金屬的性質(zhì)和利用

第五章金屬的冶煉與利用第一節(jié)金屬的性質(zhì)和利用保定17中劉進(jìn)勝學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解常見的金屬及有關(guān)金屬的冶煉歷史；2.掌握金屬的物理性質(zhì)及用途；3.知道鐵、鋁、銅等常見金屬與氧氣的反應(yīng)。其實(shí)我們知道很多你知道哪些金屬？見過哪些金屬？把它們的名稱和元素符號寫在課本p.114的表5-1中?？纯凑l知道的最多！鈉鎂鉀鋅鈣NaMgKZnCa鐵鋁銅銀金FeAlCuAgAu……………………金屬元素的名稱和符號東漢晚期的青銅奔馬河北滄州的鐵獅子金屬有很多的用途你知道我們在什么地方使用了金屬嗎？想一想，你會發(fā)現(xiàn)我們的生活離不開金屬。思考1：鐵、鋁常用于制作鍋、鏟等炊具，表現(xiàn)出金屬哪種物理性質(zhì)？鐵鍋鋁鍋導(dǎo)熱性金屬的物理性質(zhì)銅線思考2：鐵、鋁、銅能加工成導(dǎo)線、能壓成薄片，表現(xiàn)出金屬哪些物理性質(zhì)？導(dǎo)電性、鋁錠可壓成很薄的鋁箔用來包裝糖果等延展性金屬的物理性質(zhì)思考3：金、銀、鉑做成各種首飾等，表現(xiàn)出金屬哪種物理性質(zhì)？有金屬光澤金屬的物理性質(zhì)金屬的物理性質(zhì)金屬鐵金屬鋅銅塊金條汞請充分調(diào)動起你的思維交流與討論并將結(jié)果填入P114表5-2中?？偨Y(jié)出金屬的主要物理性質(zhì)。一金屬的性質(zhì)（一）.物理性質(zhì)：

相似性：大多數(shù)金屬都有金屬光澤，密度、硬度較大，熔、沸點(diǎn)較高，具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性、延展性。差異性：汞常溫下呈液態(tài)，銅為紫紅色，銀的導(dǎo)電能力最強(qiáng)，熔點(diǎn)最高的金屬是鎢等。鉛(Pb)錫(Sn)鋁(Al)鐵具有磁性銅呈紫紅色金呈黃色金屬均呈銀白色嗎?溫度計(jì)中的汞為液體金屬還具有各自的特性：金屬的物理性質(zhì)金屬光澤FeCuZn在粉末狀時(shí)，金屬吸收可見光后輻射不出去，所以這時(shí)金屬一般呈暗灰色或黑色。聯(lián)想與啟示你知道鑄造硬幣的金屬材料由哪些嗎？你覺得在選擇鑄幣材料時(shí)應(yīng)考慮哪些因素？課本P122第10題（1）為什么油罐車經(jīng)常有一條鐵鏈拖到地面上，這是利用了鐵的什么性質(zhì)？（2）鐵和鋁都可以用來制作炊具，這是利用了鐵和鋁的什么性質(zhì)？（3）用金屬鎢做白熾燈的燈絲，這是利用了鎢的什么性質(zhì)？（4）鋁能制成很薄的鋁箔，這是利用了鋁的什么性質(zhì)？性質(zhì)決定用途1、地殼中含量最高的金屬元素：2、人體中含量最高的金屬元素：3、目前世界年產(chǎn)量最高的金屬：4、導(dǎo)電、導(dǎo)熱最好的金屬：5、硬度最高的金屬：6：熔點(diǎn)最高的金屬：7：熔點(diǎn)最低的金屬：資料金屬之最鋁鈣鐵銀鉻鎢汞合金鋼銅合金保險(xiǎn)絲（武得合金）鋁合金窗銥鉑合金筆鈦合金與人造骨多種多樣的合金制品二、合金金屬在生活、生產(chǎn)中非常廣泛的應(yīng)用。不同的用途需要不同性能的金屬。如：做飛機(jī)機(jī)翼的金屬，需要堅(jiān)硬而質(zhì)輕；用于制造切割工具的金屬，需要有很大的硬度制造電燈絲的金屬熔點(diǎn)要高。制造保險(xiǎn)絲的金屬熔點(diǎn)要低制造化工生產(chǎn)設(shè)備的金屬要耐腐蝕等等●1、取一段保險(xiǎn)絲，試試能不能用手把它彎曲，是不是很容易被折斷。2、某種保險(xiǎn)絲是用武得合金制成的，熔點(diǎn)為：69℃。其組成金屬及其熔點(diǎn)分別為：鉍：271℃、鉛：327℃錫：232℃鎘：321℃武得合金：69℃。比較武得合金與其組成金屬的熔點(diǎn)差異，對此你有什么想法？合金合金的硬度大于各成分金屬合金的密度小于各成分金屬合金的熔點(diǎn)低于各組分金屬抗腐蝕性強(qiáng)于組分金屬表5—4一些常見金屬的特性和用途幾種合金不銹鋼

