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04 金屬的性質與用途
九上秋周鞏固提高-chen
一、金屬材料
1．金屬與非金屬
(1)大多數金屬的顏色是銀白色或灰色，
但金呈金黃色，銅為紫紅色；
除汞(俗稱水銀)外,其他金屬在室溫下都是固體。
顏色 延展性 導電性 導熱性 可鍛性 硬度 密度 熔點
金屬 有金屬光澤，大多數為銀白色或灰色 良好 良好 良好 良好 大 大 高（汞除外）
非金屬 大多數沒有光澤，外表暗淡 不具有 除石墨外通常不導電 差 無 易碎 小 一般較低
一、金屬材料
1．金屬與非金屬
(2)在常溫下，大多數非金屬單質是氣體，也有一些是固體。
溴是唯一在常溫下呈液態的非金屬單質；
非金屬中碳單質熔點較高，如金剛石的熔點是3550 ℃
硬度也很大。是天然存在的最硬的物質。
(3)金屬是一定能導電、導熱的單質。
但能導電、導熱的單質不一定是金屬，如非金屬單質石墨也能導電、導熱。
一、金屬材料
2．常見金屬的性質和用途
金屬 主要特性 用途
鐵 純鐵質軟，密度較大，熔、沸點較高，具有鐵磁性 機械制品、建筑材料、刀具、炊具
銅 具有紫紅色的金屬光澤，密度大，有良好的導電性和導熱性 導線、導熱器皿
鋁 密度小，有良好的延展性、導電性和導熱性 制造電線和電纜、鋁箱包裝、建筑裝飾材料和航天材料
金 延展性是金屬中最好的，性質穩定 首飾裝飾品
銀 良好的金屬光澤，質軟，是電、熱的優良導體 首飾、裝飾品
鎢 熔點高 燈絲
鈦 耐腐蝕、質輕 眼鏡架、制造飛船
一、金屬材料
2．常見金屬的性質和用途
注：物質的性質決定了物質的用途，物質的用途體現了物質的性質。
但物質性質并不是決定物質用途的唯一因素，在考慮物質的用途時，還需要考慮價格、資源、是否美觀、使用是否便利，以及廢料是否易于回收和對環境的影響等多種因素。
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一、金屬材料
3．金屬材料
金屬材料包括純金屬和它們的合金。人們日常使用的金屬材料,大多數不是純金屬而是合金，如鋼、鋁合金等。
1）合金：把一種金屬跟其他一種或幾種金屬(或非金屬)
一起熔合而成的具有金屬特性的物質。
合金是混合物；合金中至少含有一種金屬；
合金一定具有金屬特性。
制造合金的過程是熔合，而不是化合，該過程發生的是物理變化，只改變了物理性質，不影響其化學性質。
一、金屬材料
3．金屬材料
2）合金一般比組成它們的純金屬硬度強度更高，熔點更低，抗腐蝕性能等也更好，因此合金具有更廣泛的用途。
3）常見的合金：
①鋼鐵是使用最多的金屬材料，生鐵和鋼是含碳量不同的兩種鐵合金，生鐵的含碳量為2% ~ 4.3%，鋼的含碳量為0.03% ~ 2%， 除含碳元素外，生鐵中還含有硅、錳等元素。
一、金屬材料
3．金屬材料
②記憶合金：一些特定成分的合金(如鎳鈦合金)，在外力作用下會發生變形，當把外力去掉后，在一定的溫度條件下，能恢復原來的形狀，這種合金具有百萬次以，上的恢復功能，人們稱之為記憶合金。
③鋁合金：廣泛應用于建筑、航空航天、交通運輸、電子及越來越多的日常生活用品。
4）金屬的回收與污染防治
金屬材料基本都可回收再利用，重金屬污染的防治，防止像鉛、鎘等有害重金屬離子污染環境。
二、金屬的化學性質
1．金屬與氧氣的反應：
（1）有些金屬常溫下就能與氧氣反應
1)在常溫下，金屬鋁的表面易生成一層致密的氧化鋁保護膜，它能阻止金屬鋁繼續被空氣氧化，因此鋁具有很好的抗腐蝕性能。反應的化學方程式為 4Al+3O2 = 2Al2O3
2)在常溫下，鐵在潮濕的空氣中會被氧化而生銹(鐵銹的主要成分是Fe2O3)
3)在常溫下，銅在潮濕的空氣中會被氧化而生銹。Cu2(OH)2CO3
二、金屬的化學性質
1．金屬與氧氣的反應：
（2）有些金屬能在空氣中燃燒
2Mg+O2點燃2MgO，現象是劇烈燃燒，發出耀眼的白光，生成白色固體(氧化鎂)，放出熱量。
（3）有些金屬在空氣中不燃燒，但能在氧氣(純氧)中燃燒
