第 四 章 幾 種 重 要 的 金 屬 金 屬 概 述按 密 度 大 小 分 按 含 量 分 為冶 金 工 業(yè) 分 為 1 金 屬 元 素 在 周 期 表 中 的 位 置 ： ， 約 占 %， 最 外 層 電 子 數 ， 易 電 子 。2 金 屬 的 分 類 重 金 屬 _輕 金 屬 _ 常 見 金 屬 _稀 有 金 屬 _黑 色 金 屬 _有 色 金 屬 _周 期 表 的 左 下 角 801-2個 失4.5 g/cm3,Cu、 Fe、 Ag4.5g/cm3， Mg、 AlFe、 Cr、 Mn除 Fe、 Cr、 Mn外 密 度 最 大 :_,最 小 :_;硬 度 最 大 :_,最 小 :_; 熔 點 最 大 :_,最 小 :_;延 展 性 最 好 :_,最 小 :_;導 電 性 最 好 :_. Os(22.45g/cm3)AuAg Cu Al Li(0.53 g/cm3)Cr(9) Na(0.4)W(3410 ) Hg(-39 )(2)化 學 性 質 3 金 屬 通 性在 化 學 反 應 中 一 般 易 _電 子 ,表 現 _性 . 大 多 數 是 銀 白 色 固 體 ， 有 金 屬 光 澤 ，不 透 明 ， 有 延 展 性 ， 導 電 性 和 導 熱 性 。Sb Bi Mn 你 知 道 嗎 ？(1)物 理 性 質 1.哪 些 金 屬 有 特 殊 顏 色 ？ 2.什 么 金 屬 常 溫 下 不 是 固 體 ？ 3.你 知 道 金 屬 的 密 度 、 硬 度 、 熔 點 、 延 展 性 和 導 電 導 熱 性 之 最 嗎 ？ 4、 合 金 是 由 兩 種 或 兩 種 以 上 金 屬 (或 金 屬 跟 非 金 屬 )熔 合 而 成 的 具 有 金 屬 特 性 的 物 質 。特 性 ： (1)熔 點 較 各 成 分 低 (2)具 有 良 好 的 物 理 、 化 學 、 機 械 性 能思 考 ： 兩 種 金 屬 的 混 合 物 13克 ， 投 入 足 量 的 稀 硫 酸 中 ， 標 況 下 產 生 11.2L氣 體 ， 則 這 種 混 合 物 不 可 能 是 A、 鋅 、 鋁 B、 鐵 、 鋅 C、 鋁 、 鎂 D、 鎂 、 銅 第 一 節(jié) 鎂 和 鋁 一 、 原 子 結 構 和 物 理 性 質1.相 似 性2.遞 變 性閱 讀 ： P78表 4-2 均 為 銀 白 色 固 體 ,硬 度 小 ,密 度 小 ,屬 于 輕 金 屬 ,熔 點 低 ,有 韌 性 、 延 展 性 和 導 電 、 導 熱 性 。鋁 的 硬 度 比 鎂 大 ， 熔 點 比 鎂 高3.用 途鎂 、 鋁 合 金 1、 鎂 、 鋁 有 哪 些 化 學 性 質 ？2、 從 哪 些 方 面 的 性 質 可 以 比 較 Mg、 Al 金 屬 性 的 相 對 強 弱 ？二 、 鎂 和 鋁 的 化 學 性 質閱 讀 教 材 ， 結 合 已 有 知 識 思 考 下 列 問 題 ： 1、 與2Mg+O2 2MgO 耀 眼 白 光 （ 照 明 彈 ）點 燃 實 驗 4-1鋁 箔 的 燃 燒現 象 ： 劇 烈 燃 燒 ， 放 出 大 量 的 熱 和 耀 眼 的 白 光4Al+3O 2（ 純 ） 2Al O3 點 燃 小 結 ： Mg在 空 氣 中 能 燃 燒 ， 但 Al只 能 在 純 氧 中 燃 燒 。 常 溫 下 均 形 成 致 密 的 氧 化 層 保 護 膜 ； 鎂 、 鋁 除 能 與 氧 氣 反 應 外 ， 還 能 跟 很 多 其 它 非 金 屬 (如 氮 氣 、 硫 、 鹵 素 等 )反 應 . 3Mg+N2 Mg3N2點 燃加 熱 2Al+3S Al2S3（ 工 業(yè) 制 備 Al2S3）Mg3N2 + 6H2O = 3Mg(OH)2+2NH3鎂 能 使 溴 水 褪 色 ， 應 用 ： 鋁 制 的 容 器 可 用 來 貯 運 濃 H NO3、 濃 H 2SO4Mg、 Al與 非 氧 化 性 酸 反 應 產 生 H 2與 氧 化 性 酸 反 應 不 產 生 H2濃 H2SO4 、 濃 HNO3能 使 Al純 化Mg+2H2O（ 熱 水 ） = Mg(OH)2+H22Al+6H 2O （ 沸 水 ） = 2Al(OH )3+3H 2 Mg冷 水 緩 慢 反 應 ， 熱 水 反 應 快 Al冷 水 幾 乎 不 反 應 ， 沸 水 緩 慢 反 應Mg + 2H+ = Mg2+ + H22Al + 6H+ = 2Al3+ + 3H2 鎂 、 鋁 和 NaOH溶 液 作 用 現 象 ： Mg不 能 反 應 ， Al能 反 應2Al+2NaOH +2H 2O=2NaAlO2+3H 2 思 考 ： 指 出 Al與 NaOH 溶 液 反 應 的 氧 化 劑 和 還 原 劑 ，并 標 出 電 子 轉 移 ？