不銹鋼是指含鉻13%以上的鐵合金。字常見的不銹鋼含18%的鉻和8%的鎳。這種合金在空氣中較穩(wěn)定，不容易生銹，能夠長久保持其金屬光澤和銀白色。但在某些情況下（例如在海水中）不銹鋼仍然會被腐蝕。所以，不銹鋼并不是絕對不會生銹的，只不過是它“自我保護(hù)能力”比較強(qiáng)而已。幾種合金形狀記憶合金這類合金被廣泛地用于衛(wèi)星、航空、生物工程、醫(yī)療。能源和自動化等方面幾種合金高溫合金儲氫合金

在高溫下，仍然保持其較高強(qiáng)度的合金叫高溫合金它主要用于制造飛機(jī)和航天飛機(jī)的關(guān)鍵部件

儲氫合金是指能在溫室下吸收氫氣，稍稍加熱即能很快放出氫氣的合金。它以鎂或稀土金屬為主形成的合金。氫氣是21世紀(jì)要開發(fā)的新能源之一。儲氫合金不但能解決氫氣儲存和運(yùn)輸問題，而且可用于氫氣的回收、分離、凈化等方面

不銹鋼是指含鉻13%以上的鐵合金。字常見的不銹鋼含18%的鉻和8%的鎳。這種合金在空氣中較穩(wěn)定，不容易生銹，能夠長久保持其金屬光澤和銀白色。但在某些情況下（例如在海水中）不銹鋼仍然會被腐蝕。所以，不銹鋼并不是絕對不會生銹的，只不過是它“自我保護(hù)能力”比較強(qiáng)而已。不銹鋼鋼鐵的用途我國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展鋼鐵是非常重要的金屬材料。鋼鐵的生產(chǎn)和使用是人類文明和社會進(jìn)步的一個(gè)重要標(biāo)志早在春秋戰(zhàn)國時(shí)期，我國就開始生產(chǎn)和使用鐵器。我國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展新中國成立以后，我國的鋼鐵工業(yè)得到了飛躍的發(fā)展。1994年鋼產(chǎn)量只有15.8萬噸，居世界26位；1996年，我國的鋼鐵產(chǎn)量首次特破1億噸居世界前列；為紀(jì)念1996年中國鋼產(chǎn)量突破1億噸而發(fā)行2002年，我國的鋼產(chǎn)量為18224.89萬噸，連續(xù)多年保持世界第一合金鋼銅合金保險(xiǎn)絲（武得合金）鋁合金窗銥鉑合金筆鈦合金與人造骨多種多樣的合金制品閱讀課本P120—1212%~4.3%0.03%~2%含較多的碳、硫、磷、硅等元素含碳、硫、磷、硅等元素較少硬而脆，不可煅造硬而韌，良好的延展性燒菜用的鐵鍋、暖氣片機(jī)床的底座等制造機(jī)械、交通工具和武器三、生鐵和鋼（都是混合物）生鐵和鋼的區(qū)別在于含碳量不同，所以煉鋼就是降低生鐵中的含碳量生鐵和鋼都是鐵的合金。那么什么叫合金？合金有什么性能？黃金飾品中的假貨常常魚目混珠，社會上的不法分子時(shí)常以黃銅（銅、鋅混合物）冒充黃金進(jìn)行詐騙活動。小明在旅游時(shí)幫他母親買了一枚戒指，但他擔(dān)心買到假貨，上當(dāng)受騙。特請我來幫他鑒別真假。你們能幫我解決這難題嗎？金屬與氧氣的反應(yīng)

回顧與討論：請同學(xué)們回憶在氧氣的化學(xué)性質(zhì)中，我們研究了哪幾種金屬和氧氣的反應(yīng)？你還能回憶起這些反應(yīng)的現(xiàn)象嗎？鐵絲、鎂帶和氧氣的反應(yīng)

