第八单元 金属和金属材料.docx
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第八单元金属和金属材料
第八单元金属和金属材料
课题1金属材料
[教学目标]
①了解金属的物理特征，能区分常见的金属和非金属，认识金属材料在生产、生活和社会发展中的重要作用；了解常见金属的特征及其应用，认识加入其它元素可以改良金属特性的重要性；知道生铁和钢等重要的合金。
②通过比较学习，帮助学生形成获取信息和处理信息的能力，并构建出与金属材料相关联的知识体系。
③通过资源共享，激励学生的合作参与意识；通过对金属物理性质与用途关系的学习，使学生体会到学习化学的价值。
[教学重点和难点]
①认识金属物理性质的相似性和差异性。
②如何合理考虑金属物质的用途。
[实验准备]
教师：
镁条、黄铜片、纯铜片、纯锡、硫磺等。
学生：
易拉罐（铝镁合金，媒体链接④）、带封口的娃哈哈塑料瓶、焊锡、铁锅碎片、不锈钢制品、
以及自主选择的其它材料。
[课时安排]
2课时
[教学设计]
第1课时
教学过程
点评
创设情景
故事引入：
1912年，英国斯科特探险队的船只，在去南极的途中，天气十分寒冷，可是用于取暖的煤油却漏光了，以致探险队员全部冻死在南极冰原。
原来装煤油的铁桶是用锡焊接的，而锡却莫名其妙地化为了灰尘。
1867年冬天，俄国彼得堡海军仓库的大批锡砖，一夜之间不翼而飞，留下了泥土一样的灰色粉末。
猜一猜：
听了上面两个小故事，你能猜出产生事故的原因吗？
学生猜测：
可能是因为金属锡在较低温度下容易挥发或者是因为金属锡在较低温度下像水一样流入地下不见了。
教师链接媒体①：
原来是因为白锡怕冷，在温度低于-18摄氏度时，体积就会骤然膨胀，原子间空隙加大。
如果温度下降到-33摄氏度，这种变化就像传染病一样迅速蔓延。
这种现象人们称为“锡疫”，使整块的锡很快变成粉末。
上述情况的出现，就是因为气候冷造成的。
说一说：
在日常生活中，你碰到过类似因为不恰当使用金属而导致的尴尬事吗？
学生交流与小结：
在日常生活中，我们要在了解金属物理性质的基础上合理应用金属。
例如：
不能用铜丝来做保险丝，不要买劣质的起子做工具，不要买容易脆断的金属眼镜架等等。
议一议：
你最想知道哪些关于金属材料的知识？
活动探究
金属材料和非金属材料在物理性质上的差异性：
小组协商选择你认为有价值的金属和非金属材料，自己确定研究方案，从光泽、硬度、导电性、导热性、延展性、熔点等多角度进行比较。
谈一谈：
你知道金属材料具有哪些共同的物理性质？
学生在分析实验和阅读教材图8-3的基础上小结：
金属一般都具有光泽，能够导热、导电，有延性、展性等等。
而非金属不具有上述物理性质。
教师补充：
1、具有光泽是金属很重要的物理性质。
例如：
纯铜的粉末和氧化铁的粉末，它们的颜色几乎相同，都是红色的，如何从外观上进行区别呢？
有光泽的是纯铜的粉末，而没有光泽的是氧化铁的粉末。
2、有同学提出，能否根据是否能燃烧来区分金属材料和非金属材料，有两点要注意：
一、燃烧属于物质化学性质的范畴，二、不能单纯从是否能燃烧来区分金属材料和非金属材料，这些知识都会在下一个课题中学到。
知识共享
在日常生活中，你见到过哪些金属材料？
你能说出它们的用途吗？
反过来，通过它们的用途，你能推测出它的相关物理性质吗？
有兴趣的同学，请你走上讲台，为我们作一次精彩的演说！
现在，你知道金属材料的物理性质和用途有哪些关系？
学生交流与小结：
金属的物理性质决定它的相关用途，而由用途可以大致推测出它的物理性质。
即：
性质决定用途，用途反映性质。
归纳整合
通过本节课的研究，学到了哪些关于金属材料的知识？
有什么全新的体验？
