第五章讲稿 金属的冶炼与利用

第五章 金属的冶炼与利用

第一节金属的性质和利用

一、 金属的物理性质及应用

1.金属的物理共性：（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 （4）密度和硬度较大，熔沸点较高。

2. 金属之最： （1

（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

3、生活中常见的金属：（1）铁栏杆上涂的“银粉”-铝 （2）热水瓶内胆壁的金属-银 （3）-温度计里银白色液体-汞 （4） 白铁皮的“外套”-锌

4 金属的性质与金属的用途之间的关系

金属的性质很大程度上决定了金属的用途。但这不是唯一的决定因素，在考虑用途时，还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利，以及废料是否易于回收和对环紧的影响等多种因素

（1）

(2)铁、铝、铜能加工成导线、能压成薄片，表现出金属

(3)(4)为何铁制锅铲需要加上木柄或塑料柄？防止烫手。因为铁具有良好的导热性，而木柄或塑料的导热性较差，这样就可以防止手拿锅铲时被烫伤。(5)银的导电性比铜好，为什么不用银制造电线、电缆？因为银较稀少，价格昂贵，而铜相对较多，价格便宜。(6)联合国卫生组织为什么推荐使用中国的铁锅炊具? 铁锅做炊具，可以补充人体所需的铁元素，防止缺铁性贫血。(7)选择铸造硬币的金属材料需要考虑哪些因? 需要考虑价格、硬度、无毒、耐磨、耐腐蚀、色泽美观、质轻、易加工、性质稳定、价廉、资源丰富等因素。(8)为何菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制 铁的硬度大，铅的硬度小，且有毒。（9）为什么灯泡里的灯丝用钨丝 钨熔点高，不易熔断。

二、常见金属的化学性质1、 金属与氧气的反应 2

思考：（1）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)

（2）“真金不怕火炼”道出了金的什么性质？金易被腐蚀吗？

“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

（3）通过上述实验，你能说出Mg、Fe 、Al、Cu、Au的活泼性吗？

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：①该金属能否与氧气发生化学反应②反应的激烈程度

2、金属与酸的反应

提出问题：（1）哪些金属能与盐酸、稀硫酸发生反应？反应后生成了什么气体？（如何检验）哪些金属不能与盐酸、稀硫酸发生反应？（2）比较三种金属分别与盐酸、稀硫酸反应的难易和剧烈程度，将三种金属的活动性按由强到弱的顺序进行排列。

【探究结论】1、并不是所有的金属都能与盐酸或稀硫酸反应而产生氢气。金属+酸=盐+氢气

2、不同的金属与盐酸或硫酸反应的剧烈程度也不同。金属活动性： Mg＞Zn＞ Fe＞Cu。

小结：1。根据金属能否与酸反应或反应的剧烈程度也可以来比较金属的活动性较强弱。

2.金属活动性顺序：人们经过长期的实践，总结出常见金属在溶液中的活动性顺序如下：金属活动性由强逐渐减弱

K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au

在金属活动性顺序中，金属的位置越靠前，它的活动性就越强；排在氢前面的金属能与酸反应放出氢气，而排在氢后面的金属不能与酸反应放出氢气。酸不能是浓硫酸、硝酸

【问题1 】：下列化学反应能发生吗？Cu + HCl ——CuCl2 + H2↑； Zn + HCl — ZnCl2 + H2↑； Ag + HCl —AgCl+ H2↑【问题2 】：下列化学反应正确吗？（1）铁 + 盐酸——氯化铁 + 氢气（2）锌 + 硝酸——硝酸锌 + 氢气

硝酸、浓硫酸具有强氧化性，与金属反应不生成氢气。

试写出这些反应的化学方程式。Fe + HCl — Fe + H2SO4 —

Zn + HCl — Zn + H2SO4 —

强调：铁跟稀盐酸、稀硫酸反应后显+2价。

观察上述反应的化学方程式，分析这些反应有什么共同特点？从反应物和生成物的物质类别的角度分析，

有如下特点：单质+化合物＝单质+化合物

换置反应：由一种单质跟一种化合物作用生成另一种单质和另一种化合物的反应叫置换反应。可表示为：A+BC=B+AC 特点：二变二（一换一） 1.下列反应都是置换反应吗？

3CO + Fe2O3 ==== 2Fe + 3CO2 CH4 + 2O2 ==== CO2 + 2H2O Cl2 + 2KI ==== I2 + 2KCl

2、试判断下列物质的化学反应类型:

A.化合反应

B.分解反应

C.置换反应（1）2Al+6HCl====2AlCl3+3H2↑（）

（2）H2CO3====CO2↑+H2O （）（4）CaO+H2O====Ca(OH)2 （）

再观察：生成物的角度分析，有何共同特点？

拓展：氢气的制法

氢气的实验室制法

（1）药品：锌和稀硫酸（2）原理：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑

思考：为何不用镁或铁等来和酸反应制取氢气？——镁和酸反应速度太快，而铁的反应速度又太慢，不便于操作。

（3）装置：固液不加热型 （4）收集： ①排水法 ②向下排空气法 （5）步骤

①按照要求连 接装置。②检查 气密性。③装 药品：先装固体，后装液体。④开始反应，并收集一小试管氢气，进行验 纯（任何可燃性气体，在做性质实验之前务必进行验纯）。⑤用排水法或向下排空气法收 集气体，盖上玻璃片倒放在实验桌上。

最理想的绿色能源——氢气

1、氢气的物理性质：⑴通常为无色、无味的气体；⑵难溶于水；⑶相同状况下，密度最小的气体；⑷有三态变化。

2、氢气的化学性质：⑴可燃但不助燃—点燃前需要检验纯度

现象：1、产生淡蓝色火焰2、放出大量的热3、干冷的烧杯内壁有水雾

2H2 + O2 ==== 2H2O

⑵还原性

H2 + CuO ==== Cu + H2O 3H2 + Fe2O3 ==== 2Fe + 3H2O 3、氢气的用途 ⑴作燃料 优点：热值高；原料来源广；无污染；可循环利用

存在问题：如何大量、廉价制取;如何安全运输、贮存。

⑵冶金：还原性

3、 金属与化合物溶液的反应

实验:铁片浸入硫酸铜溶液中 现象: 铁片表面覆盖一层红色物质，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色

Fe ＋CuSO 4= Cu ＋FeSO 4

应用：（1）现代湿法冶金的先驱。（2）属置换反应。铁的产物为+2价。（3）能解释农药波尔多液为何不能用铁桶盛装的原因。 思考：如何除去硫酸亚铁中的硫酸铜？

铜丝浸入硝酸银溶液中 现象：铜丝表面覆盖一层银白色的银，溶液由无色逐渐变成蓝色

Cu + 2AgNO3 =Cu(NO3)2 + 2Ag

金属活动性顺序：人们通过大量的实验验证得到常见金属的活动性顺序： K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb （H ） Cu Hg Ag Pt Au