人教版九年級(jí)化學(xué)化學(xué)下冊教案

第八單元金屬和金屬材料

課題一金屬材料

三維目標(biāo)：

1、過日常生活中廣泛使用金屬材料等具體事例，認(rèn)識(shí)金屬材料與人類生活和社會(huì)發(fā)展的密切聯(lián)系。

2、了解常見金屬的物理性質(zhì)，知道物質(zhì)的性質(zhì)很大程度上決定物質(zhì)的用途，但還需考慮價(jià)格等因素。

3、認(rèn)識(shí)合金，知道生鐵和鋼等重要合金，以及合金比純金屬具有更廣泛的用途。

重點(diǎn)：1、知道物質(zhì)的性質(zhì)很大程度上決定物質(zhì)的用途，但還需考慮價(jià)格等因素。

2、認(rèn)識(shí)合金。

難點(diǎn)：采用活動(dòng)與探究的方式來研究金屬及合金的物理性質(zhì)上的差異

教學(xué)過程：

教師先展示一些物品，然后設(shè)問：這些物品是由什么材料制成？教師引導(dǎo)學(xué)生，如何根據(jù)金屬的一些用

途，推斷金屬的物理性質(zhì)。使學(xué)生明白：物質(zhì)的性質(zhì)、資源、價(jià)格、美觀等決定其用途

引導(dǎo)學(xué)生查詢資料解決實(shí)際問題。教會(huì)學(xué)生如何獲取新的知識(shí)。

通過實(shí)物引入合金的概念。

舉例說明合金與純金屬的區(qū)別。

動(dòng)手實(shí)驗(yàn)：比較黃銅與銅、焊錫與錫在光澤、顏色、硬度等方面的區(qū)別。

實(shí)驗(yàn)操作：比較錫、鉛、焊錫的熔點(diǎn)。

引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)，探究一些合金與純金屬物理性質(zhì)上的差異。

引導(dǎo)學(xué)生用自己的語言描述金屬及合金的性質(zhì)和用途。

在日常生活中，鋁、鈦、鋅、銅等金屬的應(yīng)用非常廣泛，如：鋁合金的門窗、銅線、銅火鍋、銅電器，以及

鋅在常見干電池的應(yīng)用等。

一些金屬牛物理性質(zhì)比較

物理性質(zhì)物理性質(zhì)比較

導(dǎo)電性罐CuAuAlZnFe坐

導(dǎo)電性逐漸減弱

密度AuPb便CuFeZnAl―?

密度逐漸減少

熔點(diǎn)WFeCuAuAsAlSn―?

熔點(diǎn)由高到低

硬度CrFeAsCuAuAlPb—?

硬度由大到小

合金：合金是由一種金屬跟其它一種或幾種金屬（或金屬跟非金屬）一起熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。

【講述】合金的簡單命名。

【引入】我們在日常生活中接觸到的鋼鐵都是鐵碳合金。根據(jù)含碳量的不同，鐵碳合金又分為生鐵和鋼。

一些合金和組成它們的純金屬性質(zhì)比較

性質(zhì)比較現(xiàn)象

黃銅銅焊錫錫

光澤和顏色

硬度

結(jié)論

實(shí)驗(yàn)8-2比較焊錫、錫和鉛的熔化溫度

現(xiàn)象

結(jié)論

最近一些學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，古羅馬人的遺骸中含有大量鉛，古羅馬帝國的滅亡竟與鉛中毒有關(guān)。原來古

羅馬貴族慣用鉛制器皿(瓶、杯、壺等)和含鉛化合物的化妝品，甚至輸送飲水的水管也是用鉛做的，從而

導(dǎo)致慢性鉛中毒死亡。根據(jù)上述材料回答下列問題：

(1)人們?nèi)粘＝佑|的哪些物質(zhì)中含鉛？

(2)鉛對(duì)人體有哪些危害？

(3)為防止鉛中毒，請(qǐng)你提出幾條合理建議。

(4)以小組的形式組織一項(xiàng)調(diào)查活動(dòng)：到附近的加油站，調(diào)查汽油的種類，是否還在使用含鉛汽油？是

什么時(shí)候停止使用含鉛汽油的？并進(jìn)行環(huán)保宣傳。

鐵片與鐵粉顏色不同的原因

問題：鋁粉具有銀白色的光澤，常用來做涂料(俗稱銀粉、銀漆)，保護(hù)鐵制品不被腐蝕，而且美觀、但

一般金屬的粉未的顏色多為黑色。為什么金屬在粉未狀時(shí)的顏色是黑色呢？

實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)一：取一塊鐵片，用細(xì)砂紙打磨表面，用濾紙(或軟布)擦拭后，觀察鐵片的顏色；觀察實(shí)驗(yàn)室里

的鐵屑樣品顏色。

實(shí)驗(yàn)二：取一小塊玻璃殘片，觀察其顏色。將玻璃小心敲碎(注意保護(hù)好眼睛)，觀察玻璃屑的顏色。

根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)探究，結(jié)合你學(xué)過的物理光學(xué)知識(shí)，解釋玻璃屑顏色不同于玻璃片的原因。推測鐵粉顏色

與鐵片顏色不同的原因。

鐵合金的抗銹蝕性能

問題：建筑物的防盜門及防盜網(wǎng)為什么常用不銹鋼制造呢？

實(shí)驗(yàn)：班上的同學(xué)集體協(xié)作，選派代表到小五金商店購買少量普通鐵釘和不銹鋼釘，并購買一張細(xì)砂紙。

利用這些材料進(jìn)行如下家庭小實(shí)驗(yàn)。

用細(xì)砂紙打磨普通鐵釘和不銹鋼釘表面。

將兩枚鐵釘分別浸在食鹽水中，食鹽水不要全部浸沒鐵釘。幾天后觀察兩枚鐵釘銹蝕的情況，并與同學(xué)

們進(jìn)行交流。

(1)普通鐵釘與不銹鋼釘哪個(gè)更能抗銹蝕？

(2)查找課本，比較生鐵、鋼及不銹鋼的成分有何不同。

鐵的歷史

人類使用鐵的歷史可以追溯到四千五百多年以前，不過那時(shí)的鐵是從太空掉下的隕鐵(其中含鐵90%以

上X我國在商代就開始用鐵，在河北、北京、河南的某些地區(qū)出土過用隕鐵打制的鐵刃銅鉞。我國最早的人

工冶鐵制品是甘肅靈臺(tái)出土的春秋初年秦國的銅柄鐵劍，這說明春秋初年我國已掌握了冶鐵技術(shù)。

鐵是人體健康、植物生長所必需的元素之一。一個(gè)成年人的身體里約含3g~5g鐵元素，其中70%以

上在血紅蛋白里。人體必須保證足夠的鐵的攝入，如果每天膳食中含鐵量太低，長時(shí)間供鐵不足，就會(huì)患缺

鐵性貧血。這類病人往往面色蒼白，并有頭昏、無力、心悸、氣急等癥狀。因此，應(yīng)多吃一些含鐵豐富的食

物，含鐵較多的食物有動(dòng)物的肝臟、芹菜、番茄等。

植物生長也離不開鐵，鐵是植物制造葉綠素時(shí)不可缺少的催化劑。如果植物葉子發(fā)黃枯萎，就是土壤中

缺鐵的特征，就應(yīng)施加如硫酸亞鐵等予以補(bǔ)充。

鋁從比黃金還貴的金屬變?yōu)榱畠r(jià)金屬

鋁是一種“年輕的金屬"，它的發(fā)現(xiàn)和工業(yè)生產(chǎn)的歷史很短。1827年德國化學(xué)家維勒，用他獨(dú)創(chuàng)的一種

復(fù)雜的方法制得了粉未狀金屬鋁，并首次指出了鋁的化學(xué)性質(zhì)，他被科學(xué)界公認(rèn)為鋁的發(fā)現(xiàn)者。30年后，法

國化學(xué)家得維爾用金屬鈉還原氯化鋁，得到了有金屬光澤的鋁球，但用這種方法制得的鋁比黃金還貴好幾倍,

使鋁成為當(dāng)時(shí)頗受羨慕的‘貴金屬"一一門捷列夫于1889年接受了英國皇家協(xié)會(huì)的最高獎(jiǎng)賞-----架用金和

鋁制成的天平。至1886年，英國奧柏林學(xué)院化學(xué)系的青年學(xué)生霍爾，在實(shí)驗(yàn)中偶然發(fā)現(xiàn)冰晶石可大大降低煉

