1、课题 金属材料,你家里使用的锅、剪刀、水龙头、 菜刀、防盗门、首饰等都是由什么 金属材料制成的？,金属材料包括纯金属以及它们的合 金。常用的金属包括铁、铜、铝、 金、银、锡、钨以及它们的合金。,一、几种重要的金属,金属除具有一些共同的物理性质外， 还具有各自的特性。例如：铁、铝 等大多数是银白色，铜却呈紫红色， 金为黄色，在常温下大多数金属为 固体，而汞则为液体。金属的导热 性、导电性、密度、熔点、硬度等 物理性质差异较大。,物质的性质在很大程度上决定了它的 用途，但还要考虑价格、资源、是 否美观、使用是否便利、以及回收、 对环境的影响等因素。,根据你的生活经验和表8-1提供的信息， 并查阅有
2、关资料分析课本P3讨论问题。,二、合金,在金属中加热熔合某些金 属或非金属制得的具有金 属特征的物质。,生铁和钢就是含碳量不同的 铁的合金。,生铁是含碳量在2-4.3%之间的 铁的合金，钢是含碳量在0.03- 2%的铁的合金。,假设你是当年的古希腊士兵，你在战场 上就常常得把手里的青铜剑扳直。但青铜比 铜已是一大改进，铜更容易弯曲。大多数金 属强度低，很软，但两种软金属合在一起就 会成为一种较硬的金属叫作合金。青铜是铜 和锡的合金。改变金属的配比和成分，合金 的性质就会改变。多数合金由两种或两种以 上金属合成，但有些合金含非金属元素，如 碳。使用最广的这类合金是钢。,最早的合金,司母戊大方鼎是
3、殷代青铜器的 代表作，它是中国出土的最大 的青铜器。司母戊大方鼎高 1.33 米，重 875 公斤。,中国最大的一件青 铜器司母戊方鼎,合金的很多性能与组成它们的纯金属不 同，使合金更容易适合于不同的用途，因此， 日常生活使用的金属材料，大多数属于合金。 尽管目前已制得纯金属只有90多种，但由这 些纯金属制得的合金已达几千种。,合金的应用,厚壁青铜管,铝合金，散热器,铝合金外壳水壶,不锈钢炊具,钨铜触头合金，用 于CPU散热片的钨 铜板、环,你的牙齿中可能就有合金。牙医用汞合金 (汞、银、锡、锌和铜的合金)填补牙洞。把这种 合金弄成油灰状的固体，趁它还没硬化即可填补 牙洞。 高温：钻头一分钟旋
4、转几千次，可钻穿坚硬的 物体。碳化钨合金的熔点高达2900以上， 为制造这种钻头提供了必要的硬度和强度。 低温：焊料是一种锡和铅的合金，最适于用来 焊接金属部件。这种焊料合金的熔点低于锡和 铅，所以不会损坏任何部件。它能在两个部件 之间筑成一座焊桥。,补牙合金,钛合金与人造骨,钛合金用于航空工业， 造船工业，化工工业 中，发动机，轮船外 壳，反应器，电讯气 材。,钛的耐腐蚀能力非常强，特别是对海水的抗腐蚀 能力，可以与白金相媲美。曾经有人把金属钛放 在海水中浸泡了四年半，取出来以后观察，几乎 没有被腐蚀，仍然保持原有金属光泽，所以，钛 是制造舰艇的良好材料。,用钛-镍形状记忆合金制造的人造卫星
5、天线,练习,为什么铁制的锅铲要加上木柄或塑料柄？ 银的导电性比铜好，为什么不用银制造 电线、电缆？ 联合国卫生组织为什么推荐使用中国的 铁锅做炊具？ 选择铸造硬币的金属材料需要考虑哪些 因素？,钢铁比很多其他金属更易生锈， 可为什么人类使用钢铁比其他金属多？,分析，要从资源、价格、综合性能、 外观、是否便于回收利用等多个角 度去考虑人类用钢铁较多的原因。,（）金属元素铁在地壳中的含量仅次于铝， 资源丰富；（）钢铁的价格比较便宜； （）纯铁可以制成性能各异的各种钢， 钢铁的性能多种多样，且美观；（）废钢可 回收。,6.下列生活中各种金属制品主要利用了金属的什么物理性质？,（）铝锅 （）铜导线 （
