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课题15 金属和金属材料
【学习目标】：
1．了解金属的物理特性，能区分常见的金属和非金属。
2．认识金属材料在生产、生活及社会发展中的重要作用。
3．知道常见的金属与氧气的反应。
4．记住金属活动性顺序，能根据金属活动性的不同解释日常生活中的一些现象。
5．掌握置换反应的特点，能用金属活动性顺序表对有关的置换反应进行简单的判断。
6．知道一些常见的金属矿物；了解从铁矿石中将铁还原出来的方法，知道金属资源的现状和保护措施。
7．认识铁生锈的危害，知道铁生锈的主要条件是与空气和水直接接触；记住几种有效防止铁生锈的方法。
　　8．知道废弃金属对环境的污染，认识回收金属的重要性。
课前延伸
1. 金属材料在人类活动中已得到越来越广泛的应用。下列性质属于金属共性的是
A.硬度很大、熔点很高 B.有良好的导电性、传热性
C.是银白色的固体 D.易与酸反应产生氢气
2.下列说法正确的是
A.铁在潮湿的空气中容易生锈 B.金属的活动性：Zn＞Ag＞Cu
C.合金属于纯净物 D.铝是地壳中含量最多的元素
3.关于金属物品的使用正确的是
A.铝合金门窗变旧变暗后用砂纸或钢丝球打磨
B.铁桶中加入硫酸铜溶液和石灰乳配制杀菌剂波尔多液
C.铝壶内的水垢用质量分数为18％的热盐酸长时间浸泡
D.校内用钢架制作的自行车防雨棚应定期喷涂油漆防锈
4.下列金属活动性由强至弱顺序及元素名称、符号均正确的一组是
A.钾K>钙Ca>钠Na>镁Mg B.铝Al>锌Zn>铁Fe>锡Xi
C.铅Pb>铜Cu>贡Hg D.金Au>银Ag>铂pt
5. 下列说法错误的是( )
A.金属材料包括纯金属和它们的合金 B.金属在常温下大多是固态
C.物质的用途完全由其性质决定，与其它因素无关
D.合金是金属与金属或金属与非金属熔合在一起制成的
6.如图所示是X 、Y、Z三种金属在容器中的反应现象，下列说法正确的是
A.X 、Y、Z三种金属均发生了置换反应
B.三种金属的活动性顺序是X＞Y＞Z
C.若Z能从金属Y的盐溶液里置换出Y，则三种金属的活动性顺序是X＞Z＞Y
D.若X为金属镁，则Z可能是铁
7．铁丝浸入硫酸铜溶液中，现象为浸入溶液中的铁钉表面覆盖_________________，溶液由_______逐渐变为____________；反应的化学方程式为__________________________，反应后金属的质量_________，溶液的质量_________。能否有铁制品盛放硫酸铜溶液（或农药波尔多液）________。铜丝浸入硝酸银溶液中，现象为浸入溶液中的铜丝表面覆盖________________，溶液由_________逐渐变为____________；反应的化学方程式为__________________________，
课内探究
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金属及金属材料是当今世界发展的重要因素。今天来回顾相关知识。
课堂探究
知识整理
几种常见的金属： 、 、
纯金属 共性：常温下，大多是 体， 色，有金属光泽，为电和热的 ，有延展性，密度 ，
物理性质 熔点 。
金属 特性：铜 色，金呈 色；常温下， 为液体。
材料 几种常见的合金：
合金
合金与纯金属的性质比较：硬度： 熔点：
1、与氧气的反应： 、 在常温下就能反应；但 、 在高温下才与氧气反应； 即使高温也不反应。
举例：
金属的 2、与酸的反应：（镁、铁、锌、铝与盐酸、稀硫酸）
化学性质 、 、
、 、
3、与化合物溶液反应：（铁、铝与硫酸铜溶液 和 铜与硝酸银溶液）
、 、
4、金属活动性顺序：
1、原料： 、 、
1、生铁的冶炼 2、原理（方程式）：
金属资源的 3、设备：
利用和保护 1、金属的腐蚀与防护：
2、金属资源保护： 铁锈蚀条件：
防锈措施：3点
2、保护的途径：4点
补充：
1.一些金属的特性： ______的密度最大，______的密度最小；______的熔点最高，______的熔点最低；______的导电性和导热性最好，______的硬度最大；地壳中含量最多的金属是______，人体中含量最多的金属是______，目前世界年产量最高的金属是______。
