第8段元教學課件

1、課題課題 1 金屬材料金屬材料課題課題 2 金屬的化學性質金屬的化學性質課題課題 3 金屬資源的利用和保金屬資源的利用和保護護二、金屬的物理性質二、金屬的物理性質三、合金三、合金一、金屬材料一、金屬材料應用廣泛的金屬材料現(xiàn)代一、金屬材料合金（混合物）金屬Au、Ag、Cu、Hg、Na（單質）不銹鋼金屬材料商代青銅器二、鋁鐵銅狀態(tài)、顏色、硬度、導電、導熱1、大多常溫下是固體(汞除外)2、有金屬光澤(如：鐵銀白色、 銅紅色、金黃色）3、大多數(shù)金屬能導電、導熱4、有延展性一些金屬的物理性質物理性質物理性質物理性質比較物理性質比較導電性導電性(以銀的導電以銀的導電性為性為100作標準作標準) 銀銅金鋁鋅

2、鐵鉛銀銅金鋁鋅鐵鉛(優(yōu)優(yōu)) 100 99 74 61 27 17 7.9 (良良)密度密度/(gcm-3) 金鉛銀銅鐵鋅鋁金鉛銀銅鐵鋅鋁(大大) 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.7 (小小)熔點熔點/ 鎢鐵銅金銀鋁錫鎢鐵銅金銀鋁錫(高高) 3410 1535 1083 1064 962 660 232 (低低)硬度硬度(以金剛石的硬以金剛石的硬度為度為10作標準作標準) 鉻鐵銀銅鉻鐵銀銅 金鋁鉛金鋁鉛(大大) 9 4-5 2.5-4 2.5-3 2.5-3 2-2.9 1.5 (小小) 討論：討論：1 . 為什么菜刀、鐮刀、錘子等用鐵制為什么菜刀、鐮刀、錘子等用

3、鐵制而不用鉛制？而不用鉛制？2 . 銀的導電性比銅好，為什么電線一銀的導電性比銅好，為什么電線一般用銅制而不用銀制？般用銅制而不用銀制？3 . 為什么燈泡里的燈絲用鎢制而不用錫制？為什么燈泡里的燈絲用鎢制而不用錫制？如果用錫制的話，可能會出現(xiàn)什么情況？如果用錫制的話，可能會出現(xiàn)什么情況？考慮物質的用途時，首先要考慮物質的_，還需要考慮那些因素？資源資源使用使用是否便利是否便利是否是否美觀美觀性質性質價格價格對環(huán)境對環(huán)境的影響的影響廢料是否廢料是否易于回收易于回收金 屬 之 最1 1、我國最早使用的金屬、我國最早使用的金屬2 2、目前世界年產(chǎn)量最高的金屬、目前世界年產(chǎn)量最高的金屬3 3、導電、導

4、熱性最好的金屬、導電、導熱性最好的金屬4 4、硬度最高的金屬、硬度最高的金屬5 5、熔點最高的金屬、熔點最高的金屬6 6、熔點最低的金屬、熔點最低的金屬銅銅鐵鐵銀銀鉻鉻鎢鎢汞汞三、合金(一)、定義1、兩種或兩種以上金屬(或金屬 與非金屬)加熱熔合而成具有 金屬特性的混合物2、能制成合金的兩種金屬的 熔點、沸點要相近例：具下表判斷，不能制合金的是（ ）金屬NaKAlCuFe熔點/97.863.666010831535沸點/883774220025952750A、K-Na B、K-Fe C、Na-Al D、Fe-Cu3、合金的特性3、合金的特性（了解）一般地說，合金的熔點比它的各成分金屬的熔點都低

