第九單元第一節(jié)常見的金屬材料

第一節(jié)

常見的金屬材料學習目標1、知識與技能1）認識金屬材料與人類生活和社會發(fā)展的密切關(guān)系。2）了解常見金屬的物理性質(zhì)及合金的特點。3）了解物質(zhì)的性質(zhì)與用途的關(guān)系。2、過程與方法1）學習運用觀察、實驗等方法獲取信息。2）學習運用比較、分析、歸納等方法對獲取的信息進行加工。3、情感態(tài)度與價值觀1）進一步培養(yǎng)對生活中化學現(xiàn)象的好奇心和探究欲，激發(fā)學習化學的興趣。2）樹立事物是普遍聯(lián)系的觀點，逐步形成合理使用物質(zhì)的觀念。一、金屬材料金屬材料的種類：1.純金屬FeAgCu體溫計中的Hg、24K金24K是一種黃金制品成色標識。24k金常被人們認為是純金，但實際含金量為99.99%(實為99.998%)。黃金及其制品的純度叫作“成色”，市場上的黃金制品成色標識有兩種：一種是百分比，如G999等；另一種是K金，如G24K金、G22K和G18K等。2.合金金屬與金屬或金屬與非金屬。常見：鐵合金（生鐵2%-4.3%、鋼0.03%-2%）、銅合金、鈦合金、硬鋁（鋁銅鎂硅）、焊錫（錫鉛）、18K黃金、18K白金、奧運獎牌（金牌的含金量只有1％左右，其主要成分其實是銀(92．5％),還有少量的銅。銀牌不含黃金,含銀量與金牌相同。銅牌含有97％的銅,還有2．5％的鋅和0．5％的錫。獎牌的直徑為85毫米，重量高達400克左右）判斷：金屬屬于金屬材料。金屬材料不一定是純金屬，也可能是合金。含有金屬元素的不一定是金屬材料。金屬材料中至少含有一種金屬單質(zhì)。商朝：青銅春秋：鐵戰(zhàn)國：鋼現(xiàn)在：產(chǎn)量：鐵鋁銅二、金屬的物理性質(zhì)共性：課本P55第一段,銀白色金屬光澤特性：Cu：紫紅色。Au：黃色部分金屬的物理性質(zhì)物理性質(zhì)物理性質(zhì)比較導電性(以銀的導電性為100作標準)

銀銅金鋁鋅鐵鉛(優(yōu))10099746127177.9(良)密度/(g·cm-3)

金鉛銀銅鐵鋅鋁(大)19.311.310.58.927.867.142.7

(小)熔點/℃

鎢鐵銅金銀鋁錫(高)3410153510831064962660232

(低)硬度(以金剛石的硬度為10作標準)

鉻鐵銀銅金鋁鉛(大)94-52.5-42.5-32.5-32-2.91.5

(小)熔點最低的金屬是____________________地殼中含量最多的金屬元素是____

鋁汞金屬之最熔點最高的金屬是_____________________人體中含量最多的金屬元素是____目前世界年產(chǎn)量最高的金屬是____導電性最好的金屬是___________延性最好的金屬是_____________展性最好的金屬是_____________鈣銀鐵鉑鎢金海洋中含量最多的金屬元素是____

OHClNaMg硬度最高的金屬____

密度最大的金屬____

密度最小的金屬____

金屬之最NaCrOs拼音：[é]

Li暖氣片上刷的“銀粉”：不是銀而是鋁包裝香煙、巧克力等的金屬箔：鋁保溫瓶或暖瓶內(nèi)膽：Ag干電池外皮金屬：Zn體溫計、血壓計中的金屬：Hg金屬在日常生活中的應用結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和用途的關(guān)系結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)性質(zhì)決定用途，用途反映或體現(xiàn)性質(zhì)（課本P55第二段）使用是否便利廢料是否易于回收是否美觀對環(huán)境的影響

