2019-2020年九年級化學 《第八單元 金屬和金屬材料》 課題2 金屬的化學性質教案 人教新課標版.doc

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2019-2020年九年級化學 《第八單元 金屬和金屬材料》 課題2 金屬的化學性質教案 人教新課標版 從容說課 在課題1介紹金屬的物理性質的基礎上，本課題側重介紹金屬的化學性質，重點介紹金屬和氧氣的反應，以及金屬活動性順序。 學生在前一階段的學習中已經(jīng)做過鎂條、鋁箔、鐵絲等在氧氣中反應的實驗，基于學生已有的知識基礎，教材采用實驗事實→歸納的編寫方法，重點說明大多數(shù)金屬都能與氧氣反應，但反應的難易和劇烈程度不同，由此也可在一定意義上反映金屬的活潑程度：如鎂、鋁比較活潑，鐵、銅次之，金屬不活潑。教材的重點放在對金屬活動順序的探究上，采用實驗——討論的探究模式，通過對實驗事實的分析，層層誘導，由學生自己歸納得出置換反應的特點，并通過對某些金屬活動性的比較，進而引出金屬活動性順序。通過練習，使學生能應用置換反應和金屬活動性順序解釋一些與日常生活有關的化學問題。 為加深學生的感性認識，特意補做了鎂條、鋁片、銅片與氧氣反應的實驗。為使對金屬活動順序表的探究緊湊、有效，特意把置換反應的概念放在最后討論，并在教學過程的最后，通過練習一塊兒鞏固，以求得到較好的教學效果。 教學目標 1．知識與技能 (1)知道鐵、鋁、銅等常見金屬與氧氣的反應。 (2)初步認識常見金屬與鹽酸、硫酸的置換反應，以及與鹽溶液的置換反應，能用置換反應解釋一些與日常生活有關的化學問題。 (3)能用金屬活動性順序對有關的置換反應進行簡單地判斷，并能利用金屬活動性順序解釋一些與日常生活有關的化學問題。 2．過程與方法 (1)認識科學探究的基本過程，能進行初步的探究活動。 (2)初步學會運用觀察、實驗等方法獲取信息，并能用圖表和化學語言表達有關的信息。 (3)初步學會運用比較、歸納、概括等方法對獲取的信息進行加工。 3．情感態(tài)度與價值觀 (1)激發(fā)學習化學的興趣。 (2)培養(yǎng)勤于思考、嚴謹求實、勇于實踐的科學精神。 (3)了解化學與日常生活和生產的密切關系。 教學重點 金屬活動性順序。 教學難點 對金屬活動性順序的初步探究。 教學方法 問題情景→實驗探究→得出結論→練習鞏固→聯(lián)系實際。 教具準備 教師用具：投影儀、鎂條、鋁片、銅片、被氧化了的鎂條與鋁片、酒精燈、坩堝鉗、火柴、砂紙。 學生用具：稀HCl、稀H2SO4、硝酸銀溶液、硫酸銅溶液、硫酸鋁溶液、鋁絲、銅絲、鎂條、鋅粒、銅片、鐵片、砂紙、火柴、試管(若干)。 課時安排 1課時 教學過程 [問題情景]黃銅(銅鋅合金)與黃金的外觀很相似，我們可用什么辦法來鑒別它們呢? [答]甲：黃銅與黃金的密度不同，測一下它們的密度即可區(qū)別。 乙：黃銅與黃金的硬度不同，把它們互相刻畫，硬度大的為黃銅，小的為黃金。 丙：“真金不怕火煉”。用火燒一下，變黑的為黃銅，不變色的為黃金。 …… [小結]甲、乙兩種方法利用的是金屬的物理性質。丙方法利用的是金屬的化學性質。 [引言]要想更好地使用金屬，就需了解金屬的各種性質。上節(jié)課我們學習了金屬的物理性質，本節(jié)課我們來學習金屬的化學性質。 [板書]課題2 金屬的化學性質 [展示被空氣中的O2氧化了的鎂條和鋁片，并把其與砂紙打磨后的鎂條與鋁片相比較] [問]是誰給純凈的鎂條和鋁片穿上了“外衣”呢? [生]是空氣! [師]確切地講，是空氣中的氧氣。 [過渡]如果我們把鎂條、鋁片、銅片分別在空氣中加熱，會有什么現(xiàn)象發(fā)生呢? [演示實驗]分別把鎂條、鋁片、銅片用砂紙打磨后在空氣中加熱。 