第2节金属的化学性质第2课时（教学设计）科学浙教版九年级上册

第2节金属的化学性质第2课时（教学设计）年级九年级授课时间课题第2节金属的化学性质（第2课时）学情分析本节内容选自浙教版九上第2章第2节，本节主要内容：金属与氧气的反应；金属与酸的反应；金属的活动性顺序；防止金属腐蚀的常用方法。本节以金属的​​化学性质​​为主线，通过实验探究建立金属与氧气、金属与酸的反应规律及置换反应概念；以​​金属活动性顺序​​为理论核心，揭示反应本质——电子转移、应用逻辑——强置换弱；最终导向​​金属腐蚀防护​​的实践意义，体现“性质决定用途”的科学观念，培养学生资源保护意识。在知识基础与认知层面学生已掌握常见金属的物理性质，如延展性、导电性等，以及金属元素符号，如Fe、Cu、Al等。了解基础化学反应类型，如化合反应、分解反应、复分解反应，但对​​置换反应​​概念陌生。学生接触过氧气与金属的反应，如Mg的燃烧，但未系统比较不同金属的活动性差异。本节的主要内容是金属的活动性与金属的化学性质，对于置换反应的本质——电子转移抽象性强，学生可能缺乏粒子运动视角，金属活动性顺序的应用易与复分解反应混淆。学生具备现象归纳能力，但​​规律推理​​逻辑链条不完整。易忽略“结构决定性质”的思想，如铝的氧化膜保护作用。本节内容拟用2课时完成。教学目标科学观念：掌握金属活动性顺序表及其意义；理解活动性规律；了解金属锈蚀的条件及防止腐蚀的方法。科学思维：设计实验方案探究金属活动性强弱；运用活动性顺序预测反应可能性。探究实践：完成铁与硫酸铜、铜与硝酸银的置换实验；进行铁生锈条件的探究实验。态度责任：评价金属防锈措施，如铁器刷漆、铝制品保护膜；讨论合理使用金属资源。

教学重难点重点：金属活动性顺序的应用、探究铁生锈的条件难点：金属活动性顺序的应用教学准备课件、课本、视频、活动器材等教学过程教师活动学生活动新课导入在做金属和酸的反应过程中，我们发现：不同金属和酸反应的剧烈程度不同。如镁和盐酸反应更剧烈，放出氢气速率更快，而锌较为缓慢，铜则不能和酸反应。这是为什么呢？新知讲授一、金属的活动性顺序有些金属化学性质稳定，而有些金属化学性质活泼，化学性质活泼的金属与酸反应更为剧烈。为了比较不同金属的化学性质，我们可以用金属的化学活动性顺序来表示。怎样设计实验比较两种金属的活动性顺序呢？探究：比较铁与铜、铜与银的化学活动性我们知道，有些金属能与酸反应，有些金属不能与酸反应。如果把一种金属浸入另一种金属的盐的溶液中，相互之间能发生反应吗？让我们一起探寻它们的反应规律。【实验药品】铜丝、铁丝、FeSO4溶液、CuSO4溶液、AgNO3溶液。1.提出问题、建立假设根据研究的内容及已有的知识，我们假设：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的水溶液中置换出来。2．设计实验方案：（1）铁和铜的活动性比较：在盛有硫酸铜溶液的试管里浸入一段洁净的（经过除油、除锈处理）铁丝，过一会儿取出，如图所示。你也可以有其他的实验方案，与同学进行交流。实验现象：铁丝表面出现红色固体，溶液由蓝色变为浅绿色化学方程式：Fe实验结论：金属活动性：Fe＞Cu（2）铜和银的活动性比较：根据实验室提供的药品设计可行的方案，与同学进行交流。根据你设计的方案进行实验，画出装置图，记录观察到的现象，写出发生反应的化学方程式。