金屬與金屬材料的教案

1、學(xué)習(xí)必備歡迎下載課題名稱：金屬和金屬材料教學(xué)目標(biāo)：1.常見(jiàn)金屬的物理性質(zhì)及用途2.常見(jiàn)的合金及合金的優(yōu)良性能3.掌握金屬的化學(xué)性質(zhì)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(diǎn)：重點(diǎn)：金屬與氧氣的反應(yīng)、金屬與酸的反應(yīng)、置換反應(yīng)的判斷、金屬活動(dòng)性順序的應(yīng)用、煉鐵原理、鐵生銹的條件及防止生銹的措施難點(diǎn)：金屬活動(dòng)性順序的應(yīng)用、金屬與酸以及鹽溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式的書寫、煉鐵的原理及相關(guān)方程式、關(guān)于煉鐵的計(jì)算教學(xué)步驟及內(nèi)容一、金屬的物理性質(zhì)及用途（1）金屬的物理性質(zhì)共同性質(zhì)：有金屬光澤、能導(dǎo)電、能導(dǎo)熱、有延展性等。不同的金屬的物理性質(zhì)也有很多差別，如：多數(shù)金屬常溫下呈固態(tài)，汞是液態(tài)，多數(shù)金屬

2、呈銀白色（鐵在粉末狀態(tài)時(shí)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(zhì)與用途金屬的物理性質(zhì)與用途應(yīng)用具有金屬光澤機(jī)械強(qiáng)度大延展性好導(dǎo)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(shù)是鋁制的，真空包裝袋多數(shù)也是用鋁箔，這是利用了鋁的（）A.導(dǎo)熱性B.導(dǎo)電性C.延展性D.機(jī)械性強(qiáng)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(dǎo)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?yàn)楹辖鹋c組成它的組分金屬相比，硬度更大、熔點(diǎn)更低，因而性能更優(yōu)越，加工更容易。（3）常見(jiàn)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?yàn)殇X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(xué)習(xí)必備歡迎下載答案：B例4.鈦和鐵合金被認(rèn)為是21世紀(jì)的重要金屬材料。具有熔點(diǎn)高、密度小、可塑性好、易于加工、機(jī)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(xiǎn)絲C.制人造骨D.制造飛機(jī)，

4、解析：利用鈦的密度小、可塑性好、易于加工、機(jī)械性能好、耐腐蝕等優(yōu)良性能，可制造船舶和飛機(jī)；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(diǎn)高，故不能用于制造保險(xiǎn)絲，因?yàn)槠洳蝗菀兹蹟?，起不到保險(xiǎn)作用。答案：B三、金屬的化學(xué)性質(zhì)金屬的用途不僅僅與它們的物理性質(zhì)有密切關(guān)系，而且與它們的化學(xué)性質(zhì)有密切關(guān)系。（1）金屬與氧氣的反應(yīng)很多金屬金屬都能與氧氣反應(yīng)，但反應(yīng)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(yīng)2Mg+O22MgO2Al+3O2Al203鐵、銅在常溫下幾乎不與氧氣反應(yīng)，但在高溫下能與氧氣反應(yīng)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(yīng)。這些說(shuō)明不同的金屬活動(dòng)性不同：鎂、鋁較活潑，、銅次之，金最不活潑。鐵例5.下列事實(shí)與金屬的化學(xué)性質(zhì)無(wú)關(guān)的是（）A.將鋁粉涂在鐵器的表面以保護(hù)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(yīng)活動(dòng)性不同的金屬，與鹽酸(或稀硫酸)反應(yīng)的劇烈程度不相同。通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)我們知道：鎂與鹽酸(或稀硫酸)的反應(yīng)很激烈，迅速產(chǎn)生大量氣泡；鋅與鹽酸(或稀硫酸)反應(yīng)速率較快；鐵與與鹽酸(或稀硫酸)反應(yīng)較慢；銅與鹽酸(或稀硫酸)不反應(yīng)。我們可以得出這四種金屬在溶液中的活動(dòng)性順序是：MgZnFeCu。相關(guān)的化學(xué)方程式如下：Mg+2HClMgCl2+H2Zn+2HClZnCl2+H

