第四章第二節(jié)第三課時(shí)金屬與金屬材料

1、普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū) 化學(xué)化學(xué)1（必修）（必修）第四章第四章 材料家族中的元素材料家族中的元素第二節(jié)第二節(jié) 鋁鋁 金屬材料金屬材料 第第3課時(shí)課時(shí) 金屬與金屬材料金屬與金屬材料 學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1. 1.通過(guò)自主學(xué)習(xí)，了解黑色和有色金屬材料，通通過(guò)自主學(xué)習(xí)，了解黑色和有色金屬材料，通過(guò)對(duì)鐵，普通鋼，不銹鋼的認(rèn)識(shí)，掌握過(guò)對(duì)鐵，普通鋼，不銹鋼的認(rèn)識(shí)，掌握不銹不銹鋼不易銹蝕鋼不易銹蝕的原理。的原理。2.2.通過(guò)觀察通過(guò)觀察金銀銅外觀，金銀銅外觀，總結(jié)物理性質(zhì)，深入總結(jié)物理性質(zhì)，深入認(rèn)識(shí)認(rèn)識(shí)銅及銅化合物的化學(xué)性質(zhì)銅及銅化合物的化學(xué)性質(zhì)，例如，銅易，例如，銅易在潮濕的空氣

2、中腐蝕。性質(zhì)決定用途，了解在潮濕的空氣中腐蝕。性質(zhì)決定用途，了解金銀銅的用途。金銀銅的用途。3.3.了解新型金屬材料（了解新型金屬材料（鈾镅鈦鈾镅鈦）及其用途。）及其用途。重難點(diǎn)重難點(diǎn)：金屬的性質(zhì)及其應(yīng)用金屬的性質(zhì)及其應(yīng)用合金合金：由兩種或兩種以上金屬（或金屬與非金屬）由兩種或兩種以上金屬（或金屬與非金屬） 熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。例：鋼熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。例：鋼課前小熱身課前小熱身1. 1.何為合金？合金的具有的特性？何為合金？合金的具有的特性？合金的特性：合金的特性： 合金的硬度一般比它各成分金屬的硬度大；合金的硬度一般比它各成分金屬的硬度大；合金的熔點(diǎn)一般比它的各成分金屬

3、的熔點(diǎn)低；合金的熔點(diǎn)一般比它的各成分金屬的熔點(diǎn)低；合金性質(zhì)并不是各成分物質(zhì)性質(zhì)的總和，合金性質(zhì)并不是各成分物質(zhì)性質(zhì)的總和， 合金的性能一般優(yōu)于純金屬。合金的性能一般優(yōu)于純金屬?；仡櫝踔兄R(shí)，回想回顧初中知識(shí)，回想金屬金屬具有具有的物理通性有哪些？的物理通性有哪些？1 具有金屬光澤，有導(dǎo)電性，具有金屬光澤，有導(dǎo)電性， 導(dǎo)熱性，導(dǎo)熱性， 延展性延展性2 2 大多數(shù)金屬呈銀白色，銅是紫紅色，大多數(shù)金屬呈銀白色，銅是紫紅色， 金是黃色金是黃色3 3 常溫下一般為固體，液體的金屬是汞。常溫下一般為固體，液體的金屬是汞。提出問(wèn)題提出問(wèn)題一、黑色金屬和有色金屬材料一、黑色金屬和有色金屬材料黑色金屬材料：黑色

4、金屬材料： 有色金屬材料：有色金屬材料：鐵、鉻、錳以及它們的鐵、鉻、錳以及它們的合金構(gòu)成的材料。合金構(gòu)成的材料。除黑色金屬（鐵、鉻、錳）除黑色金屬（鐵、鉻、錳）以外的其他金屬材料及合金。以外的其他金屬材料及合金。下列金屬中屬于黑色金屬的是下列金屬中屬于黑色金屬的是 （ ） A鐵鐵 B金金C銀銀 D銅銅練習(xí)：練習(xí)：A自學(xué)天地自學(xué)天地交流研討交流研討1.人們對(duì)鐵的使用經(jīng)歷了人們對(duì)鐵的使用經(jīng)歷了“鐵鐵普通普通鋼鋼不銹鋼等特種鋼不銹鋼等特種鋼”的演變過(guò)程，的演變過(guò)程，為什么？何為為什么？何為普通鋼普通鋼？何為？何為不銹鋼不銹鋼？通過(guò)自主閱讀，總結(jié)如下問(wèn)題：通過(guò)自主閱讀，總結(jié)如下問(wèn)題：1.1.重要的黑色

