课题1 金属材料

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名称 课题1 金属材料
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资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 化学
更新时间 2013-11-25 08:00:11

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第八单元 课题1 金属材料
知识网络
考点串讲
★金属材料包括: ,生活中广泛使用的是 。
★几种常见金属。
?1.金属的共同物理性质主要包括: 。
?2.常见的重要金属:
铁 铝 铜 锌 铅 汞 铬 金 银
元素符号 Hg
物理特性 常温下是液体
主要用途 温度计
★合金知识
?1.合金是指 ,合金与纯金属相比较,性质上存在较大的差异,这是因为 。合金的 一般都好于组成它们的纯金属,但合金的熔点与组成它们的纯金属的熔点相比 。
2.常见的合金有铁合金、铝合金、铜合金
生铁 不锈钢 青铜 黄铜 硬铝 钛合金
化学成分 铝、铜、镁、硅 钛、铝、钒
主要用途 飞机、轮船 航天工业
★金属在自然界的存在
?1.金属元素广泛存在于地壳与海洋中,地壳中含量最多的金属是 ,其次是 。绝大多数以 形式存在, 等少数很不活泼的金属以单质形式存在。?
?★了解铁的冶炼
?1.炼铁所用的原料:
①自然界中的铁矿石
矿石 赤铁矿 磁铁矿 菱铁矿 黄铁矿
主要成分
?②焦炭的作用?
提供热量:方程式为
?提供还原剂CO: 方程式为
?③石灰石的作用:将矿石中的SiO2转化为炉渣CaSiO3
?
高温
CaCO3 ===CaO+CO2↑
? 高温
CaO+SiO2 ====CaSiO3
?2.炼铁的原理
? ?
3、生铁和钢在性质上的区别是
☆了解一氧化碳还原氧化铁的实验
实验装置:
反应的化学方程式:
实验现象:
实验步骤:实验开始,先通人一氧化碳,排出装置内的空气后再加热氧化铁;目的是 实验结束时,先停止加热,等试管内固体冷却时再停止通一氧化碳目的是
尾气处理:由于一氧化碳有毒,实验要时要注意尾气处理,可直接点燃或收集后再进行点燃处理。
★金属的锈蚀和保护
?1.铁生锈的条件: 。
?2.防止铁生锈的方法。
?①
?② 例如
?③ 例如
?典例探究
【例1】全世界每年因生锈损失的钢铁,约占世界年产量的1/4。某学生想弄清楚铁生锈是否必须同时有空气和水,他将干净的铁钉放入A、B、C 三支试管中,进行研究。
?(1)在右图的每支试管中画出并标明所需的物质和用品。
?(2)一周后,编号为 的试管中铁钉最易生锈。
?(3)比较吐鲁番盆地和海南岛两地,铁生锈相对较慢的地区是 ,理由是 。
?【解析】探究铁生锈的条件应根据控制变量的思想,使三只试管中的铁钉处于三种不同的环 境中:只与水接触,只与空气接触,同时与空气和水接触。不同地区氧气含量的区别很小, 影响生锈的因素主要是空气中水分的含量。
?【答案】(1)略(2)标装有一半水的那只试管中最易生锈(3)吐鲁番盆地 干燥
【例2】为了研究炼铁原理,在老师的指导下同学们在实验室的通风橱内利用如图所示装置(其他用品略),进行一氧化碳与氧化铁反应的实验,请你一起参与。
(1)实验室制得的一氧化碳中常混有二氧化碳和水蒸气,欲用纯净、干燥的一氧化碳还原氧化铁并检验生成的气体,上述装置的正确连接顺序是制得的CO→_______________ (填装置的序号,装置不得重复使用)。
(2)装置A的作用是 ,
(3)装置D的玻璃管内发生反应的化学方程式为 ,
(4)该实验产生的尾气造成环境污染,请你提出处理尾气的方法 。
