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第五章第五章 金属与矿物金属与矿物一、金属的物理性质一、金属的物理性质1、金属光泽：大多数金属呈钢灰色或银白色，但铜、金属光泽：大多数金属呈钢灰色或银白色，但铜是红色，金呈黄色。金属光泽只有在整块时才表是红色，金呈黄色。金属光泽只有在整块时才表现出来。在粉末状时一般金属呈暗灰色或黑色。现出来。在粉末状时一般金属呈暗灰色或黑色。2、金属的导电性和导热性：大多数金属有良好的导、金属的导电性和导热性：大多数金属有良好的导电性和导热性。电性和导热性。常见金属导电能力由大到小顺序：常见金属导电能力由大到小顺序：Ag Cu Al Fe3、金属的延展性：大多数金属具有良好的延展性。、金属的延展性：大多数金属具有良好的延展性。4、金属的密度：大多数的金属密度较大，钾、钠、金属的密度：大多数的金属密度较大，钾、钠、锂比水轻锂比水轻。5、金属的硬度：较大。、金属的硬度：较大。6、金属的熔点：一般较高。最难熔的是钨，用于做灯、金属的熔点：一般较高。最难熔的是钨，用于做灯丝；最易熔的是汞，常温下是液体。丝；最易熔的是汞，常温下是液体。铜：铜：是一种是一种_ 色有金属光泽的金属，质色有金属光泽的金属，质_，可用于制造导线，说明具有可用于制造导线，说明具有_性。性。可用于制造炊具，说明具有可用于制造炊具，说明具有_性，性，可抽成铜丝，敲打成片，说明具有可抽成铜丝，敲打成片，说明具有_性，性，熔点高，密度大。熔点高，密度大。红红软软导电导电导热导热延展延展 铁：铁：铁片是一种铁片是一种_色有金属光泽的金属，色有金属光泽的金属，质质_，有良好的，有良好的_性、性、_性、性、_性，密度性，密度_，熔点，熔点_，能被，能被_产生磁性。铁粉是产生磁性。铁粉是 的的银白银白软软导电导电导热导热延展延展大大高高磁化磁化黑色黑色 铝：铝：是是_色金属，质色金属，质_，可用于制造电线、电缆，说明具有可用于制造电线、电缆，说明具有_性。性。可用于制造炊具，说明具有可用于制造炊具，说明具有_性，性，可抽成丝，压成片，说明具有可抽成丝，压成片，说明具有_性，性，银白银白软软导电导电导热导热延展延展练习练习1 下列不属于铁的物理性质的是（下列不属于铁的物理性质的是（）A铁可以制成各种容器铁可以制成各种容器 B铁在铁在1535度时变成水度时变成水C纯铁在潮湿的空气中容易生锈纯铁在潮湿的空气中容易生锈 D纯铁较软纯铁较软2 家用的钢铁制成的锅铲上部，常加一木柄或塑料家用的钢铁制成的锅铲上部，常加一木柄或塑料柄，这说明铁具有的性质是（柄，这说明铁具有的性质是（）A铁是热的良导体铁是热的良导体 B铁是电的导体铁是电的导体C铁在空气中易生锈铁在空气中易生锈 D铁不耐酸、碱腐蚀铁不耐酸、碱腐蚀3 世界卫生组织确认铝元素对人体健康有害，下列世界卫生组织确认铝元素对人体健康有害，下列用途或做法你认为合理的是（用途或做法你认为合理的是（）A真空食品用铝箔长久包装真空食品用铝箔长久包装 B用铝合金制作飞机的机壳用铝合金制作飞机的机壳C用铝锅长时间盛放菜肴用铝锅长时间盛放菜肴 D炸油条使用明矾炸油条使用明矾CAB练习练习4 4 家用铁锅是利用了铁的家用铁锅是利用了铁的_性；铁可以拉丝、性；铁可以拉丝、压成铁片是利用了铁的压成铁片是利用了铁的_性；油罐车内石油振性；油罐车内石油振荡可产生静电，容易引起火灾，所以油罐车尾部荡可产生静电，容易引起火灾，所以油罐车尾部常可见一条拖地的铁链，这是利用了铁的常可见一条拖地的铁链，这是利用了铁的_性。性。