沪教版第五章第一节金属的性质和利用教案.doc

第5章 金属的冶炼与利用
第一节 金属的性质和利用（第一课时）
一、教学目标：
（一）知识与技能：
1．了解金属的物理特征，能区分常见的金属和非金属；
2．知道一些常见合金主要化学成分。
3.知道生铁和钢等重要合金。
4.知道常见的金属与氧气、酸溶液的反应；
（二）过程与方法：
1．通过对金属性质的实验探究，学习利用实验认识物质的性质和变化的方法；
2．初步形成物质的性质决定物质用途的观念。
（三）情感态度价值观：
1.认识金属材料在生产、生活和社会发展中的重要作用。
二、教学内容
1．金属的物理性质（金属光泽、金属的导电性和导热性、金属的延展性、金属的密度、金属的硬度、金属的熔点）；
2．常见的合金的特性。
3．常见金属的化学性质（与氧气、水、酸以及某些盐溶液）
三、教学重点和难点：
教学重点：金属的物理性质
教学难点：常见合金的特性。
四、教学过程：
［引入］：同学们，金属是一类重要的材料，人类的生活和生产都离不开金属。那么，了解金属的性质，对科学地利用金属材料就显得十分重要了。
［提问］：金属的用途是由金属的性质决定的，大家结合P115“联想与启示”以及生活中金属的用途来猜想金属会有那些性质呢？
［师生互动］：交流讨论，教师总结。完成114页交流与活动并填表。
［板书］：一、金属的物理性质
［小结］：
1．金属颜色：
（1绝大多数金属呈银白色，而少量金属呈现特殊的颜色，如：金（Au）是黄色、铜（Cu）是红色或紫红色等；
（2）有些金属处于粉末状态时，就会呈现不同的颜色，如铁（Fe）和银（Ag）在通常情况下呈银白色，但是粉末状的银粉或铁粉都是呈黑色的，这主要是由于颗粒太小，光不容易反射。
2．金属的导电性和导热性：
（1）金属一般都是电和热的良好导体。其中导电性的强弱次序：银（Ag）>铜（Cu）>铝（Al）
3．金属的延展性：
（1）大多数的金属有良好的延性（抽丝）及展性（压薄片），其中金（Au）的延展性最好；也有少数金属的延展性很差，如锰（Mn）、锌（Zn）等；
4．金属的密度：
（1）大多数金属的密度都比较大，但有些金属密度也比较小，如钠（Na）、钾（K）等能浮在水面上；
5．金属的硬度：
（1）纯净的金属硬度通常都比较小，如铁（Fe）、铝（Al）、镁（Mg）等都比较质软；硬度最高的金属是铬（Cr）；
6．金属的熔点：
（1）绝大多数金属熔点都比较大，熔点最低的金属是汞（Hg）；熔点最高的金属是钨（W）；
[引导]通过金属物理性质的学习，大家都知道了金属是生活、生产中应用非常广泛的一类材料。金属材料具有各种特殊性能，因而具有广泛的用途。如，制造飞机的金属材料，需要有坚硬而质轻的特点；用于制造切割工具的金属材料，需要有很大的硬度；制造白炽灯灯丝的金属材料需要熔点高；制造保险丝的金属材料需要熔点低；制造化工生产设备的金属材料需要耐腐蚀等。
而随着社会的发展，纯金属以及很难满足人们的各种特殊要求。因此，人们在生产实践中制造出了许许多多具有特殊性能的“新型金属”----合金。
[板书]二、合金
[过渡]通常所说的“金属材料”既包括各种纯金属，也包括各种合金，作为“金属材料”之一的合金在生产生活中起着越来越重要的作用，合金的出现大大拓宽了金属材料的范围和使用价值。
[学生活动]阅读课本P118-P120，总结：
1、 合金的定义：
2、 常见的合金有哪些，其主要组成元素是什么？
3、 合金相对于纯金属而言，具有哪些特性？
（通过课本P119活动与探究让学生总结出合金的特性）
4、生铁和钢的异同点。
阅读P118拓展视野
归纳：生铁：含碳量在2﹪—4.3﹪之间的铁的合金
钢：含碳量在0.03﹪—2﹪之间的铁的合金
从生铁炼成钢的实质为：降碳、除硫磷、调硅锰
[引导]合金由于具有许多良好的物理、化学和机械性能，其应用也十分广泛，目前，人们通过调整合金的组成比例和改变合金的形成条件，已经制成了性能不同的各种合金，品种已不下万种，远远超出金属自身的种类。合金的制造大大拓宽了金属材料的应用范围和使用价值。
[学生活动]阅读课本120拓展视野，介绍几种特殊的合金。

