第五章 金属与矿物

第五章  金属与矿物重点难点：重点：1.金属的物理性质和化学性质。      2.含杂质物质的化学方程式的计算；铁的两种合金。3.铁生锈的条件及防护。4.石灰石的存在和检验；5.碳酸钙、氧化钙、氢氧化钙三种物质之间的相互转化。难点：1.铁的化学性质实验探究方案的设计；      2.通过和已有化学知识的联系、比较、理解并得出结论“铁的化学性质比较活泼”。3.含杂质物质的化学方程式的计算；4.“一氧化碳与氧化铁反应”的演示实验。5.探究铁生锈的条件。6.碳酸钙、氧化钙、氢氧化钙三种物质之间的相互转化及相应的化学方程式；7.碳酸钙、氧化钙、氢氧化钙三种物质及对应的俗称。［知识结构］简要地介绍有关金属及其化合物的性质、制备、存在和用途常识，在教学设计与实施中应注意：① 密切联系实际，围绕金属的性质、冶炼、防腐、用途、合金和石灰石的利用等内容，引导学生从生产、生活中发现问题，获取信息。②指导学生运用化学用语描述物质的性质和变化，认识物质和化学反应的简单分类。 ③帮助学生进一步学习和运用探究性学习的方法，通过实验，对实验事实的归纳获取相关的知识结论。④注意引导学生认识金属的性质和用途间的关系，帮助学生建立“物质的性质决定物质的用途”的观念。通过学习，使学生既掌握了一定的非金属单质和化合物，又接触了一些金属及矿物的知识；一方面使元素化合物知识的内容比较完整，另一方面因为铁是一种化学性质比较活泼的金属元素，具有一定的代表性，也为今后学习金属活动性顺序和酸、碱、盐等物质及其相互关系的学习作准备。第一节 金属与金属矿物教材分析：从金属和氧气、水、稀硫酸的作用，认识金属的化学性质特点。铝、铁跟硫酸的反应是由一种单质跟一种化合物作用生成另一种单质和另一种化合物，这样的反应叫做置换反应。学习目标：1、初步比较常见金属的活泼性的强弱，为今后学习金属活动性顺序打下基础。2、了解金属的物理特征，能区分常见的金属和非金属；3、知道常见的金属与氧气、酸溶液的反应，铁与硫酸铜之间的反应，置换反应的概念；4、了解一些常见金属矿物（铁矿、铝矿等）的主要成分。过程与方法：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；初步形成物质的性质决定物质用途的观念。教学重点：金属化学性质的探究，置换反应的概念。教学方法：启发式、探究式、引导式、讲解式等。教学过程常见金属化学性质的探究：在学习氧气的性质时，我们做过铁丝在氧气中燃烧的实验，请回忆一下铁丝在氧气中燃烧的实验现象、化学反应方程式。现象：铁在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成一种黑色固体。                                                   方程式：3Fe + 2O2 Fe3O4一、金属的物理性质探究金属物理性质时，除了课本上的探究实验外，可以适当引导、补充一些日常生活中的事例，如造房子用的钢筋、在氧气中燃烧的铁丝、封防盗门的铁皮，说明铁具有延展性。锅、铲、勺的把柄为木材或塑料，家用电线、电工工具的把手用橡胶或塑料将金属包裹起来，说明金属具有良好的导电、导热性。根据金属的物理性质来谈金属的应用时，充分调动学生的积极性，以学生为主体，教师做适当的引导。二、常见金属的化学性质学习化学性质时，可增加金属镁，引导学生观察四种金属（镁、铝、铁和铜）与氧气、酸反应的快慢，为今后学习金属的活动性顺序作准备。做铁和硫酸铜溶液的反应时，可适当补充我国古代湿法炼铜的历史。置换反应是一种重要的基本反应类型，应与化合反应、分解反应、氧化反应结合起来学习，并强调氧化反应不属于基本反应类型。三、常见的金属矿物本节在本章中的地位与作用：金属与金属矿物，在工农业生产、科学技术和日常生活都有广泛的用途，与人类的生存和发展密不可分。本节从常见金属的用途引入，通过金属性质的探究性实验，分析、归纳出金属的性质。初步形成物质的性质决定物质的用途的观点。通过对常见金属性质的探究和学习，使学生逐步学会用归纳、概括等方法对获取的信息进行加工，并能准确表述有关信息。通过符合认知规律的教学过程，对学生进行科学方法的教育。了解金属矿物资源的价值，认识合理开发与利用的重要性。四、参考资料  1、金属通常可分为黑色金属和有色金属两大类，黑色金属包括铁、锰和铬以及它们的合金，主要是铁碳合金（钢铁），有色金属是指除去铁、锰和铬之外的所有金属。  有色金属大致上按其密度、价格、在地壳中的储量和分布情况、被人们发现以及使用的早晚等分为五大类：  ①轻有色金属：一般指密度在4.5g/cm3以下的有色金属，包括铝、镁、钠、钾、钙、锶、钡。这类金属共同点是：密度小（0.53~4.5g/cm3），化学性质活泼，与氧、硫、碳和卤素的化合物都相当稳定。②重有色金属：一般指密度在4.5g/cm3以上的有色金属，其中有铜、镍、铅、锌、钴、锡、锑、汞、镉、铋等。③贵金属：这类金属包括金、银和铂族元素（铂、铱、锇、钌、钯、铑。）由于它们对氧和其它试剂的稳定性，而且在地壳中含量少，开采和提取比较困难，故价格比一般金属贵，因而得名贵金属。它们的特点是密度大（10.4~22.4 g/cm3）；熔点高（1189~3273K）；化学性质稳定。④准金属：一般指硅、锗、硒、碲、钋、砷、锑、硼、其物理化学性质介于金属与非金属之间。⑤稀有金属：通常是指在自然界中含量很少，分布稀散、发现较晚，难以从原料中提取的或在工业上制备和应用较晚的金属。这类金属包括：锂、铷、铯、铍、钨、钼、钛、镓、铟、铊等稀土元素和人造超铀元素。金属的导电性和导热性：大多数金属有良好的导电性和导热性。善于导电的金属也善于导热，按照导电和导热能力由大到小的顺序，将常见的几种金属排列如下：Ag  Cu  Au  Al  Zn  Pt  Sn  Fe  Pb  Hg 。金属的延展性：金属有延性，可以抽成细丝。例如最细的白金丝直径不过（1/5000）mm。金属又有展性，可以压成薄片，例如最薄的金箔，只有（1/10000）mm厚。金属的密度：锂、钠、钾比水轻，大多数其它金属密度较大。金属的硬度：金属的硬度一般较大，但它们之间有很大差别。有的坚硬如铬、钨等；有些软如蜡，可用小刀切割如钠、钾等。金属的熔点：金属的熔点一般较高，但高低差别较大。最难熔的是钨，最易熔的是汞和铯、镓。汞在常温下是液体，铯和镓在手上受热就能熔化。2、金属之最展性最强的金属——金。              延性最好的金属——铂。       导电性性最强的金属——银。地壳中含量最高的金属——铝。        熔点最低的金属——汞。       熔点最高的金属——钨。制造新型高速飞机最重要的金属——钛，也被科学家称为“21世纪的金属”，或被称为未来的钢铁。最硬的金属——铬。                  密度最大的金属——锇。       密度最小的金属——锂。光照下最易产生电流的金属——铯。    最能吸收气体的金属——钯。最易应用的超导元素——铌。          价格最高的金属——锎。   海水中储量最大最大的放射性元素——铀。1克锎的价格为10亿美元。