金属物理性质和化学性质

课题1金属材料一、金属材料1.金属材料：包括纯金属以及它们的合金。2.人类应用材料的历史石器时代青铜器时代铁器时代铝器时代钛和钛合金时代金属有哪些物理性质呢？3.金属物理性质的共性与特性共性：常温下大多数是固体，银白色，有金属光泽，为电和热的优良导体，有延展性，密度较大，熔点较高等。特性：大多数金属呈银白色，但铜是红色、金呈黄色；在常温下，大多数金属是固体，但汞是液体。根据表8－1,讨论并回答下列问题：（1）为什么菜刀，镰刀，锤子等用铁制而不用铝制？（2）银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜而不用银制？（3）为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？如果用锡制的话，可能会出现什么情况？（4）为什么有的铁制品如水龙头等镀铬？铁的硬度大，铝的硬度小银比铜的价格贵钨的熔点高，锡的熔点低，如果用锡作灯丝，灯丝会因为温度过高而断开铬的硬度大且耐腐蚀物质的性质物质的用途在考虑物质的用途时，还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利，以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。4.物质的性质与用途的关系资料卡片－－金属之最地壳中含量最高的金属元素：铝人体含量最高的金属元素：钙目前世界年产量最高的金属：铁导电导热最好的最高的金属：银硬度最高的金属：铬熔点最高的金属：钨熔点最低的金属：汞1.食品包装袋中经常使用到铝箔，铝能制成铝箔是因为（）A.导电性B.抗腐蚀性C.导热性D.延展性2.物质的性质决定物质的用途，下列金属制品的用途与其性质不存在决定关系的是（）A.电线——延展性B.刀具——硬度大C.铜镜——金属光泽D.炊具——导热性练习二、合金1.定义：由一种金属跟某些金属或非金属加热熔合形成的具有金属特征的混合物。铁的合金物质含碳量其他元素性能生铁2％～4.3％硅、锰等硬度比纯铁大钢0.03％～2％铬、镍等硬度比生铁大【实验8-1】比较黄铜片和铜片、硬铝和铝的光泽和颜色；将它们互相刻划，比较它们的硬度性质比较现象黄铜铜硬铝铝光泽和颜色硬度结论暗黄色亮红色暗灰色银白色黄铜铜硬铝铝合金的硬度比纯金属大根据如下数据，你又能得到什么启示呢？纯金属合金铅镉铋锡焊锡武德合金熔点/0C32732127123218370启示其中：焊锡是锡铅合金；武德合金是铅、铋、锡和镉的合金。合金的熔点比纯金属的熔点低2.合金和组成它们的纯金属的性质比较与组成合金的纯金属相比合金熔点更低合金硬度更大合金机械性能更好合金抗腐蚀性更强日常使用的金属，大多数属于合金表8-2常见合金的主要成分、性能和用途合金主要成分主要性能主要用途球墨铸铁铁、碳、硅、锰机械强度好在某些场合可代替钢锰钢铁、锰、碳韧性好、硬度大钢轨、挖掘机铲斗、坦克装甲、自行车架不锈钢铁、铬、镍抗腐蚀性好医疗器械、炊具、容器、反应釜黄铜铜、锌强度高、可塑性好、易加工、耐腐蚀机器零件、仪表、日用品青铜铜、锡强度高、可塑性好、耐磨、耐腐蚀机器零件如轴承、齿轮等白铜铜、镍光泽好、耐磨、耐腐蚀、易加工钱币、代替银做饰品焊锡锡、铅熔点低焊接金属硬铝铝、铜、镁、硅强度和硬度好火箭、飞机、轮船等制造业18K①黄金金、银、铜光泽好、耐磨、易加工金饰品、钱币、电子元件18K白金金、铜、镍、锌光泽好、耐磨、易加工金饰品被认为是21世纪的重要材料，它具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、机械性能好等。尤其是抗腐蚀性能非常好，即使把它们放在海水中数年，取出后仍光亮如新，其抗腐蚀性能远优于不锈钢，因此被广泛用于火箭、导弹、航天飞机船舶、化工和通讯设备等。钛合金与人体有很好的“相容性”，因此可用来制造人造骨钛和钛合金1.下列说法正确的是（）A.铝是人类最早利用的金属材料B.铜是目前世界年产量最高的金属C.大多数金属元素在自然界中以单质形式存在D.日常使用的金属材料大多数是合金2.下列有关金属的说法正确的是（）①合金中至少含两种金属；②合金中的元素以化合物的形式存在；③合金中一定含有金属元素；④黄金具有非常好的延展性，但由于价格昂贵，所以不可以大量应用于产品包装；⑤合金的强度和硬度一般比它们的纯金属更高，抗腐蚀性能也更好A.