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2019-2020年《金屬元素單質(zhì)的性質(zhì)和制法》WORD教案 教學目標: 根據(jù)金屬元素在周期表中的位置和原子結構特征，歸納、整理金屬單質(zhì)的性質(zhì)和制法內(nèi)在規(guī)律。 重點：金屬單質(zhì)的性質(zhì)：金屬活動性順序的理解和應用。 難點：金屬活動性順序的理解和應用。 教學過程設計 【板書】一、金屬元素在周期表中的位置和原子結構特征 【講解】在已發(fā)現(xiàn)的109種元素中，除22種非金屬元素外，其余87種都屬于金屬元素。它們位于周期表中的位置如下所示（見右側）。 【提問】金屬元素原子結構特征是什么？ 【板書】 ①原子最外層電子：一般≤3個。 ②價電子：主族——最外層電子； 副族——最外層+次外層電子。 ③半徑： 同一周期原子r金屬＞r非金屬； 同一元素的原子和陽離子r原子＞r陽離子 【板書】二、金屬的晶體結構和物理性質(zhì) 1．金屬晶體 【講述】金屬晶體是由金屬陽離子通過自由電子的強烈相互作用（即金屬鍵）形成的晶體。這一結構特征決定了金屬具有的通性。 例題1 下列說法正確嗎？為什么？ （1）含有金屬陽離子的晶體一定含有陰離子。 （2）在離子晶體中既有陰離子，又有金屬陽離子。 （3）離子晶體的化合物其熔點一定高于金屬晶體。 引導學生思考、回答。 回答：（1）不正確。在金屬晶體內(nèi)就不存在陰離子。 （2）不正確。由銨根離子形成的離子晶體所含的陽離子不是金屬陽離子。 （3）不正確。不同金屬晶體熔點高低有的相差較大，如鎢的熔點3410℃，而離子晶體的熔點一般在800℃左右。 2．金屬的物理性質(zhì) 【講述】金屬都具有金屬光澤、良好的導電、導熱性和延展性。而密度、顏色、硬度、熔點等，不同金屬之間存在一定的差別。 例題2 判斷、填空題： （1）金屬可分為重金屬和輕金屬，其中密度大于______的叫做重金屬，如（舉5種）_______。 （2）金屬又可分為黑色金屬和有色金屬，其中Fe、Cr、Mn常稱為______。 （3）在金屬中，熔點最低的是______，硬度最大的是______。 引導學生思考、回答。 回答：（1）4.5gcm-3，Cu、Hg、Ag、Pb、Ba （2）黑色金屬 （3）Hg、Cr 三、金屬的化學性質(zhì) 【講述】金屬原子易失去價電子成為陽離子，因而表現(xiàn)出較強的還原性。由于不同的金屬原子結構、原子半徑的不同，表現(xiàn)的還原性也有強弱不同。 【提問】請寫出金屬活動性順序，并按它們的活動性順序把有關反應的難易條件總結出來。 討論回答金屬活動性順序： K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb（H）、Cu、Hg、Ag、Pt、Au 金屬活動性（還原性）：由強→弱 與O2：與Cl2：與水：與酸：與鹽： 【投影】下圖表示物質(zhì)之間的相互轉化關系： （1）若單質(zhì)甲為金屬，單質(zhì)乙為非金屬，指出它們的物質(zhì)名稱，并寫出有關反應的化學方程式。 （2）若單質(zhì)甲為非金屬，單質(zhì)乙為金屬，指出它們的物質(zhì)名稱，并寫出有關反應的化學方程式。 分析、討論： ①X+甲→Y+丙，是置換反應。 ②X與Z都是含Z、丙兩種元素的化合物，則：X+丙→Z，為相同元素的不同價態(tài)的轉化，可以考慮下列化合物轉化的有： CO2 CO； FeBr2 FeBr3；　　　　 FeCl2 FeCl3； FeCl3 FeCl2；　　　　 SO2 SO3； NO NO2等。 ③若甲為金屬，乙為非金屬，能形成X與甲置換關系的可能有： 由于單質(zhì)丙的不一致性，后者可以刪去，答案只有前者。 ④若甲為非金屬，乙為金屬，能形成X與甲置換關系的只有： 答案：（1）X：二氧化碳；Z：一氧化碳；Y：氧化鎂 甲：鎂；乙：氧氣；丙：碳（化學方程式從略）。 （2）X：溴化鐵；Y：氯化亞鐵；Z：溴化鐵； 甲：氯氣；乙：鐵；丙：溴。（化學方程式從略） 有 A、B、C、D、E五種金屬。已知：①E的氧化產(chǎn)物比D的氧化產(chǎn)物氧化能力強；②A投入E的鹽溶液中可得E單質(zhì)；③在以A、D為極板形成的原電池中，D極上發(fā)生還原反應；④電解含有A、B、C、E離子的鹽溶液時，B離子最先在電極上放電，其次是 E離子，而A、C離子則不能在電極上放電；⑤C的碳酸鹽的溶解度大于它的酸式碳酸鹽。推出五種金屬的活動順序是______。 判斷金屬活動性強弱順序，也就是判斷出金屬在反應中失去電子的難易?？梢愿鶕?jù)金屬活動性順序和金屬元素在周期表中位置結合試題進行分析、判斷。 由①：氧化性E離子＞D離子，說明金屬性D＞E。 由②：A能從鹽溶液置換出E，說明金屬性A＞E。 由③：根據(jù)原電池工作原理，活潑金屬為負極，發(fā)生氧化反應；不活潑金屬為正極，發(fā)生還原反應，說明A＞D。 由④：根據(jù)金屬離子在溶液中放電順序一般恰好與金屬活動性順序相反，說明金屬性強弱A（或C）＞E＞B。 由⑤：只有堿金屬元素才具有碳酸鹽的溶解度大于相應酸式碳酸鹽的溶解度。 總結分析，金屬的活動性順序為：C＞A＞D＞E＞B。 【答案】C＞A＞D＞E＞B。 【小結】本節(jié)只對金屬單質(zhì)化學性質(zhì)規(guī)律進行了總結，不同的金屬特性，將在以后的課中復習。 四、金屬的冶煉 【提問】什么是金屬的冶煉？其本質(zhì)上是怎樣的一個過程？ 引導學生分析，回答，并進行筆記整理（見右側內(nèi)容）。 原理：將金屬化合物或礦石通過還原反應的方法使金屬陽離子還原成金屬單質(zhì)的過程。 設計化學方法怎樣實現(xiàn)Ag+→Ag。 要求寫出各方案的原理，并寫相應反應的離子方程式。 方案A：置換法。用鐵置換出銀： 2Ag++Fe=Fe2++2Ag↓ 方案B：銀氨溶液還原法。先使Ag+轉化成銀氨溶液，然后用葡萄糖溶液去還原： 2Ag++NH3H2O=AgOH↓+NH4+ AgOH+2NH3H2O=Ag（NH2）2++OH-+2H2O 方案C：電解法：粗Ag為陽極，精Ag為陰極，NO3-溶液為電解液。 4AgNO3+2H2O 4Ag↓+O2↑+4HNO3 【提問】在溶液中能實現(xiàn)Mg2+→Mg；Al3+→Al和Na+、Na嗎？為什么？ 學生：Na+、Mg2+、Al3+的得電子能力比溶液中的H+強，所以很難被還原成金屬。 由此可以看出，隨著不同金屬的陽離子的氧化能力不同，主要有：電解法、還原劑法、加熱法等，我們可以根據(jù)金屬活動順序把金屬冶煉的方法規(guī)律總結如下： K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb（H）Cu、Hg、Ag、Pt、Au、 熔融電解法　　　　　　 高溫還原劑法　　　　　　　 加熱法　　　　　 溶液電解法 金屬陽離子：得電子（氧化性）：弱→強 【提問】請同學通過Na、Al、Fe、Hg的生成冶煉的方法，寫出化學方程式。 學生回答： ①Na和Al用熔融電解法冶煉： 2NaCl 2Na+Cl2↑ 2Al2O3 4Al+3O2↑ ②Fe用高溫還原劑法： Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2↑ ③Hg用加熱法或溶液電解法： 2HgO 2Hg+O2↑ 2Hg（NO3）2+2H2O 2Hg↓+O2↑+4HNO3