第2节 金属的性质和应用 第1课时（教学设计）化学沪教版2024九年级上册

该初中化学教学设计聚焦金属的物理性质（共性与特性）及化学性质（与氧气、酸、金属化合物反应，置换反应，金属活动性顺序）。通过生活金属制品（铁锅、铜导线）和航天科技实例（铝合金航天器、钨喷嘴）导入，联系学生经验与科技前沿，承上启下巩固氧气、酸知识，为后续金属冶炼铺垫。 特色在于以“科学探究与实践”为主线，分组实验探究金属与酸反应（镁、锌、铁、铜与稀盐酸对比），培养实验能力与“证据推理”思维，结合“湿法炼铜”历史与航天应用，渗透“科学态度与责任”。含对应训练与反思，助力教师教学，帮助学生建立“性质决定用途”的化学观念。

第2节 金属的性质和应用 第1课时 金属的化学性质 一、知识目标 1.能结合生活经验列举金属具备的一些共同物理性质，了解金属的特性及常见金属物理性质的差异。 2.能通过实验探究常见金属与氧气、酸、金属化合物的化学性质，掌握相关反应的化学方程式。 3.通过设计制取氢气的实验方案，掌握实验室制取氢气的方法。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：从宏观上认识金属的物理和化学性质，从微观角度理解金属活动性不同的本质。 2.证据推理与模型认知：通过实验现象推理金属的活动性顺序，建立金属化学性质的模型。 3.科学探究与创新意识：通过设计实验探究金属的性质，培养学生的实验设计和操作能力。 4.科学态度与社会责任：了解金属在生活和生产中的应用，培养学生合理利用金属资源的意识。 一、教学重点 1. 金属的物理性质和化学性质，置换反应的概念，金属活动性顺序。 二、教学难点 1. 通过实验探究金属的化学性质，理解金属活动性顺序并能应用其解释相关现象。 本节教学内容源于沪教版（2024年版）九年级化学上册第六章第二节《金属的性质和应用》第1课时《金属的化学性质》。金属在日常生活、工农业生产和科学研究中有着广泛的应用，金属的性质和应用是初中化学的重要内容之一。本节内容在教材中起到了承上启下的作用，既对前面所学的氧气、酸等知识进行了巩固和应用，又为后续学习金属的冶炼、金属资源的保护等知识奠定了基础。 按照教材编排，本课时主要介绍了金属的物理性质和常见金属的化学性质。教材通过展示生活中常见的金属制品，引导学生观察和总结金属的物理性质，如金属光泽、导电性、导热性、延展性等。在化学性质方面，教材通过实验探究的方式，让学生了解金属与氧气、酸、金属化合物的反应，从而认识到不同金属的活动性不同。教材还通过“曾青得铁则化为铜”的记载，介绍了湿法冶金的原理，体现了化学知识在实际生产中的应用。 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，对化学实验有着浓厚的兴趣。在之前的学习中，学生已经了解了氧气、酸等物质的性质和用途，这为学习金属的性质奠定了基础。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。在学习金属的化学性质时，学生可能难以理解不同金属活动性的差异以及金属与酸、金属化合物反应的本质。 此外，学生在实验探究过程中可能会出现操作不规范、观察不仔细等问题。因此，在教学过程中，教师应注重引导学生通过实验探究来获取知识，培养学生的观察能力、分析能力和实验操作能力。同时，教师还应结合生活实际，让学生感受到化学知识的实用性，提高学生的学习兴趣和学习积极性。在讲解抽象的化学概念时，教师应采用形象生动的教学方法，帮助学生更好地理解和掌握知识。 教学环节一 新课导入 【引导学生分享】同学们，在开启今天的化学学习之前，老师想请大家畅所欲言，说一说在日常生活中，你们都见到过哪些金属制品呀？它们又都用在什么地方呢？（给学生一些时间思考和发言，鼓励学生积极分享，如学生可能会提到铁锅、铜导线、金项链等） 【引入科技实例】大家观察得都很仔细，生活中金属制品确实无处不在。