资源简介

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6.2 金属的性质和应用大单元整体教学设计
单元教学主题 学习主题“金属资源”。本单元涉及的主要化学大概念：(1)常见的金属矿物；
(2)铁冶炼的化学原理；
(3)金属的物理性质；(4)常见金属的化学性质；(5)合金及其应用；(6)我国钢铁工业的发展；(7)钢铁的锈蚀及防护；(8)废金属的回收利用； 学科 化学 年级 九年级
单元 第六章《金属资源综合利用》 授课人 Xxx
单元内容 本单元教学内容：课题1 本单元聚焦金属矿物及铁的冶炼相关知识。首先介绍了常见的金属矿物，如赤铁矿、磁铁矿等，让我们了解其成分和分布。重点阐述了铁的冶炼原理，即利用还原剂将铁矿石中的铁氧化物还原为金属铁。详细讲解了冶炼的设备、工艺流程和化学反应。还探讨了冶炼过程中的能源消耗、环境污染等问题，引发对可持续发展的思考。同时，涉及到金属的回收利用，强调其重要性和方法。通过实验和实例，帮助我们更直观地理解铁的冶炼过程及相关原理，培养科学探究和解决实际问题的能力。课题2 本单元聚焦金属的性质和应用。首先，深入探讨金属的物理性质，包括良好的导电性、导热性、延展性及金属光泽等，这些性质决定了它们在日常生活和工业中的广泛用途。在化学性质方面，着重研究金属与氧气、酸及盐溶液的反应，了解金属的活泼程度差异。通过实验，直观感受金属化学性质的变化。应用方面，阐述金属在建筑、制造、电子等领域的重要作用。例如，铁用于建筑结构，铜用于电线制造。还会介绍合金的概念及优势，如钢、铝合金等，它们改善了纯金属的性能，拓展了应用范围。课题3 本单元重点探讨金属防护和废金属回收。首先介绍金属腐蚀的原理，包括化学腐蚀和电化学腐蚀，让学生明白金属生锈的本质原因。接着讲解各种防护金属的方法，如涂漆、镀膜、改变金属内部结构等，使学生了解如何有效延长金属制品的使用寿命。在废金属回收方面，强调其重要性和意义，不仅能节约资源，还能减少环境污染。通过案例分析，展示废金属回收的流程和技术，激发学生的环保意识和资源节约观念。同时引导学生思考在日常生活中如何参与到废金属回收行动中，培养他们的社会责任感。本单元内容的逻辑结构：本单元重点探讨金属防护和废金属回收。首先介绍金属腐蚀的原理，包括化学腐蚀和电化学腐蚀，让学生明白金属生锈的本质原因。接着讲解各种防护金属的方法，如涂漆、镀膜、改变金属内部结构等，使学生了解如何有效延长金属制品的使用寿命。在废金属回收方面，强调其重要性和意义，不仅能节约资源，还能减少环境污染。通过案例分析，展示废金属回收的流程和技术，激发学生的环保意识和资源节约观念。同时引导学生思考在日常生活中如何参与到废金属回收行动中，培养他们的社会责任感。本单元内容可开发的教学活动与资源：本单元，可开发丰富多样的教学活动与资源。教学活动方面，组织学生实地参观金属加工厂或废品回收站，使其亲身体验金属的加工和回收流程；开展小组讨论，针对金属资源的现状与未来发展趋势各抒己见；安排模拟金属腐蚀的实验活动，让学生直观了解腐蚀条件和影响因素，进而深刻理解防护措施的原理；举办知识竞赛，激发学生学习金属资源知识的热情。教学资源上，借助多媒体展示金属开采、冶炼、回收过程以及因不合理利用金属资源导致的环境问题等丰富的图片和视频；提供相关科普文章和研究报告，助力学生深入探究前沿信息；引入国内外成功的金属资源回收利用项目案例进行分析，引导学生从中获取经验；此外，搭建在线学习平台，分享学习资料、设立讨论区，便于学生交流和自主学习。通过这些教学活动与资源的开发运用，能够激发学生的学习兴趣，增进他们对金属资源综合利用的认知，提升实践能力。本单元教学重点：1.金属资源的现状和重要性：了解金属资源的有限性和在现代工业、生活中的关键作用。2.金属的冶炼方法：掌握不同金属的常见冶炼工艺，包括原理和条件。3.金属的腐蚀与防护：理解金属腐蚀的原因和机制，学会有效的防护措施。4.废金属的回收利用：认识废金属回收的意义、流程和价值。5.可持续发展观念：培养学生节约金属资源、保护环境，树立可持续利用金属资源的意识。本单元教学难点：1.理解复杂的金属冶炼原理和工艺流程，包括其中涉及的化学反应和物理变化，这需要学生具备较强的化学和物理基础知识以及抽象思维能力。2.掌握金属腐蚀的多种原因和防护方法，并能够在实际情况中准确分析和应用，这对学生的综合分析和实践应用能力要求较高。3.深刻认识到金属资源综合利用的重要性和紧迫性，培养学生的资源节约和环境保护意识，使其在日常生活中形成自觉的行为习惯。
单元学情 在“金属资源综合利用”单元的学习中，学生已经具备了一定的化学基础知识，如常见金属的性质、化学反应等。他们对金属有一定的感性认识，但对于金属资源的综合利用可能缺乏系统和深入的了解。大多数学生对金属在生活熟悉，能够意识到金属的重要性，但对于金属资源的有限性和保护的紧迫性认识不足。在学习能力方面，学生具备一定的观察和分析能力，但在抽象思维和逻辑推理上还有待提高。他们可能在理解金属腐蚀的原理、复杂的冶炼过程以及资源回收的经济效益和环境效益等方面存在困难。部分学生可能对实验操作和探究活动感兴趣，通过实践能够更好地掌握知识，但也有一些学生可能在实验过程中缺乏耐心和细心。在学习态度上，学生对于与实际生活紧密相关的内容往往表现出较高的积极性，但对于较为枯燥的理论知识可能会感到厌烦。此外，学生在信息收集和处理能力上存在差异，一些学生能够有效地利用网络和书籍获取相关资料，而另一些学生则需要更多的引导和帮助。同时，学生的团队合作能力也参差不齐，在小组活动中需要教师合理安排和指导，以确保每个学生都能充分参与和有所收获。综上所述，在教学过程中，教师需要根据学生的实际情况，采用多样化的教学方法和手段，激发学生的学习兴趣，突破学习难点，提高学生的综合素养。
