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第5章 金属的冶炼与利用

第1节 金属的性质和利用（共2课时）

第一课时 金属的物理性质和化学性质

备课教师：韦延贵

教学目标：

知识与技能：

1．了解金属的物理特征，能区分常见的金属和非金属； 2．知道常见的金属与氧气、酸溶液的反应。

过程与方法：通过对金属性质的实验探究，学习利用实验认识物质的性质和变化的方法。 情感态度价值观：让学生初步形成物质的性质决定物质用途的观念。 教学重点：金属的化学性质与用途

教学难点：①铁的化学性质实验探究方案的设计；

②通过和已有化学知识的联系、比较、理解并得出结论“铁的化学性质比较活泼”。 教学方法：

启发式、探究式、引导式、讲解式等。 教学过程： 一、新课导入

引入：你知道生活中哪些金属？ 我知道的 金属名称： 元素符号： 我见过的 金属名称： 元素符号： 二、讲授新课

（一）探究金属的物理性质及其用途 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 （二）常见金属的化学性质的探究

【复习提问】写出铁跟氧气、盐酸和硫酸铜溶液反应的化学方程式。 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。 （1）金属镁与氧气发生反应

实验现象：在空气中点燃镁带后，镁带剧烈燃烧，发出耀眼白光，放出白烟，生成一种白色固体。

化学方程式：2Mg+O2点燃===2MgO

注意事项：在做点燃实验之前，应先用砂纸将其打磨。

相关问题：某同学在做镁带燃烧实验过程中，反应前称得固体的质量为m1，完全燃烧后，称得剩余的固体残留物的质量为m2，发现m1>m2，难道这个反应不符合质量守恒定律？请你帮这位同学分析一下可能的原因。

分析：根据质量守恒定律，参加反应的镁带质量与氧气的质量总和等于生成物氧化镁的质量，即反应后的固体剩余物应该大于反应物的质量。由于在这个实验中，会产生白烟，而此白烟就是氧化镁粉末，容易扩散到空气中，这部分的质量就散失了。因此就使反应后固体剩余物的质量就减少了。另外，还有一种可能性，就是在称量中，存在错误操作，如砝码与被称物放反等情况。

（2）金属铁与氧气发生反应

反应现象：金属铁在空气中是不能被点燃的，在纯氧中，被引燃后能够剧烈燃烧，火星四射，铁丝熔成小球，生成一种黑色的固体。 化学方程式：3Fe+2O2点燃===Fe3O4 注意事项：

①反应前在集气瓶中留有少量的水或沙，以防高温生成物溅落瓶底，使瓶底破裂。 ②将铁丝绕成螺旋状，有利于聚热，同时增大与氧气的接触面

③在铁丝的一端绑上一段火柴，目的是为了预热铁丝，有利于铁丝达到着火点

有关问题：某同学在做铁丝在空气中燃烧实验中，没有发现有火星四射的现象。请你帮助他一起来分析一下可能存在的问题。

分析：在实验中没有看到火星四射的现象，就说明没有真正的燃烧起来。因此我们应该从燃烧的三个条件开始考虑：第一，燃烧需要有可燃物。铁丝是可燃物，但是其表面容易形成一层氧化物，这样的话，就有可能导致实验失败，所以，我们认为有可能在实验前，该同学可能没有充分的打磨铁丝去除氧化膜；第二，燃烧需要有充足的氧气。我们知道，在做铁丝燃烧实验中，对氧气的浓度要求是比较高的，如果达不到某某浓度，铁丝就不能燃烧起来，因此，可能是氧气的浓度不够高；第三，燃烧时需要温度要达到该物质的着火点以上。可能火柴预热的温度不够，没有使之达到铁丝燃烧的着火点。 （3）金属铝与氧气发生反应

反应现象：在空气中，铝条不能被点燃，在酒精灯上加热后，失去金属光泽；若改成铝箔在氧气中，则能被点燃。 △2AlO 化学方程式：4Al+3O2===23

注意事项：铝表面容易与空气中的氧气发生化学反应，生成一种结构致密的氧化物，形成保护膜。因此，我们在做铝条性质实验之前，务必要将其保护膜打磨去除。 （4）金属铜与氧气发生反应

反应现象：铜不能在空气中或氧气中点燃，在酒精灯上加热后，在红色的铜表面形成一层黑色的物质。

△2CuO 化学方程式：2Cu +O2===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

【提问】写出铁跟盐酸反应的化学方程式。

（注意强调铁跟盐酸反应后的生成物为+2价铁的化合物。） 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。 如： Fe+2HCl==FeCl2+H2↑；

实验现象：铁丝表面出现气泡，铁丝逐渐溶解，一段时间后，无色溶液变成浅绿色溶液。 其他反应：2Al+3H2SO4==Al2(SO4)3+3H2↑；Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑；Cu不能与稀硫酸反应 （3）置换反应：一种单质和一种化合物作用生成另一种单质和另一种化合物的反应。 （4）有关问题：

①某同学在做铝条与稀硫酸反应时，发现一个奇怪的现象：当他将一小段铝条放入试管中，