请同学们说说。
第2课时
师生交流
教师链接媒体②和③：
要把神州5号飞船送入太空，就需要推力很大的宇宙火箭，并且要求火箭的飞行速度达到每秒8公里以上才行。
在这样快的速度下，火箭外壳与大气摩擦将会产生上千度的高温。
与此同时，当火箭发动机工作时，还要喷出几千度的高温气流，这样一来，火箭尾部就得承受摄氏四千度以上的高温。
结合教材表8—1和教材的资料，谈谈你的想法。
学生阅读与交流：
1、从表8—1和教材的资料得知，所有的纯金属如果从熔点角度来看，都不符合火箭外壳的设计标准。
2、可以通过化学方法制造代用品来解决日常生活中对各种材料的需求。
教师再次指导学生阅读并强调：
事实上，目前已制得的纯金属只有90余种。
由于科学技术的日新月异，仅有的这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。
因此合金材料应运而生。
活动探究
.合金材料与纯金属材料在物理性质上的差异性：
小组协商选择你认为有价值的合金材料与纯金属材料，自己确定研究方案，从光泽、颜色、硬度、熔点等多角度进行比较。
议一议：
你知道合金材料有哪些优良的物理性能？
学生分析与小结：
1、合金的很多性能与组成它们的纯金属不同，使合金更容易适合于不同的用途，或者要求更高的材料需求。
比如硬度更大、熔点更高、加工更方便，并且改变了颜色、密度、韧性、耐磨性、导热性、导电性以及延性、展性等等。
2、生铁和钢都是铁的合金，它们的主要区别是含碳量不同。
3、钛和钛合金具有很多优良的性能，是21世纪的重要金属材料。
拓展研究
设计与辩论：
综合考虑飞行中火箭的实际情况，①设计出制造火箭外壳所用材料的物理指标；②公开辩论所设计物理指标的可行性。
归纳整合
通过本节课的研究，学到了哪些关于金属材料的知识？
有什么全新的体验？
还有哪些疑惑不解的地方？
请同学们说说。
采撷短小、精致的历史故事，点燃学生的学习热情！
生活中处处有化学！
在充分铺垫的基础上由学生自主提出下面的教学目标。
变讲台为师生共同拥有的活动舞台。
适时应用
STS渗透教育。
自然过渡。
在应用中更深刻的领会知识。
执教：
湖北省宜都市五眼泉中学姚拥华
点评
两节课以学生自主探究解决金属材料的课题为中心，引导学生从故事化的教学情景入手，由学生提出探究目的和方案，并用交流、实验、设计、辩论等方式，得出如何区分常见的金属和非金属以及金属物理性质与用途的关系，由学生熟悉的神州5号飞船上天事件，自然过渡到探究合金的相关知识，进而迁移到设计火箭外壳材料的物理指标。
这样创设的教学环节既生动、真实而又可行，符合学生的认知规律和探究性学习要求。
两节课有四个明显特点：
一是由学生提出教学目标，即教学目标应该陈述通过一定的教学活动后学生在行为上的变化，而不是陈述教师应该怎么做、做什么。
二是学生的自主活动充分，参与面广、参与程度深。
三是教师在多样化的教学方式下，于潜移默化中引领学生转变学习方式。
四是多次、适时应用STS渗透教育，使学生体验到学习化学的价值和乐趣。
点评：
湖北省宜都市教研室王宜平
背景资料（媒体链接）：
①
②
③
④
你想知道璀璨的秦文化吗？
请看：
秦铜之冠——秦陵铜车马
秦陵铜车马出土于秦始皇陵西侧20M处，1980年局部试掘铜车马坑时，在一木椁内出土一前一后纵置的两辆大型铜车马，出土时已残破，经修复后恢复原状。
铜车马主体为青铜所铸，一些零部件为金银饰品。
各个部件分别铸造，然后用嵌铸、焊接、粘接、铆接、子母扣、纽环扣接、销钉连接等多种机械连接工艺，将众多的部件组装为一体。
通体彩绘，马为白色，彩绘时所用颜料均为用胶调和的矿物颜料，利用胶的浓度塑造出立体线条。
车、马和俑的大小约相当于真车、真马、真人的二分之一。
