第八单 元金属和金属材料.doc

第八单 元金属和金属材料 课题一 金属材料 教学目标 1、 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联系。 2、了解常见金属的物理性质，知道物质的性质很大程度上决定物质的用途，但还需考虑价格等因素。 3、认识合金，知道生铁和钢等重要合金，以及合金比纯金属具有更广泛的用途。 重点1、知道物质的性质很大程度上决定物质的用途，但还需考虑价格等因素。 2、认识合金。 难点采用活动与探究的方式来研究金属及合金的物理性质上的差异 教学过程 教师先展示一些物品，然后设问这些物品是由什么材料制成教师引导学生，如何根据金属的一些用途，推断金属的物理性质。使学生明白物质的性质、资源、价格、美观等决定其用途 引导学生查询资料解决实际问题。教会学生如何获取新的知识。 通过实物引入合金的概念。 举例说明合金与纯金属的区别。 动手实验比较黄铜与铜、焊锡与锡在光泽、颜色、硬度等方面的区别。 实验操作比较锡、铅、焊锡的熔点。 引导学生通过实验，探究一些合金与纯金属物理性质上的差异。 引导学生用自己的语言描述金属及合金的性质和用途。 在日常生活中，铝、钛、锌、铜等金属的应用非常广泛，如铝合金的门窗、铜线、铜火锅、铜电器，以及锌在常见干电池的应用等。 一些金属牛物理性质比较 物理性质 物理性质比较 导电性 Ag Cu Au Al Zn Fe Pb 导电性逐渐减弱 密度 Au Pb Ag Cu Fe Zn Al 密度逐渐减少 熔点 W Fe Cu Au Ag Al Sn 熔点由高到低 硬度 Cr Fe Ag Cu Au Al Pb 硬度由大到小 合金合金是由一种金属跟其它一种或几种金属（或金属跟非金属）一起熔合而成的具有金属特性的物质。 【讲述】合金的简单命名。 【引入】我们在日常生活中接触到的钢铁都是铁碳合金。根据含碳量的不同，铁碳合金又分为生铁和钢。 一些合金和组成它们的纯金属性质比较 性质比较 现象 黄铜 铜 焊锡 锡 光泽和颜色 硬度 结论 实验8-2比较焊锡、锡和铅的熔化温度 现象 结论 最近一些学者研究发现，古罗马人的遗骸中含有大量铅，古罗马帝国的灭亡竟与铅中毒有关。原来古罗马贵族惯用铅制器皿（瓶、杯、壶等）和含铅化合物的化妆品，甚至输送饮水的水管也是用铅做的，从而导致慢性铅中毒死亡。根据上述材料回答下列问题 （1）人们日常接触的哪些物质中含铅 （2）铅对人体有哪些危害 （3）为防止铅中毒，请你提出几条合理建议。 （4）以小组的形式组织一项调查活动到附近的加油站，调查汽油的种类，是否还在使用含铅汽油是什么时候停止使用含铅汽油的并进行环保宣传。 铁片与铁粉颜色不同的原因 问题铝粉具有银白色的光泽，常用来做涂料（俗称银粉、银漆），保护铁制品不被腐蚀，而且美观、但一般金属的粉未的颜色多为黑色。为什么金属在粉未状时的颜色是黑色呢 铁合金的抗锈蚀性能 问题建筑物的防盗门及防盗网为什么常用不锈钢制造呢 （1）普通铁钉与不锈钢钉哪个更能抗锈蚀（2）查找课本，比较生铁、钢及不锈钢的成分有何不同。 铁的历史人类使用铁的历史可以追溯到四千五百多年以前，不春秋初年我国已掌握了冶铁技术。 铁是人体健康、植物生长所必需的元素之一。一个成年人的身体里约含3 g～5 g铁元素，其中70％以上在血红蛋白里。 铝从比黄金还贵的金属变为廉价金属。铝是一种“年轻的金属”，它的发现和工业生产的历史很短。 金属分类 1.黑色金属 通常指铁，锰、铬及它们的合金（主要指钢铁）。 2. 有色金属 通常是指除黑色金属以外的其他金属。 3. 稀有金属 稀有金属通常指在自然界中含量较少或分布稀散的金属。它们难于从原料中提取，在工业上制备及应用较晚。 钛的另一重要特性是密度小。其强度是不锈钢的3.5倍，铝合金的1.3倍，由于上述优异性能，钛享有“未来的金属”的美称，钛合金已广泛用于国民经济各部门，它是火箭、导弹和航天飞机不可缺少的材料。船铜是人类认识并应用最早的金属之一。 我国是最早使用铜器的国家之一。我国古代很早就认识到铜盐溶液里的铜能被铁取代，从而发明了“水法炼铜”的新途径，是湿法冶金技术的起源。 铜和铁、锰、铝、硼、锌、钴等元素都可用作微量元素肥料。 布置作业---见（1）当、（2）课本。 教后感受 课题2 金属的化学性质 课程目标通过实验探究金属与氧气，金属与稀盐酸、稀硫酸以及与盐溶液的置换反应，认识金属的化学性质和金属的活动性顺序，并且能用金属活动顺序解释一些与日常生活有关的化学问题。 