精品教案初中化学第八章金属与金属材料.doc

精品教案初中化学金属与金属材料知识回顾：一、金属材料 1、纯金属（90多种） 合金 （几千种） 2、金属的物理性质： （1）常温下一般为固态（汞为液态），有金属光泽。 （2）大多数呈银白色（铜为紫红色，金为黄色） （3）有良好的导热性、导电性、延展性 3、金属之最： （1）铝：地壳中含量最多的金属元素（2）钙：人体中含量最多的金属元素 （3）铁：目前世界年产量最多的金属（铁铝铜） （4）银：导电、导热性最好的金属（银铜金铝） （5）铬：硬度最高的金属 （6）钨：熔点最高的金属 （7）汞：熔点最低的金属 （8）锇：密度最大的金属 （9）锂 ：密度最小的金属 4、金属分类： 黑色金属：通常指铁、锰、铬及它们的合金。 重金属：如铜、锌、铅等 轻金属：如钠、镁、铝等； 有色金属：通常是指除黑色金属以外的其他金属。 5、合金：由一种金属跟其他一种或几种金属（或金属与非金属）一起熔合而成的具有金属特性的物质。 ：一般说来，合金的熔点比各成分低，硬度比各成分大，抗腐蚀性能更好 合金 铁的合金 铜合金 焊锡 钛和钛合金 形状记忆金属 生铁 钢 含碳量 2%4.3% 0.03%2% 备注 不锈钢：含铬、镍的钢 具有抗腐蚀性能 紫铜为纯铜 熔点低 注：钛和钛合金：被认为是21世纪的重要金属材料，钛合金与人体有很好的“相容性”，因此可用来制造人造骨等。 优点（1）熔点高、密度小 （2）可塑性好、易于加工、机械性能好 （3）抗腐蚀性能好 二、金属的化学性质 1、大多数金属可与氧气反应 2、金属 + 酸 盐 + H2 3、金属 + 盐 另一金属 + 另一盐（条件：“前换后，盐可溶”） Fe+CuSO4=Cu+FeSO4 (“湿法冶金”原理) 三、常见金属活动性顺序： 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 在金属活动性顺序里： （1）金属的位置越靠前，它的活动性就越强 （2）位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢（不可用浓硫酸、硝酸） （3）位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。（除K、Ca、Na） 四、金属资源的保护和利用 1、铁的冶炼 （1）原理：在高温下，利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。 3CO + Fe2O3高温2Fe + 3CO2 （2）原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气 常见的铁矿石有磁铁矿（主要成分是Fe3O4 ）、赤铁矿（主要成分是Fe2O3 ） 2、铁的锈蚀 （1）铁生锈的条件是：铁与O2、水接触（铁锈的主要成分：Fe2O3?XH2O） （铜生铜绿的条件：铜与O2、水、CO2接触。铜绿的化学式：Cu2(OH)2CO3） （2）防止铁制品生锈的措施： 保持铁制品表面的清洁、干燥 表面涂保护膜：如涂油、刷漆、电镀、烤蓝等 制成不锈钢 （3）铁锈很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气反应，因此铁制品可以全部被锈蚀。因而铁锈应及时除去。 （4）而铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化，因此，铝具有很好的抗腐蚀性能。 3、金属资源的保护和利用 保护金属资源的途径：防止金属腐蚀回收利用废旧金属 合理开采矿物 寻找金属的代用 意义：节约金属资源，减少环境污染基本考点：考点1 金属材料及其物理性质 1. 常见的金属材料：纯金属（铁、铝、铜、银）和合金（铁合金，例如钢和生铁、铜合金，例如青铜、黄铜，铝合金，钛合金等）。【拓展】合金的注意点（1）合金可以由多种金属熔合而成，也可以由金属与非金属熔合而成（2）合金比纯金属有性质更优越，合金的强度和硬度一般比它们的纯金属大，抗腐蚀性能强，合金的熔点一般低于它们所含纯金属的熔点。（3）生铁和钢的区别：生铁含碳量高欲钢的含碳量。（4）新材料：钛和钛合金，熔点高、密度小，可塑性好，易于加工，抗腐蚀性能好，钛合金与人体有很好的相容性。