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第5章金属冶炼与利用第一节金属的性质和利用2008年奥运会金（中）、银（左）、铜牌（右）（下排为奖牌正面）韩晓鹏（1982年12月13日），江苏人，中国自由式滑雪空中技巧运动员，首位在冬奥会雪上项目夺冠的中国运动员，也是首位在冬奥会夺冠的中国人这些是什么？好炫啊！真气魄!好壮观啊！这些你乘坐过吗？F117隐形战斗机中国辽宁号航空母舰金属有广泛的用途，对于人类社会起着不可替代的作用!美国小鹰号航空母舰•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，完成课本P.114的表5-1。看看谁知道的最多！其实我们知道很多我知道的金属名称元素符号我见过的金属名称元素符号钠镁钾锌钙NaMgKZnCa铁铝铜银金FeAlCuAgAu……………………金属元素的名称和符号金属元素在元素周期表的哪儿？左下角你知道我们在什么地方使用了金属吗？想一想，你会发现我们的生活离不开金属。金属有很多的用途思考1：铁、铝常用于制作锅、铲等炊具，表现出金属哪种物理性质？铁锅铝锅导热性金属的物理性质铜线思考2：铁、铝、铜能加工成导线、能压成薄片，表现出金属哪些物理性质？导电性、铝锭可压成很薄的铝箔用来包装糖果等延展性金属的物理性质思考3：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金属的物理性质金属铁金属锌铜块金条汞金属的主要物理性质（记录）一金属的性质（一）物理性质：相同性：大多数金属都有金属光泽，密度、硬度较大，熔、沸点较高，具有良好的导电性、导热性、延展性。特殊性：汞常温下呈液态，铜为紫红色，银的导电能力最强，熔点最高的金属是钨等。共性特性颜色状态密度熔点硬度导电、热性延展性大多数银白色、有金属光泽一般是固体密度较大熔点较高硬度较大良好的导电、导热性有延展性铜为紫红色、金为黄色汞（水银）为液体锇密度最大，锂最小钨的熔点最高、汞最低铬的硬度最大、汞最小银的导电性最好，铜第二金最好，银其次金属光泽FeCu有些金属粉末细小到一定程度时，吸收可见光后辐射不出去，所以金属粉末一般呈暗灰色或黑色。金属的物理性质金属之最（记录）•地壳中含量最高的金属元素──•人体中含量最高的金属元素──•目前世界年产量最高的金属──•导电、导热性最好的金属──•硬度最高的金属──•熔点最高的金属──•熔点最低的金属──•密度最大的金属──•密度最小的金属──铝钙银铁铬汞钨锂锇1、为何铁制锅铲需要加上木柄或塑料柄？2、银的导电性比铜好，为什么不用银制造电线、电缆？3、联合国卫生组织为什么推荐使用中国的铁锅炊具？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。因为银较稀少，价格昂贵，而铜相对较多，价格便宜。铁锅做炊具，可以补充人体所需的铁元素，防止缺铁性贫血。4、选择铸造硬币的金属材料需要考虑哪些因素？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。5、为何菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制？6、为什么灯泡里的灯丝用钨丝？铁的硬度大，铝的硬度小，且有毒。钨熔点高，不易熔断。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擅于表达1.镁条在空气中燃烧；2.铁丝在氧气中点燃；3.铝片在空气中加热；4.铜片在空气中加热。观察完后，请将观察到的现象填入P115《观察与思考》的表格中。现象1、金属与氧气反应—化合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铝在空气中加热铜在空气中加热实验现象化学方程式结论剧烈燃烧，火星四射，放热，生成黑色固体表面变暗，失去金属光泽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+O2==2MgO4Al+3O2==2Al2O32Cu+O2∆2CuOFe、Mg、Al、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，在其表面生成一层的氧化铝保护膜（Al2O3)。4Al+3O2＝2Al2O3致密再思考：1.“真金不怕火炼”道出了金的什么性质？金易被腐蚀吗？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：①该金属能否与氧气发生化学反应②反应的激烈程度“真金不怕火炼”，说明即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？演示：铝表面的氧化膜.wmv【演示】P116《活动与探究》的实验内容并将实验现象填入表中。书写正确的化学方程式。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。【演示】几种金属分别与盐酸反应实验现象的对比.wmv铁和稀盐酸镁和稀盐酸锌和稀盐酸铜和稀盐酸2、金属与（稀）酸溶液反应（记录）反应物反应现象反应速度反应方程式稀盐酸或稀硫酸镁铝锌铁铜剧烈反应，金属逐渐减少，产生大量气泡剧烈反应，金属逐渐减少，产生大量气泡剧烈较反应，金属逐渐减少，产生大量气泡反应缓慢，金属逐渐减少，有气泡产生，溶液由无色变为浅绿色不反应Mg+H2SO4==MgSO4+H2↑Mg+2HCl==MgCl2+H2↑Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑Fe+2HCl==FeCl2+H2↑2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑很快很快较快较慢不反应盐酸GodSaveme！无所谓，我无所谓…为什么受伤的总是我！我得意的笑，又得意的笑…金属与盐酸的反应镁、锌、铁、铜的金属活动性由强到弱Al2.