重点通过实验探究认识金属活动性顺序 难点运用金属活动性顺序对置换反应作出判断 教学过程 1．对于金属与氧气反应的教学，可以再次做镁条、铝箔、铁丝、铜丝等与氧气反应的实验，以加深学生的感性认识。要引导学生对观察到的实验现象进行认真的对比和分析，从中得出金属与氧气反应的一些规律性知识 2．本课题的教学重点应放在对金属活动性顺序的探讨上，不仅仅是为了获得金属活动性顺序的知识，更重要的是要引导学生主动参与知识的获取过程，学习科学探究的方法。 3．置换反应的概念是在实验的基础上通过归纳得出的，即通过对镁、锌、铁与盐酸反应的化学方程式的分析，从反应物和生成物类别的角度归纳得出的。 4．金属活动性顺序是通过实验，并在置换反应概念和其他一些实验事实的基础上分析得到的。探究分三步进行 （1）从金属与盐酸或硫酸反应是否有氢气生成，可以把金属分为两类，能生成氢气的金属其活动性比较强，不能生成氢气的金属其活动性比较弱。 （2）从一种金属能否把另一种金属从它的化合物的溶液中置换出来，可以比较出这两种金属的活动性强弱，能置换出来的，则这种金属比另一种金属活泼。 （3）经过了很多类似实验的探究过程，人们归纳和总结出了常见金属的活动性顺序。 5．可以通过对一些实例和习题的讨论和分析，让学生感受金属活动性顺序在工农业生产和科学研究中的重要应用，并认识金属活动性顺序可以作为有关金属能否在溶液中发生置 换反应。 铝的性质和用途 物质的用途在很大程度上取决于物质的性质。由于铝有多种优良性能，因而铝有着极为广泛的用途。 （1）铝的密度很小，仅为2.7 g/cm3，虽然它比较软，但可制成各种铝合金。（2）铝的导电性仅次于银、铜。。 （3）铝是热的良导体。 （4）铝有较好的延展性（5）铝的表面因有致密的氧化物保护膜，不易受到腐蚀。 （6）铝粉具有银白色光泽，常用来做涂料，俗称银粉、银漆。 （7）铝在氧气中燃烧能放出大量的热和耀眼的光。 “水”铁生锈的条件 问题铁在什么情况下容易生锈呢 实验 （1）如右图所示，在试管①中把铁钉放在一团湿棉花球上，使铁钉与空气和水接触； （2）在试管②中放入铁钉，注入经煮沸迅速冷却的蒸馏水，蒸馏水要浸没铁钉，然后在水面上注入一层植物油，使铁钉只与水接触； （3）在试管③中加入少量干燥剂（袋装饼干等食品中放的小袋中有氯化钙干燥剂），再放一团干棉球，把铁钉放在干棉球上，塞紧橡皮塞，使铁钉只与空气接触。 注意每天观察铁钉锈蚀的现象，连续观察约一周。 （1）通过探究，你对铁制品锈蚀的条件能得出哪些结论 （2）通过上面对铁制品锈蚀条件的探究，你对防止铁制品锈蚀有什么建议与同学们交流你所知道的各种防锈方法。 布置作业---见（1）当、（2）课本。 教后感受 课题 3 金属资源的利用和保护 教学目的要求1．知道一些常见金属如铁、铝、铜等的矿物，了解从铁矿石中将铁还原出来的方法。 2．会根据化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成物进行有关计算。 3．了解金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的简单方法。 4．知道废旧金属对环境的污染，认识回收利用废旧金属等金属资源保护的重要性。 重点铁的冶炼，根据化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成物进行有关计算。 难点铁的冶炼，根据化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成物进行有关计算。 教学过程 本课题涉及面很广，包括地球上及我国的金属资源情况、铁的冶炼、有关化学方程式计算中的杂质问题计算、金属的腐蚀和防护，以及金属资源的保护等，既有知识、技能方面的内容，又有环境意识和资源意识等情感领域的内容。 本课题由常见金属矿物的照片以及资料“金属元素在地壳中的含量”表引入，简单介绍了地球上及我国的金属资源情况。人类对地球上金属矿物资源的利用主要是用来冶炼金属，而其中冶炼量最大的是铁。因此，教材很自然地转入到对铁的冶炼的讨论。 第一部分“铁的冶炼”是本课题教学的重点。教材除简要地介绍了我国冶炼铁的历史外，主要是通过实验，说明从铁矿石中将铁还原出来的化学反应原理，并结合炼铁的实际情况，以例题的方式介绍了化学方程式计算中有关杂质问题的计算。这样，把化学原理、计算和生产实际紧密地结合在一起，使学习活动成为有机的整体，有利于学生主动参与学习。 