实验活动5 常见金属的物理性质和化学性质 分层作业--2026-2027学年九年级化学人教版下册

初中化学 · 分层作业 《实验活动5 常见金属的物理性质和化学性质》分层作业 人教版九年级化学下册 · 第八单元 实验活动5 基础 / 发展 / 拓展 三层弹性作业设计 · 含参考答案 学科：化学　　学段：初中九年级 作业类型：学生必做实验配套课后作业 项目 内容 学段 / 学科 / 课题 初中九年级 · 化学 · 人教版下册 第八单元 实验活动 5 《常见金属的物理性质和化学性质》 课型 / 作业场景 学生必做实验（活动课）配套课后作业 —— 巩固金属的物理性质与化学性质实验结论，提升实验方案设计与证据推理能力 当日该学科建议时长份额 初中书面作业总量 ≤90 分钟 / 天，按 4~5 科分摊， 化学单科约 15~20 分钟 核心学习目标 ① 通过实验探究， 巩固金属具有金属光泽、导电性、导热性、延展性等物理性质 ，以及合金与纯金属在硬度上的差异（相互刻画），能用性质解释用途； ② 认识常见金属的化学性质 ：镁、铝、锌、铁等活泼金属能与稀盐酸（或稀硫酸）反应放出氢气，铜不能；铜在加热时能与氧气反应；位置靠前的金属能把位于其后的金属从它们化合物的溶液里置换出来（如 Fe 能置换 CuSO 4 中的 Cu ）； ③ 能 根据金属与酸反应的剧烈程度和金属与盐溶液的置换关系，比较并排列金属的活动性顺序 ，初步形成 " 性质 — 条件 — 用途 " 以及 " 实验证据支持结论 " 的化学观念，提升控制变量与实验设计的科学探究能力。 课标依据 《义务教育化学课程标准（ 2022 年版）》 " 内容要求 2.2.3 金属与金属矿物 " ： "知道金属具有一些共同的物理性质……知道在金属中加入其他元素形成合金可以改变金属材料的性能；了解金属、金属材料在生产生活和社会发展中的重要作用" ； " 学业要求 " ： "能结合金属的性质，在氢气、氧气、金属、酸、碱、盐等的学习中，根据实验事实，认识金属的主要化学性质，初步形成‘物质的性质决定用途’的观念" ； " 学生必做实验及实践活动（ 4 ）：常见金属的物理性质和化学性质 " ； " 作业评价建议 " ： "保证基础性作业，增加实践性作业、弹性作业和跨学科作业……合理规划课时作业和单元练习的任务水平及比例，适当增加迁移创新水平的任务" 。   分层说明：基础层全员必做（达标）→ 发展层大多数学生选做（提升）→ 拓展层学有余力学生自愿选做（挑战）。   难度标注：★☆☆ 基础　｜　★★☆ 发展　｜　★★★ 拓展 一、基础层（全员必做 · 约 9 分钟） 题号 题目内容 难度 预估用时 覆盖目标 1 金属的物理性质（填空） （ 1 ）用砂纸打磨镁、铝、铁、铜后观察：镁呈 ________ 色、铝呈 ________ 色、铁呈 ________ 色、铜呈 ________ 色，四种金属均有金属光泽； （ 2 ）采取 " 相互刻画 " 的方法比较硬度：铜片能在铝片上刻出划痕，说明铜的硬度比铝 ________ （填 " 大 " 或 " 小 " ）；铜片不能在黄铜片上刻出明显划痕，说明黄铜的硬度比纯铜 ________ （填 " 大 " 或 " 小 " ）； （ 3 ）将铝片、铁片、铜片分别接入电池 — 灯泡电路，闭合开关后灯泡均发光，说明金属具有 ________ 性；用坩埚钳夹持金属片一端加热，另一端变热，说明金属具有 ________ 性。 ★☆☆ 基础 3 分钟 ① 2 金属与稀盐酸的反应（现象 + 方程式） （ 1 ）向盛有镁条、锌粒、铁片的试管中分别加入稀盐酸，均可观察到有 ________ 产生，其中反应最剧烈（产生气泡最快）的是 ________ （填金属名称）；铜片中加入稀盐酸则无明显现象； （ 2 ）写出下列反应的化学方程式：      镁与稀盐酸： Mg + 2HCl = MgCl 2 + H 2 ↑      锌与稀盐酸： Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2 ↑      铁与稀盐酸： Fe + 2HCl = FeCl 2 + H 2 ↑ （ 3 ）由上述实验可知：在金属活动性顺序中，镁、锌、铁都排在氢的 ________ （填 " 前面 " 或 " 后面 " ），因此能置换出盐酸中的氢。 ★☆☆ 基础 4 分钟 ② 3 金属与氧气、金属与盐溶液（现象 + 方程式） （ 1 ）用坩埚钳夹持光亮的铜片在酒精灯火焰上加热，铜片表面由红色逐渐变为黑色。