沪教版化学九上·5.1《金属的性质和利用》第1课时（课件+教案含练习）

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第5章　金属的冶炼与利用第1节　金属的性质和利用设计说明本课题分为两部分。第一部分从讲日常生活用品很多是用金属材料制成的入手，说明金属的性质。第一点为金属的物理性质，教材注意联系学生的生活经验，配合实物照片介绍了金属具有金属光泽，能导热、导电，有延展性等重要物理性质。教材把重点“讨论”及对物质的性质与用途关系的了解上，注意培养学生综合分析问题的能力。第二点为金属的化学性质，第一条为金属与氧气的反应。学生在学习镁条、铁丝等在空气（或氧气）中反应的实验，通过归纳实验事实的方法，得出大多数金属都能与氧气反应，但反应的难易与剧烈程度不同，由此也可以在一定意义上反映金属的活泼程度，如镁、铝比较活泼，铁、铜次之，金最不活泼。第二条为金属与盐酸、稀硫酸的反应。该部分知识可以通过探究活动，采用“实验—讨论”的探究模式，通过对实验事实的分析，层层诱导，有学生自己找出哪些金属能与盐酸、稀硫酸反应，哪些金属不能反应，从而归纳得出镁、锌、铁的金属活动性比铜的强；另外，学生自己归纳置换反应的特点，得出置换反应的概念。第三条为金属活动性顺序。对于该部分内容，可以设计一个探究活动，同样采用“实验—讨论”的探究模式，并通过对某些金属的活动性的比较，引出金属活动性顺序。同时，教师通过精讲点拨，指出金属活动性顺序有许多重要的应用，并介绍基于金属活动性顺序的一些判断，教学中，可以通过练习，使学生学会应用置换反应和金属活动性顺序解释一些与日常生活有关的化学问题。第二部分重点介绍合金。教材用厨师在炒菜时，常常会在菜里加入各种调料，以改善菜的色、香、味的事实做比喻，说明在纯金属中加热熔合某些金属或非金属，可以制得与纯金属不同的合金，如生铁和钢等，这些合金具有某些比纯金属更好的性能。教材接着通过实验让学生亲身体验合金与纯金属性质的不同，了解合金比纯金属具有更广泛用途的原因。教材以列表的方式简略的介绍了一些常见合金的主要成分、性能和用途，同时还在“拓展视野”中介绍了不锈钢，以及高新科技的内容——形状记忆合金、高温合金、储氢合金，在一定程度上体现了21世纪金属材料的发展趋势，有利于拓宽学生的眼界。教学目标【知识与技能】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，能区分常见的金属和非金属。了解物质的性质与用途的关系。3.知道镁、铝、铁、铜等常见金属与氧气的反应。4.初步认识常见金属与盐酸、稀硫酸的反应。能用金属和酸反应的规律解释一些与日常生活有关的化学问题。5.初步认识常见金属与金属化合物溶液的置换反应，能用置换反应解释一些与日常生活有关的化学问题。6.能用金属活动性顺序对有关的置换反应进行简单地判断，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。7.知道生铁和钢等重要合金，以及合金比纯金属具有更广泛的用途。【过程与方法】1.引导学生自主实验探究金属的物理性质，培养学生的实验探究能力。2.通过金属和盐酸、稀硫酸反应，学习利用控制变量法进行科学探究。3.能根据金属和盐酸、稀硫酸反应的剧烈程度判断金属活动性顺序。4.通过探究金属和金属化合物溶液的反应，判断金属活动性顺序。【情感、态度与价值观】1.通过日常生活中广泛使用金属材料等具体事例，认识金属材料与人类生活和社会发展的密切关系。2.在实验操作中，获得科学方法的体验，养成实事求是的科学精神和严谨的科学态度，激发学习化学兴趣。重点难点教学重点1.金属的物理性质，物质性质与用途的关系。2.金属与氧气的反应，金属与盐酸、稀硫酸的反应。3.金属与金属化合物溶液的反应，金属活动性顺序及其应用。4.合金的概念与判别。教学难点金属活动性顺序的应用。教学方法1.观察法：通过学生的自我探究，引导学生了解金属的物理性质。2.实验法：通过对合金特性的实验探究，经过对比分析，归纳出合金与纯金属相比具有的特性。3.探究法：通过学生的探究实验，引导学生正确推理，概括出金属活动性顺序。4.归纳法：通过金属与酸反应的化学方程式的比较，归纳出置换反应的特点，理解并掌握置换反应。教具、学具1.计算机多媒体教学系统、CAI课件等。2.仪器：药匙、镊子、试管、试管架、干电池、小灯泡、导线、酒精灯、火柴、砂纸等。3.药品：稀盐酸、稀硫酸、镁片、锌片、铁片、铜片、铝片、黄铜、保险丝、硝酸银溶液、硫酸铜溶液、硫酸锌溶液等。