2024高中化学第4章材料家族中的元素第2节铝金属材料第2课时金属与金属材料教案鲁科版必修1

PAGE6-第2课时金属与金属材料[学习目标]1.能从材料组成的角度对生活中常见材料进行分类，能依据运用需求选择适当的材料，能说明运用留意事项，并能科学合理运用。2.了解金、银、铜、不锈钢的主要性质及作为材料在工业生产和高科技领域中的应用。1.重要的黑色金属材料——钢铁(1)金属材料的分类①黑色金属材料：包括eq\o(□,\s\up5(01))铁、eq\o(□,\s\up5(02))铬、eq\o(□,\s\up5(03))锰以及它们的合金。②有色金属材料：除eq\o(□,\s\up5(04))黑色金属材料以外的其他金属材料及其合金。(2)重要的黑色金属材料——钢铁①钢铁钢铁是铁的合金的总称，eq\o(□,\s\up5(05))削减生铁里的eq\o(□,\s\up5(06))碳元素并增加eq\o(□,\s\up5(07))硅、eq\o(□,\s\up5(08))锰等元素的含量，铁则转化为钢。由于钢铁中含有其他杂质，所以eq\o(□,\s\up5(09))易被锈蚀。②不锈钢在一般钢的基础上加入eq\o(□,\s\up5(10))铬、镍等多种元素炼成不锈钢，具有很好的化学稳定性和耐腐蚀性。2．几种有色金属材料——金、银、铜(1)金、银、铜的重要物理性质、性能及应用的比较(2)铜及其化合物的化学性质①铜②氧化铜一、重要的黑色金属材料——钢铁[沟通研讨]1．人类运用钢铁的历史悠久，历经：生铁—钢—不锈钢的演化过程，生铁与钢在成分上有什么不同？提示：生铁和钢都是铁的合金，其中含碳量高的叫生铁，含碳量低的叫钢。2．黑色金属材料是黑色的吗？提示：黑色金属材料不是黑色的，是银白色的。[点拨提升]1．冶金工业把金属材料分为黑色金属材料(Fe、Cr、Mn及其合金)和有色金属材料(除黑色金属之外的金属及其合金)，不是从外观上分的，其实黑色金属仍旧是银白色，而有色金属除Au—黄色、Cu—紫红色外其他的仍为银白色。2．生铁与钢的区分在于含碳的凹凸，不锈钢中的其他成分比生铁中的要多，但含碳量比生铁低，不锈钢有多种类型，其共同的特征是含Cr量不低于12%。学问拓展生铁是铁矿石(Fe2O3或Fe3O4)高温下被CO还原而制备的；而钢是用氧化剂氧化削减生铁中的碳元素含量而制得的，因此中国有句古语叫“百炼成钢”。[练习与活动]1．下列金属不属于黑色金属的是()A．Fe(铁)B．Mn(锰)C．Cr(铬)D．Ti(钛)答案D解析黑色金属主要是指Fe、Cr、Mn及其合金。2．下列有关铁及铁合金的说法正确的是()A．生铁是铁碳合金，而钢则为纯铁B．生铁的硬度比纯铁的硬度小C．削减生铁中的碳、硅、锰等元素可得到钢D．铁的应用，经验了“铁—一般钢—不锈钢”的演化过程答案D解析钢也是合金，A错误。生铁的硬度比纯铁的硬度大，B错误。炼钢是削减生铁中的碳元素，增加硅、锰等元素，C错误。二、几种重要的有色金属材料——金、银、铜[沟通研讨]1．金、银、铜在历史上主要作为货币金属或装饰品被应用，你能说明一下缘由吗？提示：稀有且色调迷人，不易变质——化学性质稳定。2．铜器在潮湿的空气中表面易形成一层绿色的铜锈，它是怎样形成的？提示：2Cu＋H2O＋CO2＋O2=Cu2(OH)2CO3[点拨提升]1．常温下，铜在干燥的空气中性质稳定，但在潮湿的空气里会被锈蚀，在其表面生成碱式碳酸铜(铜绿)。反应的化学方程式为2Cu＋O2＋H2O＋CO2=Cu2(OH)2CO3。2．含铜化合物间的相互转化氧化铜分解：4CuOeq\o(=,\s\up17(高温))2Cu2O＋O2↑，CuO为黑色固体，Cu2O为红色固体。蓝矾失水：CuSO4·5H2Oeq\o(=,\s\up17(△))CuSO4＋5H2O↑，CuSO4·5H2O为蓝色晶体，CuSO4为白色粉末。学问拓展1．Cu与稀H2SO4不反应，但在H2SO4作用下，Cu常温下与O2反应，其方程式为2Cu＋O2＋2H2SO4=2CuSO4＋2H2O，这是工业上用废铜屑制蓝矾的反应原理；类似地Cu与O2在盐酸或硝酸存在条件下也可制得CuCl2和Cu(NO3)2。2．Ag制器皿长时间放置易发黑，是因为Ag与空气中微量的硫化氢反应生成Ag2S：4Ag＋O2＋2H2S=2Ag2S＋2H2O。3．Cu2O在酸性条件下不稳定，发生反应Cu2O＋2H＋=Cu＋Cu2＋＋H2O，此反应常用于检验Cu中是否含Cu2O；与Cu2O反应的酸不能为硝酸，若为硝酸，则生成物全部为Cu2＋，无单质Cu。[练习与活动]3．人类的生活和生产都离不开金属。下列金属的用途或特点不是利用金属的化学性质的是()A．用铁回收含银废液中的银B．用铜与稀硝酸反应制备NOC．古代的金银制品能保存至今D．电子工业中用金制作导线或电器元件答案D解析利用铁的金属活动性比银强，A不符合题意。利用铜的还原性，B不符合题意。利用金、银的金属活动性比较弱，C不符合题意。利用了金的导电性，D符合题意。4．铜、银、金是人类相识最早的三种金属，因为很早就被人们用于铸造钱币，因而有“货币金属”之称。由于铁的金属性比铜、银、金的强，相对而言，人类相识铁稍晚。某探讨性学习小组为了证明铁的金属活动性比铜强，他们设计了如下方案，设计合理的是()A．铁片置于硫酸铜溶液中有铜析出B．铁、铜和氯气反应分别生成FeCl3和CuCl2C．足量的铁片和铜粉分别与浓硫酸反应生成FeSO4和CuSO4D．铜片置于FeCl3溶液中铜片渐渐溶解答案A解析活泼的金属能置换出不活泼的金属，铁片置于CuSO4溶液中置换出铜，说明铁的金属活动性强于铜的金属活动性，A正确；Cl2具有强氧化性，Fe、Cu与Cl2反应分别生成FeCl3、CuCl2，二者分别是Fe、Cu的最高价氯化物，不能说明铁的金属活动性强