它完全仿实物精心制作，真实地再现了秦始皇帝车驾的风采。
秦代的金属加工技术有了辉煌的成就，在秦陵铜车马的制造上集中体现出来。
秦陵铜车马共有三千多个零件，秦代工匠巧妙地运用了铸造、焊接、镶嵌、销接、活铰连接、子母扣连接、转轴连接等各种工艺技术，将此结合为一个整体，达到了非常高的水平。
特别是一、二号车的伞盖，其厚度仅0.1～0.4厘米，而面积分别为1.12和2.3平方米，整体用浑铸法一次铸出，即使在今天，要铸成这么大而薄、均匀呈穹窿形的铜件也非易事。
至今，铜车马上的各种链条仍转动灵活，门、窗开闭自如，牵动辕衡，仍能载舆行使。
秦陵铜车马被誉为中国古代的“青铜之冠”。
（可访问：
第八单元金属和金属材料
课题2 金属的化学性质
教学目标
1知道铁、铝、铜等常见金属与氧气的反应，初步认识常见金属与盐酸、硫酸的置换反应，以及与化合物的溶液的反应。
2通过对金属活动性顺序的学习，能对有关的置换反应进行简单的判断，并能用金属活动性顺序解释一些与日常生活有关的化学问题。
3通过活动与探究，培养学生细致观察实验现象的良好行为习惯、从细微实验现象差别分析得出实验结论的能力，形成科学、严谨的治学精神。
重点.难点
金属与氧气反应 金属活动性顺序 置换反应的判断
实验准备
镁条锌片铁片铜片稀盐酸稀硫酸铝丝铁丝硫酸铜溶液硝酸银溶液多媒体课件
镊子试管夹试管架试管砂纸火柴酒精灯小木条
课时安排：
2课时
教学过程设计
点评
第一课时
创设情景引入
多媒体展示下列实物照片：
黄金项链 银戒指 铁匠铺刚打制出的镰刀 镁条
问题：
①是否为各种金属的本质颜色?
②不是本质颜色的原因是什么？
从学生的熟悉的装饰品入手，有力的激发了学生寻求“金属为什么会变色”的欲望。
学生活动：
1学生讨论并填写下列表格并交流（任选两种）
物质
本色
观察到颜色
是否变色
从生活中普通现象得到金属能与酸反应这一性质，无生硬感和灌输感，可谓水到渫成。
原因（猜想）
②猜想镁条、镰刀变色的原因
③链接民间谚语：
“真金不怕火炼”的具体含义是什么？
点燃
学生讨论、小结：
有的金属能与氧气发生反应，有的不能。
如（化学方程式）：
3Fe+2O2===Fe3O4
从生活中普通现象得到金属能与酸反应这一性质，无生硬感和灌输感，可谓水到渠成。
衔接生活小知识
绿豆在铁锅中煮熟后为何会变黑？
过渡自然
在生活中有这样一个现象：
绿豆在铁锅中著了以后会变黑；苹果梨子用铁刀切了以后，表面也会变黑。
请同学们想一想这是为什么呢？
教师讲解：
这是因为绿豆、苹果、梨子与多种水果的细胞里，都含有鞣酸，鞣酸能和铁反应，生成黑色的鞣酸铁。
绿豆在铁锅里煮，会生成一些黑色的鞣酸铁，所以会变黑。
有时，梨子、柿子即使没有用铁刀去切，皮上也会有一些黑色的斑点，这是因为鞣酸分子中含有许多酚烃基，对光很敏感，极易被空气中的氧气氧化，变成黑色的氧化物。
（
问题：
从刚才的生活小常识中你有什么启示？
由生活常识创设情景，激起学生强烈的好奇心，比平淡的言语过渡更具“挑逗性”，学生也觉得“学习化学真有用”
学生猜想：
金属与酸可能会发生反应。
活动与探究：
探究金属能否与酸反应（从以下几方面进行观察）
金属
是否有气体产生
速度
用燃着的木条放在试管中，有何现象
学生完成表格，讨论、交流
通过学生自己提出问题→猜想→探究→交流→分析归纳→小结，使学生觉得金属活动顺序好像是他刚发现的，既有所获，双体验了成功感。
知识情景再现：
①观察漫画
2补充素材：
多媒体展示银戒指铅白金戒指与硫酸反应的现象
借助教学的辅助手段，让知识再现，有利于突破难点，扫清障碍。
问题：
从你的探究和情景素材中你有何发现或有哪些收获？
学生回答：
①不是所有的金属与酸发生反应。
