化学九年级下册（2024）课题2 金属的化学性质教案设计

这是一份化学九年级下册（2024）课题2 金属的化学性质教案设计，共6页。教案主要包含了素养目标，教学重点，教学难点，教具准备，教学过程等内容，欢迎下载使用。
在氧气的化学性质的学习中，已做过铁丝等物质在氧气中燃烧的实验，学生已具备一定地方的基础知识，教材采用实验事实——归纳的编写方法，重点说明大多数金属都能与氧气反应，但反应的难易程度不同，这能在在一定程度上反映金属的活泼性强弱。教材的通过对金属活动性顺序的探究，采用实验——讨论的探究模式，对实验事实进行分析，归纳得出置换反应的特点。结合置换反应特点与金属活动性顺序，使学生具备一定的判断反应是否发生的能力。通过练习，让学生能应用置换反应和金属活动性顺序解释一些日常生活有关的化学问题。
第1课时 金属与氧气、稀酸的反应
【素养目标】
1.比较Fe、Al、Cu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。
3.认识科学探究的基本过程，能进行初步的探究活动。
4.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信息。
5.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。
6.培养勤于思考、严谨求实、勇于实践的科学精神。
7.树立事物是相互联系的观点，逐步形成合理使用物质的观念。
【教学重点】
1.金属的化学性质。
2.对置换反应的理解。
【教学难点】
金属的活动性顺序。
【教具准备】
试管（若干）、铁片、铝片、镁片、铜片、稀盐酸、稀硫酸、小木条、火柴、砂纸等。
【教学过程】
一、课前预习
1.（1）铝抗腐蚀性好的原因为铝在空气中氧化时，表面形成一层致密的氧化膜。
（2）镁、铝在常温下就能与氧气反应，其化学方程式分别为
2Mg+O2=2MgO；4Al+3O2=2Al2O3。
（3）铜丝在氧气中加热的化学方程式为（4）“真金不怕火炼”说明金化学性质稳定。
易错提醒：
铝具有抗腐蚀性不是因为它不活泼，而是因为它与氧气反应会生成一层致密的氧化铝薄膜。
2.镁、铁、锌分别与盐酸、稀硫酸反应的化学方程式为：
（1）Mg+2HCl=MgCl2+H2↑；
（2）Fe+2HCl=FeCl2+H2↑；
（3）Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑；
（4）Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑；
（5）Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑；
（6）Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。
以上反应均属于置换反应。
二、新课导入
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、外形上看，与黄金极为相似，所以很难区分。今天我们学习了金属的化学性质，要想更好地使用金属，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吧！
三、进行新课
［交流］黄铜和黄金的外观很相似，我们可以用什么方法来鉴别它们呢？请同学讨论分析是否能用上节课知识来解决这一问题。
［回答］可利用密度不同测量它们的密度进行区分或利用硬度不同，把它们相互刻画，硬度大的为黄铜，小的为黄金。
知识点1 金属与氧气的反应
［复习］我们已经知道镁和铁都能与氧气反应。实验表明，大多数金属能与氧气发生反应，但反应的难易程度是不同的。例如，镁、铝等在常温下就能与氧气反应。铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铅(Al2O3)薄膜，从而阻止铝进一步氧化，因此，铝具有很好的抗腐蚀性能。”铁、铜等在常温几乎不与氧气反应，但在高温时能与氧气反应。“真金不怕火炼”说明即使在高温时金也不与氧气反应。
［小结］金属与氧气反应：
1.常温下能反应：镁、铝
2Mg+O2==2MgO4 Al+3O2==2Al2O3
2.点燃或加热条件下能反应：铁、铜
2Cu+O2△2CuO Fe+2O2点燃Fe3O4
3.高温下也不能反应：金、银
［设问］
为什么金属与氧气的反应存在反应难易程度不同的差异呢？
［讲解］
金属与氧气反应的难易程度与金属的活泼性有关（即金属活动性）。实验表明，大多数金属都能与氧气发生反应，但反应的难易程度不同，越活泼的金属，
四、拓展延伸
金属与氧气反应的难易程度首先与金属本身的性质有关，其次还与金属粉碎的程度、与氧气的接触面积、氧气的浓度、温度等因素有关。
特别提醒：
根据金属与氧气反应的条件，可以判断金属的活动性强弱，条件分为三种：常温条件下、加热、高温。条件越容易说明金属活动性越强。
进行新课
越容易与氧气发生化学反应。从上述实验事实可以归纳得出，镁、铝比较活泼，铁、铜次之，金、银最不活泼。
知识点2 金属与盐酸、稀硫酸的反应
［提出问题］是不是所有的金属都能与稀盐酸或稀硫酸发生反应?
