4.1常见的金属材料-2024-2025学年九年级化学鲁教版（五四学制)全一册

常见的金属材料 金属的物理性质 合金 金属矿物及其冶炼 石器时代 青铜器时代 铁器 时代 铝的发现和使用 材料发展的历程 活动一：金属的物理性质 这些金属制品各是用哪种金属制成的？利用了金属的什么物理性质？ 金属光泽、延展性 导热性 硬度大 导电性、熔点高 密度大 寻找金属性能之“最” 密度最大： 密度最小： 熔点最低： 导电性最强： 导电性最差： 硬度最大： 硬度最小： 金Au 铝Al 铝Al 银Ag 铁Fe 铬Cr 金、银 归纳总结 1. 金属的共性：金属大都具有 光泽，密度和硬度较 ，熔点和沸点较 ，具有良好的 性和 性能。 2. 金属的特性： 常温下大部分金属是固体， 为液体； 大多数金属为银白色，铜是 色，金是 色。 延性最好的金属是 ，展性最好的金属是 ，导电性最好的金属是 ，熔点最高的金属是 。 金属 大 高 延展 导热、导电 汞Hg 紫红 黄 铂Pt 金Au 银Ag 钨 学以致用 1、根据课本85页表中的信息和生活经验，分析选择金属材料的依据。 ①用金打造首饰 ②普通导线通常是铜芯 ③高压线用铝芯而不用铜 ④水龙头上经常镀铬 ⑤温度计里填充的是汞 延展性好，颜色美观，价值高 导电性好，价格相对便宜 密度小，长距离铺设不会坠断 硬度大耐磨损，防止铁生锈 常温下是液体，导热性好 活动一：金属的物理性质 在选择某种金属材料时，我们要考虑哪些因素？ 金属的性质 价格 是否污染环境 储量是否丰富 其他 性质 用途 决定 反映 多识一点 黑色金属：铁、铬、锰 有色金属： 除铁、铬、锰以外的金属 轻金属： 钠、镁、铝等 重金属： 汞、铜、镉、铅等 常见金属： 铁、铝等 稀有金属： 锆、铌、钼等 种类繁多的金属材料 我们使用的金属材料大都是合金而非纯金属： 铝合金 通常含有铝、铜、锌、锰、硅等元素，密度小、强度高、耐腐蚀性强。 活动二：认识合金 加热熔合 其他金属或非金属 金属 合金 活动二：认识合金 混合物 活动二：认识合金 合金 主要成分 生铁 铁、碳（2%~4.3%） 钢 铁、碳（0.03%~2%） 青铜 铜、锡 黄铜 铜、锌 硬铝 铝、铜、镁、硅 钛合金 钛、铝、钒 常见的合金 一般按照所含主要元素对合金进行分类。 活动二：认识合金 铁合金 生铁：铁、碳（含碳量2% ~ 4.3%） 钢：铁、碳（含碳量0.03% ~ 2%） 百炼成钢：通过加热和捶打，降低生铁中的碳含量 活动二：认识合金 铜合金 青铜：铜、锡（Sn） 黄铜：铜、锌 通过控制合金中各组分的种类、比例等条件，可得到不同性能的合金。 活动二：认识合金 在日常生活和生产中，为什么大量使用的是合金而不是纯金属呢？ 活动二：认识合金 1.观察铝片与铝合金、铜片与黄铜片、锡片与焊锡的颜色与光泽，并通过互相刻划比较其硬度。 结论：合金也具有金属光泽，合金的硬度比组成它们的纯金属的硬度大。 16 活动二：认识合金 结论：合金的熔点比组成它的纯金属的熔点低。 A：纯锡 B：纯铅 C：焊锡（锡铅合金） 2.比较锡、铅和焊锡熔点的高低 B A C 活动二：认识合金 3.比较纯金属和合金的耐腐蚀性 想一想将普通铁钉和不锈钢钉放在潮湿的环境下，哪个会更快生锈？ 合金一般比纯金属的耐腐蚀性强。 活动二：认识合金 为什么合金与纯金属性质存在差别？ ＋ 合金的组成元素和原子排列结构都发生了改变，因此性质与纯金属存在差异。 铝合金 飞机的表层是用铝 合金做的，因为它 牢固、质轻、 耐腐蚀。 镍合金 喷气发动机叶片是用镍合金制造的，这种合金 在高速旋转时不会轻易 变形。 