第5章金属与矿物.docx
《第5章金属与矿物.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第5章金属与矿物.docx（23页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
第5章金属与矿物
第5章金属与矿物
第一节金属与金属矿物（共1课时）
编制：
周瑞沛沛县唐楼中学
【学习目标】
1、了解金属的性质，知道金属的用途与性质之间的关系。
2、会判断置换反应。
3、了解几种常见的金属矿物
【自学导航】
１、常见的金属有 （三种），应用最广泛的金属是 ，
地壳中含量最多的金属是 。
2、由用途推知物质的性质
（１）铜作导线 （２）铁作铁锅
（３）铝作包装 （4）金作项链
3、铁能在中（填“空气”或“纯氧”）燃烧，生成色的。
镁能在中（填“空气”或“纯氧”）燃烧，生成色的。
写出化学反应的方程式：
。
。
4、铁、铜、铝能与盐酸反应的是 不与盐酸反应的是
试写出能反应的化学方程式及预计的现象
，。
，。
5、写出铁与硫酸铜溶液发生置换反应的方程式
6、金属元素在自然界中分布很广，除极少数 的金属（ ）以 形式存在、外，其余大多数以 形式存在。
【合作探究】
探究思考1：
金属与氧气
铁、铜、铝都能与O2反应吗？
条件不相同情况一样吗？
问题思考：
1．为什么铝具有优良的抗腐蚀性能？
2．分析“真金不怕火炼”蕴含的科学原理。
探究思考2：
金属与酸
铁、铜、铝都能与稀盐酸、稀硫酸反应吗？
哪种金属反应剧烈？
现象怎样？
探究思考3：
置换反应
据金属与酸反应的方程式，比较一下反应物、生成物种类有何特点？
问题思考：
1、你能给置换反应下个定义吗？
2、置换反应有何特征？
3、实验室制取H2为何选用Zn和稀H2SO4
4、根据Zn和稀H2SO4反应物的状态应选择何装置制取H2？
根据氢气的性质如何收集？
探究思考4：
铁与硫酸铜
铁钉浸入硫酸铜溶液与铝条浸入硫酸铜溶液中的现象有何异同？
试一下！
问题思考：
1、铁与硫酸铜反应属哪种反应类型？
2、铁钉浸入硫酸铜溶液中固体质量有何变化？
液体质量又有何变化？
有何关系？
3、上述反应用来验证质量守恒方便吗？
为什么？
探究思考5：
元素存在
1、地壳中含量最多的前四位金属元素是哪些？
2、试想这些元素的化学性质是否活泼，在地壳中是以什么状态存在的？
3、俗话说：
“沙里淘金”，金可以从河沙里淘出，这说明金是以什么形式存在的？
为什么呢？
【同步练习】
一、选择题
1、下列生活用品中，由金属材料制成的是（）
A、塑料袋B、玻璃杯C、铁锅D、瓷碗
2、下列说法能体现物质物理性质的是
A．镁粉用作照明弹B．铜丝用作导线
C．氢气用作清洁燃料D．二氧化碳用作碳酸饮料
3、新型“防爆玻璃”为多层结构，每层中间嵌有极细的金属丝，当玻璃被击碎时与金属线相连得报警系统就会立即报警。
这利用了金属的（）
A、延展性B、导电性C、弹性D、导热性
4、下列不是置换反应的（）
A、Fe+CuSO4==FeSO4+CuB、H2+CuO===Cu+H2O
C、Fe+2HCl===FeCl2+H2↑D、3CO+Fe2O3==2Fe+3CO2
5、“低碳经济”已成为经济发展的重要模式，实现“低碳经济”的一种策略是节能。
下列制备氢气的方法最节能的是
A．电解水：
2H2O＝2H2↑＋O2↑
B．焦炭与水蒸气反应：
C＋H2O＝H2＋CO
C．太阳光分解水：
2H2O＝2H2↑＋O2↑
D．天然气与水蒸气反应：
CH4＋H2O＝CO＋3H2
6、在切割钢材时，常见工人用一种蓝色的溶液在钢板上划线，所划之处显红色，请猜测其中的化学原理，并写出化学方程式：
___________________________________________
该反应的基本类型属于：
___________
7、镁铁等金属在日常生活中都有较广泛的应用，试用化学方程式解释下列问题：
