资源简介

化学鲁教版五四学制 2024 九年级全一册
第二节 金属的化学性质（教学设计）
一、核心素养目标
宏观辨识与微观探析：从宏观层面观察金属与氧气、酸、盐溶液反应的具体现象（如燃烧、气泡生成、沉淀析出），从微观角度理解金属原子易失去电子的结构特点是其化学性质活泼的根本原因。
证据推理与模型认知：基于实验现象归纳金属反应规律，构建金属活动性顺序模型，学会利用该模型判断反应能否发生，培养基于证据推导结论的逻辑思维。
科学探究与创新意识：通过设计并完成金属与酸、盐溶液反应的探究实验，提升实验操作技能与科学探究能力，鼓励学生基于实验现象提出新问题（如 “不同金属与酸反应速率差异的原因”），培养创新思维。
二、教学重难点
（一）教学重点
常见金属的化学性质（与氧气、酸、盐溶液的反应），置换反应的定义与特征，金属活动性顺序的内容及应用。
（二）教学难点
金属活动性顺序的灵活应用（如多金属与盐溶液的反应顺序判断），金属与酸、盐溶液反应的图像分析（如氢气生成量与反应时间的关系）。
三、教材分析
本节内容选自鲁教版五四学制 2024 九年级全一册第四单元第二节《金属的化学性质》，是初中化学 “物质性质与反应规律” 模块的核心内容，具有重要的承上启下作用。
教材以 “实验探究” 为核心线索，先通过回顾常见金属与氧气的反应引入主题，再通过对比实验探究金属与酸、盐溶液的反应，逐步归纳出金属活动性顺序；同时结合生活实例（如铝制品的抗腐蚀性、铁锅不能盛放硫酸铜溶液），体现化学知识与实际生活的联系。本节内容既衔接了前期氧气、酸、盐等物质性质的学习基础，又为后续化学方程式计算、金属冶炼等知识的学习搭建桥梁，是学生构建完整 “金属及其化合物” 知识体系的关键环节。
四、学情分析
教学对象为初中九年级学生，此阶段学生正处于形象思维向抽象思维过渡的关键期，学习特点如下：
知识基础：已掌握常见金属的物理性质（如导电性、导热性）及化合反应等基础反应类型，但对金属化学性质的认知较为零散，缺乏系统性；
能力水平：具备基础的实验操作（如药品取用、试管振荡）与现象观察能力，但在实验变量控制（如探究金属与酸反应时控制金属形状、酸的浓度）、抽象规律归纳（如从反应现象推导金属活动性顺序）方面仍需引导；
学习兴趣：对金属燃烧（如镁条耀眼白光）、溶液颜色变化（如硫酸铜溶液变浅绿色）等直观实验现象兴趣浓厚，但对金属活动性顺序这类抽象概念易感到枯燥，需结合具体实例降低理解难度。
五、教学过程
（一）课堂导入：情境激趣，衔接旧知
【播放视频】教师播放一段展示金属应用的短视频，内容涵盖金银首饰的装饰性、钢铁桥梁的承重性、铝合金门窗的轻便性及航天领域金属材料的特殊性，引导学生观察并思考：“这些金属制品的广泛应用，与其哪些性质密切相关？”
【衔接旧知】学生回忆已学的金属物理性质（导电性、导热性、延展性），教师进一步提问：“除了物理性质，金属的化学性质又有哪些呢？我们之前学过镁、铁、铜与氧气的反应，谁能描述具体现象？”
【引出新课】通过学生对 “镁条燃烧（耀眼白光，生成白色固体）、铁丝燃烧（火星四射，生成黑色固体）、铜丝加热（红色固体变黑色）” 的回忆，教师追问：“铝作为生活中常见金属，其与氧气反应的情况和这些金属有何不同？其他金属与酸、盐溶液又会发生怎样的反应？今天我们一同探究金属的化学性质。”
设计意图
以直观的金属应用视频激发学生兴趣，让学生感受化学与生活的紧密联系，降低学习门槛；
通过回顾旧知（金属与氧气的反应）搭建知识桥梁，自然引出新课主题，帮助学生明确学习目标。
