初三化学第八单元金属和金属材料复习ppt课件.ppt

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1、第七章 金属和金属材料,课题1 金属材料,金属材料,建筑桥梁器械车辆、飞机、舰艇生活用具其它,纯金属,合 金（铁合金，钛合金等）,用途,大多数金属为银白色,大多数金属为固体,大多数金属有光泽,大多数金属熔沸点高,大多数金属能导电导热,大多数金属有延展性,铜（紫红色）金（黄色）,汞（液态）,金属与非金属物理性质的比较,【实验8-1】比较黄铜片和铜片、焊锡和锡的光泽和颜色；将它们互相刻划，比较它们的硬度,暗、黄色,亮、紫红色,暗、灰白色,亮、银白色,黄铜比铜硬,焊锡比锡软,合金与纯金属有不同的性质,【实验8-2】将绿豆大的焊锡、锡和铅放置在铁片上，加热铁片的中心部分，观察，比较焊锡和组成它的纯金属

2、锡、铅的熔化温度,焊锡,锡,铅,【实验8-2】将绿豆大的焊锡、锡和铅放置在铁片上，加热铁片的中心部分，观察，比较焊锡和组成它的纯金属锡、铅的熔化温度,锡,焊锡,铅,【实验8-2】将绿豆大的焊锡、锡和铅放置在铁片上，加热铁片的中心部分，观察，比较焊锡和组成它的纯金属锡、铅的熔化温度,锡,焊锡,铅,焊锡最先熔化，锡次之，铅最后熔化,合金和组成它的纯金属熔点不同,常见合金的主要成分、性能和用途,合金,主要成分,性能,用途,不锈钢,黄铜,18K黄金,焊锡,硬铝,铁、铬、镍,抗腐蚀性好,医疗器械、炊具、容器、反应釜,铜、锌,强度高、可塑性好、易加工、耐腐蚀,机器零件、仪表、日用品,锡、铅,熔点低,焊接金

3、属,铝、铜镁、硅,强度和硬度好,火箭、飞机、轮船等制造业,金、银、铜,光泽好、耐磨、易加工,金饰品、钱币、电子元件,二、合金,1、合金是一种金属与其他一种或几种金属（或非金属）熔合形成的有金属特性的混合物。,2、合金与组成它们的金属的性质的差异。,合金比其组分金属的颜色鲜艳；合金的硬度大于组成它们的金属；合金的熔点低于组成它们的金属；合金的抗腐蚀能力一般强于各组分金属。,3、合金比纯金属具有更广泛的用途。,4、钛和钛合金，新型金属材料,纯铁,铁的合金,（含碳量不同）,生铁（2%4.3%）,钢（0.03%2%）,硬度比生铁大,良好的延展性,钛和钛合金被认为是21世纪的重要材料，它具有很多优良的性

4、能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、机械性能好等。尤其是抗腐蚀性能非常好，即使把它们放在海水中数年，取出后仍光亮如新，其抗腐蚀性能远优于不锈钢，因此被广泛用于火箭、导弹、航天飞机船舶、化工和通讯设备等,形状记忆合金是具有形状记忆效应的合金被广泛用于做人造卫星和宇宙飞船的天线，水暖系统、防火门和电路断电的自动控制开关，以及牙齿矫正等医疗材料,习题,1、下列关于“合金”的叙述：a、合金中至少含有两种金属；b、合金中元素以化合物的形式存在；c、合金中一定含有金属；d、合金一定为混合物；e、合金依然具有金属的特性。其中正确的是（）A、d B、abc C、cd D、cde,D,2、焊锡是锡铅合金，

5、主要用途是焊接金属，那么把铅加入锡中制成合金的主要目的（）A、增加强度 B、降低熔点C、增加延展性 D、增加抗腐蚀性3、某铁合金的样品1.1g在氧气中完全燃烧得到0.013g二氧化碳，则此铁合金是生铁还是钢？,B,4、在铁、铝、铜、锌、钛五种金属中：常用于电镀和作干电池电极的金属是 生铁和钢是哪种金属的合金包装糖果、香烟的银白色金属材料 常用于制造电线和电缆的金属 常用于航空工业作制造飞机等材料的金属,锌,铁,铝,铜,铝,钛,铝,课题2 金属的化学性质,1、所有的金属都可以和氧气反应吗？,2、你知道它们和氧气反应的条件吗？,想一想,1、大多数金属都能与氧气发生反应，但反应的难易和剧烈程度不同,