（1）为什么烟花和照明弹中都含有镁粉？
________________________________________
（2）市场上出售的补血麦片中常含有微量细小的铁粉，铁粉与人体胃液中的盐酸反应生成亚铁化合物，起到补血作用。
_________________________________________________
8、将铝粉和铜粉的混合物放到足量的稀硫酸中，充分反应后，剩余的固体是：
_________
有关的化学方程式为_______________________________________________
9、钛（Ti）及钛合金以其优越的特性被誉为第四代金属。
工业上在高温和稀有气体的保护下，用镁和四氯化钛发生置换反应来制取钛。
该反应的化学方程式为__________________
10、“比较”是化学学习和研究中经常使用的一种科学方法。
请按照下列要求，简要说明合理的实验方法：
（1）比较常温常压下，水和空气的分子间隔大小：
。
（2）比较铁和铜的金属活动性强弱：
。
第二节铁的冶炼（第1课时）
编制：
周瑞沛沛县唐楼中学
【学习目标】
1、了解铁矿石中将铁还原出来的方法、原理、会写有关反应的化学方程式。
2、了解CO（或H2）还原Fe2O3的实验操作，会描述相关的现象，了解工业炼铁的原理、设备，常识性介绍金属的冶炼方法。
【自学导航】
1．铁的矿物主要有、、和。
2．工农业生产中用途最广，用量最多的金属是（）
A．铜 B．铝C．金 D．铁
3、金属的冶炼是指＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿的过程。
4．在地壳中含量居第二位的金属是＿＿＿，
5、
（1）工业炼铁的原理。
（2）工业炼铁的设备。
（3）原料有、、、。
（4）金属冶炼的方法有、。
（5）常用的还原剂有、、。
【合作探究】
探究思考1：
实验室炼铁
（1）先加热再通入CO可能产生的后果是什么？
（2）反应结束后，若先停止通CO，再停止加热，可能的后果是什么？
（3）由上述1、2可知实验室炼铁的操作步骤是怎样的？
（4）为什么设置尾气处理？
怎么样处理？
你有哪些方法？
问题思考：
1、实验中观察到哪些现象？
哪处现象表明反应开始？
哪处现象表明反应结束？
2、随反应进行，硬质玻璃管内固体质量将如何变化？
变化原因是什么？
3、硬质玻璃管内固体反应前后分别是什么？
各属哪类物质？
4、如何证明生成的产物是铁粉呢？
5、澄清石灰水增重的质量就是反应生成CO2的质量吗？
探究思考2：
工业炼铁
（1）工业炼铁的设备是什么？
（2）工业炼铁需要哪些原料？
如何加入设备内？
各原料有何作用？
（3）工业炼出的铁纯吗？
为什么？
探究思考3：
金属冶炼方法
（1）金属冶炼的方法一般有电解法、还原法。
选择的依据是什么？
（2）Fe－F3O4－Fe从得失氧角度看分别发生了什么变化？
（3）最常见的还原剂有哪些？
问题思考：
1、由氧化铜（CuO）制备铜（Cu）你有哪些方法？
2、写出常见的三种还原剂还原氧化铜的反应方程式。
哪些属于置换反应？
【同步练习】
1.下列物质中属于纯净物的是（）
A、硬铝B、氧化铁C、生铁D不锈钢
2.地壳中含量最多的金属元素是（）
A.铁B.铝C.铜D.氧
3.炼铁的主要原料是（）
A.铁矿石焦炭石灰石热空气B.铁矿石焦炭石灰石
C.铁矿石一氧化碳二氧化碳D.铁矿石一氧化碳石灰石
4.要使232g四氧化三铁全部冶炼成铁，需要CO的质量至少为（）
A.28gB.56gC.84gD.112g
5.R为金属，发生如下反应：
R+CuSO4＝Cu+RSO4。
下列说法错误的是（）
A．该反应为置换反应
B．R的金属活动性比Cu强
C．该金属可以是AlD．若R为Fe，反应后溶液的质量会减小
6、由下图模拟炼铁的实验装置回答问题。
图-1
（1）写出途中标有序号的仪器名称a，b。
