内容正文:
第二节 金属的性质,(第一课时 金属的物理性质) 教案
一、教学基本信息
项目
内容
教材版本
义务教育化学教科书(北京版)
年级
九年级下册
课题
金属的物理性质
课时
1 课时
课标依据
义务教育化学课程标准(2022 年版)
二、教学目标
通过实验探究,认识金属的主要物理性质(光泽、导电性、导热性、延展性等),能归纳金属物理性质的相似性与差异性。
了解不同金属在密度、熔点、导电性、硬度等方面的差异,能结合实例说明金属性质与用途的关系。
了解金属晶体的微观结构,能从 “电子气” 理论视角解释金属导电性、延展性的成因,初步建立结构与性质的关联。
学习归纳与类比的科学思维方法,掌握研究一类物质性质的一般思路,发展科学探究与证据推理素养。
三、教学重难点
教学重点:金属物理性质的相似性与差异性;探究金属物理性质的实验设计与现象分析。
教学难点:从金属晶体微观结构解释导电性、延展性的成因;归纳法、类比法的科学思维应用。
四、教学准备
实验用品:铁丝、镁条、铜片、铝片、砂纸、酒精灯、火柴、电池、导线、灯泡、坩埚钳(可选)。
教学素材:金属晶体结构示意图、纯金属与合金结构对比图、常见金属物理性质对比表。
五、教学过程
(一)导入新课(3 分钟)
展示钠、汞、金、铝、铜等常见金属的图片,提问:金属在生产生活中用途广泛,这与它们的性质密切相关。金属有哪些共同的物理性质?不同金属的性质又有哪些差异?引出课题 —— 金属的物理性质。
(二)探究・实践:探究金属的物理性质(15 分钟)
1. 探究用品
铁丝、镁条、铜片、铝片、砂纸、酒精灯、火柴、电池、导线、灯泡。
安全提示:本实验须佩戴护目镜和手套完成。
2. 探究步骤
用砂纸分别将铁丝、镁条、铜片、铝片打磨,观察金属表面的光泽与颜色。
用双手试着弯曲铁丝、铜丝,感受金属的延展性。
设计并实施实验,探究金属是否具有导电性和导热性。
3. 实验方案
探究导电性
探究导热性
实验装置图说明:将电池、导线、灯泡串联,用金属片(铁丝 / 铜片 / 铝片)连接电路的两个断点,形成闭合回路。
预期现象:灯泡发光,说明金属具有导电性。
实验装置图说明:取一段金属丝,一端固定,另一端放在酒精灯火焰上加热,将火柴头(或石蜡碎块)粘在金属丝的不同位置,观察火柴 / 石蜡的变化。
预期现象:靠近火焰的火柴先被点燃(或石蜡先熔化),说明金属具有导热性。
4. 探究结论
相似性:金属一般具有金属光泽,常温下大多为固态(汞除外);具有良好的导电性、导热性和延展性。
差异性:不同金属的颜色、密度、熔点、导电性、硬度等物理性质存在差异,如铜呈紫红色、金呈黄色;银的导电性优于铜、铝;钨的熔点远高于锡、铝等。
填写教材内容p11
(三)金属物理性质的归纳与对比(8 分钟)
金属物理性质的共性:结合实验与教材内容,归纳金属的主要物理性质:有金属光泽、导电性、导热性、延展性,常温下除汞外均为固态,大多数具有较高的熔点和硬度。
不同金属物理性质的差异:
物理性质
铝
锌
铁
铜
银
铅
金
备注
密度 /()
2.70
7.14
7.86
8.92
10.8
11.3
19.3
铝密度小,金密度大
熔点 /℃
660
419.5
1538
1083
961.8
327.5
1064
钨熔点最高(3410℃),锡熔点 232℃
导电性 (以银的导电性为 100 作标准)
61
27
17
99
100
7.9
74
银导电性最优,铅较差
硬度 (以金刚石的硬度为 10 作标准)
2~2.9
2.5~3
4~5
2.5~4
2.5~4
1.5
2.5~3
铬硬度最大 (9),铅最小
颜色
银白色
银白色
银白色
紫红色
银白色
银白色
金黄色
大多数金属为银白色,铜、金为特殊颜色
内容归纳:
颜色:大多数金属呈银白色,铜呈紫红色,金呈黄色。
密度:铝(2.70 g/cm³)<锌<铁<铜<银<铅<金(19.3 g/cm³),密度差异较大。
熔点:锡(232℃)<铝<银<金<铜<铁<钨(3410℃),钨熔点最高,锡熔点较低。
导电性(以银为 100):铅(7.9)<铁<锌<铝<金<铜(99)<银(100),银的导电性最优,铜、铝次之。
硬度(以金刚石为 10):铅(1.5)<铝<金<铜<银<铁<铬(9),铬硬度最高,铅硬度最低。
(四)方法导航:归纳与类比(4 分钟)阅读教材p12~13
归纳法:从个别或特殊的实验事实(如铁丝、铜片、铝片都能导电)出发,推出一般性结论(金属具有导电性)的思维方法,是研究一类物质共性的重要方法。
类比法:根据两种事物的相似特征,推论其在其他特征上的相似性,结论需通过实验验证。
研究一类物质性质的一般思路:
选取多个组成、结构相似的典型代表物 → 通过观察、实验获取证据 → 归纳相似性、发现差异性。
(五)资料检索:金属晶体结构与物理性质(7 分钟)阅读教材p13
金属晶体的微观结构:金属原子外层的部分电子脱落形成 “电子气”,被所有原子共用,原子层紧密堆积。
微观视角解释金属性质:
导电性:在外加电场作用下,金属晶体中自由移动的 “电子气” 定向移动,形成电流,因此金属具有良好的导电性。
延展性:当受到外力时,金属晶体中的原子层发生相对滑动,而 “电子气” 起到 “润滑剂” 的作用,不会导致晶体断裂,因此金属具有延展性。
拓展思考(合金与纯金属的性质差异,结合结构示意图):纯金属的原子排列规整,合金中加入其他金属或非金属元素,原子排列被打乱,原子层间的滑动阻力增大,因此合金的硬度通常高于纯金属,熔点低于纯金属。
(六)课堂小结(3 分钟)
回顾金属物理性质的共性与差异、探究实验的核心现象,梳理研究一类物质性质的一般思路,强调结构决定性质、性质决定用途的化学观念。
六、板书设计
探究・实践:金属的物理性质
实验步骤:打磨观察光泽、弯曲感受延展性、导电 / 导热实验
结论:
相似性:有金属光泽、导电性、导热性、延展性,常温下多为固态(汞除外)
差异性:密度、熔点、导电性、硬度、颜色存在差异
金属物理性质的对比
颜色:银白(铜紫红、金黄)
导电性:银>铜>铝>铁>铅
熔点:钨>铁>铜>铝>锡
科学思维:归纳与类比
归纳:从个别到一般,得出金属的共性
研究思路:选代表物→实验获取证据→归纳相似性、发现差异性
微观解释:金属晶体与 “电子气”
导电性:自由电子定向移动
延展性:原子层滑动,电子气起润滑作用
七、教学反思
课后填写:学生对实验探究的参与度、金属性质差异的理解情况、微观结构解释的接受度,以及后续教学中需要补充的实例与练习等
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