课题：第一节 金属与金属矿物[上学期]

课题：第一节 金属与金属矿物
执教者：卢再生 单位：信阳市一中 指导者：李家文
一、知识提要
1、了解常见金属的物理性质，能区分常见的金属和非金属。
2、了解物质的性质与用途的关系。
3、掌握常见的金属与氧气、酸的反应；能正确书写有关化学方程式。
4、初步认识置换反应，能用于解释与日常生活相关的一些现象
5、知道一些常见金属矿物的主要化学成份。
二、知识脉络
三、教学思路
教师创设问题情景，由学生的生活经验和对实物性质的讨论入手，让学生总结出金属的物理性质，并学会区分金属和非金属；通过对生活中常见的一些金属制品材料选择的讨论，引导学生从多角度分析问题，并形成以下认识：物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但不是唯一的决定因素；通过学生对金属的化学性质的活动和探究，让学生归纳、整理、得出金属的化学性质，金属的化学性质决定金属的用途及其在自然界中的存在。
四、教学过程
教学内容（一） 金属物理性质及用途
教师活动【创设情景，引入新课】师生交流： 提出思考问题：1、同学们你们知道我手中的菜刀、药片包装是什么材料制成的？2、镜子和水瓶内胆的背面涂的什么物质？3、量体温的温度计里是什么液体？4、灯泡的灯丝是什么做成的？5、你还知道在工、农业生产上金属还有什么应用吗？【引出课题】金属是一类重要的材料，人类的生活和生产都离不开金属，这节课我们来认识金属。【师生交流讨论】你见过的金属有哪些呢？你知道的金属又有哪些呢？回答问题，并填写右表：你知道Au、Cu、Sn 等金属有哪些用途？【教师讲解】金属的用途是由金属的性质决定的。下面，我们就以铜、铝、铁为例，来对金属的物理性质进行探讨。现在老师手里有铁丝、铝丝、铜丝，请同学们把它们找出来。【教师帮学生归纳、整理、总结】金属的物理性质：（1）金属都有颜色、有光泽。（2）不同金属的密度、硬度不同。金属能被弯曲，而且不易折断。（3）金属具有导电性，不同金属的导电能力各不相同。（4）金属具有导热性。（5）金属熔点较高。（6）金属具有延展性，金属的延展性决定了金属一般具有良好的机械强度。金属的用途：（1）金属有颜色、光泽：装饰品、金银首饰、钮扣等。（2）金属有延展性：乐器的弦、食品及药品包装用铝箔（3）属有导电性：电线（4）金属有导热性：金属炊具（5）金属有机械强度：建筑材料【提问诱思】请同学们思考：1、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 2、电炉丝是用金属钨制成的，你认为它利用了金属的什么性质 3、银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银制 4、用来铸造硬币的金属材料需要具有什么性质？5、据以上讨论结果并结合实际思考物质的性质是否是决定其用途的唯一因素 如若不是，你认为还需考虑哪些因素 【知识应用】1. 常见金属的下列用途各利用了金属的哪些性质？（1）用铁锅炒菜 ________________（2）古代人将铜打磨成铜镜 _______（3）将铝拉成丝做电线 __________（4）古代人用铁做刀、矛等武器 ________（5）人们用黄金做项链、耳环、戒指 _____ 学生活动【学生思考】学生分小逐题组讨论回答【交流讨论】师生对话交流你见过的金属金属名称元素符号你知道的金属金属名称元素符号学生交流：说出区分的依据。【活动与探究1】（1）观察它们的颜色和光泽。然后用细砂纸打磨，再观察它们的颜色和光泽。（2）感觉一下同体积不同金属块的质量大小，由此判断它们的密度大小。