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普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書化學(xué)1(必修)第四章材料家族中的元素第二節(jié)鋁金屬材料第3課時(shí)金屬與金屬材料
學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過自主學(xué)習(xí),了解黑色和有色金屬材料,通過對(duì)鐵,普通鋼,不銹鋼的認(rèn)識(shí),掌握不銹鋼不易銹蝕的原理。2.通過觀察金銀銅外觀,總結(jié)物理性質(zhì),深入認(rèn)識(shí)銅及銅化合物的化學(xué)性質(zhì),例如,銅易在潮濕的空氣中腐蝕。性質(zhì)決定用途,了解金銀銅的用途。3.了解新型金屬材料(鈾镅鈦)及其用途。重難點(diǎn):金屬的性質(zhì)及其應(yīng)用合金: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:鋼課前小熱身1.何為合金?合金的具有的特性?合金的特性:
①合金的硬度一般比它各成分金屬的硬度大;②合金的熔點(diǎn)一般比它的各成分金屬的熔點(diǎn)低;③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。回顧初中知識(shí),回想金屬具有的物理通性有哪些?1具有金屬光澤,有導(dǎo)電性,導(dǎo)熱性,延展性2大多數(shù)金屬呈銀白色,銅是紫紅色,金是黃色3常溫下一般為固體,液體的金屬是汞。
提出問題一、黑色金屬和有色金屬材料黑色金屬材料:
有色金屬材料:鐵、鉻、錳以及它們的合金構(gòu)成的材料。除黑色金屬(鐵、鉻、錳)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()
A.鐵 B.金 C.銀 D.銅練習(xí):A自學(xué)天地交流研討1.人們對(duì)鐵的使用經(jīng)歷了“鐵——普通鋼——不銹鋼等特種鋼”的演變過程,為什么?何為普通鋼?何為不銹鋼?通過自主閱讀,總結(jié)如下問題:1.重要的黑色金屬材料——鋼鐵鋼鐵的制備:鐵礦石→生鐵→普通鋼→特種鋼生鐵[含較多的C等雜質(zhì)]普通鋼降碳;調(diào)硅錳等思考:⑴鋼中加入鉻鎳用途?⑵不銹鋼的性質(zhì)和用途?
不銹鋼加入鉻鎳鋼鐵鋼筋混疑土彈簧片(硅、錳鋼)醫(yī)療器械(不銹鋼)車軸、履帶(鎢鋼、錳鋼)鋼鐵的用途:
1、下列物質(zhì)中不屬于合金的是()A.不銹鋼B.黃銅C.碳素鋼D.銅綠2、有關(guān)合金的性質(zhì)敘述不正確的是()A.合金的熔點(diǎn)比它的各成分的熔點(diǎn)低B.合金一定是金屬熔合而成C.合金的硬度和強(qiáng)度一般比純金屬高D.硬鋁、青銅、硅鋼均為合金動(dòng)動(dòng)腦√√金銀銅
看圖說話2.幾種有色金屬材料——金、銀、銅
(1)金、銀、銅的物理性質(zhì)(均不活潑)①金屬光澤:Au——黃色;
Ag——銀白色;
Cu——紫紅色。②延展性:Au>Ag>Cu③導(dǎo)熱性:Ag>Cu>Au④導(dǎo)電性:Ag>Cu>Au⑤化學(xué)活潑性:Cu>Ag>Au五彩繽紛的銅世界2Cu+O2===2CuO(黑色)△2Cu+S===Cu2S(黑色)△(2)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)。
1、銅Cu+Cl2===CuCl2(棕黃色的煙)點(diǎn)燃回顧:銅可以與哪些非金屬單質(zhì)反應(yīng)?產(chǎn)物是什么?古董為何穿上綠衣?