（二）教学环节一：金属与氧气的反应
活动一：回顾常见金属与氧气的反应
【引入】金属与氧气的反应是我们最早接触的金属化学性质，现在请大家结合已有知识，梳理镁、铁、铜与氧气反应的细节。
【问题引导】教师提出问题：“请分别描述镁条燃烧、铁丝燃烧、铜丝加热的实验现象，并写出对应的化学方程式。”
【学生互动】学生分组讨论后发言：
镁条燃烧：剧烈燃烧，发出耀眼白光，生成白色固体，化学方程式为2Mg+O2点燃2MgO。
铁丝燃烧：在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，化学方程式为3Fe+2O2点燃Fe3O4。铜丝加热：红色固体逐渐变为黑色，化学方程式为2Cu+O2△2CuO。
【教师总结】教师点评学生回答，强调：“不同金属与氧气反应的条件和剧烈程度存在差异 —— 镁在空气中即可剧烈燃烧，铁丝需在纯氧中点燃才能燃烧，铜则需加热才会反应，这体现了金属活动性的差异。”
设计意图
通过回顾旧知，帮助学生构建 “金属与氧气反应” 的基础认知，为后续对比其他金属（如铝）的反应特点及归纳金属活动性顺序铺垫。
【对应训练 1】下列金属在空气中加热，能剧烈燃烧并发出耀眼白光的是（ ）
A. 镁 B. 铁 C. 铜 D. 铝
【答案】A
【解析】A 选项，镁在空气中加热时会剧烈燃烧，伴随耀眼白光并生成白色固体，符合题干描述；B 选项，铁在空气中加热仅能发生缓慢氧化，无法燃烧，只有在氧气中点燃才会火星四射，故错误；C 选项，铜在空气中加热时，表面红色固体逐渐变为黑色氧化铜，无剧烈燃烧现象，错误；D 选项，铝在空气中加热时，表面迅速形成致密氧化铝薄膜，阻止内层铝继续反应，不会出现剧烈燃烧，错误。
【对应训练 2】写出铁在氧气中燃烧的化学方程式，并指出反应类型。
活动二：探究铝与氧气的反应
【引入】铝是生活中应用广泛的金属（如铝合金门窗、易拉罐），但其与氧气的反应特点和镁、铁、铜有所不同，我们通过实验探究其反应情况。
【实验演示】教师取少量铝粉均匀铺在滤纸上，将滤纸卷起用坩埚钳夹持，在酒精灯上点燃后迅速伸入盛有氧气的集气瓶中，引导学生观察现象。
【问题讨论】教师提问：“实验中观察到了什么现象？请写出铝与氧气反应的化学方程式。”
【学生反馈】学生描述现象：“铝粉在氧气中剧烈燃烧，发出白光并生成白色固体”，书写化学方程式：4Al+3O2点燃2Al2O3。。
【教师补充】教师进一步讲解：“铝在常温下就能与空气中的氧气反应，生成一层致密且坚固的氧化铝薄膜，这层薄膜能阻止内层的铝继续被氧化，因此铝制品具有良好的抗腐蚀性能 —— 比如铝制水壶长期使用不易生锈，就是这个原因。”
设计意图
通过实验探究铝与氧气的反应，让学生理解铝的特殊化学性质（常温生成致密氧化膜），同时深化 “金属活动性与反应条件关系” 的认知。
【对应训练 3】铝制品具有良好抗腐蚀性能的原因是（ ）
A. 铝的化学性质不活泼
B. 铝不与酸、碱反应
C. 铝常温下不与氧气反应
D. 铝表面生成一层致密的氧化铝保护膜
【答案】D
【解析】A 选项，铝的化学性质较为活泼，常温下即可与氧气反应，故错误；B 选项，铝能与盐酸、硫酸等酸反应，也能与氢氧化钠等碱反应，故错误；C 选项，铝常温下会与氧气反应生成氧化铝，故错误；D 选项，铝常温下与氧气反应生成的氧化铝薄膜致密且坚固，能隔绝铝与氧气的进一步接触，从而起到保护作用，正确。
（三）教学环节二：金属与酸的反应
活动一：比较不同金属与酸的反应
【引入】除了与氧气反应，金属还能与酸发生反应。接下来我们通过实验探究铁、铜、锌三种金属与盐酸、硫酸的反应差异，分析金属的活动性规律。
