金屬的性質(zhì)和利用

1、金屬的性質(zhì)和利用課堂探究知識(shí)點(diǎn)1 常見金屬的物理性質(zhì)(重點(diǎn))教材第114頁你已經(jīng)知道什么解答：金屬元素的名稱和符號(hào)我知道的金屬名稱鐵銅鈣鎂鈉銀汞金鋁鉑鉛鎢錳鋅元素符號(hào)FeCuCaMgNaAgHgAuAlPtPbWMnZn我見過的金屬名稱鐵銅鎂銀汞金鋁鎢_元素符號(hào)FeCuMgAgHgAuAlW教材第114頁交流與討論解答： 金屬的某些物理性質(zhì)及其應(yīng)用金屬的應(yīng)用說明金屬具有的物理性質(zhì)金、鉑可作裝飾品鋼軌、橋梁等汽車外殼、鋼絲繩、鋁箔紙等電線、電纜等鐵鍋、鋁壺等具有金屬光澤機(jī)械強(qiáng)度大延展性好導(dǎo)電性好傳熱性好常見金屬的物理性質(zhì)有：(1)有金屬光澤：金呈金黃色，銅呈紫紅色，鐵、鋁呈銀白色等。(2)有良好

2、的導(dǎo)電性、傳熱性：按照導(dǎo)電能力由大到小的順序，將常見的幾種金屬排列如下：Ag、Cu、Au、Al、Zn、Fe、Pb。(3)有良好的延展性：如最細(xì)的白金絲直徑不超過1/5 000 mm，最薄的金箔只有1/10 000 mm厚。(4)有較大的密度，但鈉、鉀比水輕。(5)有較大的硬度，但鈉、鉀很軟，可用小刀切割。(6)有較高的熔點(diǎn)，熔點(diǎn)最高的金屬是鎢，但銫和鎵在手上受熱就能熔化，汞在常溫下是液體。注意金屬光澤只有在金屬成塊時(shí)才能表現(xiàn)出來，金屬粉末一般都呈暗灰色或黑色，但鋁粉呈銀白色，常用于防銹，俗稱“銀粉”。教材第115頁聯(lián)想與啟示解答：1鐵具有良好的導(dǎo)熱性，而木柄或塑料柄不易導(dǎo)熱，鐵制鍋鏟加上木柄或

3、塑料柄是為了避免把手燙傷。2考慮物質(zhì)的用途時(shí)，除考慮性質(zhì)外，還需要考慮價(jià)格、資源、是否美觀等多種因素。銀的價(jià)格昂貴，不宜用于大量制造電線、電纜。3應(yīng)考慮選用耐磨、硬度較大、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、不易生銹、對(duì)人類沒有危害、色澤美觀的金屬，如選用不銹鋼、特種鎳鋼、金、銀、銅等。例1 銅常被用來制造導(dǎo)線，這主要是因?yàn)樗哂? )A良好的導(dǎo)電性 B良好的導(dǎo)熱性C金屬光澤 D較高的硬度解析：銅具有良好的導(dǎo)電性，常用于制導(dǎo)線；銅具有良好的導(dǎo)熱性，常用于制加熱儀器，如燃燒匙等。 答案：A知識(shí)點(diǎn)2 金屬與氧氣的反應(yīng)(重點(diǎn))教材第115頁觀察與思考解答：1鎂在空氣中劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的白光，放出熱量，生成白色固體；鐵絲

4、在氧氣中劇烈燃燒，火星四射，放出大量熱，生成黑色固體。2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及化學(xué)方程式鎂條在空氣中點(diǎn)燃劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的白光，放出熱量，生成白色固體2Mg+O22MgO鐵片(或鐵絲)在氧氣中點(diǎn)燃劇烈燃燒，火星四射，放出大量熱，生成黑色固體3Fe+2O2Fe3O4鋁片(或鋁絲)在空氣中加熱失去金屬光澤4Al+3O22Al2O3銅片(或銅絲)在空氣中加熱表面由紅色變?yōu)楹谏?Cu+O22CuO許多金屬都能與氧氣反應(yīng)，但反應(yīng)的難易和劇烈程度是不同的，如鎂、鋁等在常溫下就能與氧氣反應(yīng)；鋁在空氣中與氧氣反應(yīng)，在其表面生成一層致密的氧化鋁(Al2O3)膜，從而阻止鋁進(jìn)一步被氧化，因此，鋁具有很好的抗腐蝕性能

