资源简介

金属和金属材料单元作业设计
一、单元信息
基本信息 学科 年级 学期 教材版本 单元名称
化学 九年级 第二学 期 人教版 第八单元金属和金属材料
单元组织方 式 团自然单元 重组单元
课时信息 序 号 课时名称 对应教材内容
1 金属材料 课题 1 金属材料
2 金属的化学性质 课题 2 金属的化学性质
3 金属资源的利用和保护 课题 3 金属资源的利用和保护
二、单元分析
(一)课标要求
知道金属的物理特征。
知道在金属中加入其他元素可以改变金属材料的性能；知道生铁和钢等重要 合金。
认识金属材料在生产、生活和社会发展中的重要作用。
认识常见金属的主要化学性质。
能用金属活动性顺序对有关置换反应进行判断，并能解释日常生活中的一些 现象。
了解防止金属腐蚀的简单方法。
知道一些常见金属(铁、铝等)矿物；知道可用铁矿石炼铁。
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认识废弃金属对环境的影响，知道回收金属的重要性。
了解我国资源短缺的国情。
增进对科学探究的理解，发展科学探究能力，学习基本的实验技能。
(二)教材分析
金属材料，教材首先介绍几种重要的金属，通过大量的图片和数据，使 学生认识到金属所具有的一些共同的物理性质；通过对不同金属用途的讨 论，又使学生认识到性质不是决定物质用途的唯一因素。在学生对纯金属有 了一定认识后，教材又带领学生进入了一个神奇的领域——合金世界，在这 一板块的学习中，学生认识到在金属中加入其他元素可以改变金属材料的性 能、知道了生铁和钢等重要合金在实际中的广泛应用。两个板块的内容始终 都是基于生产实践而展开的，这无疑有助于学生深刻认识认识金属材料在生 产、生活和社会发展中的重要作用。
金属的化学性质，教材中首先结合学生熟悉的镁、铁与氧气的反应，指 出金属与氧气反应的难易和剧烈程度与金属的活动性强弱有关，使学生初步 认识到不同的金属活动性强弱不同，并且还会对与之相关的反应产生影响。 紧接着，教材通过金属与稀盐酸和稀硫酸的反应及形象的卡通图片展示，是 学生在掌握反应规律的同时进一步加深了对金属活动性强弱的认识，至此， 金属活动性顺序的出现就变得水到渠成了。最后，教材中以金属盒盐溶液的 反应为载体，引出了常见金属的活动性顺序。与另外两个课题相比，本课题 的学习不仅要求学生掌握金属的主要化学性质，还要求学生“能用金属活动 性顺序对有关置换反应进行判断，并能解释日常生活中的一些现象”，具有 一定的难度。本课题以金属的活动性强弱为线索，穿插介绍了金属的三个主 要化学性质，这样一种处理方式既可以使学生清楚认识到金属活动性强弱与 金属化学性质之间的关系，同时也在一定程度上分散了金属活动性顺序教学 的难度，更加符合学生的认知规律。
金属资源的利用和保护，教材中首先以金属资源在自然界的存在形式引 入，明确“人类每年要(从金属矿物资源中)提取数以亿吨计的金属，用于 工农业生产和其他领域。其中，提取量最大的是铁”，由此顺利过渡到第一
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板块—— “铁的冶炼”。在“铁的冶炼”中，教材不只介绍了工业炼铁的原 理，还适时的结合生产实践引出化学反应中有关混合物的计算，从而让学生 了解到利用金属资源的主要途径和方法。接下来的第二板块则借助一系列数 据和资料引出了保护金属资源的有效途径：通过“现在世界上每年因腐蚀而 报废的金属设备和材料相当于年产量的 20%~40%”引出铁制品锈蚀条件的 探究活动，使学生初步了解防止金属腐蚀的简单方法，认识到防止金属锈蚀 是保护金属资源的有效途径；通过“一些矿物可供开采的年限”使学生了解 我国(金属)资源短缺的国情，认识到有计划、合理地开采矿物的重要性； 通过“废旧电池中含有铅、镍、镉、汞等，……威胁人类健康”使学生认识 废弃金属对环境的影响，知道回收金属的重要性(节约金属资源、减少对环 境的污染)等。本课题的难度在整个单元来说相对不大，主要集中在化学反 应中混合物的计算以及铁锈蚀条件的探究上。
