【文章內(nèi)容簡介】 鐵一樣。 （1）從上述實驗事實推測：鋁和鐵哪種物質(zhì)更容易與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)？ （2）鋁的化學(xué)性質(zhì)比鐵活潑，為什么我們通?？匆婅F生銹而沒有看到鋁生銹？ （3）在清洗鋁制品時應(yīng)注意些什么？ （4）根據(jù)鋁的這種抗銹蝕“特性”，試推測防止金屬銹蝕可采用的一種方法。鋁的性質(zhì)和用途物質(zhì)的用途在很大程度上取決于物質(zhì)的性質(zhì)。由于鋁有多種優(yōu)良性能，因而鋁有著極為廣泛的用途。 （1）鋁的密度很小， g/cm3，雖然它比較軟，但可制成各種鋁合金，如硬鋁、超硬鋁、防銹鋁、鑄鋁等。這些鋁合金廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、汽車、火車、船舶等制造工業(yè)。此外，宇宙火箭、航天飛機(jī)、人造衛(wèi)星也使用大量的鋁及其合金。例如，一架超音速飛機(jī)約由70％的鋁及其合金構(gòu)成。船舶建造中也大量使用鋁，一艘大型客船的用鋁量常達(dá)幾千噸。 （2）鋁的導(dǎo)電性僅次于銀、銅，雖然它的導(dǎo)電率只有銅的2／3，但密度只有銅的1／3，所以輸送同量的電，鋁線的質(zhì)量只有銅線的一半。鋁表面的氧化膜不僅有耐腐蝕的能力，而且有一定的絕緣性，所以鋁在電器制造工業(yè)、電線電纜工業(yè)和無線電工業(yè)中有廣泛的用途。 （3）鋁是熱的良導(dǎo)體，它的導(dǎo)熱能力比鐵大3倍，工業(yè)上可用鋁制造各種熱交換器、散熱材料和炊具等。 （4）鋁有較好的延展性（它的延展性僅次于金和銀），在100 ℃～150 ℃ mm的鋁箔。這些鋁箔廣泛用于包裝香煙、糖果等，還可制成鋁絲、鋁條，并能軋制各種鋁制品。（5）鋁的表面因有致密的氧化物保護(hù)膜，不易受到腐蝕，常被用來制造化學(xué)反應(yīng)器、醫(yī)療器械、冷凍裝置、石油精煉裝置、石油和天然氣管道等。 （6）鋁粉具有銀白色光澤（一般金屬在粉未狀時的顏色多為黑色），常用來做涂料，俗稱銀粉、銀漆，以保護(hù)鐵制品不被腐蝕，而且美觀。 （7）鋁在氧氣中燃燒能放出大量的熱和耀眼的光，常用于制造爆炸混合物，如銨鋁炸藥（由硝酸銨、木炭粉、鋁粉、煙黑及其他可燃性有機(jī)物混合而成）、燃燒混合物（如用鋁熱劑做的炸彈和炮彈可用來攻擊難以著火的目標(biāo)或坦克、大炮等）和照明混合物（如含硝酸鋇68％、鋁粉28％、蟲膠4％）。 （8）鋁熱劑常用來熔煉難熔金屬和焊接鋼軌等。鋁還用做煉鋼過程中的脫氧劑，鋁粉和石墨、二氧化鈦（或其他高熔點金屬的氧化物）按一定比率均勻混合后，涂在金屬上，經(jīng)高溫?zé)霟瞥赡透邷氐慕饘偬沾?，它在火箭及?dǎo)彈技術(shù)上有重要應(yīng)用。 （9）鋁板對光的反射性能也很好，反射紫外線比銀強(qiáng)，鋁越純，其反射能力越好，因此常用來制造高質(zhì)量的反射鏡，如太陽灶反射鏡等。 （10）鋁具有吸音性能，音響效果也較好，所以廣播室、現(xiàn)代化大型建筑室內(nèi)的天花板等也采用鋁?！八敝虚L“銅樹”取一支大試管，內(nèi)裝硫酸銅溶液。 把一根用砂紙打磨過的鋁絲稍加彎曲后，立即浸入硫酸銅溶液中。 過一段時間后，剩余的鋁絲上附著有大量的紅色銅，就好像銅樹，同時溶液的顏色由藍(lán)色變?yōu)闊o色。 （1）解釋上述變化的原因： （2）該實驗說明鋁和銅的化學(xué)性質(zhì)哪種更活潑？ （3）若一根質(zhì)量為m1的鋁絲浸入硫酸銅溶液，過一段時間取出附有銅的鋁絲，其質(zhì)量為m2，試比較m1與m2的大?。ㄏ鄬υ淤|(zhì)量請查課本）。 （4）m1與m2的質(zhì)量之差是不是生成的銅的質(zhì)量，為什么？ （5）溶液的顏色由藍(lán)色變?yōu)闊o色，溶液的質(zhì)量會發(fā)生什么變化？判斷金屬的活動性順序方法之一 問題：如何判斷金屬的活動性順序？ 請你回憶：將鐵絲浸入硫酸銅溶液中，產(chǎn)生的實驗現(xiàn)象。 實驗：在一支試管中加入少量淺綠色氯化亞鐵溶液，把用砂紙打磨、擦亮的鋁絲插入溶液中，觀察實驗現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)溶液由淺綠色逐漸變?yōu)闊o色。 把一根光亮的銅絲插入硫酸亞鐵溶液中，觀察實驗現(xiàn)象，沒有發(fā)現(xiàn)任何變化。 （1）寫出上述反應(yīng)的化學(xué)方程式。 （2）根據(jù)實驗事實推測：鋁、銅和鐵的化學(xué)活動性強(qiáng)弱順序。判斷全屬的活動性順序方法之二 問題：把鋁片、鐵片、銅片分別跟稀硫酸反應(yīng)，哪種金屬反應(yīng)最快？ 實驗：在三支試管中分別放入兩小塊打磨光潔的鋁片、鐵片、銅片，加入5 mL稀硫酸，觀察實驗現(xiàn)象。發(fā)現(xiàn)鋁跟酸反應(yīng)劇烈，產(chǎn)生大量氣泡。鐵跟酸反應(yīng)緩慢，鐵片表面產(chǎn)生少量氣泡。而銅片表面無任何變化。 （1）寫出本實驗中反應(yīng)的化學(xué)方程式。 （2）試推測鋁、鐵、銅的金屬活動性強(qiáng)弱順序。在金屬活動性順序里為什么包括氫 1865年，貝開托夫在實驗的基礎(chǔ)上，根據(jù)金屬和金屬離子間互相置換能力的大小，以及金屬跟酸、跟水等反應(yīng)的劇烈程度，首先確定了金屬活動性順序，在這個順序里就已包括了氫。因為氫可以被位于它前面的金屬從稀酸里置換出來，而氫也可以把位于它后面的金屬，從它們的鹽溶液里置換出來，而氫后面的金屬不能從酸中置換出氫。這就是說，貝開托夫當(dāng)時區(qū)分金屬的活潑與不活潑，是以氫作為標(biāo)準(zhǔn)的。 當(dāng)然，早期的化學(xué)家把金屬跟酸、跟水等反應(yīng)的劇烈程度作為衡量金屬活動性大小的標(biāo)志是不嚴(yán)格的。準(zhǔn)確的方法是以金屬的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢來比較金屬的活動性大小，而標(biāo)準(zhǔn)電極電勢也是以氫電極定為零作為標(biāo)準(zhǔn)來測定的。標(biāo)準(zhǔn)電極電勢為負(fù)值的金屬比氫活潑；標(biāo)準(zhǔn)電極電勢為正值的金屬活動性小于氫。 另外，氫的原子結(jié)構(gòu)決定它在化學(xué)反應(yīng)中表現(xiàn)出與堿金屬具有相似的化學(xué)性質(zhì)。例如，氫具有還原性，能和大多數(shù)非金屬反應(yīng)顯示＋1價；等等。 由于以上幾個方面的原因，因此把氫排進(jìn)了金屬活動性順序里。金屬性和金屬活動性的區(qū)別和聯(lián)系 金屬元素的原子在化學(xué)反應(yīng)中，通常表現(xiàn)出失去電子成為陽離子的傾向。金屬性的強(qiáng)弱通常用金屬元素原子的最外層電子的電離能（氣態(tài)原子失去電子成為氣態(tài)陽離子時所需要的能量）大小來衡量。 金屬的活動性是反映金屬在水溶液里形成水合離子傾向的大小，也就是反映金屬在水溶液里起氧化反應(yīng)的難易，它是以金屬的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢為依據(jù)的，從能量角度來看，金屬的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢除了與金屬元素原子的電離能有關(guān)外，同時還與金屬的升華能（固態(tài)單質(zhì)變?yōu)闅鈶B(tài)原子時所需的能量）、水合能（金屬陽離子與水化合時所放出的能量）等多種因素有關(guān)。 