沪教版化学教案第五章 金属与矿物dcng.docx
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1、第五章 金属属与矿物物重点难点点:重点:11.金属属的物理理性质和和化学性性质。 22.含杂杂质物质质的化学学方程式式的计算算;铁的的两种合合金。3.铁生生锈的条条件及防防护。4.石灰灰石的存存在和检检验;5.碳酸酸钙、氧氧化钙、氢氢氧化钙钙三种物物质之间间的相互互转化。难点:11.铁的的化学性性质实验验探究方方案的设设计; 22.通过过和已有有化学知知识的联联系、比比较、理理解并得得出结论论“铁的化化学性质质比较活活泼”。3.含杂杂质物质质的化学学方程式式的计算算;4.“一一氧化碳碳与氧化化铁反应应”的演示示实验。5.探究究铁生锈锈的条件件。6.碳酸酸钙、氧氧化钙、氢氢氧化钙钙三种物物质之间
2、间的相互互转化及及相应的的化学方方程式;7.碳酸酸钙、氧氧化钙、氢氢氧化钙钙三种物物质及对对应的俗俗称。知识结结构简简要地介介绍有关关金属及及其化合合物的性性质、制制备、存存在和用用途常识识,在教教学设计计与实施施中应注注意: 密切切联系实实际,围围绕金属属的性质质、冶炼炼、防腐腐、用途途、合金金和石灰灰石的利利用等内内容,引引导学生生从生产产、生活活中发现现问题,获获取信息息。指导学学生运用用化学用用语描述述物质的的性质和和变化,认认识物质质和化学学反应的的简单分分类。 帮助学学生进一一步学习习和运用用探究性性学习的的方法,通通过实验验,对实实验事实实的归纳纳获取相相关的知知识结论论。注意引
3、引导学生生认识金金属的性性质和用用途间的的关系,帮帮助学生生建立“物质的的性质决决定物质质的用途途”的观念念。通过学习习,使学学生既掌掌握了一一定的非非金属单单质和化化合物,又又接触了了一些金金属及矿矿物的知知识;一一方面使使元素化化合物知知识的内内容比较较完整,另另一方面面因为铁铁是一种种化学性性质比较较活泼的的金属元元素,具具有一定定的代表表性,也也为今后后学习金金属活动动性顺序序和酸、碱碱、盐等等物质及及其相互互关系的的学习作作准备。第一节 金属与与金属矿矿物教材分析析:从金属和和氧气、水水、稀硫硫酸的作作用,认认识金属属的化学学性质特特点。铝铝、铁跟跟硫酸的的反应是是由一种种单质跟跟一
4、种化化合物作作用生成成另一种种单质和和另一种种化合物物,这样样的反应应叫做置置换反应应。学习目标标:1、初步步比较常常见金属属的活泼泼性的强强弱,为为今后学学习金属属活动性性顺序打打下基础础。2、了解解金属的的物理特特征,能能区分常常见的金金属和非非金属;3、知道道常见的的金属与与氧气、酸酸溶液的的反应,铁铁与硫酸酸铜之间间的反应应,置换换反应的的概念;4、了解解一些常常见金属属矿物(铁铁矿、铝铝矿等)的的主要成成分。过程与方方法:通过对金金属性质质的实验验探究,学学习利用用实验认认识物质质的性质质和变化化的方法法;初步步形成物物质的性性质决定定物质用用途的观观念。教学重点点:金属化学学性质的
5、的探究,置置换反应应的概念念。教学方法法:启发式、探探究式、引引导式、讲讲解式等等。教学过程程常见金属属化学性性质的探探究:在在学习氧氧气的性性质时,我我们做过过铁丝在在氧气中中燃烧的的实验,请请回忆一一下铁丝丝在氧气气中燃烧烧的实验验现象、化化学反应应方程式式。现象象:铁在在氧气中中剧烈燃燃烧,火火星四射射,放出出大量的的热,生生成一种种黑色固固体。 方程式:3Fee + 2O22 Fee3O4一、金属属的物理理性质探究金属属物理性性质时,除除了课本本上的探探究实验验外,可可以适当当引导、补补充一些些日常生生活中的的事例,如如造房子子用的钢钢筋、在在氧气中中燃烧的的铁丝、封封防盗门门的铁皮皮
6、,说明明铁具有有延展性性。锅、铲铲、勺的的把柄为为木材或或塑料,家家用电线线、电工工工具的的把手用用橡胶或或塑料将将金属包包裹起来来,说明明金属具具有良好好的导电电、导热热性。根根据金属属的物理理性质来来谈金属属的应用用时,充充分调动动学生的的积极性性,以学学生为主主体,教教师做适适当的引引导。二、常见见金属的的化学性性质学习化学学性质时时,可增增加金属属镁,引引导学生生观察四四种金属属(镁、铝铝、铁和和铜)与与氧气、酸酸反应的的快慢,为为今后学学习金属属的活动动性顺序序作准备备。做铁和硫硫酸铜溶溶液的反反应时,可可适当补补充我国国古代湿湿法炼铜铜的历史史。置换反应应是一种种重要的的基本反反应
