课题2 金属的化学性质

第1课时 金属与氧气、稀盐酸、稀硫酸的反应

一、知识目标

1. 知道铁、铝、镁和铜等常见金属与氧气的反应，能正确书写反应的化学方程式。

2.通过实验探究认识金属与稀盐酸、稀硫酸的置换反应，能用化学方程式表示，并利用常见金属的性质解释简单化学现象和事实。

3.掌握学习一类物质性质的方法，能使用提炼出的规律解决实际问题。

二、核心素养目标

1.化学观念：通过实验探究了解金属与氧气、稀盐酸、稀硫酸的反应，认识学习一类物质的性质的方法。

2.科学思维：通过实验现象推理金属的活动性顺序，建立置换反应的模型，加深对化学反应类型的认识。

3.科学探究与实践：通过实验探究金属的化学性质，培养科学探究能力和创新思维，体会实验在化学研究中的重要性。

一、教学重点

金属与氧气、稀盐酸、稀硫酸的反应；置换反应的概念。

二、教学难点

利用常见金属的化学性质解释一些简单的化学现象和事实，并应用金属的化学性质设计实验方案解决实际问题。

本节教学内容源于人教版2024年版九年级化学下册第八单元课题2《金属的化学性质》第1课时。本单元是初中化学的重点内容之一，金属的化学性质在教材中占有重要地位。它不仅是对前面所学知识的巩固和应用，也是后续学习金属活动性顺序、金属的冶炼等知识的基础，在整个初中化学知识体系中起到承上启下的作用。 本课时主要介绍了金属与氧气、稀盐酸、稀硫酸的反应。教材通过实验探究、思考讨论等方式，引导学生认识金属的化学性质，了解不同金属的活泼性差异。在金属与氧气的反应中，通过铁丝、镁条、铜等金属与氧气反应的实验，让学生观察现象并书写化学方程式，进而分析不同金属与氧气反应的难易程度。在金属与稀盐酸、稀硫酸的反应中，通过实验探究镁、铝、铁、铜等金属与稀酸的反应，引出置换反应的概念，并根据反应现象判断金属的活动性强弱。教材还通过一些实际问题，如鉴别真假黄金戒指等，让学生将所学知识应用到实际生活中，提高学生解决问题的能力。

教学对象是九年级的学生，他们已经具备了一定的化学基础知识和实验操作技能。在前面的学习中，学生已经了解了氧气、氢气等物质的性质，掌握了一些基本的化学反应类型，如化合反应、分解反应等，这为本节课的学习奠定了基础。 然而，九年级的学生正处于从形象思维向抽象思维过渡的阶段，对于一些抽象的概念和理论理解起来可能存在一定的困难。在学习金属的化学性质时，学生可能对不同金属与氧气、稀酸反应的现象和本质理解不够深入，对金属活动性顺序的概念也较难掌握。此外，学生在实验操作和观察能力方面还有待提高，可能在实验过程中不能准确观察现象、记录数据。 在教学过程中，教师应充分考虑学生的实际情况，采用直观、形象的教学方法，如实验演示、多媒体展示等，帮助学生理解抽象的概念和理论。同时，要加强实验教学，引导学生认真观察实验现象，培养学生的实验操作能力和观察分析能力。通过实际问题的解决，让学生感受到化学知识的实用性，提高学生的学习兴趣和学习积极性。

教学环节一  新课导入

【展示图片】同学们，老师先给大家展示两张图片，一张是西周时期的玉柄铁剑，另一张是三星堆出土的黄金面具。大家可以仔细观察一下，看看能发现什么有趣的现象？（给学生一些时间观察图片）

【提出问题】大家有没有注意到，考古发掘出来的铁铜器总是锈迹斑斑的，而金银器却基本保存完好，这是为什么呢？大家可以先在小组内讨论一下，大胆地发表自己的想法。（组织学生进行小组讨论，鼓励学生积极交流）

【引出课题】大家的想法都很有创意。其实，这和金属的化学性质有着密切的关系。不同的金属与氧气等物质发生反应的难易程度是不一样的。今天，我们就一起来深入探究金属的化学性质，看看金属与氧气、稀盐酸、稀硫酸之间会发生怎样的反应。

设计意图

1. 激发学生兴趣：通过展示极具历史文化价值的西周玉柄铁剑和三星堆黄金面具图片，能迅速吸引学生的目光，激发他们的好奇心和探索欲望，使学生对本节课的内容产生浓厚的兴趣。

2.联系实际与历史：将化学知识与考古发现相联系，让学生感受到化学在历史研究和现实生活中的重要作用，拓宽学生的视野，增强学生对化学学科的认同感。

3.引发思考，导入新课：提出“铁铜器生锈而金银器保存完好的原因”这一问题，引发学生的思考和讨论，自然地引出本节课关于金属化学性质的主题，使学生带着疑问和探索的热情进入新知识的学习，提高学习的主动性和积极性。