单元目标 1.理解金属资源的有限性和重要性，认识合理开发和保护的意义。2.掌握常见金属的存在形式、冶炼方法及其原理。3.了解金属腐蚀的原因和类型，学会常见的金属防护措施。4.明确废金属回收的价值和流程，培养资源循环利用的意识。5.能够通过实验探究和数据分析，解决与金属资源相关的问题。6.学会运用化学知识评估金属资源综合利用方案的合理性和可行性。7.树立环保和可持续发展观念，积极参与金属资源保护和回收的实践活动。
达成评价 围绕课时学习目标1.关注课堂问题预设、实验探究与学生课堂反馈表现。2.设计课时作业与学生答题正确率的及时分析。3.围绕单元和主题目标：分层设置单元测试和家庭小实验探究。
单元实施
课型安排 课时设置 课时目标 达成评价 任务活动 当堂检测 课时作业
新授课 1 在知识与技能方面，学生要认识常见金属矿物及其主要成分，掌握铁的冶炼原理，能正确书写相关化学方程式及明确反应条件，还要理解一氧化碳还原氧化铁的实验装置与操作步骤。过程与方法上，通过对实验现象的观察，提升观察和分析问题的能力，经历从理论到实践的过程，增强运用化学知识解决实际问题的水平。情感态度与价值观方面，要让学生体会化学在金属冶炼中的关键作用，提升对化学学科的兴趣，培养环保意识，明白合理利用资源和保护环境的重要性，并且在实验探究中形成严谨的科学态度及合作精神。 通过实验和实例，帮助学生理解这些内容，对常见金属的性质有更深层次的理解。 1.实验室炼铁实验。2.工业炼铁。 1、课堂练习2、课本p172习题 校本课时作业
新授课 2 本课时旨在让学生全面且深入地理解金属的性质和应用。知识与技能方面，学生将掌握金属的物理性质，如导电性、导热性、延展性等，以及金属的化学性质，包括金属与氧气、酸和盐溶液的反应，能够准确书写相关化学方程式。过程与方法上，通过实验探究和观察分析，培养学生的动手能力、观察能力和逻辑推理能力，学会从实验现象中总结归纳金属的性质。在情感态度与价值观维度，引导学生感受金属材料在生活和生产中的广泛应用，激发学生学习化学的兴趣，同时培养学生的创新意识和节约资源的观念，认识到科学合理利用金属的重要性。 通过对金属的性质和应用的学习，学生在知识掌握方面表现出色，能够清晰阐述常见金属的物理和化学性质，并能准确举例说明其在生活生产中的应用。在能力培养上，学生具备了一定的实验观察和分析能力，能通过实验探究理解金属性质。但部分学生在综合运用知识解决复杂问题时仍需加强。 1.金属与氧气反应。2.金属与稀硫酸（或稀盐酸）反应。 1、课堂练习2、课本p182，p183习题 校本课时作业
新授课 3 这一课时的目标涵盖多个方面。在知识上，学生要理解金属腐蚀的原理，包括化学腐蚀和电化学腐蚀的机制，掌握常见的防护方法及原理，熟悉废金属回收的流程和意义。技能上，通过实验探究或案例分析，能判断金属腐蚀类型并提出防护措施，还能制定废金属回收方案。情感方面，培养节约资源和环保意识，认识到其对可持续发展的重要性，增强社会责任感。应用上，能够把所学知识用到日常生活，解决实际问题，如保养金属制品、参与废金属回收活动。总之，通过本课时学习，让学生全面掌握相关知识和技能，形成正确的价值观和应用能力。 通过本部分学习，学生基本掌握金属防护和废金属回收的知识。能阐述金属腐蚀原理及防护方法，了解废金属回收的意义。部分学生在实际应用方面还有待提高。总体来说，大部分同学达成了预期目标，对环保和资源利用有了新认识。 1.铁的锈蚀实验。2.铁钉锈蚀实验。3.金属的回收利用。 1、课堂练习2、课本p187、p188习题 校本课时作业
课时设计（课题2）
课题 6.2 金属的性质和应用
课型 新授课 复习课 试卷讲评课 其他课
1.教学内容分析 “金属的性质和应用”这部分教学内容，首先介绍金属的物理性质，如光泽、导电性等，让学生了解其共性与特性。接着重点阐述化学性质，包括与氧气、酸、盐的反应，使学生掌握金属活动性顺序。通过实验探究，加深对性质的理解。应用方面，结合生活实例，如金属制品的选用，让学生明白性质决定用途。还会涉及合金知识，对比纯金属与合金的性能差异。教学中注重培养学生观察、分析和解决问题的能力，为后续学习打下基础。
2.学习者分析 学习者在学习“金属的性质和应用”前，已具备一定的化学基础知识和实验操作能力。他们对生活中的金属制品有直观感受，但对金属性质的原理理解不深。初中阶段的学习者好奇心强，喜欢通过实验和实例来探究知识。然而，他们的抽象思维能力尚在发展中，对于复杂的化学概念和原理可能会感到困难。在学习过程中，部分学生可能缺乏主动学习的积极性，需要通过有趣的教学方法和激励措施来引导。同时，不同学生的学习能力和知识储备存在差异，教学中应注重分层指导和个别辅导。
3.学习目标确定 1. 理解金属的物理性质，如光泽、导电性、导热性、延展性等，并能举例说明。2. 掌握常见金属的化学性质，包括与氧气、酸、盐溶液的反应。3. 学会通过实验探究金属的性质，培养实验操作和观察能力。4. 能够运用金属的性质解释生活中的现象和解决实际问题。5. 了解不同金属在工业和生活中的应用，以及选择的依据。
4.学习评价设计 1.课件随堂练习2.校本课时作业3.课堂实验
5.学习活动设计
任务一：创设问题情境，引入新课
教师活动 学生活动 学习评价