不知道大家有没有关注过我国的航天事业，在火箭、卫星等航天器的制造中，金属可是发挥了至关重要的作用。比如，铝合金因为密度小、强度高，被大量用于制造航天器的外壳；而钨由于熔点高，常被用作火箭发动机的喷嘴材料。这些金属的特殊性质，让航天器能够在极端的环境下正常运行。那么，金属究竟具有哪些性质，才能够在科技领域发挥如此重要的作用呢？带着这个疑问，让我们一起走进今天的学习内容——金属的性质和应用。 【设计意图】 1.激发学生兴趣：通过让学生分享生活中常见的金属制品，能够迅速拉近化学知识与学生生活的距离，激发学生的表达欲望和学习兴趣，使学生积极主动地参与到课堂中来。 2.联系科技前沿：引入航天事业中金属的应用实例，将化学知识与最新的科技进步相结合，让学生感受到化学在现代科技中的重要地位，拓宽学生的视野，进一步提高学生对化学学习的热情。 3.引发思考，导入新课：从生活中的金属制品和科技实例引出关于金属性质的问题，自然地过渡到本节课的主题，让学生明确学习方向，带着问题去探索新知识，提高学习的主动性和积极性。 教学环节二 金属的物理性质 活动一 列举金属制品及对应物理性质 【引入】同学们，在我们的日常生活中，金属制品无处不在。大家看，像金项链、铜导线、铁锅、易拉罐等，它们都是由金属制成的。那这些金属制品主要利用了金属的哪些物理性质呢？下面我们就一起来探讨一下。 【问题】请同学们列举生活中常见的金属制品，并说说它们主要利用了金属的哪些物理性质。 【学生活动】学生思考并积极发言，列举出如金项链利用了金属光泽、延展性、硬度小；铜导线利用了导电性、延展性；铁锅利用了导热性、延展性、密度大；易拉罐利用了延展性等。 【教师活动】对学生的回答进行点评和补充，引导学生总结出金属常见的物理性质，如金属光泽、导电性、导热性、延展性等。 【设计意图】通过联系生活实际，让学生从熟悉的金属制品入手，激发学生的学习兴趣，同时培养学生观察生活、思考问题的能力，为后续学习金属的物理性质做铺垫。 【对应训练1】下列金属制品中，主要利用金属导电性的是（ ） A. 铁锅 B. 铜导线 C. 铝箔 D. 金项链 【答案】B 【解析】铁锅主要利用了金属的导热性；铜导线主要利用了金属的导电性；铝箔主要利用了金属的延展性；金项链主要利用了金属的金属光泽和延展性。所以答案选B。 【对应训练2】下列关于金属物理性质的描述正确的是（ ） A. 常温下所有金属都是固体 B. 所有金属都有良好的导电性、导热性和延展性 C. 大多数金属呈银白色，铜呈红色，金呈黄色 D. 金属的硬度都很大 【答案】C 【解析】常温下汞是液体，A选项错误；并不是所有金属都有良好的延展性，如汞，B选项错误；大多数金属呈银白色，铜呈红色，金呈黄色，C选项正确；金属的硬度不一定都很大，如铅的硬度较小，D选项错误。所以答案选C。 活动二 特殊金属物理性质及用途举例 【引入】我们已经知道了金属的一些常见物理性质，其实有些金属因其特殊的物理性质有其特殊用途。接下来，让我们一起了解一下。 【问题】请同学们举例说明有些金属因其特殊的物理性质有哪些特殊用途。 【学生活动】学生思考并回答，如温度计利用了汞常温下为液态的性质；飞机利用了铝的密度小的性质；首饰利用了金属靓丽的光泽；灯丝利用了钨的熔点高的性质；水龙头镀铬利用了铬的硬度大的性质等。 【教师活动】对学生的回答进行肯定和完善，强调这些特殊物理性质与用途之间的关系。 【设计意图】拓宽学生的知识面，让学生了解到金属的特殊物理性质在实际生活中的重要应用，进一步加深对金属物理性质的理解。 【对应训练3】下列金属的用途与性质不对应的是（ ） A. 用铜做电线——导电性 B. 用钨做灯丝——熔点高 C. 用铝做炊具——延展性 D. 用金做首饰——金属光泽 【答案】C 【解析】用铜做电线是利用了铜的导电性，A选项对应正确；用钨做灯丝是因为钨的熔点高，B选项对应正确；用铝做炊具是利用了铝的导热性，而不是延展性，C选项对应错误；用金做首饰是利用了金的金属光泽，D选项对应正确。