6、2Fe+2HClFeCl2+H2由上面三個(gè)反應(yīng)，我們可以觀察到它們都是由一種單質(zhì)與一種化合物反應(yīng)，生成另一種單質(zhì)和化合物。這種反應(yīng)我們稱之為置換反應(yīng)。置換反應(yīng)的特征是反應(yīng)物和生成物都是一種單質(zhì)和一種化合物?？杀硎緸锳+BCAC+B。例6.下列物質(zhì)可以由金屬與同一種酸反應(yīng)直接制取的是（）A.FeCl2與FeCl3B.FeCl2與FeSO4C.MgCl2與ZnCl2D.ZnCl2與CUCl2答案：C學(xué)習(xí)必備歡迎下載例7.下列不屬于置換反應(yīng)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(dòng)性順序常見(jiàn)金屬在溶液中的活動(dòng)性順序如下：KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu判斷依據(jù)：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；3.在金屬活動(dòng)性順序里，位于前面的金屬能把位于后面的金屬?gòu)乃鼈兓衔锏娜芤豪镏脫Q出來(lái)。例8.將X、Y兩種金屬片分別插人硫酸銅溶液中，X沒(méi)有發(fā)生明顯變化，Y表面析出金屬銅。據(jù)此判斷這三種金屬的活動(dòng)性由強(qiáng)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(xué)要驗(yàn)證Fe、Cu、Ag三種金屬的活動(dòng)性順序，做了以下實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為可

8、以不必做的實(shí)驗(yàn)是答案：C例10.X、Y、Z是金屬活動(dòng)性順序表里的三種金屬，它們?cè)谌芤褐心馨l(fā)生如下反應(yīng)：X+YSO4=XSO4+YY+2ZNO3=Y(NO3)2+2ZX+H2SO4=XSO4+H2Z與H2SO4不發(fā)生反應(yīng)。則三種金屬的活動(dòng)性滿足（）AXYZBZYXCYZXDXZY.解析：依據(jù)金屬活動(dòng)性順序中“前換后，強(qiáng)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(hù)（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(shù)金屬以化合物的形式存在，極少數(shù)不活潑金屬如金、銀等以單質(zhì)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(jiàn)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(huì)產(chǎn)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(yīng)，把鐵還原出來(lái)。模擬煉鐵的實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示：學(xué)習(xí)必備歡迎下載實(shí)驗(yàn)步驟：檢查裝置的氣密性；在硬質(zhì)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(dāng)試管內(nèi)紅色粉末變?yōu)楹谏珪r(shí)停止加熱，待試管冷卻后停止通CO。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：紅色粉末逐漸變?yōu)楹谏?，澄清的石灰水變渾濁，尾氣燃燒產(chǎn)生藍(lán)

10、色火熱。結(jié)論及相關(guān)化學(xué)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(diǎn)燃2C02例11.實(shí)驗(yàn)室里，用如圖所示裝置還原氧化鐵的過(guò)程中，可能生成四氧化三鐵、氧化亞鐵或鐵等固體物質(zhì)關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A實(shí)驗(yàn)時(shí)，試管中澄清的石灰水變渾濁，證明該反應(yīng)有二氧化碳生成B實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，玻璃管中紅色的氧化鐵粉末變成黑色，該產(chǎn)物不一定是鐵C反應(yīng)后，玻璃管中的固體物質(zhì)的質(zhì)量比反應(yīng)前減少了，證明一定有鐵生成D為了減少空氣污染，應(yīng)增加尾氣處理裝置答案：C學(xué)習(xí)必備歡迎下載例12.早在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，我國(guó)就開(kāi)始生產(chǎn)和使用鐵器工業(yè)上煉鐵