5 5 钢铁制品表面涂得钢铁制品表面涂得“银粉条银粉条”是金属是金属_，温，温度计中填充的金属是度计中填充的金属是_，灯泡里作灯丝的金属，灯泡里作灯丝的金属是是_，热水瓶内胆壁上的金属是，热水瓶内胆壁上的金属是_。6.6.地壳中元素含量的排序：地壳中元素含量的排序：_导电导电导热导热延展延展铝铝水银水银钨钨银银O,Si，Al，Fe1、光亮的铁丝、铝丝、铜丝与氧气反应。、光亮的铁丝、铝丝、铜丝与氧气反应。铁在氧气中燃铁在氧气中燃烧烧铝在空气加铝在空气加热热铜在空气中加铜在空气中加热热实验现象实验现象化学方程式化学方程式 结论结论火星四射，剧烈燃烧火星四射，剧烈燃烧有黑色物质生成有黑色物质生成表面变暗表面变暗失去金属光泽失去金属光泽表面发黑表面发黑3Fe+2O2=Fe3O4点燃4Al+3O2=2Al2O32Cu+O2=2CuOFe Cu Al 能与氧气反应能与氧气反应金属的化学性质：通过以前的学习，我们已知镁和铁都能与氧气反应，通过以前的学习，我们已知镁和铁都能与氧气反应，实验表明大多数金属都与氧气发生反应，但反应的难易和实验表明大多数金属都与氧气发生反应，但反应的难易和剧烈程度是不同的。剧烈程度是不同的。例如：镁、铝等在常温下就能与氧气反应，铝在空气中与例如：镁、铝等在常温下就能与氧气反应，铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝再进一步氧化，因此铝有很好的抗腐蚀性能铝再进一步氧化，因此铝有很好的抗腐蚀性能而铁和铜在常温下几乎不与氧气反应，而铁和铜在常温下几乎不与氧气反应，但在高温时与氧气反应，真金不怕火但在高温时与氧气反应，真金不怕火炼说明金即使在高温时也不与氧气反炼说明金即使在高温时也不与氧气反应，从上述实验事实可以看出：镁、应，从上述实验事实可以看出：镁、铝比较活泼，铁铜次之，金最不活泼铝比较活泼，铁铜次之，金最不活泼稀盐酸稀盐酸MgZnFeCu通过上面的金属跟酸反应的实验你可以判断金属的活泼性吗？通过上面的金属跟酸反应的实验你可以判断金属的活泼性吗？由上述的探究实验知道：由上述的探究实验知道：镁、铁、锌镁、铁、锌比比铜铜活泼活泼还还可以把可以把酸酸中中氢氢置换出来置换出来MgZnFe硫酸铜溶液（属盐溶液）硫酸铜溶液（属盐溶液）哇？怎么哇？怎么镁、锌、铁镁、锌、铁的的表面都有表面都有红色红色的固体的？的固体的？铁与铁与稀硫酸稀硫酸铝与铝与稀硫酸稀硫酸铜与稀硫铜与稀硫酸酸实验现象实验现象 化学化学方程式方程式结论结论2、将光亮的铁丝、铝丝、铜丝浸到稀硫酸中、将光亮的铁丝、铝丝、铜丝浸到稀硫酸中浅绿色3、铁钉与硫酸铜溶液的反应现象：铁钉与硫酸铜溶液的反应现象：化学反应方程式：化学反应方程式：铁钉上面覆盖一层红色的物质铁钉上面覆盖一层红色的物质Fe+CuSO4=FeSO4+Cu产生气泡，溶液变成浅绿产生气泡，溶液变成浅绿色色Fe+H2SO4=FeSO4+H2产生气泡产生气泡2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2铁、铝能与稀硫酸反应，而铜不能铁、铝能与稀硫酸反应，而铜不能 无明显现无明显现象象Fe2O3+3H2=2Fe+3H2O；Fe3O4+4H2 =3Fe+4H2O；Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag2Mg+CO2 =2MgO+C 这些是什么这些是什么反应类型？反应类型？