资源简介

实验活动5 常见金属的物理性质和化学性质
教学设计
课题 常见金属的物理性质和化学性质 课型 新授课
教材 第八单元实验活动5（人教版）
一、教学目标
知识目标 1.通过实验探究，巩固和加深对镁、铝、铁、铜等常见金属物理性质（颜色、光泽、硬度、导电性、导热性、延展性等）和化学性质（与氧气、酸、金属化合物溶液反应）的认识。 2.掌握判断金属活动性强弱的依据和验证金属活动性顺序的方法,能设计实验验证金属活动性强弱。 3.能正确书写常见金属化学反应的化学方程式。
素养目标 1.化学观念：通过观察金属的物理性质和化学现象，理解金属反应的本质，如金属活动性不同导致反应难易和剧烈程度不同。 2.科学思维：根据实验现象进行分析，得出金属活动性顺序等结论，建立判断金属活动性强弱的模型。 3.科学探究与实践：通过设计并进行实验，提高实验设计能力和动手操作能力，培养创新思维和科学探究精神。
二、教学重难点
教学重点 1.常见金属的物理性质和化学性质。 2.判断金属活动性强弱的依据和方法。
教学难点 设计实验方案探究金属的物理性质和比较金属活动性强弱。
三、教学分析
本节教学内容出自人教版2024年版九年级化学下册第八单元《金属和金属材料》中的实验活动5《常见金属的物理性质和化学性质》。本单元是初中化学的重要内容，金属材料在生产、生活和社会发展中有着广泛的应用。而本实验活动是对金属性质知识的综合实践与深化，对于学生全面认识金属材料具有重要意义。 教材围绕金属的物理性质和化学性质展开，通过一系列实验让学生亲身体验和探究。在物理性质方面，安排了观察金属颜色光泽、比较硬度以及验证导电性、导热性和延展性等实验；在化学性质方面，涉及金属与氧气、酸以及金属化合物溶液的反应。这些实验不仅能帮助学生巩固和加深对金属性质的认识，还能培养学生的实验设计和操作能力，以及科学探究的思维方式。同时，教材中还渗透了金属活动性顺序的概念，为后续学习金属的置换反应等知识奠定基础。
四、学情分析
教学对象是九年级的学生，这个阶段的学生正处于从形象思维向抽象思维过渡的时期。在知识储备上，学生在之前的化学学习中已经对一些常见的金属有了初步的认识，但对金属的性质还缺乏系统的了解和深入的探究。他们在生活中也接触过不少金属制品，对金属的一些用途有一定的感性认识，这为本节课的学习提供了一定的生活经验基础。 在能力方面，学生已经具备了一定的实验操作技能和观察分析能力，但对于实验方案的设计和探究能力还有待提高。通过本实验活动，学生可以在教师的引导下，进一步锻炼实验设计和动手操作能力，学会运用科学的方法来探究金属的性质。 然而，学生在学习过程中可能会遇到一些困难。例如，对于金属活动性顺序的理解可能会比较抽象，需要通过具体的实验现象和实例来帮助他们掌握。而且在实验操作中，可能会出现一些不规范的操作或对实验现象观察不仔细、分析不准确等问题。因此，在教学过程中，教师要充分关注学生的学习情况，及时给予指导和帮助，引导学生积极参与实验探究，逐步培养学生的科学素养和学习能力。
五、教学过程
教学环节 教学内容 设计意图
课堂导入 【图片展示】常见的金属制品：青铜、不锈钢、铝箔。 【讲解】同学们，在我们的生活中，金属无处不在，从日常的餐具到高科技的电子产品，都离不开金属。金属分为纯金属和合金，各种金属的物理性质和化学性质具有相似性。 【问题】大家先回忆一下，金属具有哪些物理性质和化学性质？ 【学生思考】回答：金属具有光泽、能导电、导热等；金属能与氧气、稀盐酸、金属化合物溶液反应等。 【讲解】非常好，金属在现代社会的各个领域发挥着至关重要的作用，所以我们要熟悉金属的性质，以便更好地应用金属材料。今天，就让我们通过实验活动，一起来探究常见金属的物理性质和化学性质。 以提问的方式引导学生思考，鼓励他们积极参与到课堂讨论中来，让学生带着问题去学习，提高他们的课堂参与度和主动性。
