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1、 九年级化学第八单元 金属和金属材料（知识点）第一课时 金属材料一金属1金属材料金属材料包括纯金属和它们的合金。人类从石器时代进入青铜器时代，继而进入铁器时代，100多年前才开始使用铝。铁、铝、铜和它们的合金是人类使用最多的金属材料，世界上年产量最多的金属是铁，其次是铝（铝的密度小，抗腐蚀性强，在当今社会被广泛使用）2金属的物理性质金属具有很多共同的物理性质：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优良导体，有延展性，能够弯曲，密度大，熔点高。 金属除具有一些共同的物理性质外，还具有各自的特性，不同种金属的颜色、硬度、熔点、导电性、导热性等物理性质差别较大。 铁、铝、银、
2、铂、镁等金属呈银白色，铜却呈紫红色，金呈黄色。 常温下，铁、铝、铜等大多数金属是固体，但体温计中的汞（俗称水银）却是液体。3 . 金属之最 地壳中含量最高的金属元素是铝（其次是铁）。人体中含量最高的金属元素是钙。 目前世界上年产量最高的金属是铁。 导电，导热性最好的金属是银（较好的有铜、金、铝）。 密度最大的金属锇（密度较大的金属有金、铅）。 密度最小的金属是锂（密度较小的金属有铝、镁等）。 熔点最高的的金属是钨，熔点最低的金属是汞。为什么？（熔点较低的金属是锡） 硬度最大的金属是铬，（硬度较小的金属有铅Pb）。4影响物质用途的因素讨论： 为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制？铅硬度小，铅
3、有毒。 银的导电性比铜好，但电线一般用铜制而不用银制，原因是银的价格昂贵，资源稀少。 为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？如果用锡的话，可能会出现什么情况？（钨的熔点高，锡的熔点低，用锡做灯丝会熔化。） 为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬?如果镀金怎么样？（铬的硬度大，不生锈，金虽然美观但价格高。） 在制造保险丝时，则要选用熔点较低的金属。（为什么?） 在制造硬币时，要选用光泽好、耐磨、耐腐蚀易加工的金属。（为什么？）结论：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。
4、二. 合金1.合金：合金是由一种金属跟其他金属（或非金属）熔合而形成的具有金属特性的物质。（合金至少含一种金属，也可含多种金属。）注意：（1）合金是金属与金属或金属与非金属的混合物。 （2）合金的很多性能与组成它们的纯金属不同，使合金更容易适合不同的用途。 （3）日常使用的金属材料，大多数为合金。 （4）金属在熔合了其它金属和非金属后，不仅组成上发生了变化，其内部组成结构也发生了改变，从而引起性质的变化。2.合金的形成条件：其中任一金属熔点不能高于另一金属沸点（当两种金属形成合金时）。3.合金与组成它们的纯金属性质比较。下面是黄铜和铜片，焊锡和锡，铝合金和铝线的有关性质比较：性质比较黄铜铜焊锡
5、锡铝合金铝光泽与颜色黄色 有光泽紫红色有光泽深灰色金属光泽银白色有光泽银白色有光泽银白色有光泽硬度比铜大坚韧硬度大质软坚硬质软熔点比铜低较高比锡低较低比铝低较高合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高（黄铜比铜更硬，焊锡比锡硬），抗腐蚀性能等更好；颜色更鲜艳,有些合金的熔点比纯金属更低（如：保险丝熔点很低）4.几种常见合金 （1）铁合金：主要包括生铁和钢，它们的区别是含碳量不同，生铁含碳量2%-4.3%，钢的含碳量为0.03%2%。钢比生铁具有更多的优良性能，易于加工，用途更为广泛。 （2）铝合金：铝中加入镁、铜、锌等金属形成合金。广泛应用于制造飞机、舰艇和载重汽车等，可增加它们的载重量以及
6、提高运行速度，并具有抗海水腐蚀、避磁性等特点。 （3）铜合金：黄铜：铜、锌的合金；青铜：铜、锡的合金；白铜：铜、镍的合金。（4）钛和钛合金：被认为是21世纪的重要金属材料。 性质：熔点高、强度大、密度小、可塑性好、易于加工，机械性能好，抗腐蚀性能非常好，与人体具有很好的“相容性”，又称亲生物金属。 用途：喷气式发动机、飞机机身、人造卫星外壳、火箭壳体、医学补形、造纸、人造骨、海水淡化设备、海轮、舰艇的外壳等。 锰钢:(韧性好、硬度大)用于钢轨、挖掘机铲斗、坦克装甲、自行车架。课外阅读：P7页形状记忆合金 家庭小实验：P8页 淬火与回火课题二 金属的化学性质一. 金属与氧气的反应金属条件反应方程
7、式现象Mg常温下（在空气中）2MgO2 =2MgO银白色镁条在空气中表面逐渐变暗，生成白色固体。点燃时（在空气中或在氧气中）点燃2MgO2 =2MgO剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成一种白色固体。Al常温下（在空气中）4Al+3O2 =2Al2O3银白色的表面逐渐变暗，生成一层致密的薄膜。点燃时（在氧气中）点燃4Al+3O2 =2Al2O3剧烈燃烧，放出大量的热和耀眼的白光，生成白色固体。Fe常温下，干燥的空气常温下，在潮湿的空气中铁与空气中的氧气和水共同作用下会生成暗红色疏松的物质铁锈（Fe2O3H2O）在氧气中点燃点燃3Fe2O2 =Fe3O4 剧烈燃烧，火星四射，放出热量，生成一种黑色固体
