金属导学案

曲靖市个性化教育导学案1人之所以能，是因为相信能。——杨鹏学生姓名黄润基年级九年级学科化学教师姓名高兴丽备课时间：2013年9月7日上课时间：2013年9月8日14:00-16:00课题：金属和金属材料课时计划：第（2）课时共（2）课时学习目标知识与技能金属的物理化学性质，金属合金的种类，金属活动性顺序表方法与过程由日常生活引出金属及金属合金的性质和种类情感态度与价值观(1)通过了解金属材料的发展史，增强民族自豪感，认识化学科学对金属材料发展的重大意义。(2)通过日常生活中广泛使用的金属材料等事例，进一步认识金属材料与人类生活和社会发展的密切关系。学习重点金属的化学性质，置换反应学习难点金属活动性顺序教学内容一、学科知识梳理（一）知识回顾与提升常见的金属材料有：纯金属（铜，铁，铝）及其合金（不锈钢，生铁）1.金属的物理性质（1）大多数金属都呈银白色（但铜成紫红色，金成黄色）（2）常温下，大多数的金属都是固体（汞是液体）（3）金属具有良好的导电性，导热性。（4）熔点较高、有延展性、能够弯曲、硬度较大、密度较大。2.金属之最（下册课本第4页）地壳中含量最多的金属元素——铝人体中含量最多的金属元素——钙目前世界年产量最多的金属——铁（铁＞铝＞铜）导电、导热性最好的金属——银（银＞铜＞金＞铝）熔点最高的金属——钨熔点最低的金属——汞硬度最大的金属——铬密度最大的金属——锇密度最小的金属——锂3.金属的应用物质的性质在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，还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利，以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。铜、铝——电线——导电性好、价格低廉钨——灯丝——熔点高铬——电镀——硬度大曲靖市个性化教育导学案2让优秀成为习惯。铁——菜刀、镰刀、锤子等汞——体温计液柱银——保温瓶内胆铝——“银粉”、锡箔纸4.合金合金：由两种或两种以上的金属或金属与非金属经一定方法所合成的具有金属特性的物质。合金是混合物，金属氧化物不是合金。合金的性质：合金的硬度一般比组成它的纯金属的硬度大，抗腐蚀性强。合金的熔点一般比组成它的纯金属的熔点低。常见的合金:合金铁的合金铜合金焊锡钛和钛合金形状记忆合金生铁钢黄铜青铜成分含碳量2%～4.3%含碳量0.03%～2%铜锌合金铜锡合金铅锡合金钛镍合金备注不锈钢是含铬、镍的钢，具有抗锈蚀性能。生铁较脆，钢铁具有韧性。生铁常制成暖气片。紫铜是纯铜熔点低见下具有形状记忆效应钛和钛合金：被认为是21世纪的重要金属材料，钛合金与人体具有良好的“相容性”，可用来造人造骨。钛和钛合金的优点：①熔点高、密度小；②可塑性好、易于加工、机械性能好；③抗腐蚀性能好。生铁和钢性能不同的原因：含碳量不同。5.金属的化学性质(1)金属与氧气的反应镁、铝：在常温下能与空气中的氧气反应：2Mg+O22MgO4Al+3O2=2Al2O3铝的抗腐蚀性能好的原因：铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化。铁、铜在常温下、干燥的环境中，几乎不与氧气反应，但在潮湿的空气中会生锈。铁、铜在高温时能与氧气反应：3Fe+2O2Fe3O42Cu+O22CuO金即使在高温时也不与氧气反应。(2)金属与酸的反应：活泼金属＋酸→盐＋H2↑描述现象时，需要注意：①如果有铁、铜元素参加反应，一定要注意溶液颜色的变化；②反应放热，但是只有镁和酸反应时放热现象明显。置换反应：由一种单质和一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应是置换反应。当铁单质参加置换反应时，生成物中的铁元素呈+2价。常见金属在溶液中的活动性顺序：KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金属活动性由强逐渐减弱曲靖市个性化教育导学案3人之所以能，是因为相信能。