第八单元金属和金属材料作业设计-2023-2024学年九年级化学人教版下册

第八单元金属和金属材料作业设计
一、单元信息
基本信息 学科 年级 学期 教材版本 单元名称
化学 九年级 第一学期 人教版 第八单元金属和金属材料
单元组织 方式 自然单元 重组单元
课时信息 序号 课时名称 对应教材内容
1 金属材料 8. 1 金属材料
2 金属的化学性质 8 2 金属的化学性质
3 金属资源的利用和保护 8.3 金属资源的利用和保护
二、单元分析
(一) 课标要求
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(二) 教材分析
1. 知识内容全面，密切联系实际。
本单元主要围绕金属的物理性质、金属的化学性质以及反应的规律、金属资源的 利用、金属资源的保护等内容呈现学习情境和素材。主要涉及金属铁、铝、铜以及相 应的合金，都是日常生活中使用非常广泛的金属材料，内容全面且与生产生活紧密相 连。
2.注重方法引导，培养学生能力。
本单元的学习主要通过对比以及探究性学习获取知识，如不同金属物理性质和化 学性质的对比探究、金属与合金的对比探究、铁钉锈蚀条件的对比探究等；引导学生 学会从生产生活中发现问题并获取信息，建构金属的通性、置换反应、金属的腐蚀与 防护等核心概念，进一步学会和运用分析、推理、归纳和探究的方法，并在此过程中 培养学生解决实际问题的能力和素养。
3.保护金属资源，展示科技成果，拓宽学生视野。
通过铁的冶炼、金属的腐蚀与防护等内容让学生认识到金属材料与人类进步和社 会发展的关系、合理利用金属资源等内容。在“化学技术社会”栏目中展示了新科技成 果——形状记忆合金，体现了金属材料的发展趋势，有利于拓宽学生的视野。
(三) 学情分析
金属和金属材料与学生的日常生活密切相关，学生对金属和金属材料有较为感性 的认识，但金属和金属材料有怎样的理化性质？学生并不清楚，所以教师要帮助学生 构建金属和金属材料的理性认识。
学生已经学习了我们周围的空气、 自然界的水、碳和碳的氧化物等身边的化学物
质，初步了解了学习化学物质的方法——实验探究，但在如何自主设计实验进行探究 方面还存在不足，教师需要帮助学生提高自主探究的能力；金属与前几个单元所学习 的氧气、碳、二氧化碳等具体的化学物质不同，金属是一类物质，本单元也是学生第 一次接触同一类物质的学习，如何从“共性”和“个性”两方面来学习同一类物质是学生 的障碍点和发展点。
三、单元学习作业目标
(1) 通过实例认识物质的性质与应用的关系，既让学生体会物质性质决定用途， 形成合理利用物质的意识，同时也发展了“化学观念”的化学核心素养。
(2) 能举例说明金属性质的广泛应用及性质与用途的关系，如合金的性能与应用 等；能利用常见金属的性质，分析、解释一些简单的化学现象和事实。
(3) 通过铁的冶炼，体会化学方法在金属冶炼中的重要作用，认识实验是科学探 究的重要形式和学习化学的重要途径，能进行安全、规范的实验基本操作，体验科学 探究的意义。
(4) 培养热爱科学，逐步形成崇尚科学、严谨求实、大胆质疑、追求真理、科学 探究的精神及勇于克服困难的坚毅品质。
(5) 通过绘制思维导图，将所学的知识点进行分类整理，把复杂的知识简单化，
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有效提升学。
四、单元作业设计思路
以“物质的多样性”这一大概念为统摄，按照大概念、斜跨大概念、次级大概念、 核心概念和事实的顺序整理出本单元作业的知识结构，如图 1 所示。据知识结构的课 时结构和课程目标进行作业设计，如图 2 所示。
图 1 ：大概念统领下的单元知识结构
图 2 ：单元课时主题和目标
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五、课时作业
第一课时
课时目标：
①知道金属材料和人类生活与社会的发展息息相关；
②了解常见金属的物理性质，掌握合金的概念和性能；
③理解物质的性质和用途之间的关系。
作业 1
2022 年北京冬奥会火种灯，如下图所示 ，其造型灵感来自“中华第一灯”——西 汉长信宫灯，借“长信”之意，表达人们对光明与希望的追求与向往。据悉该火种灯和 火种盆都采用可回收铝合金材质。下列关于铝合金的说法错误的是 ( )
A .铝合金属于金属材料 B.铝合金属于新型化合物
C.铝是地売中含量最高的金属元素 D.铝合金的熔点比铝低
1.参考答案：B
2.时间要求：1 分钟
3.评价设计
错选 A,对金属材料包含的是纯金属和合金的知识未掌握；
错选 C ，对地壳中含量前几位的元素不了解；
错选 D ，对合金的性能与组成其纯金属性能的比较的知识未掌握。 4.作业分析与设计意图
设计根据社会科技焦点“北京冬奥会火种灯”所用的相关金属材料，测评学生对金 属材料的认识，并回忆前面地壳中元素的含量等知识，同时测评合金的概念以及合金 性能与组成其纯金属性能的比较的知识。
作业 2
九年级的明明学了《金属材料》这一课后，对家里的一些生活用品产生了浓厚的 兴趣，你能跟他一起探究吗？
(1) 明明发现家中角落堆积着一些铁丝、铝丝和铜丝 。他很容易就辨别出了铜 丝，其依据是 ；三种金属都可以拉成丝状，这利用了金属的 性。
(2) ①明明知道金属的性质决定了金属的用途，灯泡的灯丝用钨丝做的原因 是 。②明明在课堂上学到银的导电性最强，但是发现
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(
磁铁
)家里的导线常用铜制而不用银，推测可能的原因是 。
(3) 明明注意到他家房门背面的左下方有个常用来固定房门的“门吸” (如下图)， 它由磁铁和金属块两部分组成，该金属块能被磁铁所吸引，是因为它可能含有 (选填“铜” 、“铝”或“铁”的化学符号) 。
金属块
(4) 明明走进厨房，发现厨房的的铁锅、菜刀、剪刀等都是由铁合金制作的，而 没有用纯铁，是因为 。
(5) 对于家中含金属材料的物品，你还有更多的发现吗？分别利用了金属的什么 性质？若有，请填写下表。
场 所 含金属材料的物品 其利用的性质
客 厅
厨 房
卧 室
...... ...... ......
