第九单元第一节常见的金属材料

第一节 常见的金属材料
学习目标
• 1、知识与技能 • 1）认识金属材料与人类生活和社会发展的密切关系。 • 2）了解常见金属的物理性质及合金的特点。 • 3）了解物质的性质与用途的关系。 • 2、过程与方法 • 1）学习运用观察、实验等方法获取信息。 • 2）学习运用比较、分析、归纳等方法对获取的信息
通电
• 2Al2O3=4Al+3O2↑
五、还原反应
• 1.定义：化学上把含氧化合物中的氧被夺去的反应 叫还原反应.
在加热的条件下，一氧化碳也能夺取氧化铜中的氧， 使氧化铜还原成铜。
你能写出这个反应的化学方程式吗？
• 2.氧化反应与还原反应的区别和联系
类型
氧化反应
还原反应
概念
物质和氧发生 含氧化合物中
组成 → 结构 → 性质
讨论2：为什么我们日常生活中用的最 多的是合金材料而不是纯金属材料？
因为合金在很多方面都比纯金属要好， 例如合金硬度大，熔点小，耐腐 蚀......故合金的使用较广泛。
四、金属矿物及其冶炼
• (1).金属在自然界中的分布：课本P58 • (2).稀土金属简介：课本P58 • (3).工业炼铁的化学原理：
• 解：1000吨含氧化铁80%的赤铁矿中含氧化铁的质量=1000吨 X80%=800t
•
设：可炼铁的质量为X
•
3CO+Fe2O3 =高温= 3CO2+2Fe
C+O点2=燃===CO2
CO2+C高温====2CO
Fe2O3+3C高O温 ===2Fe+3CO
2 高温
CaCO3====CaO+CO2↑ 高温
CaO+SiO2=CaSiO3 上述两个合并为：
高温
CaCO3＋SiO2=CaSiO3＋CO2↑
• (4)工业炼铝 • 课本P59 • 工业上采用电解法冶炼铝
热熔合的方法形成合 金吗？为什么？
② 合金中一定含有 金属
不能．因为铁的熔点比镁的沸点 还要高，铁熔化时镁会变成气体，
③合金一定为混合 物（初中）无法熔合．
④合金中元素以的形式存在 单质 ⑤合金的主要性质类似于 金属
• 下列有关合金的叙述：①合金中至少有两 种金属；②合金中元素以化合物形式存在； ③合金中一定含有金属；④合金一定为混 合物；⑤生铁是含杂质较多的铁合金；⑥ 生铁可完全溶解于稀盐酸中．正确的是 （ ）D
硬度(以金刚石的硬
铬铁 银 铜 金 铝 铅
度为10作标准)
(大) 9 4-5 2.5-4 2.5-3 2.5-3 2-2.9 1.5 (小)
地壳中含量最多的金属元素是_铝___ 人体中含量最多的金属元素是_钙___ 导电性最好的金属是_________银__ 目前世界年产量最高的金属是_铁___ 延性最好的金属是__________铂___ 展性最好的金属是___________金__ 熔点最低的金属是_________________汞___
• 2.氢气、炭、一氧化碳的化学性质相似，除都具 有可燃性外，还都具有还原性
• 3.实际上，凡是反应前后有化合价变化的反应就 是氧化还原反应。口诀：失升氧还，得降还氧
六、含杂质物质化学方程式的计算
复习问题1 例1、1000t含氧化铁80%的赤铁矿石中含 氧化铁的质量是多少？
氧化铁的质量： 1000t× 80% =800t
Fe2O3
• 重点实验：工业炼铁的化学原理:原理、装置、步骤、现 象、实验结论、尾气处理
• 1.原理：在高温条件下，用还原剂CO从铁的氧化物中将 铁还原出来。
• 2.装置：课本P59 • 3.步骤：（两种：尾气处理：酒精灯or气球）
• a.检查装置的气密性 • b.将氧化铁放入硬质玻璃管中央固定 • c.向硬质玻璃管中通入一氧化碳气体直至排尽硬
Fe2O3+3CO=高=温=2Fe+3CO2 Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O • 5.实验结论：红色的氧化铁被一氧化碳还原成黑 色的单质铁 • 6.尾气处理：一氧化碳有毒不能排放到空气中， 否则会污染空气，可将尾气进行收集或点燃处理。
实验注意事项：
• 1.通入一氧化碳前要先检验一氧化碳的纯度，防止加热时 发生爆炸。
• 答案：钨的熔点高于锡。如果用锡，则灯丝熔断。
• 4、为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如果镀金会怎 样？
• 水龙头一般本体为铜质，铜的抗腐蚀、抗氧化能力有限， 所以需要先镀镍，再镀铬。镀金理论上是可以的，比如奥 运金牌就是铜镀金，但是用在水龙头上实用价值不高。
• 答案：水龙头镀铬耐磨、耐腐蚀、美观，水龙头镀金易磨 损、价格贵。
• 结构、性质和用途的关系
• 结构决定性质
• 性质决定用途，用途反映或体现性质（课 本P55第二段）
物质的性质