現(xiàn)象：鎂條在空氣中劇烈燃燒；鋁片表面失去光澤；銅片表面變黑。 [師]請大家寫出以上反應的化學方程式。 [學生活動，請一位同學上黑板書寫] [學生板書]2Mg+O22MgO 4Al+3O22Al2O3 2Cu+O22CuO [問]鐵在純氧中點燃能反應嗎?若能，寫出反應的化學方程式。 [學生活動，教師板書]3Fe+2O2Fe3O4 [問]根據(jù)上面的反應，我們可得出金屬具有什么樣的化學性質? [生]金屬可與氧氣發(fā)生化學反應。 [板書]一、金屬與氧氣的反應 [講解]實驗表明，大多數(shù)金屬都能與氧氣發(fā)生反應，但反應的難易和劇烈程度是不同的。如鎂、鋁等在常溫下就能與氧氣反應，鐵、銅等在常溫下幾乎不與氧氣反應，但在高溫時能與氧氣反應?！罢娼鸩慌禄馃挕闭f明金即使在高溫時也不與氧氣反應。根據(jù)上述事實，我們可判斷出這些金屬的活潑程度，即金屬活動性。 [板書]活動性：Mg、Al>Fe、Cu>Au [講解]金屬與氧氣反應的性質除了可用于鑒別物質(如黃銅與黃金的鑒別)外，還有其他的一些用途。 如鋁具有很好的抗腐蝕性能就是由于鋁與空氣中的氧氣反應在其表面生成一層致密的氧化鋁薄膜，從而阻止鋁的進一步氧化之故。鋁能在短短的一百多年里產量得到如此大幅度的提高，并被廣泛應用，除了因為改進了鋁的冶煉方法，使其成本大大降低，以及鋁的密度較小外，還有一個重要的原因，那就是鋁的抗腐蝕性能好。 思考：鋁的化學性質很活潑，為什么通常鋁制品卻很耐腐蝕?為什么不宜用鋼刷、沙等來擦洗鋁制品? [答案]鋁制品耐腐蝕是由于鋁可和空氣中的氧氣反應，使其表面形成一層致密的氧化鋁保護膜之故；若用鋼刷、沙等來擦洗鋁制品，容易把氧化鋁薄膜除掉，從而起不到保護作用。 [補充]我們平常所說的“電化鋁”實際上就是用特殊方法使鋁表面形成加厚的氧化鋁保護層的鋁制品。 [過渡]很多金屬不僅能與氧氣反應，而且還能與鹽酸或稀硫酸反應。金屬與鹽酸或稀硫酸能否反應以及反應的劇烈程度，也可反映出金屬的活潑程度。下面，我們就通過實驗來比較鎂、鋅、鐵、銅的活動性。 [活動與探究] [投影展示活動與探究內容] 在試管里放入兩小塊鎂，加入5 mL稀鹽酸，用燃著的小木條放在試管口，觀察現(xiàn)象，并判斷反應后生成了什么氣體。 參照上述實驗步驟，分別在放有兩小塊鋅、鐵或銅的試管中加入稀鹽酸，觀察現(xiàn)象，比較反應的劇烈程度。如果有氣體生成，判斷生成的是什么氣體。 用稀硫酸代替稀鹽酸進行實驗，并比較發(fā)生的現(xiàn)象。 [學生活動，教師巡視指導] [請學生根據(jù)以上實驗，填寫下表] [投影] 金屬 現(xiàn)象 反應的化 稀鹽酸 稀硫酸 稀鹽酸 稀硫酸 鎂 　 　 Mg+2HCl====MgCl2+H2↑ Mg+H2SO4====MgSO4+H2↑ 鋅 　 　 Zn+2HCl====ZnCl2+H2↑ Zn+H2SO4====ZnSO2+H2↑ 鐵 　 　 Fe+2HCl====FeCl2+H2↑ Fe+H2SO4====FeSO4+H2↑ 銅 　 　 　 　 [請一位同學上黑板寫出反應的化學方程式，現(xiàn)象可由學生口述] [問]通過以上實驗，你得出的結論是什么? [生]甲：鎂、鋅、鐵可與稀鹽酸和稀硫酸反應生成H2，銅不能與稀鹽酸或稀硫酸反應。 乙：與酸反應時，能生成H2的金屬活動性強，否則，就較弱。 丙：鎂、鋅、鐵與稀鹽酸或稀硫酸反應時的劇烈程度不同。鎂反應最劇烈，其次是鋅，然后是鐵。 [注：教師此時可引導學生一起欣賞課本圖8—13金屬與鹽酸反應的比較] ?。烘V、鋅、鐵、銅的金屬活動性由強到弱。 [評價]大家回答得都很好。 [過渡]那么，我們還有沒有其他的辦法來證明不同金屬活動性的相對強弱呢?答案是肯定的，那就是： [投影]活動性強的金屬能把活動性弱的金屬從它們的化合物中反應出來。 [過渡]下面，我們通過此結論來探究鋁、銅、銀三種金屬的活動性順序。 [投影] [活動與探究] 1. 把一根用砂紙打磨過的鋁絲浸入硫酸銅溶液中，過一會兒取出，觀察，有什么現(xiàn)象發(fā)生? 2．把一根潔凈的銅絲浸入硝酸銀溶液中，過一會兒取出，觀察，有什么現(xiàn)象發(fā)生? 3．把另一根潔凈的銅絲浸入硫酸鋁溶液中，過一會兒取出，觀察，有什么現(xiàn)象發(fā)生? [學生活動] [師]請大家根據(jù)以上實驗內容，填寫下表： [投影] 實驗 現(xiàn)象 反應的化學方程式 鋁絲浸入硫酸銅溶液中 溶液藍色變淺，鋁絲上附著一層紅色固體 2Al+3CuSO4====Al2(SO4)3+3Cu 銅絲浸入硝酸銀溶液中 銅絲上附有白色固體，溶液由無色變?yōu)樗{色 Cu+2AgNO3====Cu(NO3)2+2Ag 銅絲浸入硫酸鋁溶液中 無明顯現(xiàn)象 　 [注：表中內容由學生填寫] [問]通過實驗1．2. 3．你可分別得出什么結論?能否據(jù)此得出鋁、銅、銀的金屬活動性順序? [答]實驗1說明鋁的活動性弱于銅。 實驗2說明銅的活動性強于銀。 實驗3說明銅的活動性弱于鋁。 綜合以上結論，可知銅、鋁、銀三種金屬的活動性順序為：鋁>銅>銀。 [講解]經(jīng)過了許多類似上述實驗的探究過程，人們進行了認真的去偽存真、由表及里的分析，歸納和總結出了常見金屬在溶液中的活動性順序： [板書]二、金屬活動性順序 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H) Cu Hg Ag Pt Au 金屬活動性由強逐漸減弱 [過渡]下面，是我們本節(jié)課探究時所發(fā)生的—些化學反應。 [投影]Mg+2HCl====MgCl2+H2↑ Zn+H2SO4====ZnSO4+H2↑ Fe+H2SO4====FeSO4+H2↑ Cu+2AgNO3====Cu(NO3)2+2Ag [師]請大家從反應物和生成物的物質類別如單質、化合物的角度分析，這些反應有什么特點?它與我們學過的化合反應和分解反應的特點是否相同? [學生討論后回答]這些反應的特點是：一種單質和一種化合物反應，生成另一種單質和另一種化合物。其特點不同于化合反應和分解反應。 [師]回答得很好?；瘜W上，我們把具有這一特點的反應叫做置換反應。 [板書]三、置換反應 由一種單質與一種化合物反應。生成另一種單質與另一種化合物的反應叫做置換反應。 [講解]金屬活動性順序可以作為金屬能否在溶液中發(fā)生置換反應的一種判斷依據(jù)。 [投影] 金屬活動性順序在工農業(yè)生產和科學研究中有重要應用，它可以給你以下一些判斷的依據(jù)： 1．在金屬活動性順序里，金屬的位置越靠前，它的活動性就越強。 2．在金屬活動性順序里，位于氫前面的金屬能置換出鹽酸、稀硫酸中的氫。 3．在金屬活動性順序里，位于前面的金屬能把位于后面的金屬從它們化合物的溶液里置換出來。 [投影練習]下列物質能否發(fā)生反應?寫出能發(fā)生反應的化學方程式并判斷它們是否為置換反應。 (1)銀與稀鹽酸 (2)鋅與硫酸銅溶液 (3)銅與硫酸鋅溶液 (4)鋁與硝酸銀溶液 [答案](1)(3)不反應；(2)(4)反應，且均為置換反應；方程式略。 思考題1：波爾多液是一種農業(yè)上常用的殺菌劑，它是由硫酸銅、石灰加水配制而成，為什么不能用鐵制容器來配制波爾多液? 思考題2：學完本課題后，你能否想出另外的辦法來鑒別黃銅與黃金? 思考題答案：1．因波爾多液中的硫酸銅要與鐵反應：CuSO4+Fe====FeSO4+Cu，從而腐蝕鐵制容器；2．可用稀鹽酸來鑒別黃銅與黃金。因黃銅中含有鋅，遇鹽酸會有氣體生成，而黃金則不與鹽酸反應。 [小結]通過本課題的學習，我們知道了多數(shù)金屬能與氧氣反應，且不同金屬的活動性各不相同，根據(jù)金屬與酸或金屬與另一種金屬化合物的反應，可判斷出金屬活動性的相對強弱。同時，我們也認識了一種新的反應類型——置換反應。 [布置作業(yè)]習題3、4、6、8 *設計、觀察與思考 鐵在常溫下幾乎不與氧氣反應，但在潮濕的空氣中卻易和空氣中的氧氣反應而生銹。現(xiàn)有潔凈無銹的鐵釘、試管、稀硫酸(或醋酸(亦可用食醋代替))、食鹽水、經(jīng)煮沸迅速冷卻的蒸溜水、植物油、棉花和干燥劑氯化鈣。試設計實驗比較鐵釘在不同環(huán)境中的銹蝕速度，以供我們在后面課題的學習中進行交流。 板書設計 課題2 金屬的化學性質 一、金屬與氧氣的反應 2Mg+O22MgO 4Al+3O22Al2O3 2Cu+O22CuO 3Fe+2O2Fc3O4 活動性：Mg、Al＞Fe、Cu>Au 二、金屬活動順序表 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H) Cu Hg Ag Pt Au 金屬活動性由強逐漸減弱 三、置換反應 由一種單質與一種化合物反應，生成另一種單質與另一種化合物的反應叫做置換反應。 考題回顧 1．(xx年江蘇鹽城中考題)把一根潔凈的鐵釘放在稀硫酸中敘述正確的是……( ) ①鐵釘表面產生氣泡 ②溶液由無色逐漸變?yōu)闇\綠色 ③鐵釘?shù)馁|量減輕 ④溶液的質量增加 A．①②③ B．①③④ C. ①④ D．①②③④ 2．(xx年廣西壯族自治區(qū)中考題)下列有關鐵的敘述正確的是…………………( ) A．純凈的鐵是黑色的固體 B．不能用鐵壺長期存放食醋 C. 鐵的活動性比鋅強 D. 鐵與鹽酸反應生成氯化鐵 3．(xx年江西省中考題)下表是某種常見金屬的部分性質： 顏色、狀態(tài) 硬度 密度 溶點 導電性 導熱性 延展性 銀白色固體 較軟 2．70g/cm3 660.4℃ 良好 良好 良好 將該金屬投入稀鹽酸中，可產生大量的無色氣體。根據(jù)上述信息回答以下問題； (1)試推斷該金屬可能的一種用途 ； (2)該金屬的活動性比銅 (填“強”或“弱”)； (3)請自選試劑，設計實驗探究該金屬與鐵的活動性強弱，并完成下表： 你的一種猜想 驗證方法 現(xiàn)象 結論 　 　 　 　 答案：1．D 2．B 3．(1)做炊具、導線、電纜、裝飾品、用于包裝等 (2)強 (3)猜想：比鐵活動性強 驗證方法：把該金屬絲伸入盛有FeSO4溶液的試管中 現(xiàn)象：溶液的淺綠色變淺，且該金屬絲的表面有黑色附著物(置換出來的鐵粉粒子) 結論：該金屬的活動性比較強。若無以上現(xiàn)象，說明猜想不成立 備課資料 1．怎樣判斷金屬跟酸能否發(fā)生置換反應? 金屬跟酸能否發(fā)生置換反應，取決于金屬和酸的性質，發(fā)生置換反應的條件是： 金屬：要比酸中氫活潑，即在金屬活動性順序表中氫以前的金屬才能置換酸中氫元素；不如氫活動的金屬不能置換酸中氫。 酸：必須是沒有強氧化性的酸，即酸根沒有強氧化性的酸。常見的有：鹽酸，稀硫酸，醋酸等。如： Fe+H2SO4(稀)====FeSO4+H2↑ 2Al+6HCl====2AlCl3+3H2↑ 2Na+2CH3COOH→2CH3COONa+H2↑ 銅、銀等不如氫活潑的金屬，不能置換稀硫酸或鹽酸中的氫。 濃硫酸、濃硝酸、稀硝酸都有強氧化性，跟鋅、銅等可以發(fā)生反應，但不能置換出氫，而是生成鹽，硫或氮的氧化物和水。 如： Zn+2H2SO4(濃)ZnSO4+SO2↑+2H2O Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O Zn+4HNO3(濃)====Zn(NO3)2+2NO2↑+2H2O 3Cu+8HNO3(稀)====3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 2．