初中滬教版（2024）第2節(jié) 金屬的性質(zhì)和應(yīng)用精品教學(xué)課件ppt

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掌握金屬的物理和化學(xué)性質(zhì)，了解其在應(yīng)用中的體現(xiàn)；
通過(guò)實(shí)驗(yàn)和案例，培養(yǎng)解決金屬相關(guān)實(shí)際問(wèn)題的能力；
激發(fā)興趣，認(rèn)識(shí)金屬重要性，培養(yǎng)節(jié)約資源意識(shí)。
創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，引入新課
思考：為什么同一種金屬可以有這么多形態(tài)？應(yīng)用了金屬的什么物理性質(zhì)？
模塊一 ? 金屬的物理性質(zhì)
金屬是一類重要的材料，人類的生活和生產(chǎn)都離不開(kāi)金屬。了解金屬的性質(zhì)對(duì)科學(xué)利用金屬材料有著十分重要的作用。
人類根據(jù)金屬的物理性質(zhì)應(yīng)用金屬便利生活
常見(jiàn)金屬的名稱和元素符號(hào):
金屬的某些物理性質(zhì)及其應(yīng)用:
金屬一般有金屬光澤、良好的導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、延展性，常溫下多為固體。大多數(shù)金屬呈銀白色，如鐵、鋁、銀等，銅為紫紅色，金為黃色。鐵、鈷、鎳能被磁體吸引，其他金屬無(wú)此特點(diǎn)。不同金屬的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、密度、熔點(diǎn)、硬度等物理性質(zhì)有差異。
學(xué)以致用1. 為什么鐵制鍋鏟需要加上木柄或塑料柄？防止?fàn)C手。因?yàn)殍F的導(dǎo)熱性比較好,而且比熱容小,溫度升的快,為了防止?fàn)C傷手,就選用導(dǎo)熱性比較差的木柄或塑料柄。
學(xué)以致用2. 銀的導(dǎo)電性比銅好，一般情況下為什么不用銀來(lái)制造電線或電纜？銀的導(dǎo)電性雖優(yōu)于銅，但銀的價(jià)格昂貴，用銀做電線的話成本太高，所以選擇導(dǎo)電性能略弱于銀的銅做電線。
學(xué)以致用3. 選擇鑄造硬幣的金屬材料需要考慮哪些因素？制造硬幣應(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(duì)人類沒(méi)有危害，色澤美觀的金屬。
例1、元素在自然界里分布并不均勻，如智利富藏銅礦，澳大利亞多鐵礦，山東的黃金儲(chǔ)量居我國(guó)首位，但從整個(gè)的地殼含量的多少分析，最豐富的金屬元素是（ ）A. Fe B. Si C. O D. Al
【答案】D【解析】在地殼中最多的化學(xué)元素是氧，它占總重量的48.6%,故選D。
例2、下列關(guān)于金屬的說(shuō)法正確的是( )A.銅質(zhì)插頭利用了銅的導(dǎo)電性B.硬鋁的硬度比鋁小C.在金屬表面噴涂油漆是防止其銹蝕的唯一方法D.Ag能將硝酸銅溶液中的銅置換出來(lái)
【答案】A【解析】】A.銅質(zhì)插頭，利用了銅具有優(yōu)良的導(dǎo)電性，故選項(xiàng)說(shuō)法正確。B.合金的硬度比組成它的純金屬的硬度大，硬鋁的硬度比鋁大，故選項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤。C.在金屬表面噴涂油漆是防止其銹蝕的一種方法，但不是唯一的方法，還可以涂油或鍍上其他金屬等覆蓋保護(hù)膜的方法，故選項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤。D.Ag的位置排在銅的后面，不能將硝酸銅溶液中的銅置換出來(lái)，故選項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤。
模塊二 常見(jiàn)金屬的化學(xué)性質(zhì)
金屬的用途不僅取決于它們的物理性質(zhì)，還與金屬的化學(xué)性質(zhì)有關(guān)。常見(jiàn)金屬有哪些主要的化學(xué)性質(zhì)呢？
實(shí)驗(yàn)：分別把鎂條、鐵片、鋁片和銅片的表面用砂紙擦亮，然后按要求加熱或燃燒，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。
4Al+3O2==2Al2O3
