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文档简介

1、第八单元 金属和金属材料课题1 金属材料设计说明本课题分为两部分。第一部分从日常生活用品很多是用金属材料制成的入手,说明金属材料包括纯金属和它们的合金两类,并从社会发展的历史说明铁、铜、铝及其合金是人类使用最多的金属材料。教材注意联系学生的生活经验,配合实物照片介绍了金属具有金属光泽,能导热、导电,有延展性等重要的物理性质。同时采用列表的方式,给出了一些常见金属物理性质的数据,为如何利用金属的物理性质提供了重要的依据。教材把重点放在对物质的性质与用途关系的了解上,注意培养学生综合分析问题的能力。第二部分重点介绍合金。教材用厨师在炒菜时,常常会在菜里加入各种调料,以改善菜的色、香、味的事实做比喻

2、,说明在纯金属中加热熔合某些金属或非金属,可以制得与纯金属不同的合金,如生铁和钢等,这些合金具有某些比纯金属更好的性能。教材接着通过实验让学生亲身体验合金与纯金属性质的不同,了解合金比纯金属具有更广泛用途的原因。教材以列表的方式简略的介绍了一些常见合金的主要成分、性能和用途,同时还介绍了21世纪的重要金属材料钛和钛合金,在“化学·技术·社会”中介绍的形状记忆合金,在一定程度上体现了21世纪金属材料的发展趋势,有利于拓宽学生的视野。教学目标【知识与技能】1.认识金属材料与人类生活和社会发展的密切关系。2.了解常见金属的物理性质,能区分常见的金属和非金属。3.知道生铁和钢等重要

3、合金,以及合金比纯金属具有更广泛的用途。4.了解物质的性质与用途的关系。【过程与方法】1.引导学生自主实验探究金属的物理性质,培养学生的实验探究能力。2.通过讨论探究物质的性质与用途的关系,培养学生综合分析问题的能力。3.培养学生学会主动与他人进行交流和讨论,清楚地表达自己的观点,逐步形成良好的学习习惯和学习方法。【情感、态度与价值观】1.通过日常生活中广泛使用金属材料等具体事例,认识金属材料与人类生活和社会发展的密切关系。2.在了解金属性质的基础上,了解材料选择要考虑的问题:如价格、资源、是否美观、是否便利以及废料是否易于回收等。重点难点教学重点1.金属的物理性质以及合金的概念与判别。2.物

4、质的性质与用途的关系。教学难点1.培养学生运用探究方法得出相关结论的能力。2.提高学生综合分析问题的能力。教学方法观察法:通过学生的自我探究,引导学生了解金属的物理性质。实验法:通过对合金特性的探究,经过对比分析,归纳出合金与纯金属相比具有的特性。教具、学具1.计算机多媒体教学系统、CAI课件等。2.仪器:干电池、小灯泡、导线、酒精灯、火柴、砂纸。3.药品:铁片、铜片、铝片、黄铜、铜。授课时数1课时教学过程导入新课【教师提问】学生了解人类发现、认识、使用金属的历史,利用学生的生活背景,让学生说出日常生活中接触到的金属制品。【学生展示】展示他们收集到的金属制品,如铜钱、硬币、纪念章等。【教师提问

5、】收集的这些制品主要由什么材料制成?【教师讲解】金属材料包括纯金属以及它们的合金。讲授新课第八单元 金属和金属材料课题1 金属材料【教师提问】根据生活经验,你所知道的金属有哪些?你见过哪些金属制品?【学生回答】我所知道的金属铁铜铝铅金银汞我所见过的金属制品铁锅铜导线铝导线铅球金项链银手镯体温计里的汞柱【教师小结】金属的种类有很多,而我们最常见的金属有铁、铝和铜。【教师讲述】铜和铁是人类使用较早的金属,我国劳动人民在商代就制造出了精美的青铜器,春秋战国时期就会冶铁和炼钢。铝的利用要比铜和铁晚得多,那仅仅是100多年前的事情。但由于铝具有密度小和抗腐蚀等优良性能,现在世界上铝的年产量已超过了铜,位

6、于铁之后,居第二位。一、金属的物理性质【学生实验】下面,我们就以铜、铁为例,来对金属的物理性质进行探讨。【实验1】观察它们的颜色和光泽。【实验2】感觉一下同体积不同金属块的质量大小,由此判断它们的密度大小。【实验3】试试不同金属片是否容易被弯曲、折断,并感觉它们硬度是否相同。【实验4】用电池和小灯泡等试试它们能否导电,并比较灯泡的亮度是否相同。【实验5】用手拿着金属片的一端,在酒精灯火焰上方烘烤它的另一端(注意:时间不要长,防止烫伤),试试它能不能传热。【学生回答】【实验1】金属都有颜色和光泽。【实验2】不同金属的密度不同,铜比铁的密度大【实验3】金属片能被弯曲,而且不易折断。不同金属的硬度不

7、同。【实验4】金属具有导电性,不同金属的导电能力不同。【实验5】金属具有导热性。【教师展示】展示细铜丝、薄铜片等。【教师点拨】抽成细丝的性质为延性,打轧成薄片的性质为展性。金属的延展性决定了金属一般具有良好的机械强度。【归纳总结】金属有颜色和光泽,常温下为固态(汞除外);不同金属的密度、硬度不同;金属有良好的导电性、导热性和延展性,且熔点较高。【教师点拨】金属不仅具有以上共性还有各自的特性。【教师展示】一些金属物理性质的比较。(课本第3页 表81)【归纳总结】金属的特性1.铁、铝等大多数金属呈银白色,但铜呈紫红色,金呈黄色。2.常温下大多数金属是固体,但汞是液体。3.金属的导电性、导热性、密度

