课题3 防止金属腐蚀的措施 第1课时（教学设计）化学沪科版五四学制2024九年级全一册

该初中化学教学设计聚焦金属活动性顺序核心知识，通过金属发展史图片与生活实例（铜器、铝锅、铁钉）导入，衔接学生已学的金属性质，搭建从具体现象到抽象规律的学习支架，引导探究金属化学性质及活动性顺序。 以实验探究为主线，学生动手操作金属与酸、盐溶液反应，结合“湿法炼铜”历史案例与波尔多液应用，培养科学探究与实践能力，通过现象归纳规律建立化学观念，提升学生逻辑推理与解决实际问题能力，助力教师高效开展分层教学。

课题3 防止金属腐蚀的措施 第1课时 金属的活动性顺序 一、知识目标 1. 通过实验探究，准确描述金属与稀硫酸、盐溶液反应的现象，书写相关化学方程式，归纳金属与酸、盐发生置换反应的化学性质。 1. 分析多组金属与酸、盐溶液反应的现象，识别并运用金属活动性顺序判断反应能否发生，设计简单实验验证不同金属的活动性强弱。 1. 分析“湿法炼铜”等实例，运用金属活动性顺序解释或预测生产中的物质转化，体会其在物质分离和制备中的应用价值。 二、核心素养目标 1. 宏观辨识与微观探析：从宏观上观察金属与氧气、酸、盐溶液反应的现象，从微观角度理解金属活动性顺序的本质。 1. 证据推理与模型认知：通过实验现象推理金属活动性顺序，建立利用金属活动性顺序判断反应和解决实际问题的模型。 1. 科学探究与创新意识：通过设计和实施实验探究金属活动性顺序，培养科学探究能力和创新思维。 1. 科学态度与社会责任：认识金属活动性顺序在生产生活中的应用，增强合理使用金属资源的意识。 一、教学重点 1.金属的化学性质。 2.金属活动性顺序表及应用。 二、教学难点 1.运用金属活动性顺序判断反应能否发生。 2.设计实验验证金属活动性强弱。 本节教学内容源于沪科版（2024 年版）九年级化学全一册专题 9 课题 3 第 1 课时《金属的活动性顺序》。金属活动性顺序是初中化学的重要理论知识，它在整个化学知识体系中起着承上启下的作用。在之前的学习中，学生已经了解了一些金属的性质和用途，而金属活动性顺序的学习则是对金属化学性质的进一步深化和总结，为后续学习金属的冶炼、金属的腐蚀与防护等知识奠定基础。 按照教材编排，本课时主要围绕金属的化学性质、认识金属活动性顺序以及金属活动性顺序的应用三部分展开。教材通过实验探究的方式，引导学生观察金属与氧气、稀硫酸、盐溶液的反应现象，归纳总结金属的化学性质，进而引出金属活动性顺序的概念。同时，教材还结合“湿法炼铜”等实例，让学生体会金属活动性顺序在生产实践中的应用价值，培养学生运用化学知识解决实际问题的能力。 教学对象是九年级的学生，他们已经具备了一定的化学基础知识和实验操作技能。在之前的学习中，学生已经了解了一些常见金属的性质和用途，掌握了一些基本的化学反应类型，如化合反应、分解反应等，这为本课时的学习奠定了一定的知识基础。 然而，九年级的学生正处于从形象思维向抽象思维过渡的阶段，他们对直观、生动的实验现象比较感兴趣，但对于抽象的化学概念和理论理解起来可能存在一定的困难。在学习金属活动性顺序时，学生可能会对金属活动性顺序的判断方法和应用感到困惑，需要教师通过具体的实验和实例进行引导和讲解。 此外，学生在学习过程中可能会出现对实验现象观察不仔细、分析不深入等问题。因此，在教学过程中，教师要注重引导学生养成良好的实验习惯和科学思维方法，培养学生的观察能力、分析能力和归纳总结能力。同时，教师还可以结合生活实际，让学生感受到化学知识与生活的紧密联系，提高学生的学习兴趣和学习积极性。 教学环节一 新课导入 【展示图片并介绍】同学们，今天老师先带大家穿越一下历史。大家看屏幕上的这些图片，约在公元前 5000 年，人类已开始使用青铜器，开启了青铜器时代；到了约公元前 1200 年，人类开始使用铸铁，进入了铁器时代；而距今约 200 年前，人类发现了铝，之后又发明了电解铝的方法，进入了铝器时代。可以说，金属的发展史，就是人类文明发展的缩影。 【提出问题引导思考】现在大家再看看老师展示的另一组图片，有光泽依旧的铜器、久用如新的铝锅、锈迹斑斑的铁钉，还有实验室制取氢气时用的金属锌。为什么铜能长久保持光亮，而铁却容易生锈？同样，家里的铝锅不易生锈，而实验室制取氢气时用的是金属锌，却不是铜呢？这背后是不是隐藏着某种规律呢？接下来，就让我们一起揭开金属活动性的神秘面纱。 设计意图 1.