【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 過(guò)30％。 由于上述優(yōu)異性能，鈦享有“未來(lái)的金屬”的美稱(chēng)，鈦合金已廣泛用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)，它是火箭、導(dǎo)彈和航天飛機(jī)不可缺少的材料。船舶、化工、電子器件和通訊設(shè)備以及若干輕工業(yè)部門(mén)中要大量應(yīng)用鈦合金，只是目前鈦的價(jià)格較昂貴，限制了它的廣泛使用。銅是人類(lèi)認(rèn)識(shí)并應(yīng)用最早的金屬之一。我國(guó)是最早使用銅器的國(guó)家之一。到目前為止，發(fā)現(xiàn)的中國(guó)最早的青銅器出自新石器時(shí)代后期，相當(dāng)于中原夏代的一些文化遺址中。在商代早期遺址中出土了較大型的青銅器。 中國(guó)商代早期的大型青銅器還很粗陋，器壁厚，外形多模仿陶器，花紋多為線條的獸面紋。1939年在安陽(yáng)市出土的禮器“司母戊鼎”是殷代前期青銅器的代表作，是商王為其母鑄造的，重達(dá)875 kg，高133 cm，橫長(zhǎng)110 cm，寬78 cm。經(jīng)檢測(cè)，％，％，％，是世界上最大的出土青銅器。 又如湖南出土的盛酒器“四羊方尊”，造型逼真，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，分布在四角的四支羊頭上長(zhǎng)著卷曲的羊角，還有突出的龍頭，樓空的扉邊。 kg， cm， cm。它采用分鑄和嵌鑄等復(fù)雜的鑄造工藝，充分反映出了殷代青銅器的高超熔鑄技藝。 青銅器除了禮器等外，更多是用于制造兵器，此外也有一些青銅農(nóng)具出土。 戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，齊國(guó)工匠已了解到隨著用途不同，青銅器材料的性能也應(yīng)有所變化，為此可以改變青銅中各種金屬成分的比例。 我國(guó)古代很早就認(rèn)識(shí)到銅鹽溶液里的銅能被鐵取代，從而發(fā)明了“水法煉銅”的新途徑，這一方法以我國(guó)為最早，是濕法冶金技術(shù)的起源，在世界化學(xué)史上是一項(xiàng)重大貢獻(xiàn)。 在現(xiàn)代，銅仍舊有著極其廣泛的用途。銅的導(dǎo)電性?xún)H次于銀，居金屬中的第二位，大量用于電氣工業(yè)。 銅易與其他金屬形成合金，銅合金種類(lèi)很多，例如，青銅質(zhì)堅(jiān)韌，硬度高，易鑄造；黃銅廣泛用于制作儀器零件；白銅主要用作刀具。 銅和鐵、錳、鋁、硼、鋅、鈷等元素都可用作微量元素肥料。微量元素是植物正常生命活動(dòng)所不可缺少的，它可以提高酶的活性，促進(jìn)糖、淀粉、蛋白質(zhì)、核酸、維生素和酶的合成，有利于植物的生長(zhǎng)。 銅在生命系統(tǒng)中有重要作用，人體中有30多種蛋白質(zhì)和酶含有銅元素，現(xiàn)已知銅的最重要生理功能是人血清中的銅藍(lán)蛋白，它有催化鐵的生理代謝過(guò)程功能。銅還可以提高白細(xì)胞消滅細(xì)菌的能力，增強(qiáng)某些藥物的治療效果。銅雖然是生命攸關(guān)的元素，但如果攝入過(guò)多，會(huì)引起多種疾病。 錫 瘟1867年的冬天，俄國(guó)彼得堡十分寒冷，達(dá)零下38攝氏度。這一年冬天俄國(guó)彼得堡海軍倉(cāng)庫(kù)里發(fā)生了一件怪事：堆在倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的大批錫磚，一夜之間突然不翼而飛，留下來(lái)的卻是一堆堆像泥土一樣的灰色粉末。同一年的冬天，從倉(cāng)庫(kù)里取出軍大衣發(fā)給俄國(guó)士兵穿時(shí)，發(fā)現(xiàn)紐扣都不見(jiàn)了，再仔細(xì)看看，原來(lái)紐扣處也有著一些灰色粉末。 無(wú)獨(dú)有偶，幾十年過(guò)去了，在1912年，英國(guó)探險(xiǎn)家斯科特率領(lǐng)一支探險(xiǎn)隊(duì)帶了大量給養(yǎng)，包括液體燃料去南極探險(xiǎn)，一去就杳無(wú)音信。