（2）实验过程中先要进行的是。
（选填“Ⅰ”或“Ⅱ”）Ⅰ.加热Ⅱ.通一氧化碳
（3）A中反应的方程式。
B中观察的现象。
7.根据图-1一氧化碳与氧化铁反应装置示意图及课本P120图5-6回答下列问题。
（1）图-1中尾气处理的目的是。
（2）高炉炼铁中焦炭的作用是：
①；②。
（3）课本P120图5-6中为什么生铁出口低于炉渣出口？
答。
8、为了防止月饼变质，常在月饼的内包装放入一小包防腐剂，其主要成分是铁粉，铁粉的作用是；这种铁粉可以在实验室里用CO还原Fe2O3粉末而得到，进行该实验，加热前应先，以确保安全
9、某钢铁厂用高炉炼铁的主要原料是赤铁矿石、焦炭、空气等，主要反应过程如下图：
（1）在上图方框中填出有关反应生成物的化学式
（2）写出反应的化学方程式①＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
②＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿③＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
第二节铁的冶炼合金（第2课时）
编制：
周瑞沛沛县唐楼中学
【学习目标】
1、知道生铁和钢等重要的合金，认识合金的特性及其重要作用
2、含杂质的相关计算。
【自学导航】
1.工业炼铁的原理，用化学方程式表示为：
2.实验室用CO还原Fe2O3的步骤：
①按要求组装仪器，并检查
②检验一氧化碳的，并先通入纯净的一氧化碳一会儿，目的是
③点燃酒精灯，开始加热
④当出现现象时先停止加热继续至装置冷却
3、生铁和钢的区别是不同，把生铁炼成钢实际上主要就是降低的含量，原理可以用（填化学反应方程式）表示。
4、合金中至少有种元素，一定含（填金属或非金属），（填可或不）含非金属。
5、
（1）使用最早的合金是它由、等元素形成，
（2）铁合金有和两种。
（3）金属材料包括和。
合金的特点：
硬度变，
熔点变。
【合作探究】
探究思考1：
生铁和钢
（1）铁的合金包括几种？
（2）生铁和钢在组成上的主要区别是什么？
（3）生铁的含碳量和钢的含碳量有什么不同？
（4）钢比生铁的性能优良在哪些方面？
（5）生铁和钢哪种应用更广？
试举几个生铁日常生活应用的例子。
探究思考2：
合金
（1）生产、生活中为何多用合金？
（2）合金至少由几种元素组成？
（3）合金中一定含有的元素是哪种？
（4）合金中可不可以含非金属？
问题思考：
1、一定量的生铁与足量稀硫酸能否反应完全？
若不完全残渣成分主要是什么？
2、某工匠师傅把一块铝和一块锡简单敲打几下，铝锡就成了一体，制得了铝锡合金。
这种说法对吗？
3、合金概念中一关键词“熔合”如何理解？
微观角度怎样解释？
4、几种金属能否形成合金在金属性质上有何要求？
探究思考3：
合金特性
（1）金属材料包括哪些？
（2）合金有哪些特性？
你能举几个生活中的实例吗？
问题思考：
1、铝合金门窗、铝合金车圈利用了合金的什么特性？
2、保险丝、焊锡利用了合金什么特性？
【同步练习】
1.有关生铁和钢的说法不正确的是（）
A．生铁和钢都是铁的合金B.含碳量：
生铁＞钢
C．生铁是混合物，钢是纯净物D.韧性：
生铁＜钢
2.下列物质不属于合金的是（）
A.焊锡B.硬铝C.不锈钢D.四氧化三铁
3.某物质为金属材料（）
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
4.金属材料的性质在很大程度上决定了它们的用途，下列说法中不正确的是（）
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.铝合金轻而坚韧，可作为制造汽车、飞机和火箭的材料
D.铅锑合金的熔点较低，电阻率较大，常用于制成发热体
5、判断正误：
（1）合金中一定含有金属元素（）
（2）合金一定是混合物（）
