MRTANG 初中化学第八单元学案资料.docx
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MRTANG初中化学第八单元学案资料
第八章金属和金属材料学案
课题1金属材料
学习目标:
1.认识金属材料与人类生活和社会发展的密切关系。
2.了解常见金属的物理性质,知道物质的性质在很大程度上决定了物质的用途,但不是唯一的决定因素。
3.认识在金属中加热熔合某些金属或非金属可以制得合金,知道生铁和钢等重要合金,以及合金比纯金属具有更广泛的用途。
重难点:
金属材料的物理性质及用途影响因素:
合金的定义及性能;金属的物理性质、合金的概念;物质的性质与用途的关系。
引入:
看过《水浒传》小说或电视剧的同学,一定还记得《水浒传》里有个“杨志卖刀”的故事,说杨志用那口宝刀,只一刀下去,就把一叠二十文铜钱齐齐地截成了两半!
你知道这把剑是用什么金属做成的吗?
知识梳理:
一、金属材料
1.常见金属元素(至题请用元素符号表示):
元素名称
金
银
铜
铁
铝
钠
镁
钙
汞
水银
锌
铅
钾
铬
锰
元素符号
2、在暖瓶胆夹层内的银白色金属是;常用来作导线的金属是;白炽灯泡内的灯丝通常是由制成的;温度计中填充的金属是。
3.我国文物“司母戊大方鼎”证明早在商代,中国就开始使用器,春秋旧中国时已经开始冶铁,而铝的应用只有100多年的历史。
由此可知人类利用金属铁、铝、铜、由早到晚的时间顺序是。
4、金属之最:
(1)地壳中含量最多的金属元素:
;
(2)人体中含量最多的金属元素:
;
(3)使用量最高的金属元素:
;(4)导电、导热性最好的金属元素:
;
(5)熔点最高的金属元素:
;(6)熔点最低的金属元素:
;
(7)密度最大的金属元素:
;(8)密度最小的金属元素:
;
(9)硬度最大的金属元素:
;(10)世界年产量最高的金属
5、金属的物理性质
(1)常温下为体(汞为体);
(2)都有金属光泽,大多数为色(而铜为色,金为色,铁粉为色)
(3)有良好的性,性,性;
(4)金属的密度较;熔点较。
6、金属分类:
黑色金属:
通常指铁、锰、铬及它们的合金。
金属
有色金属(指除黑色金属以外的其他金属):
重金属:
如铜、锌、铅等
轻金属:
如钠、镁、铝等;
[特别注意]1、并不是所有含金属元素的物质都是金属材料,例如铁矿石中含有铁元素但不是金属材料;
2、物质用途的影响因素:
物质的 在很大程度上决定了物质的用途,但这不是唯一的影响因素。
在考虑物质的用途时,不光要考虑其性质,还需要考虑 、 、是否美观。
使用是否便利,废料是否易于 和 等多种因素。
3、什么是金属?
(金属是具有金属光泽、能够导电、传热、具有良好的延展性的一类物质的总称。
)
思考:
1、为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制?
2、已知银的导电性是100,铜的导电性是99,而银1980000元一吨,铜28000元一吨,银的导电性比铜好,为什么电线一般用铜而不用银制?
3、为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制?
如果用锡制的话,可能会出现什么情况?
4、为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬?
如果镀金怎么样?
5、你认为铸造钱币的金属材料应具有什么样的性质?
保存食品的呢?
6、金属材料的利用历史来,先是青铜器时代,后是铁器时代,而铝的利用仅仅是100多年前的事,金属材料的发现和利用的早晚与什么有关系呢?
二、合金
1、合金:
在金属中加热熔合某些或,就可以制得具有特征的合金。
可见,合金一定是物。
2、常见的合金:
铁的合金:
(含碳量)和(含碳量),所以生铁和钢的主要区别是。
“百炼成钢“蕴涵着什么化学知识?
3、纯金属和性质往往比较单一,制成合金后组成的改变,使得合金性能也随之改变。
合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更(填“高”或“低”),因此更坚固;抗腐蚀性等也更(填“好”或“差”),因此更耐用;熔点更(填“高”或“低”),因此更易铸造成型。
——因而更容易适合于不同的用途。
4、被认为是21世纪的重要金属材料,与人体有很好的“相容性”,可用来作人造骨,或因其小、可塑性好、等优点广泛应用于火箭、导弹、航天飞机、船舶、化工等方面。
[特别注意]有的人往往误认为合金都是由金属组成的。
事实上,凡是在金属中加热熔合某些金属或者非金属而得到的具有金属特性的物质都是合金。
(合金属于混合物)
思考:
1、为什么我们在生活中不用纯铝做门窗,而是用铝合金?
