《寻找金属变化的规律》的研究性学习教学设计

研究性学习设计作者姓名huangjiancheng任职单位wzohlaqz学科科学年级九年级单元标题探索物质的变化研究性学习名称寻找金属变化的规律小组成员每小组由4人组成所需时间课内2课时，课外1课时【学习目标】（或概述）1、通过小组合作探究活动，提高收集信息、实验探究、合作交流的能力。2、了解常见金属的主要性质和用途，形成物质性质决定用途的思想方法。3、通过典型金属和酸以及某些盐的反应，认识金属活动性顺序。4、了解置换反应的特点。【情境】金属是我们在生活中常见的、应用广泛的材料。科学来自于生活，服务于社会。研究性学习内容从金属的用途着手，分析了金属的性质与用途之间的关系，从而归纳出金属的一般特征。通过实验探究，深入分析决定金属化学性质的内在原因与金属活泼性顺序有关。从感性的认识上升到理性水平，再运用理性知识指导解决实际问题，符合认知规律。【任务与预期成果】1、课外布置探究任务，按照探究活动的程程进行，尽可能从各个角度收集材料，课堂上以小组为单位汇报调查情况。每一小组将自己收集的资料完成编制成任务报告。2、课内实验探究镁、锌、铜的活动性顺序。3、了解常见金属的主要性质和用途，形成物质性质决定用途的思想方法。【过程】（过程要体现研究性学习的主要环节）第一课时引入：出示元素周期表，在100多种元素中，通常分几类元素？（金属元素和非金属元素）一、哪些物质是金属？【读图】课本P31 图1-32部分金属，1、能发现这些金属的名称有什么特点？2、用红笔圈出你知道名称的金属，用蓝笔圈出你用过其制品的金属。【讨论】1、金属是我们在生活中常见的、应用广泛的材料。在日常生活中哪些地方用到金属？（生活用品、房屋建筑、交通工具、工农业生产等）2、金属有哪些物理性质？（有光泽、比较硬、有延展性、有导电性、导热性、具有一定的熔点和沸点等）【探究】金属的用途与金属性质的关系？1、根据常见金属的一些物理性质，推测用途小组汇报课外调查报告2、设计实验方案：我们要寻找金属的性质和用途之间的关系，我们的实验方案中需要包括什么内容？3、通过实验，我们收集到的事实证据有：金属名称主要的物理性质用 途4、把探究结果与同学交流，看谁获得了更丰富的证据和更准确的结论。过渡：前面所谈的性质是金属的一些物理性质，金属还有哪些化学性质？二、金属的化学性质【讨论】你已知金属有哪些化学性质？铁会生锈、铜会长出铜绿、铁与氧气反应生成四氧化三铁、铁与盐酸反应生成气体1、金属能与氧气反应【实验】1、镁带、铜丝分别在酒精灯上加热。哪根会燃烧？冷却后，有什么现象？点燃现象：镁发出耀眼的白光，生成新的白色固体。铜表面的颜色变成黑色的氧化铜（CuO）。原因：2Mg+O2= 2MgO 2Cu+O2=2CuO2、 将不燃烧的那根金属插入盛有盐酸的试管中，观察现象。现象：黑色物质溶解，溶液变蓝色。结论：通过实验证明许多金属能与氧气反应。有些金属在氧气中能燃烧（如K、Ca、Na 、Mg、Al、Fe）；有些不能，但能在加热的条件下与氧气反应生成氧化物（如Cu）第二课时2、金属能与酸反应【思考】铝锅能盛酸性或碱性物质吗？【实验】将铝片放入盛有稀盐酸的试管中，有什么现象？复习酸的性质之一：酸能与某些金属反应生成盐和氢气。现象：铝的表面产生气泡。原因：2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2金属铝表面易氧化生成一层致密的氧化铝保护膜，它能阻止金属铝继续被空气氧化。但酸性物质或碱性物质会破坏铝的氧化膜，进而腐蚀金属铝。（碱能与氧化铝反应，生成偏铝酸盐，故铝锅不能装碱性物质）进而腐蚀铝。因此铝制容器不能盛酸性或碱性物质。【思考】是否所有的金属都会被酸腐蚀？【实验】1、将少量的镁条、锌粒、铜片分别放入盛有稀盐酸的试管中，有什么现象？现象：镁条、锌粒的表面产生气泡，铜片表面无现象。原因：Mg+2HCl=MgCl2+H2 Zn+2HCl=ZnCl2+H22、用拇指按住盛有锌粒和稀盐酸的试管口，将燃着的火柴接近试管口，有什么现象？现象：会发生爆鸣声此气体为氢气（实验室常用铁、锌与稀盐酸反应制取氢气）3、取少量的镁条、锌粒、铜片分别放入盛有稀硫酸的试管中，有什么现象？试验产生的气体。现象：镁条、锌粒的表面产生气泡，铜片表面无现象。原因：Mg+H2SO4=MgSO4+H2 Zn+ H2SO4=ZnSO4+H2 产生的气体为氢气。