——杨鹏规律在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，它的活动性就越强。在金属活动性顺序里，位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸（不可以用浓硫酸和硝酸）中的氢。在金属活动性顺序里，位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来。钾、钙、钠不符合这一条。它们会先和水反应生成碱和氢气，然后碱和盐反应。（3）金属与盐溶液的反应：金属＋盐→另一金属＋另一盐（条件：“前换后，盐可溶”）在活动性顺序中，金属的距离大的，反应先发生。一个置换反应结束后，另一个置换反应才会发生。如在硫酸亚铁和硫酸铜的混合溶液中加入锌粒，锌会先和硫酸铜反应，反应完毕后锌才和硫酸亚铁反应。补充：铁和氧气在不同的条件下反应所生成的氧化物不同，通常有FeO(黑色粉末)Fe2O3（红棕色粉末）Fe3O4（黑色磁性粉末）Fe2+的盐溶液是浅绿色的，Fe3+的盐溶液是黄色的，Cu2+的盐溶液是蓝色的。曲靖市个性化教育导学案4让优秀成为习惯。教学内容二、经典例题讲解及能力提升1.比较Cu、Fe、Ag三种金属的活动性顺序使用铁、银和溶液，一次性得出结果：操作及现象：把铁、银分别放入硫酸铜溶液中，铁表面没有现象；而银表面会附着一层红色物质，并且溶液会由蓝色逐渐变为无色。使用铜、硫酸亚铁溶液和硝酸银溶液，一次性得出结果：操作及现象：把铜分别放入硫酸亚铁溶液和硝酸银溶液中，硫酸亚铁溶液没有现象；而在硝酸银溶液中，铜表面会附着一层白色物质，溶液由无色逐渐变为蓝色。选用试剂时，要根据金属活动性顺序表将三种金属排序，然后将排在中间的金属变成盐溶液，或者将排在两边的金属变成盐溶液，这样才能一次性得出结果。2.有两包黑色粉末，分别是铁粉和木炭粉末。请你设计实验，用两种不同的方法鉴别这两种粉末。简要写出实验的步骤、现象、结论。3、某工厂排放的废水中含有废硫酸和硫酸铜，为了防止污染，变废为宝，在废水处理池中投入过量的废铁屑，充分反应后过滤，得到的固体是，将滤液蒸发后得到的固体是，有关的化学方程式为、4、比较、分析、归纳是学习化学的有效方法。现有反应：①Zn+CuCl2═ZnCl2+Cu②Cu+2AgNO3═Cu(NO3)2+2Ag③Cl2+2NaBr═2NaCl+Br2④Br2+2NaI═2NaBr+I2(1)通过比较、分析，可以发现上述四个反应有相似之处，均属于反应再分析这四个反应前后各元素的化合价，我们还会发现一个相似之处：（2）分析反应①和②，可以得到ZnCuAg三种金属的活动性由强到弱的顺序是（3）用同样的思维分析③和④，我们可知Cl2、Br2、I2的非金属活动性顺序由强到弱的是曲靖市个性化教育导学案5人之所以能，是因为相信能。——杨鹏三，是知识的教授——金属资源的利用与保护矿石：工业上把能用来提炼金属的矿物叫做矿石。常见的矿石及主要成分：赤铁矿（Fe2O3）、磁铁矿（Fe3O4）、黄铁矿（FeS2）、菱铁矿（FeCO3）、铝土矿（Al2O3）、黄铜矿（CuFeS2）、辉铜矿（Cu2S）等。铁的冶炼实验室——一氧化碳还原氧化铁工业——高炉炼铁设备：高炉（图见书17页）。原料：铁矿石（赤铁矿或磁铁矿）、焦炭、石灰石、（空气）。反应原理：C+O2CO2、CO2+C2CO、3CO+Fe2O32Fe+3CO2。石灰石的主要作用是将矿石中的二氧化硅（SiO2）转变为炉渣（CaSiO3）。产品：生铁（实验室中“炼”出的铁不含碳，而工业生产中炼出的铁含碳）。含杂质的反应物或生成物的有关计算当参加反应的物质含杂质时，先要把含杂质的物质的质量换算成纯物质的质量，再进行计算。一般利用该公式及其变形：%100不纯物质的总质量纯物质的质量纯度。【例题】1000t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？【解法1】1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为：800t80%1000t设生成的铁的质量为x。