化学人教版九年级下册镁之大美

镁之大美中考复习之金属篇 教学设计合工大附中 张晶一教学目标知识与技能：1. 通过镁与氧气、氮气、二氧化碳的反应的复习，层次递进，归纳出金属的特性，氧化反应的本质。2. 通过镁与水、酸、盐溶液的反应，深化对金属化学性质的认识。3. 通过对镁的工业制法的探讨，提高综合运用酸碱盐、金属之间相互反应的能力过程与方法：贯穿实验与中考真题的研讨，摸索科学探究题、流程图题的解题方法与规律。情感态度价值观：1、 感受化学对生活水平，社会进步的重大作用，体会化学之美。2、逐步树立珍惜资源、爱护环境的观念。二教学重难点重点：金属性质的探究难点：中考中科学探究题的解题方法，规律三教学方法实验，集体研讨，启发诱导、情境设疑等四教学手段实验手段、多媒体技术手段（视频、图片等）5 教学过程图片引入：教师：我们曾经学过于谦的石灰吟，短短四句诗中包含了3条化学方程式。如今有人会写方程式诗呢，今年3月7日女生节，某大学男生为化学系女生挂出横幅：Mg+ ZnSO4=MgSO4+Zn ，你会翻译这条化学方程式中蕴涵的诗意吗？学生：你的美（镁）赢得了我的心（锌）； 付出我的心得到你的美； 付出我的心，不负你的美； 与美相遇，以心相许； 与你的美相见，让我的心相伴教师：同学们太有才了，那么镁到底美在哪里呢，我们一起来探究。一、探究之旅第一站：镁在空气中1.镁与氧气反应教师：大部分的金属在空气中会有什么化学反应？学生：与氧气发生氧化反应教师：镁在空气中就氧化，还是需要纯氧气才能反应？现象剧烈吗？有什么实际应用价值？学生：在空气中就能剧烈燃烧，放热，发出耀眼的白光，所以用做烟花，照明弹，燃烧弹等2Mg+O2点燃2MgO 2. 镁与氮气反应教师：镁在空气中只与氧气反应吗？请看我省去年的中考试题：【中考真题研究】(2015安徽第15题) （7+4分）某兴趣小组为验证质量守恒定律，做了镁条 在空气中燃烧的实验。(1)请写出镁条与氧气反应的化学方程式_。(2)小明发现燃烧产物的质量大于反应物镁条的质量，认为这个反应不遵循质量守恒定律。我_（“同意”或“不同意”）小明的观点，因为_。(3)小红按下图装置改进实验，验证了质量守恒定律，却发现产物中还有少量黄色固体。【提出问题】黄色固体是什么呢？【查阅资料】氧化镁为白色固体；镁能与氮气剧烈反应生成黄色的氮化镁（Mg3N2）固体；氮化镁可与水剧烈反应产生氨气，该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。【做出猜想】黄色固体是Mg3N2【实验探究】请设计实验，验证猜想实验操作实验现象及结论【反思与交流】空气中N2的含量计远大于O2的含量，而镁条在空气中燃烧生成的MgO却远多于Mg3N2，为什么呢？请给出合理的解释_。师生经过讨论，得出答案：（1）2Mg+O22MgO；（2）不同意任何反应都遵循质量守恒定律，该反应前后质量不相等的原因是空气中有气体参与了反应实验操作实验现象及结论取燃烧后的产物于试管中，加少量水，再将湿润的红色石蕊试纸放在试管口，观察现象若产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，说明燃烧产物中含有Mg3N2（3）O2比N2活泼教师：这道中考试题教会了我们什么？学生：氮气也可以助燃；镁的化学性质太活泼了；学会检验氮气；当反应物有多种时，活泼的（而不是量多的、浓度大的）优先反应。教师：大家归纳的很好，还教会了我们学会学习：题目给出了我们非常陌生的氮化镁性质的资料，我们据此设计出了检验氮气的方案，懂得现学现卖啊。3.镁与二氧化碳反应【视频】镁在干冰中燃烧由实验现象，分析反应产物：白色物质为氧化镁，黑色物质为碳。写出方程式：2Mg + CO2 点燃 2MgO + C教师：同样是镁的燃烧反应，这个反应给我们什么启发？学生：燃烧不一定需要氧气；某些情况下，通常用于灭火的二氧化碳和氧气、氮气一样也可以助燃；镁的化学性质非常活泼教师：在空气中的反应，镁与其他金属有何相同与不同的地方？学生：镁与大部分金属一样，可与氧气发生氧化反应，生成金属氧化物。不同点是，镁是较活泼金属，除了易与氧气反应外，还能在氮气、二氧化碳中燃烧，都体现了活泼的还原性。教师：镁在空气中的反应如此丰富多彩，美不胜收，共同点是什么？应该叫做什么美呢？