［答］很多金属能与稀盐酸或稀硫酸反应。
［活动与探究］请各位同学分组完成课本P10探究实验。
现象：
镁反应剧烈,有大量气泡产生，溶液仍为无色，试管壁发热生成的气体能够燃烧且燃烧时产生淡蓝色火焰Mg + 2HCl ==MgCl2+H2↑
Mg+H2SO4==MgSO4+H2↑
锌反应较剧烈，有较多气泡产生,溶液仍为无色，试管壁发热，生成的气体能够燃烧并产生淡蓝色火焰Zn+2HCl = ZnCl2+H2↑
Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑
铁反应缓慢，有气泡产生，溶液由无色逐渐变为浅绿色，生成的气体能够燃烧并产生淡蓝色火焰Fe+2HCl =FeCl2+H2↑
Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑
铜无明显现象
［结论］
1.并不是所有金属都与稀盐酸、稀硫酸反应（如：Cu不反应）。
2.镁、锌、铁能与稀盐酸、稀硫酸反应，铜不能与稀盐酸、稀硫酸反应，可推断得出结论：金属活动性：Mg、Zn、Fe＞Cu。
［交流］
1.反应中生成的气体是什么？
2.对于能发生的反应，根据其化学方程式，从反应物和生成物的类别如单质、化合物的角度分析：这些反应有什么特点?将这一类反应与化合反应、分解反应进行比较。
［回答］1.根据反应物的元素种类分析，反应中产生的可燃性气体是氢气。
2.能发生的这些反应的反应物都是一种单质和一种化合物，生成物也是一种单质和一种化合物。
［分析］镁、锌、铁与稀盐酸（或稀硫酸）的反应：
易错提示：
（1）常见金属与酸的反应，这里的酸并不是所有的酸，主要是指稀盐酸和稀硫酸，而不包括浓硫酸和硝酸等氧化性强的酸。金属与浓硫酸和硝酸反应不能生成H2。
（2）铁和稀硫酸或稀盐酸反应生成的化合物中铁显＋2价，且亚铁的化合物的稀溶液为浅绿色。
［小结］这几个反应都是由一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应。
［讲解］由一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应叫作置换反应。
［归纳］
置换反应：教师可在此进行置换反应与化合反应、分解反应的比较，以加深学生对置换反应的理解：
［小结］金属与盐酸、稀硫酸反应的难易程度与金属活动性有关，金属活动性越强，与酸的反应越容易发生，金属活动性越弱，与盐酸、稀硫酸的反应越难发生，甚至不反应。镁、锌、铁的金属活动性比铜的强，它们能置换出稀盐酸或稀硫酸中的氢。
五、课堂小结
通过本课题学习，我们知道了多数金属能与氧气反应，且不同金属的活动性各不相同，根据金属与盐酸、稀硫酸反应的难易程度，可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。
第2课时 金属活动性顺序
【素养目标】
1.通过实验判断金属的活泼性程度。
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.课堂中，教师组织、引导和点拨，学生通过实验探究和讨论交流，认识金属的活动性顺序。
4.初步学会运用观察、实验等方法获取信息、能用化学语言表达有关信息。
5.初步学会运用比较、分类、归纳、概括等方法对获取的信息加工使学生逐步形成良好学习习惯和方法。
6.通过金属与金属化合物溶液的对比实验，初步形成仔细观察实验现象的习惯，建立从细微实验现象差别分析得出实验结论的意识。
7.使学生体会到化学从生活中来，到生活中去的学习价值，激发学生学习化学的兴趣，培养学生的合作意识。
【教学重点】
金属活动性顺序。
【教学难点】
1.对金属活动性顺序的初步探究。
2.金属活动性顺序的应用。
【教具准备】
锌片、铁丝、铜丝、铝丝、CuSO4溶液、AgNO3溶液、NaCl溶液、Al2（SO4）3溶液、试管（若干）等。
【教学过程】
一、课前预习
1.金属与金属化合物溶液的反应：铁钉放在硫酸铜溶液中时，铁钉表面有红色物质析出，溶液由蓝色变为浅绿色，反应的化学方程式为Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。若铝丝具有和铁钉相似的性质，则铝丝放在硫酸铜溶液中反应的化学方程式为2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu，以上反应的反应类型是置换反应。
