第8段元教学课件

1、课题课题 1 金属材料金属材料课题课题 2 金属的化学性质金属的化学性质课题课题 3 金属资源的利用和保金属资源的利用和保护护二、金属的物理性质二、金属的物理性质三、合金三、合金一、金属材料一、金属材料应用广泛的金属材料现代一、金属材料合金（混合物）金属Au、Ag、Cu、Hg、Na（单质）不锈钢金属材料商代青铜器二、铝铁铜状态、颜色、硬度、导电、导热1、大多常温下是固体(汞除外)2、有金属光泽(如：铁银白色、 铜红色、金黄色）3、大多数金属能导电、导热4、有延展性一些金属的物理性质物理性质物理性质物理性质比较物理性质比较导电性导电性(以银的导电以银的导电性为性为100作标准作标准) 银铜金铝锌

2、铁铅银铜金铝锌铁铅(优优) 100 99 74 61 27 17 7.9 (良良)密度密度/(gcm-3) 金铅银铜铁锌铝金铅银铜铁锌铝(大大) 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.7 (小小)熔点熔点/ 钨铁铜金银铝锡钨铁铜金银铝锡(高高) 3410 1535 1083 1064 962 660 232 (低低)硬度硬度(以金刚石的硬以金刚石的硬度为度为10作标准作标准) 铬铁银铜铬铁银铜 金铝铅金铝铅(大大) 9 4-5 2.5-4 2.5-3 2.5-3 2-2.9 1.5 (小小) 讨论：讨论：1 . 为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制为什么菜刀、镰刀、锤子等用

3、铁制而不用铅制？而不用铅制？2 . 银的导电性比铜好，为什么电线一银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银制？般用铜制而不用银制？3 . 为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？如果用锡制的话，可能会出现什么情况？如果用锡制的话，可能会出现什么情况？考虑物质的用途时，首先要考虑物质的_，还需要考虑那些因素？资源资源使用使用是否便利是否便利是否是否美观美观性质性质价格价格对环境对环境的影响的影响废料是否废料是否易于回收易于回收金 属 之 最1 1、我国最早使用的金属、我国最早使用的金属2 2、目前世界年产量最高的金属、目前世界年产量最高的金属3 3、导电、导

4、热性最好的金属、导电、导热性最好的金属4 4、硬度最高的金属、硬度最高的金属5 5、熔点最高的金属、熔点最高的金属6 6、熔点最低的金属、熔点最低的金属铜铜铁铁银银铬铬钨钨汞汞三、合金(一)、定义1、两种或两种以上金属(或金属 与非金属)加热熔合而成具有 金属特性的混合物2、能制成合金的两种金属的 熔点、沸点要相近例：具下表判断，不能制合金的是（ ）金属NaKAlCuFe熔点/97.863.666010831535沸点/883774220025952750A、K-Na B、K-Fe C、Na-Al D、Fe-Cu3、合金的特性3、合金的特性（了解）一般地说，合金的熔点比它的各成分金属的熔点都低

5、合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高，抗腐蚀性能等也更好合金是具有金属特征的混合物合金比其组成成分颜色更鲜艳（二）、常见的合金1、铁的合金铁合金生铁钢生铁和钢的区别：含碳量不同生铁的含碳量在2%4.3%之间钢的含碳量在0.03 % 2%之间硬而脆，无韧性，常用于炼钢。坚硬，有韧性，常用于制作机械零件，钢管，刀具等。 将一块质量为8.5g的铁合金放入烧杯中，再向烧杯中加入91.9g稀H2SO4，当恰好完全反应时（碳不溶于稀H2SO4)，所得氢气的质量为0.3g试根据计算回答：该铁合金是生铁还是钢？ 作业提示：Fe + H2SO4 = FeSO4 + H22、钛合金钛和钛合金被认为是21世纪

6、的重要材料，它具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、机械性能好等。尤其是抗腐蚀性能非常好，即使把它们放在海水中数年，取出后仍光亮如新，其抗腐蚀性能远优于不锈钢，因此被广泛用于火箭、导弹、航天飞机船舶、化工和通讯设备等钛合金与人体有很好的相容性，可用于制造人造骨。形状记忆合金 钛镍合金 钛镍合金被广泛地运用于做人造卫星和宇宙飞船的天线、水暖系统、防火门和电线短路的自动控制开关、以及牙齿矫正等医疗材料其它合金的主要成分、性能和用途黄色K是金的纯度指标，24表示含金量达到99.9%以上18K表示含金量达到75%，14K表示含金量达到58.3%课题 2 金属的化学性质一、金属的化学

