第八单元金属和金属材料教材.docx
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1、第八单元 金属和金属材料课题一 金属材料一 金属材料:金属材料包括纯金属以及它们的合金。使用最广泛的是金属材料是合金二 金属材料的发展史商朝 青铜器 春秋 冶铁 战国 炼钢 100多年前 开始使用铝三 金属共性1、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。注:铁可以被磁铁吸引 有磁性2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)
2、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。四 金属分类 黑色金属:通常指铁、锰、铬及它们的合金。颜色 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。五金属的应用物质的性质在很大程度上决定了物质的用途,但这不是唯一的决定因素。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。n 铜、铝电线导电性好、价格低廉n 钨灯丝熔点高n 铬电镀硬度大 n 铁菜刀、镰刀、锤子等n 汞体温计液柱n 银保温瓶内胆n 铝“银粉”、锡箔纸六 合
3、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) 金属氧化物不是合金。 :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l 注:钛和钛合金:被认为是21世纪的重要金属材料,钛合金与人体具有良好的“相容性”,可用来造人造骨。钛和钛合金的优点: 熔点高、密度小; 可塑性好、易于加工、机械性能好; 抗腐蚀性能好。l 生铁和钢性能不同的原因:
4、含碳量不同。 (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 七 金属的热处理1 淬火 把合金制品加热到一定温度,立即在水,油等冷却剂中急速冷却,一般可以提高金属的硬度和强度. 菜刀易卷口适度淬火2 回火 将淬火后的金属放在火焰上微热片刻,然后放在空气中待其自然冷却,其韧性可不认恢复. 斧子易缺口适度回火知识点:金属材料【例1】 下列物质中,属于金属材料的是( ) A钢 B铜 C氧化铁 D碳【例2】 垃圾时放错了位置的资源,该分类回收,生活中废弃的铁锅,铝制易拉罐、铜导线等可以归为一类加以回收,它们属于( )A氧化物 B化合物 C金属或合金 D非金属【例3】
5、 下列常见材料中,属于金属材料的是( )A不锈钢B玻璃钢C大理石D“塑料王”聚四氟乙烯【例4】 2010年上海世博会中国馆“东方之冠”给人强烈的视觉冲击,它的主体结构大量使用钢材,其中钢与下列哪种物质属同类材料:A石器B青铜器C高分子材料D天然纤维知识点:金属的物理性质及用途【例5】 金属不具有的物理通性是A银白色光泽B导热性C延展性D导电性【例6】 下列关于铁的物理性质叙述错误的是 ( )A铁是热和电的导体 B纯铁是银白色的固体C纯铁的硬度很大 D铁有良好的延性和展性 【例7】 铜能够制成铜片或拉成铜丝,是因为铜具有良好的A导热性B导电性 C延展性 D金属活动性【例8】 盛放在油罐车内的石油
6、产品,震荡时可产生静电,易引起火灾,所以油罐车尾部有一条拖地的铁链,这是利用铁的( )A延展性B导电性C硬度小D熔点高 【例9】 一种新兴的金属由于其密度小,延展性好,耐腐蚀性强,它和它的合金在航海、航空和化学中正逐步取代铝和铝合金而被广泛应用。该金属是( )A锌B钛C镁D锰【例10】 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。根据它们的主要性能,下列用途不切合实际的是A用来做保险丝B用来制造航天飞机C用来制造人造骨D用于制造船舶的主要部件【例11】 铝、铜、铁、金四种金属具有相似的性质是( )A都是银
