金属与金属材料教案.docx
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金属与金属材料教案
金属和金属材料教案
总框架
金属
一、温故而知新
1.知识回顾
电解水实验中通直流电，正极和负极产生的气体分别为氧气、氢气，其体积比为1:
2，
2、课前热身练
1、右图为A、B两种固体物质的溶解度曲线。
（1）在 ℃时，A、B两种物质的溶解度相等。
（2）t2℃时，100g水中溶解 gA物质恰好饱和，该饱和溶液中溶质的质量分数为 。
若要把该饱和溶液稀释成质量分数为10％的溶液，应加水 g。
（3）t2℃时，分别将恰好饱和的A、B两种物质的溶液降温至t1℃，溶质的质量分数保持不变的
是 。
2．右图是甲、乙两物质的溶解度曲线图，下列说法正确的是
A．t1℃时，甲、乙两物质的溶解度相等
B．温度对甲、乙两物质的溶解度影响相同
C．把t1℃时甲、乙两饱和溶液升温至t2℃时，两溶液仍都为饱和溶液
D．把t2℃时甲、乙两饱和溶液降温至t1℃时，两溶液都析出溶质
3.向装有等量水的A、B、C烧杯中分别加入10g、25g、25gNaNO3固体，充分溶解后，现象如图一所示。
（1）烧杯中的溶液一定属于饱和溶液的是 （填序号）；
（2）图二能表示NaNO3溶解度曲线的是 （填“甲”或“乙”）；
（3）由图二分析，若分别将100g甲、乙的饱和溶液从t2℃降温到t1℃，对所得溶液的叙述正确的 （填序号）。
A．甲、乙都是饱和溶液 B．所含溶剂质量：
甲＜乙
C．溶液质量：
甲＞乙 D．溶质质量分数：
甲＞乙
二、博学而笃志
一、金属的物理性质（共性与个性）
1）常温下一般为固态（汞----液态）
2）大多数呈银白色金属光泽（铜－紫红、金－黄）
3）一般密度较大，熔点较高
4））有良好的导电性、导热性、延展性。
物理性质巧搭配
金属铜用来作电线 延展性铁用来作铁锅 导电性铝制成铝薄作食品包装 导热性
二、金属的化学性质
1、金属与氧气的反应
铝、铁、铜、银、金与氧气的反应
2、金属与酸的反应
镁、锌、铁
3、置换反应：
由一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质和化合物的反应叫置换反应。
典型事例：
铁和硫酸铜的反应、铜和硝酸银的反应
1、活泼金属与盐酸、硫酸反应
Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑
2、活动性强的金属与活动性弱的金属的化合物反应
Fe+CuSO4===Cu+FeSO4湿法炼铜
3、C、CO、H2还原金属氧化物的反应
高温
C+2CuO===2Cu+CO2↑
CO+CuO=CO2+Cu工业炼铜
三、金属活动顺序表
钾钙钠镁铝锌铁锡铅氢铜汞银铂________________________________________________________________________KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAgPtAu
特点：
1、在金属活动顺序表里，金属的位置越靠前，他的活动性越强。
2、在金属活动顺序表里，位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢。
3、在金属活动顺序表里，位于氢后面的金属能把位于后面的金属从他们的化合物的溶液中置换出来。
课堂小测验
1、向含有AgNO3、Cu（NO3）2、Zn（NO3）2的混合溶液中加入一定量的铁粉，使其充分反应后，过滤，向滤渣中滴加稀盐酸，有气泡产生，则下列结论正确的是（）
