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文档简介
1、第六章金属6.1金属材料的物理特性设计说明本节分为两部分。第一部分从日常生活用品很多是用金属材料制成的入手,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。教材通过交流讨论探究物质的性质与用途的关系,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,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
2、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地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.了解金属的物理共性,在选择材料时,要综合考虑各种因素。2.认识同类物质既有共性,又有各自的特性。3.认识合金的概念及其特性,知道几种常见的重要合金。4.体会金属材料在人类发展中所起到的重要作用。【过程与方法】1.学习运用观察、实验等方法获取信息。2.学习运用比较、分析、归纳等方法对获取的信息进行加工。【情感
3、、态度与价值观】1.进一步培养对生活中化学现象的好奇心和探究欲,激发学习化学的兴趣。2.树立事物是普遍联系的观点,逐步形成合理使用物质的观念。3.树立为社会进步而学习化学的志向。重点难点教学重点1.金属的物理通性。2.合金的特性。教学难点合金的特性教学方法观察法: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、学具教学设备(投影仪,计算机)、纯铁片、钢片、黄铜片、铜片、铝合金片、铝片。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
4、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】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。讲授新课活动1了解金属的物理性质【引入】现在,你最想知道哪些关于金属材料的知识?【板书】6.1金属材料的物理性质一、富有特色的物理性质【展示图片】教材第166页图6-1和补充图片。用红笔圈出你知道名称的金属,用蓝笔圈出你用过其制品的金属。【提出问题】这些金属制品用途能反映出它们有哪些物理性质?联系生活,请你谈一谈。【学生活动】学生看图,阅读课本教材第167页的第16自然段和表,回答这些常见金属的用途和有关性质,总结出金属的通性和特
5、性。【投影】学生讨论后得出。通性:导电性、导热性。差异:金属光泽、延展性、密度、硬度、熔点。【学生活动】在日常生活中,你经常用到哪些金属材料?你能设计出更别致的用途吗?每组推荐一位同学,请你走上讲台,为我们做一次精彩的演说!活动2知道决定物质用途的因素【过渡】现在,你知道金属材料的物理性质和用途有哪些关系了吗?【板书】二、金属的物理性质与用途的关系【展示资料并提出问题】展示教材第167页表,根据上述信息和生活体验,请分析下述问题:1.为什么当今社会和生产活动中,铁是应用最广泛的金属?因为铁在地壳中含量在金属中居第二位,冶炼过程较为简单,所以铁是目前世界年产量最高的金属,它具有优良的物理性能,生
6、产加工较易,价格较低,废料易于回收。2.为什么电线用铜丝制作、高压线用铝丝制作而不用导电性能更好的银丝?银的导电性虽好但价格高,资源短缺,所以制作电线用导电性较好、价格较低的铜和铝。铝的密度较小、质轻,为了避免对长距离输电所用架线设备产生过大的压力和电缆承受过大的拉力,所以高压线用铝丝制作。3.为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用铝制?如果用铝制会出现什么情况?因为钨的熔点高(3 410 ),而铝的熔点太低(660 ),如果用铝制作灯丝,通电一段时间后,铝就熔化了,所以不能用铝丝代替钨丝制作电灯泡。引导学生总结出物质的性质和用途之间的关系。学生通过阅读资料回答3个问题。得出物质的性质决定物质的用途的
7、结论。但在选择材料时,除了考虑物质性能的优良程度外,还需要综合考虑其储量多少、价格高低、生产加工的难易、是否污染环境等多种因素。如制作导线一般用铜、铝而不用银,是因为银的价格高。另外,物质的用途能反映物质的性质。【投影】考虑物质的用途时,首先要考虑物质的性质,还需要考虑其他因素。【拓展】(1)金属之最地壳中含量最高的金属元素铝(Al)人体中含量最高的金属元素钙(Ca)目前世界年产量最高的金属铁(Fe)导电、导热性最好的金属银(Ag)硬度最大的金属铬(Cr)熔点最高的金属钨(W)熔点最低的金属汞(Hg)密度最大的金属锇(Os)密度最小的金属锂(Li)(2)金属在日常生活中的应用暖气片上的“银粉”