激发学生兴趣：通过展示金属发展的历史图片，从宏观角度让学生感受到金属在人类文明进程中的重要地位，吸引学生的注意力，激发他们对金属相关知识的学习兴趣。 2.联系生活实际：展示生活中常见的铜器、铝锅、铁钉等物品，提出与生活紧密相关的问题，如铁生锈、铝锅不易生锈、制取氢气金属的选择等，让学生意识到化学知识就在身边，提高学生对课堂的参与度。 3.引发思考，导入新课：提出关于金属现象差异的问题，引发学生的好奇心和求知欲，自然地过渡到本节课关于金属活动性顺序的主题，使学生带着问题去探索新知识，明确学习方向，提高学习的主动性和积极性。 教学环节二 金属的化学性质 活动一 金属与氧气的反应 【引入】同学们，金属的发展史就是人类文明发展的缩影。从约公元前5000年的青铜器时代，到约公元前1200年的铁器时代，再到距今约200年前的铝器时代。大家有没有想过，为什么铜能长久保持光亮，而铁却容易生锈？同样，家里的铝锅不易生锈，而实验室制取氢气时用的是金属锌，却不是铜。带着这些疑问，我们先来探究金属与氧气的反应。 【提出问题】请大家分析比较：镁条和铁链表面覆盖的物质成分分别是什么？为什么钠的新鲜切面在空气中会迅速变暗？而黄金饰品却能始终闪闪发亮，不易发生变化？ 【学生思考】 1. 镁条表面覆盖的黑色固体是碱式碳酸镁，这是镁与空气中氧气、水、二氧化碳共同作用发生缓慢氧化反应的结果。 1. 铁链表面覆盖的红褐色固体主要是氧化铁，它是铁与空气中的氧气和水蒸气共同作用、发生复杂锈蚀的产物。 1. 钠的化学性质非常活泼，其新鲜切面会迅速与氧气反应生成氧化钠等物质，因此会立刻变暗，这体现了其极强的金属活动性。 1. 黄金的金属活动性极弱，在空气中非常稳定，极难与氧气等物质发生反应，因此能长久保持闪闪发亮。 【教师讲解】 评价、强调：大家分析得很准确。不同金属与氧气反应的难易和剧烈程度不同，这与金属的活动性有关。接下来我们看一些金属在氧气（或空气）中燃烧的实验。 设计意图 本活动的设计意图是通过生活实例和历史脉络引发学生兴趣，借助对比分析不同金属与氧气反应的差异性，引导学生初步建立“金属活动性”的概念，为后续探究金属的化学性质奠定认知基础。 活动二 金属在氧气（或空气）中的燃烧 【演示实验与讲解】 同学们，现在我们来观察几种金属在氧气（或空气）中燃烧的实验现象。请大家仔细观察并思考：不同金属的反应剧烈程度有何不同？这说明了什么？ 【学生观察与回答】 镁带燃烧：观察到镁带在空气中剧烈燃烧，发出耀眼的白光，生成白色粉末状固体，并放出大量的热。反应的化学方程式是：2Mg + O2MgO。 铁丝燃烧：观察到铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，并放出大量的热。反应的化学方程式是：3Fe + 2O₂ Fe₃O₄。 铜丝加热：观察到亮红色的铜丝在空气中加热后，表面变黑，反应的剧烈程度远不如镁和铁。反应的化学方程式是：2Cu + O₂ 2CuO。 【讲解与总结】 大家观察得非常仔细。通过对比这三个实验，我们可以清晰地看到，镁、铁、铜三种金属与氧气反应的难易和剧烈程度是不同的。镁能在空气中被点燃，剧烈燃烧；铁需要在纯氧中才能被点燃，剧烈燃烧；而铜在空气中加热也仅表面变黑，不能被点燃。这些现象直接反映了它们金属活动性的差异：镁最活泼，铁次之，铜最不活泼。金属的活动性顺序，是决定其化学性质的一个重要规律。 设计意图 通过直观的对比实验，引导学生观察、描述并比较不同金属与氧气反应的实验现象，从而建立“金属活动性不同，其化学性质（与氧气反应）的剧烈程度也不同”的化学观念，将具体的感性认识提升为抽象的理性规律，为系统学习金属的化学性质奠定基础。 活动三 金属在氧气反应现象与产物比较 【展示与提问】 同学们，现在请大家观察屏幕上（或课本中）的这张表格，它汇总了钠、镁、铁、铜、金五种金属与氧气反应的现象和产物。 金属 反应现象 反应产物 反应条件与剧烈程度 钠(Na) 切面迅速变暗 氧化钠 常温下迅速反应，非常剧烈 镁(Mg) 空气中剧烈燃烧，发出耀眼白光 氧化镁 加热即可剧烈燃烧 铁(Fe) 氧气中剧烈燃烧，火星四射 四氧化三铁 需在纯氧中才能剧烈燃烧 铜(Cu) 空气中加热表面变黑 氧化铜 需加热才能缓慢反应 金(Au) 无明显变化，保持光亮 几乎不反应 极难与氧气反应，非常稳定 【提出问题】请大家仔细阅读并对比，思考以下问题： 这五种金属与氧气反应所需的条件和反应的剧烈程度有什么明显的规律？ 