《金属和金属材料》讲解课件.ppt
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1、金属和金属材料金属和金属材料金属材料金属材料金属材料包括金属材料包括_和和_。1.1.金属的物理性质金属的物理性质(1)(1)大多数金属为大多数金属为_色固体,但铜为色固体,但铜为_色,金为色,金为_色。色。(2)(2)常温下大多数金属为固体,但汞为常温下大多数金属为固体,但汞为_。(3)(3)具有具有_性、性、_性和性和_性,但不同金属差别较大。性,但不同金属差别较大。纯金属纯金属 合金合金 银白银白 紫红紫红 黄黄 液体液体 导电导电 导热导热 延展延展 2.2.合金合金(1)(1)概念。概念。在金属中加热熔合某些在金属中加热熔合某些_或或_,制得的具有,制得的具有_特特征的物质。合金属于
2、征的物质。合金属于_物。物。(2)(2)性质特征。性质特征。_和和_一般比它们的纯金属更高,一般比它们的纯金属更高,_更好。更好。金属金属 非金属非金属 金属金属 混合混合 强度强度 硬度硬度 抗腐蚀性能抗腐蚀性能 考点一考点一 金属材料一定只含有金属吗?试举例说明。金属材料一定只含有金属吗?试举例说明。提示:提示:不一定。金属材料包括纯金属和合金,不一定。金属材料包括纯金属和合金,而合金中可能全部由金属组成,如黄铜是由铜而合金中可能全部由金属组成,如黄铜是由铜和锌组成;也可能由金属和非金属熔合而成,和锌组成;也可能由金属和非金属熔合而成,如铁合金是由铁和碳组成。如铁合金是由铁和碳组成。思考思
3、考金属的化学性质金属的化学性质1.1.金属的化学性质金属的化学性质(1)(1)与与O O2 2的反应的反应(写化学方程式,下同写化学方程式,下同)。2Mg+O2Mg+O2 2 2MgO 2MgO 点燃点燃=3Fe+2O3Fe+2O2 2 Fe Fe3 3O O4 4 点燃点燃=4Al+3O4Al+3O2 2 2Al 2Al2 2O O3 3点燃点燃=考点二考点二(2)(2)与酸溶液反应与酸溶液反应(以金属锌、铁为例以金属锌、铁为例)。Zn+2HCl=ZnClZn+2HCl=ZnCl2 2+H+H2 2Zn+HZn+H2 2SOSO4 4=ZnSO=ZnSO4 4+H+H2 2 Fe+2HCl=
4、FeClFe+2HCl=FeCl2 2+H+H2 2Fe+HFe+H2 2SOSO4 4=FeSO=FeSO4 4+H+H2 2 (3)(3)与某些盐溶液反应与某些盐溶液反应。铁与硫酸铜溶液:铁与硫酸铜溶液:现象:银白色固体表面有一层现象:银白色固体表面有一层_色固体,溶液由色固体,溶液由 _色逐渐变为色逐渐变为_色;色;化学方程式:化学方程式:_;结论:铁的活动性结论:铁的活动性_(_(填填“大于大于”或或“小于小于”)铜。铜。红红 蓝蓝 浅绿浅绿 Fe+CuSOFe+CuSO4 4=FeSO=FeSO4 4+Cu+Cu 大于大于 铜与硝酸银溶液:铜与硝酸银溶液:现象:铜丝表面覆盖一层现象:
5、铜丝表面覆盖一层_固体,溶液由固体,溶液由_色色 变为变为_色;色;化学方程式:化学方程式:_;结论:铜的活动性结论:铜的活动性_(_(填填“大于大于”或或“小于小于”)银。银。银白色银白色 无无 蓝蓝 Cu+2AgNOCu+2AgNO3 3=Cu(NO=Cu(NO3 3)2 2+2Ag+2Ag 大于大于 2.2.置换反应置换反应由一种由一种_与一种与一种_反应,生成另一种反应,生成另一种_和另一种和另一种_的反应。的反应。3.3.金属活动性顺序金属活动性顺序单质单质 化合物化合物 单质单质 化合物化合物 由强逐渐减弱由强逐渐减弱(2)(2)重要应用。重要应用。判断金属的活动性强弱:金属的位置