8、铝(Al)包装巧克力等的金属箔铝(Al)保温瓶内胆上镀的金属银(Ag)干电池外壳金属锌(Zn)体温计、血压计中的金属汞(Hg)电动车蓄电池里的金属铅(Pb)手机电池里的金属锂(Li)白炽灯泡里的金属钨(W)“白金”首饰所用金属铂(Pt)活动3初步认识合金和合金的特性【过渡】我们生活中常见的金属材料都是纯金属吗?引入合金概念。【板书】三、神奇的合金特性【展示图片并提出问题】展示教材第168页图6-2,提出问题,什么是合金?【板书】四、合金【设问】我们应该怎样定义合金?谈谈你的看法。【交流】由合金的概念可知,合金中至少含有一种金属;合金中的元素以单质形式存在;合金具有金属特性;合金属于混合物。【板
9、书】五、合金是由一种金属跟其他金属(或非金属)熔合形成的有金属特性的混合物。【设问】合金与纯金属有什么不同呢?下面我们通过实验和查资料进行分析。【实验】(教材第169页实验61)。学生实验中老师巡视、指导。目的:知道合金的特性【投影】【学生汇报后投影】(1)取三组金属片,如图所示互相横移刻划,看谁硬度大?将比较结果填入下表。(用“”或“”表示)。分组硬度比较纯铁片<钢片纯铝片<硬铝片纯铜片<黄铜片【结论】合金的硬度比纯金属大。(2)比较下列某些合金及其组分的熔点:【结论】合金的熔点比其组分的熔点低。【小结】合金与纯金属相比,性能上发生了改变,说明物质的组成的改变会使其性能发生
10、改变,合金的用途比纯金属的用途广得多。【提出问题】合金材料一定比纯金属材料好吗?请你解释汽车使用这些材料的原因。汽车配件材料材料的性质电线芯金属(Cu)汽车外壳合金灯丝金属发动机合金排气管合金【学生阅读、思考并回答问题】电线芯用纯铜,是因为铜具有很好的导电性;汽车外壳、发动机和排气管用合金,是因为合金硬度大、韧性好。灯丝用纯金属,是因为纯金属的熔点高于合金的熔点。【阅读】教材第170页表,了解几种常见合金的组分、特性和重要用途。合金名称组分特性重要用途碳素钢铁、碳坚硬机器零件、建材、铁轨、桥梁、船体锰钢铁、锰、碳韧性好,硬度高挖掘机铲斗、钢梁、装甲车、自行车架不锈钢铁、铬、镍抗腐蚀门窗、炊具、
11、医疗器械、手表硬铝铝、铜、镁、硅质轻,强度、硬度好火箭、飞机、轮船、高压锅黄铜铜、锌强度较好,易加工,耐腐蚀机器零件、日用品、乐器青铜铜、锡易加工,耐腐蚀塑像、机器零件、齿轮焊锡锡、铅熔点低焊接金属武德合金铋、铅、锡、镉熔点很低,软保险丝、防火防爆装置K金黄金、银、铜光泽好,易加工,耐磨装饰品、金币、电子元件【讲解】人类使用金属最早是从铜开始的,后来进入铁器时代,铝的使用才近百年的历史,钛和钛合金是21世纪最重要的金属材料,那么未来会是以哪种金属材料为主呢?这需要同学们去研究、创造。例金属材料在生活、生产中应用十分广泛。图A图B(1)图A是金属的一个应用实例,利用了金属的_。(2)图B是两块金
12、属片相互刻划后,在纯铜片上有明显的划痕。该实验探究的目的是_。(3)生活中常用的硬币都是合金制成的,其中一元硬币为钢芯镀镍合金,五角硬币为铜锌合金和铜芯镀铜合金。请说出用来铸造硬币的合金需要具有哪些性质。(答出三点)【解析】(1)图A是金属的一个应用实例,利用了金属物理性质中的导热性。(2)图B是两块金属片相互刻划后,在纯铜片上有明显的划痕该实验探究的目的是比较合金和纯金属的硬度。(3)用来铸造硬币的合金必须具备硬度和耐磨性好、抗腐蚀性好、熔点高、色泽美观等优点。【答案】(1)导热性(2)比较合金和纯金属的硬度(3)硬度和耐磨性好、抗腐蚀性好、熔点高、色泽美观。课堂小结【提问】学完本课之后,请
13、你回顾一下,学习到了哪些知识呢?【小结】学完本节你应该知道:大多数的金属都具有银白色的金属光泽,具有延展性、导电、导热性等性质。合金的很多性能与组成它们的纯金属不同,使合金更容易适合于不同的用途。因此,日常使用的金属材料,大多数属于合金。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金属强C.硬度一般比其组成金属大D.耐磨性一般
14、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按一定比例熔合后冷却可得到储氢合金材料,此过程只是铝和镁的熔合,没
15、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板书设计第六章金属6.1金属材料的物理特性一、富有特色的物理性质1.常温下一般为固态(汞为液态),有金属光泽。2.大多数呈银白色(铜为紫红色,金为黄色)。3.有良好的导热性、导电性、延展性。二、物质的性质与物质的用途的关系1.物质的性质决定物质的用途,而物质的用途又反映出物质的性质。2.物质的性质很大程度上决定了物质的用途。但这不是唯一的决定因素,在考虑物质的用途时,还需要综合考虑其储量多少、价格高低、生产加工的难易等多种因素。三、神奇的合金特性1.合金:由一种金属与其他金属或非金属熔合