7、性质二、金属活动性顺序表FeAlMgAu铁丝在空气中红热，在氧气中燃烧，生成四氧化三铁镁条在空气中燃烧，生成氧化镁镁比铁活泼一、金属的化学性质（一）、金属和氧气的反应1、镁和氧气的反应常温下：2Mg+O22MgO点燃时：2Mg+O22MgO点燃2、铝和氧气的反应常温下：4Al+3O22Al2O3（致密）纯氧中点燃：4Al+3O22Al2O3点燃 问题1：为什么日常生活中，铝器很耐用？ 答：铝在空气中能与氧气反应，使其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止里层的铝进一步被氧化，所以铝器本身有良好的抗腐蚀性能。 问题2：为什么不能用钢丝球擦洗铝制品？ 用途：造化学反应器、医疗器械、冷冻装置、石油精

8、炼装置、石油和天然气管道等 铝粉具有银白色光泽(一般金属在粉末状时的颜色多为黑色)，常用来做涂料，俗称银粉、银漆，以保护铁制品不被腐蚀，而且美观。 3、铁和氧气的反应常温下：干燥环境中铁和氧气不反应。潮湿环境中：铁会和空气中的氧气、水共同作用，生成红色疏松多孔物质铁锈（主要成分是氧化铁）。纯氧中点燃：3Fe+2O2Fe3O4点燃4、铜和氧气的反应常温下：干燥环境中铜和氧气不反应。潮湿环境中：铜会和空气中的氧气等共同作用，生成绿色物质铜绿（主要成分是碱式碳酸铜）。加热时：铜会和氧气反应，表面变黑。2Cu + O22CuO宋代的双鱼纹铜锅5、银和金即使在高温条件下也不氧气的反应 金在高温条件下也不

9、氧气的反应，因此有“真金不怕火炼之说”。结论：大多数金属都能与O2反应，但反应剧烈程度和反应条件难易程度不相同。与O2反应条件的难易程度不同,说明金属的化学活动性不同。金属与O2反应条件越简单，反应越剧烈说明金属的活动性就越强。所以金属活动性顺序为：MgAl Fe Cu Ag 、Au作业如何鉴别黄铜和金（二）、金属和稀酸的反应以Mg、Zn、Fe、Cu为例1、 Mg和稀酸的反应Mg + 2HCl = MgCl2 + H2Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2反应非常剧烈2、 Zn和稀酸的反应Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2Zn +H2SO4 =ZnSO4 +H2反应迅速3、

10、Fe和稀酸的反应Fe +2HCl = FeCl2 + H2Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2现象反应缓慢有气泡冒出溶液由无色变为浅绿色4、 Au、Ag、Cu和稀酸不反应 结论：根据金属与酸能否反应以及反应的剧烈程度来判断金属活动性强弱。反应速率越快，活动性越强， 反应速率越慢活动性越弱四中金属活动性强弱顺序为：MgZn Fe（H） Cu置换反应 1、定义： 由一种单质与一种化合物反应，生成了另一种单质和另一种化合物的反应叫置换反应。2、特点： 反应物和生成物都是单质和化合物反应中一定有元素化合价改变Fe在置换反应后总是显+2价Fe +2HCl = FeCl2 + H20+2+10H

11、2 + Fe3O4高温C + Fe2O3高温Cu + AgNO3下列反应中，属于置换反应的是（ ） A. 2H2O2 2H2O+ O2B. CuO+CO Cu+CO2C. H2+CuO Cu+H2O D. CO2+H2O H2CO3（三）、金属与金属化合物溶液的反应Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu1、 Fe 和硫酸铜溶液的反应古代“湿法炼铜”的原理现象：铁表面有红色物质析出溶液由蓝色变为浅绿色 工人师傅在钢板上划线，钢板上会出现一条红色的线。使用的是下列哪种物质溶液？A.ZnSO4 B.AgNO3 C.FeSO4 D.CuSO42、 Al 和硫酸铜溶液的反应2Al + 3CuSO

