人教版九年级化学下册：《金属和金属材料》全章优秀教案

第八单元金属和金属材料
1.了解金属的物理特征,能区分常见的金属和非金属;认识金属材料在生产、生活和社会发展中的重要作用.
2.知道常见的金属(铁、铝、铜)与氧气的反应;初步认识常见金属与盐酸、稀硫酸的置换反应,以及与部分盐溶液的置换反应,能用置换反应解释一些与日常生活有关的化学问题;能用金属活动性顺序对有关的置换反应进行简单的判断,并能解释日常生活中的一些现象.
3.知道一些常见金属(铁、铝)等矿物;了解从铁矿石中将铁还原出来的方法.
4.了解常见金属的特性及其应用,认识加入其他元素可以改良金属特性的重要性;知道生铁和钢等重要的合金;知道废旧金属对环境的污染,认识回收金属的重要性.
5.会根据化学方程式对含有某些杂质的反应物或生成物进行有关计算.
6.了解金属锈蚀的条件以及防止金属锈蚀的简单方法.
1.通过对生活中常见的一些金属材料选择的讨论引导学生从多角度分析问题.
2.通过金属活动性顺序探究实验,让学生进一步学习和运用探究性学习方法.
1.通过日常生活中广泛使用金属材料等具体事例,认识金属材料与人类生活和社会发展的密切关系.
2.引导学生主动参与知识的获取过程,学习科学探究的方法,培养学生进行科学探究的能力.
3.通过废旧金属对环境的污染,让学生树立环保意识.认识金属资源保护的重要性,让学生产生金属资源短缺的危机意识.
本单元在初中化学《新课程标准》内容中:身边的化学物质——金属与金属矿物、物
质的化学变化——认识几种化学反应(置换反应等)、金属活动性顺序及有关含杂质物质的化学方程式的计算,主要围绕金属的性质、冶炼、防锈蚀、回收与利用等内容呈现学习情
境和素材,强调学生从生产、生活中发现问题并获取信息,强调学生通过探究性学习获取知识.本单元是教材中首次出现系统研究和认识金属及合金的性质、冶炼、金属保护和用途等内容.通过前几单元的学习,学生对物质的组成及表示方法、质量守恒定律、化学方程式等基础已经有了一定的了解,对化学实验等探究性学习活动已经有了一定的实践体验.在此基础上安排了本单元内容,既能使学生用化学用语描述物质的性质和变化,又能让学生进一步学习和运用探究学习的方法.
本单元金属材料的知识是从学生比较熟悉的生活用品引入,学生比较感兴趣,但仅是一些零散的感性认识.在物理科学中学生已经知道了一些金属的知识,因此可以在学生已有的经验和知识基础上学习合金的概念.通过课题1的学习,学生对金属有了进一步的了解,从
生活的视角上升到课题2学科的视角,如金属的化学性质,不同金属与氧气反应但条件不同,
与酸反应但速率不同,接着又引出金属活动性顺序.进一步培养学生归纳、整理、设计实验的能力.接下来又从学科的角度上升到课题3社会的角度,从日常生活中所见的钢铁锈蚀、金属的污染等现象到金属的冶炼、防护、保护、回收等,让学生意识到合理利用金属资源、金属材料与人类进步和社会发展的关系.
“课题1金属材料”分为两部分.第一部分以许多日常生活用品是用金属材料制成的引入,说明金属材料包括纯金属和合金两类,并重点介绍金属的物理性质.由学生根据金属的性质讨论其用途,最后得出物质的性质决定用途.第二部分介绍合金,通过实验与讨论比较合金与纯金属在性质方面的差异,并根据这些差异得出合金的用途更为广泛的结论.为拓展学生视野,教材还特意介绍了很有前途的金属钛及新型高科技合金——形状记忆合金,教师应充分运用这些材料.在教学过程中通过展示金属制品、金属制品的图片,让学生感受金属材料与人类生活及社会发展的关系,认识到金属材料对社会进步起到的重要作用.通过表8-1、8-2,及实验8-1让学生知道合金的性能、用途的优越性.通过教材4页资料卡片及7页化学·技术·社会增强学生的求知欲望.通过互动讨论,让学生明白:物质的性质在很大程度上决定物质的用途.但是不是唯一的决定因素,还要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利,以及废料是否易于回收和对环境的影响等因素.通过家庭小实验——淬火和回火,培养学生的动手能力.