鋁成本。他將氧化鋁與冰晶石混合熔化然后電解，結(jié)果在陰極得到了鋁。幾乎同時(shí)，法國青年大學(xué)生埃羅也

成功地用電解法制得了鋁。

金屬分類

黑色金屬通常指鐵，錦、銘及它們的合金（主要指鋼鐵1

銃和珞主要應(yīng)用于制合金鋼，而鋼鐵表面常覆蓋著一層黑色的四氧化三鐵,所以把鐵、銃、銘及它們的

合金叫做黑色金屬。這樣分類，主要是從鋼鐵在國民經(jīng)濟(jì)中占有極重要的地位出發(fā)的。

有色金屬通常是指除黑色金屬以外的其他金屬。

有色金屬可分為四類：（1）重金屬，如銅、鋅、鉛、鎂等；（2）輕金屬，如鈉、鈣、鎂、鋁等；（3）貴

金屬，如金、銀、鉗、缽等；（4）稀有金屬，如諸、被、鐲、鈾等。

輕金屬密度在4.5g?cm3以下的金屬叫輕金屬。例如鈉、鉀、鎂、鈣、鋁等。周期系中第IAHA

族均為輕金屬。

重金屬一般是指密度在4.5g-cm3以上的金屬叫重金屬。例如銅、鋅、鉆、銀、鋁、鋁、睇、錫、

鉛、錫、鎘、汞等，過渡元素大都屬于重金屬。

貴金屬貴金屬通常是指金、銀和鉗族元素。這些金屬在地殼中含量較少，不易開采，價(jià)格較貴，所以

叫貴金屬。這些金屬對(duì)氧和其他試劑較穩(wěn)定，金、銀常用來制造裝飾品和硬幣。

稀有金屬稀有金屬通常指在自然界中含量較少或分布稀散的金屬。它們難于從原料中提取，在工業(yè)上

制備及應(yīng)用較晚。

稀有金屬跟普通金屬?zèng)]有嚴(yán)格的界限，如有的稀有金屬在地殼中的含量比銅、汞、鎘等金屬還要多。稀

有金屬在現(xiàn)代工業(yè)中具有重要的意義。

往往把黑色金屬、有色金屬和稀有金屬并列為三大類。

有人將銅、鐵、鋁分別稱為第一、二、三代金屬，它們的接班人，即第四代金屬，就是后起之秀一一鈦

7o鈦的拉丁文名稱“Tanium是希臘神話中的大力神“泰但”之意。

鈦具有不尋常的綜合優(yōu)點(diǎn)。在航空工業(yè)中稱霸已久的鋁，面對(duì)鈦只能是自愧不如了。鈦比鋁重一些，比

鋼輕一倍，而強(qiáng)度和硬度可與鋼媲美，同時(shí)又具有良好的可塑性、超凡的韌性、驚人的抗腐蝕性，并能在

-253℃~500°C的溫度范圍內(nèi)保持高強(qiáng)度，可以說是性能極其優(yōu)越。當(dāng)飛機(jī)的速度超過音速的2.2倍時(shí)，飛

機(jī)和空氣的劇烈摩擦產(chǎn)生的溫度會(huì)超過300℃,鋁合金的強(qiáng)度會(huì)急劇下降，而鈦卻泰然自若。難怪在美國的

新式戰(zhàn)斗機(jī)中鈦用量達(dá)全機(jī)重量的90須上。從20世紀(jì)60年代起，鈦就成了衛(wèi)星、火箭、宇宙飛船的重要

材料。目前每年用于航天工業(yè)的鈦已超過千噸。

鈦除有“空間金屬”的美稱外，同時(shí)又兼有“深海金屬"的美名。因?yàn)?，一般艦船是用鋼鐵制成的，會(huì)

因海水腐蝕而銹損。雖然人們想了許多諸如涂上防腐漆之類的辦法，還是不能從根本上解決問題，使得艦船

要定期大修，而鈦有驚人的抗腐蝕性能。另一方面，海水中深度每增加10m,壓力就會(huì)增加一個(gè)大氣壓，因

此潛水艇的船體材料就要求高強(qiáng)度、耐腐蝕，鈦恰好可以從容勝任。鈦不僅強(qiáng)度高，且表面有致密的氧化膜,

長期在海水中也不會(huì)被腐蝕。

1977年，前蘇聯(lián)用3500多噸鈦建造了當(dāng)時(shí)世界上航行速度最快的核潛艇。美國海軍也制成了以鈦合金

為材料的深海潛艇，能在4500H勺深海中航行。

鈦還有一個(gè)奇特的性能，即是一種‘親生物金屬"。植入人體后不會(huì)引起過敏反應(yīng)，加之它與骨骼密度相

仿，因此可用來制造人造骨。

總之，在原來使用鋼材、鋁材的地方，幾乎都能用鈦取而代之。而一些鋼材、鋁材難以勝任的地方，鈦

也能應(yīng)付自如。故人們稱鈦為"未來的鋼鐵，21世紀(jì)的金屬”。

鈦，在地殼中的含量并不太少。鈦礦分布很廣，僅次于鋁、鐵、鈣、鈉鉀、鎂，而比銅、錫、鎰、鋅多

得多，約占地殼重的0.6%

1910年人們首次得到純鈦。1947年才開始在工廠里煉鈦，當(dāng)年產(chǎn)量僅2噸。到1972年，鈦的年產(chǎn)量即

達(dá)20萬噸。直到目前，大規(guī)模生產(chǎn)高純度的鈦，仍是冶金工業(yè)追求的目標(biāo)。相信隨著這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，鈦將

很快脫穎而出，成為金屬材料界居于統(tǒng)治地位的金屬。

物質(zhì)的用途在很大程度上取決于物質(zhì)的性質(zhì)。由于鋁有多種優(yōu)良性能，因而鋁有著極為廣泛的用途。

（1）鋁的密度很小，僅為2.7g/cn3,雖然它比較軟，但可制成各種鋁合金，如硬鋁、超硬鋁、防銹

鋁、鑄鋁等。這些鋁合金廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、汽車、火車、船舶等制造工業(yè)。此外，宇宙火箭、航天飛機(jī)、人

造衛(wèi)星也使用大量的鋁及其合金。（2）鋁的導(dǎo)電性，鋁在電器制造工業(yè)、電線電纜工業(yè)和無線電工業(yè)

