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《金属和金属材料》的若干个教学设计
第八单元 金属和金属材料
课题1 金属材料(预习导学案)
一、预习目标
1.认识金属材料与人类生活和社会发展的密切关系。
2.了解常见金属的物理性质。
3了解合金的组成,会区别纯金属和合金。
二、知识准备
1.想一想,你家里的哪些日常生活用品是由金属材料制成的?你还见过哪些由金属材料制成的东西?你还知道有哪些金属材料?
2.列举生活中常见的金属铁、铜、铝的有关知识。
铁:
铜:
铝:
归纳:
金属有哪些物理性质?
3.通过预习,你知道常见金属使用的先后顺序吗?
4.何为合金 你见过哪些合金?合金与组成它们的金属相比有哪些性质
5.钛合金有哪些性质?
跟踪练习:
1、在一种金属中加热融合 ,形成的 的物质叫做合金。
2、2008年北京奥运会主会场——国家体育场“鸟巢”的主题为钢结构,钢属于( )
A、复合材料 B、无机非金属材料 C、合成材料 D、金属材料
3、用金属的化学式填空:
(1)体温表中的液态金属是
(2)包装糖果、香烟的银白色金属是
(3)干电池的金属筒是
课题1 金属材料(讲授导学案)
一、学习目标
1.通过日常生活使用金属材料的事例,认识金属材料与人类生活和社会发展的密切关系。
2.了解常见金属的物理性质,知道物质的性质在很大程度上决定了物质的用途。
3.知道合金的组成,了解生铁和钢等重要合金。
4、会区别纯金属和合金,认识合金比纯金属具有更广泛的用途。
二、学习探究
[自主学习]
阅读课本第2-3页内容,思考以下问题:
1.金属材料的种类有哪些?
2.人类历史上使用铁、铜和铝等金属材料的先后顺序是怎样的?
3、跟非金属相比,金属具有哪些相似的物理性质?
4、通过课本第3页表8-1及生活经验完成第3页中的讨论。
[自学与交流]
自学课本第4页1、2段并交流:物质性质与用途之间的关系。
[小组大比拼]
你知道的金属之最有哪些
[跟踪练习]
1、某物质为金属材料,则该物质( )
A、一定是单质 B、一定是化合物
C、一定是混合物 D、可能是单质或混合物
2、下列物质的性质都属于金属物理性质的是( )
①导电性 ②熔点低 ③延展性 ④导热性 ⑤有光泽
A.①②⑤ B.①③④⑤ C.②④⑤ D.②③⑤
3、铝通常用作电线、电缆是利用它的 性;细铁丝、薄铁片用力就可弯成各种形状,这说明铁具有 的性质;铁锅、铝壶可用来烧水是利用它们的 性;金块可以轧成很薄的金箔,这是利用了金的 性
[自主学习]
阅读课本第4-5页,思考以下问题:
1.什么是合金?合金是纯净物吗?
2.铁常见的两种合金是什么?其组成如何?
[观察思考]
观察老师演示[实验8-1],并完成下表
性质比较 现象
黄铜 铜 焊锡 锡
光泽和颜色
硬度
结论
[火眼金睛]
一些不法商贩用黄铜(铜锌合金)假冒黄金在市场上出售,坑害消费者的利益,你能否用你所学的化学知识一鉴真伪。
[自主学习]
阅读第6-7页内容。
了解常见合金的主要成分、性能及用途
了解钛和钛合金的有关知识
[交流学习]
1.通过观察[表8-2]你得出什么结论?
2.通过上述现象及结论总结纯金属与合金性质有何不同?
[跟踪练习]
1、被广泛用于人造卫星和宇宙飞船天线的是( )
A、钛—镍合金 B、硬铝 C、铝合金 D、白铜
2、日常使用的金属材料多数属于合金,下表列出了一些常见合金的主要成分和性能。
合金 合金的主要性能 主要成分及纯金属的性能
焊锡 熔点183℃ 锡:熔点232℃;铅:熔点327℃
硬铝 强度和硬度好 铝、铜、镁、硅等。硬度小、质软
不锈钢 抗腐蚀性好 铁、铬、镍等。纯铁抗腐蚀性不如不锈钢
由表推断,与组成合金的纯金属相比,合金的优点一般有(填序号)
①强度更低 ②硬度更高 ③熔点更高 ④抗腐蚀性更好
四、达标测试
1、金属钛有银白色金属光泽,密度为4.5g/cm3,熔点为1725℃,具有良好的延展性和耐腐蚀性。下列物品不能用钛制作的是( )
A、保险丝 B、医疗器械 C、潜艇外壳 D、眼镜架
2、古人曾将铅锻打成细细的铅条,作为笔来写字,这也是“铅笔”名称的由来。铅条能像现代铅笔一样写字,这一现象与下列铅的性质有关的是( )
A、硬度小 B、熔点低 C、密度大 D、能导电
3、下列关于合金的说法正确的是( )
A.合金不能导电、传热 B.合金属于纯净物
C.合金没有延展性 D.合金的很多性能与组成它们的纯金属不同
4、钛和钛合金是21世纪的重要金属材料,它们具有优良的性能,如熔点高,密度小,可塑性好,机械性能好,抗腐蚀能力强,钛合金与人体很好的“相容性”。根据它们的主要性能,不合实际的用途是( )
A 用于核潜艇设备的制造 B 用于制造航天设备
C 用来做保险丝 D 可用来制造人造骨
五、能力提升
有两包黑色粉末,分别是铁粉和木炭粉末。请你设计实验,用两种不同的方法鉴别这两种粉末。简要写出实验的步骤、现象、结论。
六、课堂小结
学完本节课你有哪些收获 还有哪些困惑
训练导学案
一、必做题
1、下列物质不属于金属材料的是( )
A、青铜 B、铁矿石 C、钢 D、铝
C、是银白色的固体 D、易在氧气中燃烧
2、灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制,主要是因为( )
A、钨的导电性好 B、钨的熔点高 C、钨的硬度大 D、钨的密度大
3、生铁和钢的主要区别是( )
A、是否为纯净物 B、含碳量不同 C、机械强度不同 D、铸造性不同
4、人类的日常生活离不开合金,下列物质不属于合金的是( )
A、制门窗的硬铝 B、制烟囱的白铁
C、制铁锅的生铁 D、制手术刀的不锈钢
5、金属就在我们身边。如体温计中的液体是 ,防止铁制暖气片生锈而粉刷的“银粉”是 ,暖水瓶内胆上的金属是 。
6、利用金属的物理性质鉴别下列各组物质(简要写出物质性质即可)
(1)铁和铝 (2)银和汞
(3)铜和金 (4)铜和铁
二、选做题
7、2005年7月,美国“深度撞击”飞行器成功炮轰彗星,其撞击器采用的是一种含铍(一种金属)3%的铜合金。关于合金,下列说法错误的是( )
A、合金属于金属材料 B、只能是金属融合而成
C、合金比纯金属性能更优 D、生铁和钢都属于合金
8、黄金首饰的纯度常用“k”来表示,24K表示纯金,则标号为18K的黄金项链的纯度是多少 10克18K黄金含纯金多少克?