“课题2金属的化学性质”具体内容主要有常见金属的三点化学性质及置换反应的定义.本课题是在原有知识的基础上对金属的化学性质进行较为深入、系统的学习,这样使元素和化合物知识更加完整.它侧重于对金属活动性顺序的理解和能利用金属活动性顺序解
释一些与日常生活有关的化学问题,使学生在获得知识的同时,解决实际问题的能力也得到提高,而且学好本课题也能为以后学习酸、碱、盐打下良好的基础.
“课题3金属资源的利用和保护”是在大家熟悉了金属和金属材料的用途以及金属的化学性质的基础上,通过引入大量的照片、资料介绍了地球上和我国的金属资源情况、铁的冶炼、有关化学方程式计算中的杂质问题计算、金属的腐蚀和防护等,既有知识、技能方面的内容,又有保护环境意识和节约资源意识等情感领域的内容.突出的三个知识点:铁的冶炼、有关化学方程式计算中的杂质问题计算以及金属资源的保护.在金属资源的保护这一知识点中,重点是有关铁的锈蚀以及防护的“探究与讨论”内容.
【重点】
1.铁、铝、铜等金属和合金的重要性质和用途.
2.金属活动性顺序.
3.有关化学方程式计算中的杂质问题计算.
4.铁锈蚀的条件及其防护,培养学生合理利用金属资源的意识.
【难点】
1.对金属活动性顺序的初步探究.
2.对铁锈蚀条件及其防护措施的初步探究.
3.有关化学方程式计算中的杂质问题计算.
要注意从日常生活和生产中选取学生熟悉的素材,要让学生从金属的用途中学习金属的物理性质;从耐高温、高强度金属材料的应用,学习合金的知识;从日常所见的钢铁锈蚀现象学习金属的防护.通过本单元金属的化学性质、金属的锈蚀和防护探究性实验的学习更进一步提高学生的设计能力.在教学中注意对学生进行书写化学方程式的技能训练,学会用定量的方法研究化学反应中的质量关系.
在“课题1金属材料”的教学中,课前可以安排学生收集一些常见的金属材料,由实物或事实入手,使学生认识金属材料与日常生活以及社会发展的关系,并进而引入对金属的物理性质的教学.采用“基本问题驱动——对比实验——收集整理数据——分析做出结论——解释基本问题”的探究形式,探讨“为什么目前纯金属只有90余种,但由这些纯金属按一定组成和质量比制得的合金已达几千种?”这一基本问题,使学生认识物质组成的改变是其性能发生改变的重要依据.
“课题2金属的化学性质”可采用以下的教学过程和手段:通过家庭实验粗略感悟不同金属活泼程度不同.再通过教师的镁条、铝箔、铁丝等在氧气中燃烧的实验进一步加深学生的感性认识,并比较得出几种金属的活泼性顺序.通过学生的活动与探究,引导启发学生学习研究问题可以通过多角度、多侧面的方法.教师要引导学生做好实验,借助第五单元学习的铁与硫酸铜反应的知识,引导学生完成铁与硫酸铜、铝丝与硫酸铜、铜丝与硝酸银、铜丝与硫酸铝的实验.通过归纳上述化学反应方程式中各反应物和生成物的类别特点,得出置换反应的概念,并通过有关对习题的讨论和分析,让学生感受金属活动性顺序在工农业生产和科学研究中的重要作用,并知道金属活动性顺序可以作为有关金属能否在溶液中
发生置换反应等的判断依据.可以通过对一些实例和习题的讨论和分析进行归纳,也可以结合课题2的复习和小结进行归纳.
“课题3金属资源的利用和保护”可通过展示金属矿物的图片,让学生了解金属在自然界存在的两种形态.通过介绍我国冶铁的历史,引出与生产实际相联系的冶铁原理以及含杂质物质的有关计算.可以结合地理课的有关内容,鼓励、发动学生主动查找有关资料,如矿物标本、实物照片、图表、有关的文字描述等,可在课内外交流.通过展示生锈的图片及铁的锈蚀条件探究实验(此实验要在课前一周准备),让学生感受到金属锈蚀所造成的经济损失,并鼓励学生开动脑筋设计出多种方案,并进行实验,同时做好观察记录.然后由小组汇报实验情况,以及探究的结果,并从中引导学生分析归纳铁生锈的条件、防锈的方法.通过
金属用途的图片及书中提供的矿物可供开采的年限图片及其他途径得到的资料和教师提供的图片,增强金属资源的危机意识.自然过渡到如何保护和回收废旧金属.
化学方程式计算中的杂质问题计算是一类在实际生产中具有重要意义的计算,讨论这一类计算题的解法时,关键是归纳出解题思路:即有关化学方程式的计算都是纯物质的计算,要把含杂质物质的质量换算成纯净物的质量.可以视情况进行课堂练习,当堂讨论和评析一些错误的解法以及出现错误的原因,以加深学生的理解.
