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金属和金属材料
一、金属材料
1、纯金属(90多种)合金 (几千种)
2、金属的物理性质：
(1)常温下一般为固态(汞为液态)，有金属光泽。
(2)大多数呈银白色(铜为紫红色，金为黄色)
(3)有良好的导热性、导电性、延展性
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(铁铜)
(4)银：导电、导热性最好的金属(银金铝)
(5)铬：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：密度最大的金属
(9)锂 ：密度最小的金属
4、金属分类：
黑色金属：通常指铁、锰、铬及它们的合金。
有色金属：通常是指除黑色金属以外的其他金属。
有色金属 重金属：如铜、锌、铅等
轻金属：如钠、镁、铝等;
5、合金：由一种金属跟其他一种或几种金属(或金属与非金属)一起熔合而成具有金属特性物质。
一般说来，合金的熔点比各成分低，硬度比各成分大，抗腐蚀性能更好
合金铁的合金铜合金焊锡钛和钛合金(形状记忆金属)
成分生铁(含碳量2%~4.3%)
钢(含碳量0.03%~2%)黄铜(铜锌)
青铜(铜锡)铅锡钛镍合金
备注 不锈钢：含铬、镍的钢，具有抗腐蚀性能 紫铜为纯铜 熔点低
注：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。
(1)熔点高、密度小
优点 (2)可塑性好、易于加工、机械性能好
(3)抗腐蚀性能好
二、金属的化学性质
1、大多数金属可与氧气的反应
2、金属 + 酸 盐 + H2
3、金属 + 盐 另一金属 + 另一盐(条件：前换后，盐可溶)
Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4 (湿法冶金原理)
三、常见金属活动性顺序：
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：
(1)金属的位置越靠前，它的活动性就越强
(2)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)
(3)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)
四、金属资源的保护和利用
1、铁的冶炼
(1)原理：在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。
3CO + Fe2O3高温2Fe + 3CO2
(2)原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气
常见的铁矿石有磁铁矿(主要成分是Fe3O4 )、赤铁矿(主要成分是Fe2O3 )
2、铁的锈蚀
(1)铁生锈的条件是：铁与O2、水接触(铁锈的主要成分：Fe2O3 XH2O)
(铜生铜绿的条件：铜与O2、水、CO2接触。铜绿的化学式：Cu2(OH)2CO3)
(2)防止铁制品生锈的措施：
①保持铁制品表面的清洁、干燥
②表面涂保护膜：如涂油、刷漆、电镀、烤蓝等
③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)铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化，因此，铝具有很好的抗腐蚀性能。
3、金属资源的保护和利用: ①防止金属腐蚀
保护金属资源的途径： ②回收利用废旧金属
③合理开采矿物
④寻找金属的代用
意义：节约金属资源，减少环境污染
铁的性质
1.铁的物理性质：有银白色金属光泽的固体，有良好的延性和展性，质软，是导体铁的化学性质：
(1)铁跟氧气反应铁在潮湿的空气里(既有H2O又有O2时)易生锈，铁锈是混合物，主要成分是氧化铁Fe2O3
防锈方法：在铁表面涂一层保护膜(如涂漆或油);镀锌等金属或烤蓝
铁在氧气里燃烧生成四氧化三铁，剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，放出热量;
铁可跟酸(盐酸或硫酸)和排在铁后的金属的盐溶液发生置换反应(反应后溶液呈浅绿色)
铁跟硫酸铜溶液反应(现代湿法冶金的先驱)化学方程式：Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
现象：铁丝表面覆盖一层红色的铜， 溶液由蓝色变为浅绿色
(2)铁跟硫酸反应：Fe+H2SO4=FeSO4 +H2
铁跟盐酸反应：Fe+2HCl=FeCl2 +H2
现象：有气泡生成，溶液由无色变为浅绿色
(3)铁元素有三种氧化物：氧化铁Fe2O3 氧化亚铁FeO 四氧化三铁Fe3O4
2. 生铁和钢：是混合物，都是铁的合金，不同是含碳量不同，生铁的含碳量高，钢含碳量低。
合金：金属与金属(或非金属)熔合而成，具有金属性质的混合物。
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