《金属资源的利用和保护》教案 2022年(公开课)人教版精品教案

课题3 金属资源的利用和保护〔两课时〕
沉着说课
本课题涉及面很广，包括地球上及我国的金属资源情况、铁的冶炼、有关化学方程式计算中的杂质问题计算、金属的腐蚀和防护以及金属资源的保护等，既有知识、技能方面的内容，又有环境意识和资源意识等情感领域的内容。

第一局部“铁的冶炼〞是本课题教学的重点。

教案设计时，把铁的冶炼原理和实验室模拟工业冶铁原理的实验，设计成了探究内容，以使学生主动参与、深刻理解。

对金属资源概况这局部内容的学习，也特意精心设计，一是对学生的视野进行了拓展，二是为他们将来高中的学习作铺垫。

第二局部“金属资源的保护〞，重点是有关铁的锈蚀以及防护的“活动与探究〞内容。

此局部内容全由学生通过实验、讨论、应用等环节来完成。

关于金属资源的保护，也由学生通过联系实际、发挥想象、进行讨论等方式来认识和学习。

总之，本课题教案的设计，充分表达了学生为主、探究为主、教师引导这一特点。

教学目标
1．知识与技能
(1)知道一些常见金属如铁、铝、铜等的矿物，了解从铁矿石中将铁复原出来的方法。

(2)会根据化学方程式对含有某些杂质的反响物或生成物进行有关计算。

(3)了解金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的简单方法。

(4)知道废旧金属对环境的污染，认识回收利用废旧金属等金属资源保护的重要性。

2．过程与方法
(1)通过观察、实验、阅读资料、联系实际等方法获取信息。

(2)运用比拟、分析、联想、分类等方法对所获取的信息进行加工。

(3)能主动与他人进行交流与讨论，逐步形成良好的学习习惯和学习方法。

3．情感态度与价值观
(1)增强对生活和自然界中化学现象的好奇心和探究欲。

(2)关注与化学有关的社会问题，初步形成主动参与社会决策的意识。

(3)逐步树立珍惜资源、保护环境、合理使用化学物质的观念。

(4)树立为社会的进步而学习化学的志向。

教学重点
1．铁的冶炼。

2．有关化学方程式计算中的杂质问题计算。

3．铁锈蚀的条件及其防护。

4. 合理利用金属资源的意识。

教学难点
1．对铁锈蚀条件及其防护措施的初步探究。

2．有关化学方程式计算中的杂质问题计算。

教学方法
联系实际→进行思考→实验探究→分析讨论→得出结论→联系实际→发挥想象→提快乐趣。

教具准备
投影仪(或录像机、图片等)、矿物标本(或图片)。

Fe2O3、石灰水、贮有CO的贮气瓶、磁铁、铁架台、酒精喷灯、酒精灯、试管、直玻璃管、橡胶塞、导管、火柴。

课时安排
2课时
第一课时：金属资源概况及铁的冶炼和有关杂质问题的计算。

第二课时：铁制品锈蚀条件的探究及金属资源的保护。

教学过程
第一课时
[引言]由前面的学习我们知道，金属是一类重要的材料，人类的生活和生产都离不开金属。

由于地球上的金属资源是有限的，故我们需对其进行合理的利用和有效的保护。

[板书]课题3 金属资源的利用和保护
一、金属资源概况
[讲解]地球上的金属资源广泛地存在于地壳和浩瀚的海洋中，除少数很不活泼的金属如金、银等有单质形式存在外，其余都以化合物形式存在。

