1、第5章第1节 金属的性质和利用金属名称 元素符号 金属名称 元素符号 金属元素的名称和符号 钠 镁 钾 锌 钙 Na Mg K Zn Ca 铁 铝 铜 银 金 Fe Al Cu Ag Au 金属元素的名称和符号 金属的物理性质 常温下金属都是固体(汞除外);有金属光泽,铜是紫红色,铁、铝等大多数是银白色;大多数金属都具有导电性和导热性;有延展性,密度较大,熔点较高。金属的性质 金属光泽 Fe Cu 有些金属粉末细小到一定程度时,吸收可见光后辐射不出去,所以金属粉末一般呈暗灰色或黑色。金属的物理性质 金属的性质 物理性质 物理性质比较 导电性(以银的导电性为100作标准)密度(gcm-3)熔点(
2、)硬度(以金刚石的硬度为10作标准)优 良 金 铅 银 铜 铁 锌 铝 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.70 大 小 钨 铁 铜 金 银 铝 锡 3410 1535 1083 1064 962 660 232 高 低 铬 铁 银 铜 金 铝 铅 9 45 2.54 2.53 2.53 22.9 1.5 大 小 银 铜 金 铝 锌 铁 铅 100 99 74 61 27 17 7.9 金属的物理性质 大多数金属有延性(抽丝,最细的白金丝直径不超过1/5000 mm)及展性(压薄片,最薄的金箔只有1/10000 mm厚),其中金(Au)的延展性最好;也有少数金属的延
3、展性很差,如锰(Mn)、锌(Zn)等;金属可以被轧制成各种不同的形状。“神六”面罩上镀有一层金箔 铜丝和铝箔 金属物理性质的应用 金属的性质 金属的性质 金属物理性质的应用 金属应用 金属的物理性质 漂亮的金银首饰 具有颜色、有金属光泽 铁栏杆、锄头、机械零件 硬度大 钢丝、钢板 铁锅、铝锅、电烙铁 导热性好 延展性好 电线、电缆 导电性好 金属的性质 金属物理性质的应用 哪些金属可用来打造首饰?为什么?金、铂可用来打造首饰,原因是它们具有永恒而美丽的光泽。哪些金属可用来制造电线,为什么?铜可以用来制造电线是因为它易导电。哪些金属可用来制造炊具,为什么?铁可以用来制造炊具是因为它传热快。讨论
4、金属的性质 哪些金属可拉成细丝或压成薄片,为什么?金、银、铜、铝可拉成细丝或压成薄片,这是由于它们有延展性,容易加工。为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制?铅的硬度小,而铁的硬度大。银的导电性比铜好,为什么电线一般用铜制而不用银制?银的价格比铜高许多。讨论 金属的性质 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?钨的熔点高,锡的熔点低,锡丝易烧断。为什么有的铁制品如水龙头要镀铬?如果镀金怎么样?铬硬度大,耐磨、美观,又防锈;如果镀金则会增加成本且不耐用,日久,金脱落则铁又会生锈而缩短水龙头的使用寿命。讨论 金属的性质 铁在氧气中点燃 镁在空气中点燃 铝在空气中加
5、热 铜在空气中加热 实验 现象 化学方程式 结论 剧烈燃烧,火星四射,放热,生成黑色固体 表面变暗,失去金属光泽 表面由红色变成黑色 剧烈燃烧,发出耀眼的白光,放热,生成白色固体 3Fe+2O2=Fe3O4 2Mg+O2=2MgO 4Al+3O2=2Al2O3 2Cu+O22CuO点燃 点燃 金属的性质 常见金属的化学性质 Fe、Mg、Al、Cu能与氧气反应实验表明: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。镁、铝在常温下就能与氧气反应。铁、铜在常温下不能与氧气反应,但在高温时能与氧气反应。金即使在高温时也不能与氧气反应。活动性:镁、铝 铁、铜 金 常见金属的化学性质 铝是银白色的
