化学九下第八单元金属和金属材料

1、第八单元 金属和金属材料北北京京奥奥运运会会奖奖牌牌课题1 金属材料 一.金属：常见金属Cu、Fe、Al 1.金属的使用,标志着社会生产力发展的水平 (1)人类社会发展中工具使用过程： 石器 铜器 铁器 铝制品 (2)金属工具的出现先后与金属的活泼性有关：越不活泼的金属越容易冶炼 2.金属的物理通性 (1)具有金属光泽 (2)良好的导电和导热性 (3)良好的延性和展性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（以银的导电性为导电性为100100作标准）作标准）密度密度（g gcmcm-3-3）熔点熔点()()硬度硬度（以金刚石的（以金刚石的硬度为硬度为1010作标准）作标准）

2、优优良良金金 铅铅 银银 铜铜 铁铁 锌锌 铝铝 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.70 大大小小钨钨 铁铁 铜铜 金金 银银 铝铝 锡锡 3410 1535 1083 1064 962 660 232 高高低低铬铬 铁铁 银银 铜铜 金金 铝铝 铅铅9 45 2.54 2.53 2.53 22.9 1.5 大大小小银银 铜铜 金金 铝铝 锌锌 铁铁 铅铅100 99 74 61 27 17 7.93.金属的特性金属的特性(1)(1)为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铝制？为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铝制？ (2)(2)银的导电性比铜好，为什么电线一般用

3、铜制而银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银制？不用银制？ (3)(3)为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？如果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？用锡制的话，可能会出现什么情况？ (4)(4)为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬? ?如果镀金怎么样如果镀金怎么样? ?铬耐腐蚀铬耐腐蚀, ,镀金可以但太贵镀金可以但太贵用来铸造硬币的金属材料需要具有什么性质？用来铸造硬币的金属材料需要具有什么性质？无毒轻便无毒轻便 耐磨耐腐蚀耐磨耐腐蚀美观、易加工美观、易加工4.物质的性质决定物质的用途,但是还要考虑： 价格、资源、是否美观

4、、 使用是否便利、是否易 于回收、对环境的影响【实验】比较黄铜片和铜片、硬铝片和铝片的光【实验】比较黄铜片和铜片、硬铝片和铝片的光泽和颜色；将它们互相刻划，比较它们的硬度泽和颜色；将它们互相刻划，比较它们的硬度性质性质比较比较现现 象象黄铜黄铜铜铜硬铝硬铝铝铝光泽光泽和颜色和颜色硬度硬度 结论结论二二. .合金合金黄铜大黄铜大硬铝大硬铝大合金的硬度比纯金属大合金的硬度比纯金属大(3)(3)合金的抗腐蚀性能比各成分纯金属抗腐蚀性能好合金的抗腐蚀性能比各成分纯金属抗腐蚀性能好合金的用途比纯金属更广泛合金的用途比纯金属更广泛纯金属纯金属合金合金铅铅镉镉铋铋锡锡焊锡焊锡武德合金武德合金熔点熔点/327

5、3273213212712712322321831837070启示启示焊锡焊锡( (锡与铅的合金锡与铅的合金) )、武德合金、武德合金( (铅、铋、锡、镉的合金铅、铋、锡、镉的合金) )及各自成分金属的熔点。由此可得什么启示？及各自成分金属的熔点。由此可得什么启示？一般合金的熔点比组成它的纯金属的熔点低一般合金的熔点比组成它的纯金属的熔点低结论结论焊锡焊锡锡锡铅铅 3.常见合金 生铁和钢铁、碳合金(含碳量不同) 生铁含碳量为2%4.3% 钢含碳量为0.03%2% 其中:不锈钢不锈钢,主要成分为铁、铬、镍,主要 性 能-抗腐蚀性好,主要用途-医疗器械、 炊具、容器、 反应釜 锰钢锰钢,主要成分为

6、铁、锰、碳,主要性能- 韧性好、硬度大,主要用途-钢轨、挖掘 机铲斗、坦克装甲、自行车架 黄铜铜、锌合金 表表8-2 常常 见见 合合 金金 的的 主主 要要 成成 分分 、 性性 能能 和和 用用 途途合 金主 要 成 分主 要 性 能主 要 用 途球 墨 铸 铁铁 、 碳 、 硅 、 锰机 械 强 度 好在 某 些 场 合 可 代 替 钢锰 钢铁 、 锰 、 碳韧 性 好 、 硬 度 大钢 轨 、挖 掘 机 铲 斗 、坦 克装 甲 、 自 行 车 架不 锈 钢铁 、 铬 、 镍抗 腐 蚀 性 好医 疗 器 械 、 炊 具 、 容 器 、反 应 釜黄 铜铜 、 锌强 度 高 、 可 塑 性