11、的原理是利用一氧化碳和氧化鐵的反應(yīng)某化學(xué)興趣小組利用下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，請(qǐng)按要求填空：（1）寫出CO還原Fe2O3的化學(xué)方程式；（2）實(shí)驗(yàn)中盛澄清石灰水的試管中可觀察到的現(xiàn)象是；（3）右邊導(dǎo)氣管口放置點(diǎn)燃的酒精燈的目的是；（4）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)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(yàn)裝置中的空氣已排盡的方法是(3)工業(yè)煉鐵的過(guò)程主要設(shè)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(fēng)，使焦炭燃燒產(chǎn)生C02，C02再與熾熱的碳反應(yīng)生成CO，再將鐵礦石中的鐵還原出來(lái)。石灰石的作用是使鐵礦石中的雜質(zhì)（如二氧化硅）轉(zhuǎn)

12、為爐渣而除去。高爐內(nèi)發(fā)生的主要反應(yīng)：焦炭燃燒：C+02點(diǎn)燃C02二氧化碳與焦炭反應(yīng)產(chǎn)生還原劑CO：C+C02高溫2C0CO將鐵的氧化物還原成單質(zhì)鐵：Fe203+3C0例12.下列反應(yīng)不是在煉鐵高爐內(nèi)發(fā)生的是（）高溫2Fe+3C02A.C+02點(diǎn)燃C02B.2CO+02點(diǎn)燃2C02C.2C+02點(diǎn)燃2C0D.Fe203+3C0高溫2Fe+3C02答案：C學(xué)習(xí)必備歡迎下載(4)關(guān)于煉鐵的有關(guān)計(jì)算在煉鐵的過(guò)程中所用的原料和產(chǎn)品都是不純物，在計(jì)算用料和產(chǎn)量時(shí)要考慮雜質(zhì)的含量。在根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算時(shí)，要將不純物換算成純凈物才能應(yīng)用于物質(zhì)之間的質(zhì)量比?；舅悸肥牵鸿F礦石Fe2O3Fe生鐵。關(guān)于煉鐵的計(jì)算，

13、主要是考查質(zhì)量守恒定律的靈活運(yùn)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(shè)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(xiàn)要煉出224噸純鐵，需購(gòu)入多少噸含雜質(zhì)30%的磁鐵礦作為原料？解：設(shè)需Fe3O4的質(zhì)量為xx=309.3噸309.3噸（1-30%）=441.9噸（5）金屬資源的保護(hù)和利用鐵生銹的原因：鐵與水、空氣中的氧氣同時(shí)接觸，發(fā)生了復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，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(yīng)。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(hù)層，如噴漆、抹油、電鍍其他金屬、表面生成致密的保護(hù)膜等；改變金屬內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，如加入鉻、鎳制成不銹鋼。保護(hù)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(jì)劃、合理地開(kāi)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(guò)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(xué)習(xí)必備歡迎下載五、總結(jié)練習(xí)題一.選擇題：（每小題3分，15小題，共45分）1.下列說(shuō)法不正確的是：()A回收一個(gè)鋁飲料罐比制造一個(gè)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(duì)環(huán)境的污染2.下列物質(zhì)中，鐵元素化合價(jià)最低的是()AFeBFe2O3CFeODFeS3.鐵釘放入稀鹽酸中，一段時(shí)間后可能觀察到()A溶液由藍(lán)色變成淺綠色B鐵釘表面有氣泡逸出C溶液由無(wú)色變成藍(lán)色D溶液的質(zhì)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(guó)工藝美術(shù)百花園中的一朵奇葩，至今已有三百多年的歷史。下列關(guān)于鐵畫生銹與防護(hù)的描述中不正確的是：()A懸掛在干燥的環(huán)境中B.經(jīng)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(shí)主要生成四氧化三鐵6.若金屬錳(Mn

