2023-2024学年 沪教版（全国）九年级化学上册 第5章金属的冶炼与利用 基础实验4 常见金属的性质 教案

第5章 金属的冶炼与利用
基础实验4 常见金属的性质 教案
教学目标
一、知识与技能
1.回顾金属的一般物理性质及化学性质，通过设计实验验证金属活动性顺序的探索，学会设计验证实验的一般思路与方法。
2.能够根据金属锈蚀的条件，设计实验通过改变某些因素使金属铁锈蚀的速率加快。
二、过程与方法
结合已有知识的回顾，步步设疑，激发学生已有知识体系，同时构建新的知识体系，并能应用新的知识体系解决实际问题。通过问题的分析、讨论，引导学生掌握实践、归纳、总结、探究等学习方法，养成探究学习方法的习惯
教学重点
培养学生的思想方法、动手实践探索能力。
教学难点
在体验中理解对比实验法。
新课引入
[提问]你能以铜为例，总结出金属的一般物理性质吗？
[学生]大多数金属常温下为固体、有金属光泽，具有良好的导电性、导热性、延展性等等。
教学过程
（一）探究金属的性质
[讲解]日常使用的金属材料，大多数属于合金。
[提问]（给出几种合金的性能）请说出合金的哪些性能比组成它们的纯金属有明显的改变？
[学生]通常，合金的硬度、强度比组成它们的纯金属更高，耐磨、耐腐蚀性等也更好。
[教师]响铜是含锡10%-20%的青铜，你设想能用哪些方法区分响铜与紫铜？
[学生]颜色、硬度、响度、熔点、密度等方面；
物理方法，化学方法（盐酸、硫酸铜溶液等）
[教师]通过本单元的学习，你能否对金属的化学性质作大致的介绍？
[学生]汇报
[教师]介绍知识结构。
[教师]金属与氧气、酸、盐溶液的反应条件与金属的活动性顺序相关。你能完整的说出常见金属活动性顺序吗？
[学生]回答 ｛全体学生｝
[教师]现有下列实验用品，请你设计实验方案，验证四种金属（Al、Fe、Cu、Ag）的活动性强弱。
Al片、Fe钉、Fe粉、Cu片、20%盐酸、10%盐酸、10%硫酸、硫酸铝溶液、硫酸铜溶液、硝酸银溶液
[板书]方案1：Al片、Fe钉、Cu片分别与10%盐酸或20%盐酸或稀硫酸溶液接触、Cu片与硝酸银溶液接触；
方案2：Fe钉与硫酸铝溶液接触、与硫酸铜溶液接触；Cu与硝酸银溶液接触
方案3：Al片、Cu片与FeCl2溶液接触、Cu片与硝酸银溶液接触
[分析思考]方案1 Al片、Fe钉、Cu片分别与10%盐酸或20%盐酸或稀硫酸溶液接触、Cu片与硝酸银溶液接触
1.该方案中借助什么现象来判断金属活动性的强弱？期待的现象是什么？
2.Al、Fe与盐酸反应，产生气体快的金属活动性一定强吗？
[教师]请用Fe（或Al）分别与10%盐酸、20%盐酸进行反应实验，比较酸的浓度不同，同一金属的反应速率是否不同
[学生]分组实验、汇报实验结果
[小节板书]溶液的浓度是影响验证金属活动性的因素之一，
[思考]影响验证金属活动性的常见因素还有哪些？
[教师]刚才，有同学做了“Al与20%稀盐酸”反应，你注意到有什么现象吗？
（产生气体的速率先慢后快，溶液的温度先冷后热）
[学生]分组实验，先用Fe钉与冷稀硫酸接触，观察产生气体的速率；另取一试管加热，比较产生气体的反应速率。汇报实验结果。
[小节板书]温度是影响验证金属活动性的因素之一
[学生]方案2：Fe钉与硫酸铝溶液接触、与硫酸铜溶液接触；Cu与硝酸银溶液接触
[思考]这里是否需要考虑溶液的浓度、温度对实验结果的影响？
（不需要。结果只与反应是否发生有关，与反应发生的速率无关。）
[学生]分组实验、汇报实验结果
[学生]方案3：Al片、Cu片与FeCl2溶液接触、Cu片与硝酸银溶液接触
[思考]这里是否需要考虑溶液的浓度、温度对实验结果的影响？
（不需要。结果只与反应是否发生有关，与反应发生的速率无关。）
[学生]分组实验、汇报实验结果
[教师]FeCl2溶液怎么获得的？
[学生]将铁片（或铁粉）加入稀盐酸中
[教师]请分别用铁钉与铁粉和10%稀盐酸反应，比较反应物的状态与反应速率是否有对应关系？
