2019-2020年九年級(jí)化學(xué)下冊(cè) 第八單元 金屬和金屬材料 課題1 金屬材料教案 （新版）新人教版.doc

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2019-2020年九年級(jí)化學(xué)下冊(cè) 第八單元 金屬和金屬材料 課題1 金屬材料教案 （新版）新人教版 一、教學(xué)目標(biāo) 1.了解常見(jiàn)金屬的物理性質(zhì)，知道物質(zhì)的性質(zhì)在很大程度上決定了物質(zhì)的用途. 認(rèn)識(shí)在金屬中加熱熔合某些金屬或非金屬可以制得合金，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。 2．知道鐵、鋁、銅等常見(jiàn)金屬與氧氣的反應(yīng)。 3．初步認(rèn)識(shí)常見(jiàn)金屬與鹽酸、硫酸的置換反應(yīng)，以及與鹽溶液的置換反應(yīng)，能用置換反應(yīng)解釋一些與日常生活有關(guān)的化學(xué)問(wèn)題。 4．能用金屬活動(dòng)性順序?qū)τ嘘P(guān)的置換反應(yīng)進(jìn)行簡(jiǎn)單的判斷，并能利用金屬活動(dòng)性順序解釋一些與日常生活有關(guān)的化學(xué)問(wèn)題。 5．知道一些常見(jiàn)金屬如鐵、鋁、銅等的礦物，了解從鐵礦石中將鐵還原出來(lái)的方法。會(huì)根據(jù)化學(xué)方程式對(duì)含有某些雜質(zhì)的反應(yīng)物或生成物進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。了解金屬銹蝕的條件以及防止金屬銹蝕的簡(jiǎn)單方法。 二、學(xué)習(xí)重點(diǎn)與難點(diǎn) 重點(diǎn)是金屬的物理性質(zhì)的通性，金屬與鹽酸、硫酸的置換反應(yīng)以及與鹽溶液的置換反應(yīng)。鐵礦石中將鐵還原出來(lái)的方法和金屬銹蝕的條件以及防止金屬銹蝕的簡(jiǎn)單方法。 難點(diǎn)是金屬活動(dòng)性順序?qū)τ嘘P(guān)的置換反應(yīng)進(jìn)行簡(jiǎn)單的判斷，含有雜質(zhì)的化學(xué)方程式計(jì)算和金屬銹蝕的條件的探究。 三、教學(xué)過(guò)程 一、金屬材料 1、金屬材料 純金屬（90多種） 合金（幾千種） 2、金屬的物理性質(zhì)： （1）常溫下一般為(固態(tài))（汞為液態(tài)），有金屬光澤。 （2）大多數(shù)呈銀白色（銅為紫紅色，金為黃色） （3）有良好的導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、延展性 3、金屬之最： （1）鋁：地殼中含量最多的金屬元素（2）鈣：人體中含量最多的金屬元素 （3）鐵：目前世界年產(chǎn)量最多的金屬（鐵>鋁>銅） （4）銀：導(dǎo)電、導(dǎo)熱性最好的金屬（銀>銅>金>鋁） （5）鉻：硬度最高的金屬 （6）鎢：熔點(diǎn)最高的金屬 （7）汞：熔點(diǎn)最低的金屬 （8）鋨：密度最大的金屬 （9）鋰 ：密度最小的金屬 4、金屬分類： 黑色金屬：通常指鐵、錳、鉻及它們的合金。 重金屬：如銅、鋅、鉛等 有色金屬 輕金屬：如鈉、鎂、鋁等； 有色金屬：通常是指除黑色金屬以外的其他金屬。 5、合金：由一種金屬跟其他一種或幾種金屬（或金屬與非金屬）一起熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。合金是混合物。 ★：一般說(shuō)來(lái)，合金的熔點(diǎn)比各成分低，硬度比各成分大，抗腐蝕性能更好 合金 鐵的合金 銅合金 焊錫 鈦和鈦合金 形狀記憶金屬 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：含鉻、鎳的鋼 具有抗腐蝕性能 紫銅為純銅 熔點(diǎn)低 注：鈦和鈦合金：被認(rèn)為是21世紀(jì)的重要金屬材料，鈦合金與人體有很好的“相容性”， 因此可用來(lái)制造人造骨等。 （1）熔點(diǎn)高、密度小 優(yōu)點(diǎn) （2）可塑性好、易于加工、機(jī)械性能好 （3）抗腐蝕性能好 典型例題 1.下列材料屬于合金的是（ ） A.純硅 B.青銅器 C.青花瓷器 D.漢白玉雕塑 2．將少量灰黑色的生鐵粉末，投入盛有過(guò)量稀硫酸的燒杯中，充分?jǐn)嚢璐耆磻?yīng)后過(guò)濾，濾紙上留有黑色的殘?jiān)Ｔ摎堅(jiān)闹饕煞质牵? ） A. 鐵 B.碳 C.鐵、碳的混合物 D.硫酸亞鐵 3．下列有關(guān)金屬和金屬材料的說(shuō)法不正確的是（ ） A. 鐵有良好的導(dǎo)熱性，常用來(lái)制作炊具 B. 銅的化學(xué)性質(zhì)不活潑，在潮濕的空氣中不會(huì)生銹 C. 廢舊電池中汞的回收可減少對(duì)環(huán)境的污染 D. 鋁表面容易形成致密的氧化膜，可阻止鋁進(jìn)一步氧化 4. 人們的日常生活離不開(kāi)金屬，高科技新材料的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用也需要金屬，請(qǐng)回答： (1). 地殼中含量最多的金屬元素是（ ）. (2). 舉例說(shuō)明金屬具有的兩點(diǎn)物理性質(zhì)（ ）. (3). 早在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，我國(guó)古代人民已經(jīng)開(kāi)始煉鐵，寫出磁鐵礦與CO的化學(xué)反應(yīng)方程式（ ), 鋼鐵防腐十分重要！請(qǐng)寫出一種防止鋼鐵生銹的方法（ ）。 金屬的化學(xué)性質(zhì) 1、大多數(shù)金屬可與氧氣的反應(yīng) 金屬 在空氣中 在氧氣中 鎂 常溫下逐漸變暗。點(diǎn)燃，劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的白光，生成白色的固體 點(diǎn)燃，劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的白光，生成白色的固體 2Mg + O2 點(diǎn)燃 2MgO 鋁 常溫下表面變暗，生成一種致密的氧化膜 點(diǎn)燃，劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的白光，生成白色的固體 4Al + 3O2 點(diǎn)燃 2Al2O3 鐵 持續(xù)加熱變紅 點(diǎn)燃，劇烈燃燒，火星四射，生成黑色的固體 3Fe + 2O2 點(diǎn)燃 Fe3O4 銅 加熱，生成黑色物質(zhì)；在潮濕的空氣中，生成銅綠而被腐蝕 加熱生成黑色物質(zhì)2Cu + O2 加熱 2CuO 銀金 即使在高溫時(shí)也不與氧氣發(fā)生反應(yīng) 2、金屬 + 酸 → 鹽 + H2↑ 鋅和稀硫酸Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑ 鐵和稀硫酸Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑ 鎂和稀硫酸Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2↑ 鋁和稀硫酸2Al +3H2SO4 = Al2(SO4)3 +3H2↑ 鋅和稀鹽酸Zn + 2HCl === ZnCl2 + H2↑ 鐵和稀鹽酸Fe + 2HCl === FeCl2 + H2↑ 鎂和稀鹽酸Mg+ 2HCl === MgCl2 + H2↑ 鋁和稀鹽酸2Al + 6HCl == 2AlCl3 + 3H2↑ 3、金屬 + 鹽 → 另一金屬 + 另一鹽（條件：“前換后，鹽可溶”） 鐵與硫酸銅反應(yīng)：Fe+CuSO4==Cu+FeSO4 現(xiàn)象：鐵條表面覆蓋一層紅色的物質(zhì)，溶液由藍(lán)色變成淺綠色。 (古代濕法制銅及“曾青得鐵則化銅”指的是此反應(yīng)) 4、鋁片放入硫酸銅溶液中：3CuSO4+2Al==Al2(SO4)3+3Cu 現(xiàn)象：鋁片表面覆蓋一層紅色的物質(zhì)，溶液由藍(lán)色變成無(wú)色。 