化学九下第八单元金属和金属材料

化学九下第八单元金属和金属材料第一页，共六十八页，编辑于2023年，星期五第八单元金属和金属材料第二页，共六十八页，编辑于2023年，星期五第三页，共六十八页，编辑于2023年，星期五第四页，共六十八页，编辑于2023年，星期五北京奥运会奖牌第五页，共六十八页，编辑于2023年，星期五第六页，共六十八页，编辑于2023年，星期五课题1金属材料第七页，共六十八页，编辑于2023年，星期五一.金属：常见金属－Cu、Fe、Al1.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)良好的延性和展性第八页，共六十八页，编辑于2023年，星期五第九页，共六十八页，编辑于2023年，星期五物理性质物理性质比较导电性（以银的导电性为100作标准）密度（g·cm-3）熔点(℃)硬度（以金刚石的硬度为10作标准）优良金铅银铜铁锌铝19.311.310.58.927.867.142.70大小钨铁铜金银铝锡3410153510831064962660232

高低铬铁银铜金铝铅94~52.5~42.5~32.5~32~2.91.5大小银铜金铝锌铁铅10099746127177.9第十页，共六十八页，编辑于2023年，星期五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──钙硬度最高的金属──铬熔点最高的金属──钨你知道吗？熔点最低的金属──汞密度最大的金属──锇密度最小的金属──锂……3.金属的特性第十一页，共六十八页，编辑于2023年，星期五(1)为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铝制？(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，铝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(4)为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬?如果镀金怎么样?铬耐腐蚀,镀金可以但太贵第十二页，共六十八页，编辑于2023年，星期五用来铸造硬币的金属材料需要具有什么性质？无毒轻便耐磨耐腐蚀美观、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、使用是否便利、是否易于回收、对环境的影响…第十三页，共六十八页，编辑于2023年，星期五1.在金属中加热熔合某些金属或非金属形成的具有金属特征的物质叫合金.

2.合金与组成它们的纯金属的性质比较【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，比较它们的硬度性质比较现象黄铜铜硬铝铝光泽和颜色硬度

结论二.合金黄铜大硬铝大合金的硬度比纯金属大第十四页，共六十八页，编辑于2023年，星期五合金与组成它们的纯金属相比有不同的性质(1)合金的硬度一般比各成分纯金属硬度大(2)合金的熔点一般比各成分纯金属熔点低(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用途比纯金属更广泛纯金属合金铅镉铋锡焊锡武德合金熔点/℃32732127123218370启示焊锡(锡与铅的合金)、武德合金(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？一般合金的熔点比组成它的纯金属的熔点低思考：结论第十五页，共六十八页，编辑于2023年，星期五【实验】将绿豆大的焊锡、锡和铅放置在铁片上，加热铁片的中心部分，观察，比较焊锡和组成它的纯金属锡、铅的熔化温度焊锡锡铅合金与组成它们的金属的性质比较第十六页，共六十八页，编辑于2023年，星期五3.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,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,主要成分为铁、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、锌合金第十七页，共六十八页，编辑于2023年，星期五第十八页，共六十八页，编辑于2023年，星期五4.二十一世纪的金属材料：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…形状记忆合金第十九页，共六十八页，编辑于2023年，星期五课题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、Al2Mg+O2=2MgO4Al+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:Mg>Al第二十页，共六十八页，编辑于2023年，星期五(2)高温下,能与氧气反应的金属：

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>Au2.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.点燃第二十一页，共六十八页，编辑于2023年，星期五

第二十二页，共六十八页，编辑于2023年，星期五盐酸GodSaveme！！无所谓，我无所谓…为什么受伤的总是我！我得意的笑，又得意的笑…金属与盐酸的反应第二十三页，共六十八页，编辑于2023年，星期五金属稀盐酸现象反应的化学方程式镁

锌

铁

铜放出气泡最迅速，反应最剧烈。放出气泡速度次之，反应较为剧烈。放出气泡速度最慢，反应较为缓慢，溶液由无色变浅氯色。无现象Mg+2HCl=MgCl2+H2↑Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑Fe+2HCl=FeCl2+H2↑金属活动性由强到弱Mg、Zn、FeCu﹖HH第二十四页，共六十八页，编辑于2023年，星期五金属稀硫酸现象反应的化学方程式镁