1.参考答案：
(1) 铜丝是紫红色的； 延展性
(2) ①钨的熔点高，且具有导电性 ②银的价格昂贵，且铜的导电性也很好
(3) Fe
(4) 铁合金的硬度大于纯铁 (答案合理即可)
(5) 学生作品展示：
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学生作品 1：
学生作品 2：
2.时间要求：5 分钟
3.评价设计
错写 (1) ，可能对金属单质的物理性质的共性和个性认识不清； 错写 (2) ，可能对物质的性质和用途之间的关系未掌握；
错写 (3) ，可能未掌握金属铁的特殊性质；
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错写 (4) ，可能未掌握合金与组成其纯金属的性能的区别；
知识拓展 (5) ，让学生深刻意识到金属材料和人类生活与社会的发展息息相关。
前结构 单点结构 多点结构 关联结构 抽象扩展结构
(1) 无意义或 空白答案 知 道 部 分 金 属 单 质 的 部 分物理性质 知道部分金属 单质的物理性 质 知 道 金 属 单 质 的 物 理 性 质 的 共 性 和 个性 知道金属单质 的物理性质
(2) 无意义或 空白答案 知 道 部 分 金 属 的 性 质 与 用途的关系 知道金属的性 质与用途之间 的关系 知 道 物 质 的 性 质和 用 途 之间的关系 知道物质的性 质在很大成度 上决定了物质 的用途，但这 不是唯一的决 定因素
(3) 无意义或 空白答案 知 道 个 别 金 属 的 特 殊 性 质 知道金属的特 殊性质 知 道 物 质 的 特殊性质 知道某些物理 知识和化学知 识的结合 (跨 学科)
(4) 无意义或 空白答案 知 道 个 别 合 金 的 硬 度 比 纯金属大 知道合金的性 能比纯金属好 知 道 金 属 材 料不同，其特 性不同 知道金属材料 被广泛使用的 原因
4.作业分析与设计意图
根据明明对日常生活用品的观察，引导学生关注金属材料在日常生活中的应用， 测评学生对金属单质的物理性质以及性质和用途之间的关系的认识，对合金的概念、 性能及其应用的认识，从而提高运用化学知识解决实际问题的能力。
第二课时
课时目标：
①知道常见金属与氧气反应；
②通过实验判断金属的活动性顺序；
③初步认识常见金属与盐酸、硫酸以及与盐溶液的置换反应，能用置换反应解释 与日常生活有关的化学问题。
作业 1
2022 年是第 40 个消费者权益日，在每年的 3 月 15 日央视 3 · 15 晚会都将为保护 消费者权益发出强烈呼声，这其中不乏有真假黄金辨别。其中“愚人金”实为铜锌合金， 外观与黄金极为相似,常被不法商贩冒充黄金牟取暴利，关于鉴别“愚人金”与黄金，你 有哪些实验方案？试着写一写，画一画。
1.参考答案：略
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学生作品展示：
2.时间要求：5 分钟
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3.评价设计
能写出方案① ，熟练掌握合金和组成其纯金属之间性质区别；
能写出方案② ，对灼烧时，铜能够和氧气反应生成氧化铜，表面变为黑色的现象 理解到位；
能写出方案③ ，充分认识金属活动顺序和不同金属浸没在稀硫酸中反应现象；
能写出方案④ ，对金属和盐溶液之间的置换反应以及金属活动顺序表熟练掌握， 铜、锌、金浸没在硫酸铜溶液中，利用锌的活泼性大于铜，能将铜从其盐溶液中置换 出来，出现红色固体。
前结构 单点结构 多点结构 关联机构 抽象扩展结构
作业 1 无意义 或空白 答案 了解金属 与氧气反 应 知道一些常 见的金属与 酸反应的化 学方程式 金属与酸、盐溶 液之间发生的 置换反应原理 分析 能从不同金属 活泼性不同，延 申至不同金属 的检验和除杂
4.作业设计与设计意图
根据金属的性质进行分析，金的化学性质稳定，一般不与其他物质发生化学反应， 锌能与酸反应生成氢气，与盐溶液反应;铜能与氧气反应生成黑色氧化铜;真假黄金的 硬度都很大，将金属化学性质实实在在应用在生活中。
作业 2
东京奥运会奖牌的制作原料来自于电子垃圾中提炼出来的金属。从废旧电子产品 中提炼贵金属和制备硫酸铜晶体的一种工艺流程如下:
(1) 步骤①中发生的一个化学方程式是 ，该 反应的基本类型是 。
(2) 滤渣Ⅱ提炼的贵金属是 ，可制作奖牌。
(3) 该工艺流程图的价值在于 。 1.参考答案：
(1) Fe+H2 SO4=H2 ↑+FeSO4 2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2 ↑ (任写一个) ；置换