中有廣泛的用途。

（3）鋁是熱的良導(dǎo)體，它的導(dǎo)熱能力比鐵大3倍，工業(yè)上可用鋁制造各種熱交換器、散熱材料和炊具等。

（4）鋁有較好的延展性（它的延展性僅次于金和銀），在100°C~150℃時(shí)可制成薄于0.01rwi的鋁

箔。這些鋁箔廣泛用于包裝香煙、糖果等，還可制成鋁絲、鋁條，并能軋制各種鋁制品。

（5）鋁的表面因有致密的氧化物保護(hù)膜，不易受到腐蝕，常被用來制造化學(xué)反應(yīng)器、醫(yī)療器械、冷凍

裝置、石油精煉裝置、石油和天然氣管道等。

（6）鋁粉具有銀白色光澤（一般金屬在粉未狀時(shí)的顏色多為黑色），常用來做涂料，俗稱銀粉、銀漆，

以保護(hù)鐵制品不被腐蝕，而且美觀。

（7）鋁在氧氣中燃燒能放出大量的熱和耀眼的光，常用于制造爆炸混合物，如鐵鋁炸藥（由硝酸鐵、木

炭粉、鋁粉、煙黑及其他可燃性有機(jī)物混合而成>燃燒混合物（如用鋁熱劑做的炸彈和炮彈可用來攻擊難以

著火的目標(biāo)或坦克、大炮等）和照明混合物（如含硝酸顆68%、鋁粉28%、蟲膠4%1

（8）鋁熱劑常用來熔煉難熔金屬和焊接鋼軌等。鋁還用做煉鋼過程中的脫氧劑，鋁粉和石墨、二氧化

鈦（或其他高熔點(diǎn)金屬的氧化物）按一定比率均勻混合后，涂在金屬上，經(jīng)高溫?zé)霟瞥赡透邷氐慕饘偬?/p>

瓷，它在火箭及導(dǎo)彈技術(shù)上有重要應(yīng)用。

（9）鋁板對(duì)光的反射性能也很好，反射紫外線比銀強(qiáng)，鋁越純，其反射能力越好，因此常用來制造高

質(zhì)量的反射鏡，如太陽灶反射鏡等。

（10）鋁具有吸音性能，音響效果也較好，所以廣播室、現(xiàn)代化大型建筑室內(nèi)的天花板等也采用鋁。

制首飾的黃金有哪幾種

人類早在6000年以前已經(jīng)知道有黃金，并用黃金作裝飾品。當(dāng)今國際及國內(nèi)市場上流行的黃金首飾主

要有純金、K金、鍍金、包金、仿金和變色金等制品。

純金首飾是由純金制成的。俗話說“金無足赤"，就是說純金的含量也達(dá)不到100%,實(shí)際上金含量達(dá)到

99%、99.9%的都稱為純金制品。這種純金首飾質(zhì)地柔軟，色澤赤黃，永不泛色。但容易變形，容易磨損，

不能鑲嵌各種精美的寶石。

K金是在黃金中添加少量銀、銅、鋅等金屬，以增強(qiáng)黃金的強(qiáng)度和韌性。為了表示K金中的黃金含量，

常用K值來表示。1K的含金量約為4.166%。24K的含金量約為99.99%所以就是純金。用作金首飾的材料一

般為22K（含金量約為91.65%）,20K（含金量約為83.32%>18K（含金量約為74.98%）和14K（含金量

約為58.2%）等幾種。K金首飾款式易翻新，能夠鑲嵌各種鉆、翠、珠、寶和雕鋸鑿摟出各種精美的圖案。

鑲嵌鉆石的鉆戒，多用18K金的。金筆的筆尖上寫著“14K'或"14開”，是指這種金筆筆尖是14K金的。

鍍金首飾是在銅、銀或合金制成的首飾表面上鍍一層24K金，其外表和純金首飾一樣。但鍍的金屬不耐

久，佩戴時(shí)間長了就會(huì)被磨損。

包金首飾是用金箔包在由鋁、鋅、鉛的合金制成的首飾表面，然后加溫，用工具把金箔牢牢地壓在產(chǎn)品

上制得的。包金首飾的質(zhì)地比純金首飾要硬，不易變形，耐磨性強(qiáng)。從表面上看能與24K金的首飾相媲美。

仿金首飾是選用特殊的鍍層工藝，制成的近似K金的首飾。這種首飾是以銅，鋅或鋁等金屬為原料，制

成半成品，然后放入一種特殊鍍液中，經(jīng)過處理，在表面鍍上一層象黃金一樣赤黃光亮的鍍層。雖然這種首

飾不含一點(diǎn)黃金，但卻酷似純金制品。目前在國內(nèi)外已有許多精致的仿金首飾代替純金首飾做裝飾品。

變色金首飾是用一種新穎的、經(jīng)過特殊加工后的K金材料制成的首飾。如在K金表面注入鉆原子，可呈

現(xiàn)出一層美麗的藍(lán)色；把一種很細(xì)的金屬微粒電鍍在K金表面，可顯示出黑色。日本還研制出含金量為78%、

含鋁量為22%的光采奪目的紫色合金首飾?，F(xiàn)在，紅、黃、白、紫等色彩都進(jìn)入了K金家族。目前，這種神

奇變幻的變色金首沛已經(jīng)在國內(nèi)外流行，并且頗受青睞。

鋁制品的表面雖然有致密的保護(hù)膜，不易被氧化，但是當(dāng)有較活潑的元素（如鹵素）的離子存在時(shí)，氧

化膜將這些離子吸附在表面，取代了膜中氧形成新的化合物。例如，有氯離子存在時(shí)，就會(huì)使一部分保護(hù)膜

變成氯化鋁，氯化鋁易溶于水，因而使保護(hù)膜的結(jié)構(gòu)遭到破壞，產(chǎn)生了孔隙，有害物質(zhì)就可能滲入內(nèi)部，加

速鋁制品的腐蝕。

食鹽的成分是氯化鈉，其中還含有少量氯化鎂，在水中溶解后能電離生成氯離子，因此會(huì)破壞保護(hù)膜。

氯化鎂在溶解時(shí)會(huì)發(fā)生水解，使溶液呈酸性，使鋁制品腐蝕的更快。因此不能用鋁制品盛含鹽的蔬菜及食品。

記憶合金

有記憶功能的合金材料是在一次試臉中被偶然發(fā)現(xiàn)的。1963年，美國海軍軍械實(shí)驗(yàn)室奉命研制一種新式裝備。

在一次試驗(yàn)中他們需要一些銀-鈦合金絲，他們領(lǐng)回來的銀-鈦合金絲是彎曲的，使用不方便。于是他們就將

這些細(xì)絲拉直。試驗(yàn)中，當(dāng)溫度升到一定值的時(shí)候，這些已經(jīng)被拉直的銀-鈦合金絲，突然又全部恢復(fù)到原來

彎曲的形狀，而且和原來一模一樣。他們反復(fù)作了多次試驗(yàn)，結(jié)果都一樣。

科學(xué)家們進(jìn)行深入研究和試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)很多合金都有這種本領(lǐng)，他們把這種現(xiàn)象叫做“形狀記憶效應(yīng)"。目前發(fā)

現(xiàn)的有“記憶"能力的金屬都是合金，在這種金屬里，金屬原子按一定的方式排列起來，這些金屬原子受到一

定的外力時(shí)，可以離開自己原來的位置而到另一個(gè)地方去。將這些金屬加溫后，由于獲得了一定的能量，這

種金屬里的原子又會(huì)回到原來的地方。這就是這種金屬在加熱到一定的溫度后又恢復(fù)原狀的原因。

形狀記憶合金的最早應(yīng)用是在管接頭和緊固件上。用形狀記憶合金加工成內(nèi)徑比欲連接管的外徑小4%的套

管，然后在液氮溫度下將套管擴(kuò)徑約8%,裝配時(shí)將這種套管從液氮取出，把欲連接的管子從兩端插入。當(dāng)

溫度升高至常溫時(shí)，套管收縮即形成緊固密封。這種連接方式接觸緊密能防滲漏，遠(yuǎn)勝于焊接，特別適合用

于航空、航天、核工業(yè)及海底輸油管道等危險(xiǎn)場合。

記憶合金最令人鼓舞的應(yīng)用是在航天技術(shù)中。1969年7月20日，"阿波羅"II號(hào)登月艙在月球著陸，實(shí)現(xiàn)了

人類第一次登月旅行的夢想。宇航員登月后，在月球上放置了一個(gè)半球形的直徑數(shù)米大的天線，用以向地球

發(fā)送和接受信息。數(shù)米大的天線裝在小小的登月艙里送上了太空。天線就是用當(dāng)時(shí)剛剛發(fā)明不久的記憶合金

制成的。用極薄的記憶合金材料先在正常情況下按預(yù)定要求做好，然后降低溫度把它壓成一團(tuán)，裝進(jìn)登月艙

帶上天去。放到月面上以后，在陽光照射下溫度升高，當(dāng)達(dá)到轉(zhuǎn)變溫度時(shí)，天線又"記”起了自己的本來面

貌，變成一個(gè)巨大的半球形。

目前，形狀記憶效應(yīng)和超彈性已廣泛用于醫(yī)學(xué)和生活各個(gè)領(lǐng)域。如制造血栓過濾器、脊柱矯形棒、接骨板、

人工關(guān)節(jié)、婦女胸罩、人造心臟等等。還可以廣泛地應(yīng)用于各種自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制裝置。形狀記憶薄膜和細(xì)絲