A．滤液中一定含Ag+、Cu2+、Zn2+、Fe2+
B．滤液中一定含Fe2+，可能含Zn2+
C．滤液中一定含Fe2+,Zn2+,不含Cu2+,Ag+
D．滤液中一定含Zn2+、Fe2+,可能含Cu2+
举一反三
1、现有铜与另一种金属R（可能是银、镁、铁中的一种）的混合粉末。
欲确定R的成分，请你一起完成：
（1）请将银、镁、铁三种金属的元素符号填写在下列金属活动性顺序表中的相应位置。
（2）取少量的金属粉末于试管中，逐滴加入稀硫酸，有气泡产生，则R不可能是。
（3）待不再产生气泡时，再进行（填写一种实验操作方法），得到溶液和铜。
然后往溶液中加入洁净的锌片，锌片表面有金属析出，则R是。
（4）写出金属R与稀硫酸反应的化学方程式。
该反应的基本类型属于（选填“化合”、“分解”、“置换”或“复分解”）反应。
2、同学们一起探究铝、铁、铜三种金属的活动性，小刚同学设计了用铜丝、铁丝、铝丝和稀盐酸，只用一只试管，取一次盐酸的探究方案。
请你和他们一起完善下表的探究方案并回答有关问题。
（1）填表
实验步骤
观察到的现象
在试管中取少量盐酸，插入铁丝，充分作用。
在
所得的溶液中，插入，充分作用。
无明显现象
在
所得的溶液中插入，充分作用。
结论：
金属活动性Al＞Fe＞Cu
（2）小华同学认为在小刚设计的方案中，只要补充一个实验，就可得出Al＞Fe＞H＞Cu的结论。
小华要补充的实验是；
2.颗粒达到纳米级的单质铁具有很强的反应活性，俗称“纳米铁”。
实验室制备的方法是：
以高纯氮气作保护气，在高温条件下用H2和FeCl2发生置换反应，生成“纳米铁”。
请回答以下问题：
（1）写出生成“纳米铁”的化学方程式__________________________________________。
（2）反应中需要保护气的原因是。
（3）某化学探究小组为了验证铁、铜、镁、汞的金属活动性顺序，设计了如下实验方案：
①将大小一样的铁片和镁片分别加入到溶质质量分数相同的稀盐酸中；②将铜片加入到硝酸汞溶液中，铜片上出现银白色物质；③将金属片A加入到溶液B中。
根据实验①判断出镁的金属活动性比铁强，依据的现象是；根据实验②的现象得出的结论是；要通过实验③得出铁和铜的金属活动性顺序，那么，如果B是硫酸铜溶液，则金属A是，如果A是铜，则溶液B是。
4、金属材料包括：
纯金属和合金
合金：
由一种金属跟其他一种或几种金属（或金属与非金属）一起熔合而成的具有金属特性的物质。
（黄铜是铜锌合金、青铜是铜锡合金）
合金的优势
1、硬度比其组分金属强（纯铁较软、生铁，钢）
2、抗腐蚀性比组分金属强（铁易生锈-----不锈钢）
注意：
钛和钛合金：
被认为是21世纪的重要金属材料，钛合金与人体有很好的“相容性”，因此可用来制造人造骨等。
优点
（1）熔点高、密度小
（2）可塑性好、易于加工、机械性能好
（3）抗腐蚀性能好
5、金属资源的保护和利用
1、铁的冶炼
（1）原理：
在高温下，用一氧化碳把铁从铁矿石里还原还原还原还原出来。
高温
3CO+Fe2O3=2Fe+3CO2
（2）原料：
铁矿石、焦炭、石灰石、空气
铁矿石：
提供铁元素
焦炭：
提供热源，维持炉温
制还原剂CO
石灰石：
制造炉渣（石灰石和铁矿石中的二氧化硅）
空气：
提供氧气
（3）主要设备：
高炉
根据高炉炼铁时高炉内的化学变化过程：
回答下列问题：
（1）将铁从铁矿石中还原出来的物质是（填化学式）；
（2）取少量高炉中炼出的生铁放入烧杯中，加入足量稀盐酸，可观察到的现象是，发生反应的化学方程式为，当反应停止后，还可观察到烧杯底部有黑色不溶物，该物质是（填化学式），请设计一个简单实验证明你的判断，简要写出主要操作和现象
.
