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1、第八單元 金屬和金屬材料
一、金屬材料
1、金屬材料：純金屬（90多種）；合金（幾千種）
黑色金屬：通常指鐵、錳、鉻及它們的合金。
純金屬 重金屬：如銅、鋅、鉛等
有色金屬
輕金屬：如鈉、鎂、鋁等；
有色金屬：通常是指除黑色金屬以外的其他金屬。
2、金屬的物理性質(zhì)：①常溫下一般為固態(tài)（汞為液態(tài)），有金屬光澤；②大多數(shù)呈銀白色（銅為紫紅色，金為黃色）；③有良好的導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、延展性（又稱可塑性→金屬所具有的展性和延性：在外力的作用下能夠變形，而且在外力停止作用以后仍能保持
2、已經(jīng)變成的形狀和性質(zhì)。各種金屬的可塑性有差別；金屬的可塑性一般是隨著溫度的升高而增大。）
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(chǎn)量最多的金屬（鐵>鋁>銅）；④銀：導(dǎo)電、導(dǎo)熱性最好的金屬（銀>銅>金>鋁）；⑤鉻：硬度最高的金屬；⑥鎢：熔點(diǎn)最高的金屬（用做燈絲）；⑦汞：熔點(diǎn)最低的金屬 ；⑧鋨：密度最大的金屬；⑨鋰：密度最小的金屬。
4、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
而成的具有金屬特性的物質(zhì)。一般說來，合金的熔點(diǎn)比各成分低，硬度比各成分大，抗腐蝕性能更好。不過，實(shí)際應(yīng)用中還應(yīng)考慮金屬材料的價格、資源、是
3、否美觀、使用是否便利，以及廢料是否易于回收和對環(huán)境的影響等多種因素。
合金
鐵的合金
銅合金
焊錫
鈦和鈦合金
形狀記憶金屬
生鐵
鋼
黃銅
青銅:
成分
含碳量
2%～4.3%
含碳量
0.03%～2%
銅鋅
合金
銅錫
合金
鉛錫
合金
見注釋
鈦鎳合金
備注
不銹鋼：含鉻、鎳的鋼具有抗腐蝕性能
紫銅為純銅
熔點(diǎn)低
加熱后形狀復(fù)原
注：鈦和鈦合金：被認(rèn)為是21世紀(jì)的重要金屬材料，鈦合金與人體有很
好的“相容性”，因此可用來制造人造骨等。優(yōu)點(diǎn)（1）熔點(diǎn)高、密度小 （2）可塑性好、易于加工、機(jī)械性能好（3）抗腐蝕性能好
二、金屬的
4、化學(xué)性質(zhì)
1、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(qiáng)逐漸減弱
在金屬活動性順序里：①金屬的位置越靠前，它的活動性就越強(qiáng)；②位于氫前面的金屬能置換出鹽酸、稀硫酸中的氫；③位于前面的金屬能把位于后面的金屬從它們的鹽溶液中置換出來。（除K、Ca、Na）
2、大多數(shù)金屬可與氧氣反應(yīng)
3、金屬 + 酸 → 鹽 + H2↑
4、金屬 + 鹽 → 另一金屬 + 另一鹽（條件：“前換后，鹽可溶”）
Fe + CuSO4 == Cu + FeSO4 (“濕法煉銅”原理)
四、金屬資源的
5、保護(hù)和利用
1、鐵的冶煉
（1）工業(yè)煉鐵的基本知識：煉鐵的原料是鐵礦石［常見的鐵礦石有磁鐵礦（主要成分是Fe3O4）和赤鐵礦（主要成分是Fe2O3）］、焦炭、石灰石和空氣，主要設(shè)備是高爐。煉鐵的基本原理是：在高溫條件下，利用焦炭與氧氣反應(yīng)生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石里還原出來。3CO + Fe2O3高溫2Fe + 3CO2
（2）一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)：
a、裝置圖：見右圖。
b、實(shí)驗(yàn)主要現(xiàn)象：紅色粉末變?yōu)楹谏珪r，澄清的石灰水變渾濁，尾氣點(diǎn)燃產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰。
c、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)：
①先通入一氧化碳?xì)怏w，排盡裝置內(nèi)的空氣，防止一氧化碳與空氣混合加熱后，發(fā)生爆炸；
②實(shí)驗(yàn)完畢后要繼續(xù)
6、通入一氧化碳?xì)怏w，直到玻璃管冷卻，防止高溫下的鐵與空氣接觸，被氧化為氧化鐵。同時，實(shí)驗(yàn)過程中還可防止澄清石灰水被倒吸；
③尾氣中含有一氧化碳，一氧化碳有毒，所以尾氣要處理，直接排放會污染空氣；
④若實(shí)驗(yàn)中沒有酒精噴燈，也可用酒精燈代替，不過要在火焰上加一個金屬網(wǎng)罩，使火力更加集中，提高溫度。
2、鐵的銹蝕
（1）鐵生銹的條件是：鐵與O2、水接觸（鐵銹的主要成分：Fe2O3·XH2O）
（2）防止鐵制品生銹的措施：
①保持鐵制品表面的清潔、干燥
②表面涂保護(hù)膜：如涂油、刷漆、電鍍、烤藍(lán)等
③制成不銹鋼
（3）鐵銹很疏松，不能阻礙里層的鐵繼續(xù)與氧氣、水蒸氣反應(yīng)，因此鐵制品可以全部被銹蝕。因而鐵銹應(yīng)及時除去。
（4）而鋁與氧氣反應(yīng)生成致密的氧化鋁薄膜，從而阻止鋁進(jìn)一步氧化，因此，鋁具有很好的抗腐蝕性能。
3、金屬資源的保護(hù)和利用：
①防止金屬腐蝕；②回收利用廢舊金屬；③合理開采礦物；④尋找金屬的代用品。
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