7、类型型,应与与化合反反应、分分解反应应、氧化化反应结结合起来来学习,并并强调氧氧化反应应不属于于基本反反应类型型。三、常见见的金属属矿物本节在本本章中的的地位与与作用:金属与与金属矿矿物,在在工农业业生产、科科学技术术和日常常生活都都有广泛泛的用途途,与人人类的生生存和发发展密不不可分。本本节从常常见金属属的用途途引入,通通过金属属性质的的探究性性实验,分分析、归归纳出金金属的性性质。初初步形成成物质的的性质决决定物质质的用途途的观点点。通过过对常见见金属性性质的探探究和学学习,使使学生逐逐步学会会用归纳纳、概括括等方法法对获取取的信息息进行加加工,并并能准确确表述有有关信息息。通过过符合认认
8、知规律律的教学学过程,对对学生进进行科学学方法的的教育。了了解金属属矿物资资源的价价值,认认识合理理开发与与利用的的重要性性。四、参考考资料 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。 有色色金属大大致上按按其密度度、价格格、在地地壳中的的储量和和分布情情况、被被人们发发现以及及使用的的早晚等等分为五五大类:轻有色色金属:一般指指密度在在4.55g/ccm3以下的的有色金金属,包包括铝、镁镁、钠、钾钾、钙、锶锶、钡。这这类金属属共同点点是:密密度小(00.5334.5g/cm33),化化学
9、性质质活泼,与与氧、硫硫、碳和和卤素的的化合物物都相当当稳定。重有色色金属:一般指指密度在在4.55g/ccm3以上的的有色金金属,其其中有铜铜、镍、铅铅、锌、钴钴、锡、锑锑、汞、镉镉、铋等等。贵金属属:这类类金属包包括金、银银和铂族族元素(铂铂、铱、锇锇、钌、钯钯、铑。)由由于它们们对氧和和其它试试剂的稳稳定性,而而且在地地壳中含含量少,开开采和提提取比较较困难,故故价格比比一般金金属贵,因因而得名名贵金属属。它们们的特点点是密度度大(110.44222.4 g/ccm3);熔熔点高(11189932273KK);化化学性质质稳定。准金属属:一般般指硅、锗锗、硒、碲碲、钋、砷砷、锑、硼硼、其
10、物物理化学学性质介介于金属属与非金金属之间间。稀有金金属:通通常是指指在自然然界中含含量很少少,分布布稀散、发发现较晚晚,难以以从原料料中提取取的或在在工业上上制备和和应用较较晚的金金属。这这类金属属包括:锂、铷铷、铯、铍铍、钨、钼钼、钛、镓镓、铟、铊铊等稀土土元素和和人造超超铀元素素。金属的导导电性和和导热性性:大多多数金属属有良好好的导电电性和导导热性。善善于导电电的金属属也善于于导热,按按照导电电和导热热能力由由大到小小的顺序序,将常常见的几几种金属属排列如如下:AAg Cu Auu AAl Zn Ptt SSn Fe Pbb HHg 。金属的延延展性:金属有有延性,可可以抽成成细丝。例
11、例如最细细的白金金丝直径径不过(11/50000)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。金属的密密度:锂锂、钠、钾钾比水轻轻,大多多数其它它金属密密度较大大。金属的硬硬度:金金属的硬硬度一般般较大,但但它们之之间有很很大差别别。有的的坚硬如如铬、钨钨等;有有些软如如蜡,可可用小刀刀切割如如钠、钾钾等。金属的熔熔点:金金属的熔熔点一般般较高,但但高低差差别较大大。最难难熔的是是钨,最最易熔的的是汞和和铯、镓镓。汞在在常温下下是液体体,铯和和镓在手手上受热热就能熔熔化。2、金属属之最展性最强强的金属属金。 延性性最好的的金属铂。 导电性性性最强强的金属属银
12、。地壳中含含量最高高的金属属铝。 熔点点最低的的金属汞。 熔点最最高的金金属钨。制造新型型高速飞飞机最重重要的金金属钛,也也被科学学家称为为“21世世纪的金金属”,或被被称为未未来的钢钢铁。最硬的金金属铬。 密密度最大大的金属属锇。 密度最最小的金金属锂。光照下最最易产生生电流的的金属铯。 最能吸吸收气体体的金属属钯。最易应用用的超导导元素铌。 价格最最高的金金属锎。 海水中储储量最大大最大的的放射性性元素铀。1克锎的的价格为为10亿亿美元。第二节 铁的冶冶炼 合合金教学目标标:1、了解解从铁矿矿石中将将铁还原原出来的的方法;2、知道道生铁和和钢等重重要的合合金,认认识加入入其他元元素可以以改