12、4 = 3Cu + Al2(SO4)3现象：铝表面有红色物质析出溶液由蓝色变为无色3、铜和AgNO3溶液的反应Cu + 2AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag现象：铜表面有银白色物质析出溶液由无色变为蓝色4、铝和硫酸亚铁溶液的反应2Al + 3FeSO4 = Al2(SO4)3+ 3Fe结论： 一种金属若能把另一种金属从它的盐溶液中置换出来，它的活动性就比盐溶液中金属的活动性强，反之则弱。Al FeCuAg 1、参加反应的金属必须比化合物中的金属要活泼。 2、化合物必须是可溶的。金属与金属化合物溶液的反应能发生的条件：例判断下列各组物质能否发生反应？（1）铜和硫酸锌溶液（2）锌和硫酸铜

13、溶液（3）金和硫酸铜溶液（4）铁和氯化银二、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应用：相信你相信你能归纳：能归纳： 1、在顺序里，金属的位置越靠前，它的活动性就越强。 2、在顺序里，位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢（氢元素）。表中K Ca Na 的活动性太强，不能直接置换出稀酸中的氢。如：钾和稀盐酸反应的实质2K + 2H2O = 2KOH + H2KOH + HCl = KCl + H2O3、在顺序里，位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来。 K Ca Na的活动性太强，除

14、外。 4、当两种或多种金属化合物在溶液中同时存在时，活动性最弱的金属先从溶液中被置换出来，若反应物单质还有剩余，另一种次弱的才能被置换出来，以此类推。如：向CuSO4、AgNO3的混合液中放入铁片Ag先被置换出来。当AgNO3中的Ag全部被置换出来后，若铁还有剩余，才能再置换出CuSO4中的Cu1、某溶液中仅含有AgNO3和Cu(NO3)2两种溶质，现将其分成A、B两份，各加入一定量的锌粉，充分反应后，过滤洗涤，分别得到滤渣和滤液将A得到的滤渣加入到稀盐酸中有气泡产生，则该滤渣中含有的物质是往B得到的滤液中滴加稀盐酸，有白色沉淀产生，则对应的滤渣中含有 滤液中含有的物质是2、X、Y、Z是三种金

15、属，根据下列有关化学方程式可知，三种金属的活动性顺序是（ ）Z +YSO4 = ZSO4+YX + YSO4 = XSO4+YX + H2SO4 = XSO4+ H2 Z + H2SO4不反应A、ZXY B、ZYXC、XYZ D、XZY3、下列物质不能由金属和酸反应直接生成的是 ( ) A、ZnCl2 B、CuSO4 C、FeCl2 D、Al2(SO4)34、用实验证明Zn、Cu、Mg这三种金属的活动性顺序，选用的试剂是 （ ） A、MgCl2溶液 B、ZnSO4溶液 C、CuSO4溶液 D、稀硫酸5、 向Cu(NO3)2溶液中加入一定量的铁粉充分反应，下列情况中可能出现的是（ ）A. B.

16、C. D.溶液中有Fe2、Cu2，不溶物为Cu 溶液中有Fe2、Cu2，不溶物为Fe 溶液中只有Cu2，不溶物为Fe 溶液中只有Fe2，不溶物为Fe、Cu6、请用三种方法鉴别真假黄金思考题：思考题： 相同质量的Mg、Zn、Fe和足量的稀硫酸反应，产生氢气的总质量（m）随时间(t)变化的关系如下图，则下图中a、b、c表示的金属分别为：a 、 b 、c 。mtabc0MgFeZnt2t1t3课题3 金属资源的利用和保护一、金属的存在二、铁的冶炼三、铁生锈与防治四、金属资源的保护赤铁矿(Fe2O3) 黄铁矿(FeS2 )孔雀石（Cu2(OH)2CO3）一、金属的存在 地球上的金属资源广泛地存在于地壳

17、和浩瀚的海洋中，除少数很不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外，其余都以化合物形式存在。金属元素在地壳中的含量元素名称元素名称 质量分数质量分数/%元素名称元素名称质量分数质量分数/%铝（Al）7.73镁（Mg）2.00铁（Fe）4.75锌（Zn）0.008钙（Ca）3.45铜（Cu）0.007钠（Na）2.74银（Ag）0.00001钾（K ）2.47金（Au）0.0000005磁铁矿(Fe3O4)黑色，有磁性，常用于炼铁赤铁矿(Fe2O3) 红色，常用于炼铁菱铁矿(Fe2O3nH2O )黄铁矿(FeS2 )常见的铁矿石常见的铁矿石 七彩针铁矿 这不是一种稀有矿物，也没有完整的结晶，但它因晕