三、作业:
课后习题3、4、6
金属的化学性质探究设计
第八单元 金属和金属材料
课题2 金属的化学性质
预习学案
预习目标:
1、 知道铁、铝、铜等常见金属与氧气反应的情况并能写出反应的化学方程式
2、 试着写出常见金属与盐酸、硫酸反应的化学方程式
3、 回顾化合反应及分解反应的概念和特点,预习置换反应的概念并总结其特点
4、知道金属活动性顺序并试着记忆
基础知识我来回顾
1、 请找出正确的关系并连线
镁带燃烧 剧烈燃烧,火星四射,生成黑色固体
铁丝在氧气中燃烧 发出耀眼的白光,放热
铝有良好的抗腐蚀性 在高温时也不与氧气反应
真金不怕火炼 在常温下能与氧气反应生成一层致密的氧化
2、 请比较上述金属与氧气反应的剧烈及难易程度
3、试着写出下列化学方程式
(1) 镁、铝、铁、铜与氧气反应
Al+ O2─
— Mg+ O2─
Cu+ O2─—
Fe+ O2─
(2) 常见金属与盐酸、硫酸
Fe+ H2SO4─
Al+ H2SO4─
Zn+ H2SO4─——
Fe+ HCl─
(3) 金属与金属的化合物溶液反应
Fe+ CuSO4─
3、 回顾化合反应及分解反应的概念、特点并各用化学方程式举出几个例子
4、预习置换反应的概念并试着判断以下反应是否属于置换反应
H2+CuO Cu+ H2O 3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2
4、 预习金属活动性顺序并试着记住
(1)回忆并默写:K Ca Sn Pb (H) Pt Au
(2)应用:a、根据位置前后可以确定金属活动性顺序
金属的位置越 ,金属的活动性越
b、排在 的金属可以与稀酸反应生成氢气,而排在 的金属却不能
c、排在 的金属可以把排在 的金属从它的 中置换出来
第八单元 金属和金属材料
课题2 金属的化学性质
课堂探究学案
学习目标:
1.知道铁铝铜等常见金属与氧气的反应。
★2.初步认识常见金属与盐酸稀硫酸的置换反应,以及与某些化合物溶液的置换反应解释一些与日常生活有关的化学问题。
★3、能用金属活动性顺序解释一些与日常生活有关的化学问题
★4、能用金属活动性顺序对有关的置换反应进行简单的判断
5、增强合作探究能力及应用知识解决问题的能力
【情景导入】
一天,金属王国里吵吵闹闹,争的不可开交。原来,它们为了竞争王位而闹的不可开交。铜说:“我是人类使用最早的金属材料,早在商代人类就开始使用青铜器了,所以在我们的金属王国中我可算是你们的长辈了。我当国王比较好!”金说:“我是金属中身价最高的金属之一,我的名声地球人都知道。这个国王我当之无愧!铁、铝等金属也各不服气,各有各的理。所以,我们要统一一个标准才能进行比较。我看,就按照金属的化学性质活泼程度来比较吧!通过哪些方面来比较金属的金属的化学性质活泼程度呢?相信通过你的预习和今天的学习,你一定会成为最优秀的法官。
【自主学习】
1、检查预习学案
要求:组长主持,同组成员一起完善答案;
组长汇总组员解决不了的题目,在小组内交流完善
各组长统计汇报自己小组内解决不了的问题
2、排列铁、铝、金四种金属的活动性强弱并说明理由
[合作探究]1.学生分组完成课本10-11页中活动与探究。
金属 现象 反应的化学方程式
稀盐酸 稀硫酸 稀盐酸 稀硫酸
镁
锌
铁
铜
思考与讨论
(1)上述实验过程中,为什么金属颗粒大小要基本相同?酸的量及酸的质量分数要相等?
(2)上述四种金属中能跟酸反应的有几种?反应剧烈程度如何?不跟酸反应的有几种?由此排列出四种金属活动性强弱顺序。
2、学生完成课本12页中实验,填写下表。
实验 现象 反应的化学方程式
铝丝浸入硫酸铜溶液中
铜丝浸入硝酸银溶液中
铜丝浸入硫酸铝溶液中
(1)通过上述反应你认为铝、铜、银的金属活动性顺序如何排列?
(2)通过以上学习探究,你获得了哪些判断金属活动性顺序的方法?
(3)上述反应的化学方程式的特点是什么?它们属于哪种反应类型?