②金属种类不同，与酸反应的剧烈程度不一样。
③产生的气体能燃烧，经检验是氢气。
学生书写上述反应的化学方程式：
（板演）（教师指导）
①Mg+2HCl==MgCl2+H2↑②Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑
③Fe+2HCl===FeCl2+H2↑
问题1：
根据与酸反应的快慢或剧烈程度，能否判断出上述金属中哪种最易与酸反应，即它们的金属活动性如何？
问题2：
①上述反应是否是我们学过的化合反应、分解反应？
②上述几个反应有何共同点？
学生讨论、归纳
反思小结：
①MgFeZnCu的金属活动性依次增强。
②置换反应的定义。
联想与运用
1.多媒体展示：
下列反应是否都是置换反应？
a.CO+CuO==Cu+CO2
b.Fe+CuSO4==FeSO4+Cu
c.NH4HCO3==NH3↑+CO2↑+H2O↑
2.活动与探究：
黄金饰品中的假货常常鱼目混珠，社会上有些不法分子常以黄铜冒充黄金，进行诈骗活动。
因为单纯从颜色、外形上看，黄铜（铜锌合金）与黄金极为相似，所以很难区分，现请你设计两种实验方案鉴别真假黄金，要求写出实验方法、现象和结论。
反思小结
①通过本节课的学习，你知道了金属的哪些化学性质？
②你还有哪些收获或疑惑不解的地方？
巩固与练习
1课本P14 1、3、4
2课后小实验：
Sn、Pb、Ag与稀盐酸反应。
看似练习，实为伏笔，为下节课进一步得出金属活动性顺序搭台阶。
第二课时
复习巩固
你知道了金属的哪些化学性质，并写出有关的化学方程式。
①能与O2反应：
4Al+3O2==2Al2O3
②能与稀盐酸（或稀硫酸）反应
Mg+2HCl==MgCl2+H2↑Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑
质疑激趣（小故事）
奇怪的天平趣味化学小组的张螳螂同学，他从试验室借来一台天平，在天平两端秤盘里各放两只大小和重量都相等的烧杯，再在两只烧杯中分别倒入等量的硫酸铜溶液和硫酸镁溶液，使天平保持平衡。
接着他又拿两个质量相等的铝球，并同时将这两个铝球分别放入两个烧杯之中，这时天平两端继续保持平衡。
过一会儿，天平慢慢地倾斜了，是天平出了毛病，还是其他什么原因？
（
问题：
为什么把铝球放入两烧杯中天平不能平衡？
导致天平不平衡的原因你能否猜一猜？
学生猜想：
可能是铝与其中的一种溶液发生了反应，而另一种没有。
学生验证猜想
①教师展示：
铝丝硫酸铜溶液硫酸镁溶液
②学生探究，完成下表
药品
实验现象
结论
铝与硫酸铜溶液
铝与硫酸镁溶液
③教师补充：
铁丝铜丝 硝酸银溶液硫酸铜溶液硫酸铝溶液
④学生实验“自助餐”，完成下表中的任意两个
反应物质
实验现象
结论
⑤学生交流
问题：
同学们刚才吃“自助餐”的时候有什么发现？
学生1回答：
我发现铝能与硫酸铜溶液反应而不能硫酸镁溶液反应，知道了天平不平衡的原因。
学生2回答：
我发现铁能置换出铜、银，不能置换出铝。
学生3回答：
我发现铁、铜不能置换出铝，但能置换出银。
问题：
根据你的发现，你能分析一下原因吗？
学生分析：
①铝能置换出铜、银，说明铝的活动性比铜、银强。
②铁能置换出铜、银，说明铁的活动性比铜、银强。
③铁、铜不能置换出铝，说明铝的活动性比铁、铜强。
学生归纳：
FeCuAlAg的活动性顺序是AlFeCuAg
教师引导学生归纳：
金属活动性顺序KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAgPtAu
问题与启示
问题：
①是不是所有的金属都能与酸反应？
②是不是所有的金属都能相互从其化合物的溶液里置换出来？
启示：
①金属与酸发生反应的条件。