可能成為未來超微型機(jī)械手和機(jī)器人的理想材料。特別是它的質(zhì)輕、高強(qiáng)度和耐蝕性使它備受各個(gè)領(lǐng)域青睞。

Cu與Zu的合金稱黃銅，其中Cu占60%~90%、Zn占40%~10%,有優(yōu)良的導(dǎo)熱性和耐腐蝕性，可用作各

種儀器零件。再如在黃銅中加入少量Sn,稱為海軍黃銅，具有很好的抗海水腐蝕的能力。在黃銅中加入少量

的有潤滑作用的Pb,可用作滑動(dòng)軸承材料。

青銅是人類使用歷史最久的金屬材料，它是Cu-Sn合金。錫的加入明顯地提高了銅的強(qiáng)度，并使其塑性

得到改善，抗腐蝕性增強(qiáng)，因此錫青銅常用于制造齒輪等耐磨零部件和耐蝕配件。Sn較貴，目前已大量用A1、

Si、M）來代替Sn而得到一系列青銅合金。鋁青銅的耐蝕性比錫青銅還好。被青銅是強(qiáng)度最高的銅合金，它

無磁性又有優(yōu)異的抗腐蝕性能，是可與鋼相競爭的彈簧材料。

白銅是CwN合金，有優(yōu)異的耐蝕性和高的電阻，故可用作苛刻腐蝕條件下工作的零部件和電阻器的材

料。

鈦是周期表中第IVB類元素，外觀似鋼，熔點(diǎn)達(dá)1672℃,屬難熔金屬。鈦在地殼中含量較豐富，遠(yuǎn)高于Cu、

Zr\SrxPb等常見金屬。我國鈦的資源極為豐富，僅四川攀枝花地區(qū)發(fā)現(xiàn)的特大型鋼鈦磁鐵礦中，伴生鈦金

屬儲(chǔ)量約達(dá)4.2億噸，接近國外探明鈦儲(chǔ)量的總和。

純鈦機(jī)械性能強(qiáng)，可塑性好，易于加工，如有雜質(zhì)，特別是0、MC等元素存在，會(huì)提高鈦的強(qiáng)度和硬

度，但會(huì)降低其塑性，增加脆性。

鈦是容易鈍化的金屬，且在含氧環(huán)境中，其鈍化膜在受到破壞后還能自行愈合。因此，鈦對(duì)空氣、水和

若干腐蝕介質(zhì)都是穩(wěn)定的。鈦和鈦合金有優(yōu)異的耐蝕性，只能被氫氟酸和中等濃度的強(qiáng)堿溶液所侵蝕。特別

是鈦對(duì)海水很穩(wěn)定，將鈦或鈦合金放入海水中數(shù)年，取出后，仍光亮如初，遠(yuǎn)優(yōu)于不銹鋼。

鈦的另一重要特性是密度小。其強(qiáng)度是不銹鋼的3.5倍，鋁合金的1.3倍，是目前所有工業(yè)金屬材料中

最局的。

液態(tài)的鈦幾乎能溶解所有的金屬，形成固溶體或金屬化合物等各種合金。合金元素如A1、V、Zr、Sn、

Si.和Mi等的加入，可改善鈦的性能，以適應(yīng)不同部門的需要。例如，Ti-A1-Sn合金有很高的熱穩(wěn)定性，

可在相當(dāng)高的溫度下長時(shí)間工作；以「-Al-V合金為代表的超塑性合金，可以50%~150%地伸長加工成型,

其最大伸長可達(dá)到2000%。而一般合金的塑性加工的伸長率最大不超過30%。

由于上述優(yōu)異性能，鈦享有“未來的金屬”的美稱，鈦合金已廣泛用于國民經(jīng)濟(jì)各部門，它是火箭、導(dǎo)

彈和航天飛機(jī)不可缺少的材料。船舶、化工、電子器件和通訊設(shè)備以及若干輕工業(yè)部門中要大量應(yīng)用鈦合金，

只是目前鈦的價(jià)格較昂貴，限制了它的廣泛使用。

銅是人類認(rèn)識(shí)并應(yīng)用最早的金屬之一。我國是最早使用銅器的國家之一。到目前為止，發(fā)現(xiàn)的中國最早的青

銅器出自新石器時(shí)代后期，相當(dāng)于中原夏代的一些文化遺址中。在商代早期遺址中出土了較大型的青銅器。

中國商代早期的大型青銅器還很粗陋，器壁厚，外形多模仿陶器，花紋多為線條的獸面紋。1939年在安

陽市出土的禮器“司母戊鼎”是殷代前期青銅器的代表作，是商王為其母鑄造的，重達(dá)875kg,高133cm,

橫長110cm,寬78eng經(jīng)檢測，銅占84.11%,錫占11.64%,鉛占2.79%,是世界上最大的出土青銅器。

又如湖南出土的盛酒器"四羊方尊"，造型逼真，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，分布在四角的四支羊頭上長著卷曲的羊角，

還有突出的龍頭，樓空的扉邊。重34.5kg,身高58.3cm,口邊長52.4eng它采用分鑄和嵌鑄等復(fù)雜的鑄

造工藝，充分反映出了殷代青銅器的高超熔鑄技藝。

青銅器除了禮器等外，更多是用于制造兵器，此外也有一些青銅農(nóng)具出土。

戰(zhàn)國時(shí)期，齊國工匠已了解到隨著用途不同，青銅器材料的性能也應(yīng)有所變化，為此可以改變青銅中各

種金屬成分的比例。

我國古代很早就認(rèn)識(shí)到銅鹽溶液里的銅能被鐵取代，從而發(fā)明了“水法煉銅”的新途徑，這一方法以我

國為最早，是濕法冶金技術(shù)的起源，在世界化學(xué)史上是一項(xiàng)重大貢獻(xiàn)。

在現(xiàn)代，銅仍舊有著極其廣泛的用途。銅的導(dǎo)電性僅次于銀，居金屬中的第二位，大量用于電氣工業(yè)。

銅易與其他金屬形成合金，銅合金種類很多，例如，青銅質(zhì)堅(jiān)韌，硬度高，易鑄造；黃銅廣泛用于制作

儀器零件；白銅主要用作刀具。

銅和鐵、鋪、鋁、硼、鋅、鉆等元素都可用作微量元素肥料。微量元素是植物正常生命活動(dòng)所不可缺少

的，它可以提高酶的活性，促進(jìn)糖、淀粉、蛋白質(zhì)、核酸、維生素和酶的合成，有利于植物的生長。

銅在生命系統(tǒng)中有重要作用，人體中有30多種蛋白質(zhì)和酶含有銅元素，現(xiàn)已知銅的最重要生理功能是人

血清中的銅藍(lán)蛋白，它有催化鐵的生理代謝過程功能。銅還可以提高白細(xì)胞消滅細(xì)菌的能力，增強(qiáng)某些藥物

的治療效果。銅雖然是生命攸關(guān)的元素，但如果攝入過多，會(huì)引起多種疾病。

錫瘟

1867年的冬天，俄國彼得堡十分寒冷，達(dá)零下38攝氏度。這一年冬天俄國彼得堡海軍倉庫里發(fā)生了一件怪

事：堆在倉庫內(nèi)的大批錫磚，一夜之間突然不翼而飛，留下來的卻是一堆堆像泥土一樣的灰色粉末。同一年

的冬天，從倉庫里取出軍大衣發(fā)給俄國士兵穿時(shí)，發(fā)現(xiàn)紐扣都不見了，再仔細(xì)看看，原來紐扣處也有著一些

灰色粉末。

教后感：

課題2金屬的化學(xué)性質(zhì)

三維目標(biāo)：通過實(shí)驗(yàn)探究金屬與氧氣，金屬與稀鹽酸、稀硫酸以及與鹽溶液的置換反應(yīng)，認(rèn)識(shí)金屬的化學(xué)性

質(zhì)和金屬的活動(dòng)性順序，并且能用金屬活動(dòng)順序解釋一些與日常生活有關(guān)的化學(xué)問題。

重點(diǎn)：通過實(shí)驗(yàn)探究認(rèn)識(shí)金屬活動(dòng)性順序

難點(diǎn)：運(yùn)用金屬活動(dòng)性順序?qū)χ脫Q反應(yīng)作出判斷

教學(xué)過程：

1.對(duì)于金屬與氧氣反應(yīng)的教學(xué)，可以再次做鎂條、鋁箔、鐵絲、銅絲等與氧氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，以加深學(xué)

生的感性認(rèn)識(shí)。要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行認(rèn)真的對(duì)比和分析，從中得出金屬與氧氣反應(yīng)的一些規(guī)

律性知識(shí)

2.本課題的教學(xué)重點(diǎn)應(yīng)放在對(duì)金屬活動(dòng)性順序的探討上，不僅僅是為了獲得金屬活動(dòng)性順序的知識(shí)，更

重要的是要引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與知識(shí)的獲取過程，學(xué)習(xí)科學(xué)探究的方法。在這個(gè)活動(dòng)與探究中，結(jié)論的可靠性

是很重要的，因此，控制相似的實(shí)驗(yàn)條件，以及對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的正確對(duì)比和分析，是該探究活動(dòng)獲得可靠結(jié)論

的重要保證。

3.置換反應(yīng)的概念是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上通過歸納得出的，即通過對(duì)鎂、鋅、鐵與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式的

分析，從反應(yīng)物和生成物類別的角度歸納得出的。這樣的方法比較直觀，學(xué)生容易接受。置換反應(yīng)在日常生

活中的應(yīng)用主要是通過練習(xí)來感受的。教師也可以補(bǔ)充一些有關(guān)這方面的聯(lián)系實(shí)際的習(xí)題，以培養(yǎng)學(xué)生解決

