内容正文:
基础实验5 常见金属的物理性质和化学性质 导学案
(沪教版·九年级上册·第6章 金属资源综合利用)
一、学习目标与核心素养
通过对镁、铝、铁、铜等常见金属的观察与实验,形成“物质的组成与结构决定性质、性质决定用途”的化学观念;通过对比实验与现象分析,发展基于证据进行推理与概括的科学思维;在动手操作中提升观察、记录与控制变量的科学探究能力;通过金属资源利用与废旧金属回收的讨论,树立节约资源、保护环境、合理利用化学物质的科学态度与社会责任。
二、学习重难点
重点:常见金属的物理共性与差异;金属与氧气、稀酸、盐溶液反应的现象及规律;金属活动性顺序的初步应用。难点:通过对比实验设计探究金属活动性强弱;准确描述实验现象并由现象推理金属化学性质的差异;规范完成酒精灯加热、胶头滴管滴加、废液处理等基本操作。
三、课前预习案
(一)选择题
1. 下列金属中,常温下呈紫红色的是( )
A. 铁 B. 铜 C. 铝 D. 镁
2. 下列金属制品中,主要利用金属导热性的是( )
A. 铜导线 B. 铁锅 C. 铝箔包装纸 D. 金银首饰
3. 下列各组金属中,都能在空气中燃烧并发出耀眼白光的是( )
A. 铁和铜 B. 镁和铝 C. 镁和铁 D. 铜和锌
4. 下列物质中,不能由金属与稀盐酸直接反应制得的是( )
A. 氯化镁 B. 氯化锌 C. 氯化铁 D. 氯化亚铁
5. 把铁钉放入下列溶液中,一段时间后溶液质量会减轻的是( )
A. 稀盐酸 B. 稀硫酸 C. 硫酸铜溶液 D. 硫酸亚铁溶液
(二)填空题
6. 金属具有很多共同的物理性质:常温下它们大多是______体(除汞外),有______光泽,大多为______和______的良导体,有延展性,密度较大,熔点较高。
7. 地壳中含量最多的金属元素是______;人体中含量最多的金属元素是______;年产量最高、使用最广泛的金属是______。
8. 铝在空气中与氧气反应,其表面生成一层致密的______薄膜,从而阻止铝进一步被______,因此铝具有很好的抗腐蚀性能。
9. 写出铁在氧气中燃烧的主要现象:剧烈燃烧,______,放出大量热,生成一种______色固体。
10. 人们常说“真金不怕火炼”,从化学角度说明金的化学性质在高温下______(填“活泼”或“不活泼”)。
四、课中探究案
探究一 金属的物理性质
11. 观察实验桌上的镁条、铝片、铁钉、铜片和黄铜片(铜锌合金),回答下列问题:
(1)用砂纸分别打磨五种金属表面,观察打磨后露出的本色:镁呈______色,铝呈______色,铁呈______色,铜呈______色,黄铜呈______色。
(2)相互刻划:把铜片和黄铜片互相刻划,发现______的表面留下较深划痕,说明______的硬度较大。
(3)把一小段铁丝和一片铜片分别接入带小灯泡的电路中,小灯泡都发光,说明金属具有______性。
(4)用手握住一段弯折的铝片另一端,能较快感到发热,说明金属具有______性。
12. 下列有关金属物理性质的叙述是否正确?正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)所有金属在常温下都是固体。( )
(2)铜常用来制导线,主要利用其延展性。( )
(3)银的导电性比铜好,但电线一般用铜制而不用银制,主要原因是银的价格昂贵。( )
(4)地壳中含量最多的金属元素是铁。( )
探究二 金属与氧气的反应
13. 用坩埚钳分别夹住一段镁条、一片铝片、一段细铁丝和一片铜片,在酒精灯火焰上加热,观察并记录现象:
(1)镁条在空气中剧烈燃烧,发出______,放出大量热,生成白色固体。
(2)铝片在空气中加热时失去金属光泽,表面变暗,但不能像镁条那样剧烈燃烧,原因是铝表面生成了一层致密的______薄膜,阻止内部铝继续与氧气反应。
(3)细铁丝在空气中只能红热,不能燃烧;但在纯净氧气中剧烈燃烧,火星四射,生成______色固体。
(4)铜片在空气中加热,表面逐渐变成______色,生成一种______色物质,但不能燃烧。
14. 由上述实验可推知:镁、铝、铁、铜四种金属中,化学性质最活泼的是______,最不活泼的是______;判断依据是它们与氧气反应的______和剧烈程度不同。
探究三 金属与稀酸的反应
15. 在四支试管中分别放入镁条、锌粒、铁钉和铜片,再各加入少量等体积、等浓度的稀盐酸,观察现象:
(1)反应最剧烈、产生气泡最快的是______;表面缓慢产生气泡、溶液由无色逐渐变为浅绿色的是______;表面没有明显现象的是______。
(2)把燃着的小木条分别放在有气泡产生的试管口,听到“噗”的一声,说明反应生成的气体具有______性。
(3)由此可判断,这四种金属的活动性由强到弱的顺序是______。
16. 下列金属中,不能与稀硫酸发生反应产生氢气的是( )