5、。= =鐵、銅等在常溫下幾乎不與氧氣反應(yīng)，但在點(diǎn)燃或高溫時(shí)能與氧氣反應(yīng)： 注意“真金不怕火煉”，說明金即使在高溫時(shí)也不與氧氣反應(yīng)。例2 收藏家收藏的清末鋁制品，至今保存仍十分完好，該藝術(shù)品不易銹蝕的主要原因是( )A鋁不易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)B鋁的氧化物易發(fā)生還原反應(yīng)C鋁不易氧化D鋁易氧化，但鋁表面的氧化鋁具有保護(hù)內(nèi)部鋁的作用解析：鋁的金屬活動(dòng)性較強(qiáng)，易于氧化，但其表面生成物致密的氧化鋁膜能阻止內(nèi)部的鋁繼續(xù)被氧化，因此，鋁具有很好的抗腐蝕性能。 答案：D提示因?yàn)殇X很容易在其表面生成致密的氧化鋁保護(hù)膜，因此常把鋁鍍?cè)谄渌饘俚谋砻娑乐蛊渌饘俦桓g。知識(shí)點(diǎn)3 金屬與酸的反應(yīng)(重點(diǎn)難點(diǎn))許多金屬還能與鹽

6、酸或稀硫酸反應(yīng)，生成氫氣和金屬化合物。常見金屬與酸反應(yīng)的現(xiàn)象及反應(yīng)的化學(xué)方程式見下表：金屬現(xiàn)象反應(yīng)的化學(xué)方程式稀鹽酸稀硫酸稀鹽酸稀硫酸鎂反應(yīng)劇烈產(chǎn)生大量氣泡反應(yīng)放熱反應(yīng)劇烈產(chǎn)生大量氣泡反應(yīng)放熱鋅產(chǎn)生氣泡反應(yīng)放熱產(chǎn)生氣泡反應(yīng)放熱鐵產(chǎn)生氣泡產(chǎn)生氣泡銅無現(xiàn)象無現(xiàn)象例3 鐵、銅、鎂是常見的金屬，下列說法錯(cuò)誤的是( )A都能與氧氣反應(yīng) B都能與稀硫酸反應(yīng)C都具有良好的延展性 D都具有金屬光澤解析：鐵在氧氣中點(diǎn)燃可生成四氧化三鐵，銅在加熱的條件下與氧氣反應(yīng)生成氧化銅，鎂在常溫下就可與氧氣反應(yīng)生成氧化鎂，故A說法正確；鐵、銅、鎂三種金屬都有良好的延展性，銅具有紫紅色金屬光澤，鐵、鎂具有銀白色金屬光澤，故CD

7、說法正確；鐵、鎂都能與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣，而銅與稀硫酸不反應(yīng)，故B說法錯(cuò)誤。 答案：B知識(shí)點(diǎn)4 金屬與金屬化合物溶液的反應(yīng)(重點(diǎn)難點(diǎn))金屬與某些金屬化合物溶液的反應(yīng)CuSO4溶液AgNO3溶液NaCl溶液Zn現(xiàn)象Zn的表面有紅色的金屬析出，溶液的藍(lán)色逐漸變淺Zn的表面有銀白色的金屬析出無明顯變化化學(xué)方程式不反應(yīng)結(jié)論 鋅能從CuSO4AgNO3的溶液中把銅和銀置換出來，而不能從NaCl溶液中置換出金屬鈉Fe現(xiàn)象Fe的表面有紅色的金屬析出，溶液顏色由藍(lán)色逐漸變?yōu)闇\綠色Fe的表面有銀白色的金屬析出，溶液由無色逐漸變?yōu)闇\綠色無變化化學(xué)方程式不反應(yīng)結(jié)論 鐵能從CuSO4AgNO3的溶液中把銅和銀置換出來

8、，面不能從NaCl溶液中置換出金屬納Cu現(xiàn)象無明顯變化銅的表面上有銀白色的金屬析出，溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色無變化化學(xué)方程式不反應(yīng)Cu2AgNO3Cu(NO3)22Ag不反應(yīng)結(jié)論銅只能從AgNO3溶液中置換出銀，而不能從NaCl溶液中置換出金屬鈉我國古代就有“曾青得鐵則化為銅”的記載。它表示的化學(xué)原理是：把鐵釘放在硫酸銅溶液中，鐵釘上會(huì)有紅色的銅生成。但若將銅片置于硫酸亞鐵溶液中，則銅片表面無任何變化?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)證明：活潑的金屬能將不活潑的金屬從它的化合物的溶液中置換出來。依據(jù)一種金屬能否將另一種金屬從其化合物的溶液中置換出來，可以比較兩種金屬活動(dòng)性的強(qiáng)弱。拓展 向同一濃度的稀鹽酸(或稀硫酸)里分別放