6、越靠前,它的活动性判断金属的活动性强弱:金属的位置越靠前,它的活动性_。判断金属与酸是否发生反应:排在判断金属与酸是否发生反应:排在_前面的金属能置换出前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸里的盐酸、稀硫酸里的_。判断金属与盐溶液是否发生反应:位于判断金属与盐溶液是否发生反应:位于_能把位能把位于于_从它们的盐溶液里置换出来。从它们的盐溶液里置换出来。越强越强 氢氢 氢氢 前面的金属前面的金属 后面的金属后面的金属 思考思考1.1.铝比铁更易与氧气或其他物质反应,但同样暴露在铝比铁更易与氧气或其他物质反应,但同样暴露在空气中,为什么铁比铝更易生锈?空气中,为什么铁比铝更易生锈?提示:提示:这是因为铝在
7、空气中与氧气反应生成一层致密的氧这是因为铝在空气中与氧气反应生成一层致密的氧化物薄膜,这层薄膜阻止了内层的铝进一步被氧化。化物薄膜,这层薄膜阻止了内层的铝进一步被氧化。2.2.在铁与酸、盐溶液发生的置换反应中,判断铁元素在反在铁与酸、盐溶液发生的置换反应中,判断铁元素在反应前后化合价是否发生了变化?怎样变化?应前后化合价是否发生了变化?怎样变化?提示:提示:反应前铁单质中铁元素的化合价为反应前铁单质中铁元素的化合价为0 0价,反应后生价,反应后生成物中铁元素的化合价一般为成物中铁元素的化合价一般为+2+2价,即生成亚铁盐。价,即生成亚铁盐。金属资源的利用和保护金属资源的利用和保护1.1.铁的冶
8、炼铁的冶炼(1)(1)原料:原料:_、_、_和空气。和空气。(2)(2)原理原理(以氧化铁为例以氧化铁为例)。_。铁矿石铁矿石 焦炭焦炭 石灰石石灰石 3CO+Fe3CO+Fe2 2O O3 3 2Fe+3CO 2Fe+3CO2 2 高温高温=2.2.金属资源保护金属资源保护(1)(1)金属的腐蚀和防护。金属的腐蚀和防护。铁制品锈蚀的条件:与空气中的铁制品锈蚀的条件:与空气中的_、_接触,此过接触,此过程属于程属于_。防止锈蚀的方法:保持铁制品的洁净、干燥,常采用防止锈蚀的方法:保持铁制品的洁净、干燥,常采用_、_以及以及_等方法。等方法。(2)(2)金属资源的保护措施。金属资源的保护措施。防
9、止金属的腐蚀;防止金属的腐蚀;金属的回收利用金属的回收利用;有计划、合理地开采矿物质;有计划、合理地开采矿物质;寻找金属的代用品。寻找金属的代用品。氧气氧气 水蒸气水蒸气 缓慢氧化缓慢氧化 覆盖覆盖 保护膜保护膜 制成合金制成合金 改变金属内部结构改变金属内部结构 【甄别甄别判断判断】1.1.合金是由不同的金属化合而成的。合金是由不同的金属化合而成的。()()提示:提示:合金是一种金属加热熔合了其他金属或非金属而形成的合金是一种金属加热熔合了其他金属或非金属而形成的具有金属特性的物质,属于混合物,因而形成合金的变化为物具有金属特性的物质,属于混合物,因而形成合金的变化为物理变化。理变化。2 2
10、因铜的活动性比银强,所以金属铜可以把氯化银中的银置因铜的活动性比银强,所以金属铜可以把氯化银中的银置换出来。换出来。()()提示:提示:金属与盐反应时,不仅要考虑金属的活动性金属与盐反应时,不仅要考虑金属的活动性顺序,反应物盐也必须溶于水;虽然铜的活动性比银强,但氯顺序,反应物盐也必须溶于水;虽然铜的活动性比银强,但氯化银不溶于水,因而该反应不能发生。化银不溶于水,因而该反应不能发生。3 3废旧金属没有什么利用价值,可以随意丢弃。废旧金属没有什么利用价值,可以随意丢弃。()提示:提示:废旧金属有很高的回收利用价值,要比大量开采矿石炼废旧金属有很高的回收利用价值,要比大量开采矿石炼制金属成本低得