【展示】化学学科的教材，观看准备的视频素材。【提问】思考一下生活中常见的金属应用于哪里？ 学生尝试说明生活中有哪些地方可以看到利用金属性质制作的物件？ 在学习中，学生能较好掌握金属的常见性质，了解其在生活中的应用。但在金属化学反应的理解和复杂应用方面，部分同学还需加强。整体上，多数学生达到了基本要求，后续应注重深化和拓展。
任务二：金属的物理性质
教师活动 学生活动 学习评价
【观念构建】在我们的日常生活用品中有许多金属制品，在使用金属器具的过程中，人 们积累了很多有关金属的生活经验。例如，铁锅可以用来炒菜，铜丝能够做导线，铝质易拉罐质轻壁薄等。这些都反映出金属相应的物理性质。【观察思考】1.你见过或了解哪些金属？把它们的名称和金属元素的符号写在表中。2.金属在生产生活中的应用十分广泛。与同学交流讨论，举例说明金属用途和它所具有的物理性质之间的联系。【内容分析】金属一般都具有金属光泽和良好的导热性、导电性、延展性，常温下大多数金属为固体。金属除了具有这些共同的物理性质之外，还各具特性，如铁、 铝、银等大多数金属都呈现出银白色，而铜为紫红色，金为黄色；铁、钴、镍三种金属可以被磁体吸引，而其他金属不具有这一特点……此外，不同金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等物理性质也存在一定的差异。 金属的性质在很大程度上决定了金属的用途，在生产生活中根据用途选用金属时需要综合考虑价格成本、外形美观、轻巧便利、环境保护等多种因素。【学以致用】1.为什么铁制锅铲需要加上木柄或塑料柄？因为铁的导热性比较好,而且比热容小,温度升的快,为了防止烫伤手,就选用导热性比较差的木柄或塑料柄。2.银的导电性比铜好，一般情况下为什么不用银来制造电线或电缆？银的导电性虽优于铜，但银的价格昂贵，用银做电线的话成本太高，所以选择导电性能略弱于银的铜做电线。3.选择铸造硬币的金属材料需要考虑哪些因素？制造硬币应考虑选用耐磨、硬度较大、化学性质稳定、不易生锈、对人类没有危害，色泽美观的金属。 填表1.2.引导学生自行探索金属燃烧的秘密。 学生在“常见的金属矿物”学习中，能认识多种金属矿物，了解其主要成分。对各类金属矿物的分布和特点有一定的记忆。但在区分相似矿物和实际应用知识方面，还存在不足。总体学习效果基本达标，仍有进步空间。
任务三： 金属燃烧的实验
教师活动 学生活动 学习评价
【方法导引】分别把镁条、铁片、铝片和铜片的表面用砂纸擦亮，然后按要求加热或燃烧，记录实验现象，写出反应的化学方程式。【演示实验】分别把镁条、铁片、铝片和铜片的表面用砂纸擦亮，然后按要求加热或燃烧。【现象分析】镁条在空气中点燃，剧烈燃烧,发出耀眼白光,有白色固体和白烟生成。铝片在空气中加热，铝箔熔化但不滴落。铁丝在氧气中点燃，剧烈燃烧，火星四射，生成四氧化三铁黑色固体，生成物融化后溅落在瓶底。铜丝在空气中加热，红色的铜丝表面变成黑色。【结论】在点燃或加热的条件下，镁、铝、铁、铜等很多金属能与氧气化合生成金属氧化物。在常温下，镁、铝等金属也能与氧气发生反应。铝与氧气反应，表面生成一层致密的氧化膜。【板书】金属燃烧的实验 认真观察教师的实验演示，注意实验装置的组成和操作方法。仔细观察各金属的变化，记录实验现象。镁条在空气中点燃铝片在空气中加热铁片在氧气中点燃铜条在空气中加热【观看实验视频】【实验现象及原理记录】 在金属燃烧实验学习中，同学们表现出浓厚兴趣，能认真观察并记录实验现象。大部分同学理解了不同金属燃烧的特点，但在实验操作规范和数据分析方面，仍有提升空间。总体来说，此次学习有收获，也有不足。
任务四：金属与稀硫酸（或稀盐酸）的反应
教师活动 学生活动 学习评价
【方法导引】分别把锌粒、铁片和铜片（表面用砂纸打磨）放入试管中，再加入稀硫酸（或稀盐酸），观察实验现象，写出反应的化学方程式。 【演示实验】分别把锌粒、铁片和铜片（表面用砂纸打磨）放入试管中，再加入稀硫酸（或稀盐酸）【现象分析】锌与稀硫酸反应较剧烈，产生大量气泡。用燃着的木条点燃生成的气体，发出爆鸣声。铁片与稀盐酸反应反应缓慢有气泡产生，用燃着的木条点燃生成的气体，发出爆鸣声。一段时间后，溶液由无色变为浅绿色。铜片与稀硫酸无明显现象。【实验结论】锌与稀硫酸反应较剧烈，产生大量氢气，说明锌的金属活动性较强。铁与稀盐酸反应缓慢，产生少量氢气说明铁的金属活动性一般。铜不与稀硫酸反应，说明铜的金属活动性较弱。【小结】这些反应都是由一种单质和一种化合物作用生成另一种单质和另一种化合物，这样的化学反应叫做置换反应。特征：反应物和生成物都是一种单质和一种化合物。【板书】实验探究：金属与稀硫酸（或稀盐酸）的反应 认真观察教师的实验演示，注意实验装置的组成和操作方法。仔细观察试管中氧化铁粉末的变化，记录实验现象。【观看实验视频】【实验现象与化学式】1.学生认真思考教师提出的问题，并尝试独立回答。2.进行小组讨论，交流各自的观点和想法。在小组讨论中，学生可以互相启发，加深对实验金属燃烧的理解。3.选派代表进行发言，分享小组讨论的结果。其他小组的同学可以进行补充和提问，共同探讨实验结论。【思考交流】1.让学生思考哪些金属的活动性较强，有可能在空气或氧气中燃烧。2.引导学生讨论金属燃烧的现象。3.鼓励学生提出自己在实验过程中的疑问和困惑，教师进行解答和引导，进一步加深学生对实验内容的理解。 对实验现象进行分析，归纳、交流。
任务五：锌与稀硫酸制取氢气的实验
教师活动 学生活动 学习评价