①②③⑤B.①②④C.②③④D.③④⑤练习课题二金属的化学性质一、金属与氧气的反应镁条和铝片在常温下就能和空气中的氧气发生。4Al+3O2=2Al2O32Mg+O2=2MgO铜片和铁丝在高温时能与氧气反应。22Cu+OCuO2加热2343Fe+2OFeO点燃金即使在高温时也不能和氧气反应（1）铝在常温下能与氧气反应，那么我们用的铝制餐具是怎么回事呢？铝在常温下发生缓慢氧化：4Al+3O2=2Al2O3形成一层致密的氧化物薄膜，从而阻止铝的进一步氧化，因而铝具有较好的抗腐蚀性。思考：（2）为何不宜用钢刷来擦洗铝制餐具呢？若用钢刷擦洗铝制品，容易把氧化薄膜除掉，从而起不到保护作用。综合上述信息可知：1.大多数金属都能与_______反应，反应剧烈程度________(相同或不相同）氧气不相同2.金属的活泼性：说明__________较活泼,__________次之,_________很不活泼Mg、AlFe、CuAu1．镁条在空气中燃烧时，可观察到的现象是（）A．发出蓝色火焰B．发出耀眼白光C．发出黄色火焰D．剧烈燃烧，火星四射2．下列关于金属的说法正确的是（）A．各种金属在常温下都不能与氧气反应B．各种金属在高温下都能与氧气反应C．根据金属与氧气反应的难易程度可以初步比较金属的活动性D．各种金属都能与盐酸发生置换反应练习B组：在试管中分别放入镁条、锌粒、铁钉、铜丝。然后，分别向其中加入一些稀硫酸。A组：在试管中分别放入镁条、锌粒、铁钉、铜丝。然后，分别向其中加入一些盐酸。二、金属与盐酸、稀硫酸的反应视频镁和稀盐酸锌和稀盐酸铁钉和稀盐酸铜和稀盐酸金属稀盐酸（稀硫酸）现象反应的化学方程式镁锌铁铜放出气泡最迅速，反应最剧烈放出气泡速度次之，反应较为剧烈放出气泡速度最慢，反应较为缓和不反应Mg+2HCl=MgCl2+H2↑Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑Fe+2HCl=FeCl2+H2↑Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑(1)铁、镁、锌能和稀盐酸或稀硫酸反应，而铜不能。反应的剧烈程度不同。____反应最剧烈，其次是_____，然后是_____。(2)由此推出，金属活动性顺序___________________。由此可知：镁锌铁MgZnFeCu镁、锌、铁与盐酸反应的化学方程式比较Mg+2HCl=MgCl2+H2↑Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑Fe+2HCl=FeCl2+H2↑单质化合物化合物单质一种单质和一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应叫做置换反应。3.为适应火车提速，我国一些铁路线上原有的短轨已全部连接为超长轨。工程技术人员常用如下反应来焊接钢轨间的缝隙：2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe。有关此反应的下列说法中正确的是（）A．该反应属于化合反应B．该反应属于分解反应C．该反应属于置换反应D．该反应中铁元素的化合价降低高温练习4.下列物质不可能是通过相应的金属跟稀酸发生置换反应制得的是（）A．硫酸铁B．硫酸锌C．氯化镁D．氯化亚铁结论：活动性强的金属能把活动性弱的金属从它们的化合物中置换出来回忆:铁和硫酸铜溶液反应的现象：铁钉表面有红色物质生成，蓝色溶液变成浅绿色Fe+CuSO4==FeSO4+Cu三、金属与某些化合物溶液的反应实验现象反应的化学方程式铝丝浸入硫酸铜溶液中铜丝浸入硝酸银溶液中铜丝浸入硫酸铝溶液中视频铝与硫酸铜溶液的反应铜与硝酸银溶液的反应铝与硫酸铜溶液的反应实验现象反应的化学方程式铝丝浸入硫酸铜溶液中铜丝浸入硝酸银溶液中铜丝浸入硫酸铝溶液中铝丝表面覆盖一层红色物质，溶液由蓝色逐渐变为无色。铜丝表面覆盖一层银白色物质，溶液由无色逐渐变为蓝色。不反应2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3CuCu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag活动性:Al﹥Cu活动性:Cu﹥Ag活动性:CuAl5.