1、第五章金属与金属矿物教材分析常州市一中 宫雯芳本章结构1本章在全书中的地位通过前面四章的学习，同学们对化学与人类生活、社会发展有了一定的认识，对化学学习产生了浓厚的兴趣；知道了空气、氧气、水、二氧化碳在生产、生活中所起的重要作用；了解到燃料的燃烧给人类会带来的幸福或灾难；掌握了一些基本的微观粒子概念，认识到物质构成的奥秘等等。也就是说：同学们已接触了较多的非金属元素的知识。而在初中阶段，对“金属元素”的系统研究，是化学教材中首次出现的。对“金属与金属矿物”的系统认识，特别是日常生活中接触最多的且与生产、生活关系最为密切的一种金属铁的研究，就具有其独特的重要意义了。本章内容主要是元素化合物的知识
2、。围绕“金属的性质、金属矿物存在的形态、怎样冶炼、金属的特点和用途、如何防止金属腐蚀和如何利用石灰石资源”等问题进行了“活动与探究” ，使学生从熟悉身边的物质及现象入手，并通过相关资料的交流、动手实验、大胆猜测，让学生走进实验室、走向生活以及走向社会。教师对这部分元素化合物知识的处理，要突出实验教学，加强对典型反应和现象的感知，注重联系社会生活实际，使学生逐步掌握元素化合物知识的内在联系，形成一定的知识网络，而不是孤立地死记硬背有关物质的性质；有条件的话要设计一些开放性的学习主题，有意识地引导学生从多个角度对有关问题做出价值判断，使学生形成新的认识，将科学探究向深层次推进。2本章重点和难点能否
3、正确分析和把握教材内容的重、难点，是决定教学成效的关键。第一节：重点金属的物理性质和化学性质难点如何鼓励胆小的学生在探究过程中能得到锻炼第二节：重点铁的冶炼、合金难点“一氧化碳与氧化铁反应”的操作全过程第三节：重点钢铁的锈蚀条件、防锈方法、变废金属为宝难点铁生锈的条件第四节：重点石灰石主要成分的检验、生石灰与熟石灰的转变难点石灰石、生石灰与熟石灰之间的转化关系教学建议1课时安排第一节 金属与金属矿物 2 课时第二节 铁的冶炼 合金 2 课时第三节 金属的防护和回收 1 课时第四节 石灰石的利用 2 课时或 3 课时本章整理和归纳 1 课时本章练习或测试 1 课时2教学设想与建议第一节 金属与金
4、属矿物本节内容建议用“化学实验进行探究”的方法组织教学。因为化学本身就是以实验为基础的一门学科，用化学实验的方法进行科学探究，是用其它教学手段无法替代的；本节内容实践性很强，实验时又没有严重的危险。再说，通过前几个月的学习，同学的动手能力是在逐渐的提高，而且同学中的一种潜在喜爱动手的能量不可低估；所以，教师尽管大胆、放心的让学生去做。上课时，教师可以让学生回忆探究过的实验入手， “镁带的性质”、 “加热铜丝” 、 “铁丝在氧气中燃烧” ，质量守恒定律中的“铁与硫酸铜溶液的反应”等等，多少也认识了一些金属；上述铺垫好后就可以引入新课，告诉学生，今天开始我们就来研究物质中的一大家族金属与金属矿物。
5、“金属” 、 “金属矿物”是人类赖以生成和发展的物质基础，是人类进步的一个重要的里程碑。例如，历史上的青铜器时代、铁器时代都是以金属材料作为主要标志的。可以说“没有半导体材料的发明，便不可能有目前的计算机技术” 。同学们经过前面的学习，以具备了一定的科学探究的思想和实验操作的基本技能；这些金属就在学生的身边，就在他们的日常生活和学习中，而且能很方便的找到。让他们用自己带来的金属做实验情趣更好；让学生在实践中得出金属具有的物理性质和化学性质，从中培养学生的动手能力，为第二学期结束的实验考核奠定牢固的基础。尽可能的拓宽学生的知识面，讲一些“化学元素漫话” ，再一次的激发学生学习化学的兴趣。例如：铁
