金属的性质和利用课件

第5章金属冶炼与利用

第一节金属的性质和利用你知道吗？1.为什么铁锅需要加木柄或塑料柄？说明铁有什么性质？2.铝块可以变成薄薄的铝片这又体现了金属的什么性质？良好的导热性很好的延展性3.联合国卫生组织推荐使用中国的铁锅做炊具？除利用导热性外，还能补充人体所需的铁元素1、为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制？2、银的导电性比铜好，为什么电线一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？如果用锡制的话，可能会出现什么情况？铁的硬度大，铅的硬度小银的价格比铜高许多钨的熔点高，锡的熔点低。锡丝熔断用来铸造硬币的金属材料需要具有什么性质？耐磨耐腐蚀硬度较大金属的物理性质（1）有金属光泽

（2）有良好的导电性和导热性（3）有良好的延展性（5）大多数金属的密度较大（4）金属的硬度一般较大（但:钠钾可用小刀切割）（6）金属的熔点和沸点一般较高（熔点最高的是钨）熔点最低的是汞根据上述讨论与交流你能总结金属的主要物理性质吗？(一般金属为银白色但铜呈红色，金呈黄色）金属的某些物理性质及其应用金属的应用（举例）说明金属具有的物理性质金箔画、金银首饰、金属纽扣等具有金属光泽钢筋、建筑材料、零件机械强度大把铝制成铝箔包装香烟、糖果等延展性好用铜、铝作导体

导电性好用铁、铝制炊具、散热器等导热性好总结与归纳：金属的性质决定用途,用途体现性质金属之最地壳中含量最高的金属元素──铝目前世界年产量最高的金属──铁导电、导热性最好的金属──银人体中含量最高的金属元素──钙熔点最高的金属──钨你知道吗？熔点最低的金属──汞……

根据你以前所学的知识（如：镁在空气中燃烧、铁丝在氧气中燃烧的实验）及你的生活经验，请大胆猜测金属可能有哪些化学性质？探究金属的化学性质

演示1.镁条在空气中燃烧；2.铁丝在氧气中点燃；3.铝片在空气中加热；4.铜片在空气中加热。

观察完后，请将观察到的现象填入P115《观察与思考》的表格中。

现象1、金属与氧气反应—化合反应常见金属的化学性质铁在氧气中点燃镁在空气中点燃铝在空气中加热铜在空气中加热实验现象化学方程式结论剧烈燃烧，火星四射，放热，生成黑色固体表面变暗，失去金属光泽表面由红色变成黑色剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放热，生成白色固体3Fe+2O2=Fe3O42Mg+O2=2MgO4Al+3O2=2Al2O3

2Cu+O2∆2CuOFe、Mg、

Al、Cu能与氧气反应点燃点燃

铝是银白色的金属，具有金属光泽，而生活中的铝制品却往往是暗淡无色，知道为什么吗？

原因：常温下，铝就能和氧气发生反应，在其表面生成一层的氧化铝保护膜（Al2O3)。4Al+3O2

＝

2Al2O3致密再思考：1.“真金不怕火炼”道出了金的什么性质？金易被腐蚀吗？

可以通过金属与氧气反应的两种现象来判断金属的活泼程度即金属活动性差异。即：①该金属能否与氧气发生化学反应②反应的激烈程度“真金不怕火炼”，说明既使是在较高的温度下，“金”的化学性质也不活泼

2。通过上述实验，你能说出Mg、Fe、Al、Cu、Au的活泼性吗？

【演示】几种金属分别与盐酸反应实验现象的对比

铁和稀盐酸镁和稀盐酸锌和稀盐酸铜和稀盐酸2、金属与（稀）酸溶液反应反应物反应现象反应速度反应方程式稀盐酸或稀硫酸镁铝锌铁铜剧烈反应，金属逐渐减少，产生大量气泡剧烈反应，金属逐渐减少，产生大量气泡剧烈较反应，金属逐渐减少，产生大量气泡反应缓慢，金属逐渐减少，有气泡产生，溶液由无色变为浅绿色不反应Mg+H2SO4==MgSO4+H2↑Mg+2HCl==MgCl2+H2↑Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑Fe+2HCl==FeCl2+H2↑2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑很快很快较快较慢不反应盐酸金属与盐酸的反应镁、锌、铁、铜的金属活动性由强到弱AlMg+2HCl＝H2↑+MgCl2从反应物和生成物的物质类别的角度分析，有如下特点：单质化合物单质化合物Fe

