《化学》电子教案

 

课题	第四章  常见单质及其化合物 第三节  常见金属单质
教学目标	1．了解金属元素的原子结构特征、化合价的变化规律和金属的通性 2．理解典型的金属单质（钠、铝、铁等）的特性及主要化学性质
教学重点	典型的金属单质（钠、铝、铁等）的主要化学性质
教学难点	典型的金属单质（钠、铝、铁等）的特性
课时安排	2学时
教学方法	启发式教学与讲练结合法
教学手段	多媒体辅助，实验演示
教学用具	投影仪、化学实验仪器相关物品

 

【教学进程】

导入

从古到今，金属都是生产生活中的重要材料，广泛应用于工农业生产、国防建设、科学研究和家居生活中。这一类物质有什么特点呢？今天我们就来学习一些常见的金属单质。

板书

第三节  常见金属单质

讲述

在冶金工业上，常把金属分为黑色金属和有色金属两大类，黑色金属通常是指铁、铬、锰及其合金，有色金属则指除去铁、铬、锰之外的所有金属；根据密度大小，把密度小于4.5 g/cm3的叫轻金属，把密度大于4.5 g/cm3的叫重金属，一般重金属离子对人畜有一定的毒性；此外，还可将金属分为常见金属和稀有金属。

边讲边板书

一、金属的通性

金属共同的物理特性是具有导电性、导热性、可塑性，具有一定的颜色和密度。

讲述

金属元素最外层的电子极易失去，在金属单质中金属原子的最外层电子成为自由电子，金属原子则失去电子变为金属离子，自由电子不专属于某个金属离子而为整个金属单质所共有。由于金属内部有自由电子和离子的存在，这些自由电子和离子之间存在着强烈的相互作用。

投影

金属晶体内部结构示意图。

金属键——在金属单质中原子和离子靠自由电子的运动相互连接着，这样形成的化学键叫金属键。

金属晶体——通过金属键形成的单质晶体称金属晶体。

板书

共同化学性质是都易失去最外层的电子变成金属阳离子而表现出还原性，例如，金属可以与非金属反应、与氧反应、与酸反应等。

过渡

首先认识金属中的典型代表——钠。

板书

二、钠

讲述

钠在元素周期表中处于第ⅠA族，位于元素周期表中的最左侧，包括锂（Li）、钠（Na）、钾（K）、铷（Rb）、铯（Cs）、钫（Fr）6种元素，这些元素的氢氧化物多是易溶于水的强碱，所以称它们为碱金属。碱金属元素的原子最外电子层都只有1个电子，在化学反应中很容易失去而变成+1价的阳离子。从锂到钫随着核电荷数的增加，原子半径依次增大，金属性依次增强。碱金属元素是所有金属中最活泼的金属，是较强的还原剂。

钠在自然界中以化合态存在。钠是人体中一种重要的无机元素，约占体重的0.15%，主要存在于细胞外液，在其他动植物体内也含有钠的化合物。

教材实验4-9

指导学生观察并总结物理性质。

边讲边板书

1. 物理性质

质软，可以用刀切割，有银白色的金属光泽。密度0.97 g/cm3，能浮在水面上，是热和电的良导体。

板书

（二）化学性质

教材实验4-10

课堂演示。

讲解

钠的化学性质很活泼，在常温下能被空气中的氧气氧化，生成氧化物。新切开钠的剖面很快失去金属光泽而变暗，生成了氧化钠。钠燃烧时火焰呈黄色，生成过氧化钠。

1．在空气中缓慢氧化

4Na + O2     2Na2O（氧化钠）

2．在空气或氧气中燃烧

2Na + O2     Na2O2（过氧化钠）

教材实验4-11

课堂演示。

3．与水能发生激烈反应

2Na + 2H2O     2NaOH + H2↑

4．与稀酸剧烈反应

2Na + H2SO4     2Na2SO4 + H2↑

讲解

钠的保存：因为钠能与空气中的氧气、水蒸气发生反应，通常把钠保存在煤油中。

阅读

阅读材料“过氧化钠”。

板书

三、铝

讲述

铝在自然界以化合态的形式存在，主要有铝矾土（Al2O3·3H2O）、冰晶石（Na3AlF6）等。在地壳中，铝的含量居第三位，仅次于氧和硅。

铝是银白色的轻金属，密度为2.7 g/cm3，熔点660 ℃，有良好的延展性，可以抽成细丝，也可压成薄片成为铝箔，用来包装胶卷、糖果等。铝的导电、导热性强，在工业上常用铝代替铜作导线、热交换器和散热材料等。