6、）金项链 （）灯泡中的钨丝,7下列物质中，属于金属材料的是（ ）A.钢 B.铜 C.氧化铁 D.碳8下列各组物质中属于纯净物的是（ ）A.24K金 B.不锈钢、黄铜C.生铁、钢 D.钱币、铜钟,AB,A,9.工业生产中常将两种金属在同一容器中 加热使其融合，冷凝后得到具有金属特 性的熔合物合金。是根据下表所列 金属的熔点和沸点的数据（其他条件均 已满足），判断不能制得的合金是（ ）,AKNa合金 BKFe合金 CNaAl合金 DFeCu合金,B,日常生活中，我们常用到许多金属。如 香烟盒内是 ，保温瓶内胆上镀 的是 ，体温表中的液体是 ， 涂刷暖气片用的是 。,第八单元 金属和金属材料 课题2
7、 金属的化学性质,英国业余探宝者发现撒克逊宝藏,从地里出土的金属文物中，金器总是保存得基本完好，铜器表面有锈迹，而铁器出土很少且锈迹斑斑。这是为什么呢?,你能说出有金属参加的反应吗？,温故知新,2MgO22MgO,镁、铝等在常温下就能与氧气反应。,反应的难易和剧烈程度不相同,你能说出有金属参加的反应吗？,金即使在高温时也不与氧气反应。,铁、铜等在常温下几乎不与氧气反应，,但在高温时能与氧气反应。,3Fe+2O2 Fe3O4,点燃,2Cu+O2 = 2CuO,点燃,Mg,温故知新,Fe,金属的化学性质,1.大多数金属能与氧气反应,判断金属活泼性的方法一：金属与氧气反应的难易和剧烈程度,联系生活,
8、为什么铝制品不易生锈？,铝很容易跟氧气反应，生成一层致密而坚固的氧化铝薄膜。,这层薄膜可以阻止内部的铝跟氧气接触，从而对铝制品起到保护作用。,4Al +3O2 = 2Al2O3,在截取的饮料瓶底倒入适量稀盐酸，在不同位置分别放铜、铁、锌、镁，观察现象，比较反应的难易和剧烈程度。,活动与探究一：,注意合作！ 完成后填写书上表格,a,b,c,d,无现象,大量气泡，反应最快,许多气泡，反应较快,少量气泡，反应较慢,2.金属与酸的反应,生成的气体是什么？如何检验？,反应的化学方程式:,氯化亚铁,Mg,Zn,Fe,Cu,看图回答问题：,火眼金睛,1、哪些金属与盐酸反应？哪些不与盐酸反应？,2、根据是否与
9、酸反应，可把这四种金属分成几类？,3、与酸反应的剧烈程度如何？谁最活泼？,我最活泼！ 我的金属活动性最强,判断金属活泼性的方法二：金属与酸反应的剧烈程度,Mg + 2HCl H2 + MgCl2 Zn + 2HCl H2 + ZnCl2 Fe + 2HCl H2 + FeCl2,氯化亚铁,Mg + 2HCl H2 + MgCl2 Zn + 2HCl H2 + ZnCl2 Fe + 2HCl H2 + FeCl2Mg + H2SO4 Zn + H2SO4 Fe + H2SO4,氯化亚铁,Mg + 2HCl H2 + MgCl2 Zn + 2HCl H2 + ZnCl2 Fe + 2HCl H2