+H2SO4＝H2↑+FeSO4Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4讨论与分析特点：ABCAAB

由一种单质跟一种化合物作用生成另一种单质和另一种化合物的反应叫置换反应。下列反应都是置换反应吗？3CO+Fe2O3====2Fe+3CO2高温点燃化合反应：Ａ+Ｂ+…→Ｃ分解反应：Ａ→Ｂ+Ｃ+…置换反应：Cl2+2KI====I2+2KClCH4+2O2====CO2+2H2OC

再观察：生成物的角度分析，有何共同特点？

均有氢气生成。

那么这些原理均可用于制氢气吗？

拓展：氢气的制法（1）药品：锌和稀硫酸（或稀盐酸）氢气的实验室制法Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑为何不用镁或铁等来和酸反应制取氢气？（2）原理：Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑思考：——镁和酸反应速度太快，而铁的反应速度又太慢，不便于操作。

（4）收集：①排水法固液不加热型（3）装置：②向下排空气法

（5）步骤①按照要求连接装置。②检查气密性。③装药品：先装固体，后装液体。④开始反应，并收集一小试管氢气，进行验纯（任何可燃性气体，在做性质实验之前务必进行验纯）。⑤用排水法或向下排空气法收集气体，盖上玻璃片倒放在实验桌上。最理想的绿色能源——氢气1、氢气的物理性质⑴通常为无色、无味的气体；⑵难溶于水；⑶相同状况下，密度最小的气体；⑷有三态变化。2、氢气的化学性质⑴可燃但不助燃H2现象：1、产生淡蓝色火焰2、放出大量的热3、干冷的烧杯内壁有水雾—点燃前需要检验纯度2H2+O2====2H2O点燃实验现象反应的化学方程式铁片浸入硫酸铜溶液中Fe+CuSO4=3、金属与盐溶液反应FeSO4+Cu铁片表面覆盖一层红色物质，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色点击下面画面播放视频（1）现代湿法冶金的先驱。（2）属置换反应。铁的产物为+2价。（3）能解释农药波尔多液为何不能用铁桶盛装的原因。Fe+CuSO4=Cu+FeSO4

Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2AgFe+CuSO4==FeSO4+Cu铁丝浸入硫酸铜溶液中铁钉表面有红色物质生成，蓝色溶液变成浅绿色铜丝浸入硝酸银溶液中铜丝表面覆盖一层银白色的物质，溶液由无色逐渐变成蓝色活动性：

Fe>Cu>Ag二.金属的化学性质1、金属与氧气的反应4Al+3O2=2Al2O32Mg+O2=2MgO3Fe+2O2

=Fe3O4点燃点燃学完本节课你应该知道：一.金属的物理性质具有金属光泽；有良好的导电性、导热性和延展性；硬度、密度较大；熔点、沸点较高3、金属与某些化合物溶液反应

2Al+3CuSO4

=Al2（SO4）3+3CuCu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag三.置换反应：由单质和化合物反应，生成单质和化合物的反应2、金属与稀盐酸、稀硫酸反应Fe+2HCl==FeCl2+H2↑Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑Zn+2HCl==ZnCl2+H2

↑

Zn+H2SO4==ZnSO4+H2

↑Mg+2HCl==MgCl2+H2

↑Mg+H2SO4==MgSO4+H2

↑（1）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。（2）在金属活动性顺序里，位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢元素。（3）在金属活动性顺序里，位于前面的金属能把位于其后面的金属从它们盐溶液中置换出来。（不适用于K、Ca、Na）KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）