2.物质的用途主要由__________决定，但这不是唯一的决定因素，在考虑物质的用途时，还需要考虑__________、_______、是否美观、使用是否便利，以及________和______等多种因素。
3.几种常见合金
⑴铁合金：主要包括__________和__________，它们的区别是____________，生铁含碳量_______，钢的含碳量为__________。钢比生铁具有更多的优良性能，易于加工，用途更为广泛。
⑵铝合金：铝中加入镁、铜、锌等金属形成合金。广泛应用于制造飞机、舰艇和载重汽车等，可增加它们的载重量以及提高运行速度，并具有抗海水腐蚀、避磁性等特点。
⑶铜合金：黄铜：铜、锌的合金；青铜：铜、锡的合金；白铜：铜、镍的合金。
⑷钛和钛合金：被认为是21世纪的重要金属材料。
性质：优异的耐腐蚀性，对海水、空气和若干腐蚀介质都稳定，可塑性好，强度大，有密度小，又称亲生物金属。
用途：喷气式发动机、飞机机身、人造卫星外壳、火箭壳体、医学补形、造纸、人造骨、海水淡化设备、海轮、舰艇的外壳等
反馈训练
1.2010年上海世博会中国馆—“东方之冠”给人强烈的视觉冲击，它的主体结构为四根巨型钢筋混凝上制成的陔心筒。其中钢属于（ ）
A．金属材料 B．合成材料 C．天然材料 D．复合材料
2. 铝、铜、铁、金四种金属具有相似的性质是（ ）
A．都是银白色的固体 B．有导电性
C．能和稀硫酸反应 D．通常状况下能与氧气反应
3. “金银铜铁锡”俗称五金。在这五种金属中，金属活动性最强的是（ ）
A．铁 B．金 C．银 D．铜
4. 将甲、乙两种金属片分别放入丙的硫酸盐溶液中，甲表面有金属丙析出，乙表面没有任何变化。据此判断，三种金属的活动性顺序是 （ ）
A．甲>丙>乙 B．丙>甲>乙 C．乙>甲>丙 D．甲>乙>丙
5.下列反应中，属于置换反应的是（ ）
A. 2H2O2 ＝ 2H2O+ O2↑ B. CuO+CO ＝ Cu+CO2
C. H2+CuO ＝ Cu+H2O D. CO2+H2O ＝ H2CO3
6.下列化学方程式书写正确的是（ ）
A. 4Fe+3O22Fe2O3 B．2Fe+6HCl=2FeCl3+3H2↑
C．Al + CuS04== AlSO4 + Cu D. Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
7. 若金属锰(Mn)在金属活动性顺序中位于铝和锌之间，则下列反应不正确的是
A.Mn + H2SO4 = MnSO4 + H2↑ B.Mg + MnSO4 = MgSO4 + Mn
C.Fe + MnSO4 = FeSO4 + Mn D.Mn + CuSO4 = MnSO4 + Cu
8. 为验证镁、铁、铜三种金属的活动性顺序，可选用的一组物质是( )
A.铜、氯化亚铁溶液、氯化镁溶液 B.铁、铜、氯化镁溶液
C.镁、氯化铜溶液、硫酸亚铁溶液 D.铁、硫酸铜溶液、氯化镁溶液
9. 质量相同的下列金属，分别加入到足量的稀盐酸中充分反应，放出氢气最多的是( ) A. Mg B. Al C. Cu D. Zn
10. 下列情况常常会使铁制品锈迹斑斑的是（　　）
A．表面涂油 　B．任其风吹两淋 C．表面喷漆 　D．表面保持干燥
11.判断下列物质能否发生反应？若能，写出相关化学方程式。
（1）银与稀盐酸 （2）锌与硫酸铜溶液
（3）铜与硫酸锌溶液 （4）铝与硝酸银溶液
（5）银与氯化铜溶液 （6）镁与硫酸亚铁溶液
12. 根据你的生活经验，回答下列问题：
（1）家用铁锅除了硬度较大外，还利用了铁具有 这一性质；
（2）在木材上钉钉一般用铁钉，在水泥墙上钉钉一般用钢钉，这是由于铁和钢的 不同；
（3）铜的导电性强于铝，而高压输电一般用铝线不用铜线的原因是（只要能答出一个理由就可以） ；
（4）灯泡中的灯丝一般用的是 ，你能说出不用锡制的原因吗？ ；
（5）区分两块金属材料硬度的大小时，一般采用的方法是 ；
（6）铜合金和金的颜色基本相似，为什么在制作装饰品时用金而不用铜的合金？ ；
（7）在我们日常生活接触的物质中：香烟内包烟纸上的金属是　　　，热水瓶胆壁上的金属是　　　，温度计中填充的金属是　　　。
（8）有些寺院里的佛像和牌匾上的大字是用“镏金”（即将非常薄的金箔，利用物理方法贴在被饰物体的表面）工艺制作的，你知道这项技术是利用了金的哪些性质吗？