10、+ FeCl2Mg + H2SO4 H2 + MgSO4 Zn + H2SO4 H2 + ZnSO4 Fe + H2SO4 H2 + FeSO4,单质,单质,化合物,化合物,硫酸亚铁,氯化亚铁,X,小试牛刀:,点燃,X,葛洪是我国晋代著名的炼丹家，一次葛洪之妻鲍姑用铁勺盛曾青（硫酸铜溶液），几天后，葛洪拿起铁勺便用，奇妙的现象出现了：铁勺变成了“铜勺”，金光闪闪。葛洪的徒弟高兴得跳了起来：“点石成金了！”,活动与探究二:1. 小烧杯倒入适量硫酸铜CuSO4溶液，用镊子把饮料瓶底的Fe钉浸入，过一会儿取出，有什么现象发生？2. 试管中加入1/3体积的硫酸铝溶液，把一根光亮的细Cu丝浸插入3. 试
11、管中加入1/3体积的硝酸银AgNO3溶液，将一根光亮的粗Cu丝插入，观察现象.,3.金属与金属化合物溶液的反应,铁钉表面有红色物质析出 溶液由蓝色变为浅绿色。,Fe+CuSO4,FeSO4,+Cu,无现象,铜丝表面有银白色物质析 出，溶液由无色变为蓝色,Cu+ AgNO3,Cu(NO3)2,+2Ag,2,判断常见金属活泼性的方法三：金属与金属化合物的溶液能否反应,Al,CuSO4,Cu,Al2(SO4)3,铝丝表面覆盖一层红色物质，溶液由蓝色逐渐变为无色。,无明显变化,AlCu,Cu Al,实验设计： 利用Al丝和Cu丝以及 硫酸铜CuSO4溶液 ,硫酸铝Al2(SO4)3溶液，比较Al和Cu
12、的活动性,三.金属与金属化合物溶液的反应,1.在金属活动性顺序中，金属的位置越靠前，它的活动性越强。,2.在金属活动性顺序中，位于H前面的金属能置换出 盐酸、稀硫酸中的氢。,3.在金属活动性顺序中，位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来。,常见金属的活动性顺序: K Ca Na Mg Al, Zn Fe Sn Pb (H) , Cu Hg Ag Pt Au. 钾 钙 钠 镁 铝, 锌 铁 锡 铅 (氢), 铜 汞 银 铂 金.,金属活动性由强逐渐减弱,金属活动性顺序的应用含义:,判断下列各组物质能否发生反应？ （1）铜和硫酸锌溶液（2）锌和硫酸铜溶液（3）金和硫酸铜溶液（
13、4）铁和氯化银,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au,不反应,不反应,能反应,难溶物,不反应,从地里出土的金属文物中，金器总是保存得基本完好，铜器表面有锈迹，而铁器出土很少且锈迹斑斑。这是为什么呢?,黄铜（铜、锌合金）外观和黄金极为相似，有些不法分子常以黄铜冒充黄金进行诈骗。 你能帮助警察鉴别真假黄金吗？,学以致用,物理方法：,化学方法：,知识运用：社会上有些不法分子时常以黄铜（铜锌合金）冒充黄金进行诈骗活动。你有什么好方法证明是假黄金?,谈一谈: 通过这节课的学习,你有什么收获?,畅所欲言:,金属的化学性质 .金属的化学性质； （1）大多数
14、金属能与O2反应； （2）大多数金属能与稀HCl或稀H2SO4反应； （3）部分金属能与金属化合物的溶液反应。 、置换反应特点： 单质化合物 新单质新化合物 、常见金属的活动性顺序 K Ca Na Mg Al, Zn Fe Sn Pb (H) , Cu Hg Ag Pt Au,课题3 金属资源的利用和保护,金属活动性顺序表：,K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au,金属活动性由强逐渐减弱,金属元素在自然界中的存在形式,自然界除少数很不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外,一.金属的存在：,自然界以单质形式存在的金,自然界以单质形式存在的银,金属