CuHgAgPtAu

金属活动性由强逐渐减弱四.金属活动性顺序及其应用1、X、Y、Z是三种金属，根据下列有关化学方程式可知，三种金属的活动性顺序是（）①Z+YSO4==ZSO4+Y②X+YSO4==XSO4+Y③X+H2SO4==XSO4+H2↑④Z+H2SO4不反应

A、Z＞X＞YB、Z＞Y＞X

C、X＞Y＞Z

D、X＞Z＞Y

2.有XYZ三种金属，如果把X和Y分别放入稀硫酸中，X溶解并产生氢气,Y不反应;如果把Y和Z分别放入硝酸银溶液中,过一会儿,在Y的表面有银析出,而Z无变化.根据以上事实,判断XYZ的金属活动顺序。金属活动性顺序：X>Y>Z3、为了测定Ag,Zn,Cu,H的化学活动性强弱,某同学利用Zn粉,Cu片,AgNO3溶液和盐酸4种物质，设计了如下实验方案，其中可行的是（

）

A、Zn+HCl

Cu+HClZn+AgNO3B、Zn+HClCu+AgNO3Zn+AgNO3C、Cu+HClZn+AgNO3Cu+AgNO3D、Zn+HCl

Cu+HClCu+AgNO3二、合金金属在生活、生产中非常广泛的应用。不同的用途需要不同性能的金属。如：做飞机机翼的金属，需要坚硬而质轻；用于制造切割工具的金属，需要有很大的硬度制造电灯丝的金属熔点要高。制造保险丝的金属熔点要低制造化工生产设备的金属要耐腐蚀等等新型金属—合金纯金属很难满足各种特殊要求。为此，人们在生产实践中制造出许许多多的具有特殊性能“新型金属—合金”

是由一种金属跟其他金属（或非金属）熔合形成的有金属特性的物质。如：人类历史上使用最早的青铜是由铜、锡等元素形成的合金世界上最常见、应用很广泛的钢和生铁是由铁、碳等元素形成的合金合金通常所说的“金属材料”，既包括各种纯金属，也包括各种合金生铁钢碳的质量分数其他元素机械性能机械加工用途2%～4.3%0.03%～2%

较多硅、锰，少量硫、磷少量硅、锰，几乎不含硫、磷硬而脆硬而韧，延展性好可铸，不可锻可铸、可锻、可压延制造机械、交通工具、武器等制铁锅、暖气片机床底座等生铁和钢的比较：都是铁的合金。属混合物，主要成分为铁。钢铁的用途我国钢铁工业的发展钢铁是非常重要的金属材料。钢铁的生产和使用是人类文明和社会进步的一个重要标志早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器。我国钢铁工业的发展新中国成立以后，我国的钢铁工业得到了飞跃的发展。1994年钢产量只有15.8万吨，居世界26位；1996年，我国的钢铁产量首次特破1亿吨居世界前列；为纪念1996年中国钢产量突破1亿吨而发行2002年，我国的钢产量为18224.89万吨，连续多年保持世界第一合金钢铜合金保险丝（武得合金）铝合金窗铱铂合金笔钛合金与人造骨多种多样的合金制品●1、取一段保险丝，试试能不能用手把它弯曲，是不是很容易被折断。2、某种保险丝是用武得合金制成的，熔点为：69℃。其组成金属及其熔点分别为：铋：271℃、铅：327℃锡：232℃镉：321℃武得合金：69℃。比较武得合金与其组成金属的熔点差异，对此你有什么想法？合金具有许多良好的物理、化学或机械性能。●合金的硬度一般比各成分金属大●多数合金的熔点低于组成它的成分金属●调整合金的配方和改变合金的形成条件，可以制成性能不同的各种合金目前，合金的品种已不下万种，远远超出金属自身的种类。合金的制造大大拓宽了金属材料的应用范围和使用价值。●合金的性能一般由组成它的成分元素的种类和数量决定。合金材料的应用十分广泛，你知道那些合金材料？请跟同学们交流名称主要组成元素特性用途黄铜铜、锌坚硬耐、腐蚀制造机器零件、电器零件青铜铜、锡耐腐蚀、易铸造成形制造形状复杂的铸件、精致的工艺品塑像等硬铝铝、铜、镁、锰质轻而坚硬制造飞机、汽车、作建筑材料焊锡锡、铅熔点低、能粘接金属焊接电子元件、金属片等不锈钢铁、铬、镍耐腐蚀制医疗器械、化工设备、日用品碳素钢铁、碳坚硬作建筑材料，制造机械零件、铁轨、船舶、桥梁武得合金铋、铅、锡、镉熔点低指电路保险丝、自动灭火和防爆安全装置等表5—4一些常见金属的特性和用途演示锌在铜表面扩散-黄铜合金的制取.mpg几种合金不锈钢

