活动性顺序里,金属的位置与它的活动性关系?2在金属活动性顺序里,哪些金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢?3在金属活动性顺序里,金属排在什么位置才能把金属从它们化合物的溶液里置换出来?常见金属在溶液中的活动性顺序:相信你能归纳:常见金属在溶液中的活动性顺序:
KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu
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。1、在金属活动性顺序里,金属的位置越靠前,它的活动性就越强。金属活动性由强逐渐减弱答疑解惑1、铁与盐酸(或稀硫酸)及硫酸铜等金属化合物溶液反应时,生成物中铁元素为+2价,溶液颜色为浅绿色。2、在讨论金属与其他金属化合物的溶液反应时,应强调能在溶液中发生的反应。例如,不能用Cu置换固体AgCl中的Ag。第八单元金属和金属材料课题3金属资源的利用和保护自然界以单质形式存在的金自然界以单质形式存在的银除少数不活泼的金属如金、银等以单质形式存在外,其余都以化合物形式存在。金属的存在形式:单质(少数金属,如金和银)化合物(大多数金属,如各种铁矿石)现象分析原理尾气处理红色Fe2O3粉末变成黑色,同时产生的气体使澄清的石灰水变浑浊一氧化碳还原氧化铁生成铁粉(黑色)与二氧化碳1.实验室用一氧化碳还原氧化铁【实验8-3】Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高温证明产物中有铁粉的方法是:用磁铁吸(或加稀盐酸有气泡)①用燃着的酒精灯将尾气点燃或②用气球收集尾气现象分析原理尾气处理红色Fe2O3粉末变成黑色,同时产生的气体使澄清的石灰水变浑浊一氧化碳还原氧化铁生成铁粉(黑色)与二氧化碳1.实验室用一氧化碳还原氧化铁【实验8-3】Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高温证明产物中有铁粉的方法是:用磁铁吸(或加稀盐酸有气泡)①用燃着的酒精灯将尾气点燃或②用气球收集尾气实验步骤:①.按下图组装仪器,并检查其气密性。②把少量研细的氧化铁粉末装进硬质玻璃管中。③把硬质玻璃管接入装置系统中,先通入一氧化碳气体排除空气,防止一氧化碳与空气混合受热爆炸。点燃出气口处的酒精灯(或用气球收集),防止一氧化碳污染空气。待排尽后,点燃酒精喷灯,并观察装置中所发生的变化。④当红棕色粉末已转变成黑色后,先停止加热,再通入一会儿一氧化碳,直至玻璃管冷却,防止高温下的生成物铁与空气接触而被氧化。一氧化碳还原氧化铁必须在封闭的硬质玻管中进行,防止一氧化碳污染空气。原料:铁矿石、焦炭、石灰石Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高温2.工业炼铁:反应的化学方程式:CO是还原剂;Fe2O3是氧化剂⑴原理:焦炭在高温条件下跟CO2反应生成CO,CO作还原剂,在高温条件下把铁矿石中的铁还原出来。⑵设备:炼铁高炉铁矿石、焦炭、石灰石Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2高温CO2+C
2CO高温C
+
O2
CO2
高温在实际生产时,所用的原料或产物一般都含有杂质,在计算用料时和产量时,应考虑到杂质问题。不纯物质、纯物质、纯度之间的关系:列比例时,一定要用纯量。3.含杂质的物质的有关计算:m(纯)=m(不纯)×纯度m(不纯)=m(纯)÷纯度——a.在干燥空气中b.浸没在水中c.半截浸没在水中铁的生锈过程哪种条件下,铁最易生锈?为什么?不生锈(有水无O2)
不生锈(有O2无水)在水与空气的交界面最易生锈————植物油abc请思考:用橡皮塞塞紧管口(有水和O2)铁与空气中的氧气、水蒸气发生化学反应。铁锈的成分很复杂,主要成分为Fe2O3。铁锈(Fe2O3·XH2O)很疏松,不能阻碍里层的铁继续与氧气、水等反应,如不及时除去,会加快铁制品的生锈,使铁全部被腐蚀。而铝不同,铝与氧气反应生成致密的Al2O3薄膜,覆盖在铝的表面,从而保护里层的铝不再与氧气反应,所以铝耐腐蚀。铁生锈的条件:⑴要有能够发生反应的物质(Fe、H2O、O2);铁制品锈蚀的条件:⑵反应物要能相互接触;⑶生成物不会对反应起阻碍作用。4Fe+3O2+2XH2O=2Fe2O3·XH2O(缓慢氧化)防止铁生锈的方法(破坏铁生锈的条件即可):1.保持铁制品表面的洁净干燥。2.在铁制品表面通过物理或化学方法制成保护膜,如涂油、刷漆、镀铬等。3.改善金属的组成和结构,制
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