第一節(jié)金屬的性質(zhì)和利用1

第5章金屬冶煉與利用

第一節(jié)金屬的性質(zhì)和利用(1)倫敦奧運(yùn)會(huì)的金牌味道真不錯(cuò)哦！這些是什么？好炫??！真氣魄!好壯觀??！你知道哪些金屬？見過哪些金屬？說出它們的名稱和元素符號(hào)，完成課本P.114的表5-1?？纯凑l知道的最多！其實(shí)我們知道很多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)

你知道我們?cè)谑裁吹胤绞褂昧私饘賳?？想一想，你?huì)發(fā)現(xiàn)我們的生活離不開金屬。金屬有很多的用途思考1：鐵、鋁常用于制作鍋、鏟等炊具，表現(xiàn)出金屬哪種物理性質(zhì)？鐵鍋鋁鍋導(dǎo)熱性金屬的物理性質(zhì)銅線思考2：鐵、鋁、銅能加工成導(dǎo)線、能壓成薄片，表現(xiàn)出金屬哪些物理性質(zhì)？導(dǎo)電性、鋁錠可壓成很薄的鋁箔用來包裝糖果等延展性金屬的物理性質(zhì)思考3：金、銀、鉑做成各種首飾等，表現(xiàn)出金屬哪種物理性質(zhì)？有金屬光澤金屬的物理性質(zhì)金屬的物理性質(zhì)金屬鐵金屬鋅銅塊金條汞請(qǐng)充分調(diào)動(dòng)起你的思維交流與討論并將結(jié)果填入P114表5-2中?？偨Y(jié)出金屬的主要物理性質(zhì)。一金屬的性質(zhì)（一）.物理性質(zhì)：

相似性：大多數(shù)金屬都有金屬光澤，密度、硬度較大，熔、沸點(diǎn)較高，具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性、延展性。差異性：汞常溫下呈液態(tài)，銅為紫紅色，銀的導(dǎo)電能力最強(qiáng)，熔點(diǎn)最高的金屬是鎢等。金屬光澤FeCu有些金屬粉末細(xì)小到一定程度時(shí)，吸收可見光后輻射不出去，所以金屬粉末一般呈暗灰色或黑色。金屬的物理性質(zhì)請(qǐng)充分調(diào)動(dòng)起你的思維1、為何鐵制鍋鏟需要加上木柄或塑料柄？2、銀的導(dǎo)電性比銅好，為什么不用銀制造電線、電纜？3、聯(lián)合國(guó)衛(wèi)生組織為什么推薦使用中國(guó)的鐵鍋炊具？防止?fàn)C手。因?yàn)殍F具有良好的導(dǎo)熱性，而木柄或塑料的導(dǎo)熱性較差，這樣就可以防止手拿鍋鏟時(shí)被燙傷。因?yàn)殂y較稀少，價(jià)格昂貴，而銅相對(duì)較多，價(jià)格便宜。鐵鍋?zhàn)龃毒?，可以補(bǔ)充人體所需的鐵元素，防止缺鐵性貧血。4、選擇鑄造硬幣的金屬材料需要考慮哪些因素？需要考慮價(jià)格、硬度、無毒、耐磨、耐腐蝕、色澤美觀、質(zhì)輕、易加工、性質(zhì)穩(wěn)定、價(jià)廉、資源豐富等因素。請(qǐng)充分調(diào)動(dòng)起你的思維5、為何菜刀、鐮刀、錘子等用鐵制而不用鉛制？6、為什么燈泡里的燈絲用鎢絲？鐵的硬度大，鋁的硬度小，且有毒。鎢熔點(diǎn)高，不易熔斷。

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)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？

可以通過金屬與氧氣反應(yīng)的兩種現(xiàn)象來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。通過上述實(shí)驗(yàn)，你能說出Mg、Fe、Al、Cu、Au的活潑性嗎？

【演示】P116《活動(dòng)與探究1》的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容并將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象填入表中。書寫正確的化學(xué)方程式。提出問題：（1）哪些金屬能與鹽酸、稀硫酸發(fā)生反應(yīng)？反應(yīng)后生成了什么氣體？（如何檢驗(yàn)）哪些金屬不能與鹽酸稀硫酸發(fā)生反應(yīng)？（2）比較三種金屬分別與鹽酸、稀硫酸反應(yīng)的難易和劇烈程度，將三種金屬的活動(dòng)性按由強(qiáng)到弱的順序進(jìn)行排列。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(zhǎng)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。試寫出這些反應(yīng)的化學(xué)方程式。Fe+HCl—Fe+H2SO4—Zn+HCl—Zn+H2SO4—Mg+H2SO4==MgSO4+H2↑Mg+2HCl==MgCl2+H2↑Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑Fe+2HCl==FeCl2+H2↑Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑強(qiáng)調(diào)：鐵跟稀鹽酸、稀硫酸反應(yīng)后顯+2價(jià)。觀察上述反應(yīng)的化學(xué)方程式，分析這些反應(yīng)有什么共同特點(diǎn)？

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)：?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。

演示：制取氫氣的裝置.flv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⑵還原性H2+CuO====Cu+H2O△3H2+Fe2O3====2Fe+3H2O△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。（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。（不適用于K、Ca、Na）KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）

CuHgAgPtAu

金屬活動(dòng)性由強(qiáng)逐漸減弱金屬活動(dòng)性順序知識(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.金屬與某些化合物溶液反應(yīng)

（置換反應(yīng)）2Al+3CuSO4==Al2（SO4）3+3CuCu+2AgNO3==Cu(NO3)2+2Ag四.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)五.金屬活動(dòng)性順序：KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu

金屬活動(dòng)性，由強(qiáng)逐漸減弱。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(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?！窈辖鸬男阅芤话阌山M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)械性能都比純金屬好。（）√×××√練習(xí)1、下表是某種常見金屬的部分性質(zhì)。將該金屬投入稀鹽酸中，可產(chǎn)生大量無色氣體。根據(jù)上述信息回答以下問題：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)