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一、金屬材料
1、純金屬(90多種)合金 (幾千種)
2、金屬的物理性質:
(1)常溫下一般為固態(汞為液態),有金屬光澤。
(2)大多數呈銀白色(銅為紫紅色,金為黃色)
(3)有良好的導熱性、導電性、延展性
3、金屬之最:
(1)鋁:地殼中含量最多的金屬元素 (2)鈣:人體中含量最多的金屬元素
(3)鐵:目前世界年產量最多的金屬(鐵>鋁>銅)
(4)銀:導電、導熱性最好的金屬(銀>銅>金>鋁)
(5)鉻:硬度最高的金屬 (6)鎢:熔點最高的金屬
(7)汞:熔點最低的金屬 (8)鋨:密度最大的金屬
(9)鋰 :密度最小的金屬
4、金屬分類:
黑色金屬:通常指鐵、錳、鉻及它們的合金。
有色金屬:通常是指除黑色金屬以外的其他金屬。
有色金屬 重金屬:如銅、鋅、鉛等
輕金屬:如鈉、鎂、鋁等;
5、合金:由一種金屬跟其他一種或幾種金屬(或金屬與非金屬)一起熔合而成具有金屬特性物質。
一般說來,合金的熔點比各成分低,硬度比各成分大,抗腐蝕效能更好
合金鐵的合金銅合金焊錫鈦和鈦合金(形狀記憶金屬)
成分生鐵(含碳量2%~4.3%)
鋼(含碳量0.03%~2%)黃銅(銅鋅)
青銅(銅錫)鉛錫鈦鎳合金
備註 不鏽鋼:含鉻、鎳的鋼,具有抗腐蝕效能 紫銅為純銅 熔點低
注:鈦和鈦合金:被認為是21世紀的重要金屬材料,鈦合金與人體有很好的“相容性”,因此可用來製造人造骨等。
(1)熔點高、密度小
優點 (2)可塑性好、易於加工、機械效能好
(3)抗腐蝕效能好
二、金屬的化學性質
1、大多數金屬可與氧氣的反應
2、金屬 + 酸 → 鹽 + H2↑
3、金屬 + 鹽 → 另一金屬 + 另一鹽(條件:“前換後,鹽可溶”)
Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4 (“溼法冶金”原理)
三、常見金屬活動性順序:
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au
金屬活動性由強逐漸減弱
在金屬活動性順序裡:
(1)金屬的位置越靠前,它的活動性就越強
(2)位於氫前面的金屬能置換出鹽酸、稀硫酸中的氫(不可用濃硫酸、硝酸)
(3)位於前面的金屬能把位於後面的金屬從它們的鹽溶液中置換出來。(除K、Ca、Na)
四、金屬資源的保護和利用
1、鐵的冶煉
(1)原理:在高溫下,利用焦炭與氧氣反應生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石裡還原出來。
3CO + Fe2O3高溫2Fe + 3CO2
(2)原料:鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣
常見的鐵礦石有磁鐵礦(主要成分是Fe3O4 )、赤鐵礦(主要成分是Fe2O3 )
2、鐵的鏽蝕
(1)鐵生鏽的條件是:鐵與O2、水接觸(鐵鏽的主要成分:Fe2O3 XH2O)
(銅生銅綠的條件:銅與O2、水、CO2接觸。銅綠的化學式:Cu2(OH)2CO3)
(2)防止鐵製品生鏽的措施:
①保持鐵製品表面的清潔、乾燥
②表面塗保護膜:如塗油、刷漆、電鍍、烤藍等
③製成不鏽鋼
(3)鐵鏽很疏鬆,不能阻礙裡層的鐵繼續與氧氣、水蒸氣反應,因此鐵製品可以全部被鏽蝕。因而鐵鏽應及時除去。
(4)鋁與氧氣反應生成緻密的氧化鋁薄膜,從而阻止鋁進一步氧化,因此,鋁具有很好的抗腐蝕效能。
3、金屬資源的保護和利用: ①防止金屬腐蝕
保護金屬資源的途徑: ②回收利用廢舊金屬
③合理開採礦物
④尋找金屬的代用
意義:節約金屬資源,減少環境汙染
鐵的性質
1.鐵的物理性質:有銀白色金屬光澤的固體,有良好的延性和展性,質軟,是導體鐵的化學性質:
(1)鐵跟氧氣反應鐵在潮溼的空氣裡(既有H2O又有O2時)易生鏽,鐵鏽是混合物,主要成分是氧化鐵Fe2O3
防鏽方法:在鐵表面塗一層保護膜(如塗漆或油);鍍鋅等金屬或烤藍
鐵在氧氣裡燃燒生成四氧化三鐵,劇烈燃燒,火星四射,生成黑色固體,放出熱量;
鐵可跟酸(鹽酸或硫酸)和排在鐵後的金屬的鹽溶液發生置換反應(反應後溶液呈淺綠色)
鐵跟硫酸銅溶液反應(現代溼法冶金的先驅)化學方程式:Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
現象:鐵絲表面覆蓋一層紅色的銅, 溶液由藍色變為淺綠色
(2)鐵跟硫酸反應:Fe+H2SO4=FeSO4 +H2 ↑
鐵跟鹽酸反應:Fe+2HCl=FeCl2 +H2 ↑
現象:有氣泡生成,溶液由無色變為淺綠色
(3)鐵元素有三種氧化物:氧化鐵Fe2O3 氧化亞鐵FeO 四氧化三鐵Fe3O4
2. 生鐵和鋼:是混合物,都是鐵的合金,不同是含碳量不同,生鐵的含碳量高,鋼含碳量低。
合金:金屬與金屬(或非金屬)熔合而成,具有金屬性質的混合物。
原作者: 卓越老師