16、而成的具有金属特性的混合物。2.合金的熔点比其中的纯金属低,硬度比纯金属大。3.合金的很多性能与组成它们的纯金属不同,使合金更适于不同的用途。日常使用的金属材料,大多数为合金。教学反思第六章金属6.2金属的化学性质设计说明本节分三部分,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、铜等在空气(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、稀硫酸的反应和金属活动性顺
17、序的探究。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;通过对某些金属的活动性的比较,引出金属活动性顺序。另外,学生自己归纳置换反应的特点,得出置换反应的概念。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.能写出铁、镁、铝、铜与氧气反应的化学方程式并能描述反应现象和正确运用。2.能写出常见
18、金属与稀酸或金属化合物溶液反应的化学方程式,说出现象,知道是置换反应,并能用来验证金属的活动性的强弱。3.能用金属活动性顺序对有关置换反应进行判断,并能解释与日常生活相关的一些现象。【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、稀硫酸的反应。2.金属与金属化合物溶液的反应,金
19、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、铁片、铜片、铝片、硫酸铜溶液、硫酸铝溶液、硝酸银溶液等。授课时数2课时第1课时金属的化学性质教学过程导入新课【教师提问】不法商贩用铜锌合金冒充黄金欺骗消费者
20、,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)、测硬度、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、变化多样的化学性质【教师讲解】1.金属跟氧气反应实验6-1回忆一下我们曾经学过的金属与氧气的反应,回顾以前的实验现象,写出反应的化学方程式。填写下表汇总反应物实验现象反应的化学方程式镁常温条件下打磨过的镁条露置在空气中,表面逐渐变暗,生成白色固体2Mg+O22MgO点燃条件下镁条能在空气中燃烧,发出耀眼的白光,放出热量,生成白色固体2
21、Mg+O22MgO铁空气中铁在空气中不燃烧氧气中铁在纯氧中能剧烈燃烧,火星四射,放出大量热,生成黑色固体3Fe+2O2Fe3O4铜在加热条件下,铜与氧气反应,生成黑色固体2Cu+O22CuO【归纳总结】镁比铁活泼,铁比铜活泼。【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】许多金属能够和氧气发生反应,生成氧化物。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【提问】金属还能与什么物质反应?【讲述】下面,我们就通过金属与酸的实验来比较Al、Fe、Cu的活动性。2.金属与稀盐酸、稀硫酸的反
23、应【实验6-3】【学生实验】a组:Al、Fe、Cu分别与稀盐酸反应;b组:Al、Fe、Cu分别与稀硫酸反应。【教师点拨】为了使实验结果有说服力,除金属种类不同外,金属的形状、大小,酸的种类、浓度、体积、实验的温度等都应相同。观察并记录实验现象,并写出反应的化学方程式。实验操作实验现象反应的化学方程式铝片浸入稀盐酸(或稀硫酸)中反应剧烈,产生大量气泡,溶液仍为无色2Al+6HCl2AlCl3+3H22Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2铁片浸入稀盐酸(或稀硫酸)中反应缓慢,有气泡产生,溶液由无色逐渐变为浅绿色Fe+2HClFeCl2+H2Fe+H2SO4FeSO4+H2铜片浸入稀盐酸(或
24、稀硫酸)中无现象(不反应)【引导】通过你们观察到的现象,能否推测出Al、Fe、Cu的活动性强弱?思考,回答:活动性由强到弱的顺序为Al>Fe>Cu。【追问】如果我要把这三种金属分为两类,可以怎么分?依据是什么?思考、讨论,并得出结果。可分为能与盐酸、稀硫酸发生反应的金属和不能与盐酸、稀硫酸发生反应的金属两类。为后面金属活动顺序中出现氢元素打下基础。 【小结】 (1)铝、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)铝、铁与稀盐酸或稀硫酸反应时的剧烈程度不同。铝反应剧烈,铁次之。(3)与酸反应时,能生成氢气的金属活动性强;否则,就较弱。(4)铝、铁、铜的金属活动