2、为什么不用纯铁制作汤勺,而用不锈钢?
常见的合金的主要成份、性能及用途:
合金
主要成份
主要性能
主要用途
锰钢
不锈钢
黄铜
硬铝
18K黄金
巩固练习:
1食品包装中经常用到铝箔。
铝能制成铝箔是因为铝具有良好的()
A导电性B延展性C导热性D抗腐蚀性
2硬铝的下列性质中,与制造飞机外壳无关的是()
A导电性好B密度较小C耐腐蚀性较强D硬度较大
3、某新型“防盗玻璃”为多层结构,每层中间嵌有极细的金属线,当玻璃被敲碎时,与金属线相连的警报系统就会立刻报警,“防盗玻璃”能报警,这利用了金属的()
A延展性B导电性C弹性D导热性
4、下列叙述错误的是()
A金属材料包括纯金属和它们的合金B金属在常温下都是固体
C物质的用途完全由其性质决定,与其他因素无关
D铜是人类最早发现的金属,铁是目前世界上产量最高的金属。
5、金属、金属材料的性质在很大程度上决定了它们的用途。
下列相关说法中不正确的是()
A钛合金与人体具有很好的“相容性”,可以用来制造人造骨
B铁具有良好的导热性,可以用于制造炊具
C不锈钢抗腐蚀性好,常用于制造医疗器械
D铅锑合金的熔点较低,电阻率较大,常用于制成发热体
6、工业生产中常将两种金属在同一容器中加热使其熔化,冷凝后得到具有金属特性的熔融物——合金。
试根据下表所列金属的熔点和沸点的数据判断不能制得合金的是()
金属
Na
K
Al
Ca
Fe
熔点/。
C
97.8
63.6
660
1083
1535
沸点/。
C
883
774
2467
2595
2750
AK——Na合金BK——Fe合金CNa——Al合金DFe——Cu合金
7、去年7月,美国“深度撞击”飞行器成功炮轰彗星,其撞击器采用的是一种含铍(一种金属)3%的铜合金。
关于合金,下列说法错误的是()
A合金属于金属材料B只能是金属熔合而成
C合金比纯金属性能更优D生铁和钢属于铁合金
8、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
9.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
10、某物质为金属材料,则该物质()
A、一定是单质B、一定是化合物
C、一定是混合物D、可能是单质或混合物
11、金属钛有银白色金属光泽,密度为4.5g/cm3,熔点为1725℃,具有良好的延展性和耐腐蚀性。
下列物品不能用钛制作的是()
A、保险丝B、医疗器械C、潜艇外壳D、眼镜架
12、古人曾将铅锻打成细细的铅条,作为笔来写字,这也是“铅笔”名称的由来。
铅条能像现代铅笔一样写字,这一现象与下列铅的性质有关的是()
A、硬度小B、熔点低C、密度大D、能导电
13、下列关于合金的说法正确的是()
A.合金不能导电、传热B.合金属于纯净物
C.合金没有延展性D.合金的很多性能与组成它们的纯金属不同
14.钛和钛合金是21世纪的重要金属材料,它们具有优良的性质,如熔点高、密度小,可塑性好,机械能力强,钛合金与人体有很好的“相容性”。
根据它们的主要性能,不合实际的用途是( )
A.用于核潜艇设备的制造B.用于制造航天设备C.用来做保险丝D.可用来制造人造骨
15.用镍钛合金制成的宇宙飞船自展天线,在低温下被折叠,进入太空后,在阳光照射下可重新展开,恢复成原状。
关于此天线制作材料描述错误的是( )
A.具有形状记忆功能B.具有很低的熔点C.具有良好的延展性D.具有良好的导电性
16、下列物质不属于金属材料的是()
A、青铜B、铁矿石C、钢D、铝
17、铝通常用作电线、电缆是利用它的性;细铁丝、薄铁片用力就可弯成各种形状,这说明铁具有的性质;铁锅、铝壶可用来烧水是利用它们的性;金块可以轧成很薄的金箔,这是利用了金的性
18、日常使用的金属材料多数属于合金,下表列出了一些常见合金的主要成分和性能。
合金
合金的主要性能
主要成分及纯金属的性能
焊锡
熔点183℃
锡:
熔点232℃;铅:
熔点327℃
硬铝
强度和硬度好
铝、铜、镁、硅等。
硬度小、质软
不锈钢
抗腐蚀性好
铁、铬、镍等。
纯铁抗腐蚀性不如不锈钢
由表推断,与组成合金的纯金属相比,合金的优点一般有(填序号)
①强度更低②硬度更高③熔点更高④抗腐蚀性更好
19、某校太阳能科技活动小组用口径为一米的铁锅,内壁贴上表面光亮的铝箔制成太阳灶把太阳灶正对着太阳,太阳灶能将照射到它表面的光和热集中到灶前某处,在该处放一把铝壶,就可给壶中的水加热。