（3）试试不同金属片是否容易被弯曲、折断，并感觉它们硬度是否相同。（4）用电池和小灯泡等试试他们能否导电，并比较灯泡的亮度是否相同。（5）用手拿着金属片的一端，在酒精灯火焰上方烘烤它的另一端（注意：时间不要长，防止烫伤），试试它能不能传热。（6）用坩埚钳夹着金属片的一端，在酒精灯火焰上方烘烤观察有没有被烤熔化 （7）用铁锤敲金属丝。（作好对比）（8）拉铜丝。（要求学生先设计出对比方案）【学生交流、总结、汇报】学生讨论、交流、总结、汇报和老师一起讨论总结金属的用途【学生交流讨论】学生分小组讨论回答【交流归纳】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。【学生课堂练习】学生分小逐题组讨论回答答案：（1）导热性好 （2）有金属光泽 （3）延展性好 导电性好 （4）机械强度大 （5）有金属光泽
设计意图：教师创设问题情景，由学生选用熟悉的物质，设计安全简单的实验来对金属的物理性质进行科学实验探究。让学生总结出金属的物理性质及用途；通过对生活中常见的一些金属制品材料选择的讨论，引导学生从多角度分析问题，并形成以下认识：物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但不是唯一的决定因素。
教学内容（二） 常见金属化学性质
教师活动【知识回顾】前面我们已经学习了一些金属的化学性质，我们首先来回忆一下铁和镁的有关化学性质：【创设问题】提问：请根据所学知识大胆猜测金属有哪些化学性质？【指导学生实验设计】【小结】 铁、镁、铝、铜可以与氧气反应,生成金属氧化物,写出反应方程式3Fe+2O2 点燃Fe3O42Mg+O2点燃 2MgO【提出思考】铝为何具抗腐蚀性，其它金属如何？播放视频：铝表面的氧化膜。 【创设问题】铁丝、铝丝、铜丝与冷水是否反应？ 学生活动学生思考回答问题【猜想假设】根据已学过的铁和镁与氧气反应，猜想铜.铝可以与氧气反应【活动与探究2】学生分组实验：坩埚钳分别夹着用细砂纸打磨过的金属铝片和铜片的一端，在酒精灯火焰上加热，记录观察到的实验现象 铁在氧气中点燃铝在空气中加热铜在空气中加热实验现象化学方程式结论【学生交流、归纳、总结、汇报】【观看思考】【活动与探究3】铁丝、铝丝、铜丝分别浸入冷水中观察是否反应？【观察现象】无明显现象【得出结论】铁、铝、铜不与水反应
置换反应及其在日常生活应用 【活动与探究4】铁丝、铝丝、铜丝分别浸入稀硫酸中观察是否反应？【学生分组实验】归纳得出结论：铜与稀硫酸不反应，铁和铝能和稀硫酸（或稀盐酸）反应，生成相应的金属化合物和氢气。【观察思考】观察反应物和生成物的化学式，得出置换反应的定义。上述反应中，由单质与化合物反应，生成和另一种单质与另一种化合物反应，我们把它称置换反应【学生思考回答】【活动与探究4】置换反应在日常生活中应用用锌粒与稀硫酸反应制取少量氢气H2SO4+Zn=ZnSO4+H2↑2、把铁钉浸入硫酸铜溶液中实验现象：①铁丝表面有一层红色物质；②溶液由蓝色变成浅绿色反应原理（写化学方程式）：
【创设问题】铁、铝、铜与稀硫酸是否反应？【讲解】书写铁、铝与稀硫酸反应的化学方程式【提出思考】这两个反应有什么共同点？【提出思考】判断下列化学方程式是否是置换反应？
设计意图：教师指导学生实施探究的过程，改变以往灌输式教学和验证性实验的教学模式，使学生参与课堂教学的意识和积极性得到充分地发挥，研究性学习与学生的认知过程有机的结合起来，在完成教学任务的前提下，让学生充分体会到科学探究的进程。
教学内容（三） 常见的金属矿物