5、合金的強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合金是具有金屬特征的混合物合金比其組成成分顏色更鮮艷（二）、常見的合金1、鐵的合金鐵合金生鐵鋼生鐵和鋼的區(qū)別：含碳量不同生鐵的含碳量在2%4.3%之間鋼的含碳量在0.03 % 2%之間硬而脆，無韌性，常用于煉鋼。堅硬，有韌性，常用于制作機械零件，鋼管，刀具等。 將一塊質量為8.5g的鐵合金放入燒杯中，再向燒杯中加入91.9g稀H2SO4，當恰好完全反應時（碳不溶于稀H2SO4)，所得氫氣的質量為0.3g試根據(jù)計算回答：該鐵合金是生鐵還是鋼？ 作業(yè)提示：Fe + H2SO4 = FeSO4 + H22、鈦合金鈦和鈦合金被認為是21世紀

6、的重要材料，它具有很多優(yōu)良的性能，如熔點高、密度小、可塑性好、易于加工、機械性能好等。尤其是抗腐蝕性能非常好，即使把它們放在海水中數(shù)年，取出后仍光亮如新，其抗腐蝕性能遠優(yōu)于不銹鋼，因此被廣泛用于火箭、導彈、航天飛機船舶、化工和通訊設備等鈦合金與人體有很好的相容性，可用于制造人造骨。形狀記憶合金 鈦鎳合金 鈦鎳合金被廣泛地運用于做人造衛(wèi)星和宇宙飛船的天線、水暖系統(tǒng)、防火門和電線短路的自動控制開關、以及牙齒矯正等醫(yī)療材料其它合金的主要成分、性能和用途黃色K是金的純度指標，24表示含金量達到99.9%以上18K表示含金量達到75%，14K表示含金量達到58.3%課題 2 金屬的化學性質一、金屬的化學

7、性質二、金屬活動性順序表FeAlMgAu鐵絲在空氣中紅熱，在氧氣中燃燒，生成四氧化三鐵鎂條在空氣中燃燒，生成氧化鎂鎂比鐵活潑一、金屬的化學性質（一）、金屬和氧氣的反應1、鎂和氧氣的反應常溫下：2Mg+O22MgO點燃時：2Mg+O22MgO點燃2、鋁和氧氣的反應常溫下：4Al+3O22Al2O3（致密）純氧中點燃：4Al+3O22Al2O3點燃 問題1：為什么日常生活中，鋁器很耐用？ 答：鋁在空氣中能與氧氣反應，使其表面生成一層致密的氧化鋁薄膜，從而阻止里層的鋁進一步被氧化，所以鋁器本身有良好的抗腐蝕性能。 問題2：為什么不能用鋼絲球擦洗鋁制品？ 用途：造化學反應器、醫(yī)療器械、冷凍裝置、石油精

8、煉裝置、石油和天然氣管道等 鋁粉具有銀白色光澤(一般金屬在粉末狀時的顏色多為黑色)，常用來做涂料，俗稱銀粉、銀漆，以保護鐵制品不被腐蝕，而且美觀。 3、鐵和氧氣的反應常溫下：干燥環(huán)境中鐵和氧氣不反應。潮濕環(huán)境中：鐵會和空氣中的氧氣、水共同作用，生成紅色疏松多孔物質鐵銹（主要成分是氧化鐵）。純氧中點燃：3Fe+2O2Fe3O4點燃4、銅和氧氣的反應常溫下：干燥環(huán)境中銅和氧氣不反應。潮濕環(huán)境中：銅會和空氣中的氧氣等共同作用，生成綠色物質銅綠（主要成分是堿式碳酸銅）。加熱時：銅會和氧氣反應，表面變黑。2Cu + O22CuO宋代的雙魚紋銅鍋5、銀和金即使在高溫條件下也不氧氣的反應 金在高溫條件下也不

9、氧氣的反應，因此有“真金不怕火煉之說”。結論：大多數(shù)金屬都能與O2反應，但反應劇烈程度和反應條件難易程度不相同。與O2反應條件的難易程度不同,說明金屬的化學活動性不同。金屬與O2反應條件越簡單，反應越劇烈說明金屬的活動性就越強。所以金屬活動性順序為：MgAl Fe Cu Ag 、Au作業(yè)如何鑒別黃銅和金（二）、金屬和稀酸的反應以Mg、Zn、Fe、Cu為例1、 Mg和稀酸的反應Mg + 2HCl = MgCl2 + H2Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2反應非常劇烈2、 Zn和稀酸的反應Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2Zn +H2SO4 =ZnSO4 +H2反應迅速3、

