沪教版九年级上册第5章 金属的冶炼与利用第1节 金属的性质和利用教学设计及反思

第1节 金属的性质和利用

【引入】在人类社会发展的历史上，曾经以青铜、铁器作为历史时代的标志。可见，金属是一类重要的材料，人类的生产和生活都离不开金属。今天，我们探究的第一个问题是金属的物理性质，

【交流与讨论】请同学们以小组为单位讨论举出一些生活中常见或常用的金属制品，想一想各是用什么金属制成的？分别应用了该金属的哪些物理性质？ 并将讨论结果记录在P114表5-2中

【联想与启示】

1．为何铁制锅铲需要加上木柄或塑料柄？

2．银的导电性比铜好，一般情况下为什么不用银制造电线、电缆？

3．选择铸造硬币的金属材料需要考虑哪些因素？

【小结】

金属的物理性质：相似性：大多数金属都有金属光泽，密度、硬度较大，熔、沸点较高，具有良好的导电、导热性、延展性。

差异性：汞常温下呈液态，铜为紫红色，银的导电能力最强，熔点最高的金属是钨等。

【过渡】在前面的学习过程中，我们做过镁在空气中燃烧、铁丝在氧气中燃烧的实验，请回忆一下它们燃烧的实验现象、化学反应方程式。

【讲述】说明金属具有与氧气反应的性质。是否大部分的金属都有此性质呢？                                   

【演示】P115《观察与思考》的实验内容并将实验现象填入表中。书写正确的化学方程式。

强调：在常温下，铝和氧气能发生反应，，在铝表面生成一层致密的氧化铝膜。它可以阻止铝的进一步被空气的中氧气氧化，因而有较好的抗腐蚀性。

【设问】“真金不怕火炼”道出了金的什么性质？金易被腐蚀吗？

【叙述】 “真金不怕火炼”，说明既使是在较高的温度下，“金”的化学性质也不活泼

【过渡】到此你们可以得出金属具有什么样的化学性质?

【板书】一、金属与氧气的反应

Mg、Al较活泼，Fe、Cu次之，Au最不活泼

【归纳】因此我们可以通过金属与氧气反应的两种现象来判断金属的活泼程度即金属活动性差异。即：①该金属能否与氧气发生化学反应   ②反应的激烈程度

【过渡】金属与酸的反应现象是否也会像金属与氧气反应一样存在差别呢？同学们可以利用桌上的药品，作出合理的猜想，设计实验方案，通过实验来探究这个问题。

【活动与探究1】金属与酸的反应情况

【演示】P116《活动与探究1》的实验内容并将实验现象填入表中。书写正确的化学方程式。

**在实验的基础上提出问题：

（1）哪些金属能与盐酸、稀硫酸发生反应？反应后生成了什么气体？（如何检验）哪些金属不能与盐酸稀硫酸发生反应？

（2）比较三种金属分别与盐酸、稀硫酸反应的难易和剧烈程度，将三种金属的活动性按由强到弱的顺序进行排列。

【讲解】到这里我们知道了，根据金属能否与酸反应或反应的剧烈程度也可以来比较金属的活动性较强弱。

【归纳】引出金属活动性顺序：从以上实验可以看出，铁、铝能置换出盐酸或稀硫酸中的氢元素，而铜不能置换出酸中的氢元素。由此得出，这几种金属的活动性顺序：铁、铝比铜活泼。而铝跟酸反应比铁剧烈，则铝的活动性比铁强。

