1、金属的发展史
商朝,人们开始使用青铜器;春秋时期开始冶铁;
战国时期开始炼钢;铜和铁一直是人类广泛应用的金属材料。
在100多年前,又开始了铝的使用,因铝具有密度小和抗腐蚀等许多优良性能,铝的产量已超过了铜,位于第二位。
2、金属材料
金属材料包括纯金属和合金两类。金属属于金属材料,但金属材料不一定是纯金属,也可能是合金。金属材料中使用比较广泛的是合金。
3、合金
合金可能是金属与金属组成,也可能是金属与非金属组成。
合金的优点:
1、合金
在金属中加热熔合某些金属和非金属,形成具有金属特性的物质。
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,使合金更容易适于不同的用途。
(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
其中任一金属的熔点不能高于另一金属的沸点(当两种金属形成合金时)。
3、合金的种类
(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。
1、金属的物理性质
在常温下一般为固态(汞为液态),有金属光泽(大多数金属呈银白色,铜呈紫红色,金呈黄色);导电性、导热性、熔点较高、有延展性、能够弯曲、硬度较大、密度较大。
2、金属之最
3、金属的分类
(1)黑色金属:通常指铁、锰、铬及它们的合金
(2)重金属:如铜、锌、铅等有色金属
(3)轻金属:如钠、镁、铝等
(4)有色金属:通常是指除黑色金属以外的其他金属
4、金属与氧气的反应
(1)镁、铝:在常温下能与空气中的氧气反应
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。
(2)铁、铜
在常温下、干燥的环境中,几乎不与氧气反应,但在潮湿的空气中会生锈。
铁、铜在高温时能与氧气反应:
(3)金即使在高温时也不与氧气反应。
5、金属与酸的反应:活泼金属+酸→盐+H2↑
【注意】①如果有铁、铜元素参加反应,一定要注意溶液颜色的变化;②反应放热,但是只有镁和酸反应时放热现象明显。
置换反应:由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是置换反应。当铁单质参加置换反应时,生成物中的铁元素呈+2价。
6、常见金属在溶液中的活动性顺序
K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au
(1)金属活动性由强逐渐减弱
(2)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。
(3)在金属活动性顺序里,位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸(不可以用浓硫酸和硝酸)中的氢。
(4)在金属活动性顺序里,位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来。
【注意】钾、钙、钠不符合这一条。它们会先和水反应生成碱和氢气,然后碱和盐反应。
7、金属与盐溶液的反应:金属+盐→另一金属+另一盐(条件:“前换后,盐可溶”)
在活动性顺序中,金属距离大的,反应先发生。一个置换反应结束后,另一个置换反应才会发生。如在硫酸亚铁和硫酸铜的混合溶液中加入锌粒,锌会先和硫酸铜反应,反应完毕后锌才和硫酸亚铁反应。
1、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。
2、金属的保护
(1)铁生锈的条件:铁与O2、水接触(铁锈的主要成分:Fe2O3+XH2O)
铁锈很疏松多孔,不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气反应,因此铁制品可以全部被锈蚀。
(2)铜生铜绿的条件:铜与O2、水、CO2接触(铜绿的化学式:Cu2(OH)2CO3)
(3)防止铁制品生锈的措施