16、)在金屬活動(dòng)性順序中位于鋁和鋅之間，則下列反應(yīng)不正確的是（）A.Mn+H2SO4=MnSO4+H2B.Mg+MnSO4=MgSO4+Mn學(xué)習(xí)必備歡迎下載C.Fe+MnSO4=FeSO4+MnD.Mn+CuSO4=MnSO4+Cu7.國(guó)家建設(shè)部、化工部等有關(guān)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(guó)家推廣使用塑料建材的主要目的是()A保護(hù)金屬資源B金屬易腐蝕，而塑料使用時(shí)間長(zhǎng)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(yīng)都生成lg氫氣，由此可以得出的結(jié)論是()A鐵粉、鎂粉都含有雜質(zhì)B鐵粉、鎂粉都是純凈物C鐵粉是純

17、凈物，鎂粉含雜質(zhì)D鐵粉含雜質(zhì)，鎂粉是純凈物9.在天平的兩個(gè)托盤上各放一只燒杯，燒杯中都盛有足量的鹽酸，此時(shí)天平保持平衡。如果一邊投入少許鎂條，另一邊投入相同質(zhì)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(zhuǎn)C偏向放鋁粉的燒杯一邊D無(wú)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(xué)反應(yīng)：Y+ZCl2=Z+YCl2X+ZCl2=Z+XCl2Y+2HCl=YCl2+H2X+HCl不反應(yīng)則X、Y、Z三種金屬的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序是（）A.ZYXB.XYZC.YXZD.YZX11、市場(chǎng)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(lái)的是（）A、利用水、天平和量筒測(cè)

18、密度B、浸入稀鹽酸中觀察有無(wú)氣泡產(chǎn)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(chǎn)生白色沉淀12.下列除去雜質(zhì)的方法中，錯(cuò)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(yīng)，反應(yīng)方程式分別為：Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2，F(xiàn)e+2FeCl3=3FeCl2?，F(xiàn)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(yīng)后燒杯中仍有少量固體，關(guān)于燒杯中物質(zhì)組成的說(shuō)法正確的是()A.溶液中一定含F(xiàn)eCl3，固體一定是鐵和銅B.溶液中一定含F(xiàn)eCl2，固體一定含銅C.溶液中一定含F(xiàn)eCl2、CuCl2，固體一定含銅D.溶液中

19、一定含F(xiàn)eCl2，固體一定是鐵和銅二、填空題1.現(xiàn)有汽車機(jī)器上的齒輪門把手鋸條鐵洗臉盤等常見(jiàn)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(hào)）（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(hù)膜_；2.鋁、銅、鐵是生活中常見(jiàn)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(shí)際上是鐵跟空氣中的發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。焊接鐵制品時(shí)，通常先用稀鹽酸除去其表面的鐵銹，反應(yīng)的化學(xué)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(yīng)用十分廠

20、泛。(1)鋁的利用比銅和鐵晚。金屬大規(guī)模開(kāi)發(fā)和利用的先后順序與下列有關(guān)。甲金屬的活動(dòng)性乙金屬的導(dǎo)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(xué)方程式。學(xué)習(xí)必備歡迎下載4.相同質(zhì)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(yīng)（M、N在生成物中的化合價(jià)為均為+2價(jià)），生成H2的質(zhì)量m和反應(yīng)時(shí)間t的關(guān)系如右下圖所示。（1）金屬活動(dòng)順序是M比N(填“強(qiáng)”或“弱”)；相對(duì)原的相對(duì)原子質(zhì)量是M比N的（填“大”或“小”）。（2）M與稀鹽酸反應(yīng)結(jié)束后，消耗稀鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)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(guān)。（1）按人類開(kāi)始使用這三種金屬的先后排序?yàn)椋ㄓ迷胤?hào)表示）（2）在空氣中制品（填“鋁”或“鐵”）更耐腐蝕。（3）用下列試劑驗(yàn)證這三種金屬的活動(dòng)性順序，能達(dá)到目的的是（填序號(hào)）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?yàn)楹辖鹁哂懈鄡?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(yīng)后過(guò)濾，向?yàn)V出的固體上滴加稀硫酸時(shí)有氣泡產(chǎn)生。則反應(yīng)后所得溶液中含有的金屬離子有；反應(yīng)后溶液的質(zhì)量比原混合溶液的質(zhì)量