【方法导引】在常温下，锌能与稀硫酸（或稀盐酸）发生置换反应生成氢气。氢气密度比空气小，难溶于水。请结合你所学的气体制备与收集知识，设计一个简便的实验方案，用锌粒与稀硫酸反应制取少量氢气。【演示实验】往装有锌粒的烧瓶中的逐渐滴加稀硫酸。【提问】1.应该采用什么收集法？2.为什么选择锌粒与稀硫酸？稀盐酸或浓硫酸可以使用吗？ 3.看视频，观察并记录实验现象。【现象分析】锌与稀盐酸接触后，锌粒逐渐溶解，有气泡产生;置于水槽中的导管口有气泡冒出，当把导管伸入装满水的试管中，试管里液面下降，直至有气泡从试管口冒出;将装有氢气的试管移近酒精灯火焰上方，松开拇指，听到轻微的“噗”声。【实验结论】实验室常用锌与稀硫酸反应制取氢气，用排水法或者向上排空气法进行收集。注意：1.不能用浓硫酸代替稀硫酸,浓硫酸具有强氧化性;2.不能用金属活动顺序表中排在氢后面的金属，如铜，也不能用金属活动性太强的金属，如钠钾等，一般常用锌，铝，铁，镁等。【板书】 实验探究： 锌与稀硫酸制取氢气 认真观察教师的实验演示，注意实验装置的组成和操作方法。仔细观察锌的状态以及液体，记录实验现象。【观看实验视频】【实验现象描述】1.锌粒逐渐溶解，有气泡产生2.置于水槽中的导管口有气泡冒出 对实验现象进行分析，归纳、交流。
任务六： 铁与硫酸铜反应实验
教师活动 学生活动 学习评价
【方法导引】在试管中加入少量硫酸铜溶液，用砂纸打磨铁丝并绕成螺旋状，浸入硫酸铜溶液中。观察实验现象并记录。【演示实验】将铁丝浸入硫酸铜溶液。【现象分析】铁的表面析出红色物质，溶液由蓝色变为浅绿色，最终变成棕色。【实验结论】 铁能从硫酸铜溶液中置换出铜。【板书】 实验探究：铁与硫酸铜反应实验 认真观察教师的实验演示，注意实验装置的组成和操作方法。仔细观察铁的状态以及滴加稀盐酸的变化，记录实验现象。【观看实验视频】【实验现象描述】铁的表面析出红色物质，溶液由蓝色变为浅绿色，最终变成棕色。 对实验现象进行分析，归纳、交流。
任务七： 合金及其应用
教师活动 学生活动 学习评价
金属材料具有各种特殊性能，因而具有广泛的用途。例如，制造飞机机翼的金属材料，需要具有坚硬而质轻的特点；用于制造切割工具的金属材料，需要有很大的硬度；制造白炽灯灯丝的金属材料熔点要高；制造保险丝的金属材料熔点要低；制造化工生产设备的金属材料要耐腐蚀等。纯金属很难满足生产生活中的各种特殊要求，因此人们在生产实践中制造出了许多具有特殊性能的“新型金属”——合金。 在金属中加入其他元素可以改变金属的性能，形成合金。如人类历史上使用最早的青铜是铜、锡等元素形成的合金。生产生活中最常见、应用广泛的钢和生铁是由铁、碳等形成的合金。生铁与钢 铁矿石在高炉中冶炼后，得到含有一定量碳、硫、磷和硅等元素的生 铁。生铁的含碳2%~4.3%。生铁坚硬，韧性差，一般用于铸造。炒菜用的铁锅、暖气片、机床的底座等，大多是用生铁制造的。把生铁放在炼钢炉中冶炼，其中部分碳、硅、硫和磷经反应后形成炉渣或气体而被除去，便得到钢。钢的含碳量为0.03%~2%。钢较硬，有韧性、 良好的延展性和弹性，机械性能好，可以锻、轧和铸造，性能比生铁优越。各种纯金属与丰富多样的合金构成了人们日常生活中广泛使用的金属材料。批判性思维某合金由四种熔点相近的金属制成，其中铋的熔点是271℃，铅的熔点是327℃，锡的熔点时232℃，镉的熔点是321℃。 查资料可知，由上述合金（武德合金）制成的保险丝熔点为69℃。合金具有许多良好的物理、化学和机械性能。合金的硬度一般比各成分金属大，多数合金的熔点低于组成它的各成分金属的熔点。调整合金的组成比例和改变合金的形成条件，可以制成各种性能不同的合金。 合金的制造大大拓宽了金属材料的应用范围和使用价值，也为社会科技发展、人类生产生活提供了保障。尽管目前已制得的纯金属不足百种，但由这些纯金属按一定组成和质量比制得的合金品种远远超出纯金属的种类。【拓展视野】几种合金 不锈钢 不锈钢是指含铬10.5%以上的铁合金。这种合金在空气中较 稳定，不容易生锈，能够长久保持银白色金属光泽。但在某些情况下（如在海水中），不锈钢仍然会被腐蚀。所以，不锈钢并不是绝对不会生锈，只不过是它的“自我保护能力”比较强而已。304和316是日常生活中常用的不锈钢型号，均可以满足日常生活需求。与304不锈钢相比，316不锈钢添加了金属钼，其抗腐蚀性更好、硬度更大。 形状记忆合金 形状记忆合金是指具有特殊的形状记忆功能的合金。 从组成上看，有的是镍钛合金，有的是镍铜合金等。用形状记忆合金做成的金属丝，即使被揉成一团，但只要达到一定的温度，就能自发恢复原来的形状。这类合金被广泛地用于卫星、航空、生物工程、医疗、能源和自动化等领域。 高温合金 在高温下仍能保持较高强度的合金称为高温合金。它主要用于制造飞机和航天飞行器的关键部件。 储氢合金 储氢合金是指能在室温下吸收氢气，稍稍加热即能很快放出氢气的合金。它是以镁或稀土金属为主形成的合金。氢气是21世纪要开发的新能源之一。储氢合金不但能解决氢气的储存和运输问题，而且可用于氢气的回收、分离和净化等方面。 一些常见合金的主要组成元素、特性和用途1.小组讨论学生分组讨论合金在生活中的应用实例，并记录下来。2.实验探究分组进行简单的合金性质实验，如比较铝合金和纯铝的硬度。 3.成果展示各小组展示讨论和实验成果，分享对合金的新认识。 在学习中，学生对合金的概念和特点有了清晰认识，能列举常见合金及其用途。但在理解合金性能优势的原理方面，少数同学存在困难。整体学习情况良好，为后续相关知识的学习奠定了基础。
任务八： 我国钢铁工业的发展
