第八章 金屬材料
課題2 金屬的化學(xué)性質(zhì)
目標(biāo)：
知道鐵、鋁、銅等常見金屬與氧氣的反應(yīng)，初步認(rèn)識常見金屬與鹽酸、硫酸的置換反應(yīng)以及與化合物的溶液的反應(yīng)。
通過對金屬活動性順序的學(xué)習(xí)，能對有關(guān)的置換反應(yīng)進行簡單的判斷，并能用金屬活動性順序解釋一些與日常生活有關(guān)的化學(xué)問題。
通過活動與探究，培養(yǎng)學(xué)生細(xì)致觀察實驗現(xiàn)象的良好行為習(xí)慣、從細(xì)微實驗現(xiàn)象差別分析得出實驗結(jié)論的能力，形成科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神。
重點和難點：
金屬與氧氣反應(yīng)；金屬活動性順序；置換反應(yīng)的判斷
實驗準(zhǔn)備：
教師：鎂條、鋅片、鐵片、銅片、稀鹽酸、稀硫酸、鋁絲、鐵絲、硫酸銅溶液、硝酸銀溶液和多媒體課件。
學(xué)生：鑷子、試管夾、試管架、試管、砂紙、火柴、酒精燈、小木條。
課時安排：
2課時
過程：
教師活動學(xué)生活動教學(xué)意圖
（第一課時）
創(chuàng)設(shè)情境引入
多媒體展示下列實物照片：黃金項鏈、銀戒指、鐵匠鋪剛打制出的鐮刀、鎂條。
從學(xué)生熟悉的裝飾品入手，有力地激發(fā)了學(xué)生尋求“金屬為什么會變色”的欲望。
問題
是否為各種金屬的本質(zhì)顏色?
不是本質(zhì)顏色的原因是什么？
學(xué)生活動
①學(xué)生討論并填寫下列表格并交流：（任選兩種）
②猜想鎂條、鐮刀變色的原因。
③鏈接民間諺語：“真金不怕火煉”的具體含義是什么？
學(xué)生討論、小結(jié)：有的金屬能與氧氣發(fā)生反應(yīng)，有的不能。如（化學(xué)方程式）：3Fe+2O2 Fe3O4


從生活中的普通現(xiàn)象得到金屬能與酸反應(yīng)這一性質(zhì)，無生硬感和灌輸感，可謂水到渠成。
銜接生活小知識
綠豆在鐵鍋中煮熟后為何會變黑？
在生活中有這樣一個現(xiàn)象：綠豆在鐵鍋中煮了以后會變黑；蘋果、梨子用鐵刀切了以后，表面也會變黑。請同學(xué)們想一想這是為什么呢？
教師講解：這是因為綠豆、蘋果、梨子與多種水果的細(xì)胞里，都含有鞣酸，鞣酸能和鐵反應(yīng)，生成黑色的鞣酸鐵。綠豆在鐵鍋里煮，會生成一些黑色的鞣酸鐵，所以會變黑。
問題：從剛才的生活小常識中你有什么啟示？


由生活常識創(chuàng)設(shè)情境，激起學(xué)生強烈的好奇心，比平淡的言語過渡更具“挑逗性”，學(xué)生也覺得“學(xué)習(xí)化學(xué)真有用”。
活動與探究：探究金屬能否與酸反應(yīng)。（從以下幾方面進行觀察）學(xué)生猜想：金屬與酸可能會發(fā)生反應(yīng)。

學(xué)生完成表格，討論、交流。通過學(xué)生自己提出問題→猜想→探究→交流→分析歸納→小結(jié)，使學(xué)生覺得金屬活動性順序好像是自己剛發(fā)現(xiàn)的，既有所獲，又體驗了成功感。
知識情景再現(xiàn)
①觀察漫畫。
②補充素材：多媒體展示銀戒指、鉛、白金戒指與硫酸反應(yīng)的現(xiàn)象。
問題：從你的探究和情景素材中你有何發(fā)現(xiàn)或有哪些收獲？
問題1：根據(jù)與酸反應(yīng)的快慢或劇烈程度，能否判斷出上述金屬中哪種最易與酸反應(yīng)，即它們的金屬活動性如何？
問題2：①上述反應(yīng)是否是我們學(xué)過的化合反應(yīng)、分解反應(yīng)？②上述幾個反應(yīng)有何共同點？學(xué)生回答：
①不是所有的金屬都可與酸發(fā)生反應(yīng)。
②金屬種類不同，與酸反應(yīng)的劇烈程度不一樣。
③產(chǎn)生的氣體能燃燒，經(jīng)檢驗是氫氣。
學(xué)生書寫上述反應(yīng)的化學(xué)方程式：（板演）（教師指導(dǎo)）
①Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
②Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑
③Fe+2HCl=FeCl2+H2↑