本单元有一个实验和三个探究活动.教材5页实验8-1建议变成学生的活动探究实验(分小组).请学生根据给定的不同材料,分别进行探究活动,最后小组交流汇报得出金属的物理性质.
关于“探究金属活动性顺序”的实验建议:课前发给每人一小条镁,让学生从家中找铝片、铜片和黄金(有条件)并用砂纸把金属打磨光亮(黄金除外),然后放在敞口的盒子中,每
天观察并做好记录,上课带来.通过不同金属光泽的变化,粗略感悟不同金属的活动性差异.再增补镁条、铝箔、铁丝等在氧气中
燃烧的实验,建议教师来做,需要氧气的量很大,再次加深学生的感性认识.关于金属与酸的反应,要提醒学生,实验前要把几种金属表面的氧化膜用砂纸磨去,向装有金属的试管中倒酸时要注意加入金属的顺序,按铜➝铁➝锌➝镁顺序加入,这样更便于观察比较,得出正确的结论.铜树和银花的实验,老师要课前准备好,分组实验时要提醒学生注意除去金属表面的氧化膜及反应的时间.
日常生活及生产中金属与酸及盐等物质接触(如船舶业、建筑业、家庭厨房中的金属锈蚀等)造成的锈蚀现象是不容忽略的.通过“探究铁钉锈蚀条件”实验,学生应能得出导致铁锈蚀的因素是:水、氧气同时存在.酸和氯化钠能使铁在氧气、水存在的环境中加速锈蚀.既得出了铁生锈的条件同时又体现出锈蚀的速度.
课题1 金属材料1课时
课题2 金属的化学性质2课时
课题3 金属资源的利用和保护2课时
实验活动4 金属的物理性质和某些化学性质1课时
单元复习教案1课时
课题1金属材料
1.认识金属材料与人类生活和社会发展的密切关系.
2.了解常见金属的物理性质及合金的特点.
3.了解物质的性质与用途的关系.
1.学习运用观察、实验等方法获取信息.
2.学习运用比较、分析、归纳等方法对获取的信息进行加工.
1.进一步培养学生对生活中化学现象的好奇心和探究欲,激发学生学习化学的兴趣.
2.树立事物是相互联系的观点,逐步形成合理使用物质的观念.
【重点】
1.金属材料的物理性质.
2.物质性质与用途的关系.
【难点】
1.培养学生运用探究方法得出相关结论的能力.
2.提高学生综合分析问题的能力.
【教师准备】金属制品(如别针、铝箔、铜丝、水龙头等)、金属制品的挂图(如自行车、汽车、轮船等)、铁架台(带铁圈)、铁片、酒精灯、绿豆粒大小的焊锡、锡、铅、火柴等.
【学生准备】大小形状相同的铁片、铜片、铝片,干电池,小灯泡,导线,酒精灯,火柴,砂纸,黄铜,与钛有关的资料和新型合金的资料.
导入一:
【展示】金属制品(如铝箔、水龙头等)和金属制品的图片(如别针、自行车、铜丝等).
【介绍】以上这些实物或图片中的物质都是由金属材料制成的.金属材料包括纯金属以及它们的合金.
【设问】看到这些实物或图片,你想到了什么?
【学生发表感想】
1.想到金属与人类的生活、生产关系密切.
2.感觉到金属在各个领域都有广泛的用途.
3.想知道它们是由什么金属制成的.
4.想知道制造不同的金属制品根据什么选用金属.
导入二:
【展示】资料一:1912年,英国斯科特探险队的船只,在去南极的途中,因天气十分寒冷,可是用于取暖的煤油却漏光了,以致探险队员全部冻死在南极冰原.原来装煤油的铁桶是用锡焊接的,而锡却莫名其妙地化为乌有了.
资料二:1867年冬天,俄国彼得堡海军仓库的大批锡砖,一夜之间不翼而飞,留下了泥土一样的灰色粉末.你能猜出产生事故的原因吗?
【解释原因】锡在温度低于-18 ℃时,体积就会骤然膨胀,原子间空隙加大.如果温度下降到-33 ℃,这种变化就会像传染病一样迅速蔓延,使整块的锡很快变成粉末,这种现象人们称为“锡疫”.
导入三:
【展示】
“辽宁号”航空母舰,是中国人民解放军海军第一艘可以搭载固定翼飞机歼15飞机的航母,制造航空母舰和歼15飞机使用大量合金材料(如铁合金、铜合金和钛合金等).你了解这些金属的知识吗?