7、好 、易 加 工 、 耐 腐 蚀机 器 零 件 、仪 表 、日 用 品青 铜铜 、 锡强 度 高 、 可 塑 性 好 、耐 磨 、 耐 腐 蚀机 器 零 件 如 轴 承 、齿 轮 等白 铜铜 、 镍光 泽 好 、 耐 磨 、 耐腐 蚀 、 易 加 工钱 币 、 代 替 银 做 饰 品焊 锡锡 、 铅熔 点 低焊 接 金 属硬 铝铝 、 铜 、 镁 、 硅强 度 和 硬 度 好火 箭 、飞 机 、轮 船 等 制 造业18K黄 金金 、 银 、 铜光 泽 好 、 耐 磨 、 易加 工金 饰 品 、钱 币 、电 子 元 件18K 白 金金 、 铜 、 镍 、 锌光 泽 好 、 耐 磨 、 易加 工金

8、 饰 品 4.二十一世纪的金属材料：钛(Ti)和钛合金 (1)优良性能：熔点高、密度小、机械性能好、易于加工、尤其抗腐蚀性能非常好. (2)用途：用于 火箭、导弹、 航天飞机、船 舶、化工和通 信形状记忆合金形状记忆合金课题2 金属的化学性质 一.金属的化学性质 1.金属与氧气的反应 (1)常温下,能与氧气反应的金属：Mg、Al 2Mg + O2 = 2MgO 4Al + 3O2 = 2Al2O3 铝在空气中与氧气反应,表面生成一层致密的氧化铝薄膜,起保护作用铝有很好的抗腐蚀性. 镁在空气中可剧烈燃烧,铝在空气中不燃烧,在氧气中可剧烈燃烧,化学活泼性:MgAl (2)高温下,能与氧气反应的金属

9、： 3Fe + 2O2 = Fe3O4 (剧烈燃烧) 2Cu + O2 = 2CuO (慢慢变黑) (3)高温下也不能与氧气反应的金属： Au真金不怕火来炼 结论：化学活泼性 Mg Al Fe Cu Au 2.金属与酸(稀盐酸、稀硫酸)溶液的反应 (1)活动与探究 分别将金属Mg、Zn、Fe、Cu放入相同体积的稀盐酸(或稀硫酸)中,用燃着的小木条放在试管口,观察现象.点燃点燃 盐酸盐酸God Save me！无所谓，无所谓， 我我无所谓无所谓为什为什么受么受伤的伤的总是总是我！我！我得意的我得意的笑，又得笑，又得意的笑意的笑金属与盐酸的反应金属与盐酸的反应稀盐酸稀盐酸现象现象反应的化学方程式反

10、应的化学方程式 放出气泡最迅速，反应最剧烈。放出气泡最迅速，反应最剧烈。放出气泡速度次之，反应放出气泡速度次之，反应较为剧烈。较为剧烈。放出气泡速度最慢，反应较放出气泡速度最慢，反应较为缓慢为缓慢，溶液由无色变浅氯，溶液由无色变浅氯色。色。无现象无现象金属活动性由强到弱金属活动性由强到弱H稀硫酸稀硫酸现象现象反应的化学方程式反应的化学方程式 放出气泡最迅速，反应最剧烈。放出气泡最迅速，反应最剧烈。放出气泡速度次之，反应放出气泡速度次之，反应较为剧烈。较为剧烈。放出气泡速度最慢，反应较放出气泡速度最慢，反应较为缓和为缓和。不反应不反应 金属 + 酸 盐(金属化合物) + 氢气 (2)化学活泼性：

11、Mg Zn Fe (H) Cu (3)置换反应 一种单质和一种化合物反应,生成另一种单质和另一种化合物的反应叫置换反应. 金属和的酸反应都属于置换反应. (还学习过哪几种反应属于置换反应？) 注意:铁在置换反应中,生成的都是+2价的铁的 化合物,即亚铁盐说明说明: :现象现象：_将铁钉投入到硫酸铜溶液中有何现象？将铁钉投入到硫酸铜溶液中有何现象？ 铁钉表面会有铁钉表面会有红色红色物质析出，物质析出，溶液会从蓝色变为溶液会从蓝色变为浅绿浅绿色。色。Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4 该反应的化学方程式：该反应的化学方程式：活动性活动性:Fe:FeCuCu3.金属与盐(金属化合物)溶液