5、銅片放入硝酸銀溶液中：2AgNO3+Cu==Cu(NO3)2+2Ag 現(xiàn)象：銅片表面覆蓋一層銀白色的物質(zhì)，溶液由無(wú)色變成藍(lán)色。 銅和硝酸汞溶液反應(yīng)：Cu + Hg(NO3)2 === Cu(NO3)2 + Hg 現(xiàn)象：銅片表面覆蓋一層銀白色的物質(zhì)，溶液由無(wú)色變成藍(lán)色。 常見(jiàn)金屬活動(dòng)性順序： K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag Pt Au 金屬活動(dòng)性由強(qiáng)逐漸減弱 在金屬活動(dòng)性順序里： （１）金屬的位置越靠前，它的活動(dòng)性就越強(qiáng) （２）位于氫前面的金屬能置換出鹽酸、稀硫酸中的氫（不可用濃硫酸、硝酸） （３）位于前面的金屬能把位于后面的金屬?gòu)乃鼈兊柠}溶液中置換出來(lái)。（除K、Ca、Na） 典型例題 1、寫出有關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式，并注明反應(yīng)類型。 （1）鋁很難從礦物中提取出來(lái)，因此利用電解氧化鋁的方法得到金屬鋁。 _________________________________________________________，反應(yīng)類型________ （2）古代濕法煉銅，“曾青的鐵則化為銅” _________________________________________________________，反應(yīng)類型__________ （3）法醫(yī)常用鋅和鹽酸混合在一起，檢驗(yàn)是否砒霜中毒，砒霜的主要成分為As2O3，若試樣中有砒霜，則反應(yīng)生成砷化氫（AsH3），氯化鋅和水。寫出其反應(yīng)的化學(xué)方程式 _____________________________________________________________________________（4）在潮濕的空氣中，銅也能與空氣中的二氧化碳、氧氣、水等發(fā)生反應(yīng)生成銅綠。 _________________________________________________________，反應(yīng)類型__________ 2．一般情況下，金屬越活潑，與酸反應(yīng)的速度越快。為了探究金屬M(fèi)g、Zn、Fe與酸反應(yīng)的快慢，某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了如下的實(shí)驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn)步驟： ①取A、B、C三支試管，分別加入2mL濃度相同的鹽酸溶液； ②分別加入足量的、大小相等的Mg、Zn、Fe，立即把三個(gè)相同的氣球分別套在各試管口。 實(shí)驗(yàn)預(yù)測(cè)與分析： （1）寫出鐵與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式： __________________。 （2）氣球膨脹速度最快的是______________（填試管編號(hào)）。 （3）該實(shí)驗(yàn)表明，實(shí)驗(yàn)室一般選用鋅而不選用鎂、鐵制取氫氣的主要原因是：_________________________________________。 3. 往AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量的鐵粉，充分反應(yīng)后過(guò)濾，向?yàn)V渣中加入稀鹽酸，無(wú)氣泡產(chǎn)生。根據(jù)上述現(xiàn)象，你能得出的結(jié)論是 A．濾渣中一定有Fe粉 B．濾渣中一定有Cu粉 C．濾液中一定有Fe2+ D．濾液中一定有Ag+、Cu 2+ 4. 