鋁有哪些重要用途? 物質的用途決定于它的性質。由于鋁有許多優(yōu)良性能，因此鋁在國民經(jīng)濟各部門及日常生活上著極為廣泛的用途。 鋁的密度小，僅為2．70克／厘米3，雖然它的硬度和強度都比較低，純鋁不適合于機件的制造。世界各國生產的鋁，約有60％以上都用于制造合金，在鋁中加入硅、銅、鎂、鋅、錳等元素制成各種鋁合金，就具有質輕、強度和硬度較大、耐磨等優(yōu)良性能。廣泛應用于飛機、汽車、火車、船舶制造工業(yè)等。此外，像導彈、宇宙火箭、人造衛(wèi)星等的制造上也大量用到鋁及鋁合金。例如，一架超音速飛機約由70％的鋁及其合金構成。每枚導彈的用鋁量約占總重量的10％～15％。一艘一萬五千噸的大型客船，用鋁量約為兩千噸。據(jù)報道，國外已鋪設有鋁質的火車軌道，其耗電量約為普通鐵軌的一半。 鋁有優(yōu)良的導電性，它的導電能力僅次于銀和銅，居第三位。它的導電率雖只有銅的2／3， 但它的密度只有銅的1／3。所以輸送同量的電，鋁線的質量只有銅線的一半。鋁表面有一層氧化膜，它不僅有耐腐蝕的能力，而且還有一定的絕緣性，所以鋁可以代替部分銅做導線和電纜，鋁在電器制造工業(yè)、電線電纜工業(yè)和無線電工業(yè)中有著廣泛的應用。 鋁是熱的良導體，它的導熱能力比鐵大三倍。在工業(yè)上可用鋁制造各種熱交換器、散熱材料、炊具等等。鋁鍋、鋁壺等已是每個家庭不可缺少的日用品。 鋁的延展性能較好，僅次于金和銀，鋁在100～150℃時可制成薄于0．01毫米的鋁箔，廣泛用于包裝香煙、糖果、膠卷等。還可以將鋁制成鋁絲、鋁條，軋制成各種鋁制品。 鋁粉具有銀白色光澤，(一般金屬在粉末狀態(tài)時的顏色常呈黑色)俗稱銀粉，常用來跟某些油料混合制成銀白色防銹油漆，涂在鐵制品(如暖氣片等)上可保護鐵制品不被腐蝕，而且外表美觀。 鋁的表面因有一層致密的氧化物保護膜，不易受到腐蝕，鋁常被用來制造化學反應器、醫(yī)療器械、冷凍裝置、石油精煉裝置、液態(tài)天然氣的輸送管道等等。 鋁在氧氣中燃燒時能放出大量的熱和耀眼的光，鋁常用于制造爆炸混合物，如銨鋁炸藥(由硝酸銨、木炭粉、鋁粉、煙黑及其他可燃性有機物混合而成)燃燒混合物(如用鋁熱劑做的炸彈和炮彈可用來攻擊難以著火的目標或坦克、大炮等)和照明混合物(含硝酸鋇68％、鋁粉28％和蟲膠4％)。 通常把鋁粉和氧化鐵的混合物叫鋁熱劑。鋁熱劑可用來焊接鋼軌等，這種焊接不用電源，而且焊接速度快、設備簡易，適合在野外作業(yè)。在工業(yè)上也可用鋁熱劑的焊接法焊接大截面的鋼材部件。用某些氧化物如V2O5、Cr2O3、MnO2等代替氧化鐵也可做鋁熱劑，當鋁粉和某些難熔金屬氧化物反應時，反應產生足夠的熱量，使被還原的金屬呈熔融狀態(tài)并跟形成的熔渣分離開來，從而獲得較純的金屬。工業(yè)上常用這種鋁熱劑來冶煉難熔金屬，如釩、鉻、錳等。鋁還在煉鋼時，用作脫氧劑。另外，鋁粉和石墨、二氧化鈦(或其他高熔點金屬的氧化物)按一定比率混合均勻后，涂在金屬上，經(jīng)高溫煅燒而制成高溫的金屬陶瓷，它在火箭及導彈技術上有重要應用。 鋁板對光的反射性能很好，反劉紫外線的能力比銀還強(鋁愈純，其反射能力愈好)，常用來制造高質量的反射鏡，如太陽灶反射鏡等。 鋁具有吸音性能，音響效果也較好，所以廣播室、現(xiàn)代化大型建筑室內的天花板等常用鋁來制作。 　 　 　 　 年級 　初三 學科 化學 版本 期數(shù) 內容標題 金屬的化學性質 分類索引號 　　G.623.2 分類索引描述 　教學法 主題詞 金屬的化學性質 欄目名稱 　教案精選 供稿老師 審稿老師 錄入 一校 二校 審核