第八單 元金屬和金屬材料

1、第八單 元金屬和金屬材料課題一 金屬材料教學(xué)目標(biāo)：1、 過日常生活中廣泛使用金屬材料等具體事例，認(rèn)識金屬材料與人類生活和社會發(fā)展的密切聯(lián)系。2、了解常見金屬的物理性質(zhì)，知道物質(zhì)的性質(zhì)很大程度上決定物質(zhì)的用途，但還需考慮價格等因素。 3、認(rèn)識合金，知道生鐵和鋼等重要合金，以及合金比純金屬具有更廣泛的用途。重點(diǎn)：1、知道物質(zhì)的性質(zhì)很大程度上決定物質(zhì)的用途，但還需考慮價格等因素。 2、認(rèn)識合金。難點(diǎn)：采用活動與探究的方式來研究金屬及合金的物理性質(zhì)上的差異教學(xué)過程：教師先展示一些物品，然后設(shè)問：這些物品是由什么材料制成？教師引導(dǎo)學(xué)生，如何根據(jù)金屬的一些用途，推斷金屬的物理性質(zhì)。使學(xué)生明白：物質(zhì)的性質(zhì)、

2、資源、價格、美觀等決定其用途引導(dǎo)學(xué)生查詢資料解決實際問題。教會學(xué)生如何獲取新的知識。 通過實物引入合金的概念。 舉例說明合金與純金屬的區(qū)別。 動手實驗：比較黃銅與銅、焊錫與錫在光澤、顏色、硬度等方面的區(qū)別。實驗操作：比較錫、鉛、焊錫的熔點(diǎn)。 引導(dǎo)學(xué)生通過實驗，探究一些合金與純金屬物理性質(zhì)上的差異。 引導(dǎo)學(xué)生用自己的語言描述金屬及合金的性質(zhì)和用途。在日常生活中，鋁、鈦、鋅、銅等金屬的應(yīng)用非常廣泛，如：鋁合金的門窗、銅線、銅火鍋、銅電器，以及鋅在常見干電池的應(yīng)用等。一些金屬牛物理性質(zhì)比較物理性質(zhì)物理性質(zhì)比較導(dǎo)電性Ag Cu Au Al Zn Fe Pb導(dǎo)電性逐漸減弱密度Au Pb Ag Cu Fe

3、 Zn Al密度逐漸減少熔點(diǎn)W Fe Cu Au Ag Al Sn 熔點(diǎn)由高到低硬度Cr Fe Ag Cu Au Al Pb 硬度由大到小合金：合金是由一種金屬跟其它一種或幾種金屬（或金屬跟非金屬）一起熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。【講述】合金的簡單命名?！疽搿课覀冊谌粘Ｉ钪薪佑|到的鋼鐵都是鐵碳合金。根據(jù)含碳量的不同，鐵碳合金又分為生鐵和鋼。一些合金和組成它們的純金屬性質(zhì)比較性質(zhì)比較現(xiàn)象黃銅銅焊錫錫光澤和顏色硬度結(jié)論實驗8-2比較焊錫、錫和鉛的熔化溫度現(xiàn)象結(jié)論最近一些學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，古羅馬人的遺骸中含有大量鉛，古羅馬帝國的滅亡竟與鉛中毒有關(guān)。原來古羅馬貴族慣用鉛制器皿（瓶、杯、壺等）和含鉛化

4、合物的化妝品，甚至輸送飲水的水管也是用鉛做的，從而導(dǎo)致慢性鉛中毒死亡。根據(jù)上述材料回答下列問題： （1）人們?nèi)粘＝佑|的哪些物質(zhì)中含鉛？ （2）鉛對人體有哪些危害？ （3）為防止鉛中毒，請你提出幾條合理建議。 （4）以小組的形式組織一項調(diào)查活動：到附近的加油站，調(diào)查汽油的種類，是否還在使用含鉛汽油？是什么時候停止使用含鉛汽油的？并進(jìn)行環(huán)保宣傳。鐵片與鐵粉顏色不同的原因 問題：鋁粉具有銀白色的光澤，常用來做涂料（俗稱銀粉、銀漆），保護(hù)鐵制品不被腐蝕，而且美觀、但一般金屬的粉未的顏色多為黑色。為什么金屬在粉未狀時的顏色是黑色呢？鐵合金的抗銹蝕性能 問題：建筑物的防盜門及防盜網(wǎng)為什么常用不銹鋼制造呢？

