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1、第 四 章 幾 種 重 要 的 金 屬 金 屬 概 述按 密 度 大 小 分 按 含 量 分 為冶 金 工 業(yè) 分 為 1 金 屬 元 素 在 周 期 表 中 的 位 置 : , 約 占 %, 最 外 層 電 子 數(shù) , 易 電 子 。2 金 屬 的 分 類 重 金 屬 _輕 金 屬 _ 常 見 金 屬 _稀 有 金 屬 _黑 色 金 屬 _有 色 金 屬 _周 期 表 的 左 下 角 801-2個 失4.5 g/cm3,Cu、 Fe、 Ag4.5g/cm3, Mg、 AlFe、 Cr、 Mn除 Fe、 Cr、 Mn外 密 度 最 大 :_,最 小 :_;硬 度 最 大 :_,最 小 :_;
2、熔 點 最 大 :_,最 小 :_;延 展 性 最 好 :_,最 小 :_;導(dǎo) 電 性 最 好 :_. Os(22.45g/cm3)AuAg Cu Al Li(0.53 g/cm3)Cr(9) Na(0.4)W(3410 ) Hg(-39 )(2)化 學(xué) 性 質(zhì) 3 金 屬 通 性在 化 學(xué) 反 應(yīng) 中 一 般 易 _電 子 ,表 現(xiàn) _性 . 大 多 數(shù) 是 銀 白 色 固 體 , 有 金 屬 光 澤 ,不 透 明 , 有 延 展 性 , 導(dǎo) 電 性 和 導(dǎo) 熱 性 。Sb Bi Mn 你 知 道 嗎 ?(1)物 理 性 質(zhì) 1.哪 些 金 屬 有 特 殊 顏 色 ? 2.什 么 金 屬 常
3、 溫 下 不 是 固 體 ? 3.你 知 道 金 屬 的 密 度 、 硬 度 、 熔 點 、 延 展 性 和 導(dǎo) 電 導(dǎo) 熱 性 之 最 嗎 ? 4、 合 金 是 由 兩 種 或 兩 種 以 上 金 屬 (或 金 屬 跟 非 金 屬 )熔 合 而 成 的 具 有 金 屬 特 性 的 物 質(zhì) 。特 性 : (1)熔 點 較 各 成 分 低 (2)具 有 良 好 的 物 理 、 化 學(xué) 、 機 械 性 能思 考 : 兩 種 金 屬 的 混 合 物 13克 , 投 入 足 量 的 稀 硫 酸 中 , 標(biāo) 況 下 產(chǎn) 生 11.2L氣 體 , 則 這 種 混 合 物 不 可 能 是 A、 鋅 、 鋁
4、B、 鐵 、 鋅 C、 鋁 、 鎂 D、 鎂 、 銅 第 一 節(jié) 鎂 和 鋁 一 、 原 子 結(jié) 構(gòu) 和 物 理 性 質(zhì)1.相 似 性2.遞 變 性閱 讀 : P78表 4-2 均 為 銀 白 色 固 體 ,硬 度 小 ,密 度 小 ,屬 于 輕 金 屬 ,熔 點 低 ,有 韌 性 、 延 展 性 和 導(dǎo) 電 、 導(dǎo) 熱 性 。鋁 的 硬 度 比 鎂 大 , 熔 點 比 鎂 高3.用 途鎂 、 鋁 合 金 1、 鎂 、 鋁 有 哪 些 化 學(xué) 性 質(zhì) ?2、 從 哪 些 方 面 的 性 質(zhì) 可 以 比 較 Mg、 Al 金 屬 性 的 相 對 強 弱 ?二 、 鎂 和 鋁 的 化 學(xué) 性 質(zhì)閱
5、 讀 教 材 , 結(jié) 合 已 有 知 識 思 考 下 列 問 題 : 1、 與2Mg+O2 2MgO 耀 眼 白 光 ( 照 明 彈 )點 燃 實 驗 4-1鋁 箔 的 燃 燒現(xiàn) 象 : 劇 烈 燃 燒 , 放 出 大 量 的 熱 和 耀 眼 的 白 光4Al+3O 2( 純 ) 2Al O3 點 燃 小 結(jié) : Mg在 空 氣 中 能 燃 燒 , 但 Al只 能 在 純 氧 中 燃 燒 。 常 溫 下 均 形 成 致 密 的 氧 化 層 保 護 膜 ; 鎂 、 鋁 除 能 與 氧 氣 反 應(yīng) 外 , 還 能 跟 很 多 其 它 非 金 屬 (如 氮 氣 、 硫 、 鹵 素 等 )反 應(yīng) .
6、3Mg+N2 Mg3N2點 燃加 熱 2Al+3S Al2S3( 工 業(yè) 制 備 Al2S3)Mg3N2 + 6H2O = 3Mg(OH)2+2NH3鎂 能 使 溴 水 褪 色 , 應(yīng) 用 : 鋁 制 的 容 器 可 用 來 貯 運 濃 H NO3、 濃 H 2SO4Mg、 Al與 非 氧 化 性 酸 反 應(yīng) 產(chǎn) 生 H 2與 氧 化 性 酸 反 應(yīng) 不 產(chǎn) 生 H2濃 H2SO4 、 濃 HNO3能 使 Al純 化Mg+2H2O( 熱 水 ) = Mg(OH)2+H22Al+6H 2O ( 沸 水 ) = 2Al(OH )3+3H 2 Mg冷 水 緩 慢 反 應(yīng) , 熱 水 反 應(yīng) 快 Al
7、冷 水 幾 乎 不 反 應(yīng) , 沸 水 緩 慢 反 應(yīng)Mg + 2H+ = Mg2+ + H22Al + 6H+ = 2Al3+ + 3H2 鎂 、 鋁 和 NaOH溶 液 作 用 現(xiàn) 象 : Mg不 能 反 應(yīng) , Al能 反 應(yīng)2Al+2NaOH +2H 2O=2NaAlO2+3H 2 思 考 : 指 出 Al與 NaOH 溶 液 反 應(yīng) 的 氧 化 劑 和 還 原 劑 ,并 標(biāo) 出 電 子 轉(zhuǎn) 移 ?Si+2NaOH +2H 2O=Na2SiO3+2H 22Al+6H 2O=2Al(OH )3+3H 22Al(OH )3+2NaOH =2NaAlO2+4H 2O2Al+2NaOH +6H
8、 2O=2NaAlO2+3H 2+4H 2O 6e-注 : (1)還 原 劑 為 Al, 氧 化 劑 為 H2O(2)如 不 標(biāo) 明 電 子 轉(zhuǎn) 移 方 向 和 數(shù) 目 , 則 可 把 水 消 去思 考 : (1)相 同 質(zhì) 量 的 鋁 分 別 和 足 量 的 鹽 酸 、 氫 氧 化 鈉 反 應(yīng) , 產(chǎn) 生 的 氫 氣 的 量 ?(2)如 何 除 去 鎂 中 的 鋁 ? 現(xiàn) 象 : 繼 續(xù) 燃 燒 ,有 白 色 固 體 和 黑 色 固 體 生 成 ( 附 在 內(nèi) 壁 )實 驗 4-3鎂 條 在 CO2 中 燃 燒原 理 : 2Mg+ CO2 = 2MgO+C點 燃 實 驗 4-4鋁 熱 反 應(yīng)
9、 現(xiàn) 象 : 劇 烈 反 應(yīng) , 放 出 大 量 的 熱 , 耀 眼 光 芒 ,生 成 的 熔 融 物 落 人 沙 中 。 鋁 熱 劑 :利 用 Al的 還 原 性 和 反 應(yīng) 放 熱 的 特 點原 理 : 2Al+Fe2O3 = Al2O3+2Fe高 溫鋁 和 一 些 金 屬 氧 化 物 的 混 合 物鋁 熱 反 應(yīng) 定 義 : 鋁 與 一 些 金 屬 氧 化 物 在 高 溫 下 的 反 應(yīng)應(yīng) 用 : 冶 煉 難 熔 金 屬 焊 接 鋼 軌原 理 :4Al+3MnO2 = 2Al2O3+3Mn高 溫10Al+3Y2O5 = 5Al2O3+6Y高 溫注 : 要 使 用 沒 有 被 氧 化 的