后來(lái)發(fā)現(xiàn)他們都凍死在南極。帶了那么多的燃料為什么還無(wú)濟(jì)于事呢？ 原來(lái)，斯科特一行在返回的路上發(fā)現(xiàn)，他們的第一個(gè)儲(chǔ)藏庫(kù)里的煤油已經(jīng)不翼而飛。說(shuō)明一點(diǎn)，盛煤油的鐵筒是用錫焊的。沒(méi)有煤油就無(wú)法取暖，也無(wú)法熱點(diǎn)東西吃。好不容易克服千難萬(wàn)險(xiǎn)，又找到了另一個(gè)儲(chǔ)藏庫(kù)，可是那兒的煤油筒同樣是空空的，鐵筒同樣有裂縫，顯然煤油都是由于鐵筒漏了而流失掉的。 錫磚怎么會(huì)變成粉末？用錫焊的鐵筒怎么又會(huì)有裂縫呢？經(jīng)過(guò)分析，科學(xué)家們終于發(fā)現(xiàn)了其中的奧妙。原來(lái)，錫有3種同素異形體，即白錫、脆錫和灰錫。 攝氏度以下時(shí)，體積驟然膨脹，原子之間的空間加大，于是變成了另一種結(jié)晶形態(tài)的灰錫。如果溫度急劇下降到零下33攝氏度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生“錫瘟”，晶體錫會(huì)變成粉末錫。 現(xiàn)在科學(xué)家已經(jīng)找到了一種預(yù)防“錫瘟”的“注射劑”，其中一種就是鉍。鉍原子中有多余的電子可供錫的結(jié)晶重新排列，使錫的狀態(tài)穩(wěn)定，所以消除了“錫瘟”。錫不但怕冷，而且怕熱。將白錫加熱到161攝氏度以上時(shí)，它會(huì)變成具有斜方晶系的斜方錫，斜方錫很脆，敲打時(shí)也會(huì)變成粉末。 任何事情都是一分為二的，鐵筒縫上的錫變成粉末這當(dāng)然不是好事，但是如果將錫粉末加到鐵粉或銅粉中，然后混合，通過(guò)成型和燒結(jié)的方法就可直接制造出產(chǎn)品，這就是一門(mén)新興的粉末冶金技術(shù)，它是目前生產(chǎn)硬質(zhì)合金和難熔金屬的唯一方法。 課題2 金屬的化學(xué)性質(zhì)課程目標(biāo)：通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究金屬與氧氣，金屬與稀鹽酸、稀硫酸以及與鹽溶液的置換反應(yīng)，認(rèn)識(shí)金屬的化學(xué)性質(zhì)和金屬的活動(dòng)性順序，并且能用金屬活動(dòng)順序解釋一些與日常生活有關(guān)的化學(xué)問(wèn)題。重點(diǎn)：通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究認(rèn)識(shí)金屬活動(dòng)性順序難點(diǎn)：運(yùn)用金屬活動(dòng)性順序?qū)χ脫Q反應(yīng)作出判斷教學(xué)過(guò)程：1．對(duì)于金屬與氧氣反應(yīng)的教學(xué)，可以再次做鎂條、鋁箔、鐵絲、銅絲等與氧氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，以加深學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行認(rèn)真的對(duì)比和分析，從中得出金屬與氧氣反應(yīng)的一些規(guī)律性知識(shí) 2．本課題的教學(xué)重點(diǎn)應(yīng)放在對(duì)金屬活動(dòng)性順序的探討上，不僅僅是為了獲得金屬活動(dòng)性順序的知識(shí)，更重要的是要引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與知識(shí)的獲取過(guò)程，學(xué)習(xí)科學(xué)探究的方法。在這個(gè)活動(dòng)與探究中，結(jié)論的可靠性是很重要的，因此，控制相似的實(shí)驗(yàn)條件，以及對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的正確對(duì)比和分析，是該探究活動(dòng)獲得可靠結(jié)論的重要保證。 