(三)学情分析
本单元的内容与学生的实际生活联系紧密，学生在平时的日常生活中对 书本中介绍的金属都比较了解，如金属的物理性质，合金的利用及金属的锈 蚀问题等，但是学生不能将这些知识上升到与化学有关的理论上来，或是不 能用化学知识去解释生活中的常见现象。
但单从上册书本中学习还远远达不到课标的要求，学生对这些能力的掌 握深度不够，还需要在学习中不断的培养或训练。如学生对知识的再加工能 力、对给出信息的分析能力、围绕化学知识提出问题的能力、利用对比或控 制变量法设计实验的能力、归纳总结能力等都有必要在平时的课堂教学中不 断的训练、培养。
三、单元学习作业目标
(1) 促进学生较为清晰地认识金属一些性质。
(2)初步学习利用反应规律判断一类反应的发生。
(3)使学生初步学会将化学计算与实际生产结合起来。
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(4)让学生对我国资源短缺的国情有了更全面的了解，进一步形成和巩固 了利用化学为人类谋福利的社会责任感。
四、单元作业设计思路
以“金属和金属材料”这一大概念为统摄，按照课题金属材料、金属的性质 及金属资源的利用和保护为单元作业的知识结构，如图 1 所示。再根据知识结 构，整理出单元的课时主题和目标，如图 2 所示。再根据课时目标设计相关作
业。
图 1：大概念统领下的单元知识结构
图 2：单元课时主题和目标
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五、课时作业
第一课时
课时目标： 知道金属的物理特征；知道在金属中加入其他元素可以改变金属 材料的性能；知道生铁和钢等重要合金；认识金属材料在生产、生活和社会发展 中的重要作用。。
作业 1：下列有关金属及合金的说法中正确的是( )
A.合金是由两种或两种以上的金属熔合而成的具有金属特性的物质 B.在日常生活中,大量使用的常常不是纯金属,而是它们的合金 C.“真金不怕火炼”说明黄金的硬度非常大
D.铜的化学性质不活泼,所以铜制品不会生锈
1.参考答案： B
2.时间要求： 1 分钟。
3.评价设计
错选 A，不了解合金的定义；错选 C，不了解“真金不怕火炼”内涵；错选 D，不了解除了少数金属之外，很多金属都容易生锈。
4.作业分析与设计意图
设计根据基础常识，测评学生对金属的物理特征，金属中加入其他元素可以 改变金属材料的性及生铁和钢等重要合金。
作业 2：阅读下列短文，回答问题。
常温下一些金属的物理性质数据如下:
金属单质 铜 铝 锌 铁 铅
导电性(以银的导电性 为 100 作为标准) 99 61 27 17 7.9
密度/(g ·cm-3) 8.92 2.70 7.14 7.86 11.3
熔点/℃ 1 083 660 419 1 535 328
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硬度(以金刚石的硬度 为 10 作为标准) 2.5~3 2~2.9 2.5 4~5 1.5
根据你的生活经验和表中所提供的信息,分析下列问题: (1)为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制 。 (2)银的导电性比铜好,为什么电线一般用铜制而不用银制 。 (3)为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用铅制 如果用铅制,可能会出现什么情 况 。
1.参考答案：
(1)铁的硬度大,而铅的硬度比较小
(2)银的价格比较高
