PAGE6-第2課時金屬與金屬材料[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.能從材料組成的角度對生活中常見材料進行分類，能依據(jù)運用需求選擇適當(dāng)?shù)牟牧希苷f明運用留意事項，并能科學(xué)合理運用。2.了解金、銀、銅、不銹鋼的主要性質(zhì)及作為材料在工業(yè)生產(chǎn)和高科技領(lǐng)域中的應(yīng)用。1.重要的黑色金屬材料——鋼鐵(1)金屬材料的分類①黑色金屬材料：包括eq\o(□,\s\up5(01))鐵、eq\o(□,\s\up5(02))鉻、eq\o(□,\s\up5(03))錳以及它們的合金。②有色金屬材料：除eq\o(□,\s\up5(04))黑色金屬材料以外的其他金屬材料及其合金。(2)重要的黑色金屬材料——鋼鐵①鋼鐵鋼鐵是鐵的合金的總稱，eq\o(□,\s\up5(05))削減生鐵里的eq\o(□,\s\up5(06))碳元素并增加eq\o(□,\s\up5(07))硅、eq\o(□,\s\up5(08))錳等元素的含量，鐵則轉(zhuǎn)化為鋼。由于鋼鐵中含有其他雜質(zhì)，所以eq\o(□,\s\up5(09))易被銹蝕。②不銹鋼在一般鋼的基礎(chǔ)上加入eq\o(□,\s\up5(10))鉻、鎳等多種元素?zé)挸刹讳P鋼，具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性和耐腐蝕性。2．幾種有色金屬材料——金、銀、銅(1)金、銀、銅的重要物理性質(zhì)、性能及應(yīng)用的比較(2)銅及其化合物的化學(xué)性質(zhì)①銅②氧化銅一、重要的黑色金屬材料——鋼鐵[溝通研討]1．人類運用鋼鐵的歷史悠久，歷經(jīng)：生鐵—鋼—不銹鋼的演化過程，生鐵與鋼在成分上有什么不同？提示：生鐵和鋼都是鐵的合金，其中含碳量高的叫生鐵，含碳量低的叫鋼。2．黑色金屬材料是黑色的嗎？提示：黑色金屬材料不是黑色的，是銀白色的。[點撥提升]1．冶金工業(yè)把金屬材料分為黑色金屬材料(Fe、Cr、Mn及其合金)和有色金屬材料(除黑色金屬之外的金屬及其合金)，不是從外觀上分的，其實黑色金屬仍舊是銀白色，而有色金屬除Au—黃色、Cu—紫紅色外其他的仍為銀白色。2．生鐵與鋼的區(qū)分在于含碳的凹凸，不銹鋼中的其他成分比生鐵中的要多，但含碳量比生鐵低，不銹鋼有多種類型，其共同的特征是含Cr量不低于12%。學(xué)問拓展生鐵是鐵礦石(Fe2O3或Fe3O4)高溫下被CO還原而制備的；而鋼是用氧化劑氧化削減生鐵中的碳元素含量而制得的，因此中國有句古語叫“百煉成鋼”。[練習(xí)與活動]1．下列金屬不屬于黑色金屬的是()A．Fe(鐵)B．Mn(錳)C．Cr(鉻)D．Ti(鈦)答案D解析黑色金屬主要是指Fe、Cr、Mn及其合金。2．下列有關(guān)鐵及鐵合金的說法正確的是()A．生鐵是鐵碳合金，而鋼則為純鐵B．生鐵的硬度比純鐵的硬度小C．削減生鐵中的碳、硅、錳等元素可得到鋼D．鐵的應(yīng)用，經(jīng)驗了“鐵—一般鋼—不銹鋼”的演化過程答案D解析鋼也是合金，A錯誤。生鐵的硬度比純鐵的硬度大，B錯誤。煉鋼是削減生鐵中的碳元素，增加硅、錳等元素，C錯誤。二、幾種重要的有色金屬材料——金、銀、銅[溝通研討]1．