【新教材2022年高中化学苏教版必修第1册学案:专题5（第2单）】专题5 第2单元：金属的性质与应用

在本单元中，我们将深入学习金属元素的基本性质及其在日常生活和工业生产中的广泛应用。通过对金属的物理性质、化学性质以及金属活动性顺序的探讨，帮助我们更好地理解金属在化学反应中的行为，并掌握其在实际问题中的应用。

一、金属的物理性质

金属是一类具有特殊物理性质的物质，常见的金属如铁、铜、铝等，在常温下大多数为固体（除汞外）。它们通常具有以下共同的物理性质：

- 良好的导电性和导热性：金属内部的自由电子可以快速传递能量，因此金属是优良的导电和导热材料。

- 延展性和可塑性：金属可以在外力作用下发生形变而不易断裂，适合制造各种形状的器具。

- 金属光泽：大多数金属表面呈现出特有的银白色或金属色光泽。

- 密度较大：多数金属的密度较高，如铁、铜等。

这些物理性质使得金属成为现代工业和科技的重要基础材料。

二、金属的化学性质

金属在化学反应中通常表现出较强的还原性，容易失去电子，形成阳离子。不同金属的活泼程度不同，这决定了它们在化学反应中的表现差异。

1. 金属与氧气的反应

许多金属在空气中可以与氧气发生反应，生成相应的金属氧化物。例如：

- 铁在潮湿空气中会生锈，即被氧化成氧化铁（Fe₂O₃）。

- 铝在常温下会与空气中的氧气反应，生成一层致密的氧化铝薄膜，起到保护作用。

2. 金属与酸的反应

金属与酸反应时，通常会置换出氢气。例如：

- 锌与稀盐酸反应：Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂↑

- 铜不与稀盐酸反应，说明铜的活动性较弱。

通过实验可以观察到金属与酸反应的剧烈程度，从而判断金属的活动性强弱。

3. 金属与盐溶液的反应

金属与盐溶液之间的置换反应也是金属化学性质的重要体现。例如：

- 铁放入硫酸铜溶液中，会发生置换反应：Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu

这种反应不仅展示了金属的还原能力，也说明了金属活动性的强弱关系。

三、金属活动性顺序表

为了更系统地了解金属的化学性质，我们可以参考金属活动性顺序表：

K > Ca > Na > Mg > Al > Zn > Fe > Pb > (H) > Cu > Hg > Ag > Pt > Au

该顺序表表明，越靠前的金属越容易失去电子，活动性越强。活动性强的金属可以从活动性弱的金属的盐溶液中将其置换出来。

四、金属的应用

金属因其独特的性能，在生产和生活中有着广泛的应用：

- 建筑行业：钢铁用于桥梁、房屋结构等。

- 电子工业：铜用于电线、电路板等。

- 交通运输：铝合金用于飞机、汽车等轻质结构材料。

- 日常用品：不锈钢用于餐具、厨具等。

此外，金属还广泛应用于化工、能源、航空航天等领域，是现代社会不可或缺的重要资源。

五、总结

本单元通过学习金属的物理和化学性质，了解了金属在自然界和人类社会中的重要作用。通过实验观察和理论分析，我们能够更好地认识金属的行为规律，并为其合理利用提供科学依据。

课后练习建议：

1. 列举三种常见金属的物理性质，并比较它们的异同点。

2. 写出铁、铜、铝分别与稀盐酸反应的化学方程式。

3. 根据金属活动性顺序表，判断哪些金属能从硝酸银溶液中置换出银。

拓展阅读：

- 金属的分类及其在工业中的应用

- 金属腐蚀的原理及防护方法

- 现代新型金属材料的发展趋势

通过本单元的学习，希望同学们能够建立起对金属性质的系统认识，并激发对化学学科的兴趣。