A. 镁 B. 锌 C. 铜 D. 铁
17. 把等质量的铁片和锌片分别放入等质量、等浓度的稀硫酸中,充分反应后金属均有剩余。下列说法正确的是( )
A. 铁片产生的气体多 B. 锌片产生的气体多
C. 两者产生的气体一样多 D. 无法判断
探究四 金属与盐溶液的反应
18. 把一段洁净的铁钉浸入硫酸铜溶液中,一段时间后取出:
(1)铁钉表面出现______色物质;
(2)溶液由______色逐渐变为______色;
(3)该反应说明铁的金属活动性比铜______(填“强”或“弱”)。
19. 把一根洁净的铜丝浸入硝酸银溶液中,可观察到铜丝表面附着一层______色物质,溶液由无色逐渐变为______色,说明铜的金属活动性比银______。
20. 下列各组物质之间能发生置换反应的是( )
A. 铜与稀硫酸 B. 银与稀盐酸
C. 铁与硫酸锌溶液 D. 铁与硫酸铜溶液
21. 为验证铁、铜、银三种金属的活动性顺序,下列所选试剂组不能达到目的的是( )
A. 铁、硫酸铜溶液、银
B. 硫酸亚铁溶液、铜、硝酸银溶液
C. 铁、铜、稀盐酸、银
D. 铁、铜、硝酸银溶液
探究五 综合应用与反思
22. 人们在生产中大量使用的是合金而不是纯金属,这是因为合金与组成它的纯金属相比,一般具有______更大、______更低、机械性能更优良等特点。
23. 请用化学原理解释下列生活现象:
(1)为什么不能用铁制容器盛装农药波尔多液(含硫酸铜)?
答:________________________________________________。
(2)为什么沙漠地区的铁制品锈蚀较慢?
答:________________________________________________。
(3)为什么铝制品比铁制品更耐腐蚀?
答:________________________________________________。
24. 废旧金属的回收利用是保护金属资源的重要途径之一。请你再写出一条保护金属资源的有效途径:________________________________________________。
25. 某同学为探究金属与酸反应的快慢与哪些因素有关,设计了如下对比实验:
实验一:相同质量、相同形状的锌片,分别与等体积、等浓度的稀盐酸和稀硫酸反应;
实验二:相同质量的锌片和锌粉,分别与等体积、等浓度的稀盐酸反应。
(1)实验一的目的是探究______对反应快慢的影响;
(2)实验二中观察到______反应更剧烈,由此可得出的结论是______。
五、板书设计
基础实验5 常见金属的物理性质和化学性质
一、物理性质
共性:金属光泽、导电导热、延展性(除汞外常温为固体)
差异:铜紫红、铁银白、镁银白;黄铜硬度大于纯铜
二、化学性质
1. 与氧气反应:镁(剧烈燃烧)>铝(表面氧化膜)>铁(纯氧中燃烧)>铜(表面变黑)>金(不反应)
2. 与稀酸反应:氢前金属(镁、锌、铁)产生气体;氢后金属(铜)不反应
3. 与盐溶液反应:活动性强的金属把活动性弱的金属从其盐溶液中置换出来
三、金属活动性顺序的应用
判断金属与氧气、酸、盐溶液能否反应及反应剧烈程度
四、金属资源保护
合理开采、回收利用、寻找代用品、防止锈蚀
六、参考答案
1. B 2. B 3. B 4. C 5. C
6. 固;金属;电;热
7. 铝;钙;铁
8. 氧化铝(或致密氧化);氧化(或锈蚀)
9. 火星四射;黑
10. 不活泼
11.(1)银白;银白(略带灰);银白;紫红;金黄(黄)
(2)铜片;黄铜片
(3)导电
(4)导热
12.(1)×(汞常温下为液体) (2)×(主要利用导电性) (3)√ (4)×(地壳中含量最多的金属元素是铝)
13.(1)耀眼白光 (2)致密氧化(氧化铝) (3)黑 (4)黑(暗);黑
14. 镁;铜;反应条件(难易程度)
15.(1)镁;铁;铜 (2)可燃 (3)镁>锌>铁>铜
16. C
17. C(酸完全反应,产生气体的量由酸决定)
18.(1)红(紫红) (2)蓝;浅绿 (3)强
19. 银白(或灰黑);蓝;强
20. D
21. D
22. 硬度;熔点
23.(1)铁会与硫酸铜发生置换反应,使铁制容器被腐蚀,同时药液失效。
(2)沙漠地区气候干燥,空气中水蒸气含量少,铁缺少生锈所需的水分,所以锈蚀较慢。
(3)铝在空气中表面易形成一层致密的氧化铝薄膜,能阻止内部铝继续被氧化;而铁生锈后生成的铁锈疏松多孔,不能阻碍内部铁继续被锈蚀。
24. 防止金属锈蚀;或有计划、合理地开采矿物;或寻找金属的代用品(任答一条即可)。
25.(1)酸的种类(或酸根种类)
(2)锌粉;在其他条件相同时,金属与酸的接触面积越大,反应越剧烈。
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