8、、熔点、硬度等物理性质差别也比较大。【学生自学】金属之最。(课本第4页)【学生讨论】投影展示:1.为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制?2.银的导电性比铜好,为什么电线一般用铜制而不用银制?3.为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制?如果用锡制的话,可能会出现什么情况?4.为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬?如果在水龙头表面镀金会怎么样?【学生回答】学生讨论后回答。1.制作菜刀、镰刀、锤子等所选用的金属硬度要大,因而选择硬度较大的铁,而不用硬度较小的铝。2.制电线选用铜而不选用银的主要原因是银的价格要比铜高很多。3.灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制是因为钨是熔点最高的金属,高温时不易熔化,而锡的熔点

9、较低,如果使用锡作灯丝易熔化断开。4.水龙头镀铬是因为铁在潮湿的空气中容易生锈,铬是硬度最大的金属,镀在铁的表面既耐磨、美观,又防锈,能延长水龙头的使用寿命;如果在水龙头表面镀金,不仅增加成本,而且由于金的硬度较小,会使水龙头不耐用,从而缩短水龙头的使用寿命。【归纳总结】用途主要由性质决定。还需考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利、废料是否容易回收利用以及对环境的影响等。【教师点拨】展示飞机图片,思考制造飞机的材料中为什么大量使用铝合金而不用纯铝?【教师提问】那么,什么是合金?合金的性质与其组分金属有何不同?合金的应用范围怎样?我们常用的合金有哪些?哪些合金最有前途?【学生阅读】阅读课本第4

10、5页合金的内容。【教师提问】我们应该怎样定义合金?谈谈你的看法。【归纳总结】合金是在金属中加热熔合某些金属(或非金属)形成的具有金属特征的物质。【教师讲解】生铁和钢。生铁的含碳量为2%4.3%,钢的含碳量为0.03%2%。【实验81】1.比较黄铜片和铜片(铜锌合金)、硬铝片(铝合金)和铝片的光泽、颜色。2.将黄铜片和铜片、硬铝片和铝片互相刻画,比较它们的硬度。性质比较现象黄铜铜硬铝铝光泽和颜色有光泽,黄色有光泽,紫红色有光泽、银白色有光泽、银白色硬度黄铜比铜硬,硬铝比铝硬结论合金的硬度一般比组成它们的纯金属硬度大【教师过渡】合金的熔点与其组分金属相比,又有何特点呢?下面我们以焊锡为例,进行实验

11、。【实验82】将绿豆粒大的焊锡、锡和铅放置在铁片上,加热铁片的中心部分,观察,比较焊锡和组成它的纯金属锡、铅的熔化温度。现象焊锡先熔化结论合金的熔点一般比组成它们的纯金属低【教师点拨】合金的很多性能与组成它们的纯金属存在差异,从而使合金更容易适合于不同的用途。合金除强度高外,抗腐蚀性能也更好。【归纳总结】钛合金与人体具有很好的“相容性”,因此可以用来制造人造骨。【教师讲解】合金比纯金属具有更广泛的用途。【教师展示】几种常见合金的主要成分、性能和用途。(课本第6页)合金主要成分主要性能主要用途不锈钢铁、铬、镍抗腐蚀性好医疗器械、炊具、容器、反应釜锰钢铁、锰、碳韧性好、硬度大钢轨、挖掘机铲斗、坦克

12、装甲、自行车架黄铜铜、锌强度高、可塑性好、易加工、耐腐蚀机器零件、仪表、日用品青铜铜、锡强度高、可塑性好、耐磨、耐腐蚀机器零件如轴承、齿轮等白铜铜、镍光泽好、耐磨、耐腐蚀、易加工钱币、代替银做饰品焊锡锡、铅熔点低焊接金属硬铝铝、铜、镁、硅强度和硬度好火箭、飞机、轮船等制造业18K黄金金、银、铜光泽好、耐磨、易加工金饰品、钱币、电子元件【教师讲解】合金在人类生活和生产中具有极为广泛的应用,尤其是在科学技术日益发展的今天,新的金属和合金一直在被不断地发展和应用。例如,钛和钛合金就是引起人们普遍重视和关注的一种新型金属材料。【教师展示】钛和钛合金、新型金属材料的有关资料。性质熔点高、密度小(钛的密度

13、仅为4.5 g/cm3)、可塑性好、易于加工、机械性能好、抗腐蚀性能非常好、与人体具有很好的“相容性”用途被广泛用于火箭、导弹、航天飞机、船舶、化工和通信设备、制造人造骨等课堂小结我们今天学习了金属的物理性质,合金以及合金的优良特性,为进一步完善化学知识打下了良好的基础。当堂达标1.相同条件下,下列金属中,导电性最好的是()A.铜 B.银 C.铝 D.钨答案:B2.下列金属材料不属于合金的是()A.青铜 B.生铁 C.紫铜 D.焊锡答案:C3.吕氏春秋记载“金(即铜单质)柔锡(即锡单质)柔,合两柔则刚(即坚硬)”。这句话说明合金具有的特性是()A.熔点一般比其组成金属低B.抗腐蚀性一般比其组成