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在點(diǎn)燃或加熱的條件下，鎂、鋁、鐵、銅等很多金屬能與氧氣化合生成金屬氧化物。在常溫下，鎂、鋁等金屬也能與氧氣發(fā)生反應(yīng)。
2Cu+O2 ==2CuO
金屬與稀硫酸（或稀鹽酸）的反應(yīng)
實(shí)驗(yàn)：分別把鋅粒、鐵片和銅片（表面用砂紙打磨）放入試管中，再加入稀硫酸（或稀鹽酸），觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：鋅與稀硫酸反應(yīng)較劇烈，產(chǎn)生大量氫氣，說(shuō)明鋅的金屬活動(dòng)性較強(qiáng)。鐵與稀鹽酸反應(yīng)緩慢，產(chǎn)生少量氫氣說(shuō)明鐵的金屬活動(dòng)性一般。銅不與稀硫酸反應(yīng)，說(shuō)明銅的金屬活動(dòng)性較弱。
這些反應(yīng)都是由一種單質(zhì)跟一種化合物作用生成另一種單質(zhì)和另一種化合物，這樣的反應(yīng)叫做置換反應(yīng)（displacement reactin）。
特征：反應(yīng)物和生成物都是一種單質(zhì)和一種化合物。
從反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)類別的角度分析，有如下特點(diǎn)：
鋅與稀硫酸制取氫氣的實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)：鋅與稀硫酸制取氫氣的實(shí)驗(yàn)
注意：1.不能用濃硫酸代替稀硫酸,濃硫酸具有強(qiáng)氧化性;2.不能用金屬活動(dòng)順序表中排在氫后面的金屬，如銅，也不能用金屬活動(dòng)性太強(qiáng)的金屬，如鈉鉀等，一般常用鋅，鋁，鐵，鎂等。
我國(guó)古代科技著作、宋代沈括所著的《夢(mèng)溪筆談》中有記載：“信州鉛山縣有苦泉，流以為澗，挹其水熬之則成膽礬，烹膽礬則成銅，熬膽礬鐵釜，久之亦化為銅?！鄙鲜龇磻?yīng)又是怎么實(shí)現(xiàn)的？我國(guó)是濕法冶金的先驅(qū)。早在西漢時(shí)期，《淮南萬(wàn)畢術(shù)》中就有記載：“曾青得鐵則化為銅。
宋代沈括的《夢(mèng)溪筆談》
實(shí)驗(yàn)：在試管中加入少量硫酸銅溶液，用砂紙打磨鐵絲并繞成螺旋狀，浸入硫酸銅溶液中。觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并記錄。
例4、向兩份完全相同的稀鹽酸中分別加入過(guò)量鋅粉、鐵粉，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，金屬質(zhì)量和生成氫氣的質(zhì)量變化如圖所示。請(qǐng)讀取圖象信息，并根據(jù)圖象信息判斷下列說(shuō)法正確的是( )A.Fe與Zn的活動(dòng)性順序:Zn>FeB.同質(zhì)量的鋅粉和鐵粉與足量稀鹽酸反應(yīng)生成氫氣質(zhì)量:Fe >ZnC.同質(zhì)量的鋅粉和鐵粉與足量稀鹽酸反應(yīng)生成氫氣質(zhì)量:Fe=ZnD.同質(zhì)量同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的稀鹽酸分別與鋅粉和鐵粉反應(yīng)生成氫氣質(zhì)量:Fe=Zn
【答案】B【解析】A、根據(jù)圖中信息不能判斷兩種物質(zhì)的活動(dòng)性順序，該選項(xiàng)說(shuō)法不正確；B、由圖中數(shù)據(jù)可知，同質(zhì)量的鋅粉和鐵粉與足量稀鹽酸反應(yīng)生成氫氣質(zhì)量:Fe > Zn,該選項(xiàng)說(shuō)法正確;C、同質(zhì)量的鋅粉和鐵粉與足量稀鹽酸反應(yīng)生成氫氣質(zhì)量:Fe≠Zn，該選項(xiàng)說(shuō)法不正確;D、同質(zhì)量同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的稀鹽酸分別與鋅粉和鐵粉反應(yīng)生成氫氣,質(zhì)量不一定相等，例如稀鹽酸過(guò)量時(shí)，生成氫氣質(zhì)量不相等，該選項(xiàng)說(shuō)法不正確。故選B。
模塊三 合金及其應(yīng)用
純金屬很難滿足生產(chǎn)生活中的各種特殊要求，因此人們?cè)谏a(chǎn)實(shí)踐中制造出了許多具有特殊性能的“新型金屬”——合金。在金屬中加入其他元素可以改變金屬的性能，稱為合金。
