第5章第1節(jié)金屬的性質(zhì)和利用

第5章金屬的冶煉與利用

第1節(jié)金屬的性質(zhì)和利用我知道的金屬名稱元素符號(hào)我見過的金屬名稱元素符號(hào)鈉鎂鉀鋅鈣NaMgKZnCa鐵鋁銅銀金FeAlCuAgAu……………………金屬元素的名稱和符號(hào)金屬的物理性質(zhì)建筑橋梁鋁合金用于制造飛機(jī)制造機(jī)械鈦合金制造航天器1、為什么菜刀、鐮刀、錘子等用鐵制而不用鉛制？

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，可能會(huì)出現(xiàn)什么情況？鐵的硬度大，鉛的硬度小鎢的熔點(diǎn)高，錫的熔點(diǎn)低。錫絲熔斷2.為什么鐵鍋需要加木柄或塑料柄？說明鐵有什么性質(zhì)？良好的導(dǎo)熱性用來鑄造硬幣的金屬材料需要具有什么性質(zhì)？輕便耐磨耐腐蝕美觀（1）一般金屬具有光澤

（2）良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性（3）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)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，但銅是紫紅色)對(duì)于大多數(shù)金屬:金屬的某些物理性質(zhì)及其應(yīng)用金屬的應(yīng)用（舉例）說明金屬具有的物理性質(zhì)金箔畫、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……金屬的化學(xué)性質(zhì)

現(xiàn)象

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)大膽猜測金屬可能有哪些化學(xué)性質(zhì)？探究金屬的化學(xué)性質(zhì)1、金屬與氧氣反應(yīng)—化合反應(yīng)常見金屬的化學(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致密為什么鋁不易生銹？——鋁的自我保護(hù)

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

鹽酸GodSaveme！無所謂，我無所謂…為什么受傷的總是我！我得意的笑，又得意的笑…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Al小結(jié)：1。根據(jù)金屬能否與酸反應(yīng)或反應(yīng)的劇烈程度也可以來比較金屬的活動(dòng)性較強(qiáng)弱。2.金屬活動(dòng)性順序：

人們經(jīng)過長期的實(shí)踐，總結(jié)出常見金屬在溶液中的活動(dòng)性順序如下：KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu

金屬活動(dòng)性由強(qiáng)逐漸減弱在金屬活動(dòng)性順序中，金屬的位置越靠前，它的活動(dòng)性就越強(qiáng)；排在氫前面的金屬能與酸反應(yīng)放出氫氣，而排在氫后面的金屬不能與酸反應(yīng)放出氫氣。2、金屬與（稀）酸溶液反應(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)Mg+2HCl＝H2↑+MgCl2從反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)類別的角度分析，有如下特點(diǎn)：單質(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

知識(shí)結(jié)構(gòu)：金屬的化學(xué)性質(zhì)一.金屬與氧氣的反應(yīng)4Al+3O2=2Al2O32Mg+O2=2MgO3Fe+2O2

點(diǎn)燃

Fe3O4二.金屬與稀鹽酸、稀硫酸反應(yīng)（置換反應(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

↑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)四.金屬活動(dòng)性順序：KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu

金屬活動(dòng)性，由強(qiáng)逐漸減弱。（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通常為無色、無味的氣體；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3、氫氣的用途⑴作燃料⑵冶金優(yōu)點(diǎn)：存在問題：熱值高；原料來源廣；無污染；可循環(huán)利用。如何大量、廉價(jià)制?。蝗绾伟踩\(yùn)輸、貯存。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、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)國時(shí)期，我國就開始生產(chǎn)和使用鐵器。我國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展新中國成立以后，我國的鋼鐵工業(yè)得到了飛躍的發(fā)展。1994年鋼產(chǎn)量只有15.8萬噸，居世界26位；1996年，我國的鋼鐵產(chǎn)量首次特破1億噸居世界前列；為紀(jì)念1996年中國鋼產(chǎn)量突破1億噸而發(fā)行2002年，我國的鋼產(chǎn)量為18224.89萬噸，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?！窈辖鸬挠捕纫话惚雀鞒煞纸饘俅蟆穸鄶?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種，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出金屬自身的種類。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。●合金的性能一般由組成它的成分元素的種類和數(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、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)低制電路保險(xiǎn)絲、自動(dòng)滅火和防爆安全裝置等表5—4一些常見金屬的特性和用途幾種合金不銹鋼

不銹鋼是指含鉻13%以上的鐵合金。字常見的不銹鋼含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、判斷下列說法是否正確？①合金也是金屬材料。（）②合金沒有金屬光澤。 （）③合金不能導(dǎo)電、傳熱。 （）④合金沒有延展性。（）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