第四章第二节第三课时金属与金属材料

1、普通高中课程标准实验教科书普通高中课程标准实验教科书 化学化学1（必修）（必修）第四章第四章 材料家族中的元素材料家族中的元素第二节第二节 铝铝 金属材料金属材料 第第3课时课时 金属与金属材料金属与金属材料 学习目标学习目标1. 1.通过自主学习，了解黑色和有色金属材料，通通过自主学习，了解黑色和有色金属材料，通过对铁，普通钢，不锈钢的认识，掌握过对铁，普通钢，不锈钢的认识，掌握不锈不锈钢不易锈蚀钢不易锈蚀的原理。的原理。2.2.通过观察通过观察金银铜外观，金银铜外观，总结物理性质，深入总结物理性质，深入认识认识铜及铜化合物的化学性质铜及铜化合物的化学性质，例如，铜易，例如，铜易在潮湿的空气

2、中腐蚀。性质决定用途，了解在潮湿的空气中腐蚀。性质决定用途，了解金银铜的用途。金银铜的用途。3.3.了解新型金属材料（了解新型金属材料（铀镅钛铀镅钛）及其用途。）及其用途。重难点重难点：金属的性质及其应用金属的性质及其应用合金合金：由两种或两种以上金属（或金属与非金属）由两种或两种以上金属（或金属与非金属） 熔合而成的具有金属特性的物质。例：钢熔合而成的具有金属特性的物质。例：钢课前小热身课前小热身1. 1.何为合金？合金的具有的特性？何为合金？合金的具有的特性？合金的特性：合金的特性： 合金的硬度一般比它各成分金属的硬度大；合金的硬度一般比它各成分金属的硬度大；合金的熔点一般比它的各成分金属

3、的熔点低；合金的熔点一般比它的各成分金属的熔点低；合金性质并不是各成分物质性质的总和，合金性质并不是各成分物质性质的总和， 合金的性能一般优于纯金属。合金的性能一般优于纯金属。回顾初中知识，回想回顾初中知识，回想金属金属具有具有的物理通性有哪些？的物理通性有哪些？1 具有金属光泽，有导电性，具有金属光泽，有导电性， 导热性，导热性， 延展性延展性2 2 大多数金属呈银白色，铜是紫红色，大多数金属呈银白色，铜是紫红色， 金是黄色金是黄色3 3 常温下一般为固体，液体的金属是汞。常温下一般为固体，液体的金属是汞。提出问题提出问题一、黑色金属和有色金属材料一、黑色金属和有色金属材料黑色金属材料：黑色

4、金属材料： 有色金属材料：有色金属材料：铁、铬、锰以及它们的铁、铬、锰以及它们的合金构成的材料。合金构成的材料。除黑色金属（铁、铬、锰）除黑色金属（铁、铬、锰）以外的其他金属材料及合金。以外的其他金属材料及合金。下列金属中属于黑色金属的是下列金属中属于黑色金属的是 （ ） A铁铁 B金金C银银 D铜铜练习：练习：A自学天地自学天地交流研讨交流研讨1.人们对铁的使用经历了人们对铁的使用经历了“铁铁普通普通钢钢不锈钢等特种钢不锈钢等特种钢”的演变过程，的演变过程，为什么？何为为什么？何为普通钢普通钢？何为？何为不锈钢不锈钢？通过自主阅读，总结如下问题：通过自主阅读，总结如下问题：1.1.重要的黑色

5、金属材料重要的黑色金属材料钢铁钢铁 钢铁的制备：钢铁的制备： 铁矿石铁矿石生铁生铁普通钢普通钢特种钢特种钢生铁生铁含较多的含较多的C等杂质等杂质普通钢普通钢降碳降碳;调硅锰等调硅锰等思考：钢中加入铬镍用途？思考：钢中加入铬镍用途？ 不锈钢的性质和用途？不锈钢的性质和用途？ 不锈钢不锈钢加入铬镍加入铬镍钢钢铁铁钢筋混疑土弹簧片（硅、锰钢）医疗器械（不锈钢）车轴、履带（钨钢、锰钢）钢铁的用途：钢铁的用途： 1 1、下列物质中不属于合金的是（下列物质中不属于合金的是（ ）A A不锈钢不锈钢 B B黄铜黄铜C C碳素钢碳素钢 D D铜绿铜绿2 2、有关合金的性质叙述不正确的是（有关合金的性质叙述不正确

6、的是（ ）A A合金的熔点比它的各成分的熔点低合金的熔点比它的各成分的熔点低B B合金一定是金属熔合而成合金一定是金属熔合而成C C合金的硬度和强度一般比纯金属高合金的硬度和强度一般比纯金属高D D硬铝、青铜、硅钢均为合金硬铝、青铜、硅钢均为合金动动脑动动脑金金银银铜铜 2.2.几种有色金属材料几种有色金属材料金、银、铜金、银、铜 （1）金、银、铜的物理性质（均不活泼）金、银、铜的物理性质（均不活泼） 金属光泽：金属光泽：Au黄色；黄色； Ag银白色；银白色； Cu紫红色。紫红色。 延展性：延展性：Au AgCu 导热性：导热性：AgCuAu 导电性：导电性：AgCuAu 化学活泼性：化学活泼