以化合物形式存在的金属在自然界中以矿物形式存在。

含有矿物的岩石称为矿石。

工业上就是从矿石中来提炼金属的。

[请学生观看课本图8—16、8—17、8—18等有关金属资源的图片。

或展示矿石样本或放录像]
[过渡]不同种类的金属在地壳中的含量并不相同。

它们在地壳中呈怎样的分布趋势呢?
请大家看课本P15“金属元素在地壳中的含量〞的资料。

[或用投影如下列图展示]
[问]人类目前普遍使用的金属有哪些?
[答]铁、铝、铜等。

[追问]这是否和它们在地壳中的含量有一定的关系呢?
[生]肯定有!因为铝、铁在地壳中的含量是所有金属中最多的。

[疑惑]铜的百分含量远小于铁和铝，为什么也普遍使用于我们的日常生活和工农业生产呢?
[可让学生讨论、各抒己见]
[总结]这主要与铜的性质和铜的提炼本钱有关。

[追问]那么，自然界含铁、铝、铜的矿石主要有哪些呢?它们的主要成分是什么?
[生]含铁的矿石主要有赤铁矿(主要成分是Fe2O3)、黄铁矿(主要成分是FeS2)、菱铁矿(主要成分是FeCO3)；含铝的矿石主要是铝土矿(主要成分是Al2O3)；含铜的矿石主要是黄铜矿(主要成分是CuFeS2)和辉铜矿(主要成分是Cu2S)。

[承接]我国的金属矿物分布怎么样?
[引导学生看课本有关内容]
答案：矿物种类齐全，矿物储量丰富，其中钨、钼、钛、锑等储量居世界前列，铜、铝、锰等储量在世界上占有重要地位。

[补充]虽说我国矿物种类比拟齐全、矿物储量比拟丰富，但由于多种因素的影响，我国主
要矿产品进口量呈逐年上升趋势。

随着我国经济高速开展，对矿产资源需求增长很快，主要矿产资源短缺的态势日益明显。

如果地质勘探无重大突破，2l世纪初，我国矿产资源将出现全面紧缺的局面。

[过渡]现在，人类每年都要向地壳和海洋索取大量的金属矿物资源，以提取数以吨计的金属。

其中，提取量最大的是铁。

把金属矿物变成金属的过程，叫做金属的冶炼。

炼铁的过程称之为铁的冶炼。

下面，我们就来学习有关铁的冶炼的知识。

[板书]二、铁的冶炼
[介绍]早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器，从公元1世纪起，铁便成了一种最主要的金属材料。

[引导学生观看图8—19(我国古代炼铁图)]
[讲解]钢的主要成分就是铁。

钢和铁有着非常广泛和重要的应用，它们在某种程度上代表了一个国家工业开展的水平。

新中国成立后，我国的钢铁工业得到了飞速的开展。

1949年，我国的钢产量只有15．8万吨，居世界第26位；1996年，我国的钢产量首次突破1亿吨，居世界前茅。

[引导学生观看图8—20(上海宝山钢铁公司炼铁高炉)和图8—21(为纪念1996年中国钢产量突破1亿吨而发行的邮票)]
[介绍]我国辽宁鞍山、湖北大冶、四川攀枝花等地都有大型铁矿。

[过渡]铁矿石是怎样炼成铁的呢?现以赤铁矿的主要成分Fe2O3为例，来学习研究如何实现铁的冶炼。

[启发]比拟Fe2O3与Fe的组成差异，设想用什么方法或试剂去完成铁的冶炼。

[学生讨论]Fe2O3与Fe在组成上只相差一种元素，即氧元素。

要使Fe2O3变为铁关键是使Fe2O2失去“O〞。

可能的方案有：
1．加热使Fe2O3发生分解反响。

2．找寻一种物质使其主动夺去Fe2O3中的“O〞。

[引导学生对以上方案评价]方案1要使Fe2O3分解，需较高的温度；又因为铁在高温下易与空气中的氧气反响，要使Fe2O3分解成功，还须在非空气气氛中进行，这样本钱太高。

方案2比拟切实可行。

但选用什么样的物质才能使Fe2O3失去“O〞呢?
[教师引导]我们可以从以前接触过的一些物质中，寻找适合这种条件的物质。

请大家回忆、思考并讨论。

[学生讨论]
[结论]Mg、H2、C、CO等都符合条件。

[教师总结]事实上，这些物质都可把Fe2O3中的“O〞夺走。

但考虑到经济效益等原因，我们一般选用C或CO。

[师]请大家写出以CO和Fe2O3为反响物冶铁的化学方程式。

[板书]冶炼原理：
[学生板书]Fe2O3+3CO3CO2+2Fe
[教师引导]请大家利用自己的智慧，设计一个模拟铁的冶炼过程的化学实验，并最好能验证其生成产物。