3、阅读课本12-13页,记忆金属活动性顺序表,能说明其主要三点用途
【精讲点拨】
1、根据金属与氧气反应的难易程度及反应的剧烈程度可以判断金属的活动性强弱,铝在常温下就可以跟空气中的氧气发生反应,使其表面生成一层致密的氧化铝薄膜,从而使铝具有较强的抗腐蚀性能,其化学性质较活泼而非不活泼
2、我们还可以根据金属与酸是否能发生反应及反应的剧烈程度来判断金属的活动性强弱,但在比较的过程中要注意控制好条件,要保证在相同条件下进行比较
3、在应用金属活动性顺序时应注意的问题
(1)、排在氢前面的金属可以置换出酸中的氢而不是氢气
(2)、强氧化性的酸如浓硫酸及硝酸与金属不是发生置换反应产生氢气而是产生水等
(3)、金属与其他金属的化合物溶液反应时需注意前金换后金,金属的化合物必须可溶于水形成溶液
(4)、对于钾、钙、钠等金属的活动性较强,与化合物溶液的反应比较复杂,一般不用其直接置换比其不活泼的金属
【本节训练】
1、将一枚洁净的铁钉浸入稀硫酸中,下列叙述:①铁钉表面产生气泡;②液体由无色逐渐变为浅绿色;③铁钉的质量减轻;④液体的质量减轻,其中正确的是( )
A.②③ B.①②④ C.①②③ D.①②③④
2、出土的文物中,金器保存完好,铜器表面有锈迹,铁器则锈迹斑斑,这表明金、铜、铁的金属活动性由强到弱的顺序是
3、下列不能由金属和酸直接反应得到的物质是( )
A、氯化镁 B、硫酸锌 C、氯化亚铁 D、硫酸铜
4、下列反应类型中,一定有单质参加的反应是( )
A、化合反应 B、分解反应 C、置换反应 D、氧化反应
5、请判断下列反应能否发生,能发生的写出反应的化学方程式,不能反应的请说明理由。
(1)银和稀硫酸
(2)铁和硫酸锌溶液
(3)铜和硝酸银溶液
(4)镁和氯化银
(5)铝和硫酸亚铁溶液
(6)锌和硝酸汞溶液
【课堂小结】谈谈你这节课的收获、困惑及你还想获得的知识分别有哪些。
第八单元 金属和金属材料
课题2 金属的化学性质
拓展提升学案
训练目标:1、进一步巩固金属的化学性质并熟练书写有关化学方程式
★2、熟练记忆并应用金属活动性顺序
3、进一步理解置换反应的实质
【基础练习】
1、在氧气中燃烧,能生成黑色固体的一组是( )
①镁 ② 硫 ③铁 ④磷 ⑤铜
A、①③ B、③ C、③④⑤ D、③⑤
2.下列各组金属中,活动性由弱到强的是( )
A.Cu、Fe、Zn B.Al、Mg、Zn C.Zn、Fe、Hg D.Mg、Zn、Al
3.将甲、乙两种金属片分别放入硫酸铜溶液中,甲表面析出金属铜,乙没有发生反应。据此判断,三种金属的活动性顺序是( )
A. 甲>铜>乙 B.铜>甲>乙C.乙>铜>甲D.甲>乙>铜
4、若金属锰(Mn)在金属活动性顺序中位于铝和锌之间,则下列反应不正确的是( )
A、Mn+H2SO4═MnSO4+H2↑ B、Mg+MnSO4═MgSO4+Mn
C、Fe+ MnSO4═FeSO4+Mn D、Mn+ CuSO4═MnSO4+Cu
5、某金属单质R,不能跟稀硫酸发生反应,但能与硝酸汞溶液发生置换反应,则R可能是( )
A.铁 B.镁 C.银 D.铜
6、学习化学,应善于总结,请对“金属活动性顺序”从内容、规律、应用等方面进行总结,填写下面的空白内容
(1)金属活动性顺序:
(2)金属与酸反应的规律是 试举出实例(可用化学方程式表示)
(3)位于 的金属能把位于 的金属从它们的化合物 中置换出来。试举出实例(可用化学方程式表示)
(4)铁与稀盐酸或稀硫酸发生置换反应时生成 或 跟氢气
(5)铁与含金属化合物的溶液发生置换反应时生成 价的铁的化合物
7、请仔细阅读资料回答下列问题:
资料:将大小、厚薄相同的镁、铁、铜三种金属片分别放入盛有相同体积和相同浓度稀硫酸的试管中,观察到如下现象:
金属 镁 铁 铜
反应现象 反应剧烈 反应较缓慢 不反应
金属活动性在工农业生产中有广泛的指导作用。波尔多液是一种常用的农药,它是由硫酸铜、生石灰加水配置而成。请你用化学方程式解释不能用铁桶配制波尔多液的原因
8、某化学探究小组为了验证铁、铜、镁、汞的金属活动性顺序,设计了如下实验方案:①将大小一样的铁片和镁片分别加入到溶质质量相同的稀盐酸中
②将铜片加入到硝酸汞溶液中,铜片上出现银白色物质
③将金属A加入到溶液B中
根据实验①判断出镁的金属活动性比铁强,依据的现象是
根据实验②的现象得出的结论是
要通过实验③得出铁和铜的金属活动性顺序,那么,如果B是硫酸铜溶液,则金属A是 ;如果A是铜,则溶液B是
【能力提升】
1、比较、分析、归纳是学习化学的有效方法。
现有反应:①Zn+CuCl2═ZnCl2+Cu ②Cu+2AgNO3═Cu(NO3)2+2Ag
③Cl2+2NaBr═2NaCl+Br2 ④Br2+2NaI═2NaBr+I2
(1)通过比较、分析,可以发现上述四个反应有相似之处,均属于 反应
再分析这四个反应前后各元素的化合价,我们还会发现一个相似之处:
(2)分析反应①和②,可以得到Zn Cu Ag三种金属的活动性由强到弱的顺序是
(3)用同样的思维分析③和④,我们可知Cl2、Br2、I2的非金属活动性顺序由强到弱的是
2、A是地壳中含量第二的金属元素,A的单质在B的单质中燃烧时火星四射,生成一种黑色固体C,把A单质放入稀硫酸中产生可燃气体D,A单质跟氯化铜溶液反应能生成紫红色金属E。
(1)A的元素符号是 ,B单质的名称为 ,D单质的化学式为
(2)A单质在B单质中燃烧的化学方程式为 A单质在氯化铜溶液中反应的化学方程式为 该反应的基本类型为
【选做】
1、下表是某种常见金属的部分性质:
颜色、状态 硬度 密度 熔点 导电性 导热性 延展性
银白色固体 较软 2.70 g/cm3 600.4 ℃ 良好 良好 良好
将该金属投入稀盐酸中,可产生大量气体。根据上述信息回答以下问题:
①试推断该金属可能的一种用途
②该金属的活动性比铜 (填强或弱);
③请自选试剂,设计实验探究该金属与铁的活动性强弱,并完成该表:
你的一种猜想 验证方法 现象 结论
【小结】将你在训练过程中发现的规律、疑点记录下来。
《金属的化学性质》探究式教学设计
教学目标
1.知道铁、铝、铜等常见金属与氧气的反应,初步认识常见金属与盐酸、硫酸的置换反应以及与某些盐的溶液的反应。
2.通过对金属活动性顺序的学习,能对有关的置换反应进行简单的判断,并能用金属活动性顺序解释一些与日常生活有关的化学问题。
3.通过活动与探究,培养学生细致观察实验现象的良好行为习惯、从细微实验现象差别分析得出实验结论的能力,形成科学、严谨的治学精神。
重点和难点
金属与氧气反应;金属活动性顺序;置换反应的判断
实验准备
教师:镁条、锌片、铁片、铜片、稀盐酸、稀硫酸、铝丝、铁丝、硫酸铜溶液、硝酸银溶液和多媒体课件。
学生:镊子、试管夹、试管架、试管、砂纸、火柴、酒精灯、小木条。
课时安排 2课时
教学设计
第一课时
创设情境引入多媒体展示下列实物照片:黄金项链、银戒指、铁匠铺刚打制出的镰刀、镁条。
问题是否为各种金属的本质颜色 不是本质颜色的原因是什么?
