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(3)金属不同,其密度大小不相同。
(4)金属具有导热性。
(5)金属具有导电性,不同金属的导电能力各不相同。
(6)金属有延展性(抽成细丝的性质为延性,打轧成薄片的性质为展性)。
讨论:
(1)常温下,是不是所有的金属都是固体?
(2)金属用砂纸打磨前后,其颜色和光泽是否相同?
这说明了什么?
(3)制造飞机和制造机器底座,对所用金属的密度和硬度会有何要求?
(4)炊具加热时有没有被熔化?
说明它们的熔点怎么样?
(5)电炉丝是用金属钨制成的,你认为它利用了它的什么性质?
(一般来讲,导电性好的金属其导热性也好)
(1)常温下汞(即水银)为液态。
(2)砂纸打磨后的金属光泽与打磨前不一样,说明这些金属表面可能和某些物质发生反应而使表面光泽发生了变化。
(3)前者密度要小,后者密度要大;
两者为防止变形都需要有较高的硬度。
(4)没有被熔化,说明它们的熔点较高。
(5)利用了金属钨导电、导热、熔点高的性质。
请大家根据以上探讨结果,总结出金属的物理性质。
常温下为固态(除汞外),有颜色和光泽,有良好的导电性、导热性和延展性,熔点较高,密度、硬度因金属的不同而不同。
(二)性质决定用途
提问:
物质的性质和用途之间又有什么关系呢?
回答:
物质的性质决定物质的用途。
金属具有光泽可做装饰品,如金、银首饰,金属纽扣等;
金属有导热性,铁或铝可以用作炊具、餐具、热交换器、散热器等。
在制造餐具的材料中,铝、铁制品最多。
但需注意人体若摄入铝过量,可能导致大脑迟钝,故餐具最好少用铝,多用铁,因为铁是人体必需的一种元素。
联合国卫生组织推荐使用中国的铁锅作餐具。
图片展示:
一些金属器具
有光泽 能够导电 能够导热
能展成薄片 有延展性,能拉成丝 能够弯曲
投影:
课本表8-1
物理性质
物理性质比较
导电性
密度
熔点
硬度
讨论:
学生根据表中的数据讨论问题。
(1)为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制?
(2)银的导电性比铜好,为什么电线一般用铜制而不用银制?
(3)为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制?
如果用锡制的话,可能会出现什么情况?
(4)为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬?
如果镀金怎么样?
(1)因铁的硬度大于铅。
铅的硬度很小,若菜刀、镰刀用铅制,容易卷刃;
而锤子用铅制,很易变形。
(2)电线用铜制而不用银制的理由:
①银在自然界的含量少,价格昂贵;
②银的密度大,不易架设。
(3)灯泡里的灯丝用钨制是由于钨有较高的熔点,且易导电。
若用锡制的话,灯丝导电产生的热量易使灯丝熔断(因锡的熔点低),从而影响灯泡的寿命。
(4)水龙头镀铬:
①可增加水龙头的硬度,而使其不易变形;
②不易生锈;
③镀铬可使水龙头变得美观大方。
镀金更好看,更耐腐蚀。
但镀金一是金价格昂贵;
二是因为金的硬度低,易磨损,而铬的硬度大,耐磨,保存时间长久。
物质的性质是否是决定物质用途的唯一因素?
用途主要由性质决定。
还需考虑的因素:
价格、资源、是否美观、使用是否便利、废物是否易于回收利用和对环境的影响。
我们知道,在一切比赛中,当冠军的感觉都是最好的。
哪些金属能获得如此殊荣呢?
请大家看P4资料卡片:
“金属之最”。
金属之最
地壳中含量最高的金属元素——铝
人体中含量最高的金属元素——钙
目前世界年产量最高的金属——铁
导电、导热性最好的金属——银
硬度最高的金属——铬
熔点最高的金属——钨
熔点最低的金属——汞
密度最大的金属——锇
密度最小的金属——锂
四、尝试练习,掌握新知
1.练习:
(1)在下面的物理性质中:
①银白色金属;
②延展性;
③导热性;
④导电性;
⑤被磁铁吸引,其中铁、铜、铝三种金属都具有的是( C )
A.①②③ B.③④⑤ C.②③④ D.①⑤
(2)联合国卫生组织经过严密的科学分析,认为我国的铁锅是最理想的炊具,并向全世界大力推广,其主要原因是( C )
A.价格便宜
B.升热慢退热也慢,保温性较好
C.烹饪出的食品含有铁元素
D.铁中含有有机物必含的铁元素
(3)为什么用铁制菜刀、锄头而不用铝?
