第5章金屬與礦物

第一節(jié)金屬的性質(zhì)和利用這些是什么？好炫??！真氣魄!好壯觀??！這些你乘坐過(guò)嗎？這個(gè)你一定沒(méi)坐過(guò)！

金屬有廣泛的用途，對(duì)于人類社會(huì)起著不可替代的作用!你知道哪些金屬？見(jiàn)過(guò)哪些金屬？說(shuō)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(shuí)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(jiàn)過(guò)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(kāi)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(lái)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(jiàn)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)小結(jié)1、金屬的物理性質(zhì)大多數(shù)金屬具有金屬光澤，密度和硬度較

，熔沸點(diǎn)較

，具有良好的

性、

性和

性。在室溫下，除

外，金屬都是固體。大多數(shù)金屬為銀白色，銅為紅色，金為黃色。大高導(dǎo)電導(dǎo)熱延展汞2、金屬之最地殼中含量最多的金屬元素：人體中含量最多的金屬元素：目前世界年產(chǎn)量最高的金屬：導(dǎo)電、導(dǎo)熱性最好的金屬：延展性最好的金屬：熔點(diǎn)最高的金屬：硬度最大的金屬：密度最大的金屬：密度最小的金屬：重點(diǎn)梳理鋁（Al）鈣（Ca）鐵（Fe）銀（Ag）金（Au）鎢（w）鉻（Cr）鋨（Os）鋰（Li）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(wú)毒、耐磨、耐腐蝕、色澤美觀、性質(zhì)穩(wěn)定等因素。

根據(jù)你以前所學(xué)的知識(shí)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)鐵在氧氣中點(diǎn)燃鎂在空氣中點(diǎn)燃銅在空氣中加熱實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象化學(xué)方程式

結(jié)論劇烈燃燒，火星四射，放出大量的熱，生成黑色固體表面由紅色變成黑色Fe、Mg、Cu能與氧氣反應(yīng)常見(jiàn)金屬的化學(xué)性質(zhì)劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的強(qiáng)光，放熱，有少量白煙，生成白色固體3Fe+2O2====

Fe3O4點(diǎn)燃2Mg+O2====2MgO燃點(diǎn)2Cu+O2＝2CuO

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(wú)色，知道為什么嗎？

原因：常溫下，鋁就能和氧氣發(fā)生反應(yīng)，在其表面生成一層致密的氧化鋁保護(hù)膜（Al2O3)。4Al+3O2

＝

2Al2O32、金屬與酸溶液反應(yīng)鐵與稀鹽酸(或稀硫酸）鎂與稀鹽酸(或稀硫酸）銅與稀鹽酸(或稀硫酸）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

化學(xué)方程式

結(jié)論產(chǎn)生少量氣泡，放熱，溶液由無(wú)色變成淺綠色產(chǎn)生大量氣泡，放熱，固體逐漸消失無(wú)明顯現(xiàn)象Fe+2HCl＝FeCl2+H2↑Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑Mg+H2SO4＝MgSO4+H2↑Mg+2HCl＝MgCl2+H2↑不反應(yīng)鐵、鎂能與鹽酸、稀硫酸反應(yīng)，而銅不能。鹽酸GodSaveme！無(wú)所謂，我無(wú)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Mg+2HCl＝H2↑+MgCl2

下面是我們剛才探究時(shí)發(fā)生的一些反應(yīng)。請(qǐng)從反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)類別的角度分析，這些反應(yīng)有什么特點(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（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(lái)。KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）

CuHgAgPtAu

金屬活動(dòng)性由強(qiáng)逐漸減弱金屬活動(dòng)性順序最理想的綠色能源——?dú)錃?、氫氣的物理性質(zhì)⑴通常為無(wú)色、無(wú)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(wèn)題：熱值高；原料來(lái)源廣；無(wú)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）藥品：鋅和稀硫酸（或稀鹽酸）4、氫氣的實(shí)驗(yàn)室制法Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑為何不用鎂或鐵等來(lái)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(kāi)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。