根据上述短文,归纳铝的物理性质和用途。
20、用金属的化学式填空:
(1)体温表中的液态金属是
(2)广泛用于航空工业、造船工业的金属是
(3)包装糖果、香烟的银白色金属是
(4)干电池的金属筒是
21、有两包黑色粉末,分别是铁粉和木炭粉末。
请你设计实验,用两种不同的方法鉴别这两种粉末。
简要写出实验的步骤、现象、结论。
22、黄金首饰的纯度常用“k”来表示,24K表示纯金,则标号为18K的黄金项链10克含纯金多少
课题2金属的化学性质
学习目标:
1、知道铁、铝、铜等常见金属与氧气的反应,初步认识常见金属与盐酸、硫酸的置换反应以及与化合物的盐溶液的反应。
2、通过对金属活动性顺序的学习,能对有关的置换反应进行简单的判断,并能用金属活动性顺序解释一些与日常生活有关的化学问题。
重难点:
金属活动顺序的理解与实际运用
知识梳理:
一.金属与氧气的反应
1.“真金不怕火炼”的原因?
2.为什么铝具有优良的抗腐蚀性能?
;
为什么不宜用钢刷、沙等来擦洗铝制品?
3.大多数金属可与氧气的反应
金属
在空气中
在氧气中
镁
常温下逐渐变暗。
点燃,剧烈燃烧,发出耀眼的白光,生成白色的固体
点燃,剧烈燃烧,发出耀眼的光,生成的固体2Mg+O2点燃2MgO
铝
常温下表面变暗,生成一种致密的氧化膜(抗腐蚀性能好)
点燃,剧烈燃烧,发出耀眼的白光,生成白色的固体4Al+3O2点燃2Al2O3
铁
持续加热变红
点燃,剧烈燃烧,,生成的固体
3Fe+2O2点燃Fe3O4
铜
加热,生成黑色物质;在潮湿的空气中,生成铜绿而被腐蚀
加热生成色物质2Cu+O2加热2CuO
银金
即使在高温时也不与氧气发生反应
由上可知:
①大多数金属都能与_______反应,反应剧烈程度_______(选“相同”或“不同”)
②、在常温下就能与氧气反应;、在常温下不能与氧气反应,但在高温时能与氧气反应;即使在高温时不能与氧气反应。
说明金属的活动性:
____、___较活泼,____、____次之,______最不活泼。
二、金属与稀盐酸、稀硫酸的反应
书本实验探究1:
稀盐酸
稀硫酸
实验现象
有关化学方程式
实验现象
有关化学方程式
镁
锌
铁
铜
1、思考:
①上述实验过程中,金属颗粒大小有什么要求?
酸的量及酸的质量分数有什么要求?
②、能否用铝锅长时间盛放食醋,为什么?
2、讨论:
①根据反应时是否有H2产生将金属分两类:
能与盐酸、稀硫酸反应生成H2的
金属有_____;不能与盐酸、稀硫酸反应生成H2的金属有___;
②铁、镁、锌和稀盐酸或稀硫酸反应时剧烈程度不同:
____反应最剧烈,其次是__
_,然后是___,由此推出金属活动性顺序__________
点拨:
上面的反应都是由一种_______与一种_______反应,生成另一种_______与另一种________,这类反应叫做______反应。
(简称:
单换单/“一”到“一”)
练习:
1、完成下列化学方程式,并注明反应类型
①、Mg+H2SO4=()②、Zn+HCl=()
③、Fe+CuSO4=()
2、由铁与盐酸、稀硫酸和硫酸铜溶液的反应,我们知道铁单质与盐酸、稀硫酸或某些化合物溶液发生置换反应后,铁元素的化合价变为价。
三、金属与盐溶液的反应
书本实验探究2:
条件:
实验
现象
有关的化学方程式
说明
锌粒浸入
硫酸铜溶液
说明___的活动性
强于_____
铜丝浸入
硝酸银溶液
说明___的活动性
强于_____
铜丝浸入
硫酸锌溶液
说明___的活动性
强于_____
通过上述实验,你得出锌、铜、银的金属活动性顺序为:
_______;由上总结出反应条件为:
“换后,盐”
四.金属活动性顺序表
金属活动性顺序
__________________________________________________________________。
金属活动性由逐渐减
(友情提示:
记忆方法,可5字断句背诵)
1.在金属活动性顺序里,金属的位置越_,它的活动性就越强。
2.通过活动探究1得出:
在金属活动性顺序里,位于____前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的_____,生成。
3.通过活动探究2得出:
在金属活动性顺序里,位于____的金属能把位于____的金属从它们的化合物的溶液里置换出来。
(K、Ca、Na除外!