反应
(2) 金 (Au)
(3) 体现了废物再利用，节约资源 (或绿色化学和环保) 2.时间要求：8 分钟
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3.评价设计
前结构 单点结构 多点结构 关联结构 抽象扩展结构
(1) 无 意 义 或 空 白 答案 了解金属与 酸溶液发生 的置换反应 知道一些常 见的金属与 酸反应的化 学方程式 理 解 金 属 与 酸 反 应 的 化 学 方 程 式 和 基 本 类 型关联性 理解金属与酸反应 的化学方程式和基 本类型关联性
(2) 无 意 义 或 空 白 答案 知道金属活 泼性决定反 应能否发生 认识金属和 酸以及盐溶 液反应的化 学方程式 认 识 金 属 和 酸 以 及 盐 溶 液 反 应 的 化 学 方 程 式 知道金化学性质稳 定，不与其他物质 反应，作为滤渣保 留
(3) 无 意 义 或 空 白 答案 回收资源认 识到金属与 化从学息息 相关 回收资源认 识到金属与 化从学息息 相关 珍 惜 资 源 是 人 们的共识，对于 金 属资 源 保 护 要 运 用到 生 产 生活中 绿色化学珍惜资源 是人们的共识，对 于金属资源保护要 运用到生产生活中
4.作业分析与设计意图
从学生日常生活兴趣入手，贴近学生生活，对于奥运会中金属金回收，做到了绿 色化学，绿色生活。同时考察学生对于属的化学性质的掌握，化学方程式的书写，基 本类型的判断。较好地考查学生的提取信息，逻辑推理能力和综合运用所学知识，解 决实际问题能力，再一次将化学与生活相联系。
第三课时
课时目标：
①知道一些常见金属如铁、铝、铜等矿石，了解从铁矿石中将铁还原出来的方法；
②了解金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的简单方法；
③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。
作业 1
小组活动：中国矿产资源是指中国境内的存于地壳内部或地表埋藏于地下或出露 于地表，呈固态、液态或气态的，并具有开发利用价值的矿物或有用元素的集合体。 它主要有能源矿产、黑色金属矿产、化工原料非金属矿产等，其中一部分矿种 (矿组) 的储量名列世界前茅或首位，但人均占有量却低于世界水平。请同学们以小组为单位， 分别调查中国、安徽、六安的矿产资源，并以图片或视频的形式在班里进行展示。
1. 参考答案：略
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学生作品 1：
学生作品 2：
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学生作品 3：
2.时间要求：5 分钟
3.评价设计：小组互评
4.作业分析与设计意图
通过亲身查阅课外书、资料，培养学生形成良好的自主学习习惯，让学生认识家 乡的矿物资源，了解金属资源在生产、生活和社会发展中的重要作用。
作业 2
根据世界钢铁协会的统计数据，2022 年一季度 38 个国家和地区高炉生铁产量为 3. 10 亿吨，1-2 月中国日均生铁产量在 224 万吨左右。我国炼铁始于春秋时代。据《中 华百科要览》记载：中国是最早用煤炼铁的国家，在公元 14~15世纪之际，铁的产量 曾超过 2000 万斤，折合约为 1.2 万 t；西方最先开始工业革命的英国，约晚两个世纪， 才达到这个水平。工业上常用高炉炼铁，如图所示,把铁矿石和焦炭，一氧化碳，氢气 等燃料及熔剂装入高炉中冶炼，去掉杂质而得到金属铁 (生铁) 。
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(1) 高炉炼铁的主要原料是 。
(2) 取少量高炉炼出的生铁放入小烧杯中，加入足量的稀盐酸，观察 。
(3) 铁制品与 接触容易生锈，生活中有哪些方法可以防止铁制 品生锈？ (回答一条即可) 。
1.参考答案：
(1) 铁矿石、焦炭、石灰石、空气
(2) 有气泡产生，溶液由无色变成浅绿色
(3) 氧气和水； 在铁制品表面涂上一层油漆 (合理即可) 2.时间要求：4 分钟
3.评价设计
前结构 单点结构 多点结构 关联结构 抽象扩展结构
(1) 无 意 义 或 空白答案 知 道 原 料 铁 矿石 知道原料铁 矿石和焦炭 知道铁矿石、焦 炭和空气 知道铁矿石、 焦炭、石灰石 和空气
(2) 无 意 义 或 空白答案 知 道 反 应 有 气泡产生 知道反应有 气泡产生，溶 液变色 知 道 有 气 泡 产 生,溶液变色 知道有气泡产 生 , 溶 液 由 无 色变成浅绿色
