16.金屬元素單質(zhì)的性質(zhì)和制法

1、16 金屬元素單質(zhì)的性質(zhì)和制法教學(xué)目標(biāo)知識(shí)技能： 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。能力培養(yǎng)： 通過分析和討論， 培養(yǎng)學(xué)生對(duì)金屬單質(zhì)性質(zhì)和制法進(jìn)行歸納重組， 統(tǒng)攝整理和綜合演繹能 力，并能做“意義記憶”和“邏輯記憶”的能力?？茖W(xué)思想：通過對(duì)金屬活動(dòng)性順序和原子結(jié)構(gòu)的理解，進(jìn)行“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)與制法”的辯證唯物主義教育?？茖W(xué)方法：通過問題的分析、討論，引導(dǎo)學(xué)生掌握實(shí)踐歸納、總結(jié)、探究式學(xué)習(xí)方法，逐步形成學(xué)習(xí)方法的新模式。重點(diǎn)、難點(diǎn)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)教師活動(dòng)【板書】一

2、、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)） ?！咎釂枴?金屬元素原子結(jié)構(gòu)特征是什么？學(xué)生活動(dòng)記筆記，開始回憶標(biāo)題中的相關(guān)內(nèi)容。金屬元素在周期夫中的位置 VIA TUAI AII AIII AIVAV A(H )Ll&NaMglirebAlKCaGa比RbSr副膜InSnSbCsBa元素T1FbBiPo鐲京元素 機(jī)系元系【板書】原子最外層電子：一般W3 個(gè)。價(jià)電子：主族一一最外層電子；副族一一最外層+次外層電子。半徑：同一周期原子r金屬 r非金屬；同一元素的原子

3、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?；貞浌P記：器牌子產(chǎn)金屬晶體【投影】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?；卮穑?（ 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）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)341

4、0，而離子晶體的熔點(diǎn)一般在800左右?！景鍟? 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。【投影】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?；卮穑海?） 4.5g - cm-3, Cu Hg Ag、PbK Ba（ 2 ）黑色金屬（ 3 ） Hg、 Cr【板書】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

5、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?！咎釂枴?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。（指導(dǎo)學(xué)生討論回答，并填表整理）討論回答（并列表投影展示）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)一弱與O2:與 C12 :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：I化合物乂邛亙曬喇單質(zhì)甲(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，

6、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：X+甲 Y+丙，是置換反應(yīng)。X與Z都是含Z、丙兩種元素的化合物，則：X+丙一 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 一 CQFeBr2 -"FeBr3;FeCl2CL：-FeCl3;FeFeCl3 *FeCl2;SO2工 SO3;良NO -*NO2 等。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。若甲為非金屬，乙為金屬，能形成X與甲置換關(guān)系的只有：叫FaSr2*F4Bt3SFtFgC% =答案：（1） X:二氧彳t碳；Z: 一氧化碳；Y

7、:氧化鎂甲：鎂；乙：氧氣；丙：碳（化學(xué)方程式從略）。（2） X:澳化鐵；Y:氯化亞鐵；Z:澳化鐵；甲：氯氣；乙：鐵；丙：澳。（化學(xué)方程式從略）【投影】有A、B、C、D E五種金屬。已知： E的氧化產(chǎn)物比 D的氧化產(chǎn)物氧化能力強(qiáng)； A投入 E的鹽溶液中可得 E單質(zhì)；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)；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； C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

8、期表中位置結(jié)合試題進(jìn)行分析、判斷。由：氧化性E離子D離子，說明金屬性 D> E由：A能從鹽溶液置換出 E,說明金屬性A> E。由：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：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> Bo由：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?？偨Y(jié)分析，金屬的活動(dòng)性順序?yàn)椋篊> A> D> E> B?！敬鸢浮?O A> D> E> Bo【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

9、了總結(jié)，不同的金屬特性，將在以后的課中復(fù)習(xí)?！景鍟克摹⒔饘俚囊睙挕咎釂枴?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。本質(zhì)=【投影】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。學(xué)生分析、討論：方案A置換法。用鐵置換出銀：2Ag +Fe=Fe2+2AgJ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+2NH 3 - H2O=Ag( NH2 2+OH-+