考慮物質(zhì)的用途時，需要考慮那些因素？價格資源物質(zhì)的性質(zhì)1.為什么菜刀、鐮刀、錘子等用鐵制而不用鉛制？答案：鐵的硬度比鉛大2.銀的導電性比銅好，為什么電線一般用銅制而不用銀制？答案：銀的價格比銅高3.為什么燈泡里的燈絲用鎢制而不用錫制？如果用錫制的話，可能會出現(xiàn)什么情況？錫的熔點很低，而鎢的就很高了；用錫的話，發(fā)熱就熔斷了，而鎢則不會熔斷。鎢的價格不高，相對鎢同樣的金屬價格比較高，經(jīng)濟上不實用。但一般情況下，發(fā)熱元件在工作的時候由于溫度很高，易被氧化燒蝕，故一般都充入惰性氣體予以保護。答案：鎢的熔點高于錫。如果用錫，則燈絲熔斷。4、為什么有的鐵制品如水龍頭等要鍍鉻？如果鍍金會怎樣？水龍頭一般本體為銅質(zhì)，銅的抗腐蝕、抗氧化能力有限，所以需要先鍍鎳，再鍍鉻。鍍金理論上是可以的，比如奧運金牌就是銅鍍金，但是用在水龍頭上實用價值不高。答案：水龍頭鍍鉻耐磨、耐腐蝕、美觀，水龍頭鍍金易磨損、價格貴。金屬的分類課本P561.黑色金屬：有色金屬：2.輕金屬：重金屬：3.常見金屬：稀有金屬：三、合金1、定義：⑤合金的主要性質(zhì)類似于①合金的形成過程屬于變化

在某種金屬中加熱熔合其他金屬或非金屬而形成的具有金屬特性的物質(zhì)。金屬熔點沸點Mg6491090Fe15352750

Mg和Fe能用加熱熔合的方法形成合金嗎？為什么？②合金中一定含有③合金一定為物（初中）④合金中元素以的形式存在物理金屬混合單質(zhì)金屬不能．因為鐵的熔點比鎂的沸點還要高，鐵熔化時鎂會變成氣體，無法熔合．

下列有關(guān)合金的敘述：①合金中至少有兩種金屬；②合金中元素以化合物形式存在；③合金中一定含有金屬；④合金一定為混合物；⑤生鐵是含雜質(zhì)較多的鐵合金；⑥生鐵可完全溶解于稀鹽酸中．正確的是（）A．①②③④⑤⑥B．①②C．①③④⑤D．③④⑤D重點：合金與金屬性質(zhì)比較合金顏色更鮮艷合金的硬度一般比各成分金屬的硬度大。（強度同樣如此。）多數(shù)合金的熔點低于組成它的成分金屬合金的抗腐蝕性能和機械加工性能一般強于組成它的成分金屬常見的合金：課本P57討論1：為什么合金與純金屬在性質(zhì)上存在著較大的差異？組成結(jié)構(gòu)→→性質(zhì)討論2：為什么我們?nèi)粘Ｉ钪杏玫淖疃嗟氖呛辖鸩牧隙皇羌兘饘俨牧?？因為合金在很多方面都比純金屬要好，例如合金硬度大，熔點小，耐腐蝕......故合金的使用較廣泛。

四、金屬礦物及其冶煉(1).金屬在自然界中的分布：課本P58(2).稀土金屬簡介：課本P58(3).工業(yè)煉鐵的化學原理：鋼鐵工業(yè)的發(fā)展狀況是世界各國工業(yè)化水平的重要標志之一，工業(yè)上人類利用鐵礦石的冶煉得到鐵。選擇鐵礦石的主要方法：1.資源豐富的

