第5章第1节 金属的性质和利用-2023-2024学年九年级化学沪教版上册

第五章 金属的冶炼和利用 第一节 金属的性质和利用 第1课时 金属的物理性质、合金 马踏飞燕（东汉晚期的青铜奔马） 1969年，在甘肃武威出土。中国雕塑史上的不朽之作。 1984年，定为中国旅游标志图形。 2002年， “马踏飞燕”的仿制品作为国礼赠布什。 第一节金属的性质和利用 第五章 金属的冶炼与利用 铜（Cu） 铁（Fe） 铝（Al） (约公元前4000年) (约公元前1500年) (19世纪末) 金属制品发展史 4Al+3O2══2Al2O3 司母戊方鼎（商代） 河北沧州的铁狮子(宋代) 铝是地壳中含量最多的金属元素。它在常温下能与氧气发生反应，其表面形成一层致密的氧化物薄膜，从而阻止铝的进一步氧化，因而铝具有很好的抗腐蚀性。 一.金属的物理性质和用途 金属共同的物理性质：都有金属光泽；大多数为银白色（金为黄色，铜为紫红色或亮红色）；常温下大多数呈固态（汞为液体）；大多数有优良导电性和导热性；延展性好；密度较大；熔点较高。 金属 性质 金 (Au) 银 (Ag) 铜 (Cu) 铁 (Fe) 铝 (Al) 铬 (Cr) 金属光泽 黄色 银白色 紫红色 银白色 银白色 银白色 密度g/cm3 19.3 10.5 8.92 7.86 2.7 7.2 熔点/℃ 1064 962 1083 1535 660 1875 导电性 (100最好) 74 100 99 17 61 硬度 (10最大) 2.5~3 2.5~4 2.5~3 4~5 2~2.9 9 　一些金属物理性质的比较： 熔点最低的金属是_____________ 地壳中含量最多的金属元素是____ 铝（Al） 汞（Hg） 金属之最 熔点最高的金属是_____________ 人体中含量最多的金属元素是____ 目前世界年产量最高的金属是____ 导电性最好的金属是___________ 延性最好的金属是_____________ 展性最好的金属是_____________ 钙（Ca） 银（Ag） 铁（Fe） 铂（Pt） 钨（W）（3380℃） 金（Au） 1.为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铝制？ 2.银的导电性比铜好，为什么电线用铜制而不用银制？ 3.为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？如果用锡制的话，可能会出现什么情况？ 4.为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如果镀金怎么样？ 讨论： 根据你的生活经验和表中提供的信息，并查阅有关资料分析下列问题。 因为铝的硬度小 因为银的价格贵且密度大不易架设 钨的熔点高，易导电；用锡制易熔断 铬的硬度大，不易变形；耐磨耐腐蚀不易生锈；美观大方。镀金易磨损易被偷。 价格低、资源广 废料易于回收 美观、使用便利 对环境影响小 性质 决定用途 还要考虑其他哪些因素？ 纯金属 金属 合金 金属 其他金属或非金属 1.合金：在金属中加热熔合某些金属或非金属而制得的具有金属特征的物质。 合金都是混合物 形成合金的过程是物理变化 注意: 二. 合 金 ２.铁的合金 (含碳量不同) (2%~4.3%) 生铁 (0.03%~2%) 钢 “百炼成钢”的原理： C+O2══CO2 点燃 硬度大，无韧性 硬度较大，韧性好 锰钢 不锈钢 碳素钢 生铁 硅钢 【实验8-1】比较黄铜片和铜片、焊锡和锡的光泽和 颜色；将它们互相刻划，比较它们的硬度。 性质 比较 现象 黄铜 铜 焊锡 锡 光泽 和 颜色 硬度 结论 暗、黄色 亮、紫红色 暗、灰白色 亮、 银白色 黄铜比铜硬 焊锡比锡硬 合金比组成它的纯金属硬，颜色更鲜艳 【实验】将绿豆大的焊锡、锡和铅放置在铁片上，加热铁片的中心部分，观察，比较焊锡和组成它的纯金属锡、铅的熔化温度。 锡 焊锡 铅 现象 结论 焊锡最先熔化，锡次之，铅最后熔化 合金比组成它的纯金属的熔点低 合金的熔点比其组分金属低 讨论：查阅资料，了解焊锡（锡铅合金）和武德合金（铅、铋、锡、镉组成的合金）的用途，根据下表提供的数据，你能得到什么启示？ 纯金属 合金 铅 镉 铋 锡 焊锡 武德合金 熔点/℃ 327 321 271 232 183 70 启示 3、合金的优良性能 3.