3Fe+2O2點燃Fe3O4，現象是劇烈燃燒，火星四射，生成黑色固體(四氧化三鐵)，放出熱量。
二、金屬的化學性質
1．金屬與氧氣的反應：
（4）有些金屬雖不能燃燒，但在加熱的條件下能與氧氣反應生成氧化物
2Cu+O2 △ 2CuO，現象是銅絲表面由紫紅色變成黑色。
（5）金即使在高溫下也不與氧氣反應
二、金屬的化學性質
2.金屬與酸的反應：
(1)鎂、鋁、鋅、鐵等金屬能與稀鹽酸或稀硫酸發生反應，生成相應的鹽和氫氣。金屬表面會有氣泡出現，反應的化學方程式為
Mg+2HCl = MgCl2+H2↑
2Al+6HCl = 2AlCl3+3H2↑
Zn+H2SO4 = ZnSO4+H2↑（實驗室收集一般用鋅）
Fe+H2SO4 = FeSO4+H2↑
將燃著的木條接近有氣泡產生的試管口
松開拇指發現有爆鳴聲或者氣體燃燒
此氣體即為氫氣。
(2)銅、銀等不與稀鹽酸或稀硫酸反應
二、金屬的化學性質
3.金屬與某些鹽溶液的反應
把經除油、除銹處理的潔凈的鐵絲、銅絲分別放入幾種鹽溶液中
實驗操作 實驗現象 化學方程式
鐵絲浸入硫酸銅溶液中 鐵絲表面覆蓋一層紅色物質，溶液由藍色變成淺綠色 Fe+CuSO4 = FeSO4+Cu
銅絲浸入硫酸亞鐵溶液中 無現象
銅絲浸入硝酸銀溶液中 銅絲表面覆蓋一層銀白色物質，溶液由無色變成藍色 Cu+2AgNO3 = Cu(NO3)2+2Ag
二、金屬的化學性質
3.金屬與某些鹽溶液的反應
二、金屬的化學性質
4.金屬活動性順序
經過許多實驗，入們總結出一些常見金屬的金屬活動性順序如下
(1)在金屬的活動性順序中，金屬位置越靠前，活動性就越強。
(2)排在氫前面的金屬可以把酸(非氧化性酸)里的氫置換出來，而排在氫后面的金屬不能把酸(非氧化性酸)里的氫置換出來。這里的酸通常指鹽酸和稀硫酸而不是濃硫酸(或硝酸)，因為金屬與濃硫酸(或硝酸)等反應不產生氫氣。
二、金屬的化學性質
4.金屬活動性順序
(3)一種活動性較強的金屬能把另一種活動性較弱的金屬從它的鹽的水溶液中置換出來。
(4)K、Ca、Na三種金屬的活動性太強，在與鹽溶液反應時，會先與溶液中的水發生反應，生成對應的堿和氫氣，堿再與鹽發生復分解反應。
(5)濕法煉銅技術是我國古代勞動入民發明的
，我國是世界上最早使用濕法煉銅的國家。
其原理是先用硫酸將銅礦中的銅轉變成可溶
性的硫酸銅，再將鐵放入硫酸銅溶液中把銅
置換出來。
二、金屬的化學性質
5.置換反應
①概念：由一種單質跟一種化合物發生反應生成另一種單質和另一種化合物的反應。
②形式： A+BC= AC+B
③特點：單質換單質
④置換反應類型
a.活潑金屬與酸反應，如Fe+2HCl = FeCl2+H2 ↑
b.金屬與鹽溶液反應，如Cu+2AgNO3 = Cu(NO3)2+2Ag
c.H2和C與金屬氧化物反應，如H2+CuO △ Cu+H2O
三、金屬的防銹
1.金屬銹蝕的條件
金屬的銹蝕既與周圍環境里水、空氣等物質的作用有關，也與金屬內部的結構有關。
2.實驗探究鐵銹蝕的條件
(1)實驗在3支試管中進行： A試管中是水和空氣，B試管中是剛煮沸過的蒸餾水，C試管中是裝有干燥劑(生石灰)的干燥空氣，在3支試管中各放一枚鐵釘，并用塞子塞緊試管口，實驗裝置圖如圖所示。
三、金屬的防銹
(2)一段時間后A中鐵釘銹蝕嚴重，B、C中鐵釘基本不銹蝕，說明鐵生銹條件是與水和空氣(氧氣)同時接觸。
(3)因為純鐵和鐵釘的內部結構不同，純鐵也不容易生銹。
三、金屬的防銹
3.防止金屬生銹的方法
根據金屬銹蝕的條件，入們采取了一系列措施以防止金屬生銹，如：
(1)保持金屬制品(特別是鋼鐵)表面的潔凈和干燥。
(2)在金屬制品(特別是鋼鐵)表面覆蓋保護膜。例如，在金屬表面覆蓋保護層(涂油、刷漆，覆蓋搪瓷塑料等)、鍍耐磨和耐銹蝕的金屬(鍍鉻等)，在鋼鐵表面高溫制成一層致密氧化膜等。
(3)改變金屬的內部組織結構(制成合金)。如加入鉻、鎳制成不銹鋼等。

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