【结论】只有活泼的金属才能与酸反应生成盐和氢气。【思考】1、上述四个化学反应与我们学过的化合、分解、复分解反应有什么不同？得出：置换反应由一种金属和一种化合物起反应生成另一种金属和另一种化合物起反应生成的反应。【讨论】比较置换反应、化合反应、分解反应、复分解反应的共同点和不同点。共同点：都是化学反应不同点：反应类型反应物生成物化合反应两种或两种以上一种分解反应一种两种或两种以上复分解反应两种化合物两种新化合物置换反应一种单质和一种化合物一种新单质和一种新化合物不同点也可以用字母表示：化合反应：A+B+C（A、B、C代表纯净物）分解反应：AB+C +（同上）复分解反应：AB+CDAD+CB（一般在酸、碱、盐溶液中进行，AB、CD、AD、BC代表不同的化合物，AB与CD互相交换成分生成新的化合物AD与CB）置换反应：A+BCB+AC（A与B代表单质，BC与AC代表化合物）通过比较的方法，寻找规律，加以区别，加深对概念的理解。【练习】每组分别写出归类为置换反应、化合反应、分解反应、复分解反应的两条化学方程式。（复分解反应一般在酸、碱、盐溶液中进行，回避金属氧化物与酸、非金属氧化物与碱的反应，关于氧化物与酸、碱溶液反应的分类，目前有不一致的看法）3：金属能与盐溶液反应【情景设计】能否从硫酸铜溶液中提取铜？【实验】在盛有硫酸铜溶液的试管里浸入一段洁净（除去锈、油）的铁丝，过一会儿取出，有什么现象？现象：铁丝的表面覆盖一层红色的固体物质。原因：Fe + CuSO4= FeSO4 + Cu，铁能把铜从硫酸铜溶液中置换出来提问：该反应属于哪一类？置换反应设疑：能否用铜从硫酸亚铁溶液中提取铁单质？【实验】在盛有硫酸亚铁溶液的试管里浸入一段洁净的铜丝，过一会儿取出，有什么现象？现象：没有现象发生原因：铜与硫酸亚铁不能发生化学反应，铜不能把铁从硫酸亚铁溶液中置换出来。而铁能把铜从硫酸亚铁溶液中置换出来，这是因为铁的化学性质比铜活泼。【实验】在盛有硝酸银溶液和硫酸锌溶液的试管中，分别浸入一段洁净的铜丝，一会儿取出。有什么现象？能判别什么？判别：Ag、Zn与Cu的活动性大小顺序，若能置换，意味着Cu的活动性比Ag、Zn强。现象：放在硝酸银溶液中的铜丝表面覆盖一层银白色固体物质，放在硫酸锌溶液中的铜丝没有现象。原因：活动性大小顺序是ZnCuAg反应：Cu + 2AgNO3 = Cn(NO3)2 + 2Ag根据以上实验事实，比较铜、银、锌的活动性大小顺序为： 【探究】1、提出问题：要比较Mg、Zn、Cu的活动性大小，实验如何设计？你能总结出方法吗？若将H也列入其中，如何排列？2、实验设计：（分小组完成设计方案）3、评价与交流：学生自评、互评、教师评价4、得出结论：【教师总结】根据金属甲是否可以将另一种金属乙从它（乙）的盐溶液中置换出来，来比较两种金属活动性大小，若能，则活动性甲乙；反之则乙甲。根据上述实验现象，比较Cu与Zn、Mg的活动性大小顺序：Mg、ZnHCu经过许多实验，人们总结出一些常见金属的金属活动性顺序如下：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb ( H ) Cu Hg Ag Pt Au【学法指导】1、排在金属活动性顺序表H前的金属能与酸起反应生成氢气，而排在金属活动性顺序表H后的金属不能与酸起反应生成氢气。2、一种活动性较强的金属能把另一种活动性较弱的金属从它的盐溶液中置换出来【思考】1、为什么Cu不能与酸反应制取氢气，Cu不能把Fe从FeSO4溶液中置换出来？请你用金属的活动性顺序分析一下。2、为什么铝锅不能装酸性物质？能否用锡壶装酸性物质？3、能否用铁制的容器配制浸种用的波尔多液（含硫酸铜）？【总结】金属的化学性质：1、金属 + 氧气金属氧化物2、金属 + 酸 盐 + 氢气3、金属 + 盐 新金属 + 新盐【评价设计】研究性学习设计方案评价1、此评价表为学生自评与互评评价项目良好：5颗星一般：4颗星较差：3颗星差：2颗星自评同学评自评同学评自评同学评自评同学评探究问题设计能力实验操作能力合作能力发言情况活动结果2、教师的评价点探究一：课外收集信息，探究金属的用途与金属性质的关系。收集的信息是否比较全面，如金属的常见物理性质、金属的用途，分析金属的用途与它们具有的物理性质间有什么关系是否合理，准确，能否准确得出性质决