第五章金属 矿物教案.doc

想一想金属是一类重要的材料，你知道的金属又有哪些呢？回答问题，并填写下表：你知道的金属金属名称元素符号一、金属材料 1、纯金属（90多种） 合金 （几千种） 2、金属的物理性质： （1）常温下一般为固态（汞为液态），有金属光泽。 （2）大多数呈银白色（铜为紫红色，金为黄色） （3）有良好的导热性、导电性、延展性 3、金属之最： （1）铝：地壳中含量最多的金属元素（2）钙：人体中含量最多的金属元素 （3）铁：目前世界年产量最多的金属（铁铝铜） （4）银：导电、导热性最好的金属（银铜金铝） （5）铬：硬度最高的金属 （6）钨：熔点最高的金属 （7）汞：熔点最低的金属 （8）锇：密度最大的金属 （9）锂 ：密度最小的金属 4、金属分类： 黑色金属：通常指铁、锰、铬及它们的合金。 重金属：如铜、锌、铅等 有色金属 轻金属：如钠、镁、铝等； 有色金属：通常是指除黑色金属以外的其他金属。 5、合金：由一种金属跟其他一种或几种金属（或金属与非金属）一起熔合而成的具有金属特性的物质。 ：一般说来，合金的熔点比各成分低，硬度比各成分大，抗腐蚀性能更好 铁的合金生铁: 含碳量 2%4.3% 钢：含碳量 0.03%2% 不锈钢：铁铬镍铜合金 黄铜：铜锌合金 青铜：铜锡合金 焊锡合金 铅锡 具有抗腐蚀性能 紫铜为纯铜 熔点低 注：钛和钛合金：被认为是21世纪的重要金属材料，钛合金与人体有很好的“相容性”， 因此可用来制造人造骨等。 优点（1）熔点高、密度小 （2）可塑性好、易于加工、机械性能好 （3）抗腐蚀性能好 二、金属的化学性质 1、大多数金属可与氧气的反应 2、金属 + 酸 盐 + H2 3、金属 + 盐 另一金属 + 另一盐（条件：“前换后，盐可溶”） Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4 (“湿法冶金”原理) 常见金属活动性顺序： K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag Pt Au 金属活动性由强逐渐减弱 在金属活动性顺序里： （）金属的位置越靠前，它的活动性就越强 （）位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢（不可用浓硫酸、硝酸） （）位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。（除K、Ca、Na） 三、金属资源的保护和利用 1、铁的冶炼 （1）原理：在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。 3CO + Fe2O3高温2Fe + 3CO2 （2）原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气 常见的铁矿石有磁铁矿（主要成分是Fe3O4 ）、赤铁矿（主要成分是Fe2O3 ） 2、铁的锈蚀 （1）铁生锈的条件是：铁与O2、水接触（铁锈的主要成分：Fe2O3?XH2O） （铜生铜绿的条件：铜与O2、水、CO2接触。铜绿的化学式：Cu2(OH)2CO3） （2）防止铁制品生锈的措施： 保持铁制品表面的清洁、干燥 表面涂保护膜：如涂油、刷漆、电镀、烤蓝等 制成不锈钢 （3）铁锈很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气反应，因此铁制品可以全部被锈蚀。因而铁锈应及时除去。 