1、第5章 金属的冶炼与利用第1节 金属的性质和利用学习目标1.了解金属的物理性质，能区分常见的金属和非金属。2.知道常见的金属与氧气的反应。3.会运用金属的性质解决一些生活实际问题。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，完成学案预习思考题。自主预习这些是什么？好炫啊！真气魄!好壮观啊！伦敦奥运会的金牌味道真不错哦！金金属属这个你现在一定没坐过！希望你将来能乘坐!实验方案现象说明金属具有的物理性质12活动与探究一金属有哪些物理性质呢？实验验证：请利用下列仪器及用品设计实验验证坩埚钳、酒精灯、火柴、石棉网、干电池、小灯泡、砂纸、铁丝、铜丝、猜想描述物质的物理性质，主要从颜色、状态、
2、熔点、沸点、硬度、密度等方面。金属的主要物理性质有：金属光泽、导电性、导热性、延展性。制造飞机和制造机器底座，对所用金属的密度和硬度会有什么要求？密度硬度制造飞机制造机器底座小大大大可见物质的用途是由物质的性质决定的物理性质物理性质比较导电性（以银的导电性为100作标准）密度（gcm-3）熔点()硬度（以金刚石的硬度为10作标准）优良金 铅 银 铜 铁 锌 铝 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.70 大小钨 铁 铜 金 银 铝 锡 3410 1535 1083 1064 962 660 232 高低铬 铁 银 铜 金 铝 铅9 45 2.54 2.53 2.53
3、22.9 1.5 大小银 铜 金 铝 锌 铁 铅100 99 74 61 27 17 7.91.为什么菜刀用铁制而不用铅制？2.银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银制？3.为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？如果用锡制的话，可能会出现什么情况？铁的硬度大，铅的硬度小且有毒银的价格比铜高许多钨的熔点高，锡的熔点低。锡丝熔断4.为什么铁制锅铲需要加上木柄或塑料柄？5.联合国卫生组织为什么推荐使用中国的铁锅做炊具？铁易导热，加上导热性弱的木柄等以防烫手可以补充人体所需的铁元素，预防缺铁性贫血用来铸造硬币的金属材料需要具有什么性质？性质考虑金属的用途时，首先要考虑金属的_，一般还需要考虑哪些
4、因素？价格使用是否便利是否美观废料是否易于回收资源对环境的影响思考：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黄金饰品中的假货常常鱼目混珠，社会上的不法分子时常以黄铜（铜、锌混合物）冒充黄金进行诈骗活动。小明在旅游时帮他母亲买了一枚戒指，但他担心买到假货，上当受骗。特请我来帮他鉴别真假。你们能帮我解决这难题吗？火眼金睛 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铁丝、镁带和氧气的反应 3Fe+2O2 Fe3O4 2Mg+O2 2MgO 点燃点燃 1.铝片在空气中加热；2.
5、铜片在空气中加热。活动与探究二1.金属与氧气反应常见金属的化学性质铁在氧气中点燃镁在空气中点燃铜在空气中加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，放热，生成黑色固体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+O22MgO 2Cu+O2 2CuOFe、Mg、Cu能与氧气反应点燃点燃 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，在其表面生成一层致密的氧化铝保护膜（Al2O3)。4Al+3O2 2Al2O31.“真金不怕火炼”道出了金的什么性质？金易被