6、一.金属与氧气的反应,镁、铝在常温下可与氧气反应铁、铜在加热时可与氧气反应金在加热时也不与氧气反应,金属活动性:镁、铝 铁、铜金,2、镁和铝在常温下可与氧气反应，为什么铝会具有很好的抗腐蚀性呢？,铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝（Al2O3)薄膜，从而阻止铝进一步被氧化。,抗腐蚀原因：4Al+3O2=2Al2O3,注意：金属和氧气反应一般生成金属的氧化物,Mg+2HCl=MgCl2+H2,Zn+H2SO4=ZnSO4+H2,二.金属与酸的反应,1、所有的金属都可以和酸反应吗？,2、它们和酸反应的剧烈程度一样吗？,活动与探究：,如何判断Mg Zn Fe Cu 的活动性,A 组：在

7、试管中分别放入镁条、锌粒、铁钉、铜丝。然后，分别向其中加入一些稀盐酸。,B 组：在试管中分别放入镁条、锌粒、铁钉、铜丝。然后，分别向其中加入一些稀硫酸。,放出气泡速度最快，反应最剧烈,Mg+2HCl=MgCl2+H2Mg+H2SO4=MgSO4+H2,放出气泡速度较快，反应较为剧烈,Zn+2HCl=ZnCl2+H2Zn+H2SO4=ZnSO4+H2,放出气泡速度缓慢，反应较为缓和,Fe+2HCl=FeCl2+H2Fe+H2SO4=FeSO4+H2,无明显现象,Mg、Zn、Fe、,金属活动性由强到弱,结论,1、大多数金属能与稀盐酸或稀硫酸反应。,2、可根据金属是否与稀盐酸或稀硫酸反应 或反应的剧

8、烈程度判断金属的活动性强弱。,将铁钉投入到硫酸铜溶液中有何现象？,思考,现象：铁钉表面会有红色物质析出，若时间足够长，则溶液会从蓝色变为浅绿色。,该反应的化学方程式：,Fe+CuSO4=Cu+FeSO4,活动性:FeCu,三.金属与化合物溶液的反应,所有金属都可以和化合物的溶液反应吗？,根据金属和氧气反应的剧烈程度不同我们已经知道，金属铝的活动性大于铜，我们是否还有其他方法来判断Al和Cu谁更活泼呢？,活动与探究：,设计的实验,观察到的现象,得到的结论,将铝丝浸入CuSO4溶液中,铝丝表面覆盖一层红色物质,铝比铜活泼,将铜丝浸入Al2(SO4)3溶液中,无明显现象,铝比铜活泼,利用Al丝、Cu

9、丝及CuSO4溶液、Al2(SO4)3溶液。判断Al、Cu的活动性,Al,Cu,Ag的活泼性如何判断,铝与硫酸铜溶液的反应,铜与硝酸银溶液的反应,浸入溶液中的铝丝表面覆盖一层紫红色物质，溶液由蓝色逐渐变为无色。,2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu,活动性:AlCu,浸入溶液中的铜丝表面覆盖一层银白色物质，溶液由无色逐渐变为蓝色。,Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag,活动性:CuAg,无明显现象,活动性:Cu Al,结论:,以上三种金属活动性顺序为:Al Cu Ag,金属活动性由强到弱,1、部分金属能与金属化合物的溶液反应。,2、可根据金属能不能把另一种金属从金属化合物的

10、溶液中置换出来，判断金属活动性的强弱。,结论,常见金属的活动性顺序:K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au,金属活动性顺序由强逐渐减弱,四.金属活动性顺序的应用,1、在金属活动顺序里，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，位于氢之前的金属能置换出盐酸(稀硫酸)中的氢。金属与酸反应的剧烈程度说明金属活动性不同,3、在金属活动顺序里,位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液中置换出来。根据反应的发生与否可判断金属活动性强弱,习题,1、某单质X能从某溶液中置换出单质Y，由此推断下列说法中正确的是（）A、X一定是排在金属活

11、动性顺序中氢以前的金属 B、X是金属时，Y可能是金属，也可能是非金属 C、X是金属时，Y一定比X活泼 D、X、Y都是金属时，Y一定比X活泼,B,2、往AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，向滤渣中加入稀盐酸，无气泡产生。根据上述现象，你能得到的结论是（）A、滤渣中一定有Fe粉 B、滤渣中一定有Cu粉 C、溶液中一定有Fe2+D、滤液中一定有Ag+,Cu2+,C,解析：向混合溶液中加入一定量铁粉，一定发生的反应是：2AgNO3+Fe=2Ag+Fe(NO3)2,规律金属与金属化合物反应先后次序问题,1、当多种金属都能与某种盐溶液发生反应时，最活泼的最先发生反应，