不锈钢是指含铬13%以上的铁合金。字常见的不锈钢含18%的铬和8%的镍。这种合金在空气中较稳定，不容易生锈，能够长久保持其金属光泽和银白色。但在某些情况下（例如在海水中）不锈钢仍然会被腐蚀。所以，不锈钢并不是绝对不会生锈的，只不过是它“自我保护能力”比较强而已。几种合金形状记忆合金这类合金被广泛地用于卫星、航空、生物工程、医疗。能源和自动化等方面演示：记忆合金.mpg几种合金高温合金储氢合金

在高温下，仍然保持其较高强度的合金叫高温合金它主要用于制造飞机和航天飞机的关键部件

储氢合金是指能在温室下吸收氢气，稍稍加热即能很快放出氢气的合金。它以镁或稀土金属为主形成的合金。氢气是21世纪要开发的新能源之一。储氢合金不但能解决氢气储存和运输问题，而且可用于氢气的回收、分离、净化等方面铜合金钛合金

合金钢

铂铱合金记忆合金不锈钢高温合金

随堂练习1、判断下列说法是否正确？①合金也是金属材料。（）②合金没有金属光泽。 （）③合金不能导电、传热。 （）④合金没有延展性。（）⑤合金的许多物理性质、化学性质和机械性能都比纯金属好。（）√×××√练习1、下表是某种常见金属的部分性质。将该金属投入稀盐酸中，可产生大量无色气体。根据上述信息回答以下问题：⑴试推断该金属的一种用途是

；⑵该金属的活动性比铜

（填“强”或“弱”）；⑶请自选试剂，设计实验，探究该金属与铁的活动性强弱，完成下表。颜色、状态硬度密度（g/cm3）熔点（℃）导电性导热性延展性银白色固体较软2.70660良好良好良好做导线强你的一种猜想验证方法实验现象结论该金属的活动性比铁强将该金属投入氯化亚铁溶液中溶液浅绿色逐渐消失该金属的活动性比铁强该金属的活动性比铁强将该金属和铁分别投入稀硫酸中该金属表面产生气泡的速率比铁快该金属的活动性比铁强

2、试判断下列物质的化学反应类型:A.化合反应B.分解反应C.置换反应（1）2Al+6HCl====2AlCl3+3H2↑（）（2）H2CO3====CO2↑+H2O（）（3）Fe+CuSO4====FeSO4+Cu（）（4）CaO+H2O====Ca(OH)2

（）CBCA3.判断下列物质能否发生反应？若能,写出相关化学方程式。（1）银与稀盐酸（2）锌与硫酸铜溶液（3）铜与硫酸锌溶液（4）铝与硝酸银溶液（5）银与氯化铜溶液（6）镁与硫酸亚铁溶液解答：可发生反应的：（2）（4）（6）化学方程式：(2)Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4(4)Al+3AgNO3=Al(NO3)3+3Ag(6)Mg+FeSO4=MgSO4+Fe4.有XYZ三种金属，如果把X和Y分别放入稀硫酸中，X溶解并产生氢气,Y不反应;如果把Y和Z