12、的反应(1)活动与探究实验实验现象现象反应的化学方程式反应的化学方程式 结论结论铝铝丝浸入丝浸入硫酸铜溶硫酸铜溶液中液中铜丝浸入铜丝浸入硝酸银溶硝酸银溶液中液中 铜浸入硫铜浸入硫酸铝溶液酸铝溶液中中铝丝表面覆盖一层铝丝表面覆盖一层紫红色物质，溶液紫红色物质，溶液由蓝色逐渐变为无由蓝色逐渐变为无色色。铜丝表面覆盖一层铜丝表面覆盖一层银白色物质，溶液银白色物质，溶液由无色逐渐变为蓝由无色逐渐变为蓝色色。无现象2Al + 3CuSO4= Al2(SO4)3 + 3CuCu +2Ag NO3=Cu(NO3)2 + 2Ag根据刚才的实验填写表格根据刚才的实验填写表格铝比铜铝比铜活泼活泼铜比银铜比银活泼活

13、泼铜没铝铜没铝活泼活泼 可以利用可以利用Al片片Cu丝及丝及 CuSO4 AgNO3 Al2(SO4)3溶液来判断溶液来判断Al Cu Ag的活动性的活动性不反应 金属+盐(金属化合物) 新金属+新盐(金属化合物) (2)化学活泼性 Al Cu Ag 归纳：根据上述金属的性质,判断金属的活泼性 有何规律 二二.金属活动顺序金属活动顺序 1. 常见金属的活动性顺序:K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au金属活动性顺序由强逐渐减弱金属活动性顺序由强逐渐减弱(3)在金属活动顺序里在金属活动顺序里, ,位于前面的金属能把位于后面位于前面的金属能把位于后

14、面的金属从它们盐（金属化合物）溶液中置换出来的金属从它们盐（金属化合物）溶液中置换出来. .应用应用:判断金属能否与盐（金属化合物）溶液反应判断金属能否与盐（金属化合物）溶液反应,即即金属单质的化学活泼性要比盐（金属化合物）中的金金属单质的化学活泼性要比盐（金属化合物）中的金属活泼性强属活泼性强,置换反应才能发生置换反应才能发生.注意注意:盐必须可溶盐必须可溶;金属金属钾钾、钙钙、钠太活泼钠太活泼,不要取不要取. (1)在金属活动顺序里在金属活动顺序里,金属的位置越靠前金属的位置越靠前,它的活动性它的活动性就越强就越强. 应用应用:判断金属的活动性顺序判断金属的活动性顺序(2)在金属活动性顺序

15、里在金属活动性顺序里,位于氢之前的金属能置换出位于氢之前的金属能置换出酸（酸（盐酸盐酸、稀硫酸稀硫酸)中的氢。中的氢。应用应用:判断金属能否与酸发生置换反应判断金属能否与酸发生置换反应;能反应的反应能反应的反应速率的大小速率的大小;2.金属活动性顺序的应用金属活动性顺序的应用K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au1.1.判断下列物质能否发生反应？若能，判断下列物质能否发生反应？若能，写出相关化学方程式。写出相关化学方程式。若不能若不能, ,说出理由说出理由. 解答：解答：可发生反应的：可发生反应的：（2）（）（4）（）（6）化学方程式：化学方程

16、式：(2)Zn + CuSO4 = Cu + ZnSO4(4)Al +3AgNO3 = Al(NO3)3 + 3Ag(6)Mg + FeSO4 = MgSO4 +Fe 2.有有X Y ZX Y Z三种金属，如果把三种金属，如果把X X和和Y Y分别放入分别放入稀硫酸中，稀硫酸中， X X 溶解并产生氢气溶解并产生氢气,Y,Y不反应不反应; ;如果如果把把Y Y和和Z Z分别放入硝酸银溶液中分别放入硝酸银溶液中, ,过一会儿过一会儿, ,在在Y Y的表面有银析出的表面有银析出, ,而而Z Z无变化无变化. .根据以上事实根据以上事实, ,判判断断X Y ZX Y Z的金属活动顺序的金属活动顺序.