(3)钨的熔点高,而铅的熔点比较低;若使用铅制灯丝,灯丝容易断
2.时间要求:2 分钟。
3.评价设计
(1) 错写成熔点，对金属物理性质认识不清；
(2) 没考虑到价格因素，可能就考虑资源因素；
(3) 两个问题只回答一个，后面问题回答不准确。
前结构 单点结构 多点结构 关联结构 抽象扩展结构
(1) 无意义或空白 答案 能写出部分 因素 能写出正确因 素 一定范围内写 出正确因素 能书写拓展之 外因素
(2) 无意义或空白 答案 能写出资源 能写出价格因 素 正确书写价格 高低因素 能写出其他类 型影响因素
(3) 无意义或空白 答案 写出熔点无法 写出现象 写出熔点，写 出现象 预测实验现象 运用知识解释 其他现象
4.作业分析与设计意图
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设计有关日常生活中使用金属材料的信息，或利用互联网或其他途径收集有 关新型合金的成分、特性和用途的资料。注重知识点关联性，从学生实际出发， 进阶式作业设计满足不同层次的学生。 测评学生对金属在日常生活中应用相关知 识。
第二课时
课时目标： 认识常见金属的主要化学性质；能用金属活动性顺序对有关置换 反应进行判断，并能解释日常生活中的一些现象。
作业 1：探究锌、铜、镁的金属活动性时,下列现象、分析或结论正确 的是( )
A.盐酸的浓度可以不同
B.铜片表面有气泡
C.盛镁片的试管表面发烫
D.活动性:Cu>Zn>Mg
1.参考答案： C
2.时间要求： 1-2 分钟。
3.评价设计
错选 A，因为不了解什么是对照实验， 要控制变量；错选 B，是因为铜化学 性质不了解；错选 D，不会根据实验现象判断金属活动性。
4.作业分析与设计意图
通过实验，测评学生的对金属的主要化学性质及金属活动性顺序对有关置换 反应进行判断。
作业 2:阅读下列材料，回答问题。
科学探究可以培养学生良好的科学思维,某兴趣小组进行了金属燃烧实验:
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实验 1 2 3
步骤 将一片铝箔在空 气中用酒精灯加热 将另一片相同铝箔 伸入充满氧气的集气瓶 中,引燃 将一段镁条在空 气中用酒精灯加热
现象 铝箔不燃烧,熔 化后也不滴下,外面 立即形成一层薄膜 铝箔剧烈燃烧,发出 耀眼白光 镁条剧烈燃烧,发 出耀眼白光
试回答下列问题:
(1)进行 1、2 实验的目的是研究铝和氧气反应的剧烈程度是否与氧气的 有关。
(2)某同学分析 1、3 实验后就得出了如下结论:不同金属的活动性是不同的, 其他同学认为这个结论不可靠,你认为他们的理由是 。
(3)在实验 1 中,有同学用细针去刺破液态铝外的薄膜。观察到里面的液体铝 依然没有流出来,实验后,同学们查阅资料获知该薄膜是氧化铝,其熔点明显高于 酒精灯火焰的温度,由此推断,刺破薄膜后液态铝会迅速和 反应,又 会形成致密氧化膜,所以液态铝不会流出来。
1.参考答案： (1)浓度 (2)只用镁、铝做实验,选择的金属样品种类太少
(3)氧气
2.时间要求： 3-4 分钟。
3.评价设计
前结构 单点结构 多点结构 关联结构 抽象扩展结构
(1) 无意义或空 白答案 书写多少 书写含量 书写浓度 类似问题会总 结归纳
(2) 无意义或空 白答案 金属少 种类少 金属种类 少，难具普 遍性 能总结类似 对着实验影响 因素
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(3) 无意义或空 白答案 氧 氧气 氧化膜分析 应该是氧气 根据实验操作 或者现象总结 出相关答案。
4.作业分析与设计意图