14、金属强C.硬度一般比其组成金属大D.耐磨性一般比其组成金属耐磨答案:C4.下列关于合金的说法正确的是()A.合金都是由不同的金属组成的B.合金属于化合物C.合金不能导电、导热D.合金的很多性能与组成它的纯金属不同答案:D5.钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料。钛合金和人体有很好的“相容性”,利用钛合金这一特性可以()A.制造船舶 B.制保险丝C.制人造骨 D.制造飞机答案:C6.合金是重要的金属材料。(1)Mg、Al按一定比例熔合后冷却可得到储氢合金材料,该过程属于(填“物理”或“化学”)变化。(2)图中能表示锡铅合金的是(填“a”“b”或“c”)。解析:(1)Mg、Al按一定比例熔合后

15、冷却可得到储氢合金材料,此过程只是铝和镁的熔合,没有新物质生成,属于物理变化。(2)合金比组成成分金属的熔点低,所以a能表示锡铅合金。答案:(1)物理(2)a板书设计第八单元 金属和金属材料课题1 金属材料一、金属的物理性质1.有颜色和光泽,常温下为固态(汞除外)。2.不同金属的密度、硬度不同。3.有良好的导电性、导热性和延展性,熔点较高。二、合金1.合金是在金属中加热熔合某些金属(或非金属)形成的具有金属特征的物质。2.合金与组成它们的纯金属相比,具有以下特点:(1)合金的硬度一般比组成它们的纯金属硬度大;(2)合金的熔点一般比组成它们的纯金属的熔点低。3.合金比纯金属具有更广泛的用途。4.

16、新型金属材料(1)钛和钛合金(2)形状记忆合金教学反思第八单元 金属和金属材料课题2 金属的化学性质设计说明本课题分三部分,第一部分为金属与氧气的反应。学生在前一阶段的学习中了解了镁条、铁丝等在空气(或氧气)中反应的实验,基于学生已有的知识基础,可以通过归纳实验事实的方法,得出大多数金属能与氧气反应,但反应的难易和剧烈程度不同,由此也可以在一定意义上反映金属的活泼程度,如镁、铝比较活泼,铁、铜次之,金最不活泼。来源:Zxxk.Com第二部分为金属与盐酸、稀硫酸的反应。该部分知识可以通过探究活动,采用“实验讨论”的探究模式,通过对实验事实的分析,层层诱导,让学生自己找出哪些金属能与盐酸、稀硫酸反

17、应,哪些金属不能反应,从而归纳得出镁、锌、铁的金属活动性比铜的强。另外,学生自己归纳置换反应的特点,得出置换反应的概念。第三部分为金属活动性顺序。对于该部分内容,可以设计一个探究活动,同样采用“实验讨论”的探究模式,并通过对某些金属的活动性的比较,引出金属活动性顺序。同时,教师通过精讲点拨,指出金属活动性顺序有许多重要的应用,并介绍基于金属活动性顺序的一些判断,教学中可以通过练习,使学生学会应用置换反应和金属活动性顺序解释一些与日常生活有关的化学问题。教学目标【知识与技能】1.知道镁、铝、铁、铜等常见金属与氧气的反应。2.初步认识常见金属与盐酸、稀硫酸的反应。能用金属和酸反应的规律解释一些与日

18、常生活有关的化学问题。3.初步认识常见金属与金属化合物溶液的置换反应,能用置换反应解释一些与日常生活有关的化学问题。4.能用金属活动性顺序对有关的置换反应进行简单地判断,并能利用金属活动性顺序解释一些与日常生活有关的化学问题。【过程与方法】1.通过金属与盐酸、稀硫酸的反应,学习利用控制变量法进行科学探究。2.能根据金属与盐酸、稀硫酸反应的剧烈程度判断金属活动性顺序。3.通过探究金属与金属化合物溶液的反应判断金属活动性顺序。【情感、态度与价值观】在实验操作中,体验获得科学方法的过程,养成实事求是的科学精神和严谨的科学态度,激发学习化学的兴趣。重点难点教学重点1.金属与氧气的反应,金属与盐酸、稀硫

19、酸的反应。2.金属与金属化合物溶液的反应,金属活动性顺序及其应用。教学难点金属活动性顺序的应用。教学方法探究法:通过学生的探究实验,引导学生学会正确推理以及能概括出金属活动性顺序。归纳法:通过金属与酸反应的化学方程式的比较,归纳出置换反应的特点,理解并掌握置换反应。控制变量法:在做金属与酸反应的实验中,要注意控制酸的浓稀、金属的表面积、温度、酸的种类及酸溶液的质量等因素。教具、学具1.计算机多媒体教学系统、CAI课件等。2.仪器:药匙、镊子、试管、试管架等。3.药品:稀盐酸、稀硫酸、镁片、锌片、铁片、铜片、铝片、硝酸银溶液、硫酸铜溶液、硫酸锌溶液等。授课时数2课时第1课时 金属的化学性质教学过

20、程导入新课【教师提问】不法商贩用铜锌合金冒充黄金欺骗消费者,你能用简单的方法去拆穿他们的骗局吗?【学生回答】用测密度(两者的密度不同)、硬度、测熔点(熔点不同)等方法。【教师讲解】这些方法都是一些物理方法,在现场不容易实现,我们可以用一些化学方法来鉴别黄金的真伪。学完本课,你就会用化学方法鉴别黄金的真伪了。讲授新课一、金属与氧气的反应【教师讲解】回忆一下我们曾经学过的金属与氧气的反应,写出反应的化学方程式。【学生书写】老师巡视,指导学生书写化学方程式。2Hg+O22HgO3Fe+2O2 Fe3O42Mg+O22MgO【教师点拨】引导学生描述曾经学过的金属与氧气反应的现象,比较这几种金属的活动性