二.合金金屬是生活、生產(chǎn)中應(yīng)用非常廣泛的一類材料。金屬材料具有各種特殊性能。如：制造飛機(jī)的金屬材料，需要有堅(jiān)硬而輕的特點(diǎn)；用于切割的金屬材料，要有很大的硬度；白熾燈的燈絲熔點(diǎn)要高，保險(xiǎn)絲的金屬材料熔點(diǎn)要低；

純金屬很難滿足各種特殊要求。因此，人們?cè)谏a(chǎn)實(shí)踐中制造出了由一種金屬跟其它金屬（或非金屬）熔合形成的有金屬特性的物質(zhì)----合金。如：古代的青銅，現(xiàn)在應(yīng)用廣泛的鋼和生鐵都是合金。拓展視野：生鐵和鋼：最主要的區(qū)別——含碳量不同。鋼鐵的生產(chǎn)和使用

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)就已經(jīng)開(kāi)始生產(chǎn)和使用鐵器。

1996年，我國(guó)的鋼產(chǎn)量首次突破一億噸，居世界前列，多年來(lái)，我國(guó)的鋼鐵產(chǎn)量連續(xù)保持世界第一。金屬材料

通常所說(shuō)的“金屬材料”，既包括各種純金屬，也包括各種合金。

合金的用途很廣泛。合金的性質(zhì)

合金具有許多良好的物理、化學(xué)和機(jī)械性能。合金的硬度一般比各成分金屬大；多數(shù)合金的熔點(diǎn)低于組成它的成分金屬。通過(guò)調(diào)整合金的組成比例和改變合金的形成條件，可以制造性能不同的各種合金。目前，合金的種類已不下萬(wàn)種。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。一些常見(jiàn)合金的特性和用途名稱主要組成元素特性用途黃銅銅、鋅堅(jiān)硬機(jī)器零件、電器零件青銅銅、錫耐腐蝕、易鑄造成型鑄件、工藝品、塑像不銹鋼鐵、鉻、鎳耐腐蝕醫(yī)療器械、化工設(shè)備伍德合金鉍、鉛、錫、鎘熔點(diǎn)低保險(xiǎn)絲焊錫錫、鉛熔點(diǎn)低、能粘接金屬電子元件、金屬片一些合金

不銹鋼形狀記憶合金

高溫合金儲(chǔ)氫合金小結(jié)合金⑴概念：由一種金屬跟其他

或

熔合形成的有

的物質(zhì)。⑵性質(zhì)特點(diǎn)：合金的

一般比它們的純金屬更高，

更好，而熔點(diǎn)

。金屬非金屬金屬特征硬度和強(qiáng)度抗腐蝕性較低思考：金屬特征的具體內(nèi)容有哪些？金屬光澤、導(dǎo)電導(dǎo)熱性、延展性，在反應(yīng)中易失電子。金屬和金屬礦物

課堂小結(jié)金屬的物理性質(zhì)

常見(jiàn)金屬的化學(xué)性質(zhì)大多數(shù)金屬能與氧氣反應(yīng)——有金屬光澤、導(dǎo)電導(dǎo)熱性、延展性等活潑金屬能與稀鹽酸、稀硫酸反應(yīng)金屬能與某些鹽溶液反應(yīng)練習(xí)1、下表是某種常見(jiàn)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(wú)色氣體。根據(jù)上述信息回答以下問(wèn)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(xiě)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);如果把Y和Z分別放入硝酸銀溶液中,過(guò)一會(huì)兒,在Y的表面有銀析出,而Z無(wú)變化.根據(jù)以上事實(shí),判斷XYZ的金屬活動(dòng)順序。金屬活動(dòng)性順序：X>Y>Z5、相同質(zhì)量的Mg、Zn、Fe和足量的稀硫酸反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣的總質(zhì)量（m）隨時(shí)間(t)變化的關(guān)系如下圖，則下圖中a、b、c