[学生讨论]教师可引导学生从金属冶炼的一般条件、生成物的证明、尾气的处理等角度进行考虑。

如根据经验学生可判断出金属冶炼的一般条件是高温；根据以前所学知识学生可想象到用澄清石灰水验证CO2；用磁铁验证铁的生成；CO有毒，尾气应处理等。

[演示实验8—3 一氧化碳复原氧化铁的实验]
注意：(1)实验前应先通CO把装置内空气排干净，然后再加热；反响完成后，须待试管内物质冷却后再停止通CO。

(2)反响完毕后，把得到的黑色粉末倒在白纸上观察，并试验它能不能被磁铁吸起，以判断反响中是否生成了铁。

[总结]上述实验是实验室模拟铁的冶炼过程，工业上铁的冶炼原理虽与上述实验相同，但其规模、条件、装置与此差异很大。

[介绍]把铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程。

工业上炼铁时，把铁矿石和焦炭、石灰石一起参加高炉，在高温下，利用焦炭与氧气反响生成的一氧化碳把铁从铁矿石里复原出来。

[可投影展示如下列图的炼铁高炉结构。

另，假设有条件，最好能播放工业生产中冶炼铁的录像，或参观钢铁厂]
[过渡]在冶铁的实际生产过程中，所用的原料或产物一般都含有杂质，故在计算用料和产量时就不可能不考虑杂质问题。

[板书]三、有关杂质问题的计算
[投影例题]用1000 t含氧化铁80％的赤铁矿石，理论上可以炼出含铁96％的生铁多少吨?
[分析]此题是有关化学方程式的汁算，但化学方程式表示的是纯洁物质之间的数量比，而不表示不纯物质之间的数量关系。

故计算时须先进行换算。

如果题目给出或要求算出不纯物质的质量，必须先换算成纯洁物质的质量，或先计算出纯洁物质质量再换算成不纯物质的质量。

[师]请大家根据以上分析，解答此题。

[学生活动]
[投影给出正确解法]如下：
解：1000 t赤铁矿石中含氧化铁的质量为
1000 t×80％＝800 t。

设：800 t氧化铁理论上可以炼出铁的质量为x。

Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
160 2×56
800 t x
x=
＝560 t。

折合为含铁96%的生铁的质量为
560 t÷96%=583 t。

答：1000 t含氧化铁80％的亦铁矿石，理论上可炼出含铁96％的生铁583 t。

或：
解：没理论上可炼出含铁96%的生铁的质量为x。

Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
160 2×56
1000 t×80% x·96％
=,x=583 t。

答：1OOO t含氧化铁80%的亦铁矿石，理论上可炼出含铁96％的生铁583 t。

[课堂练习]习题4
[对练习中出现的错误进行分析和纠正]
[总结并板书]根据化学方程式进行计算时，要把含杂质物质的质量换算成纯物质的质量。

[小结]本节课我们主要学习了金属资源概况、铁的冶炼及有关杂质问题的计算等知识。

[布置作业]习题3、5
板书设计
课题3 金属资源的利用和保护
一、金属资源概况
二、铁的冶炼
冶炼原理：
Fe2O3+3CO3CO2+2Fe
三、有关杂质问题的计算
根据化学方程式进行计算时，要把含杂质物质的质量换算成纯物质的质量。

年级初三学科化学版本期数
内容标题金属资源的利用和保护〔两课时〕
分类索引号分类索引描述教学法
主题词金属资源的利用和保护〔两课时〕栏目名称教案精选供稿老师审稿老师
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第2课时
[师]请大家根据上节课所学内容，填写下表。

[投影]
分析课本实验2—1、2—3和2—4，填写下表空白。

实验编号反响前的物质反响后生成的物质反响的文字表达式
实验2—1
[注：上表可由学生直接填写或学生口答，教师填写]
[讨论]上述三个反响有什么共同的特征?
[学生分组讨论，并交流讨论结果]
(引导学生从生成物和反响物组成的角度分析，突出有没有新物质生成的特征)
[可能的讨论结果]
①反响物都是两种物质。

