第九单元 金 属
第一节 常见的金属材料
第一课时 金属的物理性质 合金
教学目标
【知识与技能】
(1)了解常见金属的物理性质，知道物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但同时还需考虑价格、资源以及废料是否易于回收等其他因素。
(2)知道什么是合金，认识合金与纯金属相比在性能上更具优越性。
(3)了解几种常见合金的主要成分、性能和用途。
【过程与方法】
(1)通过实验探究，提高学生的动手能力。
(2)通过讨论、探究物质的性质与用途的关系，培养学生综合分析问题的能力。
(3)通过查阅合金的资料及分组讨论，培养学生独立获取知识的能力和合作意识。
【情感态度与价值观】
通过实验探究活动让学生体验成功的喜悦，逐步养成在学习过程中敢于质疑、敢于探究的良好品质。
教学重难点
【重点】
金属的物理性质，合金的概念。
【难点】
合金的性质。
教学过程
知识点一 金属的物理性质
【自主学习】
阅读教材第54～56页的有关内容，完成下列填空：
1．金属的共性：大多数金属都具有金属光泽，密度和硬度较大，熔点和沸点较高，具有良好的延展性、导电性和导热性。
2．金属的特性：(1)铂的延性好，金的展性好。(2)大多数金属都呈银白色，金呈黄色，铜呈紫红色。(3)大多数金属在常温下是固体，汞是液体。(4)导电性最强的是银，其次是铜、金、铝等。
3．金属的分类
(1)按颜色分：黑色金属(铁、铬、锰)；有色金属(铁、铬、锰以外的金属)。
(2)按密度分：轻金属(钠、钙、镁、铝等)；重金属(汞、铜、镉、铅等)。
(3)按含量分：常见金属(铁、铝等)；稀有金属(锆、铌、钼等)。
【合作探究】
银的导电性比铜好，为什么导线一般用铜制而不用银制？
答：银和铜导电性相近，但银比铜贵得多，且电线用量大，所以用铜不用银。
【教师点拨】
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。还需考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利、是否容易回收和对环境的影响等多种因素。
【跟进训练】
1．下列金属材料的用途与性质不相符的是( D )
2．金属材料在人类活动中已得到越来越广泛的应用。下列性质中，所有金属都具有的是 ( B )
A．硬度很大
B．有良好的导电性、导热性
C．是银白色的固体
D．熔、沸点很高
3．我国第四套人民币硬币中，一元币为钢芯镀镍合金，伍角币为钢芯镀铜合金，一角币为铝合金或不锈钢，在选择铸造硬币的材料时，不需要考虑的因素是( B )
A．金属的硬度
B．金属的导热性
C．金属的耐腐蚀性
D．金属价格与硬币面值的吻合度
4．请在横线上填上金属相应的主要性质：
用铝做导线：导电性；用铝壶烧水：导热性；用铝箔做包装用品：延展性；用铝合金做门窗：耐腐蚀性；用铝合金制造飞机外壳因其密度小。
知识点二 合金
【自主学习】
阅读教材第56～57页的相关内容，并进行实验探究，完成下列填空：
1．合金：在某种金属中加热熔合其他金属或非金属后形成的、具有金属特性的物质。故合金一定是混合物。
2．合金种类：青铜(铜锡合金)、黄铜(铜锌合金)都属于铜合金；生铁和钢都属于铁合金(两者的主要区别是含碳量不同：生铁含碳量为2%～4.3%，钢为0.03%～2%)。
3．探究金属与合金的性质差异
步骤 现象 结论
观察铝片与铝合金、铜片与黄铜片、锡片与焊锡的颜色与光泽 铝合金、黄铜片、焊锡的颜色分别比铝片、铜片、锡片的颜色鲜亮 合金的色泽比组成它的纯金属的色泽更鲜艳
将铝片与铝合 金、铜片与黄铜片、锡片与焊锡两两互相刻划 铝片、铜片、锡片上分别有划痕，而铝合金、黄铜片、焊锡上没有划痕 合金的硬度比组成它的纯金属的硬度大
将锡片和焊锡放在铁片上，用酒精灯在铁片中心加热 焊锡很快熔化，而锡片加热没有明显变化 合金的熔点比组成它的纯金属的熔点低
【教师点拨】
合金的性质：与组成它的纯金属相比，合金的色泽更鲜艳，熔点要低，硬度更大，抗腐蚀性能和机械加工性能更好。
【跟进训练】
1．“共享单车”，既节能环保又方便出行。如图所示单车中下列部件的制作材料不是合金的是( C )
A．钢圈 B．钢丝
C．轮胎 D．链条
2．试根据下表所列金属的熔点和沸点的数据，判断不能制得的合金是 ( B )
金属 Na K Al Cu Fe
熔点/℃ 97.8 63.6 660 1083 1535
沸点/℃ 883 774 2200 5952 2750
A.K－Na合金 B．K－Fe合金
C．Na－Al合金 D．Fe－Cu合金
3．下列有关合金的叙述中，正确的是③④⑤⑥(填序号)。
①合金中至少含两种金属；②合金中的元素以化合物形式存在；③合金中一定含有金属；④合金一定是混合物；⑤生铁是含杂质较多的铁合金；⑥合金的强度和硬度一般比组成它的纯金属更高，抗腐蚀性能等更好。
练习设计
完成本课相应练习部分，并预习下一课的内容。