相同質(zhì)量的M、N兩種活潑金屬，分別與足量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 8%的鹽酸反應(yīng)（M、N在生成物中均為+2價(jià)），生成H2質(zhì)量 和反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如右圖。下列敘述正確的是 （ ） A．金屬的活潑性N＞M B．兩個(gè)反應(yīng)生成H2的體積相等 C．相對(duì)原子質(zhì)量N＞M D．兩個(gè)反應(yīng)消耗鹽酸的質(zhì)量一定相等 5.我國(guó)約在南北朝時(shí)就開(kāi)始冶煉黃銅，黃銅是銅和鋅的合金（Cu-Zn），它可用來(lái)制造電器零件及日用品。小華利用一瓶稀鹽酸和相關(guān)的儀器，測(cè)定黃銅樣品的組成（不考慮黃銅中的其他雜質(zhì)）。將30mL稀鹽酸分三次加入到10g黃銅樣品粉末中，每次充分反應(yīng)后，測(cè)定生成氫氣的質(zhì)量，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表： 第一次 第二次 第三次 連續(xù)加入鹽酸的體積/mL 10 10 10 生成氫氣的質(zhì)量/g 0.08 0.08 0.04 （1）從上表數(shù)據(jù)分析，小華用10 g合金粉末總共收集到氫氣_______g； （2）求該合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。 1、鐵的冶煉 （1）原理：在高溫下，利用焦炭與氧氣反應(yīng)生成的一氧化碳把鐵從鐵礦石里還原出來(lái)。 3CO + Fe2O3高溫2Fe + 3CO2 （2）原料：鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣 常見(jiàn)的鐵礦石有磁鐵礦（主要成分是Fe3O4 ）、赤鐵礦（主要成分是Fe2O3 ） 2、鐵的銹蝕 （1）鐵生銹的條件是：鐵與O2、水接觸。鐵銹的主要成分是氧化鐵Fe2O3（紅棕色） （銅生銅綠的條件：銅與O2、水、CO2接觸。銅綠的化學(xué)式：Cu2(OH)2CO3） （2）防止鐵制品生銹的措施： ①保持鐵制品表面的清潔、干燥 ②表面涂保護(hù)膜：如涂油、刷漆、電鍍、烤藍(lán)等 ③制成不銹鋼 （3）鐵銹很疏松，不能阻礙里層的鐵繼續(xù)與氧氣、水蒸氣反應(yīng)，因此鐵制品可以全部被銹蝕。因而鐵銹應(yīng)及時(shí)除去。 （4）而鋁與氧氣反應(yīng)生成致密的氧化鋁薄膜，從而阻止鋁進(jìn)一步氧化，因此，鋁具有很好的抗腐蝕性能。 3、金屬資源的保護(hù)和利用: ①防止金屬腐蝕 保護(hù)金屬資源的途徑： ②回收利用廢舊金屬 ③合理開(kāi)采礦物 ④尋找金屬的代用 如用塑料來(lái)代替鋼和其它合金制造管道、齒輪和汽車外殼等。 意義：節(jié)約金屬資源，減少環(huán)境污染 典型例題 1.地殼中金屬含量非常豐富，除極少數(shù)不活潑的金屬以 形式存在外，其余都以 形式存在。 2.鐵元素在地殼中含量居金屬元素的第二位，鐵礦石主要有赤鐵礦、黃鐵礦、菱鐵礦等。煉鐵的原料有鐵礦石、焦炭、石灰石，設(shè)備是高爐，煉鐵原理是____________________________________ 在實(shí)驗(yàn)室模擬該過(guò)程的實(shí)驗(yàn)中（如圖所示），反應(yīng)現(xiàn)象是玻璃管內(nèi)的粉末由 ，試管里的澄清石灰水 ，因?yàn)槲矚庵泻杏卸疽谎趸紩?huì) ，處理的方法是_______ 4. 在一定條件下，下列轉(zhuǎn)化不能由一步反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的是 A．Fe2O3→FeCl2 B．H2CO3→CO2 C．CuCl2→Cu D．Mg→MgO 5.鐵制品銹蝕的過(guò)程，實(shí)際上是鐵與空氣中的 等發(fā)生反應(yīng)的過(guò)程，鐵銹的主要成份是：（ ）。 6.防止鐵生銹的方法：除保持鐵制品表面的潔凈、干燥外，常采用在鐵制品表面 、改變鐵的 制成 等方法