)
置换与被置换的顺序:
ZnFe与CuSO4反应,Zn先与CuSO4反应;
Fe与Cu(NO3)2、AgNO3混合溶液反应,Fe先与AgNO3溶液反应
置换与被置换的顺序规律:
距离就原则
金属活动性顺序的作用:
1、法冶金;2、判断反应是否能发生;
{特别注意}1、排在氢前面的金属可以置换出酸中的氢而不是氢气
2、强氧化性的酸如浓硫酸及硝酸与金属不是发生置换反应产生氢气而是产生水等
3、金属与其他金属的化合物溶液反应时需注意前金换后金,金属的化合物必须可溶于水形成溶液
4、对于钾、钙、钠等金属的活动性较强,与化合物溶液的反应比较复杂,一般不用其直接置换比其不活泼的金属
思考:
①天然水中溶解有一些铁盐,为什么新买来的铝锅烧开水后,在水面会留下一道黑色的印痕?
②农业上常用硫酸铜溶液和熟石灰来配置农药波尔多液,为什么一般选用木通而不用铁铜来配制?
如何检验配好的波尔多液是否含有硫酸铜?
练习:
1判断下列反应能否发生?
能反应的写出化学方程式,不能反应的说明理由。
①银和稀盐酸 ②镁和硫酸铜溶液
③铜和硫酸铝溶液④铝和稀盐酸
2、市场上有人用铝代替纯银制作戒指,下列方法不能将其鉴别出来的是()
A、利用水、天平和量筒测密度B、浸入稀盐酸中观察有无气泡产生
C、浸入硫酸铜溶液中观察是否变色D、浸入氯化钙溶液中观察是否产生白色沉淀
3.不法分子常常用金光闪闪的“金元宝”(铜锌合金)来蒙骗人们,下列鉴别方法中错误的是
A.加盐酸 B.测密度 C.用火烧 D.看颜色
巩固训练:
1、公元二世纪我国炼丹专家魏殃著有《周易参同契》是世界上现在的最早的一部炼丹专著,书中描写道“金入于猛火色不夺精光”。
这句话是指黄金的性质在强热条件下()
A.很稳定B.很活泼C.易氧化D.易还原
2、将一枚洁净的铁钉浸入稀硫酸中,下列叙述:
①铁钉表面产生气泡;②液体由无色逐渐变为浅绿色;③铁钉的质量减轻;④液体的质量减轻,其中正确的是()
A.②③B.①②④C.①②③D.①②③④
3.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MgB.铝Al>锌Zn>铁Fe>锡Xi
C.铅Pb>铜Cu>贡HgD.金Au>银Ag>铂pt
4.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
5.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
6.向一定量的铁粉中逐滴加入稀硫酸至过量,下图是反应过程中某种物质的质量Y随加入稀硫酸的质量变化的关系,则Y不可能表示
A.消耗铁粉的质量B.生成硫酸亚铁的质量
C.溶液的总质量D生成氢气的质量
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+MnD.Mn+CuSO4=MnSO4+Cu
8、下列不能由金属和酸直接反应得到的物质是()
A、氯化镁B、硫酸锌C、氯化亚铁D、硫酸铜
9、下列反应类型中,一定有单质参加的反应是()
A、化合反应B、分解反应C、置换反应D、氧化反应
10、要除去铜粉中混有的少量铁粉,下列物质不合适的是()
A、稀硫酸B、稀盐酸C、硫酸铜溶液D、水
11、某金属单质R,不能跟稀硫酸发生反应,但能与硝酸汞溶液发生置换反应,则R可能是()
A.铁B.镁C.银D.铜
12、比较铜和银的金属活动性强弱,可选用的药品是()
A.稀盐酸B.稀硫酸C.硫酸锌溶液D.硝酸汞溶液
13、下列化学方程式中,正确的是( )
A、Cu+2AgCl==2Ag+CuCl2 B、Zn+2AgNO3==2Ag+Zn(NO3)2
