金屬的性質(zhì)和利用課件

第5章金屬冶煉與利用

第一節(jié)金屬的性質(zhì)和利用你知道嗎？1.為什么鐵鍋需要加木柄或塑料柄？說(shuō)明鐵有什么性質(zhì)？2.鋁塊可以變成薄薄的鋁片這又體現(xiàn)了金屬的什么性質(zhì)？良好的導(dǎo)熱性很好的延展性3.聯(lián)合國(guó)衛(wèi)生組織推薦使用中國(guó)的鐵鍋?zhàn)龃毒?？除利用?dǎo)熱性外，還能補(bǔ)充人體所需的鐵元素1、為什么菜刀、鐮刀、錘子等用鐵制而不用鉛制？2、銀的導(dǎo)電性比銅好，為什么電線(xiàn)一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？如果用錫制的話(huà)，可能會(huì)出現(xiàn)什么情況？鐵的硬度大，鉛的硬度小銀的價(jià)格比銅高許多鎢的熔點(diǎn)高，錫的熔點(diǎn)低。錫絲熔斷用來(lái)鑄造硬幣的金屬材料需要具有什么性質(zhì)？耐磨耐腐蝕硬度較大金屬的物理性質(zhì)（1）有金屬光澤

（2）有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性（3）有良好的延展性（5）大多數(shù)金屬的密度較大（4）金屬的硬度一般較大（但:鈉鉀可用小刀切割）（6）金屬的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)一般較高（熔點(diǎn)最高的是鎢）熔點(diǎn)最低的是汞根據(jù)上述討論與交流你能總結(jié)金屬的主要物理性質(zhì)嗎？(一般金屬為銀白色但銅呈紅色，金呈黃色）金屬的某些物理性質(zhì)及其應(yīng)用金屬的應(yīng)用（舉例）說(shuō)明金屬具有的物理性質(zhì)金箔畫(huà)、金銀首飾、金屬紐扣等具有金屬光澤鋼筋、建筑材料、零件機(jī)械強(qiáng)度大把鋁制成鋁箔包裝香煙、糖果等延展性好用銅、鋁作導(dǎo)體

導(dǎo)電性好用鐵、鋁制炊具、散熱器等導(dǎo)熱性好總結(jié)與歸納：金屬的性質(zhì)決定用途,用途體現(xiàn)性質(zhì)金屬之最地殼中含量最高的金屬元素──鋁目前世界年產(chǎn)量最高的金屬──鐵導(dǎo)電、導(dǎo)熱性最好的金屬──銀人體中含量最高的金屬元素──鈣熔點(diǎn)最高的金屬──鎢你知道嗎？熔點(diǎn)最低的金屬──汞……

根據(jù)你以前所學(xué)的知識(shí)（如：鎂在空氣中燃燒、鐵絲在氧氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)）及你的生活經(jīng)驗(yàn)，請(qǐng)大膽猜測(cè)金屬可能有哪些化學(xué)性質(zhì)？探究金屬的化學(xué)性質(zhì)

演示1.鎂條在空氣中燃燒；2.鐵絲在氧氣中點(diǎn)燃；3.鋁片在空氣中加熱；4.銅片在空氣中加熱。

觀察完后，請(qǐng)將觀察到的現(xiàn)象填入P115《觀察與思考》的表格中。

現(xiàn)象1、金屬與氧氣反應(yīng)—化合反應(yīng)常見(jiàn)金屬的化學(xué)性質(zhì)鐵在氧氣中點(diǎn)燃鎂在空氣中點(diǎn)燃鋁在空氣中加熱銅在空氣中加熱實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象化學(xué)方程式結(jié)論劇烈燃燒，火星四射，放熱，生成黑色固體表面變暗，失去金屬光澤表面由紅色變成黑色劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的白光，放熱，生成白色固體3Fe+2O2=Fe3O42Mg+O2=2MgO4Al+3O2=2Al2O3

2Cu+O2?2CuOFe、Mg、

Al、Cu能與氧氣反應(yīng)點(diǎn)燃點(diǎn)燃

鋁是銀白色的金屬，具有金屬光澤，而生活中的鋁制品卻往往是暗淡無(wú)色，知道為什么嗎？

原因：常溫下，鋁就能和氧氣發(fā)生反應(yīng)，在其表面生成一層的氧化鋁保護(hù)膜（Al2O3)。4Al+3O2

＝

2Al2O3致密再思考：1.“真金不怕火煉”道出了金的什么性質(zhì)？金易被腐蝕嗎？

可以通過(guò)金屬與氧氣反應(yīng)的兩種現(xiàn)象來(lái)判斷金屬的活潑程度即金屬活動(dòng)性差異。即：①該金屬能否與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)②反應(yīng)的激烈程度“真金不怕火煉”，說(shuō)明既使是在較高的溫度下，“金”的化學(xué)性質(zhì)也不活潑