金屬性強(qiáng)的元素，一般來說它的活動性也大，但也有不一致的情況。例如，鈉的第一電離能比鈣的第一電離能要小，因此鈉的金屬性要比鈣強(qiáng)。但是鈣在水溶液中形成水合離子的傾向比鈉大，即鈣的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢比鈉要負(fù)，所以鈣的金屬活動性比鈉大。銅和銀也有類似上述的情況。由此可見，金屬性與金屬活動性兩者概念是有區(qū)別的。鐵生銹的條件問題：鐵在什么情況下容易生銹呢？ 實驗：（1）如右圖所示，在試管①中把鐵釘放在一團(tuán)濕棉花球上，使鐵釘與空氣和水接觸； （2）在試管②中放入鐵釘，注入經(jīng)煮沸迅速冷卻的蒸餾水，蒸餾水要浸沒鐵釘，然后在水面上注入一層植物油，使鐵釘只與水接觸； （3）在試管③中加入少量干燥劑（袋裝餅干等食品中放的小袋中有氯化鈣干燥劑），再放一團(tuán)干棉球，把鐵釘放在干棉球上，塞緊橡皮塞，使鐵釘只與空氣接觸。 注意每天觀察鐵釘銹蝕的現(xiàn)象，連續(xù)觀察約一周。 （1）通過探究，你對鐵制品銹蝕的條件能得出哪些結(jié)論？ （2）通過上面對鐵制品銹蝕條件的探究，你對防止鐵制品銹蝕有什么建議？與同學(xué)們交流你所知道的各種防銹方法。課題 3 金屬資源的利用和保護(hù)教學(xué)要求：1．知道一些常見金屬如鐵、鋁、銅等的礦物，了解從鐵礦石中將鐵還原出來的方法。 2．會根據(jù)化學(xué)方程式對含有某些雜質(zhì)的反應(yīng)物或生成物進(jìn)行有關(guān)計算。 3．了解金屬銹蝕的條件以及防止金屬銹蝕的簡單方法。 4．知道廢舊金屬對環(huán)境的污染，認(rèn)識回收利用廢舊金屬等金屬資源保護(hù)的重要性。重點：鐵的冶煉，根據(jù)化學(xué)方程式對含有某些雜質(zhì)的反應(yīng)物或生成物進(jìn)行有關(guān)計算。難點：鐵的冶煉，根據(jù)化學(xué)方程式對含有某些雜質(zhì)的反應(yīng)物或生成物進(jìn)行有關(guān)計算。教學(xué)過程：本課題涉及面很廣，包括地球上及我國的金屬資源情況、鐵的冶煉、有關(guān)化學(xué)方程式計算中的雜質(zhì)問題計算、金屬的腐蝕和防護(hù)，以及金屬資源的保護(hù)等，既有知識、技能方面的內(nèi)容，又有環(huán)境意識和資源意識等情感領(lǐng)域的內(nèi)容。 本課題由常見金屬礦物的照片以及資料“金屬元素在地殼中的含量”表引入，簡單介紹了地球上及我國的金屬資源情況。人類對地球上金屬礦物資源的利用主要是用來冶煉金屬，而其中冶煉量最大的是鐵。因此，教材很自然地轉(zhuǎn)入到對鐵的冶煉的討論。 第一部分“鐵的冶煉”是本課題教學(xué)的重點。教材除簡要地介紹了我國冶煉鐵的歷史外，主要是通過實驗，說明從鐵礦石中將鐵還原出來的化學(xué)反應(yīng)原理，并結(jié)合煉鐵的實際情況，以例題的方式介紹了化學(xué)方程式計算中有關(guān)雜質(zhì)問題的計算。這樣，把化學(xué)原理、計算和生產(chǎn)實際緊密地結(jié)合在一起，使學(xué)習(xí)活動成為有機(jī)的整體，有利于學(xué)生主動參與學(xué)習(xí)。 第二部分“金屬資源的保護(hù)”，重點是有關(guān)鐵的銹蝕以及防護(hù)的“活動與探究”內(nèi)容。該活動與探究內(nèi)容包括提出問題、設(shè)計實驗并實施、討論、得出結(jié)論、對結(jié)論進(jìn)行應(yīng)用等多個步驟，對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和解決實際問題的能力具有較大的價值。