2金属的物理性质：（1）金属的物理共性：常温下除汞（液体）外都是固体，大多数有银白色金属光泽，大多数为电和热的优良导体，有延展性、硬度和密度较大、熔沸点较高。（2）金属的物理特性：密度大，硬度大、熔沸点高，这是一些不同金属各自的特性。【拓展】金属的颜色:块状铁、镁、铝等大多数是银白色；铜是紫红色，金是黄色；细的铁粉、银粉是黑色。考点2金属与氧气的反应【规律】大多数金属都能与氧气反应，但反应的难易和剧烈程度不同，越活泼的金属，越容易与氧气发生化学反应，反应越剧烈。（1）镁、铝与氧气的反应在常温下，镁条在空气中发生缓慢氧化而生成白色固体氧化镁，但在点燃条件下，镁条能在空气中剧烈燃烧，生成白色固钵。在常温下，铝在空气中发生缓慢氧化，在其表面生成一层致密的氧化物薄膜，从而阻止内部的铝进一步氧化，因此，铝具有较好的抗腐蚀性；在点燃的条件下，铝在氧气中剧烈燃烧生成白色固体氧化铝（Al2O3）。（2）铁与氧气的反应常温下，铁在干燥的空气中很难与氧气反应；常温下，铁在潮湿的空气中易生锈；在点燃的条件下，铁在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体物质四氧化三铁。（3）铜与氧气的反应常温下，铜在干燥的空气中几乎不与氧气反应；铜在空气中加热时，表面会逐渐生成黑色物质氧化铜；铜在潮湿的空气中易形成铜绿（碱式碳酸铜）。（4）金、铂即使在高温下也不与氧气反应。考点3金属活动性顺序及置换反应（图像题、简单计算题、天平平衡与偏转问题）（1）金属活动性顺序：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H) Cu Hg Ag Pt Au（2）金属活动性顺序的作用：判断金属与酸的反应：a. 一般说来，排在氢前面的金属能置换出酸中的氢，排在氢后面的金属不能置换出酸中的氢；b. 酸不包括浓硫酸和硝酸，因为它们有很强的氧化性，与金属反应不能生成氢气，而生成水。判断金属与盐溶液反应。在金属活动性顺序里，只有排在前面的金属，才能把排在后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。判断金属活动性强弱：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。判断金属跟混合盐溶液反应的次序。（3）置换反应（基本反应类型）：由一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应叫做置换反应可用式子表示：A+BC=B+AC；例如：Fe+2HCl=FeCl2+H2，Cu+2AgAO3=Cu(NO3)2+2Ag。考点4 一氧化碳还原氧化铁1、仪器：铁架台 硬质玻璃管 弹孔橡皮塞 酒精灯 试管 酒精喷灯 双孔橡2、皮塞 导气管2、药品：氧化铁粉末 澄清石灰水 一氧化碳气体3、装置图：见书图4、步骤：检验装置的气密性；装入药品并固定向玻璃管；通入一氧化碳气体；给氧化铁加热；停止加热；停止通一氧化碳。【一氧化碳早出晚归，酒精灯迟到早退】5、现象：红色粉末逐渐变为黑色【这种黑色粉末是还原出来的铁】，澄清石灰水变浑浊【证明有二氧化碳生成】，尾气燃烧生成蓝色火焰【说明为一氧化碳气体】。6、反应的化学方程式：Fe2O33CO2Fe3CO2 ；CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O；2CO+O2点燃2CO2【规律】1、先通一氧化碳的目的：排除装置内的空气，以免加热时一氧化碳与空气混合，可能会发生爆炸。2、尾气的处理：因为一氧化碳有毒，所以尾气一氧化碳气体要经过点燃处理或收集备用，防止污染空气。3、实验前要检查一氧化碳的纯度，因为一氧化碳是可燃性气体，如果其中混有空气或氧气，温度达到着火点或与明火接触可能发生爆炸。（氢气同理）4、试验后继续通入一氧化碳的目的：防止氧化铁被还原成铁后，在较高的温度下重新被氧化（后果是得到铁和氧化铁的混合物）；防止液体倒吸。考点5. 