金屬與金屬材料的教案

1、學習必備歡迎下載課題名稱：金屬和金屬材料教學目標：1.常見金屬的物理性質及用途2.常見的合金及合金的優(yōu)良性能3.掌握金屬的化學性質4.熟悉掌握鐵的冶煉、金屬生銹的條件和防止生銹的措施重難點：重點：金屬與氧氣的反應、金屬與酸的反應、置換反應的判斷、金屬活動性順序的應用、煉鐵原理、鐵生銹的條件及防止生銹的措施難點：金屬活動性順序的應用、金屬與酸以及鹽溶液反應的化學方程式的書寫、煉鐵的原理及相關方程式、關于煉鐵的計算教學步驟及內容一、金屬的物理性質及用途（1）金屬的物理性質共同性質：有金屬光澤、能導電、能導熱、有延展性等。不同的金屬的物理性質也有很多差別，如：多數金屬常溫下呈固態(tài)，汞是液態(tài)，多數金屬

2、呈銀白色（鐵在粉末狀態(tài)時呈黑色）銅呈銀白色，金呈黃色鐵能被磁鐵吸引，其他金屬一般不能。（2）金屬的物理性質與用途金屬的物理性質與用途應用具有金屬光澤機械強度大延展性好導電性好傳熱性好貴重金屬可以做裝飾品加工成很多工具，如鐵錘、剪刀等制成車輛外殼、鋼絲繩、鋁箔紙電線、電纜鐵鍋、鋁壺例1.盛飲料的易拉罐多數是鋁制的，真空包裝袋多數也是用鋁箔，這是利用了鋁的（）A.導熱性B.導電性C.延展性D.機械性強度大答案：C例2.用鐵鍋炒菜的主要原因是（）A.不易生銹B.導熱性能好C.含有碳元素D.保溫性好二、合金（1）合金的概念合金是在金屬中加熱融合某些金屬或者非金屬，從而得到的具有金屬特性的混合物。（2）

3、合金的用途合金的用途比純金屬更廣泛，是因為合金與組成它的組分金屬相比，硬度更大、熔點更低，因而性能更優(yōu)越，加工更容易。（3）常見的合金鐵的合金生鐵、鋼；銅的合金青銅、黃銅、白銅；錫的合金焊錫；鋁的合金硬鋁；金的合金18K黃金、18K白金等。例3.門窗用鋁合金制作而不用純鋁，主要是因為鋁合金比純鋁（）A.密度更小B.硬度更大C.更美觀D.更耐腐蝕學習必備歡迎下載答案：B例4.鈦和鐵合金被認為是21世紀的重要金屬材料。具有熔點高、密度小、可塑性好、易于加工、機械性能好、耐腐蝕等優(yōu)良性能，鈦合金與人體有很好的“相容性”下列不適合用鈦合金制造的是（）A.制造船舶B.制造保險絲C.制人造骨D.制造飛機，

4、解析：利用鈦的密度小、可塑性好、易于加工、機械性能好、耐腐蝕等優(yōu)良性能，可制造船舶和飛機；利用其與人體有很好的“相容性”可制造人造骨；但由于其熔點高，故不能用于制造保險絲，因為其不容易熔斷，起不到保險作用。答案：B三、金屬的化學性質金屬的用途不僅僅與它們的物理性質有密切關系，而且與它們的化學性質有密切關系。（1）金屬與氧氣的反應很多金屬金屬都能與氧氣反應，但反應的難易和劇烈程度是不一樣的。鎂、鋁等在常溫下就能和氧氣反應2Mg+O22MgO2Al+3O2Al203鐵、銅在常溫下幾乎不與氧氣反應，但在高溫下能與氧氣反應3Fe+2O2高溫Fe3042Cu+O2高溫2Cu0而金即使在高溫下也不能與氧氣