锌

铁

铜放出气泡最迅速，反应最剧烈。放出气泡速度次之，反应较为剧烈。放出气泡速度最慢，反应较为缓和。不反应Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑第二十五页，共六十八页，编辑于2023年，星期五

金属+酸→盐(金属化合物)+氢气(2)化学活泼性：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,即亚铁盐第二十六页，共六十八页，编辑于2023年，星期五说明:铁能把铜从硫酸铜溶液中反应出来，这也是比较金属活动性的依据之一。现象：_________________________________________________________________________________________________________将铁钉投入到硫酸铜溶液中有何现象？

铁钉表面会有红色物质析出，溶液会从蓝色变为浅绿色。Fe+CuSO4=Cu+FeSO4

该反应的化学方程式：回忆：活动性:Fe﹥Cu3.金属与盐(金属化合物)溶液的反应第二十七页，共六十八页，编辑于2023年，星期五

铝与硫酸铜溶液的反应铜与硝酸银溶液的反应(1)活动与探究第二十八页，共六十八页，编辑于2023年，星期五实验现象反应的化学方程式结论铝丝浸入硫酸铜溶液中铜丝浸入硝酸银溶液中

铜浸入硫酸铝溶液中铝丝表面覆盖一层紫红色物质，溶液由蓝色逐渐变为无色。铜丝表面覆盖一层银白色物质，溶液由无色逐渐变为蓝色。无现象2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3CuCu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag根据刚才的实验填写表格铝比铜活泼铜比银活泼铜没铝活泼

可以利用Al片﹑Cu丝及

CuSO4

﹑AgNO3

﹑Al2(SO4)3溶液来判断Al﹑Cu﹑Ag的活动性不反应第二十九页，共六十八页，编辑于2023年，星期五金属+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.金属活动顺序

1.常见金属的活动性顺序:KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金属活动性顺序由强逐渐减弱第三十页，共六十八页，编辑于2023年，星期五(3)在金属活动顺序里,位于前面的金属能把位于后面的金属从它们盐（金属化合物）溶液中置换出来.应用:判断金属能否与盐（金属化合物）溶液反应,即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,置换反应才能发生.注意:盐必须可溶;金属钾、钙、钠太活泼,不要取.(1)在金属活动顺序里,金属的位置越靠前,它的活动性就越强.

应用:判断金属的活动性顺序(2)在金属活动性顺序里,位于氢之前的金属能置换出酸（盐酸、稀硫酸)中的氢。应用:判断金属能否与酸发生置换反应;能反应的反应速率的大小;2.金属活动性顺序的应用KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu第三十一页，共六十八页，编辑于2023年，星期五1.判断下列物质能否发生反应？若能，写出相关化学方程式。若不能,说出理由.

（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+Fe练习：第三十二页，共六十八页，编辑于2023年，星期五

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.解答:金属活动性顺序X>Y>Z第三十三页，共六十八页，编辑于2023年，星期五3.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第三十四页，共六十八页，编辑于2023年，星期五4.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,滤纸上有铁粉、铜粉和银粉滤液中一定有硝酸亚铁,可能有硝酸铜、硝酸银;滤纸上一定有银粉,可能有铜粉第三十五页，共六十八页，编辑于2023年，星期五5.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、Cu、Fe，滤液中有Fe2+、Mg2+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.第三十六页，共六十八页，编辑于2023年，星期五6．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

。Y>X>ZX<Y<Z第三十七页，共六十八页，编辑于2023年，星期五课题3金属资源的利用和保护单质形式存在的金属第三十八页，共六十八页，编辑于2023年，星期五褐铁矿（Fe2O3·nH2O)

磁铁矿的主要成分为Fe3O4

黄铜矿的主要成分是CuFeS2

黄铁矿的主要成分是FeS2

化合物形式存在的金属赤铁矿(主要成分为Fe2O3)

第三十九页，共六十八页，编辑于2023年，星期五金红石（TiO2）孔雀石(主要成分为Cu2(OH)2CO3)蓝铜矿(主要成分为Cu2(CO3)2(OH)2)闪锌矿的主要成分是ZnS，常含有Fe、Cd、In、Ga等元素菱铁矿主要成分是FeCO3