这些现象上的差异，直接反映了金属哪方面化学性质的强弱？ 【学生观察与回答】（引导学生根据表格信息进行描述和归纳） 【学生回答】钠在常温下就能迅速反应，镁需要加热但能剧烈燃烧，铁需要在纯氧中才能燃烧，铜加热也只能缓慢反应，而金则几乎不反应。 【学生归纳】这说明了不同金属的活泼程度，或者说金属活动性，是不同的。 【教师讲解】同学们总结得非常到位！从钠到金，我们看到它们与氧气反应的难度依次增加，而反应的剧烈程度依次减弱。钠最活泼，甚至在常温下就能与氧气迅速反应；而金最不活泼，即使加热也几乎不反应。 【教师总结】这个顺序清晰地展示了金属活动性的强弱顺序：Na > Mg > Fe > Cu > Au。金属的活动性决定了它在空气中与氧气反应的难易和剧烈程度，这也是我们判断金属化学性质活泼与否的重要依据。理解了这一点，我们就能解释为什么黄金饰品能长久保持光泽，而铁器却容易生锈了。 设计意图 通过引导学生对系统化表格数据进行观察、对比和分析，将之前零散的实验现象整合提升，自主归纳出金属活动性差异的规律。旨在培养学生分析、归纳信息的能力，并建立“金属活动性决定其化学反应行为”的核心化学观念，实现从具体现象到抽象规律的思维跨越。 活动四 金属与稀硫酸反应 【引入】我们已经了解了金属与氧气的反应，那么金属与稀硫酸会发生怎样的反应呢？下面我们通过实验来探究。 【学生实验】取镁片、锌片、铁片、铜片分别放入四支试管中，各加入稀硫酸。观察并记录实验现象。 【学生观察记录】 1. 镁片：反应剧烈，快速产生大量气泡。 1. 锌片：快速产生气泡。 1. 铁片：产生气泡。 1. 铜片：无明显现象。 【学生书写】 1. 1. 1. 1. 与不反应 【提出问题】镁、铁与稀盐酸反应的产物分别是什么？它们属于哪种基本反应类型？ 【学生回答】 1. 镁与稀盐酸反应生成氯化镁和氢气，方程式为。 1. 铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，方程式为。 1. 用燃着的木条靠近试管口，可观察到有火焰产生，并有爆鸣声，说明生成了氢气。 1. 这两个反应都属于置换反应，置换反应是指由一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的化学反应。 设计意图 让学生亲自参与实验，培养学生的动手能力和观察能力。通过书写方程式和判断反应类型，巩固学生对化学反应的理解和掌握。 活动五 金属与盐反应 【引入】我们知道了金属能与氧气、稀硫酸反应，那么金属与盐溶液会发生反应吗？接下来我们通过实验来探究。 【学生实验】取铜片分别放入两支试管中，向其中一支试管中滴加1 - 2滴管硝酸银溶液；在另一支试管中滴加1 - 2滴管硫酸亚铁溶液。观察并记录实验现象。 【学生观察记录】 1. 铜丝放入硝酸银溶液中，现象为铜丝表面有银白色固体出现，溶液由无色变为蓝色，反应方程式为。 1. 铜丝放入硫酸亚铁溶液中，现象为铜丝表面无明显现象，溶液颜色没有变化，即与不反应。 【教师总结】 1. 金属能与某些盐溶液发生化学反应。 1. 这类反应属于置换反应。 1. 反应规律为：金属 + 盐 → 新金属 + 新盐 【提出】并非金属都能与盐溶液反应，那么反应的发生需要满足什么条件呢？这其中又有怎样的规律可循呢？ 设计意图 通过实验探究金属与盐溶液的反应，培养学生的探究能力和归纳总结能力。提出问题引发学生思考，为后续学习金属活动性顺序做铺垫。 活动六 典例精讲 【展示题目】例1.下图1是金属化学性质的简易模型，图2是据此模型设计的实验。 （1）图2中表示图1中A能与金属发生反应的实验是___________（填序号）。 （2）图2③中发生的反应的化学方程式是____________________________。 （3）图2设计的4个实验能验证三种金属与氢在金属活动性顺序表中位置的关系是___________________________。 【学生回答】（1）②④。（2）Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑。（3）Al>Fe>H>Cu。 【讲解】（1）图1中A是盐，图2中②是铁与硫酸铜(盐)反应、④是铝与硫酸亚铁(盐)反应，符合A与金属反应，①是铜与酸不反应，③是铁与酸反应，所以选②④。