關(guān)于金屬資源的保護(hù)，教材中首先以圖示的方法給出了一些礦物可供開采的年限，形象他說明了金屬礦物資源是有限的，以及金屬資源保護(hù)的重要性。教材中簡要地介紹了廢舊金屬的回收利用、合理開采礦物等保護(hù)金屬資源的措施。1．關(guān)于地球上及我國的金屬資源情況的教學(xué)，可以結(jié)合地理課的有關(guān)內(nèi)容，利用礦物標(biāo)本或?qū)嵨镎掌?、圖表等進(jìn)行教學(xué)，應(yīng)鼓勵學(xué)生主動查找有關(guān)資料，并在課內(nèi)外進(jìn)行交流。我國冶煉鐵的歷史及解放前后我國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展等內(nèi)容的教學(xué)，也可以采用相似的教學(xué)方法。 2．做好【實驗823】，并將它與煉鐵生產(chǎn)的主要化學(xué)反應(yīng)原理結(jié)合起來，使學(xué)生認(rèn)識化學(xué)原理對實際生產(chǎn)的指導(dǎo)作用。生鐵的冶煉原料：鐵礦石、焦炭、石灰石設(shè)備：高爐【提問】 煉鐵的原料主要有哪些?這些原料屬于哪類物質(zhì)?寫出煉鐵的反應(yīng)原理.【講解】 我們知識鐵礦石是混石物，而其主要成分鐵的氧化物才是能煉出鐵的物質(zhì)，根據(jù)：純凈物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=純凈物的質(zhì)量/不純凈物的質(zhì)量，可知純凈物的質(zhì)量=不純物的質(zhì)量純凈物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)合可以計算出一定質(zhì)量的鐵礦石中含鐵的氧化物的質(zhì)量. 3．化學(xué)方程式計算中的雜質(zhì)問題計算是一類在實際生產(chǎn)中具有重要意義的計算，應(yīng)使學(xué)生了解它的價值，主動參與學(xué)習(xí)。討論這一類計算題的解法時，關(guān)鍵是歸納出解題思路：即有關(guān)化學(xué)方程式的計算都是純物質(zhì)的計算，要把含雜質(zhì)物質(zhì)的質(zhì)量換算成純物質(zhì)的質(zhì)量?？梢砸暻闆r進(jìn)行課堂練習(xí)，當(dāng)堂討論和評析一些錯誤的解法以及出現(xiàn)錯誤的原因，以加深學(xué)生的理解。 %的赤鐵礦1000噸,其中含F(xiàn)e2O多少噸?【提問】根據(jù)一氧化碳還原氧化鐵的化學(xué)方程式,說明化學(xué)方程式的意義?強(qiáng)調(diào)化學(xué)方程式所表示的都是純凈物間發(fā)生化學(xué)變化時的相互關(guān)系,各化學(xué)式所規(guī)定的化學(xué)量是反映純物掛帥 ,物質(zhì)里或多或少都含有雜質(zhì),應(yīng)如何進(jìn)行計算呢? 例2. 含F(xiàn)e2O385%的赤鐵礦1000噸,可以煉出多少噸鐵?分析:根據(jù)前面分析,(即純物質(zhì)的質(zhì)量)計算出來, 【小結(jié)】通過學(xué)習(xí)，我們初步掌握了含雜質(zhì)物質(zhì)的計算。實際上，除了鐵礦石以外，很多都是不純的物質(zhì)參與反應(yīng)，前面我們接觸到的制二氧化碳的原料石灰石，以及后面要學(xué)習(xí)的溶液在計算中都會遇到這個問題，請大家在學(xué)習(xí)中給予足夠的注意。 課堂練習(xí) （1）. 某赤鐵礦含雜質(zhì)25%，那么400噸赤鐵礦中含三氧化二鐵多少噸？ （2）.含碳酸鈣75%的石灰石100噸，高溫煅燒后，可得氧化鈣多少噸。 （3）.實驗室欲制6克氫氣，%的不純鋅多少克？ （4）.含三氧化二鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%的鐵礦石1000噸，可煉出含雜質(zhì)5%的生鐵多少噸？ （5）：，需含雜質(zhì)20%的石灰石多少噸？ 4．精心策劃和組織好有關(guān)金屬的腐蝕和防護(hù)的“活動與探究”內(nèi)容。教材中的圖823提示了鐵釘銹蝕條件探究實驗的設(shè)計思路，在一個星期前就應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合生活經(jīng)驗來探討該實驗的設(shè)計方案，并鼓勵學(xué)生開動腦筋設(shè)計出多種方案，允許多種方案同時試驗，以小組或個人等多種方式活動，同時要認(rèn)真做好觀察記錄。在實驗的基礎(chǔ)上，可以由各小組或個人展示他們的實驗情況，并匯報探究的結(jié)果。討論是在各組或個人已有初步結(jié)論的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，因此對這些結(jié)論的辨析、歸納是很重要的。從反應(yīng)物的角度分析，鐵釘銹蝕的條件需有水蒸氣和氧氣等，教材中給了思考金屬腐蝕條件的思路：要有能夠發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)，反應(yīng)物要能互相接觸，生成物不會對反應(yīng)起阻礙作用，等等。同時給出了防止金屬腐蝕的思路：如果破壞金屬腐蝕的條件，使它們不再具備腐蝕的基礎(chǔ)，就能防止金屬腐蝕。利用這些思路組織好討論，由學(xué)生自己提出鐵制品的防銹建議，并將它應(yīng)用于自行車構(gòu)件防銹措施等實例上。 常用的防止鐵生銹的方法有：A．組成合金，以改變鐵內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)。例如，把鉻、鎳等金屬加入普通鋼里制成不銹鋼，就大大地增加了鋼鐵制品的抗生銹能力。B．在鐵制品表面覆蓋保護(hù)層是防止鐵制品生銹普遍而重要的方法。根據(jù)保護(hù)層的成分不同，可分為如下幾種：(1)在鐵制品表面涂礦物性油、油漆或覆蓋搪瓷、塑料等物質(zhì)。例如，車廂、水桶等常涂油漆；機(jī)器常涂礦物性油等。(2)在鋼鐵制品表面用電鍍、熱鍍等方法鍍上一層不易生銹的金屬。如鋅、錫、鉻、鎳等。這些金屬表面都能形成一層致密的氧化物薄膜，從而防止鐵制品和水、空氣等物質(zhì)接觸而生銹。(3)用化學(xué)方法使鐵制品表面生成一層致密而穩(wěn)定的氧化膜以防止鐵制品生銹。C．保持鐵制品表面的潔凈和干燥也是防止鐵制品生銹的一種很好方法。5．關(guān)于金屬資源保護(hù)的教學(xué)，可以利用電化教學(xué)手段，將教材中的一些礦物可供開采的年限圖制成投影片或計算機(jī)軟件等，并配合其他資料，使學(xué)生強(qiáng)烈感受礦物資源是有限的，以及保護(hù)金屬資源的重要性。廢舊金屬的回收利用是每個學(xué)生都隨手可做的事情，可結(jié)合本課題未的“調(diào)查與研究”，使學(xué)生了解廢舊金屬回收的意義，并積極主動地去做。 6．可以按照教材中所給的思路，采用討論、填表和填空等方式進(jìn)行本單元小結(jié)。也可以結(jié)合實例分析，通過對知識的綜合應(yīng)用來進(jìn)行本單元小結(jié)。我國的礦產(chǎn)資源 礦產(chǎn)資源是自然資源的一部分，我國生產(chǎn)所需的80％左右的原材料來自礦產(chǎn)資源。 我國礦產(chǎn)資源總量多，但人均占有量少。我國礦產(chǎn)的總量居世界第6位。在我國已