第二课时 金属矿物及其冶炼
教学目标
【知识与技能】
知道重要的铁矿石和炼铁的基本原理。
【过程与方法】
通过实验，让学生了解炼铁的原理，使学生认识化学原理对实际生产的指导作用。
【情感态度与价值观】
通过化学知识与生产、生活相联系，引导学生关注身边的化学，增强社会责任感。
教学重难点
【重点】
炼铁的基本原理。
【难点】
实验室探究炼铁原理的实验。
教学过程
知识点一 金属矿物
【自主学习】
阅读教材第58页的相关内容，完成下列填空：
1．存在：地球上的金属资源除少数很不活泼的金属如金、银、铂等以单质形式存在外，其余都以化合物形式存在。
2．种类：(1)铝矿石：铝土矿(主要成分为Al2O3)、钾长石和明矾石等；(2)铁矿石：赤铁矿(主要成分为Fe2O3)、磁铁矿(主要成分为Fe3O4)、黄铁矿(主要成分为FeS2)、菱铁矿(主要成分为FeCO3)等。
【合作探究】
铁矿有多种，在炼铁时常用磁铁矿或赤铁矿，而很少用黄铁矿或菱铁矿，为什么？
答：黄铁矿含铁量低，含有对环境有害的硫元素，在冶炼过程中会产生有毒气体二氧化硫，因此黄铁矿不宜炼铁；菱铁矿中铁元素的质量分数小于磁铁矿和赤铁矿中铁元素的质量分数，所以工业炼铁最好选择磁铁矿或赤铁矿。
【跟进训练】
1．用下列矿石冶炼金属时，排放的废气容易引起酸雨的是( A )
A．辉铜矿(主要成分Cu2S)
B．赤铁矿(主要成分Fe2O3)
C．磁铁矿(主要成分Fe3O4)
D．铝土矿(主要成分Al2O3)
2．常见的铁矿石有：磁铁矿(主要成分是Fe3O4)、赤铁矿(主要成分是Fe2O3)、褐铁矿(主要成分是Fe2O3·3H2O)、菱铁矿(主要成分是FeCO3)、黄铁矿(主要成分是FeS2)。其中理论上最适宜炼铁的两种矿石为 磁铁矿、赤铁矿，理由为含铁量较大、矿石中不含硫，冶炼中不会产生有害的SO2气体。
知识点二 金属冶炼
【自主学习】
1．阅读教材第59页实验探究9－1，完成下列填空：
铁的冶炼：
实验原理(化学方程式表示) ①玻璃管内：Fe2O3＋3CO2Fe＋3CO2 ②试管内：CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O ③酒精灯处：2CO＋O22CO2
操作 步骤 ①检查装置的气密性； ②将氧化铁放入硬质玻璃管内并固定； ③通入一氧化碳，点燃末端酒精灯； ④待装置内空气排尽后，给氧化铁加热； ⑤当玻璃管内红色粉末完全变成黑色时停止加热； ⑥待玻璃管内固体冷却后，停止通入CO
实验 现象 玻璃管内红色粉末变为黑色，试管内澄清的石灰水变浑浊，点燃尾气产生蓝色火焰
2.还原反应：含氧化合物中的氧被夺去的反应。
3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2，该反应中CO夺走氧化铁中的氧，铁被还原出来，CO是还原剂。
3．电解法冶炼铝：2Al2O34Al＋3O2↑。
【合作探究】
在高炉炼铁的反应中，还原剂是焦炭还是一氧化碳？
答：高炉炼铁是利用焦炭和二氧化碳反应产生的一氧化碳将铁从铁矿石中还原出来，故还原剂是一氧化碳。
【教师点拨】
在铁的冶炼实验中，需要注意的事项：
(1)实验开始先通纯净的CO，再加热氧化铁。防止CO与空气混合加热发生爆炸。
(2)实验结束时要先停止加热，继续通CO直到玻璃管冷却。其目的是防止高温下的铁与氧气接触重新被氧化；同时，还可以防止石灰水倒吸。
(3)CO有毒，应将尾气点燃或收集处理，防止污染空气。
【跟进训练】
1．下列有关工业炼铁的叙述中，不正确的是( D )
A．炼铁用的设备是高炉
B．炼铁过程中焦炭用于提供热量和CO
C．炼铁得到的生铁仍为混合物
D．炼铁是用空气中的氧气将铁矿石中的杂质氧化除去
2．用“W”型玻璃管进行微型实验(如图所示)。下列说法正确的是( B )
A．a处的化学方程式为：3CO＋Fe2O3,2Fe＋3CO2
B．b处澄清的石灰水变浑浊
C．尾气可以不经处理就直接排放
D．使用该微型装置进行实验，优点只有节约药品
3．下图为教材中实验室模拟炼铁的实验改进装置(部分夹持仪器略去)。
实验步骤如下：
Ⅰ.连接好装置，并检查装置的气密性；
Ⅱ.装好药品，先通一会儿CO，再点燃酒精喷灯；
Ⅲ.实验结束，先撤去酒精喷灯，继续通CO直至玻璃管冷却。
回答下列问题：
(1)实验中可看到A处玻璃管里的粉末由红色逐渐变黑，说明Fe2O3转化为 Fe(填化学式)，B瓶中澄清石灰水变浑浊，该反应的化学方程式为 CO2＋Ca(OH)2,CaCO3↓＋H2O。
(2)步骤Ⅲ中先撤去酒精喷灯，继续通CO直至玻璃管冷却的目的是防止生成的铁被空气中的氧气氧化。
(3)盛满石灰水的B装置在此实验中的作用有下列说法：
①收集多余的CO；
②检验并吸收反应生成的CO2。
上述说法中正确的是C(填字母序号)。
A．只有① B．只有②
C．①和②
练习设计
完成本课相应练习部分，并预习下一课的内容。
