资源简介

第八单元《金属和金属材料》教学设计
课题2 金属的化学性质
一、教材分析
通过前面的学习，同学们对化学与人类生活、社会发展有了一定的认识，对化学学习产生了浓厚的兴趣；知道了空气、氧气、水、二氧化碳在生产、生活中所起的重要作用；了解到燃料的燃烧给人类会带来的幸福或灾难；掌握了一些基本的微观粒子概念，认识到物质构成的奥秘等等。也就是说：同学们已接触了较多的非金属元素的知识。而本单元对“金属元素”的系统研究，是在初中阶段化学教材中首次出现的。对“金属与金属矿物”的系统认识，特别是日常生活中接触最多的且与生产、生活关系最为密切的一种金属——铁的研究，就具有其独特的重要意义了。
本章内容主要是元素化合物的知识。围绕“金属的性质、金属矿物存在的形态、怎样冶炼、金属的特点和用途、如何防止金属腐蚀和废旧金属回收利用的意义”等问题进行了“活动与探究”，使学生从熟悉身边的物质及现象入手，并通过相关资料的交流、动手实验、大胆猜测，让学生走进实验室、走向生活以及走向社会。
教师对这部分知识的处理，要突出实验教学，加强对典型反应和现象的感知，注重联系社会生活实际，使学生逐步掌握知识的内在联系，形成一定的知识网络，而不是孤立地死记硬背有关物质的性质；有条件的话要设计一些开放性的学习主题，有意识地引导学生从多个角度对有关问题做出价值判断，使学生形成新的认识，将科学探究向深层次推进。
二、学情分析
在学习本课前，学生已经学习了非金属元素氧气，碳及其化合物的知识，初步了解到认识物质性质的一般步骤和方法。学生已经学过了 “镁带的燃烧”、“加热铜丝”、 “铁丝在氧气中燃烧”、“酸雨对金属制品的腐蚀”、“实验室制取氢气”、质量守恒定律中的“铁与硫酸铜溶液的反应”等等。学生虽对金属的性质有了初步的认识，但由于这些知识分散在教材中，而且以零散知识点的形式平铺直叙，学生的认知中缺乏方法论上的组织结构。学生重感性的认知轻理性的归纳总结、重现象的感知轻原理的认识，因此，教师应通过联系生活、做实验、观察信息、思考过程让学生真正体验认识到金属的化学性质。
三、课时安排
本课程共分为两课时：课时1 金属与氧气、酸的反应
课时2 金属活动性顺序
课时2 金属活动性顺序
一、教学目标
1. 通过实验探究金属与其他金属化合物溶液的置换反应。
2. 通过实验探究和讨论交流，认识金属的化学性质及其活动性顺序。
3. 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。
二、教学重难点
教学重点：对金属活动性顺序的初步探究。
教学难点：利用金属活动性顺序对置换反应的判断。
三、教学过程
【温故知新】回忆上节课学习的比较金属活动性的方法。
【总结】判断金属活动性的标准之一：根据金属与氧气能否反应及反应的难易和剧烈程度判断；判断金属活动性的标准之二：根据金属是否与盐酸或稀硫酸反应判断。
【过渡】除了这两种方法，还有其他证明方法吗？
【回忆】将铁钉投入硫酸铜溶液中有何现象？
【播放视频】铁置换铜——蓝色海洋中的红珊瑚
【现象】铁表面会覆盖一层红色的物质；溶液逐渐由蓝色变成浅绿色。
【化学方程式】Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4
【结论】铁能把铜从其化合物的溶液中置换出来，说明铁比铜活泼。这个反应就是利用了铁的金属活动性比铜的强，它可以把铜从硫酸铜溶液中置换出来的原理。
【问题】是不是所有的活泼金属都能把不活泼的金属从它们化合物的溶液中置换出来呢？我们通过实验来探究一下吧！
【实验探究】探究铝、铜、银的活动性强弱。
【实验方案】
1.将铝片插入到硫酸铜的溶液中。
2.将铜片插入到硝酸银溶液中。
3.将铜片插入到硫酸铝溶液中。
【实验活动】学生分组进行实验探究。
【实验记录】
实验 现象 结论（化学方程式）
铝跟硫酸铜溶液 铝表面附有红色固体，溶液由蓝色变无色 2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3 + 3Cu
铜跟硝酸银溶液 铜表面附有银白色固体，溶液由无色变蓝色 Cu +2AgNO3 =Cu(NO3)2+2Ag
铜跟硫酸铝溶液 无现象 不反应
【实验总结】通过实验我们知道：
2Al＋3CuSO4＝Al2(SO4)3＋3Cu （活动性：Al＞Cu）
Cu＋2AgNO3＝Cu(NO3)2＋2Ag （活动性：Cu＞Ag）
铜和硫酸铝溶液不反应 （活动性：Cu＜Al）
因此三种金属活动性顺序为：Al＞Cu＞Ag。
【交流讨论】通过“金属与金属化合物溶液反应”能得出一个什么结论？
【总结与交流】活动性强的金属可以把活动性弱的金属从它的化合物溶液中置换出来。此类方法也可以作为比较金属活动性强弱的依据之一。
【图片展示】形象动画展示金属之间的置换过程，便于学生理解和认识。
【总结】金属活动性的比较方法：
1. 比较金属活动性的方法之一：根据金属与氧气能否反应及反应的难易和剧烈程度来判断；
2. 比较金属活动性的方法之二：根据金属与盐酸或稀硫酸能否反应来判断；
3. 比较金属活动性的方法之三：根据金属能否与金属化合物溶液发生置换反应，若能，则这种金属的活动性强，否则则弱。
【总结】人们经过了许多类似上述实验的探究过程，进行过认真的去伪存真、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：