金属与酸的反应【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＞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：KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金属活动性由强逐渐减弱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。【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×氯化亚铁FeCl2硝酸、浓硫酸具有强氧化性，与金属反应不生成氢气。√×××FeCl3试写出这些反应的化学方程式。Fe+HCl—Fe+H2SO4—Zn+HCl—Zn+H2SO4—Mg+H2SO4==MgSO4+H2↑Mg+2HCl==MgCl2+H2↑Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑Fe+2HCl==FeCl2+H2↑Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑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？Mg+2HCl＝H2↑+MgCl2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Fe+H2SO4＝H2↑+FeSO4Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4讨论与分析特点：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。下列反应都是置换反应吗？3CO+Fe2O3====2Fe+3CO2高温点燃化合反应：Ａ+Ｂ+…→Ｃ分解反应：Ａ→Ｂ+Ｃ+…置换反应：Cl2+2KI====I2+2KClCH4+2O2====CO2+2H2O再观察：生成物的角度分析，有何共同特点？均有氢气生成。那么这些原理均可用于制氢气吗？拓展：氢气的制法（1）药品：锌和稀硫酸（或稀盐酸）氢气的实验室制法Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑为何不用镁或铁等来和酸反应制取氢气？（2）原理：Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑思考：——镁和酸反应速度太快，而铁的反应速度又太慢，不便于操作。（4）收集：①排水法固液不加热型（3）装置：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。步骤：连、查、装、验、收。演示：几种金属分别与盐酸反应实验现象的对比.wmv演示：制取氢气的装置.flv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H2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—点燃前需要检验纯度2H2+O2====2H2O点燃⑵还原性H2+CuO====Cu+H2O△3H2+Fe2O3====2Fe+3H2O△3、氢气的用途⑴作燃料⑵冶金优点：存在问题：热值高；原料来源广；无污染；可循环利用。如何大量、廉价制取；如何安全运输、贮存。P116《活动与探究》2演示实验现象反应的化学方程式铁片浸入硫酸铜溶液中Fe+CuSO4=3、金属与盐溶液反应FeSO4+Cu铁片表面覆盖一层红色物质，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色（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。Fe+CuSO4=Cu+FeSO4演示：银与硝酸铜的置换反应.mpgCu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2AgFe+CuSO4==FeSO4+Cu铁丝浸入硫酸铜溶液中铁钉表面有红色物质生成，蓝色溶液变成浅绿色铜丝浸入硝酸银溶液中铜丝表面覆盖一层银白色的银，溶液由无色逐渐变成蓝色（1）在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，它的活动性就越强。（2）在金属活动性顺序里，位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢元素。（3）在金属活动性顺序里，位于前面的金属能把位于其后面的金属从它们盐溶液中置换出来。（不适用于K、Ca、Na）KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAgPtAu金属活动性由强逐渐减弱金属活动性顺序知识结构：金属的化学性质一.金属与氧气的反应4Al+3O2=2Al2O32Mg+O2=2MgO3Fe+2O2点燃Fe3O4二.金属与稀盐酸、稀硫酸反应（置换反应）Fe+2HCl==FeCl2+H2↑Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑Mg+2HCl==MgCl2+H2↑Mg+H2SO4==MgSO4+H2↑三.金属与某些化合物溶液反应（置换反应）2Al+3CuSO4==Al2（SO4）3+3CuCu+2AgNO3==Cu(NO3)2+2Ag四.置换反应：由单质和化合物反应，生成单质和化合物的反应五.金属活动性顺序：KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金属活动性，由强逐渐减弱。纯金属很难满足各种特殊要求。为此，人们在生产实践中制造出许许多多的具有特殊性能“新型金属—合金”①合金是由一种金属跟其他金属（或非金属）熔合形成的有金属特性的物质。如：②人类历史上使用最早的青铜是由铜、锡等元素形成的合金③世界上最常见、应用很广泛的钢和生铁是由铁、碳等元素形成的合金④通常所说的“金属材料”，既包括各种纯金属和各种合金金属在生活、生产中非常广泛的应用。不同的用途需要不同性能的金属。如：做飞机机翼的金属，需要坚硬而质轻；用于制造切割工具的金属，需要有很大的硬度⑤制造电灯丝的金属熔点要高。⑥制造保险丝的金属熔点要