金属材料的物理化学性能「化学学习金属材料的物理性质」

1，金属的共性

（1）具有金属光泽。

生活中，金、铂可用来打造首饰，原因是它们具有永恒而美丽的光泽。

（2）具有延展性。

金、银、铜、铝可拉成细丝或压成薄片，这是由于它们有延展性，容易加工，金属的性能不受影响。

（3）具有导电性

日常生活中，铜可以用来制造电线就是因为它易导电。

（4）具有导热性

铁、铝可以可用来制造炊具是因为它传热快。

（5）金属的颜色

大多数为银白色，少数如金为金黄色，铜为紫红色。

（6）金属的熔沸点

金属的熔沸点有的很高，有的很低。

2，金属的特性

（1）常温下一般为固态（只有汞为液态）。

（2）大多数呈银白色（但铜为紫红色，金为黄色）。

（3）纯铁是银白色的，质软，而铁粉则为黑色。

这些通性是金属区别于非金属的物理性质。

金属的物理性质和化学性质

金属是具有光泽和导热性导电性可延展性的物质。金属是一种具有光泽、富有延展性、容易导电、导热等性质的物质。
纯金属具有以下几样共同的物理性质：
1.金属具有很好的延展性；
2.金属具有良好的导电性、导热性；金属具有金属光泽。
3.化学性能：指金属材料与周围介质扫触时抵抗发生化学或电化学反应的性能。
4.耐腐蚀性：指金属材料抵抗各种介质侵蚀的能力。
5.抗氧化性：指金属材料在高温下，抵抗产生氧化皮能力。

金属的物理化学性质

　　金属是一种具有光泽(即对可见光强烈反射)、富有延展性、容易导电、导热等性质的物质。接下来我为你整理了金属的物理化学性质，一起来看看吧。

　　金属的物理性质

　　1.金属光泽：

　　(1)金属都具有一定的金属光泽，一般都呈银白色，而少量金属呈现特殊的颜色，如：金(Au)是黄色、铜(Cu)是红色或紫红色、铅(Pb)是灰蓝色、锌(Zn)是青白色等;

　　(2)有些金属处于粉末状态时，就会呈现不同的颜色，如铁(Fe)和银(Ag)在通常情况下呈银白色，但是粉末状的银粉或铁粉都是呈黑色的，这主要是由于颗粒太小，光不容易反射。

　　(3)典型用途：利用铜的光泽，制作铜镜;黄金饰品的光泽也是选择的因素。

　　2.金属的导电性和导热性：

　　(1)金属一般都是电和热的良好导体。其中导电性的强弱次序：银(Ag)>铜(Cu)>铝(Al)

　　(2)主要用途：用作输电线，炊具等

　　3.金属的延展性：

　　(1)大多数的金属有延性(抽丝)及展性(压薄片)，其中金(Au)的延展性最好;也有少数金属的延展性很差，如锰(Mn)、锌(Zn)等;

　　(2)典型用途：金属可以被扎制成各种不同的形状，金属金打成金箔贴在器物上

　　4.金属的密度：

　　(1)大多数金属的密度都比较大，但有些金属密度也比较小，如钠(Na)、钾(K)等能浮在水面上;密度最大的金属──锇，密度最小的金属──锂

　　(2)典型用途：利用金属铝(Al)比较轻，工业上用来制造飞机等航天器

　　5.金属的硬度：

　　(1)有些金属比较硬，而有些金属比较质软，如铁(Fe)、铝(Al)、镁(Mg)等都比较质软;硬度最高的金属是铬(Cr);

　　(2)典型用途：利用金属的硬度大，制造刀具，钢盔等。

　　6.金属的熔点：

　　(1)有的金属熔点比较高，有的金属熔点比较低，熔点最低的金属是汞(Hg);熔点最高的金属是钨(W);

