2019-2020年九年級(jí)化學(xué)下冊(cè) 第八單元 課題2 金屬的化學(xué)性質(zhì)教案 新人教版 (II)課程目標(biāo)：通過實(shí)驗(yàn)探究金屬與氧氣，金屬與稀鹽酸、稀硫酸以及與鹽溶液的置換反應(yīng)，認(rèn)識(shí)金屬的化學(xué)性質(zhì)和金屬的活動(dòng)性順序，并且能用金屬活動(dòng)順序解釋一些與日常生活有關(guān)的化學(xué)問題。重點(diǎn)：通過實(shí)驗(yàn)探究認(rèn)識(shí)金屬活動(dòng)性順序難點(diǎn)：運(yùn)用金屬活動(dòng)性順序?qū)χ脫Q反應(yīng)作出判斷教學(xué)過程：1對(duì)于金屬與氧氣反應(yīng)的教學(xué)，可以再次做鎂條、鋁箔、鐵絲、銅絲等與氧氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，以加深學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行認(rèn)真的對(duì)比和分析，從中得出金屬與氧氣反應(yīng)的一些規(guī)律性知識(shí) 2本課題的教學(xué)重點(diǎn)應(yīng)放在對(duì)金屬活動(dòng)性順序的探討上，不僅僅是為了獲得金屬活動(dòng)性順序的知識(shí)，更重要的是要引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與知識(shí)的獲取過程，學(xué)習(xí)科學(xué)探究的方法。在這個(gè)活動(dòng)與探究中，結(jié)論的可靠性是很重要的，因此，控制相似的實(shí)驗(yàn)條件，以及對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的正確對(duì)比和分析，是該探究活動(dòng)獲得可靠結(jié)論的重要保證。 3置換反應(yīng)的概念是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上通過歸納得出的，即通過對(duì)鎂、鋅、鐵與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式的分析，從反應(yīng)物和生成物類別的角度歸納得出的。這樣的方法比較直觀，學(xué)生容易接受。置換反應(yīng)在日常生活中的應(yīng)用主要是通過練習(xí)來感受的。教師也可以補(bǔ)充一些有關(guān)這方面的聯(lián)系實(shí)際的習(xí)題，以培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。 4金屬活動(dòng)性順序是通過實(shí)驗(yàn)，并在置換反應(yīng)概念和其他一些實(shí)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上分析得到的。探究分三步進(jìn)行：（1）從金屬與鹽酸或硫酸反應(yīng)是否有氫氣生成，可以把金屬分為兩類，能生成氫氣的金屬其活動(dòng)性比較強(qiáng)，不能生成氫氣的金屬其活動(dòng)性比較弱。（2）從一種金屬能否把另一種金屬?gòu)乃幕衔锏娜芤褐兄脫Q出來，可以比較出這兩種金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱，能置換出來的，則這種金屬比另一種金屬活潑。（3）經(jīng)過了很多類似實(shí)驗(yàn)的探究過程，人們歸納和總結(jié)出了常見金屬的活動(dòng)性順序。鈍化 金屬表面形成氧化膜保護(hù)層而使金屬不易腐蝕或與其他物質(zhì)反應(yīng)；或經(jīng)化學(xué)、電化學(xué)方法處理使金屬由活潑變?yōu)椴换顫姞顟B(tài)的過程叫鈍化。鈍化的金屬活動(dòng)性大減，叫鈍態(tài)或鈍化態(tài)。