x800t1121603CO2Fe高温OFe3CO232t560160t800112t800112160xx折合为含铁96%的生铁的质量为t583%96560t答：800t氧化铁理论上可以炼出生铁的质量为583t。【解法2】设理论上可以炼出含铁96%的生铁的质量为x。（x不是纯物质的质量，不能直接代入计算）1000t赤铁矿石中含氧化铁的质量为：800t80%1000t%9680%1000t1121603CO2Fe3COOFe232x高温t583%96160t800112%96t800112160xx答：800t氧化铁理论上可以炼出生铁的质量为583t。铁生锈的实验（见右图）【实验器材】大试管、试管夹（带铁夹的铁架台）、胶塞、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、洁净无锈的铁钉、棉花和干燥剂氯化钙等。曲靖市个性化教育导学案6让优秀成为习惯。【实验过程】取三根洁净无锈的铁钉，一根放在盛有蒸馏水的试管中，并使铁钉外露一半；一根放在用植物油密封的蒸馏水中；一根放在干燥的空气中，注意每天观察铁钉锈蚀的现象，连续观察约一周。【实验现象】第一个试管中的铁钉生锈，而第二、三个试管中没有明显现象。【实验结论】铁生锈实际上是铁与空气中的氧气、水蒸气共同作用的结果。【注意事项】第二个试管内没有现象，证明了铁钉生锈需要氧气；第三个试管内没有现象，证明了铁钉生锈需要水蒸气。铁锈很疏松，铁制品可以全部被锈蚀。除去铁锈的方法物理方法：刀刮、砂纸打磨。化学方法：少量、多次地滴加稀盐酸或稀硫酸。防止铁制品生锈的方法保持铁制品的洁净、干燥；擦干后涂一层保护膜（作用：隔绝空气、防水）。具体方法如下：物理方法——刷漆（油漆或银粉）、涂油化学方法——电镀其它金属（铬或锌）、烤蓝，制成不锈钢。金属资源的保护措施：①防止金属的腐蚀；②回收利用废旧金属；③有计划、合理地开采矿物；④寻找金属的代用品。（例如用塑料来代替钢和其他合金制造管道、齿轮和汽车外壳等）意义：节约金属资源和能源，降低金属的生产成本，减少对环境的污染曲靖市个性化教育导学案7人之所以能，是因为相信能。——杨鹏教学内容【方法点拨】三、考试易错点分析四、随堂练习1、公元二世纪我国炼丹专家魏殃著有《周易参同契》是世界上现在的最早的一部炼丹专著，书中描写道“金入于猛火色不夺精光”。这句话是指黄金的性质在强热条件下（）A．很稳定B．很活泼C．易氧化D．易还原2、将一枚洁净的铁钉浸入稀硫酸中，下列叙述：①铁钉表面产生气泡；②液体由无色逐渐变为浅绿色；③铁钉的质量减轻；④液体的质量减轻，其中正确的是（）A．②③B．①②④C．①②③D．①②③④3、出土的文物中，金器保存完好，铜器表面有锈迹，铁器则锈迹斑斑，这表明金、铜、铁的金属活动性由强到弱的顺序是4．下列各组金属中，活动性由弱到强的是（）A．Cu、Fe、ZnB．Al、Mg、ZnC．Zn、Fe、HgD.Mg、Zn、Al5．将甲、乙两种金属片分别放入硫酸铜溶液中，甲表面析出金属铜，乙没有发生反应。据此判断，三种金属的活动性顺序是（）A.甲＞铜＞乙B．铜＞甲＞乙C．乙＞铜＞甲D．甲＞乙＞铜6、若金属锰(Mn)在金属活动性顺序中位于铝和锌之间，则下列反应不正确的是()A、Mn+H2SO4═MnSO4+H2↑B、Mg+MnSO4═MgSO4+MnC、Fe+MnSO4═FeSO4+MnD、Mn+CuSO4═MnSO4+Cu7、某金属单质R，不能跟稀硫酸发生反应，但能与硝酸汞溶液发生置换反应，则R可能是（）A.铁B．镁C．银D．铜8、请判断下列反应能否发生，能发生的写出反应的化学方程式，不能反应的请说明理由。（1）银和稀硫酸（2）铁和硫酸锌溶液（3）铜和硝酸银溶液（4）镁和氯化银（5）铝和硫酸亚铁溶液（6）锌和硝酸汞溶液9．炼铁选用的铁矿石不仅要选含铁量高的，还要选择“有害元素”少的。常见的铁矿有：磁铁矿（主要成分是Fe3O4）、赤铁矿（主要成分是Fe2O3）、褐铁矿（主要成分是Fe2O3·3H2O）、菱铁矿（主要成分是FeCO3）、黄铁矿（主要成分是FeS2）。你认为最适合炼铁的两种矿石是和，理由是（至少写出两条）10.用一氧化碳与氧化铁反应炼铁时，可观察到直玻璃管中的现象是，反应的化学方程式是，试管内的现象是，反应的化学方程式是，酒精灯处反应的化学方