2.含鐵量高的

3.有害元素少的常見的鐵礦石及其產(chǎn)地赤鐵礦（Fe2O3)磁鐵礦(Fe3O4)菱鐵礦(FeCO3)黃鐵礦(FeS2)遼寧鞍山、甘肅鏡鐵山、湖北大冶、湖南寧鄉(xiāng)和河北宣化磁鐵礦分布廣，我國遼寧鞍山等地都有大量產(chǎn)出。著名產(chǎn)地有廣東英德和云浮、安徽馬鞍山、甘肅白銀廠等我國菱鐵礦的主要產(chǎn)地有四川省等你認為最適宜煉鐵的礦石是哪種？為什么?最適宜煉鐵的礦石是:赤鐵礦和磁鐵礦,它們含鐵量高,且不含硫元素或含硫等有害元素少,既提高經(jīng)濟效益又減少環(huán)境污染.Fe2O3重點實驗：工業(yè)煉鐵的化學原理:原理、裝置、步驟、現(xiàn)象、實驗結(jié)論、尾氣處理1.原理：在高溫條件下，用還原劑CO從鐵的氧化物中將鐵還原出來。2.裝置：課本P593.步驟：（兩種：尾氣處理：酒精燈or氣球）a.檢查裝置的氣密性b.將氧化鐵放入硬質(zhì)玻璃管中央固定c.向硬質(zhì)玻璃管中通入一氧化碳氣體直至排盡硬質(zhì)玻璃管中的空氣d.給氧化鐵加熱e.當紅色粉末全部變黑后，停止加熱，繼續(xù)通一氧化碳，直到試管冷卻f.停止通一氧化碳4.現(xiàn)象：紅色粉末逐漸變?yōu)楹谏吻迨宜儨啙幔ㄗ⒁猓?.純凈的鐵為銀白色，此實驗生成的細小的鐵粉為黑色，其原因是生成的鐵顆粒小，對可見光吸收多，反射少．

2.化學方程式如下）

Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O5.實驗結(jié)論：紅色的氧化鐵被一氧化碳還原成黑色的單質(zhì)鐵6.尾氣處理：一氧化碳有毒不能排放到空氣中，否則會污染空氣，可將尾氣進行收集或點燃處理。高溫實驗注意事項：1.通入一氧化碳前要先檢驗一氧化碳的純度，防止加熱時發(fā)生爆炸。2.加熱之前應先通一氧化碳將空氣排凈，原因是一氧化碳是可燃性氣體，與空氣混合的情況下加熱可能會發(fā)生爆炸。實驗結(jié)束時，應先停止加熱，繼續(xù)通一氧化碳，目的是防止高溫下鐵被空氣中的氧氣氧化，而且可以防止石灰水倒吸回硬質(zhì)玻璃管，引起硬質(zhì)玻璃管炸裂。反應之前先通氣，空氣排凈再點燈；反應結(jié)束先撤燈，裝置冷卻通氣停；先點后通要爆炸，先撤后停要氧化。即:一氧化碳早出晚歸，酒精噴燈遲到早退補充：工業(yè)煉鐵1.煉鐵的設備：高爐2.煉鐵的原料：鐵礦石、焦炭、石灰石3.煉鐵過程中發(fā)生的反應：下一張PPT4.原料中石灰石的作用：將鐵礦石中的雜質(zhì)二氧化硅(SiO2)轉(zhuǎn)化為爐渣除去。5.焦炭的作用：a.焦炭在高爐里作為提供熱能的燃料,還原劑b.做骨架作用,支撐鐵礦在火中燃燒C+O2====CO2CO2+C====2COFe2O3+3CO===2Fe+3CO2CaCO3====CaO+CO2↑CaO+SiO2=CaSiO3上述兩個合并為：CaCO3＋SiO2=CaSiO3＋CO2↑高溫高溫高溫點燃高溫高溫(4)工業(yè)煉鋁課本P59工業(yè)上采用電解法冶煉鋁2Al2O3=4Al+3O2↑通電五、還原反應1.定義：化學上把含氧化合物中的氧被奪去的反應叫還原反應.在加熱的條件下，一氧化碳也能奪取氧化銅中的氧，使氧化銅還原成銅。