例如用冷濃硝酸處理鋁而生成堅(jiān)密的氧化膜保護(hù)層即鋁鈍化的一種方法。鐵與濃硫酸、濃硝酸接觸，表面生成致密的氧化膜，阻止反應(yīng)的進(jìn)一步進(jìn)行，稱為鐵的鈍化。 在整個(gè)探究過程中，教師的組織和引導(dǎo)作用非常重要。尤其要注意在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上組織好討論，這是有關(guān)金屬活動(dòng)性順序探究活動(dòng)能否成功的重要保證。 由于學(xué)生還沒有鹽的概念，因此教材中只能說“位于前面的金屬能把位于后面的金屬?gòu)乃鼈兓衔锏娜芤褐兄脫Q出來”。教師要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況利用具體例子來進(jìn)行教學(xué)。 5可以通過對(duì)一些實(shí)例和習(xí)題的討論和分析，讓學(xué)生感受金屬活動(dòng)性順序在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中的重要應(yīng)用，并認(rèn)識(shí)金屬活動(dòng)性順序可以作為有關(guān)金屬能否在溶液中發(fā)生置換反應(yīng)。鋁與鐵常溫下和氧氣反應(yīng)的難易取一塊鋁片，用細(xì)砂紙打磨其部分位置，觀察沒有打磨及打磨部分的色澤。發(fā)現(xiàn)打磨后鋁的色澤比沒有打磨的色澤更光亮。過一段時(shí)間，兩者色澤又變得一樣。 同樣方法，用鐵片重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，觀察打磨前后的鐵的不同及變化，則發(fā)現(xiàn)打磨后的鐵不會(huì)變得與打磨前的鐵一樣。 （1）從上述實(shí)驗(yàn)事實(shí)推測(cè)：鋁和鐵哪種物質(zhì)更容易與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)？ （2）鋁的化學(xué)性質(zhì)比鐵活潑，為什么我們通常看見鐵生銹而沒有看到鋁生銹？ （3）在清洗鋁制品時(shí)應(yīng)注意些什么？ （4）根據(jù)鋁的這種抗銹蝕“特性”，試推測(cè)防止金屬銹蝕可采用的一種方法。鋁的性質(zhì)和用途物質(zhì)的用途在很大程度上取決于物質(zhì)的性質(zhì)。由于鋁有多種優(yōu)良性能，因而鋁有著極為廣泛的用途。 （1）鋁的密度很小，僅為2.7 g/cm3，雖然它比較軟，但可制成各種鋁合金，如硬鋁、超硬鋁、防銹鋁、鑄鋁等。這些鋁合金廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、汽車、火車、船舶等制造工業(yè)。此外，宇宙火箭、航天飛機(jī)、人造衛(wèi)星也使用大量的鋁及其合金。例如，一架超音速飛機(jī)約由70的鋁及其合金構(gòu)成。船舶建造中也大量使用鋁，一艘大型客船的用鋁量常達(dá)幾千噸。 （2）鋁的導(dǎo)電性僅次于銀、銅，雖然它的導(dǎo)電率只有銅的23，但密度只有銅的13，所以輸送同量的電，鋁線的質(zhì)量只有銅線的一半。鋁表面的氧化膜不僅有耐腐蝕的能力，而且有一定的絕緣性，所以鋁在電器制造工業(yè)、電線電纜工業(yè)和無線電工業(yè)中有廣泛的用途。 （3）鋁是熱的良導(dǎo)體，它的導(dǎo)熱能力比鐵大3倍，工業(yè)上可用鋁制造各種熱交換器、散熱材料和炊具等。 （4）鋁有較好的延展性（它的延展性僅次于金和銀），在100 150 時(shí)可制成薄于0.01 mm的鋁箔。這些鋁箔廣泛用于包裝香煙、糖果等，還可制成鋁絲、鋁條，并能軋制各種鋁制品。（5）鋁的表面因有致密的氧化物保護(hù)膜，不易受到腐蝕，常被用來制造化學(xué)反應(yīng)器、醫(yī)療器械、冷凍裝置、石油精煉裝置、石油和天然氣管道等。 （6）鋁粉具有銀白色光澤（一般金屬在粉未狀時(shí)的顏色多為黑色），常用來做涂料，俗稱銀粉、銀漆，以保護(hù)鐵制品不被腐蝕，而且美觀。 （7）鋁在氧氣中燃燒能放出大量的熱和耀眼的光，常用于制造爆炸混合物，如銨鋁炸藥（由硝酸銨、木炭粉、鋁粉、煙黑及其他可燃性有機(jī)物混合而成）、燃燒混合物（如用鋁熱劑做的炸彈和炮彈可用來攻擊難以著火的目標(biāo)或坦克、大炮等）和照明混合物（如含硝酸鋇68、鋁粉28、蟲膠4）。 （8）鋁熱劑常用來熔煉難熔金屬和焊接鋼軌等。鋁還用做煉鋼過程中的脫氧劑，鋁粉和石墨、二氧化鈦（或其他高熔點(diǎn)金屬的氧化物）按一定比率均勻混合后，涂在金屬上，經(jīng)高溫?zé)霟瞥赡透邷氐慕饘偬沾?，它在火箭及?dǎo)彈技術(shù)上有重要應(yīng)用。 （9）鋁板對(duì)光的反射性能也很好，反射紫外線比銀強(qiáng)，鋁越純，其反射能力越好，因此常用來制造高質(zhì)量的反射鏡，如太陽灶反射鏡等。 （10）鋁具有吸音性能，音響效果也較好，所以廣播室、現(xiàn)代化大型建筑室內(nèi)的天花板等也采用鋁?！八敝虚L(zhǎng)“銅樹”取一支大試管，內(nèi)裝硫酸銅溶液。 把一根用砂紙打磨過的鋁絲稍加彎曲后，立即浸入硫酸銅溶液中。 過一段時(shí)間后，剩余的鋁絲上附著有大量的紅色銅，就好像銅樹，同時(shí)溶液的顏色由藍(lán)色變?yōu)闊o色。 （1）解釋上述變化的原因： （2）該實(shí)驗(yàn)說明鋁和銅的化學(xué)性質(zhì)哪種更活潑？ （3）若一根質(zhì)量為m1的鋁絲浸入硫酸銅溶液，過一段時(shí)間取出附有銅的鋁絲，其質(zhì)量為m2，試比較m1與m2的大?。ㄏ鄬?duì)原子質(zhì)量請(qǐng)查課本）。 （4）m1與m2的質(zhì)量之差是不是生成的銅的質(zhì)量，為什么？ （5）溶液的顏色由藍(lán)色變?yōu)闊o色，溶液的質(zhì)量會(huì)發(fā)生什么變化？判斷金屬的活動(dòng)性順序方法之一 問題：如何判斷金屬的活動(dòng)性順序？ 請(qǐng)你回憶：將鐵絲浸入硫酸銅溶液中，產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 實(shí)驗(yàn)：在一支試管中加入少量淺綠色氯化亞鐵溶液，把用砂紙打磨、擦亮的鋁絲插入溶液中，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)溶液由淺綠色逐漸變?yōu)闊o色。 把一根光亮的銅絲插入硫酸亞鐵溶液中，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，沒有發(fā)現(xiàn)任何變化。 （1）寫出上述反應(yīng)的化學(xué)方程式。 （2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)推測(cè)：鋁、銅和鐵的化學(xué)活動(dòng)性強(qiáng)弱順序。判斷全屬的活動(dòng)性順序方法之二 問題：把鋁片、鐵片、銅片分別跟稀硫酸反應(yīng)，哪種金屬反應(yīng)最快？ 實(shí)驗(yàn)：在三支試管中分別放入兩小塊打磨光潔的鋁片、鐵片、銅片，加入5 mL稀硫酸，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。發(fā)現(xiàn)鋁跟酸反應(yīng)劇烈，產(chǎn)生大量氣泡。鐵跟酸反應(yīng)緩慢，鐵片表面產(chǎn)生少量氣泡。而銅片表面無任何變化。 （1）寫出本實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)的化學(xué)方程式。 （2）試推測(cè)鋁、鐵、銅的金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱順序。在金屬活動(dòng)性順序里為什么包括氫 1865年，貝開托夫在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)金屬和金屬離子間互相置換能力的大小，以及金屬跟酸、跟水等反應(yīng)的劇烈程度，首先確定了金屬活動(dòng)性順序，在這個(gè)順序里就已包括了氫。