借助教學(xué)的輔助手段，讓知識再現(xiàn)，有利于突破難點，掃清障礙。
聯(lián)想與運用：
1.多媒體展示：下列反應(yīng)是否都是置換反應(yīng)？
a.CO+CuO=Cu+CO2
b.Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
c.NH4HCO3=NH3↑+CO2↑+H2O↑
2.活動與探究：黃金飾品中的假貨常常魚目混珠，社會上有些不法分子常以黃銅冒充黃金，進行詐騙活動。因為單純從顏色、外形上看，黃銅（銅鋅合金）與黃金極為相似，所以很難區(qū)分�，F(xiàn)請你設(shè)計兩種實驗方案鑒別真假黃金，要求寫出實驗方法、現(xiàn)象和結(jié)論。學(xué)生討論、歸納
反思小結(jié)：
①Mg、Fe、Zn、Cu的金屬活動性依次減弱。
②置換反應(yīng)的定義。
反思小結(jié)
①通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，你知道了金屬的哪些化學(xué)性質(zhì)？
②你還有哪些收獲或疑惑不解的地方？
鞏固與練習(xí)
①課本P14　1、3、4。
②課后小實驗：Sn、Pb、Ag與稀鹽酸反應(yīng)�？此凭毩�(xí)，實為伏筆，為下節(jié)課進一步得出金屬活動性順序搭臺階。
第 二 課 時
復(fù)習(xí)鞏固:
你知道了金屬的哪些化學(xué)性質(zhì)，并寫出有關(guān)的化學(xué)方程式。
①能與O2反應(yīng)：4Al+3O2=2Al2O3。
②能與稀鹽酸(或稀硫酸)反應(yīng)：
Mg+2HCl=MgCl2+H2↑ Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
質(zhì)疑激趣（小故事）
奇怪的天平：趣味化學(xué)小組的張同學(xué)，從實驗室借來一臺天平，在天平兩端秤盤里各放兩只大小和重量都相等的燒杯，再在兩只燒杯中分別倒入等質(zhì)量的硫酸銅溶液和硫酸鎂溶液，使天平保持平衡。接著他又拿兩個質(zhì)量相等的鋁球，并同時將這兩個鋁球分別放入兩個燒杯之中，這時天平兩端繼續(xù)保持平衡。過一會兒，將鋁球取出，天平慢慢地傾斜了。是天平出了毛病，還是其他什么原因？
問題：為什么把鋁球放入兩燒杯中天平不能平衡？導(dǎo)致天平不平衡的原因你能否猜一猜？
學(xué)生猜想：可能是鋁與其中的一種溶液發(fā)生了反應(yīng)，而另一種沒有。
學(xué)生驗證猜想:
①教師展示：鋁絲、硫酸銅溶液、硫酸鎂溶液。
②學(xué)生探究，完成下表：
藥品實驗現(xiàn)象結(jié)論
鋁與硫酸銅溶液
鋁與硫酸鎂溶液
③教師補充：鐵絲、銅絲、硝酸銀溶液、硫酸銅溶液、硫酸鋁溶液。
④學(xué)生實驗“自助餐”，完成下表中的任意兩個。
反應(yīng)物質(zhì)實驗現(xiàn)象結(jié)論


⑤學(xué)生交流。
問題：同學(xué)們剛才吃“自助餐”的時候有什么發(fā)現(xiàn)？
學(xué)生1：我發(fā)現(xiàn)鋁能與硫酸銅溶液反應(yīng)而不能與硫酸鎂溶液反應(yīng)，知道了天平不平衡的原因。
學(xué)生2：我發(fā)現(xiàn)鐵能置換出銅、銀，不能置換出鋁。
學(xué)生3：我發(fā)現(xiàn)鐵、銅不能置換出鋁，但能置換出銀。
問題：根據(jù)你的發(fā)現(xiàn)，你能分析一下原因嗎？
學(xué)生分析：
①鋁能置換出銅、銀，說明鋁的活動性比銅、銀強。
②鐵能置換出銅、銀，說明鐵的活動性比銅、銀強。
③鐵、銅不能置換出鋁，說明鋁的活動性比鐵、銅強。
學(xué)生歸納：
Fe、Cu、Al、Ag的活動性順序從強到弱是Al、Fe、Cu、Ag。
教師引導(dǎo)學(xué)生歸納：
金屬活動性順序K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au。
問題與啟示:
問題：①是不是所有的金屬都能與酸反應(yīng)？
②是不是所有的金屬都能相互從其化合物的溶液里置換出來？
啟示：①金屬與酸發(fā)生反應(yīng)的條件。
②金屬與金屬化合物溶液反應(yīng)的條件。
反思小結(jié):
①歸納金屬的化學(xué)性質(zhì)：與氧氣反應(yīng)、與酸反應(yīng)、與金屬化合物溶液反應(yīng)。
②金屬活動性順序應(yīng)用：置換反應(yīng)的條件。
練習(xí)與鞏固:
1、教材P14　5、6、7、8
2、下列物質(zhì)能由金屬與酸直接反應(yīng)生成的是（　　）
（A）CuCl2 （B）?FeCl3 （C）?ZnCl2 （D）?AgCl
3、下表是某種常見的金屬的部分性質(zhì)：
顏色、狀態(tài)硬度密度（g/cm）熔點（℃）導(dǎo)電性導(dǎo)熱性延展性
銀白色固體較軟2.70660.4良好良好良好
將該金屬投入稀鹽酸中，可產(chǎn)生大量的無色氣體。根據(jù)上述信息回答以下問題：
①試推斷該金屬可能的一種用途。
②該金屬的活動性比銅。（填“強”或“弱”）
③請自選試劑、設(shè)計實驗探究該金屬與鐵的活動性強弱，并完成下表：
你的一種猜想驗證方法現(xiàn)象結(jié)論