　　(2)典型用途：利用金属锡(Sn)的熔点比较低，用来焊接金属

　　金属的化学性质

　　1.金属与氧气反应

　　大多数金属在一定条件下，都能与氧气发生反应，生成对应的金属氧化物，也有少数金属很难与氧气发生化合反应。如：“真金不怕火炼”，就是指黄金很难与氧气反应。

　　(1)金属镁与氧气发生反应

　　实验现象：在空气中点燃镁带后，镁带剧烈燃烧，发出耀眼白光，放出白烟，生成一种白色固体。

　　化学方程式：2Mg+O2点燃===2MgO

　　注意事项：在做点燃实验之前，应先用砂纸将其打磨。

　　相关问题：某同学在做镁带燃烧实验过程中，反应前称得固体的质量为m1，完全燃烧后，称得剩余的固体残留物的质量为m2，发现m1>m2，难道这个反应不符合质量守恒定律?请你帮这位同学分析一下可能的原因。

　　分析：根据质量守恒定律，参加反应的镁带质量与氧气的质量总和等于生成物氧化镁的质量，即反应后的固体剩余物应该大于反应物的质量。由于在这个实验中，会产生白烟，而此白烟就是氧化镁粉末，容易扩散到空气中，这部分的质量就散失了。因此就使反应后固体剩余物的质量就减少了。另外，还有一种可能性，就是在称量中，存在错误操作，如砝码与被称物放反等情况。

　　(2)金属铁与氧气发生反应

　　反应现象：金属铁在空气中是不能被点燃的，在纯氧中，被引燃后能够剧烈燃烧，火星四射，铁丝熔成小球，生成一种黑色的固体。

　　化学方程式：3Fe+2O2点燃===Fe3O4

　　注意事项：

　　①反应前在集气瓶中留有少量的水或沙，以防高温生成物溅落瓶底，使瓶底破裂。 ②将铁丝绕成螺旋状，有利于聚热，同时增大与氧气的接触面

　　③在铁丝的一端绑上一段火柴，目的是为了预热铁丝，有利于铁丝达到着火点

　　有关问题：某同学在做铁丝在空气中燃烧实验中，没有发现有火星四射的现象。请你帮助他一起来分析一下可能存在的问题。

　　分析：在实验中没有看到火星四射的现象，就说明没有真正的燃烧起来。因此我们应该从燃烧的三个条件开始考虑：第一，燃烧需要有可燃物。铁丝是可燃物，但是其表面容易形成一层氧化物，这样的话，就有可能导致实验失败，所以，我们认为有可能在实验前，该同学可能没有充分的打磨铁丝去除氧化膜;第二，燃烧需要有充足的氧气。我们知道，在做铁丝燃烧实验中，对氧气的浓度要求是比较高的，如果达不到某某浓度，铁丝就不能燃烧起来，因此，可能是氧气的浓度不够高;第三，燃烧时需要温度要达到该物质的着火点以上。可能火柴预热的温度不够，没有使之达到铁丝燃烧的着火点。

　　(3)金属铝与氧气发生反应

　　反应现象：在空气中，铝条不能被点燃，在酒精灯上加热后，失去金属光泽;若改成铝箔在氧气中，则能被点燃。

　　△2AlO 化学方程式：4Al+3O2===23

　　注意事项：铝表面容易与空气中的氧气发生化学反应，生成一种结构致密的氧化物，形成保护膜。因此，我们在做铝条性质实验之前，务必要将其保护膜打磨去除。

　　(4)金属铜与氧气发生反应

　　反应现象：铜不能在空气中或氧气中点燃，在酒精灯上加热后，在红色的铜表面形成一层黑色的物质。

　　△2CuO 化学方程式：2Cu +O2===

　　2.金属与水发生反应

　　大部分的金属不能与水发生反应，但少量金属能与水发生反应，如Na、K、Mg、Fe等。 ①在冷水中，金属钠、钾等能与水发生化学反应，如：2Na+2H2O==2NaOH+H2↑

