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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(xué)目標(biāo): 根據(jù)金屬元素在周期表中的位置和原子結(jié)構(gòu)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(diǎn)：金屬單質(zhì)的性質(zhì)：金屬活動(dòng)性順序的理解和應(yīng)用。 難點(diǎn)：金屬活動(dòng)性順序的理解和應(yīng)用。 教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì) 【板書(shū)】一、金屬元素在周期表中的位置和原子結(jié)構(gòu)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(jiàn)右側(cè)）。 【提問(wèn)】金屬元素原子結(jié)構(gòu)特征是什么？ 【板書(shū)】 ①原子最外層電子：一般≤3個(gè)。 ②價(jià)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(yáng)離子r原子＞r陽(yáng)離子 【板書(shū)】二、金屬的晶體結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì) 1．金屬晶體 【講述】金屬晶體是由金屬陽(yáng)離子通過(guò)自由電子的強(qiáng)烈相互作用（即金屬鍵）形成的晶體。這一結(jié)構(gòu)特征決定了金屬具有的通性。 例題1 下列說(shuō)法正確嗎？為什么？ （1）含有金屬陽(yáng)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(yáng)離子。 （3）離子晶體的化合物其熔點(diǎn)一定高于金屬晶體。 引導(dǎo)學(xué)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(yáng)離子不是金屬陽(yáng)離子。 （3）不正確。不同金屬晶體熔點(diǎn)高低有的相差較大，如鎢的熔點(diǎn)3410℃，而離子晶體的熔點(diǎn)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(dǎo)電、導(dǎo)熱性和延展性。而密度、顏色、硬度、熔點(diǎn)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(chēng)為_(kāi)_____。 （3）在金屬中，熔點(diǎn)最低的是______，硬度最大的是______。 引導(dǎo)學(xué)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(xué)性質(zhì) 【講述】金屬原子易失去價(jià)電子成為陽(yáng)離子，因而表現(xiàn)出較強(qiáng)的還原性。由于不同的金屬原子結(jié)構(gòu)、原子半徑的不同，表現(xiàn)的還原性也有強(qiáng)弱不同。 【提問(wèn)】請(qǐng)寫(xiě)出金屬活動(dòng)性順序，并按它們的活動(dòng)性順序把有關(guān)反應(yīng)的難易條件總結(jié)出來(lái)。 討論回答金屬活動(dòng)性順序： K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb（H）、Cu、Hg、Ag、Pt、Au 金屬活動(dòng)性（還原性）：由強(qiáng)→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(zhuǎn)化關(guān)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(chēng)，并寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)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(chēng)，并寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。 分析、討論： ①X+甲→Y+丙，是置換反應(yīng)。 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(jià)態(tài)的轉(zhuǎn)化，可以考慮下列化合物轉(zhuǎn)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(guān)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(guān)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(xué)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(xué)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(qiáng)；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(yīng)；④電解含有A、B、C、E離子的鹽溶液時(shí)，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(dòng)順序是______。 判斷金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱順序，也就是判斷出金屬在反應(yīng)中失去電子的難易?？梢愿鶕?jù)金屬活動(dòng)性順序和金屬元素在周期表中位置結(jié)合試題進(jìn)行分析、判斷。 由①：氧化性E離子＞D離子，說(shuō)明金屬性D＞E。 由②：A能從鹽溶液置換出E，說(shuō)明金屬性A＞E。 由③：根據(jù)原電池工作原理，活潑金屬為負(fù)極，發(fā)生氧化反應(yīng)；不活潑金屬為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，說(shuō)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(dòng)性順序相反，說(shuō)明金屬性強(qiáng)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(yīng)酸式碳酸鹽的溶解度。 總結(jié)分析，金屬的活動(dòng)性順序?yàn)椋篊＞A＞D＞E＞B。 【答案】C＞A＞D＞E＞B。 【小結(jié)】本節(jié)只對(duì)金屬單質(zhì)化學(xué)性質(zhì)規(guī)律進(jìn)行了總結(jié)，不同的金屬特性，將在以后的課中復(fù)習(xí)。 四、金屬的冶煉 【提問(wèn)】什么是金屬的冶煉？其本質(zhì)上是怎樣的一個(gè)過(guò)程？ 引導(dǎo)學(xué)生分析，回答，并進(jìn)行筆記整理（見(jiàn)右側(cè)內(nèi)容）。 原理：將金屬化合物或礦石通過(guò)還原反應(yīng)的方法使金屬陽(yáng)離子還原成金屬單質(zhì)的過(guò)程。 設(shè)計(jì)化學(xué)方法怎樣實(shí)現(xiàn)Ag+→Ag。 要求寫(xiě)出各方案的原理，并寫(xiě)相應(yīng)反應(yīng)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(zhuǎn)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(yáng)極，精Ag為陰極，NO3-溶液為電解液。 4AgNO3+2H2O 4Ag↓+O2↑+4HNO3 【提問(wèn)】在溶液中能實(shí)現(xiàn)Mg2+→Mg；Al3+→Al和Na+、Na嗎？為什么？ 學(xué)生：Na+、Mg2+、Al3+的得電子能力比溶液中的H+強(qiáng)，所以很難被還原成金屬。 由此可以看出，隨著不同金屬的陽(yáng)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(dòng)順序把金屬冶煉的方法規(guī)律總結(jié)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(yáng)離子：得電子（氧化性）：弱→強(qiáng) 【提問(wèn)】請(qǐng)同學(xué)通過(guò)Na、Al、Fe、Hg的生成冶煉的方法，寫(xiě)出化學(xué)方程式。 學(xué)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