3Fe+2O2Fe3O42Mg+O2

2MgO

點(diǎn)燃點(diǎn)燃分別把鐵片鋁片和銅片的表面用砂紙檫亮然后按表5—3所列的項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并從中概括出實(shí)驗(yàn)結(jié)論在氧氣中點(diǎn)燃在空氣中加熱在空氣中加熱表5—3金屬化學(xué)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)記錄火星四射劇烈燃燒有黑色物質(zhì)生成表面變暗失去金屬光澤表面發(fā)黑產(chǎn)生氣體產(chǎn)生氣體無明顯現(xiàn)象從上述實(shí)驗(yàn)事實(shí)可以看出：鎂、鋁比較活潑，鐵、銅次之鎂、鋅、鐵、銅與鹽酸反應(yīng)比較2、金屬與（?。┧崛芤悍磻?yīng)劇烈反應(yīng)，金屬逐漸減少，產(chǎn)生大量氣泡劇烈反應(yīng)，金屬逐漸減少，產(chǎn)生大量氣泡劇烈較反應(yīng)，金屬逐漸減少，產(chǎn)生大量氣泡反應(yīng)緩慢，金屬逐漸減少，有氣泡產(chǎn)生，溶液由無色變?yōu)闇\綠色不反應(yīng)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↑很快很快較快較慢不反應(yīng)反應(yīng)后生成什么氣體？根據(jù)反應(yīng)時(shí)是否有氣泡產(chǎn)生及產(chǎn)生氣泡速度的快慢，可否判斷金屬的活動性強(qiáng)弱？結(jié)論：Mg>Zn>Fe>Cu金屬與稀鹽酸反應(yīng)的比較氣泡金屬與鹽酸反應(yīng)的比較金屬與金屬化合物溶液的反應(yīng)

實(shí)驗(yàn)探究1.把一根用砂紙打磨過的鋁絲浸入硫酸銅溶液中，過一會取出，觀察，有什么現(xiàn)象？2.把一根潔凈的銅絲浸入硝酸銀溶液中，過一會取出，觀察，有什么現(xiàn)象發(fā)生？3.把另一根潔凈的銅絲浸入硫酸鋁溶液中，過一會取出，觀察，有什么現(xiàn)象發(fā)生？鋁絲浸入硫酸銅溶液中銅絲浸入硝酸銀溶液中

鐵絲浸入硫酸銅溶液中Fe+CuSO4=FeSO4+Cu

Cu+AgNO3=Cu(NO3)2+

Ag

銅絲浸入硝酸銀溶液中22KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu

金屬活動性由強(qiáng)轉(zhuǎn)弱金屬活動性順序的應(yīng)用：位于氫前的金屬能與鹽酸、稀硫酸反應(yīng)而生成氫氣。位置越靠前，它的活動性越強(qiáng)。常見金屬的活動性順序表：位于前面的金屬能把位于后面的金屬從它們化合物的溶液中置換出來（K、Ca、Na除外）。思考：對于能發(fā)生的反應(yīng)，若從反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)類別的角度去分析，這些反應(yīng)有什么共同特點(diǎn)？它們屬于哪種反應(yīng)類型？并請歸納已學(xué)過的化學(xué)反應(yīng)基本類型。Mg+CuSO4==MgSO4+CuFe+CuSO4==FeSO4+CuZn+CuSO4==ZnSO4+Cu2Al+3CuSO4==Al2(SO4)3+3Cu

我們從反應(yīng)物和生成物的類別（如單質(zhì)、化合物）的角度來分析，這些反應(yīng)有什么特點(diǎn)？將這類反應(yīng)和分解反應(yīng)化合反應(yīng)進(jìn)行比較。單質(zhì)單質(zhì)化合物化合物上面的4個(gè)反應(yīng)方程式是屬于置換反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)的基本類型化合反應(yīng)：A+B→AB分解反應(yīng)：AB

→A+B置換反應(yīng)：A+BC→AC+B隨堂練習(xí)1、金屬在人類的生活和生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，請用金屬元素符號填空：溫度計(jì)中填充的金屬是

；暖水瓶內(nèi)膽壁上銀白色金屬是

；白熾燈泡里作燈絲的金屬是

；常用電線中的金屬是

；應(yīng)用最廣泛的金屬是

，用于包裝糖果、香煙的銀白色金屬材料是

。2．古人曾將鉛鍛打成細(xì)細(xì)的鉛條，作為筆來寫字，這也是“鉛筆”名稱的由來，鉛筆能像現(xiàn)代鉛筆一樣寫字，這一現(xiàn)象與鉛的下列哪條性質(zhì)有關(guān)A．硬度小B．熔點(diǎn)低C．密度大D．能導(dǎo)電3．從人類利用金屬的歷史看，先有青銅器時(shí)代再到鐵器時(shí)代，然后才有了鋁制品。造成這個(gè)先后順序事實(shí)的最主要因素是（）A、地殼中金屬元素的含量B、金屬的導(dǎo)電性C、金屬冶煉的難易程度D、金屬的延展性4、收藏家收藏清末鋁制品，至今保存十分完好，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．鋁不易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)C．鋁易氧化，其表面的氧化膜具有保護(hù)內(nèi)部作用D．鋁很難與酸發(fā)生反應(yīng)5.為了解決交通瓶頸制約，我國第六次對鐵路列車實(shí)行大提速。提速前須將原有鐵路短軌或長軌焊接為超長軌，常用2Al+Fe2O3=Al2O3+2Fe這一反應(yīng)原理來焊接鋼軌。該反應(yīng)屬于：()A.化合反應(yīng)B.復(fù)分解反應(yīng)

