高中化学第三册第八章走进精彩纷呈的金属世界8.1应用广泛的金属

。 。 。 。 。 。 内部文件，版权追溯 内部文件，版权追溯 内部文件，版权追溯 第八章 走进精彩纷呈的金属世界 8.1 应用广泛的金属材料--钢铁

在人类认识的金属元素中，铁是较早被人类认识、对人类社会的发展起到重要作用的一种金属。铝则是地壳中含量最高的金属元素，铝和铝合金是当今社会使用非常广泛的金属材料。通过本章的学习，使学生认识在生产生活中有广泛应用的铁、铝等金属元素及其化合物的相关知识，了解化学在资源的利用和保护中的意义和作用，认识化学与人类社会的密切关系，培养学生运用化学知识解释或解决与化学相关的社会问题的能力，形成正确的情感态度和价值观，增强社会责任感。

在本章的教学中要通过创设贴近学生生活的问题情景组织教学，以提高学生学习本主题的兴趣。本主题还涉及氧化还原反应原理和酸、碱、盐、氧化物等物质间转化关系的应用，在教学中需要注意复习巩固相关化学原理，引导学生加深对物质转化关系和氧化还原反应原理重要应用的认识。在教学中要重视通过探究活动使学生获得知识，发展能力。

铁的学习内容主要包括物理性质、化学性质、铁合金及其用途，该主题的学习水平要求不高，除铁的化学性质在“知识与技能”上要求B级外，其余三维目标均为A级。教学时，教师不应任意拔高“知识与技能”的要求，而可突出体现“过程与方法”、“情感态度与价值观”上的要求，如通过对Fe和Fe之间相互转化规律的探究，不仅能让学生进一步认识氧化还原反应的本质，更好地理解Fe和Fe之间的相互转化规律，还能帮助学生提高提出假说、设计探究方案、获得探究结论等科学探究能力。

铝的学习内容主要包括物理性质、化学性质、铝及其合金的用途、氧化铝、氢氧化铝，该主题的学习水平总体也不高，除铝的化学性质、氧化铝、氢氧化铝在“知识与技能”上要求B级外，其余三维目标也均为A级。本学习内容的重点是铝及其化合物的化学性质，难点是氧化铝和氢氧化铝的两性。理解氢氧化铝两性需要学生综合具有电离平衡、平衡移动原理、盐类水解等观念，而这些观念恰恰是学生不易掌握的，所以教学时应循序渐进，不要将所有内容对学生和盘托出，可将一部分要求放到高三。建议在教学时，通过对氢氧化铝是否为两

2+

3+

2+

3+

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性氢氧化物的活动探究，让学生在获得结论的同时，学习采用类比提出假说的方法。

总之，本学习主题的特点有：（一）涉及的知识相对独立；（二）是演绎化学原理、规律的重要途径；（三）与人类生产生活密切相关。因此，对铁、铝的教和学可放在人类社会发展长河这一宏大背景中展开，也可与信手拈来的生活实例相结合，再可通过活动探究培养学生科学探究的能力。

8.1 应用广泛的金属材料——钢铁（共2课时） 第1课时 由石器、青铜器到铁器 金属和金属键

[设计思想]

本节课是学生进入高二年级的第一课时，因此教学难度不宜太大，主要以复习旧知，激发学习兴趣为主。本课学习的主要内容是金属材料的演变历史、金属的结构与其通性的关系，以及金属的化学性质等，这节课将成为学习铁、铝的性质的基础。

由于本课是学习金属的第一课时，因此“知识与技能”维度的教学要求不高，大部分内容学生初中时已经学过，教学设计时主要考虑如何让学生在初中基础上完善这一部分的知识体系，如金属参与化学反应时一般作还原剂，金属参与反应与金属冶炼反应之间的联系等。本课通过阅读探究、实验设计等环节，来培养学生由果及因的推理能力，如知道金属的通性如何推理金属的结构，知道镁、铁、铜的活动性顺序如何设计实验来验证等。本课在设计时还考虑到了金属对人类社会产生的重大影响，教学时理论联系实际，可从利用金属的历史、金属在现代社会中的作用等方面使学生意识到这点。 一、教学目标 1．知识与技能 ⑴ 金属键（A）

⑵ 金属跟非金属、酸、盐溶液反应的化学性质（B） ⑶ 存在金属键的代表物质（A） 2．过程与方法

⑴ 通过阅读教材和探究活动，注意金属晶体的微粒构成与金属通性的关系。 ⑵ 通过比较不同金属的活动性顺序，感受科学实验的一般方法。 3．情感态度与价值观

体验金属冶炼史与社会发展的关系。 二．教学重点和难点 1．教学重点

金属跟非金属、酸、盐溶液的反应。 2．教学难点

⑴ 金属晶体的微粒构成。

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⑵ 金属冶炼的方法与金属活动性之间的关系。 三．教学用品

实验用品（镁带、镁粉、铁钉、铜片、稀盐酸、CuSO4溶液、FeSO4溶液、表面皿、砂纸、烧杯、试管若干等），多媒体 四．教学流程 1、流程图 课题引入 归纳小结1 金属物理性质