授课时数2课时第1课时教学过程导入新课【教师提问】学生了解人类发现、认识、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。【学生展示】展示他们收集到的金属制品，如铜钱、硬币、纪念章等。【教师提问】图片中的制品主要由什么材料制成？【教师讲解】金属材料包括纯金属以及它们的合金。【教师导入】本章我们就来学习金属和金属材料。讲授新课【教师展示】本节课的学习目标。【教师提问】根据生活经验，你知道哪些金属？见过哪些金属？把它们的名称和元素符号写在下列表格中。我知道的金属名称     元素符号     我见过的金属名称     元素符号     【学生回答】学生讨论后回答。【教师点拨】我知道的金属名称铁铜铝金镁元素符号FeCuAlAuMg我见过的金属名称铁铜铝金银元素符号FeCuAlAuAg【教师总结】金属的种类有很多，而我们最常见的金属有铁、铝和铜。【教师导入】下面，我们就以铜、铁为例，来对金属的物理性质进行探讨。【活动探究】学生分组进行。1.观察它们的颜色和光泽。2.感觉一下同体积不同金属块的质量大小，由此判断它们的密度大小。3.试试不同金属片是否容易被弯曲、折断，并感觉它们硬度是否相同。4.用电池和小灯泡等试试他们能否导电，并比较灯泡的亮度是否相同。5.用手拿着金属片的一端，在酒精灯火焰上方烘烤它的另一端（注意：时间不要长，防止烫伤），试试它能不能传热。【学生实验探究、完成报告、交流讨论，教师巡视】实验现象说明金属具有什么性质举例说明该性质的用途实验1   实验2   实验3   实验4   实验5   【实验1的结论】金属都有颜色、有光泽。【实验2和实验3的结论】不同金属的密度、硬度不同。金属能被弯曲，而且不易折断。【实验4的结论】金属具有导电性，不同金属的导电能力各不相同。【实验5的结论】金属具有导热性。【教师展示】教师展示细铜丝、薄铜片等。【教师点拨】抽成细丝的性质为延性，打轧成薄片的性质为展性。金属的延展性决定了金属一般具有良好的机械强度。【教师总结】金属有颜色和光泽，常温下为固态（汞除外）；不同金属的密度、硬度不同；金属有良好的导电性、导热性和延展性，且熔点较高。【学生讨论】1.制造飞机和制造机器底座，对所用金属的密度和硬度会有什么要求？2.电炉丝是用金属钨制成的，你认为它利用了钨的哪些性质？【教师总结】金属不仅具有以上共性还有各自的特性。【教师展示】一些金属物理性质的比较。【教师总结】金属的物理性质（1）大多数金属有银白色金属光泽，个别金属具有特殊颜色。（2）有良好的导电性、传热性，导电性和传热性最好的金属都是银。（3）有良好的延展性，如最细的白金丝直径不超过1/5 000 mm，最薄的金箔只有1/10 000 mm厚。（4）大多数金属有较大的密度，但钠、钾密度却比水还小。（5）大多数金属有较大的硬度，但钠、钾很软，可用小刀切割。（6）大多数金属有较高的熔点，熔点最高的金属是钨，熔点最低的金属是汞。【教师提问】1.为什么铁制锅铲需要加上木柄或塑料柄？ 2.银的导电性比铜好，一般情况下为什么不用银制造电线电缆？3.选择铸造硬币的金属材料需要考虑哪些因素？【学生回答】学生讨论后热烈交流。答案：1.铁易导热，加上导热性弱的木柄等以防烫手。2.银的价格比铜高许多。3.资源丰富、无毒、轻便、耐磨耐腐蚀、美观、易加工、有一定的硬度……【教师总结】用途主要由性质决定。还需考虑价格、资源，是否美观，使用是否便利，废料是否容易回收利用以及对环境的影响等。【教师提问】不法商贩用铜锌合金冒充黄金欺骗消费者，你能用简单的方法去拆穿他们的骗局吗？【学生回答】用测密度（两者的密度不同）、硬度、熔点（熔点不同）等方法。【教师讲述】这些方法都是一些物理方法，在现场不容易实现，我们可以用一些化学方法来鉴别黄金的真伪。学完本课，你就会用化学方法鉴别黄金的真伪。讲授新课2.常见金属的化学性质（1）金属与氧气的反应【教师讲述】回忆并描述镁在空气中燃烧，铁丝在氧气中燃烧的现象，写出反应的化学方程式。【学生书写 】老师巡视，指导学生书写化学方程式3Fe＋2O2Fe3O42Mg＋O22MgO【教师讲述】引导学生描述曾经学过的金属与氧气反应的现象，比较这几种金属的活动性。【学生描述】铁、镁与氧气反应的现象。铁丝在氧气中燃烧火星四射，放出大量的热，黑色固体镁在空气中燃烧发出白光，放热，生成白色固体【得出结论】镁比铁活泼。【观察与思考】镁条、铁片（或铁丝）、铝片（或铝丝）和铜片（或铜丝）四种金属与氧气反应。