21、。【学生回答】汞、铁、镁与氧气反应的现象。汞在空气中加热反应非常慢,约十余天后生成红色固体铁丝在氧气中燃烧火星四射,放出大量的热,生成黑色固体镁在空气中燃烧发出耀眼的白光,放热,生成白色固体【归纳总结】镁比铁活泼,铁比汞活泼。【教师提问】所有的金属都可以和氧气发生反应吗?用生活中的例子来说明。【学生回答】黄金饰品不变色,说明金不和氧气反应。(古代用金、银作为货币,说明金、银一般不和氧气发生反应。)【教师提问】“真金不怕火炼”说明了什么?为什么暖气片上要刷“银粉”?“银粉”是银吗?【学生回答】即使在很高的温度下,金也不和氧气发生反应。铝在空气中和氧气反应,其表面生成一层致密的氧化铝薄膜,从而阻止

22、铝进一步氧化,所以暖气片上涂的“银粉”,其成分是铝,并不是银。【学生讨论】组织学生讨论金属与氧气反应的规律,金属越活泼,越容易和氧气发生反应。【得出结论】大多数的金属能够和氧气发生反应,但是反应的难易和剧烈程度不同。【教师讲解】铝在常温下能和氧气发生反应,其表面生成一层致密的氧化膜,阻止铝进一步氧化,金在高温下也不和氧气发生反应。几种常见金属与氧气反应的化学方程式如下:2Mg+O22MgO4Al+3O22Al2O33Fe+2O2Fe3O42Cu+O22CuO二、金属与盐酸、稀硫酸的反应【教师提问】我们已经学过锌和稀硫酸的反应、镁和盐酸的反应,那么其他的金属可以和稀硫酸反应吗?金属与盐酸或稀硫酸

23、是否反应以及反应的剧烈程度,也可反映出金属的活泼程度。下面,我们就通过实验来比较镁、锌、铁、铜的活动性。【实验探究】学生猜想并设计实验,探究镁、锌、铁、铜分别和稀盐酸、稀硫酸的反应,观察现象。实验结束后,写出反应的化学方程式。【学生实验】将学生分成四组,两组做实验A,另两组做实验B。实验A:在四支试管中分别放入打磨光洁的镁条、锌粒、铁片、铜片,各加入约5 mL稀盐酸,观察现象,比较反应的剧烈程度;用燃着的木条放在试管口,观察并记录实验现象。实验B:用稀硫酸代替稀盐酸进行上述实验,并比较发生的现象。【教师提问】请两位同学在黑板上书写上述反应的化学方程式,现象由学生口述。通过以上实验,你得出的结论

24、是什么?【学生回答】实验A:Mg+2HClMgCl2+H2Zn+2HClZnCl2+H2Fe+2HClFeCl2+H2实验B:Mg+H2SO4MgSO4+H2Zn+H2SO4ZnSO4+H2Fe+H2SO4FeSO4+H2(1)镁、锌、铁可与稀盐酸或稀硫酸反应生成氢气,铜不能与稀盐酸或稀硫酸反应。(2)镁、锌、铁与稀盐酸或稀硫酸反应时的剧烈程度不同。镁反应最剧烈,其次是锌,然后是铁。(3)与酸反应时,能生成氢气的金属活动性强;否则,就较弱。(4)镁、锌、铁、铜的金属活动性依次减弱。【教师提问】铝与稀盐酸和稀硫酸能否发生反应?为什么?如果能反应,请同学在黑板上写出化学方程式。【学生回答】2Al+

25、6HCl2AlCl3+3H22Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2【教师展示】下面,是我们本节课探究时所发生的一些化学反应:教师用投影展示下列反应的化学方程式Mg+2HClMgCl2+H2Zn+2HClZnCl2+H2Fe+2HClFeCl2+H22Al+6HCl2AlCl3+3H2Mg+H2SO4MgSO4+H2Zn+H2SO4ZnSO4+H2Fe+H2SO4FeSO4+H22Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2【教师提问】请大家从反应物和生成物的物质类别如单质、化合物的角度,分析这些反应有什么特点?它们与我们学习过的化合反应和分解反应的特点是否相同?【学生回答】这些反应的特

26、点:由一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质和另一种化合物。其特点不同于化合反应和分解反应。【教师点拨】回答得很好。化学上,我们把具有这一特点的反应叫做置换反应。三、置换反应【教师讲解】1.置换反应的定义:由一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质和另一种化合物的反应叫做置换反应。置换反应是化学反应的基本类型之一。2.置换反应的特征:反应物和生成物都是一种单质和一种化合物。3.置换反应的通式:A+BCB+AC。4.置换反应的常见类型(1)金属与酸的反应。如Zn+H2SO4ZnSO4+H2。(2)金属与化合物溶液的反应。如Fe+CuSO4FeSO4+Cu。(3)非金属与金属氧化物的反应。如2C

27、uO+C2Cu+CO2。注意:有单质和化合物参加的反应不一定是置换反应,如CH4+2O2CO2+2H2O;有单质和化合物生成的反应也不一定是置换反应,如CO+CuOCu+CO2。【教师提问】请同学们比较一下化合反应、分解反应、置换反应。【学生回答】特点举例简单表示化合反应多变一C+O2CO2A+B+C分解反应一变多2H2O22H2O+O2AB+C+置换反应一换一Zn+H2SO4ZnSO4+H2A+BCB+AC【教师提问】“假黄金”欺骗了很多人,其主要成分是铜锌合金。那么鉴别真假黄金的方法有哪些呢?【学生回答】学生思考并回答:(1)取样品,放在酒精灯火焰上灼烧,变成黑色的是假黄金,不变色的是真黄