学生活动①学生讨论并填写下列表格并交流:(任选两种)物质本色观察到的颜色是否变色原因(猜想) ②猜想镁条、镰刀变色的原因。③链接民间谚语:“真金不怕火炼”的具体含义是什么?学生讨论、小结:有的金属能与氧气发生反应,有的不能。如(化学方程式):3Fe+2O2 Fe3O4。
衔接生活小知识绿豆在铁锅中煮熟后为何会变黑?在生活中有这样一个现象:绿豆在铁锅中煮了以后会变黑;苹果、梨子用铁刀切了以后,表面也会变黑。请同学们想一想这是为什么呢?教师讲解:这是因为绿豆、苹果、梨子与多种水果的细胞里,都含有鞣酸,鞣酸能和铁反应,生成黑色的鞣酸铁。绿豆在铁锅里煮,会生成一些黑色的鞣酸铁,所以会变黑。问题: 从刚才的生活小常识中你有什么启示?
学生猜想:金属与酸可能会发生反应。活动与探究:探究金属能否与酸反应。(从以下几方面进行观察)金属是否有气体产生速度用燃着的木条放在试管中,有何现象 学生完成表格,讨论、交流。
知识情景再现①观察漫画。②补充素材:多媒体展示银戒指、铅、白金戒指与硫酸反应的现象。问题:从你的探究和情景素材中你有何发现或有哪些收获?学生回答:①不是所有的金属都可与酸发生反应。②金属种类不同,与酸反应的剧烈程度不一样。③产生的气体能燃烧,经检验是氢气。学生书写上述反应的化学方程式:(板演)(教师指导)①Mg+2HCl=MgCl2+H2↑②Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑③Fe+2HCl=FeCl2+H2↑问题1:根据与酸反应的快慢或剧烈程度,能否判断出上述金属中哪种最易与酸反应,即它们的金属活动性如何?问题2:①上述反应是否是我们学过的化合反应、分解反应?②上述几个反应有何共同点?
学生讨论、归纳反思小结:①Mg、Fe、Zn、Cu的金属活动性依次减弱。②置换反应的定义。联想与运用:1.多媒体展示:下列反应是否都是置换反应?a.CO+CuO====Cu+CO2b.Fe+CuSO4=FeSO4+Cuc.NH4HCO3====NH3↑+CO2↑+H2O↑2.活动与探究:黄金饰品中的假货常常鱼目混珠,社会上有些不法分子常以黄铜冒充黄金,进行诈骗活动。因为单纯从颜色、外形上看,黄铜(铜锌合金)与黄金极为相似,所以很难区分。现请你设计两种实验方案鉴别真假黄金,要求写出实验方法、现象和结论。
反思小结①通过本节课的学习,你知道了金属的哪些化学性质?②你还有哪些收获或疑惑不解的地方?巩固与练习:
第二 课 时
复习巩固
你知道了金属的哪些化学性质,并写出有关的化学方程式。
①能与O2反应:4Al+3O2=2Al2O3。
②能与稀盐酸(或稀硫酸)反应:
Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
质疑激趣(小故事)
奇怪的天平:趣味化学小组的张同学,从实验室借来一台天平,在天平两端秤盘里各放两只大小和重量都相等的烧杯,再在两只烧杯中分别倒入等质量的硫酸铜溶液和硫酸镁溶液,使天平保持平衡。接着他又拿两个质量相等的铝球,并同时将这两个铝球分别放入两个烧杯之中,这时天平两端继续保持平衡。过一会儿,将铝球取出,天平慢慢地倾斜了。是天平出了毛病,还是其他什么原因?
问题:为什么把铝球放入两烧杯中天平不能平衡?导致天平不平衡的原因你能否猜一猜?
学生猜想:可能是铝与其中的一种溶液发生了反应,而另一种没有。
学生验证猜想
①教师展示:铝丝、硫酸铜溶液、硫酸镁溶液。
②学生探究,完成下表:
药品 实验现象 结论
铝与硫酸铜溶液
铝与硫酸镁溶液
③教师补充:铁丝、铜丝、硝酸银溶液、硫酸铜溶液、硫酸铝溶液。
④学生实验“自助餐”,完成下表中的任意两个。
反应物质 实验现象 结论
⑤学生交流。
问题:同学们刚才吃“自助餐”的时候有什么发现?
学生1:我发现铝能与硫酸铜溶液反应而不能与硫酸镁溶液反应,知道了天平不平衡的原因。
学生2:我发现铁能置换出铜、银,不能置换出铝。
学生3:我发现铁、铜不能置换出铝,但能置换出银。
问题:根据你的发现,你能分析一下原因吗?
学生分析:
①铝能置换出铜、银,说明铝的活动性比铜、银强。
②铁能置换出铜、银,说明铁的活动性比铜、银强。
③铁、铜不能置换出铝,说明铝的活动性比铁、铜强。
学生归纳:Fe、Cu、Al、Ag的活动性顺序从强到弱是Al、Fe、Cu、Ag。
教师引导学生归纳:金属活动性顺序K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au。
问题与启示
问题:①是不是所有的金属都能与酸反应?
②是不是所有的金属都能相互从其化合物的溶液里置换出来?