18、彩而呈现出七彩颜色十分吸引人。罕见的铁矿石黄铜矿黄铜矿(CuFeS2 )孔雀石孔雀石(Cu2(OH)2CO3 )常见的铜矿石暗铅灰色暗铅灰色Cu2S毛赤铜矿(Cu2O )罕见的铜矿石金红石金红石(TiO2)闪锌矿闪锌矿其它矿石铝土矿（铝土矿（Al2O3）二、铁的冶炼(一)、 CO还原氧化铁实验1、实验装置图2、原理：3CO + Fe2O32Fe + 3CO2高温3、实验现象：红色粉末逐渐变成黑色澄清石灰水变浑浊尾气燃烧时产生蓝色火焰4、相关方程式3CO + Fe2O32Fe + 3CO2高温CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3 + H2O2CO + O2 2CO2点燃(二)、工业炼铁1、

19、原料：铁矿石（赤铁矿或磁铁矿）、焦炭、石灰石、空气2、冶炼原理：在高温下，用还原剂CO把铁从铁矿石中还原出来。3、焦炭的作用：提供高温 和 产生还原剂CO4、炼铁设备：高炉5、炉内有关反应：产生CO：C + O2 CO2点燃CO2 + C 2CO高温CO还原铁矿3CO + Fe2O32Fe + 3CO2高温铁矿石中含有SiO2杂质，要出去CaCO3 CaO + CO2高温CaO + SiO2 CaSiO3高温（三）、金属冶炼的相关计算 例：10001000吨含氧化铁吨含氧化铁80%80%的赤铁矿石，理论上可炼的赤铁矿石，理论上可炼得含铁得含铁96%96%的生铁多少吨？的生铁多少吨？解：设：可炼

20、得含铁设：可炼得含铁96%96%的生铁质量为的生铁质量为3CO + Fe2O32Fe + 3CO2高温1601601121121000t1000t80%80%96%96%16016011211296%96%1000100080%80%= =583t=583t答：可炼得含铁可炼得含铁96%96%的生铁的生铁583583吨吨四、金属资源的保护人类每年要向自然界索取大量的金属矿物资源，以提取数以亿吨计的金属。金属矿物的储量有限，而且不能再生。根据已探明的一些矿物的储藏量，并根据目前这些金属的消耗速度，有人估计一些矿物可供开采的年限如下图所示（不包括今后新探明的矿物储量、一些国家的金属储备量和金属的回

21、收利用等）。1 、金属资源短缺对人类社会发展意味着什么？2 、金属腐蚀可给我们带来哪些危害？资料二：据有关资料报道，现在世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的20% 40%。 现有洁净无锈的铁钉、试管、经煮沸迅速冷却的现有洁净无锈的铁钉、试管、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、棉花和干燥剂氯化钙。试设计实蒸馏水、植物油、棉花和干燥剂氯化钙。试设计实验以证明铁制品锈蚀的条件。验以证明铁制品锈蚀的条件。(一)、铁生锈与防止铁生锈条件的探究现象分析结论试管试管试管生锈不生锈不生锈铁既与水接触，又与氧气接触铁只与水接触铁只与氧气接触在水、氧气同时存在的环境中铁能生锈想一想想一想阅读教材，回答下列问题：1、试管中为什么要用煮沸过的蒸馏水，且要加入植物油？2、铝与氧气反应生成的氧化铝能起到保护里层铝的作用。铁锈是否也能保护里层的铁呢？3、你能否根据铁生锈的条件提出防止铁制品生锈的措施吗？1、铁生锈的条件铁在水、氧气同时存在的环境中会生锈。铁锈是混合物，其主要成分是Fe2O3 xH2O红色铁在潮湿、或温度高、或盐溶液条件下生锈速度更快。铁粉可以做食品干燥剂，通常又叫双吸剂（吸O2、H2O）。铁表面的铁锈要及时除去否则铁锈蚀更快2、除铁锈的方法：化学的方法：酸洗法；常用稀盐酸或稀硫酸要求：酸少量，多次。用稀盐酸：Fe2O3+ 6HCl = 2FeCl