一、几种重要的金属
思路一
[过渡语] (针对导入一)日常生活用品如自行车、锤子、刀和水龙头等大多数是金属材料制成的.金属的种类有很多,而我们最常见的金属是铁、铝和铜.铜和铁是人类使用较早的金属,我国劳动人民在商代就制造出精美的青铜器,春秋战国时期就会冶铁和炼钢.我们一起看下金属在生活中的应用吧.
【展示】
【思考讨论】人类在使用铁、铝和铜金属材料的过程中,有什么时代的特点?
【交流】铝的利用要比铜和铁晚得多,那仅仅是100多年前的事情.但由于铝的密度小和具有抗腐蚀等优良性能,现在世界上铝的年产量已超过了铜,位于铁之后,居第二位.
[过渡语] 金属材料和非金属材料在物理性质上有哪些差异?下面通过实验来探究金属的一些物理性质.
【展示】活动与探究——金属的物理性质.
【探究内容】请学生取三块同样大小的铜片、铝片和铁片,进行探究.小组确定研究方案,从光泽、硬度、导电性、导热性、延展性、熔点等多方面进行比较.
【实验步骤】
1.观察它们的颜色和光泽.然后用细砂纸打磨,再观察它们的颜色和光泽.
2.感觉一下它们的质量大小,由此判断它们的密度大小.
3.试试它们是否容易弯曲、折断,并感觉一下它们的硬度.
4.用手拿着金属片的一端,在酒精灯上方烘烤它的另一端(注意:时间不要长,防止烫伤),试试它能不能传热.
【学生活动】学生动手实验,教师巡视.
【思考讨论】
1.常温下,是不是所有的金属都是固体?
2.金属用砂纸打磨前后,其颜色和光泽是否相同?这说明了什么?
3.金属有哪些共同的物理性质?金属的这些物理性质完全相同吗?请举例说明.
【交流】大多数金属常温下为固态(除汞外),有颜色和光泽,有良好的导电性、导热性和延展性,熔点较高,密度、硬度因金属的不同而不同.
【教师总结并板书】
1.金属的共同物理性质:有光泽、能导电、能导热、能弯曲、有延展性.
2.金属的特性:大部分金属呈银白色,而铜呈紫红色、金呈黄色.大部分金属是固体,而汞是液体.金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等差异较大.
[设计意图]培养学生自主学习的能力、动手能力和创新能力.
【设问】物质的性质和用途之间又有什么关系呢?
【回答】物质的性质决定物质的用途.
[过渡语] 金属的物理性质千差万别,下面是一些常见金属物理性质的比较.通过下表的比较,希望同学们能够发现金属的性质和金属的用途之间的关系.
【展示】一些金属物理性质的比较:
物理性质物理性质的比较
导电性
导电性逐渐减弱
密度
密度逐渐减小
熔点
熔点由高到低
硬度
硬度由大到小
【教师提问】请大家根据你的生活经验和教材5页表8—1所提供的信息,分组讨论以下问题.
1.为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铝制?
2.银的导电性比铜好,为什么电线一般用铜制而不用银制?
3.为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制?如果用锡制的话,可能会出现什么情况?
4.为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬?如果镀金怎么样?
【学生活动】学生分组讨论后,由小组代表到前面陈述讨论结果,其他小组可宣布自己的不同答案.
【展示和交流】
1.因为铁的硬度比铝大.
2.银在自然界中的储量少,价格昂贵,故一般不用银而用铜制电线.
3.因为钨的熔点是3410 ℃,而锡在不到300 ℃时就会熔化,而且钨的电阻率大,发光能力强,能使灯泡更亮.如果用锡制灯丝,则灯丝易断.
4.铬是硬度最大的金属,镀在铁制品表面既美观,又能延长铁制品的使用寿命.如果镀金则会增加成本,且不耐用,长时间使用后金磨损脱落,则铁又会生锈而缩短水龙头的使用寿命.
【思考讨论】根据以上讨论结果并结合实际思考物质的性质是否是决定其用途的唯一因素?如若不是,你认为还需考虑哪些因素?
【学生活动】小组讨论,并交流讨论结果.
【教师总结并板书】物质的用途主要由物质的性质决定,还需考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利,以及废料是否容易回收利用和对环境的影响等.
[设计意图]让学生通过讨论、比较,归纳出物质的用途与哪些因素有关.体现知识的应用性,联系社会,联系生活,增强学生用化学知识服务生活的意识.
【教师】我们知道,在一切比赛中,当冠军的感觉都是最好的.那么,哪些金属能获得如此殊荣呢?请大家看资料.