第四十页，共六十八页，编辑于2023年，星期五我国古代炼铁图第四十一页，共六十八页，编辑于2023年，星期五一.铁的冶炼(金属资源的利用)1.原理(1)在高温的条件下,用一氧化碳将铁从铁的氧化物中还原出来.Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2(2)炼铁实验高温第四十二页，共六十八页，编辑于2023年，星期五【现象】红色粉末变黑,石灰水变浑.【操作注意事项】先通一氧化碳,再加热；结束时,先停止加热,继续通一氧化碳；尾气要处理－点燃尾气,防止污染空气.第四十三页，共六十八页，编辑于2023年，星期五2.原料：

铁矿石－提供铁元素

焦炭－提供热量;

提供一氧化碳

C+O2=CO2(放热)

CO2+C=2CO

石灰石－将矿石中的杂质转为炉渣3.设备：高炉产品为生铁,含杂质点燃高温高温高温高温第四十四页，共六十八页，编辑于2023年，星期五宝钢炼铁高炉第四十五页，共六十八页，编辑于2023年，星期五二.含杂质物质的化学方程式计算1.代入化学方程式计算的物质的量,一定是纯物质的量.2.不纯物质的量,一定要转化为纯物质的量才能代入化学方程式进行计算.不纯物质的质量×纯物质的质量分数=

纯物质的质量有关杂质问题的计算例1、1000t含杂质20%的赤铁矿石中含氧化铁的质量是多少？氧化铁的质量：

1000t×（1-20%）=800t第四十六页，共六十八页，编辑于2023年，星期五有关杂质问题的计算例1、1000t含杂质20%的赤铁矿石中含氧化铁的质量是多少？氧化铁的质量：

1000t×（1-20%）=800t纯物质的质量=

不纯物质的质量×纯物质的质量分数第四十七页，共六十八页，编辑于2023年，星期五例2、生铁中含铁的质量分数为96%，计算多少吨生铁中含铁560t？生铁的质量：560t÷96%=583.3t不纯物质的质量=

纯物质的质量÷纯物质的质量分数第四十八页，共六十八页，编辑于2023年，星期五例3：用1000t含氧化铁80%的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96%的生铁多少吨？【解】设：1000t赤铁矿石可以炼出含铁96%的生铁的质量为xFe2O3+3CO=2Fe+3CO21601121000t×80%X×96%1601000t×80%

112X×96%

答：可以炼出含铁96%的生铁583t赤铁矿石→氧化铁→铁←生铁1000t×80%×70%÷96%=583t=X=583t根据化学式计算：高温第四十九页，共六十八页，编辑于2023年，星期五练习：要炼出含杂质3%的生铁2000吨，需要含四氧化三铁质量分数为90%的磁铁矿石多少吨？生铁→铁→四氧化三铁→磁铁矿石2000t×(1-3%)÷168232÷90%=2976.7t磁铁矿石:生铁中铁的质量四氧化三铁中铁的质量分数四氧化三铁的质量第五十页，共六十八页，编辑于2023年，星期五人们采取了许多措施但一年全世界因生锈而损失的铁约占世界年产量的四分之一！！三.金属资源的保护1.金属的锈蚀与防护第五十一页，共六十八页，编辑于2023年，星期五

甲乙丙(1)铁钉锈蚀条件的探究第五十二页，共六十八页，编辑于2023年，星期五第五十三页，共六十八页，编辑于2023年，星期五思考：你对防止铁制品的锈蚀有什么建议？

加速铁制品锈蚀的因素：酸或氯化钠存在保持干燥或者隔绝氧气导致铁制品锈蚀的因素：水和氧气共同作用。铁锈的主要成分为氧化铁（Fe2O3·xH2O).铁锈很疏松,不能阻碍铁制品的锈蚀(2)铁生锈的原理：第五十四页，共六十八页，编辑于2023年，星期五(3)防锈的方法—保持金属制品的洁净和干燥—涂保护膜：上漆,涂油,镀一层金属,烤蓝…铜生锈的条件是：氧气、水、二氧化碳的共同作用

如何设计实验进行验证？第五十五页，共六十八页，编辑于2023年，星期五1.防止金属腐蚀；2.废旧金属的回收利用；3.