7、白色的固体 B有导电性 C能和稀硫酸反应 D通常状况下能与氧气反应【例12】 下表列出的是一种金属的部分性质:硬度密度熔点导电性导热性延展性较软2.70g/cm3660优良优良优良根据所列出的该金属的性质,该金属可用于制造 ,因为它既 又 。由于其密度仅约为铁的三分之一,所以它的合金是制造飞机机身的重要材料。要成为飞机机身材料,其合金的性质至少应在 方面与它的纯金属相比较要有明显提高。【例13】 下列叙述中不正确的是( )A纯铁是银白色固体 B铝在空气中易与氧气反应生成致密的氧化膜 C铜容易传热导电,可以当导线 D钨有很高的熔点,所以可以当保险丝【例14】 下列说法正确的是( )A铅的密度比铁
8、大,用铅做菜刀、锤子会比铁更好B银的导电性最好,所以通常用来做电线C钛合金与人体具有很好的“相容性”,可用来制造人造骨等D焊锡和铝熔点较低,都可用于焊接各种金属【例15】 下列说法正确的是( )A铅的密度比铁大,用铅做菜刀、锤子会比铁更好B银的导电性最好,所以通常用来做电线C钛合金与人体具有很好的“相容性”,可用来制造人造骨等D焊锡和铝熔点较低,都可用于焊接各种金属【例16】 金属、金属材料的性质在很大程度上决定了它的用途。下列相关说法中不正确的是( )A铝合金有很好的强度,可以用来制造防盗窗B铁具有良好的导热性,可以用于制造炊具C不锈钢抗腐蚀性好,常用于制造医疗器材D铅、锑合金的熔点很低、电
9、阻率很高,可以用来制成电炉丝【例17】 日常生活中,用于保护钢铁制品(如自来水管)所使用的“银粉”实际上是金属 的粉末;家用热水瓶内胆壁上的金属是 ;体温计中填充的金属是 ;玻璃刀刀头是用 制成的。【例18】 怎样用简单的物理方法鉴别铁粉和石墨粉?【例19】 下列各组操作,用物理方法能够达到目的的是( )A分离炭粉和铁粉的混合物B除去氧化铜中混有的少量铜粉C检验氢气中是否含一氧化碳D鉴别氯酸钾和氯化钾知识点:合金【例20】 下列有关合金的说法正确的是( )A合金不能导电、传热 B合金没有延展性C合金属于化合物 D合金的许多性能与其组成成分不同【例21】 下列各组物质中属于纯净物的一组是( )A
10、钨丝、铜线B不锈钢、黄铜C生铁、钢筋D硬币、大铜钟【例22】 下列各组物质中属于纯净物的一组是( )A不锈钢、黄铜 B24K金、铜导线 C生铁、钢 D钱币、铜钟【例23】 下列物质中不属于合金的是( )A水银B黄铜C18K白金D焊锡【例24】 鞍钢集团全力支持上海世博会,为上海虹桥交通枢纽建设提供4.7万吨精品钢材。关于钢的说法不正确的是A钢是纯净物B钢是铁合金C钢的含碳量低于生铁D钢的性能优于生铁【例25】 日常生活中使用的自来水管,你认为既经济又耐用的是( )A普通钢管B铜管C不锈钢D塑料管【例26】 下列有关金属的说法正确的是A金属铝有很好的抗腐蚀性能B纯铝的硬度大于铝合金C钢是纯净物D
11、钢铁严重锈蚀后不值得回收【例27】 我国在春秋战国时期就开始将生铁经高温煅打处理得到相当于铸钢的器具(如锋利的宝剑),这一技术比欧洲早了近2000年。高温煅打生铁的主要作用是( )A除硫、磷杂质B适当降低含碳量C掺进合金元素D改善表面的结构性能 【例28】 焊锡是锡铅合金,把铅加入锡中制成合金的主要目的是( )A增加强度 B降低熔点 C增加延展性 D增强抗腐蚀性【例29】 工业中常将两种金属在同一容器中加热使其熔化,冷却后得到具有金属特性的熔合物合金。根据下表所列金属的熔点和沸点的数据(其他条件均与满足),判断不能制得的合金是( )AKNa合金BKFe合金CNaAl合金DFeCu合金金属NaK
12、AlCuFe熔点()97.863.666010831535沸点()883774220025952750【例30】 焊锡是锡、铅组成的合金,武德合金是铅、铋、锡和镉组成的合金。根据下列提供的数据,能得到的启示是( )纯金属合金铅镉铋锡焊锡武德合金熔点/32732127123218370A合金的抗腐蚀性能一般要比组成它们的纯金属更好B合金的熔点一般要比组成它们的纯金属要低C合金的强度一般要比组成它们的纯金属要更高D合金的硬度一般要比组成它们的纯金属要更高【例31】 Cu与Zn的合金称为黄铜,有优良的导热性和耐腐蚀性,可用作各种仪器零件。某化学兴趣小组的同学为了测定某黄铜的组成,取20g该黄铜样品于