设计 实验

2、流程说明

课题引入：多媒体课件展示“五金”（金、银、铜、铁、锡）的图片，以及提问元素周期表中

金属元素共有几种？

学生活动1：请学生给“金属”下个定义。

学生活动2：阅读教材，探究金属具有导电性、导热性、延展性与其结构的关系。 归纳小结1：金属的物理性质。

提出问题：金属原子在最外层电子排布上有哪些特点？ 归纳小结2：金属的化学性质。 拓展引申：金属的冶炼。

实验设计：比较Mg、Fe、Cu 的活动性的差异。

实验用品有：镁带、镁粉、铁钉、铜片、稀盐酸、CuSO4溶液、FeSO4溶液、表面皿、

试管、砂纸、烧杯

学生活动3：分析影响金属价格的因素。

表 某些金属的交易价格

金属 Au Zn Al Fe 价格(元/吨) 152 000 000 31 000 22 000 4 000 地壳中的含量（%） 0.0000005 0.02 7.7 4.2 学生活动1 形成概念 提出问题 分析原子结构 复习化学键的概念，引出金属键和金属晶体 归纳小结2 金属化学性质 学生活动2 阅读探究 拓展引申 金属的冶炼 学生活动3 深入分析 课的结语 布置作业

课的结束语：展示合金的优异性能的图片，并布置作业。

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五．教学案例 1、教学过程 教学内容 教师活动 [课题引入] 这5幅图分别代表一种金属，它们分别代表的是什么金属？ 学生活动 回答：金、银、铜、铁、锡。（若学生回答不出，教师可适当提示） 设计意图 创设情景，激发学习的兴趣。 从我国古代对金属材料的利用说起，自然流畅，且渗透爱国主义的教育。 由石器、青铜器到铁器 [讲解]这5种金属，中国古代称之为“五金”。当然现在“五金”泛指金属。《吴越春秋·阖闾内传》：“欧冶子造剑五枚，一名湛卢，五金之 英，太阳之精。”包括中国在内世界各国很早就会使用金属作为材料来制造各种器物。人类社会经历了由石器、青铜器到铁器的时代。 [板书]一、由石器、青铜器到铁器 [提问]元素周期表中金属元素共有几种？ [讲解]元素周期表中，深绿色区域代表非金属元素，浅绿色区域代表金属元素。可以看到在已发现的元素中金属元素占绝大部分，可见学习金属的知识非但是重要的，而且是必要的。 [提问]我们可以用怎样的词汇来描述“金属”或给“金属”下一个定义？ [讲解]金属指富有特殊光泽而不透明，具有导电性、导热性、延展性的物质（《辞海》）。 回答：112种。 上课时，让学生翻至书后的元素周期表，这样处理能给学生以直观的认识。 金属 回答：银白色金属光泽，能导电、导热。 培养学生描述现象、总括概念的能力。 [提问]金属具有导电性、导热性、延展性等性质，这与回答：与金属的结构有关。 金属具有的什么因素有关？ 金属键和金属晶体 [提问]请回忆化学键的定义？ [提问]看教材图片，金属由哪些微粒构成？ [板书]二、金属和金属键

回答：分子中相邻的两个或多个原子之间的强烈的相互作用。 回答：金属离子和自由电子。 新知的学习建立在旧知的基础上。 - 4 -

1、金属键的定义 [讲解]这种金属离子间依靠自由电子的作用相互结合的化学键称为金属键。通过金属键形成的晶体，称为金属晶体。 [板书]2、金属晶体 [提问]试举出存在金属键的物质。 [阅读探究]阅读教材，试解释金属具有导电性、导热性、延展性与其结构之间的关系。并请学生讲解。 回答：钠、钾、“五金”等。 学生阅读书本后回答：金属通电后，自由电子定向移动，具有导电性；给金属加热，自由电子能传递利用本节教材丰热量，具有导热性；金属富的资源（图、受到力的作用，层间彼此表、文字），培养滑动，从而具有延展性。 学生阅读和加工[板书] 3、金属的通性 信息的能力。 导电性、导热性、延展性 使学生认识到结[阅读探究] 阅读图片“几种回答：银、铜的导电性和构决定性质，性金属的导电性（蓝色柱体）导热性最好，导电性好的质反映结构的思和导热性（红色柱体）比较”，一般导热性也好。电线用想。 通过这张图你又能得出哪些铜做材料，因为银较昂贵。 规律？并回答电线中的金属导体一般是什么材料，为什么不用银？ [小结] 金属的物理性质。 回答：金属一般具有金属光泽，导电性、导热性和延展性。 [提问] 金属原子在最外层电子排布上有哪些特点？ 回答：最外层电子比较少，使学生再次认识通常只有1～3个。 到结构决定性[提问]金属参与化学反应时回答：金属参与化学反应质，性质反映结一般表现出的性质是什么？ 一般是失电子，作还原剂。 构的思想。 [提问]归纳金属有哪些化学性质，并举例说明。 金属的化学性质 [板书]三、金属的化学性质 1、跟非金属反应 回答：金属分别跟非金属、 水、酸或盐溶液反应。 ??FeS Fe+S?2Na+Cl2?点燃???2NaCl 2、跟水反应 2Na+2H2O→2NaOH+H2↑ 3、跟酸或盐溶液反应 Zn+H2SO4→ZnSO4+ H2↑ 学生举例，教师板书。 ? - 5 -

