3-4用途广泛的金属材料.课件.ppt
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1、第四节第四节 用途广泛的金属材料用途广泛的金属材料1 1了解金属材料在生产和生活中的重要应用。了解金属材料在生产和生活中的重要应用。2 2了解常见金属的活泼性顺序。了解常见金属的活泼性顺序。3 3了解合金的概念及其重要应用。了解合金的概念及其重要应用。4. 4. 了解铜及其重要化合物的性质及其应用。了解铜及其重要化合物的性质及其应用。5. 以铜以铜及其化合物知识为载体,综合考查氧化及其化合物知识为载体,综合考查氧化还原反应、电化学、盐类水解及除杂等。还原反应、电化学、盐类水解及除杂等。1以氧化还原反应、离子反应的理论和视角来学以氧化还原反应、离子反应的理论和视角来学习习铜及其化合物的性质,铜及
2、其化合物铜及其化合物的性质,铜及其化合物之间的相之间的相互转化关系。互转化关系。2结合电化学把金属材料、铜及其化合物知识和结合电化学把金属材料、铜及其化合物知识和生活实际相联系生活实际相联系。3用用“实验法实验法”了解了解Cu的性质、的性质、Cu2的颜色及的颜色及Cu、CuO、Cu(OH)2、Cu2相互转化时的现象。相互转化时的现象。一、合金及常见金属1、合金1)定义:合金是指两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有 特性的物质。2)性能合金具有许多优良的物理、化学和机械性能,在许多方面不同于它的各成分金属。(1)多数合金的熔点比它的各成分金属的熔点 。(2)合金的硬度一般比它的各
3、成分金属的硬度 。金属金属低低大大2 2常见的金属材料常见的金属材料金属材料包括金属材料包括 和和 ,分,分为为 材料和材料和 材料材料铁、铬、锰及其合金铁、铬、锰及其合金纯金属纯金属合金合金黑色金属黑色金属有色金属有色金属(1)(1)黑色金属材料:包括黑色金属材料:包括 。铁的合金有生铁和钢,其中铁的合金有生铁和钢,其中 是用量最是用量最大、用途最广泛的合金。根据化学成分,可以把大、用途最广泛的合金。根据化学成分,可以把钢分为两大类:钢分为两大类:_和和_。其中碳。其中碳素钢又可分为低碳钢素钢又可分为低碳钢( (含碳量低于含碳量低于0.3%)0.3%)、中碳钢、中碳钢( (含碳量为含碳量为0
4、.3%0.3%0.6%)0.6%)和高碳钢和高碳钢( (含碳量高于含碳量高于0.6%)0.6%),合金钢可用于制不锈钢及各种特种钢。,合金钢可用于制不锈钢及各种特种钢。钢钢碳素钢碳素钢合金钢合金钢生铁生铁钢钢主要成分主要成分FeFe含碳量含碳量2%4.3% 0.03%2%含硫、磷量含硫、磷量少量少量极少或没有极少或没有硅、锰含量硅、锰含量少少适量适量生铁与钢生铁与钢不锈钢:普通钢中,加入不锈钢:普通钢中,加入 、 等多种元等多种元素,使其具有素,使其具有 的特性。的特性。(2)(2)有色金属材料有色金属材料铜、铝及其合金铜、铝及其合金铜合金:我国使用最早的合金是铜合金:我国使用最早的合金是 ,
5、常见的铜合金还有常见的铜合金还有 和和 。CrNi不生锈不生锈黄铜黄铜白铜白铜青铜青铜合金合金主要成分主要成分主要用途主要用途青铜青铜铜铜 锡及少量铅锡及少量铅机器零件机器零件, ,如轴承如轴承 齿轮等齿轮等黄铜黄铜铜铜 锌及少量锡、锌及少量锡、铅、铝铅、铝机器零件机器零件 仪表仪表 日用品日用品白铜白铜铜铜 镍、锌及少镍、锌及少量锰量锰钱币钱币 代替银做饰品代替银做饰品铝合金铝合金常见种类:硅铝合金(常见种类:硅铝合金(AlAl、SiSi )、)、 镁铝合金(镁铝合金(Al Al 、MgMg)、)、 硬铝(硬铝(AlAl、MgMg、CuCu、MnMn、SiSi)。)。性质特征:性质特征: 、
6、 、 、易、易于加工、成本低廉且表面易形成于加工、成本低廉且表面易形成 而具有一定的抗腐蚀能力。而具有一定的抗腐蚀能力。致密的氧化物保护膜致密的氧化物保护膜塑性好塑性好强度高强度高密度小密度小镁铝合金的强度大、硬度大,密度小,常用镁铝合金的强度大、硬度大,密度小,常用于飞机、火箭、轮船等制造业。于飞机、火箭、轮船等制造业。特别提醒特别提醒: :合金属于合金属于混合物混合物, ,金属与非金属或金属与非金属或金属与金属形成合金时金属与金属形成合金时, ,两者没有发生化学反两者没有发生化学反应应, ,各成分的化学性质发生改变各成分的化学性质发生改变 二、二、 铜的性质铜的性质1.1.物理性质:物理性