6、栏杆上涂的“银粉”铝；热水瓶内胆壁的金属银；温度计里象水一样的银子汞；未来金属钛；最重要金属铁；地球上最多的金属铝；电器工业的“主角”铜；马口铁的“外衣”锡；蓄电池的“主角”铅；白铁皮的“外套”锌；闪光灯中金属镁；金属的贵族金；最难熔的金属钨；最硬的金属铬；最轻的金属锂；食盐里的金属钠；原子弹的“主角”铀等。再如：一滴水那么大小的纯铜，可拉成达两公里长的丝，或压延成比床还要大的几乎透明的箔片。介绍常州地区（一市三县）的金属矿物常州市三县矿产资源分布很不平衡，种类不多，金属矿物资源非常贫缺，但也有具优势的矿种资源，如岩盐、硅灰石、方解石等。常州市 1/6 以上面积是平原（主要存在的是煤矿） ，找
7、其它矿物难度很大；比较集中分布在三县。a黑色金属铁矿分布于溧阳的别桥乡的土山、新桥等；矿物的主要成分有磁铁矿、黄铁矿。b有色金属溧阳的南部山区具有一定工业意义的是周城乡中巷的铜矿。c贵金属矿溧阳的城西乡的土包山，矿床以金为主的金铁硫矿。d石灰岩武进的孟城，主要成分有：CaO、MgO、SiO 2、Fe 2O3、Al 2O3 等。e石灰石质大理石溧阳的南部青山村一带，主要成分有：CaCO 3 等。f石英砂岩溧阳的瓦屋山赋产石英砂岩，主要成分有：SiO 296%、Al 2O30.6%等，达到玻璃硅质原料或冶金原料的工业要求。第二节 铁的冶炼 合金做好“CO 还原 Fe2O3”的演示实验。由于学生按新
8、教材的学习，没有学“H 2 还原CuO 的实验” ，在没有任何铺垫的情况下，让学生来掌握这方面的完整知识是有很大难度的。因此，在本节教学中，务必将此实验的“反应原理、操作步骤及证明反应已发生的”一套装置详细的告诉学生。还要当心，教师演示时很可能会出现“石灰水倒吸”的情况，要避免上述情况的发生，关键要有足够的一氧化碳。工业生产设备的介绍高炉目前为止，只要学习一种生产设备炼铁高炉。要将炼铁高炉的结构向学生讲解清楚，有可能的话，可以带学生到炼铁厂去参观考察一下（向十五中学、实验初中以前曾成功的做过此方面的试验） 。关于“生铁和钢、合金”内容的教学，由于化学与社会生活有着广泛而紧密的联系，建议课前布置
9、学生去“图书馆、在相关的网站、向父母或有关企业部门调查”收集资料，作好书面材料在班上或小组进行交流，并作为一次学生档案资料的积累；也可以让学生回忆所看的电影泰坦尼克号 ，其中海轮触礁而断裂之事，说明当时最好的钢材质量水平，若按当今的标准来分析，可能是不合格钢材；通过活动鼓励学生要有多样化的学习方式，促进学生的全面发展。介绍金属材料的发展历史和我国的钢铁工业飞速发展情况，特别强调 1996 年后，我国的钢产量首次突破 1 亿吨，居世界前茅。及时进行一次爱国主义的教育。“塑钢”不是合金。第三节 金属的防护和回收建议在讲本章第一节内容前就布置学生做家庭实验。书上第 127 页的图 514 的活动与探
10、究，当然，这些实验不一定都能做。但做其中的、实验条件是能办到的。并要求学生注意观察随天数的增多现象有什么不同，作好适当的记录；到了讲该节内容时，请同学把所做的实验带到学校。对学生做的无论成败如何都要加以肯定，因为，我们倡导的是一种精神。不过，总有做成功的学生；可请他们介绍具体的做法；然后，归纳出铁生锈的原因，最后寻找出防锈的方法。在这些教学过程中，教师只是起了个穿针引线的作用，努力发展学生的主体作用；同时教师也只是将知识作为一种载体或媒介，让学生在探究中体验科学方法的运用，对现象进行分析，学会设计实验和控制实验条件进行探究，使学生学习化学知识的过程不再是一个单纯地接受现成知识结论的过程，而是感
11、到是进行科学探究，养成严谨的科学态度，学会科学方法和形成价值观的过程，从而达到全面提高学生科学素养的目的。由于金属易受腐蚀，造成了金属的浪费。如工业排放的某些废水中含有银离子，即造成环境的污染又浪费金属；钢铁暴露在空气中会生锈，特别是潮湿的空气中浪费更大。可以让学生说生锈的事实，也可让学生讨论“你有什么方法回收废金属呢？” 。常州快餐单位“丽华快餐” ，以 32 节废旧电池换取高级快餐的举措，为减少环境的污染作了贡献。第四节 石灰石的利用对 CO32-的检验，建议让学生带些家庭实物。如旧的珍珠物品、花盆中的小石子、鸡蛋壳、碱面等来完成书第 132 页的图 520 的实验。书上第 134 页的图