13．铁是一种化学性质比较活泼的金属，在一定条件下能跟多种物质发生化学反应。回答下列问题：
（1）以铁为研究对象，仿照图中实例在框图处填写物质的化学式（所填写的反应物不属同一类别的物质，生成物必须填写铁的化合物）
（2）实验室中要除去细碎铜屑中的少量铁屑，请用化学方法和物理方法将其除去。（只用简单的原理描述即可）
14. 请你参与某学习小组的探究活动，并回答相关问题：
发现问题：小丽发现盛水的铁锅在与水面接触的部位最易生锈；小茜发现自己的铜制眼镜框表面出现了绿色的铜锈；小玲发现苹果切开不久，果肉上就会产生一层咖啡色的物质，好象生了“锈”一般。
提出问题：这三种物质“生锈”的原因是什么？
收集证据：（1）回忆已有知识：铁生锈的条件是 。
（2）查阅有关资料：“铜锈”主要成分是Cu2（OH）2CO3（俗称铜绿）；苹果“生锈”是果肉里的物质（酚和酶）与空气中的氧气发生了一系列的反应，生成咖啡色的物质。
（3）实验探究：将四小块铜片分别按下图所示放置一个月，观察现象如下：
实验装置
实验现象 铜片不生锈 铜片不生锈 铜片不生锈 铜片生锈且水面附近锈蚀最严重
由实验可知:铜生锈是铜与水、 、 等物质共同作用的结果。
得出结论：经过交流讨论，三位同学认为这些物质“生锈”除了可能与水有关外，还可能都与 （填物质名称）有关。
（4）反思与应用：利用所得结论进行填空：
①写出一种防止铁或铜等金属制品生锈的具体方法 ；
②请你提出一条延长食品保质期的建议 。
15. 某钢铁厂每天需消耗5000 t含Fe2O3 76%的赤铁矿石，该厂理论上可日产含Fe 98%的生铁多少吨？
16. 甲、乙、丙三位同学分别取铁粉和铜粉的均匀混合物与某稀硫酸反应，所得数据如下：
甲 乙 丙
取用金属混合物的质量(g) 10 10 20
取用稀硫酸的质量(g) 100 120 100
反应后过滤得到干燥固体的质量(g) 2 2 12
计算：⑴金属混合物中铁的质量分数。
⑵可制得硫酸亚铁的质量。
⑶该稀硫酸中溶质的质量分数。
课后提升
1. 向氧化铜和铁粉的混合物中加入一定量的稀硫酸，微热，分反应后过滤。以下判断错误的是( ) A.滤纸上可能含有铜 B.滤液中可能含有硫酸亚铁
C.滤液中可能含有硫酸铜 D.滤纸上可能含有氧化铜
2对甲、乙、丙三种金属活动性的实验研究过程如下：
(1)取大小相等的三种金属片，分别放入CuSO4溶液中，一段时间后，甲、丙表面出现红色物质，乙没有现象。
(2)取大小相等的甲、丙两种金属片，分别放入相同的稀盐酸中，甲、丙表面都产生气泡，但甲产生气泡的速度明显比丙的快。则甲、乙、丙三种金属的活动性顺序是 ( )
A.甲>丙>乙 B.丙>乙>甲 C. 甲>乙>丙 D . 丙>甲>乙.
3. 把两种金属的混合物 6g,放入足量的稀硫酸中完全反应，结果得到氢气0.2g，则混合物中所含的物质不可能是( ) A.锌和铁 B.锌和镁 C.锌和铜 D.锌和铝
4.某钢铁厂高炉炼铁的主要反应过程如下：
焦炭
(1)请在方框内填入相应物质的化学式。
(2)写出步骤①②③的化学方程式：①
② ③
(3)从高炉上排出的废气叫高炉废气，请推测高炉废气的主要成份为 。
5. 将一个塑料小球放入盛有硫酸铜溶液的烧杯中，小球漂浮于液面，将足量的铁粉投入烧杯中，充分反应后，观察到铁粉表面有 色物质析出，有关的化学方程式为　　　　　　　　　　　　；若溶液体积变化忽略不计，则塑料小球浸入液体中的体积跟原来相比 　 （填“变大”或“变小”或“不变”）
6. 让我们和小亮一起走进化学实验室，共同来学习科学探究的方法。
小亮在实验室用一小块生铁与稀盐酸反应，观察到生铁表面出现 ，同时发现反应后的液体中有少量黑色不溶物。
提出问题：这种黑色不溶物是什么呢？
猜与假设：这种黑色不溶物中可能含碳。
设计方案：将黑色固体灼烧，如果黑色固体中含有碳，就会有　 　　气体生成，要想进一步确定这种气体，可以用　　 　来检验。
进行实验：小亮按设计方案进行实验，得到了预想的结果。
解释与结论：由此小亮得出的结论是：
（1）生铁中 碳（填“含”或“不含”）；
（2）碳与稀盐酸 反应（填“能”或“不能”），铁与稀盐酸 反应（填“能”或“不能”）。
金属和金属材料
过量空气、高温
①
焦炭、高温
②
赤铁矿、高温
③
生铁

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