金屬的物理化學(xué)性質(zhì)

　　金屬是一種具有光澤(即對(duì)可見(jiàn)光強(qiáng)烈反射)、富有延展性、容易導(dǎo)電、導(dǎo)熱等性質(zhì)的物質(zhì)。接下來(lái)學(xué)習(xí)啦小編為你整理了金屬的物理化學(xué)性質(zhì)，一起來(lái)看看吧。

　　金屬的物理性質(zhì)

　　1.金屬光澤：

　　(1)金屬都具有一定的金屬光澤，一般都呈銀白色，而少量金屬呈現(xiàn)特殊的顏色，如：金(Au)是黃色、銅(Cu)是紅色或紫紅色、鉛(Pb)是灰藍(lán)色、鋅(Zn)是青白色等;

　　(2)有些金屬處于粉末狀態(tài)時(shí)，就會(huì)呈現(xiàn)不同的顏色，如鐵(Fe)和銀(Ag)在通常情況下呈銀白色，但是粉末狀的銀粉或鐵粉都是呈黑色的，這主要是由于顆粒太小，光不容易反射。

　　(3)典型用途：利用銅的光澤，制作銅鏡;黃金飾品的光澤也是選擇的因素。

　　2.金屬的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性：

　　(1)金屬一般都是電和熱的良好導(dǎo)體。其中導(dǎo)電性的強(qiáng)弱次序：銀(Ag)>銅(Cu)>鋁(Al)

　　(2)主要用途：用作輸電線，炊具等

　　3.金屬的延展性：

　　(1)大多數(shù)的金屬有延性(抽絲)及展性(壓薄片)，其中金(Au)的延展性最好;也有少數(shù)金屬的延展性很差，如錳(Mn)、鋅(Zn)等;

　　(2)典型用途：金屬可以被扎制成各種不同的形狀，金屬金打成金箔貼在器物上

　　4.金屬的密度：

　　(1)大多數(shù)金屬的密度都比較大，但有些金屬密度也比較小，如鈉(Na)、鉀(K)等能浮在水面上;密度最大的金屬──鋨，密度最小的金屬──鋰

　　(2)典型用途：利用金屬鋁(Al)比較輕，工業(yè)上用來(lái)制造飛機(jī)等航天器

　　5.金屬的硬度：

　　(1)有些金屬比較硬，而有些金屬比較質(zhì)軟，如鐵(Fe)、鋁(Al)、鎂(Mg)等都比較質(zhì)軟;硬度最高的金屬是鉻(Cr);

　　(2)典型用途：利用金屬的硬度大，制造刀具，鋼盔等。

　　6.金屬的熔點(diǎn)：

　　(1)有的金屬熔點(diǎn)比較高，有的金屬熔點(diǎn)比較低，熔點(diǎn)最低的金屬是汞(Hg);熔點(diǎn)最高的金屬是鎢(W);

　　(2)典型用途：利用金屬錫(Sn)的熔點(diǎn)比較低，用來(lái)焊接金屬

　　金屬的化學(xué)性質(zhì)

　　1.金屬與氧氣反應(yīng)

　　大多數(shù)金屬在一定條件下，都能與氧氣發(fā)生反應(yīng)，生成對(duì)應(yīng)的金屬氧化物，也有少數(shù)金屬很難與氧氣發(fā)生化合反應(yīng)。如：“真金不怕火煉”，就是指黃金很難與氧氣反應(yīng)。

　　(1)金屬鎂與氧氣發(fā)生反應(yīng)

　　實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：在空氣中點(diǎn)燃鎂帶后，鎂帶劇烈燃燒，發(fā)出耀眼白光，放出白煙，生成一種白色固體。

　　化學(xué)方程式：2Mg+O2點(diǎn)燃===2MgO

　　注意事項(xiàng)：在做點(diǎn)燃實(shí)驗(yàn)之前，應(yīng)先用砂紙將其打磨。

　　相關(guān)問(wèn)題：某同學(xué)在做鎂帶燃燒實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，反應(yīng)前稱得固體的質(zhì)量為m1，完全燃燒后，稱得剩余的固體殘留物的質(zhì)量為m2，發(fā)現(xiàn)m1>m2，難道這個(gè)反應(yīng)不符合質(zhì)量守恒定律?請(qǐng)你幫這位同學(xué)分析一下可能的原因。

