金屬導(dǎo)學(xué)案

曲靖市個性化教育導(dǎo)學(xué)案人之所以能，是因為相信能。楊鵬學(xué)生姓名黃潤基年級九年級學(xué)科化學(xué)教師姓名高興麗備課時間：2013年 9 月7 日上課時間：2013年 9 月8 日 14:00-16:00 課題：金屬和金屬材料課時計劃：第（2）課時 共（2）課時學(xué)習(xí)目標(biāo)知識與技能金屬的物理化學(xué)性質(zhì)，金屬合金的種類，金屬活動性順序表方法與過程由日常生活引出金屬及金屬合金的性質(zhì)和種類情感態(tài)度與價值觀(1) 通過了解金屬材料的發(fā)展史，增強(qiáng)民族自豪感，認(rèn)識化學(xué)科學(xué)對金屬材料發(fā)展的重大意義。(2) 通過日常生活中廣泛使用的金屬材料等事例，進(jìn)一步認(rèn)識金屬材料與人類生活和社會發(fā)展的密切關(guān)系。學(xué)習(xí)重點(diǎn)金屬的化學(xué)性質(zhì)，置換反應(yīng)學(xué)習(xí)難點(diǎn)金屬活動性順序教學(xué)內(nèi)容一、學(xué)科知識梳理 （一）知識回顧與提升常見的金屬材料有：純金屬（銅，鐵，鋁）及其合金（不銹鋼，生鐵）1. 金屬的物理性質(zhì)（1） 大多數(shù)金屬都呈銀白色（但銅成紫紅色，金成黃色）（2） 常溫下，大多數(shù)的金屬都是固體（汞是液體）（3） 金屬具有良好的導(dǎo)電性，導(dǎo)熱性。（4） 熔點(diǎn)較高、有延展性、能夠彎曲、硬度較大、密度較大。 2.金屬之最（下冊課本第4頁）地殼中含量最多的金屬元素鋁人體中含量最多的金屬元素鈣目前世界年產(chǎn)量最多的金屬鐵（鐵鋁銅）導(dǎo)電、導(dǎo)熱性最好的金屬銀（銀銅金鋁）熔點(diǎn)最高的金屬鎢熔點(diǎn)最低的金屬汞硬度最大的金屬鉻密度最大的金屬鋨密度最小的金屬鋰l 3.金屬的應(yīng)用物質(zhì)的性質(zhì)在很大程度上決定了物質(zhì)的用途，但這不是唯一的決定因素。在考慮物質(zhì)的用途時，還需要考慮價格、資源、是否美觀、使用是否便利，以及廢料是否易于回收和對環(huán)境的影響等多種因素。 銅、鋁電線導(dǎo)電性好、價格低廉 鎢燈絲熔點(diǎn)高 鉻電鍍硬度大 鐵菜刀、鐮刀、錘子等 汞體溫計液柱 銀保溫瓶內(nèi)膽 鋁“銀粉”、錫箔紙4. 合金 合金：由兩種或兩種以上的金屬或金屬與非金屬經(jīng)一定方法所合成的具有金屬特性的物質(zhì)。 合金是混合物，金屬氧化物不是合金。 合金的性質(zhì)：合金的硬度一般比組成它的純金屬的硬度大，抗腐蝕性強(qiáng)。 合金的熔點(diǎn)一般比組成它的純金屬的熔點(diǎn)低。 常見的合金:合金鐵的合金銅合金焊錫鈦和鈦合金形狀記憶合金生鐵鋼黃銅青銅成分含碳量2%4.3%含碳量0.03%2%銅鋅合金銅錫合金鉛錫合金鈦鎳合金備注不銹鋼是含鉻、鎳的鋼，具有抗銹蝕性能。生鐵較脆，鋼鐵具有韌性。生鐵常制成暖氣片。紫銅是純銅熔點(diǎn)低見下具有形狀記憶效應(yīng)l 鈦和鈦合金：被認(rèn)為是21世紀(jì)的重要金屬材料，鈦合金與人體具有良好的“相容性”，可用來造人造骨。鈦和鈦合金的優(yōu)點(diǎn)： 熔點(diǎn)高、密度??； 可塑性好、易于加工、機(jī)械性能好； 抗腐蝕性能好。l 生鐵和鋼性能不同的原因：含碳量不同。 5.