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2019-2020年九年級化學(xué)上冊 5.1 金屬的性質(zhì)和利用教學(xué)案 滬教版 知識點1 　常見金屬的物理性質(zhì)(重點) 教材第114頁你已經(jīng)知道什么 解答： 金屬元素的名稱和符號 我知道的 金屬名稱 鐵 銅 鈣 鎂 鈉 銀 汞 金 鋁 鉑 鉛 鎢 錳 鋅 元素符號 Fe Cu Ca Mg Na Ag Hg Au Al Pt Pb W Mn Zn 我見過的 金屬名稱 鐵 銅 鎂 銀 汞 金 鋁 鎢 ____ 元素符號 Fe Cu Mg Ag Hg Au Al W 教材第114頁交流與討論 解答： 　　　　　　金屬的某些物理性質(zhì)及其應(yīng)用 金屬的應(yīng)用 說明金屬具有的物理性質(zhì) 金、鉑可作裝飾品 鋼軌、橋梁等 汽車外殼、鋼絲繩、鋁箔紙等 電線、電纜等 鐵鍋、鋁壺等 具有金屬光澤 機械強度大 延展性好 導(dǎo)電性好 傳熱性好 常見金屬的物理性質(zhì)有： (1)有金屬光澤：金呈金黃色，銅呈紫紅色，鐵、鋁呈銀白色等。 (2)有良好的導(dǎo)電性、傳熱性：按照導(dǎo)電能力由大到小的順序，將常見的幾種金屬排列如下：Ag、Cu、Au、Al、Zn、Fe、Pb。 (3)有良好的延展性：如最細的白金絲直徑不超過1/5 000 mm，最薄的金箔只有1/10 000 mm厚。 (4)有較大的密度，但鈉、鉀比水輕。 (5)有較大的硬度，但鈉、鉀很軟，可用小刀切割。 (6)有較高的熔點，熔點最高的金屬是鎢，但銫和鎵在手上受熱就能熔化，汞在常溫下是液體。 注意 金屬光澤只有在金屬成塊時才能表現(xiàn)出來，金屬粉末一般都呈暗灰色或黑色，但鋁粉呈銀白色，常用于防銹，俗稱“銀粉”。 教材第115頁聯(lián)想與啟示 解答：1．鐵具有良好的導(dǎo)熱性，而木柄或塑料柄不易導(dǎo)熱，鐵制鍋鏟加上木柄或塑料柄是為了避免把手燙傷。 2．考慮物質(zhì)的用途時，除考慮性質(zhì)外，還需要考慮價格、資源、是否美觀等多種因素。銀的價格昂貴，不宜用于大量制造電線、電纜。 3．應(yīng)考慮選用耐磨、硬度較大、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、不易生銹、對人類沒有危害、色澤美觀的金屬，如選用不銹鋼、特種鎳鋼、金、銀、銅等。 例1 銅常被用來制造導(dǎo)線，這主要是因為它具有( ) A．良好的導(dǎo)電性 B．良好的導(dǎo)熱性 C．金屬光澤 D．較高的硬度 解析：銅具有良好的導(dǎo)電性，常用于制導(dǎo)線；銅具有良好的導(dǎo)熱性，常用于制加熱儀器，如燃燒匙等。 答案：A 知識點2 金屬與氧氣的反應(yīng)(重點) 教材第115頁觀察與思考 解答：1．鎂在空氣中劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的白光，放出熱量，生成白色固體；鐵絲在氧氣中劇烈燃燒，火星四射，放出大量熱，生成黑色固體。 2． 實驗內(nèi)容 實驗現(xiàn)象及化學(xué)方程式 鎂條在空氣中點燃 劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的白光，放出熱量，生成白色固體 2Mg+O22MgO 鐵片(或鐵絲)在氧氣中點燃 劇烈燃燒，火星四射，放出大量熱，生成黑色固體 3Fe+2O2Fe3O4 鋁片(或鋁絲)在空氣中加熱 失去金屬光澤4Al+3O22Al2O3 銅片(或銅絲)在空氣中加熱 表面由紅色變?yōu)楹谏?Cu+O22CuO 許多金屬都能與氧氣反應(yīng)，但反應(yīng)的難易和劇烈程度是不同的，如鎂、鋁等在常溫下就能與氧氣反應(yīng)；鋁在空氣中與氧氣反應(yīng)，在其表面生成一層致密的氧化鋁(Al2O3)膜，從而阻止鋁進一步被氧化，因此，鋁具有很好的抗腐蝕性能。 ==== ==== 鐵、銅等在常溫下幾乎不與氧氣反應(yīng)，但在點燃或高溫時能與氧氣反應(yīng)： 注意 “真金不怕火煉”，說明金即使在高溫時也不與氧氣反應(yīng)。 例2 收藏家收藏的清末鋁制品，至今保存仍十分完好，該藝術(shù)品不易銹蝕的主要原因是( ) A．鋁不易發(fā)生化學(xué)反應(yīng) B．鋁的氧化物易發(fā)生還原反應(yīng) C．鋁不易氧化 D．鋁易氧化，但鋁表面的氧化鋁具有保護內(nèi)部鋁的作用 解析：鋁的金屬活動性較強，易于氧化，但其表面生成物——致密的氧化鋁膜能阻止內(nèi)部的鋁繼續(xù)被氧化，因此，鋁具有很好的抗腐蝕性能。 答案：D 提示 因為鋁很容易在其表面生成致密的氧化鋁保護膜，因此常把鋁鍍在其他金屬的表面而防止其他金屬被腐蝕。 知識點3 金屬與酸的反應(yīng)(重點難點) 許多金屬還能與鹽酸或稀硫酸反應(yīng)，生成氫氣和金屬化合物。 常見金屬與酸反應(yīng)的現(xiàn)象及反應(yīng)的化學(xué)方程式見下表： 金屬 現(xiàn)象 反應(yīng)的化學(xué)方程式 稀鹽酸 稀硫酸 稀鹽酸 稀硫酸 鎂 反應(yīng)劇烈 產(chǎn)生大量氣泡 反應(yīng)放熱 反應(yīng)劇烈 產(chǎn)生大量氣泡 反應(yīng)放熱 鋅 產(chǎn)生氣泡 反應(yīng)放熱 產(chǎn)生氣泡 反應(yīng)放熱 鐵 產(chǎn)生氣泡 產(chǎn)生氣泡 銅 無現(xiàn)象 無現(xiàn)象 — — 例3 鐵、銅、鎂是常見的金屬，下列說法錯誤的是( ) A．都能與氧氣反應(yīng) B．都能與稀硫酸反應(yīng) C．都具有良好的延展性 D．都具有金屬光澤 解析：鐵在氧氣中點燃可生成四氧化三鐵，銅在加熱的條件下與氧氣反應(yīng)生成氧化銅，鎂在常溫下就可與氧氣反應(yīng)生成氧化鎂，故A說法正確；鐵、銅、鎂三種金屬都有良好的延展性，銅具有紫紅色金屬光澤，鐵、鎂具有銀白色金屬光澤，故C．D說法正確；鐵、鎂都能與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣，而銅與稀硫酸不反應(yīng)，故B說法錯誤。 答案：B 知識點4 金屬與金屬化合物溶液的反應(yīng)(重點難點) 金屬與某些金屬化合物溶液的反應(yīng) CuSO4溶液 AgNO3溶液 NaCl溶液 Zn 現(xiàn)象 Zn的表面有紅色的金屬 析出，溶液的藍色逐漸變淺 Zn的表面有銀白 色的金屬析出 無明顯變化 化學(xué)方程式 不反應(yīng) 結(jié)論 鋅能從CuSO4．AgNO3的溶液中把銅和銀置換出來，而不能從NaCl溶液中置換出金屬鈉 Fe 現(xiàn)象 Fe的表面有紅色的金屬 析出，溶液顏色由藍色逐漸變 為淺綠色 Fe的表面有銀白 色的金屬析出，溶液由 無色逐漸變?yōu)闇\綠色 無變化 化學(xué)方程式 不反應(yīng) 結(jié)論 鐵能從CuSO4．AgNO3的溶液中把銅和銀置換出來，面不能從NaCl溶液中置換出金屬納 Cu 現(xiàn)象 無明顯變化 銅的表面上有銀白色的金屬析出，溶液由無色變?yōu)樗{色 無變化 化學(xué)方程式 不反應(yīng) Cu＋2AgNO3＝Cu(NO3)2＋2Ag 不反應(yīng) 結(jié)論 銅只能從AgNO3溶液中置換出銀，而不能從NaCl溶液中置換出金屬鈉 我國古代就有“曾青得鐵則化為銅”的記載。它表示的化學(xué)原理是：把鐵釘放在硫酸銅溶液中，鐵釘上會有紅色的銅生成。但若將銅片置于硫酸亞鐵溶液中，則銅片表面無任何變化?？茖W(xué)實驗證明：活潑的金屬能將不活潑的金屬從它的化合物的溶液中置換出來。依據(jù)一種金屬能否將另一種金屬從其化合物的溶液中置換出來，可以比較兩種金屬活動性的強弱。 拓展 ①向同一濃度的稀鹽酸(或稀硫酸)里分別放入銅片、鐵釘、鎂片，現(xiàn)象不同。銅片上無氣泡(即不發(fā)生反應(yīng))，說明銅不如氫(酸中有氫)活潑；鐵釘、鎂片上出現(xiàn)了氣泡(發(fā)生了反應(yīng))，但鐵釘上產(chǎn)生氣泡的速率不如鎂片快，說明鐵、鎂都比氫活潑，且鎂比鐵活潑?？