第三章金属及其化合物本章说明一、教学目标1了解钠、铝、铁、铜等

第三章金属及其化合物本章说明一、教学目标1了解钠、铝、铁、铜等内容摘要：

并为一节课，写出实验报告。 Na2CO NaHCO3与酸的反应，也可比较与酸反应时产生 H2的速率。 可增加 NaHCO3受热分解的演示实验。 Na2CO NaHCO3溶液显碱性的问题，让学生自己去找资料 解决。 318所示装置的特点及检验产生 CO2气体的方法。 实验现象与结论： 步 骤 1 g Na2CO3 1 g NaHCO3 ① 加 1 mL 水白色粉末，加水结块变成晶体；放热 细小白色粉末，加水部分溶解；感受不到热量变化 ② 加 10 mL 水 振荡时间长时可溶解 固体量减小 ③ 加 2 滴酚酞溶液 溶液变红（较深） 溶液变微红色 初步结论 加水先变成含结晶水的晶体，溶液碱性比 NaHCO3的强 加水部分溶解，溶液碱性比 Na2CO3的弱 现 象 发生反应的化学方程式 结 论 Na2CO3 澄清的石灰水不变浑浊 ──── 受热不分解 NaHCO3 澄清的石灰水变浑浊 2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑ 受热易分解 【科学探究 2】 ，用铁粉还原后再分发给学生。 Fe3+离子氧化性的实验时，加铁粉的量应少，否则影响后一个实验。 或让学生从第一个实验的溶液 （即加铁粉与 KSCN溶液后的液体）中取出一部分做第二个实验。 +的氧化性事例可略展开，如与 Cu、 H2S的反应等。 实验现象与结论： （ 1） Fe3+离子的检验： 滴入 KSCN 溶液 FeCl3溶液溶 液呈血红色 FeCl2溶液 溶液颜色无变化 （ 2） Fe3+离子的氧化性： 加 入 现 象 反应的化学方程式 铁粉， KSCN 溶液 不显血红色 2FeCl3+Fe=3FeCl2 加入氯水，振荡 溶液显血红色 2FeCl2+Cl2=2FeCl3 【科学探究 3】 可在介绍日常生活中或在洪 涝灾害时对饮用水净化处理的方法后进行实验。 本实验采用对照法，实验现象参见下表： 不加试剂 加入明矾 加入硫酸铁溶液 2 min 无明显变化 有明显沉降，溶液半透明 有明显沉降，溶液半透明 5 min 浑浊，略有沉降 沉淀沉在底部，溶液接近透明 （比加硫酸铁的透明） 沉淀沉在底部，溶液接近透明 关于明矾和硫酸铁溶液为什么可用于净水，可让学生利用已学的知识和课外阅读资料，自己去找答案，并希望学生归纳出作为净水剂应具备的条件。 三、问题交流 【学与问 1】 、 Al2O3都是白色固体，但附在银 白色的金属钠或铝上均显暗灰色。 它们的化学性质不同： Na2O能溶于水生成 NaOH ， Al2O3不溶于水； Na2O能与酸反应， Al2O3既能与酸反应，又能与强碱反应； Na2O疏松，对内层金属不能起保护作用，而在空气中铝表面的 Al2O3是致密的薄层，对内层铝有很好的保护作用。 【学与问 2】 参考答案： （ 1） Fe(OH)2+2HCl=FeCl2+2H2O Fe(OH)3+3HCl=FeCl3+3H2O Fe(OH)2+H2SO4=FeSO4+2H2O 2Fe(OH)3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+6H2O 四、习题参考 、强碱、两性、两性 、沉淀不消失；生成白色沉淀、沉淀消失 +Cu=2FeCl2+CuCl2 三价铁被还原为二价铁，铜从 0价升高到 +2价。 Fe(OH)2，而后迅速变为灰绿色，最后变为红褐色的 Fe(OH)3沉淀。 FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na 2SO4； 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 , g 第三节 用途广泛的 金属材料 一、教学设计 材料发展的历史从生产力的侧面反映了人类社会发展的文明史，因此，历史学家往往根据当时有代表性的材料将人类社会划分为石器时代、青铜器时代和铁器时代等。 人们在大量地烧制陶瓷的实践中，熟练地掌握了高温加工技术，利用这种技术来烧炼矿石，逐渐冶炼出铜及其合金青铜，这是人类社会最早出现的金属材料。 第二次世界大战后，各国致力于恢复经济、发展工农业生产，对材料提出质量小、强度高、价格低等一系列新的要求。 具有优异性能的工程塑料部分地代替了金属材料，合成纤维、合成橡胶、涂料和胶黏剂等都得到相应的发展和应 用。 