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1、2022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)過程設(shè)計(jì)
【板書】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(見右側(cè))。
【提問】金屬元素原子結(jié)構(gòu)特征是什么?
【板書】
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。
2、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(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離子通過自由電子的強(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(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離子不是金屬陽離子。
(3)
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常稱為______。
(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)4.5g·cm-3,Cu、Hg、Ag、P
4、b、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】請(qǐng)寫出金屬活動(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。
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,并寫出有關(guān)反
5、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,并寫出有關(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:
6、
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
7、出金屬在反應(yīng)中失去電子的難易。可以根據(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(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)
8、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】什么是金屬的冶煉?其本質(zhì)上是怎樣的一個(gè)過程?
引導(dǎo)學(xué)生分析,回答,并進(jìn)行筆記整理(見右側(cè)內(nèi)容)。
原理:將金屬化合物或礦石通過還原反應(yīng)的方法使金屬陽離子還原成金屬單質(zhì)的過程。
設(shè)計(jì)化學(xué)方法怎樣實(shí)現(xiàn)Ag+→Ag。
要求寫出各方案的原理,并寫相應(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++NH3·H2O=AgOH↓+NH4+
AgOH+2NH3·H2O=Ag(NH2)
9、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(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
金屬陽離子:得電子(氧化性):弱→強(qiáng)
【提問】請(qǐng)同學(xué)通過Na、Al、Fe、Hg的生成冶煉的方法,寫出化學(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