2Cu+O2+H2O+CO2===Cu2(OH)2CO3(2)銅在潮濕的空氣(O2
、H2O、CO2
)中會(huì)被銹蝕。堿式碳酸銅(銅綠)如何除去綠衣,且不腐蝕內(nèi)部的銅?A.濃硝酸 B.稀鹽酸C.氫氧化鈉溶液 D.加熱
Cu2(OH)2CO3+4HCl===2CuCl2+3H2O+CO2√
Cu+2Ag+===Cu2++2Ag(3)與金屬陽離子反應(yīng)
Cu+2Fe3+===Cu2++2Fe2+回顧:如何腐蝕銅板電路?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)Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2
+2NO2↑+2H2O3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2
+2NO↑
+4H2OCu+2H2SO4(濃)===CuSO4+SO2↑+2H2O△CuOCu2O高溫2、CuO的化學(xué)性質(zhì)4CuO====2Cu2O+O2↑高溫
①高溫分解黑色紅色
CuO+2H+===Cu2++H2O②與酸CuO+H2===Cu+H2O△CuO+CO===Cu+CO2△③與還原劑CuSO4·5H2OCuSO4加熱3、銅鹽的化學(xué)性質(zhì)CuSO4·5H2O===CuSO4+5H2O↑
加熱
①藍(lán)礬(膽礬)受熱分解藍(lán)色白色發(fā)問:無水CuSO4有什么用途?檢驗(yàn)H2O分子,不做干燥劑
Cu2++2OH-===Cu(OH)2↓②與堿③與H2S或S2-
Cu2++H2S===CuS↓+2H+藍(lán)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如何檢驗(yàn)Cu2+的存在?銀
元素符號(hào):Ag元素延展性僅次于金,能壓成薄片,拉成細(xì)絲。1克銀可以拉成1800米長的細(xì)絲,銀的特征氧化數(shù)為+1,其化學(xué)性質(zhì)比銅差,常溫下,甚至加熱時(shí)也不與水和空氣中...
符號(hào)Au,原子序數(shù)79,黃色,質(zhì)地軟,用牙齒可以咬變形:黃金。金子。金幣?;瘜W(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定的原因是,金原子的最外層的三個(gè)電子之間的相互作用非常緊密,原子體積被壓縮,電子不容易被氧化劑奪取,金是除稀有氣體元素以外化學(xué)性質(zhì)最穩(wěn)定的元素.金
以一價(jià)和二價(jià)為主的金屬元素,有延性和展性,是熱和電最佳導(dǎo)體之一,銅是人類發(fā)現(xiàn)最早的金屬之一,稍硬、極堅(jiān)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層綠色的堿式碳酸銅,這叫銅綠。銅資料在線(3)金、銀、銅及其合金的應(yīng)用
Au貨幣電子元件航空、航天裝飾品Ag貨幣催化劑化學(xué)電源裝飾品牙科材料Cu貨幣催化劑電線、電纜銅芯片水管二、新型金屬材料——鈾、镅、鈦
鈾(U)—用做核電廠反應(yīng)堆的核燃料
镅(Am)—在煙霧探測器中用做煙霧檢測材料21世紀(jì)金屬,親生物金屬--鈦
鈦和鈦合金被認(rèn)為是21世紀(jì)的重要材料,如熔點(diǎn)高、密度小、可塑性好、易于加工、機(jī)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(yuǎn)優(yōu)于不銹鋼,因此被廣泛用于火箭、導(dǎo)彈、航天飛機(jī)船舶、化工和通訊設(shè)備等鈦金屬腕表
鈦合金與人體有很好的“相容性”,因此可用來制造人造骨,用鈦-鎳形狀記憶合金制成的人造衛(wèi)星天線
形狀記憶合金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)、防火門和電路斷電的自動(dòng)控制開關(guān),以及牙齒矯正等醫(yī)療材料。課外拓展課堂小結(jié)一.黑色金屬材料和有色金屬材料1黑色金屬材料---鋼鐵
(生鐵,普通鋼,不銹鋼,成分及用途。)2有色金屬材料---金銀銅金---黃色,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,用途。銀---銀白色,化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定,用途。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)。二.新型金屬材料(鈾、镅、鈦)1.鈾(U)—用做核電廠反應(yīng)堆的核燃料
2.镅(Am)—在煙霧探測器中用做煙霧檢測材料3.鈦(Ti)—“21世紀(jì)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,利用常用的酸、堿和工業(yè)生產(chǎn)中的廢鐵屑,從廢水中回收金,并生產(chǎn)一定量的鐵紅和氧化銅。(1)圖中標(biāo)號(hào)處需加入的相應(yīng)物質(zhì)分別是①________、②_______、③________、④________、⑤________。(2)寫出①處發(fā)生反應(yīng)的離子方程式______________________;寫出③處發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________;(3)鐵紅的化學(xué)式為________;分別寫出鐵紅和氧化銅在工業(yè)上的一種主要用途:鐵紅:________,氧化銅:_____。遷移應(yīng)用2.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: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?遷移應(yīng)用氧化亞銅。堿式碳酸銅
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