2、铁的锈蚀
1）铁生锈的条件是：
铁与O2、水接触（铁锈的主要成分：
Fe2O3·XH2O）
2）防止铁制品生锈的措施：
3）保持铁制品表面的清洁、干燥
4）表面涂保护膜：
如涂油、刷漆、电镀、烤蓝等
5）制成不锈钢铁锈很疏松，不能阻碍里层的铁继续与氧气、水蒸气反应，因此铁制品可以全部被锈蚀。
因而铁锈应及时除去。
而铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化，因此，铝具有很好的抗腐蚀性能。
3、金属资源的保护和利用:
①防止金属腐蚀
②回收利用废旧金属
③合理开采矿物
④寻找金属的代用品
意义：
节约金属资源，减少环境污染
2、金属之最：
（1）铝：
地壳中含量最多的金属元素
（2）钙：
人体中含量最多的金属元素
（3）铁：
目前世界年产量最多的金属（铁>铝>铜）
（4）铬：
硬度最高的金属
（5）钨：
熔点最高的金属
汞：
熔点最低的金属
三、思想大爆炸
1.、某校甲、乙两个兴趣小组为探究锌、铜、银三种金属的化学活动性顺序，甲组同学选用了三种物质 （填化学式，下同）进行实验；乙组同学通过讨论选用了与甲组同学完全不同的三种物质 进行实验，结果两组同学都顺利地得出了正确结论。
2.、整理和归纳是有效的学习方法。
下面是某学习小组的同学对Mg、Fe、Cu、Hg、Ag五种金属相关知识的归纳复习，请你参与并回答问题：
⑴从物理性质上看，每种金属都有自己的特性。
你认为Hg与其它金属的不同之处是。
⑵从化学性质上看，与盐酸反应最剧烈的是，这五种金属中，有一种金属的盐溶液能与其他四种金属发生反应，该金属是。
⑶性质决定用途，用途反映性质是重要的化学学科思想。
用镁粉制作的烟花在夜空中发出耀眼的白光，这是利用了镁的性。
3、构建知识网络是一种重要的学习方法。
右图是关于铁化学性质的知识网络（“→”表示一种物质转化为另一种物质），其中B是密度最小的气体，C为红色固体单质。
请回答下列问题：
（1）A物质的化学式为。
（2）B物质的一种用途是
。
（3）反应②还需要的一种反应物是
（填化学式）。
（4）写出反应③的方程式，并注明基本反应类型：
（）。
4.、人类生活离不开金属。
（1）铁是生活中常用的金属。
图6是某“取暖片”外包装的图片。
该“取暖片”中发热剂主要成分有铁粉、活性炭、氯化钠、水等，其发热是利用铁生锈时会放热。
①发热剂需接触到空气才会发热，原因是铁要与、
等物质共同作用才会生锈。
②推测发热剂成分中氯化钠的作用是。
（2）应用金属活动性顺序能帮助我们进一步学习金属性质。
已知下列各组物质间均能发生置换反应。
A．Fe和CuSO4溶液B．Mg和MnSO4溶液C．Mn和FeSO4溶液
①写出Fe和CuSO4溶液反应的化学方程式。
②Mn、Fe、Mg、Cu四种金属的活动性由强到弱的顺序。
5.、某课外活动小组为测定铜锌合金粉末中铜的质量分数设计了下列实验：
①称取ag样品放入烧杯，滴入足量稀盐酸。
②取一张质量为bg的滤纸，制作并安装好过滤器。
③待①中反应充分后，过滤。
④取沉淀连同滤纸放在干燥器中干燥后，称量，质量为cg。
回答下列问题：
（1）称量样品时，应把样品放在托盘天平的盘里。
（2）如何判断①中反应已进行充分？
。
（3）过滤中发现滤液出现浑浊，应如何处理？
。
（4）整个实验过程中用到的玻璃仪器有烧杯、胶头滴管、、玻璃棒、干燥器等。
（5）通过上述实验测得的铜的质量分数是（用a、b、c表示）。
（6）老师指出，③、④之间缺少一个步骤，使得实验结果偏大。
该步骤是。
6.、钢铁是重要的金属材料，在生产、生活中有广泛的用途。
建造北京奥运会主体育场“鸟巢”，就是用了大量的钢铁。
（1）钢铁属于______________（填“纯净物”或“混合物”）；
（2）每年世界上钢铁的产量很高，钢铁的锈蚀也给人类带来了巨大的损失。
铁在空气中锈蚀，实际上是铁跟空气中的__________和___________共同作用的结果；
（3）为了防止钢铁锈蚀，人们常采用在其表面涂刷矿物油或镀上其他金属等覆盖保护膜的方法。
这些方法都能防止锈蚀的共同原理是_________________________；
