《普通化学》课程教学课件（PPT讲稿）第五章 金属材料

第五章 属材料

金属的分类 工程技术上分:黑色金属:Fe、Mn、Cr 有色金属,又分 “重、轻、贵、稀、放 非金属阳e i轻金属 半导他 N ONE a 中活金属 k Easclriv Crin fe coNilcyznGagelasse bri bpr zrN Moe Ruaha AdCdiInsn 国A冰P时心国网 活城金属耐高溫金属重金属低点全属

工程技术上分：黑色金属：Fe、Mn、Cr 有色金属,又分: “重、轻、贵、稀、放” 金属的分类

化学性质上分:活泼金属、中等活泼金 属、不活泼金属。 金 属的性质 1物理性质: 光泽、密度、熔点、导电、导热、延、 展性、磁性、热胀冷缩(但Sb、B;相反) ●●●●●● 2化学性质: “金属性”是指:M-ze-→M+

1 物理性质： 光泽、密度、熔点、导电、导热、延、 2 化学性质： “金属性”是指： M-ze-→MZ+ 金 属 的 性 质 化学性质上分：活泼金属、中等活泼金 属、不活泼金属。 …… 展性、磁性、热胀冷缩(但Sb 、Bi相反)

(1)与氧(空气)的作用 mM+O→MnO ①一般情况: S区—极易反应; p区一反应程度较差; d区—4周期,高温下可反应 5、6周期,稳定。 ②钝化:易被钝化的金属有: Cr、Fe、Ni、Zn、Al、Si、Sn等

⑴ 与氧（空气）的作用 mM+O2 →MmOn ①一般情况： s区—极易反应； p区—反应程度较差； d区—4周期，高温下可反应； 5、6周期，稳定。 ②钝化:易被钝化的金属有： Cr、Fe、Ni、Zn、Al、Si、Sn等

(2)金属与HO的反应一 M+nH2O→M(OHn+H2 水中b(H)=10 mol kg-, 按能斯特方程式:EHH2=0413V 对于金属M: 若E(MM-0413V,金属即可与水反应; 若反应产物MOH难溶,可起保护作用。 高温下,Fe前金属皆可反应

水中b(H+ )=10-7mol·kg-1 ， 按能斯特方程式:E(H+ /H2 )=-0.413V 高温下，Fe前金属皆可反应。 ⑵ 金属与H2O的反应 M + nH2O → M(OH)n + H2 若E(Mn+/M)<-0.413V,金属即可与水反应; 若反应产物M(OH)n难溶，可起保护作用。 对于金属M：

(3)金属与酸的反应 ①非氧化性酸:M+nH→M+H2 ②氧化性酸: 3Cu+8HNO*3Cu(NO3)2+2N0+4H,O ③含配位剂的酸如王水 (4)金属与碱的反应(实质是与水的反应) 碱中b(OH)>107 mol kg1 所以,若金属的EMAM<-0.83V便能反应

3Cu+8HNO3 →3Cu(NO3 ) 2+2NO+4H2O ⑶ 金属与酸的反应 ①非氧化性酸： M+nH+→Mn++H2 ②氧化性酸： ③含配位剂的酸 如王水 ⑷ 金属与碱的反应（实质是与水的反应） 碱中b(OH- )>10-7mol.kg-1 。 所以,若金属的E(Mn+/M)<-0.83V 便能反应

如ROHn可溶,金属便可溶于碱(如Al、Zn; 如R(OH)n不溶,金属便不溶于碱(如Ag) (5)金属间置换反应 ①水溶液中的置换反应,可用活动序或 电极电势E判断,如 Zn+Cu2+→Cu2++Zn ②高温下的置换反应,可用埃灵罕姆图 判断,如 Si+2FeO→SiO,+2Fe

如R(OH)n可溶，金属便可溶于碱(如Al、Zn); 如R(OH)n不溶，金属便不溶于碱(如Ag)。 ②高温下的置换反应，可用埃灵罕姆图 ⑸ 金属间置换反应 ①水溶液中的置换反应，可用活动序或 Si+2FeO→SiO2+2Fe Zn+Cu2+→Cu2++Zn 电极电势E判断,如: 判断,如:

金属元素的氧化还原性质是他们的重要 特性。例如熟知的金属活动顺序 K Ca Na Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb(H) Cu Hg Ag Au 金属活泼性顺序 它的依据是金属电极电势。因此,它 仅适用于在水溶液中的情形。 金属的氧化物还有一个氧化还原顺序, 适用于高温下的反应。这个顺序由埃灵 罕姆图给出,而且随温度的不同而不同

金属元素的氧化还原性质是他们的重要 K Ca Na Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb （H）Cu Hg Ag Au 金属活泼性顺序 它的依据是金属电极电势。因此，它 金属的氧化物还有一个氧化还原顺序， 特性。例如熟知的金属活动顺序： 仅适用于在水溶液中的情形。 罕姆图给出，而且随温度的不同而不同。 适用于高温下的反应。这个顺序由埃灵

埃灵罕姆(△,Ge-T)图 即金属的氧化反应与温度的关系 作法 AG Ni 按吉一亥方程计算出 e 各T对应的△值, Zn 绘图。 Al 讨论 △G值越负,反 Mg 应自发性越强,氧化 物越稳定 773K K

作法： 讨论： ΔrGm y 值越负，反 即金属的氧化反应与温度的关系。 埃灵罕姆(ΔrGm —T）图 y 各T 对应的ΔrGm 值， y 绘图。 按吉-亥方程计算出 物越稳定。 应自发性越强，氧化

所以,处于下方的金属(更易与氧化 合,与氧结合力更强) AG 可把处于上方的金 Ni 属从其氧化物中置 EH 换出来。如 In Mn Al 2AH+Fe2O2→Al,O2+Fe Mg 2AH+Cr2O3→Al2O3+2Cr Si+2FeO→SiO,+2Fe 773K K

所以，处于下方的金属(更易与氧化 合,与氧结合力更强) 可把处于上方的金 属从其氧化物中置 换出来。如： 2Al+Fe2O3 →Al2O3+Fe 2Al+Cr2O3 →Al2O3+2Cr Si+2FeO→SiO2+2Fe