　　分析：根據(jù)質(zhì)量守恒定律，參加反應(yīng)的鎂帶質(zhì)量與氧氣的質(zhì)量總和等于生成物氧化鎂的質(zhì)量，即反應(yīng)后的固體剩余物應(yīng)該大于反應(yīng)物的質(zhì)量。由于在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，會(huì)產(chǎn)生白煙，而此白煙就是氧化鎂粉末，容易擴(kuò)散到空氣中，這部分的質(zhì)量就散失了。因此就使反應(yīng)后固體剩余物的質(zhì)量就減少了。另外，還有一種可能性，就是在稱量中，存在錯(cuò)誤操作，如砝碼與被稱物放反等情況。

　　(2)金屬鐵與氧氣發(fā)生反應(yīng)

　　反應(yīng)現(xiàn)象：金屬鐵在空氣中是不能被點(diǎn)燃的，在純氧中，被引燃后能夠劇烈燃燒，火星四射，鐵絲熔成小球，生成一種黑色的固體。

　　化學(xué)方程式：3Fe+2O2點(diǎn)燃===Fe3O4

　　注意事項(xiàng)：

　　①反應(yīng)前在集氣瓶中留有少量的水或沙，以防高溫生成物濺落瓶底，使瓶底破裂。 ②將鐵絲繞成螺旋狀，有利于聚熱，同時(shí)增大與氧氣的接觸面

　?、墼阼F絲的一端綁上一段火柴，目的是為了預(yù)熱鐵絲，有利于鐵絲達(dá)到著火點(diǎn)

　　有關(guān)問(wèn)題：某同學(xué)在做鐵絲在空氣中燃燒實(shí)驗(yàn)中，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有火星四射的現(xiàn)象。請(qǐng)你幫助他一起來(lái)分析一下可能存在的問(wèn)題。

　　分析：在實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有看到火星四射的現(xiàn)象，就說(shuō)明沒(méi)有真正的燃燒起來(lái)。因此我們應(yīng)該從燃燒的三個(gè)條件開始考慮：第一，燃燒需要有可燃物。鐵絲是可燃物，但是其表面容易形成一層氧化物，這樣的話，就有可能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗，所以，我們認(rèn)為有可能在實(shí)驗(yàn)前，該同學(xué)可能沒(méi)有充分的打磨鐵絲去除氧化膜;第二，燃燒需要有充足的氧氣。我們知道，在做鐵絲燃燒實(shí)驗(yàn)中，對(duì)氧氣的濃度要求是比較高的，如果達(dá)不到某某濃度，鐵絲就不能燃燒起來(lái)，因此，可能是氧氣的濃度不夠高;第三，燃燒時(shí)需要溫度要達(dá)到該物質(zhì)的著火點(diǎn)以上?？赡芑鸩耦A(yù)熱的溫度不夠，沒(méi)有使之達(dá)到鐵絲燃燒的著火點(diǎn)。

　　(3)金屬鋁與氧氣發(fā)生反應(yīng)

　　反應(yīng)現(xiàn)象：在空氣中，鋁條不能被點(diǎn)燃，在酒精燈上加熱后，失去金屬光澤;若改成鋁箔在氧氣中，則能被點(diǎn)燃。

　　△2AlO 化學(xué)方程式：4Al+3O2===23

　　注意事項(xiàng)：鋁表面容易與空氣中的氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成一種結(jié)構(gòu)致密的氧化物，形成保護(hù)膜。因此，我們?cè)谧鲣X條性質(zhì)實(shí)驗(yàn)之前，務(wù)必要將其保護(hù)膜打磨去除。

　　(4)金屬銅與氧氣發(fā)生反應(yīng)

　　反應(yīng)現(xiàn)象：銅不能在空氣中或氧氣中點(diǎn)燃，在酒精燈上加熱后，在紅色的銅表面形成一層黑色的物質(zhì)。

　　△2CuO 化學(xué)方程式：2Cu +O2===

　　2.金屬與水發(fā)生反應(yīng)

　　大部分的金屬不能與水發(fā)生反應(yīng)，但少量金屬能與水發(fā)生反應(yīng)，如Na、K、Mg、Fe等。 ①在冷水中，金屬鈉、鉀等能與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，如：2Na+2H2O==2NaOH+H2↑

　?、谠跓崴校饘冁V等能與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，如：Mg+2H2O==Mg(OH)2+H2↑

　　③在高溫條件下，金屬鐵等能與水蒸氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，如：3Fe+4H2O==Fe3O4+4H2↑

　　3.金屬與酸發(fā)生反應(yīng)

　　【提問(wèn)】寫出鐵跟鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式。

　　(注意強(qiáng)調(diào)鐵跟鹽酸反應(yīng)后的生成物為+2價(jià)鐵的化合物。)