5、 （1）普通鐵釘與不銹鋼釘哪個更能抗銹蝕？（2）查找課本，比較生鐵、鋼及不銹鋼的成分有何不同。鐵的歷史：人類使用鐵的歷史可以追溯到四千五百多年以前，不春秋初年我國已掌握了冶鐵技術(shù)。 鐵是人體健康、植物生長所必需的元素之一。一個成年人的身體里約含3 g5 g鐵元素，其中70以上在血紅蛋白里。 鋁從比黃金還貴的金屬變?yōu)榱畠r金屬。鋁是一種“年輕的金屬”，它的發(fā)現(xiàn)和工業(yè)生產(chǎn)的歷史很短。金屬分類 1.黑色金屬 通常指鐵，錳、鉻及它們的合金（主要指鋼鐵）。 2. 有色金屬 通常是指除黑色金屬以外的其他金屬。 3. 稀有金屬 稀有金屬通常指在自然界中含量較少或分布稀散的金屬。它們難于從原料中提取，在工業(yè)上制

6、備及應(yīng)用較晚。 鈦的另一重要特性是密度小。其強(qiáng)度是不銹鋼的3.5倍，鋁合金的1.3倍，由于上述優(yōu)異性能，鈦享有“未來的金屬”的美稱，鈦合金已廣泛用于國民經(jīng)濟(jì)各部門，它是火箭、導(dǎo)彈和航天飛機(jī)不可缺少的材料。船銅是人類認(rèn)識并應(yīng)用最早的金屬之一。我國是最早使用銅器的國家之一。我國古代很早就認(rèn)識到銅鹽溶液里的銅能被鐵取代，從而發(fā)明了“水法煉銅”的新途徑，是濕法冶金技術(shù)的起源。 銅和鐵、錳、鋁、硼、鋅、鈷等元素都可用作微量元素肥料。 布置作業(yè)-見（1）當(dāng)、（2）課本。教后感受：課題2 金屬的化學(xué)性質(zhì)課程目標(biāo)：通過實驗探究金屬與氧氣，金屬與稀鹽酸、稀硫酸以及與鹽溶液的置換反應(yīng)，認(rèn)識金屬的化學(xué)性質(zhì)和金屬的活

7、動性順序，并且能用金屬活動順序解釋一些與日常生活有關(guān)的化學(xué)問題。重點(diǎn)：通過實驗探究認(rèn)識金屬活動性順序難點(diǎn)：運(yùn)用金屬活動性順序?qū)χ脫Q反應(yīng)作出判斷教學(xué)過程：1對于金屬與氧氣反應(yīng)的教學(xué)，可以再次做鎂條、鋁箔、鐵絲、銅絲等與氧氣反應(yīng)的實驗，以加深學(xué)生的感性認(rèn)識。要引導(dǎo)學(xué)生對觀察到的實驗現(xiàn)象進(jìn)行認(rèn)真的對比和分析，從中得出金屬與氧氣反應(yīng)的一些規(guī)律性知識 2本課題的教學(xué)重點(diǎn)應(yīng)放在對金屬活動性順序的探討上，不僅僅是為了獲得金屬活動性順序的知識，更重要的是要引導(dǎo)學(xué)生主動參與知識的獲取過程，學(xué)習(xí)科學(xué)探究的方法。 3置換反應(yīng)的概念是在實驗的基礎(chǔ)上通過歸納得出的，即通過對鎂、鋅、鐵與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式的分析，從反應(yīng)

8、物和生成物類別的角度歸納得出的。 4金屬活動性順序是通過實驗，并在置換反應(yīng)概念和其他一些實驗事實的基礎(chǔ)上分析得到的。探究分三步進(jìn)行：（1）從金屬與鹽酸或硫酸反應(yīng)是否有氫氣生成，可以把金屬分為兩類，能生成氫氣的金屬其活動性比較強(qiáng)，不能生成氫氣的金屬其活動性比較弱。（2）從一種金屬能否把另一種金屬從它的化合物的溶液中置換出來，可以比較出這兩種金屬的活動性強(qiáng)弱，能置換出來的，則這種金屬比另一種金屬活潑。（3）經(jīng)過了很多類似實驗的探究過程，人們歸納和總結(jié)出了常見金屬的活動性順序。 5可以通過對一些實例和習(xí)題的討論和分析，讓學(xué)生感受金屬活動性順序在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中的重要應(yīng)用，并認(rèn)識金屬活動性順序可

9、以作為有關(guān)金屬能否在溶液中發(fā)生置換反應(yīng)。鋁的性質(zhì)和用途物質(zhì)的用途在很大程度上取決于物質(zhì)的性質(zhì)。由于鋁有多種優(yōu)良性能，因而鋁有著極為廣泛的用途。 （1）鋁的密度很小，僅為2.7 g/cm3，雖然它比較軟，但可制成各種鋁合金。（2）鋁的導(dǎo)電性僅次于銀、銅。 （3）鋁是熱的良導(dǎo)體。 （4）鋁有較好的延展性（5）鋁的表面因有致密的氧化物保護(hù)膜，不易受到腐蝕。 （6）鋁粉具有銀白色光澤，常用來做涂料，俗稱銀粉、銀漆。 （7）鋁在氧氣中燃燒能放出大量的熱和耀眼的光。 “水”鐵生銹的條件問題：鐵在什么情況下容易生銹呢？ 實驗：（1）如右圖所示，在試管中把鐵釘放在一團(tuán)濕棉花球上，使鐵釘與空氣和水接觸； （2）

