1、第八單元 金屬和金屬材料課題1 金屬材料一、幾種常見的金屬1、常見的金屬（1）鐵：（純鐵）是一種銀白色有金屬光澤，質軟的固體，具有良好的延展性，是電和熱的導體。（在冶金工業中被稱為黑色金屬）（2）銅：是一種紫紅色色有金屬光澤，質軟的固體，具有良好的延展性，是電和熱的導體。（3）鋁: 是一種銀白色有金屬光澤，質軟的固體，具有良好的延展性，導電性和導熱性比較良好。鋁的耐腐蝕性能比較好，通常鋁在空氣中可以形成一層致密的氧化膜，防止內部鋁的繼續氧化。（4）鈦：銀白色有金屬光澤的固體，具有良好的耐腐蝕性，廣泛應用于醫療，航天、航空等領域。2、金屬特性：（1）常溫下一般為固態（汞為液態），有金屬光澤。（2

2、）大多數呈銀白色（銅為紫紅色，金為黃色）（3）有良好的導熱性、導電性、延展性3、金屬之最：（1）鋁：地殼中含量最多的金屬元素（2）鈣：人體中含量最多的金屬元素（3）鐵：目前世界年產量最多的金屬（鐵>鋁>銅）（4）銀：導電、導熱性最好的金屬（銀>銅>金>鋁）（5）鉻：硬度最高的金屬（6）鎢：熔點最高的金屬（7）汞：熔點最低的金屬二、合金：1、合金：由一種金屬跟其他一種或幾種金屬（或金屬與非金屬）一起熔合而成的具有金屬特性的物質。 合金鐵的合金銅合金焊錫形狀記憶金屬生鐵鋼黃銅青銅:成分含碳量2%4.3%含碳量0.03%2%銅鋅合金銅錫合金鉛錫合金鈦鎳合金備注不銹鋼：含

3、鉻、鎳的鋼具有抗腐蝕性能紫銅為純銅熔點低注：鈦和鈦合金：被認為是21世紀的重要金屬材料，鈦合金與人體有很好的“相容性”，因此可用來制造人造骨等。 鈦合金的優點：（1）熔點高、密度小 （2）可塑性好、易于加工、機械性能好 （3）抗腐蝕性能好2、合金的優點：合金的熔點比各成分低，硬度比各成分大，抗腐蝕性能更好課題2 金屬的化學性質一、金屬與氧氣發生反應：（1）鎂和氧氣反應：現象：發出耀眼白光，放出大量的熱，同時生成一種白色固體粉末。結論：2Mg+O22MgO（2）鋁和氧氣反應:(常溫) 4Al+3O2=2Al2O3 （白色固體粉末）（3）鐵與氧氣的反應：鐵在氧氣中燃燒：現象：劇烈燃燒，火星四射，放

4、出大量的熱，同時生成一種黑色固體。結論：3Fe+2O2Fe3O4 鐵在潮濕的空氣中生銹：生銹的條件：鐵與氧氣和水同時接觸才會生銹（電化學反應）鐵銹：紅棕色（紅色）主要成分三氧化二鐵Fe2O3 試驗：試驗分析現象鐵釘放入盛有少量水的試管中：鐵釘與水和氧氣同時接觸生銹鐵釘完全浸沒在水中，用油封住液面鐵釘只與水接觸基本無明顯變化鐵釘放入干燥的試管中，塞上膠塞：鐵釘只與氧氣接觸無明顯變化 防止鐵生銹：保持鐵制品表面干燥潔凈；在鐵制品表面涂一層保護膜（涂油、刷油漆等）；使鐵制品表面氧化、電鍍。二、金屬與酸的反應：金屬+酸=鹽+氫氣反應條件：金屬比較活潑的金屬（排在金屬活動性順序表H前面的金屬） 酸：稀酸

5、，鹽酸、稀硫酸（濃硫酸、硝酸HNO3具有強的氧化性一般跟金屬反應不生成氫氣而生成水）金屬活動性順序表：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag Pt Au金屬活動性由強逐漸減弱在金屬活動性順序里：（）金屬的位置越靠前，它的活動性就越強，越容易在水溶液中失去電子；（）位于氫前面的金屬能置換出鹽酸、稀硫酸中的氫（不可用濃硫酸、硝酸）（）位于前面的金屬能把位于后面的金屬從它們的鹽溶液中置換出來。（除K、Ca、Na、Ba）例如：Mg+2HCl=MgCl2+H2 Mg+H2SO4=MgSO4+H2 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2 2Al+3H2SO4=Al2( S

6、O4)3+3H2 Zn+2HCl=ZnCl2+ H2 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 Fe+2HCl=FeCl2+ H2 Fe+H2SO4=FeSO4+H2 現象：Mg Al Zn與酸反應時：金屬逐漸溶解，有氣體生成；酸與鐵的反應：金屬逐漸溶解，有氣體產生，溶液由無色逐漸變成淺綠色。三、金屬與某些化合物的溶液反應:（鹽溶液）金屬+鹽溶液=新金屬+新鹽溶液例如：鐵與硫酸銅溶液反應現象：鐵表面有紅色物質析出，溶液由藍色逐漸變成淺綠色。結論：Fe+CuSO4=Cu+FeSO4 例如：銅與硝酸汞溶液反應現象：銅的表面有銀白色物質析出，溶液由無色逐漸變成藍色。結論：Cu + Hg(NO3)2 = H

7、g + Cu(NO3)2 溶液無色 溶液藍色Cu + 2AgNO3 = 2Ag + Cu(NO3)2 銅表面有銀白色物質析出，溶液由無色逐漸變成藍色 溶液無色 四、置換反應：1、置換反應定義：一種單質和一種化合物，生成另一種單質和另一種化合物的反應。2、表達式 A + BC = B + AC 的形式。課題3 金屬資源的保護和利用1、鐵的冶煉（1）原理：在高溫下，利用焦炭與氧氣反應生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石里還原出來。 3CO + Fe2O3高溫2Fe + 3CO2（2）原料：鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣常見的鐵礦石有磁鐵礦（主要成分是Fe3O4 ）、赤鐵礦（主要成分是Fe2O3 ）2、鐵的銹蝕（1）鐵生銹的條件是：鐵與O2、水接觸（鐵銹的主要成分：Fe2O3） （銅生銅綠的條件：銅與O2、水、CO2接觸。銅綠的化學式：Cu2(OH)2CO3）（2）防止鐵制品生銹的措施：保持鐵制品表面的清潔、干燥表面涂保護膜：如涂油、刷漆、 電鍍、烤藍等制成鐵的合金鐵銹很疏松，不能阻礙里層的鐵繼續與氧氣、水蒸氣反應，因此鐵制品可以全部被銹蝕。因而鐵銹應及時除去。而鋁與氧氣反應