（2）图2中③是铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，化学方程式为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑。（3）①中铜与稀硫酸不反应，说明H>Cu；②中铁能与硫酸铜溶液反应，说明Fe>Cu；③中铁与稀硫酸反应，说明Fe>H；④中铝能与硫酸亚铁溶液反应，说明Al>Fe，所以三种金属与氢的位置关系是Al>Fe>H>Cu。 【展示题目】例2.关于铝、铁、铜三种金属，下列有关说法不正确的是 A．三种金属均能与氧气反应 B．三种金属均被广泛应用于生产生活中 C．铝、铜、硫酸亚铁溶液可验证三种金属的活动性顺序 D．等量的三种金属与足量且等量的稀盐酸混合后溶液的质量相等 【学生回答】D 【讲解】A、铝在常温下与氧气反应生成致密的氧化铝保护膜；铁在潮湿空气中与氧气反应生成铁锈；铜在加热或潮湿环境中与氧气反应生成碱式碳酸铜(铜绿)，因此，三种金属都能与氧气反应，故说法正确；B、铝用于易拉罐、飞机材料(轻便耐腐蚀)，铁用于建筑、机械(强度高)，铜用于电线、管道(导电性好)，因此，均广泛应用，故说法正 确；C、将铝放入硫酸亚铁溶液中生成铁和硫酸铝，证明铝比铁活泼；将铜放入硫酸亚铁溶液，铜不能置换铁，证明铁比铜活泼，因此，此方法可验证活动性顺序铝>铁>铜，故说法正确；D、铜不与盐酸反应(活动性在氢后)，溶液质量不变；根据反应关系可知，等量的铝、铁与足量且等量的稀盐酸反应后，溶液的质量都增加，故说法错误。 设计意图 本环节的设计意图是通过两道典型例题，帮助学生巩固金属化学性质的核心知识，特别是金属活动性顺序的判断与应用，并培养其分析、推理和解决实际问题的能力。 教学环节三 认识金属活动性顺序 活动一 湿法炼铜 【情境引入】同学们，中国古人的智慧在许多领域都领先世界，其中就包括冶金技术。大家知道吗，世界上最早的湿法冶金技术就诞生于中国。东晋葛洪在《抱朴子内篇·黄白》中记载：“以曾青涂铁，铁赤色如铜。” 【教师提问】请大家思考一下：这里的“曾青”可能是什么物质？ “铁赤色如铜”描述的是一种什么现象？从现代化学角度看，这可能是一个什么类型的反应？ 【学生回答】“曾青”可能是含铜的可溶性物质；铁表面变成红色，像是覆盖了一层铜，可能发生了铁从含铜物质中把铜置换出来的反应。 【教师讲解】同学们的推测非常接近古人的发现和现代化学的原理！让我们一起来揭开“湿法炼铜”的神秘面纱。 【教师讲解】历史溯源与定名：古人所说的“曾青”，其实就是我们今天认识的硫酸铜，它还有“胆矾”、“石胆”等别称。正因为以“胆矾”为主要原料，这种方法也被称为“胆铜法”。 【总结归纳】转化溶解：湿法炼铜的第一步，是将自然界中难溶于水的含铜矿物，通过一系列化学处理，转化为可溶性的硫酸铜，使其进入溶液。 【总结归案】铁置换铜：第二步，也是整个工艺的核心，就是将铁片或铁粉放入硫酸铜溶液中。此时，会发生我们熟悉的置换反应：Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu。铁将溶液中的铜离子置换出来，覆盖在铁的表面或沉淀下来，这就是“铁赤色如铜”的化学本质。 【教师讲解】到了南北朝时期，人们的认识更进一步，发现不仅是硫酸铜，其他可溶性的铜盐也能与铁发生类似的置换反应。这个现象背后，反映的正是金属活动性顺序的规律：铁的活动性比铜强，所以能把铜从它的盐溶液中置换出来。 【总结提升】由此可见，“湿法炼铜”不仅是一项伟大的古代技术成就，其中更蕴含着朴素的化学原理。它生动地告诉我们，通过观察物质的变化，并探究其背后的规律，就能利用自然、改造自然，这正是化学的魅力所在。 设计意图 本教学段的设计意图是通过“湿法炼铜”这一古代科技成就创设情境，引导学生从历史记载出发进行合理推测，在还原古代工艺的过程中自主构建“置换反应”和“金属活动性顺序”的化学概念，同时感受化学知识与科技、文化的紧密联系，培养学生的科学探究精神与民族自豪感。 活动二 铁与硫酸铜溶液、氯化铜溶液的反应 【演示实验】取两只试管，各放入一根铁丝，分别加入少量硫酸铜溶液、氯化铜溶液。观察并记录实验现象。 【教师提问】同学们，我们刚刚完成了铁与硫酸铜、氯化铜溶液反应的实验。请大家回顾并描述一下你观察到的实验现象。 【学生观察记录】铁分别与硫酸铜溶液、氯化铜溶液发生了反应，铁的表面都有红色固体出现，反应方程式分别为和。 这类反应我们称之为置换反应。 