《金属和金属材料》知识点
一、金属材料
纯金属（90多种）分两大类：有色金属（重金属和轻金属）和黑色金属。
1、金属材料
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>铝>铜）
（4）银：导电、导热性最好的金属（银>铜>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4、合金：由一种金属跟其他一种或几种金属（或金属与非金属）一起熔合而成的具有金属特性的物质。（合金的熔点比各组份金属低，硬度比各组份金属大，抗腐蚀性能更好）
注意：钛和钛合金是21世纪的重要金属材料，具有熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、机械性能好、抗腐蚀性能好等优点，钛合金与人体有很好的“相容性”，如人造骨，烤瓷牙。
二、金属的化学性质
1、大多数金属可与氧气的反应
2Mg + O2点燃2MgO 4Al + 3O2点燃2Al2O3（MgO和Al2O3是白色固体）
3Fe +2O2点燃Fe3O4Cu + O22CuO ( Fe3O4和CuO是黑色固体)
银白色金属Mg和Al常温下表面容易被氧化而变暗,铝表面形成的致密的氧化铝薄膜可以阻止铝进一步被氧化，具有防腐蚀作用。Fe和Cu常温下与潮湿空气接触能生锈。
2、金属 + 酸→盐 + H2↑(置换反应)
H2SO4 + Mg MgSO4 + H2↑ 2HCl + Mg MgCl2+ H2↑
现象：反应剧烈，有大量气泡产生，液体仍为无色
3H2SO4 + 2Al Al2(SO4)3 + 3H2↑ 6HCl + 2Al 2AlCl3+ 3H2↑
现象：反应剧烈，有大量气泡产生，液体仍为无色
H2SO4 +Zn ZnSO4 + H2↑ 2HCl + Zn ZnCl2 + H2↑
现象：反应比较剧烈，有大量气泡产生，液体仍为无色
H2SO4 + Fe FeSO4 + H2↑ 2HC l + Fe FeCl2+ H2↑
现象：反应比较缓慢，有气泡产生，液体由无色变为浅绿色
3、金属 + 盐→另一金属 + 另一盐（条件：“前换后，盐可溶”）(置换反应)
Fe + CuSO4Cu + FeSO4 (“湿法冶金”原理)
现象：铁钉表面有红色物质出现，液体由蓝色变为浅绿色
注意： Fe在参加置换反应时，生成+2价的亚铁盐。
2Al+3CuSO4Al2(SO4)3 + 3Cu （铝丝表面有红色物质出现，液体由蓝色变为无色）Cu+ 2AgNO3Cu(NO3)2 + 2Ag （铜丝表面有银白色物质出现，液体由无色变为蓝色）
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
从前到后，金属活动性由强逐渐减
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，比较的是金属在溶液中的活动性。
（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 (设备：高炉)
（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 + Fe2O2Fe + 3CO2
现象：红色粉末逐渐变为黑色，产生的气体能使澄清的石灰水变浑浊。
(2)需注意教材上图8-20验证炼铁原理的实验装置：
①先通CO再加热的目的：排出装置内的空气，以免CO与空气混合加热时发生爆炸。
②停止加热后，继续通CO待冷却的目的：防止氧化铁被还原成铁后,在较高的温度下重新被氧化；又可避免澄清石灰水中的水沿导管进入热的玻璃管中，引起玻璃管破裂。
③澄清石灰水的目的是吸收和检验产物CO2 ：CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O
④尾气的处理：因为CO有毒，尾气中含有的CO气体要经过处理，变成无毒的气体。可点
燃使其生成的二氧化碳气体。尾部的酒精灯要一直燃烧。CO＋O2点燃
2CO2
（3）、高炉炼铁原料：铁矿石、焦炭、空气、石灰石（除去铁矿石中的二氧化硅）（4）高炉中发生的化学反应：
C＋O2点燃CO2CaCO3高温CO2↑＋CaO C＋CO2高温2CO
3CO＋Fe2O3高温2Fe＋3CO2 CaO +SiO2高温CaSiO3
2、铁的锈蚀
（1）铁生锈的条件：铁与潮湿空气（含O2、H2O)接触（铁锈主要成分：Fe2O3·XH2O）
铜生锈（铜绿）条件：铜与潮湿空气（含O2、H2O、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（改变内部结构）
（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。而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、金属资源的保护途-------节约金属资源，减少环境污染
①防止金属腐蚀②回收利用废旧金属③合理开采矿物④寻找金属的代用