教学环节二 金属与氧气的反应

活动一：探究常见金属与氧气的反应

【知识回顾】展示铁丝在氧气中燃烧、镁条在空气中燃烧、铜在空气中加热的实验视频或图片，并写出对应的化学方程式：

铁丝在氧气中燃烧：  3Fe+ 2O₂ ===(点燃) Fe₃O₄

镁条在空气中燃烧：2Mg + O₂ ===(点燃) 2MgO

铜在空气中加热：2Cu + O₂ ===(△) 2CuO

【学生活动】回顾上述金属与氧气反应的现象与条件，分析不同金属反应的条件和剧烈程度的差异。

【教师讲解】研究表明，大多数金属能与氧气反应，但反应的难易程度是不同的。一些金属需要在点燃或加热的条件下与氧气反应，而有些金属的化学性质比较活泼，如铝，在常温下便能与氧气的反应，反应的化学方程式为4Al+3O₂=2Al₂O₃。

【学生思考】铝制品在生活中很常见，如铝锅、铝壶等。为什么铝化学性质活泼而铝制品不易生锈呢？

【总结】铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步被氧化，所以铝具有很好的抗腐蚀性。

【实验演示】加热铝箔实验。

【学生活动】学生观察现象，并结合资料分析产生该现象的原因。

【资料】铝的熔点是660℃，氧化铝的熔点是2054℃。

【问题】生活中为何不宜用钢丝球来擦洗铝制品？

【师生活动】学生思考并回答问题，教师强调钢丝球会破坏氧化铝薄膜。

【教师总结】不同金属与氧气反应的情况，指出大多数金属能与氧气反应，但反应的难易程度不同，如镁、铝比较活泼，在常温下就能反应；铁、铜次之，在加热或高温下反应；金最不活泼，高温下也不反应。

【设计意图】在引入的基础上，进一步引导学生深入探究不同金属与氧气反应的情况，培养学生的探究能力和科学思维。

【思考与讨论】为什么金属与氧气反应的难易程度不同呢？

【学生回答】不同的金属活泼性不同，活泼性越强的金属越容易与氧气发生反应。镁、铝比较活泼，铁、铜次之，金最不活泼。

活动二：典例精讲

【展示题目】铝具有良好抗腐蚀性能的原因是（      ）

A．铝的化学性质不活泼

B．铝不与酸、碱反应

C．铝在常温下不与氧气反应

D．铝表面生成一层致密的氧化铝保护膜

【学生回答】D

【讲解】铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步被氧化，所以铝具有很好的抗腐蚀性，所以答案选D。

【学以致用】铜锌合金因其外观与黄金极度相似，被人用于假冒黄金制成饰品售卖，那么你能根据所学知识进行真假黄金的鉴别吗？

【总结】物理方法：因为假黄金属于合金，其硬度要比纯金属大，所以可通过比较硬度的大小来鉴别；另外还可通过测定物质的密度来确定黄金的真假。化学方法：铜锌合金中的铜在加热条件下能与氧气反应生成氧化铜，氧化铜为黑色固体，而金在加热时不反应，所以可通过灼烧的方法鉴别。

【过渡】为了鉴别黄金的真伪，还可将黄金饰品放入醋酸或盐酸中浸泡，观察有无气泡产生便知真假。这就与金属的另一性质有关了，下面我们就来探究一下吧！

教学环节三 金属与稀盐酸、稀硫酸的反应

活动一：提出金属与酸反应的问题

【引入】我们已经了解了金属与氧气的反应，那是不是所有的金属都能与稀盐酸或稀硫酸发生反应呢？从反应类型来看，金属与稀盐酸或稀硫酸的反应又有什么特点呢？接下来我们通过实验来探究这些问题。

【设计意图】通过提出问题，激发学生的探究欲望，引导学生进行实验探究，培养学生的问题意识和探究能力。

活动二：进行金属与稀盐酸、稀硫酸反应的实验探究

【探究】镁、铝、铁、铜分别与稀盐酸和稀硫酸反应的情况。

【设计意图】让学生通过亲自动手实验或观察实验，直观地了解不同金属与稀盐酸、稀硫酸反应的现象和规律，培养学生的实验操作能力和观察分析能力。

【师生活动】

教师：展示镁与稀盐酸反应的实验。

学生：观察实验现象，并判断反应后生成了什么气体。记录化学方程式。

教师：分别展示铝、铁、铜与稀盐酸反应以及镁、铝、铁、铜与稀硫酸反应的实验，让学生观察现象并填写表格：

学生：认真观察实验现象，准确填写表格，分析不同金属反应的剧烈程度差异。

教师：引导学生从反应物和生成物的类别（单质、化合物）角度分析这些反应的特点，引出置换反应的概念：由一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应，用字母表示为A+BC=AC+B。

学生：理解置换反应的概念，对比之前学过的化合反应和分解反应。

教师：总结通过实验得出的结论，镁、锌、铁的金属活动性比铜的强，它们能置换出稀盐酸或稀硫酸中的氢。

【学以致用】真假黄金的鉴别：市售假黄金的主要成分是黄铜（即铜锌合金），假黄金加酸后，锌可与酸反应产生氢气，看到有气泡产生，而金与酸不反应，所以可通过加酸的方式鉴别真假黄金。