【展示】金属之最:
地壳中含量最高的金属元素——铝
人体中含量最高的金属元素——钙
目前世界年产量最高的金属——铁
导电、导热性最好的金属——银
硬度最高的金属——铬
熔点最高的金属——钨
熔点最低的金属——汞
密度最大的金属——锇
密度最小的金属——锂
你能很快记住它们吗?
【学生活动】学生记忆金属之最.
【比一比,赛一赛】以小组为单位,分小组互相提问金属之最.比一比,赛一赛,看谁
是冠军.
[设计意图]增强化学课堂的趣味性、知识性.
【小结】通过本节课我们知道,金属的物理性质主要包括颜色、光泽、熔点、沸
点、硬度、密度、延展性、导电性、导热性等;金属的物理性质可决定金属的一些用途,但这不是唯一的决定因素,即同时还要考虑经济、环境、资源、美观等方面的问题.这也启示我们在看待任何问题时,都不应是孤立的、片面的,而是要从大局出发,权衡利弊,然后再做决定.
思路二
[过渡语] (针对导入三)航空母舰和歼15飞机使用了大量合金材料,如铁合金、铜合金和钛合金等.在日常生活中同样离不开金属材料,根据你的生活经验,我们日常生活
中最常见的金属材料制品又有哪些呢?
【展示】
【教师】引导学生通过观察图片、阅读课文等了解人类发现金属、认识金属、使用金属的历史,利用学生的生活背景,让学生说出日常生活中接触到的金属制品.
【学生活动】在教师指导下学生观察图片、有目的地查阅资料,展示收集到的金属
制品,如:铜钱、硬币、纪念章等.
【交流】
1.铜和铁是人类使用较早的金属,我国劳动人民在商代就制造出精美的青铜器,春秋战国时期就会冶铁和炼钢.
2.铝的利用要比铜和铁晚得多,仅仅是100多年前的事情.但由于铝的密度小和具有抗腐蚀等优良性能,现在世界上铝的年产量已超过了铜,位于铁之后,居第二位.
[设计意图]设置背景,让学生从生活走进化学,突出化学与社会的密切联系.
[过渡语] 不同的金属的物理性质是不是有一些共同的特性?我们通过实验来验
证一下吧.
【学生活动】分组实验,实验过程中指导学生观察实验现象:分别取铁丝、铜丝、铝丝.①观察它们的颜色、状态;②用力试试是否可以弯曲、折断;③用小刀割一下;④用铁锤锤一下;⑤用酒精灯加热;⑥用电池、小灯泡测试它们的导电性.
[设计意图]培养学生实验、观察、归纳总结和语言表达的能力,实事求是的科学态度,激发学生的学习兴趣,领悟科学探究的方法,从中获得成功的喜悦.通过合作学习的方式,培养学生的合作意识和与人交流的方法.
【教师】指导学生阅读课文,了解金属共同的物理性质和部分重要金属的特性.
【学生活动】阅读教材第2~3页.讨论,总结出金属的物理性质.
【教师总结并板书】
1.金属的共同物理性质:有光泽、能导电、能导热、能弯曲、有延展性.
2.金属的特性:大部分金属呈银白色,而铜呈紫红色、金呈黄色.大部分金属是固体,而汞是液体.金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等差异较大.
【交流】让每组的学生代表说出实验和讨论的结果,其他同学补充.
[设计意图]培养学生的自学能力、阅读能力和归纳能力.
【展示】讨论题:
1.为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铝制?
2.银的导电性比铜好,为什么电线一般用铜制而不用银制?
3.为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制?如果用锡制会出现什么情况?
4.为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬?如果镀金怎么样?
【学生活动】学生分组讨论,然后代表陈述讨论、交流结果,其他同学作补充.
[设计意图]通过讨论,让学生明白物质的用途与其性质有密切的联系,得出“物质的用途是由其性质决定的”这一重要结论.
【提问】结合你在生活中看到的其他现象回答:物质的性质是否是决定物质用途的唯一因素?
【教师总结】物质的性质决定物质的用途,但这不是唯一的决定因素,在考虑物质的用途时,还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利,以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素.
[设计意图]培养学生理论联系实际的求实态度.
二、合金
思路一
【板书】常见合金——生铁和钢.
【思考讨论】生活中常用的铁制品有哪些?钢和生铁的性能有什么区别?
【交流】铁钉、铁锅、铁锨.钢的性能比生铁好.
【阅读】见教材第4页关于合金的第一段,填写下表.
生铁与钢的比较
铁的合金生铁钢
含碳量
其他杂质
机械性能硬而脆、无韧性硬而韧、有弹性。