金属物理性质和化学性质.ppt

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81,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,【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,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？,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,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（）合金中至少含两种金属；合金中的元素以化合物的形式存在；合金中一定含有金属元素；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；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.B.C.D.,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=2Al2O3,2Mg+O2=2MgO,铜片和铁丝在高温时能与氧气反应。,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、Al,Fe、Cu,Au,1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,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,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+H2Mg+H2SO4=MgSO4+H2,Zn+2HCl=ZnCl2+H2Zn+H2SO4=ZnSO4+H2,Fe+2HCl=FeCl2+H2Fe+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+2 HCl=MgCl2+H2Zn+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+Fe2O3 Al2O3+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,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,探究实验,视频,铝与硫酸铜溶液的反应,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+3Cu,Cu+2Ag NO3=Cu(NO3)2+2Ag,活动性:AlCu,活动性:CuAg,活动性:CuAl,探究实验,5.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（）AFe+CuCl2=FeCl3+Cu BFe+2HCl=FeCl2+H2CCu+ZnSO4=Zn+CuSO4 D2Cu+O2 2CuO,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。,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。,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,2.K Ca Na除外。,B,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。,小结：,金属的化学性质,一、金属与氧气的反应,4Al+3O2=2Al2O32Mg+O2=2MgO3Fe+2 O2 Fe3 O4,二、金属与稀盐酸、稀硫酸反应（置换反应）,Fe+2HCl=FeCl2+H2 Fe+H2 SO4=Fe SO4+H2 Zn+2HCl=ZnCl2+H2 Zn+H2 SO4=Zn SO4+H2 Mg+2HCl=MgCl2+H2 Mg+H2 SO4=Mg SO4+H2,三、金属与某些化合物溶液反应（置换反应）,2Al+3 CuSO4=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：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au,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：XZY B、金属活动性：XZY C、相对原子质量：XYZ D、X、Y和Z可能分别是常见金属中的Mg、Fe、Zn,5.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有铜，可能含有铁和镁 B、滤出的固体中一定含有铜，一定不含有铁和镁C、滤液中一定含有氯化镁和绿化亚铁，一定没有氯化铜 D、滤液中一定含有氯化镁、绿化亚铁、氯化铜,6.黄铜（由铜和锌形成的合金）有较强的耐磨性能，在生活中友广泛的用途。晓军同学为了测定黄铜屑样品组成，分四组取样品与稀硫酸反应，其实验数据记录如下表：,计算：（1）通过分析上述数据可知，当黄铜样品和稀硫酸的质量比为 时，两者恰好完全反应；（2）秋黄铜合金中铜的质量分数？,