下列关于“曾青得铁则化为铜”的有关内容描述错误的是（）。A．在此反应过程中可看到铜覆盖在铁的表面B．此反应中“曾青”是指硫酸铜C．此反应为置换反应D．此反应同氢气还原氧化铜一样，必须在加热条件下发生6.下列方程式中错误的是（）A．Fe+CuCl2=FeCl3+CuB．Fe+2HCl=FeCl2+H2↑C．Cu+ZnSO4=Zn+CuSO4D．2Cu+O22CuO练习主要应用：一、判断金属跟酸能否发生置换反应及其反应的快慢。二、判断金属跟化合物溶液能否发生置换反应。三、判断金属跟混合化合物溶液反应的次序。KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金属活动性顺序由强逐渐减弱四、金属活动性顺序：1.反应条件：(1)排在氢前面的金属才能置换酸中的氢(2)酸指盐酸和稀硫酸，不能用浓硫酸，硝酸。一、判断金属跟酸能否发生置换反应及其反应的快慢。判断依据：每条曲线中，斜线越陡，说明单位时间内产生氢气多，反应快。反应时间0产生H2质量甲乙丙2.反应快慢比较将等质量的Mg、Zn、Fe金属投入到足量的盐酸中二、判断金属跟盐溶液能否发生置换反应。1.单质金属要排在盐中金属元素前面反应条件：2.KCaNa除外。B练习7：下列反应的化学方程式中，正确的是（）A.Cu+2AgCl=2Ag+CuCl2B.Zn+2AgNO3=2Ag+Zn(NO3)2C.2Na+CuSO4=Cu+Na2SO4D.2Fe+3CuCl2=2FeCl3+3Cu三、判断金属跟混合化合物反应的次序反应的先后次序是：在金属活动性顺序表里，排在越后面的金属，越容易被置换出来。练习8：向含有CuCl2，ZnCl2，HCl的溶液中撒入过量的铁粉，反应后溶液中一定有A.ZnCl2,HClB.FeCl2,CuCl2C.CuCl2,HCl（）D.ZnCl2,FeCl2小结：金属的化学性质一、金属与氧气的反应4Al+3O2=2Al2O32Mg+O2=2MgO3Fe+2O2Fe3O4二、金属与稀盐酸、稀硫酸反应（置换反应）Fe+2HCl==FeCl2+H2↑Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑Mg+2HCl==MgCl2+H2↑Mg+H2SO4==MgSO4+H2↑点燃三、金属与某些化合物溶液反应（置换反应）2Al+3CuSO4==Al2（SO4）3+3CuCu+2AgNO3==Cu(NO3)2+2Ag四、置换反应：由单质和化合物反应，生成单质和化合物的反应五、金属活动性顺序：KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金属活动性，由强逐渐减弱习题1.很早的时候，人们将铅块压制成细长的铅条来写字，这就是最早的铅笔。下列有关前的物理性质，不能据此得出的是（）A、铅的硬度较小B、铅具有良好的延展性C、铅条呈深灰色D、铅的密度较大2.有甲、乙、丙、丁四种金属：只有甲在自然界主要以单质形式存在；丁的化合物溶液不能用乙制的容器存放，但可以用丙制的容器盛放，则这四种金属的活动性顺序为（）A、甲＞乙＞丁＞丙B、丙＞丁＞乙＞甲C、丙＞乙＞丁＞甲D、乙＞丁＞丙＞甲3.钛和钛合金被认为是21世纪的重要材料，它们具有很多优良的性能。如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、钛合金与人体有很好的“相容性”等。根据它们的重要性能，下列用途不切合实际的是（）A、用来做保险丝B、用于制造航天飞机C、用来制造人造骨D、用于制造船舶4.将等质量、颗粒大小相同的X、Y、Z三种金属分别投入到相同浓度的足量的稀硫酸中，生成氢气的质量与时间的关系如图所示。已知它们在化合物中均显+2价，则下列说法不正确的是（）A、在时间为t1时，生成氢气的质量为：X＞Z＞YB、金属活动性：X＞Z＞YC、相对原子质量：X＞Y＞ZD、X、Y和Z可能分别是常见金属中的Mg、Fe、Zn5.在氯化铜和氯化亚铁的混合溶液中加入一定的镁粉，充分反应后过滤，向滤出的固体中滴加稀盐酸，没有气泡产生。下列判断正确的是（）A、滤出的固体中一定含