合成高分子材料的问世是材料发展中的重大突破，从此，以金属材料、陶瓷材料和合成高分子材料为主体，建立了完整的材料体系，形成了材料科学。 金属材料在一个国家的国民经济中占有举足轻重的位置，因为金属材料的资源比较丰富，已积累有一整套相当成熟的生产技术，有组织大规模生产的经验，产品质量稳定，价格低廉、性能优异。 此外，金属材料自身还在不断发展，传统的钢铁工业在冶炼、浇铸、加工和热处理等方面不断出现新工艺。 新型的金属材料如高温合金、形状记忆合金、储氢合金、永磁合金、非晶态合金相继问世，大大扩展了金属材料的应用范围。 鉴于金属材料在国民经济中的重要地位和日常生活中的广泛应用，编写一节金属材料的内容，以体现教科书内容的时代性，反映教学与生产、生活实际的联系。 通过这一节的教学，让学生了解金属材料的发展历史、重要作用和面临的挑战，通过激发学生的爱国热情和社会责任感来提高学生的求知欲。 这是一节全新的内容，阅读性比较强。 教学建议如下： ，使学生初步认识合理使用金属材料的意义 学生过去对有关金属材料的知识了解不多，金属材料究竟包含哪些材料。 它们有哪些功能。 主要应用在哪些方面。 学生对这些问题不太清 楚，对金属材料的学习也就不可能有兴趣，也就达不到本节的教学目的。 教师在教学中应该作一些介绍，或让学生互相交流，教师补充，让学生对金属材料形成一个初步概念。 金属材料的基本元素是金属。 因此，笼统地说，金属材料具有高强度、优良的塑性和韧性，耐热、耐寒，可铸造、锻造、冲压和焊接，还有良好的导电性、导热性和铁磁性，因此是一切工业和现代科学技术中最重要的材料。 金属材料可分为两大类：钢铁和非铁金属（或有色金属）。 含碳量在 2%～ %的铁的合金为铸铁，含碳量一般在 %～ 2%的铁的合金为钢。 在 FeC合金中，有 目的地加入各种适量的合金元素，来提高钢铁的强度、硬度、耐磨性和耐腐蚀性等性能。 常用的合金元素有 Si、 Mn、 Cr、 Ni、 Mo、 W、 V、 Ti、 Nb、 B等，形成了形形色色的合金铸铁或合金钢。 非铁合金大体可分为：轻合金（铝合金、钛合金、镁合金、铍合金等）、重有色合金（铜合金、锌合金、锰合金、镍合金等）、低熔点合金（铅、锡、镉、铋、铟、镓、汞及其合金）、难熔合金（钨合金、钼合金、铌合金、钽合金等）、贵金属（金、银、铂、钯等）和稀土金属等。 其中应用最广的是铝合金。 据统计，协和式超音速飞机全部结构的 71%是用特殊的铝合 金制造的；高速火车、汽车等交通工具对铝型材的用量需求不断加大；建筑装饰用的铝材越来越多，既漂亮、又耐腐蚀；电力系统和家用电器中铝导线的用量超过铜导线；铝箔可用于包装食品和香烟；铝合金还可用作电容器等。 ，激发学生的社会责任感 近一二十年来，金属材料的发展受到了巨大的压力，这种压力来自外部和内部两个方面。 就外部来讲，从 20 世纪中期开始，高分子材料的崛起，尤其是工程塑料从性能到应用许多方面已能和传统的金属材料相抗衡，加上原料丰富、价格便宜，产量以惊人的速度增长。 与此同时，先进陶瓷材料也 崭露头角，特别是在现代电子工业中占有重要地位。 因此，材料领域从金属材料的一统天下转变为金属、陶瓷、高分子材料三足鼎立的新格局。 从内部来讲主要是能源、资源和环境三个方面。 金属材料的近百年的大力发展，某些主要的金属矿产资源日渐紧张，高品位的金属矿产很快减少，低品位的矿产使能源消耗和成本增加。 金属工业是能源的最重要消耗者，也是严重的环境污染者。 这些问题对金属材料今后的发展提出了有力的挑战。 应对措施，一是对已有的金属材料要最大限度地提高它的质量，挖掘它的潜力，使其产生最大效益。 近些年来，金属材料的制造技术有非常迅 速的进步，先进的冶炼技术、精炼技术、铸造技术、连铸连轧技术、成型加工技术和热处理技术在不断提高，微量杂质的技术、微量元素的合金化技术有所创新。 二是开拓金属材料的新功能，以适应更高的使用要求。 超高强度钢、超低碳不锈钢等新的合金钢和新的有色合金应运而生。 三是加强废旧金属的回收和再利用。 通过对金属材料面临的挑战和应对措施的初步介绍，可提高学生的社会责任感，有志者会明确自己努力的方向，会奋发学习，将来去承担更大的社会责任。 ，提高学生对金属材料的认识，增强其社会活动能力 通过开展社会调查活动，去了解金属材料的组成、来源、价格和用途，从不同角度增加对金属材料的认识。 尤其是通过家庭房屋的装璜，将性能和成本作为选材的重要条件去考虑。 