启示:①金属与酸发生反应的条件。
②金属与金属化合物溶液反应的条件。
反思小结
①归纳金属的化学性质:与氧气反应、与酸反应、与金属化合物溶液反应。
②金属活动性顺序应用:置换反应的条件。
能力提升
下表是某种常见的金属的部分性质:
颜色、状态 硬度 密度(g/cm) 熔点(℃) 导电性 导热性 延展性
银白色固体 较软 2.70 660.4 良好 良好 良好
将该金属投入稀盐酸中,可产生大量的无色气体。根据上述信息回答以下问题:
①试推断该金属可能的一种用途。
②该金属的活动性比铜。(填“强”或“弱”)
③请自选试剂、设计实验探究该金属与铁的活动性强弱,并完成下表:
你的一种猜想 验证方法 现象 结论
④若这种金属就是铝,而有些不法商贩为了牟取暴利,用铝等一些其他金属掺杂甚至代替纯银饰品卖给不知情的顾客,请你利用家中已有的条件设计一个方案,帮助鉴别这些饰品的真伪。
《金属的化学性质》探究式教学片段
一、学习探究过程
1、金属与氧气的反应
(提示)在相同的条件下,金属与氧气反应越容易,金属的活泼性越强,反应越剧烈金属的活泼性越强。
[讨论]上面的4个化学反应,他们反应时的剧烈程度去比较镁、铝、铁、铜这几种金属的活泼性: 较强, 、 次之, 较弱。
[讨论]金属除了与氧气发生反应,还能跟哪些物质发生反应呢?
[探究活动1] 金属与盐酸、稀硫酸的反应
A组
实验:请将金属镁、锌、铁、铜分别与盐酸混合,观察是否能反应以及反应的剧烈程度,并将燃着的木条放到试管口,注意观察现象。请按要求填写表格。
金属 现象 反应速度 化学方程式
铜(A1)
铁(A2) 金属 ,产生 ,放热,生成 色溶液 Fe+ HCl-----
锌(A3) 金属 ,产生 ,放热,生成 色溶液 Zn+ HCl----
镁(A4) 金属 ,产生 ,放热,生成 色溶液 Mg+ HCl----
操作注意:先将四种金属(各1~2片)分别放入相应编号的试管中,再往试管中倒入1~2ml盐酸,观察现象。
A组:(金属与盐酸)
B组
实验:请将金属镁、锌、铁、铜分别与稀硫酸混合,观察是否能反应以及反应的剧烈程度,并将燃着的木条放到试管口,注意观察现象。请按要求填写表格。
金属 现象 反应速度 化学方程式
铜(B1)
(B2) 金属 ,产生 ,放热,生成 色溶液 Fe+ H2SO4-----
锌(B3) 金属 ,产生 ,放热,生成 色溶液 Zn+ H2SO4----
镁(B4) 金属 ,产生 ,放热,生成 色溶液 Mg+ H2SO4----
操作注意:先将四种金属(各1~2片)分别放入相应编号的试管中,再往试管中倒入1~2ml稀硫酸,观察现象。
B组:(金属与稀硫酸)
讨论:1、能与盐酸、稀硫酸发生反应的金属是 。
2、不能与盐酸、稀硫酸发生反应的金属是 。
3、镁、锌、铁、铜四种金属的活动性顺序是 > > > 。
2、金属与盐酸、稀硫酸的反应
(1) 金属+酸 金属化合物+H2
讨论:对于能发生的反应,从反应物和生成物的物质类别(如:单质、化合物)的角度分析,这些反应有什么特点?这类反应与化合、分解反应有什么不同?
(2)置换反应:由一种 和一种 反应生成新的 和 的反应叫做置换反应。
[引入]铁能从CuSO4溶液中置换出铜。对比这两种金属的活动性:被置换出来的金属相对不活泼。现在我们来探究铝、铜、银三种金属的活动性顺序。
[探究活动2] 金属与某些化合物的溶液反应
供选择的试剂有:铝丝、铜丝、硫酸铜溶液、硫酸铝溶液、硝酸银溶液、稀硫酸、盐酸
你选择的试剂:
操作注意:先在试管中倒入1~2ml溶液,再放入金属观察现象,特别注意不要再移动试管和金属。注意静置观察并把现象记录在表中。
实验内容 反应现象 化学方程式
浸入 溶液中 有 色物质生成,溶液 色。
浸入 溶液中 有 色物质生成,溶液 色。
浸入 溶液中
讨论:(1) 上述能发生的反应是属于 反应。
(2) 通过上述实验事实,你能得出铝、铜、银的金属活动性顺序是:
> >
3、金属与金属化合物的溶液反应
金属+金属化合物 新金属+新化合物
二、小结归纳:经过了许多类似的上述实验的探究过程,人们进行了认真的去伪存真,由表及里的分析,归纳和总结出了常见金属在溶液中的活动性顺序:
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
金属活动性由强逐渐减弱
课题 金属材料
教学目标
知识技能:使学生了解金属 的>物理性质,了解常见合金的成分性能和用途。
能力培养:通过情景设置,使学生具有较强的问题意识,能够发现和提出有探究价值的化学 问题。通过学生动手实验,培养学生的实验能力和分析问题的能力。
科学方法:指导学生用实验的方法认识事物 的性质,培养学生科学的认知方法。
情感目标:从生活中的金属制品,感受其丰富多彩的形状、颜色、质地。
重点
1、 金属材料的物理性质
2、物质性质与用途的关系
难点
1、 培养学生运用探究方法得出相关结论的能力
2、提高学生综合分析问题的能力
教学方法
实验探究法:按照问题—实验—观察—分析—结论的程序实行探究式讨论教学。
仪器、药品:铁片、铜片、铝片、干电池、小灯泡、 导线、酒精灯、火柴、砂纸、黄铜、铜,与钛有关的资料和新型的合金的资料。
教师 活动 学生活动 设计意图
引导学生通过看录相、上网查资料等了解人类发现金属、认识金属、使用金属的历史,利用学生的生活背景,让学生说出日常生活中接触到的金属制品。 在教师指导下观看录像、有目的的查阅资料,展示他们收集到的金属制品,如:铜钱、硬币、纪念章等。 设置背景,让学生从生活走进化学,突出化学与社会的密切联系。