實(shí)際問題的能力。

4.金屬活動(dòng)性順序是通過實(shí)驗(yàn)，并在置換反應(yīng)概念和其他一些實(shí)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上分析得到的。探究分三

步進(jìn)行：(1)從金屬與鹽酸或硫酸反應(yīng)是否有氫氣生成，可以把金屬分為兩類，能生成氫氣的金屬其活動(dòng)性

比較強(qiáng)，不能生成氧氣的金屬其活動(dòng)性比較弱。

(2)從一種金屬能否把另一種金屬從它的化合物的溶液中置換出來，可以比較出這兩種金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱，

能置換出來的，則這種金屬比另一種金屬活潑。

(3)經(jīng)過了很多類似實(shí)驗(yàn)的探究過程，人們歸納和總結(jié)出了常見金屬的活動(dòng)性順序。

鈍化

金屬表面形成氧化膜保護(hù)層而使金屬不易腐蝕或與其他物質(zhì)反應(yīng)；或經(jīng)化學(xué)、電化學(xué)方法處理使金屬由活潑

變?yōu)椴换顫姞顟B(tài)的過程叫鈍化。鈍化的金屬活動(dòng)性大減，叫鈍態(tài)或鈍化態(tài)。例如用冷濃硝酸處理鋁而生成堅(jiān)

密的氧化膜保護(hù)層即鋁鈍化的一種方法。

鐵與濃硫酸、濃硝酸接觸，表面生成致密的氧化膜，阻止反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行，稱為鐵的鈍化。

在整個(gè)探究過程中，教師的組織和引導(dǎo)作用非常重要。尤其要注意在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上組織好討論，這是有

關(guān)金屬活動(dòng)性順序探究活動(dòng)能否成功的重要保證。

由于學(xué)生還沒有鹽的概念，因此教材中只能說“位于前面的金屬能把位于后面的金屬從它們化合物的溶

液中置換出來”。教師要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況利用具體例子來進(jìn)行教學(xué)。

5.可以通過對(duì)一些實(shí)例和習(xí)題的討論和分析，讓學(xué)生感受金屬活動(dòng)性順序在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中的

重要應(yīng)用，并認(rèn)識(shí)金屬活動(dòng)性順序可以作為有關(guān)金屬能否在溶液中發(fā)生置

換反應(yīng)。

鋁與鐵常溫下和氧氣反應(yīng)的難易

取一塊鋁片，用細(xì)砂紙打磨其部分位置，觀察沒有打磨及打磨部分的色澤。發(fā)現(xiàn)打磨后鋁的色澤比沒有

打磨的色澤更光亮。過一段時(shí)間，兩者色澤又變得一樣。同樣方法，用鐵片重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，觀察打磨前后

的鐵的不同及變化，則發(fā)現(xiàn)打磨后的鐵不會(huì)變得與打磨前的鐵一樣。

(1)從上述實(shí)驗(yàn)事實(shí)推測：鋁和鐵哪種物質(zhì)更容易與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)？

(2)鋁的化學(xué)性質(zhì)比鐵活潑，為什么我們通?？匆婅F生銹而沒有看到鋁生銹？

(3)在清洗鋁制品時(shí)應(yīng)注意些什么？

(4)根據(jù)鋁的這種抗銹蝕“特性"，試推測防止金屬銹蝕可采用的一種方法。

鋁的性質(zhì)和用途

物質(zhì)的用途在很大程度上取決于物質(zhì)的性質(zhì)。由于鋁有多種優(yōu)良性能，因而鋁有著極為廣泛的用途。

(1)鋁的密度很小，僅為2.7g/cn3,雖然它比較軟，但可制成各種鋁合金，如硬鋁、超硬鋁、防銹鋁、

鑄鋁等。這些鋁合金廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、汽車、火車、船舶等制造工業(yè)。此外，宇宙火箭、航天飛機(jī)、人造衛(wèi)

星也使用大量的鋁及其合金。例如，一架超音速飛機(jī)約由70%的鋁及其合金構(gòu)成。船舶建造中也大量使用鋁,

一艘大型客船的用鋁量常達(dá)幾千噸。(2)鋁的導(dǎo)電性僅次于銀、銅，雖然它的導(dǎo)電率只有銅的2

/3,但密度只有銅的1/3,所以輸送同量的電，鋁線的質(zhì)量只有銅線的一半。鋁表面的氧化膜不僅有耐腐

蝕的能力，而且有一定的絕緣性，所以鋁在電器制造工業(yè)、電線電纜工業(yè)和無線電工業(yè)中有廣泛的用途。

(3)鋁是熱的良導(dǎo)體，它的導(dǎo)熱能力比鐵大3倍，工業(yè)上可用鋁制造各種熱交換器、散熱材料和炊具等。

(4)鋁有較好的延展性(它的延展性僅次于金和銀)，在100。(：~150。(:時(shí)可制成薄于0.015鋁箔。

這些鋁箔廣泛用于包裝香煙、糖果等，還可制成鋁絲、鋁條，并能軋制各種鋁制品。

(5)鋁的表面因有致密的氧化物保護(hù)膜，不易受到腐蝕，常被用來制造化學(xué)反應(yīng)器、醫(yī)療器械、冷凍裝

置、石油精煉裝置、石油和天然氣管道等。

(6)鋁粉具有銀白色光澤(一般金屬在粉未狀時(shí)的顏色多為黑色)，常用來做涂料，俗稱銀粉、銀漆，

以保護(hù)鐵制品不被腐蝕，而且美觀。

(7)鋁在氧氣中燃燒能放出大量的熱和耀眼的光，常用于制造爆炸混合物，如筱鋁炸藥(由硝酸鐵、木

炭粉、鋁粉、煙黑及其他可燃性有機(jī)物混合而成>燃燒混合物(如用鋁熱劑做的炸彈和炮彈可用來攻擊難以

著火的目標(biāo)或坦克、大炮等)和照明混合物(如含硝酸鋼68%、鋁粉28%、蟲膠4%),

(8)鋁熱劑常用來熔煉難熔金屬和焊接鋼軌等。鋁還用做煉鋼過程中的脫氧劑，鋁粉和石墨、二氧化鈦

(或其他高熔點(diǎn)金屬的氧化物)按一定比率均勻混合后，涂在金屬上，經(jīng)高溫?zé)霟瞥赡透邷氐慕饘偬沾桑?/p>

它在火箭及導(dǎo)彈技術(shù)上有重要應(yīng)用。

(9)鋁板對(duì)光的反射性能也很好，反射紫外線比銀強(qiáng)，鋁越純，其反射能力越好，因此常用來制造高質(zhì)

量的反射鏡，如太陽灶反射鏡等。

(10)鋁具有吸音性能，音響效果也較好，所以廣播室、現(xiàn)代化大型建筑室內(nèi)的天花板等也采用鋁。

"水"中長"銅樹"

取一支大試管，內(nèi)裝硫酸銅溶液。把一根用砂紙打磨過的鋁絲稍加彎曲后，立即浸入硫酸銅溶液中。

過一段時(shí)間后，剩余的鋁絲上附著有大量的紅色銅，就好像銅樹，同時(shí)溶液的顏色由藍(lán)色變?yōu)闊o色。

(1)解釋上述變化的原因：

(2)該實(shí)驗(yàn)說明鋁和銅的化學(xué)性質(zhì)哪種更活潑？

(3)若一根質(zhì)量為M的鋁絲浸入硫酸銅溶液，過一段時(shí)間取出附有銅的鋁絲，其質(zhì)量為n2,試比較M

與n2的大小(相對(duì)原子質(zhì)量請(qǐng)查課本1

(4)M與唯的質(zhì)量之差是不是生成的銅的質(zhì)量，為什么？

(5)溶液的顏色由藍(lán)色變?yōu)闊o色，溶液的質(zhì)量會(huì)發(fā)生什么變化？

判斷金屬的活動(dòng)性順序方法之一

問題：如何判斷金屬的活動(dòng)性順序？

請(qǐng)你回憶：將鐵絲浸入硫酸銅溶液中，產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

實(shí)驗(yàn)：在一支試管中加入少量淺綠色氯化亞鐵溶液，把用砂紙打磨、擦亮的鋁絲插入溶液中，觀察實(shí)驗(yàn)

現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)溶液由淺綠色逐漸變?yōu)闊o色。

把一根光亮的銅絲插入硫酸亞鐵溶液中，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，沒有發(fā)現(xiàn)任何變化。

(1)寫出上述反應(yīng)的化學(xué)方程式。

(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)推測：鋁、銅和鐵的化學(xué)活動(dòng)性強(qiáng)弱順序。