5、反應。這些說明不同的金屬活動性不同：鎂、鋁較活潑，、銅次之，金最不活潑。鐵例5.下列事實與金屬的化學性質無關的是（）A.將鋁粉涂在鐵器的表面以保護鐵B.真金不怕火煉C.鎢在高溫下不熔化D.燃燒鎂做照明彈答案：C（2）金屬與酸的反應活動性不同的金屬，與鹽酸(或稀硫酸)反應的劇烈程度不相同。通過探究實驗我們知道：鎂與鹽酸(或稀硫酸)的反應很激烈，迅速產生大量氣泡；鋅與鹽酸(或稀硫酸)反應速率較快；鐵與與鹽酸(或稀硫酸)反應較慢；銅與鹽酸(或稀硫酸)不反應。我們可以得出這四種金屬在溶液中的活動性順序是：MgZnFeCu。相關的化學方程式如下：Mg+2HClMgCl2+H2Zn+2HClZnCl2+H

6、2Fe+2HClFeCl2+H2由上面三個反應，我們可以觀察到它們都是由一種單質與一種化合物反應，生成另一種單質和化合物。這種反應我們稱之為置換反應。置換反應的特征是反應物和生成物都是一種單質和一種化合物?？杀硎緸锳+BCAC+B。例6.下列物質可以由金屬與同一種酸反應直接制取的是（）A.FeCl2與FeCl3B.FeCl2與FeSO4C.MgCl2與ZnCl2D.ZnCl2與CUCl2答案：C學習必備歡迎下載例7.下列不屬于置換反應的是（）A.C+2CuO高溫2Cu+C02B.C0+CuO加熱Cu+C02C.H2+CuO加熱Cu+H20D.Zn+CUCl2Cu+ZnCl2答案：B(3)金屬活

7、動性順序常見金屬在溶液中的活動性順序如下：KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu判斷依據：1.在金屬活動性順序里，金屬的位置越靠前，它的活動性就越強；2.在金屬活動性順序里，位于氫前面的金屬能置換出鹽酸、稀硫酸中的氫；3.在金屬活動性順序里，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。例8.將X、Y兩種金屬片分別插人硫酸銅溶液中，X沒有發(fā)生明顯變化，Y表面析出金屬銅。據此判斷這三種金屬的活動性由強到弱的順序是：（）A.Y、銅、XB.X、銅、YC.銅、Y、XD.Y、X、銅答案：A例9.某同學要驗證Fe、Cu、Ag三種金屬的活動性順序，做了以下實驗，你認為可

8、以不必做的實驗是答案：C例10.X、Y、Z是金屬活動性順序表里的三種金屬，它們在溶液中能發(fā)生如下反應：X+YSO4=XSO4+YY+2ZNO3=Y(NO3)2+2ZX+H2SO4=XSO4+H2Z與H2SO4不發(fā)生反應。則三種金屬的活動性滿足（）AXYZBZYXCYZXDXZY.解析：依據金屬活動性順序中“前換后，強換弱”的基本原則可以依次判斷：XY，YX，XH，HZ。綜合推定答案為A。答案：A四、金屬資源的利用和保護（1）金屬在自然界中的存在在地殼和海洋中存在著大量的金屬資源，大多數金屬以化合物的形式存在，極少數不活潑金屬如金、銀等以單質的形式存在。地殼中含量最多的金屬是鋁，其次是鐵、鈣、鈉

9、、鉀、鎂等。金屬元素在地殼中主要以礦石的形式存在，常見的礦石有：赤鐵礦（主要成分：Fe2O3）、磁鐵礦（主要成分：Fe3O4）、菱鐵礦（主要成分：FeCO3）、黃鐵礦（主要成分：FeS2）。其中，最不適合煉鐵的是黃鐵礦，且含有硫元素，會產生污染空氣的二氧化硫。（2）煉鐵的原理煉鐵的原理：利用一氧化碳與氧化鐵反應，把鐵還原出來。模擬煉鐵的實驗裝置如下圖所示：學習必備歡迎下載實驗步驟：檢查裝置的氣密性；在硬質玻璃管中放入少量氧化鐵粉末；向玻璃管中通入CO氣體；給氧化鐵加熱；當試管內紅色粉末變?yōu)楹谏珪r停止加熱，待試管冷卻后停止通CO。實驗現象：紅色粉末逐漸變?yōu)楹谏吻宓氖宜儨啙?，尾氣燃燒產生藍

