专题九 金属与人类文明-高一《化学》同步课堂（苏教版2019必修第二册）

专题九金属与人类文明授课人：目录CONTENTS第一节金属的冶炼方法第二节探究铁及其化合物的转化第三节金属材料的性能及应用第四节第一节PartOne金属的冶炼方法一、金属的存在形式及冶炼方法金属的冶炼：

利用化学反应使金属元素从化合态变为游离态的过程。实质：

步骤：矿物的采集、富集、除杂→冶炼→精炼。3.冶炼方法一、金属的存在形式及冶炼方法热分解法如：HgAg适用于金属活动性顺序表中氢以后的金属冶炼。

2Ag2O

4Ag＋O2↑2HgO

2Hg＋O2↑。一、金属的存在形式及冶炼方法KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金属活动性逐渐减弱高温还原法如：ZnFeSnPbCu用还原剂(CO、C、H2和活泼金属等)还原金属氧化物，适合冶炼金属活动性顺序表中锌到铜之间的大多数金属。

Fe2O3＋3CO====2Fe＋3CO2高温Fe2O3＋2Al

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2Fe＋Al2O3高温高炉炼铁铝热法炼铁一、金属的存在形式及冶炼方法①还原剂的生成：C＋O2⁠

⁠CO2，C＋CO2⁠

⁠2CO；②铁矿石的还原：Fe2O3＋3CO⁠

⁠2Fe＋3CO2；③炉渣的形成：a.CaCO3⁠

⁠CaO＋CO2↑，b.CaO＋SiO2⁠

⁠CaSiO3。高炉炼铁反应原理：用还原剂将铁从其化合物中还原出来。主要反应的化学方程式：一、金属的存在形式及冶炼方法铝热法炼铁实验现象①镁条剧烈燃烧；②氧化铁粉末和铝粉发生剧烈的反应；③反应放出大量的热，并发出耀眼的白光；④纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中Fe2O3＋2Al

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2Fe＋Al2O3一、金属的存在形式及冶炼方法铝热法炼铁①冶炼熔点较高、活动性弱于Al的金属，如钒、铬、锰等。②金属焊接，如焊接钢轨等应用（1）在高温条件下进行。（2）反应迅速并放出大量的热。（3）新生成的金属单质呈熔融态且易与Al2O3分离。特点一、金属的存在形式及冶炼方法KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金属活动性逐渐减弱电解法如：KCaNaMgAl适合冶炼金属活动性较强的金属(一般为金属活动性顺序表中铝及铝前面的金属)。

MgCl2(熔融)Mg＋Cl2↑，2NaCl(熔融)2Na＋Cl2↑，2Al2O3===

4Al+3O2↑通电冰晶石第二节PartTwo探究铁及其化合物的转化一、Fe3＋、Fe2＋的检验2滴KSCN溶液稀FeCl3溶液血红色溶液这种方法所需试剂少，灵敏度高。因此，通常用KSCN溶液检验Fe3+。Fe3＋＋3SCN－==Fe(SCN)3黄色血红色硫氰化铁，一种配合物，可溶于水一、Fe3＋、Fe2＋的检验无明显现象滴加2滴KSCN溶液Fe2+与KSCN溶液不反应FeCl2溶液滴加几滴氯水溶液呈红色上述方法可用于检验溶液中Fe2+的存在，但要注意试剂的滴加顺序。Fe2+

的检验

Fe3＋＋3SCN－==Fe(SCN)3二、Fe3＋、Fe2＋的性质具有氧化性既有氧化性又有还原性Fe2＋、Fe3＋的相互转化Fe2＋Fe3＋氧化剂还原剂强氧化剂：Cl2、Br2、HNO3、HClO等双氧水：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O新制氯水或氯气：2Fe2＋＋Cl2===2Fe3＋＋2Cl－氧化剂还可以是：O2、HNO3等二、Fe3＋、Fe2＋的性质还原剂：Cu、Fe、S2-、I-、SO2等Fe2＋、Fe3＋的相互转化Fe2＋Fe3＋氧化剂还原剂2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋

2Fe3＋＋2I-===2Fe2＋＋I2

“铁三角”的转化关系二、Fe3＋、Fe2＋的性质三、反应的合理选择以铁屑为原料制取FeCl3的可能反应途径FeFeOFe2O3Fe(OH)3Fe(OH)2

FeCl3FeCl21．Fe→FeCl33．Fe→Fe2O3→FeCl32．Fe→FeCl2→FeCl3+3+2氢氧化物盐氧化物单质0类别化合价三、反应的合理选择FeFeCl3

在氯气中点燃路径一从反应炉中排出并经冷凝得到固体FeCl32Fe+3Cl2===2FeCl3点燃FeFeCl3

盐酸溶解铁路径二FeCl2Fe＋2HCl==FeCl2＋H2↑2FeCl2＋Cl2===2FeCl3氯气氧化后分离提纯FeFeCl3

缓慢氧化路径三Fe2O3盐酸溶解后分离提纯4Fe+3O2==2Fe2O3Fe2O3＋6HCl==2FeCl3＋3H2O实验现象有灰绿色和红褐色沉淀生成，最终沉淀全部变成红褐色。先有白色沉淀生成，在空气中迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。四、探究铁的氢氧化物的制备Fe2＋＋2OH===Fe(OH)2↓(白色)4Fe(OH)2＋O2＋2H2O===4Fe(OH)3(红褐色)1、生成白色沉淀2、白色沉淀在空气中迅速变成灰绿色，最后变成红褐色。四、探究铁的氢氧化物的制备思考：制备Fe(OH)2需注意什么？隔绝氧气制备氢氧化亚铁的改进装置四、探究铁的氢氧化物的制备五、铁的氢氧化物的性质Fe(OH)2Fe(OH)3颜色白色固体红褐色固体溶解性难溶于水难溶于水稳定性在空气中不稳定,易被氧化：4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3不稳定，受热易分解：

2Fe(OH)3Fe2O3＋3H2O五、铁的氢氧化物的性质Fe(OH)2Fe(OH)3盐酸Fe(OH)2＋2H＋=Fe2＋＋2H2OFe(OH)3＋3H＋=Fe3＋＋3H2O稀硝酸3Fe(OH)2＋10H＋＋NO3-=Fe3＋＋8H2O＋NO↑Fe(OH)3＋3H＋=Fe3＋＋3H2O五、铁的氢氧化物的性质铁及其化合物之间的相互转化第三节PartThree金属材料的性能及应用一、金属材料的性能1、金属的物理性质性质表现状态颜色延展性导电、导热性常温下，除汞是液态外，其余都是固态不透明，有金属光泽，大多数是银白色，个别为其他颜色（如Au呈金黄色，Cu呈红色）大多数较好，且延性与展性常一致，但不全一致，如Au的展性最好，Pt的延性最好易导电、导热，导电性：Ag＞Cu＞Au＞Al＞Fe二、合金及其应用硬度一般高于它的成分金属熔点一般低于它的成分金属合金相比纯金属材料具有优良的物理、化学或机械性能1、合金性能导电性和导热性一般低于它的成分金属二、合金及其应用2.常见的合金及其应用（1）焊锡是锡和铅的合金（2）铁合金二、合金及其应用（3）其他常见合金名称主要特性主要用途铝合金成本低，性能优异，密度小、强度大、塑性好。优良的导电性、导热性，抗腐蚀能力，装饰效果好用于航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中二、合金及其应用名称主要特性主要用途硬铝强度和硬度都比纯铝大，密度小用于飞机部件和门窗等受力构件的制造钛合金强度高，密度小，耐热性好，易于加工，抗腐蚀性强用于飞机、火箭、导弹、人造卫星、宇宙飞船、汽车、核潜艇、深潜器、破冰船、扫雷艇等尖端领域，作人体的植入物，制造网球拍、轮椅、眼镜架等三、无机非金属材料①硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是一种重要的半导体材料。②光导纤维的主要成分是二氧化