第八单元 金属和金属材料（小结）
一 金属材料
1 金属材料：纯金属（90多种）；含金（几千种）
纯金属：a黑色金属：通常指铁、锰、铬及它们的合金
b有色金属：重金属如Cu、Zn、Pb等；轻金属如Na、Mg、Al等，有色金属通
常是指黑色金属以外的其他金属。
2 金属的物理性质：
（1）常温下一般为固态（Hg为液态），有金属光泽；
（2）大多数呈银白色（Cu为紫红色、Au为黄色）；
（3）具有良好的导热性、导电性、延展性（又称可塑性，即金属所具有的展性和延性，在
外力作用下能够变形，而且在外力停止作用以后仍能保持已经变
成的形状和性质；各种金属的可塑性有差别。金属的可塑性一般
是随着温度的升高而增大）
3 金属之最
（1）铝：地壳中含量最多的金属元素
（2）钙：人体中含量最多的金属元素
（3）铁：目前世界年产量最多的金属（铁>铝>铜）
（4）银：导电、导热性最好的金属（银>铜>金>铝）
（5）铬（Cr）：硬度最高的金属
（6）钨：熔点最高的金属
（7）汞：熔点最低的金属
（8）锇（Os）：密度最大的金属
（9）锂：密度最小的金属
4 合金：由一种金属跟其他一种或几种金属（或金属与非金属）一起熔合而成的具有金属特 性的物质。一般说来，合金的熔点比各种成分低，强度硬度比各成分大，抗腐蚀性 能更好。不过，实际应用中，还应考虑金属材料的价格、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。
各种合金：
（1）铁元素：a生铁：含碳量2%--4.3%，还含有Si、Mn等
b钢：含碳量0.03%--2%，还含有其他。不锈钢还含有铬、镍，锰钢中含锰、 碳等
（2）铜合金：黄铜为铜锌合金；青铜为铜锡合金；白铜为铜镍合金
（3）焊锡：锡铅合金（熔点低）
（4）硬铝：铝铜镁合金
（5）黄金：金银铜合金
（6）钛和钛合金：被认为是21世纪的重要金属材料，钛合金与人体有很好的“相容性”， 因此可用来制造人造骨等。优点：a熔点高 密度小（钛的密度4.5g/cm3
b可塑性好、易于加工、机械性能好c钛和钛合金的抗腐蚀性能非常好，
远优于不锈钢。
（7）形状记忆合金：是具有形状记忆效应的合金。钛镍形状记忆合金
二 金属的化学性质
1 常见金属的活动性顺序
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）
在金属活动性顺序里：a金属的位置越靠前，它的活动性越强；b位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢（不可用浓硫酸、硝酸）；c位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来（除K、 Ca 、Na）
2 大多数金属可与氧气反应
3 金属+酸→盐+H2
4 金属+盐→另一金属+盐（条件：前换后，盐可溶）
Fe+CuSO4=Cu+FeSO4（“湿法冶金”原理）
三 金属资源的利用和保护
1 铁的冶炼
（1）工业炼铁的基本知识：炼铁的原料是铁矿石【磁铁矿（主要成分是Fe3O4）和赤铁矿（主要成分是Fe 2O3 ）】、焦炭、石灰石和空气，主要设备是高炉。炼铁的基本原理是：在 高温下，利用炉内反应生成的一氧化碳把铁从铁矿里还原出来。
3CO+Fe2O3=2Fe+3CO 2
(2) 一氧化碳还原氢化铁的实验：
a装置图（教材下册P16）
b主要实验现象：红色粉末变为黑色，澄清石灰水变浑浊，尾气点燃产生淡蓝色火焰。 c实验注意事项：
1）先通入CO气体，排尽装置内的空气，防止CO与空气混合加热后，发生爆炸；
2）实验完毕后要继续通入CO气体，直到玻璃管冷却，防止高温下的Fe与空气接触，被氧化成氧化铁。同时，实验过程中还可防止澄清石灰水被倒吸；
3）尾气中含有CO，CO有毒，所以尾气要收集或点燃，直接排放会污染空气；
4）若实验中没有酒精喷灯，也可用酒精灯代替，不过要在火焰上加一个金属网罩，使火力更加集中，提高温度。
2 金属的腐蚀与防护（铁）
（1）铁生锈的条件是：Fe与O2、H 2O接触生成铁锈【铁锈的主要成分：Fe2O3.XH2O；Cu生成铜绿的条件：Cu与O2、H2O、CO2接触，铜绿的化学式：Cu2（OH）2CO3】
(2)防止铁制品生锈的措施：
a 保持铁制品表面的清洁、干燥
b 表面涂保护膜：如涂油、刷漆、电镀、烤蓝等
c 制成不锈钢
（3）铁锈很疏松，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，因而铁锈应及时除去。
（4）而铝与氧气反应生成致密的氧化铝（Al2O3）薄膜，从而阻止铝进一步氧化，因此，铝具有很好的抗腐蚀性能。
3 金属资源的保护
（1）防止金属腐蚀
（2）金属的回收利用
（3）有计划、合理地开采矿物
（4）寻找金属的代用品等
