5.1金屬的性質(zhì)和利用第1課時

出教學(xué)目標

【知識與技能】

1.認識金屬材料與人類生活和社會發(fā)展的密切關(guān)系。

2.了解常見金屬的物理性質(zhì)，能區(qū)分常見的金屬和非金屬。了解物質(zhì)的性質(zhì)與用途的關(guān)系。

3.知道鎂、鋁、鐵、銅等常見金屬與氧氣的反應(yīng)。

4.初步認識常見金屬與鹽酸、稀硫酸的反應(yīng)。能用金屬和酸反應(yīng)的規(guī)律解釋一些與日常生活有關(guān)的化學(xué)問題。

5.初步認識常見金屬與金屬化合物溶液的置換反應(yīng)，能用置換反應(yīng)解釋一些與日常生活有關(guān)的化學(xué)問題。

6.能用金屬活動性順序?qū)τ嘘P(guān)的置換反應(yīng)進行簡單地判斷，并能利用金屬活動性順序解釋一些與日常生活有

關(guān)的化學(xué)問題。

7.知道生鐵和鋼等重要合金，以及合金比純金屬具有更廣泛的用途。

【過程與方法】

1.引導(dǎo)學(xué)生自主實驗探究金屬的物理性質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的實驗探究能力。

2.通過金屬和鹽酸、稀硫酸反應(yīng)，學(xué)習(xí)利用控制變量法進行科學(xué)探究。

3.能根據(jù)金屬和鹽酸、稀硫酸反應(yīng)的劇烈程度判斷金屬活動性順序。

4.通過探究金屬和金屬化合物溶液的反應(yīng)，判斷金屬活動性順序。

【情感、態(tài)度與價值觀】

1.通過日常生活中廣泛使用金屬材料等具體事例，認識金屬材料與人類生活和社會發(fā)展的密切關(guān)系。

2.在實驗操作中，獲得科學(xué)方法的體驗，養(yǎng)成實事求是的科學(xué)精神和嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度，激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)興趣。