13、善金金属特性性的重要要作用;3、认识识金属材材料在生生产生活活和社会会发展中中的重要要作用。过程与方方法:1、通过过对工业业上铁的的冶炼原原理的探探讨与研研究,培培养学生生运用知知识于实实际生活活的能力力;2、提高高学生分分析和解解决实际际问题的的能力及及创新思思维能力力。情感态度度与价值值观:1、通过过对钢铁铁、青铜铜等合金金知识的的介绍,培培养学生生的爱国国主义情情感;2、通过过对冶铁铁原理的的分析,培培养学生生安全操操作意识识和良好好的环保保意识。重点难点点:铁的冶炼炼原理;合金及及合金的的物理特特性;工工业炼铁铁的化学学原理。【教学设设计思路路】:一、铁的的冶炼呈现学习情景提出问题讨论
14、与探究知识运用工业炼铁的设备及过程CO还原Fe2O3的化学原理如何从铁矿石中提取铁?从你所了解的钢铁知识入手【教学过过程】:1、地壳壳中铁的的含量在在金属中中居于第第几位?自然界界中铁元元素以何何种形式式存在?2、你知知道的铁铁矿石有有哪些?我国的的铁矿主主要分布布在哪些些地区?3、就你你所知的的历史知知识,你你知道我我国劳动动人民早早在什么么时期就就发明了了炼铁和和使用铁铁器了?4、人类类冶炼最最多、在在生产生生活中应应用最广广泛的金金属是什什么? 引引导学生生从地壳壳中铁的的含量,自自然界中中铁元素素的存在在形式,我我国铁矿矿的类型型及基地地分布情情况等方方面进行行讨论。既然铁在在日常生生
15、活和国国民生产产中的地地位如此此重要,那那么,我我们有必必要了解解和掌握握以铁矿矿石为原原料冶炼炼出铁的的反应原原理及过过程。【教师引引导】今天我们们以主要要成分为为Fe2O3的赤铁铁矿为例例,来学学习研究究如何实实现铁的的冶炼。对对比Fee2O3与Fe组成成上的区区别,请请大胆假假设,如如何实现现从Fee2O3到Fe的转转变。Fe2OO3与Fe的组成成上均含含有Fee元素,不不同之处处在于FFe少了了O元素,要要使Fe2O3转变为为Fe,可可从下列列方面入入手:(1)可可在一定定条件下下,使FFe2O3直接失失氧,转转变为铁铁;(2)可可加入某某类物质质,让其其与Fee2O3中的O元素结结合
16、,主主动夺取取Fe2O3中的“O”元素,使使Fe2O3转变为为金属FFe。评析:(1)对对于活动动性比较较活泼的的金属(如如Na、K 、Mg 、Al等)很很难从其其矿物中中提取出出来,为为了得到到它们,可可采用电电解的方方式直接接将它们们分解,引引读P1200“拓宽视视野”。金属属Fe的活活动性不不是很强强,一般般不采用用这种方方式。(2)冶冶炼金属属铁,可可选择加加入其他他易得氧氧的物质质与Fee2O3反应,以以夺氧的的方式还还原Fee2O3。引导:我我们以前前所学过过和接触触的物质质中,哪哪些可以以和“O”结合,形形成新的的物质?Mg、HH2、C、CO、P、Cu等物物质可实实现以上上变化。
17、 MgMMgO H2H2O CCOO2PP2OO5CuCuuO COCOO2引导:从从理论上上讲,这些物物质都可可以实现现所需转转变,但从经经济效益益、环境境保护、人人体健康康及安全全角度出出发,我我们一般般选择CC或CO。现现以COO为例,探探讨铁的的冶炼过过程。阅读P1119“观察与与思考”中CO与Fe2O3的反应应工业业炼铁的的反应原原理。并并思考下下列问题题:(1) 实验中为为什么要要先通一一段时间间CO,再再加热FFe2O3?(2) 澄清石灰灰水的作作用是什什么?实实验中会会出现什什么现象象?(3) 点燃从尖尖嘴管口口排出气气体的目目的是什什么?(4) 实验结束束前应如如何操作作,才
18、能能保证得得到较纯纯净的铁铁粉?(5) 如何验证证实验中中产生了了铁?引导:书写COO和Fe2O3反应的的化学方方程式。Fe2O3 + 3COFe + 3CO2引导学生生阅读PP1200文字及及展示炼炼铁高炉炉的模型型。(展展示实物物模型及及光盘上上关于高高炉炼铁铁的演示示过程)归纳:工工业上炼炼铁 设备:高炉原原料:铁铁矿石、焦焦炭、石石灰石主要反应应:2CC +OO22COO 3CCO + Fee2O32Fee + 3COO2 CCaCOO3CaOO +CCO2 CaaO +SiOO2=CCaSiiO3(炉渣渣可用用于制水水泥)尾气主要要成分:CO和CO2(需经经处理后后再排放放)二、生铁
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