12、然后依次进行 Zn Fe Cu 混合物加入到AgNO3溶液中2、当多种化合物溶液都能与某金属发生反应时，化合物中金属元素最弱的先发生反应 Zn 投入到AgNO3 和 Cu(NO3)2溶液中,Zn,AgNO3,3、为验证铁、铜、铝三种金属的活泼性顺序，可选用的一组物质是（）A、FeSO4溶液、Cu、AlCl3溶液 B、CuSO4溶液、Fe、AlCl3溶液 C、CuSO4溶液、Fe、Al D、AlCl3溶液、Fe、Cu,B,规律三种金属的验证方法,先把三种金属的活动顺序排出来（Al Fe Cu）1、将两头的金属放入中间金属化合物溶液当中，根据现象得结论 Al FeSO4 Cu2、将中间金属分别放入

13、两边金属的化合物溶液中，根据现象得结论 Al2(SO4)3 Fe CuSO4,对于以下的反应，从反应物和生成物的角度分析，这些反应有何特点？将这一类反应与化合反应、分解反应进行比较,讨论：,Mg+2HCl=MgCl2+H2Zn+2HCl=ZnCl2+H2Fe+2HCl=FeCl2+H2,单质,化合物,化合物,单质,五、置换反应,1、定义：由一种单质与一种化合物反应，生成另一种的单质和另一种化合物的反应叫置换反应,2、常见的类型：A、金属与酸的反应 B、金属与某些盐的化合物溶液反应 Fe+CuSO4=Cu+FeSO4(湿法冶铜)C、氢气（或碳）与某些金属氧化物反应,注意：Fe与酸或盐溶液发生置换

14、反应生成的是Fe2+,化学反应的基本类型,化合反应：A+B+AB(多变一)分解反应：AB A+B+(一变多)置换反应：A+BC AC+B,习题,1、将铁片放入下列溶液中，铁片的质量会增加的是（）A、稀H2SO4 B、FeSO4溶液 C、CuSO4溶液 D、稀HCl2、X、Y、Z 是三种金属，根据下列有关化学方程式可知三种金属的活动性顺序是()Z+YSO4=ZSO4+Y X+YSO4=XSO4+Y Z+H2SO4=ZSO4+H2 X+H2SO4不发生反应 A.ZXY B.ZYX C.XYZ D.XZY,C,A,3、下列反应中不属于置换反应的是（）A、Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2 B、2

15、Mg+CO2=2MgO+C C、2Na+2H2O=2NaOH+H2 D、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2,D,专题,题型一：金属与酸反应的图像分析题 1、相同质量的Mg、Zn、Fe和足量的稀硫酸反应，产生氢气的总质量（m）随时间(t)变化的关系如图，则下图中a、b、c表示的金属分别为：a、b、c。,b,c,Mg,Zn,Fe,m(H2),t,规律,1、将相同质量的Fe、Zn、Mg、Al投入足量的稀盐酸中 则产生氢气质量由多到少的顺序是 产生氢气速率由快到慢的顺序是,Zn,Fe,Mg,Al,AlMgFeZn,MgAlZnFe,t,m(H2),A、从曲线的斜率来判断金属活动性，斜率越大，与酸

16、反应速率越快，则金属的活动性越强,B、从图像上判断生成氢气质量的多少只需看“线高、线低”,规律一：等量不等价态的金属与足量酸反应，价态越高生成的氢气质量越多规律二：等量相等价态的金属与足量酸反应，金属相对原子质量越小，产生氢气的质量越多,Al Mg,Mg Fe,2、把等质量的X、Y、Z、M四种金属分别加入到同体积、同浓度的足量稀盐酸中再把X加入到Z(NO3)2溶液中，M加入到YNO3溶液中反应关系如图所示据此判断四种金属的活动性顺序为（）AZXMY BXZMY CXZYM DYMZX,B,题型二：金属混合物与酸反应的计算应用题 3、一种不纯的铁粉，已知它含有铜、铝、镁中的一种或几种金属杂质。现

17、取5.6g该铁粉和足量的稀硫酸反应产生0.19g氢气。则该铁粉中一定含有的金属杂质是（）A、铜 B、铝 C、镁 D、铝、镁的混合物,解析：运用假设法(极限法)，假设5.6g全部是一种金属，看生产氢气的质量是多少，再进一步分析 若5.6g全部是铁，则生成0.2g氢气；若5.6g全部是铝或镁，则均生成氢气大于0.2g；所以必须含有产生氢气质量小于0.2g的金属，在这几种金属中只有Cu与酸不反应，故肯定含有Cu,A,4、5.6 g含杂质的铁片加到足量的稀硫酸中，共收集到0.19 g氢气，该铁片中不可能含有的杂质是（）A.铝和铜 B.镁和锌 C.锌和铜 D.镁和铝 5、为了测定某铁粉中杂质的含量,取该