[学生]分组实验、汇报实验结果
[小节板书]接触面积也是影响验证金属活动性的因素之一。
[教师]有同学做了这样的实验：用未打磨的铝与氯化铜溶液及硫酸铜溶液分别接触，发现现象不完全相同（生成铜的速率不同）。他分析了常见的影响因素，也查阅了相关资料。
[PPT]氯化铜溶液、硫酸铜溶液中的粒子示意图
[教师]从图像上分析，两个实验中可能有哪些因素导致实验现象出现差异？（温度、浓度、接触面）
[学生]一些阴离子不同（、不同）
[教师]金属参与反应的速率还可能与溶液中的某些离子有关
[分析思考]请同学们讨论：为使方案1的结论可信，在实验时你是如何控制影响实验的可变因素？
[学生]保持反应时的温度相同，反应物溶液的浓度相同，反应物的接触面积相同，每次反应只改变金属这一可变因素。
[活动]自选一组实验方案验证四种金属的活动性顺序，汇报实验现象及结果，书写化学反应方程式
[教师]根据同学们的实验，我们可以验证出四种金属的活动性顺序为：Al>Fe>Cu>Ag。
显然方案2和方案3相对比较简单：A+BC—→ BC+A的反应若能发生反应，则金属活动性A>B；若不能反应，则金属活动性B>A。此类实验中，只需改变金属这一可变因素就可以了。
方案1在验证过程中，需要借助反应的速率，而反应物的浓度、温度、反应物的接触面积等因素又会影响金属与酸溶液的反应速率所以，在实验过程中要控制一些影响因素。
[教师]同学们在做铝有关实验中，为什么要对铝片进行打磨？
[学生]因为铝片表面有氧化膜
[教师]由于铝的活动性较强，能与空气中的氧气反应，在表面形成致密的氧化膜。比铝活动性稍弱的铁，也能在潮湿的空气中发生氧化，形成锈蚀。我们经过近一个星期的观察实验了解到铁的锈蚀与水和氧气有关。你能根据铁锈蚀的条件，设计一组实验：找出铁锈蚀的速率可能与哪些因素有怎样的对应关系吗？
[学生]交流、汇报设计
[教师]点评上述设计。
温度越高，铁锈蚀越快；
铁粉比铁钉锈蚀快
氧气浓度越高，锈蚀越快等
[教师]现在有下列仪器与药品，你能否从改变氧气浓度的角度设计一个实验，将原来需要经过一个星期才能获得的锈蚀现象，在较短时间内表现出来？
[ppt]铁架台、注射器、试管、u形管、橡皮塞、导管、干燥剂、棉花、铁丝、双氧水溶液、二氧化锰、蒸馏水
[学生]设计反应装置，设计操作步骤。 汇报设计每一步的目的。
[投影实验]请一位同学上台操作（注入过氧化氢溶液）；两位同学上台观察、描述实验现象，得出实验结论。
[教师]如何防止铁等金属制品锈蚀？
[学生]反馈
课堂小结
探究金属的性质
1.金属、金属氧化物和金属化合物溶液之间存在相互转化规律，这个规律在我们日常生产、生活中有广泛应用。对于我们设计探究实验活动也有积极的指导意义。
2.影响对比实验的因素除金属本身性质的活动性强弱外，还有温度、浓度、接触面积、溶液中的其它粒子的存在等因素的影响。
3.当研究的对象有多个因素影响时，常把多个因素问题变成单个因素的问题进行讨论。
板书设计
基础实验4 常见金属的性质
探究金属的物理性质
探究金属的化学性质
1、金属（大多数）能与氧气反应
2、金属（大多数）能与稀盐酸或稀硫酸反应
3、金属（大多数）能与金属化合物的溶液反应(铁和硫酸铜溶液反应)
教学反思
1.关注三维目标的有机结合，提升学科核心素养。
《义务教育化学课程标准（2011版）》提出：科学素养的全面发展是指学生在“知识与技能”“过程与方法”“情感 态度 价值观”三个方面都得到和谐发展。笔者认为，教师应该注意挖掘化学知识中所蕴涵的科学方法以及情感态度与价值观要素。本节课实施“金属性质的探究过程”这一“知识与技能”目标时，设计分组实验，让学生通过回忆所学知识结合小组讨论的实验方法，感受实验探究的乐趣和小组协作的意义和快乐，让学生学会从控制变量的视角分析实验现象，从而自主归纳出金属的性质，掌握金属性质实验操作的一般条件与对控制变量法的理解运用技能。
