第5章 金属的冶炼与利用第1节 金属的性质和应用丰县广宇化学组 伦敦奥运会的金牌味道真不错哦！这些是什么？这些是什么？好炫啊！真 气 魄 !好 壮 观 啊 ！ 你知道哪些金属？见过哪些金属？说出它们的名称和元素符号，完成课本P.114的表5-1 。看看谁知道的最多！其实我们知道很多我知道的金属 名称元素 符号我见过见过 的金属 名称元素 符号钠钠镁镁钾钾锌锌钙钙NaMgKZnCa铁铁铝铝铜铜银银金金FeAlCuAgAu金属元素的名称和符号你知道我们在什么地方使用了金属吗？想一想，你会发现我们的生活离不开金属。金属有很多的用途金属有很多的用途思考1：铁、铝常用于制作锅、铲等炊具，表现出金属哪 种物理性质？铁锅铝锅导热性金属的物理性质铜线思考2：铁、铝、铜能加工成导线、能压成薄片，表现出金属 哪些物理性质？导电性、铝锭可压成很薄的铝箔用来包装糖果等延展性金属的物理性质思考3：金、银、铂做成各种首饰等，表现出金属哪种物理性质？有金属光泽金属的物理性质金属的物理性质金属铁金 属 锌铜铜 块块金 条汞交流与讨论并将结果填入P114表5-2中。总结出金属的主要物理性质。一 金属的性质（一）物理性质：相似性：大多数金属都有金属光泽，密度、硬度较大，熔、沸点较高，具有良好的导电、导热性、延展性。差异性：汞常温下呈液态，铜为紫红色，银的导电能力最强，熔点最高的金属是钨等。金属光泽FeCu有些金属粉末细小到一定程度时，吸收可见光后辐射不出去，所以金属粉末一般呈暗灰色或黑色。金属的物理性质1、为何铁制锅铲需要加上木柄或塑料柄？2、银的导电性比铜好，为什么不用银制造电线、电缆？3、联合国卫生组织为什么推荐使用中国的铁锅炊具？防止烫手。因为铁具有良好 的导热性，而木柄或塑料的 导热性较差，这样就可以防 止手拿锅铲时被烫伤。因为银较稀少，价 格昂贵，而铜相对 较多，价格便宜。铁锅做炊具，可以补充 人体所需的铁元素，防 止缺铁性贫血。4、选择铸造硬币的金属材料需要考虑哪些因素？需要考虑价格、硬度、无毒、耐磨、耐腐蚀、色泽美观、质轻、易加工、性质稳定、价廉、资源丰富等因素。5、为何菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制？6、为什么灯泡里的灯丝用钨丝？铁的硬度大，铝的硬 度小，且有毒。钨熔点高，不易熔 断。根据你以前所学的知识（如：镁在空气中燃烧、铁丝在氧气中燃烧的实验）及你的生活经验，请大胆猜测金属可能有哪些化学性质？探究金属的化学性质演示1.镁条在空气中燃烧；2.铁丝在氧气中点燃；3.铝片在空气中加热；4.铜片在空气中加热。观察完后，请将观察到的现象填入P115观察与思考的表格中。现象演示：铝表面的氧化膜.1、金属与氧气反应化合反应常见金属的化学性质铁铁在氧气中点燃镁镁在空气中点燃铝铝在空气中加热热铜铜在空气中加热热实验实验 现现象化学 方程 式 结论结论剧烈燃烧，火星 四射，放热，生 成黑色固体表面变暗，失 去金属光泽表面由红色变 成黑色剧烈燃烧，发出耀 眼的白光，放热， 生成白色固体3Fe+2O2 = Fe3O42Mg+O2=2MgO 4Al+3O2=2Al2O32Cu+O2 2CuOFe、Mg 、 Al、Cu能与氧气反应点燃点燃铝粉和铝箔铝制品铝是银白色的金属，具有金属光泽，而生活中的铝制品却往往是暗淡无色，知道为什么吗？原因：常温下，铝就能和氧气发生反应，在其表面生成一层 的氧化铝保护膜（Al2O3)。4Al + 3O2 2Al2O3致密再思考：1.“真金不怕火炼”道出了金的什么性质？金易被腐蚀吗？ 可以通过金属与氧气反应的两种现象来判断金属的活泼程度即金属活动性差异。即：该金属能否与氧气发生化学反应 反应的激烈程度“真金不怕火炼”，说明既使是在较高的温度下，“金”的化学性质也不活泼 2。通过上述实验，你能说出Mg、Fe 、Al、Cu、Au的活泼性吗？ 【演示】P116活动与探究1的实验内容并将实验 现象填入表中。