活动三：典例精讲

【展示题目】下列物质中，不能由金属和稀盐酸反应直接生成的是（    ）

A．ZnCl₂ B．FeCl₂ C．CuCl₂ D．MgCl₂

【学生回答】C

【讲解】锌、镁的活动性比氢强，能与稀盐酸反应生成相应的氯化物，即Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑，Mg+2HCl=MgCl₂+H₂↑；铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑；铜的活动性比氢弱，不能与稀盐酸反应，所以不能由金属和稀盐酸反应直接生成CuCl₂，故选C。

课题2 金属的化学性质

第1课时

1. 金属与氧气反应

常温：2Mg + O₂ == 2MgO     4Al + 3O₂ == 2Al₂O₃（铝耐腐蚀）

加热或高温：3Fe+2O₂点燃()Fe₃O₄      2Cu+O₂△()2CuO

高温不反应：Au + O₂×

二、金属与稀盐酸、稀硫酸反应

镁：Mg + 2HCl = MgCl₂ + H₂↑；Mg + H₂SO₄ = MgSO₄ + H₂↑

锌：Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂↑；Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂↑

铁：Fe + 2HCl = FeCl₂ + H₂↑；Fe + H₂SO₄ = FeSO₄ + H₂↑

铜不反应

三、置换反应（基本反应类型）：单质+化合物→单质+化合物

1．（2025·湖北武汉·模拟预测）近期网络上掀起了一阵“居家打金”的热潮，利用喷枪高温使黄金融化，倒入模具，冷却打磨后，精美的黄金饰品就诞生了。黄金的下列性质中属于化学性质的是（   ）

A．熔点较高 B．高温不易被氧化 C．延展性好 D．良好的导电性

【答案】B

【解析】A、熔点较高，该性质不需要发生化学变化就能表现出来，属于物理性质，不符合题意；

B、高温不易被氧化，该性质需要在化学变化中表现出来，属于化学性质，符合题意；

C、延展性好，该性质不需要发生化学变化就能表现出来，属于物理性质，不符合题意；

D、良好的导电性，该性质不需要发生化学变化就能表现出来，属于物理性质，不符合题意。

故选：B。

2．下列化学方程式符合题意且书写正确的是（   ）

A．铁在氧气中燃烧：4Fe+3O₂=(点燃)2Fe₂O₃

B．鉴别黄铜和金：2Cu+O₂==(△)2CuO

C．镁在氧气中燃烧：Mg+O₂=(点燃)MgO₂

D．铝在空气中形成致密的氧化膜：4Al+3O₂=(点燃)2Al₂O₃

【答案】B

【解析】A、铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，化学方程式为：3Fe + 2O₂Fe₃O₄ ，选项错误；

B、黄铜中的铜加热生成黑色的氧化铜，金加热不反应，故可以用加热的方法鉴别黄铜和金，化学方程式为： 2Cu+O₂==(△)2CuO，选项正确；

C、镁在氧气中燃烧生成氧化镁，化学方程式为： 2Mg+O₂=(点燃)2MgO，选项错误；

D、铝在空气中形成致密的氧化膜是铝与空气中的氧气反应生成氧化铝，反应条件为常温，化学方程式为：4Al+3O₂=2Al₂O₃，选项错误。

故选B。

3．（2025·湖南长沙·三模）光伏发电的关键元件是太阳能电池，其主要材料为晶体硅。

(1)如图所示为太阳能电池路灯，已知其合金边框主要选用铝合金，铝合金与纯铝相比具有的优点是：_______________________________    (写出一点)。

(2)硅可利用反应制得。该反应属于 反应(填基本反应类型)。

【答案】(1)硬度更大（合理即可） (2)置换

【解析】（1）合金的硬度大于纯金属的硬度，所以铝合金的硬度比纯铝大；

（2）由可知，此反应是一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物，属于置换反应。

4．某小组同学利用如图装置探究金属的化学性质（试管中的溶液均为稀盐酸）：

（1）实验前，用砂纸打磨金属片的目的是     _______________    。

（2）实验中有气泡冒出的是    ___________    （填字母序号），生成的气体是   ________   。

【答案】(1)    除去表面的氧化膜

（2）  ABCD     氢气/H₂

【解析】（1）金属表面有氧化膜，用砂纸打磨金属片的目的是除去表面的氧化膜。

（2）在金属活动性顺序中：镁>铝>锌>铁>（氢）>铜，则镁、铝、锌、铁均能和稀盐酸反应生成氢气，即有气泡冒出的为ABCD。

在本节课的教学中，通过实验探究的方式让学生直观地了解金属的化学性质，学生的参与度较高，对知识的理解也更为深刻。利用生活中常见的考古发掘现象和“居家打金”等实例导入新课，能有效激发学生的学习兴趣。但在教学过程中也存在一些不足之处，例如在实验操作环节，部分学生可能因为紧张而操作不够规范；对于置换反应概念的讲解，部分学生理解起来仍有困难，后续需要加强这方面的练习和巩固。在今后的教学中，要更加注重对学生实验操作的指导，采用多样化的教学方法帮助学生理解抽象的概念。