5、金屬材料重要的黑色金屬材料鋼鐵鋼鐵 鋼鐵的制備：鋼鐵的制備： 鐵礦石鐵礦石生鐵生鐵普通鋼普通鋼特種鋼特種鋼生鐵生鐵含較多的含較多的C等雜質(zhì)等雜質(zhì)普通鋼普通鋼降碳降碳;調(diào)硅錳等調(diào)硅錳等思考：鋼中加入鉻鎳用途？思考：鋼中加入鉻鎳用途？ 不銹鋼的性質(zhì)和用途？不銹鋼的性質(zhì)和用途？ 不銹鋼不銹鋼加入鉻鎳加入鉻鎳鋼鋼鐵鐵鋼筋混疑土彈簧片（硅、錳鋼）醫(yī)療器械（不銹鋼）車(chē)軸、履帶（鎢鋼、錳鋼）鋼鐵的用途：鋼鐵的用途： 1 1、下列物質(zhì)中不屬于合金的是（下列物質(zhì)中不屬于合金的是（ ）A A不銹鋼不銹鋼 B B黃銅黃銅C C碳素鋼碳素鋼 D D銅綠銅綠2 2、有關(guān)合金的性質(zhì)敘述不正確的是（有關(guān)合金的性質(zhì)敘述不正確

6、的是（ ）A A合金的熔點(diǎn)比它的各成分的熔點(diǎn)低合金的熔點(diǎn)比它的各成分的熔點(diǎn)低B B合金一定是金屬熔合而成合金一定是金屬熔合而成C C合金的硬度和強(qiáng)度一般比純金屬高合金的硬度和強(qiáng)度一般比純金屬高D D硬鋁、青銅、硅鋼均為合金硬鋁、青銅、硅鋼均為合金動(dòng)動(dòng)腦動(dòng)動(dòng)腦金金銀銀銅銅 2.2.幾種有色金屬材料幾種有色金屬材料金、銀、銅金、銀、銅 （1）金、銀、銅的物理性質(zhì)（均不活潑）金、銀、銅的物理性質(zhì)（均不活潑） 金屬光澤：金屬光澤：Au黃色；黃色； Ag銀白色；銀白色； Cu紫紅色。紫紅色。 延展性：延展性：Au AgCu 導(dǎo)熱性：導(dǎo)熱性：AgCuAu 導(dǎo)電性：導(dǎo)電性：AgCuAu 化學(xué)活潑性：化學(xué)活潑

7、性：CuAgAu2 Cu +O2 =2CuO（黑色）（黑色）2 Cu +S =Cu2S（黑色）（黑色）（2 2）銅及銅的化合物的化學(xué)性質(zhì)）銅及銅的化合物的化學(xué)性質(zhì)（1）在加熱或點(diǎn)燃條件下，銅能與許多非金屬反應(yīng)。）在加熱或點(diǎn)燃條件下，銅能與許多非金屬反應(yīng)。 1 1、銅、銅Cu +Cl2 =CuCl2（棕黃色的煙）（棕黃色的煙）點(diǎn)燃點(diǎn)燃回顧：銅可以與哪些非金屬單質(zhì)反應(yīng)？產(chǎn)物是什回顧：銅可以與哪些非金屬單質(zhì)反應(yīng)？產(chǎn)物是什么？么？古董為何穿上綠衣？ 2 Cu +O2 +H2O +CO2 =Cu2(OH)2CO3（2）銅在潮濕的空氣（）銅在潮濕的空氣（ O2 、H2O 、CO2 ）中會(huì)被銹蝕。）中會(huì)被銹