为什么灯丝用钨制而不用铁丝或铜丝制?
解:
铁的硬度较大,用它制造刀具、锄头等使用时不易变形,而铝的硬度小、质地软、易变形,不宜用来制造工具。
白炽灯内的灯丝通常用钨制,是因为它的熔点高达3410℃,高温下不易熔化,而铁、铜的熔点比钨低近2000℃,高温下易熔化形成断路。
2.完成《探究在线·
高效课堂》相关作业。
五、课堂小结,梳理新知
通过本节课我们知道,金属的物理性质主要包括颜色、光泽、熔点、沸点、硬度、密度、延展性、导电性、导热性等,以及金属的物理性质的相似性和差异性;
金属的物理性质可决定金属的一些用途,但这不是唯一的决定因素,即同时还要考虑经济、环境、资源、美观等方面的问题。
这也启示我们在看待任何问题时,都不应是孤立的、片面的,而是要从大局出发,权衡利弊,然后再作决定。
六、深化练习,巩固新知
课本P8“练习与应用”第1、5题。
《探究在线·
第2课时 合金
1.认识在金属中加热熔合某些金属或非金属可以制得合金;
了解常见合金与纯金属在组成和性能上的区别;
知道合金比纯金属具有更广泛的用途。
2.知道生铁和钢等重要的合金材料;
了解钛和钛合金。
认识合金的特性及其与人类生活和社会发展的密切关系。
合金的概念。
目前已制得的纯金属种类只有90余种。
由于科学技术的日新月异,现仅有的一些纯金属已经远远不能满足工农业生产和国防技术现代化的需求。
为此,人们在生产实践中制造出了许许多多的具有特殊性能的“新型金属材料”——合金。
什么是合金?
合金的性质与组成它们的金属有何不同?
合金的应用范围是怎样的?
我们常用的合金有哪些?
哪些合金最有前途?
这就是我们本节课所要探讨的内容。
(一)合金的概念
出示司母戊鼎的图片以及简介,并指导学生阅读课本,了解合金的形成、定义。
归纳:
合金——在金属中加热熔合某些金属或非金属,制得的具有金属特性的物质。
如我们熟知的钢铁就是一种合金。
它实际上是含有少量碳及其他金属的铁。
为什么我们在生活中不用纯铝做门窗,而是用铝合金?
为什么不用纯铁制作汤勺,而用不锈钢……合金和组成它们的纯金属的性质有怎样的差异?
(二)合金与组成它们的金属性质的差异
探究一些合金材料与纯金属材料在物理性质上的差异。
(1)比较黄铜片(铜和锌的合金)和铜片、硬铝片(铝合金)和铝片的光泽与颜色。
(2)将黄铜片和铜片、硬铝片(铝合金)和铝片互相刻画,比较它们的硬度。
合金和纯金属性质的对比
金属材料
主要成分
光泽和颜色
硬度大小对比
黄铜片(合金)
铜、锌
有光泽,黄色
铜片(纯铜)
铜
有光泽,紫红色
黄铜片>铜片
硬铝片(铝合
金)
铝、铜、
镁、硅
有光泽,银白色
铝片
铝
硬铝片>铝片
结论:
(1)合金比其组分金属的颜色鲜艳。
(2)合金的硬度大于组成它们的金属。
思考:
铝合金是由铝、铜、镁、硅组成的,它的硬度比纯铝的大,在实际生产生活中有什么意义?
由于铝合金强度和硬度好,用于做门窗;
还用于火箭、飞机、轮船的制造业。
过渡:
合金的熔点与其组分金属相比,又有何特点呢?