【教师总结】实验内容实验现象镁条在空气中点燃剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出热量，生成白色固体，伴有白烟铁片（或铁丝）在氧气中点燃剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体铝片（或铝丝）在空气中加热铝片受热后熔化但不滴落，表面变暗铜片（或铜丝）在空气中加热表面由紫红色变为黑色【教师提问】所有的金属都可以和氧气发生反应吗？用生活中的例子来说明。【学生回答】黄金饰品不变色，说明金不和氧气反应。（古代用金银做为货币，说明金银一般不和氧气发生反应。）【教师提问】“真金不怕火炼”说明什么？为什么暖气片上要刷银粉？银粉是银吗？【学生回答】即使在很高的温度下，金也不和氧气发生反应。铝在空气中和氧气反应生成一层致密的氧化铝薄膜，阻止铝进一步氧化，所以暖气片上涂的银粉成分是铝，并不是银。【学生讨论】组织学生讨论金属与氧气反应的规律，金属越活泼，越容易和氧气发生反应。【得出结论】大多数的金属能够和氧气发生反应，但是反应的难易和剧烈程度不同。铝在常温下能和氧气发生反应，生成致密的氧化膜，阻止铝进一步氧化，金在高温下也不和氧气发生反应。【教师总结】2Mg+O22MgO4Al+3O22Al2O33Fe+2O2Fe3O42Cu+O22CuO（2）金属与盐酸、稀硫酸的反应【教师提问】我们已经学过锌和稀硫酸反应，镁和盐酸反应，那么其他的金属可以和稀硫酸反应吗？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。【实验探究】学生猜想并设计实验，探究镁、锌、铁、铜和稀盐酸 、稀硫酸反应，观察现象。实验结束后，写出反应的化学方程式。【实验演示】将学生分成四组,二组做实验A,另二组做实验B。实验A：在四支试管中分别放入打磨光洁的镁条、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。实验B：用稀硫酸代替稀盐酸进行实验,并比较发生的现象。请两位同学在黑板上书写上述反应的化学方程式,现象由学生口述。【教师提问】通过以上实验,你得出的结论是什么?【教师总结】实验A：Mg+2HClMgCl2+H2↑Zn+2HClZnCl2+H2↑Fe+2HClFeCl2+H2↑实验B：Mg+H2SO4MgSO4+H2↑Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑Fe+H2SO4FeSO4+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。【教师提问】铝与稀盐酸和稀硫酸能否发生反应？为什么？如果能反应，请同学上黑板写出化学方程式。【教师总结】2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2↑【教师展示】下面,是我们本节课探究时所发生的一些化学反应:Mg+2HClMgCl2+H2↑Zn+2HClZnCl2+H2↑Fe+2HClFeCl2+H2↑2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑Mg+H2SO4MgSO4+H2↑Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑Fe+H2SO4FeSO4+H2↑2Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2↑【教师提问】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?它们与我们学习过的化合反应和分解反应的特点是否相同?【学生回答】这些反应的特点是由一种单质跟一种化合物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。【教师总结】回答得很好。化学上,我们把具有这一特点的反应叫做置换反应。（3）置换反应特点：A+BCB+AC【教师提问】那么鉴别真假黄金的方法有哪些呢？【学生回答】学生思考并回答：①取样品，放在酒精灯火焰上灼烧，变成黑色的是假黄金，不变色的是真金。②把样品置于稀盐酸或稀硫酸中，有气泡产生的是假黄金，无现象的是真金。（4）金属与某些金属化合物溶液的反应【实验演示】金属与金属化合物溶液的反应实验内容实验现象化学方程式在试管中加入少量硫酸铜溶液，把2～3枚无锈的新铁钉浸入硫酸铜溶液中，观察实验现象铁钉表面覆盖一层红色物质，溶液逐渐由蓝色变为浅绿色Fe+CuSO4FeSO4+Cu我国古代就有“曾青得铁则化为铜”的记载。意思是可溶性铜的化合物与铁发生反应得到单质铜。