25、性依次减弱。【过渡】金属能和氧气及盐酸、稀硫酸反应,能不能和金属化合物溶液反应呢?3.金属与某些金属化合物溶液的反应【实验6-3】 进行下列实验操作,填写反应现象,书写化学方程式【教师点拨】在描述金属与金属化合物溶液的反应现象时要注意两点:一是置换出的金属附着在原金属的表面;二是金属颜色和溶液颜色的变化。实验操作实验现象化学方程式铝片浸入硫酸铜溶液中铝片表面覆盖一层红色的物质溶液由蓝色逐渐变为无色2Al+3CuSO43Cu+ Al2(SO4)3铁钉浸入硫酸铜溶液中铁钉表面覆盖一层红色的物质溶液由蓝色逐渐变为浅绿色Fe+CuSO4FeSO4+Cu铜片浸入硫酸铝溶液中无现象(不反应)【实验结论】铝
26、和铁都能与硫酸铜溶液反应,而铜却不能与硫酸铝溶液反应,因为活动性强的金属能把活动性弱的金属从其化合物溶液里置换出来,所以铝和铁的活动性比铜强。【提问】是不是所有的金属和金属化合物都能发生反应?联系Al、Fe、Cu活动性强弱,观察一下,能够发生反应的金属和金属化合物之间存在什么关系?观察、思考:活动性强的金属把活动性弱的金属从它的化合物水溶液中置换出来。【过渡】下面,就请大家根据这个结论,设计实验来证明Cu、Ag金属活动性的强弱。【提问】你设计出了什么样的方案?观察到什么现象,说明谁的活动性强?【演示实验】Cu与硝酸银溶液看到什么现象?说明了什么?谁的活动性强?小组讨论并回答:活动性由强到弱为C
27、u>Ag。培养学生利用知识解决实际问题的能力。【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,金属与金属化合物的反应,可判断出金属活动性强弱。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
28、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. AlCl3B. ZnSO4C. FeCl3D. MgCl2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.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.一段时间后,溶液
29、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.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Mg+2HClMgCl2+H2,Fe+2HClFeCl2+H224 73 2 56 73 21 2/24 1 2/56可以看出,等质量的镁和铁完全反应后镁产生的氢气质量比铁大,而
30、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,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,主要利用的铝的性质是 。(2)某小组同学将铝箔在酒精灯上加
31、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 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
32、质量为x。Zn+H2SO4ZnSO4+H265 2x 2 gx=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%。板书设计第六章金属6.2金属的化学性质第1课时金属的化学性质一、变化多样的化学性质1、金属与O2的反应2Mg+O22MgO 3Fe+2O2Fe3O4 2Cu+O22CuO镁比铁活泼,铁比铜活泼许多金属能够和氧气发生反应,生成氧化物,但是反应的难易和剧烈程度不同。2、金属与稀HCl(或稀H2SO4)的反应2Al + 6HCl2AlCl3 + 3H22Al +3H2SO4 Al2(SO4)3 +3H2Fe + 2HCl F
33、eCl2 + H2Fe + H2SO4 FeSO4 + H2金属活动性: Al>Fe>Cu3、金属与金属化合物溶液反应Fe + CuSO4 Cu + FeSO4 2Al + 3CuSO4 Al2(SO4)3 + 3CuCu + 2AgNO3 Cu(NO3)2 + 2Ag金属活动性:Al>Cu>Ag第2课时金属活动性顺序置换反应教学过程回顾思考1.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+3H22.写出铝、铁与硫酸铜溶液反应
34、的化学方程式答案:2Al + 3CuSO4 = Al2(SO4)3 + 3Cu Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4 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。根据不同金属与氧气、酸和金属化合物溶液反应不同的现象得出金属活泼性的强弱存在一定的差异。讲授新课二、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