让学生分组实验,实验过程中指导学生观察实验现象。 学生分别取出铁丝、铜丝、铝丝。①观察它们的颜色状态;②用力试试是否可以弯曲、折断;③用小刀割一下;④用铁锤锤一下;⑤用酒精灯加热;⑥用电池、小灯 泡测试它们的导电性。 培养学生实验、观察、归纳总结和语言表达的能力,实事求是的科学态度,激发学生的学习兴趣,领悟科学研究的方法,从中获得成功的喜悦。通过合作学习的方 式,培养学生的合作意识和与人交往的方法。
通过让学生讨论,总结出金属的物理性质。 让每组的学生代表说出实验和讨论的结果,其他同学补充。 培养学生分析问题、正确表达实验结论和分析结果的能力。
指导学生阅读课文,了解金属共同的>物理性质和部分重要金属的特性。 阅读课文 培养学生的自学能力、阅读能力和归纳能力。
课件给出讨论题:1、为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用 铅制?2、银的导电性比铜好,为什么电线一般用铜制而不用银制?3、为什么灯炮里的灯丝用钨制而不用锡制?如果用锡制会出现什么情况?4、为什么有的铁制 如水龙头等要镀铬?如果镀金怎么样? 学生分组讨论,然后代表陈述讨论、交流结果,其他同学作补充。 通过讨论,让学生明白物质的用途与其性质有密切的联系,得出“物质用途是由其性质决定的”这一重要结论。 使学生学会将生活现象与学科学习有机结 合的科学方法、并敢于表达自己的观点,从而培养学生的自信心。
提问:结合你在生活中看到的其他现象回答:物质的性质是否是决定物质用途的唯一因素? 思考、查资料、讨论及总结,独立或集体回答问题。 思 考后引导学生得出以下结论:物质的性质决定物质的用途,但这不是唯一的决定因素,在考虑物质的用途时,还需要考虑价格、资源存量、是否美观,使用是否便 利,以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。从而培养学生理论联系实际的求实态度。
提问:1、我们在 生活中所见到的金属是不是纯金属?2、什么是合金?常见的 合金有哪些? 3、合金与纯金属有什么不同呢? 学 生阅读课文。 培养学生的阅读能力。
指导学生分组实验。总结出合金比纯金属的硬度大、韧性强、熔点低的特性。 学生带着问题分组实验,观察黄铜片和铜片、焊锡和锡的光泽和颜色;将它们互相刻划、比较硬度,比较焊锡,锡、铝的熔化温度。 让学生通过实验,感受学习化学的乐趣,体会学习化学的价值。在愉快的心境中学习合金的定义、合金与金属的区别等知识。
指导学生阅读课文,了解钛和钛合金等21世纪的重要金属材料。 学生阅读课文 激发学生兴趣和学好化学的决心,培养学生把知识用于建设祖国、报效祖国的责任感。
布 置课后作业:
金属活动性顺序的探究过程
一、探究目的:镁、铁、铜三种金属的活动强弱顺序
二、探究活动:请大家分组讨论和完成下列活动
探究方案(一) :从金属与酸反应中探究金属的活动性
提出假设:三种金属活动顺序为:Mg > Fe > Cu
收集资料:在相同条件下金属与酸,产生的气泡越快,则该金属的活动性越强。
实验设计:在三支试管中各加入少量等体积、等溶质质量分数的盐酸(或稀硫酸),分别在试管中加入经砂纸打磨过的洁净的铁钉、1根镁条和铜丝,观察反应现象。
实验所需药品:镁条、铁钉、铜丝、盐酸(或稀硫酸)
实验仪器:投影仪、砂纸、试管、镊子、胶头滴管
实验记录:
实验 现象 化学方程式
结论:____________________________________________________________
疑问:三种金属使用前为什么要先用砂纸打磨?
探究方案(二): 从金属与__________的反应中探究金属的活动性
你的假设:__________________________________________________________。
收集资料:___________________________________________________________
____________________________________________________________________。
实验设计:___________________________________________________________
____________________________________________________________________。
实验所需药品:_____________________________________________________。
实验仪器:__________________________________________________________。
实验记录:
实验 现象 化学方程式
你的结论:________________________________________________________。
你的疑问:________________________________________________________?
讨论:你的方案是否是最简便的?如果不是,该如何改进?
三、探究运用(见投影仪)
运用实验现象分析、阅读教材、查阅资料、与同学或教师讨论等多种方法,回答下列问题:
1、除上述方案外,还有其他方案吗?
2、有X、Y、Z三种金属,将X、Y和Z分别浸入稀硫酸中,Z溶解,X、Y不溶解;将X浸入Y的硫酸盐溶液中,在X的表面有Y析出。则X、Y、Z的金属活动性由强到弱的顺序为__________
3、运用金属活动性顺序表,回答下列问题:
a)在学习常见酸的性质时,曾提到它们都能够跟“某些金属”发生置换反应。你认为这里的“某些金属”是指金属活动顺序表中的哪些金属?
b)人类到19世纪才冶炼出金属铝单质,为什么获得单质铝要比获得单质铜晚得多?
c)为什么自然界中金、银能以单质存在,而其他大多数金属都不是以单质的形式存在?
