第九单元第一节常见的金属材料

第一节

常见的金属材料学习目标1、知识与技能1）认识金属材料与人类生活和社会发展的密切关系。2）了解常见金属的物理性质及合金的特点。3）了解物质的性质与用途的关系。2、过程与方法1）学习运用观察、实验等方法获取信息。2）学习运用比较、分析、归纳等方法对获取的信息进行加工。3、情感态度与价值观1）进一步培养对生活中化学现象的好奇心和探究欲，激发学习化学的兴趣。2）树立事物是普遍联系的观点，逐步形成合理使用物质的观念。一、金属材料金属材料的种类：1.纯金属FeAgCu体温计中的Hg、24K金24K是一种黄金制品成色标识。24k金常被人们认为是纯金，但实际含金量为99.99%(实为99.998%)。黄金及其制品的纯度叫作“成色”，市场上的黄金制品成色标识有两种：一种是百分比，如G999等；另一种是K金，如G24K金、G22K和G18K等。2.合金金属与金属或金属与非金属。常见：铁合金（生铁2%-4.3%、钢0.03%-2%）、铜合金、钛合金、硬铝（铝铜镁硅）、焊锡（锡铅）、18K黄金、18K白金、奥运奖牌（金牌的含金量只有1％左右，其主要成分其实是银(92．5％),还有少量的铜。银牌不含黄金,含银量与金牌相同。铜牌含有97％的铜,还有2．5％的锌和0．5％的锡。奖牌的直径为85毫米，重量高达400克左右）判断：金属属于金属材料。金属材料不一定是纯金属，也可能是合金。含有金属元素的不一定是金属材料。金属材料中至少含有一种金属单质。商朝：青铜春秋：铁战国：钢现在：产量：铁铝铜二、金属的物理性质共性：课本P55第一段,银白色金属光泽特性：Cu：紫红色。Au：黄色部分金属的物理性质物理性质物理性质比较导电性(以银的导电性为100作标准)

银铜金铝锌铁铅(优)10099746127177.9(良)密度/(g·cm-3)

金铅银铜铁锌铝(大)19.311.310.58.927.867.142.7

(小)熔点/℃

钨铁铜金银铝锡(高)3410153510831064962660232

(低)硬度(以金刚石的硬度为10作标准)

铬铁银铜金铝铅(大)94-52.5-42.5-32.5-32-2.91.5

(小)熔点最低的金属是____________________地壳中含量最多的金属元素是____

铝汞金属之最熔点最高的金属是_____________________人体中含量最多的金属元素是____目前世界年产量最高的金属是____导电性最好的金属是___________延性最好的金属是_____________展性最好的金属是_____________钙银铁铂钨金海洋中含量最多的金属元素是____

OHClNaMg硬度最高的金属____

密度最大的金属____

密度最小的金属____

金属之最NaCrOs拼音：[é]

Li暖气片上刷的“银粉”：不是银而是铝包装香烟、巧克力等的金属箔：铝保温瓶或暖瓶内胆：Ag干电池外皮金属：Zn体温计、血压计中的金属：Hg金属在日常生活中的应用结构、性质和用途的关系结构决定性质性质决定用途，用途反映或体现性质（课本P55第二段）使用是否便利废料是否易于回收是否美观对环境的影响

考虑物质的用途时，需要考虑那些因素？价格资源物质的性质1.为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制？答案：铁的硬度比铅大2.银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银制？答案：银的价格比铜高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？锡的熔点很低，而钨的就很高了；用锡的话，发热就熔断了，而钨则不会熔断。钨的价格不高，相对钨同样的金属价格比较高，经济上不实用。但一般情况下，发热元件在工作的时候由于温度很高，易被氧化烧蚀，故一般都充入惰性气体予以保护。答案：钨的熔点高于锡。如果用锡，则灯丝熔断。4、为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如果镀金会怎样？水龙头一般本体为铜质，铜的抗腐蚀、抗氧化能力有限，所以需要先镀镍，再镀铬。镀金理论上是可以的，比如奥运金牌就是铜镀金，但是用在水龙头上实用价值不高。答案：水龙头镀铬耐磨、耐腐蚀、美观，水龙头镀金易磨损、价格贵。金属的分类课本P561.黑色金属：有色金属：2.轻金属：重金属：3.常见金属：稀有金属：三、合金1、定义：⑤合金的主要性质类似于①合金的形成过程属于变化