⑥教學(xué)重難1

教學(xué)重點

1.金屬的物理性質(zhì)，物質(zhì)性質(zhì)與用途的關(guān)系。

2.金屬與氧氣的反應(yīng)，金屬與鹽酸、稀硫酸的反應(yīng)。

3.金屬與金屬化合物溶液的反應(yīng)，金屬活動性順序及其應(yīng)用o

4.合金的概念與判別。

教學(xué)難點

金屬活動性順序的應(yīng)用。

威）教學(xué)過程

教學(xué)方法

1.觀察法：通過學(xué)生的自我探究，引導(dǎo)學(xué)生了解金屬的物理性質(zhì)。

2.實驗法：通過對合金特性的實驗探究，經(jīng)過對比分析，歸納出合金與純金屬相比具有的特性。

3.探究法：通過學(xué)生的探究實驗，引導(dǎo)學(xué)生正確推理，概括出金屬活動性順序。

4.歸納法：通過金屬與酸反應(yīng)的化學(xué)方程式的比較，歸納出置換反應(yīng)的特點，理解并掌握置換反應(yīng)。

教具、學(xué)具

1.計算機多媒體教學(xué)系統(tǒng)、CAI課件等。

2.儀器：藥匙、鐐子、試管、試管架、干電池、小燈泡、導(dǎo)線、酒精燈、火柴、砂紙等。

3.藥品：稀鹽酸、稀硫酸、鎂片、鋅片、鐵片、銅片、鋁片、黃銅、保險絲、硝酸銀溶液、硫酸銅溶液、硫

酸鋅溶液等。

導(dǎo)入新課

【教師提問】學(xué)生了解人類發(fā)現(xiàn)、認識、使用金屬的歷史，利用學(xué)生的生活背景，讓學(xué)生說出日常生活中

接觸到的金屬制品。

【學(xué)生展示】展示他們收集到的金屬制品，如銅錢、硬幣、紀念章等。

【教師提問】圖片中的制品主要由什么材料制成？

【教師講解】金屬材料包括純金屬以及它們的合金。

【教師導(dǎo)入】本章我們就來學(xué)習(xí)金屬和金屬材料。

講授新課

【教師展示】本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標。

【教師提問】根據(jù)生活經(jīng)驗，你知道哪些金屬？見過哪些金屬？把它們的名稱和元素符號寫在下列表格中。

金屬名稱

我知道的

元素符號

我見過的金屬名稱

元素符號

【學(xué)生回答】學(xué)生討論后回答。

【教師點撥】

金屬名稱鐵銅鋁金鎂

我知道的

元素符號FeCuA1AuMg

金屬名稱鐵銅鋁金銀

我見過的

元素符號FeCuA1AuAg

【教師總結(jié)】金屬的種類有很多，而我們最常見的金屬有鐵、鋁和銅。

【教師導(dǎo)入】下面，我們就以銅、鐵為例，來對金屬的物理性質(zhì)進行探討。

【活動探究】學(xué)生分組進行。

1.觀察它們的顏色和光澤。

2.感覺一下同體積不同金屬塊的質(zhì)量大小，由此判斷它們的密度大小。

3.試試不同金屬片是否容易被彎曲、折斷，并感覺它們硬度是否相同。

4.用電池和小燈泡等試試他們能否導(dǎo)電，并比較燈泡的亮度是否相同。

5.用手拿著金屬片的一端，在酒精燈火焰上方烘烤它的另一端（注意：時間不要長，防止燙傷），試試它能

不能傳熱。

【學(xué)生實驗探究、完成報告、交流討論，教師巡視】

實驗現(xiàn)象說明金屬具有什么性質(zhì)舉例說明該性質(zhì)的用途

實驗1

實驗2

實驗3

實驗4

實驗5

【實驗1的結(jié)論】金屬都有顏色、有光澤。

【實驗2和實驗3的結(jié)論】不同金屬的密度、硬度不同。金屬能被彎曲，而且不易折斷。

【實驗4的結(jié)論】金屬具有導(dǎo)電性，不同金屬的導(dǎo)電能力各不相同。

【實驗5的結(jié)論】金屬具有導(dǎo)熱性。

【教師展示】教師展示細銅絲、薄銅片等。

【教師點撥】抽成細絲的性質(zhì)為延性，打軋成薄片的性質(zhì)為展性。金屬的延展性決定了金屬一般具有良好

的機械強度。

【教師總結(jié)】金屬有顏色和光澤，常溫下為固態(tài)（汞除外）；不同金屬的密度、硬度不同；金屬有良好的導(dǎo)

電性、導(dǎo)熱性和延展性，且熔點較高。

【學(xué)生討論】

1.制造飛機和制造機器底座，對所用金屬的密度和硬度會有什么要求？

2.電爐絲是用金屬鴇制成的，你認為它利用了鴇的哪些性質(zhì)？

【教師總結(jié)】金屬不僅具有以上共性還有各自的特性。

【教師展示】一些金屬物理性質(zhì)的比較。

【教師總結(jié)】金屬的物理性質(zhì)

（1）大多數(shù)金屬有銀白色金屬光澤，個別金屬具有特殊顏色。

（2）有良好的導(dǎo)電性、傳熱性，導(dǎo)電性和傳熱性最好的金屬都是銀。

（3）有良好的延展性，如最細的白金絲直徑不超過1/5000mm,最薄的金箔只有1/10000mm厚。

（4）大多數(shù)金屬有較大的密度，但鈉、鉀密度卻比水還小。

（5）大多數(shù)金屬有較大的硬度，但鈉、鉀很軟，可用小刀切割。

（6）大多數(shù)金屬有較高的熔點，熔點最高的金屬是鴇，熔點最低的金屬是汞。

【教師提問】

1.為什么鐵制鍋鏟需要加上木柄或塑料柄？

2.銀的導(dǎo)電性比銅好，一般情況下為什么不用銀制造電線電纜？

3.選擇鑄造硬幣的金屬材料需要考慮哪些因素？

【學(xué)生回答】學(xué)生討論后熱烈交流。

答案：1.鐵易導(dǎo)熱，加上導(dǎo)熱性弱的木柄等以防燙手。

2.銀的價格比銅高許多。

3.資源豐富、無毒、輕便、耐磨耐腐蝕、美觀、易加工、有一定的硬度……

【教師總結(jié)】用途主要由性質(zhì)決定。還需考慮價格、資源，是否美觀，使用是否便利，廢料是否容易回收

利用以及對環(huán)境的影響等。

【教師提問】不法商販用銅鋅合金冒充黃金欺騙消費者，你能用簡單的方法去拆穿他們的騙局嗎？

【學(xué)生回答】用測密度（兩者的密度不同）、硬度、熔點（熔點不同）等方法。

【教師講述】這些方法都是一些物理方法，在現(xiàn)場不容易實現(xiàn)，我們可以用一些化學(xué)方法來鑒別黃金的真

偽。學(xué)完本課，你就會用化學(xué)方法鑒別黃金的真?zhèn)巍?/p>

講授新課

2.常見金屬的化學(xué)性質(zhì)