10、在試管中放入鐵釘，注入經(jīng)煮沸迅速冷卻的蒸餾水，蒸餾水要浸沒鐵釘，然后在水面上注入一層植物油，使鐵釘只與水接觸； （3）在試管中加入少量干燥劑（袋裝餅干等食品中放的小袋中有氯化鈣干燥劑），再放一團(tuán)干棉球，把鐵釘放在干棉球上，塞緊橡皮塞，使鐵釘只與空氣接觸。 注意每天觀察鐵釘銹蝕的現(xiàn)象，連續(xù)觀察約一周。 （1）通過探究，你對鐵制品銹蝕的條件能得出哪些結(jié)論？ （2）通過上面對鐵制品銹蝕條件的探究，你對防止鐵制品銹蝕有什么建議？與同學(xué)們交流你所知道的各種防銹方法。布置作業(yè)-見（1）當(dāng)、（2）課本。教后感受：課題 3 金屬資源的利用和保護(hù)教學(xué)目的要求：1知道一些常見金屬如鐵、鋁、銅等的礦物，了解從鐵礦石

11、中將鐵還原出來的方法。 2會根據(jù)化學(xué)方程式對含有某些雜質(zhì)的反應(yīng)物或生成物進(jìn)行有關(guān)計算。 3了解金屬銹蝕的條件以及防止金屬銹蝕的簡單方法。 4知道廢舊金屬對環(huán)境的污染，認(rèn)識回收利用廢舊金屬等金屬資源保護(hù)的重要性。重點(diǎn)：鐵的冶煉，根據(jù)化學(xué)方程式對含有某些雜質(zhì)的反應(yīng)物或生成物進(jìn)行有關(guān)計算。難點(diǎn)：鐵的冶煉，根據(jù)化學(xué)方程式對含有某些雜質(zhì)的反應(yīng)物或生成物進(jìn)行有關(guān)計算。教學(xué)過程：本課題涉及面很廣，包括地球上及我國的金屬資源情況、鐵的冶煉、有關(guān)化學(xué)方程式計算中的雜質(zhì)問題計算、金屬的腐蝕和防護(hù)，以及金屬資源的保護(hù)等，既有知識、技能方面的內(nèi)容，又有環(huán)境意識和資源意識等情感領(lǐng)域的內(nèi)容。 本課題由常見金屬礦物的照片以

12、及資料“金屬元素在地殼中的含量”表引入，簡單介紹了地球上及我國的金屬資源情況。人類對地球上金屬礦物資源的利用主要是用來冶煉金屬，而其中冶煉量最大的是鐵。因此，教材很自然地轉(zhuǎn)入到對鐵的冶煉的討論。 第一部分“鐵的冶煉”是本課題教學(xué)的重點(diǎn)。教材除簡要地介紹了我國冶煉鐵的歷史外，主要是通過實驗，說明從鐵礦石中將鐵還原出來的化學(xué)反應(yīng)原理，并結(jié)合煉鐵的實際情況，以例題的方式介紹了化學(xué)方程式計算中有關(guān)雜質(zhì)問題的計算。這樣，把化學(xué)原理、計算和生產(chǎn)實際緊密地結(jié)合在一起，使學(xué)習(xí)活動成為有機(jī)的整體，有利于學(xué)生主動參與學(xué)習(xí)。 第二部分“金屬資源的保護(hù)”，重點(diǎn)是有關(guān)鐵的銹蝕以及防護(hù)的“活動與探究”內(nèi)容。該活動與探究內(nèi)

13、容包括提出問題、設(shè)計實驗并實施、討論、得出結(jié)論、對結(jié)論進(jìn)行應(yīng)用等多個步驟，對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和解決實際問題的能力具有較大的價值。關(guān)于金屬資源的保護(hù)，教材中首先以圖示的方法給出了一些礦物可供開采的年限，形象他說明了金屬礦物資源是有限的，以及金屬資源保護(hù)的重要性。教材中簡要地介紹了廢舊金屬的回收利用、合理開采礦物等保護(hù)金屬資源的措施。1關(guān)于地球上及我國的金屬資源情況的教學(xué)，可以結(jié)合地理課的有關(guān)內(nèi)容，利用礦物標(biāo)本或?qū)嵨镎掌D表等進(jìn)行教學(xué)，應(yīng)鼓勵學(xué)生主動查找有關(guān)資料，并在課內(nèi)外進(jìn)行交流。 2做好【實驗8-23】，并將它與煉鐵生產(chǎn)的主要化學(xué)反應(yīng)原理結(jié)合起來，使學(xué)生認(rèn)識化學(xué)原理對實際生產(chǎn)的指導(dǎo)作用。生

