金屬和金屬材料

模塊一 金屬材料

一、金屬材料：

金屬材料包括純金屬以及它們的合金。

二、金屬的物理性質(zhì)

1、在常溫下一般為固態(tài)（汞為液態(tài)），有金屬光澤（大多數(shù)金屬呈銀白色，銅呈紫紅色，金呈黃色）；

2、導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、熔點(diǎn)較高、延展性、能彎曲、硬度較大、密度較大。

三、金屬之最

1、地殼中含量最多的金屬元素——鋁

2、人體中含量最多的金屬元素——鈣

3、目前世界年產(chǎn)量最多的金屬——鐵（鐵＞鋁＞銅）

4、導(dǎo)電、導(dǎo)熱性最好的金屬——銀（銀＞銅＞金＞鋁）

5、熔點(diǎn)最高的金屬——鎢

6、熔點(diǎn)最低的金屬——汞

7、硬度最大的金屬——鉻

8、密度最大的金屬——鋨

9、密度最小的金屬——鋰

四、金屬的分類(lèi)

五、金屬的應(yīng)用

物質(zhì)的性質(zhì)在很大程度上決定了物質(zhì)的用途，但這不是唯一的決定因素。在考慮物質(zhì)的用途時(shí)，還需要考慮價(jià)格、資源、是否美觀、使用是否便利，以及廢料是否易于回收和對(duì)環(huán)境的影響等多種因素。

1、銅、鋁——電線——導(dǎo)電性好、價(jià)格低廉

2、鎢——燈絲——熔點(diǎn)高

3、鉻——電鍍——耐腐蝕性

4、鐵——菜刀、鐮刀、錘子等

5、汞——體溫計(jì)液柱

6、銀——保溫瓶?jī)?nèi)膽

7、鋁——“銀粉”、錫箔紙

六、合金

1、合金：由兩種或兩種以上的金屬或金屬與非金屬經(jīng)一定方法所合成的具有金屬特性的物質(zhì)。合金是混合物。目前已制得的純金屬只有90多種，而合金已達(dá)幾千種。

2、合金的硬度一般比組成它的純金屬的硬度大，抗腐蝕性強(qiáng)。

3、合金的熔點(diǎn)一般比組成它的純金屬的熔點(diǎn)低。

4、常見(jiàn)的合金：

5、鈦和鈦合金：被認(rèn)為是21世紀(jì)的重要金屬材料，鈦合金與人體具有良好的“相容性”,可用來(lái)造人造骨。鈦和鈦合金的優(yōu)點(diǎn)：

①熔點(diǎn)高、密度小；

②可塑性好、易于加工、機(jī)械性能好；

③抗腐蝕性能好。

6、生鐵和鋼性能不同的原因：含碳量不同。

模塊二 金屬的化學(xué)性質(zhì)

一、金屬與氧氣的反應(yīng)

1、鎂、鋁：

（1）在常溫下能與空氣中的氧氣反應(yīng)：

2Mg+O2=2MgO ；4Al+3O2=2Al2O3

（2）鋁的抗腐蝕性能好的原因：鋁在空氣中與氧氣反應(yīng)，其表面生成一層致密的氧化鋁薄膜，從而阻止鋁進(jìn)一步氧化。

2、鐵、銅

（1）在常溫下、干燥的環(huán)境中，幾乎不與氧氣反應(yīng)，但在潮濕的空氣中會(huì)生銹。

（2）鐵、銅在高溫時(shí)能與氧氣反應(yīng)：

3、金即使在高溫時(shí)也不與氧氣反應(yīng)。

二、金屬與酸的反應(yīng)：

活潑金屬＋酸 → 鹽＋氫氣

描述現(xiàn)象時(shí)，需要注意：

① 如果有鐵、銅元素參加反應(yīng)，一定要注意溶液顏色的變化；

② 反應(yīng)放熱，但是只有鎂和酸反應(yīng)時(shí)放熱現(xiàn)象明顯。

三、置換反應(yīng)：

由一種單質(zhì)和一種化合物反應(yīng)，生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng)是置換反應(yīng)。

當(dāng)鐵單質(zhì)參加置換反應(yīng)時(shí)，生成物中的鐵元素呈+2價(jià)。

四、常見(jiàn)金屬在溶液中的活動(dòng)性順序：

1、在金屬活動(dòng)性順序里，金屬的位置越靠前，它的活動(dòng)性就越強(qiáng)。

2、在金屬活動(dòng)性順序里，位于氫前面的金屬能置換出鹽酸、稀硫酸（不可以用濃硫酸和硝酸）中的氫。

3、在金屬活動(dòng)性順序里，位于前面的金屬能把位于后面的金屬?gòu)乃鼈兓衔锏娜芤豪镏脫Q出來(lái)。（鉀、鈣、鈉不符合這一條。它們會(huì)先和水反應(yīng)生成堿和氫氣，然后堿和鹽反應(yīng)。）

五、金屬與鹽溶液的反應(yīng)：

金屬＋鹽→另一金屬＋另一鹽

（條件：“前換后，鹽可溶”）

在活動(dòng)性順序中，金屬的距離大的，反應(yīng)先發(fā)生。一個(gè)置換反應(yīng)結(jié)束后，另一個(gè)置換反應(yīng)才會(huì)發(fā)生。如在硫酸亞鐵和硫酸銅的混合溶液中加入鋅粒，鋅會(huì)先和硫酸銅反應(yīng)，反應(yīng)完畢后鋅才和硫酸亞鐵反應(yīng)。

六、“濕法冶金”的反應(yīng)原理：

Fe+CuSO4=Cu+FeSO4

七、顏色

Fe2+的鹽溶液是淺綠色的，F(xiàn)e3+的鹽溶液是黃色的，Cu2+的鹽溶液是藍(lán)色的。

八、比較Cu、Fe、Ag三種金屬的活動(dòng)性順序

1、使用鐵、銀和溶液，一次性得出結(jié)果：

操作及現(xiàn)象：把鐵、銀分別放入硫酸銅溶液中，銀表面沒(méi)有現(xiàn)象；而鐵表面會(huì)附著一層紅色物質(zhì)，并且溶液會(huì)由藍(lán)色逐漸變?yōu)闊o(wú)色。

2、使用銅、硫酸亞鐵溶液和硝酸銀溶液，一次性得出結(jié)果：

操作及現(xiàn)象：把銅分別放入硫酸亞鐵溶液和硝酸銀溶液中，硫酸亞鐵溶液沒(méi)有現(xiàn)象；而在硝酸銀溶液中，銅表面會(huì)附著一層白色物質(zhì)，溶液由無(wú)色逐漸變?yōu)樗{(lán)色。

3、選用試劑時(shí)，要根據(jù)金屬活動(dòng)性順序表將三種金屬排序，然后將排在中間的金屬變成鹽溶液，或者將排在兩邊的金屬變成鹽溶液，這樣才能一次性得出結(jié)果。

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