钢——铁合金 钢架支撑整架飞机。因为 钢具有强度高、韧性好、 抗震性能佳等特点。 金 驾驶舱挡风玻 璃上薄薄的金 片能传导电 流，从而加热 挡风玻璃，使 它不会起雾。 钛合金 钛合金使起落架像钢一样 牢固，但比钢轻很多。 国产大型客机C919 用钛-镍形状记忆合金制成的人造卫星天线 1. 下列物理性质中，铁、铜、铝三种金属都具有的是（ ） ①银白色金属 ②延展性 ③传热性 ④导电性 ⑤能够被磁铁吸引 A.①②③ B.②③④ C.③④⑤ D.①⑤ B 学以致用 2. 下列关于合金的叙述，正确的是（ ） ①合金中至少含有两种金属；②合金中元素以化合物的形式存在；③合金中一定含有金属；④合金一定为混合物；⑤合金依然具有金属特性。 A. ①②④ 　B.①③④ C. ②③⑤ 　D.③④⑤ D 学以致用 3. 有关合金的叙述不正确的是（ ） A. 合金的熔点一般比它的各成分金属的熔点低 B. 合金的硬度和强度一般比纯金属高 C. 合金一定是金属和金属熔合而成的物质 D. 硬铝、黄铜和钢均为合金 C 学以致用 作业： 《同步》87页导学天地+88页第1-7题 1、自然界中以单质形式存在的金属有哪些？ 2、常见的铝矿有哪些？铝土矿主要成分是什么？ 3、常见的铁矿有哪些？赤铁矿主要成分是什么？ 4、多识一点：了解稀土金属 阅读课本88页内容，思考下列问题： 活动一：认识金属矿物 “狗头金” 自然铂 自然银 地球上的金属资源广泛存在于地壳和海洋，除少数不活泼金属以单质形式存在，其余金属 都以化合物的形式存在。 自然金 活动一：认识金属矿物 铝土矿 主要成分Al2O3 明矾石 KAl3(SO4)2(OH)6 铝的矿物 钾长石 主要成分KAlSi3O8 活动一：认识金属矿物 铁的矿物 赤铁矿 主要成分Fe2O3 磁铁矿 主要成分Fe3O4 菱铁矿 主要成分FeCO3 黄铁矿 主要成分FeS2 哪种矿石 铁含量高？ 70.0% 72.4% 48.3% 46.7% 活动一：认识金属矿物 Fe-56 O-16 C-12 S-32 多识一点 在众多金属材料中，铁、铝及其合金在人类生产、生活中占据主导地位，钢铁工业的发展状况也是世界各国工业化水平的重要标志之一。 活动二：金属的冶炼 工业炼铁的化学原理 1、实验过程中有哪些现象？根据现象判断反应产物，书写反应的化学方程式。 2、为什么要先通CO再加热？实验结束后为什么要先停止加热并继续通入CO？ 3、装置末端的酒精灯有什么作用？能否用其它装置替代？ CO 红棕色固体变黑色 澄清石灰水变浑浊 Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 高温 工业炼铁的化学原理 Fe2O3 CO Fe CO2 含氧化合物中的氧被夺去的反应是还原反应。 还原法炼铁 Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 高温 氧化反应和还原反应是同时进行的： 失氧的物质发生还原反应，得氧的物质发生氧化反应。 发生还原反应的是 ，发生氧化反应的是 。 Fe2O3 CO 工业炼铁的化学原理 1、为什么要先通入CO之后再加热？ 排尽装置中的空气，防止一氧化碳发生爆炸 防止铁再次被氧化 2、实验结束后，为什么要先停止加热，并继续通入CO？ 用气球收集 燃烧掉尾气中的CO 3、酒精灯的作用是什么？能否用其他装置替代？ 右图是工业炼铁的示意图，请回答： ①空气通过进风口与原料中的焦炭充分反应，其化学方程式为              。 ②由①中产生的气体与炽热的焦炭会继续反应， 其化学方程式为              。 ③生产铁的主要反应为Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2， 该反应中发生氧化反应的物质是   。 A.Fe2O3           B.CO         C.Fe          D.CO2 ④高炉气体的主要成分为N2、CO、CO2，若将其通入足量的NaOH溶液中，发生反应的化学方程式为                 。 C + O2 CO2 点燃 C + CO2 2CO 高温 B CO2 + 2NaOH = Na2CO3 + H2O 法国皇帝拿破仑三世是一个喜欢炫耀自己的人，他常常大摆宴席，宴请天下宾客。每次宴会，餐桌上的用具几乎全是用银制成的，唯有他自己用的那一个碗却是铝制品。 为什么贵为法国皇帝，却不用高贵而亮丽的银碗，而用色泽要暗得多的铝碗呢？原来，在拿破仑所处的时代，冶炼和使用金银已经有很长的历史，宫廷中的银器比比皆是。可是，在那个时候，人们才刚刚懂得可以从铝矾土中炼出铝来，冶炼铝的技术还非常落后，炼铝十分困难。所以，当时铝是非常稀罕的东西，不要说平民百姓用不起，就是大臣贵族也用不上。拿破仑让客人们用银餐具，偏偏自己用铝碗，就是为了显示自己的尊贵。 活动二：金属的冶炼 对于化学性质活泼的金属，常用电解法冶炼。试写出电解氧化铝、氯化镁的化学方程式： 2Al2O3 4Al + 3O2↑ 通电 MgCl2 Mg+Cl2↑ 通电 活动二：金属的冶炼 学以致用 Cu2(OH)2CO3 = 2CuO + H2O + CO2↑ Δ 2CuO + C = 2Cu + CO2↑ 高温 高温 学以致用 解：设可以炼制生铁的质量为x Fe3O4 + 4CO = 3Fe + 4CO2↑ 高温 232 168 1000t×90% 96%·x x = 678.9t 根据元素质量守恒，铁矿中的铁元素和生铁中铁元素质量相等，设生铁质量为x： 1000t×90% x = 678.9t 纯铁的质量 = 生铁质量×96% Fe-56 O-16 = 96%·x Fe3O4的质量 Fe3O4中铁元素的质量 × 作业： 1. 学以致用 1、根据课本85页表中的信息和生活经验，分析下列应用体现了金属的哪些性质。 ①用金打造首饰 ②普通导线通常是铜芯 ③高压线用铝芯而不用铜 ④水龙头上经常镀铬 2．下列物理性质中，铁、铜、铝三种金属都具有的是（ ） ①银白色金属 ②延展性 ③传热性 ④导电性 ⑤能够被磁铁吸引 A.①②③ B.②③④ C.③④⑤ D.①⑤ B 学以致用 活动一：金属的物理性质 这些金属制品各是用什么金属制成的？这些金属的物理性质有哪些共同点？ 45 学以致用 1、氢气也常用于冶炼金属。试写出氢气在加热条件下与氧化铜反应的化学方程式，并指出发生还原反应和氧化反应的物质。 CuO + H2 Cu + H2O △ 被还原 被氧化 除去粗盐中可溶性杂质 2NaOH +MgCl2 =2NaCl + Mg(OH) 2 ↓ BaCl2 + Na2SO4 = 2NaCl + BaSO4↓ HCl + NaOH = NaCl + H2O 2HCl + Na2CO3 = 2NaCl + CO2↑ + H2O Na2CO3 + CaCl2 = 2NaCl + CaCO3 ↓ Na2CO3 + BaCl2 = 2NaCl + BaCO3 ↓ NaCl（Na2SO4 、MgCl2、CaCl2） 过量BaCl2 过量NaOH 过量Na2CO3 过滤 稀盐酸 纯净的NaCl ① ② ③ ④ ① ② ③ ④ 写出每一步反应的化学方程式 $$