《金属材料》教学设计

1、金属材料一、教学目标1 .了解常见金属的物理性质， 知道物质的性质在很大程度上决定了物质的用途 .认识在 金属中加热熔合某些金属或非金属可以制得合金，知道生铁和钢等重要合金， 以及合金比纯金属具有更广泛的用途。2 .知道铁、铝、铜等常见金属与氧气的反应。3 .初步认识常见金属与盐酸、硫酸的置换反应，以及与盐溶液的置换反应，能用置换反应解释一些与日常生活有关的化学问题。4 .能用金属活动性顺序对有关的置换反应进行简单的判断，并能利用金属活动性顺序解释一些与日常生活有关的化学问题。5 .知道一些常见金属如铁、铝、铜等的矿物，了解从铁矿石中将铁还原出来的方法。会 根据化学方程式对含有某些杂质的反应物

2、或生成物进行有关计算。了解金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的简单方法。二、学习重点与难点重点是金属的物理性质的通性，金属与盐酸、硫酸的置换反应以及与盐溶液的置换反应。铁矿石中将铁还原出来的方法和金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的简单方法。难点是金属活动性顺序对有关的置换反应进行简单的判断，含有杂质的化学方程式计算和金属锈蚀的条件的探究。三、教学过程一、金属材料1、金属材料纯金属（90多种）I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 1）铝：地壳中含量

3、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）铭：硬度最高的金属（6）鸨：熔点最高的金属（7）汞：熔点最低的金属（8）钺：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、镒、铭及它们的合金。重金属：如铜、锌、铅等色金属4I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。合 金是混合物。: 一般说来，合金的熔点比各成分低，硬度比各成分大，抗腐蚀性能更好合金铁的合

4、金铜合金焊锡钛和钛合金形状记忆金属生铁钢黄铜青铜：成分含碳量2%4.3%含碳量0.03%2%铜锌 合金铜锡 合金铅锡 合金钛馍合金备注不锈钢：含铭、馍的钢 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。C （1）熔点高、密度小优点J （2）可塑性好、易于加工、机械性能好（3）抗腐蚀性能好典型例题1 .下列材料属于合金的是（）A.纯硅B.青铜器C.青花瓷器D.汉白玉雕塑2 .将少量灰黑色的生铁粉末，投入盛有过量稀硫酸的烧杯中，充分搅拌待完全反应后过滤，滤纸上留有黑色的残渣。该残渣的主要成分是（）A.铁 B.

5、碳 C.铁、碳的混合物D.硫酸亚铁3 .下列有关金属和金属材料的说法不正确的是（）A.铁有良好的导热性，常用来制作炊具B.铜的化学性质不活泼，在潮湿的空气中不会生锈C.废旧电池中汞的回收可减少对环境的污染D.铝表面容易形成致密的氧化膜，可阻止铝进一步氧化4.人们的日常生活离不开金属，高科技新材料的开发和应用也需要金属，请回答：（1） .地壳中含量最多的金属元素是（）.（2） .举例说明金属具有的两点物理性质（）.（3） .早在春秋战国时期，我国古代人民已经开始炼铁，写出磁铁矿与CO的化学反应方程式（）,钢铁防腐十分重要！请写出一种防止钢铁生锈的方法（）金属的化学性质1、大多数金属可与氧气的反应

6、金属在空气中在氧气中镁常温下逐渐变暗。点燃，剧烈燃烧，发出耀眼的 白光，生成白色的固体点燃，剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色 的固体2Mg + O2 - 2MgO铝常温下表面变暗，生成一种致密的氧化膜点燃，剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色 的固体一 点燃 -4Al + 302 -2A12O3铁持续加热变红点燃，剧烈燃烧，火星四射，生成黑色的固体3Fe + 20 2Fe3O4铜加热，生成黑色物质；在潮湿的空气中，生成铜 绿而被腐蚀加热生成黑色物质 2Cu + 02工 2CuO银金即使在高温时也不与氧气发生反应2、金属+酸-盐+ H 2 T锌和稀硫酸 Zn + H2SO4 = ZnSO4 +

7、H2 T铁和稀硫酸 Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2T镁和稀硫酸 Mg + H 2SO4= MgSO 4 + H2T 铝和稀硫酸 2Al +3H 2SO4 = A12（SO4）3 +3H 2 T锌和稀盐酸 Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2 T铁和稀盐酸 Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2T镁和稀盐酸 Mg+ 2HCl = MgCl 2 + H2T铝和稀盐酸 2Al + 6HCl = 2A1C1 3 + 3H 2 T3、金属+盐一另一金属+另一盐(条件：“前换后，盐可溶”)铁与硫酸铜反应：Fe+CuSO4=Cu+FeSO 4现象：铁条表面覆盖一层红色的