10、Fe和稀酸的反應Fe +2HCl = FeCl2 + H2Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2現(xiàn)象反應緩慢有氣泡冒出溶液由無色變?yōu)闇\綠色4、 Au、Ag、Cu和稀酸不反應 結論：根據(jù)金屬與酸能否反應以及反應的劇烈程度來判斷金屬活動性強弱。反應速率越快，活動性越強， 反應速率越慢活動性越弱四中金屬活動性強弱順序為：MgZn Fe（H） Cu置換反應 1、定義： 由一種單質與一種化合物反應，生成了另一種單質和另一種化合物的反應叫置換反應。2、特點： 反應物和生成物都是單質和化合物反應中一定有元素化合價改變Fe在置換反應后總是顯+2價Fe +2HCl = FeCl2 + H20+2+10H

11、2 + Fe3O4高溫C + Fe2O3高溫Cu + AgNO3下列反應中，屬于置換反應的是（ ） A. 2H2O2 2H2O+ O2B. CuO+CO Cu+CO2C. H2+CuO Cu+H2O D. CO2+H2O H2CO3（三）、金屬與金屬化合物溶液的反應Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu1、 Fe 和硫酸銅溶液的反應古代“濕法煉銅”的原理現(xiàn)象：鐵表面有紅色物質析出溶液由藍色變?yōu)闇\綠色 工人師傅在鋼板上劃線，鋼板上會出現(xiàn)一條紅色的線。使用的是下列哪種物質溶液？A.ZnSO4 B.AgNO3 C.FeSO4 D.CuSO42、 Al 和硫酸銅溶液的反應2Al + 3CuSO

12、4 = 3Cu + Al2(SO4)3現(xiàn)象：鋁表面有紅色物質析出溶液由藍色變?yōu)闊o色3、銅和AgNO3溶液的反應Cu + 2AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag現(xiàn)象：銅表面有銀白色物質析出溶液由無色變?yōu)樗{色4、鋁和硫酸亞鐵溶液的反應2Al + 3FeSO4 = Al2(SO4)3+ 3Fe結論： 一種金屬若能把另一種金屬從它的鹽溶液中置換出來，它的活動性就比鹽溶液中金屬的活動性強，反之則弱。Al FeCuAg 1、參加反應的金屬必須比化合物中的金屬要活潑。 2、化合物必須是可溶的。金屬與金屬化合物溶液的反應能發(fā)生的條件：例判斷下列各組物質能否發(fā)生反應？（1）銅和硫酸鋅溶液（2）鋅和硫酸銅

13、溶液（3）金和硫酸銅溶液（4）鐵和氯化銀二、金屬活動性順序K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au金屬活動性由強逐漸減弱應用：相信你相信你能歸納：能歸納： 1、在順序里，金屬的位置越靠前，它的活動性就越強。 2、在順序里，位于氫前面的金屬能置換出鹽酸、稀硫酸中的氫（氫元素）。表中K Ca Na 的活動性太強，不能直接置換出稀酸中的氫。如：鉀和稀鹽酸反應的實質2K + 2H2O = 2KOH + H2KOH + HCl = KCl + H2O3、在順序里，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里置換出來。 K Ca Na的活動性太強，除

14、外。 4、當兩種或多種金屬化合物在溶液中同時存在時，活動性最弱的金屬先從溶液中被置換出來，若反應物單質還有剩余，另一種次弱的才能被置換出來，以此類推。如：向CuSO4、AgNO3的混合液中放入鐵片Ag先被置換出來。當AgNO3中的Ag全部被置換出來后，若鐵還有剩余，才能再置換出CuSO4中的Cu1、某溶液中僅含有AgNO3和Cu(NO3)2兩種溶質，現(xiàn)將其分成A、B兩份，各加入一定量的鋅粉，充分反應后，過濾洗滌，分別得到濾渣和濾液將A得到的濾渣加入到稀鹽酸中有氣泡產(chǎn)生，則該濾渣中含有的物質是往B得到的濾液中滴加稀鹽酸，有白色沉淀產(chǎn)生，則對應的濾渣中含有 濾液中含有的物質是2、X、Y、Z是三種金