Si+2NaOH +2H 2O=Na2SiO3+2H 22Al+6H 2O=2Al(OH )3+3H 22Al(OH )3+2NaOH =2NaAlO2+4H 2O2Al+2NaOH +6H 2O=2NaAlO2+3H 2+4H 2O 6e-注 ： (1)還 原 劑 為 Al， 氧 化 劑 為 H2O(2)如 不 標 明 電 子 轉 移 方 向 和 數 目 ， 則 可 把 水 消 去思 考 ： (1)相 同 質 量 的 鋁 分 別 和 足 量 的 鹽 酸 、 氫 氧 化 鈉 反 應 ， 產 生 的 氫 氣 的 量 ？(2)如 何 除 去 鎂 中 的 鋁 ？ 現 象 ： 繼 續(xù) 燃 燒 ,有 白 色 固 體 和 黑 色 固 體 生 成 （ 附 在 內 壁 ）實 驗 4-3鎂 條 在 CO2 中 燃 燒原 理 ： 2Mg+ CO2 = 2MgO+C點 燃 實 驗 4-4鋁 熱 反 應 現 象 ： 劇 烈 反 應 ， 放 出 大 量 的 熱 ， 耀 眼 光 芒 ,生 成 的 熔 融 物 落 人 沙 中 。 鋁 熱 劑 ：利 用 Al的 還 原 性 和 反 應 放 熱 的 特 點原 理 ： 2Al+Fe2O3 = Al2O3+2Fe高 溫鋁 和 一 些 金 屬 氧 化 物 的 混 合 物鋁 熱 反 應 定 義 ： 鋁 與 一 些 金 屬 氧 化 物 在 高 溫 下 的 反 應應 用 ： 冶 煉 難 熔 金 屬 焊 接 鋼 軌原 理 ：4Al+3MnO2 = 2Al2O3+3Mn高 溫10Al+3Y2O5 = 5Al2O3+6Y高 溫注 ： 要 使 用 沒 有 被 氧 化 的 鋁 粉 ， 氧 化 鐵 粉 末 要 烘 干 。 兩 者 質 量 比 為 1： 3 1.將 鋁 粉 與 氧 化 鐵 粉 混 合 ；2.引 燃 ， 發(fā) 生 鋁 熱 反 應 ， 產 生 高 溫 ， 生 成 了 熔 融 的 鐵 ； 3.再 將 熔 融 態(tài) 鐵 水 由 砂 模 注 入 預 先 加 熱 的 鋼 軌 接 頭 處 ；4.待 鋼 軌 熔 化 后 便 將 之 接 合 ；5.鋼 軌 冷 卻 后 將 砂 模 除 去 ， 再 將 軌 面 磨 平 。鋁 熱 反 應 的 用 途 焊 接 鋼 軌 思 考 ：(1) 一 根 長 長 的 鎂 條 放 在 空 氣 中 燃 燒 ， 可 能 發(fā) 生 的 反 應 ？(2)點 燃 的 鎂 條 可 以 在 SO2中 燃 燒 ， 生 成 物 有 那 些 ？ 發(fā) 生 的 反 應 ？(3)將 相 同 質 量 的 鎂 條 分 別 在 氧 氣 中 、 空 氣 中 、 氮 氣 中 、 二 氧 化 碳 中 完 全 燃 燒 。 燃 燒 后 所 得 固 體 產 物 的 質 量 由 小 到 大 的 順 序 是 _ 學 法 指 導（ 1） 學 會 概 括 概 括 出 Mg、 Al具 有 金 屬 的 共 性 。（ 2） 學 會 比 較 比 較 出 Mg、 Al金 屬 活 潑 性 差 異 。（ 3） 學 會 分 析 得 出 Mg、 Al是 活 潑 金 屬 ， Al與 堿 溶 液 反 應 實 質 。 Mg Al化學性質 與 非金 屬與 氧化 物與 非氧 化性 酸與氧 化性 酸 與強 堿 常 溫 下 被 氧 氣 氧 化 ， 形 成 致 密 的氧 化 膜 ； 在 空 氣 中 能 劇 烈 燃 燒 常 溫 下 被 氧 氣 氧 化 ， 形 成 致 密 的 氧化 膜 ， 在 純 氧 氣 中 能 劇 烈 燃 燒Mg+Cl2=MgCl2 2Al+3S=Al2S32Mg+SiO2=2MgO+Si2Mg+CO2=2MgO+C 2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe10Al+3V2O5=5Al2O3+6VMg+2H2O（ 沸 ） =Mg（ OH） 2+H 2 2Al+6H2O（ 沸 ） =2Al（ OH） 3+3H22Mg+3N2=2Mg3N2Mg+2H+=Mg2+H2 2Al+6H+=2Al3+3H2與 濃 硫 酸 、 濃 硝 酸 反應 ， 無 氫 氣 生 成 與 濃 硫 酸 、 濃 硝 酸 反 應 ， 無氫 氣 生 成 ； 常 溫 有 鈍 化 現 象不 反 應 2Al+2NaOH+2H 2O=2NaAlO2+3H2 在 空 氣 中 能 劇 烈 燃 燒 ，放 出 耀 眼 的 白 光2Mg+O2 2MgO點 燃4Al+3O2 2Al2O3點 燃在 純 氧 氣 中 能 劇 烈 燃燒 ， 放 出 耀 眼 的 白 光 鎂 條 在 二 氧 化 碳 中 劇烈 燃 燒 ,生 成 白 色 固 體和 黑 色 固 體 劇 烈 反 應 ,出 現 火紅 的 熔 化 物2Mg+CO2 2MgO+C點 燃 2Al+Fe2O3 Al2O3+2Fe高 溫 鎂 片 表 面 無 明 顯 現 象 ,鋁 片 表 面 有 氣 泡出 現 ,氣 體 點 燃 有 爆 鳴 現 象2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2