②反响物中都有氧气。

③生成物都只有一种物质。

④反响条件都是点燃。

⑤生成物都是反响前没出现过的，是新物质。

⑥都是两种物质生成一种物质的反响。

[评价]对于上述讨论，大家总结得很全面，可见大家思维比拟活泼，考虑问题比拟周全，这正是进行科学研究所需要的。

[小结]从生成物和反响物组成的角度分析，上述三个反响都生成了反响前所没有的物质，即新物质，在化学上把这种生成新物质的变化叫化学变化，也叫化学反响。

本节课我们就来学习有关化学反响的知识。

[板书]二、化学反响
1．化学反响
①定义：生成新物质的变化叫化学变化，也叫化学反响。

[提问]根据化学反响的概念，大家能举出生活中有哪些都属于化学反响?举的越多越好。

[答复]①煤炭燃烧②蜡烛燃烧③钢铁生锈④食物腐烂
[小结]日常生活中我们见到的许多变化都属于化学变化，刚刚大家举的一些例子就是。

再如：木材制成纸张，用石油产品制成衣料，工业上用氮气和氢气制成氨气，呼吸作用等都属于化学变化。

化学变化的本质特征就是生成新物质。

[板书]②本质特征：生成新物质。

[投影]判断以下变化是不是属于化学反响?假设不是，说出它们与化学反响有什么不同。

①水结成冰②湿衣服晾干③酒精挥发④木材制成桌椅⑤铁铸成锅⑥瓷碗破碎
[答复]都不是。

它们与化学反响不一样，在这些反响的过程中，都没有生成新物质。

①②③是物质的状态发生了改变：在①中水由液态变为固态的冰，在②中水由液态变为气态的水蒸气，在③中酒精由液态变为气态。

④⑤⑥都只是物质的形态发生了变化。

[讲解]我们把这种没有生成新物质的变化叫做物理变化。

[板书]2．物理变化：没有生成新物质的变化。

[讲解]判断一个变化是物理变化还是化学变化，应该看在变化的过程中有没有生成新物质，这也是物理变化和化学变化的本质区别。

[板书]3．物理变化与化学变化的本质区别：是否有新物质生成。

[讲解]物质在发生化学反响的时候。

常常会表现出一些性质。

如铁能在潮湿的空气中生锈，带火星的木条能在氧气中复燃，硫能在空气中燃烧生成二氧化硫等。

我们把这种性叫做化学性质。

[板书]4．化学性质：物质在化学反响中表现出来的性质。

[讲解]其实，判断一种性质是不是化学性质和判断一个变化是不是化学变化是一致的，都是看有没有新物质生成。

假设有新物质生成，那么此变化是化学变化，那么在此变化过程中表现出来的性质就是化学性质。

[提问]在前面我们做过的磷、硫、铝在氧气中燃烧的实验，出现过哪些现象呢?
[答复]①生成气体(硫燃烧会生成一种有刺激性气味的气体二氧化硫)。

②放出热量(磷、硫、铝在燃烧的过程中都会放出热量)。

③发光(铝燃烧会发出耀眼的白光)。

④火焰有颜色(硫在空气中燃烧是微弱的淡蓝色火焰，而在氧气中燃烧是明亮的蓝紫色火焰)。

[小结]在化学变化的过程中，通常会伴随着一些现象的发生。

如颜色改变，放出气体，生成沉淀，发光，放热等等。

这些现象可以帮助我们判断有没有化学反响发生。

[提问]是不是出现上述现象的就一定是化学反响呢?
[答复]甲：是。

乙：不是。

[教师]大家分组讨论一下，举出实例来进行说明。

(学生讨论)
[讨论结果]不一定是，如电灯通电发光，放热，但这个变化不是一个化学变化；气态氧变成液态氧，颜色由无色变成蓝色，但却是物理变化。

[师]大家答复得很正确，亦即上述伴随现象只能帮助我们判断有没有化学反响发生，但发生上述现象的，不一定就是化学反响。

[讨论]物质在发生化学变化的过程中有无物理变化?
[学生讨论，教师可引导学生回忆蜡烛燃烧的探究实验来分析]
[结果]蜡烛燃烧的过程中，蜡烛熔化是物理变化，蜡烛燃烧生成二氧化碳和水是化学变化，但因最终生成了新物质，故该变化属化学变化。

结论是在物质发生化学变化的过程中伴随有物理变化。

[板书]5．在化学变化的过程中同时发生物理变化。

[设问过渡]我们知道，磷、硫、铝与氧气的反响都属于化学反响，分析它们的反响式，答复以下问题：
(1)从反响物和生成物的种类上看，这三个反响有什么共同点?
(2)从参加反响的反响物角度看，它们有什么共同点?
[投影]硫+氧气二氧化硫
磷+氧气五氧化二磷
铝+氧气二氧化铝
[生答复以下问题①]上述反响都是由两种物质生成一种物质的反响。