　　金屬活動(dòng)性順序表：

　　鉀(K)鈣(Ca)鈉(Na)鎂(Mg)鋁(Al)鋅(Zn)鐵(Fe)錫(Sn)鉛(Pb)[氫(H)]銅(Cu)汞(Hg)銀(Ag)鉑(Pt)金(Au)

　　(1)在金屬活動(dòng)性順序表中，排在氫(H)前面的金屬，能與某些酸發(fā)生置換反應(yīng)生成氫氣;而排在氫后面的金屬不能與酸發(fā)生置換反應(yīng)生成氫氣;

　　(2)排在越前面的金屬就越容易與酸反應(yīng)，即在相同情況下，反應(yīng)速率越大。

　　如： Fe+2HCl==FeCl2+H2↑;

　　實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：鐵絲表面出現(xiàn)氣泡，鐵絲逐漸溶解，一段時(shí)間后，無(wú)色溶液變成淺綠色溶液。 其他反應(yīng)：2Al+3H2SO4==Al2(SO4)3+3H2↑;Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑;Cu不能與稀硫酸反應(yīng)

　　(3)置換反應(yīng)：一種單質(zhì)和一種化合物作用生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng)。

　　(4)有關(guān)問(wèn)題：

　?、倌惩瑢W(xué)在做鋁條與稀硫酸反應(yīng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)一個(gè)奇怪的現(xiàn)象：當(dāng)他將一小段鋁條放入試管中，

　　再向其中加入約5mL的稀硫酸，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)后并沒(méi)有現(xiàn)象，一段時(shí)間后，鋁條表面的氣泡開始逐漸增多，可是再過(guò)一段時(shí)間后，鋁條表面的氣泡又開始逐漸減少。請(qǐng)你來(lái)解釋出現(xiàn)以上現(xiàn)象的原因。

　　分析：鋁在空氣中就容易與氧氣發(fā)生反應(yīng)，生成一層結(jié)構(gòu)致密的氧化物，這樣的話，反應(yīng)前未進(jìn)行打磨，鋁就很難與酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣;隨著該氧化物與酸的反應(yīng)，Al2O3+3H2SO4==Al2(SO4)3+3H2O，氧化膜也逐漸變薄，消失，使鋁逐漸裸露出來(lái)，就能與酸發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氣泡;在反應(yīng)過(guò)程中，硫酸在不斷消耗，稀硫酸的濃度也在不斷變小，反應(yīng)速率就會(huì)減少，氣泡即逐漸減少。

　?、诮饘勹F與濃硫酸接觸后，能與其發(fā)生反應(yīng)并在鐵表面生成一層結(jié)構(gòu)致密的氧化物，阻止反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行，該現(xiàn)象稱為金屬的鈍化。正因?yàn)榫哂羞@樣的性質(zhì)，我們可以利用鐵桶來(lái)盛放濃硫酸。某硫酸廠中的一位工人，將一盛放過(guò)濃硫酸鐵桶稍做沖洗，一段時(shí)間后，用氧炔焰來(lái)切割鐵桶，突然鐵桶就發(fā)生了猛烈的爆炸，請(qǐng)你來(lái)解釋爆炸的原因。

　　分析：鐵與濃硫酸能發(fā)生鈍化，但是在沖洗的過(guò)程，對(duì)其中的濃硫酸起了一個(gè)稀釋的作用，稀硫酸就能很輕易的與該氧化物及其裸露出來(lái)的金屬鐵發(fā)生反應(yīng)，并放出氫氣。鐵桶是一個(gè)相對(duì)密封的容器，當(dāng)用氧炔焰進(jìn)行切割時(shí)，就可能發(fā)生爆炸了。

　　4.金屬與某些鹽溶液發(fā)生反應(yīng)

　　【提問(wèn)】寫出鐵跟硫酸銅溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式。

　　(注意強(qiáng)調(diào)鐵硫酸銅溶液反應(yīng)后的生成物為+2價(jià)鐵的化合物。)

　　排在金屬活動(dòng)性順序表前面的金屬能與鹽溶液反應(yīng)，置換出排在順序表后面的金屬，如：

　　Fe+ CuSO4==FeSO4+Cu

　　實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：在鐵絲表面出現(xiàn)紅色物質(zhì)，一段時(shí)間后，溶液由藍(lán)色轉(zhuǎn)變?yōu)闇\綠色。 主要用途：古代濕法煉銅的原理“曾青得鐵則化為銅”，現(xiàn)代濕法鍍銅

　　又如：Cu+Hg(NO3)2==Cu(NO3)2+Hg