6、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？第5章 金属的冶炼与利用第2节 金属矿物 铁的冶炼复习回顾l地壳中含量最多的金属元素是_;含量第二的金属元素是_。地壳中的各种金属元素是以单质还是化合物的形式存在？AlFe自然界中极少数金属以单质形式存在自然界中以单质存在的金和银思考：为什么金、银、铂等少数金属以单质的形式存在？而大多数金属以化合物的形式存在呢？赤铁矿磁铁矿褐铁矿一、
7、常见金属矿物黄铁矿菱铁矿孔雀石赤铜矿黄铜矿铝土矿 选择冶炼原料时，通常考虑矿石的价格、金属的含量、安全无污染等。l 如何从金属化合物中得到金属？使金属矿物变成金属的过程，叫做金属的冶炼。l 每种金属矿物都适合用来冶炼金属吗？l从环保和金属元素含量的角度分析，你觉得下列铁矿石最不适合用来冶炼的是？赤铁矿Fe2O3磁铁矿Fe3O4FeS2黄铁矿1.怎么把铁矿石变成金属铁？失去氧（3O）谁来夺取氧化铁中的氧元素？得到氧（O）33二、铁的冶炼（一）探究工业炼铁的原理Fe2O3+CO =Fe+CO2高温3231 该反应是置换反应吗？2.CO与Fe2O3反应的装置（1）反应容器：硬质玻璃管（方便加热和气体
8、的进出）（2）加热工具：酒精喷灯（提供高温）Fe2O3CO（3）如果要证明生成了CO2，还需要添加什么装置？Fe2O3CO澄清石灰水（4）从上述装置排除的气体的成分是什么？该装置是否完善？Fe2O3CO澄清石灰水（5）一氧化碳有毒，为防止一氧化碳污染空气该实验中如何对尾气进行处理？方法1：增加酒精灯点燃尾气Fe2O3CO澄清石灰水方法2：用气球收集起来再处理。Fe2O3CO澄清石灰水 你还能设计出其他尾气处理方法吗？方法3：用排水法收集起来再处理。方法4：用导管送至加热的酒精灯处点燃。CO与Fe2O3反应的装置(1)装入药品前，应先检查装置的。气密性先验纯3.CO与Fe2O3反应的实验步骤：(
9、3)先通一氧化碳还是先加热氧化铁？（试一试）先通一段时间的一氧化碳，排除装置中的空气后再加热，防止加热时发生爆炸。先停止加热，继续通一氧化碳直到玻璃管中药品冷却，防止生成的铁粉跟氧气反应又变成氧化铁。(4)反应结束，先停止加热还是先停止通一氧化碳？(2)通一氧化碳，需要_，以确保安全。CO与Fe2O3反应的实验关键步骤通点熄通CO：早出晚归酒精喷灯：迟到早退3.CO与Fe2O3反应的实验步骤：（1）组装实验仪器，并检查装置的气密性（2）在硬质玻璃管中装入氧化铁粉末，固定装置。（3）向玻璃管内通入验纯的一氧化碳气体；（4）点燃酒精喷灯给氧化铁加热；（5）熄灭酒精喷灯停止加热；（6）待试管内的物质
10、冷却后停止通一氧化碳。查装通点熄通4.CO与Fe2O3反应的实验现象A处：固体由红色变成黑色；B处：澄清石灰水变浑浊。ABCC处：尾气燃烧发蓝色火焰5.如何证明生成的黑色粉末是不是铁粉？用磁铁吸引，再将黑色粉末加入稀盐酸中。工业炼铁1.原料：铁矿石、焦炭、热空气、石灰石生成还原剂CO。造渣除杂。铁矿石:提供铁元素。焦炭:提供热源、维持炉温；石灰石:C+O2=CO2点燃CO2+C =2CO高温工业炼铁2.主要反应原理:高炉3.工业炼铁的主要设备：高温Fe3O4+4CO 3Fe+4CO2Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2高温赤铁矿炼铁:磁铁矿炼铁:原料进口通过高炉炼出的铁是含有少量杂质的生铁，不