金屬的化學(xué)性質(zhì)(1)金屬與氧氣的反應(yīng)鎂、鋁：在常溫下能與空氣中的氧氣反應(yīng)：2Mg+O22MgO 4Al+3O2=2Al2O3鋁的抗腐蝕性能好的原因：鋁在空氣中與氧氣反應(yīng)，其表面生成一層致密的氧化鋁薄膜，從而阻止鋁進(jìn)一步氧化。鐵、銅在常溫下、干燥的環(huán)境中，幾乎不與氧氣反應(yīng)，但在潮濕的空氣中會生銹。鐵、銅在高溫時能與氧氣反應(yīng)：3Fe+2O2Fe3O4 2Cu+O22CuO金即使在高溫時也不與氧氣反應(yīng)。(2)金屬與酸的反應(yīng)：活潑金屬酸 鹽H2描述現(xiàn)象時，需要注意： 如果有鐵、銅元素參加反應(yīng)，一定要注意溶液顏色的變化； 反應(yīng)放熱，但是只有鎂和酸反應(yīng)時放熱現(xiàn)象明顯。置換反應(yīng)：由一種單質(zhì)和一種化合物反應(yīng)，生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng)是置換反應(yīng)。當(dāng)鐵單質(zhì)參加置換反應(yīng)時，生成物中的鐵元素呈+2價。l 常見金屬在溶液中的活動性順序： K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au金屬活動性由強(qiáng)逐漸減弱l 規(guī)律n 在金屬活動性順序里，金屬的位置越靠前，它的活動性就越強(qiáng)。n 在金屬活動性順序里，位于氫前面的金屬能置換出鹽酸、稀硫酸（不可以用濃硫酸和硝酸）中的氫。n 在金屬活動性順序里，位于前面的金屬能把位于后面的金屬從它們化合物的溶液里置換出來。u 鉀、鈣、鈉不符合這一條。它們會先和水反應(yīng)生成堿和氫氣，然后堿和鹽反應(yīng)。（3）金屬與鹽溶液的反應(yīng)：金屬鹽另一金屬另一鹽（條件：“前換后，鹽可溶”）在活動性順序中，金屬的距離大的，反應(yīng)先發(fā)生。一個置換反應(yīng)結(jié)束后，另一個置換反應(yīng)才會發(fā)生。如在硫酸亞鐵和硫酸銅的混合溶液中加入鋅粒，鋅會先和硫酸銅反應(yīng)，反應(yīng)完畢后鋅才和硫酸亞鐵反應(yīng)。 補(bǔ)充：鐵和氧氣在不同的條件下反應(yīng)所生成的氧化物不同，通常有FeO (黑色粉末)Fe2O3（紅棕色粉末）Fe3O4（黑色磁性粉末） Fe2+的鹽溶液是淺綠色的，F(xiàn)e3+的鹽溶液是黃色的，Cu2+的鹽溶液是藍(lán)色的。教學(xué)內(nèi)容二、經(jīng)典例題講解及能力提升1.比較Cu、Fe、Ag三種金屬的活動性順序 使用鐵、銀和溶液，一次性得出結(jié)果：操作及現(xiàn)象：把鐵、銀分別放入硫酸銅溶液中，鐵表面沒有現(xiàn)象；而銀表面會附著一層紅色物質(zhì)，并且溶液會由藍(lán)色逐漸變?yōu)闊o色。 使用銅、硫酸亞鐵溶液和硝酸銀溶液，一次性得出結(jié)果：操作及現(xiàn)象：把銅分別放入硫酸亞鐵溶液和硝酸銀溶液中，硫酸亞鐵溶液沒有現(xiàn)象；而在硝酸銀溶液中，銅表面會附著一層白色物質(zhì)，溶液由無色逐漸變?yōu)樗{(lán)色。 選用試劑時，要根據(jù)金屬活動性順序表將三種金屬排序，然后將排在中間的金屬變成鹽溶液，或者將排在兩邊的金屬變成鹽溶液，這樣才能一次性得出結(jié)果。2. 有兩包黑色粉末，分別是鐵粉和木炭粉末。請你設(shè)計實(shí)驗，用兩種不同的方法鑒別這兩種粉末。簡要寫出實(shí)驗的步驟、現(xiàn)象、結(jié)論。