板书

铝是银白色的轻金属，有良好的延展性，导电、导热性强。

讲解

铝的化学性质很活泼，在常温下易被空气氧化，在表面生成一层致密的氧化物薄膜。这层膜能防止铝继续氧化，起保护作用。这是铝制品具有防锈能力的原因。

讲解

铝在氧气中能燃烧，放出大量的热，同时发出耀眼的白光，生成白色的氧化铝粉末。

边讲边板书

1．与氧气反应

4Al + 3O2     2Al2O3 + 3 830 kJ/mol

2．铝热法

把用铝从金属氧化物中置换金属的方法称为铝热法。

2Al + Fe2O3     Al2O3 + 2Fe  +Q 

3．两性

铝处于金属和非金属的边缘，既能和酸反应，也能和碱反应，是典型的两性元素。

2Al + 3H2SO4     Al2(SO4)3 + 3H2↑

2Al + 2NaOH + 2H2O    2NaAlO2 + 3H2↑

阅读

阅读材料“铝的用途与危害”。

板书

四、铁

讲述

铁属于副族元素，又称过渡金属元素。具有良好的导电性、导热性和延展性。化学性质比较活泼，在化合物中通常显+2价、+3价。能与非金属、水、酸等多种物质发生反应。

板书

1．与非金属的反应

讲述

在常温下，铁在干燥的空气里与氧、硫、氯等典型的非金属不起显著的反应，因此，工业上可用钢瓶贮存干燥的氯气和氧气。但在高温下，铁能和氧、硫、氯等非金属反应。

板书

3Fe + 2O2      Fe3O4

 

Fe + S     FeS

讲述

红热的铁跟水蒸气起反应，生成四氧化三铁和氢气。

板书

高温

2．与水的反应

3Fe + 4H2O（g）    Fe3O4 + 4H2↑

讲述

铁能与稀酸反应生成+2价铁的盐，同时放出氢气。

板书

3．与酸的反应

Fe + 2HCl     FeCl2 + H2↑

 

投影

课堂练习

实验室清洗仪器时，对做过碘升华实验的烧杯壁上残留的碘，可用_____________洗涤；对制Cl2用的烧瓶底部沾有的MnO2固体，可用____________________洗涤；对玻璃仪器上沾有的铁锈，应用_________洗涤。

答案

四氯化碳  浓盐酸  稀盐酸

小结

金属通性，钠、铝、铁的性质及用途。

作业

阅读本节拓展知识，完成课后思考与练习。

 

【板书设计】

第三节  常见金属单质

一、金属的通性

金属共同的物理特性是具有导电性、导热性、可塑性，具有一定的颜色和密度。

共同化学性质是都易失去最外层的电子变成金属阳离子而表现出还原性，例如，金属可以与非金属反应、与氧反应、与酸反应等。

二、钠

（一）物理性质

质软，可以用刀切割，有银白色的金属光泽。密度0.97 g/cm3，能浮在水面上，是热和电的良导体。

（二）化学性质

1．在空气中缓慢氧化

4Na + O2     2Na2O（氧化钠）

2．在空气或氧气中燃烧

2Na + O2     Na2O2（过氧化钠）

3．与水能发生激烈反应

2Na + 2H2O     2NaOH + H2↑

4．与稀酸剧烈反应

2Na + H2SO4     Na2SO4 + H2↑

三、铝

铝是银白色的轻金属，有良好的延展性，导电、导热性强。

1．与氧气反应

4Al + 3O2     2Al2O3   +3 830 kJ/mol

2．铝热法

把用铝从金属氧化物中置换出金属单质的方法称为铝热法。

2Al + Fe2O3     Al2O3 + 2Fe  +Q 

3．两性

铝处于金属和非金属的边缘，既能和酸反应，也能和碱反应，是典型的两性元素。

2Al + 3H2SO4     Al2(SO4)3 + 3H2↑

2Al + 2NaOH + 2H2O     2NaAlO2 + 3H2↑

四、铁

铁属于过渡金属元素，具有良好的导电性、导热性和延展性，化学性质比较活泼。

1. 与非金属的反应

3Fe + 2O2     Fe3O4

Fe + S     FeS

高温

2. 与水的反应

3Fe + 4H2O（g）    Fe3O4 + 4H2↑

3. 与酸的反应

Fe + 2HCl     FeCl2 + H2↑

 

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