1、第八单元 金属和金属材料课题1 金属材料一、几种常见的金属1、常见的金属（1）铁：（纯铁）是一种银白色有金属光泽，质软的固体，具有良好的延展性，是电和热的导体。（在冶金工业中被称为黑色金属）（2）铜：是一种紫红色色有金属光泽，质软的固体，具有良好的延展性，是电和热的导体。（3）铝: 是一种银白色有金属光泽，质软的固体，具有良好的延展性，导电性和导热性比较良好。铝的耐腐蚀性能比较好，通常铝在空气中可以形成一层致密的氧化膜，防止内部铝的继续氧化。（4）钛：银白色有金属光泽的固体，具有良好的耐腐蚀性，广泛应用于医疗，航天、航空等领域。2、金属特性：（1）常温下一般为固态（汞为液态），有金属光泽。（2
2、）大多数呈银白色（铜为紫红色，金为黄色）（3）有良好的导热性、导电性、延展性3、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：熔点最低的金属二、合金：1、合金：由一种金属跟其他一种或几种金属（或金属与非金属）一起熔合而成的具有金属特性的物质。 合金铁的合金铜合金焊锡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
3、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”，因此可用来制造人造骨等。 钛合金的优点：（1）熔点高、密度小 （2）可塑性好、易于加工、机械性能好 （3）抗腐蚀性能好2、合金的优点：合金的熔点比各成分低，硬度比各成分大，抗腐蚀性能更好课题2 金属的化学性质一、金属与氧气发生反应：（1）镁和氧气反应：现象：发出耀眼白光，放出大量的热，同时生成一种白色固体粉末。结论：2Mg+O22MgO（2）铝和氧气反应:(常温) 4Al+3O2=2Al2O3 （白色固体粉末）（3）铁与氧气的反应：铁在氧气中燃烧：现象：剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，同时生成一种黑色固体。结论：
4、3Fe+2O2Fe3O4 铁在潮湿的空气中生锈：生锈的条件：铁与氧气和水同时接触才会生锈（电化学反应）铁锈：红棕色（红色）主要成分三氧化二铁Fe2O3 试验：试验分析现象铁钉放入盛有少量水的试管中：铁钉与水和氧气同时接触生锈铁钉完全浸没在水中，用油封住液面铁钉只与水接触基本无明显变化铁钉放入干燥的试管中，塞上胶塞：铁钉只与氧气接触无明显变化 防止铁生锈：保持铁制品表面干燥洁净；在铁制品表面涂一层保护膜（涂油、刷油漆等）；使铁制品表面氧化、电镀。二、金属与酸的反应：金属+酸=盐+氢气反应条件：金属比较活泼的金属（排在金属活动性顺序表H前面的金属） 酸：稀酸，盐酸、稀硫酸（浓硫酸、硝酸HNO3具有
5、强的氧化性一般跟金属反应不生成氢气而生成水）金属活动性顺序表：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag Pt Au金属活动性由强逐渐减弱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，越容易在水溶液中失去电子；（）位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢（不可用浓硫酸、硝酸）（）位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。（除K、Ca、Na、Ba）例如：Mg+2HCl=MgCl2+H2 Mg+H2SO4=MgSO4+H2 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2 2Al+3H2SO4=Al2( SO4)3+3H2 Zn+2HCl=ZnC
6、l2+ H2 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 Fe+2HCl=FeCl2+ H2 Fe+H2SO4=FeSO4+H2 现象：Mg Al Zn与酸反应时：金属逐渐溶解，有气体生成；酸与铁的反应：金属逐渐溶解，有气体产生，溶液由无色逐渐变成浅绿色。三、金属与某些化合物的溶液反应:（盐溶液）金属+盐溶液=新金属+新盐溶液例如：铁与硫酸铜溶液反应现象：铁表面有红色物质析出，溶液由蓝色逐渐变成浅绿色。结论：Fe+CuSO4=Cu+FeSO4 例如：铜与硝酸汞溶液反应现象：铜的表面有银白色物质析出，溶液由无色逐渐变成蓝色。结论：Cu + Hg(NO3)2 = Hg + Cu(NO3)2 溶液无色 溶液
7、蓝色Cu + 2AgNO3 = 2Ag + Cu(NO3)2 铜表面有银白色物质析出，溶液由无色逐渐变成蓝色 溶液无色 四、置换反应：1、置换反应定义：一种单质和一种化合物，生成另一种单质和另一种化合物的反应。2、表达式 A + BC = B + AC 的形式。课题3 金属资源的保护和利用1、铁的冶炼（1）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高温2Fe + 3CO2（2）原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气常见的铁矿石有磁铁矿（主要成分是Fe3O4 ）、赤铁矿（主要成分是Fe2O3 ）2、铁的锈蚀（1）铁生锈的条件是：铁与O2、水接触（铁锈的主要成分：Fe2O3） （铜生铜绿的条件：铜与O2、水、CO2接触。铜绿的化学式：Cu2(OH)2CO3）（2）防止铁制品生锈的措施：保持铁制品表面的清洁、干燥表面涂保护膜：如涂油、刷漆、 电镀、烤蓝等制成铁的合金铁锈很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气反应，因此铁制品可以全部被锈蚀。因而铁锈应及时除去。而铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化，因此，铝具有很好的抗腐蚀性能。3、金属资源的保护和利用:保护金属资源的途径：防止金属腐蚀回收利用废旧金属合理开采矿物寻找金属的代用品意义：节约金属资源，减少环境污染