【解析】本题是有关炼铁的综合实验题。要用纯净、干燥的一氧化碳还原氧化铁并检验生成的气体,首先要除去一氧化碳中混有二氧化碳和水蒸气,除二氧化碳用B氢氧化钠溶,液除去水蒸气用A浓硫酸,为避免杂质的再次引入要先除二氧化碳再除水蒸气。然后用C澄清的石灰水检验二氧化碳的生成。
【答案】(1)B-A-D-C (2)除去CO中混有的水蒸气 (3)3CO + Fe2O3 === 2Fe + 3CO2
【例3】在日常生活和工业生产中,金属铁有很多用途,金属铱(元素符号为Ir)也有着重要的应用,例如:它是重要的化工催化剂。通常状况下,铱是银白色固体金属,熔点2410℃,沸点4130℃,密度22.42g/cm3。金属铱硬而脆,很难进行机械加工,但在高温下可压成薄片或拉成细丝。铱的化学性质不活泼,但块状金属铱在空气中加热 时会形成二氧化铱薄膜。阅读上述材料,回答下列问题。
?(1)金属铱在物理性质中,明显不同于金属铁的是(只需写出两点):
① ②
?(2)写出铱在空气中加热生成二氧化铱的化学方程式 。
?【解析】解答本题应首先熟记铁的物理性质,然后通过阅读试题找出铱的物理性质,通过对比确定答案。
?【答案】(1)①熔点2410℃,沸点4130℃ ②密度22.42g/cm3(2)Ir+O2 == IrO2
拓展演练(1)
?一、选择题
1、小川同学学习和生活用品涉及的主要材料中,属于金属材料的是
2.芜湖铁画是中国工艺美术百花园中的一朵奇葩。它以钢材为主料,经锻打、焊接、酸洗、上漆等多道工艺制成。下列关于铁画的叙述不正确的是( )
(A)铁画应悬挂在干燥的环境中
(B)所用材料上的铁锈可用稀盐酸清洗掉
(C)给打制成型的铁画喷漆既美观又可以防锈蚀
(D)所用的主要材料——低碳钢,有较好的锻轧性能,它不属于铁的合金
3、关于铁丝在氧气中燃烧、铁丝生锈的说法正确的是( )
A.铁丝燃烧产生白烟 B. 铁丝生锈是缓慢氧化
C.铁丝燃烧的产物是Fe2O3 D.铁锈的主要成分是Fe3O4
4.金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)曾长期作为货币金属进行流通,我国有着悠久的金属货币历史和丰富的货币文化,下图就是几枚我国不同历史时期制造的金属货币。下列关于金、银、铜三种金属的说法中,错误的是( )
? A.金、银、铜都属于不活泼金属
? B.单质铜可以将银从硝酸银溶液中置换出来
? C.黄铜(为铜、锌合金)貌似黄金,有人以此冒充黄金行骗,其真伪可用稀盐酸鉴别
? D.三种金属原子失去电子能力的大小顺序为:金原子>银原子>铜原子
5.某种新型“防盗玻璃”为多层结构,每层中间嵌有极细的金属线,当玻璃被击碎时,产生电信号,与金属线相连的警报系统就会立刻报警,这利用了金属的( )
A.延展性 B.导电性 C.弹性 D.导热性
6.下列描述中,属于金属化学性质的是
A.铜是紫红色固体 B.汞在常温下呈液态
C.铝能与酸反应 D.钠的质地较软
7.根据金属活动性顺序分析,下列描述或判断错误的是
A.常温下,在空气中金属镁比铁容易氧化
B.在氧气中灼烧时,铁丝比铜丝反应剧烈
C.与同种盐酸反应时,锌片比铁片反应剧烈
D.铜活动性不强,故铜不能与硝酸银溶液反应得到金属银
8、不法分子用铜锌合金制成假金元宝行骗的事件屡有发生。下列不易区别其真伪的方法 是[密度(g/cm3):金19.3;铜8.9;锌7.14]( )
? A.放入硫酸中 B.加硝酸银溶液
? C.测定密度 D.观察外观
9、下列有关金属的说法错误的是
A.金属具有金属光泽,常温下金属都是固体
B.生铁和钢是含碳量不同的铁合金,其中生铁的含碳量大于钢的含碳量
C.炒完菜后,应及时除掉锅底的水,这样可以防止铁锅生锈
D.金属的回收利用是保护金属资源的有效途径之一
10、将一定量的镁条放入到过量的稀盐酸中,下列表示反应过程中变化关系的曲线,正确的是( )