合金比纯金属的主要优越性： 合金比其组分金属的颜色更鲜艳 合金的硬度大于组分金属 合金的熔点低于组分金属 合金的抗腐蚀能力一般强于组分金属 黄铜（铜锌合金）俗称“愚人金” 强度高 可塑性好 易加工 耐腐蚀 白铜 光泽好耐磨 易加工耐腐蚀 硬铝 硬度大 强度高 密度小 铝 铜 镁 硅 白金 光泽好耐磨 易加工 金 铜 镍 锌 K金 光泽好 耐磨 易加工 金 铜 银 钛和钛合金—21世纪的金属材料 手机外壳 高尔夫球杆头 人造关节、骨骼、合金板和螺丝钉 导弹 钛合金 练 一 练 1.下列物质不属于合金的是（ ） A．青铜 B．铝 C．钢 D．生铁 2.鞍钢集团全力支持上海世博会，为上海虹桥交通 枢纽建设提供4．7万吨精品钢材。关于钢的说法 不正确的是（ ） A．钢是纯净物 B．钢是铁合金 C．钢的含碳量低于生铁 D．钢的性能优于生铁 3.铝、铁、铜是我们生产生活中使用比较广泛的金属。如下图所示用品中，利用金属导热性的是_______，延展性的是_________（填字母序号）。 BC A B A 4、温度计中填充的金属是＿＿，家用热水瓶胆壁上的银白色金属是＿＿＿ 5、厨房炒菜常用铁锅是利用了铁的＿＿＿，　　铁可拉成丝、压成铁片是利用了铁的＿＿＿ 油罐车内石油因振荡产生静电，容易引起火灾，所以油罐车尾部常可见一条拖地的铁链，这是利用了铁的＿＿＿。 6、有关合金的叙述不正确的是（ ) A、合金的熔点比它各成分金属的熔点低 B、合金的硬度一般比纯金属大 C、合金一定是几种金属熔合而成的物质 D、硬铝、黄铜和钢均为合金 汞 银 导热性 廷展性 导电性 C 7.铁锅、铝锅是生活中常用的炊具，下图是铁锅的示意图。 （1）铁锅含有合金单质_____（写化学式）。 （2）炒菜时铁锅中的油着火可用锅盖盖灭， 其原理是______________________。 （3）铝锅轻便、耐用，其原因是_____________、 _________________________________________________________________。 （4）废旧铁锅、铝锅不要随意丢弃，应回收利用，这样做的意义是____________________________。 Fe 使油与氧气隔绝 铝的密度小 常温下，与氧气反应表面生成致密的氧化铝薄膜，阻止铝的进一步氧化 减少环境污染，节约金属资源 小 结 1.金属的一些物理性质： 大多数金属为银白色、固体、有光泽、能导电导热、熔沸点高、有延展性 2.考虑物质用途时考虑多种因素 3.在金属中加热熔合某些金属或非金属，就可以制得合金 （属于混合物）——各金属仍保持原有的化学性质。 4.合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高，抗腐蚀性能也更好, 熔点更低。 铁的合金 生铁 钢 （2%~4.3%）硬度比纯铁硬 （0.03%~2%）硬度、抗腐蚀性能增强 （含碳量不同） 第五章 金属的冶炼和利用 第一节 金属的性质和利用 第2课时 金属的化学性质 导入新课 新闻回放：2018.12.8，嫦娥四号发射成功 火箭外壳蒙皮主要材料 火箭外壳材料 耐高温 耐腐蚀 强度高 合金 火箭飞行速度8km/s以上， 尾部要承受4000°C以上高温 轻便 铝的应用非常广泛，这不仅与铝的物理 性质有关，还与铝的化学性质密切相关 思考：为什么铝有很好的抗腐蚀性能呢？ 铝有很好的抗腐蚀性能 导入新课 灯罩 耐用 美观 回顾：镁条、细铁丝的燃烧反应 细铁丝燃烧 金属和氧气的反应 一 探究新知 镁条燃烧 观察 与思考 观察镁条和铝片。 镁条表面呈_________; 铝片表面呈_________。 用砂纸打磨后， 镁条和铝片表面呈________________。 灰黑色 光亮的银白色 银白色 思考：是谁给镁和铝穿上灰黑色、银白色的外衣呢？ 常温下，镁、铝能与空气中的氧气发生化学反应。 通过观察判断，镁和铝哪一种金属更耐腐蚀？ 探究新知 探究新知 观察 与思考 因此铝具有很好的抗腐蚀性能。 在常温下，铝和空气中的氧气发生反应，在铝表面生成一层致密的氧化铝薄膜(保护膜)，从而阻止铝进一步氧化。 实验 与探究 铜片在空气中加热 现象：铜片表面由紫红色变为黑色。 常温下铜几乎不与氧气反应 金属铜 探究新知 许多金属都能与氧气反应，但反应的难易和剧烈程度不同。 归纳 与小结 探究新知 3.金在高温下也不与氧气反应 2.铁、铜在常温下几乎不与氧气反应，但在点燃或加热时能与氧气反应； 1.