（1）金屬與氧氣的反應(yīng)

【教師講述】回憶并描述鎂在空氣中燃燒，鐵絲在氧氣中燃燒的現(xiàn)象，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。

【學(xué)生書寫】老師巡視，指導(dǎo)學(xué)生書寫化學(xué)方程式

點燃

3Fe+2O2==Fe3O4

點燃

2Mg+0242MgO

【教師講述】引導(dǎo)學(xué)生描述曾經(jīng)學(xué)過的金屬與氧氣反應(yīng)的現(xiàn)象，比較這幾種金屬的活動性。

【學(xué)生描述】鐵、鎂與氧氣反應(yīng)的現(xiàn)象。

鐵絲在氧氣中燃燒火星四射，放出大量的熱，黑色固體

鎂在空氣中燃燒發(fā)出白光，放熱，生成白色固體

【得出結(jié)論】鎂比鐵活潑。

【觀察與思考】鎂條、鐵片（或鐵絲）、鋁片（或鋁絲）和銅片（或銅絲）四種金屬與氧氣反應(yīng)。

【教師總結(jié)】

實驗內(nèi)容實驗現(xiàn)象

劇烈燃燒，發(fā)出耀眼的白光，放出熱量，生成白色固體，伴有白

鎂條在空氣中點燃

煙

鐵片（或鐵絲）在氧氣中點燃劇烈燃燒，火星四射，放出大量的熱，生成黑色固體

鋁片（或鋁絲）在空氣中加熱鋁片受熱后熔化但不滴落，表面變暗

銅片（或銅絲）在空氣中加熱表面由紫紅色變?yōu)楹谏?/p>

【教師提問】所有的金屬都可以和氧氣發(fā)生反應(yīng)嗎？用生活中的例子來說明。

【學(xué)生回答】黃金飾品不變色，說明金不和氧氣反應(yīng)。（古代用金銀做為貨幣，說明金銀一般不和氧氣發(fā)

生反應(yīng)。）

【教師提問】“真金不怕火煉”說明什么？為什么暖氣片上要刷銀粉？銀粉是銀嗎？

【學(xué)生回答】即使在很高的溫度下，金也不和氧氣發(fā)生反應(yīng)。鋁在空氣中和氧氣反應(yīng)生成一層致密的氧化

鋁薄膜，阻止鋁進一步氧化，所以暖氣片上涂的銀粉成分是鋁，并不是銀。

【學(xué)生討論】組織學(xué)生討論金屬與氧氣反應(yīng)的規(guī)律，金屬越活潑，越容易和氧氣發(fā)生反應(yīng)。

【得出結(jié)論】大多數(shù)的金屬能夠和氧氣發(fā)生反應(yīng)，但是反應(yīng)的難易和劇烈程度不同。

鋁在常溫下能和氧氣發(fā)生反應(yīng)，生成致密的氧化膜，阻止鋁進一步氧化，金在高溫下也不和氧氣發(fā)生反應(yīng)。

【教師總結(jié)】

點燃

J=

2Mg+O2^2MgO

點燃

4A1+3O2-2A12O3

點燃

3Fe+2O2Fe3()4

2CU+O2=2CUO

(2)金屬與鹽酸、稀硫酸的反應(yīng)