11、是纯铁。1.如图是用一氧化碳还原氧化铁的实验装置，回答下列问题：随堂练习COFe2O3澄清石灰水（1）有下列实验步骤：加热；通入一氧化碳;停止加热；停止通一氧化碳正确的顺序是_。实验中应先点燃哪个酒精灯_（填“前面”或“后面”）。（2）实验进行一段时间后，硬质玻璃管中出现的现象为_，反应化学方程式为_ ；石灰水中出现的现象为_，反应化学方程式为_。（3）后面酒精灯的作用是_。3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O燃烧掉尾气中的一氧化碳，防污染固体粉末由红变黑石灰水变浑浊后面2.试写出下列三种物质相互转化的化学方程式：3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2高
12、温C+CO2=2CO高温C+CO2=2CO2C+O2=2CO点燃C+O2=CO2点燃3C+2Fe2O3=4Fe+3CO2高温2CO+O2=2CO2点燃3.某同学在实验室里用一氧化碳还原氧化铁制取铁粉，他想制得5.6克铁，那么实验中需要通入一氧化碳的质量为：（）A.4.2克 B.大于4.2克 C.小于4.2克B第5章 金属的冶炼与利用第3节 金属防护和废金属回收每年因为生锈而损失的钢铁约占世界钢铁年产量的1/10！金属锈蚀给人类带来了巨大的损失，为了减少损失，需要研究金属锈蚀的原因和防护的方法，寻求废金属回收利用的途径。问题思考：钢铁为什么会生锈？钢铁生锈的条件是什么呢？实验设计接触的物质?水氧
13、气酸水氧气盐水氧气水氧气干棉球干燥剂冷却后的沸水蒸馏水稀硫酸浸没过的铁钉氯化钠溶液稀硫酸浸没过的铁钉食盐水冷却后的沸水第一天蒸馏水干燥剂干棉球无明显现象出现少量铁锈第三天稀硫酸浸没过的铁钉食盐水冷却后的沸水蒸馏水干燥剂干棉球无明显现象出现铁锈铁锈增多第七天稀硫酸浸没过的铁钉食盐水冷却后的沸水蒸馏水干燥剂干棉球无明显现象铁锈增多铁锈增多实验结论：铁生锈的条件是：与氧气和水同时接触。酸、盐溶液存在会加速铁的生锈。l铁生锈的实质是铁与氧气和水等物质作用，发生一系列复杂的化学反应，转化为铁的化合物的过程。（缓慢氧化）l铁锈是褐色固体，主要成分是Fe2O3。思考下列问题：1.为什么铝能自我保护？家用铝制
14、物品能用铁丝球用力擦洗吗？2.铁锈能对铁起保护作用吗？铁生锈后要不要及时除去铁锈？如何除去铁锈？3.有哪些办法可以防止铁生锈？原理是什么？铝在空气中与氧气反应，形成一层致密而结实的氧化铝膜覆盖在铝的表面，防止铝与氧气继续反应。铁锈是一种疏松多孔的物质，具有吸水性，能让空气中的氧气和水分穿过它的空隙，不断向内层渗透，持续跟铁反应，直至铁被完全锈蚀。因此铁锈如不除去，会加速里层铁的生锈。常用除锈方法：（1）打磨除去铁锈。（2）用稀盐酸、稀硫酸除去铁锈。Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O防锈的原理和方法：防锈原理：隔绝水和氧气 防锈措
15、施：（1）在铁的表面覆盖保护层：喷涂油漆、涂防锈油、烧涂搪瓷等；（2）在钢铁表面镀上其他金属：镀锡、镀锌、镀铬等。废金属的回收利用1.废金属的危害（1）造成资源浪费；（2）污染环境。如：废旧电池中的镉、汞等有毒金属会污染环境。2.回收利用废金属的意义 既可以节约大量的煤等能源和金属资源，又能减少环境污染。3.如何保护金属资源（1）防止金属腐蚀（2）回收和利用废旧金属（3）合理开采矿物（4）寻找金属的代用品（5）物尽其用1.埋藏在地下的钢铁管道在下列哪种情况下容易生锈（）A.在干燥、致密的土壤中 B.在潮湿、致密的土壤中 C.在潮湿、疏松的土壤中 D.在干燥、疏松的土壤中练一练：C2.下列做法能