d)化工生产上许多接触到稀盐酸的设备都要在钢铁表面搪瓷,许多零部件(如阀门)用铜制造,而不用钢铁制造。你能说出其中的道理吗
金属的化学性质
教学目标
知识和技能:
(1)知道铁、铝、铜等常见金属与氧气的反应。
(2)初步认识常见金属与盐酸、硫酸的置换反应,以及与盐溶液的置换反应,能用置换反应解释一些与日常生活有关的化学问题。
(3)能用金属活动性顺序对有关的置换反应进行简单的判断,并能利用金属活动性顺序解释一些与日常生活有关的化学问题。
过程和方法:
(1)认识科学探究的基本过程,通过教师的组织、引导和点拔,学生进行实验探究和讨论交流,从而认识金属的化学性质及其活动性顺序。
(2)初步学会运用观察、实验等方法获取信息,并能用图表和化学语言表达有关的信息。
(3)初步学会运用比较、归纳、概括等方法对获取的信息进行加工, 使学生逐步形成良好学习习惯和方法。
情感态度与价值观:
(1)培养学生辩证唯物主义观点,保持和增强对化学现象的好奇心和探究欲,激发学习化学的兴趣。
(2)培养学生的合作意识以及勤于思考、严谨求实、勇于实践的科学精神。
(3)了解化学与日常生活和生产的密切关系。重点通过实验探究认识金属活动性顺序难点运用金属活动性顺序对置换反应作出判断
教学方法
问题情景──实验探究──得出结论──练习巩固──联系实际
仪器药品
教师用具: 投影仪、镁条、铜片、铝片、被氧化了的镁条与铝片、酒精灯、坩锅钳、砂纸、火柴。
学生用具:试管(若干)、烧杯,镊子、铁刀、氧气、镁条、铝丝、锌粒、铜丝、铜片、稀盐酸、稀硫酸、硫酸铜溶液、硝酸银溶液、硫酸铝溶液、砂纸、火柴等
教学过程
教师活动 学生活动 设计意图
【问题情景】黄金饰品中的假货常常鱼目混珠,社会上有些不法分子时常以黄铜冒充黄金进行诈骗活动。因为黄铜(铜、锌合金)单纯从颜色、外型上看,与黄金极为相似,所以很难区分,现请你设计一个实验方案鉴别真假黄金。【学生讨论并回答】【小结】前两种方法利用的是金属物理性质,后一种方法利用的是金属的化学性质。【过渡】要想更好的使用金属,就需要了解金属的各种性质。上节课我们学习了金属的物理性质,本节课我们来学习金属的化学性质。 回答:通过测密度;硬度不同,相互刻画;用火烧(“真金不怕火炼”),变黑的为黄铜,不变色的为黄金…… 问题导思,激发学生的学习兴趣。培养理论联系实际的能力。
【板书】课题2金属的化学性质【投影】明确教学目标【展示】被空气中的氧气氧化了的镁条和铝片,并把其与砂纸打磨后的镁条与铝片相比较。【提问】是谁给纯净的镁条和铝片穿上了“外衣”呢?【点拨】确切地讲,是空气中的氧气。 阅读,了解本节课学习目标回答:空气 学生知道学习目标后,学习方向明确,学习更加主动
【板书】一、金属与氧气的反应【投影】活动与探究:前面的学习告诉我们,金属和氧气反应的难易和剧烈程度不同。在实验中取不同的金属丝和箔片,分别在空气中和氧气中进行燃烧对比实验,观察并记录实验现象。氧气是化学性质比较活泼的气体,能与许多物质发生反应并放出大量的热。探究指导:(1) 将镁带、铝丝、铁丝、铜丝用砂纸打亮,放在空气中。过一会儿观察并记录现象。(2) 用坩埚钳夹一段镁带,在酒精灯上点燃,观察并记录实验现象。(3) 用坩埚钳夹住一小团棉花伸进装有铝粉的试剂瓶内轻轻蘸一下,让棉花团外围沾上一些铝粉,将其在酒精灯上点燃后立即伸入盛有少量水的氧气瓶中,观察并记录实验现象。(注:可看到耀眼的白光和大量的白烟)(4) 将一根铁丝绕成螺旋状系在一根火柴上,用坩埚钳夹住另一端在酒精灯上点燃火柴,待火柴快燃尽时,将红热铁丝伸入盛有少量水的氧气瓶中,观察并记录实验现象。(5) 将一根铜丝绕成螺旋状,用坩埚钳夹住酒精灯加热,观察并记录实验现象。 学生分组实验并仔细观察实验现象,记录并通过比较、分析,得出结论。 培养操作技能,让学生在观察与讨论中发现问题、提出问题、解决问题,从中培养科学的观察、规范表达和综合分析问题的能力。 培养对比能力,证明镁、铝较活泼,铁、铜次之,金最不活泼。
【学生活动,请一位同学上黑板书写上述反应的化学方程式】【补充】俗话说“真金不怕火炼”、“金入于猛火,色不夺精光”,由此说明,金在高温下也不与氧气发生反应,金最不活泼。【板书】活动性:Mg、Al>Fe、Cu>Au【思考】铝的化学性质比铁活泼,为什么我们通常看见铁生锈而没有看到铝生锈?在清洗铝制品时应注意些什么?【学生讨论并回答】【小结】镁、铝在常温下就能与氧气反应。如铝在空气中与氧气反应,其表面生成一层致密的氧化铝(Al2O3)薄膜,从而阻止驴进一步氧化,因此,铝具有很好的抗腐蚀性能。这也是铝的产量在短短一百多年里得到大幅度的提高,并被广泛的运用的一个重要的原因。【补充】我们平常所说的“电化铝”实际上就是用特殊方法使铝表面形成加厚的氧化铝保护层的铝制品。【过渡】事物都是一分为二的,铝为人们的日常生活带来很多方便,如因其导电、质轻用于电线,导热用于炊具,但现代科学研究表明成年人每天允许铝摄入量为60 mg,过量容易引起老年痴呆。因此,要尽量少吃油炸食品,尽量少用含铝的膨松剂,尽量避免使用铝制的炊具及餐具。 【学生板书】2Mg + O2 2MgO4Al + 3O2 2Al2O33Fe + 2O2 Fe3O42Cu + O2 2CuO回答:铝制品耐腐蚀是由于铝可与空气中的氧气反应,使其表面形成一层致密的氧化铝保护膜之故;若用钢刷、沙等来擦洗铝制品,容易把氧化铝薄膜除掉,从而起不到保护作用。 通过反应现象判断产物并能书写化学方程式。 通过对比突破难点,并为金属活动性顺序做铺垫。 问题导思,激发兴趣,培养理论联系实际、规范表达和综合分析问题的能力。