10、色火熱。結論及相關化學方程式：大玻璃管中：Fe203+3C0高溫2Fe+3C02試管中：C02+Ca(OH)2CaC03+H20尾氣處理：2C0+02點燃2C02例11.實驗室里，用如圖所示裝置還原氧化鐵的過程中，可能生成四氧化三鐵、氧化亞鐵或鐵等固體物質關于該實驗，下列說法錯誤的是（）A實驗時，試管中澄清的石灰水變渾濁，證明該反應有二氧化碳生成B實驗結束時，玻璃管中紅色的氧化鐵粉末變成黑色，該產物不一定是鐵C反應后，玻璃管中的固體物質的質量比反應前減少了，證明一定有鐵生成D為了減少空氣污染，應增加尾氣處理裝置答案：C學習必備歡迎下載例12.早在春秋戰(zhàn)國時期，我國就開始生產和使用鐵器工業(yè)上煉鐵

11、的原理是利用一氧化碳和氧化鐵的反應某化學興趣小組利用下圖裝置進行實驗探究，請按要求填空：（1）寫出CO還原Fe2O3的化學方程式；（2）實驗中盛澄清石灰水的試管中可觀察到的現象是；（3）右邊導氣管口放置點燃的酒精燈的目的是；（4）實驗開始時要先通入CO，把裝置中的空氣排盡后再加熱，以防發(fā)生爆炸檢驗裝置中的空氣已排盡的方法是(3)工業(yè)煉鐵的過程主要設備：高爐原料：鐵礦石、焦炭、石灰石。方法及原理：利用上述CO還原Fe2O3的原理，將原理按一定比例加入高爐，從爐下通入熱風，使焦炭燃燒產生C02，C02再與熾熱的碳反應生成CO，再將鐵礦石中的鐵還原出來。石灰石的作用是使鐵礦石中的雜質（如二氧化硅）轉

12、為爐渣而除去。高爐內發(fā)生的主要反應：焦炭燃燒：C+02點燃C02二氧化碳與焦炭反應產生還原劑CO：C+C02高溫2C0CO將鐵的氧化物還原成單質鐵：Fe203+3C0例12.下列反應不是在煉鐵高爐內發(fā)生的是（）高溫2Fe+3C02A.C+02點燃C02B.2CO+02點燃2C02C.2C+02點燃2C0D.Fe203+3C0高溫2Fe+3C02答案：C學習必備歡迎下載(4)關于煉鐵的有關計算在煉鐵的過程中所用的原料和產品都是不純物，在計算用料和產量時要考慮雜質的含量。在根據化學方程式計算時，要將不純物換算成純凈物才能應用于物質之間的質量比?；舅悸肥牵鸿F礦石Fe2O3Fe生鐵。關于煉鐵的計算，

13、主要是考查質量守恒定律的靈活運用能力和不純凈物與純凈物之間換算的能力。例13.某煉鐵廠利用含四氧化三鐵90%的磁鐵礦1000噸可得到含鐵96%的生鐵多少噸？解：設可以練出純鐵x。Fe3O4+4CO=3Fe+4CO22321681000*90%x解得x=651.7噸生鐵:651.7/96%=678.9噸例14.現要煉出224噸純鐵，需購入多少噸含雜質30%的磁鐵礦作為原料？解：設需Fe3O4的質量為xx=309.3噸309.3噸（1-30%）=441.9噸（5）金屬資源的保護和利用鐵生銹的原因：鐵與水、空氣中的氧氣同時接觸，發(fā)生了復雜的化學反應，鐵銹的主要成分是Fe2O3xH2O。鐵銹很疏松，不