[小结]本节课我们主要学习了金属的物理性质以及性能优异的合金。
[布置作业]：
[板书设计]
一、金属的物理性质
1．金属颜色：绝大多数金属呈片状或丝状时为银白色，某些金属呈粉末状时为黑色，如：Fe，Ag。某些金属呈现特殊的颜色，如：Au是金黄色、Cu是红色或紫红色等；
2．金属的导电性和导热性：
金属一般都是电和热的良好导体。其中导电性的强弱次序：Ag>Cu>Al
3．金属的延展性：
大多数的金属有良好的延性（抽丝）及展性（压薄片），其中Au的延展性最好；
4．金属的密度：
大多数金属的密度都比较大，但有些金属密度也比较小，如Na、K等能浮在水面上；
5．金属的硬度：
纯净的金属硬度通常都比较小，如Fe、Al、Mg等都比较质软；硬度最高的金属是铬（Cr）；
6．金属的熔点：
绝大多数金属熔点都比较大，熔点最低的金属是汞（Hg）；熔点最高的金属是钨（W）
二、 合金
1、 合金的定义：P118
2、 常见合金的成分：（1）黄铜：铜和锌
（2）生铁：铁和碳
（3）钢：铁和碳
3、 生铁和钢的异同点：（1） 同：主要组成元素相同（铁和碳）
异：含碳量不同，生铁：2%-4.3%
钢：0.03%-2%
（2）性质和用途差异较大：生铁：坚硬但韧性差，一般铸造，常用于铁锅，暖气片，车床底座等.
钢：较硬，韧性好，有良好的延展性和弹性，机械性能好，可锻、轧和铸
造，用途比生铁广。
点燃
（3）从生铁炼成钢的实质为：降碳、除硫磷、调硅锰
化学方程式为：C+O2====CO2
4、 合金的特性：硬度一般比各成分金属大，熔点一般低于组成它的各成分金属。

【教后记】：

第一节 金属的性质和利用（第二课时）
［引入］上一节课我们学习了金属的物理性质及常见的合金，这节课我们一起来探究常见金属的化学性质。
［板书］：一．常见金属的化学性质
［学生活动］：完成115页观察与思考并实验探究
［学生实验探究一］：1．金属与氧气反应
大多数金属在一定条件下，都能与氧气发生反应，生成对应的金属氧化物，也有少数金属很难与氧气发生化合反应。如：“真金不怕火炼”，就是指黄金很难与氧气反应。
（1）金属镁与氧气发生反应
点燃
实验现象：在空气中点燃镁带后，镁带剧烈燃烧，发出耀眼白光，放出白烟，生成一种白色固体。
化学方程式：2Mg+O2　　　　2MgO
（2）金属铁与氧气发生反应
点燃
反应现象：金属铁在空气中是不能被点燃的，在纯氧中，被引燃后能够剧烈燃烧，火星四射，生成一种黑色的固体。
化学方程式：3Fe+2O2　　　　Fe3O4
（3）金属铝与氧气发生反应
反应现象：在空气中，铝条不能被点燃，在酒精灯上加热后，失去金属光泽；
化学方程式：4Al+3O2====2Al2O3
注意事项：铝表面容易与空气中的氧气发生化学反应，生成一种结构致密的氧化物，形成保护膜。因此，我们在做铝条性质实验之前，务必要将其保护膜打磨去除。
（4）金属铜与氧气发生反应
反应现象：铜不能在空气中或氧气中点燃，在酒精灯上加热后，在红色的铜表面形成一层黑色的物质。
化学方程式：2Cu +O2 ====2CuO
［学生实验探究二］：2．金属与酸发生反应
[引导]金属除了能和氧气发生反应外，还能和酸反应，下面我们一起来完成课本116页的活动与探究，将Mg，Al，Zn，Fe和Cu分别加入到稀硫酸中，观察并记录实验现象（分组实验）
（1）铁与稀硫酸反应
实验现象：铁丝表面出现气泡，铁丝逐渐溶解，一段时间后，无色溶液变成浅绿色溶液。
化学方程式：Fe+H2SO4　==FeSO4　+H2↑
（2）铝跟稀硫酸反应
实验现象：铝丝表面出现大量的气泡，铝丝逐渐溶解
化学方程式：2Al+3H2SO4　=　Al2(SO4)3+3H2↑
（3） 锌与稀硫酸反应
实验现象：锌表面产生大量气泡，锌逐渐溶解
化学方程式：Zn+H2SO4====ZnSO4+H2↑
（4） 镁与稀硫酸反应
实验现象：镁表面产生大量气泡，镁逐渐溶解，并放出大量热
化学方程式：Mg+H2SO4====MgSO4+H2↑
（5）铜与稀硫酸反应
铜加入稀硫酸后无现象，这说明铜不与稀硫酸反应
[引导]通过四种金属和稀硫酸反应的实验，大家已经学会了金属和酸反应的化学方程式，下面我请4个人到黑板上写出这四种金属分别和稀盐酸反应的化学方程式
[师生互动]书写化学方程式：Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
Zn + 2HCl === ZnCl2 + H2↑
2Al + 6HCl === 2AlCl3 + 3H2↑
Fe + 2HCl === FeCl2 + H2↑
[过渡]大家通过观察四种金属和酸反应的实验，我们有没有发现这四种金属和酸反应虽然都产生气体，有没有发现不同点？（提醒大家再次观察）
[学生]：再次观察后发现产生气体的速率不同，有的快有的慢，整理由快到慢的顺序：Mg,Al,Zn,Fe
[引导]通过此实验，我们大家都发现了，虽然某些金属的化学性质相似，但由于金属的活动性不同，和酸反应的速率也不同，科学家通过大量实验验证，将常见的金属按活动性由强到弱的顺序，给我们已经总结出了一套金属活动性顺序表。
[板书]3、金属活动性顺序表：
强
弱
K>Ca>Na>Mg>Al>Zn>Fe>Sn>Pb>(H)>Cu>Hg>Ag>Pt>Au
金属单质：
强
弱
化合物：
[师生共同总结]：金属活动性顺序表规律
1、 在金属活动性顺序表中，排在氢（H）前面的金属（K,Ca,Na除外），能与某些酸发生置换反应生成氢气；而排在氢后面的金属不能与酸发生置换反应生成氢气；
[讲解]K,Ca,Na三种金属由于化学性质太活泼，投入酸中首先和水反应，不直接和酸反应。
[引导]金属不但能和酸反应，还能和某些盐溶液反应
[板书]4．金属与某些盐溶液发生反应
（1）铁和硫酸铜溶液的反应
实验现象：在铁丝表面出现红色物质，一段时间后，溶液由蓝色转变为浅绿色。
化学方程式：Fe+ CuSO4==FeSO4+Cu
主要用途：古代湿法炼铜的原理“曾青得铁则化为铜”，现代湿法镀铜
[师生共同总结]对照金属活动性顺序表，总结出金属和盐溶液反应的规律：
[板书]2、排在前面的金属能将排在其后面的金属从其盐溶液中置换出来。