3、某工廠排放的廢水中含有廢硫酸和硫酸銅，為了防止污染，變廢為寶，在廢水處理池中投入過量的廢鐵屑，充分反應(yīng)后過濾，得到的固體是 ，將濾液蒸發(fā)后得到的固體是 ，有關(guān)的化學(xué)方程式為 、 4、比較、分析、歸納是學(xué)習(xí)化學(xué)的有效方法?，F(xiàn)有反應(yīng)：Zn+CuCl2ZnCl2+Cu Cu+2AgNO3Cu(NO3)2+2AgCl2+2NaBr2NaCl+Br2 Br2+2NaI2NaBr+I2(1)通過比較、分析，可以發(fā)現(xiàn)上述四個反應(yīng)有相似之處，均屬于 反應(yīng)再分析這四個反應(yīng)前后各元素的化合價，我們還會發(fā)現(xiàn)一個相似之處： （2）分析反應(yīng)和，可以得到Zn Cu Ag三種金屬的活動性由強(qiáng)到弱的順序是 （3）用同樣的思維分析和，我們可知Cl2、Br2、I2的非金屬活動性順序由強(qiáng)到弱的是 三，是知識的教授金屬資源的利用與保護(hù)l 礦石：工業(yè)上把能用來提煉金屬的礦物叫做礦石。常見的礦石及主要成分：赤鐵礦（Fe2O3）、磁鐵礦（Fe3O4）、黃鐵礦（FeS2）、菱鐵礦（FeCO3）、鋁土礦（Al2O3）、黃銅礦（CuFeS2）、輝銅礦（Cu2S）等。l 鐵的冶煉實(shí)驗室一氧化碳還原氧化鐵工業(yè)高爐煉鐵設(shè)備：高爐（圖見書17頁）。原料：鐵礦石（赤鐵礦或磁鐵礦）、焦炭、石灰石、（空氣）。反應(yīng)原理：C+O2CO2、CO2+C2CO、3CO+Fe2O32Fe+3CO2。石灰石的主要作用是將礦石中的二氧化硅（SiO2）轉(zhuǎn)變?yōu)闋t渣（CaSiO3）。產(chǎn)品：生鐵（實(shí)驗室中“煉”出的鐵不含碳，而工業(yè)生產(chǎn)中煉出的鐵含碳）。l 含雜質(zhì)的反應(yīng)物或生成物的有關(guān)計算當(dāng)參加反應(yīng)的物質(zhì)含雜質(zhì)時，先要把含雜質(zhì)的物質(zhì)的質(zhì)量換算成純物質(zhì)的質(zhì)量，再進(jìn)行計算。一般利用該公式及其變形：?！纠}】1000t含氧化鐵80%的赤鐵礦石，理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量是多少？【解法1】1000t赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量為：設(shè)生成的鐵的質(zhì)量為x。折合為含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為答：800t氧化鐵理論上可以煉出生鐵的質(zhì)量為583t?！窘夥?】設(shè)理論上可以煉出含鐵96%的生鐵的質(zhì)量為x。（x不是純物質(zhì)的質(zhì)量，不能直接代入計算）1000t赤鐵礦石中含氧化鐵的質(zhì)量為：答：800t氧化鐵理論上可以煉出生鐵的質(zhì)量為583t。l 鐵生銹的實(shí)驗（見右圖）【實(shí)驗器材】大試管、試管夾（帶鐵夾的鐵架臺）、膠塞、經(jīng)煮沸迅速冷卻的蒸餾水、植物油、潔凈無銹的鐵釘、棉花和干燥劑氯化鈣等?！緦?shí)驗過程】取三根潔凈無銹的鐵釘，一根放在盛有蒸餾水的試管中，并使鐵釘外露一半；一根放在用植物油密封的蒸餾水中；一根放在干燥的空氣中，注意每天觀察鐵釘銹蝕的現(xiàn)象，連續(xù)觀察約一周?！