8、物质，溶液由蓝色变成浅绿色。(古代湿法制铜及“曾青得铁则化铜”指的是此反应)4、铝片放入硫酸铜溶液中：3CuSO4+2Al=Al 2(SO4)3+3Cu 现象：铝片表面覆盖一层红色的物质，溶液由蓝色变成无色。5、铜片放入硝酸银溶液中：2AgNO3+Cu=Cu(NO 3)2+2Ag现象：铜片表面覆盖一层银白色的物质，溶液由无色变成蓝色。铜和硝酸汞溶液反应：Cu + Hg(NO 3)2 = Cu(NO 3)2 + Hg现象：铜片表面覆盖一层银白色的物质，溶液由无色变成蓝色。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

9、强逐渐减弱在金属活动性顺序里：(1 )金属的位置越靠前，它的活动性就越强(2)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)(3)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)典型例题1、写出有关的化学反应方程式，并注明反应类型。(1)铝很难从矿物中提取出来，因此利用电解氧化铝的方法得到金属铝。 ,反应类型(2)古代湿法炼铜，“曾青的铁则化为铜” ,反应类型(3)法医常用锌和盐酸混合在一起，检验是否砒霜中毒，砒霜的主要成分为AS2O3,若试样中有砒霜，则反应生成神化氢(AsH3),氯化锌和水。写出其反应的化学方程式(4)在潮湿的空气中，铜

10、也能与空气中的二氧化碳、氧气、水等发生反应生成铜绿。 ,反应类型2. 一般情况下，金属越活泼，与酸反应的速度越快。为了探究金属Mg、Zn、Fe与酸反应的快慢，某研究性学习小组设计了如下的实验。实验步骤：取A、R C三支试管，分别加入 2mL浓度相同的盐酸溶液；分别加入足量的、大小相等的Mg Zn、Fe,立即把三个相同的气球分别套在各试管口。实验预测与分析：, 一 一(1)写出铁与稀盐酸反应的化学方程式： 。(2)气球膨胀速度最快的是 (填试管编号)。_ U(3)该实验表明，实验室一般选用锌而不选用镁、铁制取氢气的主要原因是：弓陛弓本亏真。ABC3. 往AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加

11、入一定量的铁粉，充分反应后过滤，向滤渣中加入稀盐酸，无气泡产生。根据上述现象，你能得出的结论是A.滤渣中一定有Fe粉B.滤渣中一定有Cu粉C.滤液中一定有Fe2+D.滤液中一定有Ag +、Cu 2+4.相同质量的M、N两种活泼金属，分别与足量质量分数为8%的盐酸反应(M、N在生成物中均为+2价)，生成 H2质重 和反应时间的关系如右图。下列叙述正确的是()A.金属的活泼性 N>M B.两个反应生成 H2的体积相等氢气质量C.相对原子质量N >MD.两个反应消耗盐酸的质量一定相等5.我国约在南北朝时就开始冶炼黄铜，黄铜是铜和锌的合金 (Cu-Zn),0.应应时一 它可用来制造电器零件

12、及日用品。小华利用一瓶稀盐酸和相关的仪器，测定黄铜样品的组成 (不考虑黄铜中的其他杂质)。将30mL稀盐酸分三次加入到10g黄铜样品粉末中，每次充分反应后，测定生成氢气的质量,实验数据见下表:连续加入盐酸的体积/mL生成氢气的质量/g锲L、次第二次第三次1010100.080.080.04(1)从上表数据分析，小华用 10 g合金粉末总共收集到氢气g；(2)求该合金中铜的质量分数。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。高温3CO + Fe2O3-2Fe + 3CO 2(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Fe3

13、O4 )、赤铁矿(主要成分是 Fe2O3 )2、铁的锈蚀(1)铁生锈的条件是：铁与(铜生铜绿的条件：铜与(2)防止铁制品生锈的措施： 保持铁制品表面的清洁、。2、水接触。铁锈的主要成分是氧化铁。2、水、CO2接触。铜绿的化学式：FeQ3 (红棕色)Cu2(OH) 2CO3)干燥表面涂保护膜：如涂油、制成不锈钢刷漆、电镀、烤蓝等(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。(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保护金属资源的途径：产防止金属腐蚀回收利用废旧金

14、属合理开采矿物J寻找金属的代用 如用塑料来代替钢和其它合金制造管道、齿轮和汽车外壳等。意义：节约金属资源，减少环境污染典型例题形式存在外，其余都以1 .地壳中金属含量非常丰富，除极少数不活泼的金属以形式存在。2 .铁元素在地壳中含量居金属元素的第二位，铁矿石主要有赤铁矿、黄铁矿、菱铁矿等。炼铁的原料有铁矿石、焦炭、石灰石，设备是高炉，炼铁原理是 在实验室模拟该过程的实验中(如图所示)，反应现象是玻璃管内的粉末 由，试管里的澄清石灰水 ,因为尾气中含 有有毒一氧化碳会 ,处理的方法是 4. 在一定条件下，下列转化不能由一步反应实现的是A. Fe2O3 FeCl2B. H2CO3fCO2 C. CuCl2-Cu D. Mgr MgO5 .铁制品锈蚀的过程，实际上是铁与空气中的 等发生反应 的过程，铁锈的主要成份是：()。6 .防止铁生锈的方法：除保持铁制品表面的洁净、干燥外，常采用在铁制品表 面、改变铁的 制成 等方法 典题2.钢铁是人类生活和生