[师]化学上我们把这种反响叫化合反响，具体地讲，就是……
[讲解并板书]6．化合反响：由两种或两种以上物质生成别一种物质的反响。

[投影]判断以下反响是否为化合反响：
(1)铁+氧气四氧化三铁
(2)锌+盐酸→氯化锌+氢气
(3)碱式碳酸铜氧化铜+二氧化碳+水
(4)氢氧化亚铁+氧气+水→氢氧化铁
[答案：(1)(5)属化合反响，(2)(3)不是]
[请学生答复以下问题②]反响物中都有氧气参加。

[讲解]化学上我们把这类反响叫做氧化反响。

[板书]7．氧化反响：物质跟氧发生的反响。

[注意]强调概念中是“氧〞而不是“氧气〞，“氧〞不等同于“氧气〞。

随着知识的积累，大家会逐渐搞清楚。

[讲解]氧化反响生成的物质叫氧化物，如五氧化二磷、二氧化硫、氧化铝等都是氧化物。

[板书]①氧化反响生成的物质叫做氧化物。

[讲解]从这三个反响可见，氧气在氧化反响中能提供氧，我们说氧气具有氧化性，是一种常用的氧化剂。

[板书]②氧气具有氧化性，是一种常用的氧化剂。

[提问]为什么我们能够看到磷、硫、铝在氧气中燃烧?
[答复]因为它们燃烧比拟剧烈?具有明显的现象。

[介绍]物质在氧气中燃烧是比拟剧烈的氧化反响，但并不是所有的氧化反响都像燃烧那样剧烈和发光、放热。

有些氧化反响进行得很慢。

甚至不容易被发觉，这样的氧化叫缓慢氧化。

[板书]8．缓慢氧化：进行得很慢，不容易被发觉的氧化叫缓慢氧化。

[介绍]生活中有很多缓慢氧化的例子，如动植物的呼吸、食物的腐烂、酒和醋的酿造、农家肥料的腐熟等都包含物质的缓慢氧化。

在这些反响中，我们只能看到反响的结果。

并不能观察到它的过程。

[补充]缓慢氧化也具有非常有用的一面，缓慢氧化产生的热，有时可以加以利用，例如在农业生产上的高温堆肥等。

[提问]我们现在用到的、见到的各种物质都是自然界本身就存在的吗?
[答复]不是，有的是自然界本身就有的，有的是科学家们研究、创造、创造出来的。

[讲解]化学反响对人类的生活和开展起着至关重要的作用。

利用化学反响既可以提炼出自然界原来存在的物质，以满足不同的需要，如从石油中提炼汽油、煤油、柴油等，又可以制造出自然界原来并不存在的物质，来丰富人们的生活．满足人们日益增长的物质需要，如塑料、化肥、合成纤维、纳米材料等。