（3）合金中的元素是以化合物的形式存在（）
（4）合金中至少含有两种金属（）
6、合金的特性
（1）合金的硬度一般比纯金属。
例如纯铁片的硬度钢片，纯铜片的硬度
黄铜片
（2）合金的熔点一般比其组分金属。
⒎、所谓合金就是由一种金属跟其他金属或非金属在熔化状态下形成一种具有金属特性的熔合物。
根据下列金属或非金属的熔沸点，其中能形成合金的是（）
金属或非金属
Na
Si
Al
S
Fe
熔点℃
97.5
1410
660
112.8
1535
沸点℃
883
2553
2467
444.6
2750
A.Al-Si合金B.Al–S合金C.S-Fe合金D.Si-Na合金
8、从下面的选项中选择适当项目（写序号），填入各小题的横线处
①不易生锈的铁合金②会生锈③人类最早使用的合金④质轻、强度高
（1）青铜，
（2）不锈钢，（3）硬铝，（4）铁。
9、在古代人们常把高温下烧红的铁反复捶打最终使生铁变为钢，这就是所谓的“百炼成钢”的来历，请你写出生铁炼成钢中最关键的一步的化学方程式为
10、某钢样品的含碳量为0.24％（其他杂质元素不考虑），若碳元素主要以Fe2C和Fe3C的形式存在，则该钢样品中Fe2C和Fe3C的质量分数（ω）范围是
（相对分子质量：
Fe2C：
124，Fe3C：
180）
A.0.03％<ω<2％B.0.48％<ω<0.72％
C.2.24％<ω<3．36％D.2.48％<ω<3.6％
第三节金属的防护和回收（共1课时）
编制：
周瑞沛沛县唐楼中学
【学习目标】
1．了解金属锈蚀的主要因素，并能设计和完成对铁制品锈蚀因素的探究实验。
2．了解金属锈蚀的简单防护方法。
【自学导航】
1．椐估计，全世界每年被腐蚀损耗的钢铁材料，约占全年钢铁产量的＿＿＿＿
2．铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟＿＿＿＿、＿＿＿＿等物质相互作用，发生的一系列复杂化学反应，铁锈的主要成分是（写化学式），它是一种的物质。
3．防止钢铁生锈的主要方法是＿＿。
使金属与空气和水份隔绝，如在钢铁制件上＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿或镀上一层＿＿＿＿＿＿的金属。
4．未生铁的铁钉在下列情况中、生锈最快的是（ ）
5．废金属是指＿＿＿＿＿、＿＿＿＿丢的＿＿＿＿、_______，＿＿＿和＿＿＿的金属物品等。
废金属不但造成＿＿＿＿＿、还会造成＿＿、＿＿等有毒金属对环境的污染。
【合作探究】
探究思考1：
铁的锈蚀
1、铁钉表面无明显变化的试管编号是哪个？
2、哪只试管中锈蚀最为严重？
3、这5枚铁钉所处的环境有什么不同？
问题思考如何防止金属锈蚀
探究思考2：
防锈探究
在切过咸菜的铁菜刀同一面上选相近的三处进行如下实验：
一处用湿棉球润湿；另一处用布擦干；第三处擦干后，涂上一层食用油，放置一昼夜。
结果：
锈蚀程度：
________>________>________
1、用湿棉球润湿的一处为何锈蚀严重，用干布擦干的一处锈蚀较轻？
2、用干布擦干后，涂上一层食用油的第三处没有锈蚀的原因是什么？
问题思考：
（1）防止铁生锈的常用方法有哪些？
（2）说出一辆自行车不同部位所采取的防锈方法。
（3）铝的化学性质比铁活泼，在空气中比铁更易氧化，但为什么铝制品却比铁制品耐用？
探究思考3：
废金属的回收利用
（1）废金属有哪些来源？
（2）废金属有哪些危害？
。
（3）回收利用有何意义？
【同步练习】
1、能解释古代铁制品保存至今很少的理由是（）
A.铁元素在地壳中含量较少B.冶炼铁的原料少，冶炼又很困难
C.铁易置换出其他金属D.铁易生锈，铁锈对铁制品无保护
2、如图所示，大试管中是螺旋状的光亮的铁丝，把试管倒插入水中，放置一段时间（约一周）后，观察到铁丝表面有 生成。
试管内水面将 。
3．在下列情况下，埋在地下的铸铁管道
腐蚀速度最慢的是（）