课本课本P118P118第第7 7题题要除去铜屑中少量铁屑，某铜学设计了以下两个实验要除去铜屑中少量铁屑，某铜学设计了以下两个实验方案：方案：Cu FeCu Fe加入适量硫酸铜溶液加入适量硫酸铜溶液搅拌搅拌过滤过滤洗涤洗涤过滤过滤洗涤洗涤搅拌搅拌加入适量稀硫酸加入适量稀硫酸（1）写出两个实验方案中有关反应的化学方程式）写出两个实验方案中有关反应的化学方程式Fe +CuSOFe +CuSO4 4 =FeSO=FeSO4 4 +Cu+CuFe+HFe+H2 2SO4 =FeSOSO4 =FeSO4 4+H+H2 2写对了吗？写对了吗？再来回答（再来回答（2 2）（3 3）问题）问题（2）以上两个实验方案中，你愿意选择的是：）以上两个实验方案中，你愿意选择的是：理由：理由：不仅除去了铜屑，并且增加原样品中铜不仅除去了铜屑，并且增加原样品中铜屑的质量，方法屑的质量，方法中会生成氢气，如不收中会生成氢气，如不收集，会导致资源浪费集，会导致资源浪费（3）你是否有更简便的方法？写出你的做法，并）你是否有更简便的方法？写出你的做法，并和同学们交流和同学们交流用磁铁吸引样品中的铁屑用磁铁吸引样品中的铁屑磁铁磁铁如何用实验的方法，得出铝、铁、铜这三如何用实验的方法，得出铝、铁、铜这三种金属的活动性顺序？种金属的活动性顺序？1.将三种金属分别与稀盐酸反应，观察反应的剧烈程度，根据将三种金属分别与稀盐酸反应，观察反应的剧烈程度，根据反应的剧烈程度，得出金属性的强弱反应的剧烈程度，得出金属性的强弱。2.用两支试管分别取少量用两支试管分别取少量FeSO4，分别投入铝片和铜片，观察，分别投入铝片和铜片，观察反应现象。反应现象。3.用两支试管，分别取硫酸铝和硫酸铜溶液，再分别与铁丝反用两支试管，分别取硫酸铝和硫酸铜溶液，再分别与铁丝反应，观察反应现象。应，观察反应现象。实验实验三、常见的金属矿物三、常见的金属矿物金属元素除极少数不活泼的金属（铂、金、银等）以单金属元素除极少数不活泼的金属（铂、金、银等）以单质存在，其余大多数以质存在，其余大多数以 存在存在 赤铁矿赤铁矿()黄铁矿黄铁矿 ()褐铁褐铁矿矿()磁铁矿磁铁矿()铝土矿铝土矿()水铝石（水铝石（）赤铜）赤铜矿（矿（）方铅矿方铅矿()孔孔雀石雀石()化合物化合物Fe2O3FeS2Fe2O3xH2OAl2O3H2OCu20Al2O3Cu2（OH）2CO3PbSFe3O4 铁的冶炼铁的冶炼 原理原理：一氧化碳与氧化铁的反应一氧化碳与氧化铁的反应 现象：方程式：固体由红变黑固体由红变黑,石灰水变浑浊。石灰水变浑浊。Fe2O33CO2Fe3CO2高温 3 3、请根据、请根据 实验实验 COCO 与与FeFe2 2O O3 3 的反的反应应 ，回答下列问题：，回答下列问题：问 题：1、一氧化碳与氧化铁的反应有下面四步（1）点燃酒精灯给氧化铁加热（2）通入一氧化碳（3）停止通入一氧化碳（4）停止对氧化铁加热；则正确的顺序是()2 1 4 3 问题2、反应刚开始时为什么要先通一氧化碳后加热氧化铁？问题3、为什么当红色粉末变成黑色时要等试管 冷却后才停止通入一氧化碳能否先停止通一氧化碳后停止加热？答：为了排尽试管中的空气以免引起一氧化碳燃烧而发生爆炸。答：防止石灰水倒吸。主要反应：主要反应：3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2高温高温C+CO2=2CO高温高温C+O2=CO2点燃点燃设备：高炉设备：高炉 工业炼铁的主要设备、原料、反应原理各是什么？工业炼铁的主要设备、原料、反应原理各是什么？原理：高温下用原理：高温下用 一氧化碳从铁矿石中把铁反应出来。一氧化碳从铁矿石中把铁反应出来。