【教师提问】那么，基于这个实验，老师想请大家思考一个更深层次的问题（展示思考页）：是不是所有的金属都能像铁一样，与盐溶液发生置换反应呢？ 【教师讲解】比如，将一块未知的金属片放入硫酸铜溶液中，一段时间后观察到表面有红色固体出现，我们就能判断它发生了置换反应。但是，如果换另一种金属，是否也一定能发生反应？这背后究竟受什么规律支配？ 【学生思考】基于已有知识进行猜想，如铝、锌、铜、银等金属放入硫酸铜溶液中可能会发生什么。 【总结归纳】通过讨论我们发现，并非所有金属都能与盐溶液发生置换反应。实际上，只有在金属活动性顺序中排在前面的金属，才能把排在后面的金属从它们的盐溶液里置换出来。 铁能置换出铜，正是因为铁的活动性比铜强。这个规律就是我们接下来要深入学习的金属活动性顺序及其应用。 设计意图 本环节通过回顾验证性实验切入，进而提出更具开放性和思维深度的探究性问题，旨在引导学生从具体的实验现象出发，超越单一事实的记忆，主动思考并初步归纳出金属与盐溶液反应的一般规律，为接下来系统学习并应用金属活动性顺序奠定坚实的基础。 活动三 探究金属与盐溶液的反应 【引入】我们知道了铁能与硫酸铜溶液发生置换反应，那么其他金属与盐溶液反应情况如何呢？下面我们通过实验来探究。 【学生实验】 1. 在三只表面皿中分别放入一颗锌粒、一根铁丝、一根银丝。 1. 向放有锌粒的表面皿中滴加1滴管硫酸铜溶液，向放有铁丝的表面皿中滴加1滴管硝酸银溶液，向放有银丝的表面皿中滴加1滴管硝酸铜溶液。观察并记录实验现象。 【学生观察记录】 金属与盐溶液 锌与硫酸铜溶液 铁与硝酸银溶液 银与硝酸铜溶液 实验现象 锌的表面有红色固体出现 铁的表面有银白色固体出现 银的表面无明显现象 反应能否进行 能 能 否 反应方程式 无 【教师提问】通过实验可知，金属与盐溶液混合并不是都能发生置换反应。在学习酸的化学性质时，我们知道有些金属与稀盐酸或稀硫酸能发生置换反应。哪些金属能与酸或盐溶液反应？这类反应有规律可循吗？ 设计意图 通过实验探究多种金属与盐溶液的反应，培养学生的实验操作能力和观察分析能力。提出问题引导学生思考，为总结金属活动性顺序做准备。 活动四 金属活动性顺序表 【联系旧知，引入新知】 同学们，通过前面一系列的实验和探究，我们观察到不同金属与氧气、酸、盐溶液反应时，其剧烈程度和反应能力存在显著差异。现在，是时候将这些零散的发现进行整合，系统地揭示其背后的核心规律了。 【教师讲解】（展示完整的金属活动性顺序表） 系统建构顺序表：这就是著名的金属活动性顺序表。请大家齐读并记忆：钾、钙、钠、镁、铝、锌、铁、锡、铅、（氢）、铜、汞、银、铂、金。它清晰地揭示了金属在水溶液中失电子能力由强到弱的普遍规律。 【教师讲解】对于现阶段的学习，我们尤其需要熟练掌握其中六种常见金属与氢的相对位置关系：Mg > Al > Zn > Fe > (H) > Cu > Ag。请特别注意，这里的(H)是一个重要的参照物，它代表了稀盐酸或稀硫酸中的氢。 设计意图 本环节旨在引导学生将前期探究获得的感性认识和具体结论进行系统化整合与提升，正式构建起“金属活动性顺序”这一核心化学规律。通过聚焦常见金属的顺序关系并明确其核心应用，帮助学生将规律转化为解决实际问题的工具，实现从具体现象到抽象理论，再到实际应用的思维飞跃。 活动五 典例精讲 【展示题目】例1.有甲、乙、丙三种表面积相同的金属，分别投入等质量等浓度的稀硫酸中，只有乙有气泡冒出；再将甲投入乙和丙的化合物溶液中，甲的表面没有丙析出，则这四种金属活动性顺序为 A．甲>乙>丙 B．乙>甲>丙 C．乙>丙>甲 D．丙>乙>甲 【学生回答】C 【讲解】根据题意，甲 乙丙三种表面积相同的金属，分别投入等质量等浓度的稀硫酸中，只有乙有气泡冒出，说明只有乙的活动性排在氢前，将甲投入乙和丙的化合物溶液中，甲的表面没有丙析出，说明甲的活动性不如丙活泼，即丙>甲；故得出三种金属的活动性顺序是：乙>丙>甲；故选：C。 【展示题目】例2.利用金属与盐溶液的置换反应判断甲、乙、丙三种金属的活动性顺序，实验后得到三种金属的转化关系如图所示。下列相关说法正确的是 A．三种金属的活动性顺序为丙>甲>乙 B．甲、乙、丙依次可能为 C．要判断三种金属的活动性顺序，图示转化关系缺一不可 D．