总之，化学的开展促使了我们人类生活质量的不断提高，也使我们的世界变得更加美好。

[小结]本节课我们主要学习了化学反响，知道了物理变化和化学变化的区别，也理解了化学反响、氧化反响、缓慢氧化、氧化物等慨念。

[布置作业]习题5、6
[课外作业]搜集身边所见到的化学变化、物理变化、缓慢氧化的例子，逐渐体会化学的重要作用。

板书设计
二、化学反响
1．化学反响
①定义：生成新物质的变化叫化学变化，也叫化学反响。

②本质特征：生成新物质。

2．物理变化：没有生成新物质的变化。

3．物理变化和化学变化的本质区别：是否有新物质生成。

4．化学性质：物质在化学反响中表现出来的性质。

5. 在化学变化的过程中同时发生物理变化。

6．化合反响：由两种或两种以上物质生成另一种物质的反响。

7．氧化反响：物质跟氧发生的反响。

①氧化反响生成的物质叫氧化物。

②氧气具有氧化性，是一种常用的氧化剂。

8．缓慢氧化：进行得很慢，不容易被发觉的氧化叫缓慢氧化。

考题回忆
1．以下是日常生活中常发生的一些变化，其中部属于化学变化的一组是………………………………………………………………………………………( ) A．水受热沸腾、酒精燃烧 B．汽油挥发、动物的呼吸作用
C．剩饭变馊、铁锅生锈 D．玻璃破碎、西瓜榨成汁
2．以下物质不属于氧化物的是……………………………( )
A．H2O B．P2O5 C．MnO2 D. KClO3
3．以下化学反响属于氧化反响，但不属于化合反响的是 ( )
A．碳+氧气二氧化碳 B．酒精+氧气二氧化碳+水
C. 氢气+氧气水 D．一氧化碳+氧气二氧化碳
答案：1．C 2．D 3．B
备课资料
1．关于物理变化和化学变化
(1)在化学变化中会有物理性质的改变。

原因是：在化学变化过程中，通常伴随着物质的外形、状态等物理性质的改变。

如碳酸钠晶体失去结晶水：
Na2CO3·10H2O====Na2CO3+10H2O
(块状) (粉末)
(2)既有体积的改变又有热量放出的变化，不一定是化学变化。

例如水蒸气冷凝变成液态水，体积变小了，同时放出了热量，但由于无新物质生成，所以是物理变化。

当然，也可能是化学变化。

例如蜡烛的燃烧，燃烧过程中。

不断消耗蜡烛，其体积变小了，同时伴随着热量的放出，但因为蜡烛燃烧后生成了水和二氧化碳，即有新物质生成，所以是化学变化。

可见，化学变化和物理变化的判断，关键在于牢牢抓住是否有新物质生成。

(3)“酒精在燃烧〞“酒精能燃烧〞，两句话只是一字之差，表示的意义却不一样。

“酒精在燃烧〞表示化学变化，“酒精能燃烧〞表示的是酒精的一种化学性质——可燃性。

但化学性质在化学变化中表达，化学变化可反映出物质的化学性质。

(4)两种变化的判断：
物理变化不难辨，没有新物质出现；
化学变化那么不然，物质本身有改变；
两种变化有区别，有无新物作判断：
两种变化有关联，化变中间有物变；
变化都由性质定，物性化性是关键。

2．碳、硫、磷、铁在氧气中燃烧的现象可总结如下
红热木炭，剧烈燃烧，
发出白光，温度很高。

燃硫入氧，燃烧变旺，
火焰蓝紫，美丽漂亮，
生成气体，气味够“呛〞。

燃磷入氧，现象难忘，
浓厚白烟，冷却粉状。

铁丝燃烧，火星四射，
生成熔物，固态黑色。

3．一切物质都有三态变化吗?
一般的物质都有三态的变化。

如水随着温度的变化，液体水可凝结成固体的冰或蒸发成水蒸气。

氧气在常温常压下是无色气体，当加压降温时可变成蓝色液体或雪状固体。

固态铁加热到1535℃时熔化成液态铁。

继续升温到2750℃时变成气态铁，反之，当降温时气态铁又化成液态再凝固成固态。

有些物质在一般条件下没有三态变化。

如片状固态碘，微热之后不变成液态碘而直接变成紫红色蒸汽(蒸汽假设是纯的为深蓝色，如杂有空气即为紫红色)。

雪状固态二氧化碳，俗称干冰，常压下在-78℃时升华成气态二氧化碳。

物质升温时，由固态不经熔化成液态而直接变成气态的现象叫升华；物质降温时，由气态不经液化成液态而直接凝成固态的现象叫凝华。

但是易升华的物质只要条件发生变化，也可发生三态变化。

如碘在稍加压或对较多量碘晶体快速升温时，碘也可熔化成深紫色液体。

气态二氧化碳在20℃时，加压到5．7×106帕，也可液化为液态二氧化碳。

一般物质在一定温度、压强下都有气、液、固三种状态，但也有不少物质没有三态的变化。

例如：碳酸氢铵就只有固态，没有液态和气态，因为受热时很容易分解成氨、水和二氧化碳。

常见的碳酸氢钠、氢氧化铜、氯化铵等都是这样。

乙烯没有固态，因为在加压时乙烯还没有凝固就已经聚合成其他的物质如聚乙烯了。

许多固态有机物在加热时还没有熔化和气化就发生了化学反响变成其他物质，故只有固态。