工业炼铁1、原料：铁矿石、石灰石、焦炭、空气 2、原理： 在高温下，利用还原剂CO将铁从铁矿石中还原出来 3、设备： 高炉 4、冶炼过程中发生的化学方程式（1）在高温下，焦炭跟氧气反应生成二氧化碳；CO2CO2（2）二氧化碳被焦炭还原成一氧化碳CO2C2CO（3）一氧化碳再跟铁矿石中的氧化物反应，生成铁3COFe2O32Fe3CO25、产品：生铁【拓展】为了确保CO只与Fe2O3反应，还需将矿石中含的杂质SiO2除去石灰石高温分解成氧化钙，CaCO3CaOCO2，氧化钙再与二氧化硅反应，CaOSiO2CaSiO3（硅酸钙），硅酸钙作为炉渣会从铁水中分离出来，从而达到除去二氧化硅的目的考点6金属的化学性质及其应用（1）金属的化学性质：金属与氧气发生化合反应生成金属氧化物；活泼金属（金属活动性顺序中氢之前的金属）与稀盐酸、稀硫酸发生置换反应生成盐和氢气；金属与盐溶液发生置换反应生成另一种盐和另一种金属。（2）金属化学性质的应用：金属与酸的反应、金属与盐溶液的反应，常结合化学方程式的计算、溶液的有关计算来分析溶液质量的变化，天平的平衡、不纯金属中杂质的判断以及溶液中溶质的判断和剩余金属的判断等。考点7利用金属与盐溶液的反应解决实际问题1.重金属污染：随着工农业生产的进一步发展，环境污染越来越严重，造成环境污染的污染源之一就是重金属污染，如铜、汞、铅等重金属。2如何解决重金属污染：由金属活动性顺序可知，排在前面的金属能将排在后面的金属从其盐溶液中置换出来，因此向废液中加入一些无毒金属，这样既可解决环境污染问题，又可回收利用金属，提高了经济效益。考点8. 金属资源的防护1、铁生锈的实质：铁、氧气、水相互作用生成铁锈(主要成分Fe2O3)；2、如果水中含有杂质如食盐，则生锈得更快；铁锈很疏松，可以全部腐蚀3、铜生锈的三个条件是：空气、水、二氧化碳（铜锈的主要成分是Cu2(OH)2CO3，俗称铜绿。）【方法】1、防锈的原理：使铁制品隔绝空气或隔绝水。2、防锈的方法：具体方法：首先保持铁制品表面的洁净和干燥在铁制品表面制成保护膜物理方法：表面涂油、油漆、或表面镀上其他耐腐蚀的金属化学方法：通过反应使表面形成致密的氧化膜 （电镀其他金属，如镀锌、镀锡、镀铬或通过化学反应时表面生成致密的氧化物膜，如烤蓝）加入其他金属制成耐腐蚀的合金【规律】保护金属资源的有效途径： 防止金属的腐蚀 回收利用废旧金属 合理开采矿物 寻找金属的代用品中考链接：1.如图是生活中常用来固定房门的“门吸”，它由磁铁和金属块两部分组成。该金属块能被磁铁所吸引，是因为可能含有以下材料中的A银 B铁 C铝 D锌2.下列关于合金的说法正确的是A合金不属于金属材料B台金的硬度一般比各成分金属大C合金属于金属单质D多数合金的熔点高于组成它的成分金属3.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了4.7万吨精品钢材。下列关于钢的说法错误的是 A.钢是一种铁合金 B.钢的许多性能优于生铁C.钢的含碳量高于生铁 D.钢是一种混合物4. 为建设“两型社会”，株洲市政府实施“动力之都、绿色出行”工程，倡导市民骑自行车出行，下列说法不正确的是（ ）A此工程的目的是为了方便出行、节能减排，减少对环境的污染B自行车轮胎属于有机高分子材料C制造自行车支架使用的材料是纯金属而不是合金D自行车的构件采取了涂油、喷油漆、电镀等防锈措施5.相同质量的Mg、Fe分别与稀盐酸作用，产生H2的质量m（H2）与加入稀盐酸的体积V（稀盐酸）关系如下图所示，其中正确的是 （ ） 6.炼铁高炉中发生了下列反应：（ ） 高温下一氧化碳将铁矿石还原为铁 高温煅烧石灰石灼热的焦炭和二氧化碳反应 焦炭充分燃烧其中属于化合反应的是A和 B和 C和 D只有7.光亮的铁钉在下列几种情况下，最不容易生锈的是（ ）8.取3枚洁净无锈的铁钉，分别加入3支试管中，如图所示的物质进行实验，试管中铁钉锈蚀速度由快到慢的顺序为（ ） A B C D9.下列物质中能与CuSO4溶液发生置换反应的是（ ） AAg BFe CNaOH溶液DHCl溶液10“金银铜铁锡”俗称五金。在这五种金属中，金属活动性最强的是（ ） A铁 B金 C银 D铜11.下列金属中，只能与硝酸银溶液反应，不能与稀硫酸反应的是（ ） A镁 B银 C铜 D铝12.将甲、乙两种金属片分别放入丙的硫酸盐溶液中，甲表面有金属丙析出，乙表面没有任何变化。据此判断，三种金属的活动性顺序是 （ ）A甲丙乙 B丙甲乙 C乙甲丙 D甲乙丙 13.A、B、C、D是四种金属单质，A能从B的硝酸盐溶液中置换出B，但A不能与稀盐酸反应。相同条件下，C、D能与稀盐酸反应产生H2，且D比C反应剧烈。