②金属与金属化合物溶液反应的条件。
反思与小结：
①归纳金属的化学性质：
与氧气反应、与酸反应、与金属化合物溶液反应
②金属活动性顺序应用：
置换反应的条件。
练习与巩固
1、教材P14 5、6、7、8
2、下列物质能由金属与酸直接反应生成的是（ ）
A、CuCl2 B、FeCl3C、ZnCl2 D、AgCl
3、下表是某种常见的金属的部分性质：
颜色、状态
硬度
密度（g/cm）
熔点（℃）
导电性
导热性
延展性
银白色固体
较软
2.70
660.4
良好
良好
良好
将该金属投入稀盐酸中，可产生大量的无色气体。
根据上述信息回答以下问题：
①试推断该金属可能的一种用途
②该金属的活动性比铜（填“强”或“弱”）
③请自选试剂，设计实验探究该金属与铁的活动性强弱，并完成下表：
你的一种猜想
验证方法
现象
结论
④若这种金属就是铝，而有些不法商贩为了谋取暴利，用铝等一些其它金属掺杂甚至代替纯银饰品卖给不知情的顾客，请你利用家中已有的条件设计一个方案帮助鉴别这些饰品的真伪。
执教：
湖北省宜都市聂家河镇中学 张建平
点评
新课程标准下化学课堂教学的目的，不仅仅是传授必要的基本知识和技能，更重要的是要通过有效的教学手段促进学生科学素养的提高。
在本课题中，教师利用多媒体、小故事等多种形式创设了真实的教学情景，诱发了学生的学习兴趣，并通过提出问题、猜想、验证、分析、归纳小结等过程引导学生开动脑筋，敢于和善于提出自己的见解和新方法，让学生初步掌握了科学探究的方法和思维方法，培养了学生的实验能力、观察能力、实事求是的科学态度以及创新精神。
点评：
湖北省宜都市五眼泉中学张红旭
相关链接：
“金属王国”的多面手：
／gkjqy／clkx/k07l101.htm
金属铸币收藏中的化学知识：
／china／newsarticle.asp?
aid＝50
金银首饰常识：
／1ove／marry／200208/30420020816.htm
金属铸币收藏中的化学常识
曾经有关报刊发表了《黄金与白银不宜“同居”》的文章，从金属的物理性质上论证了黄金与白银不宜存放在一起。
它讲的是纯银的硬度比纯金软，金、银放在一起纯银会附在纯金上，黄金饰物就会发白。
白金（铂金）的硬度大于黄金2至3倍，两者也不宜放在一起。
古今金属铸币，它们的金属材质一般是金、银、铜、铁、铝、镍、铅、锡等等。
首先我们要明白“金属的化学活性”。
金属的化学活性就是不同的金属与其他化合物发生化学反应的难易程度是不同的。
其化学活动性排序是：
钾、钙、钠、镁、铝、锌、铁、锡、铅、（氢）铜、汞、银、铂、金。
排序越靠前的金属化学活动性越强反之情性越强。
所以金、铂、银等材质做成的钱币，它们与氧化剂发生缓慢氧化的程度比起铜、铝、铁等材质做成的币要慢得多。
所以天长日久后，金币往往还是金光闪闪银币还是银光闪闪，而铜币和铁钱往往就铜绿、铁锈斑斑。
还要明白一个化学原理就是“金属的置换反应原理”。
它指的是，化学活性强的金属能够把含有化学活性比它弱的金属的化合物从离子状态下分离出来。
从一个通俗易懂的实验上讲吧。
如果你拿一根红色的铜棒，放人硝酸银的溶液中，那么红色的铜棒上几分钟时间就会出现一层银附在铜棒上，就是说，铜把含有银的化合物中的银分离置换出来了。
另外，化学活性不同的金属相互接触形成“原电池”，从氧化和还原的角度讲，“原电池原理”与置换反应的化学本质是相同的。
那么，这些金属典型的化学性质方面的常识给收藏者们在收藏保存金属铸币上有什么启示和要求呢？
第一，为防止缓慢氧化，不宜将原封整盒金属币上的那层保护油或者包装去掉。
对于已经打磨、或者消洗以后的金属钱币，最好涂一层薄薄的黄油将表面保护起来。
