内容正文:
《金属和金属材料的复习》导学案
——汽车中的化学密码
【学习目标】
1.能结合汽车中的制造材料,回顾汽车中金属材料的性质及其应用,体会化学与生活的紧密联系。
2.通过金属的化学性质的复习,能设计实验鉴别金属材料和比较金属活动性,提升科学探究与实践能力。
3.通过汽车中常见金属的来源、冶炼与防护的复习,增强资源保护意识,培养社会责任感。
4.理解新能源汽车的环保意义,树立低碳节约、可持续发展的理念,形成严谨的科学态度与社会责任。
【任务一:汽车外部观构造】
活动1:观察汽车组成中的材料
图中标示的物质中,属于金属材料的是 ___________
(填材料名称,写出一种即可,下同),
属于有机合成材料的是____________________,
属于无机非金属材料的是__________________。
思考①:汽车的轮毂为什么选用铝合金而不用纯铝,车身用钢铁而不用纯铁呢?
活动2:汽车组成中的金属材料
(1)和纯金属相比,合金的硬度更______,强度更_____,耐腐蚀性更______,熔点更_____等。
(2)铁的合金分为______和_______,两者的区别___________________________。
【任务二:汽车金属忆性质】
思考②:汽车轮毂中金属铝耐腐蚀的原因________________________(用化学方程式表示)。发动机燃烧室内喷油嘴喷出的汽油进行燃烧放出大量的热,喷油嘴的成分中含有金属钨,在燃烧室内高温的情况下能用金属钨制喷油嘴,又可以说明______________________________________。
思考③:如何区分汽车保险杠外壳和车身零部件中的主要成分呢?
活动3:鉴别保险杠外壳和车身零部件中的主要成分
实验准备:保险杠外壳碎片、车身小零部件、稀盐酸、硫酸铜溶液、试管、镊子、酒精灯、磁铁、砂纸等。
方案
实验步骤
实验现象
反应的化学方程式
实验结论
方案1
方案2
方案3
方案4
思考④:汽车内部构造中还会用到很多金属,如铬、锌、铜等,如何通过实验证明金属铬的活动性强弱呢?
活动4:探究铬的金属活动性
实验准备:铬片、锌片、铜片、稀盐酸、硫酸锌溶液、硫酸铜溶液、硫酸亚铬溶液(蓝色)、试管、镊子、砂纸等
小组合作,设计实验方案并写出反应的化学方程式:
【任务三:汽车金属追溯源】
思考⑤:汽车 组成中的金属如何获得呢?
活动5:回顾金属来源与冶炼(以铁、铝为例)
(1)赤铁矿的主要成分__________(化学式表示,下同),磁铁矿的主要成分__________,铝土矿的主要成分__________。
(2)工业上,用赤铁矿在高炉炼铁的原理____________________________。炼铁原料中焦炭的作用①________________;②______________。经过冶炼得到的是生铁,生铁继续冶炼可成钢。
(3)铝土矿主要含氧化铝,工业用电解氧化铝的方法来制取铝,同时生成一种气体单质,请你写出相应的化学方程式________________________________。
思考⑥:车身中的钢铁为什么会生锈,报废的汽车还有利用价值吗?
活动6:金属的锈蚀与保护
(1)通过铁生锈条件的探究实验,预测一周后
出现的现象是_____试管中的铁钉生锈,得出结
论是铁生锈的条件是同时与________和_______
接触,缺一不可。
(2)根据铁生锈的条件,总结铁的防锈措施:________、________、____________等。
(3)保护金属资源的措施____________________________________________________。
【任务四:汽车驱动赋新能】
(1)汽车尾气中含有_______、_______、氮的氧化物等有害气体,加剧大气的污染和导致酸雨。
(2)锂离子电池的应用,促进了新能源汽车的大量购买和使用,同时改善了环境和能源过渡消耗等问题。从环保角度考虑,新能源汽车使用的优点_____________________。
(3)锂离子电池的制备需要很多重要的原料,锂辉矿(Li2CO3)是制备新能源汽车电池的重要原料。工业上以锂辉矿精矿(主要成分为Li2O,其余成分不溶于水,也不参加反应)为原料制取Li2CO3,其主要工艺流程如图所示。
①酸浸槽中加入的X是一种酸,其溶质的化学式是________。
②写出酸浸槽中发生反应的化学方程式________________________。
③反应器中发生了复分解反应,其化学方程式为__________________________(写出一个即可)。
【课堂收获】
【直击中考】
1.(25年东营)某学习小组设计实验验证铁、铜、银三种金属的活动性顺序。以下是他们的实验方案(如图),请补充完成实验报告。
实验报告
(1)实验名称:_________________________________________。
实验目的:认识金属活动性顺序;锻炼实验基本技能;养成科学探究能力
(2)实验过程:
实验步骤
现象
结论与解释
实验1
铁丝表面有气泡产生,溶液由无色变为浅绿色,铜丝、银丝无明显现象
反应的化学方程式:_______________________
实验2
________________________________
铜比银活泼
(3)实验结论:三种金属的活动性顺序为___________________。
2.(25年省统考、节选)我国的铜矿产资源比较丰富,需要根据矿石种类的不同选用适当的方法冶炼。
(1)我国古代即有湿法炼铜的技术,南北朝时期又将湿法炼铜中铜盐的范围扩大到所有的可溶性铜盐(如CuCl2)铁与氯化铜溶液反应的化学方程式_____________________。
(2)黄铜矿的主要成分为CuFeS2,其冶炼过程大致如下:
(3)反射炉中,沙子与杂质形成熔渣浮于上层,Cu2S和FeS熔融生成的“冰铜”沉于下层。Cu2S中硫元素的化合价为-2,则铜元素的化合价为_____。
(4)转炉中,沙子与杂质形成炉渣,Cu2S在高温条件下发生的反应过程如下:判断生成的气体能否直接排放并说明原因_______________________;Cu2O→Cu的化学方程式为_____________________。
3.(罗庄一模)某化学兴趣小组利用工业废镍材料(含有金属镍及少量Fe、Cu、Fe2O3)回收金属镍(Ni),设计流程如下图所示(部分产物略去)。回答下列问题:
【查阅资料】
①“转化”过程中发生的反应:;
②“除铁”过程中,可通过调节溶液pH,使溶液中的硫酸铁生成Fe(OH)3沉淀,而硫酸镍不生成沉淀。
(1)“酸浸”过程中Ni与稀硫酸反应的化学方程式是 。酸浸后,滤液的成分是 ,滤渣的成分是 。
(2)“除铁”过程中,生成Fe(OH)3沉淀,该反应的化学方程式是 。
(3)“置换”过程中,生成镍的化学方程式是 。铁粉能置换出镍,说明铁的金属活动性比镍 (填“强”或“弱”)。
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