15、屬，根據(jù)下列有關化學方程式可知，三種金屬的活動性順序是（ ）Z +YSO4 = ZSO4+YX + YSO4 = XSO4+YX + H2SO4 = XSO4+ H2 Z + H2SO4不反應A、ZXY B、ZYXC、XYZ D、XZY3、下列物質不能由金屬和酸反應直接生成的是 ( ) A、ZnCl2 B、CuSO4 C、FeCl2 D、Al2(SO4)34、用實驗證明Zn、Cu、Mg這三種金屬的活動性順序，選用的試劑是 （ ） A、MgCl2溶液 B、ZnSO4溶液 C、CuSO4溶液 D、稀硫酸5、 向Cu(NO3)2溶液中加入一定量的鐵粉充分反應，下列情況中可能出現(xiàn)的是（ ）A. B.

16、C. D.溶液中有Fe2、Cu2，不溶物為Cu 溶液中有Fe2、Cu2，不溶物為Fe 溶液中只有Cu2，不溶物為Fe 溶液中只有Fe2，不溶物為Fe、Cu6、請用三種方法鑒別真假黃金思考題：思考題： 相同質量的Mg、Zn、Fe和足量的稀硫酸反應，產(chǎn)生氫氣的總質量（m）隨時間(t)變化的關系如下圖，則下圖中a、b、c表示的金屬分別為：a 、 b 、c 。mtabc0MgFeZnt2t1t3課題3 金屬資源的利用和保護一、金屬的存在二、鐵的冶煉三、鐵生銹與防治四、金屬資源的保護赤鐵礦(Fe2O3) 黃鐵礦(FeS2 )孔雀石（Cu2(OH)2CO3）一、金屬的存在 地球上的金屬資源廣泛地存在于地殼

17、和浩瀚的海洋中，除少數(shù)很不活潑的金屬如金、銀等有單質形式存在外，其余都以化合物形式存在。金屬元素在地殼中的含量元素名稱元素名稱 質量分數(shù)質量分數(shù)/%元素名稱元素名稱質量分數(shù)質量分數(shù)/%鋁（Al）7.73鎂（Mg）2.00鐵（Fe）4.75鋅（Zn）0.008鈣（Ca）3.45銅（Cu）0.007鈉（Na）2.74銀（Ag）0.00001鉀（K ）2.47金（Au）0.0000005磁鐵礦(Fe3O4)黑色，有磁性，常用于煉鐵赤鐵礦(Fe2O3) 紅色，常用于煉鐵菱鐵礦(Fe2O3nH2O )黃鐵礦(FeS2 )常見的鐵礦石常見的鐵礦石 七彩針鐵礦 這不是一種稀有礦物，也沒有完整的結晶，但它因暈

18、彩而呈現(xiàn)出七彩顏色十分吸引人。罕見的鐵礦石黃銅礦黃銅礦(CuFeS2 )孔雀石孔雀石(Cu2(OH)2CO3 )常見的銅礦石暗鉛灰色暗鉛灰色Cu2S毛赤銅礦(Cu2O )罕見的銅礦石金紅石金紅石(TiO2)閃鋅礦閃鋅礦其它礦石鋁土礦（鋁土礦（Al2O3）二、鐵的冶煉(一)、 CO還原氧化鐵實驗1、實驗裝置圖2、原理：3CO + Fe2O32Fe + 3CO2高溫3、實驗現(xiàn)象：紅色粉末逐漸變成黑色澄清石灰水變渾濁尾氣燃燒時產(chǎn)生藍色火焰4、相關方程式3CO + Fe2O32Fe + 3CO2高溫CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3 + H2O2CO + O2 2CO2點燃(二)、工業(yè)煉鐵1、