【实验设计】教师引导学生思考：“要比较铁、铜、锌与酸反应的差异，需控制哪些变量？” 学生讨论后得出：金属的形状（均为片状）、酸的浓度（10%）与体积（5mL）、反应温度（室温）需保持一致，确保实验结果的科学性。
【实验操作】教师演示实验：将打磨后的铁片、铜片、锌片分别放入盛有 10% 稀盐酸和 10% 稀硫酸的试管中，学生观察并记录现象。
【现象与结论】学生分组汇报观察结果：
锌与稀盐酸、稀硫酸反应：反应较剧烈，产生大量气泡；
铁与稀盐酸、稀硫酸反应：反应缓慢，产生少量气泡，溶液由无色变为浅绿色；
铜与稀盐酸、稀硫酸反应：无明显现象。
教师总结：“能与稀盐酸、稀硫酸反应的金属是锌和铁，且反应剧烈程度为锌＞铁；铜不能与稀盐酸、稀硫酸反应，这说明三种金属的活动性顺序为锌＞铁＞铜。”
【拓展规律】教师展示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，强调：“金属活动性顺序中，金属位置越靠前，活动性越强；排在氢前面的金属能与稀盐酸、稀硫酸反应放出氢气，排在氢后面的金属则不能（注意K、Ca、Na活动性极强，与酸反应过于剧烈，需特殊注意）。”
设计意图
通过控制变量法实验，让学生直观感受金属与酸反应的差异，逐步归纳金属活动性顺序，培养实验探究与规律总结能力。
【对应训练 1】下列金属中，不能与稀硫酸反应放出氢气的是（ ）
A. 镁 B. 锌 C. 铜 D. 铁
【答案】C
【解析】根据金属活动性顺序，镁、锌、铁均排在氢前面，能与稀硫酸反应生成氢气；铜排在氢后面，无法与稀硫酸反应放出氢气，故选择 C 选项。
【对应训练 2】将等质量的锌和铁分别放入等质量、相同质量分数的稀盐酸中，产生氢气的质量与反应时间的关系如图所示，下列说法错误的是（ ）
（注：图中横坐标为反应时间 /s，纵坐标为氢气质量 /g，曲线 a 斜率大于曲线 b，最终两曲线氢气质量相等）
A. a 曲线表示锌
B. 反应消耗盐酸的总质量一定相等
C. 反应后盐酸一定没有剩余
D. 反应后锌一定有剩余
【答案】D
【解析】A 选项，锌的活动性比铁强，与酸反应速率更快，对应曲线斜率更大（a 曲线），正确；B 选项，最终生成氢气质量相等，根据氢元素守恒，消耗盐酸的总质量一定相等，正确；C 选项，若盐酸有剩余，等质量的锌和铁生成氢气质量会不同（铁生成氢气更多），而图中氢气质量相等，说明盐酸完全反应，正确；D 选项，根据化学方程式计算，等质量的锌和铁与足量盐酸反应，铁生成氢气更多；现氢气质量相等，说明盐酸不足，铁一定有剩余，锌可能有剩余，故错误。
活动二：金属与酸反应的化学方程式及置换反应定义
【引入】我们已经观察了锌、铁与稀盐酸、稀硫酸的反应，接下来请大家写出对应的化学方程式，并分析这些反应的共同特点。
【学生任务】学生独立书写化学方程式，教师巡视指导，纠正常见错误（如漏写气体符号、未配平）：
铁与稀盐酸反应：Fe+2HCl=FeCl2+H2↑；
铁与稀硫酸反应：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑；
锌与稀盐酸反应：Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑；
锌与稀硫酸反应：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。