第二，存放金属币的环境要干燥防潮．选用干燥剂要讲究，不宜选碱性干燥剂，要选中性干燥剂。
如果存放环境受潮或者是酸碱性不平衡，则容易在金属币表面产生“溶液环境”而使金属表面附着的无机盐化合物处于离子状态，更容易腐蚀。
第三，存放金属币的环境温度不能太高，金属币怕热。
因为金属的温度越高，它的化学活动性就越强。
实验表明，将一根铜丝放在常温下与放在酒精灯火焰上，与氧化发生化学反应的速度是相差迥异的。
第四，不同材质的金属币，不宜存放在一起。
因为它们的化学活动性不一样，比如有的古币爱好者，为了保持币“原有的古代风采’而不愿意打磨和除锈，古币上可能附有一层含有结晶水的无机盐化合物，最常见的是铜币上的铜绿。
不同材质的金属市与这样的附着一层结晶化合物的币放一起，置换反应和原电池反应就容易形成，从而形成更加严重的腐蚀。
第八单元金属和金属材料
课题3金属资源的开发和
教学目标：
1、知道一些常见的金属（铁）等矿物，了解从铁矿石中将铁还原出来的方法；了解防止金属生锈的简单方法，知道废弃金属对环境的污染，认识回收金属的重要性。
2、通过收集材料，查阅资料，讨论交流等具体探究活动培养学生的良好学习习惯和学习方法。
3、增强热爱祖国的情感，树立为民族振兴、社会进步学习化学的志向，使学生体会学习化学的价值；保持和增强对生活中化学现象的好奇心和探究欲，发展学习化学的兴趣，树立珍惜资源、爱护环境、合理使用化学物质的观念。
教学重点和难点：
重点：
1、了解从常见铁矿石中提炼铁的原理；
2、了解金属锈蚀的条件和金属资源的保护方法，激发学生的探究欲。
难点：
1、冶炼铁的原理和含杂质等不纯量的化学方程式计算。
2、如何使学生解决生活中金属锈蚀的问题
实验准备：
教师：
1、多媒体课件（内容为常见矿石的图片、我国钢铁冶炼厂的简介、一氧化碳还原氧化铁的实验模拟演示、根据化学方程式计算的例题讲解幻灯片等）；金、银戒指；镊子；酒精灯；火柴等。
2、失去功能的铁锁、因锈蚀穿孔的铜壶、长期未用的菜刀、几段生锈的铁丝、不能用的水龙头等；
学生：
1、课外收集的我国钢铁厂情况简介材料；重晶石等矿石样品。
2、在一周前做好的铁钉锈蚀条件探究的对比实验
教学方法：
收集资料，指导阅读，动画演示，讨论交流，拓展探究，实验展示，自主评价。
第一课时铁的冶炼
教学设计：
教学过程点评
一[实验导入]：
教师演示金银戒指在酒精灯上灼烧的实验，学生观察实验现象，分析“真金不怕火炼”的原因，以及钠、镁等金属为什么在自然界中不能以单质形式存在，而是以化合物形式存在于各种矿物之中的原因。
二[交流展示]：
学生出示课外收集到的矿石样品（重晶石、赤铁矿石等），朗读有关矿石的产地、产量、钢铁厂的名称等背景资料，课件展示人类最早使用的铁矿石——陨铁等其它矿石样品。
三[指导阅读]：
阅读课本，解读插图，讨论炼铁时铁矿石选取的方案，使学生弄清楚为什么选取这种矿石的原因。
理解化学与社会和技术的相互关系。
四[讨论分析]：
出示多媒体课件高炉炼铁过程中的一氧化碳还原氧化铁的模拟实验，讨论：
1、实验前先通入一氧化碳的原因；2、尾气处理办法；3、分析工业炼铁的原理；4、分析原料产物是否为纯净物；5得出哪些结论等。
五[例题自学]指导学生阅读审题，尽量抓住有效信息，小组讨论读题后的感想，尽量将多的读少，抽出有用的、具体的条件。
六[例题解剖]：
多媒体展示例题的断句、数据的含义、已知和未知量的关系；计算的过程分解；各步骤之间的关系；不纯物质如何转化为纯物质等。
七[自主评价]：
学生小组之间、学生自己进行评价，谈谈收获和看法，教师总评。
八[升华训练]在小结的基础上，进行补充训练，加强对
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