社会调查活动需要认真组织，有调查目的、调查计划、调查内容、调查记录、调查总结和结果评价，以使活动收到预期的效果。 ，培养学生的互助合作精神 教科书中安排了角色扮演活动，这种活动学生会比较感兴趣。 学生根据自己所扮演的角色，去了解这种角色的心声，然后进行交流，可以提高对某一问题的认识。 这种活动既可以培养学生收集、整理资料的能力， 又可以培养学生发表自己见解的能力，还可以培养学生的合作精神等。 二、活动建议 【实践活动 1】 ，如论文的内容、调查的手段、论文的字数等。 【实践活动 2】 针对是否应该停止使用铝制饮料罐的问题，让学生自选扮演角色，准备好表达自己看法的材料，开一次辩论会。 应该注意的是，角色扮演要求学生转变角色，真正从所扮演角色的角度去考虑问题，并参加辩论。 这可以使学生逐步学会站在他人的立场思考问题，对于培养学生倾听别人的意见，尊重 、关心和爱护他人的情感是很有利的。 三、问题交流 【学与问】 采用讨论的形式。 初中提到的合金是在金属中加热熔合某些金属或非金属制得具有金属特征的金属材料。 不同的合金具有不同的性能，与钢铁相比，主要表现在机械强度、韧性、硬度、可塑性、耐腐蚀性等方面。 例如，不锈钢抗腐蚀性好，用来做医疗器械、炊具等；硬铝强度和硬度好，用来制门窗，也用于制火箭、飞机、轮船等；青铜强度高、可塑性好、耐磨、耐腐蚀，用于制机器零件，等等。 【思考与交流】 该活动可以按教科书提示，针对 “ 如何选用材料 ” 进行交流。 也可以让学生对自己家庭或某 一单位的装璜根据教科书提示的几个方面进行调查，写出调查报告，再让学生对学校某会议室提出装璜意见。 比一比谁的装璜设计最合理、最美观、最有创意。 四、习题参考 ，主要取决于该金属的储量、冶炼成本、市场价格等以及所具有的性能和是否易于加工等。 （如电导率、热膨胀系数、熔点等）进行列表比较，并根据这些金属的化学活动性做一些分析和说明。 ，让学生辨认和分析。 ，并 写出调查报告。 教学资源 人们根据金属的密度把金属分为重金属和轻金属。 重金属的密度大于 g/cm3，轻金属的密度小于 g/cm3。 冶金工业上还常常把金属分为黑色金属和有色金属。 黑色金属有三种：铁、锰、铬。 它们或它们的合金的表面常有灰黑色的氧化物，所以称这类金属为黑色金属。 除铁、锰、铬以外的金属称为有色金属。 有色金属又可以分为九大类： ① 重金属：铜、铅、锌等； ② 轻金属：铝、镁等； ③ 轻稀有金属：锂、铍等； ④ 难熔稀有金属：钨、钛、钒等； ⑤ 稀散金属：镓、锗等； ⑥ 稀土金属：钪、钇及镧系元素； ⑦ 放射性金属：镭、锕等； ⑧ 贵金属：金、银、铂等。 ⑨ 碱金属：钾、钠等。 （ 1）钠 钠不能以游离态存在于自然界，因为它的化学性质很活泼，因此在自然界，钠存在于许多无机物中（如氯化钠、碳酸钠、硫酸钠、硝酸钠、硼酸钠等）。 在海水、矿泉水、盐湖水中有可溶性钠盐。 地壳中含有%化合形式的钠，其含量在元素中占第 6位。 23Na是惟一的天然同位素，还有 6种人工放射性同位素：20Na、 21Na、 22Na、 24Na、 25Na、 26Na。 钠能与许多气体发生 反应： ① 在空气中 120 ℃ 时着火， 160 ℃ 以下氧气不足时反应的主要产物是 Na2O，250～ 300 ℃ 与足量氧气反应生成的是 Na2O2和少量的 NaO2。 ② 与 H2 室温下不反应， 200～ 350 ℃ 时反应生成 NaH。 ③ 与 N2在任何温度下不反应。 有在放电条件下反应生成氮化钠和叠氮化钠的报道。 ④ 与 CO2在室温下反应很慢，但燃烧的钠与 CO2反应迅速，在控制条件的情况下这种反应可生成甲酸钠、草酸钠。 有在撞击条件下钠与 CO2(s)反应发生爆炸生成碳化钠的报道。 ⑤ 与 N2O反应生成 Na2O。 在氧化氮中燃烧生成硝酸钠和 连二硝酸钠的混合物。 钠能与 H2O 反应，也能与酸、盐溶液反应。 钠能与熔融碱反应，如 Na+KOH K+NaOH， 2Na+NaOH＝ Na2O+NaH。 图 32 制钠电解槽示意图 金属钠的用途：在过去，相当一部分钠用于制造汽油抗爆震剂 ── 四乙基铅添加了四乙基铅的汽油会污染空气，因此现在已不允许使用。 ，它能降低汽油的爆震性，减少在汽油发动机中使用汽油时发出的噪音。 四乙基铅通常是用氯乙烷与金属钠和铅（钠铅齐）的合金起反应而制成，化学方程式为4C2H5Cl+4Na+Pb=(C2H5)4Pb+4NaCl。 金属钠能从钛、锆、铌、钽等金属的化合物中把它们置换出来，如TiCl4+4Na Ti+4NaCl。