8、蝕。堿式碳酸銅（銅綠）堿式碳酸銅（銅綠）如何除去綠衣，且不腐蝕內(nèi)部的銅？A A濃硝酸濃硝酸 B B稀鹽酸稀鹽酸C C氫氧化鈉溶液氫氧化鈉溶液D D加熱加熱 Cu2(OH)2CO3+4HCl=2 CuCl2 +3H2O +CO2 Cu +2Ag+ =Cu2+2Ag（3）與金屬陽(yáng)離子反應(yīng)與金屬陽(yáng)離子反應(yīng) Cu +2Fe3+ =Cu2+2Fe2+回顧：如何腐蝕回顧：如何腐蝕銅板電路？銅板電路？選用氯化鐵溶液選用氯化鐵溶液討論：銅可以與哪些酸反應(yīng)？（4）與強(qiáng)氧化性酸反應(yīng)）與強(qiáng)氧化性酸反應(yīng)Cu + 4HNO3(濃濃) = Cu(NO3)2 + 2NO2+2H2O3Cu + 8HNO3(稀稀) = 3Cu

9、 (NO3)2 +2NO +4H2OCu + 2H2SO4（濃）（濃） = CuSO4 + SO2 + 2H2OCuOCu2O高溫高溫2 2、CuOCuO的化學(xué)性質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)4 CuO =2Cu2O+O2 高溫高溫 高溫分解高溫分解黑色黑色紅色紅色 CuO +2H+ =Cu2+H2O與酸與酸CuO+H2 =Cu+H2O CuO +CO =Cu+CO2與還原劑與還原劑CuSO45H2OCuSO4加熱加熱3 3、銅鹽的化學(xué)性質(zhì)、銅鹽的化學(xué)性質(zhì)CuSO45H2O = CuSO4+5H2O 加熱加熱 藍(lán)礬（膽礬）受熱分解藍(lán)礬（膽礬）受熱分解藍(lán)色藍(lán)色白色白色發(fā)問(wèn)：無(wú)水發(fā)問(wèn)：無(wú)水CuSO4有什么用途？有什

10、么用途？檢驗(yàn)檢驗(yàn)H2O分子分子,不做干燥劑不做干燥劑 Cu2+ +2OH- =Cu(OH)2與堿與堿與與H2S或或S2- Cu2+ +H2S =CuS+2H+藍(lán)色藍(lán)色黑色黑色銅及其化合物在相互轉(zhuǎn)化時(shí)常常伴隨著顏色的變化銅及其化合物在相互轉(zhuǎn)化時(shí)常常伴隨著顏色的變化如何檢驗(yàn)Cu2的存在? 元素符號(hào)元素符號(hào):Ag 元素元素 延展性僅次于金延展性僅次于金,能壓成薄片能壓成薄片,拉拉成細(xì)絲。成細(xì)絲。1克銀可以拉成克銀可以拉成1800米長(zhǎng)的細(xì)絲米長(zhǎng)的細(xì)絲, 銀的特征氧銀的特征氧化數(shù)為化數(shù)為+1,其化學(xué)性質(zhì)比銅差其化學(xué)性質(zhì)比銅差,常溫下常溫下,甚至加熱時(shí)也不與甚至加熱時(shí)也不與水和空氣中水和空氣中. 符號(hào)，原

11、子序數(shù)符號(hào)，原子序數(shù)79，黃色，質(zhì)地軟，用牙齒可，黃色，質(zhì)地軟，用牙齒可以咬變形：黃金。金子。金幣。以咬變形：黃金。金子。金幣。 化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定的原因是化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定的原因是,金原子的最外層的三個(gè)金原子的最外層的三個(gè)電子之間的相互作用非常緊密電子之間的相互作用非常緊密,原子體積被壓縮原子體積被壓縮,電子不電子不容易被氧化劑奪取容易被氧化劑奪取,金是除稀有氣體元素以外化學(xué)性質(zhì)最金是除稀有氣體元素以外化學(xué)性質(zhì)最穩(wěn)定的元素穩(wěn)定的元素. 以一價(jià)和二價(jià)為主的金屬元素以一價(jià)和二價(jià)為主的金屬元素,有延性和展性有延性和展性,是熱和電是熱和電最佳導(dǎo)體之一最佳導(dǎo)體之一, 銅是人類發(fā)現(xiàn)最早的金屬之一，稍硬、極堅(jiān)