9、入銅片、鐵釘、鎂片，現(xiàn)象不同。銅片上無氣泡(即不發(fā)生反應(yīng))，說明銅不如氫(酸中有氫)活潑；鐵釘、鎂片上出現(xiàn)了氣泡(發(fā)生了反應(yīng))，但鐵釘上產(chǎn)生氣泡的速率不如鎂片快，說明鐵、鎂都比氫活潑，且鎂比鐵活潑?？梢娊饘倩顒?dòng)性強(qiáng)弱程度不同，通常可通過金屬與酸、金屬與金屬化合物溶液能否反應(yīng)及反應(yīng)劇烈程度來判斷金屬的活動(dòng)性順序。金屬活動(dòng)性順序(由強(qiáng)到弱)：K、CANAMg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au教材第116頁活動(dòng)與探究解答：見中考考點(diǎn)對(duì)接。例4 (南京中考)京京同學(xué)對(duì)金屬活動(dòng)性順序等知識(shí)進(jìn)行了研究。(1)根據(jù)圖511中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷，稀鹽酸里的A、B、C、D四種金屬中，

10、在金屬活動(dòng)性順序里，位于氫后面的金屬是 (填字母)。圖511(2)將甲、乙兩種金屬片分別放入硫酸銅溶液中，乙表面析出紅色固體，甲沒有明顯現(xiàn)象。判斷甲、乙、銅三種金屬的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?。 解析：(1)觀察圖511可知：在D的周圍沒有氣泡產(chǎn)生，故D排在氫的后面；(2)由乙能與硫酸銅溶液反應(yīng)，甲不反應(yīng)，說明乙排在Cu的前面，甲排在Cu的后面，即三者的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)橐褻u甲。答案：(1)D (2)乙Cu甲提示可以通過金屬與酸、金屬與化合物溶液能否反應(yīng)及反應(yīng)的劇烈程度來判斷金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱順序。知識(shí)點(diǎn)5 實(shí)驗(yàn)室制取氫氣反應(yīng)原理Zn+H2SO4=2nSO4+H2(或Zn+2HCl=2nCl2

11、+H2)實(shí)驗(yàn)裝置a發(fā)生裝置b集裝置實(shí)驗(yàn)步驟連接裝置，檢查裝置氣密性；向發(fā)生裝置內(nèi)加入鋅和稀硫酸(或稀鹽酸)；用排水法或向下排空氣法收集氫氣教材第117頁聯(lián)想與啟示解答：見知識(shí)點(diǎn)5。例5 下列關(guān)于氫氣的制取和收集的說法正確的是( )A用銅和稀硫酸制取氫氣 B必須使用酒精燈加熱C收集氫氣可以用向上排空氣法 D可用排水法收集氫氣解析：實(shí)驗(yàn)室制取氫氣用鋅和稀硫酸反應(yīng)，銅與稀硫酸不反應(yīng)，故A錯(cuò)；實(shí)驗(yàn)室制取氫氣時(shí)采用固液反應(yīng)不用加熱的裝置，故B錯(cuò)；氫氣的密度比空氣小，可用向下排空氣法收集，故C錯(cuò)；氫氣不溶于水，可用排水法收集，故D正確。 答案：D知識(shí)點(diǎn)6 置換反應(yīng)(重點(diǎn))定義一種單質(zhì)與一種化合物反應(yīng)生成另

12、一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng)叫置換反應(yīng)特征一換一表達(dá)式ABCBAC判斷方法必須同時(shí)滿足以下三個(gè)條件：是化學(xué)反應(yīng)；反應(yīng)物為一種單質(zhì)和一種化合物；生成物為另一種單質(zhì)和另一種化合物注意在判斷反應(yīng)類型時(shí)，常容易出錯(cuò)，特別是反應(yīng)物的種類容易疏忽。例如： CO+CuO Cu+CO2易被誤認(rèn)為是置換反應(yīng)，實(shí)際上此反應(yīng)反應(yīng)物中無單質(zhì)，不是置換反應(yīng)。例6 海水曬鹽后剩余的母液稱為“苦鹵”，可用來提取多種化工原料。從苦鹵中提取溴的反應(yīng)化學(xué)方程式為2NaBr+Cl2=Br2+2NaCl，該反應(yīng)的基本類型屬于( )A化合反應(yīng) B分解反應(yīng) C置換反應(yīng) D復(fù)分解反應(yīng)解析：根據(jù)化學(xué)方程式的反應(yīng)物和生成物來判斷，分析化學(xué)方程