2。通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)，你能說(shuō)出Mg、Fe、Al、Cu、Au的活潑性嗎？

【演示】幾種金屬分別與鹽酸反應(yīng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的對(duì)比

鐵和稀鹽酸鎂和稀鹽酸鋅和稀鹽酸銅和稀鹽酸2、金屬與（?。┧崛芤悍磻?yīng)反應(yīng)物反應(yīng)現(xiàn)象反應(yīng)速度反應(yīng)方程式稀鹽酸或稀硫酸鎂鋁鋅鐵銅劇烈反應(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(wú)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)鹽酸金屬與鹽酸的反應(yīng)鎂、鋅、鐵、銅的金屬活動(dòng)性由強(qiáng)到弱AlMg+2HCl＝H2↑+MgCl2從反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)類(lèi)別的角度分析，有如下特點(diǎn)：?jiǎn)钨|(zhì)化合物單質(zhì)化合物Fe

+H2SO4＝H2↑+FeSO4Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4討論與分析特點(diǎn)：ABCAAB

由一種單質(zhì)跟一種化合物作用生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng)叫置換反應(yīng)。下列反應(yīng)都是置換反應(yīng)嗎？3CO+Fe2O3====2Fe+3CO2高溫點(diǎn)燃化合反應(yīng)：Ａ+Ｂ+…→Ｃ分解反應(yīng)：Ａ→Ｂ+Ｃ+…置換反應(yīng)：Cl2+2KI====I2+2KClCH4+2O2====CO2+2H2OC

再觀察：生成物的角度分析，有何共同特點(diǎn)？

均有氫氣生成。

那么這些原理均可用于制氫氣嗎？

拓展：氫氣的制法（1）藥品：鋅和稀硫酸（或稀鹽酸）氫氣的實(shí)驗(yàn)室制法Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑為何不用鎂或鐵等來(lái)和酸反應(yīng)制取氫氣？（2）原理：Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑思考：——鎂和酸反應(yīng)速度太快，而鐵的反應(yīng)速度又太慢，不便于操作。

（4）收集：①排水法固液不加熱型（3）裝置：②向下排空氣法

（5）步驟①按照要求連接裝置。②檢查氣密性。③裝藥品：先裝固體，后裝液體。④開(kāi)始反應(yīng)，并收集一小試管氫氣，進(jìn)行驗(yàn)純（任何可燃性氣體，在做性質(zhì)實(shí)驗(yàn)之前務(wù)必進(jìn)行驗(yàn)純）。⑤用排水法或向下排空氣法收集氣體，蓋上玻璃片倒放在實(shí)驗(yàn)桌上。最理想的綠色能源——?dú)錃?、氫氣的物理性質(zhì)⑴通常為無(wú)色、無(wú)味的氣體；⑵難溶于水；⑶相同狀況下，密度最小的氣體；⑷有三態(tài)變化。2、氫氣的化學(xué)性質(zhì)⑴可燃但不助燃H2現(xiàn)象：1、產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰2、放出大量的熱3、干冷的燒杯內(nèi)壁有水霧—點(diǎn)燃前需要檢驗(yàn)純度2H2+O2====2H2O點(diǎn)燃實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象反應(yīng)的化學(xué)方程式鐵片浸入硫酸銅溶液中Fe+CuSO4=3、金屬與鹽溶液反應(yīng)FeSO4+Cu鐵片表面覆蓋一層紅色物質(zhì)，溶液由藍(lán)色逐漸變?yōu)闇\綠色點(diǎn)擊下面畫(huà)面播放視頻（1）現(xiàn)代濕法冶金的先驅(qū)。（2）屬置換反應(yīng)。鐵的產(chǎn)物為+2價(jià)。（3）能解釋農(nóng)藥波爾多液為何不能用鐵桶盛裝的原因。Fe+CuSO4=Cu+FeSO4

Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2AgFe+CuSO4==FeSO4+Cu鐵絲浸入硫酸銅溶液中鐵釘表面有紅色物質(zhì)生成，藍(lán)色溶液變成淺綠色銅絲浸入硝酸銀溶液中銅絲表面覆蓋一層銀白色的物質(zhì)，溶液由無(wú)色逐漸變成藍(lán)色活動(dòng)性：