投影资料:
武德合金及其组成金属铅、镉、铋、锡的熔点
纯金属
合金
铅
镉
铋
锡
焊锡
武德合金(保险丝)
熔点/℃
327
321
271
232
183
70
结论
武德合金的熔点比组分金属的熔点都低
(3)合金的熔点低于组成它们的金属。
说明:
当电路发生故障时,产生的热量首先使保险丝熔断,从而切断电路,避免电路事故发生。
合金与它的组分金属相比,还往往具有较好的抗腐蚀性能。
(4)合金的抗腐蚀能力一般强于组成它们的金属。
举例:
如菜刀是不锈钢制作的,它就比普通的铁耐腐蚀;
铝合金比铝耐腐蚀;
黄铜比纯铜具有更好的抗海水腐蚀能力。
总结:
通过以上探究,我们知道合金往往比组成它们的金属具有更好的性能,比纯金属具有更广泛的用途。
如与纯铁相比,钢有许多优良的性能,用处非常大。
所以,我们在日常生活、工农业生产和科学研究中使用的金属,大多数属于合金。
目前,合金的品种已不下万种,远远超过金属自身的种类(90余种)。
合金大大拓宽了金属材料的使用范围和使用价值。
(三)合金比纯金属具有更广泛的用途
课本表8-2
多种多样的合金制品
在日常生活中,铝、钛、锌、铜等金属的应用非常广泛,如:
铝合金的门窗、铜线、铜火锅、铜电器,以及锌在常见干电池中的应用等。
合金在人类生活和生产中具有极为广泛的应用,尤其是在科学技术日益发展的今天,新的金属和合金一直在被不断地发现和应用。
例如,钛和钛合金就是近30年来引起人们普遍重视和关注的一种新型金属材料。
(四)钛和钛合金 新型金属材料
钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属,它们有优异的耐腐蚀性,对海水、空气和若干腐蚀介质都很稳定,可塑性能好,强度大,密度小,广泛应用于飞机、卫星、火箭、海轮和舰艇等,钛合金与人体有很好的“相容性”,故称为亲生物金属,因此可用于医学整形和制造人造骨。
为什么把钛称作未来的金属?
由于性能优异,钛享有“未来的金属”的美称。
钛合金已广泛用于国民经济各部门。
它是火箭、导弹和航天飞机不可缺少的材料。
船舶、化工、电子器件和通讯设备以及若干轻工业部门中要大量应用钛合金,只是目前钛的价格较昂贵,限制了它的广泛使用。
除了以上介绍的一些合金外,你还知道哪些合金?
“形状记忆合金”
(1)下列金属材料中,不属于合金的是( C )
A.硬铝B.生铁
C.三氧化二铁D.青铜
(2)现代建筑的门窗框架常用硬铝制造,硬铝的成分是( D )
A.Al-Mg合金
B.表面有Al2O3的铝板
C.Al-C合金
D.Al-Cu-Mg-Si合金
(3)不锈钢餐具锃光发亮,长期使用不会生锈,原因是在炼钢过程中加入了下列物质中的( C )
A.铬、锰B.铬、硅
C.铬、镍D.铬、碳
(4)钛和钛合金是21世纪的重要金属材料,它们具有优良的性能,如钛熔点高、密度小、可塑性好、机械性能好、抗腐蚀能力强,钛合金与人体有很好的“相容性”。
根据它们的主要性能,不合实际的用途是( C )
A.用于核潜艇设备的制造
B.用于制造航天设备
C.用来做保险丝
D.可用来制造人造骨
(5)世界卫生组织正式将铝确定为“食品污染源之一”而加以控制。
在下列使用场合必须加以控制的是( B )
①制电缆 ②制易拉罐 ③制铝锭 ④制牙膏皮 ⑤用明矾〔KAl(SO4)2·
12H2O〕净水 ⑥制炊具 ⑦用明矾及小苏打作食物的膨化剂 ⑧用Al(OH)3制胃药 ⑨制防锈漆 ⑩制桌椅
A.①②④⑤⑧⑩B.②④⑤⑥⑦⑧
C.②⑤⑥⑦⑧⑩D.③④⑤⑥⑦⑧⑨
本节课我们重点学习了合金与纯金属性质的差异,并认识了几种新型合金,知道在金属中加热熔合某些金属或非金属,其性能会发生改变。
合金在性能上优于组成它们的纯金属,因此,合金具有更广泛的用途。
同时,我们还应认识到:
人类的智慧是无穷的,只要我们勇于探索、敢于攀登,就一定会有更多更好的新型合金不断问世,我们对合金性质的各种期望也便不再是一个遥远的梦!