35、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(K、Ca、Na除外)。【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。在金属活动性顺序里,从左向右看,金属的位置越靠前,它的活动性就越强。(2)判断金属能否与稀酸反应生成氢气。在金属活动性顺序里,位于氢前面的金属能置换出稀盐酸、稀硫酸中的氢生成H2,如Zn+
36、H2SO4ZnSO4+H2;位于氢后面的金属不能与稀酸反应生成氢气,如铜位于氢的后面,所以铜不与稀盐酸、稀硫酸反应。(3)判断金属能否与其他金属化合物溶液反应置换出另一种金属。在金属活动性顺序里,位于前面的金属能把位于它后面的金属从它们的化合物溶液里置换出来,如Zn+CuSO4Cu+ZnSO4,但铜与硫酸锌溶液不反应。【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
37、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。【教师点拨】验证三种金属的活动性的思路是首先将三种金属按照由强到弱的顺序排好,然后选择药品做实验:(1)最简单的实验是选择三种药品,做两个实验。有两种方法:取两边的金属和中间金属的化合物溶液反应;取中间金属和两边金属的化合物溶液反应。(2)如果三种金属在金属活动性顺序中分别在氢的前后,可选择一种稀酸(稀盐酸或稀硫酸)和氢前后离氢最近的两种金属,再选择另一种金属的化合物溶液,如比较锌、铁、铜三种金属的活动
38、性,选择稀盐酸、铁、铜和硫酸锌溶液,需做三个实验。【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】这些反应的特点:由一种单质与一种化合
39、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2CuO+C2Cu+CO2。
40、注意: (1)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。(2)在置换反应中,一定有元素的化合价发生变化,而在化合反应和分解反应中元素的化合价不一定发生变化。【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】类型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课堂小结今天我们学习了金属活动性顺序及其应用以及置换反应。当堂达标1.金属R与硫酸铜溶液反应的化学方
41、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Fe丝、Cu丝分别放入AgNO3溶液
42、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.下列反应属于置换反应的是()A.Fe2O3+3CO2Fe+3CO2B.CH4+2O2CO2+2H2OC.2Na+2H2O2NaOH+H2D.Na2
43、CO3+CaCl2CaCO3+2NaCl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
44、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、铝离子板书设计第六章金属6.2金属的化学性质第2课时金属活动性顺序 置换反应二、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三、置换反应1.定义:由一种单质与一种化合物反
45、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.常见类型教学反思第六章金属6.3金属矿物与冶炼设计说明铁的冶炼,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,教师应进行重点分析、引导以及步骤规范
46、。来源:教学目标【知识与技能】1.知道元素有两种存在形态。2.认识几种金属矿物,知道某些矿物的主要成分。3.了解生铁和钢冶炼的原理及操作的注意事项。4.了解冶炼金属的常用方法。5.了解生铁和钢的区别以及主要性能。6.初步学会关于不纯物的化学方程式的计算。【过程与方法】1.培养学生的自学能力和查阅相关资料进行分析概括的能力。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.体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用,揭示化学与可持续发展的重要关系,树立资源保护意识及合理开发意识。 2.通过化学史的教学,使学生认识并欣赏化学科学对提高人类生活质量和促进社会发展的