方案：在盛有硝酸银溶液的试管里浸入一段洁净的（经过除油、除锈）铜丝，过一会儿取出，观察有什么变化。实验现象：铜丝表面出现银白色固体，溶液由无色变为蓝色化学方程式：Cu实验结论：金属活动性：Cu＞Ag综上：铁、铜、银的化学活动性是Fe＞Cu＞Ag思考与讨论1．设计实验比较镁、锌、铜的活动性，并从强到弱列出三者活动性顺序。设计：将两个相同锌片分别插入装有等量硫酸镁和硫酸铜溶液的试管中；现象：插入硫酸镁溶液的锌片无现象，插入硫酸铜溶液中的锌片表面出现红色固体，溶液逐渐变为无色；结论：金属活动性Mg＞Zn＞Cu2．如果把氢也列入其中，应如何排列？可将三种金属丝分别插入稀盐酸中，观察是否有气泡产生。实验可知：镁和锌能与盐酸反应，铜不与盐酸反应。活动性顺序：Mg＞Zn＞H＞Cu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：我们可以应用金属活动性顺序表做些什么？金属活动性顺序的应用（1）比较金属活动性强弱金属的位置越靠前，金属活动性越强K＞Ca＞Na＞Mg＞Al＞Zn＞Fe＞Sn＞Pb＞(H)＞Cu＞Hg＞Ag＞Pt＞Au（2）判断金属能否和酸反应置换出盐酸、稀硫酸中的氢排在氢（H）之前的金属能与稀盐酸、稀硫酸反应生成氢气金属（氢之前）+酸=盐+氢气注意：金属K、Ca、Na因其太活泼，很容易与水发生反应生碱和氢气，生成的碱再与酸和盐等物质反应。（3）判断金属能否与金属的盐溶液发生置换反应位于前面的金属能把位于其后面的金属从它们的盐溶液里置换出来（K、Ca、Na除外）金属（活动性强）+盐=金属（活动性弱）+盐思考与讨论若将锌片插入硫酸亚铁和硫酸铜混合溶液中，锌先与谁发生反应呢？由于金属活动性Zn＞Fe＞Cu，锌和铜的活动性差异更大，故锌先与硫酸铜发生反应置换出铜Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu，当硫酸铜被反应完，剩余的锌再与硫酸亚铁发生反应置换出铁，Zn+FeSO4=ZnSO4+Fe。多个置换反应的顺序当有多个置换反应都能发生时，在活动性顺序中金属之间间隔远的，反应先发生。一个置换反应结束后，另一个置换反应才会发生。思考与讨论金属活动性顺序说明金属具有怎样的化学性质？它对置换反应的发生有何意义？金属活动性顺序说明排在前面的金属比排在后面的金属活泼。它可以用来判断金属与金属的盐溶液之间能否发生置换反应，只有排在前面的金属才能与排在其后面的金属的盐溶液发生置换反应。湿法炼铜技术是我国古代劳动人民发明的，我国是世界上最早使用湿法炼铜的国家。其原理是：先用硫酸将铜矿中的铜转变成可溶性的硫酸铜，再将铁放入硫酸铜溶液中把铜置换出来，Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，如图所示。思考与讨论1．根据金属活动性顺序表判断能否用锡壶装酸性物质，并说出理由。 不能。因为在金属活动性顺序中锡排在氢的前面，锡能与酸性物质反应。2．能否用铁制的容器配制浸种用的波尔多液（含硫酸铜）？为什么？不能。因为在金属活动性顺序中，铁排在铜的前面，能把铜从它的盐溶液中置换出来。反应原理：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。阅读化学反应中的电子转移把金属锌放入硫酸铜溶液中，可发现银白色的金属锌表面镀上了一层紫红色的铜。