原料：原料：铁矿石、焦炭、铁矿石、焦炭、石灰石、空石灰石、空 气气（1）焦炭与）焦炭与 过量过量空气高温反应空气高温反应 （2 2）二氧化碳二氧化碳又与与焦炭焦炭在高温下反应生成一氧化在高温下反应生成一氧化碳碳（3）一氧化碳与赤铁矿石高温反应）一氧化碳与赤铁矿石高温反应 问题1：原料中焦炭和石灰石的作用是什么？答：焦炭的作用是作燃料和 生成一氧化碳。石灰石的作用是 除去炉渣。问题问题1：高炉煤气能：高炉煤气能否直接排放？怎么否直接排放？怎么处理？处理？问题问题2:生铁中的主生铁中的主要成分是什么要成分是什么?答：1:高炉煤气不可直接排放。必须净化处理并加以综合利用。2:生铁主要含铁，除此之外还含有2%-4.3%的碳,还含有锰、硅、硫、磷等元素。1炼铁的原料是炼铁的原料是 ()焦炭焦炭 生石灰生石灰 石灰石石灰石 空气空气 铁铁矿石矿石 一氧化碳一氧化碳 A B C DD 2某炼铁厂，用某炼铁厂，用Fe2O3的质量分数为的质量分数为80的赤铁矿为原料炼铁，若每天生产含杂质的赤铁矿为原料炼铁，若每天生产含杂质2的生铁的生铁1 000 t。问需要赤铁矿石多少吨。问需要赤铁矿石多少吨?3 3、请根据、请根据 实验实验 CO CO 与与FeFe2 2OO3 3 的反应的反应 ，回答下列，回答下列问题：问题：问问 题：题：1 1、一氧化碳与氧化铁的反应有下面四步、一氧化碳与氧化铁的反应有下面四步（1 1）点燃酒精灯给氧化铁加热（）点燃酒精灯给氧化铁加热（2 2）通入一氧化碳）通入一氧化碳（3 3）停）停止通入一氧化碳（止通入一氧化碳（4 4）停止对氧化铁加热；）停止对氧化铁加热；则正确的顺序是则正确的顺序是()2 1 4 3 问题问题2、B试剂是试剂是 ，C装置的作用是装置的作用是 问题问题3、反应刚开始时为什么要先通一氧化碳后加热氧化铁？、反应刚开始时为什么要先通一氧化碳后加热氧化铁？问题问题4、为什么要等试管冷却后才停止通入一氧化碳，能否先停、为什么要等试管冷却后才停止通入一氧化碳，能否先停止通一氧化碳后停止加热？止通一氧化碳后停止加热？答：为了排尽试管中的空气以免引起一氧化碳答：为了排尽试管中的空气以免引起一氧化碳燃烧而发生爆炸。燃烧而发生爆炸。答：防止石灰水倒吸。答：防止石灰水倒吸。澄清石灰水澄清石灰水收集未反应的收集未反应的CO，防止污染，防止污染问题问题5、如何验证反应过程中生成了铁？、如何验证反应过程中生成了铁？答：用磁铁靠近，黑色粉末能被吸引。答：用磁铁靠近，黑色粉末能被吸引。生铁与钢的比较生铁与钢的比较 生铁 钢 C%2%4.3%0.03%2%其它杂质Si、Mn、S、P （较多）Si、Mn、S、P （较少）机械性能 质硬而脆、无韧性坚硬、韧性大、可塑性好。应用制造铁锅、暖气片、机床的底座等制造机械、交通工具、武器等联系 把生铁放在炼钢炉中除去过量的碳、硅、硫、磷便得到钢 合金合金合金是由一种金属跟其它合金是由一种金属跟其它 形成的有金属特性的物质。形成的有金属特性的物质。通常所说的通常所说的“金属材料金属材料”，金属（或非金属）熔合金属（或非金属）熔合既包括各种纯金属，既包括各种纯金属，也包括各种合金也包括各种合金合金和纯金属熔点大小的对比金属材料主要成分 熔化速度对比铅（纯铅）铅锡（纯锡）锡焊锡（合金）铅锡慢慢中中快快2生铁和钢组成和性能上的差异：生铁钢含碳量2%4.3%0.03%2%其他元素硫、磷、硅、锰（少量）硅、锰（少量）、硫、磷（几乎没有）冶炼原料铁矿石、焦炭、石灰石、空气生铁、氧气冶炼原理在高温下，用一氧化碳从铁的氧化物中将铁还原出来在高温下，用氧气或铁的氧化物把生铁中所含有过量的碳和其他杂质转变为气体或炉渣而除去化学方程式F