(3) 无 意 义 或 空白答案 知 道 铁 制 品 生 锈 要 与 氧 气接触 知道铁 制品 生 锈 要 与 氧 气、水同时接 触 知 道 铁 制 品 生 锈 的 原 理 及 防 止 铁 制 品 生 锈 方法 知道铁制品生 锈的原理、知 道如何保护金 属资源
4 、作业分析与设计意图
铁是年产量最高的金属，考查铁矿石制铁，让学生了解工业上炼铁的原理；考查 铁生锈原理及防止铁生锈的方法，让学生学会金属防锈的方法；从生活、生产等方面 让学生深刻认识金属资源的重要性。
六、单元质量检测作业
(一) 单元质量检测作业内容
作业 1
自然界并不缺少“镁”，缺少的是发现“镁”的眼睛。某化学兴趣小组开启“寻镁之 旅” ，现邀请你参与并完成相关内容。
镁的自述：我被誉为“国防金属” ，是用来制造军事装备的重要原料。我是一种 轻质有延展性的银白色金属，密度是 1.74g/cm3 ，熔点 648.8℃ ，沸点 1107℃ ，是地球 上储量丰富的轻金属元素之一。我的性格活泼，能与某些酸反应产生氢气，燃烧时能 产生耀眼的白光。
( 1)起始站：初识金属镁
金属镁的物理性质：_______________________(写一条)。
(2)中途站：再遇金属镁
金属镁的化学性质：①镁能与氧气反应，反应的化学方程式为 ；
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②将打磨过的镁条放入稀盐酸中，反应现象是__________________________ ，化 学方程式为_____________________ ，该反应属于________反应(填基本反应类型)。
(3)终点站：从上述“寻镁之旅”中总结镁在生产生活中的用途 __________(写一条)。
1.参考答案：
(1) 银白色固体(合理即可)
(2) ① 2Mg＋O22MgO ②固体逐渐减少，有大量气泡产生； Mg＋2HCl = MgCl2＋H2 ↑ ；置换
(3) 做烟花(合理即可) 2.时间要求：3 分钟 3.评价设计
前结构 单点结构 多点结构 关联机构 抽象扩展结构
作业 1 无意义或 空白答案 认识常见 的金属 了 解 常 见 金 属 的 物 理 性 质 认 识 常 见 金 属 的物理性质和 化学性质 能把常见金属 的性质运用到 实际生活中
4. 作业分析与设计意图
从学生已有的生活经验出发，考查学生是否了解常见金属的物理性质和化学性质。 通过实例认识物质的性质与应用的关系，既让学生体会物质性质决定用途，形成合理 利用物质的意识，同时也发展了“化学观念”的化学核心素养。
作业 2
人类社会的发展离不开常见金属和金属材料，用我们学到的化学知识和方法能分 析和解释许多现象。
( 1)下列生活用品，主要利用金属具有良好导热性的是 ________________ 。
(2)日常生活中经常接触的金属材料多数是合金，当金属制成合金之后，性能会发 生改变。如黄铜制的钥匙能在纯铜板上划出痕迹，说明合金的硬度一般_____ (填“大 于”“小于”或“等于”)组成它的纯金属。
(3)工业生产中，切割铁板时用硫酸铜溶液在铁板上画线可留下红色的印迹。有关 反应的化学方程式为 ________________________________________ 。
1. 参考答案：
(1) A (2) 大于 (3) Fe＋CuSO4 = Cu＋FeSO4
2.时间要求：2 分钟
3.评价设计
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前结构 单点结构 多点结构 关联机构 抽象扩展结构
(2) 无 意 义 或 空 白 答案 仅 知 道 常 见 金属的性质 了解合金的概 念 认 识 合 金 的 组成、性质与 用途的关系 知道合金，在此 认识基础上初步 建立“混合”能改 变物质性质的化 学观念。
(3) 无 意 义 或 空 白 答案 认 识 金 属的 化学性质 熟悉常见金属 的 活 动 性 顺 序，学会推断 常见金属活动 性强弱 能 用金 属活 动 性 顺 序 对 有 关 的 置 换 反 应 进 行 判 断 能运用金属活动 性顺序判断反应 能否发生，解释 某些与生活有关 的化学问题
4.作业分析与设计意图
本题通过对金属材料的进一步了解，测评学生能否认识到合金的组成、性质与用 途的关系，体会金属材料在生产、生活和社会发展中的重要作用。从学生已有的日常 生活入手，考查学生对金属活动性顺序的应用。
作业 3
人类的生产和生活都离不开金属。
( 一) 金属材料的使用作为一个时代的标志，见证了人类文明发展的过程。历史 上人类冶炼不同金属的大致年代如图所示：