15、元素在自然界中的存在形式,其余都以化合物形式存在于地壳和海洋中。,赤铁矿 主要成分是,Fe2O3,黄铁矿 主要成分是,FeS2,菱铁矿 主要成分是FeCO3,铝土矿 主要成分是,Al2O3,黄铜矿 主要成分是CuFeS2,辉铜矿 主要成分是Cu2S,金属元素在地壳中的含量,资料,矿石:工业上把能用来提炼金属的矿物。,赤铁矿Fe2O3,磁铁矿（Fe3O4）,黄铁矿: FeS2,菱铁矿: FeCO3,铝土矿: Al2O3,孔雀石 Cu2(OH)2CO3,赤铜矿 Cu2O,黄铜矿 CuFeS2,辉铜矿 Cu2S,铜矿石,矿石如何变成金属？,一、铁的冶炼,1、原料：,焦炭、石灰石、铁矿石,黄铁矿 Fe
16、S2,赤铁矿 Fe2O3,菱铁矿 FeCO3,磁铁矿 Fe3O4,2、原理：,在高温的条件下，利用一氧化碳与氧化铁（铁矿石）反应，把铁从氧化铁（铁矿石）中还原出来。,实验：一氧化碳还原氧化铁Fe2O3,现象： 红色粉末变成黑色，,澄清的石灰水变浑浊。,用酒精灯点燃尾气的作用是,防止CO污染空气,实验结束时，先熄灯后停CO，是为了防止温度降低后外面的空气进入玻璃管使铁重新被氧化；还防止试管中的石灰水倒吸入热的玻璃管，使之炸裂。,操作中应注意些什么？,1、先通CO还是先点燃酒精灯？为什么？,2、先熄灭酒精灯还是先停止通CO？为什么？,先通后点的原因是为了防止加热一氧化碳和空气的混合气而发生爆炸。,
17、1、原料：,黄铁矿 FeS2,赤铁矿 Fe2O3,菱铁矿 FeCO3,磁铁矿 Fe3O4,2、原理：,在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石中还原出来,石灰石、铁矿石 焦炭、空气,3、设备：高炉,化学方程式：,铁的冶炼,（工业上）,铁矿石,焦炭,热空气,炉渣出口,生铁出口,石灰石,高炉炼铁图：,高炉是个竖直的圆筒形炉子，炉壳用钢板制成，内部用耐火砖作衬里。炼铁的主要原料是铁矿石、焦炭、石灰石和空气。,高温下，用还原剂（主要是一氧化碳）从铁矿石里把铁还原出来,工业上,工业上,炼铁时各物质的作用： 石灰石：把杂质转化为炉渣 焦炭：燃烧放热提高炉温，并将生成的CO2还原为具有还原性的
18、CO，因此在炼铁高炉中起主要作用的还原剂是CO，优点是气体还原剂具有流动性，能与矿石充分接触，使反应更彻底。,提供热量,提供还原剂,造渣，除去二氧化硅,例：用1000 t含氧化铁80的赤铁矿 石，理论上可以炼出纯铁多少 t ?,解：设理论上可以炼出的纯铁质量为x,X= 560t,答：可以炼出纯铁560t。,3CO + Fe2O3 2 Fe +3CO2,如果炼出含铁为96%的生铁多少t？,生铁的质量560t 96%=583t,可以炼出生铁铁583t。,纯物质的质量= 不纯物质的质量物质的质量分数,不纯物质的质量=纯物质的质量物质的质量分数,注意：带入化学方程式计算的数据应是 纯净物的质量,二、金