17、 .解答解答: : 金属活动性顺序金属活动性顺序 XYZXYZ 3. 请从下列物质中选择适当的试剂，设计不同的方法对锌、铁、铜三种金属的活动性顺序进行探究：A.锌片 B.铁钉 C.铜片 D.硫酸铜 E.稀硫酸 F.硫酸锌 G.硫酸亚铁。 （1）方法一：所选用的三种试剂是CuSO4、ZnSO4和_（填化学式，下同）。 （2）方法二：所选用的是四种试剂是Fe、Cu、Zn和_。 （3）方法三：所选用的三种试剂是_ 。FeH2SO4FeSO4、Cu、Zn 4.将一定量的铁粉加入到硝酸铜、硝酸银的混合溶液中，充分反应后过滤。 (1)如果铁粉有剩余，则滤液中有什么物质？滤纸上有什么物质？ (2)如果铁粉无

18、剩余，则滤液中一定有什么物质？可能有什么物质?滤纸上一定有什么物质？可能有什么物质?滤液中有硝酸亚铁滤液中有硝酸亚铁,滤纸上有铁粉滤纸上有铁粉、铜粉和银粉铜粉和银粉滤液中一定有硝酸亚铁滤液中一定有硝酸亚铁,可能有硝酸铜、硝酸银可能有硝酸铜、硝酸银;滤纸上一定有银粉滤纸上一定有银粉,可能有铜粉可能有铜粉 5.向硝酸银、硝酸铜、硝酸镁的混合溶液中加入一些铁粉，待完全反应后，再过滤。下列情况不可能存在的是 ( ) A滤纸上有Ag，滤液中有Ag+、Cu2+、Fe2+、Mg2+ B滤纸上有Ag、Cu，滤液中有Ag+、Fe2+、Mg2+ C滤纸上有Ag、Cu，滤液中有Fe2+、Mg2+ D滤纸上有Ag、C

19、u、Fe，滤液中有Fe2+、Mg2+ 分析分析:A可能存在.铁粉很少,只置换出一部分硝酸银中的银. B不可能存在.滤纸上有Ag、Cu ,即有Cu出现硝酸 银应全部反应完 ,滤液中不可能有Ag+ C可能存在.滤纸上有Ag、Cu，滤液中有Fe2+、 Mg2+无Cu2+,说明铁粉恰好将硝酸铜中的铜全部 置换出来铁粉反应完. D可能存在.铁粉过量. 6 把相同体积、相同质量分数的稀盐酸，分别滴到等质量、颗粒大小相同的X、Y、Z三种较活泼金属中，生成H2的质量与反应时间的关系如右图所示。 (1)这三种金属的活动性顺 序为 ； (2)假如X、Y、Z都是+2价 金属，则相对原子质量由 大到小的顺序为 。YX

20、ZXY4g Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2 56 98 2 65g Y2g Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2 65 98 2 65g Z=2g 2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2 (227 ) (398 ) ( 32) 18 98 2 65g W6gA B C D【1】等质量的锌、铁与足量的稀硫酸反应，下列等质量的锌、铁与足量的稀硫酸反应，下列产生氢气的质量与反应时间的关系图，合理的是产生氢气的质量与反应时间的关系图，合理的是（ ）【2】 有有2.8克不纯的铁粉与足量的稀硫酸应，生克不纯的铁粉与足量的稀硫酸应，生成成0.1克氢气，则铁中含

21、有的杂质可能是（克氢气，则铁中含有的杂质可能是（ ） A锌与木炭锌与木炭 B木炭和铝木炭和铝 C镁和铝镁和铝 D.铜和木炭铜和木炭BB 【3】某课外活动小组拟用下列装置做炼铁原理的实验.要求 (1)与赤铁矿反应的一氧化碳需纯净干燥; (2)除去尾气中的CO; (3)同时检测赤铁矿的纯度(假设：赤铁矿中不含其他与CO反应的成分;浓硫酸具有吸水性,可做干燥剂) (1)若按气体从左向右流向时，上述仪器组装连接的顺序是 接 ， 接 ， 接 ， 接 。 (2)装置乙的作用是 ，装置丙的作用是 。甲甲戊戊丙丙丁丁戊戊乙乙丙丙丁丁除去二氧化碳除去二氧化碳验证二氧化碳并处理尾气验证二氧化碳并处理尾气 【4】京京同学对金属活动性顺序等知识进行了研究。 (1)