28、金。(2)把样品置于稀盐酸或稀硫酸中,有气泡产生的是假黄金,无现象的是真黄金。课堂小结通过本课的学习,我们了解了大多数金属能与氧气反应,不同金属的活动性不同。根据金属与酸的反应,可判断出金属活动性强弱。同时,我们还学习了一种新的反应类型置换反应。当堂达标1.下列有关实验现象的描述正确的是()A.红磷在空气中燃烧,产生大量白色烟雾B.铝片放入硫酸铜溶液一段时间后,其表面出现红色物质C.铁丝在氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成红色固体D.镁条在空气中燃烧,产生白色火焰,生成黑色固体答案:B2.下列物质不能直接由金属和稀酸反应制取的是()A. AlCl3 B. ZnSO4 C. FeCl3 D. MgC

29、l2答案:C3.对于金光闪闪的“假金元宝”(含铜与锌的合金),你认为下列鉴别方法不可行的是()A.用火烧B.加入稀硫酸C.看颜色D.测密度答案:C4.将生铁放入足量的稀盐酸中充分反应后过滤,滤纸上有黑色固体,固体成分是()A.生铁 B.铁 C.碳 D.硫酸亚铁答案:C5.下列反应属于置换反应的是()A.Fe2O3+3CO2Fe+3CO2B.CH4+2O2CO2+2H2OC.2Na+2H2O2NaOH+H2D.Na2CO3+CaCl2CaCO3+2NaCl答案:C6.将等质量的镁和铁分别放入等质量、相同质量分数的稀盐酸中,产生氢气的质量与反应时间的关系如图所示,下列说法错误的是()A.反应结束后

30、镁一定有剩余B.反应消耗盐酸的总质量一定相等C. Ot1 s时间段,产生氢气的质量镁比铁大D. Ot2 s时间段,参加反应的镁的质量与铁相等解析:根据镁、铁与稀盐酸反应的化学方程式可以推理:Mg+2HClMgCl2+H2,Fe+2HClFeCl2+H224 73 2 56 73 21 2/24 1 2/56由两种金属与稀盐酸反应的化学方程式可以看出,等质量的镁和铁完全反应后产生的氢气质量镁比铁大,而图像中镁与铁充分反应后最终产生的氢气质量相等,而产生等质量的氢气消耗的镁比铁少,所以反应结束后,镁一定有剩余,铁可能有剩余,A正确;由于最终产生氢气的质量相等,由化学方程式可以看出,产生等量的氢气,

31、消耗盐酸的质量一定相等,B正确;由图像可以看出,Ot1 s时间段,镁产生氢气的质量比铁大,C正确;由图像可知,至t2 s时,镁、铁都已经充分反应,由于产生的氢气质量相等,由化学方程式可知参加反应的镁的质量比铁少,D错误。答案:D7.铝是目前最经济实用的金属材料之一。(1)由铝制成的铝箔厚度仅为0.01 mm,广泛用于食品包装等。铝能制成铝箔,主要利用铝的性质是 。(2)某小组同学将铝箔在酒精灯上加热,发现铝箔逐渐变软,中间有液体被外面的固体包裹住。由此可以推测氧化铝的熔点比金属铝 (填“高”或“低”)。(3)将铝片和稀盐酸放在密闭容器中,用传感器探究反应容器内的温度随时间的变化如图所示,50

32、s时溶液中的溶质为 ;溶液温度升高的原因是 。答案:(1)延展性(2)高(3)氯化铝和盐酸铝与稀盐酸反应放热,使溶液温度升高8.某同学利用如图所示装置测定铜锌合金中铜的质量分数。(1)实验过程中须注入稀硫酸至不再产生气体,目的是。(2)计算该铜锌合金中铜的质量分数。答案:(1)使合金中的锌完全反应(2)解:由质量守恒定律,可知生成氢气的质量为380 g-378 g=2 g。设80 g该铜锌合金中锌的质量为x。Zn+H2SO4ZnSO4+H265 2x 2 g x=65 g该铜锌合金中铜的质量分数为×100%=18.75%。答:该铜锌合金中铜的质量分数为18.75%。板书设计第八单元

33、金属和金属材料课题2金属的化学性质第1课时金属的化学性质一、金属与氧气的反应大多数的金属能够与氧气发生反应,但反应的难易和剧烈程度不同。二、金属与盐酸、稀硫酸的反应镁、锌、铁可与盐酸或稀硫酸反应生成氢气,铜不能与盐酸或稀硫酸反应。三、置换反应1.定义:由一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质和另一种化合物的反应叫做置换反应。置换反应是化学反应的基本类型之一。2.特征:反应物和生成物都是一种单质和一种化合物。3.通式:A+BCB+AC。4.常见类型第2课时 金属活动性顺序教学过程回顾思考1.置换反应:由一种单质与一种 反应,生成另一种 与另一种化合物的反应叫做置换反应。置换反应的通式可表示为A