书写正确的化学方程式。提出问题： （1）哪些金属能与盐酸、稀硫酸发生反应？反应后生成了什么气体？（如何检验）哪些金属不能与盐酸稀硫酸发生反应？ （2）比较三种金属分别与盐酸、稀硫酸反应的难易和剧烈程度，将三种金属的活动性按由强到弱的顺序进行排列。【演示】 几种金属分别与盐酸反应实验现象的对比.铁和稀盐酸镁和稀盐酸锌和稀盐酸铜和稀盐酸2、金属与（稀）酸溶液反应反应应物 反应现应现 象反应应 速度反应应方程式稀 盐盐 酸 或 稀 硫 酸镁镁铝铝锌锌铁铁铜铜剧烈反应，金属逐渐 减少，产生大量气泡剧烈反应，金属逐渐 减少，产生大量气泡剧烈较反应，金属逐渐 减少，产生大量气泡反应缓慢，金属逐渐 减少，有气泡产生， 溶液由无色变为浅绿色不反应Mg + H2 SO4 = MgSO4 + H2 Mg + 2HCl = MgCl2 + H2 Zn + H2 SO4 = Zn SO4 + H2 Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 Fe + H2 SO4 = FeSO4 + H2 Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H22Al + 6HCl = 2AlCl3 +3H2很快很快较快较慢不反应盐酸God Save me！无所谓， 我 无所谓为什 么受 伤的 总是 我！我得意的 笑，又得 意的笑金属与盐酸的反应镁、锌、铁、铜的金属活动性由强到弱Al小结：1。根据金属能否与酸反应或反应的剧烈程度也可以来比较金属的活动性较强弱。2.金属活动性顺序： 人们经过长期的实践，总结出常见金属在溶液中的活动性 顺序如下： K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au金属活动性由强逐渐减弱在金属活动性顺序中，金属的位置越靠前，它的活动性就 越强；排在氢前面的金属能与酸反应放出氢气，而排在氢后面的 金属不能与酸反应放出氢气。试写出这些反应的化学方程式。Fe + HCl Fe + H2SO4 Zn + HCl Zn + H2SO4 Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2 Mg + 2HCl = MgCl2 + H2 Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2 Zn + 2HCl = ZnCl2+ H2 Fe + 2HCl = FeCl2+ H2 Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2 强调：铁跟稀盐酸、稀硫酸反应后显+2价。观察上述反应的化学方程式，分析这些反应有什么共同特点？ Mg + 2HCl H2 + MgCl2从反应物和生成物的物质类别的角度分析，有如下特点：单质化合物单质化合物Fe + H2SO4 H2 + FeSO4Fe + CuSO4 Cu + FeSO4讨论与分析特点：由一种单质跟一种化合物作用生成另一种单质和另一种化合物的反应叫置换反应。下列反应都是置换反应吗？3CO + Fe2O3 = 2Fe + 3CO2高温点燃化合反应：+分解反应：+置换反应：置换反应：Cl2 + 2KI = I2 + 2KClCH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O再观察：生成物的角度分析，有何共同特点？均有氢气生成。那么这些原理均可用于制氢气吗？拓展：氢气的制法（4）收集： 排水法固液不加热型（3）装置：向下排空气法（1）药品：锌和稀硫酸（或稀盐酸）氢气的实验室制法Zn+H2SO4=ZnSO4+H2为何不用镁或铁等来和酸反应制取氢气？（2）原理：Zn+2HCl=ZnCl2+H2思考：思考：镁和酸反应速度太快，而铁的反应速度又太慢， 不便于操作。