为什么铜离子会从溶液中析出变成金属铜，而金属锌则变成锌离子进入溶液？在以上化学反应中，金属锌失去电子（电子用e表示）变成锌离子进入溶液，而铜离子得到电子变成了金属铜。上述反应的过程实际上是电子转移的过程，可以表示为： 在这个实验中，金属锌失电子的能力比铜强，或者说铜离子得电子的能力比锌离子强，反应就发生了。因此，金属活动性顺序表在某种意义上也表示了金属得失电子能力的强弱。二、防止金属腐蚀的常用方法金属材料，特别是钢铁，日久之后表面往往会失去光泽，产生锈蚀现象，以致强度降低，不能继续使用。据统计，每年由于锈蚀而直接损失的钢铁材料约占年产钢铁量的四分之一。金属为什么会锈蚀？产生锈蚀的条件有哪些？活动实验室提供如下材料：带塞子的试管若干支、普通铁片（或铁钉）、蒸馏水、干燥剂（生石灰）。 1．根据上述材料，小组里的同学一起设计实验方案并画出实验装置图。实验方法：控制变量实验现象：几天后，铁钉在水和空气中生锈最严重，蒸馏水和干燥空气中铁钉未生锈2．按实验方案进行实验，得出金属锈蚀的条件：同时与空气和水接触。 3．取一块纯铁片，按上述锈蚀条件进行实验，它生锈了吗？为什么？若用一块纯铁片来进行上述实验，反而不易发生锈蚀现象。由此可见：金属的锈蚀既与周围环境里水、空气等物质的作用有关，也与金属内部的结构有关。根据金属锈蚀的条件，讨论金属防锈蚀的常用方法。思考与讨论调查生活中常用的金属防锈蚀的措施。你还知道哪些金属防锈蚀的措施？生活中的金属防锈蚀的措施有：涂油漆、干燥保存、表面用油膜保护以隔绝氧气等。金属防锈蚀的原理：就是破坏金属生锈的条件，隔绝氧气、水或改变金属内部结构。了解金属化学性质越活泼，与酸反应越剧烈探究铁、铜、银的化学活动性，设计方案、观察现象、得出结论思考怎样设计实验比较金属活动性了解金属活动性顺序及其应用了解多个置换反应的先后顺序了解金属活动性顺序对置换反应应用了解湿法炼铜原理理解置换反应的实质思考金属的锈蚀原理探究铁生锈的原理了解防止金属锈蚀的原理、方法和措施课堂小结1.金属的活动性顺序（1）金属活动性顺序金属活动性顺序的应用①金属的位置越靠前，金属活动性越强②位于氢（H）之前的金属能置换出稀盐酸、稀硫酸中的氢，生成氢气③位于前面的金属能把位于后面的金属从其盐溶液中置换出来（K、Ca、Na除外，它们过于活泼先和水反应）实质：金属活动性顺序表在某种意义上也表示了金属得失电子能力的强弱。注意：当有多个置换反应都能发生时，在活动性顺序中金属之间间隔远的，反应先发生。一个置换反应结束后，另一个置换反应才会发生。如在硫酸亚铁和硫酸铜的混合溶液中加入锌粒，锌先和硫酸铜反应，反应完毕后，若锌有剩余，才和硫酸亚铁反应。（2）湿法炼铜：Fe+CuSO4=Cu+FeSO43.防止金属腐蚀的常用方法（1）铁生锈（实验：控制变量）①铁生锈的条件：铁与氧气（或空气）、水共同接触时容易生锈，在干燥的空气中或有水无氧气（或空气）的环境中，不容易生锈。同时，铁的锈蚀还与铁内部的结构有关。②环境中的某些物质（如酸、盐溶液等）会加快铁的锈蚀。③蒸馏水煮沸并迅速冷却的目的是除去水中溶解的氧气；植物油的作用是隔绝氧气。（2）金属防锈的常用方法原理：隔绝氧气和水蒸气①保持金属制品表面的洁净与干燥；②在金属制品表面通过物理或化学方法制作一层保护膜，如刷油漆、涂机油、电镀等；③改变金属内部结构，如制成不锈钢等。