金属的防锈方法保持铁制品表面的洁净、干燥；在铁制品表面覆盖保护层；改变金属的内部结构，如制成不锈钢等。（4）而铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化，因此，铝具有很好的抗腐蚀性能。 3、金属资源的保护和利用: 防止金属腐蚀 保护金属资源的途径： 回收利用废旧金属 合理开采矿物 寻找金属的代用 意义：节约金属资源，减少环境污染3.知道一些常见金属（铁、铝等）矿物；四金属矿物常见的金属矿物有：赤铁矿（主要成分是Fe2O3）；磁铁矿（主要成分是Fe3O4）；黄铁矿（主要成分是FeS2）；菱铁矿 （主要成分是FeCO3）；铝土矿（主要成分是 Al2O3）等。练习 1.金属材料在人类活动中已得到越来越广泛的应用。下列性质属于金属共性的是（ ）A硬度很大、熔点很高 B有良好的导电性、传热性C是银白色的固体 D易与酸反应产生氢气2.金属材料被广泛应用于生活、生产中，下列列出的一些金属材料的数据： 纯金属合金铅镉铋锡武德合金熔点/32732127123270已知武德合金是足铅、铋、锡、镉组成的合金，则下列说法错误的是A武德合金的熔点低于组成它的纯金属 B铁锅破损，可用武德合金焊接修补C武德合金可做电路保险丝 D武德合金属于混合物3.图为某化学兴趣小组同学设计的观察铁制品锈蚀的实验装置。请你分析以下相关叙述中，正确的是 ( )A此实验设计必须在玻璃仪器中进行B一段时间后，塑料瓶会变瘪，说明铁生锈与空气有关C一段时间后，铁丝会由下到上出现锈蚀现象D一段时间后，水面处铁丝锈蚀严重，而水上、水下部分生锈不明显4铁元素具有多种化合价，下列物质中铁元素的化合价最低的是 ( ) AFe BFeCl3 CFeO DFe3O45不锈钢是一种合金钢，有耐腐蚀的重要特性，被广泛应用于医疗器械、反应釜、炊具、装饰材料等。不锈钢中添加的主要合金元素是 ( ) A硅 B锰 C铬和镍 D钨6.下列有关金属和合金的说法中，正确的是 ( ) A放置在空气中的铝制品和黄金制品都不易腐蚀，说明它们化学性质均不活泼 B“防盗玻璃”结构中嵌有极细的金属线，它能报警是利用了金属的导电性 C锌的化学性质比铁活泼，铁的表面镀锌不能防止生锈 D合金材料中只含有金属，不含非金属7.完成化学方程式，并在横线上注明反应的基本类型。 (1)常温下双氧水制氧气_，_反应。 (2)铝在空气中表面形成保护膜_，_反应。 (3)锌粒和稀硫酸反应制氢气_，_反应。 (4)实验室加热高锰酸钾制氧气_，_反应。8.(1)影响物质性质的因素有：A物质的元素组成不同；B分子的构成不同；C含碳量不同等，请从中选择导致下列物质性质差异的因素(填序号)。一氧化碳具有可燃性而二氧化碳不具有可燃性：_； 生铁与钢相比硬度更大：_； 黄铜比青铜更不易氧化：_。(2)写出具有下列用途的物质(或其主要成分)的化学式。请从以下物质中选择： 银 甲烷 干冰 铁 生石灰 铝 铜 可作为燃料_； 可作为灭火剂_； 热水瓶内胆中使用的金属_； 人类最早利用的金属_。9.“黄铜”是铜锌合金，具有较强的机械性能，比纯铜耐腐蚀，街头许多“金色”饰品就是用它来制作的。现取200 g某种黄铜投入100 g某浓度的稀硫酸中，完全反应后剩余的溶液和残余固体总质量为1198 g。请计算： (1)产生氢气多少克? (2)这种黄铜中铜的质量分数是多少? (3)剩余溶液中ZnSO4的质量是多少?五石灰石的存在、用途和检验1石灰石的存在：（1）碳酸钙是大理石、石灰石、白垩、方解石等岩石的主要成分；（2）鸡蛋壳、贝壳、珍珠、牙膏、水壶的水垢等物质中也含有碳酸钙；实验：怎样简单的检验出下列物质中哪些含有碳酸钙？