课本P8“练习与应用”第4、6题。
课题2 金属的化学性质
第1课时 金属与氧气、稀酸的反应
1.知道铁、铝、铜等常见金属与氧气的反应现象。
2.初步认识常见金属与盐酸、硫酸的置换反应。
铁、铝、铜等常见金属与氧气、盐酸、硫酸的反应。
金属与稀盐酸反应的探究。
目前一些人在一些黄金市场能用黄铜冒充黄金进行诈骗,为什么有些人会上当?
可用什么办法来鉴别它们呢?
(1)黄铜与黄金的密度不同,测一下它们的密度即可区别。
(2)黄铜与黄金的硬度不同,把它们互相刻画,硬度大的为黄铜,小的为黄金。
(3)“真金不怕火炼”。
用火烧一下,变黑的为黄铜,不变色的为黄金。
……
(1)
(2)两种方法利用的是金属的物理性质,(3)方法利用的是金属的化学性质。
要想更好地使用金属,就需了解金属的各种性质。
上个课题我们学习和研究了金属的物理性质,本节课我们来学习金属的化学性质。
(一)金属与氧气的反应
展示被空气中的氧气氧化了的镁条和铝片,并把其与砂纸打磨后的镁条与铝片相比较。
是谁给纯净的镁条和铝片穿上了“外衣”呢?
空气。
(确切地讲,是空气中的氧气。
)
(1)分别把镁条、铝片、铜片用砂纸打磨后放在空气中,过一段时间观察并记录现象。
(2)用坩埚钳夹住镁条、铝片、铜片在酒精灯上加热,观察并记录现象。
现象:
(1)镁条、铝片表面变暗,铜无变化。
(2)镁条在空气中剧烈燃烧;
铝片表面失去光泽;
铜片表面变黑。
金属可与氧气发生化学反应。
请三位同学上黑板书写:
2Mg+O2
2MgO
4Al+3O2
2Al2O3
2Cu+O2
2CuO
问:
铁在纯氧中点燃能反应吗?
若能,写出反应的化学方程式。
3Fe+2O2
Fe3O4
根据上面的反应,我们可得出金属具有什么样的化学性质?
(金属能与氧气发生化学反应。
小结:
金属与氧气发生化学反应,生成相应的金属氧化物。
金属+氧气→金属氧化物
大多数金属都能与氧气发生反应,但反应的剧烈程度一样吗?
有什么不同?
(不一样,镁在空气中可以燃烧,而铝、铜要在纯氧中才能燃烧;
常温下,镁、铝等能与空气中的氧气反应,铁、铜要在高温下才能与氧气反应……)
是不是所有的金属都能跟氧气反应呢?
如果不是,能举出一些例子吗?
(人们戴的白金、黄金饰品时间再久也总是金光闪闪……)
“真金不怕火炼”说明了什么?
(说明金即使在高温时也不与氧气反应。
铝的化学性质很活泼,为什么通常铝制品却很耐腐蚀?
为什么不宜用钢刷、砂等来擦洗铝制品?
(铝制品耐腐蚀是由于铝可以和空气中的氧气反应,使其表面形成一层致密的氧化铝保护膜;
若用钢刷、砂等来擦洗铝制品,容易把氧化铝薄膜除掉,从而起不到保护作用。
我们平常所说的“电化铝”实际上就是用特殊方法使铝表面形成加厚的氧化铝保护层的铝制品。
(二)金属与酸的反应
在生活中有这样一个现象:
绿豆在铁锅里煮了会变黑;
苹果和梨子用铁刀切了以后,表面也会变黑。
请问这是为什么?