第二部分“金属资源的保护”，重点是有关铁的锈蚀以及防护的“活动与探究”内容。该活动与探究内容包括提出问题、设计实验并实施、讨论、得出结论、对结论进行应用等多个步骤，对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。关于金属资源的保护，教材中首先以图示的方法给出了一些矿物可供开采的年限，形象他说明了金属矿物资源是有限的，以及金属资源保护的重要性。教材中简要地介绍了废旧金属的回收利用、合理开采矿物等保护金属资源的措施。 1．关于地球上及我国的金属资源情况的教学，可以结合地理课的有关内容，利用矿物标本或实物照片、图表等进行教学，应鼓励学生主动查找有关资料，并在课内外进行交流。 2．做好【实验8-23】，并将它与炼铁生产的主要化学反应原理结合起来，使学生认识化学原理对实际生产的指导作用。 生铁的冶炼 1.原料铁矿石、焦炭、石灰石 2.设备高炉 例1.现有含Fe2O335的赤铁矿1000吨,其中含Fe2O多少吨 【提问】根据一氧化碳还原氧化铁的化学方程式,说明化学方程式的意义 强调化学方程式所表示的都是纯净物间发生化学变化时的相互关系,各化学式所规定的化学量是反映纯物挂帅 间的数量关系.在现实生活中,物质里或多或少都含有杂质,像炼铁用的铁矿石.那么当参加反应的物质含有杂质时,应如何进行计算呢 例2. 含Fe2O385的赤铁矿1000吨,可以炼出多少吨铁 分析根据前面分析,要根据化学议程式进行计算.要将赤铁矿石中Fe2O3的质量即纯物质的质量计算出来, 【小结】通过学习，我们初步掌握了含杂质物质的计算。实际上，除了铁矿石以外，很多都是不纯的物质参与反应，前面我们接触到的制二氧化碳的原料石灰石，以及后面要学习的溶液在计算中都会遇到这个问题，请大家在学习中给予足够的注意。 课堂练习 （1）.某赤铁矿含杂质25，那么400吨赤铁矿中含三氧化二铁多少吨 （2）.含碳酸钙75的石灰石100吨，高温煅烧后，可得氧化钙多少吨。 （3）.实验室欲制6克氢气，需含锌97.5的不纯锌多少克 （4）.含三氧化二铁的质量分数为80的铁矿石1000吨，可炼出含杂质5的生铁多少吨 （5）要生产5.6吨氧化钙，需含杂质20的石灰石多少吨 常用的防止铁生锈的方法有 A．组成合金，以改变铁内部的组织结构。例如，把铬、镍等金属加入普通钢里制成不锈钢，就大大地增加了钢铁制品的抗生锈能力。 B．在铁制品表面覆盖保护层是防止铁制品生锈普遍而重要的方法。根据保护层的成分不同，可分为如下几种 1在铁制品表面涂矿物性油、油漆或覆盖搪瓷、塑料等物质。例如，车厢、水桶等常涂油漆；机器常涂矿物性油等。 2在钢铁制品表面用电镀、热镀等方法镀上一层不易生锈的金属。如锌、锡、铬、镍等。这些金属表面都能形成一层致密的氧化物薄膜，从而防止铁制品和水、空气等物质接触而生锈。 3用化学方法使铁制品表面生成一层致密而稳定的氧化膜以防止铁制品生锈。 C．保持铁制品表面的洁净和干燥也是防止铁制品生锈的一种很好方法。 5．关于金属资源保护的教学，可以利用电化教学手段，将教材中的一些矿物可供开采的 金属的腐蚀与防护 （1）改善金属的本质 根据不同的用途选择不同的材料组成耐蚀合金，或在金属中添加合金元素，提高其耐蚀性，可以防止或减缓金属的腐蚀。例如，在钢中加入镍制成不锈钢可以增强防腐蚀能力。 （2）形成保护层 在金属表面覆盖各种保护层，把被保护金属与腐蚀性介质隔开，是防止金属腐蚀的有效方法。工业上普遍使用的保护层有非金属保护层和金属保护层两大类。它们是用化学方法，物理方法和电化学方法实现的。 氧化碳还原氧化铁的问题研究 根据右下图所示的实验，回答下列问题。 一氧化碳还原氧化铁的实验 （1）请你写出有关化学反应方程式 （2）将产物通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊。说明生成了什么气体 （3）把得到的黑色粉未倒在白纸上观察，用磁铁试验它，黑色粉未能被磁铁吸起。判断固体是什么物质 （4）一氧化碳与木炭有相似之处，都有还原性。能否用木炭还原氧化铁请推测出反应的产物 5）分别写出一氧化碳还原四氧化三铁、氧化铜的化学方程式，分析一氧化碳是怎样变成二氧化碳的，并由此推测出一氧化碳还原金属氧化物的配平方法。 （6）一氧化碳还原氧化铁和木炭还原氧化铁，这两个化学反应的基本类型是否都是置换反应为什么请举出几个置换反应的实例。 布置作业---见（1）当、（2）课本。 教后感受 6