第第5 5章章 金属的冶炼与利用金属的冶炼与利用第第1 1节节 金属的性质和利用金属的性质和利用1.1.了解金属的物理性质，能区分常见的金属和非金属；了解金属的物理性质，能区分常见的金属和非金属；2.2.知道合金的性质及常见的合金。知道合金的性质及常见的合金。3.3.知道常见的金属能与氧气、酸反应。了解不同的金属知道常见的金属能与氧气、酸反应。了解不同的金属性质不同。性质不同。4.4.了解置换反应的定义，会判断置换反应。了解置换反应的定义，会判断置换反应。 金属与我们的生产、生活、交通、国防、科技密金属与我们的生产、生活、交通、国防、科技密切相关，你了解下面这些物质是由什么金属材料制成切相关，你了解下面这些物质是由什么金属材料制成的吗？的吗？ 你知道哪些金属？见过哪些金属你知道哪些金属？见过哪些金属？说出它们的名称和元素符号，？说出它们的名称和元素符号，看看谁知道的最多！看看谁知道的最多！其实我们知道很多其实我们知道很多我知道的我知道的金属金属名称名称元素元素符号符号我见过的我见过的金属金属名称名称元素元素符号符号钠钠镁镁钾钾锌锌钙钙NaNaMgMgK KZnZnCaCa铁铁铝铝铜铜银银金金FeFeAlAlCuCuAgAgAuAu金属元素的名称和符号金属有很多的用途 你知道我们在什么地方使用了金属吗？想一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。想，你会发现我们的生活离不开金属。思考思考1 1：铁、铝常用于制作锅、铲等炊具，表现出金铁、铝常用于制作锅、铲等炊具，表现出金属哪种物理性质？属哪种物理性质？铁锅铁锅铝锅铝锅导热性导热性一、金属的物理性质一、金属的物理性质铜线铜线思考思考2 2：铁、铝、铜能加工成导线、能压成薄片，表铁、铝、铜能加工成导线、能压成薄片，表现出金属哪些物理性质？现出金属哪些物理性质？导电性、导电性、铝锭可压铝锭可压成很薄的成很薄的铝箔用来铝箔用来包装糖果包装糖果等等延展性延展性思考思考3 3：金、银、铂做成各种首饰等，表现出金属哪金、银、铂做成各种首饰等，表现出金属哪种物理性质？种物理性质？有金属光泽有金属光泽FeFeCuCu有些金属粉末细小到一有些金属粉末细小到一定程度时，吸收可见光定程度时，吸收可见光后辐射不出去，所以金后辐射不出去，所以金属粉末一般呈暗灰色或属粉末一般呈暗灰色或黑色。黑色。1.1.为何铁制锅铲需要加上木柄或塑料柄？为何铁制锅铲需要加上木柄或塑料柄？ 2.2.银的导电性比铜好，为什么不用银制造电线、电缆？银的导电性比铜好，为什么不用银制造电线、电缆？3.3.联合国卫生组织为什么推荐使用中国的铁锅炊具？联合国卫生组织为什么推荐使用中国的铁锅炊具？联想与启示联想与启示防止烫手。因为铁具有良好的导热性，而木柄或塑料柄的防止烫手。因为铁具有良好的导热性，而木柄或塑料柄的导热性较差，这样就可以防止手拿锅铲时被烫伤。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。因为银较稀少，价格昂贵，而铜相对较多，价格便宜。铁锅作炊具，可以补充人体所需的铁元素，防止缺铁性铁锅作炊具，可以补充人体所需的铁元素，防止缺铁性贫血。贫血。4.4.选择铸造硬币的金属材料需要考虑选择铸造硬币的金属材料需要考虑哪些因素？哪些因素？需要考虑价格、硬度、无毒、耐磨、耐腐蚀、色泽美观、需要考虑价格、硬度、无毒、耐磨、耐腐蚀、色泽美观、性质稳定等因素。性质稳定等因素。探究金属的化学性质探究金属的化学性质 根据你以前所学的知识及你的生活经验，请大胆猜根据你以前所学的知识及你的生活经验，请大胆猜测金属可能有哪些化学性质？测金属可能有哪些化学性质？1.1.金属与氧气反应金属与氧气反应铁在氧气中点燃铁在氧气中点燃镁、铝在空气中镁、铝在空气中点燃点燃铜在空气中加铜在空气中加热热实验实验现象现象化学化学方程方程式式 结论结论剧烈燃烧，火星四射，剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑放出大量的热，生成黑色固体色固体表面由红色变成表面由红色变成黑色黑色Fe Fe 、MgMg、 AlAl、Cu Cu 能与氧气反应能与氧气反应二、常见金属的化学性质二、常见金属的化学性质剧烈燃烧，发出耀眼的强剧烈燃烧，发出耀眼的强光，放热，生成白色固体光，放热，生成白色固体3Fe+2O3Fe+2O2 2 = FeFe3 3O O4 4点燃点燃2Mg+O2Mg+O2 2=2MgO2MgO2Cu+O2Cu+O2 2=2CuO2CuO4Al+3O4Al+3O2 2=2 2AlAl2 2O O3 3点燃点燃点燃点燃 铝是银白色的金属，具有金属光泽，而生活中的铝铝是银白色的金属，具有金属光泽，而生活中的铝制品却往往暗淡无光，你知道为什么吗？制品却往往暗淡无光，你知道为什么吗？ 原因：原因：常温下，铝能和氧气发生反应，在其表面生常温下，铝能和氧气发生反应，在其表面生成一层成一层致密致密的氧化铝（的氧化铝（AlAl2 2O O3 3) )保护膜。保护膜。4Al + 3O4Al + 3O2 2=2Al=2Al2 2O O3 32.2.金属与酸溶液反应金属与酸溶液反应铁与稀盐酸铁与稀盐酸( (或稀硫酸）或稀硫酸）镁与稀盐酸镁与稀盐酸( (或稀硫酸）或稀硫酸）铜与稀盐铜与稀盐酸酸( (或稀硫或稀硫酸）酸）实验实验现象现象 化学化学方程方程式式 结论结论产生少量气泡，放热，溶液由无色变成产生少量气泡，放热，溶液由无色变成浅绿色浅绿色产生大量气泡，放热，固体逐渐消产生大量气泡，放热，固体逐渐消失失无明显现象无明显现象Fe+2HCl=Fe+2HCl=FeClFeCl2 2+H+H2 2(Fe+H(Fe+H2 2SOSO4 4=FeSOFeSO4 4+H+H2 2)(Mg+H(Mg+H2 2SOSO4 4=MgSOMgSO4 4+H+H2 2)Mg+2HCl=Mg+2HCl=MgClMgCl2 2+H+H2 2不反应不反应铁、镁能与稀盐酸、稀硫酸反应，而铜不能铁、镁能与稀盐酸、稀硫酸反应，而铜不能实验实验现象现象反应的化学方程式反应的化学方程式铁片铁片浸入浸入硫酸硫酸铜溶铜溶液中液中Fe+CuSOFe+CuSO4 4=3.3.金属与盐溶液反应金属与盐溶液反应FeSOFeSO4 4+Cu+Cu铁片表面覆盖铁片表面覆盖一层红色物质，一层红色物质，溶液由蓝色逐溶液由蓝色逐渐变为浅绿色渐变为浅绿色MgMg + + 2H2HCl Cl H H2 2 + + MgMgClCl2 2 下面是我们刚才探究时发生的一些反应。请从反应物下面是我们刚才探究时发生的一些反应。请从反应物和生成物的物质类别的角度分析，这些反应有什么特点？和生成物的物质类别的角度分析，这些反应有什么特点？单质单质化合物化合物单质单质化合物化合物Fe Fe + + H H2 2SOSO4 4 H H2 2 + + FeFeSOSO4 4Fe Fe + + CuCuSOSO4 4 CuCu + + FeFeSOSO4 4【讨论与分析】 由一种单质跟一种化合物作用生成另一种单质和另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。一种化合物的反应叫置换反应。下列反应都是置换反应吗？下列反应都是置换反应吗？3CO + Fe3CO + Fe2 2O O3 3 = 2Fe + 3CO = 2Fe + 3CO2 2高温高温点燃点燃置换反应：置换反应：ClCl2 2 + 2KI = I+ 2KI = I2 2 + 2KCl + 2KClCHCH4 4 + 2O + 2O2 2 = CO = CO2 2 + 2H + 2H2 2O O定定 义：义：合金合金是由一种金属跟其他金属（或非金属）是由一种金属跟其他金属（或非金属）熔合形成的有熔合形成的有金属特性金属特性的物质。的物质。合金是混合物，合金是混合物，不是纯净物哟！不是纯净物哟！有金属光泽、硬度、有金属光泽、硬度、延展性延展性三、合金三、合金生铁生铁钢钢碳的质量碳的质量分数分数其他元素其他元素机械性能机械性能机械加工机械加工用途用途2%2%4.3%4.3%0.03%0.03%2%2% 较多硅、锰，较多硅、锰，少量硫、磷少量硫、磷少量硅、锰，少量硅、锰，几乎不含硫、磷几乎不含硫、磷硬而脆硬而脆硬而韧，延展性好硬而韧，延展性好可铸，不可锻可铸，不可锻可铸、可锻、可压延可铸、可锻、可压延制造机械、交通工制造机械、交通工具、武器等具、武器等制铁锅、暖气片、机床制铁锅、暖气片、机床底座等底座等生铁和钢的比较生铁和钢的比较四、生铁和钢四、生铁和钢 以生铁为原料，利用氧气或以生铁为原料，利用氧气或铁的氧化物将一部分碳等杂质变为铁的氧化物将一部分碳等杂质变为气体或炉渣而除去。气体或炉渣而除去。 目的：目的：降碳、调硅锰、除硫降碳、调硅锰、除硫磷。磷。 原理：原理：工业炼钢工业炼钢 通常所说的通常所说的“金属材料金属材料”，既包，既包括各种括各种纯金属纯金属，也包括各种也包括各种合金合金。 人类历史上使用最早的青铜是由铜、锡等元素形人类历史上使用最早的青铜是由铜、锡等元素形成的合金。世界上最常见、应用最广的钢是由铁、碳成的合金。世界上最常见、应用最广的钢是由铁、碳等元素形成的合金。等元素形成的合金。合金具有许多良好的物理、化学或机械性能。合金具有许多良好的物理、化学或机械性能。合金的合金的硬度硬度一般比各成分金属一般比各成分金属大大；多数合金的多数合金的熔点熔点低于组成它的成分金属。低于组成它的成分金属。合金的性能一般由组成它的成分元素的种合金的性能一般由组成它的成分元素的种类类和数量决定。和数量决定。名称名称主要组主要组成元素成元素特性特性用途用途黄铜黄铜铜、锌铜、锌坚硬、耐腐蚀坚硬、耐腐蚀制造机械零件、电器零制造机械零件、电器零件等件等青铜青铜铜、锡铜、锡耐腐蚀、易铸造成形耐腐蚀、易铸造成形制造形状复杂的铸件、制造形状复杂的铸件、精致的工艺品、塑像等精致的工艺品、塑像等硬铝硬铝铝、铜、铝、铜、镁、锰镁、锰质轻而坚硬质轻而坚硬制造飞机、汽车、作建制造飞机、汽车、作建筑材料等筑材料等焊锡焊锡锡、铅锡、铅熔点低、能粘接金属熔点低、能粘接金属焊接电子元件、金属片焊接电子元件、金属片等等不锈钢不锈钢铁、铬、镍铁、铬、镍耐腐蚀耐腐蚀制造医疗器械、化工设制造医疗器械、化工设备、日用品等备、日用品等碳素钢碳素钢铁、碳铁、碳坚硬坚硬作建筑材料、制造机器零作建筑材料、制造机器零件、铁轨、船舶、桥梁等件、铁轨、船舶、桥梁等常见合金的性质和用途常见合金的性质和用途铜铜 合合 金金钛钛 合合 金金 合合 金金 钢钢 铂铂 铱铱 合合 金金 几种合金几种合金记记 忆忆 合合 金金不不 锈锈 钢钢高高 温温 合合 金金 【典例典例1 1】 新型防盗玻璃为多层结构，层与层之间连有极细新型防盗玻璃为多层结构，层与层之间连有极细的金属线，当玻璃被击碎时会有电信号，警报系统会立刻报的金属线，当玻璃被击碎时会有电信号，警报系统会立刻报警，这利用了金属的（）警，这利用了金属的（）A A导热性导热性 B B导电性导电性 C C弹性弹性 D D延展性延展性知识点一、金属的物理性质知识点一、金属的物理性质B B知识点二、金属的化学性质知识点二、金属的化学性质C C【典例典例2 2】 （20122012 佛山中考）黄金是佛山中考）黄金是AuAu对应的单质，化学对应的单质，化学性质很稳定。而假黄金是铜锌合金，颜色和外形似黄金。下性质很稳定。而假黄金是铜锌合金，颜色和外形似黄金。下列不能区分黄金与假黄金的方案是（列不能区分黄金与假黄金的方案是（ ）A A在空气中灼烧在空气中灼烧 B B放在盐酸中放在盐酸中C C观察颜色观察颜色 D D放在放在AgNOAgNO3 3溶液中溶液中知识点三、合金知识点三、合金C C【典例典例3 3】下列有关说法正确的是（下列有关说法正确的是（ ） A A合金是纯净物且为化合物合金是纯净物且为化合物 B B黄金是以纯金为主的合金黄金是以纯金为主的合金 C C合金有很多优越性能，因此应用广泛合金有很多优越性能，因此应用广泛 D D一般合金比纯金属的硬度小一般合金比纯金属的硬度小知识点四、置换反应知识点四、置换反应C C【典例典例4 4】 ( )( )1.1.判断下列说法是否正确？判断下列说法是否正确？合金也是金属材料。合金也是金属材料。 （ ）合金没有金属光泽。合金没有金属光泽。 （ ）合金不能导电、传热。合金不能导电、传热。 （ ）合金没有延展性。合金没有延展性。 （ ）合金的许多物理性质、化学性质和机械性能都比纯合金的许多物理性质、化学性质和机械性能都比纯金属好。金属好。 （ ）2.2.试判断下列物质的化学反应类型试判断下列物质的化学反应类型: :A.A.化合反应化合反应 B.B.分解反应分解反应 C.C.置换反应置换反应（1 1）2Al+6HCl=2AlCl2Al+6HCl=2AlCl3 3+3H+3H2 2（ ）（2 2）H H2 2COCO3 3=CO=CO2 2+H+H2 2O O （ ）（3 3）Fe+CuSOFe+CuSO4 4=FeSO=FeSO4 4+Cu +Cu （ ）（4 4）CaO+HCaO+H2 2O=Ca(OH)O=Ca(OH)2 2 （ ）C CB BC CA A3.3.判断下列物质能否发生反应？若能，写出相关化学反应判断下列物质能否发生反应？若能，写出相关化学反应方程式。方程式。（1 1）铜与稀盐酸（）铜与稀盐酸（2 2）铁与硫酸铜溶液（）铁与硫酸铜溶液（3 3）锌与硫酸）锌与硫酸解答：可发生反应：解答：可发生反应：(2)(3)(2)(3)化学方程式：化学方程式：(2)Fe+CuSO(2)Fe+CuSO4 4=Cu+FeSO=Cu+FeSO4 4(3)Zn+H(3)Zn+H2 2SOSO4 4=ZnSO=ZnSO4 4+H+H2 24.4.相同质量的相同质量的MgMg、ZnZn、FeFe和足量的稀硫酸反应，产生氢气和足量的稀硫酸反应，产生氢气的总质量的总质量(m)(m)随时间随时间(t)(t)变化的关系如下图，则下图中变化的关系如下图，则下图中a a、b b、c c表示的金属分别为：表示的金属分别为：a a 、b b 、c c 。mtabc0MgMgFeFeZnZnt2t1t3金属的物理性质金属的物理性质 常见金属的常见金属的 化学性质化学性质大多数金属能与氧气反应大多数金属能与氧气反应有金属光泽、导电导热性、延展性有金属光泽、导电导热性、延展性等等活泼金属能与稀盐酸、稀硫酸反应活泼金属能与稀盐酸、稀硫酸反应金属能与某些盐溶液反应金属能与某些盐溶液反应2.2.钢铁的种类和用途。钢铁的种类和用途。3.3.几种常见的合金。几种常见的合金。1.1.人间没有永恒的夜晚，世界没有永恒的冬天 。 艾青