(1) 由图可知人类最早使用的合金是__________；通过敲打可将金属材料打制成 不同的形状，是利用了金属的__________性。
(2)铝的利用距今 100 多年，现在铝的年产量得到大幅度的提高。铝虽然较活泼， 但抗腐蚀性能好，原因是__________________________________。
(二) 常见铁矿石有：赤铁矿 (主要成分 Fe2O3 ) 、磁铁矿 (主要成分 Fe3O4 ) 等。 工业上常用赤铁矿炼铁，其原理是利用一氧化碳和氧化铁反应。某化学兴趣小组利用 下图所示装置进行实验探究，请按要求填空:
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(1) 实验中 a 处可观察到的现象是 。
(2) 实验中 b 处可观察到的现象是 。
(3) 写出 a 处发生反应的化学方程式 。
(4) 右边导气管口放置气球的目的是 。 1.参考答案：
( 一) ( 1)青铜；延展 (2) 铝易与氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，从而
阻止铝进一步被氧化。
(二) (1) 红褐色固体逐渐变为黑色 (2) 澄清石灰水变浑浊
(3) 3CO+Fe2O3 高 温 2Fe+3CO2 (4) 收集多余的 CO ，防止污染空气
2. 时间要求：5 分钟 3.评价设计
前结构 单点结构 多点结构 关联机构 抽象扩展结构
(一) 无 意 义 或 空白答案 知 道 一 些 常 见 的 金 属元 素 了解金属材 料使用的发 展史 了解金属的物 理性质 知道金属的物 理性质和化学 性质
(二) 无 意 义 或 空白答案 了 解 金 属元 素 在 自 然 界 里 的 存 在 形 式 知道一些常 见 金 属 矿 物 ，可用铁 矿石炼铁 从炼铁原理分 析试验现象和 产物，完成简 单的化学实验 任务 从铁矿石将铁 还原出来的原 理推导铜、铝等 金属的冶炼
4.作业分析与设计意图
从金属材料使用的发展史入手，引导学生体会化学科学对社会发展和人类文明进 步的重要价值。通过铁的冶炼，体会化学方法在金属冶炼中的重要作用，认识实验是 科学探究的重要形式和学习化学的重要途径，能进行安全、规范的实验基本操作，体 验科学探究的意义。
作业 4
冬季人们常用的“暖贴” ，其成分如下，暖贴发热是利用了铁粉生锈放出热量的 原理。某小组同学设计并进行下列实验，探究铁生锈的条件及影响铁粉生锈速率的因 素。
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( 一) 探究铁生锈的条件
【设计实验】取 3 段光亮无锈的细铁丝，绕成螺旋状，进行如图所示的三个实验， 实验要保证有足够长的时间来观察现象。
(1) 对比实验 (填序号) ，可以得出铁生锈需要水；得出“铁生锈需要 与氧气接触”这一结论所依据的现象是 。
(2) 实验 Ⅰ 中，当铁丝足量，时间足够长，打开止水夹后，还能观察到的现象 是 。
选做题： (二) 探究影响铁粉生锈速率的因素
【提出问题】使用暖贴时为什么会很快产生热量呢？
【猜想假设】猜想一：活性炭能加快铁粉生锈的速率；
猜想二：食盐能加快铁粉生锈速率。
【进行实验】下表是 2g 铁粉、5g 水与不同量的活性炭、食盐均匀混合后，在 10 分钟内温度上升值的实验记录。
实验编号 活性炭/g 食盐/g 温度上升值/℃
1 0 0 0.1
2 0.2 0 22.0
3 0 0.1 3.1
4 0.2 0.1 56.3
【解释与结论】
(3) 对比实验 1 和 3 ，得出的结论是 。
(4) 欲得出结论“活性炭与食盐同时存在会大幅度加快铁粉生锈速率”，需要对 比 (填实验编号) 。
【反思与评价】
(5) 下列说法或做法不正确的是 (填字母) 。
A.暖贴在使用前不需要密封保存
B.活性炭粉在暖贴中可以起到分散铁粉，透气、防结块的作用
C.利用铁生锈的原理，铁粉还可用于食品保鲜
D.校内用钢架制作的自行车防雨棚应定期喷涂油漆防锈
1. 参考答案：
(1) Ⅰ 、 Ⅱ ； 实验 Ⅰ 中铁生锈，实验Ⅲ中铁不能生锈
(2) 右边液面下降，左边液面上升至 1 刻度处
(3) 食盐能加快铁粉生锈的速率 (4) 2 、3 、4 (5) A 2.时间要求：6 分钟
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3.评价设计
前结构 单点结构 多点结构 关联机构 抽象扩展结构
(一) 无意义或 空白答案 知道金属的 腐蚀现象 了解铁制品 腐蚀的条件 认识铁制品的腐 蚀与空气中所含 氧气体积分数的 综合应用 知道金属腐蚀的 条件，从而了解 防止金属腐蚀的 简单方法