7、性：CuAgAu2 Cu +O2 =2CuO（黑色）（黑色）2 Cu +S =Cu2S（黑色）（黑色）（2 2）铜及铜的化合物的化学性质）铜及铜的化合物的化学性质（1）在加热或点燃条件下，铜能与许多非金属反应。）在加热或点燃条件下，铜能与许多非金属反应。 1 1、铜、铜Cu +Cl2 =CuCl2（棕黄色的烟）（棕黄色的烟）点燃点燃回顾：铜可以与哪些非金属单质反应？产物是什回顾：铜可以与哪些非金属单质反应？产物是什么？么？古董为何穿上绿衣？ 2 Cu +O2 +H2O +CO2 =Cu2(OH)2CO3（2）铜在潮湿的空气（）铜在潮湿的空气（ O2 、H2O 、CO2 ）中会被锈蚀。）中会被锈

8、蚀。碱式碳酸铜（铜绿）碱式碳酸铜（铜绿）如何除去绿衣，且不腐蚀内部的铜？A A浓硝酸浓硝酸 B B稀盐酸稀盐酸C C氢氧化钠溶液氢氧化钠溶液D D加热加热 Cu2(OH)2CO3+4HCl=2 CuCl2 +3H2O +CO2 Cu +2Ag+ =Cu2+2Ag（3）与金属阳离子反应与金属阳离子反应 Cu +2Fe3+ =Cu2+2Fe2+回顾：如何腐蚀回顾：如何腐蚀铜板电路？铜板电路？选用氯化铁溶液选用氯化铁溶液讨论：铜可以与哪些酸反应？（4）与强氧化性酸反应）与强氧化性酸反应Cu + 4HNO3(浓浓) = Cu(NO3)2 + 2NO2+2H2O3Cu + 8HNO3(稀稀) = 3Cu

9、 (NO3)2 +2NO +4H2OCu + 2H2SO4（浓）（浓） = CuSO4 + SO2 + 2H2OCuOCu2O高温高温2 2、CuOCuO的化学性质的化学性质4 CuO =2Cu2O+O2 高温高温 高温分解高温分解黑色黑色红色红色 CuO +2H+ =Cu2+H2O与酸与酸CuO+H2 =Cu+H2O CuO +CO =Cu+CO2与还原剂与还原剂CuSO45H2OCuSO4加热加热3 3、铜盐的化学性质、铜盐的化学性质CuSO45H2O = CuSO4+5H2O 加热加热 蓝矾（胆矾）受热分解蓝矾（胆矾）受热分解蓝色蓝色白色白色发问：无水发问：无水CuSO4有什么用途？有什

10、么用途？检验检验H2O分子分子,不做干燥剂不做干燥剂 Cu2+ +2OH- =Cu(OH)2与碱与碱与与H2S或或S2- Cu2+ +H2S =CuS+2H+蓝色蓝色黑色黑色铜及其化合物在相互转化时常常伴随着颜色的变化铜及其化合物在相互转化时常常伴随着颜色的变化如何检验Cu2的存在? 元素符号元素符号:Ag 元素元素 延展性仅次于金延展性仅次于金,能压成薄片能压成薄片,拉拉成细丝。成细丝。1克银可以拉成克银可以拉成1800米长的细丝米长的细丝, 银的特征氧银的特征氧化数为化数为+1,其化学性质比铜差其化学性质比铜差,常温下常温下,甚至加热时也不与甚至加热时也不与水和空气中水和空气中. 符号，原

11、子序数符号，原子序数79，黄色，质地软，用牙齿可，黄色，质地软，用牙齿可以咬变形：黄金。金子。金币。以咬变形：黄金。金子。金币。 化学性质非常稳定的原因是化学性质非常稳定的原因是,金原子的最外层的三个金原子的最外层的三个电子之间的相互作用非常紧密电子之间的相互作用非常紧密,原子体积被压缩原子体积被压缩,电子不电子不容易被氧化剂夺取容易被氧化剂夺取,金是除稀有气体元素以外化学性质最金是除稀有气体元素以外化学性质最稳定的元素稳定的元素. 以一价和二价为主的金属元素以一价和二价为主的金属元素,有延性和展性有延性和展性,是热和电是热和电最佳导体之一最佳导体之一, 铜是人类发现最早的金属之一，稍硬、极坚

12、铜是人类发现最早的金属之一，稍硬、极坚韧、耐磨损。铜和它的一些合金有较好的耐腐蚀能力，在干韧、耐磨损。铜和它的一些合金有较好的耐腐蚀能力，在干燥的空气里很稳定。但在潮湿的空气里在其表面可以生成一燥的空气里很稳定。但在潮湿的空气里在其表面可以生成一层绿色的碱式碳酸铜，这叫铜绿。层绿色的碱式碳酸铜，这叫铜绿。 资料在线资料在线（3）金、银、铜及其合金的应用）金、银、铜及其合金的应用 Au货币货币电子元件电子元件航空、航天航空、航天装饰品装饰品Ag货货币币催化剂催化剂化学电源化学电源装饰品装饰品牙科材料牙科材料Cu货币货币催化剂催化剂 电线、电缆电线、电缆铜芯片铜芯片水管水管二、新型金属材料二、新型