Fe+CuSO4→FeSO4+Cu↓ [过渡]上述这些反应中金属都作还原剂，失电子。但如果要从金属矿物中得到这些金属，恐怕就不简单了。 [提问]镁、铁、铜这三种金属在金属活动性顺序表中的间距并不远，但发现这三种金属的时间却差异很大。镁是1808年由英国化学家戴维通过电解法发现的，铁早在3000年前就被发现并利用，而铜则更早。那么是什么原因造成发现这些金属时间差异这么大呢？ 使学生对金属活动性顺序与金属回答：是金属活动性顺序。 冶炼的难易建立联系。 [提问] 金属活动性差异与冶炼难度的之间的关联？ 学生经过充分讨论后认为：金属活动性顺序表从左至右金属的还原性依次减弱，那么它们金属离子的氧化性应该依次增强，也就是越容易获得电子。正是由于金属离子的氧化性强弱的差异，使他们还原为单质的难易程度不同，把他们还原为金属单质的方法也就不同。 复习氧化还原的知识，并为以后分析金属价格做铺垫。 [提问]我们把有金属参与的反应及金属冶炼的反应作一学生归纳出： 个比较。从金属原子和金属-nen+离子反应前后得失电子的角M M+ne 度看这两类反应有何特点？ [设计实验]如何比较Mg、Fe、实验后学生认为大致有以Cu的活动性的差异。 下方法：⑴与盐酸反应时，镁带较铁钉快，铜则不反应；⑵利用原电池原理；⑶金属之间的置换反应。 [讨论]⑴为何不用镁粉？⑵为何镁带与硫酸亚铁溶液反应，而不析出金属铁？ 回答：⑴控制变量，镁带与铁钉、铜片的表面积比较接近。⑵原因比较复杂，可能由于FeSO4水解呈酸性，镁与之反应产生H2。 使学生树立这一观念：有金属参与和有金属生成的反应很多，但总体分成这两类。 希望培养学生设计实验的能力，以及实现金属的化学性质内化的过程。 增强学生控制变量的意识，以及分析复杂实验现象的能力。 [讨论] 展示表格，是什么原因造成这些金属价格上如此

学生讨论后认为：⑴是含联系实际，学以量，物以稀为贵，如黄金。致用。加强学生- 6 -

的差异呢？ 表 某些金属的交易价格 ⑵是金属的活动性。随着Al、Zn、Fe活动性的降低，价格 地壳中的 冶炼它们的难度和成本也金 属 (元/吨) 含量（%） 可能有所降低。 Au 152000000 0.0000005 Zn Al Fe 31 000 22 000 4 000 0.02 7.7 4.2 对事物现象的分析能力，并认识到导致结果的多方面因素。 [讲解] 影响金属价格的因素很复杂，还有其他因素，我们就把问题留给课后思考。 [小结并布置作业] 我们学习了金属的通性，包括物理性质、化学性质。其实我们在日常生活中使用纯金属的机会并不多，我们用到的大多是合金。合金有许多优异的性能（展示图片）。 使学生意识到事物背后隐藏的复杂的原因。 课的结束 为下节课的学习留下伏线。 2．主要板书

§8.1 应用广泛的金属材料——钢铁

一、由石器、青铜器到铁器 三、金属的化学性质

1、跟非金属反应

? 二、金属和金属键 Fe+S???FeS

1、金属键的定义 2Na+Cl点燃?2NaCl 2???

2、金属晶体 2、跟水反应

3、金属的通性 2Na+2H2O→2NaOH+H2↑ ? 导电性 3、跟酸或盐溶液反应

? 导热性 Zn+H2SO4→ZnSO4+ H2↑ ? 延展性 Fe+CuSO4→FeSO4+Cu↓

3．相关链接

金属性强弱和金属活动性顺序

从元素周期表中推理得出的金属性强弱跟金属活动性顺序表中的金属活泼性是两个意义不同的概念。它们有不同的量度依据。

金属性的量度依据是：根据元素的电离能，即气态原子失电子的能力。电离能越小，金

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属性越强。电离能又跟金属的原子半径、电子层、最外层电子数有关。

金属活动性顺序的量度依据是：根据元素的标准电极电位，电对的还原电位越小，负得越多，金属活动性顺序排在越前面。标准电极电位又跟电离能、升华热、离子水合能有关。 六．教学反思

对于本课的教学，教师可引导学生回忆初中化学中金属的化学性质和金属活动性顺序的有关知识，让学生畅谈日常生活中有关金属性质的所见所闻，这样可以较快形成课堂气氛。

对于本课的学习，教学内容中蕴藏了丰富的显性的德育教育资源，教师在设计教学时应充分地挖掘，实施教学时应恰当地体现。

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