A. B。. C。 D.
?二、填空与简答
11.在空白处填写所用原料的名称:
?(1)我国北方取暖用的暖气片,是用 制作的,暖气管是用 制作的;
?(2)日常生活中使用的刀、剪是用 制作的;(填“生铁”或 “钢”,上同)
?(3)一般干电池的负极是用 制作的,正极是用 制作的;
?(4)糖果、烟盒中的包装纸是用 制作的;
?(5)温度计中填充的金属是 。
12.生活处处有化学,家庭厨房就是一个化学小世界。
(1)为了全民的健康,卫生部推广使用强化加铁酱油。这里的“铁”指的是 (填“单质”“元素”或“原子”) 。
(2)小明晚上切完西瓜后就将菜刀放在菜板上了,第二天早上发现菜刀生锈了。请你帮他分析菜刀生锈的原因: ;为了防止这把菜刀生锈,小明应采取哪些防锈措施 、 (填两条)
13.炼铁选用的铁矿不仅要选含量高的,还要选择“有害元素”少的。常见的铁矿有:磁 铁 矿(主要成分是Fe3O4)、赤铁矿(主要成分是Fe2O3)、褐铁矿(主要成分是2Fe2O3·3H2O)、菱铁矿(主要成分是FeCO3)、黄铁矿(主要成分是FeS2)。
?你认为最适宜炼铁的两种矿石是 ,,理由是 。
14.小明拆开某种食品包装时,发现其中有一小袋抗氧化剂,撕开后发现袋内有板结的铁 锈。试推测该抗氧化剂的有效成分是 。它除了有延缓食品被氧化变质的作用外,还有什么作用 简述原理。
15.铜陵被誉为我国的“铜都”。右图是铜陵工艺品中著名的四喜娃娃,它是用纯铜或黄铜(铜锌合金)等原料制成的。学校研究性学习小组分别从不同地点找到了用这种原料制备的四喜娃娃以及用于实验的纯铜片和黄铜片,并进行了相关的探究。
⑴怎样用化学方法区分纯铜和黄铜? 。
⑵他们通过查阅相关资料得知,金属铜长时间放置在空气中,能够和空气中氧气等物质发生化学反应,生成铜绿[Cu2(OH)2CO3]。请你根据铜绿的组成推断,黄铜变成铜绿时,除了空气中的氧气外,还有 和 两种物质也参加了反应。
⑶小华发现黄铜四喜娃娃身上的锈斑比纯铜的多,于是得出结论:黄铜比纯铜更容易生锈。他的这种推理方法是否合理? 。你的理由是 。
三、实验与探究
16.某化学兴趣小组用一氧化碳与氧化铁的反应来探究炼铁的原理,装置如下图所示。请回答有关问题:
(1)为避免一氧化碳污染空气,并回收利用一氧化碳,方框中连接的是C和D,导管接口的连接顺序为a→( )→( )→( )。C装置中NaOH的作用是
(2)实验开始时,应 (填“先加热再通CO”或“先通CO再加热”),目的是 。
(3)实验进行一段时间后,玻璃管A中出现的现象为 ,反应方程式为 。
(4)除CO外,还有哪些物质可以还原Fe2O3 (请写一物质的化学式)。
17.铜锈的主要成分是铜绿[Cu2(OH)2CO3],某同学为了探究铜在空气中生锈的条件,利用下图所示的装置进行实验,经过一个月的观察,该同学发现B中的铜丝生 锈 而A、C中铜丝无明显变化。由此该同学得出结论:铜生锈的主要原因是铜与空气中氧气和水相互作用的结果。试回答:
(1)该同学得出的结论正确吗? 。
?(2)你认为参与铜生锈的物质还可能有 ,理由是 。
?(3)为验证你的判断,可用上图所示的装置进行实验,其中NaOH溶液的作用 。经过近一个月的观察,D中铜丝基本无变化。由此可认为:铜在 的条件下难生锈,故参与铜生锈反应的物质有 。
?四、计算与应用
?18.赤铁矿(主要成分是Fe2O3)是冶炼生铁的主要原料。若测得某赤铁矿石中铁元素的质量分数为56%。(假设杂质不含铁元素)请回答下列问题:
?(1)氧化铁中铁元素与氧元素的质量比是 。
?(2)该矿石中氧化铁的质量分数为 。
?(3)若要得到纯铁28t,从理论上计算需要这种矿石 t。
参考答案:
拓展演练(1)
一、选择题
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
C D B D B C D D A D
二、填空与简答
11.(1)钢、生铁 (2)钢 (3)锌 石墨(4)铝 (5)银 (6)汞
12.(1)元素 (2)菜刀与空气和水充分接触;将菜刀洗净檫干放通风处、檫干后檫点油
13.磁铁矿、赤铁矿,含铁量高、不含有害元素。
14.抗氧化剂的有效成分是铁粉。铁除了具有延缓食品被氧化变质的作用外,还有干燥的 作用。原理铁生锈时可以吸收水分和氧气,另外产生的铁锈也可以吸收水分
15. ⑴取两种样品分别放入试管中,加入适量稀盐酸,有气泡产生的就是黄铜
⑵H2O CO2 ⑶不合理 没有说明是否在同样条件下进行对比
三、实验与探究
16.(1)d、b、e 除去残余的二氧化碳
(2)先通一氧化碳再加热;赶尽玻璃管内的空气,防止加热爆炸
(3)固体由红棕色变成黑色;3CO+ Fe2O3高温2Fe+3 CO2 (4)C或H2。
17.(1)不正确 (2)CO2 由铜绿的化学式可知它是由Cu、O、H、C四种元素组成的,故还应有含碳的物质参与铜的生锈反应。 (3)除去空气中的CO2 氧气和水的共同作用或缺少CO2的情况下 铜与O2、CO2、和H2O
四、计算与应用
18.(1)7∶3 (2)80% (3)50t
B
D
澄清的石灰水
C
A
高温
加热
C.不锈钢餐具