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课题一金属材料 一、金属材料: 1、金属材料 纯金属(90多种) 合金(几千种) 2、金属的物理性质: (1)常温下一般为固态(汞为液态),有金属光泽。 (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。(8)锇:密度最大的金属。 (9)锂:密度最小的金属。 4、金属分类: 黑色金属:通常指铁、锰、铬及它们的合金。 重金属:如铜、锌、铅等 有色金属 轻金属:如钠、镁、铝等; 有色金属:通常是指除黑色金属以外的其他金属。 二、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。(注:合金是混合物) ★:一般说来,合金的熔点比各成分低,硬度比各成分大,抗腐蚀性能更好。 合金铁的合金铜合金焊锡钛和钛合金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。 (1)熔点高、密度小 优点(2)可塑性好、易于加工、机械性能好 (3)抗腐蚀性能好 课题二、金属的化学性质 一、金属的化学性质: 1、大多数金属可与氧气的反应 2Mg+O22MgO2Mg+O2==2MgO注:MgO:白色固体 4Al+3O22Al2O34Al+3O2==2Al2O3注:Al2O3:白色固体 3Fe+2O2Fe3O42Cu+O22CuO注:CuO:黑色固体 注意:(1)虽然铝在常温下能与氧气反应,但是在铝表面生成了一层致密的氧化铝薄膜,从而阻止了反应的进行,所以铝在常温下不会锈蚀。 (2)“真金不怕火炼”说明金即使在高温时也不能与氧气反应,金的化学性质极不活泼。 2、金属+酸==盐+H2↑置换反应(条件:活动性:金属>H) H2SO4+Mg==MgSO4+H2↑2HCl+Mg==MgCl2+H2↑ 现象:反应剧烈,有大量气泡产生。 3H2SO4+2Al==Al2(SO4)3+3H2↑6HCl+2Al==2AlCl3+3H2↑ 现象:反应剧烈,有大量气泡产生。 H2SO4+Zn==ZnSO4+H2↑2HCl+Zn==ZnCl2+H2↑ 现象:反应比较剧烈,有大量气泡产生。 H2SO4+Fe==FeSO4+H2↑2HCl+Fe==FeCl2+H2↑ 现象:反应比较缓慢,有气泡产生,溶液由无色变为浅绿色。 3、金属+盐==另一金属+另一盐置换反应(条件:活动性:参加反应的金属>化合物中金属元素) Fe+CuSO4==Cu+FeSO4(这也是“湿法冶铜”的原理) 现象:铁钉表面有红色物质出现,溶液由蓝色变为浅绿色。 2Al+3CuSO4==Al2(SO4)3+3Cu 现象:铝丝表面有红色物质出现,溶液由蓝色变为无色。 Cu+2AgNO3==Cu(NO3)2+2Ag 现象:铜丝表面有银白色物质出现,溶液由无色变为蓝色。 注意:①CuSO4溶液:蓝色FeSO4、FeCl2溶液:浅绿色 ②Fe在参加置换反应时,生成+2价的亚铁盐。 二、置换反应: 1、概念:由一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质与另一种化合物的反应。 2、特点:反应物、生成物都是两种;物质种类分别是单质与化合物。 三、常见金属活动性顺序: KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu 金属活动性由强逐渐减弱 在金属活动性顺序里: (1)金属的位置越靠前,它的活动性就越强。 (2)位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢元素(不可用浓硫酸、硝酸)。 (3)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。(K、Ca、Na除外) 课题三、金属资源的保护和利用 一、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。 C+O2CO2C+CO22CO 3CO+Fe2O32Fe+3CO2 2、现象:红色粉末逐渐变为黑色,产生的气体能使澄清的石灰水变浑浊。 3、书上图8-20需注意: (1)实验开始时先通CO再加热的目的:排出装置内的空气,以免CO与空气混合加热(可能会发生爆炸)。 (2)实验完毕后继续通入CO的目的;防止氧化铁被还原成铁后,在较高的温度下重新被氧化。 (3)尾气的处理:因为CO有毒,所以尾气中的CO气体要经过处理,变成无毒的气体。可点燃使其生成无毒的CO2。 4、原料:铁矿石、