江蘇省常州市武進(jìn)區(qū)中考化學(xué)專題講解 金屬材料、金屬的性質(zhì) 滬教版（通用）

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1、金屬材料、金屬的性質(zhì) 金屬材料的發(fā)展和利用 1. 從化學(xué)成分上劃分，材料可以分為金屬材料、非金屬材料、有機(jī)材料及復(fù)合材料等四大類。 2. 金屬材料包括純金屬和合金。 （1）金屬材料的發(fā)展 石器時(shí)代→青銅器時(shí)代→鐵器時(shí)代→鋁的應(yīng)用→高分子時(shí)代 （2）金屬材料的應(yīng)用 ①最早應(yīng)用的金屬是銅，應(yīng)用最廣泛的金屬是鐵，公元一世紀(jì)最主要的金屬是鐵 ②現(xiàn)在世界上產(chǎn)量最大的金屬依次為鐵、鋁和銅 ③鈦被稱為21世紀(jì)重要的金屬 金屬的物理性質(zhì) 1. 金屬的共性 （1） 大多數(shù)是銀白色固體，有金屬光澤。少數(shù)金屬有

2、顏色，如金為金黃色、銅為紫紅色。 （2） 有延展性，可拉成細(xì)絲，壓成薄片。 （3） 能導(dǎo)電，可以用作電線、電纜。 （4） 能導(dǎo)熱，可用于制造鐵鍋、銅火鍋等。 2. 金屬的特性： （1） 熔點(diǎn)最高：鎢W（3410℃）；熔點(diǎn)最低：汞Hg（-39℃）。 （2） 密度最大：鋨Os（22.45 g/cm3）；密度最?。轰嘗i（0.53 g/cm3）。 （3） 硬度最大：鉻Cr；硬度最?。轰CCs。 （4） 延展性最好：金Au，可制成萬(wàn)分之一毫米的金箔，鋁、錫都是常見(jiàn)的延展性很好的金屬。 （5） 導(dǎo)電導(dǎo)熱性最好：銀Ag，銅Cu次之，鋁Al第三。 （6） 導(dǎo)磁性：部分金屬可以被磁鐵吸引，

3、表現(xiàn)出導(dǎo)磁性，如鐵、鈷、鎳等 3. 金屬的分類： （1）從顏色分： 黑色金屬：Fe、Cr、Mn 有色金屬：除Fe、Cr、Mn外的金屬（有色金屬：通常是指除黑色金屬以外的其他金屬） （2）從密度分： 輕金屬：（密度小于4.5g/cm3，如K、Ca、Na、Mg、Al等） 重金屬：（密度大于4.5g/cm3，如Fe、Cu、Sn、Pb等） （3）從含量分： 常見(jiàn)金屬：如Fe、Al、Cu等 稀有金屬: 如Mo、Nb、Zr等 4. 常見(jiàn)的幾種金屬的物理性質(zhì)和特性： 鋁 銅 鈦 鐵 物理性質(zhì) 銀白色金屬光澤，具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱和延展性，密度是2.7g/cm3，熔點(diǎn)6

4、60℃，沸點(diǎn)2200℃ 紫紅色金屬光澤，具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)電、導(dǎo)熱和延展性，密度是8.9g/cm3，熔點(diǎn)1083℃，沸點(diǎn)2595℃ 銀白色金屬光澤，有良好的延展性，密度是4.5g/cm3，熔點(diǎn)1725℃，沸點(diǎn)3260℃ 有光澤的銀白色金屬，質(zhì)軟而有延展性，密度是7.8g/cm3熔點(diǎn)為1535℃，沸點(diǎn)3000℃ 特性 在空氣中能形成致密的氧化物薄膜，常溫下，對(duì)濃硝酸有耐腐蝕性。 在潮濕空氣中表面能形成銅綠 具有耐腐蝕性，不受大氣和海水影響，能與各種濃度的硝酸和各種弱堿反應(yīng) 有很強(qiáng)的導(dǎo)磁性，并有良好的可塑性和導(dǎo)熱性，對(duì)冷的濃硫酸、濃硝酸有耐腐蝕性。 合金 合金是由

5、兩種或兩種以上金屬（或金屬與非金屬）熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)，屬于混合物。如鋼鐵、鋁合金等，一般合金都是為了改良金屬的某些性質(zhì)。 1. 合金的特性： （1） 一般來(lái)說(shuō)，合金的熔點(diǎn)比它的各成分金屬的熔點(diǎn)都低。 （2） 一般來(lái)說(shuō)，合金的硬度比它的各成分金屬的硬度都大。 （3） 一般來(lái)說(shuō)，合金的抗腐蝕性比它的各成分金屬都好。 2. 常見(jiàn)合金： （1） 鐵合金 鋼鐵是鐵和C、S、Mn、P、以及少量其他元素所組成的合金，稱為碳鐵合金。主要分為鋼、生鐵。鋼和生鐵的區(qū)別主要是含碳量不同，鋼（0.03%—2%），生鐵（2%—4.3%）。當(dāng)然它們還含有一些其他成分，生鐵中含有硅、錳等，如果鋼