Fe>Cu>Ag二.金屬的化學(xué)性質(zhì)1、金屬與氧氣的反應(yīng)4Al+3O2=2Al2O32Mg+O2=2MgO3Fe+2O2

=Fe3O4點(diǎn)燃點(diǎn)燃學(xué)完本節(jié)課你應(yīng)該知道：一.金屬的物理性質(zhì)具有金屬光澤；有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性；硬度、密度較大；熔點(diǎn)、沸點(diǎn)較高3、金屬與某些化合物溶液反應(yīng)

2Al+3CuSO4

=Al2（SO4）3+3CuCu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag三.置換反應(yīng)：由單質(zhì)和化合物反應(yīng)，生成單質(zhì)和化合物的反應(yīng)2、金屬與稀鹽酸、稀硫酸反應(yīng)Fe+2HCl==FeCl2+H2↑Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑Zn+2HCl==ZnCl2+H2

↑

Zn+H2SO4==ZnSO4+H2

↑Mg+2HCl==MgCl2+H2

↑Mg+H2SO4==MgSO4+H2

↑（1）在金屬活動(dòng)性順序里，金屬的位置越靠前，它的活動(dòng)性就越強(qiáng)。（2）在金屬活動(dòng)性順序里，位于氫前面的金屬能置換出鹽酸、稀硫酸中的氫元素。（3）在金屬活動(dòng)性順序里，位于前面的金屬能把位于其后面的金屬?gòu)乃鼈凔}溶液中置換出來(lái)。（不適用于K、Ca、Na）KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）

CuHgAgPtAu

金屬活動(dòng)性由強(qiáng)逐漸減弱四.金屬活動(dòng)性順序及其應(yīng)用1、X、Y、Z是三種金屬，根據(jù)下列有關(guān)化學(xué)方程式可知，三種金屬的活動(dòng)性順序是（）①Z+YSO4==ZSO4+Y②X+YSO4==XSO4+Y③X+H2SO4==XSO4+H2↑④Z+H2SO4不反應(yīng)

A、Z＞X＞YB、Z＞Y＞X

C、X＞Y＞Z

D、X＞Z＞Y

2.有XYZ三種金屬，如果把X和Y分別放入稀硫酸中，X溶解并產(chǎn)生氫氣,Y不反應(yīng);如果把Y和Z分別放入硝酸銀溶液中,過(guò)一會(huì)兒,在Y的表面有銀析出,而Z無(wú)變化.根據(jù)以上事實(shí),判斷XYZ的金屬活動(dòng)順序。金屬活動(dòng)性順序：X>Y>Z3、為了測(cè)定Ag,Zn,Cu,H的化學(xué)活動(dòng)性強(qiáng)弱,某同學(xué)利用Zn粉,Cu片,AgNO3溶液和鹽酸4種物質(zhì)，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案，其中可行的是（

）

A、Zn+HCl

Cu+HClZn+AgNO3B、Zn+HClCu+AgNO3Zn+AgNO3C、Cu+HClZn+AgNO3Cu+AgNO3D、Zn+HCl

Cu+HClCu+AgNO3二、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新型金屬—合金純金屬很難滿(mǎn)足各種特殊要求。為此，人們?cè)谏a(chǎn)實(shí)踐中制造出許許多多的具有特殊性能“新型金屬—合金”

是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)。如：人類(lèi)歷史上使用最早的青銅是由銅、錫等元素形成的合金世界上最常見(jiàn)、應(yīng)用很廣泛的鋼和生鐵是由鐵、碳等元素形成的合金合金通常所說(shuō)的“金屬材料”，既包括各種純金屬，也包括各種合金生鐵鋼碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)其他元素機(jī)械性能機(jī)械加工用途2%～4.3%0.03%～2%

