江蘇省常州市武進區(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 石器時代→青銅器時代→鐵器時代→鋁的應(yīng)用→高分子時代 （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） 熔點最高：鎢W（3410℃）；熔點最低：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，可制成萬分之一毫米的金箔，鋁、錫都是常見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： 常見金屬：如Fe、Al、Cu等 稀有金屬: 如Mo、Nb、Zr等 4. 常見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6

4、60℃，沸點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1083℃，沸點2595℃ 銀白色金屬光澤，有良好的延展性，密度是4.5g/cm3，熔點1725℃，沸點3260℃ 有光澤的銀白色金屬，質(zhì)軟而有延展性，密度是7.8g/cm3熔點為1535℃，沸點3000℃ 特性 在空氣中能形成致密的氧化物薄膜，常溫下，對濃硝酸有耐腐蝕性。 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) 有很強的導(dǎo)磁性，并有良好的可塑性和導(dǎo)熱性，對冷的濃硫酸、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） 一般來說，合金的熔點比它的各成分金屬的熔點都低。 （2） 一般來說，合金的硬度比它的各成分金屬的硬度都大。 （3） 一般來說，合金的抗腐蝕性比它的各成分金屬都好。 2. 常見合金： （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% 機械性能 質(zhì)硬而脆，無任性 堅強，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)鋼的機械性能 （2） 鈦合金 性質(zhì)：優(yōu)異的耐腐蝕性，對海水、空氣和若干腐蝕介質(zhì)都很穩(wěn)定，可塑性能好，強度大，密度小，又稱為親生物金屬。 用途：噴氣式發(fā)動機、飛機機身、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：密度小、強度高。如防銹鋁合金、硬鋁合金、高強度鋁合金等 （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)過淬火后的鋼，其硬度和耐磨性增強，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. 金屬活動性順序 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb （H） Cu Hg Ag Pt Au 金 屬 活 動 性 由 強

11、逐 漸 減 弱 （1）應(yīng)用： ①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； ②在金屬活動性順序里，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在金屬活動性順序里，位于前面的金屬能把位于后面的金屬從它們的化合物溶液中置換出來(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，因其具有較強的氧化性，與金反應(yīng)時，一般不生成氫氣，而生成水； ②K、Ca、Na的金屬活動性非常強，與化合物溶液接觸時，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； ③反應(yīng)一定在溶液中進行，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)， 因為AgCl不溶于水。