【规律归纳】教师引导学生分析反应特点：“这些反应中，反应物均为一种单质（金属）和一种化合物（酸），生成物为另一种单质（氢气）和另一种化合物（盐），这类反应称为置换反应，其通式可表示为A＋BC=B＋AC。”
设计意图
通过书写化学方程式和分析反应特点，让学生理解置换反应的定义，建立 “反应类型 — 物质类别” 的关联认知。
【对应训练 3】下列反应属于置换反应的是（ ）
A. 2H2O通电2H2↑+O2↑
B. Fe2O3+3CO高温2Fe+3CO2
C. Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
D. CaCO3高温CaO+CO2↑
【答案】C
【解析】置换反应需满足 “一种单质 + 一种化合物→另一种单质 + 另一种化合物” 的特征。A 选项为一种物质生成两种物质，属于分解反应；B 选项反应物中无单质，不符合置换反应定义；C 选项中锌（单质）与硫酸（化合物）反应生成氢气（单质）与硫酸锌（化合物），符合置换反应特征；D 选项为一种物质生成两种物质，属于分解反应。
（四）教学环节三：金属与盐溶液的反应
活动一：探究金属与盐溶液的反应
【引入】除了与氧气、酸反应，金属还能与某些盐溶液发生反应。接下来我们通过实验探究铁、铜与硫酸铜、硝酸银、氯化钠溶液的反应，进一步完善金属活动性顺序的认知。
【实验操作】教师进行分组实验演示：将铁丝、铜丝分别放入盛有硫酸铜溶液、硝酸银溶液、氯化钠溶液的试管中，学生观察并记录现象（如下表）：
金属 硫酸铜溶液 硝酸银溶液 氯化钠溶液
铁丝 表面出现红色固体，溶液变浅绿 表面出现银白色固体，溶液变浅绿 无明显现象
铜丝 无明显现象 表面出现银白色固体，溶液变蓝 无明显现象
【结论推导】教师引导学生根据现象推导金属活动性：
教师总结：“在金属活动性顺序中，位置靠前的金属能将位于其后的金属从它们的盐溶液中置换出来（K、Ca、N除外，因它们会先与水反应）。”
设计意图
通过实验探究金属与盐溶液的反应，让学生进一步理解金属活动性顺序的内涵，培养 “现象→结论” 的逻辑推理能力。
【对应训练 1】将一定量的锌粉加入到硝酸铜和硝酸银的混合溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。下列说法正确的是（ ）
A. 若滤液为蓝色，则滤渣中一定有银和铜
B. 若向滤渣中滴加稀盐酸有气泡产生，则滤液中一定有硝酸锌和硝酸铜
C. 若滤渣中只有银，则滤液中一定有硝酸锌、硝酸铜和硝酸银
D. 若滤液为无色，则滤渣中一定有银和铜，可能有锌
【答案】D
【解析】锌的活动性为Zn > Cu > Ag，加入混合溶液后先与硝酸银反应，再与硝酸铜反应。A 选项，滤液为蓝色说明含硝酸铜，滤渣中一定有银，可能有铜（若锌不足），故错误；B 选项，滤渣加盐酸有气泡，说明锌过量，滤液中仅含硝酸锌，故错误；C 选项，滤渣只有银，说明锌仅与部分硝酸银反应，滤液中一定有硝酸锌、硝酸铜，可能有硝酸银，故错误；D 选项，滤液无色说明硝酸铜已完全反应，滤渣中一定有银和铜，若锌过量则滤渣含锌，正确。
【对应训练 2】有 X、Y、Z 三种金属，把 Y 投入 X (NO ) 溶液中，Y 表面有 X 析出；把 X 投入 Z (NO ) 溶液中，X 表面有 Z 析出。则 X、Y、Z 三种金属的活动性由强到弱的顺序是（ ）
A. Y＞X＞Z B. X＞Y＞Z
C. Z＞Y＞X D. Z＞X＞Y
【答案】A
【解析】金属能从盐溶液中置换出另一种金属，说明其活动性更强。Y 能置换出 X，说明Y > X；X 能置换出 Z，说明X > Z，故活动性顺序为Y > X > Z。