2.精心设计科学探究活动，提高学生实验探究能力。
要转变学生的学习方式，教师必须先转变教学方式，让学生自己动手实验就是很好的学习方式。教师通过精心设计科学探究活动环节，让学生参与到探究活动中去。利用图表的记录展示有助于学生知识的理解，让学生感受利用比较法进行的探究手段。
例题展示
类型一 探究金属的性质
例1 下列物质与稀硫酸反应不能产生氢气的是（ D ）
A. 钠 B. 镁 C. 铁 D. 铜
解析：A、钠与水剧烈反应生成氢氧化钠和氢气，方程式为2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，故A不选；B、镁是排在氢前面的金属，而且比较活泼，能与水反应产生氢气，方程式为Mg+2H2O=Mg（OH）2+H2↑故B不选；C、铁是排在氢前面的金属，而且比较活泼，能与水反应产生氢气，方程式为3Fe+4H2O（g）=Fe3O4+4H2↑，故C不选；D、铜是排在氢后面的金属，不能与水反应产生氢气，故选D；
课后作业
一、当堂反馈
1.下列可用于验证铜、铁、锌三种金属的活动性强弱的一组药品是（　A　）
①Cu、Zn、FeSO4溶液；②Cu、Fe、ZnSO4溶液；③Zn、FeSO4溶液、CuSO4溶液；④Fe、CuSO4溶液、ZnSO4溶液
A.①④ B.①② C.②③ D.③④
解析：①Cu、Zn、FeSO4溶液：将铜、锌分别插入硫酸亚铁的溶液中，锌能置换出铁，而铜不能，可以验证铜、铁、锌三种金属的活动性强弱；②Cu、Fe、ZnSO4溶液：将铜、铁分别插入硫酸锌的溶液中，都不能置换出锌，不能验证铜、铁、锌三种金属的活动性强弱；③Zn、FeSO4溶液、CuSO4溶液：将锌分别插入FeSO4溶液、CuSO4溶液中，都能置换出金属，不能确定铁和铜的活动性；④Fe、CuSO4溶液、ZnSO4溶液：将铁分别插入CuSO4溶液、ZnSO4溶液，铁能置换出铜，不能置换出锌，可以验证铜、铁、锌三种金属的活动性强弱。选A。
我市对生活垃圾已经实施分类投放，金属饮料罐应投放在标有哪种标志的垃圾箱中（　A　）
解析: 垃圾是一种“放错地方的资源”，政府相关部门提倡实行垃圾分类回收，在街道边放置各类垃圾箱，上面有不同的标志，贴有如图：属于可回收废物，贴有如图：属于有害垃圾，贴有如图：属于厨房垃圾．贴有如图：属其它垃圾，这样可以使不同的垃圾分放在不同的地方，可以使不同的垃圾得到不同的处理，垃圾的再生利用是垃圾资源化的最佳途径．金属饮料罐大部分是铝制品，属于可回收废物，应投放在标有标志的垃圾箱中．故选：A．
二、课后练习
1.下列四个实验中只需要完成三个就可以证明Fe、Cu、Ag三种金属的活动性顺序。其中不必进行的是（　C　）
A.将铁片放入稀盐酸 B.将铜片放入稀盐酸
C.将铁片放入硝酸银溶液 D.将铜片放入硝酸银溶液
解析：A能证明Fe>H ;答案B能证明Cu Ag ;答案C能证明Fe> Ag , A和B中已经证明已经证明Fe> Cu了,因此这个实验不必进行.
2.厨房中的化学。“国家公众全面营养项目”中提倡食用“强化铁酱油”,即在酱油中加铁，国际上也推广使用中国的铁锅。据此回答,下列说法中正确的是（ A ）
A.使食物中增加人体需要的元素
B .铁在干燥的空气中不易生锈
C.铁锅具有良好的导电性
D .铁资源丰富,铁制品价格低廉
解析：A、使用铁锅烹调食物能使食物中增加人体需要的铁元素,铁是合成血红蛋白的主要元素缺乏会患贫血,所以正确.B、铁在干燥的空气中不易生锈,是用铁作铁锅的原因之一,但推广使用中国的铁锅与提倡食用强化铁酱油"的目的一致,主要都是为了补充铁元素,所以错误.C、铁做铁锅是因铁具有良好的导热性,与导电性无关,所以错误.D、铁资源丰富,铁制品价格低廉是用铁作铁锅的原因之一,但推广使用中国的铁锅与提倡食用'强化铁酱油”的目的一致,主要都是为了补充铁元素,所以错误.故选A .