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1、第第5 5章章 金属的冶炼与利用金属的冶炼与利用第第1 1节节 金属的性质和利用金属的性质和利用我知道我知道的的金属金属名称名称元素元素符号符号我见过的我见过的金属金属名称名称元素元素符号符号钠钠镁镁钾钾锌锌钙钙NaNaMgMgK KZnZnCaCa铁铁铝铝铜铜银银金金FeFeAlAlCuCuAgAgAuAu金属元素的名称和符号思考思考1 1：铁、铝常用于制作锅、铲等炊具，表现出金铁、铝常用于制作锅、铲等炊具，表现出金属哪种物理性质？属哪种物理性质？铁锅铁锅铝锅铝锅导热性导热性一、金属的物理性质一、金属的物理性质铜线铜线思考思考2 2：铁、铝、铜能加工成导线、能压成薄片，表铁、铝、铜能加工成导
2、线、能压成薄片，表现出金属哪些物理性质？现出金属哪些物理性质？导电性、导电性、铝锭可压铝锭可压成很薄的成很薄的铝箔用来铝箔用来包装糖果包装糖果等等 延展性延展性思考思考3 3：金、银、铂做成各种首饰等，表现出金属金、银、铂做成各种首饰等，表现出金属哪种物理性质？哪种物理性质？有金属光泽有金属光泽FeFeCuCu有些金属粉末细小到一有些金属粉末细小到一定程度时，吸收可见光定程度时，吸收可见光后辐射不出去，所以金后辐射不出去，所以金属粉末一般呈暗灰色或属粉末一般呈暗灰色或黑色。黑色。1.1.为何铁制锅铲需要加上木柄或塑料柄？为何铁制锅铲需要加上木柄或塑料柄？ 2.2.银的导电性比铜好，为什么不用银
3、制造电线、电缆？银的导电性比铜好，为什么不用银制造电线、电缆？3.3.联合国卫生组织为什么推荐使用中国的铁锅炊具？联合国卫生组织为什么推荐使用中国的铁锅炊具？联想与启示联想与启示防止烫手。因为铁具有良好的导热性，而木柄或塑料柄防止烫手。因为铁具有良好的导热性，而木柄或塑料柄的导热性较差，这样就可以防止手拿锅铲时被烫伤。的导热性较差，这样就可以防止手拿锅铲时被烫伤。因为银较稀少，价格昂贵，而铜相对较多，价格便宜。因为银较稀少，价格昂贵，而铜相对较多，价格便宜。铁锅作炊具，可以补充人体所需的铁元素，防止缺铁性铁锅作炊具，可以补充人体所需的铁元素，防止缺铁性贫血。贫血。 4. 4.选择铸造硬币的金属
4、材料需要考虑哪些因素？选择铸造硬币的金属材料需要考虑哪些因素？需要考虑需要考虑价格、硬度、无毒、耐磨、耐价格、硬度、无毒、耐磨、耐腐蚀、色泽美观、性质稳定腐蚀、色泽美观、性质稳定等因素。等因素。 一、金属的物理性质一、金属的物理性质: 导电性导电性, 导热性导热性, 延展性延展性, 有金属光泽等有金属光泽等探究金属的化学性质探究金属的化学性质 根据你以前所学的知识及你的生活经验，根据你以前所学的知识及你的生活经验， 请大胆猜测金属可能有哪些化学性质？请大胆猜测金属可能有哪些化学性质？1.1.金属与氧气反应金属与氧气反应铁在氧气中点燃铁在氧气中点燃镁、铝在空气中镁、铝在空气中点燃点燃铜在空气中加
5、铜在空气中加热热实验实验现象现象化学化学方程方程式式 结结论论剧烈燃烧，火星四剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，射，放出大量的热，生成黑色固体生成黑色固体表面由红色变表面由红色变成黑色成黑色Fe Fe 、MgMg、 AlAl、Cu Cu 能与氧气反应能与氧气反应二、常见金属的化学性质二、常见金属的化学性质剧烈燃烧，发出耀剧烈燃烧，发出耀眼的强光，放热，眼的强光，放热，生成白色固体生成白色固体3Fe+2O3Fe+2O2 2 = FeFe3 3O O4 4点燃点燃 2Mg+O 2Mg+O2 22MgO2MgO2Cu+O2Cu+O2 2=2=2CuOCuO4Al+3O4Al+3O2 22 2AlAl