e2O3+3 C O 高 温=2Fe+3CO2C+O2高温=CO2机械性能硬而脆，无韧性坚硬、韧性好，塑性好机械加工可铸造可锻、轧和铸造应用制造铁锅、暖气片、机床底垫制造机械、交通工具和武器差异本质原因含碳量不同 1钛被称作钛被称作“未来的金属未来的金属”，钛制的坦克、，钛制的坦克、潜水艇、军舰没有磁性，不会被磁性水雷潜水艇、军舰没有磁性，不会被磁性水雷发现，这属于发现，这属于 性质性质(填填“物理物理”或或“化化学学”，以下同，以下同)。钛可以代替不锈钢，抗蚀。钛可以代替不锈钢，抗蚀性强，这是钛的性强，这是钛的 性质。镍钛合金具有性质。镍钛合金具有记忆功能，变形后加热记忆功能，变形后加热95以上，便可恢以上，便可恢复原形，科学家把这种现象称作复原形，科学家把这种现象称作“形状记形状记忆反应忆反应”，这属于，这属于 性质。性质。1.1.下列物质中不属于合金的是下列物质中不属于合金的是 （）A.A.不锈钢不锈钢 B.B.青铜青铜 C.C.氧化铁氧化铁 D.D.硬铝硬铝2.2.下列说法中正确的是下列说法中正确的是 （）A.A.钢铁就是铁钢铁就是铁 B.B.铁的性质比较活泼，常温下能与氧气反应生成铁的性质比较活泼，常温下能与氧气反应生成四氧化三铁四氧化三铁 C.C.纯铁的质地比较软，所以要用铁合金来做各种纯铁的质地比较软，所以要用铁合金来做各种零零 部件部件 D.D.多数合金的熔点高于组成它的成分金属多数合金的熔点高于组成它的成分金属 练习练习CC 3将下面五个选项的序号分别填写在横线将下面五个选项的序号分别填写在横线上，每项只能选用一次上，每项只能选用一次 A缓慢氧化缓慢氧化 B疏松易吸水疏松易吸水 C受空气受空气和水共同作用和水共同作用 D使铁器与空气隔绝使铁器与空气隔绝 E没有水分存在铁不易生锈没有水分存在铁不易生锈(1)钢铁锈蚀的条件钢铁锈蚀的条件 ；(2)钢铁锈蚀的钢铁锈蚀的过程过程 ；(3)使铁器保持干燥使铁器保持干燥 ；(4)铁器表面喷漆铁器表面喷漆 。CEDA、B4.图中铁钉会从图中铁钉会从 处先锈起。处先锈起。这是因为该这是因为该处处 。b铁钉同时与空气和水接触铁钉同时与空气和水接触CaCO3、CaO、Ca（OH）2三者之间的转化三者之间的转化CaCO3CaOCa（OH）2石灰石、大理石、贝壳、水垢、蛋壳、珍珠、牙膏、石灰石、大理石、贝壳、水垢、蛋壳、珍珠、牙膏、珊瑚礁、钟乳石、石笋、石柱珊瑚礁、钟乳石、石笋、石柱物质物质俗名俗名化学性质化学性质(用方程式表示用方程式表示)主要用途主要用途CaCO3CaOCa（OH）2 高温高温CaCO3=CaO+CO2CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2 CaO+H2O=Ca(OH)2CaO+2HCl=CaCl2Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2OCa(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2OCa(OH)2+Na2CO3=CaCO3+2NaOH制玻璃制玻璃,水泥水泥,生石生石灰灰,炼铁炼铁,建筑材料建筑材料,实验室制实验室制CO2建筑材料建筑材料干燥剂干燥剂建筑材料建筑材料,制制氢氧化钠氢氧化钠,改改良酸性土壤等良酸性土壤等
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