8、。Cu常温下，干燥的空气加热时2CuO2 =2CuO铜丝表面逐渐变为黑色在潮湿的空气中2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2(OH)2CO3铜表面生成一层绿色物质Au、Ag即使在高温下也不与氧气反应“真金不怕火炼”。结论：大多数金属都能与氧气反应，但反应的难易和剧烈程度不同。Mg、Al等在常温下就能与氧气反应；Fe、Cu等在常温下几乎不能单独与氧气反应，但在点燃或加热的情况下可以发生反应；Au、Ag等在高温时也不与氧气反应。1.根据金属与氧气反应的难易和剧烈程度不同可以知道金属的活泼性。以上事实说明： 镁，铝较活泼；铁，铜次之；金,银最不活泼。2.铝具有很好的抗腐蚀性能，原因是铝在空气中与氧气反
9、应，其表面生成一层致密的氧化铝（Al2O3）薄膜，能阻止铝被进一步氧化。二.金属与酸的反应金属现象反应的化学方程式稀盐酸稀硫酸稀盐酸稀硫酸镁剧烈反应，产生大量气泡，溶液仍为无色，试管壁发热，生成的气体能燃烧，火焰呈淡蓝色。Mg2HCl =MgCl2H2MgH2SO4=MgSO4H2锌反应比较剧烈，产生大量气泡，溶液仍为无色，试管壁发热，生成的气体能够燃烧并且产生淡蓝色火焰。Zn2HCl =ZnCl2H2ZnH2SO4=ZnSO4H2铁反应缓慢，有气泡产生，溶液由无色逐渐变为浅绿色，生成气体能燃烧并且产生淡蓝色火焰。Fe2HCl =FeCl2H2FeH2SO4 =FeSO4H2铜不反应结论：Mg
10、、Zn、Fe的金属活动性比铜强，它们能置换出稀硫酸或稀盐酸中的氢。1金属能与酸反应（注：酸一般是指稀盐酸和稀硫酸）有些金属的化学活动性比氢强，如Mg、Al、Zn、Fe等，它们都能与稀盐酸、稀硫酸反应放出氢气；但有些金属比氢的活动性弱，它们不能与酸反应，如Cu、Ag等。当铁与酸反应时，生成物为价的铁，而不是价的铁。2 要求写：Mg,Al,Zn,Fe分别与稀盐酸，稀硫酸反应的化学反应方程式。 Mg+2HCl=MgCl2+H2 2Al+6HCl=2AlCl3+3H2 Mg+H2SO4=MgSO4 +H2 2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2 Zn+2HCl = ZnCl2+H2 Fe +
11、2HCl = FeCl2+H2 Zn+H2SO4 = ZnSO4+H2 Fe +H2SO4= FeSO4+H2三金属能与某些化合物的溶液反应：实验操作现象反应的化学方程式质量变化应用铁丝浸入硫酸铜溶液中浸入溶液的铁钉表面覆盖一层紫红色的物质，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色FeCuSO4= CuFeSO4金属质量增加，溶液质量减少不能用铁制品放硫酸铜溶液（或农药波尔多液）铝丝浸入硫酸铜溶液中浸入溶液的铝丝表面覆盖一层紫红色的物质，溶液由蓝色逐渐变为无色2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu金属质量增加，溶液质量减少铜丝浸入硝酸银溶液中浸入溶液的铜丝表面覆盖一层银白色的物质，溶液由无色逐渐变为
12、蓝色Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag金属质量增加，溶液质量减少铜丝浸入硫酸铝溶液中结论：1.以上四种金属的活动性由强到弱的顺序为：AlFeCuAg2.活泼性强的金属能把活泼性弱的金属从其化合物溶液中置换出来。注意 1.此类反应一定在溶液中进行，不溶于水的化合物一般不与金属反应。 2. K、Ca、Na活动性非常强，但不能用它们置换化合物中的金属，因为它们能同溶液中的水剧烈反应。只有活动性强的金属，才能把活动性弱的金属从它们的化合物的溶液中置换出来， 反之则不能。例如：Fe +CuSO4= FeSO4+Cu （我国西汉发现的湿法冶铁原理） Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag
13、CuFeCl2不反应（注意：一些物质的颜色 .MgO、AlO为白色固体， FeO、CuO为黑色固体，铁丝为银白色，铁粉为黑色。ZnSO4AgNO3 HCl H2SO4的溶液均为无色，FeCl2 FeSO4的溶液为浅绿色；CuSO4 Cu(NO3)2 CuCl2的溶液为蓝色。）四.置换反应(由二,三总结如下)由一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应叫置换反应。置换反应的数学表达式为： 。常见的置换反应： 活泼金属与酸的反应 活泼金属与化合物溶液的反应 碳和金属氧化物的反应 氢气与金属氧化物的反应五金属活动性顺序从金属与O2 反应的难易、金属与酸反应的剧烈程度，可分析得出金属的活动性顺序如下：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（）金属活动性顺序可采用“五元素一句”的方法记忆，即“钾钙钠镁铝，锌铁锡铅氢，铜汞银铂金”。（）金属活动性顺序的应用： 判断金属活动性的强弱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。 判断金属与酸的置换反应能否发生在金属活动性顺序里，位于氢前的金属能置换出稀盐酸、稀硫酸中的氢。位于氢后的金属不能置换出稀盐酸、稀硫酸中的氢。例如：Zn+H2SO4 = ZnSO4+H2