6、2 2O O3 3点燃点燃 铝是银白色的金属，具有金属光泽，而生活中的铝铝是银白色的金属，具有金属光泽，而生活中的铝制品却往往暗淡无光，你知道为什么吗？制品却往往暗淡无光，你知道为什么吗？ 原因：原因：常温下，铝能和氧气发生反应，在其表面生成一常温下，铝能和氧气发生反应，在其表面生成一 致密的氧化铝（致密的氧化铝（AlAl2 2O O3 3) )保护膜保护膜。 4Al + 34Al + 3O O2 2=2Al=2Al2 2O O3 3 铝的自我保护铝的自我保护2.2.金属与酸溶液反应金属与酸溶液反应铁与稀盐酸铁与稀盐酸( (或稀硫酸）或稀硫酸）镁与稀盐酸镁与稀盐酸( (或稀硫酸）或稀硫酸）铜与
7、稀盐酸铜与稀盐酸( (或稀硫酸）或稀硫酸）实验实验现象现象 化学化学方程方程式式 结结论论产生少量气泡，放热，溶产生少量气泡，放热，溶液由无色变成液由无色变成浅绿色浅绿色产生大量气泡，放热，产生大量气泡，放热，固体逐渐消失固体逐渐消失无明显无明显现象现象Fe+2HCl=Fe+2HCl=FeClFeCl2 2+H+H2 2(Fe+H(Fe+H2 2SOSO4 4=FeSOFeSO4 4+H+H2 2)(Mg+H(Mg+H2 2SOSO4 4=MgSOMgSO4 4+H+H2 2)Mg+2HCl=Mg+2HCl=MgClMgCl2 2+H+H2 2不反应不反应铁、镁铁、镁能能与稀盐酸、稀硫酸反应，
8、而与稀盐酸、稀硫酸反应，而铜不能铜不能 金属活动性金属活动性 :镁镁 铁铁 氢氢 铜铜实验实验现象现象反应的化学方程式反应的化学方程式铁片铁片浸入浸入硫酸硫酸铜溶铜溶液中液中Fe+Fe+CuSOCuSO4 4=3.3. 铁与铁与硫酸铜硫酸铜溶液反应溶液反应FeSOFeSO4 4+Cu+Cu铁片表面覆盖一层红色物质，铁片表面覆盖一层红色物质，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色溶液由蓝色逐渐变为浅绿色MgMg + + 2H2HCl Cl H H2 2 + + MgMgClCl2 2 下面是我们刚才探究时发生的一些反应。请从反应物下面是我们刚才探究时发生的一些反应。请从反应物和生成物的物质类别的角度分析，这些
9、反应有什么特点？和生成物的物质类别的角度分析，这些反应有什么特点？单质单质化合物化合物单质单质化合物化合物Fe Fe + + H H2 2SOSO4 4 H H2 2 + + FeFeSOSO4 4Fe Fe + + CuCuSOSO4 4 CuCu + + FeFeSOSO4 4【讨论与分析】 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。物的反应叫置换反应。 下列反应都是置换反应吗？下列反应都是置换反应吗？3CO + Fe3CO + Fe2 2O O3 3 = 2Fe + 3CO = 2Fe + 3CO2 2高温
10、高温点燃点燃三、三、 置换反应置换反应： Cl Cl2 2 + 2KI = I+ 2KI = I2 2 + 2KCl + 2KClCHCH4 4 + 2O + 2O2 2 = CO = CO2 2 + 2H + 2H2 2O O A + BC = B + ACA + BC = B + AC 单质 + 化合物化合物 = 单质单质 + 化合物化合物定定 义：义：合金合金是由一种金属跟其他金属（或非金属）是由一种金属跟其他金属（或非金属）熔合形成的有熔合形成的有金属特性金属特性的物质。的物质。合金是混合物，合金是混合物，不是纯净物哟！不是纯净物哟！有金属光泽、硬度、有金属光泽、硬度、延展性延展性三、