34、+BCAC+B。答案:化合物单质2.写出镁、锌与盐酸反应,铁、铝与稀硫酸反应的化学方程式。答案:Mg+2HClMgCl2+H2Zn+2HClZnCl2+H2Fe+H2SO4FeSO4+H22Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2导入新课【复习导入】根据金属与氧气、金属与酸之间发生的反应,可知有些金属化学性质比较活泼、有些金属化学性质比较稳定,根据不同金属与酸反应不同的现象得出金属活泼性的强弱存在一定的差异。讲授新课【教师提问】铁和硫酸铜溶液能够发生反应,那么铁能和其他金属化合物的溶液反应吗?其他金属能和硫酸铜溶液反应吗?【实验探究】四、金属与某些金属化合物溶液的反应1.把一根用砂纸打磨过

35、的铝丝浸入硫酸铜溶液中,过一会儿取出,观察现象。2.把一根洁净的铜丝浸入硝酸银溶液中,过一会儿取出,观察现象。3.把另一根洁净的铜丝浸入硫酸铝溶液中,过一会儿取出,观察现象。【学生回答】实验实验现象反应方程式铝丝浸入硫酸铜溶液中铝丝上附着红色固体,溶液的蓝色变浅,直至无色2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu铜丝浸入硝酸银溶液中铜丝上附着银白色(黑色)固体,溶液由无色慢慢变成蓝色Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag铜丝浸入硫酸铝溶液中无变化【总结归纳】金属和化合物溶液能够反应,说明金属比化合物中的金属活泼。五、常见金属的活动性顺序【教师讲解】1.金属活动性顺序经过大量的实验证

36、明,可以得出常见金属的活动性顺序。金属活动性顺序可采用“五元素一句”的方法记忆,即“钾钙钠镁铝,锌铁锡铅氢,铜汞银铂金”。金属活动性顺序从左到右依次减弱,排在氢前面的金属能够把盐酸、稀硫酸中的氢置换出来,排在前面的金属能把后面的金属从它们的化合物溶液中置换出来。【教师点拨】(1)排在氢前面的金属可以置换出酸中的氢而不是置换出氢气。(2)强氧化性的酸如浓硫酸及硝酸与金属不是发生置换反应产生氢气而是产生水等。(3)对于钾、钙、钠等活动性较强的金属,与化合物溶液的反应比较复杂,一般不用其直接置换比其不活泼的金属。【教师讲解】2.金属活动性顺序的应用(1)判断金属活动性强弱。(2)判断金属与酸能否发生

37、反应。(3)判断金属与金属化合物溶液能否反应。【教师提问】判断金属活动性强弱的方法有几种?【学生回答】学生思考,讨论后回答:(1)利用金属与氧气的反应判断金属活动性顺序的方法:金属越容易与氧气反应,金属活动性越强。(2)通过金属与酸的反应判断金属活动性顺序的方法:金属若能与稀盐酸或稀硫酸反应,则排在氢的前面,反之则排在氢的后面。金属与酸反应越剧烈,则金属活动性越强。(3)通过金属与金属化合物溶液的反应判断金属活动性顺序的方法:若一种金属能把另一种金属从其化合物溶液中置换出来,则该金属的活动性比另一种金属的活动性强。课堂小结今天我们学习了金属与金属化合物溶液的反应,金属活动性顺序及其应用。当堂达

38、标1.金属R与硫酸铜溶液反应的化学方程式是R+CuSO4Cu+RSO4,从该化学方程式你能获得的正确信息是()A.该金属可以是金属铝B.金属R的活泼性比Cu要强C.该反应不是置换反应D.该金属一定是锌答案:B2.有甲、乙、丙三种金属,三种情况的现象如下表:条件甲乙丙暴露空气中会变质光亮金属光泽有一层氧化膜空气中点燃剧烈燃烧表面变黑表面变黑放入稀硫酸中快速放出气体无气体放出有气体放出根据以上信息,这三种金属活动性由强到弱的顺序是()A.甲、乙、丙B.甲、丙、乙C.乙、丙、甲D.丙、乙、甲答案:B3.某同学为验证铁、铜、银三种金属的活动性顺序,他设计了以下四种实验方案,其中能达到目的的是()A.将

39、Fe丝、Cu丝分别放入AgNO3溶液中B.将Fe丝、Ag丝分别放入CuSO4溶液中C.将Fe丝、Cu丝、Ag丝分别放入稀盐酸中D.将Fe丝分别放入CuSO4溶液、AgNO3溶液中答案:B4.下列关于金属及其性质的归纳不正确的是()A.铝制品抗腐蚀性强,是因为铝表面有一层致密的氧化膜,阻止了铝的氧化B.“真金不怕火炼”,说明了金的熔点高C.将铝粉、铜粉混合物投入一定量硝酸银溶液中,溶液呈蓝色,溶质一定有硝酸铝、硝酸铜D.生铁和钢都是铁的合金,它们性能的差异主要是因为含碳量不同答案:B5.小明按照如图所示的实验探究金属的化学性质,下列说法不正确的是()A.铜片表面有银白色(黑色)固体生成B.一段时

40、间后,溶液由无色变为蓝色C.反应后溶液中一定有硝酸铜,一定没有硝酸银D.根据该实验现象可以得出铜的活动性比银强答案:C6.某化学兴趣小组将一定质量的铁粉加入硝酸银和硝酸镁的溶液中,充分反应后过滤,得到滤液和滤渣,向滤渣中滴加稀盐酸有气泡产生,则该小组同学的下列判断中,正确的是()A.滤液中可能含有硝酸银B.滤渣中一定含有镁和银C.滤液中一定含有硝酸镁和硝酸亚铁D.反应前后溶液质量不变答案:C7.我们学过金属和金属化合物可以发生反应,小明和小华两位同学很好奇,于是小明从实验室找到铜丝,将铜丝浸入硝酸银溶液中,过一会儿取出,可观察到的现象是 ,该反应的化学方程式为 ;小华找到铝丝,将铝丝浸入硫酸铜