资料:
绿豆、苹果和梨子等水果的细胞里含有一种物质叫鞣酸,鞣酸能与铁反应生成黑色的鞣酸铁。
探究金属能否与酸反应
(将学生分成A、B两大组)
A组:
在四支试管里分别放入适量的打磨过的镁条、锌粒、铁片和铜片。
各加入约5mL的稀盐酸,观察现象。
比较反应的剧烈程度;
用燃着的木条放在试管口,观察并记录现象。
B组:
用稀硫酸代替稀盐酸进行实验,比较反应现象。
金属
是否产
生气体
反应
速率
检验生成
的气体
化学方程式
镁
有
快
有爆鸣声
Mg+2HCl===MgCl2+H2↑
锌
适中
Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑
铁
很慢
Fe+2HCl===FeCl2+H2↑
无
—
B组:
Mg+H2SO4===MgSO4+H2↑
Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑
(1)很多金属不仅能与氧气反应,而且还能与盐酸或稀硫酸反应。
(2)不是所有金属都能与盐酸或稀硫酸反应。
镁、铁、锌等金属能与稀硫酸和稀盐酸反应,而铜等金属却不能与稀硫酸和稀盐酸反应。
(3)产生的气体能燃烧,经检验是氢气。
(4)金属种类不同,反应的剧烈程度不同。
镁、锌、铁与盐酸或硫酸反应的剧烈程度不同,镁反应最剧烈,锌次之,最后是铁。
(5)与酸反应时,能生成氢气的金属活动性强,否则就较弱。
反应的剧烈程度也可以反应金属的活动性强弱。
(三)置换反应
请大家从反应物和生成物的类别,如单质和化合物的角度,分析上述四个反应有什么共同点,与我们学习的化合反应和分解反应是否相同。
这些反应的特点:
一种单质和一种化合物反应,生成另一种单质和另一种化合物。
其特点不同于化合反应和分解反应。
定义:
由一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质与另一种化合物的反应叫做置换反应。
特点:
A+BC===AC+B
拓展:
类型
概念
举例
表示式
化合
两种或两种以上物质生成一种物质的反应
C+O2
CO2
A+B===AB
分解
一种物质生成两种或两种以上物质的反应
CaCO3
CaO
+CO2↑
AB===A+B
置换
一种单质和一种化合物反应,生成另一种单质与另一种化合物的反应
C+2CuO
2Cu
A+BC===
AC+B
(1)学习了金属的性质后,对置换反应进行了如下小结,你认为不正确的是( A )
A.置换反应都是在溶液中进行的
B.置换反应的生成物中肯定有化合物
C.置换反应发生时一定有元素化合价的改变
D.置换反应的生成物中一定有单质
(2)下列反应属于置换反应的是( C )
①H2+CuO
Cu+H2O;
②2CO+O2
2CO2;
③Zn+2HCl===ZnCl+H2↑;
④Fe2O3+3CO
2Fe+3CO2
A.①④B.②③C.①③D.②④
(3)等质量的铁和锌与足量的稀硫酸充分反应,生成氢气的质量关系正确的是( A )
A.铁产生的氢气多B.锌产生的氢气多
C.产生的氢气一样多D.无法比较
本节课我们学习了金属化学性质的两个方面:
一是与氧气反应,二是与酸反应,同时还学习了置换反应。
在实验探究过程中,要学习如何用比较的方法分析归纳问题,找出规律,加深对知识的理解和掌握,并逐步认识不同金属在化学性质上的差异。
课本P13“练习与应用”第3、4、8题。
第2课时 金属活动性顺序
1.初步认识常见金属与某些金属化合物溶液的置换反应。
2.知道并记住常见金属的活动性顺序。
3.能用金属活动性顺序对有关的置换反应能否发生进行判断。
金属活动性顺序。
对金属活动性顺序的初步探究及利用金属活动性顺序对置换反应的判断。
奇怪的天平:
某化学兴趣小组的同学从实验室借来天平,调平后,在天平两端托盘上各放两只质量和大小都相同的烧杯,在两个烧杯中分别倒入等质量的硫酸铜和硫酸镁溶液。
接着又分别加入等质量的铝片,此时天平仍然保持平衡。
等一段时间,取出铝片,发现天平不再平衡了。
是天平出现毛病了还是其他什么原因?
本节课我们来找找原因。
上节课我们学习了金属与氧气、金属与酸的反应,但是反应的难易和剧烈程度有所不同,这说明金属的化学性质与金属的活动性强弱顺序有关。
金属活动性强弱:
与氧气的反应证明:
镁>
铝>
铁,铜>
金
与盐酸、硫酸的反应证明:
锌>
铁>
我们还有没有其他方法证明不同金属的活动性的相对强弱呢?
当两种金属都不能与盐酸和硫酸反应时,例如铜和银,我们如何判断它们活动性的强弱?
要解决这个问题,我们首先回忆一下我们在学习第五单元时曾经做过的实验——铁钉和硫酸铜溶液的反应,反应后在铁钉的表面形成紫红的铜单质。
我们可以用铁和铜的化合物