学生：镁与空气中的成份氧气、氮气、二氧化碳都能发生剧烈的燃烧反应，发出耀眼的光芒，可命名为：镁在空气中灿烂之美2、 探究之旅第二站：镁在溶液中1.镁遇酸的反应教师：以上图片表现的是什么反应？写出有关方程式：学生板书：Mg+ 2HCl=MgCl2+H2Zn+ 2HCl= ZnCl2+H2Fe+ 2HCl = FeCl2+H2表现出：活泼性在氢之前的金属可与稀盐酸、稀硫酸反应，生成氢气；越活泼的金属与酸的反应越剧烈金属的活动性顺序为：KCaNaMgAlZnFeSnPb( H )CuHgAgPtAu，镁属于较活泼的金属。2. 镁与水的反应教师：镁可与纯水反应吗？如果反应，预测产物是什么？怎样证明我们的猜测？学生：实验！【分组实验】将2厘米长打磨后的镁条投入盛水的试管中，镁条表面有微量气泡产生教师：有反应，那么镁变成了什么？学生：氧化镁；氢氧化镁教师：怎样证明你的猜测？【分组实验】试管中滴入两滴酚酞，溶液变浅红讨论：证明有碱生成，应该是氢氧化镁教师：产生的气体是什么？学生1：根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类不变，气体应该是氢气或者氧气学生2： 根据化学方程式：Mg+ H2O= Mg（OH)2+_ 方程式的左边氢氧原子个数比是2:1，右边氢氧化镁中氢氧原子个数比是1:1，则右边氢原子过剩，所以气体产物只能是氢气而不可能是氧气。教师：Mg+ 2H2O= Mg（OH)2+H2 该反应体现的依然是镁的活泼性大于氢，所以镁可以失电子给水中的氢离子，从而置换出水中的氢。只是水中的氢离子浓度比酸中低很多，所以镁与水的反应比与酸的反应慢了很多。我们有什么办法可以加快水与镁的反应速率呢？学生：加热；增加镁的表面积；振荡试管；加催化剂3. 镁与盐溶液的反应教师：大家的方案都很好，让我们继续去年中考试题15题的附加分的研究：(4)该兴趣小组又做了镁条与盐溶液反应的实验，发现均能产生H2，实验现象如下：实验序号实验1实验2实验3与镁条反应的溶液NH4ClNaClNa2SO4H2O实验现象有大量气泡产生有较多气泡产生有少量气泡产生气泡极少加热后，实验现象气泡明显增多可闻到氨味气泡增多气泡增多气泡增多上表中，用水进行实验的目的是_。根据上表中的实验现象，请写出三条结论，并分析可能的原因（不分析原因，不得分）：_；_；_。教师：实验1、2、3与最后的实验4有何相同点与不同点？由此判断实验4的目的是什么？学生：实验1、2、3、4反应物中都含有水，不同的是实验1、2、3中还有盐，实验4只是纯水，所以该实验的目的是对照实验或空白实验。教师：很好，那么解决最后一问，“根据上表中的实验现象，请写出三条结论，并分析可能的原因”，我们依然采取这种方法：求同存异法。A. 实验1、2与3相比，相同点是都为盐溶液，不同点是，1、2含Cl-，3含SO42-。所以由实验1、2、3、4相比，得出结论：Cl- 、 SO42- 可以加快镁与水的反应B. Cl- 比SO42- 加快镁与水的反应更明显C. 实验1与2相比，相同点是都含Cl- 不同点是1为铵盐，所以由实验1与2对比，得出结论：铵盐加快镁与水的反应最明显。D. 由加热前后的实验现象对比，得出结论：加热可以加快化学反应速率E. 加热后，1中反应加快明显，原因是升温加速镁与NH4Cl溶液反应，加速氨气的逸出，使溶液的酸性增大，导致反应明显加快。【演示实验】Mg+ CuSO4=MgSO4+ Cu教师：该实验有什么现象？说明什么问题？学生：镁投入硫酸铜溶液中，迅速生成红色固体，有大量气泡生成，溶液由蓝色变成无色。说明生成了硫酸镁和铜，这是因为镁的活动性在铜之前，可以从铜的盐溶液中置换出铜。同时还有大量氢气生成，也是因为镁的活动性在氢之前，可以置换出硫酸铜溶液中的氢离子。教师：镁与硫酸铜溶液反应生成氢气的速度比镁与纯水反应产生氢气的速度快很多啊，为什么？学生：是不是硫酸铜溶液中的氢离子浓度比纯水中多？教师：就是说，硫酸铜溶液显酸性？如何证明？【学生演示实验】用PH试纸测硫酸铜溶液显酸性【小结】镁与酸、水、盐溶液的反应，都是置换反应，反应规律都是活泼单质的把不活泼的从其化合物中置换出来。只要有水存在，镁就能把氢气给造出来，所以我们如何归纳镁与溶液反应之美呢？学生：镁在溶液中轻盈之美3、 科学探究第三站：镁的制取【资料阅读】 镁是在自然界中分布最广的十种元素之一（镁是在地球的地壳中第八丰富的元素，约占2%的质量，亦是宇宙中第九多元素），但由于它不易从化合物中还原成单质状态，所以迟迟未被发现。 