人们经过长期的实践，总结出常见金属在溶液中的活动性顺序如下：

K  Ca  Na  Mg  Al  Zn  Fe  Sn  Pb  (H)  Cu  Hg  Ag  Pt  Au

                   金属活动性由强逐渐减弱

在金属活动性顺序中，金属的位置越靠前，它的活动性就越强；

学生讨论：金属活动顺序中为什么有氢的位置？有何作用？

排在氢前面的金属能与酸反应放出氢气，而排在氢后面的金属不能与酸反应放出氢气。

（3）铁分别与盐酸、稀硫酸反应生成氯化亚铁，硫酸亚铁，并放出氢气；铝分别与盐酸、稀硫酸反应生成氯化铝、硫酸铝，并放出氢气。试写出这些反应的化学方程式。

Fe + HCl —   Fe + H2SO4 —   Al + HCl —     Al + H2SO4 —

（4）观察上述反应的化学方程式，分析这些反应有什么共同特点？

【观察、思考】

Mg + H2SO4 ==  MgSO4 + H2 ↑      Mg + 2HCl  ==  MgCl2 + H2 ↑

Zn + H2SO4 ==  ZnSO4 + H2 ↑      Zn + 2HCl  ==  ZnCl2+ H2 ↑

Fe + 2HCl  == FeCl2+ H2 ↑       Fe +  H2SO4 ==  FeSO4 + H2 ↑

强调：1.铁跟稀盐酸、稀硫酸反应后显+2价。

 2.P117《联想与启示》氢气的制法。

【引导学生分析】

这些化学反应的类型和以前学过的化合反应、分解反应的类型相同吗？如果不同，那么从物质类别的角度去分析，这些反应有什么共同特征？

【讲解】

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的反应叫置换反应。

【讲解】化学反应的基本类型

化合反应：A + B +→ AB    分解反应：AB→A + B  置换反应：A +BC →AC + B

【课堂练习】下列反应中属于置换反应的是：

1  CH4 +2O2  === CO2 +2H2O

2  Fe2O3 + 3CO === 2Fe + 3CO2

3  CuO + H2 ====  Cu + H2O

【活动与探究2】实验探究金属与盐的反应

【演示】P116《活动与探究2》的实验内容并将实验现象填入表中。书写正确的化学方程式。

**在实验的基础上提出问题：

（1）哪些物质之间会发生反应？如何描述反应现象？反应产物是什么？

（2）体现现代的湿法冶金的先驱的反应原理是什么？

（3）对照金属活动性顺序，找出金属和盐溶液发生反应有什么规律？

【小结】在金属活动性顺序中，位置在前面的金属可以把位于其后的金属从它们的盐溶液里置换出来。

【过渡】金属是生产、生活中应用非常广泛的一类材料。金属材料具有各种特殊的性能。因而具有广泛的用途。例如：制造飞机机翼的金属：坚硬而质轻；切割工具：很大的硬度；电灯丝：熔点高；保险丝：熔点低；化工生产设备：耐腐蚀。阅读P117及图5-1。

和铁一样，纯金属很难满足各种特殊要求，人们在日常生活中制造出了许多有具有特殊性能的“新型金属“—合金

【板书】合金：合金是一种金属跟其他金属（或非金属）熔合形成的有金属特性的物质。

理解：1、合金一定是混合物，且至少有一种是金属，

        2、合金应具有金属特性；

3、人类历史上使用最早的合金是青铜；世界上最常见、应用最广的合金是钢。

4、铁的合金主要有生铁和钢

【讲述】：生铁和钢均为铁的合金。它们在生产生活中有着广泛的用途。钢铁的生产和使用是人类文明和社会进步的一个重要标志。

【学生活动】阅读P118《拓展视野》

【归纳】：生铁：含碳量在2﹪—4.3﹪之间的铁的合金

  钢：含碳量在0.03﹪—2﹪之间的铁的合金

         从生铁炼成钢的实质为：降碳、除硫磷、调整硅锰的含量

强调：通常所说的“金属材料”，既包括各种纯金属，也包括各种合金。

【讲述】作为“金属材料”之一的合金在生产生活起着越来越重要的作用，合金的出现大大拓宽了金属材料的范围和使用价值。

【学生活动】阅读 P119 《活动与探究》某种保险丝是用武德合金制成的，熔点约为69℃。其组成金属及其熔点分别为鉍（271℃ ）、铅（327℃ ）、锡（232℃ ）、镉（321℃ ）。比较武德合金和其组成金属的熔点差异，归纳出合金的优良特性。

【归纳】：合金的优良特性

1、合金具有许多良好的物理、化学或机械性能；

2、合金的硬度一般比各成分金属大；

3、多数合金的熔点低于组成它的成分金属。

【交流与讨论】书P119-120表5—3一些常见的合金特性和用途，要求知道青铜。黄铜、不锈钢等合金的组成

拓展1：: “百炼成钢”

“百炼成钢”比喻人经过长期的艰苦磨练，变得非常坚强、成熟。但是这里面却蕴含着许多丰富的化学知识。

我们知道历史上青铜器的使用早于铁器，主要由于铁的熔点较铜高，较难冶炼。早期的炼铁是将铁矿石和木炭一起在炼炉中加热，大约在1200℃的温度下得到一种含杂质较多的块炼铁，这种铁状若海绵，质地疏松，需要反复加热锻打除去其中的夹杂物，改善其机械性能，方可使用。在反复锻打铁块的基础上，我国劳动人民又摸索出了炼钢的技术。它是以块炼铁为原料在木炭火中加热，趁热打铁，少量的碳从铁的表面渗进去，夹杂物被挤出，含碳量调整至0.03－2%之间，就炼成了钢，西汉时，为提高块炼铁渗碳钢的质量，人们增加了锻打的次数，由10次、20次增至近百次，这样可使钢的组织致密，成分均匀，从而进一步提高了钢的质量。这就是所谓的“百炼钢”，由此也就有了“百炼成钢”这一成语。

拓展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。

熔点最低的金属—汞。    熔点最高的金属—钨。  地壳中含量最高的金属—铝。

最硬的金属—铬。        密度最大的金属—锇。   密度最小的金属—锂。

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。（1克锎的价格为10亿美元）

海水中储量最大的放射性元素—铀。     光照下最易产生电流的金属—铯。

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。

专题   金属与酸发生置换反应的规律

1. 相同质量、相同浓度的稀硫酸或也是分别与足量的不同金属反应生成氢气的质量相等。（因为生成的氢气中氢元素全部来自于稀酸，所以参加反应的酸的质量相等，生成氢气  的  质量也相等。

2. 相同质量的同一金属分别与足量的不同种酸发生置换反应生成氢气的质量相等。

3. 等质量的不同金属分别跟足量的稀硫酸、盐酸发生反应生成

氢气的质量=金属的化合价/金属的相对原子质量  比值成正比。

比值越大，生成的氢气越多。

4. 金属分别跟足量的酸发生反应，生成等质量的氢气时，所消耗的金属的质量与金属的化合价/金属的相对原子质量成反比。比值越小，消耗金属的质量越多。

5. 金属与酸发生反应后，所得溶液的质量增加。