任务一 金属的物理性质 活动一：探究金属的颜色、硬度 【师生活动】 教师展示镁片、铝片、铁片、铜片，让学生观察并描述它们的颜色和光泽。 教师：“大家仔细观察这几种金属，然后告诉我它们的颜色和光泽有什么特点。” 学生：“镁片、铝片、铁片是银白色，有金属光泽；铜片是红色，有金属光泽。” 教师评价并总结：“非常好，大家观察得很仔细。这就是这几种常见金属的颜色和光泽特点。接下来，我们要通过相互刻画的方法，比较铜片和铝片、铜片和黄铜片的硬度。” 教师演示相互刻画的实验，将铜片和铝片相互刻画，铜片和黄铜片相互刻画，然后让学生观察现象并得出结论。 教师：“现在大家看看，相互刻画后，金属表面有什么变化？” 学生：“铝片上有划痕，说明铝片硬度＜铜片硬度；铜片上的划痕较黄铜片深，说明铜片硬度＜黄铜片硬度。” 教师：“很好，通过这个实验我们可以知道，合金的硬度一般大于其组成金属的硬度。” 活动二：探究金属的导电性、导热性和延展性 【引入】我们已经了解了金属的颜色、光泽和硬度等物理性质，那金属还有哪些其他的物理性质呢？接下来，请同学们自己设计并进行实验，证明金属具有导电性、导热性、延展性。 【师生活动】 教师提出问题：“同学们，现在请大家思考一下，如何设计实验来证明金属具有导电性、导热性、延展性呢？” 学生分组讨论，然后每组派代表发言，阐述自己的实验设计方案。 教师对学生的方案进行评价和指导，选择可行的方案进行实验。 学生进行实验操作，教师巡视指导。 对于导电性实验，学生将铁丝或铜丝接入电路，观察小灯泡的变化。 教师：“大家观察到什么现象了？” 学生：“小灯泡变亮了，说明铁丝或铜丝能导电。” 对于导热性实验，学生加热铁丝一端，过一会儿触摸另一端。 教师：“触摸后有什么感觉？” 学生：“铁丝另一端也变热了，说明铁丝能导热。” 对于延展性实验，学生捶打铝片，观察铝片的变化。 教师：“铝片有什么变化？” 学生：“铝片变薄变大了，说明铝片有延展性。” 教师总结：“通过这些实验，我们证明了金属具有导电性、导热性、延展性。接下来我们再来总结下金属的共性和特性，如大多数金属有光泽、能导电、能导热、有延展性、能弯曲等，但也有部分金属有物理特性，像铜是红色，金是黄色，常温下汞是液态。” 通过直观的观察和简单的实验操作，让学生对金属的颜色、光泽和硬度等物理性质有初步的认识，培养学生的观察能力和实验操作能力。 让学生自己设计实验，培养学生的实验设计能力和创新思维。通过实验操作，加深学生对金属物理性质的理解和掌握。
任务二 金属的化学性质 活动一：探究金属与氧气的反应 【引入】我们已经知道了金属的一些物理性质，那金属的化学性质又是怎样的呢？在生活中，我们会发现一些金属制品时间久了会生锈，这其实就是金属与氧气发生了反应。下面我们通过实验来探究金属与氧气的反应。 【师生活动】 教师用坩埚钳夹取一块铜片，放在酒精灯火焰上加热，让学生观察铜片表面的变化。 教师：“大家仔细观察，加热过程中铜片表面有什么变化？” 学生：“红色铜片表面逐渐变黑。” 教师：“很好，那为什么会变黑呢？这是因为铜和氧气在加热的条件下发生了反应，生成了黑色的氧化铜。反应的化学方程式为2Cu + O2 == (△) 2CuO。” 教师引导学生回顾之前学过的知识，总结不同金属与氧气反应的情况。 教师：“除了铜，其他金属与氧气反应的情况是怎样的呢？大家想一想。” 学生：“铝、镁可以在常温下与氧气反应，铁、铜等在常温下几乎不与氧气反应，但在高温时能与氧气反应，金在高温时也不能和氧气反应。” 教师：“非常棒，我们可以用化学方程式来表示这些反应。2Mg+O2=2MgO，4Al+3O2=2Al2O3，3Fe + 2O2=== (点燃) Fe3O4，2Cu + O2 == (△) 2CuO。从这些反应中我们可以看出，不同金属与氧气反应的难易程度不同，这也反映了金属的活动性不同。” 活动二：探究金属与稀盐酸（或稀硫酸）的反应 【引入】在生活中，我们有时会看到一些金属制品遇到酸会发生反应。那不同金属与酸反应的情况一样吗？下面我们通过实验来探究一下。 【师生活动】 教师向4支试管中分别放入少量镁条、锌粒、铁片、铜片，然后各加入5mL稀硫酸，让学生观察现象。 教师：“大家仔细观察，金属与稀硫酸反应时，有什么现象发生？” 学生：“镁剧烈反应，有大量气泡；锌反应较剧烈，有较多气泡；铁反应，有少量气泡；铜无明显现象。” 教师：“非常好，当我们将燃着的木条点燃生成的气体时，会发出爆鸣声，这说明生成的气体是氢气。那根据这些现象，我们可以写出相应的化学方程式。” 教师引导学生写出化学方程式：Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑，Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，Fe+2SO4=FeSO4+H2↑，Cu+H2SO4不反应。 教师总结：“从这些实验和化学方程式可以看出，镁、锌、铁能与稀硫酸反应生成氢气，而铜不能，这说明镁、锌、铁的金属活动性比铜的强。我们可以依据金属能否与稀盐酸或稀硫酸反应，来判断金属活动性强弱，能反应的活动性大于不能反应的。” 活动三：探究金属的活动性顺序 【引入】我们已经知道可以根据金属与氧气、酸的反应情况来判断金属活动性强弱。那对于铁、铜、银这三种金属，它们的活动性顺序是怎样的呢？下面我们通过实验来比较它们的活动性。 【师生活动】 教师提出问题：“同学们，现在请大家设计实验方案，比较铁、铜、银的金属活动性。” 学生分组讨论，设计实验方案。 教师展示几种可行的实验方案，如方案一、方案二、方案三，并让学生进行实验操作，观察现象，得出结论。 方案一方案二方案三步骤一：分别将铁、铜、银插入稀硫酸中 步骤二：将铜丝插入硝酸银溶液中分别将铁丝、银丝插入硫酸铜溶液中将铜丝分别插入硫酸亚铁溶液和硝酸银溶液中