钢铁的生产和使用是人类文明和社会进步的一个重要标志。中华人民共和国成立以后，我国的钢铁工业飞速发展。1949 年，我国的钢年产量仅15.8 万吨，位居世界第 26 位。经过40多年的努力，1996年，我国的钢年产量首次突破1亿吨，跃居世界第一。进入21世纪，我国的钢年产量继续迅猛增长，多年来连续保持世界第一，2022 年我国粗钢产量达10.2亿吨，占世界钢产量的一半多。我国是钢铁大国，钢铁年产量全球第一，但一些特种钢仍需要进口。因此我们仍要花大力气持续推进钢铁技术创新，支撑制造强国建设。 查阅有关资料，以某一特种钢（具有特殊性能的铁合金）为例，说明其组成、特点和应用，针对我国目前研制的情况，对该特种钢的发展情况作出评估并提出建议。 在学习中，学生对我国钢铁工业的历程有了清晰认知。能了解其从弱到强的发展脉络，但在分析发展原因和影响时，深度不够。总体上，基本达到学习要求，还需进一步提升思考能力。
【提问】学完本课题，谈谈你收获……【反馈练习】课堂练习和校本练习 根据板书，小结本节课所学内容 课堂延伸 巩固所学
5.板书设计
6.作业与拓展学习设计 校本课时
7.教学反思与改进作为一名化学老师，在“金属的性质与应用”的教学过程中，我有以下反思。在教学过程中，成功之处在于通过丰富的实验和实例，让学生直观地感受到了金属的性质和其在实际生活中的广泛应用，提高了学生的学习兴趣和参与度。同时，采用小组讨论的方式，促进了学生之间的交流与合作，培养了他们的团队精神和思维能力。 然而，也存在一些不足之处。在教学内容的安排上，部分知识点的讲解过于紧凑，导致一些学生理解不够透彻。在教学方法上，对于一些抽象的概念，如金属置换反应，没有采用更形象化的方式进行讲解，使得部分学生难以理解。另外，在课堂练习的设计上，缺乏一定的层次和针对性，不能满足不同层次学生的需求。 为了改进这些问题，在今后的教学中，我会更加合理地安排教学内容，给学生留出足够的时间进行思考和消化。对于抽象的概念，会借助多媒体等工具，以更直观的方式呈现给学生。在课堂练习方面，会设计不同难度层次的题目，让每个学生都能在练习中有所收获。同时，加强与学生的课后交流，及时了解他们的学习情况和困惑，以便更好地调整教学策略。 通过不断地反思和改进，我相信能够提高教学质量，让学生更好地掌握这部分知识。
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(沪教版)九年级
上
第六章 金属资源综合利用
6.2 金属的性质和应用
01
教学目标
内容总览
02
新知导入
03
探究新知
04
随堂检测
05
课堂总结
06
课堂典例
01
02
掌握金属的物理和化学性质，了解其在应用中的体现；
03
通过实验和案例，培养解决金属相关实际问题的能力；
激发兴趣，认识金属重要性，培养节约资源意识。
教学目标
新知导入
常见金属应用
首饰
厨具
交通工具
任务一
创设问题情境，引入新课
新知导入
这些都是铝
易拉罐
锅具
门窗
任务一
创设问题情境，引入新课
新知导入
任务一
创设问题情境，引入新课
思考：为什么同一种金属可以有这么多形态？应用了金属的什么物理性质？
模块一 金属的物理性质
探究新知
任务二
金属的物理性质
金属是一类重要的材料，人类的生活和生产都离不开金属。了解金属的性质对科学利用金属材料有着十分重要的作用。
探究新知
任务二
金属的物理性质
铁锅可以用来炒菜
铜丝能够做导线
铝质易拉罐质轻壁薄
人类根据金属的物理性质应用金属便利生活
探究新知
任务二
金属的物理性质
常见金属的名称和元素符号:
金属名称 铁 铝 铜 镁 锌 金
元素符号 Fe Al Cu Mg Zn Au
探究新知
任务二
金属的物理性质
金属的某些物理性质及其应用:
金属所具有的物理性质 金属的应用
导电性 铜线可做电缆
导热性 铁锅炒菜
延展性 几克金可做自身几倍大的金首饰
硬度高 钢材可用于建筑
有光泽 古代铜镜打磨光滑用来梳妆
探究新知
任务二
金属的物理性质
金属一般有金属光泽、良好的导热性、导电性、延展性，常温下多为固体。大多数金属呈银白色，如铁、铝、银等，铜为紫红色，金为黄色。铁、钴、镍能被磁体吸引，其他金属无此特点。不同金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等物理性质有差异。
探究新知
任务二
金属的物理性质
学以致用
1. 为什么铁制锅铲需要加上木柄或塑料柄？
防止烫手。因为铁的导热性比较好,而且比热容小,温度升的快,为了防止烫伤手,就选用导热性比较差的木柄或塑料柄。
探究新知
任务二
金属的物理性质
学以致用
2. 银的导电性比铜好，一般情况下为什么不用银来制造电线或电缆？
银的导电性虽优于铜，但银的价格昂贵，用银做电线的话成本太高，所以选择导电性能略弱于银的铜做电线。
探究新知
任务二
金属的物理性质
学以致用
3. 选择铸造硬币的金属材料需要考虑哪些因素？
制造硬币应考虑选用耐磨、硬度较大、化学性质稳定、不易生锈、对人类没有危害，色泽美观的金属。
例1、元素在自然界里分布并不均匀，如智利富藏铜矿，澳大利亚多铁矿，山东的黄金储量居我国首位，但从整个的地壳含量的多少分析，最丰富的金属元素是（ ）
A. Fe
B. Si
C. O
D. Al
课堂典例
【答案】D
【解析】在地壳中最多的化学元素是氧，它占总重量的48.6%,故选D。
例2、下列关于金属的说法正确的是( )
A.铜质插头利用了铜的导电性
B.硬铝的硬度比铝小
C.在金属表面喷涂油漆是防止其锈蚀的唯一方法
D.Ag能将硝酸铜溶液中的铜置换出来
课堂典例
【答案】A
【解析】】A.铜质插头，利用了铜具有优良的导电性，故选项说法正确。
B.合金的硬度比组成它的纯金属的硬度大，硬铝的硬度比铝大，故选项说法错误。
C.在金属表面喷涂油漆是防止其锈蚀的一种方法，但不是唯一的方法，还可以涂油或镀上其他金属等覆盖保护膜的方法，故选项说法错误。