14、能阻礙里層的鐵繼續(xù)與氧氣、水反應。防止鐵生銹的措施：保持鐵制品表面的潔凈和干燥；在鋼鐵表面覆蓋保護層，如噴漆、抹油、電鍍其他金屬、表面生成致密的保護膜等；改變金屬內部的結構，如加入鉻、鎳制成不銹鋼。保護金屬資源的有效途徑：防止金屬腐蝕；廢舊金屬回收利用；有計劃、合理地開采礦物；尋找金屬替代品，如用塑料制品代替金屬制品。例15.下列做法易使金屬被腐蝕的是（）A.用過的菜刀擦干B.鋁鍋盛放酸菜C.鐵欄桿涂上油漆D.自行車鋼圈鍍鉻答案：B學習必備歡迎下載五、總結練習題一.選擇題：（每小題3分，15小題，共45分）1.下列說法不正確的是：()A回收一個鋁飲料罐比制造一個新飲料罐要貴B回收鋁飲料罐可以節(jié)

15、約金屬資源C回收鋁飲料罐可以節(jié)約能源D回收鋁飲料罐可以減少對環(huán)境的污染2.下列物質中，鐵元素化合價最低的是()AFeBFe2O3CFeODFeS3.鐵釘放入稀鹽酸中，一段時間后可能觀察到()A溶液由藍色變成淺綠色B鐵釘表面有氣泡逸出C溶液由無色變成藍色D溶液的質量增大4.下列物品或裝飾品，不易受酸雨腐蝕的是：()A.大理石華表B.鋁合金窗框C.鐵欄桿D.塑料制品5.蕪湖鐵畫是中國工藝美術百花園中的一朵奇葩，至今已有三百多年的歷史。下列關于鐵畫生銹與防護的描述中不正確的是：()A懸掛在干燥的環(huán)境中B.經常清掃表面的灰塵可以防止生銹C.表面涂漆防止生銹D.生銹時主要生成四氧化三鐵6.若金屬錳(Mn

16、)在金屬活動性順序中位于鋁和鋅之間，則下列反應不正確的是（）A.Mn+H2SO4=MnSO4+H2B.Mg+MnSO4=MgSO4+Mn學習必備歡迎下載C.Fe+MnSO4=FeSO4+MnD.Mn+CuSO4=MnSO4+Cu7.國家建設部、化工部等有關部門規(guī)定，新建小區(qū)戶外給水管必須使用塑料管，新建建筑不得再使用傳統(tǒng)鑄鐵排水管。國家推廣使用塑料建材的主要目的是()A保護金屬資源B金屬易腐蝕，而塑料使用時間長C塑料密度小，減少房屋的自身重量D降低成本8.用28g鐵粉和28g鎂粉分別與足量的稀硫酸反應都生成lg氫氣，由此可以得出的結論是()A鐵粉、鎂粉都含有雜質B鐵粉、鎂粉都是純凈物C鐵粉是純

17、凈物，鎂粉含雜質D鐵粉含雜質，鎂粉是純凈物9.在天平的兩個托盤上各放一只燒杯，燒杯中都盛有足量的鹽酸，此時天平保持平衡。如果一邊投入少許鎂條，另一邊投入相同質量的鋁粉，兩者都完全溶解后，天平指針將（）A偏向放鎂條的燒杯一邊B不發(fā)生偏轉C偏向放鋁粉的燒杯一邊D無法判斷10.X、Y、Z三種金屬及其化合物間可發(fā)生如下化學反應：Y+ZCl2=Z+YCl2X+ZCl2=Z+XCl2Y+2HCl=YCl2+H2X+HCl不反應則X、Y、Z三種金屬的活動性由強到弱的順序是（）A.ZYXB.XYZC.YXZD.YZX11、市場上有人用鋁代替純銀制作戒指，下列方法不能將其鑒別出來的是（）A、利用水、天平和量筒測