19、属资源保护,资料一：据有关资料报道，现在世界上每年因腐蚀而报废的金属设备和材料相当于年产量的20% 40%。,资料二：矿物的储量有限，而且不能再生。可供开采的年限如图所示。,铁为什么会生锈？,取3枚洁净无锈的铁钉，分别放入3支试管中进行下面的实验,步骤一、在试管1中加入少量的蒸馏水，使铁钉的一半浸没在水中 步骤二、在试管2中注满迅速冷却的沸水、植物油 步骤三、在试管3中加入少量干燥剂（生石灰或无水氯化钙） 再放一团干棉球，把铁钉放在干棉球上，塞紧橡皮塞,铁钉浸没一半在水中铁在空气、水的界面处生锈 铁钉完全浸没在水中，上面还加植物油 铁未生锈 铁钉放在干燥的空气中，加干燥剂等 铁未生锈,全浸在水
20、中,一半在水中,干燥空气中,铁生锈条件的探究,生锈,不生锈,不生锈,铁既与水接触，又与氧气接触,铁只与水接触,铁只与氧气接触,在水、氧气同时存在的环境中铁能生锈。（缓慢氧化，放热）,在空气中锈蚀，实际上是铁跟氧气、水等物质相互作用，发生一系列复杂的化学变化，使铁转化为铁的化合物的过程。 因此，铁与空气接触，又有水分时，最易生锈！,铁锈成分复杂，主要是Fe2O3XH2O它是一种疏松多孔的物质 Fe2O3,铁锈这种多孔性的物质，能让水分和空气穿过它的空隙，不断向里层渗透，继续跟铁反应，直至铁被完全锈蚀。,铁锈-混合物 (主要成分氧化铁),结构疏松多孔,氧化铁与铝壶表面的氧化铝膜性质比较,疏松多孔,
21、完全锈蚀,致密结实,使铝“自我保护”,铁,铁锈,与空气（氧气）接触,与水接触,讨论,通过对铁制品锈蚀条件的探究，你对防止铁制品锈蚀有什么建议？,1、保持铁制品表面干燥和洁净 2、在铁制品表面涂一层保护膜如：刷油漆、涂油、镀上一层耐磨、耐腐蚀的金属铬、高温灼烧金属，进行“烤蓝”处理等 3、制成合金钢，如不锈钢,自行车的构件如支架、链条、钢圈等，分别采取了什么防锈措施？,刷油漆,涂油,镀铬,2、金属资源保护,保护金属资源的主要途径：,1、防止金属的腐蚀,2、金属的回收和利用,3、有计划合理地开采矿物,4、寻找金属代用品,学生练习：根据铜绿的化学式Cu2(OH)2CO3分析铜生锈的条件又是什么？,与
22、氧气、水、二氧化碳接触,5、物尽其用,小结,铁生锈的主要条件是与空气和水（或水蒸气）直接接触。 破坏铁生锈的条件就能防止铁生锈。 防止铁生锈的方法为： 1、保持铁制品表面干燥和洁净 2、在铁制品表面刷油漆、涂油、镀铬、 “烤蓝” 等 3、制成合金钢,保护金属资源的有效途径是： 防止金属腐蚀 回收利用废旧金属 合理有效的开采矿物 寻找金属的代用品 物尽其用,我会做,1、通过实验回答，铁钉在下列哪些情况下容易生锈？ （1）在干燥的空气中 （2）在潮湿的空气中 （3）部分浸入食盐水中 （4）浸没有植物油中 2、下列做法能防止铁制品生锈的是（ ） A、自行车脏了用清水冲洗 B、用废酸液冲洗铁制污水管道
23、 C、在铁制篮球架上刷一层油漆 D、切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干,(3)、(4),C、D,我会做,3、随着人们生活质量的提高，各种电池使用量大幅度增加，废电池进行集中处理的问题被提到议事日程上来。其首要原因是 ( )A 回收利用电池外壳的金属材料B 防止电池中汞、镉、铅等重金属对土壤和水源的污染C 减轻电池中渗漏的液体对其他物品的腐蚀D 回收利用电池中的石墨电极,C,我会做,4、（1）下列家庭生活垃圾：废旧书刊报纸 废电池 废弃橡胶、塑料制品 易拉罐饮料瓶 废弃电线 破旧铁锅、铝壶 变质剩饭菜 瓜皮果壳 废弃玻璃物品等，其中可回收利 用的有。回收利用与保护金 属资源的相关联的是。 （2）请你