纯镁的强度小，但镁合金是良好的轻型结构材料，广泛用于空间技术、航空、汽车和仪表等工业部门。一架超音速飞机约有5%的镁合金构件，一枚导弹一般消耗100200公斤镁合金。有些金属（如钛和锆）生产用镁作还原剂；镁粉是节日烟花必需的原料；与塑料相比，镁合金具有重量轻、比强度高、减振性好、热疲劳性能好、不易老化，又有良好的导热性、电磁屏蔽能力强、非常好的压铸工艺性能，尤其易于回收等优点，是替代钢铁、铝合金和工程塑料的新一代高性能结构材料。20世纪50年代以前，镁的发展依附于军事工业，之后由于金属镁在民用市场和空间技术的应用得到发展，于是推动了镁的平衡增长。近几年来随着镁合金在交通、电子及通信等领域应用的增长，世界镁的消费在逐年上升并增长迅速。全世界（除中国外）有10个国家即美国、加拿大、挪威、俄罗斯、法国、意大利、前南斯拉夫、巴西、印度、朝鲜生产金属镁。2004年，世界金属镁开采量为58.4万吨， 其中，中国42.6万吨，加拿大5.4万吨，俄罗斯5万吨，以色列2.8万吨。教师：那么工业上用什么方法生产镁呢？工业生产应该关注什么问题？学生：原料来源要广；成本低；安全；环保教师：炼镁的原料有两种来源：海水中，和白云石等矿石中，所以炼镁主要方法也有两种。（一）海水提镁电解法 请写出该生产流程的主要化学反应方程式：1.贝壳煅烧成石灰：因地制宜，就地取材，节约成本 CaCO3 高温 CaO+ CO2 2.石灰制成石灰乳： CaO+ H20 = Ca(OH)23.石灰乳加入海水沉淀池中得到氢氧化镁沉淀： Ca(OH)2 + MgCl2 = CaCl2 +Mg(OH)24.氢氧化镁与盐酸反应: Mg(OH)2 + 2HCl=MgCl2+H2O5.电解熔融的氯化镁可以得到金属镁： MgCl2 通电 Mg+ Cl2 （二）皮江法热还原法教师：近20年来，我国镁产量、出口量均占全世界总量的大半，我们是否应该感到自豪？我国生产镁的大企业集中于山西、陕西等内陆省份，请问我国的镁生产主要采用哪种方法？电解法与热还原法各有什么利弊？【讨论，归纳】热还原法：工艺流程短，投资少，成本低，但生产过程中能耗大（热效率低），污染重，消耗矿产资源，属于劳动密集型产业电解法：生产过程连续，易于大规模生产而成本低，消耗海水，几乎无成本，不存在矿产的损耗，属于能源密集型产业。但无水氯化镁制备工艺难控制，需在较高温度和酸性气氛中，腐蚀设备，技术要求高。 我国镁的制取90%为热还原法，发达国家主要采取电解法。我们的生产工艺，环保意识、保护资源、节约能源的意识还需提高。【中考真题】2015年安徽卷第13题（7分）我国制碱工业先驱侯德榜发明了“侯氏制碱法”。其模拟流程如下：(1)反应的化学方程式_，反应的基本反应类型为_。(2)工业上用分离液态空气的方法制取氮气，属于_变化（填“物理”或“化学”）。(3)操作a的名称是_，实验室进行此操作所需的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、_。(4)写出NH4Cl的一种用途_。【答案】（1）CaCO3CaO+CO2分解反应（2）物理（3）过滤漏斗（4）用作化肥（其他合理答案均给分）教师：结合镁的工业制法和去年安徽中考13题，我们归纳一下流程图题的一般考点，解题方法。中考13题：流程图题源于生产实际，对化学基本知识、技能的运用，难度不大1.反应原理，即化学方程式，包括反应类型，物质的分类2.考查实验操作，如分离混合物过滤，结晶等，以及使用的仪器，如过滤中的玻璃仪器有：漏斗、烧杯、玻璃棒（及其作用）稀释浓硫酸的操作3.生产中常用技术粉碎固体反应物（2013.13 粉碎黄铁矿）：增大固体表面积，以加快反应速率；使反应充分。猜测2016：增大廉价反应物的用量4.培养情感态度价值观A.节约资源，保护环境 （如联产循环使用原料）B.化学对促进社会发展，提高人类生活质量的重要作用：研发新材料，治理污染C.了解一些物质的用途，如2012的食盐，2015年的氯化铵。教师：化学的应用造福人类，在这一过程中需要重视什么问题？学生：保护环境；节约资源；降低成本教师：那么镁的制取，美在哪里？学生：镁的制取绿色环保之美教师：通过本节课的学习，你有哪些收获？学生：复习了镁的化学性质；复习巩固了金属的化学通性；学习了镁的工业制法；研究了科学探究题、流程图题的一些解题方法；加