硬度一般比各成分金屬大多數(shù)合金的熔點(diǎn)低于組成它的各成分金屬的熔點(diǎn)可以制成各種性能不同的合金有許多良好的物理、化學(xué)和機(jī)械性能拓寬了金屬材料的應(yīng)用范圍和使用價(jià)值
拓展鐵礦石在高爐中冶煉后，得到含有一定量碳、硫、磷和硅等元素的生鐵。生鐵的含碳量為 2%~4.3%。生鐵堅(jiān)硬，韌性差，一般用于鑄造。炒菜用的鐵鍋、暖氣片、機(jī)床的底座等，大多是用生鐵制造的。把生鐵放在煉鋼爐中冶煉，其中部分碳、硅、硫和磷經(jīng)反應(yīng)后形成爐渣或氣體而被除去，便得到鋼。鋼的含碳量為 0.03%~2%。鋼較硬，有韌性、良好的延展性和彈性，機(jī)械性能好，可以鍛、軋和鑄造，性能比生鐵優(yōu)越。
【答案】A【解析】A、金屬鋁易被氧氣氧化生成致密的氧化鋁保護(hù)膜，不易銹蝕，說(shuō)法錯(cuò)誤;
例6、金屬和金屬材料在日常生活中有廣泛用途。下列關(guān)于金屬和金屬材料的說(shuō)法中正確的是( )A.鋼中含碳量高于生鐵中的含碳量B.鎢的熔點(diǎn)高且能導(dǎo)電，用于制作白熾燈絲C.鋼鐵生銹是緩慢氧化，鐵銹的主要成分是四氧化三鐵D.所有金屬單質(zhì)都能與鹽酸反應(yīng)得到氫氣
【答案】 B【解析】A.生鐵的含碳量為2%~4.3%，鋼的含碳量為0.03%~2%，生鐵的含碳量高于鋼，選項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤;B.鎢的熔點(diǎn)高且能導(dǎo)電，可用于制作白熾燈絲，選項(xiàng)說(shuō)法正確;C.鋼鐵生銹是緩慢氧化，鐵銹的主要成分是氧化鐵而不是四氧化三鐵，選項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤;D.并不是所有的金屬單質(zhì)都能與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，如銅、銀等與鹽酸不反應(yīng)，選項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤。故選B。
模塊四 我國(guó)鋼鐵工業(yè)的發(fā)展
新中國(guó)成立后，我國(guó)鋼鐵工業(yè)發(fā)展迅速。1949年，鋼年產(chǎn)量?jī)H 15.8萬(wàn)噸，居世界第26位。1996年，鋼年產(chǎn)量首次破1億噸，躍居世界第一。進(jìn)入21世紀(jì)，鋼年產(chǎn)量持續(xù)猛增，多年保持世界第一，2022年粗鋼產(chǎn)量達(dá)10.2億噸，占世界一半多。
我國(guó)發(fā)行的1996年鋼產(chǎn)量突破1億噸紀(jì)念郵票
課后作業(yè)：請(qǐng)查閱有關(guān)資料，以某一特種鋼（具有特殊性能的鐵合金）為例，說(shuō)明其組成、特點(diǎn)和應(yīng)用，針對(duì)我國(guó)目前研制的情況，對(duì)該特種鋼的發(fā)展情況作出評(píng)估并提出建議。
1、生鐵和足量的硫酸充分反應(yīng)后，總會(huì)有少量殘?jiān)Ｓ?，殘?jiān)某煞种饕? )A.鐵 B.硫酸鐵 C.硫酸亞鐵 D.碳和一些雜質(zhì)
【答案】C【解析】生鐵是含碳量約為2%-4.3%的鐵合金。將生鐵放入足量的硫酸中，鐵能與硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，碳不與硫酸反應(yīng)，充分反應(yīng)后過(guò)濾，剩余的殘?jiān)羌炔蝗苡谒植缓退岱磻?yīng)的碳和一些雜質(zhì)。故選D。
2、”金銀銅鐵錫”俗稱五金，相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( )A.鐵鍋應(yīng)用了鐵的導(dǎo)熱性B.焊錫(錫鉛合金)比錫熔點(diǎn)低C.金的化學(xué)性質(zhì)不活潑D.金屬銀可與硝酸銅溶液發(fā)生置換反應(yīng)
【答案】D【解析】A.鐵具有優(yōu)良的導(dǎo)熱性，所以鐵鍋應(yīng)用了鐵的導(dǎo)熱性，故A正確:B.合金的熔點(diǎn)比組成它的純金屬的熔點(diǎn)低，所以焊錫(錫鉛合金)比錫熔點(diǎn)低，故B正確;C.通過(guò)金屬活動(dòng)性順序分析可知，金的化學(xué)性質(zhì)最不活潑，故C正確:D.在金屬活動(dòng)性順序中銀排在銅之后，所以金屬銀不能與硝酸銅溶液發(fā)生置換反應(yīng),故D不正確。故選D.