6、含有一定比例的鉻、鎳，就是“不銹鋼”。 鐵合金 生鐵 鋼 含碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 2%-4.3% 0.03%-2% 機(jī)械性能 質(zhì)硬而脆，無(wú)任性 堅(jiān)強(qiáng)，任性大，塑性好 共性：①都是鐵和碳的合金；②都屬于混合物 轉(zhuǎn)化：高溫鍛打生鐵，降低生鐵的含碳量，能將生鐵轉(zhuǎn)化成鋼，表現(xiàn)鋼的機(jī)械性能 （2） 鈦合金 性質(zhì)：優(yōu)異的耐腐蝕性，對(duì)海水、空氣和若干腐蝕介質(zhì)都很穩(wěn)定，可塑性能好，強(qiáng)度大，密度小，又稱為親生物金屬。 用途：噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)、飛機(jī)機(jī)身、人造衛(wèi)星外殼、火箭殼體、人造骨、海水淡化設(shè)備等 （3） 鋁合金 鋁合金特點(diǎn)：密度小、強(qiáng)度高。如防銹鋁合金、硬鋁合金、高強(qiáng)度鋁合金等 （4）

7、銅合金 工業(yè)上廣泛使用的有黃銅（銅鋅合金）、青銅（銅錫合金）和白銅（銅鎳合金）等 3. 淬火和回火——淬火和回火是金屬熱處理中常用的兩種方法. （1） 淬火：把金屬工件加熱到一定溫度，然后浸入冷卻劑(如冷水等)中急速冷卻以增加硬度。 例如：經(jīng)過(guò)淬火后的鋼，其硬度和耐磨性增強(qiáng)，塑性和韌性卻降低. （2） 回火：把淬火后的工件用較低溫度加熱，然后自然冷卻，使其能保持一定的硬度，增加韌性。 例如：淬火后的鋼再經(jīng)回火后，其韌性可部分恢復(fù)。 金屬的化學(xué)性質(zhì) 1. 金屬與氧氣反應(yīng) （1）常溫下金屬與氧氣的反應(yīng) 4Al+3O2=2Al2O3 現(xiàn)象：銀白色的

8、鋁的表面逐漸變暗生成一層致密的薄膜 2Mg+O2=2MgO 現(xiàn)象：銀白色的鎂條在空氣中表面會(huì)逐漸變暗，生成白色固體 2Cu+O2≠2CuO （常溫下銅與氧氣不反應(yīng)） （2）點(diǎn)燃的條件下金屬與氧氣的反應(yīng) a. 鎂帶在空氣中燃燒 2Mg+O22MgO 發(fā)出白光，放出大量的熱，生成白色固體 b. 鐵絲在氧氣中燃燒 3Fe+2O2Fe3O4 火星四射，放出量熱，有黑色固體生成 c. 在氧氣中點(diǎn)燃鋁 4Al+3O22Al2O3 劇烈燃燒，火星四射，放出大量熱，生成白色固體 2. 金屬與酸反應(yīng) 【金屬 + 酸 → 鹽 + H2↑】 反應(yīng)物 反應(yīng)

9、現(xiàn)象 反應(yīng)速度 反應(yīng)方程式 稀 鹽 酸 或 稀 硫 酸 鎂 鎂劇烈反應(yīng)，不斷減少,產(chǎn)生大量氣泡 很快 Mg + 2HCl==MgCl2 + H2↑ Mg + H2SO4==MgSO4 + H2↑ 鋅 鋅劇烈反應(yīng)，不斷減少,產(chǎn)生大量氣泡 較快 Zn +2HCl ==ZnCl2 +H2↑ Zn + H2SO4 == ZnSO4 +H2↑ 鐵 反應(yīng)緩慢，有氣泡生，溶液由無(wú)色變?yōu)闇\綠色 較慢 Fe+2HCl ==FeCl2+ H2↑ Fe+ H2SO4 ==FeSO4+H2↑ 銅 不反應(yīng) 置換反應(yīng)：由一種單質(zhì)與一種化合物反應(yīng)，生成另一種單質(zhì)與另一種

10、化合物的反應(yīng) A+BC→AC+B 3. 金屬與鹽反應(yīng) 【金屬 + 鹽 → 另一金屬 + 另一鹽（條件：“前換后，鹽可溶”）】 ① Fe + CuSO4 == Cu + FeSO4 (“濕法冶金”原理) ②2Al + 3CuSO4 == Al2(SO4)3 + 3Cu ③Cu + 2AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag 4. 金屬活動(dòng)性順序 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb （H） Cu Hg Ag Pt Au 金 屬 活 動(dòng) 性 由 強(qiáng)

11、逐 漸 減 弱 （1）應(yīng)用： 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、稀硫酸中的氫(不是氫原子） 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)乃鼈兊幕衔锶芤褐兄脫Q出來(lái)(K、Ca、Na除外)。 （2）注意： ①酸一般指鹽酸和稀硫酸，若是硝酸或濃硫酸，因其具有較強(qiáng)的氧化性，與金反應(yīng)時(shí)，一般不生成氫氣，而生成水； ②K、Ca、Na的金屬活動(dòng)性非常強(qiáng)，與化合物溶液接觸時(shí)，它們能同溶液中的水發(fā)反應(yīng)， 如：2Na+2H2O—2NaOH+H2↑，所以把它們放到化合物溶液里，不能將金屬離子換出來(lái)； ③反應(yīng)一定在溶液中進(jìn)行，不溶于水的金屬的化合物一般不與金屬反應(yīng)，如Cu與AgCl不反應(yīng)， 因?yàn)锳gCl不溶于水。