④若這種金屬就是鋁，而有些不法商販為了牟取暴利，用鋁等一些其他金屬摻雜甚至代替純銀飾品賣給不知情的顧客，請你利用家中已有的條件設(shè)計一個方案，幫助鑒別這些飾品的真?zhèn)巍?br>教學(xué)反思：
新課程標(biāo)準(zhǔn)下化學(xué)課堂教學(xué)的目的，不僅僅是傳授必要的基本知識和技能，更重要的是要通過有效的教學(xué)手段促進學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提高。在本課題中，教師利用多媒體、小故事等多種形式創(chuàng)設(shè)了真實的教學(xué)情景，誘發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并通過提出問題、猜想、驗證、分析、歸納、小結(jié)等過程引導(dǎo)學(xué)生開動腦筋，敢于和善于提出自己的見解和新方法，讓學(xué)生初步掌握了科學(xué)探究的方法和思維方法，培養(yǎng)了學(xué)生的實驗?zāi)芰�、觀察能力、實事求是的科學(xué)態(tài)度以及創(chuàng)新精神。
背景資料：
金屬鑄幣收藏中的化學(xué)常識
曾經(jīng)有報刊發(fā)表了《黃金與白銀不宜“同居”》的文章，從金屬的物理性質(zhì)上論證了黃金與白銀不宜存放在一起。它講的是純銀的硬度比純金軟，金、銀放在一起純銀會附在純金上，黃金飾物就會發(fā)白。白金（鉑金）的硬度大于黃金2至3倍，兩者也不宜放在一起。
古今金屬鑄幣，它們的金屬材質(zhì)一般是金、銀、銅、鐵、鋁、鎳、鉛、錫等等。首先我們要明白“金屬的化學(xué)活性”。金屬的化學(xué)活性就是不同的金屬與其他化合物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的難易程度是不同的。其化學(xué)活動性排序是：鉀、鈣、鈉、鎂、鋁、鋅、鐵、錫、鉛、（氫）銅、汞、銀、鉑、金。排序越靠前的金屬化學(xué)活動性越強，反之惰性越強。所以金、鉑、銀等材質(zhì)做成的錢幣與氧化劑發(fā)生緩慢氧化的程度比起銅、鋁、鐵等材質(zhì)做成的錢幣要慢得多。所以天長日久，金幣往往還是金光閃閃，銀幣還是銀光閃閃，而銅幣和鐵幣往往就有銅綠、鐵銹斑斑。
還要明白一個化學(xué)原理就是“金屬的置換反應(yīng)原理”。它指的是，化學(xué)活性強的金屬能夠把含有化學(xué)活性比它弱的金屬的化合物在離子狀態(tài)下分離出來。從一個通俗易懂的實驗上講吧。如果你拿一根紅色的銅棒，放入硝酸銀的溶液中，那么紅色的銅棒上幾分鐘時間就會出現(xiàn)一層銀附在銅棒上，就是說，銅把銀的化合物中的銀分離置換出來了。另外，化學(xué)活性不同的金屬相互接觸形成“原電池”，從氧化和還原的角度講，“原電池原理”與置換反應(yīng)的化學(xué)本質(zhì)是相同的。
那么，這些金屬典型的化學(xué)性質(zhì)方面的常識給收藏者們在收藏保存金屬鑄幣上有什么啟示和要求呢？
第一，為防止緩慢氧化，不宜將原封金屬幣上的那層保護油或者包裝去掉。對于已經(jīng)打磨或者清洗以后的金屬錢幣，最好涂一層薄薄的黃油將表面保護起來。
第二，存放金屬幣的環(huán)境要干燥防潮，選用干燥劑要講究，不宜選堿性干燥劑，要選中性干燥劑。如果存放環(huán)境受潮或者是酸堿性不平衡，則容易在金屬幣表面產(chǎn)生“溶液環(huán)境”而使金屬表面附著的無機鹽化合物處于離子狀態(tài)，更容易腐蝕。
第三，存放金屬幣的環(huán)境溫度不能太高，金屬幣怕熱。因為金屬的溫度越高，它的化學(xué)活動性就越強。實驗表明，將一根銅絲放在常溫下與放在酒精燈火焰上，與氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的速度是相差迥異的。

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