该反应的化学方程式为：     2Cu + O 2 2CuO （ 2 ）将光亮的铁钉放入硫酸铜溶液中，可观察到的现象是：铁钉表面有 ________ 色的物质析出，溶液由蓝色逐渐变为 ________ 色；该反应的化学方程式为：     Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu ★☆☆ 基础 2 分钟 ② 二、发展层（大多数学生选做 / 建议做 · 约 7 分钟） 题号 题目内容 难度 预估用时 覆盖目标 4 【证据推理 · 排列金属活动性顺序】 （ 1 ）镁、铝、锌、铁、铜五种金属中，镁、铝、锌、铁都能与稀盐酸（或稀硫酸）反应放出氢气，且反应剧烈程度大致为 Mg > Al > Zn > Fe ，铜不与稀盐酸反应。请将这五种金属的活动性由强到弱排列：     ________ > ________ > ________ > ________ > ________ （ 2 ）某同学设计实验比较铁、铜、银的活动性：将铜丝分别浸入硫酸亚铁溶液和硝酸银溶液中。观察到硫酸亚铁溶液中的铜丝无明显变化，硝酸银溶液中的铜丝表面有银白色物质析出，溶液由无色变为蓝色。由此可得三种金属的活动性由强到弱为： ________ > ________ > ________ 。 ★★☆ 发展 4 分钟 ③ 5 【生活情境运用 · 性质与防护】 （ 1 ）农业上配制农药波尔多液（含硫酸铜）时，为什么不能用铁制容器盛放？请用化学方程式说明理由：     ________________ （若不能反应，写 " 不反应 " ）； （ 2 ）市面上有些 " 黄金 " 饰品实际是黄铜（铜锌合金）。请你设计一种简便方法鉴别真假黄金，并说明判断依据：      方法： ________________ ；依据： ________________ 。 ★★☆ 发展 3 分钟 ②③ 三、拓展层（学有余力自愿选做 · 约 10 分钟 · 课外弹性完成）   注意：以下为探究性 / 实践性任务，不计入当日书面作业时长，建议分散 1~2 天完成，不要求全员完成、不纳入统一评分，以课上展示交流为主。 题号 题目内容 难度 预估用时 覆盖目标 6 【探究延伸 · 控制变量】设计实验比较两种未知金属的活动性强弱 现有两种未知金属 X 、 Y （均已打磨，表面积相同）。请你设计实验比较 X 、 Y 的活动性强弱。 可用试剂：相同浓度、相同体积的稀盐酸，蒸馏水（洗涤用）。 （ 1 ）写出简要的实验方案（需说明如何控制变量、如何观察现象）； （ 2 ）实验中为什么要保证 " 盐酸的浓度、体积相同，金属片表面积相同 " ？这种研究方法叫作 ________ ； （ 3 ）若观察到 X 表面产生气泡的速率明显比 Y 快，可得出的结论是：金属活动性 X________Y （填 ">" 或 "<" ）。 ★★★ 拓展 6 分钟 （课外弹性） ③ 7 【实验安全与跨学科 · 选做】氢气验纯 · 废液回收 · 金属之最 （ 1 ）金属（镁、锌、铁等）与稀盐酸反应生成的氢气，在点燃前必须 ________ ，原因是 ________ ； （ 2 ）实验结束后，含有重金属离子（如 Cu 2+ ）的废液应倒入 ________ （填 " 废液缸 " 或 " 水槽 " ），不能随意冲入下水道，从环境保护角度说明理由： ________ ； （ 3 ）课外：查阅并写出一种你了解的 " 金属之最 " （如导电性最好的金属、硬度最大的金属、地壳中含量最高的金属元素等），并说明它的一种重要用途。 ★★★ 拓展 4 分钟 （课外弹性） ①② 四、总时长核算 层级 题量 预估用时 说明 基础层（全员必做） 3 题 约 9 分钟 全体学生底线任务 发展层（建议选做） 2 题 约 7 分钟 大多数学生可完成 当日书面作业合计 5 题 约 16 分钟 ✓ 落在化学单科 15~20 分钟建议区间内 拓展层（自愿选做） 2 题 约 10 分钟（课外弹性） 不计入当日书面时长   结论：基础层 + 发展层合计约 16 分钟，处于初中化学单科建议份额（15~20 分钟）内，符合初中书面作业总量 ≤90 分钟/天的政策红线（合规）；拓展层为课外弹性任务，不计入当日时长。 五、设计说明（方法论呼应） 1. 分层比例：基础 9 分钟 ∶ 发展 7 分钟 ∶ 拓展 10 分钟（课外）≈ 5 ∶ 4 ∶ 5，书面部分基础层占比过半，确保全体学生能在合理时间内"保底达标"。 2. 目标覆盖：三条核心学习目标（物理性质与用途 / 化学性质——与酸、与氧气、与盐溶液 / 活动性顺序与实验探究）每条均被 2 道以上题目覆盖，无单一目标重复堆砌。 