第1节 金属材料
(一)金属与非金属 1. 金属与非金属的区别 比较内容 组成元素 表面光泽 颜色 延展性 硬度 导电性 导热性 密度 金属 金属元素 大多有明显的光泽 大多为银白色 有良好的延展性 一般较大 良好 良好 大多密度较大 非金属 非金属元素 大多没有光泽 颜色差异较大 不具延展性 一般较小,但差异较大(如金刚石) 大多较差(石墨较好) 大多为热的不良导体(石墨较好) 大多密度较小 2. 金属的用途
物质的性质决定物质的用途,物质的用途反应物质的性质
决定
性质
反映
(二)常见金属材料 1. 合金
1) 定义:把一种金属跟其他金属(或非金属)熔合而成的具有金属特性的物质,属于
混合物 2) 性能
a) 合金的硬度一般大于组成它们的金属
b) 合金的强度一般高于组成它们的金属(韧性好、耐拉伸、耐弯曲、耐压打) c) 合金的熔点一般低于组成它们的金属
d) 合金的抗腐蚀能力一般强于组成它们的金属
2. 钢
1) 组成:由碳和铁等元素形成的合金
2) 性能:质地坚硬,有弹性和延展性,机械性能好 3) 用途:制作汽车车身、刀具等
(三)金属的污染和回收利用 1. 金属的污染
1) 金属一般不会自行分解,会影响土质
2) 金属的氧化和锈蚀也会污染环境,危害生态环境
3) 像铅、镉等有毒的重金属被腐蚀之后会溶于水形成金属离子,污染土壤和地下水源
用途
2. 重金属污染
指由重金属或其化合物造成的环境污染,主要由采矿、废气排放、污水灌溉和使用重金属制品等认为因素所致
3. 金属的回收利用
1) 普遍回收的金属包括:铝、铅、铁、铜、锡等
2) 回收旧金属的意义:节约资源和能源;减少环境污染
第2节 金属的化学性质
(一) 金属与氧气的反应 金属 镁 空气 在空气中剧烈燃烧,发出白光,生成白色固体 在空气中不燃烧,只缓慢氧化 铝与氧气反应,其表面生成一层致密的氧化铝薄膜,阻止铝进一步氧化 在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体 氧气 反应方程式 2Mg + O2 =点燃= 2MgO 空气:4Fe + 3O2 == 2Fe2O3 氧气:3Fe + 2O2 =点燃= Fe3O4 4Al + 3O2 == 2Al2O3 铁 铝 铜 金 在常温条件下,铜在干燥在加热条件下,铜能够与的空气中化学性质稳定,氧气反应,表面变黑 几乎不与氧气反应 即使在高温条件下,也不与氧气反应 Cu + O2 =△= CuO 1. 金属铁在潮湿的空气中会被氧气所氧化而生锈(铁锈的主要成分是Fe2O3) 2. 铝在空气中与氧气反应,其表面生成一层致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步被氧化,
因此铝具有良好的抗腐蚀性能
(二) 金属与盐酸、稀硫酸的反应 A. 金属与盐酸、稀硫酸的反应 现象 化学方程式 现象 化学方程式 镁 剧烈反应,有大量气泡产生,溶液呈无色 反应较快,有大量气泡产生,溶液呈无色 有少量气泡产生,反应慢,溶液由无色变为浅绿色 Mg + 2HCl == MgCl2 剧烈反应,有大量+ H2↑ 气泡产生,溶液呈无色 Zn + 2HCl == ZnCl2 + 反应较快,有大量H2↑ 气泡产生,溶液呈无色 Fe + 2HCl == FeCl2 + 有少量气泡产生,H2↑ 反应慢,溶液由无色变为浅绿色 Mg + H2SO4 == MgSO4 + H2↑ Zn + H2SO4 == ZnSO4 + H2↑ Fe + H2SO4 == FeSO4 + H2↑ 锌 铁
铜 无现象 不反应 无现象 不反应 1. 单质铁与稀盐酸、稀硫酸发生反应时,生成的是亚铁盐,且亚铁盐溶液都为浅绿色 2. 硝酸和浓硫酸具有强氧化性,与金属反应不生成H2,而生成水 2Fe+6H2SO4(浓)=Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O Fe+4HNO3(稀)=Fe(NO3)3+NO↑+2H2O Fe+6HNO3(浓)=Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O
B. 置换反应
1. 定义:由一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质和化合物的反应。置换反应
是化学基本反应类型之一
2. 特征:反应物和生成物都是一种单质和一种化合物 3. 通式:A + BC → B + AC 4. 四种基本反应类型 项目 化合反应 分解反应 复分解反应 置换反应
(三) 金属的活动性顺序 A. 金属活动性顺序
特点 多变一 一变多 二换二 一换一 举例 C + O2 =点燃= CO2 简单表示 A + B +… → C 2H2O2 =MnO2= 2H2O A → B + C +… + O2↑ NaCl + AgNO3 == AB + CD → AD + CB NaNO3 + AgCl↓ Zn + H2SO4 == ZnSO4 + A + BC → B + AC H2↑
B. 金属活动性顺序在实际应用中的意义 1. 可判断金属的化学活动性 在金属活动性顺序中,金属的位置越靠前,它的活动性就越强 2. 可判断金属能否与酸发生置换反应而产生氢气
在金属活动性顺序中,排在氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸里的氢,排在氢后面的金属不能置换酸里的氢
3. 可判断金属能否跟盐溶液发生置换反应
在金属活动性顺序中,只有排在前面的金属,才能把排在后面的金属从它们的可溶性盐溶液里置换出来(前金置后金,除了K、Ca、Na)。根据金属单质和盐中金属离子在金属活动性顺序表中的位置,即可判断金属单质能否跟盐溶液反应 说明:
1) 判断金属与某种金属化合物溶液能否发生置换反应,一要看金属是否排在化合物中
的金属的前面,二要看该化合物是否溶于水,如Fe与AgCl不能发生置换反应,因为AgCl不溶于水
2) 用金属跟金属化合物溶液发生置换反应时,一般不用很活泼的K、Ca、Na等,因为