金属活动性顺序在工农业生产和科学研究中有着重要应用，它可以给我们提供一些判断的依据：
1．在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，它的活动性越强；
2．在金属活动性顺序里，位于氢之前的金属，才能置换出盐酸（HCl）、稀硫酸（H2SO4）中的氢；
（同等条件下，位置越靠前的，反应越剧烈；而排在氢后面的金属，则不能与稀盐酸或稀硫酸反应。我们接触的与酸反应最多的金属是锌、铁、镁、铝四种，而钾、钙、钠三种金属非常活泼，接触水就会发生剧烈反应，该类反应今后将在高中具体学习。）
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里置换出来。
【口诀】前金换后金，化合物可溶，钾、钙、钠除外。
【讲解】金属活动性顺序表的应用：1.比较三种金属活动性的实验设计
【思考】比较Fe、Cu、Ag三种金属的活动性强弱
【总结】①选用试剂为：Fe、CuSO4溶液、Ag
“两金夹一液”：即选用三种金属活动性最强和最弱的两种金属的单质及活动性介于两种金属之间的金属的化合物溶液作为试剂，根据两种金属单质分别与化合物溶液反应的情况进行判断。
②选用试剂为：FeSO4溶液、Cu、AgNO3溶液
“两液夹一金”：即选用三种金属中活动性排在中间的金属单质及其他两种金属的化合物溶液作为试剂，根据金属单质分别与两种化合物溶液反应的情况判断。
【讲解】金属活动性顺序表的应用：2.判断下列各组物质能否发生反应
【练习】判断下列反应能否发生？能反应的写出化学方程式。
（1）铜和硫酸锌溶液
（2）锌和硫酸铜溶液
（3）金和硫酸铜溶液
（4）铁和氯化银
（5）铝和稀盐酸溶液
【总结】根据金属活动性顺序的规律判断，1、3不能发生反应，因为活动性弱的金属不能置换出活动性强的金属，2能发生反应，因为锌的活动性比铜强，5能发生反应，因为铝的活动性比氢强，4不能发生反应，因为氯化银难溶于水。
【讲解】金属活动性顺序表的应用：3.判断金属与化合物溶液反应后滤液、滤渣分析
【思考】将过量的Fe粉放入 Cu(NO3)2和 AgNO3的混合溶液中，充分反应后过滤，滤渣与滤液中含有哪些物质？
【总结】金属与金属化合物溶液反应，金属中最活泼的优先置换出最不活泼的金属。铁先与AgNO3反应生成Fe(NO3)2和Ag，再与Cu(NO3)2反应生成Fe(NO3)2和Cu，因为铁过量，所以Cu(NO3)2和 AgNO3都完全反应，滤渣中有Cu、Ag、Fe，滤液中有Fe(NO3)2。
【变式】将一定量的Fe粉放入 Cu(NO3)2和 AgNO3的混合溶液中，充分反应后过滤，滤渣与滤液中含有哪些物质？
【总结】反应顺序是铁先与AgNO3反应再与Cu(NO3)2反应，因为铁是一定量的，所以铁一定与AgNO3反应生成Fe(NO3)2和Ag，滤渣中一定有银，滤液中一定有Fe(NO3)2，但不确定铁与AgNO3反应后还有没有剩余，如果铁有剩余，则继续与Cu(NO3)2反应生成Fe(NO3)2和Cu，所以滤渣中可有铜，也可能有过量的铁，如果铁的量很少，都不能将AgNO3完全反应，则滤液中可能会有Cu(NO3)2和 AgNO3。
【讲解】金属活动性顺序表的应用：4.多种金属与一种化合物溶液同时接触且都能发生反应，分析反应的先后顺序和反应后溶液的组成。
【练习】（1）铁丝、铜丝插在少量的AgNO3溶液中，反应后溶液的组成。
【讲解】金属与金属化合物溶液反应，金属中最活泼的优先置换出最不活泼的金属，铁先与AgNO3溶液反应，所以溶液中一定有Fe(NO3)2，AgNO3溶液少量，铜不一定能与AgNO3溶液反应，所以只能说可能有Cu(NO3)2。
【练习】（2）铁丝、铜丝插在过量的AgNO3溶液中，反应后溶液的组成。
【讲解】AgNO3溶液过量，所以既能先与铁丝反应，也能将铜丝完全反应，所以溶液中一定有Fe(NO3)2、Cu(NO3)2，还有过量的AgNO3。
【讲解】金属活动性顺序表的应用：5.金属及金属化合物溶液除杂。
【练习】填写下列表格（“混合物”栏中括号内为杂质）。
【讲解】除杂有两种思路，第一种是除去法，就是要将杂质除去变成与所需要的物质不同的状态，但不能引入新的杂质，除去铜粉里的铁粉，可以加入足量稀盐酸，铁与稀盐酸反应会生成氯化亚铁溶液和氢气，固体中只剩下铜粉，主要操作步骤为加足量稀盐酸至无气泡产生，过滤、洗涤、干燥；第二种除杂思路是转化法，就是把杂质转化成所需要的物质，除去FeCl2溶液中的CuCl2可以加入铁粉，铁与氯化铜反应生成氯化亚铁溶液和铜，溶液中只有氯化亚铁，主要操作步骤为加足量铁粉，过滤。
【科普片推荐】给大家推荐一部科普片《门捷列夫很忙》第4集，以著名化学家门捷列夫的动画形象为串联，带领观众了解元素发现的历史，第4集介绍了性质各异的金属元素，有活泼的钠、钙、铯，也有高冷的贵金属铜、银、金的故事。
【课堂小结】
【课堂练习】略
四、板书设计
课题2 金属的化学性质
课时2
一、金属能与金属化合物溶液反应
二、金属活动性顺序
三、金属活动性顺序的应用

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