若将图中的金属换成对应盐溶液，箭头反向，各转化关系成立 【学生回答】D 【讲解】A、在金属活动性顺序中，若金属单质的活动性强于盐溶液中的金属，可发生置换反应，反之则反应无法发生，由转化①可知，金属乙能置换出金属甲，说明金属活动性乙>甲，由转化②可知，金属丙能置换出金属甲，说明金属活动性丙>甲，由转化③可知，金属丙能置换出金属乙，说明金属活动性丙>乙，由此可知三种金属的活动性顺序为丙>乙>甲，此选项错误；B、除K、Ca、Na外的其他金属可与金属盐溶液发生“前换后”的置换反应，因此三种金属中不可能有Na，此选项错误；C.由转化①可知，金属乙能置换出金属甲，说明金属活动性乙>甲，由转化③可知，金属丙能置换出金属乙，说明金属活动性丙>乙，故由转化①和③即可判断出三种金属的活动性顺序，此选项错误；D、若将图中的金属换成对应盐溶液，箭头反向时，甲盐能制得乙盐，说明金属活动性乙>甲，乙盐能制得丙盐，说明金属活动性丙>乙，甲盐能制得丙盐，说明金属活动性丙>甲，同样可以得出三种金属的活动性顺序，即各转化关系成立，此选项正确。故选D。 设计意图 本环节的设计意图是通过两道综合性例题，引导学生灵活运用金属活动性顺序解决实际问题，着重培养其基于实验现象进行逻辑推理和逆向思维的能力，从而深化对“结构决定性质”这一化学核心观念的理解。 教学环节四 认识金属活动性顺序 活动一 判断金属活动性强弱 【情境导入与原理回顾】 同学们，我们已经系统学习了金属活动性顺序表。现在，让我们一起来探讨这个重要规律在实际生产和生活中的应用。首先，请大家回顾一下金属活动性顺序表的核心原理是什么？ 【学生回答】 在金属活动性顺序中，金属的位置越靠前，它的活动性就越强。 【教师讲解】非常正确！这正是我们判断金属活动性强弱的基本依据。让我们看几个具体的例子： 解释反应现象：镁位于铝之前，活动性更强，因此镁在空气中燃烧比铝更为剧烈。铁位于铜之前，活动性更强，因此铁在空气中比铜更容易生锈。 分析生活应用：我们常用的锌锰干电池，其外壳就是由金属锌制成的。请大家思考一下：为什么选择锌作为电池外壳的材料呢？ 【学生思考与讨论】 （引导学生结合金属活动性顺序进行分析与讨论） 【总结与提升】 同学们分析得很好。选择锌，正是因为它“承上启下”的活动性： 足够活泼：其活动性较强，能顺利参与电化学反应产生电流。 适中可控：它的活动性又不如钾、钙、钠那样过于剧烈而难以控制，确保了电池使用的安全性和稳定性。 【教师讲解】这个例子生动地告诉我们，在工业生产和材料选择中，我们不仅要了解物质的性质，更要精确地比较和权衡其性质的相对强弱，从而做出最合理、最安全的选择。金属活动性顺序就是我们进行这种判断和选择的重要理论工具。 设计意图 本环节旨在引导学生将已学的“金属活动性顺序”这一理论规律与生产生活实际相联系。通过分析“解释反应现象”和“干电池选材”两个层面的实例，让学生体会化学知识的应用价值，并着重培养其运用化学原理分析和解决实际问题的能力，理解“性质决定用途，用途反映性质”的化学思想。 活动二 判断金属与酸能否反应 【承上启下】同学们，刚才我们利用金属活动性顺序解释了不同金属反应剧烈程度的差异，并分析了工业上如何根据金属活动性强弱来合理选材，比如干电池外壳选择锌。那么，金属活动性顺序这个强大的工具，在我们更熟悉的日常生活中，又有哪些重要的应用呢？它能否解释我们厨房里的一些“禁忌”呢？ 【提出问题，引导探究】请大家思考这样一个生活常识：为什么妈妈们常说，不要用铁锅或铝锅长时间盛放醋或者柠檬汁这类酸性食物？这其中蕴含着怎样的化学原理？ 【教师讲解】要解决这个问题，我们需要学习金属活动性顺序的第二个重要应用——判断金属与酸能否发生反应。 【教师归纳】明确反应规律：金属活动性顺序表为我们提供了一个清晰的判断标准——一般情况下，排在氢（H）前面的金属能与稀盐酸、稀硫酸等酸发生置换反应，生成氢气；而排在氢后面的金属则不能与这些酸发生反应。 【教师讲解】例如，锌（Zn）排在氢前，所以实验室常用锌与稀硫酸反应来制取氢气；而铜（Cu）排在氢后，将它放入稀硫酸中，我们观察不到任何明显变化。 【教师提问】现在，我们再回到刚开始的那个厨房问题。大家能运用刚学的规律来解释了吗？ 【学生分析】铁和铝在活动性顺序中均位于氢之前，因此它们都能与食醋、柠檬汁中的醋酸等发生反应。 【学生回答】这个反应的后果是双重的： 对器物本身：反应会腐蚀锅具，缩短其使用寿命。 对人体健康：反应会使过量的金属元素溶出到食物中，长期摄入可能对健康产生不利影响。 所以，这个看似简单的生活小常识，其背后正是金属活动性顺序在默默地指导着我们的安全生活。 【总结提升】 由此可见，从实验室的氢气制取，到厨房里的锅具使用，金属活动性顺序都发挥着至关重要的作用。