D.Ag的位置排在铜的后面，不能将硝酸铜溶液中的铜置换出来，故选项说法错误。
模块二 常见金属的化学性质
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常见金属的化学性质
金属的用途不仅取决于它们的物理性质，还与金属的化学性质有关。常见金属有哪些主要的化学性质呢？
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任务三
金属燃烧的实验
实验：分别把镁条、铁片、铝片和铜片的表面用砂纸擦亮，然后按要求加热或燃烧，记录实验现象，写出反应的化学方程式。
铝片在空气中加热
铁片在氧气中点燃
镁条在空气中点燃
铜条在空气中加热
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任务三
金属燃烧的实验
镁条在空气中点燃
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任务三
金属燃烧的实验
铝片在空气中加热
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任务三
金属燃烧的实验
铁片在氧气中点燃
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任务三
金属燃烧的实验
铜条在空气中加热
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任务三
金属燃烧的实验
实验内容 实验现象 化学方程式
镁条在空气中点燃 剧烈燃烧,发出耀眼白光,有白色固体和白烟生成。 2Mg+ 2MgO
铝片在空气中加热 铝箔熔化但不滴落 4AI+3 2
铁丝在氧气中点燃 剧烈燃烧，火星四射，生成四氧化三铁黑色固体，生成物融化后溅落在瓶底 3Fe + 2
铜丝在空气中加热 红色的铜丝表面变成黑色 2Cu+ 2CuO
燃烧
燃烧
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任务三
金属燃烧的实验
铝与氧气反应，表面生成一层致密的氧化铝薄膜（），氧化铝熔点高于铝，包裹着铝。
4Al+3O2==2Al2O3
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任务三
金属燃烧的实验
实验结论：
在点燃或加热的条件下，镁、铝、铁、铜等很多金属能与氧气化合生成金属氧化物。在常温下，镁、铝等金属也能与氧气发生反应。
3Fe+2O2 == Fe3O4
点燃
2Cu+O2 ==2CuO
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任务四
金属与稀硫酸（或稀盐酸）的反应
实验：分别把锌粒、铁片和铜片（表面用砂纸打磨）放入试管中，再加入稀硫酸（或稀盐酸），观察实验现象，写出反应的化学方程式。
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任务四
金属与稀硫酸（或稀盐酸）的反应
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任务四
金属与稀硫酸（或稀盐酸）的反应
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任务四
金属与稀硫酸（或稀盐酸）的反应
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任务四
金属与稀硫酸（或稀盐酸）的反应
实验内容 实验现象 化学方程式
锌粒与稀硫酸反应 锌与稀硫酸反应较剧烈，产生大量气泡。用燃着的木条点燃生成的气体，发出爆鸣声。 Zn+S=ZnS+↑
铁片与稀盐酸反应 反应缓慢有气泡产生，用燃着的木条点燃生成的气体，发出爆鸣声。一段时间后，溶液由无色变为浅绿色。 Fe+2HCl=Fe+↑
铜片与稀硫酸反应 无明显现象 铜片不与稀硫酸反应
__________
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任务四
金属与稀硫酸（或稀盐酸）的反应
实验结论：
锌与稀硫酸反应较剧烈，产生大量氢气，说明锌的金属活动性较强。
铁与稀盐酸反应缓慢，产生少量氢气说明铁的金属活动性一般。
铜不与稀硫酸反应，说明铜的金属活动性较弱。
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任务四
金属与稀硫酸（或稀盐酸）的反应
单质
化合物
单质
化合物
这些反应都是由一种单质跟一种化合物作用生成另一种单质和另一种化合物，这样的反应叫做置换反应（displacement reaction）。
特征：反应物和生成物都是一种单质和一种化合物。
从反应物和生成物的物质类别的角度分析，有如下特点：
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任务五
锌与稀硫酸制取氢气的实验
实验：锌与稀硫酸制取氢气的实验
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任务五
锌与稀硫酸制取氢气的实验
探究新知
任务五
锌与稀硫酸制取氢气的实验
实验现象 锌与稀盐酸接触后，锌粒逐渐溶解，有气泡产生;置于水槽中的导管口有气泡冒出，当把导管伸入装满水的试管中，试管里液面下降，直至有气泡从试管口冒出;将装有氢气的试管移近酒精灯火焰上方，松开拇指，听到轻微的“噗”声。