所以答案选C。 教学环节三 常见金属的化学性质 活动一 金属与氧气的反应 【引入】在前面的学习中，我们已经了解了镁条在空气中燃烧、铁丝在氧气中燃烧的现象和化学方程式。那么铜和铝可以与氧气反应吗？若反应，其反应条件都是“点燃”吗？所有金属都可以与氧气反应吗？下面我们就来探究这些问题。 【问题】回顾镁条在空气中燃烧、铁丝在氧气中燃烧的现象并写出反应的化学方程式，思考铜和铝与氧气反应的情况。 【学生活动】学生回顾并回答：镁条在空气中燃烧发出耀眼的白光，生成白色固体，化学方程式为；铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，化学方程式为。然后思考铜和铝与氧气反应的问题。 【教师活动】引导学生进行实验探究，展示铜在空气中加热、铝箔在空气中灼烧的实验现象，并讲解反应的化学方程式：，。同时解释铝具有良好抗腐蚀性能的原因是其表面生成一层致密的氧化铝薄膜。 【设计意图】通过回顾已学知识，引出新的问题，激发学生的探究欲望。通过实验探究，让学生直观地观察到金属与氧气反应的现象，加深对金属化学性质的理解。 【对应训练1】下列关于金属与氧气反应的说法正确的是（ ） A. 所有金属在常温下都能与氧气反应 B. 金属与氧气反应都需要点燃 C. 铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化 D. 铁在空气中燃烧生成黑色的四氧化三铁 【答案】C 【解析】大多数金属在常温下能与氧气反应，但金等在高温时也不与氧气反应，A选项错误；有些金属与氧气反应不需要点燃，如铝在常温下就能与氧气反应，B选项错误；铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步氧化，C选项正确；铁在空气中不能燃烧，在氧气中燃烧生成黑色的四氧化三铁，D选项错误。所以答案选C。 【对应训练2】下列化学方程式书写正确的是（ ） A. 铁在氧气中燃烧： B. 铜在空气中加热： C. 镁在氧气中燃烧： D. 铝在空气中形成致密的氧化膜： 【答案】B 【解析】铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，化学方程式为，A选项错误；铜在空气中加热生成氧化铜，化学方程式为，B选项正确；镁在氧气中燃烧生成氧化镁，化学方程式为，C选项错误；铝在空气中形成致密的氧化膜不需要点燃，化学方程式为，D选项错误。所以答案选B。 活动二 金属与酸的反应 【引入】我们已经探究了金属与氧气的反应，那么金属与酸会发生怎样的反应呢？接下来，我们通过实验来探究镁、锌、铁和铜与稀盐酸（稀硫酸）的反应。 【问题】分别把镁、锌、铁和铜放入试管中，再加入稀盐酸（稀硫酸），观察现象，并分析反应的特点。 【学生活动】学生分组进行实验，仔细观察并记录实验现象：镁剧烈反应，有大量气泡；锌反应较剧烈，有较多气泡；铁反应，有少量气泡；铜无明显现象。然后根据实验现象写出反应的化学方程式：，， ，，， 。并从反应物和生成物的类别的角度分析这些反应的特点，得出置换反应的概念。 【教师活动】巡视指导学生实验，提醒学生注意实验安全。对学生的实验结果进行点评和总结，强调铁发生置换反应均生成 +2 价的亚铁化合物。引导学生设计制取氢气的实验方案，包括实验装置、反应原理和实验步骤。 【设计意图】通过实验探究，让学生亲身体验金属与酸的反应，培养学生的实验操作能力和观察分析能力。通过分析反应特点，引出置换反应的概念，加深学生对化学反应类型的理解。设计制取氢气的实验方案，培养学生的创新思维和实践能力。 【对应训练3】下列关于金属与酸反应的说法错误的是（ ） A. 镁、锌、铁都能与稀盐酸（稀硫酸）反应产生氢气 B. 铜不能与稀盐酸（稀硫酸）反应 C. 