18、密度B、浸入稀鹽酸中觀察有無氣泡產生C、浸入硫酸銅溶液中觀察是否變色D、浸入氯化鈣溶液中觀察是否產生白色沉淀12.下列除去雜質的方法中，錯誤的是（）13印刷銅制電路板的“腐蝕液”為FeCl3溶液。已知銅、鐵均能與FeCl3溶液反應，反應方程式分別為：Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2，Fe+2FeCl3=3FeCl2。現將一包銅、鐵的混合粉末加入到盛有FeCl3溶液的燒杯中，充分反應后燒杯中仍有少量固體，關于燒杯中物質組成的說法正確的是()A.溶液中一定含FeCl3，固體一定是鐵和銅B.溶液中一定含FeCl2，固體一定含銅C.溶液中一定含FeCl2、CuCl2，固體一定含銅D.溶液中

19、一定含FeCl2，固體一定是鐵和銅二、填空題1.現有汽車機器上的齒輪門把手鋸條鐵洗臉盤等常見鐵制品。為了防止它們生銹，通常適合采用下面哪一種方法。（填序號）（1）在表面噴漆_；（2）在表面涂油_；（3）在表面鍍一層其他金屬_；（4）在表面燒制搪瓷_；（5）使其表面形成致密的氧化物保護膜_；2.鋁、銅、鐵是生活中常見的金屬。(1)鋁在空氣中具有很好的抗腐蝕性能的原因是。(2)用銅制電線主要是利用銅具有良好的性。(3)鐵制品銹蝕，實際上是鐵跟空氣中的發(fā)生了化學反應。焊接鐵制品時，通常先用稀鹽酸除去其表面的鐵銹，反應的化學方程式為。防止鐵制欄桿銹蝕的一種方法是。3.金屬是一類重要的材料，其應用十分廠

20、泛。(1)鋁的利用比銅和鐵晚。金屬大規(guī)模開發(fā)和利用的先后順序與下列有關。甲金屬的活動性乙金屬的導電性丙金屑在地殼中的含量(2)相同的鐵欄桿，為什么安裝在南方沿誨地區(qū)比安裝在北方更容易生銹?(3)寫出用鹽酸清洗鐵銹(主要成分是Fe2O3)的化學方程式。學習必備歡迎下載4.相同質量的M、N兩種活潑金屬，分別與足量的稀鹽酸在室溫下發(fā)生反應（M、N在生成物中的化合價為均為+2價），生成H2的質量m和反應時間t的關系如右下圖所示。（1）金屬活動順序是M比N(填“強”或“弱”)；相對原的相對原子質量是M比N的（填“大”或“小”）。（2）M與稀鹽酸反應結束后，消耗稀鹽酸中溶質的質量為g。5.鋁、鐵、銅是人類廣泛使用的三種金屬，與我們生活息息相關。（1）按人類開始使用這三種金屬的先后排序為（用元素符號表示）（2）在空氣中制品（填“鋁”或“鐵”）更耐腐蝕。（3）用下列試劑驗證這三種金屬的活動性順序，能達到目的的是（填序號）A.硫酸鋁溶液B.硫酸亞鐵溶液C.硫酸銅溶液（4）人們大量使用的是合金而不是純金屬，這是因為合金具有更多優(yōu)良性能，例如鋼比純鐵硬度（填“大”或“小”）。6.在Cu(NO3)2、A1(NO3)3和AgNO3伍的混合溶液中加入一定量的鐵粉，充分反應后過濾，向濾出的固體上滴加稀硫酸時有氣泡產生。則反應后所得溶液中含有的金屬離子有；反應后溶液的質量比原混合溶液的質量