实验原理
Zn+=ZnS↑
实验结论 实验室常用锌与稀硫酸反应制取氢气，用排水法或者向上排空气法进行收集。
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任务五
锌与稀硫酸制取氢气的实验
注意：
1.不能用浓硫酸代替稀硫酸,浓硫酸具有强氧化性;
2.不能用金属活动顺序表中排在氢后面的金属，如铜，也不能用金属活动性太强的金属，如钠钾等，一般常用锌，铝，铁，镁等。
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我国古代科技著作、宋代沈括所著的《梦溪笔谈》中有记载：“信州铅山县有苦泉，流以为涧，挹其水熬之则成胆矾，烹胆矾则成铜，熬胆矾铁釜，久之亦化为铜。”上述反应又是怎么实现的？
我国是湿法冶金的先驱。早在西汉时期，《淮南万毕术》中就有记载：“曾青得铁则化为铜。
宋代沈括的《梦溪笔谈》
任务六
铁与硫酸铜反应实验
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任务六
铁与硫酸铜反应实验
实验：在试管中加入少量硫酸铜溶液，用砂纸打磨铁丝并绕成螺旋状，浸入硫酸铜溶液中。观察实验现象并记录。
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任务六
铁与硫酸铜反应实验
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任务六
铁与硫酸铜反应实验
实验现象 铁的表面析出红色物质，溶液由蓝色变为浅绿色，最终变成棕色。
实验原理
Fe + CuS = FeS + Cu
实验结论 铁能从硫酸铜溶液中置换出铜。
实 验 ②：碳酸钙与盐酸反应
例3、将锌片放入Cu溶液(pH<7)中，锌片表面覆盖了红色物质，一会儿又有大量气泡冒出。下列推测不正确的是( )
A.红色物质是金属铜
C.产生的气体可能是氢气
B.产生的气体可能是氯气
D.锌的金属活动性强于铜
【答案】B
【解析】A.锌片放入Cu溶液(pH<7)中，锌片表面覆盖了红色物质，由质量守恒定律，红色物质是金属铜，故选项说法正确。
B.Cu溶液pH<7，显酸性，锌能与酸性物质反应生成氢气，不是氯气，故选项说法错误。
课堂典例
课堂典例
C.Cu溶液pH<7,显酸性,锌能与酸性物质反应生成氢气,产生的气体可能是氢气,故选项说法正确。
D.将锌片放入Cu溶液(pH<7)中，锌片表面覆盖了红色物质，说明锌的金属活动性强于铜，故选项说法正确。
故选B。
例4、向两份完全相同的稀盐酸中分别加入过量锌粉、铁粉，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。请读取图象信息，并根据图象信息判断下列说法正确的是( )
A.Fe与Zn的活动性顺序:Zn>Fe
B.同质量的锌粉和铁粉与足量稀盐酸反应生成氢气质量:Fe >Zn
C.同质量的锌粉和铁粉与足量稀盐酸反应生成氢气质量:Fe=Zn
D.同质量同质量分数的稀盐酸分别与锌粉和铁粉反应生成氢气质量:Fe=Zn
课堂典例
课堂典例
【答案】B
【解析】
A、根据图中信息不能判断两种物质的活动性顺序，该选项说法不正确；
B、由图中数据可知，同质量的锌粉和铁粉与足量稀盐酸反应生成氢气质量:Fe > Zn,该选项说法正确;
C、同质量的锌粉和铁粉与足量稀盐酸反应生成氢气质量:Fe≠Zn，该选项说法不正确;
D、同质量同质量分数的稀盐酸分别与锌粉和铁粉反应生成氢气,质量不一定相等，例如稀盐酸过量时，生成氢气质量不相等，该选项说法不正确。
故选B。
模块三 合金及其应用
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任务七
合金及其应用
纯金属很难满足生产生活中的各种特殊要求，因此人们在生产实践中制造出了许多具有特殊性能的“新型金属”——合金。
在金属中加入其他元素可以改变金属的性能，称为合金。
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合金及其应用
任务七
合金的优点
硬度一般比各成分金属大
多数合金的熔点低于组成它的各成分金属的熔点
可以制成各种性能不同的合金
有许多良好的物理、化学和机械性能
拓宽了金属材料的应用范围和使用价值
探究新知
任务七
合金及其应用
名称 主要组成元素 特性 用途
黄铜 铜、锌 坚硬、耐腐蚀 制造机器零件、电器零件等
青铜 铜、锡 耐腐蚀、易铸造成型 制造形状复杂的铸件、精致的工艺品、塑像等
硬铝 铝、铜、镁、锰 质轻而坚硬 制造飞机、汽车，作建筑材料等
焊锡 锡、铅 熔点低、能粘接金属 焊接电子元件、金属片等
不锈钢 铁、铬、镍 耐腐蚀 制造医疗器械、化工设备、日用品等
碳素钢 铁、碳 坚硬 建筑材料，机器零件、铁轨、船舶、桥梁等
武德合金 铋、铅、锡、镉 熔点低 电路保险丝、自动灭火和防爆安全装置等
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任务七
合金及其应用
拓展
铁矿石在高炉中冶炼后，得到含有一定量碳、硫、磷和硅等元素的生铁。生铁的含碳量为 2%~4.3%。生铁坚硬，韧性差，一般用于铸造。炒菜用的铁锅、暖气片、机床的底座等，大多是用生铁制造的。
把生铁放在炼钢炉中冶炼，其中部分碳、硅、硫和磷经反应后形成炉渣或气体而被除去，便得到钢。钢的含碳量为 0.03%~2%。钢较硬，有韧性、良好的延展性和弹性，机械性能好，可以锻、轧和铸造，性能比生铁优越。