考虑物质的用途时， 需要考虑那些因素？
• 1 . 为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不 用铅制？
• 答案：铁的硬度比铅大
• 2 . 银的导电性比铜好，为什么电线一般用 铜制而不用银制？
• 答案：银的价格比铜高
• 2.加热之前应先通一氧化碳将空气排净，原因是一氧化碳 是可燃性气体，与空气混合的情况下加热可能会发生爆炸。
• 实验结束时，应先停止加热，继续通一氧化碳，目的是防 止高温下铁被空气中的氧气氧化，而且可以防止石灰水倒 吸回硬质玻璃管，引起硬质玻璃管炸裂。
• 反应之前先通气，空气排净再点灯； • 反应结束先撤灯，装置冷却通气停； • 先点后通要爆炸，先撤后停要氧化。 • 即:一氧化碳早出晚归，酒精喷灯迟到早退
• 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？
• 锡的熔点很低，而钨的就很高了； 用锡的话，发热就熔 断了，而钨则不会熔断。
• 钨的价格不高，相对钨同样的金属价格比较高，经济上不 实用。
• 但一般情况下，发热元件在工作的时候由于温度很高，易 被氧化烧蚀，故一般都充入惰性气体予以保护。
解：设可炼铁的质量为X
3CO+Fe2O3 =高温= 3CO2+2Fe
160
112
800t
X
160
112
-------- = -------
800t
X
X=560t
答：略。
探究问题4：用1000吨含氧化铁
80%的赤铁矿可炼铁多少吨？
• 解：1000吨含氧化铁80%的赤铁矿中含氧化铁的质量
=1000tX80%=800t
质玻璃管中的空气
• d.给氧化铁加热 • e.当红色粉末全部变黑后，停止加热，继续通一
氧化碳，直到试管冷却
• f.停止通一氧化碳
• 4.现象：红色粉末逐渐变为黑色，澄清石灰水变 浑浊（注意：1.纯净的铁为银白色，此实验生成 的细小的铁粉为黑色，其原因是生成的铁颗粒小， 对可见光吸收多，反射少 ． 2.化学方程式如下）
• 补充：工业炼铁
• 1.炼铁的设备：高炉
• 2.炼铁的原料：铁矿石、焦炭、石灰石
• 3.炼铁过程中发生的反应：下一张PPT
• 4.原料中石灰石的作用：将铁矿石中的杂质 二氧化硅(SiO2)转化为炉渣除去 。
• 5.焦炭的作用：a.焦炭在高炉里作为提供热 能的燃料,还原剂b.做骨架作用,支撑铁矿在 火中燃烧
• 钢铁工业的发展状况是世界各国工业化水 平的重要标志之一，工业上人类利用铁矿 石的冶炼得到铁。
• 选择铁矿石的主要方法： • 1.资源丰富的 • 2.含铁量高的 • 3.有害元素少的
你常认见为的最铁适矿宜炼石铁及的其矿产石地是哪种？为什么?
赤铁矿（Fe2O3)
辽宁鞍山、甘肃镜铁山、湖北大 冶、湖南宁乡和河北宣化
纯物质的质量=不纯物质的质量×物质的质量分数 或纯净物的质量=混合物的总质量×纯净物的质量分数
复习问题2
例2、多少吨含铁96%的生铁中含铁的质 量为560t？
生铁的质量： 560t÷96%=583.3t
不纯物质的质量=纯物质的质量÷物质的质量分数 混合物的总质量=纯净物的质量÷纯净物的质量分数
探究问题3：用800吨氧化铁理 论上可炼铁多少吨？
• 2.合金
• 金属与金属或金属与非金属。常见：铁合金（生铁2%4.3%、钢0.03%-2%）、铜合金、钛合金、硬铝（铝铜镁 硅）、焊锡（锡铅）、18K黄金、18K白金、奥运奖牌 （金牌的含金量只有1％左右，其主要成分其实是银 (92．5％),还有少量的铜。银牌不含黄金,含银量与金牌相 同。铜牌含有97％的铜,还有2．5％的锌和0．5％的锡。 奖牌的直径为85毫米，重量高达400克左右）
的反应
的氧被夺去的
反应
本质
得到氧
失去氧
联系
氧化反应和还原反应是同时发生 的，统称为氧化还原反应
• 3.注意： • 1.初中阶段，氧化反应、还原反应是从得氧失氧
的角度进行分类的
高温
Fe一2O氧3+化3C碳O得==到=2了F氧e+，3C发O生2 了氧化反应，一氧化碳 使氧化铁发生了还原反应，因此在反应中作还原 剂；氧化铁失去了氧，发生了还原反应，氧化铁 使一氧化碳发生了氧化反应，因此在反应中作氧 化剂。（在氧化还原反应中，被氧化的物质是还 原剂，被还原的物质是氧化剂。）
• 金属的分类 • 课本P56 1.黑色金属：
有色金属： 2.轻金属：
重金属： 3.常见金属：
稀有金属：
三、合金
• 1、定义：
在某种金属中加热熔合其他金
属或非金属而形成的具有金属特性
的物质。
①合金的形成过程属于 物理 变化
金属 Mg Fe
熔点 649 1535
沸点 1090 2750
Mg和 Fe 能用加
部分金属的物理性质
物理性质
物理性质比较