它不仅是书本上的知识，更是我们理解和改善生活的一把钥匙。 设计意图 通过创设“厨房禁忌”这一真实且贴近学生生活的情境，引导学生主动将化学原理与实际生活相联系，旨在深化对规律的理解，并培养学生运用化学知识解释生活现象、解决实际问题的能力，同时强化安全意识和学以致用的科学态度。 活动三 判断金属与盐溶液能否反应 【教师提问】同学们，通过前面的学习，我们已经能够运用金属活动性顺序来判断金属与酸能否反应，从而解释了厨房里的科学。那么，除了与酸反应，金属之间是否也能直接发生反应呢？ 【教师讲解】比如，一种金属能否从另一种金属的“水溶液”中把它“置换”出来？这正是金属活动性顺序的第三个，也是非常重要的应用——判断金属与盐溶液能否发生反应。 【教师讲解】金属活动性顺序表告诉我们一条清晰的规则——排在前面的金属，能把排在后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。 【温故知新】湿法炼铜：我们学过的“湿法炼铜”，其原理就是铁（Fe）在铜（Cu）之前，因此铁能置换出硫酸铜溶液中的铜。反应为：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 铜与硝酸银：同样，铜（Cu）在银（Ag）之前，因此铜能置换出硝酸银溶液中的银，在铜丝表面形成漂亮的“银树”。 【联系生产，深化应用】这个规律在农业生产中有着至关重要的应用。例如，著名的农业杀菌剂——波尔多液（由硫酸铜和石灰配制而成），在配制和盛放时有一个严格的禁忌。 【教师提问】为什么绝对不能用铁桶来盛装波尔多液？ 【学生思考】运用刚学的规律进行分析 【学生分析】正是因为铁的活动性比铜强，铁会与硫酸铜发生置换反应：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。 【学生回答】这个反应会造成双重危害： 损坏器械：腐蚀铁桶。 使药剂失效：消耗有效成分硫酸铜，生成无杀菌作用的硫酸亚铁。 【学生归纳】因此，必须使用塑料桶或木桶等非金属容器。 【教师总结】这个实例深刻体现了化学规律对生产实践的巨大指导价值——尊重科学规律，才能有效利用自然，避免损失。 设计意图 本环节在“判断金属与酸反应”的基础上，自然延伸至“判断金属与盐溶液反应”，完善学生对金属活动性顺序应用的认知体系。通过“波尔多液容器选择”这一典型的工农业生产实例，将化学原理与实际问题紧密结合，旨在培养学生运用核心知识解释、预测并解决实际问题的能力，同时深刻理解化学对生产实践的指导意义，形成严谨的科学态度。 活动四 典例精讲 【展示题目】例1.有下列化学方程式表示的反应，符合实验事实的是 A． B． C． D． 【学生回答】C 【讲解】A、铜在金属活动性顺序中位于氢之后，则铜与稀盐酸不反应，说法错误，不符合题意； B、铁比银活泼，但氯化银难溶于水，则铁与氯化银不反应，说法错误，不符合题意； C、锌比铜活泼，则锌与硫酸铜反应生成铜和硫酸锌，化学方程式为CuSO4+Zn=ZnSO4+Cu，说法正确，符合题意； D、铁在金属活动性顺序中位于氢之前，则铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，化学方程式为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，说法错误，不符合 题意。故选：C。 【展示题目】例2.银铜锌合金的耐腐蚀性能和较高的强度使得其在海洋工程和船舶制造中具有广泛应用。十七中学的化学兴趣小组同学为探究银、锌、铜的金属的活动性顺序，进行了如下实验： 实验活动一： 观察与讨论： (1) B中反应的化学方程式为：________________________________________。 （2）C中观察到：银白色固体表面冒出_______________，固体减少，放热。 （3）根据以上实验_______________（填“能”或“不能”）验证银、锌、铜的金属的活动性顺序。 【学生回答】（1）Zn +Cu(NO₃)₂=Zn(NO₃)₂+Cu（2）气泡（3）不能 【讲解】（1）B中发生的化学反应为锌与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，故该反应的化学方程式为：Zn +Cu(NO₃)₂=Zn(NO₃)₂+Cu（2）C中发生的化学反应为锌与稀盐酸反应生成氯化锌和氢气。