(二) 无意义或 空白答案 仅了解化学 反应速率受 外界因素的 影响 能用控制变 量法从实验 现象分析得 出铁制品腐 蚀速率受活 性炭与食盐 的共同影响 运用的比较、分 类、分析、归纳 等科学方法，把 铁生锈的原理迁 移到生活中 知道防止金属腐 蚀的方法，体会 化学科学在解决 生产、生活和社 会问题中的重要 作用
4.作业分析与设计意图
通过探究铁生锈的条件和影响生锈速率的因素，引导学生从问题和假设出发确定 探究目标，依据探究目标设计并实施实验方案，通过观察和实验等方法获取证据，形 成结论，经历科学探究的一般过程，认识实验是科学探究的重要形式和学习化学的重 要途径，培养“科学探究与实践”的化学核心素养。
作业 5 ．写一写，画一画：学习了本单元后，你能用思维导图方式对本单元的内 容进行归纳和总结吗？总结后完成自评互评表。
1.参考答案：略
学生作品 1：
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学生作品 2:
2.时间要求：8 分钟
3.评价方式：教师指导、学生设计、开展评价、交流展示
4.评价设计：
“金属与金属材料”思维导图评价量表
维度 评价指标 自评 互评 师评
科学性(30 分) 1.全面反映主题的内容
2.文字表述准确、清晰
3.概念之间的关联词使用恰当
规范性(30 分) 1.主题中心突出鲜明
2.层次清晰合理
3.布局合理， 书写工整
逻辑性(20 分) 1.概念之间的逻辑关系正确
2 各分支内容与主题关系密切
创新性(20 分) 1.色彩丰富、美观
2.有与生活相结合的实例
5. 作业分析与设计意图：绘制思维导图，有利于学生将所学的知识点进行分类整
理，把复杂的知识结构化、系统化，有效提升学。
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(二) 单元质量检测作业属性表
序号 类型 对应单元 作业目标 对应学 难度 来源 完成时 间
了解 理解 应用
1 简答题 (1) √ 容易 原创 24 分钟
2 填空题 (2) √ 较难 原创
3 试验题 (3) √ 中等 原创
4 探究题(选做题) (4) √ 中等 改编
5 思维导图 全部 √ 中等 原创
七、课后拓展阅读
(一) “怎样设计建造一个宇宙飞船 ？”
用手机扫码观看并思考：
建造宇宙飞船用到了哪些金属材料？
(二) 炼金术和炼丹术，曾经推动了世界科技的进步
炼金术 (包含中国的炼丹术) 并非一般人想象中的神棍忽悠，而是有一套在他们 看来自洽的逻辑体系。虽然这套逻辑体系因为对世界认知的前提有错误而导致其结论 有很多错误，但对科学技术的进步仍有推动作用，且是日后发现科学的逻辑体系的基 础，所以对于科学诞生之前的炼金术士和炼丹家不宜予以漫画式的嘲笑。本文将会详 谈世界各地的炼金术。
我们很难给炼金术下一个确切的定义。炼金术影响范围横跨亚欧，拥有悠久而多 样的传统，在中世纪尤为活跃，而它的起源可以追溯到几千年前。
炼金术由两部分结合而成，一部分是哲学和信仰，用来解释巫术、鬼神、超自然 现象，另一部分则是极具实际意义的分析和实验技术，主要涉及元素、矿物和其他物 质，这些物质如今在化学实验室非常常见。
不同时期和地区的炼金术士的目标各不相同。他们有一些非常著名的追求，包括： 使用一种被称为“哲人石” (Philosopher’s Stone ) 的物质或配方，将“基础金属” (即寻 常、廉价的金属) ，比如铅，转化为贵金属，特别是黄金；创造一种可以溶解其他物 质的溶液——“万能溶剂” (Universal Solvent ，又名 Alkahest) ；发明一种可以使饮用 者永葆青春的药剂——“长生不老药” (Elixir of Life ) ；配制一种可以治愈每一种顽疾 和小病的物质——“灵丹妙药” (Panacea) ，又名“万能药剂”。
这些出发点都值得肯定，也取得了一些有益的实际成果，但奇特的炼金术意义不 止于此。它追求把事物转变为另一种形状，或者从本质上将其重塑为另外一种存在形
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式
)。
从物理的层面来看，这意味着我们可以创造出世界上最珍贵的东西或者达到不朽 的境界。从精神的层面来看，这体现了对圆满、完整、极致的追求。
实用型或功能型炼金术来自各种化学工艺，如酿啤酒、制革、冶炼矿石并从中提 取有价值的金属和矿物、配制医用药剂和药膏、从植物和土壤中蒸馏并萃取某些物质 等。这些工艺主要涉及加工和提炼常见的基础物质，最终获得一种纯粹的的理想产物。