A．在含铁元素较多的酸性土壤中
B．在干燥、致密不透气的土壤中
C．在潮湿、疏松透气的土壤中D．在潮湿、疏松不透气的土壤中
4、废旧电池的处理问题越来越受到人们的关注，其首要原因是（ ）
A．防止电池内泄露出来的液体腐蚀其它物品
B．回收电池的石墨电极C．回收电池的金属外壳再利用
D．防止电池中汞、隔等金属离子对土壤和水造成污染
5、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Fe2O3D.铁锈的主要成分是Fe3O4
6、
（1）磁铁矿的主要成分是：
；（填化学式）
（2）写出CO与Fe2O3在高温条件下反应的化学方程式：
；
（3）高炉炼铁得到的主要产品是 ；（填序号）
A．纯铁 B．生铁 C．钢
（4）铁生锈的主要条件是铁与水和 直接接触。
7、表提供了在一定条件下．水能否与一些金属发生反应的信息·
①请根据金属活动性顺序和表中的已知信息，将表格填写完整。
物质
钠与冷水
镁与冷水
镁与水蒸汽
铁与冷水
铁与水蒸气
能否发生反应
剧烈反应
缓慢反应
不反应
加热条件下能反应
②已知铁与水蒸气在加热条件下反应生成四氧化三铁和氢气．
该反应的化学方程式为
③铁虽然常温下与水不反应，但铁制品在潮湿的环境中容易生锈。
某同学进行了如右图所示实验。
一周以后发现铁钉表面锈蚀。
图中a、b、c三处锈蚀情况最严重的是 （填字母），
产生该现象的原因是
第四节石灰石的利用（第1课时）
编制：
周瑞沛沛县唐楼中学
【学习目标】
1、了解石灰石在生产、生活中的应用；认识石灰石、大理石是重要的矿藏资源。
2、了解自然界中主要成分是碳酸钙的物质；掌握鉴别矿石是不是碳酸盐的方法。
【自学导航】
1、实验室制取二氧化碳所选择的药品是和；
2、反应原理：
（用化学方程式表示）；
3、检验二氧化碳的方法：
（用化学方程式表示）。
4、石灰石的主要成份是（填名称）。
自然界中的、、、
、、珍珠等物质都含有（填化学式）。
锅炉和水壶里的水垢主要成分也是。
5、石灰石可以作为。
以石灰石为原料的主要产品有、、
等。
石灰石经过长期的，可以变成。
汉白玉是指
的大理石。
6、、、、统称为碳酸盐。
碳酸盐（CO32-）的鉴定:
试剂和
实验步骤：
实验现象：
【合作探究】
探究思考1:
石灰石的成分
1.同学们在生活中有没有接触或见过石灰石？
2.云南大理的石灰石叫大理石，大理石与石灰石有什么区别？
3．你们在哪些地方见过大理石？
4．哪里有汉白玉呢？
5．石灰石是一种常见的矿石，它有什么用处呢？
探究思考2：
碳酸盐的检验
1.石灰石在我们的日常生活和工业生产中有广泛的用途，那么，同学们你们知道石灰石的主要成分是什么吗？
为了弄清这个问题，请同学们先回忆实验室如何制取CO2气体？
2.怎样检验产生的二氧化碳气体？
3．石灰石中含碳酸钙吗？
怎样验证这一猜想？
问题思考：
1、将大理石、石灰石、贝壳、水垢…与盐酸反应产生的的气体通入澄清石灰水中有何目的？
2、与盐酸反应产生的气体还可能是什么气体？
3、比较分析下列化学式的异同：
CaCO3、Na2CO3、K2CO3、NH4HCO3
4、你认识碳酸盐了吗？
【同步练习】
1、碳酸盐是一类非常重要的盐，用途非常广泛，请你写出下列这些碳酸盐的化学式：
（1）许多碱性洗涤剂中都含有纯碱；
（2）农村经常使用的草木灰的主要成分；
（3）农业上使用的化肥“碳铵”是。
2、盛放石灰水的试剂瓶瓶壁上常有一层白色固体，这种白色固体的主要成分是。
可先用洗涤，然后再用水冲洗。
写出洗去这种白色固体的化学方程式：
。
3、把一只新鲜的鸡蛋放入盛水的杯中，鸡蛋沉入水底（蛋壳的主要成分是碳酸钙），回答下列问题：
（1）若向杯中逐渐加入食盐粉末直至溶液饱和（饱和食盐水的密度大于鸡蛋的密度），你将会观察到什么现象？
并解释原因。
（2）若向杯中逐渐滴加浓盐酸，鸡蛋壳表面将会有什么现象？
鸡蛋将怎样运动？
并解释原因.
