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金属活动性应用

课程概述

1

金属活动性

了解金属活动性及其在化学反应中的应用。

2

金属制备

学习不同金属的制备方法，包括电解、热分解等。

3

金属应用

探讨金属在日常生活、工业生产和科技发展中的广泛应用。

金属的活动性

金属的活动性是指金属原子失去电子的能力，也称为金属的还原性。活动性越强的金属越容易失去电子，形成阳离子。

金属的活动性与金属的原子结构有关。原子核外电子数越多，电子层数越多，最外层电子越容易失去，金属的活动性就越强。例如，钾、钠、钙等碱金属原子最外层只有一个电子，容易失去，因此它们的活动性很强。

活动性系列

K

钾

Na

钠

Ca

钙

Mg

镁

Al

铝

Zn

锌

Fe

铁

Sn

锡

Pb

铅

H

氢

Cu

铜

Hg

汞

Ag

银

Pt

铂

Au

金

金属的制备

矿石提炼

从矿石中提取金属，例如铁矿石冶炼成铁。

电解

通过电解法提取金属，例如从铝土矿中提取铝。

化学还原

利用还原剂将金属从其化合物中还原出来，例如用碳还原氧化铜得到铜。

金属的应用

金属在建筑中应用广泛，例如钢铁用于建造高楼大厦、桥梁、地铁

汽车制造离不开金属，例如车身、发动机、底盘等

电子产品中也大量使用金属，例如手机、电脑、电视等

金属的储存和使用

储存方法

金属的储存应根据其性质选择适当的方法，例如防潮、防腐蚀等。

使用原则

金属的使用应遵循一定的原则，例如合理选材、避免过度使用等。

金属的化学性质

与酸反应

大多数金属能与酸反应生成盐和氢气，例如铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气。

与氧气反应

许多金属在常温下能与氧气反应生成氧化物，例如铁在潮湿的空气中会被氧化生成铁锈。

与盐溶液反应

活动性较强的金属能与盐溶液反应生成另一种金属和新的盐，例如铁能置换出铜盐溶液中的铜。

金属的物理性质

延展性

金属可以被拉伸成细丝，例如金银可以被制成细小的金线银线。

导电性

金属可以传导电流，例如铜和铝是电线的主要材料。

导热性

金属可以传导热量，例如铁锅可以快速传热，帮助食物快速烹饪。

金属的相互反应

1

置换反应

活动性强的金属可以置换出活动性弱的金属。例如，铁可以置换出铜溶液中的铜。

2

化合反应

金属与非金属可以发生化合反应，生成金属化合物。例如，钠与氯气反应生成氯化钠。

3

分解反应

一些金属化合物在加热或电解条件下可以分解，生成金属和非金属。例如，氧化汞在加热条件下可以分解生成汞和氧气。

金属氧化过程

1

氧化反应

金属与氧气发生反应，生成金属氧化物

2

表面氧化

金属表面形成氧化膜，保护内部金属

3

化学反应

金属氧化物是一种化合物

金属的命名规则

大多数金属的名称来自拉丁语或希腊语。

一些金属的名称来自于发现地或发现者。

一些金属的名称来自于其独特的物理或化学性质。

常见金属的性质

延展性

金属可以被拉成细丝或压成薄片，例如金和银可以被拉成非常细的金属丝。

导电性

金属是良好的导电体，例如铜和铝是电线的主要材料。

导热性

金属是良好的导热体，例如锅和水壶通常由铝或不锈钢制成。

光泽

大多数金属具有光泽，例如金和银具有独特的光泽。

金属的选用原则

性能

根据具体应用场景选择合适的金属，比如强度、耐腐蚀性、导电性等。

成本

选择经济实惠的金属材料，并考虑金属的加工和维护成本。

可获得性

确保所选金属材料易于获取，并考虑其供应链稳定性。

金属的防护措施

1

涂层

涂层是一种常见的防护措施，它在金属表面形成一层保护膜，防止金属与外界接触，从而减缓腐蚀的速度。

2

电镀

电镀是一种将金属表面覆盖一层其他金属或合金的工艺，可以提高金属的耐腐蚀性，增加金属的美观性，还可以增强金属的硬度和耐磨性。

3

合金化

合金化是指在金属中加入其他元素，形成合金，从而提高金属的耐腐蚀性，增强其强度和硬度。

4

阴极保护

阴极保护是利用电化学原理，使金属成为阴极，从而防止金属腐蚀。例如，在金属表面连接一个电极，使其释放电子，从而保护金属。

金属腐蚀及防护

腐蚀现象

金属与周围环境发生化学反应，导致金属表面发生破坏。

防护措施

表面涂层

电化学防护

合金化

金属的电化学性质

金属的电极电位

金属在溶液中失去电子的能力，即金属的还原电位，用标准电极电位表示。

金属的腐蚀

金属与周围环境发生化学或电化学反应，导致金属表面发生破坏，这就是金属的腐蚀。

金属的防护

通过涂层、电镀、合金化等方法，可以有效减缓金属的腐蚀速度，延长金属的使用寿命。

金属的电极电位

金属的电极电位是衡量金属失去电子的能力，也是金属化学性质的重要指标。

金属形成离子的能力

金属

形成离子

钠

Na+

镁

Mg2+

铝

Al3+

铁

Fe2+,Fe3+

铜

Cu+,Cu2+

金属在电池中的作用

电极材料

金属如锂、钠、镍等作为电池的电极材料，参与电化学反应，存储和释放能量。

导电材料

金属的导电性良