6、金属,具有金属光泽,而生活中的铝制品却往往是暗淡无色,知道为什么吗?原因:常温下,铝就能和氧气发生反应,在其表面生成一层 的氧化铝保护膜(Al2O3)。4Al+3O2 2Al2O3致密 常见金属的化学性质 金属与(稀)酸溶液反应 反应物 反应现象 反应速度 反应方程式 稀盐酸 或 稀硫酸 镁 铝 锌 铁 铜 剧烈反应,金属逐渐减少,产生大量气泡 剧烈反应,金属逐渐减少,产生大量气泡 反应较剧烈,金属逐渐减少,产生大量气泡 反应缓慢,金属逐渐 减少,有气泡产生,溶液由无色变为浅绿色 不反应 Mg+H2SO4 =MgSO4 +H2 Mg+2HCl =MgCl2 +H2 Zn +H2SO4 =ZnS
7、O4 +H2 Zn +2HCl =ZnCl2 +H2 Fe +H2SO4=FeSO4 +H2 Fe +2HCl =FeCl2 +H2 2Al+3H2SO4 =Al2(SO4)3+3H2 2Al+6HCl=2AlCl3 +3H2 很快 很快 较快 较慢 不反应 常见金属的化学性质 铁和稀盐酸 镁和稀盐酸 锌和稀盐酸 铜和稀盐酸 盐酸镁、锌、铁、铜的金属活动性由强到弱 实验 现象 反应的化学方程式 铁片浸入硫酸铜溶液中 金属与金属化合物溶液的反应 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 铁片表面覆盖一层红色物质,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色 常见金属的化学性质 特点:由一种单质跟一种化合物作用生成另一种单
8、质和另一种化合物,这样的反应叫做置换反应。下列反应都是置换反应吗?3CO+Fe2O3 =2Fe +3CO2 高温 点燃 比较:化合反应:+分解反应:+Cl2+2KI=I2+2KCl CH4+2O2=CO2+2H2O 置换反应+(1)药品:锌和稀硫酸(或稀盐酸)氢气的实验室制法 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 为何不用镁或铁等来和酸反应制取氢气?(2)原理:Zn+2HCl=ZnCl2+H2 思考:镁和酸反应速度太快,而铁的反应速度又太慢,不便于操作。(4)收集:排水法 固液不加热型(3)装置:向下排空气法 (5)步骤 按照要求连接装置。检查气密性。装药品:先装固体,后装液体。开始反应,并收集
9、一小试管氢气,进行验纯(任何 可燃性气体,在做性质实验之前务必进行验纯)。用排水法或向下排空气法收集气体,盖上玻璃片倒 放在实验桌上。实验室制氢气的装置图 定义:由一种金属跟其他金属(或非金属)熔合形成的有金属特性的物质。合金 性能:具有许多良好的物理、化学和机械性能。合金的硬度一般比各成分金属大。多数合金的熔点低于组成它的成分金属。调整合金的组成比例和改变合金的形成条件,可以制成性能不同的各种合金。铁的合金生铁和钢的比较 铁合金 生铁 钢 碳的含量 2%4.3%0.03%2%其他元素 硅、锰等 铬、镍等 熔点 11001200 14501500 机械性能 硬而脆,无韧性 坚硬、韧性大、塑性好
10、 机械加工 可铸、不可锻 可铸、可锻、可压延 合金 合金与组成它们的纯金属的性质比较 性质 比较 现象 黄铜(铜和锌的合金)铜 焊锡(锡和铅的合金)锡 铝合金 铝线 光泽与颜色 黄色、有光泽 紫红色 有光泽 深灰色有光泽 银白色有光泽 银白色有光泽 银白色有光泽 硬度 黄铜硬度大于铜 焊锡硬度大于锡 铝合金硬度大于铝 结论 合金与纯金属相比,性能上发生了改变,说明物质的组成的改变会使其性能发生改变,合金的用途比纯金属的用途广得多。名称 主要组成元素 特性 用途 黄铜 铜、锌 坚硬、耐腐蚀 制造机器零件、电器零件 青铜 铜、锡 耐腐蚀、易铸造成形 制造形状复杂的铸件、精致的工艺品、塑像等 硬铝 铝、铜、镁、锰 质轻而坚硬 制造飞机、汽车、作建筑材料 焊锡 锡、铅 熔点低、能粘接金属 焊接电子元件、金属片等 不锈钢 铁、铬、镍 耐腐蚀 制医疗器械、化工设备、日用品 碳素钢 铁、碳 坚硬 作建筑材料,制造机械零件、铁轨、船舶、桥梁 武得合金 铋、铅、锡、镉 熔点低 制电路保险丝、自动灭火和防爆安全装置等 一些常见合金的特性和用途