24、联系实际再提出两条节约金属资源的建议: ；,防止金属腐蚀,寻找金属的代用品,1)为避免一氧化碳污染空气，并回收利用一氧化碳，方框中连接的是C和D，导管接口的连接顺序a 。 C装置中NaOH的作用是 。 2)实验开始时，应 (填“先加热再通CO”或“先通CO再加热”)，目的是 。 3)实验进行一段时间后，玻璃管A中出现的现象为 ，反应方程式为 。 4)除CO外，还有哪些物质可以还原Fe2O3 (请写一物质的化学式)。,1.某化学兴趣小组用一氧化碳与氧化铁的反应来探究炼铁的原理，装置如下图所示。请回答有关问题：,d b e,除去残余的二氧化碳,先通一氧化碳再加热,赶尽玻璃管内的空气，防止加热爆炸,
25、C或H2,固体由红棕色变成黑色,练习：,2、通过实验回答，铁钉在下列哪些情况下容易生锈？（1）在干燥的空气中 （2）在潮湿的空气中 （3）部分浸入食盐水中 （4）浸没在植物油中,3、如图所示实验，装置中出现的现象是（ ） A、铁丝不变化 B、铁丝逐渐消失 C、试管中的液面不变化D、试管中的液面上升,D,4、下列关于金属资源的说法，不正确的是（ ） A、自然界中除少数不活泼的金属如金、银等以单质形式存在外，其余都以化合物形式存在 B、自然界中的金属资源是取之不尽的 C、防止金属锈蚀、回收利用废旧金属可以保护金属资源和环境 D、合理开发矿物、寻找金属代用品都是保护金属资源的有效途径,B,5、手机、
26、笔记本电脑等电子产品中使用的锂电池，具有体积小、充电时间短、放电时间长等优点，放电时的工作原理是锂（Li）跟二氧化锰作用生成LiMnO2。 1）在LiMnO2里，锂元素显1价，则锰元素的化合价为 ；2）写出锂电池放电时的化学方程式 ；（3）锂电池充电时，是将电能转化为 能。,3,Li+MnO2=LiMnO2,化学,6、图表资料可以为我们提供很多信息，下列从图表中获取的信息及应用不正确的是（ ） A、根据金属活动性顺序表，判断金属是否容易被盐酸腐蚀 B、根据金属的熔点数据表，判断金属的导电性强弱 C、根据溶解度曲线图，选择从溶液中获得晶体的方法 D、根据元素周期表，查找元素的原子序数、元素符号、
27、相对原子质量,B,7、下列有关对自行车的做法不合理的是（ ） A、车架表面喷涂油漆 B、钢圈表面镀防护金属 C、露天放置，日晒雨淋 D、链条表面涂机油,C,8、菜刀在下述情况下，发生锈斑的严重程度顺序是（ ) 切湿咸菜后放置 切酸菜后放置切完菜后洗净擦干切完菜后洗净擦干，再抹一点花生油 切完菜后用水冲洗 A B C D ,C,9、在下列各种情况下，埋在地下的铸铁输气管道被腐蚀速度最慢的是（ ）A 在潮湿、疏松、透气的土壤中B 在含沙粒较多、潮湿透气的土壤中 C 在疏松、透气、干燥的土壤中 D 在干燥、致密、不透气的土壤中,D,10、在面盆、痰盆等铁制品炼烧制搪瓷的目的是（ ）A 美观和杀菌消毒作用 B 增大厚度防止磨损C 防止铁生锈且美观 D 增大硬度防止撞坏,C,11、请你解释以下两个事实：,1）铝比铁容易氧化，但为什么铝制品耐用而铁制品却容易锈蚀？,铝被氧化后在其表面形成一层致密的氧化膜，保护可铝不再进一步被氧化；而铁氧化易生锈，需要一层保护膜。,2）为什么沿海，尤其是南方沿海地区的钢铁制品比北方容易锈蚀？,沿海地区，气候较潮湿，铁在潮湿的空气中更易被腐蚀。,