这是现代湿法冶金的先驱。【学生回答】学生讨论得出金属和化合物溶液能够反应，说明金属比化合物中的金属活泼。【教师总结】（5）常见金属的活动性顺序【教师提问】经过大量的实验证明，可以得出常见金属的活动性顺序：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au。根据刚才的实验结合金属活动顺序表，你能获得哪些信息？【学生回答】学生思考，讨论后回答：金属活动性从左到右依次减弱，排在氢前面的金属能够把盐酸、稀硫酸中的氢置换出来，排在前面的金属能把后面的金属从它们的化合物溶液中置换出来。 【教师点拨】1.排在氢前面的金属可以置换出酸中的氢而不是置换出氢气。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.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。【教师提问】判断金属活动性强弱的方法有几种？【学生回答】学生思考，讨论后回答：学生回忆本节课内容后，回答（1）与氧气反应。根据与氧气反应的难易和剧烈程度判断。（2）与盐酸或稀硫酸反应。根据能否反应、反应剧烈程度判断。（3）与另一种金属化合物溶液反应。根据金属能否和金属化合物的溶液反应判断。课堂小结我们今天学习了金属的物理性质，合金以及合金的优良特性，了解了大多数金属能与氧气反应,不同的金属活动性不同。根据金属与酸的反应或金属与另一金属的化合物溶液的反应,可判断出金属活动性强弱。同时,我们还学习了一种新的反应类型——置换反应。当堂达标1．科技馆中机器人取放棋子只用一根“手指”接触棋子表面就可以实现，其奥秘是“手指”内部有电磁铁。下列材料不能用于制作象棋棋子的是（　　）A．镍 B．铝 C．铁 D．钴答案：B2．下列有关实验现象的描述正确的是（　　）A．红磷在空气中燃烧，产生大量白色烟雾 B．铝片放入硫酸铜溶液一段时间后，出现红色物质 C．铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成红色固体 D．镁条在空气中燃烧，产生白色火焰，生成黑色固体答案：B3．下列物质不能直接由金属和稀酸反应制取的是（　　）A．AlCl3 B．ZnSO4 C．FeCl3 D．MgCl2答案：C4．下列反应属于置换反应的是（　　）A．Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 B．CH4+2O2CO2+2H2O C．2Na+2H2O2NaOH+H2↑ D．Na2CO3+CaCl2CaCO3↓+2NaCl答案：C5. 向两份完全相同的稀盐酸中分别加入过量Zn粉、Fe粉，随着反应的进行，金属质量和生成氢气的质量变化如图所示。请读取图像信息，并根据图像信息判断下列说法正确的是（　　）A．Fe与Zn的活动性顺序：Fe＞Zn B．同质量的Zn粉和Fe粉与足量稀盐酸反应生成H2质量：Fe>Zn C．同质量的Zn粉和Fe粉与足量稀盐酸反应生成H2质量：Fe=Zn D．足量同质量同质量分数的稀盐酸分别与Zn粉和Fe粉反应生成H2质量：Fe=Zn答案：BD6．金属R与硫酸铜溶液反应的化学方程式是R+CuSO4═Cu+RSO4，从该化学方程式你能获得的正确信息是（　　）A．该金属可以是金属铝 B．金属R的活泼性比Cu要强 C．该反应不是置换反应 D．该金属一定是锌答案：B7．有甲、乙、丙三种金属，三种情况的现象如下表：条  件甲乙丙暴露空气中会变质光亮金属光泽有一层氧化膜空气中点燃剧烈燃烧表面变黑表面变黑放入稀硫酸中快速放出气体无气体放出有气体放出根据以上信息，这三种金属活动性由强到弱的顺序是（　　）A．甲、乙、丙　　B．甲、丙、乙　　C．乙、丙、甲　　D．丙、乙、甲答案：B8．某同学为验证铁、铜、银三种金属的活动性顺序，他设计了以下四种实验方案，其中能达到目的的是（　　）A．将Fe丝、Cu丝分别放入AgNO3溶液中 B．将Fe丝、Ag丝分别放入CuSO4溶液中 C．将Fe丝、Cu丝、Ag丝分别放入稀盐酸中 D．将Fe丝分别放入CuSO4溶液、AgNO3溶液中答案：B板书设计第5章　金属的冶炼与利用第1节　金属的性质和利用第1课时一、金属的性质1.金属的物理性质有颜色和光泽，常温下为固态（汞除外）。不同金属的密度、硬度不同。有良好的导电性、导热性和延展性，熔点较高。2.常见金属的化学性质（1）金属与氧气的反应（2）金属与盐酸、稀硫酸的反应（3）置换反应特点:A+BCB+AC（4）金属与某些金属化合物溶液的反应（5）常见金属的活动性顺序