在某种金属中加热熔合其他金属或非金属而形成的具有金属特性的物质。金属熔点沸点Mg6491090Fe15352750

Mg和Fe能用加热熔合的方法形成合金吗？为什么？②合金中一定含有③合金一定为物（初中）④合金中元素以的形式存在物理金属混合单质金属不能．因为铁的熔点比镁的沸点还要高，铁熔化时镁会变成气体，无法熔合．

下列有关合金的叙述：①合金中至少有两种金属；②合金中元素以化合物形式存在；③合金中一定含有金属；④合金一定为混合物；⑤生铁是含杂质较多的铁合金；⑥生铁可完全溶解于稀盐酸中．正确的是（）A．①②③④⑤⑥B．①②C．①③④⑤D．③④⑤D重点：合金与金属性质比较合金颜色更鲜艳合金的硬度一般比各成分金属的硬度大。（强度同样如此。）多数合金的熔点低于组成它的成分金属合金的抗腐蚀性能和机械加工性能一般强于组成它的成分金属常见的合金：课本P57讨论1：为什么合金与纯金属在性质上存在着较大的差异？组成结构→→性质讨论2：为什么我们日常生活中用的最多的是合金材料而不是纯金属材料？因为合金在很多方面都比纯金属要好，例如合金硬度大，熔点小，耐腐蚀......故合金的使用较广泛。

四、金属矿物及其冶炼(1).金属在自然界中的分布：课本P58(2).稀土金属简介：课本P58(3).工业炼铁的化学原理：钢铁工业的发展状况是世界各国工业化水平的重要标志之一，工业上人类利用铁矿石的冶炼得到铁。选择铁矿石的主要方法：1.资源丰富的

2.含铁量高的

3.有害元素少的常见的铁矿石及其产地赤铁矿（Fe2O3)磁铁矿(Fe3O4)菱铁矿(FeCO3)黄铁矿(FeS2)辽宁鞍山、甘肃镜铁山、湖北大冶、湖南宁乡和河北宣化磁铁矿分布广，我国辽宁鞍山等地都有大量产出。著名产地有广东英德和云浮、安徽马鞍山、甘肃白银厂等我国菱铁矿的主要产地有四川省等你认为最适宜炼铁的矿石是哪种？为什么?最适宜炼铁的矿石是:赤铁矿和磁铁矿,它们含铁量高,且不含硫元素或含硫等有害元素少,既提高经济效益又减少环境污染.Fe2O3重点实验：工业炼铁的化学原理:原理、装置、步骤、现象、实验结论、尾气处理1.原理：在高温条件下，用还原剂CO从铁的氧化物中将铁还原出来。2.装置：课本P593.步骤：（两种：尾气处理：酒精灯or气球）a.检查装置的气密性b.将氧化铁放入硬质玻璃管中央固定c.向硬质玻璃管中通入一氧化碳气体直至排尽硬质玻璃管中的空气d.给氧化铁加热e.当红色粉末全部变黑后，停止加热，继续通一氧化碳，直到试管冷却f.停止通一氧化碳4.现象：红色粉末逐渐变为黑色，澄清石灰水变浑浊（注意：1.纯净的铁为银白色，此实验生成的细小的铁粉为黑色，其原因是生成的铁颗粒小，对可见光吸收多，反射少．

2.化学方程式如下）

Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O5.实验结论：红色的氧化铁被一氧化碳还原成黑色的单质铁6.尾气处理：一氧化碳有毒不能排放到空气中，否则会污染空气，可将尾气进行收集或点燃处理。高温实验注意事项：1.通入一氧化碳前要先检验一氧化碳的纯度，防止加热时发生爆炸。2.加热之前应先通一氧化碳将空气排净，原因是一氧化碳是可燃性气体，与空气混合的情况下加热可能会发生爆炸。实验结束时，应先停止加热，继续通一氧化碳，目的是防止高温下铁被空气中的氧气氧化，而且可以防止石灰水倒吸回硬质玻璃管，引起硬质玻璃管炸裂。反应之前先通气，空气排净再点灯；反应结束先撤灯，装置冷却通气停；先点后通要爆炸，先撤后停要氧化。即:一氧化碳早出晚归，酒精喷灯迟到早退补充：工业炼铁1.炼铁的设备：高炉2.炼铁的原料：铁矿石、焦炭、石灰石3.炼铁过程中发生的反应：下一张PPT4.原料中石灰石的作用：将铁矿石中的杂质二氧化硅(SiO2)转化为炉渣除去。5.焦炭的作用：a.焦炭在高炉里作为提供热能的燃料,还原剂b.做骨架作用,支撑铁矿在火中燃烧C+O2====CO2CO2+C====2COFe2O3+3CO===2Fe+3CO2CaCO3====CaO+CO2↑CaO+SiO2=CaSiO3上述两个合并为：CaCO3＋SiO2=CaSiO3＋CO2↑高温高温高温点燃高温高温(4)工业炼铝课本P59工业上采用电解法冶炼铝2Al2O3=4Al+3O2↑通电五、还原反应1.定义：化学上把含氧化合物中的氧被夺去的反应叫还原反应.在加热的条件下，一氧化碳也能夺取氧化铜中的氧，使氧化铜还原成铜。