例如，在冶金术中，熔化和处理普通的矿石，最终可以得到有价值的金属，如闪 闪发亮的黄金或令人惊叹的银色液态金属——汞 (水银) 。在某些形式的炼金术中， 具有实际意义的化学过程与精神世界变化有着惊人的相似，包括净化心灵使其尽善尽 美，敞开心扉直面内心最深处等。的确有人认为，只有配合这样的精神转变，用于治 疗疾病的炼金药剂才能发挥其物理功效。
炼金术中有关心灵的、神秘的和有象征意义的各个层面可以称得上是“ 秘传”，也 就是说，只它掌握在一个或几个拥有特殊意识和特殊权利的人手中，这就将炼金术和 赫耳墨斯主义 (Hermeticism) 联系起来。
赫 耳 墨 斯 主 义 是 基 于 古 埃 及 半 神 话 人 物 “ 三 重 伟 大 的 ” 赫 耳 墨 斯 (HermesTrismegistus ) 的言论而产生的一个学派。据传说，他收到了神赐予的知识和 洞察力，然后将其一代一代地传下去，这些知识可以用精神或巫术的力量去影响现实 的物质世界。
赫耳墨斯所著的《艾默拉德石板》 [TabulaSmaragdina，又名《翠玉录》 (Emerald Tablet) ] 几百年以来一直影响着众多炼金术士。在中世纪晚期和文艺复兴时期，赫耳 墨斯传统的三大组成部分之一便是炼金术，另外两个分别是数字命理学(Numerology) 和“ 字母巫术”——密码学。
炼金术士点燃火炉加热他的混合药剂
背景中满怀希望的顾客正在尝试服用他的药剂
另一方面，炼金术中有益的、实用的方面并非“ 秘传” ，而是公开的，可以向任何 人普及。从现代的角度来看，追求这种异想天开、不切实际的目标—— 比如“ 长生不 老药”或“ 万能药”似乎从一开始就注定要失败，但通过这些尝试，炼金术士对主流科 学——特别是化学、材料学和医药学—— 的发展都做出了巨大贡献。
炼金术及其医学应用在亚洲有着漫长而辉煌的历史，特别是在中国 (大司马按： 对应炼丹术) 和印度。而在欧洲，它可以一直追溯到古埃及、古希腊和古罗马时代。
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炼丹也是炼金术的一种
其中最早的文本之一由索西莫斯 (Zosimos of Panopolis ) 撰写或编纂而成，他可 能是约 1700 年前古罗马统治时期生活在亚历山大里亚的埃及人。索西莫斯从哲学和神 秘主义的角度详细阐述了炼金术，例如，他说金属转化的前提是使灵魂也发生类似的 精神转变，升华到神的境界。
随着罗马帝国的覆灭，炼金术像当时的主流医学一样，在西欧的历史图景中逐渐 销声匿迹。但是与其他的学术和理论一样，伊斯兰教在东欧、北非和西亚的传播为其 创造了振奋人心的发展机会。
其中重要的表现便是更多地依赖于早期的科学方法进行测试和实验。贾比尔 · 伊 本 · 哈扬 (Jabir ibnHayyan ，公元 721—815 年) 在欧洲被称为吉伯 (Geber ) ，久居巴 格达附近的库法 (Kufa ) 。他的著作内容广泛、兼收并蓄，包括哲学、 占星术，还涉 及“ 物质遭到强烈刺激时做出的反应”。这些著作中记录着实验数据和分析结果，使用 了从稀乙酸 (醋) 到强腐蚀性的硫酸，以及硫和汞等各种不同的物质。
炼金术大师贾比尔
阿拉伯化学家、医生和工程师
撰写了许多有关炼金术和冶金的开创性著作
贾比尔的操作过程包括蒸馏、结晶、沉淀等如今广泛使用的方法，他使用烧瓶、
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燃烧器、过滤器、冷凝器和其他类似的实验仪器。医生、草药商、治疗师、药剂师都 采用这些方法去配制新一代药物。
贾比尔还修订了古代经典的“元素”的概念。他提出了三类元素：“元精” ( spirits ) ， 如加热会挥发的汞、硫；金属，如金、银；还有不可延展的物质，如石头，可以被研 磨成粉末。这套关于元素的炼金/ 炼丹理论延续了数百年，同样延续下来的，还有一 种含有汞和硫化合物的药物。
汞用于医药有悠久漫长的历史，也是一把双刃剑。在贾比尔那个时代，通常从该 金属的主要矿石朱砂 (硫化汞) 中提取汞，并配制含汞的药膏，通常用于治疗皮肤问 题。后来，甘汞 (氯化亚汞) 被医生用作泻药、通便剂、利尿剂和治疗梅毒的药物。
硫化合物在炼金术士的工作台上和药剂师的罐子中都很常见。据说富含硫的水可 以用来缓解皮肤疾病、关节问题和寄生虫感染。硫黄混合物起到了消毒剂和熏蒸剂的 作用。青霉素类抗生素出现之前，磺胺类药物 ( sulfonamides ) 广泛出现在治疗细菌感 染的处方中。
十字军东征时代，也就是 11 世纪末期和 12 世纪，阿拉伯人的炼金术研究成果被 带回欧洲，翻译成拉丁文— 当时的学术语言。其中最重要的就是贾比尔所著的《医学 集成》 [Kitabal-Kimya ，又名《炼金术的构成》 (Book of Composition of Alchemy) ]， 由罗伯特·贾斯特 (Robert of Chester) 于 1144 年翻译完成并公开。