对于方案一： 学生进行实验，观察到①中有气泡产生，②③无明显现象；铜丝表面有银白色固体生成，溶液由无色变为蓝色。 教师：“根据这些现象，我们可以得出什么结论呢？” 学生：“铁的活动性比铜、银强，铜的活动性比银强，活动性由强到弱的顺序是铁＞铜＞银。” 教师对其他方案也进行类似的引导和总结，同时介绍验证三种金属活动性顺序的方法，如“先用酸区分出氢前金属和氢后金属；再用一种金属与另一种金属的化合物溶液反应”“两金夹一盐”“两盐夹一金”。 通过实验和知识回顾，让学生了解金属与氧气反应的情况，培养学生的观察能力和知识总结能力，同时让学生认识到金属活动性的差异。 通过实验观察和化学方程式的书写，让学生了解金属与酸反应的情况，掌握判断金属活动性强弱的一种方法，培养学生的实验观察能力和化学方程式书写能力。 让学生自己设计实验方案，培养学生的实验设计能力和逻辑思维能力。通过实验操作和结论分析，加深学生对金属活动性顺序的理解和掌握。
六、课堂小结
七、板书设计 实验活动5 常见金属的物理性质和化学性质 一、金属的物理性质 1.颜色和光泽 2.硬度 3.导电性、导热性、延展性 二、金属的化学性质 1.与氧气反应 2.与酸反应 3.金属活动性比较
八、随堂练习 1. 钨用来制造白炽灯的灯丝，下列说法不正确的是（ ） A．钨属于金属 B．钨具有导电性 C．钨的熔点高 D．钨的化学性质活泼 【答案】D 2.为探究金属的化学性质，某同学设计了如图实验： (1)图甲中刚开始无气泡产生，一段时间后产生大量气泡，原因是铝表面有一层________________。 (2)图乙中Y型管右侧发生反应的化学方程式是 ____________________________________。 (3)图乙待Y型管右侧反应结束后，倾斜Y型管，使右侧反应后的溶液进入左侧，对左侧反应后物质进行探究，下列叙述正确的是_______。 ①若Y型管左侧溶液为无色，则溶液中溶质只有硝酸锌 ②若Y型管左侧溶液为蓝色，则溶液中溶质成分有两种可能 ③若Y型管左侧锌片表面有红色固体附着，则固体中一定有铜和银 【答案】(1)氧化铝薄膜；（2）Cu+2AgNO3 = 2Ag+ Cu(NO3)2；（3）①② 3.利用下图所示装置研究金属的性质。 (1)写出实验A中反应的化学方程式。 (2)写出实验C中的现象。 (3)由实验A、B、C或A、D均可验证铁、铜、银的金属活动性顺序。请完成实验D的图示。 【答案】(1) Cu+2AgNO3 = 2Ag+ Cu(NO3)2； (2) 铁丝表面产生气泡，溶液由无色逐渐变成浅绿色 (3) 4. 4 .刻蚀金属画：用粗木棍在涂有蜡的铁片上写“化”字，露出下面的铁片。 ①向“化”字上滴加硫酸铜溶液，一段时间后，经洗涤、烘干，即可制作出一幅金属画，该过程中发生反应的化学方程式为_________________________________。 ②向“化”字上滴加硫酸镍溶液，也可达到刻蚀金属画的目的，从金属活动性顺序的角度推测其原因是_____________________。 【答案】①Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4 ②镍的金属活动性比铁弱，硫酸镍溶液能够与铁反应
九、教学反思
在本次教学中，通过实验探究的方式让学生了解常见金属的物理和化学性质，学生参与度较高，对知识的理解也更为深刻。实验环节激发了学生的学习兴趣，培养了他们的动手能力和科学思维。但在教学过程中也存在一些不足，比如部分实验现象不够明显，导致一些学生观察不清晰；在引导学生设计实验比较金属活动性顺序时，部分学生理解困难，花费时间较多。在今后的教学中，要提前做好实验准备，确保实验效果；对于难点知识，要采用更通俗易懂的方式讲解，加强对学生的引导和启发。

展开更多......

收起↑