[引导]对比金属和酸和盐溶液反应的化学方程式，总结规律。
[学生]发现所有的反应都是由单质和化合物反应生成另一种单质和另一种化合物
[板书]5．基本反应类型：置换反应
单质+化合物→单质+化合物
[板书]二．实验室制取氢气
[引导]（实验）镁 铁 铝 锌都跟稀硫酸反应生成是氢气，但反应的速度不同、镁最快、铁最慢、只有锌反就应适中：
1．反应原料：锌粒，稀硫酸或稀盐酸；
2．反应方程式：Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑
3．反应物状态：锌粒为银白色固体，稀硫酸或稀盐酸为无色溶液
4．反应条件：常温下
5．反应装置：和实验室制CO2装置相同
6．收集方法：向下排空气法或排水法

7．实验步骤
（1）按照要求连接装置
（2）检查气密性
（3）装药品：先装固体，后装液体
（4）开始反应，并收集一小试管氢气，进行验纯（任何可燃性气体，在做性质实验之前务必进行验纯）
（5）收集气体，盖上玻璃片倒放在实验桌上。
[小结]1、金属的化学性质
2、置换反应
3、实验室制取氢气原理，发生装置，收集装置
[布置作业]
[板书设计]：
一．常见金属的化学性质
点燃
1．金属与氧气反应
点燃
2Mg+O2　　　　2MgO
3Fe+2O2　　　　Fe3O4
4Al+3O2====2Al2O3
2Cu +O2 ====2CuO
2． 金属与酸发生反应
Fe+H2SO4　==FeSO4　+H2↑
2Al+3H2SO4　=　Al2(SO4)3+3H2↑
Zn+H2SO4====ZnSO4+H2↑
Mg+H2SO4====MgSO4+H2↑
Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
Zn + 2HCl === ZnCl2 + H2↑
2Al + 6HCl === 2AlCl3 + 3H2↑
Fe + 2HCl === FeCl2 + H2↑
3、金属活动性顺序表：
弱
强
K>Ca>Na>Mg>Al>Zn>Fe>Sn>Pb>(H)>Cu>Hg>Ag>Pt>Au
强
弱
金属单质：
化合物：
规律：（1）排在氢（H）前面的金属（K,Ca,Na除外），能与某些酸发生置换反应生成氢气；而排在氢后面的金属不能与酸发生置换反应生成氢气
（2）排在前面的金属能将排在其后面的金属从其盐溶液中置换出来形成金属单质
4．金属与某些盐溶液发生反应
（1）铁和硫酸铜溶液的反应
实验现象：在铁丝表面出现红色物质，一段时间后，溶液由蓝色转变为浅绿色。
化学方程式：Fe+ CuSO4==FeSO4+Cu
主要用途：古代湿法炼铜的原理“曾青得铁则化为铜”，现代湿法镀铜
5．基本反应类型：置换反应
单质+化合物→单质+化合物
二．实验室制取氢气
1．反应原料：锌粒，稀硫酸或稀盐酸；
2．反应方程式：Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑
3．反应装置：和实验室制CO2装置相同
4．收集方法：向下排空气法或排水法
5．实验步骤
（1）按照要求连接装置
（2）检查气密性
（3）装药品：先装固体，后装液体
（4）开始反应，并收集一小试管氢气，进行验纯（任何可燃性气体，在做性质实验之前务必进行验纯）
（5）收集气体，盖上玻璃片倒放在实验桌上。

【教后记】：