13、式可知：反應(yīng)物為化合物、單質(zhì)，生成物為單質(zhì)、化合物，故符合置換反應(yīng)的概念。 答案：C提示置換反應(yīng)的特征：反應(yīng)物與生成物都為“一單一化”，即單質(zhì)化合物單質(zhì)化合物。知識(shí)點(diǎn)7 合金(重點(diǎn))(1)合金是指由一種金屬跟其他金屬(或非金屬)熔合形成的有金屬特性的物質(zhì)。理解合金要注意以下幾點(diǎn)：合金中至少含一種金屬，可以含有非金屬，組成合金的金屬沸點(diǎn)一定要比其他金屬熔點(diǎn)高，這樣成分金屬才能熔合在一起；合金仍然具有金屬特性，如金屬光澤、優(yōu)良導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性等；合金是均勻的混合物，在鐵表面鍍一層銅，不屬于合金；Fe2O3Fe3O4等為純凈物，也無金屬特性，不屬于合金。(2)金屬材料：包括純金屬和各種合金。(

14、3)合金的特點(diǎn)：合金的熔點(diǎn)低于組成它的成分金屬，而硬度一般比各成分金屬大。純金屬很難滿足各種特殊的要求，在金屬中加入其他元素制成的合金則具有許多良好的物理、化學(xué)和機(jī)械性能，大大拓寬了金屬材料的應(yīng)用范圍和使用價(jià)值。(4)合金的品種已不下萬種，常見的有鐵合金、鋁合金、銅合金等。世界上最常見、應(yīng)用廣泛的鋼是由鐵、碳等元素形成的合金；人類歷史上使用最早的青銅是由銅、錫等元素形成的合金。一些常見合金的特性和用途如下表所示：名稱主要組成元素特征用途黃銅銅、鋅堅(jiān)硬、耐腐蝕制造機(jī)器零件、電器零件等青銅銅、錫耐腐蝕、易鑄造成形制造形狀復(fù)雜的鑄件、精致的工藝品、塑像等硬鋁鋁、銅、鎂、錳質(zhì)輕而堅(jiān)硬制造飛機(jī)、汽車，作

15、建筑材料等焊錫錫、鉛熔點(diǎn)低、能粘接金屬焊接電子元件、金屬片等不銹鋼鐵、鉻、鎳耐腐蝕制醫(yī)療器械、化工設(shè)備、日用品等碳素鋼鐵、碳堅(jiān)硬作建筑材料，制造機(jī)器零件、鐵軌、船舶、橋梁等武德合金鉍、鉛、錫、鎘熔點(diǎn)低制電路保險(xiǎn)絲、自動(dòng)滅火和防爆安全裝置等白銅銅、鎳光澤好、耐磨、耐腐蝕、易加工錢幣、代替銀作飾品(5)生鐵和鋼生鐵和鋼是鐵的合金，由于純鐵質(zhì)軟，不宜用來制造機(jī)械和其他用品，我們平時(shí)使用最多的是鐵的合金。生鐵與鋼的比較：教材第119頁活動(dòng)與探究解答：1保險(xiǎn)絲很容易彎曲，容易被折斷。2武德合金的熔點(diǎn)比其組成金屬的熔點(diǎn)低。教材第119頁交流與討論解答：日常生活中，常用到的合金有不銹鋼、鋁合金、黃銅、焊錫、

16、生鐵、碳素鋼、鈦合金等。用不銹鋼制作廚具，銘合金制作門窗等。例7 下列有關(guān)鋼的說法錯(cuò)誤的是( )A是合金 B是金屬材料C鋼的性能優(yōu)于生鐵 D鋼中不含碳元素解析：鋼是鐵的合金，是一種金屬材料，鋼的性能優(yōu)于生鐵，鋼是含碳量為0.03%2%的鐵的合金。 答案：D提示在金屬中加熱熔合某些金屬或非金屬而制得的合金，其性能會(huì)發(fā)生改變，合金的強(qiáng)度和硬度一般比組成它們的純金屬更高，抗腐蝕性能等也更好。因此，合金具有更廣泛的用途。知識(shí)點(diǎn)8 幾種特殊的合金(1)不銹鋼：是指鐵中加人鉻、鎳制成的合金，抗腐蝕能力強(qiáng)，不易生銹，但在特殊環(huán)境中仍然會(huì)被腐蝕。被廣泛應(yīng)用于各種器械的制造，如醫(yī)療器械等。(2)形狀記憶合金：是指具有特殊的形狀記憶功能的合金，用形狀記憶合金做成的金屬絲，即使被揉成一團(tuán)，但只要達(dá)到一定的溫度，就能在瞬間恢復(fù)原來的形狀(如圖512 所示，被廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星、航空、生物工程等方面。用形狀記憶合金絲 將天線揉成團(tuán) 在加熱時(shí)形狀開始恢復(fù) 形狀完全恢復(fù)