铁与稀盐酸（稀硫酸）反应生成 +3 价的铁化合物 D. 金属与酸反应属于置换反应 【答案】C 【解析】镁、锌、铁的活动性比氢强，都能与稀盐酸（稀硫酸）反应产生氢气，A选项正确；铜的活动性比氢弱，不能与稀盐酸（稀硫酸）反应，B选项正确；铁与稀盐酸（稀硫酸）反应生成 +2 价的亚铁化合物，C选项错误；金属与酸反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，属于置换反应，D选项正确。所以答案选C。 活动三 金属与金属化合物的反应 【引入】早在2000多年前西汉时期就有“曾青得铁则化为铜”的记载，这实际上就是金属与金属化合物的反应。下面我们通过实验来探究这种反应。 【问题】将铁放入硫酸铜溶液中，观察现象，并分析反应的原理。 【学生活动】学生进行实验，观察到铁的表面出现红色固体，溶液由蓝色变成浅绿色。根据实验现象写出反应的化学方程式：。 【教师活动】讲解该反应的原理，强调金属与金属化合物反应的条件是活动性强的金属能将活动性弱的金属从其化合物溶液中置换出来。介绍湿法炼铜的历史和意义。 【设计意图】通过实验探究，让学生了解金属与金属化合物的反应，培养学生的实验探究能力和化学思维能力。介绍湿法炼铜的历史，激发学生的民族自豪感和学习化学的兴趣。 【对应训练4】我国西汉时期，在《淮南万毕术》中记载“曾青得铁则化为铜”，意思是可溶性的铜的化合物与铁发生反应得到单质铜。此为现代湿法冶金的先驱。下列有关说法正确的是（ ） A. 由该反应可推测出铜能与稀硫酸反应 B. 该反应证明了铁的金属活动性比铜强 C. 若铁足量，溶液的颜色将逐渐变为无色 D. 该反应属于分解反应 【答案】B 【解析】“曾青得铁则化为铜”的反应只能说明铁能置换出铜，不能推测出铜能与稀硫酸反应，A选项错误；该反应中，铁能将铜从硫酸铜溶液中置换出来，证明了铁的金属活动性比铜强，B选项正确；若铁足量，溶液中的硫酸铜完全反应，生成硫酸亚铁，溶液颜色将逐渐变为浅绿色，而不是无色，C选项错误；该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，属于置换反应，D选项错误。所以答案选B。 第2节 金属的性质和应用 第1课时 金属的化学性质 一、金属的物理性质 1.共性 · 有金属光泽 · 导电性好 · 导热性好 · 延展性好 · 常温下大多是固态 2.特性 · 铜呈紫红色，金呈黄色，汞是液体 二、金属的化学性质 1.金属 + 氧气 → 金属氧化物 · 镁、铝常温反应 · 铁、铜高温反应 · 金高温不反应 2.金属 + 酸 → 金属化合物 + 氢气 · 镁、锌、铁反应 · 铜不反应 · 置换反应 3.金属 + 金属化合物 → 新金属化合物 + 新金属 · 铁置换铜 · 湿法炼铜 1．下列物质的用途由其化学性质决定的是 A．铁能铸成铁锅 B．液态氢可以作推进火箭的高能燃料 C．铜能作电线电缆 D．用冰块降温 【答案】B 【解析】A、铁能铸成铁锅，利用的是铁的延展性，属于物理性质，该说法错误。 B、液态氢作高能燃料，利用的是氢气的可燃性，可燃性属于化学性质，该说法正确。 C、铜能作电线电缆，利用的是铜的导电性，属于物理性质，该说法错误。 D、用冰块降温，利用的是冰融化吸热的物理性质，该说法错误。 故选B。 2．下列现象或事实不能用金属活动性顺序解释的是 A．实验室不能用铜和稀硫酸反应制取氢气 B．金属铝比金属锌更耐腐蚀 C．铜能将银从硝酸银溶液中置换出来 D．相同质量的锌粉、铁粉与等质量浓度相同的稀盐酸反应，前者产生气泡的速率较快 【答案】B 【解析】A、铜在金属活动性顺序中位于氢之后，无法与稀硫酸反应生成氢气，这直接由金属活动性顺序决定； B、铝的耐腐蚀性源于其表面易形成致密的氧化铝保护膜，而非金属活动性顺序（铝实际比锌活泼）； C、铜的活动性比银强，因此能从硝酸银溶液中置换出银，符合金属活动性顺序规律； D、锌的活动性比铁强，与酸反应速率更快，由金属活动性顺序直接解释。 