低。淬火后的钢再经回火后,其韧性可部分恢复。 淬火:取两根缝衣钢针,用镊子夹住放在火焰上烧至 红热后,立即放入冷水中。冷却后取出其中的一根,试验 能否将其弯曲。 回火:用镊子夹住另一根淬火后的钢针,放在火焰上 微热片刻(不要使钢针烧红),然后放在空气中(最好放 在炉灰中)待其自然冷却,再试能否将其弯曲。 练习与应用 1.青少年一定要爱护自己的眼睛,在光 线不足时看书、写字要用照明工具。 右图是一种照明用台灯。 (1)右图中标示的各部件中,用金 属材料制成的是(填序号)。 (2)灯管后面的反光片为铝箔。铝 ①铁螺丝钉 块能制成铝箔是利用了铝 ②铝箔反光片 的 性 ⑤③玻璃灯管 ④铜质插头 (3)铜质插头是利用了金属铜 ⑤塑料灯座 的性 2.判断下列说法是否正确。 (1)地壳中含量最高的金属元素是铁。 (2)钢的性能优良,所以钢是很纯的铁。 (3)多数合金的抗腐蚀性比组成它们的纯金属更好。 3.我们目前常用的1元、5角、1角硬币各是用什么合金制造的?这些合金具有什么 性质(可查阅有关资料)? 4.你将选用哪种合金来制造下列物品?说明理由 (1)外科手术刀 (2)防盗门 (3)门锁 (4)自行车支架 5.科学家发现了一种新金属,它的一些 熔点 2500℃ 性质如右表所示,这种金属的表面有 层氧化物保护层。试设想这种金属 密度 3g/ cm 的可能用途。 强度 与钢相似 6.1.1g某钢样在纯氧中完全燃烧,得到 导电性 良好 0.013g二氧化碳。求此钢样中碳的 导热性 良好 质量分数。 抗腐蚀性 优异 8第八单元金属和金属材料
课题2 金属的化学性质 金属的用途不仅与它们的物理性质有密切关系,而且与它们的化学性质有 密切关系。例如,铝能在短短的一百多年里产量得到如此大幅度的提高,并被 广泛地应用,除了因为改进了铝的冶炼方法,使其成本大大降低,以及铝的密 度较小外,还由于铝的抗腐蚀性能好。那么,为什么铝具有这么好的抗腐蚀性 能呢? 金属与氧气的反应 通过以前的学习,我们已经知道镁和铁都能与氧气反应。实验表明,大多 数金属都能与氧气发生反应,但反应的难易和剧烈程度是不同的。例如,镁、 铝等在常温下就能与氧气反应。铝在空气中与氧气反应,其表面生成一层致密 的氧化铝(A1O3)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。 4Al+3O2=2A2O3 铁、铜等在常温下几乎不与氧气反应,但在高温时能与氧气反应。“真金 不怕火炼”说明金即使在高温时也不与氧气反应。从上述实验事实可以看出: 镁、铝比较活泼,铁、铜次之,金最不活泼。 二、金属与盐酸、稀硫酸的反应 很多金属不仅能与氧气反应,而且还能与盐酸或稀硫酸反应。金属与盐酸 或稀硫酸能否反应,可反映金属的活动性。 课題2金属的化学性质9
探究 金属与盐酸、稀硫酸的反应 在试管里放入少量镁,加入5mL稀盐酸,用燃着的小木条放在试管 观察现象,并判断反应后生成了什么气体。 参照上述实验步骤,分别在放有少量锌、铁或铜的试管中加入稀盐酸,观 察现象,比较反应的剧烈程度。如果有气体生成,判断生成的是什么气体。 用稀硫酸代替稀盐酸进行实验,并比较发生的现象。 图8-8镁与盐酸的反应图8-9锌与盐酸的反应图8-10铁与盐酸的反应图8-11把铜放入盐酸中 金属 现象 反应的化学方程式 稀盐酸稀硫酸 稀盐酸 稀硫酸 镁锌铁铜 根据上述实验现象以及反应的化学方程式讨论: 1.哪些金属能与盐酸、稀硫酸发生反应?反应的剧烈程度如何?反应后生 成了什么气体?哪些金属不能与盐酸、稀硫酸发生反应?根据反应时是否有氢 气产生,将金属分为两类。 2.对于能发生的反应,从反应 zn盐酸 Fe Cu 物和生成物的物质类别如单质、化合 物的角度分析,这些反应有什么特 点?将这一类反应与化合反应、分解 反应进行比较。 图8-12金属与盐酸反应的比较 10第八单元金属和金属材料
分析上述实验中镁、锌、铁与盐酸(或稀硫酸)的反应: Mg :+: 2HCI MgCl2;+;H2↑ Zn : + 2HCI znCl2:+:H2↑ Fe:+: 2HCI;=; FeCl2 :+:H2+: 单质 化合物 化合物 单质 这几个反应都是由一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质和另一种 化合物。这种由一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质和另一种化合物 的反应叫做置换反应。 由上述探究可以得出,镁、锌、铁的金属活动性比铜的强,它们能置换出 盐酸或稀硫酸中的氢。 、金属活动性顺序 我们已经知道,把铁钉放在硫酸铜溶液中,铁钉上会有紫红色的铜生成。 这说明铁的金属活动性比铜的强,它可以把铜从硫酸铜溶液中置换出来,这是 比较金属活动性的依据之 探究 金属活动性顺序 把一根用砂纸打磨过的铝丝浸 入硫酸铜溶液中,过一会儿取出,观 察,有什么现象发生? 把一根洁净的铜丝浸入硝酸银 溶液中,过一会儿取出,观察,有什 么现象发生? 把另一根洁净的铜丝浸入硫酸 铝溶液中,过一会儿取出,观察,有 什么现象发生? 图8-13铝与硫酸铜溶液图8-14铜与硝酸银溶液 的反应 的反应 课题2全属的化学性质11
实验 现象 反应的化学方程式 铝丝浸入硫酸铜溶液中 铜丝浸入硝酸银溶液中 铜丝浸入硫酸铝溶液中 讨论: 1.上述能发生反应的化学方程式的特点是什么?它们属于哪种反应类型? 2.通过上述实验,你能得出铝、铜、银的金属活动性顺序吗? Al u Ag 结论:金属活动性 经过了许多类似上述实验的探究过程,人们进行了认真的去伪存真、由 表及里的分析,归纳和总结出了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 金属活动性由强逐渐减弱 金属活动性顺序在工农业生产和科学研究中有重要应用,它可以给你以下 些判断的依据: 1.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; 2.在金属活动性顺序里,位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢; 3.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。 学完本课题你应该知道 1.很多金属都能与氧气、盐酸、稀硫酸等发生反应,但反应的难易 和剧烈程度不同。 2.由一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质和另一种化合物 的反应叫做置换反应。金属与盐酸、稀硫酸,以及铁与硫酸铜溶液的反 应等都属于置换反应。 12第八单元金属和金属材料