第八单元 金属和金属材料（小结）
一 金属材料
1 金属材料：纯金属（90多种）；含金（几千种）
纯金属：a黑色金属：通常指铁、锰、铬及它们的合金
b有色金属：重金属如Cu、Zn、Pb等；轻金属如Na、Mg、Al等，有色金属通
常是指黑色金属以外的其他金属。
2 金属的物理性质：
（1）常温下一般为固态（Hg为液态），有金属光泽；
（2）大多数呈银白色（Cu为紫红色、Au为黄色）；
（3）具有良好的导热性、导电性、延展性（又称可塑性，即金属所具有的展性和延性，在
外力作用下能够变形，而且在外力停止作用以后仍能保持已经变
成的形状和性质；各种金属的可塑性有差别。金属的可塑性一般
是随着温度的升高而增大）
3 金属之最
（1）铝：地壳中含量最多的金属元素
（2）钙：人体中含量最多的金属元素
（3）铁：目前世界年产量最多的金属（铁>铝>铜）
（4）银：导电、导热性最好的金属（银>铜>金>铝）
（5）铬（Cr）：硬度最高的金属
（6）钨：熔点最高的金属
（7）汞：熔点最低的金属
（8）锇（Os）：密度最大的金属
（9）锂：密度最小的金属
4 合金：由一种金属跟其他一种或几种金属（或金属与非金属）一起熔合而成的具有金属特 性的物质。一般说来，合金的熔点比各种成分低，强度硬度比各成分大，抗腐蚀性 能更好。不过，实际应用中，还应考虑金属材料的价格、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。
各种合金：
（1）铁元素：a生铁：含碳量2%--4.3%，还含有Si、Mn等
b钢：含碳量0.03%--2%，还含有其他。不锈钢还含有铬、镍，锰钢中含锰、 碳等
（2）铜合金：黄铜为铜锌合金；青铜为铜锡合金；白铜为铜镍合金
（3）焊锡：锡铅合金（熔点低）
（4）硬铝：铝铜镁合金
（5）黄金：金银铜合金
（6）钛和钛合金：被认为是21世纪的重要金属材料，钛合金与人体有很好的“相容性”， 因此可用来制造人造骨等。优点：a熔点高 密度小（钛的密度4.5g/cm3
b可塑性好、易于加工、机械性能好c钛和钛合金的抗腐蚀性能非常好，
远优于不锈钢。
（7）形状记忆合金：是具有形状记忆效应的合金。钛镍形状记忆合金
二 金属的化学性质
1 常见金属的活动性顺序
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）
在金属活动性顺序里：a金属的位置越靠前，它的活动性越强；b位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢（不可用浓硫酸、硝酸）；c位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来（除K、 Ca 、Na）
2 大多数金属可与氧气反应
3 金属+酸→盐+H2
4 金属+盐→另一金属+盐（条件：前换后，盐可溶）
Fe+CuSO4=Cu+FeSO4（“湿法冶金”原理）
三 金属资源的利用和保护
1 铁的冶炼
（1）工业炼铁的基本知识：炼铁的原料是铁矿石【磁铁矿（主要成分是Fe3O4）和赤铁矿（主要成分是Fe 2O3 ）】、焦炭、石灰石和空气，主要设备是高炉。炼铁的基本原理是：在 高温下，利用炉内反应生成的一氧化碳把铁从铁矿里还原出来。
3CO+Fe2O3=2Fe+3CO 2
(2) 一氧化碳还原氢化铁的实验：
a装置图（教材下册P16）
b主要实验现象：红色粉末变为黑色，澄清石灰水变浑浊，尾气点燃产生淡蓝色火焰。 c实验注意事项：
1）先通入CO气体，排尽装置内的空气，防止CO与空气混合加热后，发生爆炸；
2）实验完毕后要继续通入CO气体，直到玻璃管冷却，防止高温下的Fe与空气接触，被氧化成氧化铁。同时，实验过程中还可防止澄清石灰水被倒吸；
3）尾气中含有CO，CO有毒，所以尾气要收集或点燃，直接排放会污染空气；
4）若实验中没有酒精喷灯，也可用酒精灯代替，不过要在火焰上加一个金属网罩，使火力更加集中，提高温度。
2 金属的腐蚀与防护（铁）
（1）铁生锈的条件是：Fe与O2、H 2O接触生成铁锈【铁锈的主要成分：Fe2O3.XH2O；Cu生成铜绿的条件：Cu与O2、H2O、CO2接触，铜绿的化学式：Cu2（OH）2CO3】
(2)防止铁制品生锈的措施：
a 保持铁制品表面的清洁、干燥
b 表面涂保护膜：如涂油、刷漆、电镀、烤蓝等
c 制成不锈钢
（3）铁锈很疏松，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，因而铁锈应及时除去。
（4）而铝与氧气反应生成致密的氧化铝（Al2O3）薄膜，从而阻止铝进一步氧化，因此，铝具有很好的抗腐蚀性能。
3 金属资源的保护
（1）防止金属腐蚀
（2）金属的回收利用
（3）有计划、合理地开采矿物
（4）寻找金属的代用品等