水垢、珍珠、贝壳、鸡蛋壳、石灰石样品 实验步骤 实验装置 实验现象 实验结论水垢 1取样。将少量样品加入至试管中2添加稀盐酸至试管中，3将气体通入澄清石灰水中 在固体表面出现气泡，澄清石灰水变浑浊 该样品中均含有碳酸钙CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO22石灰石的用途（1）大理石色彩丰富，汉白玉洁白凝重，都是优良的建筑材料；（2）石灰石用于冶炼钢铁，烧制生石灰，制造水泥、玻璃、陶瓷等。3检验矿石中是否含有碳酸钙的方法：往矿石上滴加稀盐酸，利用碳酸钙能与稀盐酸反应生成二氧化碳气体。有关问题：（1）地质人员在野外勘探时往往带一小瓶盐酸，其作用是什么？答：为了检验碳酸钙。（2）鸡蛋在盐酸中为何会反复浮沉？答：鸡蛋壳中的碳酸钙跟盐酸反应生成大量的气泡附着在蛋壳表面，使鸡蛋受到的浮力大于重力。4碳酸盐的检验样品 化学式 实验步骤 实验装置 实验现象 化学方程式纯碱 Na2CO3 1取样。将少量样品加入至试管中2添加稀盐酸至试管中，3将气体通入澄清石灰水中 出现大量气泡，澄清石灰水变浑浊 Na2CO3+2HCl=2NaCl+ H2O+CO2草木灰 K2CO3 K2CO3+2HCl=2KCl+ H2O+CO2总结： 检验碳酸盐的方法：先滴加稀盐酸，然后将生成的气体通入澄清石灰水，观察时候浑浊。二生石灰、熟石灰、石灰石之间的转变1一变：坚硬的石灰石在高温条件下变“脆”化学方程式：CaCO3高温=CaO+CO2实验现象：经过灼烧后的石灰石变得更白了，容易碾碎了，固体质量变轻了相关应用：此反应是工业上制取生石灰和二氧化碳的方法2二变：块状的生石灰遇水变“酥”化学方程式：CaO+H2O=Ca(OH)2实验现象：产生大量的烟雾，放出大量的热，块状固体变成了粉末状固体。相关应用：（1）将生石灰用于干燥剂，用来干燥气体。由于生石灰能与水、二氧化碳等物质发生反应，所以生石灰应该密封保存，也不能用它来干燥二氧化碳、氯化氢气体等。（2）生石灰与水反应时，会放出大量的热，放出的热能使水沸腾，将鸡蛋煮熟。3三变：粉末状的熟石灰在空气变“硬”化学方程式：Ca(OH)2+CO2=CaCO3+ H2O实验现象：二氧化碳气体通入到澄清石灰水中，溶液变浑浊。相关应用：实验室检验二氧化碳气体，粉刷墙壁练习 1.某同学将一块石灰石高温煅烧一段时间后，欲证明是否有氧化钙生成，最简单的方法是 ( ) A直接加水 B滴加稀盐酸 C冷却后加水 D滴加稀硫酸2石灰石是一种常见的矿石。某同学认为它可以：制水泥；生产石灰；炼铁；制玻璃；作建筑材料。你认为合理的是 ( ) A B C D3.徐州市一乡镇充分利用当地资源优势发展水泥工业，请判断当地的哪种矿物质比较丰富（）A铁矿石B石灰石C孔雀石 D水铝石4.在化学的学习中，同学们知道：聚乙烯塑料只含C、H两种元素，如用焚烧方处理废弃塑料会造成大气污染。化学兴趣小组对聚乙烯塑料在空气中燃烧生成的碳 的氧化物组成进行探究。 【提出猜想】A只有CO2；B只有CO；C既有CO2，也有CO。 【查阅资料】微量CO遇到浸有磷钼酸溶液的黄色氯化钯试纸，立即变蓝；而CO2遇该试纸不变色。 【设计方案】化学兴趣小组在老师的指导下，设计下图所示实验，通过观察装置B、装置C的实验现象，验证猜想。【实验探究】请你帮助他们完成实验报告。实验步骤实验现象实验结论及化学方程式点燃酒精灯加热，随即打开弹簧夹，通入干燥的