【过渡】很多金属不仅能与氧气反应,而且还能与盐酸或稀硫酸反应。金属与盐酸或稀硫酸是否反应以及反应的剧烈程度,也可反映出金属的活泼程度。下面,我们就通过实验来比较镁、锌、铁、铜的活动性。【投影】活动与探究: 将学生分成A、B两大组:A组:在四支试管中分别放入两小块打磨光洁的镁条、锌粒、铁片、铜片,各加入约5 mL稀盐酸,观察现象,比较反应的剧烈程度;用燃着的木条放在试管口,观察并记录实验现象。B组:用稀硫酸代替稀盐酸进行实验,并比较发生的现象。探究参考:填写表格(参见附一)【学生活动,请两位同学上黑板书写上述反应的化学方程式,现象由学生口述】【提问】通过以上实验,你得出的结论是什么?【学生讨论并回答】【评价】大家回答的都很好。【指导阅读】欣赏课本图8-13 金属与盐酸反应的比较。 学生分组实验并仔细观察实验现象,记录并通过比较、分析,得出结论。【学生板书】A组:Mg+2HCl==MgCl2+H2↑Zn+2HCl == ZnCl2+H2↑Fe+2HCl==FeCl2+ H2↑B组:Mg+H2SO4==MgSO4+H2↑Zn +H2SO4== ZnSO4+ H2↑Fe+ H2SO4==FeSO4 + H2↑回答:(1)镁、锌、铁可与盐酸或稀硫酸反应生成氢气,铜不能与盐酸或稀硫酸反应。(2)镁、锌、铁与盐酸或稀硫酸反应时的剧烈程度不同。镁反应最剧烈,其次是锌,然后是铁。(3)与酸反应时,能生成氢气的金属活动性强;否则,就较弱。(4)镁、锌、铁、铜的金属活动性由强到弱。 使学生在交流中互相启发,相互激励,发展和完善自我培养学生的操作技能,让学生在观察与讨论中发现问题、提出问题、解决问题,从中培养科学的观察、规范表达和综合分析问题的能力通过反应现象判断产物并能书写化学方程式。培养学生的归纳总结能力
【过渡】我们还有没有其它方法来证明不同金属活动性的相对强弱呢?答案是肯定的,那就是:【投影】活动性强的金属能把活动性弱的金属从它们的化合物中反应出来。活动与探究:(1) 在盛有硫酸铜溶液的试管里浸入一段用砂纸打磨、擦亮的铁丝,过一会儿取出,观察有什么变化。(2) 在盛有硫酸亚铁溶液的试管中,浸入一段用砂纸打磨、擦亮的铜丝,过一会儿取出,观察有什么变化。(3) 在盛有硫酸亚铁溶液的试管中,浸入一段用砂纸打磨、擦亮的铝丝,过一会儿取出,观察有什么变化。(4) 在盛有硝酸银溶液的试管中,浸入一段用砂纸打磨、擦亮的铜丝,过一会儿取出,观察有什么变化。【学生活动,请一位同学上黑板书写上述反应的化学方程式,现象由学生口述】探究参考:填写表格(参见附二)【提问】通过以上实验,你可以得出什么结论?【学生讨论并回答】【小结】金属活动性顺序:铝>铁>铜>银【介绍】“曾青得铁则化为铜”是现代湿法冶金的先驱,也是我国古代劳动人民辛勤智慧的结晶,我们应该加倍努力把我们祖先的业绩发扬光大。 学生分组实验并仔细观察实验现象,记录并通过比较、分析,得出结论。【学生板书】Fe+CuSO4 == FeSO4+Cu 2Al+3FeSO4==Al2(SO4)3+3FeCu+2AgNO3==Cu(NO)32+2Ag 问题导思,激发兴趣培养学生处理和加工信息的能力培养操作技能,让学生在观察与讨论中发现问题、提出问题、解决问题,从中培养科学的观察、规范表达和综合分析问题的能力通过反应现象判断产物并能书写化学方程式。培养自学能力,进行爱国主义教育。
【讨论】铁与氢相比较谁更活泼?【学生讨论并回答】【结论】铁可以把氢从化合物里置换出来,说明铁比氢活泼。 思考并回答:铁可以把氢从它的化合物里置换出来,说明铁比氢活泼。 问题导思,激发兴趣培养学生处理和加工信息的能力。
【讲解】经过了许多类似上述实验的探究过程,人们进行了认真的去伪存真、由表及里的分析,归纳和总结出了常见金属在溶液中的活动性顺序:【板书】二、金属活动性顺序K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H)Cu Hg Ag Pt Au金属活动性:由强到弱 思考、理解、记忆、记录 引导学生由实验得出结论。从而使学生的思维从现象到本质产生飞跃。
【过渡】下面,是我们本节课探究时所发生的一些化学反应:【投影】Mg+2HCl == MgCl2+ H2↑Zn +H2SO4== ZnSO4+ H2↑Fe + CuSO4 == FeSO4 + CuCu+2AgNO3==Cu(NO3)2+2Ag【讨论】请大家从反应物和生成物的物质类别如单质、化合物的角度分析,这些反应有什么特点?它与我们学习过的化合反应和分解反应的特点是否相同?【学生讨论并回答】【评价】回答的很好。化学上,我们把具有这一特点的反应叫做置换反应。【板书】三、置换反应特点:A + BC = B + AC 思考,回答:这些反应的特点是: 由一种单质跟一种化合物起反应生成另一种单质和另一种化合物。其特点不同于化合反应和分解反应。 培养学生分析问题能力和实事求是的科学态度。使学生在交流中互相启发,相互激励,发展和完善自我
【投影】金属活动性顺序在工农业生产和科学研究中有重要作用,它可以给你以下一些判断依据:1. 在金属活动性顺序里,金属的位置越靠前,它的活动性就越强;2. 在金属活动性顺序里,位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢;3. 在金属活动性顺序里,位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液中置换出来。【投影】课堂练习:下列物质能否发生反应?写出能发生反应的化学方程式并判断它们是否为置换反应。(1)银与稀盐酸 (2)锌与硫酸铜溶液(3)铜与硫酸锌溶液(4)铝与硝酸银溶液 思考、理解、记忆、记录思考,使知识再现后完成课堂练习。 培养从现象到本质的分析能力。获得学生反馈信息,检测本节课所学知识。
【投影】课后思考题:1.波尔多液是一种农业上常用的杀菌剂,它是由硫酸铜、石灰加水配制而成,为什么不能用铁制容器来配制波尔多液?2.学完本课题后,你能否想出另外的办法来鉴别黄铜与黄金? 使学生在交流中互相启发,相互激励,发展和完善自我
【小结】通过本课题的学习,我们知道了多数金属能与氧气发生反应,且不同金属的活动性各不相同,根据金属与酸反应或金属与另一种金属化合物的反应,可以判断出金属活动性的相对强弱。同时,我们也认识了一种新的反应类型──置换反应。
【创新作业】设计一个实验证明活泼性 Zn > Fe > Cu
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