19、原料：鐵礦石（赤鐵礦或磁鐵礦）、焦炭、石灰石、空氣2、冶煉原理：在高溫下，用還原劑CO把鐵從鐵礦石中還原出來。3、焦炭的作用：提供高溫 和 產(chǎn)生還原劑CO4、煉鐵設備：高爐5、爐內(nèi)有關反應：產(chǎn)生CO：C + O2 CO2點燃CO2 + C 2CO高溫CO還原鐵礦3CO + Fe2O32Fe + 3CO2高溫鐵礦石中含有SiO2雜質，要出去CaCO3 CaO + CO2高溫CaO + SiO2 CaSiO3高溫（三）、金屬冶煉的相關計算 例：10001000噸含氧化鐵噸含氧化鐵80%80%的赤鐵礦石，理論上可煉的赤鐵礦石，理論上可煉得含鐵得含鐵96%96%的生鐵多少噸？的生鐵多少噸？解：設：可煉

20、得含鐵設：可煉得含鐵96%96%的生鐵質量為的生鐵質量為3CO + Fe2O32Fe + 3CO2高溫1601601121121000t1000t80%80%96%96%16016011211296%96%1000100080%80%= =583t=583t答：可煉得含鐵可煉得含鐵96%96%的生鐵的生鐵583583噸噸四、金屬資源的保護人類每年要向自然界索取大量的金屬礦物資源，以提取數(shù)以億噸計的金屬。金屬礦物的儲量有限，而且不能再生。根據(jù)已探明的一些礦物的儲藏量，并根據(jù)目前這些金屬的消耗速度，有人估計一些礦物可供開采的年限如下圖所示（不包括今后新探明的礦物儲量、一些國家的金屬儲備量和金屬的回

21、收利用等）。1 、金屬資源短缺對人類社會發(fā)展意味著什么？2 、金屬腐蝕可給我們帶來哪些危害？資料二：據(jù)有關資料報道，現(xiàn)在世界上每年因腐蝕而報廢的金屬設備和材料相當于年產(chǎn)量的20% 40%。 現(xiàn)有潔凈無銹的鐵釘、試管、經(jīng)煮沸迅速冷卻的現(xiàn)有潔凈無銹的鐵釘、試管、經(jīng)煮沸迅速冷卻的蒸餾水、植物油、棉花和干燥劑氯化鈣。試設計實蒸餾水、植物油、棉花和干燥劑氯化鈣。試設計實驗以證明鐵制品銹蝕的條件。驗以證明鐵制品銹蝕的條件。(一)、鐵生銹與防止鐵生銹條件的探究現(xiàn)象分析結論試管試管試管生銹不生銹不生銹鐵既與水接觸，又與氧氣接觸鐵只與水接觸鐵只與氧氣接觸在水、氧氣同時存在的環(huán)境中鐵能生銹想一想想一想閱讀教材，回答下列問題：1、試管中為什么要用煮沸過的蒸餾水，且要加入植物油？2、鋁與氧氣反應生成的氧化鋁能起到保護里層鋁的作用。鐵銹是否也能保護里層的鐵呢？3、你能否根據(jù)鐵生銹的條件提出防止鐵制品生銹的措施嗎？1、鐵生銹的條件鐵在水、氧氣同時存在的環(huán)境中會生銹。鐵銹是混合物，其主要成分是Fe2O3 xH2O紅色鐵在潮濕、或溫度高、或鹽溶液條件下生銹速度更快。鐵粉可以做食品干燥劑，通常又叫雙吸劑（吸O2、H2O）。鐵表面的鐵銹要及時除去否則鐵銹蝕更快2、除鐵銹的方法：化學的方法：酸洗法；常用稀鹽酸或稀硫酸要求：酸少量，多次。用稀鹽酸：Fe2O3+ 6HCl = 2FeCl