47、重要作用。 3.介绍我国古代在金属冶炼方面的成就,激发学生的爱国主义情感。 4.认识化学在环境保护中的作用,树立绿色化学的观念。重点难点教学重点工业炼铁原理,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。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。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。授课时数1课时教学过程导入新课【教师展示】世界
48、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,我们就来共同学习金属资源利用的相关内容。铁的冶炼【教师点拨】在学习如何制备金
49、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.金属元素以什么形态存在于自然界?2.地壳中质量分数最大的是哪种元素?地壳中质量分数最大的金属元素是哪种? 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.有少数很不活泼的金属,如金、银、铂等以单质形态存在,绝大多数金属都是以化合物形态存在于矿物之中。2.氧;铝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、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
50、金属,我们来看几种常见的金属。【教师展示】教师展示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)【教师总结】几种常见的金属矿物金属矿物赤铁矿磁铁矿黄铁矿钛铁矿孔雀石赤铜矿铝土矿主要成分Fe2O3Fe3O4FeS2FeTiO3Cu2(OH)2CO3Cu2OAl2O3注意:(1)矿石都是混合物。赤铁矿的主要成分是Fe2O3,颜色暗红;磁铁矿的主要成分是Fe3O4,颜色为黑色,有强磁性,能导电。(2)矿石不是合金。合金中含有金属单质,矿石中含有金属的化合物。拓展:冶炼金属时,选择矿石应遵循的原则:提炼金属的含量高;矿石在冶炼的过程中对环境污染小;冶炼途径简便易行。
51、如赤铁矿、磁铁矿和黄铁矿三种矿物中,从经济效益和环保角度分析,最不适合炼铁的是黄铁矿。原因是铁含量低,会产生有害气体。【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?【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)带着“赤铁矿怎样变成铁”的问题,观察教师的演示、记录,完成课文中的填空,并思考:(结合实验视频分析、讲评)1.为什么要先通一会儿一氧化碳,才开始加热?2.为什么反应结束时要先停止加热,再通一会儿一氧化碳直至玻璃管冷却?3.怎样鉴别加热前后
52、的两种固体是两种不同的物质?4.反应后剩余的尾气为何要点燃?【师生总结】1.观察到的现象:红棕色粉末逐渐变为黑色,生成的气体使澄清的石灰水变浑浊,尾气燃烧并产生蓝色的火焰。2.说明生成物有铁(黑色粉末)和二氧化碳气体。【方法技巧】验证产物是铁的方法(1)用磁铁吸引,实验开始时红棕色固体粉末不能被磁铁吸引,而生成的黑色固体粉末能被磁铁吸引。(2)将生成的黑色固体粉末加入稀盐酸中,若产生气泡,且溶液变成浅绿色,则产物是铁。(3)将生成的黑色固体粉末加入CuSO4溶液中,若溶液由蓝色变为浅绿色,则产物是铁。3.反应的化学方程式:硬质玻璃管中:3CO+Fe2O32Fe+3CO2试管中:CO2+Ca(O
53、H)2CaCO3+H2O酒精灯处:2CO+O22CO24.实验结论:红棕色的氧化铁被一氧化碳还原成单质铁,同时有CO2气体生成。5.注意事项:先通一氧化碳。目的是排出装置内的空气,因为加热一氧化碳和空气的混合物可能会发生爆炸。实验完毕后继续通入一氧化碳直到玻璃管冷却。目的是防止生成的铁在较高的温度下被空气中的氧气氧化;同时,防止液体倒吸,炸裂玻璃管。尾气要进行处理。原因是一氧化碳有毒,不能直接排放到空气中;尾气的处理方法是点燃或收集备用。【引导阅读】引导学生阅读教材第180页【讨论与交流】(学生逐题讨论、交流,教师归纳)1.钢铁厂如何把矿石炼成铁和钢?2.生铁与钢的成分有何异同?3.写出高炉内发生的主要反应的化学方程式。4.将生铁炼成钢的原理是什么?【视频观察】播放钢铁厂炼铁和炼钢的视频【教师总结】1. 工业上冶炼生铁的过
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