12、 524 的演示实验要做，很方便的。介绍江苏地区的旅游点宜兴的各个山洞里“水滴石穿”的现象，同学们肯定都去过。让他们叙述屋檐下石块，在长期的屋檐水的作用下，日久天长地被水击穿的现象。要求学生观察一下你生活的环境中是否有这样的事例，并用所学的知识解释这种现象。本章知识网络原理：高温下用 CO 还原铁矿石冶炼设备：高炉物理性质：色、态、金属特性、硬度等干燥情况稳定 空气铁 性质 与氧气反应 潮湿情况锈蚀纯氧燃烧 盐酸 Fe+2HCl FeCl2+H2化学性质与酸反应 稀硫酸 Fe+H2SO4 FeSO4+H2 与硫酸铜溶液反应 Fe+CuSO4 FeSO4+Cu合金新型金属 CaO Ca(OH)2
13、 CaCO3 资料卡片珍珠哪里去了？克娄巴特拉七世是托勒密王朝的末女王，是历史上很有名的埃及艳后。她父亲死后，她与兄弟共同统治富饶的埃及。公元前 48 年，她在罗马统帅恺撒的帮助下，击败兄弟而独霸王位，将价值连城的王冠戴在自己的头上。王冠上镶有一颗珍珠是当时世界上最大的珍珠，名叫“埃及的眼泪” 。夺位之事，引起王妹安尔西格尼的不满，王妹时刻想报复。公元前 44 年，恺撒被人刺死，其部下安东尼举兵进攻埃及，克娄巴特拉七世无法抵抗安东尼的进攻，准备投降并以“埃及的眼泪”讨好安东尼。可是，一件奇怪的事破坏了她的计划。欢迎安东尼的宴会开始前，一个侍女突然报告说，王妹的女佣偷去了“埃及的眼泪”并把它吞到
14、肚里去了。女王想刹了女佣取出珍珠，但又怕被玷污的东西送人反而是一种亵渎。犹豫之时，王妹突然建议说：“让她喝醋，醋喝多了她就会泻个不停，一定会把珍珠泻下来。 ”于是女王令人一个劲地给女佣灌醋，女佣果真泻个不停，但始终没有见珍珠下来。珍珠到哪里去了呢？原来珍珠中含有大量的碳酸钙，在酸的作用下，珍珠溶解了。王妹设计报复了女王，让这颗“埃及的眼泪”永远地消失了。钢铁大桥和万吨巨轮为何断裂19383 年 3 月 14 日，比利时的哈塞尔特城，温度低达零下 15横跨在阿尔伯运河上的阿尔伯大桥在寒冷中屹立着，显得格外雄伟、壮观。突然，从桥下传来惊天动地的金属断裂声，接着，桥身剧烈抖动，桥面出现裂缝，桥上的惊
15、恐万状，争先恐后地向桥的两端奔逃，不到几分钟，大桥折成几段，坠入河中。1954 年寒冬，在爱尔兰寒风凛冽的海面上，3 万 2 千吨级英国油轮“世界协和号”正在航行，水手发现船体中部出现裂缝，立即向船长报告，话音未落，忽然一阵巨响，油轮裂成两段，迅速沉入海底。谁是着两起事件的罪魁祸首？经过有关专家的调查研究，终于真相大白，罪魁是藏在钢铁中的磷元素。钢铁中的磷元素含量过高，致使钢铁有冷脆性。寒冷的日子里，藏在钢铁中的磷使钢铁发脆，造成阿尔伯大桥断裂“世界协和号”油轮解体等严重恶性事故。为了防止类似恶性事故的再次发生，人们在炼钢时，除减少生铁中的磷含量外，还加入适量的氧化钙，使磷变成炉渣除去，以消除
16、钢铁的冷脆性。21 世纪的朝阳产业材料科学一再现风骚的传统材料1高温结构陶瓷的显现与应用2光导纤维交流容量倍增3蓬勃发展的合成材料二异军突起的信息材料三倍受青睐的形状记忆材料四新世纪的宠儿纳米材料五前途无量的超导材料六千呼万唤始出来的生态环境材料等等。大家知道一种新型材料的研制成功，可以引起人类文化和生活新的变化，没有有机高分子材料，人类生活也不能像今天这样丰富多彩。相反，有很多新技术，因材料不过关，很难实现。例如长距离输电，中途损耗很大，以致造成我国全国电力分布不均；又如，太阳能是取之不尽用之不竭，又无污染的一种能源，但目前还没有研制成将光电转换效率很高的材料。因此，在一定意义上讲，材料是科学的先导，没有新材料的发展，便不可能使新的科学技术成为现实生产力。以上内容仅供参考，如有不当之处，请各同仁批评指正。2002.11.28