因?yàn)闅淇梢员晃挥谒懊娴慕饘購(gòu)南∷崂镏脫Q出來，而氫也可以把位于它后面的金屬，從它們的鹽溶液里置換出來，而氫后面的金屬不能從酸中置換出氫。這就是說，貝開托夫當(dāng)時(shí)區(qū)分金屬的活潑與不活潑，是以氫作為標(biāo)準(zhǔn)的。 當(dāng)然，早期的化學(xué)家把金屬跟酸、跟水等反應(yīng)的劇烈程度作為衡量金屬活動(dòng)性大小的標(biāo)志是不嚴(yán)格的。準(zhǔn)確的方法是以金屬的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)來比較金屬的活動(dòng)性大小，而標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)也是以氫電極定為零作為標(biāo)準(zhǔn)來測(cè)定的。標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)為負(fù)值的金屬比氫活潑；標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)為正值的金屬活動(dòng)性小于氫。 另外，氫的原子結(jié)構(gòu)決定它在化學(xué)反應(yīng)中表現(xiàn)出與堿金屬具有相似的化學(xué)性質(zhì)。例如，氫具有還原性，能和大多數(shù)非金屬反應(yīng)顯示1價(jià)；等等。 由于以上幾個(gè)方面的原因，因此把氫排進(jìn)了金屬活動(dòng)性順序里。金屬性和金屬活動(dòng)性的區(qū)別和聯(lián)系 金屬元素的原子在化學(xué)反應(yīng)中，通常表現(xiàn)出失去電子成為陽離子的傾向。金屬性的強(qiáng)弱通常用金屬元素原子的最外層電子的電離能（氣態(tài)原子失去電子成為氣態(tài)陽離子時(shí)所需要的能量）大小來衡量。 金屬的活動(dòng)性是反映金屬在水溶液里形成水合離子傾向的大小，也就是反映金屬在水溶液里起氧化反應(yīng)的難易，它是以金屬的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)為依據(jù)的，從能量角度來看，金屬的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)除了與金屬元素原子的電離能有關(guān)外，同時(shí)還與金屬的升華能（固態(tài)單質(zhì)變?yōu)闅鈶B(tài)原子時(shí)所需的能量）、水合能（金屬陽離子與水化合時(shí)所放出的能量）等多種因素有關(guān)。 金屬性強(qiáng)的元素，一般來說它的活動(dòng)性也大，但也有不一致的情況。例如，鈉的第一電離能比鈣的第一電離能要小，因此鈉的金屬性要比鈣強(qiáng)。但是鈣在水溶液中形成水合離子的傾向比鈉大，即鈣的標(biāo)準(zhǔn)電極電勢(shì)比鈉要負(fù)，所以鈣的金屬活動(dòng)性比鈉大。銅和銀也有類似上述的情況。由此可見，金屬性與金屬活動(dòng)性兩者概念是有區(qū)別的。鐵生銹的條件問題：鐵在什么情況下容易生銹呢？ 實(shí)驗(yàn)：（1）如右圖所示，在試管中把鐵釘放在一團(tuán)濕棉花球上，使鐵釘與空氣和水接觸； （2）在試管中放入鐵釘，注入經(jīng)煮沸迅速冷卻的蒸餾水，蒸餾水要浸沒鐵釘，然后在水面上注入一層植物油，使鐵釘只與水接觸； （3）在試管中加入少量干燥劑（袋裝餅干等食品中放的小袋中有氯化鈣干燥劑），再放一團(tuán)干棉球，把鐵釘放在干棉球上，塞緊橡皮塞，使鐵釘只與空氣接觸。 注意每天觀察鐵釘銹蝕的現(xiàn)象，連續(xù)觀察約一周。 （1）通過探究，你對(duì)鐵制品銹蝕的條件能得出哪些結(jié)論？ （2）通過上面對(duì)鐵制品銹蝕條件的探究，你對(duì)防止鐵制品銹蝕有什么建議？與同學(xué)們交流你所知道的各種防銹方法。