本题借助对金属相关性质的探究,考查了发现和提出有探究价值的化学问题 并能进行相关探究的核心素养。 (1)实验 1、2 不同之处是氧气的浓度不同,所以 进行 1、2 实验的目的是研究铝和氧气反应的剧烈程度是否与氧气的浓度有关(2) 只用镁、铝做实验,选择的金属样品种类太少,不能得出不同金属的活动性不同的 结论(3)液态铝会迅速和氧气反应形成致密氧化膜,所以刺破薄膜后液态铝不会流 出来。
第三课时
课时目标： 了解防止金属腐蚀的简单方法；知道一些常见金属性质用途；知 道可用铁矿石炼铁。认识废弃金属对环境的影响，知道回收金属的重要性；了解 我国资源短缺的国情。
作业 1： 日常生活中一些铁制品经常会被锈蚀。下列做法不能起防锈作用的 是( )
①在铁制品表面镀锌 ②在铁制品表面涂油脂 ③保留铁器表面的铁锈作保护 层 ④在铁器表面刷油漆 ⑤自行车脏了用清水冲洗 ⑥用废酸液冲洗铁制污水 管道 ⑦切完咸菜后，尽快将菜刀洗净擦干
A. ②⑤ B. ②⑥⑦ C. ①③⑦ D. ③⑤⑥ 1.参考答案： D
2.时间要求： 1-2 分钟。
3.评价设计
错选其他选项是不了解金属锈蚀与氧气和水有关，同时酸性、碱性和盐 也能加快金属的锈蚀。
4.作业分析与设计意图
基于金属锈蚀的条件，补充还有哪些情况能促进金属锈蚀相关知识点。
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作业 2：“中国智慧”“中国制造”誉满全球。
(1)2018 年平昌冬奥会闭幕式上， “北京八分钟”的表演活动中，演员穿着 高 2.35 米，重量仅有 20 斤的熊猫木偶服饰进行的轮滑表演(如图 1 所示)受 到全球瞩目。
①图 1 标识的物质中，含有金属元素的是 (写一种即可)。
②铜丝线用于连接 LED 灯，主要是利用了它的 ；铝合金是 制作熊猫木偶的材料之一，主要是利用其 的性质。
(2)2018 年 5 月 13 日，中国首艘国产航母首次海试，让世人刮目相看。航 母的飞行甲板，既能承受舰载机起降时产生的强烈冲击和摩擦，也能承受舰 载机的尾流喷射，还能遭受潮湿盐雾的海洋大气环境侵蚀。由此可推知，制
造飞行甲板的材料具有的性质是 (至少答三点)。
(3) 下列有关废金属回收的说法错误的是( )
A:废金属的增多造成资源浪费
B:回收利用废金属可以带来巨大的社会效益和经济效益
C:废金属无需回收，对人类无危害
D:回收废金属可以减少环境污染
1.参考答案：
(1) 铜丝线(或铝合金)； 导电性； 密度小、延展性好
(2) 硬度大、熔点高、抗腐蚀性能强
(3) C
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2.时间要求： 1-2 分钟。
3.评价设计
前结构 单点结构 多点结构 关联结构 抽象扩展结构
(1) 无意义或空白 答案 知道金属元素 金属性质 从用途知道其 性质 能认识到物质 其他性质
(2) 无意义或空白 答案 知道金属部分 性质 判断常见金属 性质 从用途知道其 性质 能认识不同金 属物质的性质
(3)错选其他选项，不了解废弃金属对环境的影响。
4.作业分析与设计意图
会判定金属， 了解金属的性质及从金属用途推断金属的性质， 金属资源在 实际中应用。
六、单元质量检测作业
(一)单元质量检测作业内容
作业 1：人类文明进步与金属材料发展关系十分密切。
(1)下列金属制品的主要用途，利用了金属导电性的是_____ (填字 母序号)。
(2)铝不易生锈的原因是_________。
1.参考答案： (1) B
(2) 铝表面有一层致密的氧化膜
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2.时间要求:1 分钟。
3.评价设计：
前结构 单点结构 多点结构 关联结构 抽象扩展结构
(1) 无意义或空白 答案 金属性质 金属其他性质 根据用途找出 性质 能认识到物质 其他用途的性 质