你能写出这个反应的化学方程式吗？2.氧化反应与还原反应的区别和联系类型氧化反应还原反应概念物质和氧发生的反应含氧化合物中的氧被夺去的反应本质得到氧失去氧联系氧化反应和还原反应是同时发生的，统称为氧化还原反应3.注意：1.初中阶段，氧化反应、还原反应是从得氧失氧的角度进行分类的Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2

一氧化碳得到了氧，发生了氧化反应，一氧化碳使氧化铁发生了还原反应，因此在反应中作还原剂；氧化铁失去了氧，发生了还原反应，氧化铁使一氧化碳发生了氧化反应，因此在反应中作氧化剂。（在氧化还原反应中，被氧化的物质是还原剂，被还原的物质是氧化剂。）2.氢气、炭、一氧化碳的化学性质相似，除都具有可燃性外，还都具有还原性3.实际上，凡是反应前后有化合价变化的反应就是氧化还原反应。口诀：失升氧还，得降还氧高温六、含杂质物质化学方程式的计算

复习问题1例1、1000t含氧化铁80%的赤铁矿石中含氧化铁的质量是多少？氧化铁的质量：

1000t×80%=800t纯物质的质量=不纯物质的质量×物质的质量分数或纯净物的质量=混合物的总质量×纯净物的质量分数例2、多少吨含铁96%的生铁中含铁的质量为560t？生铁的质量：560t÷96%=583.3t不纯物质的质量=纯物质的质量÷物质的质量分数混合物的总质量=纯净物的质量÷纯净物的质量分数复习问题2探究问题3：用800吨氧化铁理论上可炼铁多少吨？解：设可炼铁的质量为X3CO+Fe2O3=高温=3CO2+2Fe160112800tX160112--------=-------800tXX=560t答：略。

探究问题4：用1000吨含氧化铁80%的赤铁矿可炼铁多少吨？解：1000吨含氧化铁80%的赤铁矿中含氧化铁的质量=1000tX80%=800t

设：可炼铁的质量为X3CO+Fe2O3

=高温=3CO2+2Fe160112800tX160112--------=-------800tXX=560t答：略。探究问题5：用1000吨含氧化铁80%的赤铁矿可炼含铁96%的生铁多少吨？解：1000吨含氧化铁80%的赤铁矿中含氧化铁的质量=1000吨X80%=800t

设：可炼铁的质量为X3CO+Fe2O3=高温=3CO2+2Fe160112800tX160112--------=-------800tXX=560t

折合成生铁的质量=560t÷96%=583t答：略。

分析：赤铁矿石—氧化铁—铁—生铁小结：1、代入化学方程式计算的数据应是表示纯净物的质量2、如果已知的是混合物的质量，就要先求出纯净物的质量再代入化学方程式中进行计算；3、如果要求混合物的质量，就要先根据化学方程式计算出纯净物的质量，然后再求出混合物的质量4.纯净物的质量分数=纯净物的质量÷混合物的总质量×100%=（1-杂质的质量÷

混合物的总质量）×100%练习：

要炼出含杂质2%的生铁3200吨，需要含氧化铁质量分数为80%的赤铁矿石多少吨？分析：生铁—铁—氧化铁—赤铁矿石解：纯铁的质量=3200吨×（1－2%）=3136t设：需要氧化铁的质量为×3CO+Fe2O3

=高温=3CO2+2Fe160112×3136t160112———=———×3136t×=4480t