12、銅是人類發(fā)現(xiàn)最早的金屬之一，稍硬、極堅(jiān)韌、耐磨損。銅和它的一些合金有較好的耐腐蝕能力，在干韌、耐磨損。銅和它的一些合金有較好的耐腐蝕能力，在干燥的空氣里很穩(wěn)定。但在潮濕的空氣里在其表面可以生成一燥的空氣里很穩(wěn)定。但在潮濕的空氣里在其表面可以生成一層綠色的堿式碳酸銅，這叫銅綠。層綠色的堿式碳酸銅，這叫銅綠。 資料在線資料在線（3）金、銀、銅及其合金的應(yīng)用）金、銀、銅及其合金的應(yīng)用 Au貨幣貨幣電子元件電子元件航空、航天航空、航天裝飾品裝飾品Ag貨貨幣幣催化劑催化劑化學(xué)電源化學(xué)電源裝飾品裝飾品牙科材料牙科材料Cu貨幣貨幣催化劑催化劑 電線、電纜電線、電纜銅芯片銅芯片水管水管二、新型金屬材料二、新型

13、金屬材料鈾、镅、鈦鈾、镅、鈦 鈾（鈾（U U）用做核電廠反用做核電廠反應(yīng)堆的應(yīng)堆的核燃料核燃料 镅（镅（AmAm）在煙霧探在煙霧探測(cè)器中用做測(cè)器中用做煙霧檢測(cè)煙霧檢測(cè)材料材料 鈦和鈦合金鈦和鈦合金被認(rèn)為是被認(rèn)為是2121世紀(jì)的重要材料，如熔點(diǎn)高、世紀(jì)的重要材料，如熔點(diǎn)高、密度小、可塑性好、易于加密度小、可塑性好、易于加工、機(jī)械性能好等。尤其是工、機(jī)械性能好等。尤其是抗腐蝕性能非常好，即使把抗腐蝕性能非常好，即使把它們放在海水中數(shù)年，取出它們放在海水中數(shù)年，取出后仍光亮如新，其抗腐蝕性后仍光亮如新，其抗腐蝕性能遠(yuǎn)優(yōu)于不銹鋼，因此被廣能遠(yuǎn)優(yōu)于不銹鋼，因此被廣泛泛用于火箭、導(dǎo)彈、航天飛用于火箭、導(dǎo)彈

14、、航天飛機(jī)船舶、化工和通訊設(shè)備等機(jī)船舶、化工和通訊設(shè)備等鈦金屬腕表鈦金屬腕表 鈦合金與人體有很好的鈦合金與人體有很好的“相容性相容性”，因此可用來(lái)制，因此可用來(lái)制造造人造骨人造骨 ，用鈦用鈦- -鎳形狀記憶合金制成的人造衛(wèi)星天線鎳形狀記憶合金制成的人造衛(wèi)星天線 形狀記憶合金形狀記憶合金是具有形狀記憶效應(yīng)的合金，被廣是具有形狀記憶效應(yīng)的合金，被廣泛用于做人造衛(wèi)星和宇宙飛船的天線，水暖系統(tǒng)、防火門(mén)和電泛用于做人造衛(wèi)星和宇宙飛船的天線，水暖系統(tǒng)、防火門(mén)和電路斷電的自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)，以及牙齒矯正等醫(yī)療材料。路斷電的自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)，以及牙齒矯正等醫(yī)療材料。課外拓展課外拓展課堂小結(jié)課堂小結(jié)一一.黑色金屬材料和有