梢娊饘倩顒有詮娙醭潭炔煌?，通?？赏ㄟ^金屬與酸、金屬與金屬化合物溶液能否反應(yīng)及反應(yīng)劇烈程度來判斷金屬的活動性順序。 ②金屬活動性順序(由強到弱)： K、CA．NA．Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au 教材第116頁活動與探究 解答：見中考考點對接。 例4 (南京中考)京京同學(xué)對金屬活動性順序等知識進行了研究。 (1)根據(jù)圖5–1–1中的實驗現(xiàn)象判斷，稀鹽酸里的A、B、C、D四種金屬中，在金屬活動性順序里，位于氫后面的金屬是 (填字母)。 圖5–1–1 (2)將甲、乙兩種金屬片分別放入硫酸銅溶液中，乙表面析出紅色固體，甲沒有明顯現(xiàn)象。判斷甲、乙、銅三種金屬的活動性由強到弱的順序為 。 解析：(1)觀察圖5–1–1可知：在D的周圍沒有氣泡產(chǎn)生，故D排在氫的后面；(2)由乙能與硫酸銅溶液反應(yīng)，甲不反應(yīng)，說明乙排在Cu的前面，甲排在Cu的后面，即三者的活動性由強到弱的順序為乙＞Cu＞甲。 答案：(1)D (2)乙＞Cu＞甲 提示 可以通過金屬與酸、金屬與化合物溶液能否反應(yīng)及反應(yīng)的劇烈程度來判斷金屬活動性強弱順序。 知識點5 實驗室制取氫氣 反應(yīng)原理 Zn+H2SO4====2nSO4+H2↑(或Zn+2HCl====2nCl2+H2↑) 實驗裝置 a．發(fā)生裝置 b．集裝置 實驗步驟 ①連接裝置，檢查裝置氣密性；②向發(fā)生裝置內(nèi)加入鋅和稀硫酸(或稀鹽酸)；③用排水法或向下排空氣法收集氫氣 教材第117頁聯(lián)想與啟示 解答：見知識點5。 例5 下列關(guān)于氫氣的制取和收集的說法正確的是( ) A．用銅和稀硫酸制取氫氣 B．必須使用酒精燈加熱 C．收集氫氣可以用向上排空氣法 D．可用排水法收集氫氣 解析：實驗室制取氫氣用鋅和稀硫酸反應(yīng)，銅與稀硫酸不反應(yīng)，故A錯；實驗室制取氫氣時采用固——液反應(yīng)不用加熱的裝置，故B錯；氫氣的密度比空氣小，可用向下排空氣法收集，故C錯；氫氣不溶于水，可用排水法收集，故D正確。 答案：D 知識點6 置換反應(yīng)(重點) 定義 一種單質(zhì)與一種化合物反應(yīng)生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng)叫置換反應(yīng) 特征 一換一 表達式 A＋BC→B＋AC 判斷方法 必須同時滿足以下三個條件：①是化學(xué)反應(yīng)；②反應(yīng)物為一種單質(zhì)和一種化合物；③生成物為另一種單質(zhì)和另一種化合物 注意 在判斷反應(yīng)類型時，常容易出錯，特別是反應(yīng)物的種類容易疏忽。例如： CO+CuO Cu+CO2易被誤認為是置換反應(yīng)，實際上此反應(yīng)反應(yīng)物中無單質(zhì)，不是置換反應(yīng)。 例6 海水曬鹽后剩余的母液稱為“苦鹵”，可用來提取多種化工原料。從苦鹵中提取溴的反應(yīng)化學(xué)方程式為2NaBr+Cl2====Br2+2NaCl，該反應(yīng)的基本類型屬于( ) A．化合反應(yīng) B．分解反應(yīng) C．置換反應(yīng) D．復(fù)分解反應(yīng) 解析：根據(jù)化學(xué)方程式的反應(yīng)物和生成物來判斷，分析化學(xué)方程式可知：反應(yīng)物為化合物、單質(zhì)，生成物為單質(zhì)、化合物，故符合置換反應(yīng)的概念。 答案：C 提示 置換反應(yīng)的特征：反應(yīng)物與生成物都為“一單一化”，即單質(zhì)＋化合物→單質(zhì)＋化合物。 知識點7 合金(重點) (1)合金是指由一種金屬跟其他金屬(或非金屬)熔合形成的有金屬特性的物質(zhì)。