16、防止铁制品生锈的是（）A.自行车脏了用清水冲洗 B.用废酸液冲洗铁制污水管道 C.在铁制篮球架上刷一层油漆 D.切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干CD3.自行车的构件如支架、链条、钢圈等，分别采取了什么防锈措施？刷漆、涂油、镀铬等4.（1）下列家庭生活垃圾：废旧书刊报纸 废电池 废弃橡胶、塑料制品 易拉罐饮料瓶 废弃电线 破旧铁锅、铝壶 变质剩饭菜 瓜皮果壳 废弃玻璃物品等，其中可回收利用的有。回收利用与保护金属资源的相关联的是。（2）请你联系实际再提出两条节约金属资源的建议。5.下面是一种金属的自述：我身穿银白色衣服，身体柔软，能屈能伸，我乐于传递热量，电流在我身体中也畅通无阻。我有三怕：一怕潮
17、湿的空气，它会让我浑身长满褐色的疮；二怕酸溶液，遇到它们我就会生气；三怕盐溶液，它们能让我长更多的疮。不过我喜欢一种蓝色的盐溶液，它能给我穿上一层漂亮的红色外衣，还把我变成一种浅绿色溶液。我的用处可大了，日常生活中、建筑工地上、飞机、轮船、汽车、铁路上，到处都有我的身影。根据这段文字回答下面问题：（1）上述金属是_。文中提到的该金属的物理性质有_ _；（2）上述文字中提到的该金属的化学性质有（能写出化学方程式的用化学方程式回答）：。铁（Fe）能导热、导电，银白色、延展性良好Fe+CuCl2=FeCl2+Cu第5章 金属的冶炼与利用实验基础4 常见金属的性质你能以铜为例，总结出金属的一般物理性质
18、吗？大多数金属常温下为固体、具有良好的金属光泽、导电性、导热性、延展性等。合金主要成分主要性能主要用途响铜铜、锡强度高、可塑性好、耐磨、耐腐蚀乐器、机器零件等黄铜铜、锌强度高、可塑性好、易加工、耐腐蚀机器零件、仪表、日用品不锈钢铁、铬、镍抗腐蚀性好医疗器械、炊具、容器等硬铝铝、铜、镁、硅强度和硬度好火箭、飞机、轮船等制造业几种常见合金的主要成分、性能和用途通常，合金的硬度、强度比组成它们的纯金属更高，耐磨、耐腐蚀性等也更好。从颜色、硬度、响度、熔点、密度等方面观察；或与盐酸、硫酸铜溶液等进行实验分析。响铜是含锡10%-20%的青铜，你设想有哪些方法区分响铜与紫铜？金属活动性顺序前换后化合物溶液
19、远距优先常温金属（部分）氧气酸金属的化合物溶液化合反应置换反应加热点燃氧化物氢气新金属金属的化学性质发生的条件发生的条件参照常见金属的活动性顺序金属活动性顺序由强逐渐减弱K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au利用提供的实验用品，设计尽可能多的实验方案，验证 Al、Fe、Cu、Ag 的金属活动性。可选用的药品有：1金属：Al片、Fe钉、Fe粉、Cu片2酸溶液：10%盐酸、20%盐酸、10%硫酸3盐溶液：硫酸铝溶液、硫酸铜溶液、硝酸银溶液 请用Fe(或Al)分别与10%盐酸、20%盐酸反应，比较酸的浓度不同，同一金属的反应速率是否相同？请分别将Fe钉放
20、入冷的稀硫酸和热的稀硫酸中，比较温度不同，金属与酸的反应速率是否相同？请分别将Fe钉与Fe粉分别加入10%稀盐酸中，比较反应物的接触面积不同，反应速率是否相同？Cl-Cu2+Cl-铝片Cu2+SO42-铝片 分析未打磨的铝片分别与氯化铜溶液、硫酸铜溶液的实验现象出现差异的原因两种溶液中存在不同的阴离子，也可能影响实验的现象。两个实验的温度、溶液的浓度、物质的接触面都相同。你能根据铁锈蚀的条件，设想铁锈蚀的速率可能与哪些因素有怎样的对应关系吗？金属锈蚀的条件与防护铁生锈是铁与水、氧气相互作用的结果。你能利用下列仪器与药品，设计一个实验(改变氧气的浓度)使铁快速锈蚀。请画出装置图。铁丝、二氧化锰、双氧水溶液、碱石灰干燥剂、水、棉花、石棉绒；注射器、U形管、试管、导管、橡皮塞等。隔绝空气或水。金属锈蚀的条件与防护1.铁生锈是铁与水、氧气相互作用的结果2.防止金属制品锈蚀的原理：金属活动性顺序温度溶液浓度物质接触面其它离子的某些性质小结内因金 属金属氧化物金属化合物溶液外因以实验为基础，具体问题，具体分析。