（4）炼铁厂常以焦炭、赤铁矿（主要成分是氧化铁）、空气等为主要原料炼铁，反应过程如下：
焦炭CO2COFe
请写出第③步反应的化学方程式：
_________________________________________；
（5）金属矿物的储量有限，而且不能再生；目前世界上已有50%以上的废钢铁得到回收利用，其目的是_____________________________（填“合理开采矿物”或“节约金属资源”）。
7.、金属材料是工农业生产和人们生活离不开的材料之一，人类每年要从自然界获取大量的金属材料资源。
根据对金属和金属金属材料的认识，回答：
（1）炼铁的化学方程式___________________________________________。
（2）铝制品在空气中有较强的抗腐蚀性，原因是____________________________________。
（3）保护金属资源的途径有：
①_____________；②回收利用废旧金属；③合理有效地开采矿物；以及寻找金属代用品等。
（4）在AgNO3和Al（NO3）3的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，向滤出的固体中加入稀硫酸，有气泡产生，则滤出的固体中一定含有_____________________。
四、学而时习之（完成五年中考题）
本节知识小结：
金属活动顺序表
工业炼铁
金属的防护
五、万恶之源
1、某化学兴趣小组为了测定镁铜合金中镁的质量分数，取出3g合金样品，将60g稀硫酸分6次加入样品中，充分反应后过滤、洗涤、干燥、称重，得到的实验数据如下：
稀硫酸用量
剩余固体质量
第一次加入10g
mg
第二次加入10g
2.0g
第三次加入10g
1.5g
第四次加入10g
1.0g
第五次加入10g
0.6g
第六次加入10g
0.6g
（1）测定过程中发生反应的化学方程式为 ；
（2）从以上数据可知，最后剩余的0.6g固体的成分是；这六次实验中，第次加入稀硫酸时样品中的镁已经完全反应；表格中，m=。
（3）计算合金样品中镁的质量分数。
（4）计算所用稀硫酸中H2SO4的质量分数。
2、甲、乙、丙三位同学分别取铁粉和铜粉的均匀混合物与某稀硫酸反应，所得数据如下表：
甲
乙
丙
取用金属混合物的质量（g）
10
10
20
取用稀硫酸的质量（g）
100
120
100
反应后过滤得到干燥固体的质量（g）
2
2
12
计算：
（1）金属混合物中铁的质量分数
（2）甲制得硫酸亚铁的质量
（3）该稀硫酸中H2SO4的质量
3、一化学兴趣小组对某生铁样品中铁的质量分数进行探究。
请按要求完成下列探究报告。
[实验目的]
测定某生铁样品中单质铁的质量分数。
[资料支撑]
生铁中除铁外，还含有碳、硅、锰、磷和硫等元素。
碳在生铁中以两种形态存在，一种是游离碳（石墨），另一种是化合碳（如Fe3C等）；硅、锰、磷、硫存在形式较为复杂；这些物质通常都不与稀硫酸发生化学反应。
[实验方案]
生铁样品与过量的稀硫酸反应，测定反应前后可称量物质的质量差。
[实验过程]
（1）取一只烧杯，称得其质量为70.4g，加入一定量生铁样品碎屑，称得烧杯和样品的总质量为102.4g；
（2）向盛有生铁样品的烧杯中加入稀硫酸，边加边搅拌，直到烧杯中不再产生气泡，再加入少量稀硫酸以确保过量，测得共用去稀硫酸247.3g；
（3）静置，称量。
称得烧杯和剩余物质的总质量为348.7g。
[数据处理]
计算该生铁样品中单质铁的质量分数：
____________
[交流讨论]
（1）实验称量时称量物应放在托盘天平的______盘（选填“左”或“右”）；
（2）实验过程中稀硫酸要过量的原因是______________________________；
（3）经质检部门精确测定，该样品中铁元素的总含量为95.2%。
假设没有与硫酸反应的铁都以Fe3C形式存在，则样品中Fe3C的质量分数为____________。
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