故选B。 3．有甲、乙、丙三种金属，将乙和丙分别浸入稀硫酸中，乙溶解而丙不溶；若将丙浸入甲的硝酸盐溶液中，则析出甲，这三种金属的活动性由强到弱的顺序是 A．甲＞乙＞丙 B．甲＞丙＞乙 C．乙＞甲＞丙 D．乙＞丙＞甲 【答案】D 【解析】有甲、乙、丙三种金属，将乙和丙分别浸入稀硫酸中，乙溶解而丙不溶，说明乙能与稀硫酸反应，而丙不能与稀硫酸反应，说明在金属活动性顺序里，乙排在氢前，丙排在氢后，则乙比丙活泼；若将丙浸入甲的硝酸盐溶液中，则析出甲，说明丙能与甲的硝酸盐反应，则丙比甲活泼，故这三种金属的活动性由强到弱的顺序是：乙＞丙＞甲。 故选D。 4．小明同学要探究锌、铁、铜的金属活动性顺序，他做了如下实验，其中不能达到预期目的的是 A．将锌片、铜片分别投入足量的硫酸亚铁溶液中，观察现象 B．将铁片分别投入足量的硫酸锌和硫酸铜溶液中，观察现象 C．将锌片、铁片、铜片分别投入足量的稀盐酸中，观察现象 D．将锌片、铁片分别投入足量的硫酸铜溶液中，观察现象 【答案】D 【解析】A、将Zn、Cu分别投入硫酸亚铁溶液，Zn置换Fe，说明Zn活动性比Fe强；Cu不反应，说明Fe活动性比Cu强，可确定金属活动性顺序Zn＞Fe＞Cu，A选项正确； B、将Fe分别投入硫酸锌和硫酸铜溶液，Fe置换不出Zn，说明活动性Zn＞Fe，Fe置换出Cu，说明活动性Fe＞Cu。可确定金属活动性顺序Zn＞Fe＞Cu，B选项正确； C、将Zn、Fe、Cu分别投入稀盐酸，Zn和Fe会与稀盐酸反应（Zn更剧烈），Cu不反应。根据反应剧烈程度，可判断活动性顺序Zn＞Fe＞H＞Cu，C选项正确； D、将Zn、Fe分别投入硫酸铜溶液，Zn和Fe均能置换出Cu，说明金属活动性Zn＞Cu且Fe＞Cu，无法比较Zn和Fe的顺序，D选项错误。 故选：D。 5．同学们到实验室去进行“探究金属的性质”实验，将锌粉和铁粉的混合物加入到盛有一定量硝酸银溶液的烧杯中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。 （1）滤液里一定含有 （填写化学式，下同），滤渣中一定含有 。 （2）若将所得滤渣放入稀盐酸中，有气泡产生，则滤渣中一定含有 ，可能含有 。 （3）若反应后所得滤液呈无色，则滤渣中一定含有 。 【答案】（1）Zn(NO3)2 Ag （2）Ag、Fe Zn （3）Ag、Fe 【解析】（1）由于金属的活动性是：锌比铁活泼，铁比银活泼，将锌粉和铁粉的混合物加入到盛有一定量硝酸银溶液的烧杯中，锌先和硝酸银反应生成硝酸锌和银，如果锌不足，铁再和硝酸银反应生成硝酸亚铁和银。因此滤液里一定含有Zn(NO3)2，滤渣中一定含有Ag。 （2）若将所得滤渣放入稀盐酸中，有气泡产生，说明滤渣中含有能与稀盐酸反应的金属，锌或铁能与稀盐酸反应产生氢气。因为锌先反应，所以滤渣中一定含有铁，可能含有锌，同时一定含有反应生成的Ag。所以滤渣中一定含有Ag、Fe，可能含有Zn。 （3）若反应后所得滤液呈无色，说明滤液中不含硝酸亚铁（硝酸亚铁溶液呈浅绿色），即铁没有与硝酸银反应，所以锌已经将硝酸银完全反应，铁没有参与反应，滤渣中一定含有反应生成的Ag以及未反应的Fe。 在本次教学中，通过列举生活中常见金属制品引导学生总结金属物理性质，利用实验探究常见金属化学性质，达成了教学目标。学生对实验表现出较高兴趣，课堂参与度较好。但也存在一些不足，比如在实验环节，部分学生操作不够熟练，导致实验进度较慢。在今后教学中，应加强对学生实验操作的指导，提前进行实验规范讲解与演示。此外，对于金属活动性顺序的讲解，部分学生理解存在困难，后续需增加相关练习与实例分析，帮助学生更好掌握这一重要知识点。 9 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $