金属和金属材料学案.doc

初中化学下学期 第八单元 金属材料 课时学案课题1 金属材料 (金属材料的物理性质及用途)一、金属材料（）定义：金属材料包括 及其它们的 ，所以金属材料可能为 ，也可能为 。注意： 等不属于金属材料二、金属的物理性质及用途（）1金属物理性质的共性： 、 、 2金属物理性质的差异（1）大多数金属都呈 ，但铜却呈 ，金呈 。（2）常温下，铁、铝、铜等大多数金属都是固体，但体温计中的汞却是 ，俗名： （3）金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等物理性质差别也较大物理性质物理性质比较导电性（以银的导电性为100作标准）银 铜 金 铝 锌 铁 铅（优）100 99 74 61 27 17 7.9（良）密度（gcm3）金 铅 银 铜 铁 锌 铝（大）19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.70（小）熔点（）钨 铁 铜 金 银 铝 锡（高）3410 1535 1083 1064 962 660 232（低）硬度（以金刚石的硬度为10作标准）铬 铁 银 铜 金 铝 铅（大）9 45 2.54 2.53 2.53 22.9 1.5（小）3金属的用途（） 物质的 在很大程度上决定了物质的用途，但这不是唯一的因素，在考虑物质的用途时，往往还需要考虑 、 、是否 、使用时否 ，以及废料是否易于 和对环境的 等多种因素。4金属之最（）地壳中含量最高的金属元素 人体中含量最高的金属元素 目前世界年产量最高的金属 导电、导热性最好的金属 硬度最高的金属 熔点最高的金属 熔点最低的金属 【同步训练1】1下列金属中最容易识别的是（ ） AFe BCu CAl DZn2下列金属中导电性最好的是（ ） ACu BAl CFe DAg3下列性质的比较正确的是（ ）A导电性：铜银 B熔点：金钨 C密度：银铅 D硬度：铬金4人类利用金属铁、铝、铜，由早到晚的时间顺序是（ ）A铜、铁、铝 B铁、铝、铜 C铝、铜、铁 D铁、铜、铝5常见金属铁、铜、铝，在通常的情况下具有相同的是（ ）A硬度 B光泽 C导电能力 D状态6(1)油罐下常有一条铁链，建筑顶端都装有铁制避雷针，这是应用于铁的 性质(2)铁锅可用来烧水、炒菜，这是利用了铁的 性质；(3)铁块可变成很细的铁丝，这说明铁有 性；铁块也可以变成很薄的铁片，这说明铁有 性7英国化学家戴维曾从苏打中制得一种新金属，他对新金属做了以下实验：“取一块金属，用小刀切下一小块，将这一小块金属投入水中，它浮在水面上，与水发生剧烈反应，急速转动并发出嘶嘶声，立即熔化成闪亮的银白色小球，并逐渐缩小，最后消失。”请根据以上信息，归纳总结该金属的物理性质：(1)_(2)_(3)_(4)_【同步训练2】1在地壳中含量最多的两种金属依次是（ ）A铁、铝 B铁、钙 C铝、铁 D铝、钙2联合国卫生组织经过严密的科学分析，认为我国的铁锅是最理想的炊具，并向全世界大力推广。其主要原因是（ ）A价格便宜 B升热慢退热也慢，保温性较好C烹饪出的食品含有铁元素 D铁中含有机物必含的铁元素3下列关于金属的用途合理和科学的是（ ）A利用银的导电性好代替铜用电线 B利用铅的密度大，硬度较大作门窗C利用钨丝熔点高制成灯丝 D利用黄金的颜色好看在所有的水龙头上面镀一层金41989年世界卫生组织正式将铝确定为“食品污染源之一”而加以控制。在下列使用场合必须加以控制的是（ ）制电缆 制易拉罐 制铝锭 制牙膏皮 用明矾KAl(SO4)212H2O净水制炊具 用明矾及小苏打做食物的膨化剂 用Al(OH)3制胃药 制防锈漆 制桌椅A B C D课题1 金属材料(合金及其特点)一、合金（）1合金的定义：一种金属与 （或 ）熔合形成的具有 的混合物注意：合金是混合物 合金中必有金属，但同时可以含有 合金不是几种金属简单地混合在一起，它具有 2合金与纯金属性质的差异（）【实验探究】合金与组成它们的纯金属性质的比较【实验设计】【实验结论与解释】如下表所示性质比较现象黄铜铜焊锡锡光泽和颜色黄色金属光泽紫红色金属光泽浅灰白色金属光泽银白色金属光泽硬度结论合金与组成它们的纯金属在性质上有很多差异比较焊锡和武德合金（铅、铋、锡、和镉组成的合金）的熔化温度纯金属合金熔点/铅镉铋锡焊锡武德合金32732127123218370结论合金的熔点一般比它的各成分金属低（1）合金的 、 一般比它的各成分金属大（2）合金的 一般比它的各成分金属低（3）合金一般它的各成分金属具有较强的韧性、 3合金的种类和用途 （） 常用的合金：铁合金、铝合金、铜合金、钛合金等（1） 铁合金是应用最多的金属材料，分为 和 两种。 生铁和钢区别是 ，生铁的含碳量在24.3%，钢的含碳量为0.032%。（2） 钛合金具有 、 、易于加工、 等特点，广泛用于航天、航海中，且与人体具有很好的“ ”，还可用作人造骨等（）【同步训练 1】1下列关于合金的说法正确的是（ ）A合金没有金属光泽 B合金的很多性能与组成它们的纯金属不同C合金不能导电传热 D合金没有延展性【同步训练 2】1不锈钢是一种合金钢，有耐腐蚀的重要特征，被广泛应用于医疗器械、反应釜、炊具、装饰材料等。不锈钢中添加的主要合金元素是（ ）A硅 B锰 C铬和镍 D钨2(02海淀)铁是一种应用广泛的金属，下列有关铁的说法中，正确的是（ ）A铁丝在氧气中燃烧生成氧化铁 B铁在干燥的空气中容易生锈C铁是地壳里含量最多的金属元素 D用铁锅炒菜可使食物中增加微量铁元素3下列有关合金的叙述，正确的是（ ）合金中至少含两种金属；合金中的元素以化合物形式存在；合金中一定含有金属；合金一定是混合物；生铁是含杂质较多的铁合金；合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高，抗腐蚀性能等也更好A B C D4通过下表某合金与铁的物理性质的比较，可知道该合金不适合用于（ ）熔点密度硬度导电性合金 32003.2g/cm37.53.5铁15357.86 g/cm34.517A门窗框 B炉具 C导线 D飞机外壳【同步训练 3】1下列物质中不属于合金的是（ ） A不锈钢 B青铜 C水银 D生铁2下列物质中属于金属材料的是（ ）A.氧化铜 B.硅 C.青铜 D.铜3现代建筑的门窗框架常用硬铝制造，硬铝的成分是（ ）AAlMg合金 B表面有Al2O3的铝板 CAlC合金 DAlCuMgSi合金4下列各组物质都属于纯净物的一组的是（ ）A.生铁、钱币 B.黄铜片、焊锡 C.不锈钢、硬铝 D.水银、24K金5铺设“京九”铁路所用的合金钢是（ ）A不锈钢 B锰钢 C硅钢 D钨钢6钛和钛合金是21世纪的重要金属材料，它们具有优良的性能，如熔点高，密度小，可塑性好，机械性能好，抗腐蚀能力强，钛合金与人体很好的“相容性”。根据它们的主要性能，不合实际的用途是（ ）A、用于核潜艇设备的制造 B、用于制造航天设备C、用来做保险丝 D、可用来制造人造骨7下列说法不正确的是（ ）A生铁和钢都只是由铁元素组成的 B人体中含量最多的金属元素是钙元素C球墨铸铁在某些场合可以代替钢 D铝合金轻而坚韧，可用作制造火箭、飞机等的材料课题2 金属的化学性质（金属与氧气反应、金属与酸反应、置换反应）一、金属与氧气的反应 （）（1） 镁、铝等在 能与氧气反应，铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝（ ）薄膜，从而阻止铝进一步被氧化，因此，铝具有很好的 化学方程式： 、 （2）铁、铜等在常温下几乎不与氧气反应，但在 时能与氧气反应 化学方程式： 、 （3）“真金不怕火炼”，说明金在高温下也不与氧气反应，在空气中以 存在综上所述： 比较活泼， 次之， 最不活泼 二、金属与酸的反应（）金属现象反应的化学方程式稀盐酸稀盐酸稀硫酸镁 锌铁 铜【实验结论】Mg、Zn、Fe 与稀盐酸或稀硫酸反应，剧烈程度依次减弱，反应都有气体生成，该气体能燃烧，产生 ，及产物有H2；Cu 与稀盐酸或稀硫酸不反应；注意：铁与酸发生反应是，生成物为 三、置换反应（）Mg + 2HCl = MgCl2 + H2Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2单质 化合物 化合物 单质置换反应：由一种 和一种 反应，生成另一种 和另一种 的反应通式：A + BC B + AC特点：反应前有单质和化合物；反应后也有单质和化合物说明：几种反应类型的对比： 化合反应：ABCM（多变一）分解反应：MABC（一变多） 置换反应：A + BC B + AC（单换单）金属与酸的反应通式： 铁单质在置换反应中显 【同步训练 1】1我们常说“真金不怕火炼”的原因是（ ）A金的熔点高 B金的硬度大 C金的密度大 D金不活泼，高温时也不与氧气反应2下列金属在自然界中能以单质形式存在的是（ ） A Fe B Na C Al D Au3镁、铝、铁、铜、金五种金属中，常温下易与氧气反应的是_；常温下不易与氧气反应的是_；高温下不与氧气反应的是_；它们金属活动性由强到弱的顺序是_【同步训练 2】1(01江苏)把一根洁净的铁钉放在稀硫酸中叙述正确的是（ ）铁钉表面产生气泡 溶液由无色逐渐变为浅绿色 铁钉的质量减轻 溶液的质量增加A B C. D2生铁与足量的稀盐酸充分反应后，剩余残渣的主要成分是（ ）A铁 B氯化亚铁 C氯化铁 D碳3(02广西)下列有关铁的叙述正确的是（ ）A纯净的铁是黑色的固体 B不能用铁壶长期存放食醋C铁的活动性比锌强 D铁与盐酸反应生成氯化铁【同步训练 3】1下列反应中不属于置换反应的是（ ）A一氧化碳和氧化铁反应得到铁 B铁与稀硫酸反应得到氢气C氢气与氧化铜反应得到铜和水 D镁与稀盐酸反应得到氢气2请你判断下列化学反应的类型，是化合反应，分解反应，置换反应的则写出反应类型，不是这三种的不用写（1）C + O2点燃CO2 ( 反应) （2）2H2O2 MnO2 2H2O + O2 ( 反应)（3）Zn + CuSO4 = Cu + ZnSO4 ( 反应)（4）C + 2CuO 高温 2Cu + CO2 ( 反应)（5）CO + CuO 加热 Cu + CO2 ( 反应)课题2 金属的化学性质（金属与金属化合物溶液的反应、金属的活动顺序表）一、金属与金属化合物溶液的反应（） 我们已经知道，把铁钉放在硫酸铜溶液中，铁钉上会有 生成，这说明铁比铜活泼，它可以把铜从硫酸铜溶液中置换出来，这也是比较金属活动性的依据之一【实验探究】金属与金属化合物溶液的反应实验目的比较铝、铜、银三种金属的活动性实验步骤把铝丝进入硫酸铜溶液中把铜丝浸入硝酸银溶液中把铜丝浸入硫酸铝溶液中实验实验现象反应的化学方程式铝丝进入硫酸铜溶液 铜丝浸入硝酸银溶液铜丝浸入硫酸铝溶液【实验结论】 （） 一种金属可以把另一种金属从其 中置换出来，说明不同金属的活动性强弱不同，从上面的实验现象可以看出，三者的活动性为： 说明：有三种离子在溶液中有颜色，分别是Fe2+呈 ，Fe3+呈 ，Cu2+呈 金属与金属化合物反应通式： 二、金属活动性顺序（）1常见金属活动性顺序 经过许多实验的探究过程，人们，归纳和总结出了常见金属在溶液中的活动性顺序：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2.金属活动性顺序的应用（1）在金属活动性顺序里， （2）在金属活动性顺序里， （3）在金属活动性顺序里， 【同步训练 1】1下列反应前后物质无颜色变化的是（ ）A细铁丝在氧气中燃烧 B铁与硫酸反应C氢气在氧气中燃烧 D铁与硫酸铜反应2将一根用砂纸打磨过的铝丝浸入硫酸铜溶液中，能观察到的现象为： 写出反应的化学方程式： 【同步训练 2】1下列是根据金属活动顺序规律在工农业生产中和科学研究，判断不正确的是（ ）A金属的位置越前，它的活动性越强B位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢而生成氢气C位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液中置换出来D位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的固体中置换出来E位于后面的金属如铜，银，金等不能与盐酸和稀硫酸反应2下列金属的氯化物中，可由金属和盐酸直接反应生成的是（ ）AFeCl3 BZnCl2 CCuCl2 DAgCl3废旧计算机的某些部件含有Zn，Fe、Cu、Ag、Pt(铂)、Au(金)等金属，经物理方法初步处理后，与足量稀盐酸充分反应，然后过滤，剩余的固体中不应有的金属是（ ）ACu、Ag BFe、Zn CPt、Cu DAg、Au4将下列少量物质放入足量的稀盐酸中，反应结束后有固体剩余的是（ ）A生铁 B镁 C锌 D铜锌合金5X，Y，Z是三种金属，根据下列有关化学方程式可知，三种金属的活动性是（ ）Z + YSO4 = ZSO4 + Y X + YSO4 = XSO4 + YZ + H2SO4 = ZSO4 + H2 X + H2SO4 不反应AZXY BZYX CXYZ DXZY6有甲、乙、丙三种金属，将乙和丙浸入稀硫酸中，乙溶解，丙不溶解，将丙浸入甲的盐溶液中，其表面有甲析出，则三种金属的活动性顺序是（ ）A甲乙丙 B丙乙甲 C乙丙甲 D乙甲丙7铁片与下列物质混合时，铁片能溶解但无气体放出的是（ ）A稀硫酸 B硫酸铜溶液 C盐酸 D水8能用铁制容器盛放的试剂是（ ）A盐酸 B稀硫酸 C硫酸铜溶液 D酒精9下列叙述不正确的是（ ）A锌、铁等金属能置换出酸中的氢气 B能生成单质和化合物的反应是置换反应C铁丝与硫酸铜溶液反应后铁丝质量增加 D可用盐酸除去铝粉中的锌粉10把过量的铁粉加入到硫酸铜溶液中，充分反应后过滤，留在滤纸上的物质是（ ）A铜 B铁 C硫酸亚铁 D铁和铜11下列化学方程式正确的是（ ）A4Fe + 3O2点燃2Fe2O3 B2Fe + 6HCl = 2FeCl3 + 3H2CFe + H2SO4 = FeSO4 + H2 DCu + FeSO4 = CuSO4 + Fe12下列置换反应正确的是（ ）ACu+2AgNO3Cu(NO3)2+2Ag BMg+2AgCl(沉淀)MgCl2+2AgCA1+ZnSO4AlS04+Zn D2Fe+3CuSO4Fe2(SO4)3+3Cu13相同质量的铁和锌，分别同足量的稀硫酸充分反应，结果是（ ）A铁起反应生成氢气的质量大 B锌起反应生成氢气的质量大C生成氢气的质量相同 D生成氢气的质量大小无法比较14等质量的镁、铝、锌、铁与稀硫酸反应完全后，产生氢气的情况如图所示，其中表示铁与稀硫酸反应的是（ ）A.b B.a C.d D.c15室温下，等质量的镁片和铝片分别与足量的稀硫酸反应，产生氢气的质量(m)与时间(t)的关系图正确的是（ ）tMgmAlmMgtAlAlmtMgtMgmAl A B C D16铜丝放在酒精灯上加热变黑色，写出反应方程式： 铜丝放到硝酸银溶液中过一会儿，表面有一层 色物质，请写出化学反应的方程式： 17有X、Y、Z三种金属，如果把X和Y分别放入稀硫酸中，X溶解并产生氢气，Y不反应；如果把Y和Z分别放入硝酸银溶液中，过一会儿，在Y的表面有银析出，而Z无变化。根据以上事实，判断X、Y、Z的金属活动顺序是 18将过量的铁粉放入含有Zn(NO3)2和AgNO3的混合溶液中，搅拌，使其充分反应后过滤，滤纸上留下的物质有 19洗去烧水用的铝壶内壁上的水垢主要成分CaCO3可加入稀盐酸，其反应原理是： （用化学方程式，下同），但加入的盐酸不能太多，因为 ，铝制品耐腐蚀的原因是 20判断下列物质间能否发生反应，写出能反应的化学方程式：（1）铜与稀盐酸： （2）镁与稀盐酸： （3）银与硫酸： （4）锌与硫酸： （5）铝与硫酸铜溶液： （6）铜与硝酸银溶液： （7）铜与硝酸铝溶液： 21把Mg、Zn、Fe、Cu四种金属分别放入与盐酸中，回答下列问题：（1）不能与盐酸反应的金属是 （2）当中有三种金属可以与盐酸反应，其共同的反应现象是 ，其中反应速率最快的是 ，写出Fe与稀盐酸反应的化学方程式 ，这一反应属于 反应（填化合、分解或置换）（3）通过比较，四种金属的活动性顺序由强到弱为 22(03江西)下表是某种常见金属的部分性质：颜色、状态硬度密度溶点导电性导热性延展性银白色固体较软2.70g/cm3660.4良好良好良好将该金属投入稀盐酸中，可产生大量的无色气体。根据上述信息回答以下问题(1)试推断该金属可能的一种用途 ；(2)该金属的活动性比铜 (填“强”或“弱”)；(3)请自选试剂，设计实验探究该金属与铁的活动性强弱，并完成下表：你的一种猜想验证方法现象结论24设计除去杂质的实验方案，填写在下表（括号中为杂质）除杂质的实验方案混合物除去杂质的化学方程式主要操作步骤铜粉（锌粉）FeSO4溶液（CuSO4）25把10.2g铁和铜的混合物放到盛有足量盐酸的烧杯中，充分反应后，烧杯中物质的总质量比反应前(铁、铜混合物和盐酸)减少了0.2g，求原混合物中铜的质量分数。课题3 金属资源的利用和保护（铁的冶炼、有关杂质的计算）1、 金属在自然界的存在方式（）少数不活泼的金属在自然界中以 存在，如金、银等，其余大多数金属以 存在，常见矿石：1铁矿石：赤铁矿(主要成分为 )、黄铁矿(主要成分是 )、菱铁矿(主要成分 )2铝土矿(主要成分为 )3黄铜矿(主要成分是CuFeS2)、辉铜矿(主要成分为Cu2S)二、铁的冶炼1炼铁的原理（）炼铁的原理是 【实验探究】铁的冶炼【实验步骤】连接实验装置 加入铁粉（黑色）和澄清石灰水 固定到铁架台通入CO（ ，以免不纯发生爆炸）点燃酒精灯（ ：点燃有毒的CO使其变为无毒CO2，以免污染大气）点燃酒精喷灯 熄灭酒精喷灯待玻璃管冷却到室温后停止通入CO（防止 ）【实验现象】红色的氧化铁粉末变成 ；澄清石灰水 【实验结论】Fe2O3被CO还原成铁，同时生成CO2 化学方程式： 注意：还原铁粉为黑色先通入CO的目的是排出装置内的空气，以免加热时 实验完毕后继续通入CO的目的是 尾气处理： 实验中涉及的另外两个化学反应为： 、 2工业炼铁（） 在高温下利用焦炭与氧气反应生成一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来，主要反应原理如下： 说明：工业炼铁的原料： 、 、 、 三、有关杂质的计算（）【同步训练 1】1某化合物可发生如下反应：M + 3H2 高温 2Fe + 3H2O，则该化合物的化学式为（ ）AFeO BFeCO3 CFe2O3 DFe3O42下列各说法正确的是（ ）A在铁板表面镀上一层锌成为白铁，白铁是铁锌合金B铁是地壳中含量最多的金属元素 C炼铁高炉炼出来的是生铁不是钢D从高炉排出来的废气，可以直接放空气3在一定条件下，能使氧化铁还原为铁的一组物质是（ ）A H2、CO、C B N2、CO、C C CO2、CO、H2 D O2、CO、C4如图所示为炼铁实验装置，按下列要求进行回答：(1)写出有标号的仪器名称：_ _(2)A装置中观察到的现象是：_B装置中观察到的现象是：_装置C处气体燃烧时产生_色火焰。(3)写出B、C两部分所发生反应的化学方程式：B：_C：_5有位同学设计了下列实验仔细观察后回答下列问题（1）在给氧化铁加热时，要先通入一氧化碳气体后加热，其目的是 （2）在C处看到的现象 说明反应后有 生成。（3）本实验设计中，在B处所采取措施的目的是 ，其优点是 。【同步训练 2】1炼铁的主要原料是_、_、_，其主要反应原理是_。化学方程式为：_。2写出下列各变化的化学方程式： 【同步训练 3】1某赤铁矿含杂质25%，那么400吨赤铁矿中含三氧化二铁多少吨？2含碳酸钙75%的石灰石100吨，高温煅烧后，可得氧化钙多少吨？3要炼出含杂质2%的生铁3200吨，需要含氧化铁质量分数为80%的赤铁矿石多少吨？课题3 金属资源的利用和保护（金属的腐蚀和防护、金属资源的利用和保护）一、金属的腐蚀和防护（）1铁制品锈蚀的条件 铁制品生锈实际上是铁与空气中的 、 等发生的一系列复杂的化学反应，铁锈的主要成分是Fe2O3xH2O，铁锈很疏松，不能阻止内层的铁继续与氧气、水蒸气等反应，因此铁制品可以全部被锈蚀2防止铁制品生锈的措施（） 铁制品生锈的主要条件是与空气和水（或水蒸气）直接接触，若隔绝空气和水，就能在一定程度上防止铁制品生锈，具体的方法有：（1）保持铁制品表面的清洁、干燥（2）表面涂保护膜：如涂油、刷漆、镀上耐磨、耐腐蚀的金属层（3）制成耐腐蚀的合金如不锈钢等注意：铁锈很疏松，不能阻碍里层的铁继续与 、 反应，因此铁制品可以全部被锈蚀。因而铁锈应及时除去。而铝与氧气反应生成致密的 薄膜，从而阻止铝进一步氧化，因此，铝具有很好的 性能3金属资源的保护和利用（）保护金属资源的途径（1） （2） （3） （4） 。4. 金属资源的保护和利用的意义：节约金属资源，减少环境污染【同步训练 1】1如图：在一烧杯中放有一根铁钉，使其一半在液面以上，一半在液面以下，然后置于空气中，则铁钉最容易生锈的部位是（ ）Aa点 Bb点