判斷全屬的活動(dòng)性順序方法之二

問題：把鋁片、鐵片、銅片分別跟稀硫酸反應(yīng)，哪種金屬反應(yīng)最快？

實(shí)驗(yàn)：在三支試管中分別放入兩小塊打磨光潔的鋁片、鐵片、銅片，加入5他稀硫酸，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

發(fā)現(xiàn)鋁跟酸反應(yīng)劇烈，產(chǎn)生大量氣泡。鐵跟酸反應(yīng)緩慢，鐵片表面產(chǎn)生少量氣泡。而銅片表面無任何變化。

(1)寫出本實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)的化學(xué)方程式。

(2)試推測鋁、鐵、銅的金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱順序。

在金屬活動(dòng)性順序里為什么包括氫

1865年，貝開托夫在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)金屬和金屬離子間互相置換能力的大小，以及金屬跟酸、跟水

等反應(yīng)的劇烈程度，首先確定了金屬活動(dòng)性順序，在這個(gè)順序里就已包括了氫。因?yàn)闅淇梢员晃挥谒懊娴?/p>

金屬從稀酸里置換出來，而氫也可以把位于它后面的金屬，從它們的鹽溶液里置換出來，而氫后面的金屬不

能從酸中置換出氫。這就是說，貝開托夫當(dāng)時(shí)區(qū)分金屬的活潑與不活潑，是以氫作為標(biāo)準(zhǔn)的。

當(dāng)然，早期的化學(xué)家把金屬跟酸、跟水等反應(yīng)的劇烈程度作為衡量金屬活動(dòng)性大小的標(biāo)志是不嚴(yán)格的。

準(zhǔn)確的方法是以金屬的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢來比較金屬的活動(dòng)性大小，而標(biāo)準(zhǔn)電極電勢也是以氫電極定為零作為標(biāo)

準(zhǔn)來測定的。標(biāo)準(zhǔn)電極電勢為負(fù)值的金屬比氫活潑；標(biāo)準(zhǔn)電極電勢為正值的金屬活動(dòng)性小于氫。

另外，氫的原子結(jié)構(gòu)決定它在化學(xué)反應(yīng)中表現(xiàn)出與堿金屬具有相似的化學(xué)性質(zhì)。例如，氫具有還原性，

能和大多數(shù)非金屬反應(yīng)顯示+1價(jià)；等等。

由于以上幾個(gè)方面的原因，因此把氫排進(jìn)了金屬活動(dòng)性順序里。

金屬性和金屬活動(dòng)性的區(qū)別和聯(lián)系

金屬元素的原子在化學(xué)反應(yīng)中，通常表現(xiàn)出失去電子成為陽離子的傾向。金屬性的強(qiáng)弱通常用金屬元素

原子的最外層電子的電離能(氣態(tài)原子失去電子成為氣態(tài)陽離子時(shí)所需要的能量)大小來衡量。

金屬的活動(dòng)性是反映金屬在水溶液里形成水合離子傾向的大小，也就是反映金屬在水溶液里起氧化反應(yīng)

的難易，它是以金屬的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢為依據(jù)的，從能量角度來看，金屬的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢除了與金屬元素原子

的電離能有關(guān)外，同時(shí)還與金屬的升華能（固態(tài)單質(zhì)變?yōu)闅鈶B(tài)原子時(shí)所需的能量>水合能（金屬陽離子與水

化合時(shí)所放出的能量）等多種因素有關(guān)。

金屬性強(qiáng)的元素，一般來說它的活動(dòng)性也大，但也有不一致的情況。例如，鈉的第一電離能比鈣的第一

電離能要小，因此鈉的金屬性要比鈣強(qiáng)。但是鈣在水溶液中形成水合離子的傾向比鈉大，即鈣的標(biāo)準(zhǔn)電極電

勢比鈉要負(fù)，所以鈣的金屬活動(dòng)性比鈉大。銅和銀也有類似上述的情況。由此可見，金屬性與金屬活動(dòng)性兩

者概念是有區(qū)別的。

鐵生銹的條件

問題：鐵在什么情況下容易生銹呢？實(shí)驗(yàn)：普

（1）如右圖所示，在試管①中把鐵釘放在一團(tuán)濕棉花球上，使鐵釘與空氣和水接觸；

（2）在試管②中放入鐵釘，注入經(jīng)煮沸迅速冷卻的蒸儲(chǔ)水，蒸憎水要浸沒鐵釘，然后=

在水面上注入一層植物油，使鐵釘只與水接觸；（3）在試管③中加入少量干燥劑/1/

（袋裝餅干等食品中放的小袋中有氯化鈣干燥劑），再放一團(tuán)干棉球，把鐵釘放在干棉域圖卷

球上，塞緊橡皮塞，使鐵釘只與空氣接觸。①②③

注意每天觀察鐵釘銹蝕的現(xiàn)象，連續(xù)觀察約一周。（1）通過探究，你對(duì)鐵制品銹蝕的條件能

得出哪些結(jié)論？（2）通過上面對(duì)鐵制品銹蝕條件的探究，你對(duì)防止鐵制品銹蝕有什么建議？與同學(xué)

們交流你所知道的各種防銹方法。

教后感；

課題3金屬資源的利用和保護(hù)

三維目標(biāo)：1.知道一些常見金屬如鐵、鋁、銅等的礦物，了解從鐵礦石中將鐵還原出來的方法。

2.會(huì)根據(jù)化學(xué)方程式對(duì)含有某些雜質(zhì)的反應(yīng)物或生成物進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。

3.了解金屬銹蝕的條件以及防止金屬銹蝕的簡單方法。

4.知道廢舊金屬對(duì)環(huán)境的污染，認(rèn)識(shí)回收利用廢舊金屬等金屬資源保護(hù)的重要性。

重點(diǎn)：鐵的冶煉，根據(jù)化學(xué)方程式對(duì)含有某些雜質(zhì)的反應(yīng)物或生成物進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。

難點(diǎn)：鐵的冶煉，根據(jù)化學(xué)方程式對(duì)含有某些雜質(zhì)的反應(yīng)物或生成物進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。

教學(xué)過程：

生鐵的冶煉

原料：鐵礦石、焦炭、石灰石

設(shè)備,高爐

［提問】煉鐵的原料主要有哪些?這些原料屬于哪類物質(zhì)?寫出煉鐵的反應(yīng)原理.

【講解】我們知識(shí)鐵礦石是混石物，而其主要成分-鐵的氧化物才是能煉出鐵的物質(zhì)，根據(jù)：純凈物的質(zhì)量

分?jǐn)?shù)=純凈物的質(zhì)量/不純凈物的質(zhì)量，可知純凈物的質(zhì)量=不純物的質(zhì)量X純凈物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)合可以計(jì)算出一

定質(zhì)量的鐵礦石中含鐵的氧化物的質(zhì)量.

3化學(xué)方程式計(jì)算中的雜質(zhì)問題計(jì)算是一類在實(shí)際生產(chǎn)中具有重要意義的計(jì)算，應(yīng)使學(xué)生了解它的價(jià)值，

主動(dòng)參與學(xué)習(xí)。討論這一類計(jì)算題的解法時(shí)，關(guān)鍵是歸納出解題思路：即有關(guān)化學(xué)方程式的計(jì)算都是純物質(zhì)

的計(jì)算，要把含雜質(zhì)物質(zhì)的質(zhì)量換算成純物質(zhì)的質(zhì)量。可以視情況進(jìn)行課堂練習(xí)，當(dāng)堂討論和評(píng)析一些錯(cuò)誤

的解法以及出現(xiàn)錯(cuò)誤的原因，以加深學(xué)生的理解。

例1.現(xiàn)有含F(xiàn)ezCB35%勺赤鐵礦1000噸,其中含F(xiàn)e2。多少噸？

【提問】根據(jù)一氧化碳還原氧化鐵的化學(xué)方程式,說明化學(xué)方程式的意義？

強(qiáng)調(diào)化學(xué)方程式所表示的都是純凈物間發(fā)生化學(xué)變化時(shí)的相互關(guān)系，各化學(xué)式所規(guī)定的化學(xué)量是反映純物掛

帥間的數(shù)量關(guān)系.在現(xiàn)實(shí)生活中,物質(zhì)里或多或少都含有雜質(zhì)，像煉鐵用的鐵礦石.那么當(dāng)參加反應(yīng)的物質(zhì)含