緦?shí)驗現(xiàn)象】第一個試管中的鐵釘生銹，而第二、三個試管中沒有明顯現(xiàn)象?！緦?shí)驗結(jié)論】鐵生銹實(shí)際上是鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣共同作用的結(jié)果?！咀⒁馐马棥康诙€試管內(nèi)沒有現(xiàn)象，證明了鐵釘生銹需要氧氣；第三個試管內(nèi)沒有現(xiàn)象，證明了鐵釘生銹需要水蒸氣。鐵銹很疏松，鐵制品可以全部被銹蝕。l 除去鐵銹的方法物理方法：刀刮、砂紙打磨?；瘜W(xué)方法：少量、多次地滴加稀鹽酸或稀硫酸。l 防止鐵制品生銹的方法保持鐵制品的潔凈、干燥；擦干后涂一層保護(hù)膜（作用：隔絕空氣、防水）。具體方法如下：物理方法刷漆（油漆或銀粉）、涂油化學(xué)方法電鍍其它金屬（鉻或鋅）、烤藍(lán)，制成不銹鋼。金屬資源的保護(hù)措施： 防止金屬的腐蝕； 回收利用廢舊金屬； 有計劃、合理地開采礦物； 尋找金屬的代用品。（例如用塑料來代替鋼和其他合金制造管道、齒輪和汽車外殼等）意義：節(jié)約金屬資源和能源，降低金屬的生產(chǎn)成本，減少對環(huán)境的污染教學(xué)內(nèi)容【方法點(diǎn)撥】三、考試易錯點(diǎn)分析4、 隨堂練習(xí)1、公元二世紀(jì)我國煉丹專家魏殃著有周易參同契是世界上現(xiàn)在的最早的一部煉丹專著，書中描寫道“金入于猛火色不奪精光”。這句話是指黃金的性質(zhì)在強(qiáng)熱條件下（ ）A很穩(wěn)定 B很活潑 C易氧化 D易還原2、將一枚潔凈的鐵釘浸入稀硫酸中，下列敘述：鐵釘表面產(chǎn)生氣泡；液體由無色逐漸變?yōu)闇\綠色；鐵釘?shù)馁|(zhì)量減輕；液體的質(zhì)量減輕，其中正確的是（ ）A B C D3、出土的文物中，金器保存完好，銅器表面有銹跡，鐵器則銹跡斑斑，這表明金、銅、鐵的金屬活動性由強(qiáng)到弱的順序是 4下列各組金屬中，活動性由弱到強(qiáng)的是（）ACu、Fe、ZnBAl、Mg、Zn CZn、Fe、Hg D.Mg、Zn、Al5將甲、乙兩種金屬片分別放入硫酸銅溶液中，甲表面析出金屬銅，乙沒有發(fā)生反應(yīng)。據(jù)此判斷，三種金屬的活動性順序是（ ）A. 甲銅乙 B銅甲乙C乙銅甲D甲乙銅6、若金屬錳(Mn)在金屬活動性順序中位于鋁和鋅之間，則下列反應(yīng)不正確的是( )A、Mn+H2SO4MnSO4+H2 B、Mg+MnSO4MgSO4+MnC、Fe+ MnSO4FeSO4+Mn D、Mn+ CuSO4MnSO4+Cu7、某金屬單質(zhì)R，不能跟稀硫酸發(fā)生反應(yīng)，但能與硝酸汞溶液發(fā)生置換反應(yīng)，則R可能是（ ）A.鐵 B鎂 C銀 D銅8、請判斷下列反應(yīng)能否發(fā)生，能發(fā)生的寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式，不能反應(yīng)的請說明理由。（1）銀和稀硫酸 （2）鐵和硫酸鋅溶液 （3）銅和硝酸銀溶液 （4）鎂和氯化銀 （5）鋁和硫酸亞鐵溶液 （6）鋅和硝酸汞溶液 9煉鐵選用的鐵礦石不僅要選含鐵量高的，還要選擇“有害元素”少的。常見的鐵礦有：磁鐵礦（主要成分是Fe3O4）、赤鐵礦（主要成分是Fe2O3）、褐鐵礦（主要成分是Fe2O33H2O）、菱鐵礦（主要成分是FeCO3）、黃鐵礦（主要成分是FeS2）。你認(rèn)為最適合煉鐵的兩種礦石是 和 ，理由是（至少寫出兩條） 10.用