18、铁粉样品20克,放到盛有200克稀盐酸的烧杯中,反应后烧杯中物质总质量变成219.4克.求 铁粉中纯铁的质量分数.稀盐酸的质量分数.,D,题型三：物质推导题 6、已知A、B、C、D四种物质都含有同一种元素，其中A是单质，B是黑色固体，C是红色固体。它们之间存在着如下转化关系：（1）A在不同条件下能够转化成B或C；（2）A和稀硫酸反应有D生成；（3）在高温条件下，B、C分别和无色气体E反应，都能生成A和另一种无色气体。根据上述信息，写出下列物质的化学式：A；B；C；D。,Fe,Fe3O4,Fe2O3,FeSO4,7、根据下列物质之间的相互转化关系回答：化合物甲+单质X 化合物乙+单质Y（1）若乙

19、的溶液是浅绿色，Y是红色固体，则该反应的化学方程式是：（2）在常温下若乙是一种气体，则该反应的化学方程式是：（3）若单质X是固体，单质Y是无色气体，则X可以是，写出其中一个反应的化学方程式,Fe+CuSO4=FeSO4+Cu,C+CuO=CO2+Cu,高温,Mg(或Zn、Fe),Zn+H2SO4=H2+ZnSO4,题型四：天平是否失衡问题,1、在托盘天平两盘上的烧杯中，各放入质量浓度都相等的稀硫酸，调节至天平平衡，分别向两烧杯中各加入5g镁和5g铁，金属全部反应消失后，天平指针将（）A、偏向镁一边 B、偏向铁一边 C、仍平衡 D、不能确定,分析：此题关键求出等质量的镁和铁反应产生氢气量的多少;

20、由于金属全部完全反应，所以酸的量是足够的；镁和铁等质量等价态，所以产生氢气的量MgFe,B,2、在托盘天平两盘烧杯中各放入质量浓度都相等的稀盐酸，调至天平平衡，在左右两盘中各放入等质量的两种金属(保持盐酸过量)，反应完全后发现左盘升高，右盘下降，则左右两烧杯中分别放入的金属可能是（）A、Mg 和 Al B、Zn 和 Mg C、Zn 和 Cu D、Cu 和 Fe3、在托盘天平的左右两盘各放一只盛有相同浓度、相同质量的稀硫酸。天平平衡，在左杯放入m g铁粉，在右杯中放入m g锌粉，充分反应后，两杯都有金属剩余，此时天平指针（）A、偏右 B、指在中央 C、偏左 D、无法确定,C,B,1、金属元素在自

21、然界中分布很广，极少数不活泼的金属（如金、银等）有单质形式存在；2、其余大多数以化合物的形式存在。金属化合物在自然界中以矿物的形式存在。3、常见矿石：,课题3 金属资源的利用和保护,Fe2O3,赤铁矿,黄铁矿 FeS2,菱铁矿FeCO3,磁铁矿 Fe3O4,赤铜矿 Cu2O,孔雀石 Cu2(OH)2CO3,一.金属元素在自然界中的存在,1.实验室用CO还原Fe2O3,二.铁的冶炼,【实验8-3】,如何验证产物中含铁粉？用磁铁吸（或加稀HCl）,红色的固体变成灰黑色，同时产生的气体使澄清的石灰水变浑浊,一氧化碳还原氧化铁生成铁粉(灰黑色)与二氧化碳,用燃着的酒精灯将尾气点燃或用气球收集尾气,.按

22、下图组装仪器，并检查其气密性,【实验步骤】,把少量研细的氧化铁粉末装进硬质玻璃管中,把硬质玻璃管接入装置系统中，先通入CO气体排除空气,当红棕色粉末已转变成黑色后，停止加热，再通入一会儿CO，直至玻璃管冷却,防止Fe被氧化,防止CO与空气混合受热爆炸,点燃出气口处的酒精灯(或用气球收集)，待排尽后，点燃酒精喷灯,防止CO污染空气,2、工业炼铁,（1）原理：CO在高温下具有还原性，可以把铁从铁矿石中置换出来,（2）化学方程式：3CO+Fe2O3=3CO2+2Fe,高温,（3）原料：铁矿石、焦炭、石灰石,石灰石的作用：把铁矿石中难溶的脉石变为炉渣而除去,铁矿石、焦炭、石灰石,（4）设备：炼铁高炉,