你能寫出這個反應的化學方程式嗎？2.氧化反應與還原反應的區(qū)別和聯(lián)系類型氧化反應還原反應概念物質(zhì)和氧發(fā)生的反應含氧化合物中的氧被奪去的反應本質(zhì)得到氧失去氧聯(lián)系氧化反應和還原反應是同時發(fā)生的，統(tǒng)稱為氧化還原反應3.注意：1.初中階段，氧化反應、還原反應是從得氧失氧的角度進行分類的Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2

一氧化碳得到了氧，發(fā)生了氧化反應，一氧化碳使氧化鐵發(fā)生了還原反應，因此在反應中作還原劑；氧化鐵失去了氧，發(fā)生了還原反應，氧化鐵使一氧化碳發(fā)生了氧化反應，因此在反應中作氧化劑。（在氧化還原反應中，被氧化的物質(zhì)是還原劑，被還原的物質(zhì)是氧化劑。）2.氫氣、炭、一氧化碳的化學性質(zhì)相似，除都具有可燃性外，還都具有還原性3.實際上，凡是反應前后有化合價變化的反應就是氧化還原反應。口訣：失升氧還，得降還氧高溫六、含雜質(zhì)物質(zhì)化學方程式的計算

復習問題1例1、1000t含氧化鐵80%的赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量是多少？氧化鐵的質(zhì)量：

1000t×80%=800t純物質(zhì)的質(zhì)量=不純物質(zhì)的質(zhì)量×物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)或純凈物的質(zhì)量=混合物的總質(zhì)量×純凈物的質(zhì)量分數(shù)例2、多少噸含鐵96%的生鐵中含鐵的質(zhì)量為560t？生鐵的質(zhì)量：560t÷96%=583.3t不純物質(zhì)的質(zhì)量=純物質(zhì)的質(zhì)量÷物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)混合物的總質(zhì)量=純凈物的質(zhì)量÷純凈物的質(zhì)量分數(shù)復習問題2探究問題3：用800噸氧化鐵理論上可煉鐵多少噸？解：設可煉鐵的質(zhì)量為X3CO+Fe2O3=高溫=3CO2+2Fe160112800tX160112--------=-------800tXX=560t答：略。

探究問題4：用1000噸含氧化鐵80%的赤鐵礦可煉鐵多少噸？解：1000噸含氧化鐵80%的赤鐵礦中含氧化鐵的質(zhì)量=1000tX80%=800t

設：可煉鐵的質(zhì)量為X3CO+Fe2O3

=高溫=3CO2+2Fe160112800tX160112--------=-------800tXX=560t答：略。探究問題5：用1000噸含氧化鐵80%的赤鐵礦可煉含鐵96%的生鐵多少噸？解：1000噸含氧化鐵80%的赤鐵礦中含氧化鐵的質(zhì)量=1000噸X80%=800t

設：可煉鐵的質(zhì)量為X3CO+Fe2O3=高溫=3CO2+2Fe160112800tX160112--------=-------800tXX=560t

折合成生鐵的質(zhì)量=560t÷96%=583t答：略。

分析：赤鐵礦石—氧化鐵—鐵—生鐵小結(jié)：1、代入化學方程式計算的數(shù)據(jù)應是表示純凈物的質(zhì)量2、如果已知的是混合物的質(zhì)量，就要先求出純凈物的質(zhì)量再代入化學方程式中進行計算；3、如果要求混合物的質(zhì)量，就要先根據(jù)化學方程式計算出純凈物的質(zhì)量，然后再求出混合物的質(zhì)量4.純凈物的質(zhì)量分數(shù)=純凈物的質(zhì)量÷混合物的總質(zhì)量×100%=（1-雜質(zhì)的質(zhì)量÷

混合物的總質(zhì)量）×100%練習：

要煉出含雜質(zhì)2%的生鐵3200噸，需要含氧化鐵質(zhì)量分數(shù)為80%的赤鐵礦石多少噸？分析：生鐵—鐵—氧化鐵—赤鐵礦石解：純鐵的質(zhì)量=3200噸×（1－2%）=3136t設：需要氧化鐵的質(zhì)量為×3CO+Fe2O3

=高溫=3CO2+2Fe160112×3136t160112———=———×3136t×=4480t