活动二：总结金属活动性顺序的应用
【引入】通过前面的实验，我们已经掌握了金属活动性顺序的内容，接下来请大家总结该顺序的具体应用。
【小组讨论】学生分组讨论后发言，教师补充整理：
判断金属与氧气反应的难易：活动性越强的金属，越易与氧气反应（如镁在空气中易燃烧，铜需加热才反应）；
判断金属与酸能否反应：排在氢前面的金属能与稀盐酸、稀硫酸反应放氢气，排在氢后面的不能；
判断金属与盐溶液能否反应：位置靠前的金属能置换出位置靠后的金属的盐溶液中的金属（K、Ca、N除外）；
设计实验验证金属活动性；
设计意图
通过归纳金属活动性顺序的应用，帮助学生构建 “规律 — 应用” 的知识体系，提升知识迁移与实际应用能力。
【对应训练 3】为验证镁、铁、铜三种金属的活动性顺序，可选用的一组物质是（ ）
A. 铜、氯化亚铁溶液、氯化镁溶液
B. 铁、铜、氯化镁溶液
C. 镁、氧化铜、硫酸亚铁溶液
D. 铁、硫酸铜溶液、氯化镁溶液
【答案】D
（五）课堂小结：梳理知识，构建框架
引导学生结合本节课内容，构建如下知识框架，明确知识间的逻辑关系：
六、板书设计
第二节 金属的化学性质
一、金属与氧气反应 （化合反应）
二、金属与酸反应 （置换反应）
1.金属活动性顺序：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
（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）排在氢前面的金属能与稀盐酸、稀硫酸反应放出氢气，而排在氢后面的金属不能与稀盐酸、稀硫酸反应放出氢气。（K、Ca、Na除外！）
2.置换反应：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。表达式：A+BC→B+AC
三、金属与盐溶液反应 （置换反应）
1.在金属活动性顺序里，位置靠前的金属可以把位于其后的金属从它们的盐溶液中置换出来。
（K、Ca、Na除外！）
2.活动性强的金属优先和活动性弱的金属的盐溶液发生反应。
七、教学反思
本节课以 “实验探究” 为主线，通过回顾旧知、实验演示、规律归纳等环节，帮助学生掌握金属的化学性质及金属活动性顺序，整体教学目标基本达成，但仍存在以下不足：
实验操作环节：部分学生在观察金属与盐溶液反应时，未注意溶液颜色变化的细节（如硫酸铜溶液变浅绿色的过程），后续需引导学生更细致地记录实验现象，同时加强实验操作的规范性指导（如金属打磨去除氧化膜的重要性）；
抽象概念理解：学生对金属活动性顺序的应用（如多金属与盐溶液的反应顺序）仍存在困难，需通过更多阶梯式练习（如从 “单一金属 + 单一盐溶液” 到 “多金属 + 混合盐溶液”）帮助巩固；
时间把控：课堂小结环节时间略显仓促，未能充分让学生自主梳理知识框架，后续需优化各环节时间分配，预留更多时间让学生参与知识归纳与讨论。
后续改进方向：
增加学生分组实验：让学生亲自动手操作金属与酸、盐溶液的反应，提升实验参与度与现象观察能力；
结合生活实例：补充更多生活中的化学现象（如 “为何不能用铁桶盛放波尔多液”），帮助学生理解金属活动性顺序的实际应用；
设计分层练习：针对不同能力水平的学生设计基础题与拓展题，确保全体学生都能掌握核心知识，同时满足学有余力学生的提升需求。

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