14、鐵的冶煉1.原料：鐵礦石、焦炭、石灰石2.設(shè)備：高爐例1.現(xiàn)有含F(xiàn)e2O335%的赤鐵礦1000噸,其中含F(xiàn)e2O多少噸?【提問】根據(jù)一氧化碳還原氧化鐵的化學(xué)方程式,說明化學(xué)方程式的意義?強(qiáng)調(diào)化學(xué)方程式所表示的都是純凈物間發(fā)生化學(xué)變化時的相互關(guān)系,各化學(xué)式所規(guī)定的化學(xué)量是反映純物掛帥 間的數(shù)量關(guān)系.在現(xiàn)實生活中,物質(zhì)里或多或少都含有雜質(zhì),像煉鐵用的鐵礦石.那么當(dāng)參加反應(yīng)的物質(zhì)含有雜質(zhì)時,應(yīng)如何進(jìn)行計算呢? 例2. 含F(xiàn)e2O385%的赤鐵礦1000噸,可以煉出多少噸鐵?分析:根據(jù)前面分析,要根據(jù)化學(xué)議程式進(jìn)行計算.要將赤鐵礦石中Fe2O3的質(zhì)量(即純物質(zhì)的質(zhì)量)計算出來, 【小結(jié)】通過學(xué)習(xí)，我

15、們初步掌握了含雜質(zhì)物質(zhì)的計算。實際上，除了鐵礦石以外，很多都是不純的物質(zhì)參與反應(yīng)，前面我們接觸到的制二氧化碳的原料石灰石，以及后面要學(xué)習(xí)的溶液在計算中都會遇到這個問題，請大家在學(xué)習(xí)中給予足夠的注意。 課堂練習(xí) （1）.某赤鐵礦含雜質(zhì)25%，那么400噸赤鐵礦中含三氧化二鐵多少噸？ （2）.含碳酸鈣75%的石灰石100噸，高溫煅燒后，可得氧化鈣多少噸。 （3）.實驗室欲制6克氫氣，需含鋅97.5%的不純鋅多少克？ （4）.含三氧化二鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%的鐵礦石1000噸，可煉出含雜質(zhì)5%的生鐵多少噸？ （5）：要生產(chǎn)5.6噸氧化鈣，需含雜質(zhì)20%的石灰石多少噸？ 常用的防止鐵生銹的方法有：A組成

16、合金，以改變鐵內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)。例如，把鉻、鎳等金屬加入普通鋼里制成不銹鋼，就大大地增加了鋼鐵制品的抗生銹能力。B在鐵制品表面覆蓋保護(hù)層是防止鐵制品生銹普遍而重要的方法。根據(jù)保護(hù)層的成分不同，可分為如下幾種：(1)在鐵制品表面涂礦物性油、油漆或覆蓋搪瓷、塑料等物質(zhì)。例如，車廂、水桶等常涂油漆；機(jī)器常涂礦物性油等。(2)在鋼鐵制品表面用電鍍、熱鍍等方法鍍上一層不易生銹的金屬。如鋅、錫、鉻、鎳等。這些金屬表面都能形成一層致密的氧化物薄膜，從而防止鐵制品和水、空氣等物質(zhì)接觸而生銹。(3)用化學(xué)方法使鐵制品表面生成一層致密而穩(wěn)定的氧化膜以防止鐵制品生銹。C保持鐵制品表面的潔凈和干燥也是防止鐵制品生銹的一

17、種很好方法。5關(guān)于金屬資源保護(hù)的教學(xué)，可以利用電化教學(xué)手段，將教材中的一些礦物可供開采的金屬的腐蝕與防護(hù)（1）改善金屬的本質(zhì)    根據(jù)不同的用途選擇不同的材料組成耐蝕合金，或在金屬中添加合金元素，提高其耐蝕性，可以防止或減緩金屬的腐蝕。例如，在鋼中加入鎳制成不銹鋼可以增強(qiáng)防腐蝕能力。 （2）形成保護(hù)層    在金屬表面覆蓋各種保護(hù)層，把被保護(hù)金屬與腐蝕性介質(zhì)隔開，是防止金屬腐蝕的有效方法。工業(yè)上普遍使用的保護(hù)層有非金屬保護(hù)層和金屬保護(hù)層兩大類。它們是用化學(xué)方法，物理方法和電化學(xué)方法實現(xiàn)的。 氧化碳還原氧化鐵的問題研究根據(jù)右下圖所示的實驗，回答下列問題。一氧化碳還原氧化鐵的實驗（1）請你寫出有關(guān)化學(xué)反應(yīng)方程式： （2）將