15、色金屬材料黑色金屬材料和有色金屬材料1黑色金屬材料黑色金屬材料-鋼鐵鋼鐵 （生鐵，普通鋼，不銹鋼，成分及用途。）（生鐵，普通鋼，不銹鋼，成分及用途。）2有色金屬材料有色金屬材料-金銀銅金銀銅金金-黃色，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，用途。黃色，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，用途。銀銀-銀白色，化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，用途。銀白色，化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，用途。銅銅-紫紅色，化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，易在空氣中銹蝕生成銅綠，與非紫紅色，化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，易在空氣中銹蝕生成銅綠，與非金屬單質(zhì)的反應(yīng)，與氧化性酸的反應(yīng)。銅的用途。氧化銅和銅鹽金屬單質(zhì)的反應(yīng)，與氧化性酸的反應(yīng)。銅的用途。氧化銅和銅鹽的化學(xué)性質(zhì)。的化學(xué)性質(zhì)。二二.新型金屬材料（鈾、镅、鈦）新型

16、金屬材料（鈾、镅、鈦）1.鈾（鈾（U U）用做核電廠反應(yīng)堆的用做核電廠反應(yīng)堆的核燃料核燃料 2.镅（镅（AmAm）在煙霧探測(cè)器中用做在煙霧探測(cè)器中用做煙霧檢測(cè)材料煙霧檢測(cè)材料3.鈦（鈦（Ti） “2121世紀(jì)金屬世紀(jì)金屬”，“親生物金屬親生物金屬”。1. 某廠的酸性工業(yè)廢水中含有一定量的某廠的酸性工業(yè)廢水中含有一定量的Fe3、Cu2、Au3等離子。有人設(shè)計(jì)了圖中的工藝流程，利用常用的等離子。有人設(shè)計(jì)了圖中的工藝流程，利用常用的酸、堿酸、堿和工業(yè)生產(chǎn)中的和工業(yè)生產(chǎn)中的廢鐵屑廢鐵屑，從廢水中回收金，并生，從廢水中回收金，并生產(chǎn)一定量的鐵紅和氧化銅。產(chǎn)一定量的鐵紅和氧化銅。(1)圖中標(biāo)號(hào)處需加入的相

17、應(yīng)物質(zhì)分別是圖中標(biāo)號(hào)處需加入的相應(yīng)物質(zhì)分別是_、_、_、_、_。(2)寫(xiě)出處發(fā)生反應(yīng)的離子方程式寫(xiě)出處發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_；寫(xiě)出處發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式寫(xiě)出處發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_；(3)鐵紅的化學(xué)式為鐵紅的化學(xué)式為_(kāi)；分別寫(xiě)出鐵紅和氧化銅在工業(yè)上的；分別寫(xiě)出鐵紅和氧化銅在工業(yè)上的一種主要用途：鐵紅：一種主要用途：鐵紅：_，氧化銅：，氧化銅： _。遷移應(yīng)用遷移應(yīng)用 2. 2. 銅銹是一種綠色化合物，它的成分為堿式碳銅銹是一種綠色化合物，它的成分為堿式碳酸銅，兼有氫氧化銅和碳酸銅的性質(zhì)。試推測(cè)酸銅，兼有氫氧化銅和碳酸銅的性質(zhì)。試推測(cè)：銅銹在高溫灼燒條件下充分反應(yīng)后的固體物：銅銹在高溫灼燒條件下充分反應(yīng)后的固體物質(zhì)是什么？質(zhì)是什么？遷移應(yīng)用遷移應(yīng)用 氧化亞銅氧化亞銅。堿式碳酸銅兼有氫氧化銅和碳酸銅。堿式碳酸銅兼有氫氧化銅和碳酸銅的性質(zhì)，加熱時(shí)的性質(zhì)，加熱時(shí)Cu(OH)2、CuCO3均分解：均分解：Cu(OH)2=CuOH2O、 CuCO3=CuOCO2，而高溫下黑色的，而高溫下黑色的CuO不穩(wěn)定