有雜質(zhì)時(shí),應(yīng)如何進(jìn)行計(jì)算呢？

例2.含F(xiàn)ezQ85%^赤鐵礦1000噸,可以煉出多少噸鐵？

分析:根據(jù)前面分析,要根據(jù)化學(xué)議程式進(jìn)行計(jì)算.要將赤鐵礦石中Fe?Q的質(zhì)量(即純物質(zhì)的質(zhì)量)計(jì)算出來，

【小結(jié)】通過學(xué)習(xí)，我們初步掌握了含雜質(zhì)物質(zhì)的計(jì)算。實(shí)際上，除了鐵礦石以外，很多都是不純的物

質(zhì)參與反應(yīng)，前面我們接觸到的制二氧化碳的原料石灰石，以及后面要學(xué)習(xí)的溶液在計(jì)算中都會(huì)遇到這個(gè)問

題，請(qǐng)大家在學(xué)習(xí)中給予足夠的注意。

課堂練習(xí)

(1).某赤鐵礦含雜質(zhì)25%,那么400噸赤鐵礦中含三氧化二鐵多少噸？

(2).含碳酸鈣75%勺石灰石100噸，高溫煨燒后，可得氧化鈣多少噸。

(3).實(shí)驗(yàn)室欲制6克氫氣，需含鋅97.5抽不純鋅多少克？

(4).含三氧化二鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80嘛)鐵礦石1000噸，可煉出含雜質(zhì)5惻生鐵多少噸？

(5)：要生產(chǎn)5.6噸氧化鈣，需含雜質(zhì)20嗡勺石灰石多少噸？

常用的防止鐵生銹的方法有：

A.組成合金，以改變鐵內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)。

B.在鐵制品表面覆蓋保護(hù)層是防止鐵制品生銹普遍而重要的方法。(1)在鐵制品表面涂礦物性油、油漆或覆

蓋搪瓷、塑料等物質(zhì)。(2)在鋼鐵制品表面用電鍍、熱鍍等方法鑲上一層不易生銹的金屬。(3)用化學(xué)方法使

鐵制品表面生成一層致密而穩(wěn)定的氧化膜以防止鐵制品生銹。

C.保持鐵制品表面的潔凈和干燥也是防止鐵制品生銹的一種很好方法。

5.關(guān)于金屬資源保護(hù)的教學(xué)，可以利用電化教學(xué)手段，將教材中的一些礦物可供開采的年限圖制成投影片或

計(jì)算機(jī)軟件等，并配合其他資料，使學(xué)生強(qiáng)烈感受礦物資源是有限的，以及保護(hù)金屬資源的重要性。廢舊金

屬的回收利用是每個(gè)學(xué)生都隨手可做的事情，可結(jié)合本課題未的’調(diào)查與研究"，使學(xué)生了解廢舊金屬回收的

意義，并積極主動(dòng)地去做。

6.可以按照教材中所給的思路，采用討論、填表和填空等方式進(jìn)行本單元小結(jié)。也可以結(jié)合實(shí)例分析，

通過對(duì)知識(shí)的綜合應(yīng)用來進(jìn)行本單元小結(jié)。

我國的礦產(chǎn)資源

礦產(chǎn)資源是自然資源的一部分，我國生產(chǎn)所需的80%左右的原材料來自礦產(chǎn)資源。

我國礦產(chǎn)資源總量多，但人均占有量少。我國礦產(chǎn)的總量居世界第6位。在我國已發(fā)現(xiàn)的礦產(chǎn)有168種，

其中已探明儲(chǔ)量的有152種，己開發(fā)利用的有132種，在世界45種主要礦產(chǎn)儲(chǔ)藏量價(jià)值比較中，我國礦產(chǎn)總

值約占世界總數(shù)的14.6%,居世界第3位。但由于人口眾多，人均擁有量約為世界人均水平的1/3,居世界

第80位。

我國礦產(chǎn)資源種類較多，但生產(chǎn)所需的大宗礦產(chǎn)較少。如在金屬礦產(chǎn)資源上，鋁、睇、鈦、稀土、菱鎂

礦居世界第一位，鋼居第二位，鋅、鋁居第三位。金屬礦產(chǎn)儲(chǔ)量相對(duì)不足的有銀、鐵、鉛、銅、金、銀等，

儲(chǔ)量相對(duì)短缺的有鉀、鉗、銘等。

我國礦產(chǎn)資源分布不平衡，布局不夠理想。沿海發(fā)達(dá)地區(qū)生產(chǎn)力發(fā)展水平較高，但資源緊缺。大西北、

西南等地區(qū)原料、資源豐富但經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度很低。這就形成了原料、半成品長途調(diào)運(yùn)的不良狀況，增加了生

產(chǎn)成本。另外，一些小礦亂采濫挖，對(duì)環(huán)境的保護(hù)意識(shí)較差，植被破壞嚴(yán)重，固體廢棄物處理不當(dāng)，屢屢出

現(xiàn)嚴(yán)重的環(huán)境問題。

金屬的存在和冶煉

地球上的金屬資源十分豐富，除蘊(yùn)藏在地殼中的外，還有數(shù)量很大的海濱沙礦和海底金屬礦藏(如銃結(jié)

核和重金屬礦床等)，它們?yōu)槿祟惖纳詈蜕a(chǎn)提供了豐厚的物質(zhì)基礎(chǔ)。陸地上可用來制取金屬的礦石大約有

以下八大類：

(1)天然金屬礦，如金、銀、鉗、汞等貴金屬，常以單質(zhì)形式存在；

(2)氧化物礦,如鋁砒Al2Q-nHQ赤鐵礦Fe?Q和錫石SnQ等;

(3)碳酸鹽礦，如石灰石CaCQ、孔雀石Cu2(CHhCQ等；

(4)硅酸鹽礦,如綠柱石BeAhSi6Q8s高嶺石(A12Si2Q-2H0)等;

(5)硫酸鹽礦，如重晶石BaSQ、石膏CaSQ?2H0等；

(6)磷酸鹽礦，如磷酸鈣Ca3(PQ)2，和磷酸稀土礦等；

(7)鹵化物礦，如巖鹽沖C1、光鹵石KCI-岫C1z-6R。等；

（8）硫化物礦，如閃銀礦制2S、硫鐵礦FeSz、輝銅礦等。

鐵礦石的種類和特征

鐵礦石的種類很多，最重要的鐵礦石有磁鐵礦、赤鐵礦、褐鐵礦和菱鐵礦等。鐵礦石常按其含鐵量的

高低分為富礦（含鐵量高于50%以上）和貧礦（含鐵量在45%~50%以下），在評(píng)定鐵礦石的品位和質(zhì)

量時(shí)，除看這種鐵礦石里的含鐵量以外，還要看它的脈石的成分和有害雜質(zhì)（硫、磷）的含量的多少。

我們可以根據(jù)鐵礦石的顏色、光澤、密度、磁性、條痕等性質(zhì)來識(shí)別它們。

金屬的腐蝕與防護(hù)

金屬和周圍介質(zhì)接觸時(shí)，由于發(fā)生化學(xué)和電化學(xué)作用而引起的破壞叫做金屬的腐蝕。從熱力學(xué)觀點(diǎn)看，

除少數(shù)貴金屬（如Au、Pt）外，各種金屬都有轉(zhuǎn)變成離子的趨勢，就是說金屬腐蝕是自發(fā)的普遍存在的

現(xiàn)象。金屬被腐蝕后，在外形、色澤以及機(jī)械性能方面都將發(fā)生變化，造成設(shè)備破壞、管道泄漏、產(chǎn)品

污染，釀成燃燒或爆炸等惡性事故以及資源和能源的嚴(yán)重浪費(fèi)，使國民經(jīng)濟(jì)受到巨大的損失。據(jù)估計(jì)，

世界各發(fā)達(dá)國家每年因金屬腐蝕而造成的經(jīng)濟(jì)損失約占其國民生產(chǎn)總值3.5%-4.2%,超過每年各項(xiàng)大

災(zāi)（火災(zāi)、風(fēng)災(zāi)及地震等）損失的總和。有人甚至估計(jì)每年全世界腐蝕報(bào)廢和損耗的金屬約為1億噸！

因此，研究腐蝕機(jī)理，采取防護(hù)措施，對(duì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)有著十分重大的意義。

金屬防腐蝕的方法很多，主要有改善金屬的本質(zhì)，把被保護(hù)金屬與腐蝕介質(zhì)隔開，或?qū)饘龠M(jìn)行表

面處理，改善腐蝕環(huán)境以及電化學(xué)保護(hù)等。

（1）改善金屬的本質(zhì)