【教師提問】我們已經(jīng)學(xué)過鋅和稀硫酸反應(yīng)，鎂和鹽酸反應(yīng)，那么其他的金屬可以和稀硫酸反應(yīng)嗎？金屬

與鹽酸或稀硫酸是否反應(yīng)以及反應(yīng)的劇烈程度，也可反映出金屬的活潑程度。下面，我們就通過實驗來比

較鎂、鋅、鐵、銅的活動性。

【實驗探究】學(xué)生猜想并設(shè)計實驗，探究鎂、鋅、鐵、銅和稀鹽酸、稀硫酸反應(yīng)，觀察現(xiàn)象。實驗結(jié)束后，

寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。

【實驗演示】將學(xué)生分成四組，二組做實驗A,另二組做實驗B。

實驗A：在四支試管中分別放入打磨光潔的鎂條、鋅粒、鐵片、銅片，各加入約5mL稀鹽酸，觀察現(xiàn)象,

比較反應(yīng)的劇烈程度；用燃著的木條放在試管口，觀察并記錄實驗現(xiàn)象。

實驗B：用稀硫酸代替稀鹽酸進行實驗，并比較發(fā)生的現(xiàn)象。

請兩位同學(xué)在黑板上書寫上述反應(yīng)的化學(xué)方程式，現(xiàn)象由學(xué)生口述。

【教師提問】通過以上實驗，你得出的結(jié)論是什么？

【教師總結(jié)】

實驗A：

Mg+2HCl=MgCl2+H2t

Zn+2HC1-ZnCb+H2T

Fe+2HCl=FeCb+H2T

實驗B：

Mg+H2so4-MgSO4+H2T

Zn+HzSOd----ZnSCU+H2T

Fe+H2sO4-FeSCU+H2T

回答：①鎂、鋅、鐵可與鹽酸或稀硫酸反應(yīng)生成氫氣，銅不能與鹽酸或稀硫酸反應(yīng)。

②鎂、鋅、鐵與鹽酸或稀硫酸反應(yīng)時的劇烈程度不同。鎂反應(yīng)最劇烈，其次是鋅，然后是鐵。

③與酸反應(yīng)時，能生成氫氣的金屬活動性強；否則，就較弱。

④鎂、鋅、鐵、銅的金屬活動性由強到弱。

【教師提問】鋁與稀鹽酸和稀硫酸能否發(fā)生反應(yīng)？為什么？如果能反應(yīng)，請同學(xué)上黑板寫出化學(xué)方程式。

【教師總結(jié)】

2A1+6HC1=2A1C13+3H2T

2A1+3H2so4=A12(SO4)3+3H2T

【教師展示】下面，是我們本節(jié)課探究時所發(fā)生的一些化學(xué)反應(yīng)：

Mg+2HCl=MgCl2+H2t

Zn+2HCl=ZnC12+H2T

Fe+2HC1=FeCb+H2T

2A1+6HC1=2A1CL+3H2T

Mg+H2so4=MgSO4+H2T

Zn+H2SO4^ZnSO4+H2T

=

Fe+H2SO4FeSO4+H2T

=:

2A1+3H2SO4A12(SO4)3+3H2T

【教師提問】請大家從反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)類別如單質(zhì)、化合物的角度分析，這些反應(yīng)有什么特點?它們

與我們學(xué)習(xí)過的化合反應(yīng)和分解反應(yīng)的特點是否相同？

【學(xué)生回答】這些反應(yīng)的特點是由一種單質(zhì)跟一種化合物反應(yīng)生成另一種單質(zhì)和另一種化合物。其特點不

同于化合反應(yīng)和分解反應(yīng)。

【教師總結(jié)】回答得很好?；瘜W(xué)上，我們把具有這一特點的反應(yīng)叫做置換反應(yīng)。

（3）置換反應(yīng)

特點：A+BC=B+AC

【教師提問】那么鑒別真假黃金的方法有哪些呢？

【學(xué)生回答】學(xué)生思考并回答：

①取樣品，放在酒精燈火焰上灼燒，變成黑色的是假黃金，不變色的是真金。

②把樣品置于稀鹽酸或稀硫酸中，有氣泡產(chǎn)生的是假黃金，無現(xiàn)象的是真金。

（4）金屬與某些金屬化合物溶液的反應(yīng)

【實驗演示】金屬與金屬化合物溶液的反應(yīng)