7、质:铜具有铜具有 色金属光泽,延展性、导电、导热色金属光泽,延展性、导电、导热性较好,且导电性在金属中仅次于性较好,且导电性在金属中仅次于 ,其晶,其晶体堆积方式属于体堆积方式属于 ,不能被磁铁吸,不能被磁铁吸引。引。2.2.化学性质化学性质铜是铜是 的金属,通常显的金属,通常显+1+1、+2+2价价(1 1)与非金属单质反应)与非金属单质反应 与与O O2 2反应:反应: 与与ClCl2 2反应:反应: 与与S S反应:反应: 紫红紫红Ag面心立方最密堆积面心立方最密堆积不活泼不活泼Cu+Cl2 CuCl2(有棕黄色的烟有棕黄色的烟)2Cu+O2 2CuO(黑色黑色)2Cu+S Cu2S(黑
8、色黑色)常温下,铜在干燥的空气中不发生反应,但潮湿常温下,铜在干燥的空气中不发生反应,但潮湿的空气里,表面易形成铜绿。的空气里,表面易形成铜绿。反应方程式为:反应方程式为: 思考:思考:CuClCuCl2 2无水固体、浓溶液、稀溶液分别呈什无水固体、浓溶液、稀溶液分别呈什么么颜色颜色? ?写出有关反应式写出有关反应式 : (2 2)与酸反应与酸反应 一般不与非氧化性酸(如稀硫酸、盐酸)反应一般不与非氧化性酸(如稀硫酸、盐酸)反应产生氢气产生氢气 氧化性酸:氧化性酸:(a a)与稀)与稀HNOHNO3 3反应反应现象现象: 反应方程式:反应方程式: 2CuO2H2OCO2 Cu2(OH)2CO3
9、3Cu+8HNO3(稀稀) 3Cu(NO3)2+2NO+4H2O有气泡产生,铜片逐渐溶解溶液变蓝有气泡产生,铜片逐渐溶解溶液变蓝无水氯化铜呈无水氯化铜呈棕黄色棕黄色,常以,常以(CuCl2)n的形式存的形式存在,溶于少量水时形成在,溶于少量水时形成Cu(H2O)42+和和CuCl42-络离子:络离子: (CuCl2)2+4H2O Cu(H2O)42+CuCl42- Cu(H2O)42+显蓝色,显蓝色,CuCl42-显绿色显绿色,它们共,它们共存时的混合色则为绿色,所以存时的混合色则为绿色,所以浓的浓的CuCl2溶液溶液显绿色。显绿色。 稀释时由于水增加,电离平衡向右移动,稀释时由于水增加,电离
10、平衡向右移动,CuCl42-离子减少,离子减少,Cu(H2O)42+离子增加,绿离子增加,绿色向蓝色变化。当色向蓝色变化。当溶液相当稀时溶液相当稀时,几乎均为,几乎均为Cu(H2O)42+,CuCl42-很少,很少,所以所以显蓝色显蓝色。(b b) 与浓与浓 HNOHNO3 3反应反应 现象现象: 反应方程式:反应方程式: (c c) 与浓硫酸共热与浓硫酸共热现象现象: 反应方程式:反应方程式: (3 3)与盐溶液反应)与盐溶液反应与与AgNOAgNO3 3反应:反应: 与与FeClFeCl3 3反应:反应: 三、三、 铜的重要化合物铜的重要化合物1.1.氧化铜氧化铜 氧化铜是氧化铜是 色粉末
11、状固体(区别于氧化亚色粉末状固体(区别于氧化亚铜铜 色),难溶于水色),难溶于水 Cu+4HNO3(浓浓) Cu(NO3)2+2NO2+2H2OCu+2AgNO3 2Ag+Cu(NO3)2Cu+2FeCl3 2FeCl2+CuCl2黑黑砖红砖红Cu+2H2SO4(浓浓) CuSO4+SO2+2H2O有红棕色气体产生,铜片逐渐溶解溶液变蓝有红棕色气体产生,铜片逐渐溶解溶液变蓝有气泡产生,铜片逐渐溶解溶液变蓝有气泡产生,铜片逐渐溶解溶液变蓝 与还原剂(与还原剂(H H2 2 、COCO、C C)反应)反应与与H H2 2反应反应 与与C C 反应反应 与酸反应(如与酸反应(如HNOHNO3 3、H
12、ClHCl、H H2 2SOSO4 4等)等)离子方程式离子方程式2.2.铜的氢氧化物铜的氢氧化物 氢氧化铜是氢氧化铜是 色固体,难溶于水,但可溶色固体,难溶于水,但可溶于氨水于氨水思考:为什么氢氧化铜能溶于氨水?思考:为什么氢氧化铜能溶于氨水? 不稳定性(受热易分解)不稳定性(受热易分解) CuO+H2 Cu+H2OCuO+2H+ Cu2+H2O蓝蓝Cu(OH)2 CuO+H2O氢氧化铜与氨水会发生金属离子的络合反应氢氧化铜与氨水会发生金属离子的络合反应Cu(OH)2+4NH3.H2O=Cu(NH3)4(OH)2+4H2O 2CuO+C 2Cu+CO2高温 与酸反应(如与酸反应(如HNOHN
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