10、2H2OOH CH2整 (NH33 2+2OH-+CH2 ( CH ) 4CHO fOH QE,I J 、3 I +<H2 ( CH ) OCra-3NH3+H2 0方案C:電解法：粗 Ag為陽極，精Ag為陰極，NO3-溶液為電解液。通審4AgNO 3+2H2OL4Ag +O2T +4HNO3【提問】 在溶液中能實(shí)現(xiàn) Mg2iMg Al3+fAl和Na+、Na嗎？為什么?學(xué)生：Na+K Mg2太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?！局v解】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

11、法規(guī)律總結(jié)如下：學(xué)生思考、記筆記：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)：弱一強(qiáng)投影一一內(nèi)容見右】【提問】請(qǐng)同學(xué)通過N& Al、Fe、Hg的生成冶煉的方法，寫出化學(xué)方程式。學(xué)生回答：Na和Al用熔融電解法冶煉:2NaCl電萼嬴電解2A12O3 冰磊石 4A1+3O 2 TFe用高溫還原劑法：Fe2O3+3C2Fe+3CO2THg用加熱法或溶液電解法:2HgO 二 2Hg+O 2 T通電2Hg (NO3 2+2H2O 2HgJ +O2T +4HNO3精選題、選擇題H2的體

12、積也相同。1 .下列質(zhì)量相同的各組金屬混合物，分別與足量的鹽酸反應(yīng)，在相同狀況下產(chǎn)生 其中含鋁的質(zhì)量最少的金屬混合物是A . Fe 和 AlB. Zn 和 AlC. Mg 和 AlD. Na 和 Al2,下表中的各組元素的單質(zhì)，將 0.02 mol甲放入1L 0.01 mol L-1的鹽酸中，完全反應(yīng)后過濾, 再往溶液中（假設(shè)無損耗）加入 0.01 mol乙，整個(gè)過程中放出氫氣的量最多的是（）ABCD單質(zhì)甲KNaAlNa單質(zhì)乙MgAlNaK3.下列敘述中，可以說明金屬甲的活動(dòng)性比金屬乙的活動(dòng)性強(qiáng)的是A.在氧化還原反應(yīng)中，甲原子失去的電子比乙原子失去的電子多B.同價(jià)態(tài)的陽離子，甲比乙的氧化性強(qiáng)C

13、.甲能跟稀硫酸反應(yīng)放出氫氣，而乙則不能D.將甲、乙作電極組成原電池時(shí)，甲溶解了，乙放出 H24. a、b、c、d、e分別是Cu、Ag、Fe、Al、Mg五種金屬中的一種。已知： a、C都能跟稀硫酸反應(yīng) 放出氣體；b跟d的硝酸鹽溶液反應(yīng)，會(huì)有單質(zhì) d析出；C跟強(qiáng)堿溶液反應(yīng)放出氣體； c、e在冷濃 硝酸中發(fā)生鈍化。由此可判斷 a、b、c、d、e依次為1 . Fe、Cu、Al、Ag、Mg8 . Al、Cu、Mg Ag、Fe9 . Mg Cu、Al、Ag、FeD Mg、 Ag、 Al 、 Cu、 Fe10 某單質(zhì)X能從鹽的溶液中置換出單質(zhì)Y。由此可知（）A 當(dāng)X、 Y 都是金屬時(shí)， X 一定比 Y 活潑

14、B 當(dāng)X、 Y 都是非金屬時(shí)， Y 一定比 X 活潑C.當(dāng)X是金屬時(shí)，Y可能是金屬，也可能是非金屬D 當(dāng)X 是非金屬時(shí)，Y 可能是金屬，也可能是非金屬11 相等物質(zhì)的量的短周期金屬元素單質(zhì)A和B,分別加入足量的酸，其中 A中加入的是鹽酸，B中加入的是稀硫酸，二者完全反應(yīng)后生成的H2體積分別為VA和VB （同溫、同壓下），并且VAw VR若要確定反應(yīng)生成物中 A和B的陽離子電荷數(shù)，至少還需要給出的數(shù)據(jù)有（）A VA 和 VB 的比值（即VA/VB）B VA 的值或VB 的值C. A和B的摩爾質(zhì)量D 鹽酸和稀硫酸物質(zhì)的量濃度12 14.0g 的銅、銀金屬混合粉末，跟足量的某濃度的硝酸反應(yīng)，將放出的