3. 拓展不超纲：第 6 题走"探究延伸"路径（把课标"科学探究"要素落到"自主设计方案—控制变量—获取证据—得出结论"的完整探究链），第 7 题走"实验安全 + 跨学科"路径（氢气验纯、废液回收对接化学与社会·环境，金属之最对接"物质的多样性"）。两题均未引入本学段课标之外的新概念，涉及的控制变量法、金属活动性比较均为本节及前序内容，属"深度 + 情境 + 迁移"型拓展。 4. 学科准确性优先：本作业中的反应均为教材实验真实发生的反应，方程式书写与配平、生成物状态（H2 标"↑"）、反应条件（铜与氧气反应为"加热"）均按教材规范；金属与稀盐酸、铁与硫酸铜等常温反应无需在等号上方/下方标注条件，与"单条件置等号上方"的规范不冲突（本课唯一带条件的方程式即铜的加热氧化，已按规范将"加热"置于等号上方）。   统筹提示（学科组 / 年级组）：本作业方案预估书面用时约 16 分钟，落在初中单科建议时长（15~20 分钟）范围内。若该学生当日还有语文、数学、英语等学科作业，请学科组 / 年级组统筹核对当日书面作业总量是否超过 90 分钟 红线，避免多科叠加后超时。拓展层任务建议统一安排为课后弹性完成，不占用当日书面时长。 六、参考答案 以下为三个层级全部题目的参考答案与解题要点，供教师批改与讲评使用。说明：本课为实验活动课，化学式下标（如 O2、MgCl2、CuSO4）与方程式已按教材规范书写；涉及的反应条件中，仅"铜在加热时与氧气反应"需标注条件，已按"单条件置于等号上方"的规范处理。 （一）基础层 第 1 题 （1）银白；银白；银白；紫红（铜为紫红色/红色，有金属光泽） （2）大；大（合金的硬度一般比组成它的纯金属大） （3）导电；导热（延展性等合理亦可） 第 2 题 （1）气泡；镁 （2）Mg + 2HCl = MgCl2 + H2↑；Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑；Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑（Al 与稀盐酸：2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑，供教师参考） （3）前面（镁、锌、铁排在氢前，能置换酸中的氢；铜排在氢后，不能） 第 3 题 （1）2Cu + O2 2CuO（现象：红色铜片表面变黑，生成黑色氧化铜） （2）红（或紫红）；浅绿；Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu（铁能置换出硫酸铜中的铜，溶液由蓝变浅绿） （二）发展层 第 4 题 （1）Mg > Al > Zn > Fe > Cu（依据：与酸反应越剧烈，活动性越强；铜不与酸反应，排在最末） （2）Fe > Cu > Ag（依据：Cu 不能置换 FeSO4 中的 Fe，说明 Fe > Cu；Cu 能置换 AgNO3 中的 Ag，说明 Cu > Ag） 第 5 题 （1）Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu（铁的活动性比铜强，会将硫酸铜中的铜置换出来，既损耗了铁制容器、又降低了药效，故不能用铁桶） （2）示例——方法：取少量样品放入稀盐酸（或稀硫酸）中；依据：真金（Au）不与酸反应，无明显现象；若为黄铜（含锌），锌能与酸反应产生气泡，若有气泡产生则为假黄金。（或可用灼烧：铜锌合金灼烧会变黑，黄金不变色。合理即可） （三）拓展层 第 6 题 （1）实验方案（示例）：取表面积相同的金属片 X、Y 各一片，分别放入盛有相同浓度、相同体积稀盐酸的两支试管中，观察并比较两支试管中产生气泡的快慢（或比较相同时间内收集到氢气的多少）。 （2）控制变量（法）——只有"金属种类"这一变量不同，其他条件都相同，才能把现象差异归因于金属种类（活动性）的不同。 （3）>（与酸反应越剧烈，活动性越强） 第 7 题 （1）验纯（或检验纯度）；氢气与空气混合遇明火可能发生爆炸（不纯的氢气点燃易爆炸） （2）废液缸；含 Cu2+ 等重金属离子的废液进入下水道会污染水源和土壤，其中的重金属还可能在生物体内富集，危害人体健康（从环境保护与生命安全教育角度作答即可） （3）开放性示例：导电性最好的金属是银（Ag），常用于电子工业、精密仪器；地壳中含量最高的金属元素是铝（Al），用于制造飞机、电线、铝箔等；硬度最大的金属是铬（Cr），用于电镀、制造耐磨合金。（写出一种即可） 学科网（北京）股份有限公司 $