2.金属活动性顺序
（1）规律：
（2）在金属活动性顺序里：
①金属的位置越靠前，它的活动性越强。
②位于氢前面的金属能置换出稀盐酸、稀硫酸中的氢。
③位于前面的金属能把位于它后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来。（K、Ca、Na除外）
思想方法：控制变量法
探究影响金属与酸反应程度的因素时要注意控制变量法的运用，实验中除了变量不同外，其他因素如所用酸的种类、浓度、体积及金属的形状等都要保持相同。
复习导入上节课我们学习了金属与氧气的反应，金属与稀酸的反应以及置换反应的概念，现在让我们通过一组实验来探究金属与金属的化合物溶液的反应。
三、进行新课
知识点1 金属与金属化合物溶液的反应
［活动与探究］请同学们分组完成课本P11~P12实验探究。
［实验记录］
实验内容现象化学方程式
将铝丝浸入硫酸铜溶液中铝丝表面覆盖一层红色物质，溶液由蓝色逐渐变为无色发生置换反应：
2Al+3CuSO4==Al2(SO4)3+3Cu
将铜丝浸入硝酸银溶液中铜丝表面覆盖一层银白色的物质，溶液由无色逐渐变为蓝色发生置换反应：Cu+2AgNO3==Cu(NO3)2+2Ag
将铜丝浸入硫酸铝溶液中铜丝表面和溶液均没有明显变化Cu和Al2(SO4)3不发生反应
[实验结论]（1）铝可以将铜从其化合物溶液中置换出来，铜可以将银从其化合物溶液中置换出来；铜不可以将铝从其化合物溶液中置换出来。（2）金属活动性：Al>Cu>Ag。
［提问］上述能发生反应的化学方程式的特点是什么？它们属于哪种反应类型？
［答］置换反应。
［小结］我们能推理得出铝、铜、银的金属活动性顺序，是因为金属活动性强的金属能把金属活动性弱的金属从其化合物溶液中置换出来，这也是我们比较金属活动性强弱的依据之一。
知识点2 金属活动性顺序
［讲解］经过了许多类似上述实验的探究经过许多实验探究，人们总结出了常见金属在水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
在金属活动性顺序中，金属的位置越靠前，它的活动性就越强。
［提问］同学们是否发现：金属活动性顺序中为什么有氢的位置，有何作用？
［答］排在氢前的金属能置换出稀盐酸或稀硫酸中的氢，生成氢气，而排在氢后的金属不能置换出酸中的氢（即不反应）。
［追问］金属活动性顺序有何重要应用呢？
［答］金属活动性顺序在工农业生产利科学研究中具有重要应用，运用金属活动性顺序，我们可以预测某种金属是否能与稀盐酸、稀硫酸或其他金属的化合物溶液发生置换反应。
特别提醒：
（1）反应一定要在水溶液中进行，不溶于水的金属化合物一般不与金属反应。如Mg和AgCl不反应。因为AgCl不溶于水。
（2）由于K、Ca、Na的活动性较强，若将它们放入某金属的化合物溶液中，它们会首先和水发生反应，而不能将金属化合物中的金属置换出来。
进行新课
［过渡］我们已经知道：金属能跟金属化合物溶液反应，是否所有金属都能与金属化合物溶液反应呢？金属与金属化合物溶液反应应满足什么条件？下面我们一起来探究一下置换反应的特点。
［布置任务］请同学们利用手中仪器和药品完成下列实验探究活动：探究金属与金属化合物溶液的反应。
［活动与探究］
实验目的：探究金属是否都能与金属化合物的溶液反应。
实验用品：锌片、铁丝、铜丝、CuSO4溶液、AgNO3溶液、NaCl溶液、试管（若干）。
实验要求：取3支试管，分别加入一小片锌片、铁片、铜片，然后分别加入CuSO4溶液、AgNO3溶液、NaCl溶液，仔细观察并记录实验现象，填写实验报告。
实验记录：
CuSO4溶液AgNO3溶液NaCl溶液
Zn锌片表面有红色物质附着，溶液由蓝色逐渐变为无色锌片表面有银白色物质附着无明显现象
Fe铁片表面有红色物质附着，溶液由蓝色逐渐变为浅绿色锌片表面有银白色物质附着，溶液由无色逐渐变为浅绿色无明显现象
Cu无明显现象铜片表面有银白色物质附着，溶液由无色逐渐变为蓝色无明显现象
［讨论］
1.哪些物质间能发生反应，反应产物是什么？