41、溶液中,观察到的现象是 ,反应的化学方程式是 。答案:铜丝的表面覆盖一层银白色(黑色)物质,溶液颜色由无色变为蓝色Cu+2AgNO3Cu(NO3)2+2Ag铝丝的表面覆盖一层红色物质,溶液颜色由蓝色变为无色2Al+3CuSO43Cu+Al2(SO4)38.将一定质量的铁粉加入硝酸银、硝酸铜和硝酸铝的混合溶液中。(1)向滤出的固体中加入少量稀盐酸,无气体产生。则滤渣中一定含有 ,可能含有 。(2)若滤液为蓝色,则滤液中一定含有的阳离子是 。答案:(1)银铜(2)铜离子、亚铁离子、铝离子板书设计第八单元金属和金属材料课题2 金属的化学性质第2课时 金属活动性顺序四、金属与某些金属化合物溶液的反应活

42、动性强的金属能把活动性弱的金属从它的化合物溶液中置换出来。五、常见金属的活动性顺序1.金属活动性顺序2.金属活动性顺序的应用教学反思第八单元 金属和金属材料课题3 金属资源的利用和保护设计说明本课题分两部分,第一部分为铁的冶炼,是本课题教学的重点。对于这一部分内容,可以通过课件简要介绍我国炼铁的历史,然后重点介绍从铁矿石中将铁还原出来的化学反应原理。一氧化碳还原氧化铁的实验是本节课的重点和难点,可以结合实验视频进行突破,注意厘清实验的原理、步骤、实验现象以及实验的注意要点。高炉炼铁的内容要求较低,可以通过观看视频完成。教材中有关杂质问题的计算是以例题的形式呈现的,这一知识点对于学生来说难度较大

43、,教师应进行重点分析、引导以及步骤规范。来源:第二部分为金属资源的保护,重点是关于“铁制品锈蚀的条件”的探究,以及“防止铁制品锈蚀”的讨论。【探究】包括提出问题、设计实验并实施、讨论、得出结论等多个步骤,对于培养学生的创新精神和解决实际问题的能力具有较大的价值。【讨论】主要是对在【探究】中获得的结论进行应用。关于金属资源的保护,可以借助图片、视频等素材,利用点拨、讨论等形式使学生充分了解金属矿物资源是有限的,以及金属资源的保护措施。教学目标【知识与技能】1.了解金属资源概况,知道一些常见的金属如铁、铝、铜等的矿石。2.了解实验室炼铁和工业炼铁的原理。3.了解金属锈蚀的条件及防止金属锈蚀的方法。

44、4.知道保护金属资源的方法。【过程与方法】1. 通过金属锈蚀条件的实验探究,学习利用控制变量法进行科学探究的方法。2.会根据化学方程式对含有杂质的反应物或生成物进行有关计算。【情感、态度与价值观】1.增强对生活和自然界中化学现象的好奇心和探究欲,熟悉与化学有关的社会问题,初步形成主动参与社会决策的意识。2.逐步树立珍惜资源、爱护环境、合理使用化学物质的观念,树立起为社会的进步而学习化学的志向。重点难点教学重点1. 工业炼铁原理,根据化学方程式对含有杂质的反应物或生成物进行有关计算。2. 铁制品锈蚀的原因及相应的防锈措施。教学难点根据化学方程式对含有杂质的反应物或生成物进行有关计算。教学方法讨论

45、法:通过分析讨论、归纳总结出一氧化碳还原氧化铁实验的原理、步骤、实验现象以及注意事项。探究法:通过学生的探究实验,引导学生正确推理,概括出铁锈蚀的条件以及相应的防锈方法。控制变量法:铁制品锈蚀条件的探究实验中注意控制变量,验证时保证要验证的条件不同外,其他条件应完全相同。教具、学具1.计算机多媒体教学系统、CAI课件等。2.一氧化碳还原氧化铁视频资源、高炉炼铁视频资源、赤铁矿图片资源、黄铁矿图片资源、黄铜矿图片资源、我国古代先进的冶金技术图片资源等。3.一套提前准备好的探究铁生锈条件的器材,包括铁钉放入装有干燥空气的试管、铁钉放入装有蒸馏水的试管、铁钉放入装有上层有植物油下层有水的试管等。授课

46、时数2课时第1课时 铁的冶炼教学过程导入新课【教师展示】世界最长的跨海大桥港珠澳大桥 2018年10月23日,世界最长的跨海大桥港珠澳大桥开通仪式在广东珠海举行,被誉为“新世界七大奇迹”。【教师讲解】大桥的建造利用了很多金属材料。生活中的厨具、硬币等需要利用金属材料,航空母舰、运载火箭、战斗机等军事装备也需要金属材料,可以说人类的生活离不开金属,军事与科技也需要大量的金属。金属有广泛的用途,对于人类社会起着不可替代的作用!【教师提问】金属材料与我们的生活和生产密不可分,那么,大家是否想过我们使用的金属材料是怎么来的?它们都可以从自然界中直接获得吗?为了更好的回答这个问题,今天,我们就来共同学习