13、烧杯中,向其中分5次加入相同溶质质量分数的稀硫酸,使之充分反应。每次所用稀硫酸的质量及剩余固体的质量记录于下表:加入稀硫酸的质量(g)充分反应后剩余固体的质量(g)第1次2017.4第2次2014.8第3次2012.2第4次2012.0第5次20m试回答下列问题:(1)上述表格中m的值为 ;(2)黄铜样品中锌的质量分数为 ;(3)所用稀硫酸中硫酸的质量分数是多少? 【例32】 已知某合金粉末除铝外,还含有铁、铜中的一种或两种。某兴趣小组在老师的指导下,对合金粉末中铁、铜的存在情况进行了探究。【查阅资料】铝与氢氧化钠溶液反应方程式为2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2(产物NaAl
14、O2溶于水);Fe、Cu不与氢氧化钠溶液反应。【猜 想】猜想1:该合金粉末中除铝外,还含有铁。猜想2:该合金粉末中除铝外,还含有 (填名称)。猜想3:该合金粉末中除铝外,还含有铁、铜。【实验探究】下列实验仅供选择的试剂:10%盐酸、30%NaOH溶液。 实验方案实现现象结论取一定量的合金粉末,加过量的 ,充分反应后过滤,滤渣备用。粉末部分溶解,并有气体放出。合金中一定含有 。取步骤所得滤渣,加过量的 ,充分反应。滤渣部分溶解,并有气体放出,溶液呈浅绿色。合金中一定含有 。【探究结论】猜想3成立。【反思】一般来说,活泼金属能与盐酸等酸反应,而铝与酸、碱都能反应,说明铝具有特殊的性质。写出铝与稀盐
15、酸反应的化学方程式 。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 +O2 2MgO 2Mg +O2 = 2MgO 注:MgO:白色固体4Al +3O2 2Al2O3 4Al +3O2 = 2Al2O3 注:Al2O3:白色固体3Fe + 2 O2 Fe3O4 2Cu + O2 2CuO 注:CuO:黑色固体镁、铝:u 在常温下能与空气中的氧气反应:2Mg+O22MgO 4Al+3O2=2Al2O3u 铝的抗腐蚀性能好的原因:铝在空气中与氧气反应,其表面生成一层致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步氧化。铁、铜u 在常温下、干燥的环境中,几乎不与氧气反应,但在潮湿的
16、空气中会生锈。u 铁、铜在高温时能与氧气反应:3Fe+2O2Fe3O4 2Cu+O22CuO金即使在高温时也不与氧气反应。“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。结论:大多数金属都能与氧气反应 ,但反应的难易程度是不同的,铝在常温下就可以与氧气反应,铁在点燃的条件下,才能与氧气反应,金很难与氧气反应,这体现金属的活泼性不同,活泼性越弱的就越难反应 反应条件就越高.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。3H2S
17、O4 + 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。#描述现象时,需要注意: 如果有铁、铜元素参加反应,一定要注意溶液颜色的变化; 反应放热,但是只有镁和酸反应时放热现象明显。3、金属 + 盐 = 另一金属 + 另一盐 置换反应(条件:“前换后,盐可
18、溶”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:CuSO4溶液:蓝色 FeSO4、FeCl2溶液:浅绿色 Fe在参加置换反应时,生成+2价的亚铁盐。金属活动性顺序的探究一般有两种方法.方法一金属与酸的反应.例如:在三支干燥洁净的试管中分别加入相
19、同质量的锌粉、铁粉和铜粉,然后向三支试管中分别加入相同质量相同质量分数的稀硫酸,观察反应的现象.加锌粉的试管中有大量气泡产生,反应放出大量的热,锌粉逐渐溶解;加铁粉的试管中有气泡产生,铁粉逐渐溶解,溶液由无色逐渐变为浅绿色;加铜粉的无现象,综上所述三种金属的活动性顺序为:ZnFeCu方法二:金属与盐溶液的反应.取两支干燥洁净的试管,在试管中分别加入锌粒、铜丝,然后向两支试管中分别加入硫酸亚铁溶液,加锌的试管中溶液由浅绿色逐渐变为无色,加铜丝的试管中无现象,则三种金属的活动性顺序为:ZnFeCul 比较Cu、Fe、Ag三种金属的活动性顺序1. 使用铁、银和溶液,一次性得出结果:操作及现象:把铁、



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