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任务七
合金及其应用
稳定，不容易生锈，可长久保持银白色金属光泽，生活中常用304和316，与304不锈钢相比，316不锈钢添加了金属钼，其抗腐蚀性更好、硬度更大。
不锈钢
该合金具有特殊形状记忆功能，有镍钛合金、镍铜合金等，制成的金属丝，即便揉成团，达到一定温度就能恢复原状。广泛用于卫星、航空、生物工程、医疗、能源和自动化等领域。
形状记忆合金
在高温下仍能保持较高强度的合金称为高温合金。它主要用于制造飞机和航天飞行器的关键部件。
高温合金
储氢合金在室温下能吸收氢气，稍加热就能很快放出氢气，以镁或稀土金属为主形成。氢气是要开发的新能源，储氢合金能解决氢气储存和运输问题，还可用于氢气的回收、分离和净化。
储氢合金
例5、今年2月23日，C919大型客机顺利转场东营试飞基地，开展试飞工作。东营市为国产大飞机的研制生产做出了贡献。飞机制造用到了硬铝、铝锂合金、钛合金等合金材料。下列说法错误的是( )
A.铝锂合金硬度大密度小，金属铝比金属铁活泼易生锈
B.锂能够和氧气反应生成O，其中锂元素显+1价
C.钛合金抗腐蚀性能远优于不锈钢
D.四氯化钛和金属镁在高温下能得到金属钛，基本反应类型属于置换反应
课堂典例
【答案】A
【解析】A、金属铝易被氧气氧化生成致密的氧化铝保护膜，不易锈蚀，说法错误;
课堂典例
B、锂能够和氧气反应生成O，在化合物中各元素正负化合价的和为0，氧元素的化合价为-2价，故锂元素显+1价，说法正确;
C、飞机制造用到了钛合金钛，合金抗腐蚀性能远优于不锈钢，说法正确;
D、四氯化钛和金属镁在高温下能得到金属钛，同时生成化镁，是一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物的反应，基本反应类型属于置换反应，说法正确;
故选A。
实 验 ②：碳酸钙与盐酸反应
例6、金属和金属材料在日常生活中有广泛用途。下列关于金属和金属材料的说法中正确的是( )
A.钢中含碳量高于生铁中的含碳量
B.钨的熔点高且能导电，用于制作白炽灯丝
C.钢铁生锈是缓慢氧化，铁锈的主要成分是四氧化三铁
D.所有金属单质都能与盐酸反应得到氢气
【答案】 B
【解析】A.生铁的含碳量为2%~4.3%，钢的含碳量为0.03%~2%，生铁的含碳量高于钢，选项说法错误;B.钨的熔点高且能导电，可用于制作白炽灯丝，选项说法正确;C.钢铁生锈是缓慢氧化，铁锈的主要成分是氧化铁而不是四氧化三铁，选项说法错误;D.并不是所有的金属单质都能与盐酸反应产生氢气，如铜、银等与盐酸不反应，选项说法错误。故选B。
课堂典例
模块四 我国钢铁工业的发展
探究新知
任务八
我国钢铁工业的发展
中国的钢铁时代
新中国成立后，我国钢铁工业发展迅速。1949年，钢年产量仅 15.8万吨，居世界第26位。1996年，钢年产量首次破1亿吨，跃居世界第一。进入21世纪，钢年产量持续猛增，多年保持世界第一，2022年粗钢产量达10.2亿吨，占世界一半多。
探究新知
任务八
我国钢铁工业的发展
钢 铁
探究新知
任务八
我国钢铁工业的发展
老照片：百年鞍钢
我国发行的1996年钢产量突破1亿吨纪念邮票
探究新知
任务八
我国钢铁工业的发展
探究新知
任务八
我国钢铁工业的发展
课后作业：
请查阅有关资料，以某一特种钢（具有特殊性能的铁合金）为例，说明其组成、特点和应用，针对我国目前研制的情况，对该特种钢的发展情况作出评估并提出建议。
探究新知
任务八
我国钢铁工业的发展
模块五 练习与实践
1、生铁和足量的硫酸充分反应后，总会有少量残渣剩余，残渣的成分主要是( )
A.铁 B.硫酸铁 C.硫酸亚铁 D.碳和一些杂质
随堂检测
【答案】C
【解析】生铁是含碳量约为2%-4.3%的铁合金。将生铁放入足量的硫酸中，铁能与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，碳不与硫酸反应，充分反应后过滤，剩余的残渣是既不溶于水，又不和酸反应的碳和一些杂质。
故选D。
2、”金银铜铁锡”俗称五金，相关叙述错误的是( )
A.铁锅应用了铁的导热性
B.焊锡(锡铅合金)比锡熔点低
C.金的化学性质不活泼
D.金属银可与硝酸铜溶液发生置换反应
随堂检测
【答案】D
【解析】A.铁具有优良的导热性，所以铁锅应用了铁的导热性，故A正确:
B.合金的熔点比组成它的纯金属的熔点低，所以焊锡(锡铅合金)比锡熔点低，故B正确;
C.通过金属活动性顺序分析可知，金的化学性质最不活泼，故C正确:
D.在金属活动性顺序中银排在铜之后，所以金属银不能与硝酸铜溶液发生置换反应,故D不正确。故选D.
3、下列物质的用途和性质对应关系错误的是( )
A.钨---作灯丝---熔点高
B.氮气---作保护气---化学性质不活泼
C.一氧化碳---冶金工业---可燃性
D.二氧化碳---人工降雨---固体升华时吸热
随堂检测
【答案】C
【解析】A.金属钨的熔点高，决定了它适合于作灯丝的用途，故此选项正确。B.氮气作保护气是利用其化学性质不活泼，故此选项正确。C.在冶金工业上，利用的是一氧化碳的还原性，不是可燃性，此故选项错误。D.干冰(即固体二氧化碳)用于人工降雨，是利用干冰升华时吸收热量这一性质达到目的的，故此选项正确。
故选C。
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