教师活动【提问诱思】1、地壳中含量最多的前四位金属元素是哪些？ 2、试想这些元素的化学性质是否活泼，在地壳中是以什么状态存在的？ 俗话说：“沙里淘金”，金可以从河沙里淘出，这说明金是以什么形式存在的？为什么呢？【教师总结】除了金、银、铂这些化学性质不活泼的金属以单质形成存在以外，其余大多数金属在自然界中以化合物的形式存在。化合态的金属在自然界中以矿物的形式存在。 学生活动【学生交流讨论】学生回答观察P117图5-3一些金属矿物，认识一些金属矿物，并归类各属于哪种金属的矿物铁的矿物主要有：赤铁矿（主要成分Fe2O3）、磁铁矿（主要成分Fe3O4）、菱铁矿（主要成分FeCO3）、黄铁矿（主要成分FeS2）、褐铁矿（主要成分Fe2O3·xH2O）②铜的矿物主要有：黄铜矿、赤铜矿（主要成分Cu2O）、孔雀石（主要成分Cu2(OH)2CO3）、斑铜矿等。铝的矿物主要有：铝土矿、明矾石等。
设计意图：教师创设问题情景，使学生很容易理解金属的化学性质决定金属在自然界中的存在，让学生学会用辨证唯物主义观点来看物质世界。
五、参考资料
（一）金属（Metal）的物理性质
1．金属光泽：
（1）金属都具有一定的金属光泽，一般都呈银白色，而少量金属呈现特殊的颜色，如：金（Au）是黄色、铜（Cu）是红色或紫红色、铅（Pb）是灰蓝色、锌（Zn）是青白色等；
（2）有些金属处于粉末状态时，就会呈现不同的颜色，如铁（Fe）和银（Ag）在通常情况下呈银白色，但是粉末状的银粉或铁粉都是呈黑色的，这主要是由于颗粒太小，光不容易反射。
（3）典型用途：利用铜的光泽，制作铜镜；黄金饰品的光泽也是选择的因素。
2．金属的导电性和导热性：
（1）金属一般都是电和热的良好导体。其中导电性的强弱次序：银（Ag）>铜（Cu）>铝（Al）
（2）主要用途：用作输电线，炊具等
3．金属的延展性：
（1）大多数的金属有延性（抽丝）及展性（压薄片），其中金（Au）的延展性最好；也有少数金属的延展性很差，如锰（Mn）、锌（Zn）等；
（2）典型用途：金属可以被扎制成各种不同的形状，金属金打成金箔贴在器物上
4．金属的密度：
（1）大多数金属的密度都比较大，但有些金属密度也比较小，如钠（Na）、钾（K）等能浮在水面上；密度最大的金属──锇，密度最小的金属──锂
（2）典型用途：利用金属铝（Al）比较轻，工业上用来制造飞机等航天器
5．金属的硬度：
（1）有些金属比较硬，而有些金属比较质软，如铁（Fe）、铝（Al）、镁（Mg）等都比较质软；硬度最高的金属是铬（Cr）；
（2）典型用途：利用金属的硬度大，制造刀具，钢盔等。
6．金属的熔点：
（1）有的金属熔点比较高，有的金属熔点比较低，熔点最低的金属是汞（Hg）；熔点最高的金属是钨（W）；
（2）典型用途：利用金属锡（Sn）的熔点比较低，用来焊接金属
（3）金属汞(mercury，Hg)，又称水银，是唯一在常温下呈液态并易流动的金属。比重13.595，蒸气比重6.9。汞很易蒸发到空气中引起危害，因为:1、在0℃时已蒸发，气温愈高，蒸发愈快愈多;每增加10℃蒸发速度约增加1.2～1.5倍，空气流动时蒸发更多。2、汞不溶于水，可通过表面的水封层蒸发到空气中。3、粘度小而流动性大，很易碎成小汞珠，无孔不入地留存于工作台、地面等处的缝隙中，既难清除，又使表面面积增加而大量蒸发，形成二次污染源。4、地面、工作台、墙壁十天花板等的表面都吸附汞蒸气，有时，汞作业车间移作它用，仍残留有汞危害的问题。工人衣着及皮肤上的污染可带到家庭中引起危害。含有水银的用品一旦被打破，水银会形成球体滚落。这时，要先关掉室内所有加热装置，打开窗户通风；然后带上手套，用小铲子把水银收集起来深埋，或在上面撒些硫磺粉末，硫和汞反应能生成不易溶于水的硫化汞，危害会大大降低。由于水银在常温下即可蒸发成气态，很容易被吸入呼吸道，引起中毒，所以，处理散落在地的水银时最好带上口罩。。
