内容正文:
6.2金属的化学性质教案
一、教学目标(依据2022版新课标“科学素养”理念)
化学观念:通过实验探究,认识金属的主要化学性质(与氧气、稀酸、某些金属化合物溶液的反应),理解金属活动性顺序的含义,能区分置换反应与化合、分解反应。
科学思维:通过对比金属与氧气、酸、盐溶液的反应现象差异,构建金属活动性顺序的认知模型,初步学会用归纳、演绎的方法认识一类物质的共性与递变规律。
科学探究与实践:完成金属与氧气、稀盐酸/稀硫酸、硫酸铜溶液反应的实验探究,规范记录实验现象、书写化学方程式,体验证据推理的过程。
科学态度与责任:通过“南海一号”文物案例,感受化学与历史、生活的联系,认识物质的化学性质决定其用途,形成“性质决定用途”的化学观念。
二、教学重难点
重点:金属的化学性质;金属活动性顺序的应用;置换反应的概念。
难点:通过实验现象分析金属活动性强弱,构建金属活动性顺序的递变规律。
三、教学准备
实验药品与仪器:镁条、铁丝、铜丝、铝片、稀盐酸、稀硫酸、硫酸铜溶液、硫酸铝溶液、酒精灯、坩埚钳、试管、石棉网等。
教学素材:“南海一号”沉船文物图片、金属活动性顺序表。
四、教学过程
(一)情境导入:问题探讨
展示“南海一号”沉船文物图片(金首饰、银锭、铜镜),提出问题:
为什么金首饰仍然光彩夺目,银锭上的字迹仍依稀可辨,而铜镜却长满了铜绿?
从古至今,为什么金、银一直被人们用来制作比较贵重的首饰或者钱币?
引导学生思考:这些现象与金属的化学性质差异有关,引出本节课主题—金属的化学性质。
(二)探究一:金属与氧气的反应
提出问题:金属有哪些主要的化学性质?不同金属的化学性质有何差异?
形成假设:金属可能与氧气发生反应(理由:镁条能在空气中燃烧,铁能在氧气中燃烧,说明金属可与氧气反应);金属还可能与酸或某些金属化合物溶液反应。
回顾实验,获取内容
实验序号
实验内容
实验现象
化学方程式
a
镁在空气中燃烧
发出耀眼的白光,放出大量热,生成白色固体
2Mg+O₂2MgO
b
铁在氧气中燃烧
剧烈燃烧,火星四射,放出大量热,生成黑色固体
3Fe+2O₂Fe₃O₄
c
铜在空气中加热
红色固体逐渐变为黑色
2Cu+O₂2CuO
分析与结论:
多数金属能与氧气反应,生成氧化物,但反应的难易和剧烈程度不同:镁、铝常温下就能与氧气反应;铁、铜在常温下几乎不与氧气反应,点燃或加热时能反应;金即使在高温下也不与氧气反应(“真金不怕火炼”)。
金属的活动性:Mg>Fe>Cu>Au
(三)探究二:金属与稀盐酸、稀硫酸的反应
设计并实施实验:取铝、铁、铜三种金属,分别加入稀盐酸(或稀硫酸),观察现象。
记录实验现象,获取证据
实验序号
实验内容
实验现象
化学方程式(与稀盐酸反应)
化学方程式(与稀硫酸反应)
a
铝与稀盐酸/稀硫酸
剧烈反应,产生大量气泡,铝片逐渐溶解
2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑
2Al+3H₂SO₄=Al₂(SO₄)₃+3H₂↑
b
铁与稀盐酸/稀硫酸
反应缓慢,产生少量气泡,溶液由无色逐渐变为浅绿色
Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑
c
铜与稀盐酸/稀硫酸
无明显现象
不反应
不反应
分析与结论:
能与稀酸反应产生氢气的金属(铝、铁),活动性较强;不能与稀酸反应的金属(铜),活动性较弱。
金属活动性:Al>Fe>Cu
排在氢之前的金属(如镁、铝、锌、铁)能与稀盐酸、稀硫酸反应产生氢气,排在氢之后的金属(如铜、银、金)不能与稀酸反应。
(四)探究三:金属与某些金属化合物溶液的反应
设计并实施实验:将铝片、铁钉、铜丝分别加入硫酸铜溶液、硫酸铝溶液中,观察现象。
记录实验现象,获取证据
实验序号
实验内容
实验现象
化学方程式
a
铝与硫酸铜溶液
铝片表面有红色固体析出,溶液蓝色逐渐变浅
2Al+3CuSO₄=Al₂(SO₄)₃+3Cu
b
铁与硫酸铜溶液
铁钉表面有红色固体析出,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色
Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu
c
铜与硫酸铝溶液
无明显现象
不反应
分析与结论:
活动性较强的金属(铝、铁)能将活动性较弱的金属(铜)从其化合物溶液中置换出来;活动性较弱的金属(铜)不能置换出活动性较强的金属(铝)。金属活动性:Al>Fe>Cu
(五)金属活动性顺序与置换反应
1.金属活动性顺序:
常见金属按活动性强弱排列为:K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au(金属活动性由强到弱)。
含义:
a.位置越靠前,金属活动性越强;
b.排在氢前的金属能置换出稀盐酸、稀硫酸中的氢;
c.排在前面的金属能把排在后面的金属从其化合物溶液中置换出来。
2.置换反应
概念: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反应。
通式:A+BC=AC+B(或A+BC=BA+C)。
3.对比:
化合反应:多变一(如2Mg+O₂2MgO);
分解反应:一变多(如2H₂O2H₂↑+O₂↑);
置换反应:单换单,反应物和生成物中都有单质和化合物。
(六)课堂小结
1.金属的主要化学性质:
多数金属能与氧气反应生成氧化物;较活泼金属能与稀盐酸、稀硫酸反应生成氢气;较活泼金属能与较不活泼金属的化合物溶液反应,置换出较不活泼金属。
2.金属活动性顺序:钾钙钠镁铝、锌铁锡铅(氢)、铜汞银铂金(由强到弱)。
3.置换反应:单质+化合物→新单质+新化合物。
4.金属的化学性质差异决定了其用途,如金、银化学性质稳定,可制作首饰、钱币。
(七)讨论与交流
1.分析反应中单质与化合物:
反应方程式
反应物(单质/化合物)
生成物(单质/化合物)
Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑
单质:Zn;化合物:HCl
化合物:ZnCl₂;单质:H₂
Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
单质:Fe;化合物:HCl
化合物:FeCl₂;单质:H₂
2Al+3CuSO₄=Al₂(SO₄)₃+3Cu
单质:Al;化合物:CuSO₄
化合物:Al₂(SO₄)₃;单质:Cu
Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu
单质:Fe;化合物:CuSO₄
化合物:FeSO₄;单质:Cu
2.置换反应与化合、分解反应的区别:
化合反应:多种物质生成一种物质;
分解反应:一种物质生成多种物质;
置换反应:单质与化合物反应,生成新单质与新化合物,反应前后均有单质和化合物。
3.置换反应的通式:A+BC=B+AC(A为单质,BC为化合物,B为新单质,AC为新化合物)。
五、板书设计
6.2金属的化学性质
(一)、金属的化学性质
1.与氧气反应:
2Mg+O₂2MgO
3Fe+2O₂Fe₃O₄
2Cu+O₂2CuO
(活动性:Mg>Fe>Cu>Au)
2.与稀酸反应(氢前金属):
2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑
Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
(活动性:Al>Fe>Cu)
3.与金属化合物溶液反应:
2Al+3CuSO₄=Al₂(SO₄)₃+3Cu
Fe+CuSO₄=FeSO₄+Cu
(活动性:Al>Fe>Cu)
(二)、金属活动性顺序
K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(H)、Cu、Hg、Ag、Pt、Au(金属活动性由强到弱)。
(三)、置换反应
定义:单质+化合物→新单质+新化合物
通式:A+BC=B+AC
六、教学反思
根据课堂实际情况,反思实验效果、学生对金属活动性顺序的理解程度、探究活动的参与度等,优化后续教学。
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