根據(jù)不同的用途選擇不同的材料組成耐蝕合金，或在金屬中添加合金元素，提高其耐蝕性，可以防

止或減緩金屬的腐蝕。例如，在鋼中加入銀制成不銹鋼可以增強(qiáng)防腐蝕能力。

（2）形成保護(hù)層

在金屬表面覆蓋各種保護(hù)層，把被保護(hù)金屬與腐蝕性介質(zhì)隔開，是防止金屬腐蝕的有效方法。工業(yè)

上普遍使用的保護(hù)層有非金屬保護(hù)層和金屬保護(hù)層兩大類。它們是用化學(xué)方法，物理方法和電化學(xué)方法

實(shí)現(xiàn)的。

①金屬的磷化處理

鋼鐵制品去油、除銹后，放人特定組成的磷酸鹽溶液中浸泡，即可在金屬表面形成一層不溶于水的

磷酸鹽薄膜，這種過程叫做磷化處理。

磷化膜呈暗灰色至黑灰色，厚度一般為5〃計(jì)20〃m,在大氣中有較好的耐蝕性。膜是微孔結(jié)構(gòu),

對(duì)油漆等的吸附能力強(qiáng)，如用作油漆底層，耐腐蝕性可進(jìn)一步提高。

②金屬的氧化處理

將鋼鐵制品加到hhCH和2g的混合溶液中，加熱處理，其表面即可形成一層厚度約為0.5〃葉

1.5〃曰勺藍(lán)色氧化膜（主要成分為FesQ）,以達(dá)到鋼鐵防腐蝕的目的，此過程稱為發(fā)藍(lán)處理，簡稱發(fā)藍(lán)。

這種氧化膜具有較大的彈性和潤滑性，不影響零件的精度。故精密儀器和光學(xué)儀器的部件，彈簧鋼、薄

鋼片、細(xì)鋼絲等常用發(fā)藍(lán)處理。

③非金屬涂層

用非金屬物質(zhì)如油漆、塑料、搪瓷、礦物性油脂等涂覆在金屬表面上形成保護(hù)層，稱為非金屬涂層，

也可達(dá)到防腐蝕的目的。例如，船身、車廂、水桶等常涂抽漆，汽車外殼常噴漆，槍炮、機(jī)器常涂礦物

性油脂等。用塑料（如聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯等）

噴涂金屬表面，比噴漆效果更佳。塑料這種覆蓋層致密光潔。色澤艷麗，兼具防蝕與裝飾的雙重功能。

搪瓷是含SiQ量較高的玻璃瓷釉，有極好的耐腐蝕性能，因此作為耐腐蝕非金屬涂層，廣泛用于石

油化工、醫(yī)藥、儀器等工業(yè)部門和日常生活用品中。

④金屬保護(hù)層

它是以一種金屬鍍在被保護(hù)的另一種金屬制品表面上所形成的保護(hù)鍍層。前一金屬常稱為鍍層金屬。

金屬鍍層的形成，除電鍍、化學(xué)鍍外，還有熱浸鍍、熱噴鍍、滲鉞、真空鍍等方法。

熱浸鍍是將金屬制件浸入熔融的金屬中以獲得金屬涂層的方法，作為浸涂層的金屬是低熔點(diǎn)金屬，

如Zn、Sn、Pb和A1等，熱鍍鋅主要用于鋼管、鋼板、鋼帶和鋼絲，應(yīng)用最廣；熱鍍錫用于薄鋼板和食

品加工等的貯存容器；熱鍍鉛主要用于化工防蝕和包覆電纜；熱鍍鋁則主要用于鋼鐵零件的抗高溫氧化

等。

3)改善腐蝕環(huán)境

改善環(huán)境對(duì)減少和防止腐蝕有重要意義。例如，減少腐蝕介質(zhì)的濃度，除去介質(zhì)中的氧，控制環(huán)境

溫度、濕度等都可以減少和防止金屬腐蝕。也可以采用在腐蝕介質(zhì)中添加能降低腐蝕速率的物質(zhì)(稱緩

蝕劑)來減少和防止金屬腐蝕。

4)電化學(xué)保護(hù)法

電化學(xué)保護(hù)法是根據(jù)電化學(xué)原理在金屬設(shè)備上采取措施，使之成為腐蝕電池中的陰極，從而防止或

減輕金屬腐蝕的方法。

①犧牲陽極保護(hù)法

犧牲陽極保護(hù)法是用電極電勢比被保護(hù)金屬更低的金屬或合金做陽極，固定在被保護(hù)金屬上，形成

腐蝕電池，被保護(hù)金屬作為陰極而得到保護(hù)。

犧牲陽極一般常用的材料有鋁、鋅及其合金。此法常用于保護(hù)海輪外殼，海水中的各種金屬設(shè)備、

構(gòu)件和防止巨型設(shè)備(如貯油罐)以及石油管路的腐蝕。

②外加電流法

將被保護(hù)金屬與另一附加電極作為電解池的兩個(gè)極，使被保護(hù)的金屬作為陰極，在外加直流電的作

用下使陽極得到保護(hù)。此法主要用于防止土壤、海水及河水中金屬設(shè)備的腐蝕。

金屬的腐蝕雖然對(duì)生產(chǎn)帶來很大危害，但也可以利用腐蝕的原理為生產(chǎn)服務(wù)，發(fā)展為腐蝕加工技術(shù)。

例如，在電子工業(yè)上，廣泛采用印刷電路。其制作方法及原理是用照相復(fù)印的方法將線路印在銅箔上，

然后將圖形以外不受感光膠保護(hù)的銅用三氯化鐵溶液腐蝕，就可以得到線條清晰的印刷電路板。三氯化

鐵腐蝕銅的反應(yīng)如下：2FeCI3+Cu==2FeC12+CuCI2

此外，還有電化學(xué)刻蝕、等離子體刻蝕新技術(shù)，比用三氯化鐵腐蝕銅的濕化學(xué)刻蝕的方法更好，分辨

率更高。

氧化碳還原氧化鐵的問題研究

根據(jù)右下圖所示的實(shí)驗(yàn)，回答下列問題。

一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)(1)請(qǐng)你寫出有關(guān)化學(xué)反

應(yīng)方程式：

(2)將產(chǎn)物通入澄清石灰水中，澄清石灰水變渾濁。說明

生成了什么氣體？

(3)把得到的黑色粉未倒在白紙上觀察，用磁鐵試驗(yàn)它，

黑色粉未能被磁鐵吸起。判斷固體是什么物質(zhì)？

(4)一氧化碳與木炭有相似之處，都有還原性。能否用木

炭還原氧化鐵？請(qǐng)推測出反應(yīng)的產(chǎn)物？

(5)分別寫出一氧化碳還原四氧化三鐵、氧化銅的化學(xué)方程式，分析一氧化碳是怎樣變成二氧化碳的，并由

此推測出一氧化碳還原金屬氧化物的配平方法。

(6)一氧化碳還原氧化鐵和木炭還原氧化鐵，這兩個(gè)化學(xué)反應(yīng)的基本類型是否都是置換反應(yīng)？為什么？請(qǐng)舉

出幾個(gè)置換反應(yīng)的實(shí)例。

教后感

第九單元溶液課題1溶液的形成

三維目標(biāo)：1.認(rèn)識(shí)溶解現(xiàn)象，知道溶液、溶劑、溶質(zhì)等概念。

2.探究幾種物質(zhì)在水中溶解時(shí)溶液的溫度變化。

3.知道一些常見的乳化現(xiàn)象。

4.知道溶液是一類重要的物質(zhì)，在生產(chǎn)和生活中有重要應(yīng)用。

5.學(xué)習(xí)科學(xué)探究和科學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法，練習(xí)觀察、記錄、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

重點(diǎn)：溶液、溶質(zhì)、溶劑的概念。

難點(diǎn)：物質(zhì)在水中溶解溶液溫度變化的實(shí)質(zhì)

教學(xué)過程：

溶液、溶質(zhì)、溶劑

一種或幾種物質(zhì)分散到另一種物質(zhì)里，形成均一的、穩(wěn)定的混合物，叫做溶液（實(shí)質(zhì)上溶質(zhì)分散在溶

劑中的粒子的線性直徑小于1nm）;被分散的物質(zhì)叫做溶質(zhì)；能分散其他物質(zhì)的物質(zhì)叫溶劑。

對(duì)溶液的認(rèn)識(shí)要注意以下幾點(diǎn)：

①溶質(zhì)在被分散前的狀態(tài)可以是固體、液體、氣體。

②某溶液中溶質(zhì)或溶劑的種類可以是一種，也可以是兩種或兩種以上；在初中階段討論