合理开采矿物；4.寻找代替品。2.如何有效保护金属资源一些矿物可供开采的年限节约金属资源减少环境污染第五十六页，共六十八页，编辑于2023年，星期五

讨论:我国稀土资源的合理利用和保护资料:

到目前为止我国的稀土储量居世界第一位.但据估算,1970年我国已探明的稀土储量约占世界总储量的75%左右;到2005年这一比例下降到55%左右;近几年这一比例继续下降.

据估算,目前我国的稀土生产量约占世界总产量的80%以上,居世界第一位.按现在的生产量计算,我国的稀土储备仅能维持15~20年.

目前,我国的稀土年消费量居世界第一位.其中,应用在新材料领域的消费量已占总消费量的50%以上.

据估算,目前我国60%以上的稀土产品出口到国外.出于环境保护和资源储备的考虑,有些发达国家封存本国的稀土矿而从我国进口稀土产品.

我国生产的主要是低端稀土产品,在高端产品方面落后于发达国家.

我国在稀土开采与生产中存在着资源浪费、生态破坏和乱采滥挖等问题.

我国从1999年开始实行稀土出口配额管理;2011年,《国务院关于促进稀土行业持续健康发展的若干意见》发布.

结合以上信息,并查阅有关资料,说我国的稀土资源的合理利用和保护问题谈谈你的看法,并与同学交流.第五十七页，共六十八页，编辑于2023年，星期五金属材料金属合金利用（炼铁）锈蚀和保护物理通性化学性质金属光泽导电导热性延展性跟氧气的反应跟酸的反应跟盐溶液反应强度、硬度更大抗腐蚀性更好生铁·钢·黄铜…金属活动顺序原理：3CO+Fe2O3=3CO2+2Fe原料：铁矿石、焦炭、石灰石设备：高炉金属锈蚀：

原理-O2、H2O

共同作用防护-保护防止金属锈蚀回收利用合理开采矿物寻找替代品高温第五十八页，共六十八页，编辑于2023年，星期五1.镁在空气中点燃：2Mg+O2=2MgO2.铁在氧气中燃烧：3Fe+2O2=Fe3O43.铜加热时和氧气反应：2Cu+O2=2CuO4.铝在常温时和氧气反应：4Al+3O2=2Al2O3；

5.镁和硫酸反应：Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑6.锌和硫酸反应：

Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑7.铁和硫酸反应：

Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑8.镁和盐酸反应：

Mg+2HCl=MgCl2+H2↑9.锌和盐酸反应：Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑10.铁和盐酸反应：

Fe+2HCl=FeCl2+H2↑11.铝丝插入硫酸铜溶液中：

2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu12.铜丝插入硝酸银溶液中：

Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag13.湿法炼铜；曾青得铁则化为铜；铁丝插入硫酸铜溶液中

Fe+CuSO4=FeSO4+Cu14．高炉炼铁的主要反应（以赤铁矿为例）3CO+Fe2O3=3CO2+2Fe点燃点燃△高温第五十九页，共六十八页，编辑于2023年，星期五讨论：等质量的金属(Mg、Al、Zn、Fe)与等质量的酸反应：（此时铝的相对原子质量看作18）1.当金属反应完,产生氢气的质量与金属相对原子质量的关系.

产生氢气的质量与金属相对原子质量成反比2.当酸反应完,产生氢气的质量与消耗的金属相对原子质量的关系.

产生氢气的质量相等；消耗的金属与其相对原子质量成正比.ABCDABCD甲乙第六十页，共六十八页，编辑于2023年，星期五Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑2498265gX>4g

Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑5698265gY>2gZn+H2SO4=ZnSO4+H2↑

6598265gZ=2g

2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑(2×27)(3×98)(3×2)18982

65gW>6g第六十一页，共六十八页，编辑于2023年，星期五ABCD【1】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（）【2】有2.8克不纯的铁粉与足量的稀硫酸应，生成0.1克氢气，则铁中含有的杂质可能是（）

A．锌与木炭B．木炭和铝

C．镁和铝

．D.铜和木炭BB第六十二页，共六十八页，编辑于2023年，星期五【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