13、金属材料铀、镅、钛铀、镅、钛 铀（铀（U U）用做核电厂反用做核电厂反应堆的应堆的核燃料核燃料 镅（镅（AmAm）在烟雾探在烟雾探测器中用做测器中用做烟雾检测烟雾检测材料材料 钛和钛合金钛和钛合金被认为是被认为是2121世纪的重要材料，如熔点高、世纪的重要材料，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加密度小、可塑性好、易于加工、机械性能好等。尤其是工、机械性能好等。尤其是抗腐蚀性能非常好，即使把抗腐蚀性能非常好，即使把它们放在海水中数年，取出它们放在海水中数年，取出后仍光亮如新，其抗腐蚀性后仍光亮如新，其抗腐蚀性能远优于不锈钢，因此被广能远优于不锈钢，因此被广泛泛用于火箭、导弹、航天飞用于火箭、导弹

14、、航天飞机船舶、化工和通讯设备等机船舶、化工和通讯设备等钛金属腕表钛金属腕表 钛合金与人体有很好的钛合金与人体有很好的“相容性相容性”，因此可用来制，因此可用来制造造人造骨人造骨 ，用钛用钛- -镍形状记忆合金制成的人造卫星天线镍形状记忆合金制成的人造卫星天线 形状记忆合金形状记忆合金是具有形状记忆效应的合金，被广是具有形状记忆效应的合金，被广泛用于做人造卫星和宇宙飞船的天线，水暖系统、防火门和电泛用于做人造卫星和宇宙飞船的天线，水暖系统、防火门和电路断电的自动控制开关，以及牙齿矫正等医疗材料。路断电的自动控制开关，以及牙齿矫正等医疗材料。课外拓展课外拓展课堂小结课堂小结一一.黑色金属材料和有

15、色金属材料黑色金属材料和有色金属材料1黑色金属材料黑色金属材料-钢铁钢铁 （生铁，普通钢，不锈钢，成分及用途。）（生铁，普通钢，不锈钢，成分及用途。）2有色金属材料有色金属材料-金银铜金银铜金金-黄色，化学性质稳定，用途。黄色，化学性质稳定，用途。银银-银白色，化学性质比较稳定，用途。银白色，化学性质比较稳定，用途。铜铜-紫红色，化学性质不稳定，易在空气中锈蚀生成铜绿，与非紫红色，化学性质不稳定，易在空气中锈蚀生成铜绿，与非金属单质的反应，与氧化性酸的反应。铜的用途。氧化铜和铜盐金属单质的反应，与氧化性酸的反应。铜的用途。氧化铜和铜盐的化学性质。的化学性质。二二.新型金属材料（铀、镅、钛）新型

16、金属材料（铀、镅、钛）1.铀（铀（U U）用做核电厂反应堆的用做核电厂反应堆的核燃料核燃料 2.镅（镅（AmAm）在烟雾探测器中用做在烟雾探测器中用做烟雾检测材料烟雾检测材料3.钛（钛（Ti） “2121世纪金属世纪金属”，“亲生物金属亲生物金属”。1. 某厂的酸性工业废水中含有一定量的某厂的酸性工业废水中含有一定量的Fe3、Cu2、Au3等离子。有人设计了图中的工艺流程，利用常用的等离子。有人设计了图中的工艺流程，利用常用的酸、碱酸、碱和工业生产中的和工业生产中的废铁屑废铁屑，从废水中回收金，并生，从废水中回收金，并生产一定量的铁红和氧化铜。产一定量的铁红和氧化铜。(1)图中标号处需加入的相

17、应物质分别是图中标号处需加入的相应物质分别是_、_、_、_、_。(2)写出处发生反应的离子方程式写出处发生反应的离子方程式_；写出处发生反应的化学方程式写出处发生反应的化学方程式_；(3)铁红的化学式为铁红的化学式为_；分别写出铁红和氧化铜在工业上的；分别写出铁红和氧化铜在工业上的一种主要用途：铁红：一种主要用途：铁红：_，氧化铜：，氧化铜： _。迁移应用迁移应用 2. 2. 铜锈是一种绿色化合物，它的成分为碱式碳铜锈是一种绿色化合物，它的成分为碱式碳酸铜，兼有氢氧化铜和碳酸铜的性质。试推测酸铜，兼有氢氧化铜和碳酸铜的性质。试推测：铜锈在高温灼烧条件下充分反应后的固体物：铜锈在高温灼烧条件下充分反应后的固体物质是什么？质是什么？迁移应用迁移应用 氧化亚铜氧化亚铜。碱式碳酸铜兼有氢氧化铜和碳酸铜。碱式碳酸铜兼有氢氧化铜和碳酸铜的性质，加热时的性质，加热时Cu(OH)2、CuCO3均分解：均分解：Cu(OH)2=CuOH2O、 CuCO3=CuOCO2，而高温下黑色的，而高温下黑色的CuO不稳定