金属材料 优秀教学设计
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金属材料
【教学目标】
1.了解金属的物理性质及合金的知识;铁的冶炼过程;金属资源保护的几种方法;掌握铁钉锈蚀条件的探究。
2.通过搜集与探究,培养科学的探究能力,分析问题、解决问题能力。
3.知道废弃金属对环境的污染,认识回收金属的重要性。树立保护环境和节约资源的意识。
【教学重难点】
1.金属的物理性质及合金出现频率不大,简单题。金属资源的利用和保护出现频率较大,尤其是金属锈蚀常以科学探究题的形式出现,分值较大,中等难度。
2.金属活动性的试题多是选择题,填空题。通过金属与酸、盐溶液的反应,判断金属活动性强弱,分值为2—3分。
3.估计金属材料、金属资源利用和保护在今后中考中将会有新题型、更多题目出现。【教学过程】
1.金属材料
①金属的物理性质②合金③物质用途的决定因素④合金的性质
2.金属的化学性质
①金属与氧气反应②金属与酸的反应③置换反应④金属活动性顺序
意义:
金属的位置越靠前,金属的活动性越强
排在氢前的金属可以把酸中的氢置换出来
排在前面的金属可以把排在后面的金属从其盐溶液中置换出来
3.金属资源的利用和保护
①铁的冶炼:原料、原理、设备②铁钉锈蚀条件的探究③防止铁制品生锈的几种方法
基础示例
1.下列物质属于纯净物的是( )
A.生铁 B.钢 C.赤铁矿 D.金刚石2.下列有关铁生锈的叙述错误的是( )
A.铁生锈时一定伴随物理变化
B.铁生锈时,铁发生了缓慢氧化
C.铁生锈的实质是铁与空气中氧气反应,生成氧化铁
D.铁生锈时会有难以察觉的热量放出
3.被雨水淋湿的自行车,应( )
A.先用布擦干,再用带油的布擦拭
B.在自行车表面刷一层油漆
C.用布擦干即可
D.晾干后,用盐酸除去锈层
4.日常生活中,我们有很多做法都是在不自觉中运用了金属某些性质,如:烧菜用的铲勺是铁制的,但一般都要装木柄,是因为铁具有________性;铁块可以制成铁丝,是利用它的________性;做电线时铝比铁好,说明________;钛合金做轮船外壳而不选钢材,反映出________。
示例提示
1.D 2.C 3.A 4.导热延展导电容易被腐蚀
一、金属的物理性质
金属的物理性质有很多相似之处
①常温下都是固体(汞除外,汞在常温下呈液态)
②都有金属光泽
③大多数金属都是电和热的良导体
④都有延展性,可以抽成很长的丝,压成很薄的片
⑤密度一般都比较大
⑥熔点一般都比较高
二、合金
(1)在金属中加热熔合某些金属或非金属,就可以制得具有金属特征的合金。最常见、用的最多的合金是铁的合金,生铁和钢。它们的主要区别是含碳量不同。
(2)金属制成合金后,由于组成的改变,使得合金性能也随之发生改变。合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高,抗腐蚀性能等也更好,因此,合金具有更广泛的 用途。
金属材料
(1)金属材料包括纯金属和它们的合金。
(2)金属有许多共同的物理性质,如:有金属光泽、容易导电、容易导热、有延展性等。
(3)常见金属的特性,如:铁为银白色、质软、可以被磁铁吸引;铜为紫红色;金呈黄色;常温下汞是液态;钛熔点高、密度小等。
(4)常见的铜的合金是黄铜和青铜。
生铁和钢是铁的合金,生铁的含碳量2%—4.3%,钢的含碳量为0.03%—2%。
三、金属材料的用途及保护
(1)金属比组成它的纯金属在物理、化学、机械等方面有更多的良好性能。因此,人们日常使用的金属材料,大多不是纯金属而是合金。
(2)物质的性质在很大程度上决定了物质的用途,但这不是唯一的决定因素。在考虑物质的用途时,还需考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利,以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。
(3)金属资源保护的几种方法:
①回收利用废旧金属;
②防治金属生锈;
③合理、有计划地开采矿物;
④积极寻找金属的代用。
四、金属的冶炼及防腐
(1)铁的冶炼
原料:铁矿石、石灰石、焦炭
原理:在高温下,利用焦炭与氧气反应生成的一氧化碳把铁从铁矿石里还原出来。
设备:高炉
(2)铁钉生锈的探究方法:
结论:常温下铁在干燥的空气中很难生锈。而在潮湿的空气中却容易生锈。即铁生锈,实际上是铁与空气中的水分、氧气发生的一系列的复杂的化学反应。
(3)防止铁制品生锈的几种方法
保持铁制品表面的洁净和干燥;在铁制品表面形成一层保护膜。如涂油、刷油漆、镀其他金属等;把铁制成合金、不锈钢等多种方法。
五、金属的化学性质
(1)金属与氧气的反应
大多数金属都能与氧气反应,但反应的难易和剧烈程度不同。镁、铝等在常温下就能与氧气反应;铁、铜等在常温时几乎不与氧气反应;金在高温时也不与氧气反应。
(2)金属与酸的反应
镁与盐酸、稀硫酸反应剧烈,并伴有明显的放热现象;锌次之;铁反应非常缓慢;铜不能与盐酸、稀硫酸反应。这说明镁的活动性最强,锌次之,铁较弱,铜最弱。
(3)置换反应
Zn+2HCl====ZnCl2+H2↑
Fe+CuSO4====FeSO4+Cu
像以上这些一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质与另一种化合物的反应,叫做置换反应。
(4)金属活动性顺序
六、金属与酸发生置换反应的规律
此类习题是中考中常出现,而一般学生很容易出错的题目。做题时,要看清题意,分清哪个量过量,哪个量不足,应该根据哪个量来进行计算。
(1)足量的不同金属与等质量的同种酸反应生成氢气的质量相等。
(2)足量的不同种酸与等质量的同一种金属反应生成氢气的质量相等。
(3)等质量的不同种金属与足量的酸反应,生成氢气的质量与比值(金属相对原子质量/金属化合价)成反比。比值越小,消耗金属的质量越小。
注:
①金属与酸反应一般取镁、锌、铁、铝等金属,不取钾、钙、钠等太活泼的金属。因为,这些金属太活泼,也能与水反应放出氢气,非常复杂。
②发生反应的酸,一般指盐酸和稀硫酸。
原因是硝酸和浓硫酸有很强的氧化性,它们与金属反应一般得不到氢气而直接生成水。
七、金属活动性顺序
(1)熟悉并灵活运用金属活动性顺序。
(2)金属的位置越靠前,它的活动性就越强,在水溶液中就越易失电子。
(3)位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢,且金属的位置越靠前,它与酸反应速率越大。
(4)位于前面的金属能把后面的金属从它们化合物溶液中置换出来。当一种金属与两种