理解合金要注意以下幾點：①合金中至少含一種金屬，可以含有非金屬，組成合金的金屬沸點一定要比其他金屬熔點高，這樣成分金屬才能熔合在一起；②合金仍然具有金屬特性，如金屬光澤、優(yōu)良導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、延展性等；③合金是均勻的混合物，在鐵表面鍍一層銅，不屬于合金；Fe2O3．Fe3O4等為純凈物，也無金屬特性，不屬于合金。 (2)金屬材料：包括純金屬和各種合金。 (3)合金的特點：合金的熔點低于組成它的成分金屬，而硬度一般比各成分金屬大。 純金屬很難滿足各種特殊的要求，在金屬中加入其他元素制成的合金則具有許多良好的物理、化學(xué)和機械性能，大大拓寬了金屬材料的應(yīng)用范圍和使用價值。 (4)合金的品種已不下萬種，常見的有鐵合金、鋁合金、銅合金等。世界上最常見、應(yīng)用廣泛的鋼是由鐵、碳等元素形成的合金；人類歷史上使用最早的青銅是由銅、錫等元素形成的合金。一些常見合金的特性和用途如下表所示： 名稱 主要組成元素 特征 用途 黃銅 銅、鋅 堅硬、耐腐蝕 制造機器零件、電器零件等 青銅 銅、錫 耐腐蝕、易鑄造成形 制造形狀復(fù)雜的鑄件、精致的工藝品、塑像等 硬鋁 鋁、銅、鎂、錳 質(zhì)輕而堅硬 制造飛機、汽車，作建筑材料等 焊錫 錫、鉛 熔點低、能粘接金屬 焊接電子元件、金屬片等 不銹鋼 鐵、鉻、鎳 耐腐蝕 制醫(yī)療器械、化工設(shè)備、日用品等 碳素鋼 鐵、碳 堅硬 作建筑材料，制造機器零件、鐵軌、船舶、橋梁等 武德合金 鉍、鉛、錫、鎘 熔點低 制電路保險絲、自動滅火和防爆安全裝置等 白銅 銅、鎳 光澤好、耐磨、耐腐蝕、易加工 錢幣、代替銀作飾品 (5)生鐵和鋼 生鐵和鋼是鐵的合金，由于純鐵質(zhì)軟，不宜用來制造機械和其他用品，我們平時使用最多的是鐵的合金。 生鐵與鋼的比較： 教材第119頁活動與探究 解答：1．保險絲很容易彎曲，容易被折斷。 2．武德合金的熔點比其組成金屬的熔點低。 教材第119頁交流與討論 解答：日常生活中，常用到的合金有不銹鋼、鋁合金、黃銅、焊錫、生鐵、碳素鋼、鈦合金等。用不銹鋼制作廚具，銘合金制作門窗等。 例7 下列有關(guān)鋼的說法錯誤的是( ) A．是合金 B．是金屬材料 C．鋼的性能優(yōu)于生鐵 D．鋼中不含碳元素 解析：鋼是鐵的合金，是一種金屬材料，鋼的性能優(yōu)于生鐵，鋼是含碳量為0.03%～2%的鐵的合金。 答案：D 提示 在金屬中加熱熔合某些金屬或非金屬而制得的合金，其性能會發(fā)生改變，合金的強度和硬度一般比組成它們的純金屬更高，抗腐蝕性能等也更好。因此，合金具有更廣泛的用途。 知識點8 幾種特殊的合金 (1)不銹鋼：是指鐵中加人鉻、鎳制成的合金，抗腐蝕能力強，不易生銹，但在特殊環(huán)境中仍然會被腐蝕。被廣泛應(yīng)用于各種器械的制造，如醫(yī)療器械等。 (2)形狀記憶合金：是指具有特殊的形狀記憶功能的合金，用形狀記憶合金做成的金屬絲，即使被揉成一團，但只要達到一定的溫度，就能在瞬間恢復(fù)原來的形狀(如圖5–1–2 所示〉，被廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星、航空、生物工程等方面。 用形狀記憶合金絲 將天線揉成團 在加熱時形狀開始恢復(fù) 形狀完全恢復(fù) 制成的天線 圖5–1–2 用鈦—鎳形狀記憶合金制造的人造衛(wèi)星天線 (3)高溫合金：高溫下，仍能保持較高強度的合金，主要用于制造飛機和航天飛機的關(guān)鍵部件。 (4)儲氫合金：以鎂或稀土金屬為主形成的合金，能夠吸收氫氣，稍稍加熱后即能迅速放出氫氣，不但能解決氫氣的儲存、運輸問題，而且可用于氫氣的回收、分離、凈化等方面。 (5)鈦合金：鈦和鈦合金被認為是21世紀的重要金屬材料，它們具有很多優(yōu)良的性能，如熔點高、密度小、可塑性好、易于加工、機械性能好、抗腐蝕性能遠優(yōu)于不銹鋼等，因此被廣泛用于火箭、導(dǎo)彈、航天飛機、船舶、化工和通訊設(shè)備等。