較多硅、錳，少量硫、磷少量硅、錳，幾乎不含硫、磷硬而脆硬而韌，延展性好可鑄，不可鍛可鑄、可鍛、可壓延制造機(jī)械、交通工具、武器等制鐵鍋、暖氣片機(jī)床底座等生鐵和鋼的比較：都是鐵的合金。屬混合物，主要成分為鐵。鋼鐵的用途我國(guó)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(lèi)文明和社會(huì)進(jìn)步的一個(gè)重要標(biāo)志早在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，我國(guó)就開(kāi)始生產(chǎn)和使用鐵器。我國(guó)鋼鐵工業(yè)的發(fā)展新中國(guó)成立以后，我國(guó)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(wàn)噸，居世界26位；1996年，我國(guó)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(guó)鋼產(chǎn)量突破1億噸而發(fā)行2002年，我國(guó)的鋼產(chǎn)量為18224.89萬(wàn)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●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(duì)此你有什么想法？合金具有許多良好的物理、化學(xué)或機(jī)械性能。●合金的硬度一般比各成分金屬大●多數(shù)合金的熔點(diǎn)低于組成它的成分金屬●調(diào)整合金的配方和改變合金的形成條件，可以制成性能不同的各種合金目前，合金的品種已不下萬(wàn)種，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出金屬自身的種類(lèi)。合金的制造大大拓寬了金屬材料的應(yīng)用范圍和使用價(jià)值?！窈辖鸬男阅芤话阌山M成它的成分元素的種類(lèi)和數(shù)量決定。合金材料的應(yīng)用十分廣泛，你知道那些合金材料？請(qǐng)跟同學(xué)們交流名稱(chēng)主要組成元素特性用途黃銅銅、鋅堅(jiān)硬耐、腐蝕制造機(jī)器零件、電器零件青銅銅、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(chē)、作建筑材料焊錫錫、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、日用品碳素鋼鐵、碳堅(jiān)硬作建筑材料，制造機(jī)械零件、鐵軌、船舶、橋梁武得合金鉍、鉛、錫、鎘熔點(diǎn)低指電路保險(xiǎn)絲、自動(dòng)滅火和防爆安全裝置等表5—4一些常見(jiàn)金屬的特性和用途演示鋅在銅表面擴(kuò)散-黃銅合金的制取.mpg幾種合金不銹鋼

不銹鋼是指含鉻13%以上的鐵合金。字常見(jiàn)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(zhǎng)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(huì)被腐蝕。所以，不銹鋼并不是絕對(duì)不會(huì)生銹的，只不過(guò)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(lèi)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(dòng)化等方面演示：記憶合金.mpg幾種合金高溫合金儲(chǔ)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(chǔ)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(kāi)發(fā)的新能源之一。儲(chǔ)氫合金不但能解決氫氣儲(chǔ)存和運(yùn)輸問(wèn)題，而且可用于氫氣的回收、分離、凈化等方面銅合金鈦合金

合金鋼

鉑銥合金記憶合金不銹鋼高溫合金

隨堂練習(xí)1、判斷下列說(shuō)法是否正確？①合金也是金屬材料。（）②合金沒(méi)有金屬光澤。 （）③合金不能導(dǎo)電、傳熱。 （）④合金沒(méi)有延展性。（）⑤合金的許多物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)和機(jī)械性能都比純金屬好。（）√×××√練習(xí)1、下表是某種常見(jiàn)金屬的部分性質(zhì)。將該金屬投入稀鹽酸中，可產(chǎn)生大量無(wú)色氣體。根據(jù)上述信息回答以下問(wèn)題：⑴試推斷該金屬的一種用途是

；⑵該金屬的活動(dòng)性比銅

（填“強(qiáng)”或“弱”）；⑶請(qǐng)自選試劑，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究該金屬與鐵的活動(dòng)性強(qiáng)弱，完成下表。顏色、狀態(tài)硬度密度（g/cm3）熔點(diǎn)（℃）導(dǎo)電性導(dǎo)熱性延展性銀白色固體較軟2.70660良好良好良好做導(dǎo)線(xiàn)強(qiáng)你的一種猜想驗(yàn)證方法實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論該金屬的活動(dòng)性比鐵強(qiáng)將該金屬投入氯化亞鐵溶液中溶液淺綠色逐漸消失該金屬的活動(dòng)性比鐵強(qiáng)該金屬的活動(dòng)性比鐵強(qiáng)將該金屬和鐵分別投入稀硫酸中該金屬表面產(chǎn)生氣泡的速率比鐵快該金屬的活動(dòng)性比鐵強(qiáng)

2、試判斷下列物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)類(lèi)型:A.化合反應(yīng)B.分解反應(yīng)C.置換反應(yīng)（1）2Al+6HCl====2AlCl3+3H2↑（）（2）H2CO3====CO2↑+H2O（）（3）Fe+CuSO4====FeSO4+Cu（）（4）CaO+H2O====Ca(OH)2

（）CBCA3.判斷下列物質(zhì)能否發(fā)生反應(yīng)？若能,寫(xiě)出相關(guān)化學(xué)方程式。（1）銀與稀鹽酸（2）鋅與硫酸銅溶液（3）銅與硫酸鋅溶液（4）鋁與硝酸銀溶液（5）銀與氯化銅溶液（6）鎂與硫酸亞鐵溶液解答：可發(fā)生反應(yīng)的：（2）（4）（6）化學(xué)方程式：(2)Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4(4)Al+3AgNO3=Al(NO3)3+3Ag(6)Mg+FeSO4=MgSO4+Fe4.有XYZ三種金屬，如果把X和Y分別放入稀硫酸中，X溶解并產(chǎn)生氫氣,Y不反應(yīng);如果把Y和Z