實驗內(nèi)容實驗現(xiàn)象化學(xué)方程式

在試管中加入少量硫酸銅溶液，把2?3枚無銹的鐵釘表面覆蓋一層紅色物質(zhì)，F(xiàn)e+CuSO4^=

新鐵釘浸入硫酸銅溶液中，觀察實驗現(xiàn)象溶液逐漸由藍色變?yōu)闇\綠色FeSO4+Cu

我國古代就有“曾青得鐵則化為銅”的記載。意思是可溶性銅的化合物與鐵發(fā)生反應(yīng)得到單質(zhì)銅。這是現(xiàn)代

濕法冶金的先驅(qū)。

【學(xué)生回答】

學(xué)生討論得出金屬和化合物溶液能夠反應(yīng)，說明金屬比化合物中的金屬活潑。

【教師總結(jié)】

（5）常見金屬的活動性順序

【教師提問】

經(jīng)過大量的實驗證明，可以得出常見金屬的活動性順序：KCaNaMgAlZnFeSnPb（H）CuHgAgPtAu。

根據(jù)剛才的實驗結(jié)合金屬活動順序表，你能獲得哪些信息？

【學(xué)生回答】學(xué)生思考，討論后回答：

金屬活動性從左到右依次減弱，排在氫前面的金屬能夠把鹽酸、稀硫酸中的氫置換出來，排在前面的金

屬能把后面的金屬從它們的化合物溶液中置換出來。

【教師點撥】

1.排在氫前面的金屬可以置換出酸中的氫而不是置換出氫氣。

2.強氧化性的酸如濃硫酸及硝酸與金屬不是發(fā)生置換反應(yīng)產(chǎn)生氫氣而是產(chǎn)生水等。

3.對于鉀、鈣、鈉等金屬的活動性較強，與化合物溶液的反應(yīng)比較復(fù)雜，一般不用其直接置換比其不活潑的

金屬。

【教師提問】

判斷金屬活動性強弱的方法有幾種？

【學(xué)生回答】學(xué)生思考，討論后回答：

學(xué)生回憶本節(jié)課內(nèi)容后，回答（1）與氧氣反應(yīng)。根據(jù)與氧氣反應(yīng)的難易和劇烈程度判斷。

（2）與鹽酸或稀硫酸反應(yīng)。根據(jù)能否反應(yīng)、反應(yīng)劇烈程度判斷。

（3）與另一種金屬化合物溶液反應(yīng)。根據(jù)金屬能否和金屬化合物的溶液反應(yīng)判斷。

課堂小結(jié)

我們今天學(xué)習(xí)了金屬的物理性質(zhì)，合金以及合金的優(yōu)良特性，了解了大多數(shù)金屬能與氧氣反應(yīng)，不同的金

屬活動性不同。根據(jù)金屬與酸的反應(yīng)或金屬與另一金屬的化合物溶液的反應(yīng)，可判斷出金屬活動性強弱。

同時，我們還學(xué)習(xí)了一種新的反應(yīng)類型一置換反應(yīng)。

當堂達標

1.科技館中機器人取放棋子只用一根“手指”接觸棋子表面就可以實現(xiàn)，其奧秘是“手指”內(nèi)部有電磁鐵。下

列材料不能用于制作象棋棋子的是（）

A.保B.鋁C.鐵D.鉆

答案：B

2.下列有關(guān)實驗現(xiàn)象的描述正確的是（）

A.紅磷在空氣中燃燒，產(chǎn)生大量白色煙霧

B.鋁片放入硫酸銅溶液一段時間后，出現(xiàn)紅色物質(zhì)

C.鐵絲在氧氣中劇烈燃燒，火星四射，生成紅色固體

D.鎂條在空氣中燃燒，產(chǎn)生白色火焰，生成黑色固體

答案：B

3.下列物質(zhì)不能直接由金屬和稀酸反應(yīng)制取的是（）

A.A1C13B.ZnSO4C.FeCl3D.MgCl2

答案：C

4.下列反應(yīng)屬于置換反應(yīng)的是（）

高溫

A.Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2

B.CH4+2O2=CO2+2H2O

C.2Na+2H2O=2NaOH+H2T

D.Na2CO3+CaC12=CaCO3i+2NaCl

答案：C

5.向兩份完全相同的稀鹽酸中分別加入過量Zn粉、Fe粉，隨著反應(yīng)的進行，金屬質(zhì)量和生成氫氣的質(zhì)量

變化如圖所示。請讀取圖像信息，并根據(jù)圖像信息判斷下列說法正確的是（）

f生成H2質(zhì)量/g

F

°加入金屬質(zhì)量/g

A.Fe與Zn的活動性順序：Fe>Zn

B.同質(zhì)量的Zn粉和Fe粉與足量稀鹽酸反應(yīng)生成H2質(zhì)量：Fe>Zn

C.同質(zhì)量的Zn粉和Fe粉與足量稀鹽酸反應(yīng)生成H2質(zhì)量：Fe=Zn

D.足量同質(zhì)量同質(zhì)量分數(shù)的稀鹽酸分別與Zn粉和Fe粉反應(yīng)生成H2質(zhì)量：Fe=Zn

答案：BD

6.金屬R與硫酸銅溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式是R+CUSC）4=CU+RSO4,從該化學(xué)方程式你能獲得的正確信息是

（）

A.該金屬可以是金屬鋁

B.金屬R的活潑性比Cu要強

C.該反應(yīng)不是置換反應(yīng)

D.該金屬一定是鋅

答案：B

7.有甲、乙、丙三種金屬，三種情況的現(xiàn)象如下表：

條件甲乙