金、銀、銅在歷史上主要作為貨幣金屬或裝飾品被應(yīng)用，你能說明一下緣由嗎？提示：稀有且色調(diào)迷人，不易變質(zhì)——化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。2．銅器在潮濕的空氣中表面易形成一層綠色的銅銹，它是怎樣形成的？提示：2Cu＋H2O＋CO2＋O2=Cu2(OH)2CO3[點撥提升]1．常溫下，銅在干燥的空氣中性質(zhì)穩(wěn)定，但在潮濕的空氣里會被銹蝕，在其表面生成堿式碳酸銅(銅綠)。反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Cu＋O2＋H2O＋CO2=Cu2(OH)2CO3。2．含銅化合物間的相互轉(zhuǎn)化氧化銅分解：4CuOeq\o(=,\s\up17(高溫))2Cu2O＋O2↑，CuO為黑色固體，Cu2O為紅色固體。藍(lán)礬失水：CuSO4·5H2Oeq\o(=,\s\up17(△))CuSO4＋5H2O↑，CuSO4·5H2O為藍(lán)色晶體，CuSO4為白色粉末。學(xué)問拓展1．Cu與稀H2SO4不反應(yīng)，但在H2SO4作用下，Cu常溫下與O2反應(yīng)，其方程式為2Cu＋O2＋2H2SO4=2CuSO4＋2H2O，這是工業(yè)上用廢銅屑制藍(lán)礬的反應(yīng)原理；類似地Cu與O2在鹽酸或硝酸存在條件下也可制得CuCl2和Cu(NO3)2。2．Ag制器皿長時間放置易發(fā)黑，是因為Ag與空氣中微量的硫化氫反應(yīng)生成Ag2S：4Ag＋O2＋2H2S=2Ag2S＋2H2O。3．Cu2O在酸性條件下不穩(wěn)定，發(fā)生反應(yīng)Cu2O＋2H＋=Cu＋Cu2＋＋H2O，此反應(yīng)常用于檢驗Cu中是否含Cu2O；與Cu2O反應(yīng)的酸不能為硝酸，若為硝酸，則生成物全部為Cu2＋，無單質(zhì)Cu。[練習(xí)與活動]3．人類的生活和生產(chǎn)都離不開金屬。下列金屬的用途或特點不是利用金屬的化學(xué)性質(zhì)的是()A．用鐵回收含銀廢液中的銀B．用銅與稀硝酸反應(yīng)制備NOC．古代的金銀制品能保存至今D．電子工業(yè)中用金制作導(dǎo)線或電器元件答案D解析利用鐵的金屬活動性比銀強，A不符合題意。利用銅的還原性，B不符合題意。利用金、銀的金屬活動性比較弱，C不符合題意。利用了金的導(dǎo)電性，D符合題意。4．銅、銀、金是人類相識最早的三種金屬，因為很早就被人們用于鑄造錢幣，因而有“貨幣金屬”之稱。由于鐵的金屬性比銅、銀、金的強，相對而言，人類相識鐵稍晚。某探討性學(xué)習(xí)小組為了證明鐵的金屬活動性比銅強，他們設(shè)計了如下方案，設(shè)計合理的是()A．鐵片置于硫酸銅溶液中有銅析出B．鐵、銅和氯氣反應(yīng)分別生成FeCl3和CuCl2C．足量的鐵片和銅粉分別與濃硫酸反應(yīng)生成FeSO4和CuSO4D．銅片置于FeCl3溶液中銅片漸漸溶解答案A解析活潑的金屬能置換出不活潑的金屬，鐵片置于CuSO4溶液中置換出銅，說明鐵的金屬活動性強于銅的金屬活動性，A正確；Cl2具有強氧化性，F(xiàn)e、Cu與Cl2反應(yīng)分別生成FeCl3、CuCl2，二者分別是Fe、Cu的最高價氯化物，不能說明鐵的金屬活動性強