47、金属资源的利用和保护相关的内容。一、铁的冶炼【教师点拨】在学习如何制备金属材料之前,我们先来了解金属资源概况。【学生讨论】根据教材内容,讨论下列问题:1.人类所利用的金属资源在地球上主要存在于哪些地方?2.金属在自然界的存在方式是怎样的?3.常见的金属铁、铝、铜在自然界中是以化合物还是以单质存在的?4.我国矿物的种类和储量情况是怎样的?【学生回答】1.地球上的金属资源广泛地存在于地壳和浩瀚的海洋中。2.只有少数化学性质很不活泼的金属如金、银等以单质形式存在,其他金属以化合物形式存在。3.常见的金属铁、铝、铜都是以化合物形式存在于金属矿石中。4.我国矿物种类比较齐全,储量比较丰富,其中钨、钼、钛

48、、锡等储量居世界前列。【教师点拨】工业上从含有金属元素并有开采价值的矿山中提炼金属,我们来看几种常见的金属。【教师展示】教师播放图片赤铁矿黄铁矿黄铜矿。 (插入图片赤铁矿) (插入图片黄铁矿)(插入图片黄铜矿)【教师点拨】人类每年都要从自然界提取数以亿计的金属,其中提取量最大的是铁,那么我们如何从铁矿石中得到铁单质呢?【知识回顾】你还记得上册我们学过什么物质可以将赤铁矿中的氧化铁(Fe2O3)还原为铁单质吗?【教师引导】下面,我们通过视频来了解实验室中是怎样冶炼铁的。【教师展示】教师播放视频一氧化碳还原氧化铁。(插入视频一氧化碳还原氧化铁)【师生总结】红棕色粉末逐渐变为黑色,生成的气体使澄清的

49、石灰水变浑浊,尾气燃烧并产生蓝色的火焰。3CO+Fe2O32Fe+3CO2。【注意事项】先通入CO,后加热。先停止加热,后停止通CO。一氧化碳有毒,一定要进行尾气处理。【教师点拨】我们已经学习了实验室炼铁的相关内容,下面再来了解工业炼铁的过程。【教师展示】教师播放视频高炉炼铁。(插入视频高炉炼铁)【学生讨论】1.炼铁高炉内发生的化学反应是什么?2.炼铁原料是什么?3.焦炭、石灰石的作用分别是什么?【学生回答】1. C+O2CO2CO2+C2CO3CO+Fe2O32Fe+3CO22.铁矿石、焦炭、石灰石、空气等。3.焦炭的作用:一是提供热量;二是提供还原剂。石灰石的作用是将矿石中的二氧化硅转变为

50、炉渣除去。【教师展示】教师播放知识卡片我国古代先进的冶金技术。(插入知识卡片我国古代先进的冶金技术)【教师点拨】在实际生产时,所用的原料和产物一般都含有杂质,在计算用料和产量时,应考虑到杂质问题。【教师展示】【例题】用1 000 t含氧化铁80%的赤铁矿石,理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量是多少?分析:化学方程式表示的是纯净物之间的质量关系,赤铁矿石中含有纯的氧化铁的质量为1 000 t×80%。若设生铁的质量为x,则其纯铁的质量为x×96%,根据化学方程式就可计算出结果。解:1 000 t赤铁矿石含氧化铁的质量为1 000 t×80%=800 t设800 t

51、氧化铁理论上可以炼出的铁的质量为x。3CO+Fe2O32Fe+3CO2 160 112800 t xx=560 t折合为含铁96的生铁的质量为560 t÷96%583 t答:1 000 t含氧化铁80%的赤铁矿石,理论上可炼出含铁96%的生铁583 t。【归纳总结】化学方程式表示的是纯净物之间的质量关系,因此,如果物质中含有杂质,要把不纯物质的质量换算为纯净物的质量,然后将纯净物的质量代入化学方程式进行计算。纯度=纯净物的质量÷不纯物质的质量纯净物的质量=不纯物质的质量×纯度不纯物质的质量=纯净物的质量÷纯度纯度=1-不纯物质中杂质的质量分数典型例题例1

52、下列关于工业炼铁的方法,错误的是()A.工业炼铁得到生铁B.石灰石的作用是除去二氧化硅,形成炉渣C.工业炼铁还原铁矿石中,作还原剂的是焦炭D.工业炼铁的原料有铁矿石、焦炭、石灰石和空气解析:工业炼铁中,利用焦炭的可燃性提供热量,又利用其还原性,与二氧化碳反应生成一氧化碳气体,然后利用一氧化碳和氧化铁反应生成铁,C错误。答案:C例2如图是模拟炼铁的实验装置,下列说法不正确的是()A.该实验能观察到红棕色粉末变黑,澄清的石灰水变浑浊B.一氧化碳还原氧化铁的反应不属于置换反应C.该实验的三个反应中,碳元素的化合价都发生了变化D.导管末端的酒精灯是进行尾气处理,防止污染空气解析:一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳,该实验能观察到红棕色粉末逐渐变黑,澄清石灰水变浑浊,A正确。一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳,该反应的反应物均为化合物,不属于置换反应,B正确。该实验的三个反应是一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳;二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙和水;一氧化碳燃烧生成二氧化碳;其中二氧化碳与氢氧化钙生成碳酸钙和水的反应中碳元素的化合价不变,C错误。导管末端的酒精灯是进行尾气处理,是为了点燃一氧化碳,防止污染空气,D正确。答案:C例3某炼钢厂日产含杂质5%的生铁3 000 t,试计算:(1)该3 000 t

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