（5）步骤按照要求连 接装置。检查 气密性。装 药品：先装固体，后装液体。开始反应，并收集一小试管氢气，进行验 纯（任何 可燃性气体，在做性质实验之前务必进行验纯）。用排水法或向下排空气法收 集气体，盖上玻璃片倒放在实验桌上。 演示：氢气的制取与性质.最理想的绿色能源氢气1、氢气的物理性质通常为无色、无味的气体； 难溶于水； 相同状况下，密度最小的气体； 有三态变化。2、氢气的化学性质可燃但不助燃H H2 2现象：1、产生淡蓝色火焰2、放出大量的热3、干冷的烧杯内壁有水雾点燃前需要检验纯度点燃前需要检验纯度2H2 + O2 = 2H2O点燃还原性H2 + CuO = Cu + H2O3H2 + Fe2O3 = 2Fe + 3H2O3、氢气的用途作燃料冶金优点：存在问题：热值高；原料来源广；无污染；可循环利用。如何大量、廉价制取；如何安全运输、贮存。P116活动与探究2演示实验实验现现象反应应的化学方程式铁铁片浸入硫酸铜铜溶液中Fe+CuSO4=3、金属与盐溶液反应FeSO4+Cu铁片表面覆盖一层红色物质，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色点击下面画面播放视频（1）现代湿法冶金的先驱。（2）属置换反应。铁的产物为+2价。（3）能解释农药波尔多液为何不能用铁桶盛装的原因。Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4 Cu + 2AgNO3 =Cu(NO3)2 + 2AgFe + CuSO4 = FeSO4 + Cu铁丝浸入硫酸铜溶液中铁钉表面有红色 物质生成，蓝色 溶液变成浅绿色铜丝浸入硝酸银溶液中铜丝表面覆盖一 层银白色的银， 溶液由无色逐渐 变成蓝色（1）在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，它的活动性就越强。（2）在金属活动性顺序里，位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢元素。（3）在金属活动性顺序里，位于前面的金属能把位于其后面的金属从它们盐溶液中置换出来。（不适用于K、Ca、Na）K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H） Cu Hg Ag Pt Au金属活动性由强逐渐减弱金属活动性顺序知 识 结 构：金属的化学性质一. 金属与氧气的反应4Al+3O2=2Al2O3 2Mg+O2=2MgO 3Fe+2 O2 点燃 Fe3 O4二.金属与稀盐酸、稀硫酸反应（ 置换反应 ）Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 Fe + H2 SO4 = Fe SO4 + H2 Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 Zn + H2 SO4 = Zn SO4 + H2 Mg + 2HCl = MgCl2 + H2 Mg + H2 SO4 = Mg SO4 + H2 三.金属与某些化合物溶液反应（ 置换反应 ）2Al + 3 CuSO4 = Al2（ SO4 ）3+ 3Cu Cu + 2AgNO3 = Cu (NO3 )2 + 2Ag四.置换反应：由单质和化合物反应，生成单质和化合物的反应五.金属活动性顺序： K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au金属活动性，由强逐渐减弱。金属在生活、生产中非常广泛的应用。 不同的用途需要不同性能的金属。如：做飞机机翼的金属，需要坚硬 而质轻；用于制造切割工具的金属，需要有 很大的硬度制造电灯丝的 金属熔点要高 。制造保险丝的 金属熔点要低制造化工生产设备的金属要耐腐蚀 等等纯金属很难满足各种特 殊要求。为此，