故填：气泡。（3）A中锌能与硝酸银反应生成硝酸锌和银，证明锌比银活泼；B中锌能与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，证明锌比铜活泼；C中锌能与稀盐酸反应生成氯化锌和氢气，证明锌排在氢前面。但是上述三个实验没有探究铜和银的金属活动性强弱，不能验证锌、铜、银三种金属的活动性顺序，故填：不能。 设计意图 本环节的设计意图是通过两道典型例题，帮助学生巩固和应用金属活动性顺序的核心规律。第一道题侧重基础判断，强化对金属与酸、盐溶液反应条件的理解；第二道题通过真实的实验探究情境，引导学生分析复杂证据链，认识设计对比实验以得出完整结论的重要性，从而培养学生的证据推理能力和严谨的科学思维。 一、金属的化学性质 1. 与氧气反应 镁、铁、铜、钠、金与氧气反应现象、产物、条件 化学方程式 1. 与酸反应 镁、锌、铁、铜与稀硫酸反应现象、化学方程式 置换反应概念 1. 与盐反应 铜与硝酸银、硫酸亚铁反应现象、化学方程式 反应规律：金属 + 盐 → 新金属 + 新盐 二、认识金属活动性顺序 1. 湿法炼铜 历史渊源 工艺流程 1. 铁与硫酸铜、氯化铜溶液反应 现象、化学方程式 1. 探究金属与盐溶液反应 锌、铁、银与盐溶液反应现象、结论 1. 金属活动性顺序表 顺序：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 常见金属活动性顺序：Mg > Al > Zn > Fe > (H) > Cu > Ag 三、金属活动性顺序应用 1. 判断金属活动性强弱 原理：位置越靠前，活动性越强 1. 判断金属与酸能否反应 原理：氢前金属能与酸反应生成氢气 1. 判断金属与盐溶液能否反应 原理：前面金属能置换后面金属盐溶液中金属 1.某同学按如下步骤对三种未知金属展开探究：（1）将它们编号为：X、Y、Z；（2）取样，分别加入到溶液中，发现X、Z表面出现红色物质而Y却没有。（3）取X、Z大小相等的颗粒，分别加入到溶质质量分数相等的稀中，发现Z表面产生气泡的速度明显比X快。 则X、Y、Z的金属活动性由强到弱依次为 A．X>Y>Z B．Z>X>Y C．X>Z>Y D．Z>Y>X 2.小明以丙为“数轴”的原点将活动性顺序中的金属分为两部分。下列说法错误的是 A．在自然界中丁主要以单质形式存在 B．甲和乙都能和稀硫酸发生反应，且各方面条件相同时，甲比乙反应更快 C．将甲加入稀盐酸中，有气泡产生，溶液变为浅绿色 D．小明选择“数轴”的原点丙为H 3.锰(Mn)在钢铁、电池等领域有广泛应用，其金属活动性位于锌和铁之前。以下对金属锰化学性质的预测，不合理的是 A．能在氧气中剧烈燃烧 B．化学性质比铁活泼 C．能与稀盐酸反应产生氢气 D．不能与硫酸铜溶液反应 4.为了验证铜、锌、银的金属活动性顺序，同学们设计了如图所示实验。 （1）写出实验乙中发生反应的化学方程式。 （2）为了验证铜、锌、银的金属活动性顺序，请在图丙中标注所用试剂。 5.在化学实验课上，兴趣小组的同学为验证常见金属的活动性顺序，设计并完成了如下实验，具体步骤如图所示，下列关于该实验的说法正确的是 A．将铜丝压成片状利用了其良好的导电性 B．A试管中溶液由浅绿色变为蓝色 C．B试管中的溶液在反应过程中质量减小 D．该实验无法证明铁、铜、银的金属活动性顺序 6.某学习小组同学利用杠杆原理设计如图所示实验，实验前在杠杆的两端分别挂质量相等的铜球和锌球(均已打磨)，此时杠杆平衡，然后将两个金属球分别浸没在盛有稀硫酸和FeSO4溶液的烧杯中进行实验。下列有关说法正确的是 A．实验中观察到左端烧杯中溶液变为蓝色 B．该实验可得出三种金属的活动性顺序为Zn>Fe>Cu C．右端烧杯中反应后溶液质量增加 D．实验结束后移走烧杯，杠杆仍保持平衡 在本节课的教学中，通过实验探究引导学生认识金属的化学性质和活动性顺序，学生参与度较高。实验环节激发了学生的学习兴趣，使其更直观地理解了抽象的化学知识。但在教学过程中，也存在一些不足之处。例如，部分学生在书写化学方程式时仍存在困难，需要在后续教学中加强训练。此外，对于一些基础较弱的学生，理解金属活动性顺序的应用还存在一定难度，在今后的教学中要更加关注这部分学生，采用更通俗易懂的方式讲解知识点，增加课堂互动，及时解决学生的疑惑。 / 学科网（北京）股份有限公司 $