C、2Na+CuSO4==Cu+Na2SO4 D、2Fe+3CuCl2==2FeCl3+3Cu
14、将质量相等的A、B、C三种金属,
同时分别放入三份溶质质量分数相同且足量的稀盐酸中,
反应生成H2的质量与反应时间的关系如图所示,,
根据图中所提供的信息,得出的结论正确的是()
(已知A、B、C在生成物中均为+2价)
A、放出H2质量是A>B>C
B、金属活动性顺序是A>B>C
C、反应速率最大的是A
D、相对原子质量大小关系是C>B>A
15.某学生为了验证铁、锌、铜三种金属的活动性顺序,设计了四种方案:
①将Zn、Cu分别加入到FeSO4溶液中②将Zn、Cu分别加入到ZnSO4溶液中③将Zn分别加入到FeSO4、CuSO4溶液中④将Fe分别加入到ZnSO4、CuSO4溶液中
A.①或④B.①或②C.②或③D.③或④
16、出土的文物中,金器保存完好,铜器表面有锈迹,铁器则锈迹斑斑,这表明金、铜、铁的金属活动性由强到弱的顺序是
17、、比较、分析、归纳是学习化学的有效方法。
现有反应:
①Zn+CuCl2═ZnCl2+Cu②Cu+2AgNO3═Cu(NO3)2+2Ag③Cl2+2NaBr═2NaCl+Br2④Br2+2NaI═2NaBr+I2
(1)通过比较、分析,可以发现上述四个反应有相似之处,均属于反应
再分析这四个反应前后各元素的化合价,我们还会发现一个相似之处:
(2)分析反应①和②,可以得到ZnCuAg三种金属的活动性由强到弱的顺序是
(3)用同样的思维分析③和④,我们可知Cl2、Br2、I2的非金属活动性顺序由强到弱的是
18、在H前面的金属,在金属活动性顺序中的位置越靠前,反应的速率就越_______将Mg、Zn、Fe、Al四种等质量的金属投入到足量的稀硫酸中,反应速度最快的是_______;最慢的是 ;产生氢气最多的是 ;最少的是____
19、A是地壳中含量第二的金属元素,A的单质在B的单质中燃烧时火星四射,生成一种黑色固体C,把A单质放入稀硫酸中产生可燃气体D,A单质跟氯化铜溶液反应能生成紫红色金属E。
(1)A的元素符号是,B单质的名称为,D单质的化学式为
(2)A单质在B单质中燃烧的化学方程式为A单质在氯化铜溶液中反应的化学方程式为该反应的基本类型为
选做题
20、小明选择“铝丝和盐酸反应的快慢与什么因素有关”的课题开展探究,下表是他分别用相同质量的铝丝和足量的稀盐酸反应的三组实验数据:
实验序号
盐酸的质量分数/%
反应温度/℃
铝丝消失的时间/s
①
3
20
500
②
6
20
300
③
6
30
80
(1)写出铝和盐酸反应的化学方程式:
(2)实验②和③标明该反应快慢与有关
(3)能标明盐酸质量分数对反应快慢有影响的实验编号是和
(4)如果把实验①中盐酸的质量分数改为4%,请你推测铝丝消失的时间(用t表示)的取值范围
(5)该实验除了用铝丝消失的时间来衡量反应的快慢外,你还能提出新的方法来衡量该反应的快慢吗?
21、下表是某种常见金属的部分性质:
颜色、状态
硬度
密度
熔点
导电性
导热性
延展性
银白色固体
较软
2.70g/cm3
600.4℃
良好
良好
良好
将该金属投入稀盐酸中,可产生大量气体。
根据上述信息回答以下问题:
①试推断该金属可能的一种用途
②该金属的活动性比铜 (填强或弱);
③请自选试剂,设计实验探究该金属与铁的活动性强弱,并完成该表:
你的一种猜想
验证方法
现象
结论
课题3金属资源的保护和利用
学习目标:
1、知道常见的金属如铁、铝、铜等矿物;了解从铁矿石中将铁还原出来的方法。
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