（二）常见金属的化学性质
1．金属与氧气反应
大多数金属在一定条件下，都能与氧气发生反应，生成对应的金属氧化物，也有少数金属很难与氧气发生化合反应。如：“真金不怕火炼”，就是指黄金很难与氧气反应。
2．金属与水发生反应
大部分的金属不能与水发生反应，但少量金属能与水发生反应，如Na、K、Mg、Fe等。
①在冷水中，金属钠、钾等能与水发生化学反应，如：2Na+2H2O==2NaOH+H2↑
②在热水中，金属镁等能与水发生化学反应，如：Mg+2H2O==Mg(OH)2+H2↑
③在高温条件下，金属铁等能与水蒸气发生化学反应，如：3Fe+4H2O==Fe3O4+4H2↑
3．金属与酸发生反应
金属活动性顺序表：
钾（K）钙（Ca）钠（Na）镁（Mg）铝（Al）锌（Zn）铁（Fe）锡（Sn）铅（Pb）[氢（H）] 铜（Cu）汞（Hg）银（Ag）铂（Pt）金（Au）
（1）在金属活动性顺序表中，排在氢（H）前面的金属，能与某些酸发生置换反应生成氢气；而排在氢后面的金属不能与酸发生置换反应生成氢气；
（2）排在越前面的金属就越容易与酸反应，即在相同情况下，反应速率越大。
4．金属与某些盐溶液发生反应
排在金属活动性顺序表前面的金属能与盐溶液反应，置换出排在顺序表后面的金属，如：
Fe+ CuSO4==FeSO4+Cu
实验现象：在铁丝表面出现红色物质，一段时间后，溶液由蓝色转变为浅绿色。
主要用途：古代湿法炼铜的原理“曾青得铁则化为铜”，现代湿法镀铜
又如：Cu+Hg(NO3)2==Cu(NO3)2+Hg
如何比较两种气体的密度呢？这里提供一种简便方法：
比较两种气体的相对分子质量，在相同状态下相对分子质量大的气体密度大。(因为气体的密度在温度压强一定时与分子量成正比)。空气是多种气体的混合物，其平均分子量约为29。所以我们可以判断相对分子质量大于29的气体密度比空气大，相对分子质量小于29的气体密度比空气小。
（三）常见的金属矿石矿物
表一、矿物资源的分类
金属 常见金属《地壳岩石平均含量>0.01%》 铁、铝、镁、锰、钛、铬等
稀有金属《地壳岩石平均含量<0.01%》 铜、铅、锌、镍、金、银、钨、锡、汞、铂、钼等
非金属 化工原料 岩盐、硫、碳酸鈉、硼、氟、石墨等
肥料 磷灰石、氯化鉀、硝酸鈉、方解石、石灰石等
建筑材料 石膏、石灰石、黏土、石绵、沙砾、石英
陶瓷及研磨材料 陶瓷：黏土、石英、长石　研磨材料：金刚石、石榴子石、刚玉等
宝石矿物 金刚石、刚玉、黃玉石、榴子石等
表二、常见的金属矿石矿物
可得金属 矿物
铁 磁铁矿 赤铁矿 黃铁矿
锡 锡石
铜 黃铜矿 孔雀石
锌 闪锌矿
铅 方铅矿
金 自然金
六、相关链接
http://www./jyzc/ShowArticle.asp ArticleID=322 ( http: / / www. / jyzc / ShowArticle.asp ArticleID=322 )
http://www./Article_Class.ASP ClassID=30 ( http: / / www. / Article_Class.ASP ClassID=30 )
http://www./index.asp
金属的用途
常见的金属
金属在自然界中的存在
金属的物理性质
金属的化学性质
常见的金属物理和化学性质的实验探究
观察、思考并总结金属的物理性质
金属的用途
观察、思考并归纳、整理、金属的化学性质
金属在自然界中的存在
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