4、天安门前的华表是用汉白玉雕成的，它的主要成分是（ ）
A、CaO B、Ca（OH）2 C、CaCO3 、D、CaSO4
5、下列各组物质，其主要成分都可用同一个化学式表示的是（ ）
A、大理石、石灰石B、方解石、生石灰C、白垩、明矾石 D、汉白玉、熟石灰
6、要除去暖水瓶内的水垢，最好方法是（）
A、高温加热B、用水冲洗
C、加入碳酸D、加入盐酸，再用水洗
7、可准确检验碳酸盐的是（）
A、加入盐酸有可燃性气体产生B、加入盐酸有气体生成
C、加入盐酸有白色沉淀生成D、加入盐酸有使澄清石灰水变浑浊气体生成
8、徐州市一乡镇利用当地资源优势发展水泥工业，请判断当地的哪种矿物质比较丰富（ ）
A、铁矿石 B、石灰石 C、孔雀石D、水铝石
9、相同质量的下列物质分别与足量的稀盐酸反应，产生气体最多的是（）
A、Na2CO3B、CaCO3C、K2CO3D、MgCO3
10、小玲通过查阅资料知道了牙膏的主要成分。
她将一定比例的碳酸钙粉末和食盐倒入小烧杯中，然后加入适量的甘油、甜味剂和香精等，搅拌均匀后制得牙膏。
（1）牙膏是（选填“纯净物”或“混合物”）。
（2）牙膏中的碳酸钙粉末作为摩擦剂，增强洁齿效果。
这种碳酸钙是将二氧化碳通入石灰水制得的。
请写出该反应的化学方程式。
11、厨房里有两瓶白色粉末，只知一瓶是食盐，一瓶是碱面。
请尽肯能用更多的方法来区别它们；并选用其中的任意一种方法，设计实验来区别这两种白色粉末。
12、大理石的重要成分也是碳酸钙，家里大理石地面不小心泼洒了稀盐酸，会看到的现象是，发生的化学方程式是。
13、将150mL稀盐酸（密度为1.1g/mL）加入盛有53g含少量杂质的石灰石的烧杯中，恰好完全反应（杂质不溶于水，也不溶于酸）。
反应后烧杯中总质量为196g。
计算：
（1）生成二氧化碳的质量是多少？
（2）石灰石中碳酸钙的质量分数？
第五节石灰石的利用（第2课时）
编制：
周瑞沛沛县唐楼中学
【学习目标】
1．掌握生石灰的烧制过程
2．知道碳酸钙、氧化钙和氢氧化钙之间的转化关系及应用
【自学导航】
1.石灰石中主要成分是__________，自然界中含有该成分的物质还有________________
2.石灰石在生产和生活中的应用：
__________、__________、__________、__________
3.碳酸盐的检验
①选择试剂：
__________、__________
②操作步骤：
___________________________________
4、生石灰烧制的过程可用化学方程式表示：
_________________________________
升级会员 