11、多,既可以节约成本,也可以节约能源,还可制金属成本低得多,既可以节约成本,也可以节约能源,还可以减少污染。以减少污染。炼铁原理的实验探究炼铁原理的实验探究【高频考点高频考点】实验操作步骤及目的实验操作步骤及目的;各装置中反应的现象、反各装置中反应的现象、反应化学方程式;对尾气处理方式的评价等应化学方程式;对尾气处理方式的评价等1.1.实验装置实验装置2.2.基本原理基本原理:在高温下用还原剂:在高温下用还原剂COCO将铁从铁矿石中还原出来。将铁从铁矿石中还原出来。反应的化学方程式为:反应的化学方程式为:3CO+Fe3CO+Fe2 2O O3 3 2Fe+3CO 2Fe+3CO2 2。3.3.实
12、验现象实验现象:玻璃管内的红色固体变为黑色,澄清石灰水变浑:玻璃管内的红色固体变为黑色,澄清石灰水变浑浊,导管口有蓝色火焰产生。浊,导管口有蓝色火焰产生。高温高温=4.4.问题思考问题思考(1)(1)实验开始,应先点燃后面的酒精灯还是酒精喷实验开始,应先点燃后面的酒精灯还是酒精喷灯?为什么?灯?为什么?提示:提示:应先点燃酒精灯,然后通入应先点燃酒精灯,然后通入COCO,待玻璃管,待玻璃管内的空气排尽后,再点燃酒精喷灯;在通入内的空气排尽后,再点燃酒精喷灯;在通入COCO前前先点燃右侧的酒精灯,是为了防止先点燃右侧的酒精灯,是为了防止COCO污染空气;污染空气;在点燃酒精喷灯前先通入在点燃酒精
13、喷灯前先通入COCO排尽装置内的空气,排尽装置内的空气,目的是防止玻璃管加热时发生爆炸。目的是防止玻璃管加热时发生爆炸。(2)(2)实验完成后,是先熄灭酒精灯还是先熄灭酒精实验完成后,是先熄灭酒精灯还是先熄灭酒精喷灯?为什么?喷灯?为什么?提示:提示:实验完成后,应先熄灭酒精喷灯,还要继实验完成后,应先熄灭酒精喷灯,还要继续通入续通入COCO,直到玻璃管冷却至室温后停止通,直到玻璃管冷却至室温后停止通COCO,然后才熄灭酒精灯。这样做的目的有:然后才熄灭酒精灯。这样做的目的有:防止因防止因玻璃管冷却造成内部气压变小,试管内的液体倒玻璃管冷却造成内部气压变小,试管内的液体倒流将玻璃管炸裂;流将玻
14、璃管炸裂;防止生成的铁被空气中的氧防止生成的铁被空气中的氧气氧化。气氧化。【典例典例】(株洲中考株洲中考)早在春秋战国时期,我国就开始生产和使早在春秋战国时期,我国就开始生产和使用铁器。工业上炼铁的原理是利用一氧化碳和氧化铁的反应,用铁器。工业上炼铁的原理是利用一氧化碳和氧化铁的反应,某化学兴趣小组利用如图装置进行实验探究,请按要求填空:某化学兴趣小组利用如图装置进行实验探究,请按要求填空:(1)(1)写出写出COCO还原还原FeFe2 2O O3 3的化学方程式的化学方程式_;(2)(2)实验中盛澄清石灰水的试管中可观察到的现象是实验中盛澄清石灰水的试管中可观察到的现象是_;(3)(3)右边
15、导气管口放置点燃的酒精灯的目的是右边导气管口放置点燃的酒精灯的目的是_;(4)(4)实验开始时要先通入实验开始时要先通入COCO,把装置中的空气排尽后再加热,把装置中的空气排尽后再加热,以防发生爆炸。检验装置中的空气已排尽的方法是以防发生爆炸。检验装置中的空气已排尽的方法是_。石灰水变浑浊石灰水变浑浊燃烧多余的燃烧多余的CO(或消或消除除CO对空气的污染对空气的污染)用排水法收集一试管气体,移近火焰,若发出轻微的爆鸣声,证明空气已经排尽用排水法收集一试管气体,移近火焰,若发出轻微的爆鸣声,证明空气已经排尽在右端导气管口在右端导气管口【我的收获我的收获】本题以考查探究工业炼铁为主题,主要考查工业