　　②在热水中，金属镁等能与水发生化学反应，如：Mg+2H2O==Mg(OH)2+H2↑

　　③在高温条件下，金属铁等能与水蒸气发生化学反应，如：3Fe+4H2O==Fe3O4+4H2↑

　　3.金属与酸发生反应

　　【提问】写出铁跟盐酸反应的化学方程式。

　　(注意强调铁跟盐酸反应后的生成物为+2价铁的化合物。)

　　金属活动性顺序表：

　　钾(K)钙(Ca)钠(Na)镁(Mg)铝(Al)锌(Zn)铁(Fe)锡(Sn)铅(Pb)[氢(H)]铜(Cu)汞(Hg)银(Ag)铂(Pt)金(Au)

　　(1)在金属活动性顺序表中，排在氢(H)前面的金属，能与某些酸发生置换反应生成氢气;而排在氢后面的金属不能与酸发生置换反应生成氢气;

　　(2)排在越前面的金属就越容易与酸反应，即在相同情况下，反应速率越大。

　　如： Fe+2HCl==FeCl2+H2↑;

　　实验现象：铁丝表面出现气泡，铁丝逐渐溶解，一段时间后，无色溶液变成浅绿色溶液。 其他反应：2Al+3H2SO4==Al2(SO4)3+3H2↑;Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑;Cu不能与稀硫酸反应

　　(3)置换反应：一种单质和一种化合物作用生成另一种单质和另一种化合物的反应。

　　(4)有关问题：

　　①某同学在做铝条与稀硫酸反应时，发现一个奇怪的现象：当他将一小段铝条放入试管中，

　　再向其中加入约5mL的稀硫酸，发现反应后并没有现象，一段时间后，铝条表面的气泡开始逐渐增多，可是再过一段时间后，铝条表面的气泡又开始逐渐减少。请你来解释出现以上现象的原因。

　　分析：铝在空气中就容易与氧气发生反应，生成一层结构致密的氧化物，这样的话，反应前未进行打磨，铝就很难与酸反应产生氢气;随着该氧化物与酸的反应，Al2O3+3H2SO4==Al2(SO4)3+3H2O，氧化膜也逐渐变薄，消失，使铝逐渐裸露出来，就能与酸发生反应产生气泡;在反应过程中，硫酸在不断消耗，稀硫酸的浓度也在不断变小，反应速率就会减少，气泡即逐渐减少。

　　②金属铁与浓硫酸接触后，能与其发生反应并在铁表面生成一层结构致密的氧化物，阻止反应的进一步进行，该现象称为金属的钝化。正因为具有这样的性质，我们可以利用铁桶来盛放浓硫酸。某硫酸厂中的一位工人，将一盛放过浓硫酸铁桶稍做冲洗，一段时间后，用氧炔焰来切割铁桶，突然铁桶就发生了猛烈的爆炸，请你来解释爆炸的原因。

　　分析：铁与浓硫酸能发生钝化，但是在冲洗的过程，对其中的浓硫酸起了一个稀释的作用，稀硫酸就能很轻易的与该氧化物及其裸露出来的金属铁发生反应，并放出氢气。铁桶是一个相对密封的容器，当用氧炔焰进行切割时，就可能发生爆炸了。

　　4.金属与某些盐溶液发生反应

　　【提问】写出铁跟硫酸铜溶液反应的化学方程式。

　　(注意强调铁硫酸铜溶液反应后的生成物为+2价铁的化合物。)

　　排在金属活动性顺序表前面的金属能与盐溶液反应，置换出排在顺序表后面的金属，如：

　　Fe+ CuSO4==FeSO4+Cu

　　实验现象：在铁丝表面出现红色物质，一段时间后，溶液由蓝色转变为浅绿色。 主要用途：古代湿法炼铜的原理“曾青得铁则化为铜”，现代湿法镀铜

　　又如：Cu+Hg(NO3)2==Cu(NO3)2+Hg