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金属的化学性质欢迎来到金属的化学性质课程本课程将深入探讨金属的基本特性、反应活性及其在化学反应中的表现我们将通过丰富的实例和实验来理解金属的独特性质by金属的基本性质光泽延展性金属表面具有特殊的光泽,能金属可以被拉伸成丝或压成薄反射光线片导电性导热性金属是优良的导体,可以传导金属能够快速传导热量电流金属的熔点和沸点熔点沸点金属的熔点通常较高,但不同金属间差异很大例如,汞在室温金属的沸点更高,大多数金属需要在极高温度下才能气化例如下为液态,而钨的熔点高达3422°C,铁的沸点约为2861°C金属的物理性质可锻性磁性金属可以通过锤打或压制改变形状而某些金属如铁、钴、镍具有磁性,可不破碎被磁铁吸引密度金属通常具有较高的密度,但也有例外,如钠和钾金属的导电性自由电子1金属原子外层电子易失去,形成自由电子电子海2自由电子在金属中形成电子海电流传导3外加电场时,自由电子定向移动,产生电流金属的导热性热能传递1金属中的自由电子和晶格振动共同参与热能传递快速均匀2金属能快速均匀地传导热量,使温度趋于一致应用广泛3金属的高导热性使其在烹饪器具和散热器中广泛应用金属的反应活性钾、钠、锂1活泼金属,与水剧烈反应镁、铝、锌2中等活泼,与酸反应放氢气铁、锡、铅3活性较低,常温下缓慢氧化铜、汞、银4惰性金属,化学性质稳定金属的化学反应氧化反应置换反应金属与氧气反应生成氧化物,如铁生锈活泼金属可以置换出不活泼金属的化合物还原反应复分解反应金属可以作为还原剂,还原其他物质金属盐溶液可与其他盐发生复分解反应金属和酸、碱的反应金属与酸金属与碱大多数金属与酸反应生成盐和氢气例如Zn+2HCl→ZnCl₂两性金属(如铝、锌)可与强碱反应例如2Al+2NaOH++H₂↑2H₂O→2NaAlO₂+3H₂↑金属的氧化还原反应失去电子金属原子失去电子,成为正离子氧化过程金属被氧化,失去电子是氧化过程还原剂金属在反应中作为还原剂,还原其他物质金属与水的反应钾、钠1剧烈反应,生成氢氧化物和氢气,反应放热钙、镁2反应较缓慢,生成氢氧化物和氢气铁、铜3常温下不与水反应,高温水蒸气可氧化铁金属与酸的反应置换反应活性顺序金属置换出氢离子,生成盐和氢金属活性越强,与酸反应越剧烈气例外情况某些金属如铝,因钝化作用而不与浓硫酸、浓硝酸反应金属与碱的反应两性金属普通金属铝、锌等两性金属可与强碱反应,生铁等普通金属通常不与碱反应成盐和氢气两性氧化物某些金属氧化物可与强碱反应,如Al₂O₃+2NaOH→2NaAlO₂+H₂O金属的溶解及相关技术电解法化学溶解利用电流使金属离子从阳极溶解,在阴极沉积常用于金属提纯使用适当的酸或碱溶解金属例如,用盐酸溶解锌Zn+2HCl和电镀→ZnCl₂+H₂↑金属的腐蚀及防护腐蚀原理常见腐蚀12金属与环境中的氧、水等物质铁锈、铜绿等是金属腐蚀的典发生化学反应,导致性能退化型例子防护方法3涂层保护、阴极保护、合金化等方法可防止金属腐蚀金属化合物的特性离子化合物1大多数金属化合物是离子化合物导电性2熔融或水溶液状态可导电颜色多样3过渡金属化合物常有特定颜色熔点沸点4通常具有较高的熔点和沸点金属化合物的命名氧化物氢氧化物金属名+氧化物,如氧化铁金属名+氢氧化物,如氢氧化Fe₂O₃钠NaOH盐类变价金属金属名+酸根名,如氯化钠用罗马数字标注化合价,如氯化NaCl、硫酸铜CuSO₄亚铁FeCl₂、氯化铁FeCl₃金属化合物的应用医药工业某些金属化合物用作药物,如硫酸镁氢氧化钠用于造纸、纺织等行业用作泻药农业硫酸铜用作杀菌剂,硫酸铵作为肥料金属与无机酸的反应盐酸反应硫酸反应大多数金属与盐酸反应生成氯化物和氢气例如Fe+2HCl→稀硫酸与金属反应生成硫酸盐和氢气浓硫酸可能生成二氧化硫FeCl₂+H₂↑金属与有机酸的反应醋酸活泼金属如镁、锌与醋酸反应生成醋酸盐和氢气草酸某些金属如铁可与草酸反应生成草酸盐柠檬酸活泼金属可与柠檬酸反应,生成相应的盐金属与氧气的反应123钠、钾镁、铝铁、铜剧烈反应,生成超氧化物燃烧,生成氧化物高温下反应,生成氧化物金属与卤素的反应氯气溴碘多数金属与氯气反应生成氯化物,如金属与溴反应生成溴化物,反应性稍部分活泼金属可与碘反应,生成碘化2Fe+3Cl₂→2FeCl₃弱于氯物金属与硫的反应铁铜铁与硫粉加热反应生成硫化亚铁Fe铜与硫反应生成硫化铜2Cu+S→+S→FeS Cu₂S铝铝与硫反应生成硫化铝2Al+3S→Al₂S₃金属与氢气的反应钠、钾1室温下反应生成氢化物镁、钙2加热时反应生成氢化物铁、铜3通常不与氢气反应金属与盐酸的反应活泼金属不活泼金属如镁、锌、铁等与盐酸剧烈反应,生成氯化物和氢气例如如铜、银、金等不与盐酸反应某些金属如铝可能因表面氧化膜而不反应Zn+2HCl→ZnCl₂+H₂↑金属与氨水的反应铝锌铝与氨水反应生成四氢氧合铝锌与浓氨水反应生成四氨锌离酸根Al+4NH₃·H₂O→子Zn+4NH₃·H₂O→[AlOH₄]⁻+4NH₄⁺[ZnNH₃₄]²⁺+2OH⁻+2H₂O铜铜不与氨水反应,但氧化铜可溶于氨水生成四氨铜离子金属与二氧化碳的反应钠、钾1剧烈反应,生成碳酸盐和碳镁2高温下反应,生成氧化镁和碳铁、铜3通常不与二氧化碳反应金属与氮气的反应锂1室温下缓慢反应生成氮化锂6Li+N₂→2Li₃N镁2高温下反应生成氮化镁3Mg+N₂→Mg₃N₂钙3高温下反应生成氮化钙3Ca+N₂→Ca₃N₂金属与甲烷的反应镍铁高温下镍可催化甲烷裂解CH₄高温下铁可与甲烷反应生成碳化→C+2H₂铁3Fe+CH₄→Fe₃C+2H₂其他金属大多数金属在常温下不与甲烷反应金属的化学性质总结活性差异氧化还原金属活性从强到弱钾、钠、镁、铝金属在反应中通常失去电子被氧化,、锌、铁、铅、铜、汞、银、金作为还原剂广泛应用金属的化学性质决定了它们在工业、农业和日常生活中的广泛应用课后练习金属活性顺序反应方程式12请按活性从强到弱排列铜、写出锌与稀硫酸反应的化学方镁、铁、钾、银程式实际应用3解释为什么铝制品表面会形成一层保护膜。
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