除了早期的埃及神秘主义和亚里士多德哲学，贾比尔等阿拉伯炼金术士也贡献了 大量的使用炼金术方法配制药品的实用知识。与之相对应，欧洲炼金术士对基督教信 仰——如宗教洁净礼、忏悔以净化灵魂、来世升入天堂——做出了新的解释。欧洲炼 金术名声大噪，许多著名的宗教领袖、卑微的修道士和高层的神职人员，都开始实践 炼金术。
阿尔伯图斯· 马格努斯 (Albertus Magnus) 和罗吉尔·培根 (Roger Bacon) 就是当 时炼金术的实践者。
德意志教士阿尔伯图斯 · 马格努斯 (1193— 1280 年) 拥有广博的属于亚里士多德 主义的自然知识，他也是一个践行实验的人，并且据传在 1250 年左右，他可能分离出 了化学元素砷。与汞和硫一样，砷成为炼金术的核心，从矿石或植物中提取出来的砷 化合物在剂量极小时是一种兴奋剂，但在剂量较高时会致残甚至致死。有一篇可能是 阿尔伯图斯死后他人撰写和修改过的文章，描述了他是如何发现“ 哲人石”，并将其配 方传给了他的学生托马斯· 阿奎那 (Thomas Aquinas ) 的，然而阿奎那担心配方出自撒 旦之手，于是将其销毁。
罗吉尔·培根 (Roger Bacon ，1214— 1294 年) 也是一名教士——一名方济各会修 士。作为一名学生和教师，他按照他所属修会的方法来进行调查和研究：“人类认为他 们获取知识有三条途径—权威、论证和经验；其实只有最后一个有效果，能够慰藉他 们的智慧。”培根曾尝试将“ 基础金属”炼成黄金，也曾探索研究“ 长生不老药” 。他把 这两件事看作是相互关联的工作：“在贤哲看来，既然可以从低等金属中去除所有杂质 和变质的药剂，那么也可以去除人们身体中的大量杂质，这样人的生命就可以延长到 数百年。”
培根所写的很多笔记批判了巫术的符咒和咒语，但他支持教会和圣经权威的权力。 他的著作广为流传，并激发了许多人进一步探索炼金术，尤其是适用于医药方面的知 识。培根还研究光学、工程学、天文学、占星术，以及对于他来说最重要的数学。1267 年，他撰写了一部 840 页的《大著作》 (Opus Majus ) ，是当时最重要的百科全书之
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一
)。
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蟾蜍、蛇、鹰
在炼金术的代表符号中
蟾蜍和蛇分别代表不变性和易变性，而鹰则代表升华
文艺复兴时代， 欧洲炼金术继续蓬勃发展。帕拉塞尔苏斯是 16 世纪初的著名的 炼金术倡导者 。与他同一时期并一道游历欧洲的是海因里希 · 科尔内留斯 · 阿格里 帕 · 冯 · 内特斯海姆 (Heinrich Cornelius Agrippa von Nettesheim ) ，通常被称为科尔内留 斯 · 阿格里帕。
他出生于德意志，撰写了大量关于巫术、宗教、神秘主义、医学以及炼金术的书 籍。其主要著作是《论玄秘哲学》 [De Occulta Philosophia Libri Tres ，又名《玄秘哲 学三书》 (Three Books Concerning Occult Philosophy) ] 。在他的医学观点和治疗处 方中，阿格里帕往往将巫术和迷信掺杂进常识中 。他推荐用草本植物匍匐委陵菜 (Potentilla reptans ) 缓解发烧的症状，但他将这项功效归因于数字“5”，这符合命理学 说，因为“委陵菜”代表着“ 五片叶子”。
他写道：“ 它通过‘5’这个好运的数字来驱毒 … …”就在 16 世纪末期，德意志医生 安德烈亚斯·利巴菲乌斯 (Andreas Libavius ) 撰写了一本基础化学教科书—《炼金术》 (Alchemia ，1597 年) 。和帕拉塞尔苏斯、阿格里帕一样，他热衷于使用矿物和提取 物作为药物，但对神秘主义和赫耳墨斯传统的炼金术并不感兴趣。在这一方面，利巴 菲乌斯使炼金医药学向更具实际意义、更加讲究证据的方向又迈进了一步。
到了 18 世纪，欧洲炼金术在由它兴起的后辈化学的面前逐渐衰退。
化学采用了一种更为严格、严谨和严肃的方法，摒弃了如神灵的干预、古老而神 秘的传统以及秘传的灵魂洗礼等观念。然而，化学继承了炼金术的一个实际功能——
为医生、药商、药剂师和配药师提供原材料、元素、化合物和配料，以便于他们配制 用于愈合伤口和治疗疾病的药物。
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