(2) 无意义或空白 答案 金属易氧化 其他金属氧 化情况 根据现象总结 性质 能指出多种物 质的用途性质
4.作业分析与设计意图
从学生熟悉的金属性质入手，考查学生金属性质及用途相关知识。 理论联系 实际。
作业 2: 下图是某化学兴趣小组。设计的金属活动性顺序的探究实验。
(1)上述实验中，有气泡生成的是 (填写装置序 号)。
(2)试管 F 中出现的实验现象是 。
(3)上述实验能否证明镁、锌、铁、铜、银五种金属的活动性强弱？ 请说明理由 。
(4)我国古代“湿法炼铜”就是利用了试管 D 中的反应原理，请写出 该反应的化学方程式： 。
1.参考答案：
(1)A 和 C
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(2)铜表面有银白色固体析出，溶液由无色变为蓝色
(3)不能判断； 只能判断出镁>铁>铜>银，锌>铜，而无法确定锌与镁 和铁的活动性顺序
(4)Fe＋CuSO4 ===Cu＋FeSO4 2.时间要求:2 分钟。
3.评价设计
前结构 单点结构 多点结构 关联结构 抽象扩展结构
(1) (2) 无意义或空 白答案 实验现象 根据性质推 断实验现象 推断其他物 质现象 扩展一类金属 反应的现象
(3) (4) 无意义或空 白答案 金属活动性 化学方程式 书写 金属活动性 顺序判断 结合金属活动 性书写化学方 程式
4.作业分析与设计意图
从学生熟悉的金属性质入手，考查学生金属活动性顺序判断，书写正确化学 方程式等。
作业 3：现有 100t 含氧化铁 80%的赤铁矿石， 工业上用于冶炼生铁 (1)生铁主要是铁和________ 的合金；
(2)用化学方程式计算，用该赤铁矿石能冶炼出含杂质 3%的生铁多 少 t ？
1.参考答案：
(1)碳
(2)解：设可炼出生铁的质量为 x．
13
14
160
100t × 80%
112
( 1-3%)× x
x≈57.7t
答：可炼出含杂质 3%的生铁 57.7t。
2.时间要求:5 分钟。
3.评价设计
金属冶炼反应原理及利用化学方程式的计算， 让学生掌握一般含有杂质 相关问题的计算。
4.作业分析与设计意图
本题通过考查合金成分，金属资源冶炼，判断学生对于使学生初步学会将 化学计算与实际生产结合起来。
作业 4：金属与人类生产、生活密切相关，请回答下列问题：
( 1 )将黄铜片和纯铜片相互刻划，发现纯铜片表面留下较深的划室。 则它们的硬度大小关系是：纯铜___________ (选填“＞"或“＜"或 “=")黄铜；
(2)金属资源储量有限，下列措施能有效保护金属资源的是 ___________ (填字母)；
A. 回收利用废旧金属
B.加大对金属矿物的开采，提高金属产量
C.寻找和开发金属的替代品
D.提高防腐能力，延长金属制品的使用寿命
(3)金属锂被称为 “21 世纪的能源金属 ”，它能与稀硫酸迅速反应 生成硫酸锂(Li2 SO4 )和氢气；遇水反应生成氢氧化锂和氢气，并且放 出热量。请你写出锂与水反应的化学方程式___________ 。金属锂着
火时， ___________ (选填“能”或“不能”)用水来灭火 1.参考答案：
( 1 )＜
(2) ACD
(3) 2Li+2H2O=2LiOH+H2 t；不能
2.时间要求:3 分钟。
3.评价设计
前结构 单点结构 多点结构 关联结构
(3) 无意义或空白 答案 有关金属化 学方程式书 写 其他金属相关 化学性质及方 程式书写 能运用比较、归纳 的方法分别从化学 方程式书写
4.作业分析与设计意图
本题通过金属与人类生产、生活密切相关，让学生了解金属资源保护重要
性， 让学生对我国资源短缺的国情有了更全面的了解，进一步形成和巩固了利用 化学为人类谋福利的社会责任感。
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