16、本题以考查探究工业炼铁为主题,主要考查工业炼铁的原理、实验步骤及实验现象的掌握能力。一氧化碳具有炼铁的原理、实验步骤及实验现象的掌握能力。一氧化碳具有还原性,与氧化铁反应生成铁与二氧化碳,所以生成的气体通还原性,与氧化铁反应生成铁与二氧化碳,所以生成的气体通入澄清石灰水,会变浑浊;一氧化碳是有毒气体,排放到空气入澄清石灰水,会变浑浊;一氧化碳是有毒气体,排放到空气中会造成空气污染,因此装置右端点燃的酒精灯是为了燃烧多中会造成空气污染,因此装置右端点燃的酒精灯是为了燃烧多余的一氧化碳,防止造成空气污染;一氧化碳具有可燃性,点余的一氧化碳,防止造成空气污染;一氧化碳具有可燃性,点燃不纯的一氧化碳可
17、能发生爆炸,验纯的方法是先用小试管收燃不纯的一氧化碳可能发生爆炸,验纯的方法是先用小试管收集一试管气体,然后靠近火焰,若发出轻微的爆鸣声,表示空集一试管气体,然后靠近火焰,若发出轻微的爆鸣声,表示空气已经排尽。气已经排尽。【易错提醒易错提醒】1.1.明确明确COCO与与FeFe2 2O O3 3反应的生成物及生成物性质,从而确定反应现象。反应的生成物及生成物性质,从而确定反应现象。2.2.明确明确COCO在反应中的作用及在反应中的作用及COCO的毒性,从而确定右边酒精灯的作用的毒性,从而确定右边酒精灯的作用及及COCO的验纯的方法。的验纯的方法。【拓展延伸拓展延伸】COCO还原氧化铁的实验操作
18、步骤及解释还原氧化铁的实验操作步骤及解释一、金属活动性顺序的探究与应用一、金属活动性顺序的探究与应用1.1.原理:借助金属与酸溶液、盐溶液能否发生反应及反应的速原理:借助金属与酸溶液、盐溶液能否发生反应及反应的速率来判断金属的活动性强弱。率来判断金属的活动性强弱。2.2.探究金属活动性顺序的实验设计探究金属活动性顺序的实验设计判断依据判断依据 实验设计实验设计 判断方法判断方法 1 1 金属能否与金属能否与酸反应酸反应 将金属放入相同浓度将金属放入相同浓度的酸溶液中的酸溶液中 能反应则金属位于氢前;不能能反应则金属位于氢前;不能反应则位于氢后反应则位于氢后2 2 金属与酸溶金属与酸溶液反应速率
19、液反应速率的大小的大小 取相同质量的金属放取相同质量的金属放入到相同浓度的酸溶入到相同浓度的酸溶液中液中 反应速率大的金属更活泼反应速率大的金属更活泼3 3 金属与另一金属与另一金属的盐溶金属的盐溶液能否反应液能否反应 将金属放入到另一种将金属放入到另一种金属的盐溶液中金属的盐溶液中 若若A A能置换能置换B B,则,则A A的活动性比的活动性比B B的强;若不能置换,则的强;若不能置换,则B B的活的活动性比动性比A A的强的强 【特别提醒特别提醒】(1)(1)应用金属活动性顺序判断金属与酸能否反应时应用金属活动性顺序判断金属与酸能否反应时,不仅要考虑金属活动性,还要注意,浓硫酸、,不仅要考
20、虑金属活动性,还要注意,浓硫酸、硝酸因具有强氧化性,不能与金属发生置换反应。硝酸因具有强氧化性,不能与金属发生置换反应。(2)(2)应用金属活动性顺序判断金属与盐能否反应时应用金属活动性顺序判断金属与盐能否反应时,不仅要考虑金属的活动性,还要注意,反应物,不仅要考虑金属的活动性,还要注意,反应物盐必须溶于水,否则不能反应。盐必须溶于水,否则不能反应。【典例典例1 1】(连云港中考连云港中考)现有现有X X、Y Y、Z Z三种金属,已知:三种金属,已知:X X和和稀硫酸不反应稀硫酸不反应 Z+HZ+H2 2SOSO4 4(稀稀)=ZSO)=ZSO4 4+H+H2 2X+2YNOX+2YNO3 3
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