11、合金三、合金合金具有许多良好的物理、化学或机械性能。合金具有许多良好的物理、化学或机械性能。 合金的硬度一般比各成分金属大；合金的硬度一般比各成分金属大；多数合金的熔点低于组成它的成分金属。多数合金的熔点低于组成它的成分金属。合金的性能一般由组成它的成分元素的种类合金的性能一般由组成它的成分元素的种类和数量决定。和数量决定。 四、四、合金合金: : 硬度大硬度大, ,熔点低熔点低生铁生铁钢钢碳的质量分碳的质量分数数其他元素其他元素机械性能机械性能机械加工机械加工用途用途2%2%4.3%4.3% 0.03% 0.03%2%2% 较多硅、锰，较多硅、锰，少量硫、磷少量硫、磷少量硅、锰，少量硅、锰，
12、几乎不含硫、磷几乎不含硫、磷硬而脆硬而脆硬而韧，延展性好硬而韧，延展性好可可铸，铸，不可不可锻锻可可铸、铸、可可锻、锻、可可压延压延制造机械、交通工具、制造机械、交通工具、武器等武器等制铁锅、暖气片、机床制铁锅、暖气片、机床底座等底座等 生铁和钢的比较生铁和钢的比较五、铁的两种合金五、铁的两种合金: 生铁生铁 和和 钢钢 以生铁为原料，利用氧气或以生铁为原料，利用氧气或铁的氧化物将一部分碳等杂质变为铁的氧化物将一部分碳等杂质变为气体或炉渣而除去。气体或炉渣而除去。 目的：目的：降碳、调硅锰、除硫磷。降碳、调硅锰、除硫磷。 原理：原理：工业炼钢工业炼钢 通常所说的通常所说的“金属材料金属材料”，
13、既包括各种纯金属，既包括各种纯金属， 也包括各种合金。也包括各种合金。 人类历史上使用最早的青铜是由铜、锡等元素形人类历史上使用最早的青铜是由铜、锡等元素形成的合金。世界上最常见、应用最广的钢是由铁、碳成的合金。世界上最常见、应用最广的钢是由铁、碳等元素形成的合金。等元素形成的合金。 六六、金属材料金属材料: 纯金属纯金属 和和 合金。合金。名称名称主要组主要组成元素成元素特性特性用途用途黄铜黄铜铜、锌铜、锌坚硬、耐腐蚀坚硬、耐腐蚀制造机械零件、电器零制造机械零件、电器零件等件等青铜青铜铜、锡铜、锡耐腐蚀、易铸造成形耐腐蚀、易铸造成形制造形状复杂的铸件、制造形状复杂的铸件、精致的工艺品、塑像等
14、精致的工艺品、塑像等硬铝硬铝铝、铜、铝、铜、镁、锰镁、锰质轻而坚硬质轻而坚硬制造飞机、汽车、作建制造飞机、汽车、作建筑材料等筑材料等焊锡焊锡锡、铅锡、铅熔点低、能粘接金属熔点低、能粘接金属焊接电子元件、金属片焊接电子元件、金属片等等不锈钢不锈钢铁、铬、镍铁、铬、镍耐腐蚀耐腐蚀制造医疗器械、化工设制造医疗器械、化工设备、日用品等备、日用品等碳素钢碳素钢铁、碳铁、碳坚硬坚硬作建筑材料、制造机器零作建筑材料、制造机器零件、铁轨、船舶、桥梁等件、铁轨、船舶、桥梁等常见合金的性质和用途常见合金的性质和用途铜铜 合合 金金钛钛 合合 金金 合合 金金 钢钢 铂铂 铱铱 合合 金金 几种合金几种合金记记 忆忆 合合 金金不不 锈锈 钢钢高高 温温 合合 金金 金属的物理性质金属的物理性质 常见金属常见金属 化学性质化学性质大多数金属能与氧气反应大多数金属能与氧气反应有金属光泽、导电、有金属光泽、导电、 导热性导热性 延展性等延展性等活泼金属能与稀盐酸、稀硫酸反应活泼金属能与稀盐酸、稀硫酸反应金属能与某些盐溶液反应金属能与某些盐溶液反应2.2.钢铁的种类和用途。钢铁的种类和用途。3.3.几种常见的合金。几种常见的合金。1.1.