镁、铝在常温下就能与氧气反应； 真金不怕火炼 2.判断金属的活泼程度(金属活动性)的方法之一： 1.大多数金属都能与氧气发生反应 金属活动性顺序：Mg，Al Fe，Cu Au ＞ ＞ 探究新知 归纳 与小结 可根据金属与氧气反应的难易和剧烈程度 进行判断。 金属与盐酸、稀硫酸的反应 二 实验 与探究 探究新知 实验方案 药品 实验目的 镁条 锌粒 铁钉 铜丝 稀盐酸/稀硫酸 探究镁锌铁铜的金属活动性强弱。 硫酸接触，看其反应的难易和剧烈程度。 分别将镁锌铁铜等金属与盐酸或稀 实验 与探究 镁、锌、铁、铜与 的反应 盐 酸 稀硫酸 探究新知 镁条、铁钉要不要打磨光亮？ 哪些金属能与盐酸、稀硫酸反应？ 能反应的其剧烈程度有什么不同？ 你的判断依据是什么？ 生成的是什么气体？ 镁与盐酸/稀硫酸 锌与盐酸/稀硫酸 铁与盐酸/稀硫酸 铜与盐酸/稀硫酸 不反应 缓慢 剧烈 快速 探究新知 实验 与探究 浅绿色 镁、锌、铁、铜与盐酸、稀硫酸的反应 金属 现象 化学方程式 镁 锌 铁 铜 剧烈反应迅速产生大量气泡 快速反应，产生大量气泡 反应缓慢，产生气泡，溶液由无色逐渐变为浅绿色 无气泡产生 Mg + 2HCl ====MgCl2 + H2↑ Zn + 2HCl === ZnCl2 + H2↑ Fe + 2HCl === FeCl2 + H2↑ +2价 Mg + H2SO4 ===MgSO4 + H2↑ 实验室制取氢气的反应原理是 从实验现象分析，为什么选择金属锌呢？ Zn + H2SO4 === ZnSO4 + H2↑ Fe + H2SO4 === FeSO4 + H2↑ Zn + H2SO4 === ZnSO4 + H2↑ _____ 写出镁、锌、铁与稀硫酸反应的化学方程式 探究新知 观察 描述 根据镁、锌、铁、铜四种金属在稀盐酸中的反应情况进行知识配对 课堂活动 镁 锌 铁 铜 讨论 交流 ＞ ＞ ＞ 想一想 为什么镁、锌、铁、铜在相同的条件下与相同浓度的盐酸（或稀硫酸）反应，现象会不一样呢？ 金属的活泼程度 （金属活动性） 不一样 探究新知 1.大多数金属都能与盐酸 或稀硫酸发生反应。 2.判断金属活动性的方法之二： 可根据金属与盐酸或稀硫酸反应的难易和剧烈程度来判断。 金属活动性顺序：Mg > Zn > Fe > Cu 归纳 小结 探究新知 Mg + H2SO4 == MgSO4 + H2↑ Zn + 2 HCl == ZnCl2 + H2↑ Fe + H2SO4 == FeSO4 + H2↑ Fe + CuSO4 == FeSO4 + Cu 一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质与另一种化合物的反应。 单质 单质 化合物 化合物 置换反应： 这几个化学方程式有什么共同特点呢？ 探究新知 观察 与思考 回顾：化学反应基本类型 化合反应 由两种或两种以上物质生成另一种物质的反应 回顾 与讨论 分解反应 由一种反应物生成两种或两种以上其他物质的反应 探究新知 思考：下面这个反应是置换反应吗？ 置换反应用字母怎么表示呢？ 不是。必须是一种单质置换出另一种单质 ？ √ 观察与思考 探究新知 反应类型 字母表示 特征 举 例 化合反应 分解反应 置换反应 多合一 一分多 一换一 几种基本反应类型的比较 分析与比较 探究新知 牛刀小试 试一试：我们学过的反应中有哪些是置换反应呢？ √ √ 探究新知 随堂训练 1.下列金属在常温下能与干燥的空气发生反应的是（ ） A.铁 B.铜 C.金 D.铝 D 2.家里用的铁锅为什么不能长期盛放酸性食品？ 铁锅长期盛放酸性食品，铁会与食物中的酸发生反应而被腐蚀。 随堂训练 3.能用钢丝球擦洗铝制品吗？ 不能。这样会破坏铝制品表面的氧化铝保护膜，缩短铝制品的使用寿命。 4.化学反应2Al+3CuSO4 =3Cu+Al2(SO4)3，该 反应的基本反应类型是（ ） A.化合反应 B.分解反应 C.置换反应 D.还原反应 C 旋木 王菲 将爱 2003-11-06 253247.92 Lavf54.6.100 Lavf57.83.100 Lavf57.82.100 张三的歌 齐秦 我是歌手 第三期 2013-02-01 250583.17 Lavf53.24.2 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 忆儿时 银霞 null 189424.55 $$