23、（5）产品：生铁,1、如图甲是实验室模拟炼铁的装置图，试回答：（1）按如图连接实验装置、检查装置的气密性、装药品、固定实验装置后，主要实验步骤有：通入CO；停止通入CO；点燃酒精喷灯；熄灭酒精喷灯；验纯正确的操作顺序是（填序号）（2）实验过程中仪器中发生的反应的现象是（3）实验中产生的尾气不能直接排放原因是（4）图乙是炼铁高炉的结构图其中焦炭在高炉炼铁时的作用之一是产生高温，另一作用为 生铁出口低于炉渣出口的原因是,红色固体逐渐变黑,CO有毒防止空气污染,和CO 2反应生成CO,炉渣的密度小于铁水的密度,1、混合物中某物质的质量分数（纯度）=该物质的质量/混合物的总质量x100%=1-杂质的质

24、量分数2、某物质的质量=混合物的总质量x该物质的质量分数（纯度）3、混合物的总质量=某物质的质量/该物质的质量分数（纯度）,三.含杂质物质的计算,m(纯)=m(不纯)纯度,m(不纯)=m(纯)纯度,列比例时，一定要用纯量。,习题,1、用1000t含氧化铁(Fe2O3)80%的赤铁矿石，理论上可炼含铁96%的生铁多少吨？,解：1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为1000t 80%800t。设800t氧化铁理论上可以炼出铁的质量为X。,160 112,800t X,X560t,折合含铁96%的生铁的质量为560t 96%583t(纯化杂),答：1000t含氧化铁(Fe2O3)80%的赤铁矿石，理论

25、上可炼出含铁96%的生铁为583t。,2、某炼钢厂日产含杂质5%的生铁3000t，试计算：该3000 t生铁中含纯铁多少吨？该炼钢厂每天需含Fe2O3质量分数为85%的赤铁矿石多少吨？（计算结果保留整数）,解：生铁中含纯铁：3000t(15%)=2850t.,设需含Fe2O3质量分数为85%的赤铁矿石的质量为x。,答：该3000 t生铁中含纯铁2850t。该炼钢厂每天需含Fe2O3质量分数为85%的赤铁矿石为4790t。,3、某课外活动小组检测武汉钢铁厂生产的生铁样品的质量，在实验室中称取生铁屑样品10.0g放入烧杯中，加入一定量的稀硫酸，加热，使之充分反应（杂质不参加反应）。然后冷却、称量。

26、反应后烧杯中物质的质量比反应前减少了0.34g。计算：（1）生铁屑样品中杂质的含量；（2）生产100t这种生铁，至少需要含氧化铁80%的赤铁矿的质量,解题关键：根据质量守恒定律确定反应前后减少的质量即为生成氢气的质量，然后根据氢气质量计算出铁的质量，进而计算出杂质的含量。第二问可根据铁元素质量守恒来计算,1、金属的腐蚀和防护（1）铁生锈：,四.金属资源的保护,用橡皮塞塞紧管口,植物油,哪种条件下,铁最易生锈?为什么?,a.在干燥空气中b.浸没在水中c.半截浸没在水中,a b c,不生锈(有O2无水),不生锈(有水无O2),在水与空气的交界面最易生锈,(有水和2),铁生锈的条件：,铁与空气中的氧

27、气、水蒸气发生化学反应,4Fe+3O2+2XH2O=2Fe2O3 XH2O(缓慢氧化),铁制品锈蚀的条件:,要有能够发生反应的物质(Fe、H2O、O2)；,反应物要能相互接触；,生成物不会对反应起阻碍作用,Fe2O3 XH2O很疏松，易吸水，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气反应，如不及时除去，会加快铁制品的生锈，使铁全部被腐蚀。而铝不同，铝与氧气反应生成致密的Al2O3薄膜，覆盖在铝的表面，从而保护里层的铝不再与氧气反应，所以铝耐腐蚀。,氧化铁与铝壶表面的氧化铝膜性质比较,疏松多孔,致密结实,完全锈蚀,使铝“自我保护”,防止铁生锈的方法(破坏铁生锈的条件即可)：,1.保持铁制品表面的洁净和干燥。,2.在铁制品表面涂油、刷漆、搪瓷（即表面生成致密的氧化膜保护层），使铁制品与空气隔绝。,3.制成耐腐蚀的合金，如不锈钢，就是在钢中加入一点镍和铬而制成的合金。,4.牺牲性保护：把铁与一较活泼的金属相连接，因而防止铁生成 Fe2+(aq)离子，从而防锈(镀锌),打强心针,穿外衣,2、如何利用和保护好金属,（1）防止金属腐蚀（2）金属的回收利用（3）有计划，合理地开采矿物（4）寻找金属的代用品,