C.分解反應(yīng)D.置換反應(yīng)課本P118第7題要除去銅屑中少量鐵屑，某同學(xué)設(shè)計(jì)了以下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)方案：①②CuFeCuFe加入適量硫酸銅溶液攪拌過濾洗滌過濾洗滌攪拌加入適量稀硫酸（1）寫出兩個(gè)實(shí)驗(yàn)方案中有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式①②Fe+CuSO4==FeSO4+CuFe+H2SO4==FeSO4+H2↑（2）以上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)方案中，你愿意選擇的是：

理由：①不僅除去了銅屑，并且增加原樣品中銅屑的質(zhì)量，方法②中會生成氫氣，如不收集，會導(dǎo)致資源浪費(fèi)（3）你是否有更簡便的方法？寫出你的做法，并和同學(xué)們交流用磁鐵吸引樣品中的鐵屑磁鐵自然界以單質(zhì)存在形式的金自然界以單質(zhì)形式存在的銀赤鐵礦主要成分是Fe2O3黃鐵礦主要成分是FeS2菱鐵礦主要成分是FeCO3

鋁土礦主要成分是Al2O3黃銅礦主要成分是CuFeS2輝銅礦主要成分是Cu2S１．鋁和稀鹽酸２．銀和稀硫酸３．鋅和硫酸銅４．銅和硫酸鋅５．鋁和硫酸亞鐵６．鎂和硝酸銀７．鐵和氯化銅８．銅和硫酸鎂９．鐵和硝酸鋅１０．鋅和硫酸鎂反應(yīng)，因?yàn)樵诮饘倩顒有皂樞虮碇袖X在氫前面不反應(yīng)，因?yàn)樵诮饘倩顒有皂樞虮碇秀y在氫后面反應(yīng)，因?yàn)樵诮饘倩顒有皂樞虮碇袖\在銅前面不反應(yīng)，因?yàn)樵诮饘倩顒有皂樞虮碇秀~在鋅后面反應(yīng)，因?yàn)樵诮饘倩顒有皂樞虮碇袖X在鐵前面反應(yīng)，因?yàn)樵诮饘倩顒有皂樞虮碇墟V在銀前面反應(yīng)，因?yàn)樵诮饘倩顒有皂樞虮碇需F在銅前面不反應(yīng)，因?yàn)樵诮饘倩顒有皂樞虮碇秀~在鎂后面不反應(yīng)，因?yàn)樵诮饘倩顒有皂樞虮碇需F在鋅后面不反應(yīng)，因?yàn)樵诮饘倩顒有皂樞虮碇袖\在鎂后面隨堂練習(xí)：一、判斷下列反應(yīng)能否發(fā)生？并說明理由。本節(jié)目標(biāo)：1.初步認(rèn)識常見金屬與酸（或鹽溶液）的置換反應(yīng)，能用置換反應(yīng)解釋簡單的化學(xué)問題。2.能用金屬活動性順序?qū)τ嘘P(guān)置換反應(yīng)進(jìn)行簡單的判斷，并能利用金屬活動性順序解釋與日常生活有關(guān)的一些化學(xué)問題。實(shí)驗(yàn)探究1：金屬與稀鹽酸的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)藥品：鐵釘、鋅粒、鎂條、銅絲、稀硫酸實(shí)驗(yàn)儀器：井穴板鎂、鋅、鐵、銅與稀鹽酸反應(yīng)現(xiàn)象比較博古論今在我國古代，“點(diǎn)金術(shù)”曾大行其道，風(fēng)靡一時(shí)，就連漢末大名鼎鼎的曹操父子，雖然都是膽略過人的英雄豪杰，也相信“點(diǎn)石成金”。在晉朝著名煉丹家葛洪的《抱樸子》一書中，記載了這樣一個(gè)故事。相傳葛洪能“點(diǎn)鐵成金”，皇帝下詔急令葛洪回朝，將宮殿里所有鐵制香爐都變成金子做的。葛洪先命人用沙子將所有的香爐摩擦至表面光亮，再用刷子蘸上一種叫“曾青”的藥物，均勻的涂抹在香爐上，香爐就放出金燦燦的光芒，宛如金子制成。活動與探究2：金屬與金屬化合物溶液的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)用品：鐵絲、硫酸銅溶液、硫酸鋅溶液實(shí)驗(yàn)儀器：井穴板、砂紙活動與探究2：金屬與金屬化合物溶液的