10、鋁 粉 , 氧 化 鐵 粉 末 要 烘 干 。 兩 者 質(zhì) 量 比 為 1: 3 1.將 鋁 粉 與 氧 化 鐵 粉 混 合 ;2.引 燃 , 發(fā) 生 鋁 熱 反 應(yīng) , 產(chǎn) 生 高 溫 , 生 成 了 熔 融 的 鐵 ; 3.再 將 熔 融 態(tài) 鐵 水 由 砂 模 注 入 預(yù) 先 加 熱 的 鋼 軌 接 頭 處 ;4.待 鋼 軌 熔 化 后 便 將 之 接 合 ;5.鋼 軌 冷 卻 后 將 砂 模 除 去 , 再 將 軌 面 磨 平 。鋁 熱 反 應(yīng) 的 用 途 焊 接 鋼 軌 思 考 :(1) 一 根 長 長 的 鎂 條 放 在 空 氣 中 燃 燒 , 可 能 發(fā) 生 的 反 應(yīng) ?(2)
11、點 燃 的 鎂 條 可 以 在 SO2中 燃 燒 , 生 成 物 有 那 些 ? 發(fā) 生 的 反 應(yīng) ?(3)將 相 同 質(zhì) 量 的 鎂 條 分 別 在 氧 氣 中 、 空 氣 中 、 氮 氣 中 、 二 氧 化 碳 中 完 全 燃 燒 。 燃 燒 后 所 得 固 體 產(chǎn) 物 的 質(zhì) 量 由 小 到 大 的 順 序 是 _ 學(xué) 法 指 導(dǎo)( 1) 學(xué) 會 概 括 概 括 出 Mg、 Al具 有 金 屬 的 共 性 。( 2) 學(xué) 會 比 較 比 較 出 Mg、 Al金 屬 活 潑 性 差 異 。( 3) 學(xué) 會 分 析 得 出 Mg、 Al是 活 潑 金 屬 , Al與 堿 溶 液 反 應(yīng) 實
12、 質(zhì) 。 Mg Al化學(xué)性質(zhì) 與 非金 屬與 氧化 物與 非氧 化性 酸與氧 化性 酸 與強 堿 常 溫 下 被 氧 氣 氧 化 , 形 成 致 密 的氧 化 膜 ; 在 空 氣 中 能 劇 烈 燃 燒 常 溫 下 被 氧 氣 氧 化 , 形 成 致 密 的 氧化 膜 , 在 純 氧 氣 中 能 劇 烈 燃 燒Mg+Cl2=MgCl2 2Al+3S=Al2S32Mg+SiO2=2MgO+Si2Mg+CO2=2MgO+C 2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe10Al+3V2O5=5Al2O3+6VMg+2H2O( 沸 ) =Mg( OH) 2+H 2 2Al+6H2O( 沸 ) =2Al( O
13、H) 3+3H22Mg+3N2=2Mg3N2Mg+2H+=Mg2+H2 2Al+6H+=2Al3+3H2與 濃 硫 酸 、 濃 硝 酸 反應(yīng) , 無 氫 氣 生 成 與 濃 硫 酸 、 濃 硝 酸 反 應(yīng) , 無氫 氣 生 成 ; 常 溫 有 鈍 化 現(xiàn) 象不 反 應(yīng) 2Al+2NaOH+2H 2O=2NaAlO2+3H2 在 空 氣 中 能 劇 烈 燃 燒 ,放 出 耀 眼 的 白 光2Mg+O2 2MgO點 燃4Al+3O2 2Al2O3點 燃在 純 氧 氣 中 能 劇 烈 燃燒 , 放 出 耀 眼 的 白 光 鎂 條 在 二 氧 化 碳 中 劇烈 燃 燒 ,生 成 白 色 固 體和 黑 色 固 體 劇 烈 反 應(yīng) ,出 現(xiàn) 火紅 的 熔 化 物2Mg+CO2 2MgO+C點 燃 2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe高 溫 鎂 片 表 面 無 明 顯 現(xiàn) 象 ,鋁 片 表 面 有 氣 泡出 現(xiàn) ,氣 體 點 燃 有 爆 鳴 現(xiàn) 象2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2