2.对照金属活动性顺序，分析归纳出金属和金属化合物溶液反应有什么规律？
［回答］在金属活动性顺序中，位于前面的金属可以把位于其后面的金属从它们的溶液中置换出来。
［归纳总结］在金属活动性顺序里：
1.金属的位置越靠前，它的活动性就越强。
2.位于氢前的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢。
3.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（除K、Ca、Na外）。
［强化练习1］如何验证Zn、Cu、Ag三种金属的活动性？
［交流］分小组讨论，设计实验方案，并选出最简便的方案进行汇报。
［归纳］方法1：取活动性居中的金属单质，如铜丝，而比铜活动性强的金属和比铜活动性弱的金属取其溶液，如ZnCl2溶液和AgNO3溶液，然后将铜丝分别伸入两溶液中，通过是否有金属被置换出来而确定金属的活动性。即“两液夹一金”。
特别提醒：
判断提供的试剂组能否验证金属的活动性强弱，可根据试剂组中的金属与盐溶液的反应，得出两种金属的活动性顺序，然后再综合看能否得出几种金属之间活动性的强弱顺序。
方法2：取金属活动性居中的金属的化合物溶液，如CuSO4溶液，而比铜活动性强的金属和比铜活动性弱的金属取其单质，如锌片和银片，然后分别将锌片和银片放入CuSO4溶液中，根据是否有红色的铜被置换出来，确定金属的活动性。即“两金夹一液”的方法。
［强化练习2］如何验证Mg、Zn、Cu、Ag的活动性？
［交流］分小组讨论，设计实验方案，并在汇报过程中评选出最简便的方法。
［总结］
一般情况下金属可分成两类：一类氢前金属，一类氢后金属，所以通常先取四种金属的单质和一种稀酸（如盐酸），分别将四种金属放于盐酸中，根据是否有气泡产生，来确定Mg、Zn（氢前金属）比Cu、Ag（氢后金属）活泼。再分别根据金属单质与金属化合物的溶液的反应对比来确定氢前金属Mg比Zn活泼（例如将Mg丝放入ZnCl2溶液中）；氢后金属，Cu比Ag活泼（例如将Cu丝放入AgNO3溶液中）。
［过渡］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欺诈活动。黄铜（铜锌合金）与黄金的外观很相似，我们可用什么办法来鉴别它们呢？
［学生活动］设计方案鉴定黄铜（铜锌合金）与黄金。
［汇报］
方法1：能与盐酸、稀硫酸反应的为黄铜、不反应的为黄金。
方法2：能与AgNO3溶液反应的为黄铜、不反应的为黄金。
方法3：黄金与黄铜的密度不同，测一下它们的密度即可区别。
方法4：黄金与黄铜的硬度不同，把它们互相刻画，硬度大的为黄铜，小的为黄金。
［讲解］以上各种方案都能鉴别二者，这些方案的设计都运用了预测的思路。预测是在已有信息的基础上，依据一定规律和方法对未知事物所进行的一种推测。在化学研究中，可以通过化学实验等方法来验证所作预测的合理性，其思路模型如下图。这些方法都是根据黄铜（铜锌合金）与黄金的不同性质特征做出一定的预测，并根据其特点设计实验，使实验结果与预测对照，进而验证得出结论。
［思考］常用的探究金属活动性顺序的方法有哪些？
［总结］
方法1：利用金属与稀盐酸、稀硫酸的反应。依据现象判断：反应越容易实现，其金属活动性越强。没有气体产生的，其金属活动性位于金属活动性顺序中氢的后面。
方法2：利用金属与金属化合物溶液的反应。依据反应能否发生判断：能反应说明置换的金属比被置换金属活动性强。
特别提醒：
设计实验时应注意控制变量：几种金属形状大小相同，酸应为同浓度的同种酸。
规律总结：
要会利用金属活动性顺序设计实验，来验证金属的活动性强弱。氢前面的金属会与酸反应，但氢后面的金属不会与酸反应，前面的金属会把后面的金属从其化合物溶液中置换出来，但后面的金属不能把前面的金属从其化合物溶液中置换出来。
五、课堂小结
本节课的内容主要放在对金属活动性顺序的探究上，采用“实验－讨论”的探究模式，通过对实验事实的分析，层层诱导由学生自己归纳得出置换反应的特点。并通过对某些金属活动性的比较，进而引出金属活动性的顺序。通过练习，使学生能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。