3．置換反應(yīng)的概念是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上通過(guò)歸納得出的，即通過(guò)對(duì)鎂、鋅、鐵與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式的分析，從反應(yīng)物和生成物類(lèi)別的角度歸納得出的。這樣的方法比較直觀，學(xué)生容易接受。置換反應(yīng)在日常生活中的應(yīng)用主要是通過(guò)練習(xí)來(lái)感受的。教師也可以補(bǔ)充一些有關(guān)這方面的聯(lián)系實(shí)際的習(xí)題，以培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。 4．金屬活動(dòng)性順序是通過(guò)實(shí)驗(yàn)，并在置換反應(yīng)概念和其他一些實(shí)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上分析得到的。探究分三步進(jìn)行：（1）從金屬與鹽酸或硫酸反應(yīng)是否有氫氣生成，可以把金屬分為兩類(lèi)，能生成氫氣的金屬其活動(dòng)性比較強(qiáng)，不能生成氫氣的金屬其活動(dòng)性比較弱。（2）從一種金屬能否把另一種金屬?gòu)乃幕衔锏娜芤褐兄脫Q出來(lái)，可以比較出這兩種金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱，能置換出來(lái)的，則這種金屬比另一種金屬活潑。（3）經(jīng)過(guò)了很多類(lèi)似實(shí)驗(yàn)的探究過(guò)程，人們歸納和總結(jié)出了常見(jiàn)金屬的活動(dòng)性順序。鈍化　 金屬表面形成氧化膜保護(hù)層而使金屬不易腐蝕或與其他物質(zhì)反應(yīng)；或經(jīng)化學(xué)、電化學(xué)方法處理使金屬由活潑變?yōu)椴换顫姞顟B(tài)的過(guò)程叫鈍化。鈍化的金屬活動(dòng)性大減，叫鈍態(tài)或鈍化態(tài)。例如用冷濃硝酸處理鋁而生成堅(jiān)密的氧化膜保護(hù)層即鋁鈍化的一種方法。鐵與濃硫酸、濃硝酸接觸，表面生成致密的氧化膜，阻止反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行，稱(chēng)為鐵的鈍化。 在整個(gè)探究過(guò)程中，教師的組織和引導(dǎo)作用非常重要。尤其要注意在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上組織好討論，這是有關(guān)金屬活動(dòng)性順序探究活動(dòng)能否成功的重要保證。 由于學(xué)生還沒(méi)有鹽的概念，因此教材中只能說(shuō)“位于前面的金屬能把位于后面的金屬?gòu)乃鼈兓衔锏娜芤褐兄脫Q出來(lái)”。教師要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況利用具體例子來(lái)進(jìn)行教學(xué)。 5．可以通過(guò)對(duì)一些實(shí)例和習(xí)題的討論和分析，讓學(xué)生感受金屬活動(dòng)性順序在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中的重要應(yīng)用，并認(rèn)識(shí)金屬活動(dòng)性順序可以作為有關(guān)金屬能否在溶液中發(fā)生置換反應(yīng)。鋁與鐵常溫下和氧氣反應(yīng)的難易取一塊鋁片，用細(xì)砂紙打磨其部分位置，觀察沒(méi)有打磨及打磨部分的色澤。發(fā)現(xiàn)打磨后鋁的色澤比沒(méi)有打磨的色澤更光亮。過(guò)一段時(shí)間，兩者色澤又變得一樣。 同樣方法，用鐵片重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，觀察打磨前后的鐵的不同及變化，則發(fā)現(xiàn)打磨后的鐵不會(huì)變得與打磨前的鐵一樣。 （1）從上述實(shí)驗(yàn)事實(shí)推測(cè)：鋁和鐵哪種物質(zhì)更容易與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)？ （2）鋁的化學(xué)性質(zhì)比鐵活潑，為什么我們通?？匆?jiàn)鐵生銹而沒(méi)有看到鋁生銹？ （3）在清洗鋁制品時(shí)應(yīng)注意些什么？ （4）根據(jù)鋁的這種抗銹蝕“特性”，試推測(cè)防止金屬銹蝕可采用的一種方法。鋁的性質(zhì)和用途物質(zhì)的用途在很大程度上取決于物質(zhì)的性質(zhì)。由于鋁有多種優(yōu)良性能，因而鋁有著極為廣泛的用途。 （1）鋁的密度很小， g/cm3，雖然它比較軟，但可制成各種鋁合金，如硬鋁、超硬鋁、防銹鋁、鑄鋁等。這些鋁合金廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、汽車(chē)、火車(chē)、船舶等制造工業(yè)。此外，宇宙火箭、航天飛機(jī)、人造衛(wèi)星也使用大量的鋁及其合金。例如，一架超音速飛機(jī)約由70％的鋁及其合金構(gòu)成。船舶建造中也大量使用鋁，一艘大型客船的用鋁量常達(dá)幾千噸。 （2）鋁的導(dǎo)電性?xún)H次于銀、銅，雖然它的導(dǎo)電率只有銅的2／3，但密度只有銅的1／3，所以輸送同量的電，鋁線的質(zhì)量只有銅線的一半。鋁表面的氧化膜不僅有耐腐蝕的能力，而且有一定的絕緣性，所以鋁在電器制造工業(yè)、電線電纜工業(yè)和無(wú)線電工業(yè)中有廣泛的用途。 （3）鋁是熱的良導(dǎo)體，它的導(dǎo)熱能力比鐵大3倍，工業(yè)上可用鋁制造各種熱交換器、散熱材料和炊具等。 （4）鋁有較好的延展性（它的延展性?xún)H次于金和銀），在100 ℃～150 ℃ mm的鋁箔。這些鋁箔廣泛用于包裝香煙、糖果等，還可制成鋁絲、鋁條，并能軋制各種鋁制品。（5）鋁的表面因有致密的氧化物保護(hù)膜，不易受到腐蝕，常被用來(lái)制造化學(xué)反應(yīng)器、醫(yī)療器械、冷凍裝置、石油精煉裝置、石油和天然氣管道等。 （6）鋁粉具有銀白色光澤（一般金屬在粉未狀時(shí)的顏色多為黑色），常用來(lái)做涂料，俗稱(chēng)銀粉、銀漆，以保護(hù)鐵制品不被腐蝕，而且美觀。 （7）鋁在氧氣中燃燒能放出大量的熱和耀眼的光，常用于制造爆炸混合物，如銨鋁炸藥（由硝酸銨、木炭粉、鋁粉、煙黑及其他可燃性有機(jī)物混合而成）、燃燒混合物（如用鋁熱劑做的炸彈和炮彈可用來(lái)攻擊難以著火的目標(biāo)或坦克、大炮等）和照明混合物（如含硝酸鋇68％、鋁粉28％、蟲(chóng)膠4％）。 （8）鋁熱劑常用來(lái)熔煉難熔金屬和焊接鋼軌等。鋁還用做煉鋼過(guò)程中的脫氧劑，鋁粉和石墨、二氧化鈦（或其他高熔點(diǎn)金屬的氧化物）按一定比率均勻混合后，涂在金屬上，經(jīng)高溫?zé)霟瞥赡透邷氐慕饘偬沾?，它在火箭及?dǎo)彈技術(shù)上有重要應(yīng)用。 （9）鋁板對(duì)光的反射性能也很好，反射紫外線比銀強(qiáng)，鋁越純，其反射能力越好，因此常用來(lái)制造高質(zhì)量的反射鏡，如太陽(yáng)灶反射鏡等。 （10）鋁具有吸音性能，音響效果也較好，所以廣播室、現(xiàn)代化大型建筑室內(nèi)的天花板等也采用鋁?！八敝虚L(zhǎng)“銅樹(shù)”取一支大試管，內(nèi)裝硫酸銅溶液。 把一根用砂紙打磨過(guò)的鋁絲稍加彎曲后，立即浸入硫酸銅溶液中。 過(guò)一段時(shí)間后，剩余的鋁絲上附著有大量的紅色銅，就好像銅樹(shù)，同時(shí)溶液的顏色由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色。 （1）解釋上述變化的原因： （2）該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明鋁和銅的化學(xué)性質(zhì)哪種更活潑？ （3）若一根質(zhì)量為m1的鋁絲浸入硫酸銅溶液，過(guò)一段時(shí)間取出附有銅的鋁絲，其質(zhì)量為m2，試比較m1與m2的大