15、氣體與1.12L 標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氧氣混合，通過水中恰好完全被吸收。則原金屬混合粉末中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 （）A 68.86 B 45.71 C 22.86 D 11.43 13 將 8.4g 鐵粉和 3.2g 硫粉均勻混合加熱至紅熱時(shí)，停止加熱后使反應(yīng)進(jìn)行完全，冷卻后，向所得 固體加入足量的鹽酸，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下得到的氣體體積是（）A 1.12LB 2.24LC 3.36LD 4.48L14 相等物質(zhì)的量的鈉、 鎂、 鋁分別與相等質(zhì)量且過量的稀硫酸反應(yīng)， 反應(yīng)完全后三種溶液的質(zhì)量 （用 m金屬表示）大小關(guān)系為 （）A . mNa> mMg> mAlB mNa=mMg=mAlC. mNa=mM

16、gmAlD . mNac mMgc mAl10鉈（ Tl ）是硼族元素，是超導(dǎo)體材料的組成元素之一，下列關(guān)于鉈的敘述可能不正確的是（）是易導(dǎo)電的銀白色金屬；反應(yīng)后能生成+3價(jià)的化合物；Tl （OH 3是兩性氫氧化物； T13+的氧化能力比 A13+氧化能力強(qiáng)；金屬鴕能跟稀HNO皈應(yīng)生成硝酸鹽。A.、B.、C.、D.、二、非選擇題11如果 1 mol 金屬投入含 1 mol 酸的溶液中產(chǎn)生1 mol H2 ，下列哪種情況是可能的 。一價(jià)金屬和二元酸二價(jià)金屬和二元酸三價(jià)金屬和二元酸三價(jià)金屬和一元酸二價(jià)金屬和三元酸一價(jià)金屬和一元酸12用鈉、鎂、鋁分別與鹽酸反應(yīng)，填寫下面幾種情況的空白。（ 1 ）稱取

17、相同質(zhì)量的鈉、鎂、鋁，然后再分別與足量的鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生的氫氣在通常條件下的體積 比為 。（ 2 ）取相同物質(zhì)的量的鈉、鎂、鋁，后再分別與足量的鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生的氫氣的質(zhì)量比為 。（ 3 ）如果要制取相同體積的氫氣（同溫、同壓下），與足量鹽酸分別反應(yīng)時(shí)所消耗的鈉、鎂、鋁的質(zhì)量比為 ；物質(zhì)的量之比為 。（ 3 X、 Y、 Z 是主族元素的單質(zhì)，U、 V 的化合物。它們會(huì)有如下反應(yīng)（式中的反應(yīng)系數(shù)和條件均已略去） ：X+3 V+YX+Zf V Y+Z U（1）若X、Y的組成元素不是同一族，請(qǐng)寫出符合式的3個(gè)不同的化學(xué)方程式，并要求 3個(gè)式子中的3種X和3種Y,分別由不同族的元素組成。(2)今有某化合物

18、 W它跟化合物U或CO2反應(yīng)，都能生成單質(zhì) Y。符合題設(shè)的3個(gè)反應(yīng)式關(guān)系的單 質(zhì)X是,單質(zhì)Y是,單質(zhì)Z是,化合物 W為。14 .在標(biāo)準(zhǔn)狀況下進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)，甲、乙、丙各取 30.0mL同濃度的鹽酸，加入同一鎂、鋁合金粉末 產(chǎn)生氣體，有關(guān)數(shù)據(jù)列表如下：宴前序號(hào)甲乙丙合金質(zhì)量(腿)459氣體體積(ttlL >物336(1)鹽酸的物質(zhì)的量濃度為 mol L-1 ,在表中可作為計(jì)算依據(jù)的是(填寫實(shí)驗(yàn)序號(hào)，要求全 部寫出)：。(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)序號(hào) 中的數(shù)據(jù)，可計(jì)算出鎂、鋁合金中鎂和鋁的物質(zhì)的量之比為15 . 11.5g鋁、銅、鎂合金溶于足量鹽酸中，直到反應(yīng)無氣體放出，收集到的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為5.6L。將反應(yīng)的不溶物溶于足量稀硝酸中時(shí)，被還原的 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。一、選擇