化学金属和金属材料.docx

化学金属和金属材料金属和金属材料金属材料一、金属材料的发展与利用 1、从化学成分上划分,材料可以分为金属材料、非金属材料、有机材料及复合材料等四大类。2、金属材料包括纯金属和合金。金属材料:纯金属;合金黑色金属:通常指铁、锰、铬及它们的合金。纯金属重金属: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。金属材料的发展石器时代→青铜器时代→铁器时代→铝的应用→高分子时代金属材料的应用①最早应用的金属是铜,应用最广泛的金属是铁,公元一世纪最主要的金属是铁②现在世界上产量最大的金属依次为铁、铝和铜③钛被称为21世纪重要的金属二、金属的物理性质 1、金属共同的物理性质:常温下金属都是固体(汞除外),有金属光泽,大多数金属是电和热的良导体,有延展性,密度较大,熔沸点较高等。 2、金属的特性: ①纯铁、铝等大多数金属都呈银白色,而铜呈紫红色,金呈黄色;②常温下,大多数金属都是固体,汞却是液体; ③各种金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等差异较大。 3、金属之最地壳中含量最多的金属元素—铝人体中含量最多的金属元素—钙导电、导热性最好的金属——银目前世界年产量最高的金属—铁延展性最好的金属———金熔点最高的金属————钨熔点最低的金属————汞硬度最大的金属————铬密度最小的金属————锂密度最大的金属————锇最贵的金属————锎kāi 4、金属的用途:金属在生活、生产中有着非常广泛的应用,不同的用途需要选择不同的金属。【练习】为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制? 答:因为铁的硬度比铅大,且铅有毒。银的导电性比铜好,为什么电线一般用铜制而不用银制? 答:银和铜的导电性相近,但银比铜贵得多,且电线用量大,经济上不划算。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? 答:因为钨的熔点(3410℃)高,而锡的熔点(232℃)太低。如果用锡制的话,通电时锡易熔断,减少灯泡的使用寿命,还会造成极大浪费。为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬?如果镀金怎么样? 答:因为铁制品会生锈,镀上一层光亮且不易生锈的铬,能起到很好的保护作用,铬的硬度大,耐磨。由于金价格昂贵,如果镀金,虽然美观但成本太高。三、合金 1、合金:在金属中加热熔合某些金属或非金属所制得的具有金属特征的物质。2、合金的特点一般来说,合金比组成他们的纯金属的硬度和强度大,。 3、21世纪重要的金属材料——钛和钛合金钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料①物理性质与性能:银白色、熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、机械性能好、尤其是抗腐蚀性能非常好, ②用途:广泛用于火箭、导弹、航天飞机、船舶、化工和通信设备等。钛合金与人体有很好的相容性,因此可用来制造人造骨骼。4、钛镍形状记忆合金形状记忆合金具有形状记忆效应的合金。广泛用于人造卫星、宇宙飞船的天线、牙齿矫正、水暖系统等方面。 5、淬火和回火淬火和回火是金属热处理中常用的两种方法. (1)淬火:把金属工件加热到一定温度,然后浸入冷却剂(如冷水等)中急速冷却以增加硬度。例如经过淬火后的钢,其硬度和耐磨性增强,塑性和韧性却降低. (2)回火:把淬火后的工件用较低温度加热,然后自然冷却,使其能保持一定的硬度,增加韧性。例如,淬火后的钢再经回火后,其韧性可部分恢复。金属的化学性质一、金属与氧气反应常温下金属与氧气的反应 4Al+3O2=2Al2O3现象:银白色的铝的表面逐渐变暗生成一层致密的薄膜2Mg+O2=2MgO现象:银白色的镁条在空气中表面会逐渐变暗,生成白色固体2Cu+O2≠2CuO点燃的条件下金属与氧气的反应c、在氧气中点燃铝现象:剧烈燃烧,火星四射,放出大量热,生成一种白色固体即使高温条件下金、铂也不与氧气反应金属活动性:镁>铝>铁>铜>金结论:Mg>Zn>Fe>Cu 置换反应: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A+BC→AC+B三、金属与盐溶液反应实验1铝丝浸入硫酸铜溶液中现象:铝丝表面覆盖一层紫红色的物质,溶液由蓝色变成无色 2Al+3CuSO4==Al2(SO4)3+3Cu 实验2铜丝浸入硝酸银溶液中现象:铜丝表面覆盖一层银白色物质,溶液由无色逐渐变成蓝色 Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag 实验3把锌片放入硫酸铜溶液中现象:锌片表面有红色物质析出。实验4铜丝放入硫酸锌溶液中现象:放入硫酸锌溶液中的铜丝无变化。得出结论金属+金属化合物→新金属化合物+新金属铜、银、锌的活动性大小的顺序为:Zn>Cu>Ag四、金属活动性顺序金属活动性顺序: 金属活动性由强逐渐减弱应用: ①在金属活动性顺序里,金属的位置越靠前,它的活动性就越强; ②在金属活动性顺序里,位于氢前面的金属能