课题2 金属的化学性质

第2课时 金属活动性顺序

一、知识目标

1. 通过实验探究等活动认识金属与某些金属化合物溶液的置换反应，并能用化学方程式表示。

2.能依据金属活动性顺序，初步预测常见金属的主要性质，设计实验方案，分析、解释有关的实验现象，进行证据推理，得出合理的结论。

3.初步学会研究物质化学性质、认识规律的一般方法。

二、核心素养目标

1.化学观念：通过实验探究了解金属与金属化合物溶液的反应，学习认识物质性质规律的一般方法。

2.科学思维：通过实验探究，收集证据，建立金属活动性顺序的模型，并运用该模型解释和预测金属的化学性质。

3.科学探究与实践：经历设计实验探究金属活动性顺序的过程，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作用。

一、教学重点

金属与金属化合物溶液的置换反应，金属活动性顺序及其应用。

二、教学难点

设计实验探究金属活动性顺序，运用金属活动性顺序解决实际问题。

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2课时《金属活动性顺序》。本课题是在学生学习了金属与氧气、稀盐酸或稀硫酸反应的基础上，进一步探究金属与金属化合物溶液的反应，进而引出金属活动性顺序。金属活动性顺序是初中化学的重要理论知识，它在工农业生产和科学研究中有重要应用，是学习化学的重要工具，在整个化学知识体系中有着不可替代的作用。 教材首先通过“曾青得铁则化为铜”的历史记载，引出金属与金属化合物溶液的反应，让学生通过实验探究认识到活动性强的金属能将活动性弱的金属从它的化合物溶液里置换出来，从而判断金属活动性强弱。接着，教材设计了探究铝、铜、银金属活动性顺序的实验，引导学生通过实验现象分析得出金属活动性顺序。最后，教材总结出常见金属在水溶液中的活动性顺序，并介绍了其应用。教材内容编排由浅入深，符合学生的认知规律，注重培养学生的实验探究能力和逻辑思维能力。

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。在之前的学习中，学生已经了解了金属与氧气、稀盐酸或稀硫酸的反应，对金属的化学性质有了初步的认识。同时，学生在生活中也接触到了一些金属制品，对金属有一定的感性认识。 然而，九年级学生的抽象思维能力还不够成熟，对金属活动性顺序这一抽象概念的理解可能存在一定困难。他们在实验探究过程中，可能缺乏对实验现象的深入分析和归纳总结能力，需要教师的引导和启发。此外，学生在运用金属活动性顺序解决实际问题时，可能会出现生搬硬套的情况，不能灵活运用知识。 针对学生的这些特点，在教学过程中，教师应充分利用实验探究的方法，让学生通过亲身体验和观察，直观地感受金属活动性顺序的含义。同时，教师要引导学生对实验现象进行分析和总结，培养学生的逻辑思维能力。在讲解金属活动性顺序的应用时，教师应结合实际生活中的例子，让学生感受到化学知识的实用性，提高学生运用知识解决实际问题的能力。

教学环节一  新课导入

【知识回顾】通过前面的学习我们知道，不同的金属具有相似的化学性质，但金属之间的活动性又存在一定的区别。请同学们说一说，如何根据金属的化学性质判断金属活动性的强弱。（组织学生进行小组讨论，鼓励学生积极交流）

【学生回答】判断金属活动性强弱的方法。

（1）依据金属与O₂反应难易程度：如铝常温下能与氧气反应，而铁需要在点燃的条件下与氧气反应，说明铝活动性比铁强，更易与氧气反应。

（2）依据金属能否与稀盐酸或稀硫酸反应：如铁能与稀盐酸反应生成氢气，而铜不能与稀盐酸反应，说明铁的活动性比铜强。

【引出课题】同学们的总结都很棒，也很全面，那么还有其他的方法可以判断金属活动性的强弱吗？常见的金属的活动性规律是怎样的？今天，我们再来深入探究金属的化学性质，学习金属的活动性顺序。

【设计意图】回顾之前学过的判断金属活动性强弱的方法，为新知识的学习搭建桥梁，自然地引出本节课要探讨的金属与金属化合物溶液反应以及金属活动性顺序的主题，让学生能够清晰地认识到知识的连贯性和系统性，明确学习方向。

教学环节二  金属与金属化合物溶液反应

【展示图片与讲述故事】同学们，在化学的历史长河中，有许多奇妙的发现。大家看这幅图，它描绘的是西汉时期的场景。当时，淮南王刘安组织编写了一本名为《淮南万毕术》的书，里面记载了一个神奇的现象——“曾青得铁则化为铜”。这里的“曾青”其实就是天然硫酸铜。想象一下，那个时候的古人，把铁放入这种像“曾青”的溶液中，神奇的事情发生了，铁表面逐渐出现了红色的铜。这就好像是一场魔法表演，一种金属变成了另一种金属。

【知识回顾】其实在第五单元探究质量守恒定律的学习中，我们做过类似的实验。铁丝和硫酸铜溶液接触后，铁丝表面逐渐出现了红色的铜。

【问题】请同学们写出铁与硫酸铜溶液反应的化学方程式，并思考该反应的化学方程式有什么特点，它属于哪种基本反应类型？

【学生思考】

书写化学方程式：Fe+CuSO₄=Cu+FeSO₄。

分析反应特点：一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物。

得出反应类型：置换反应。

【讲解】评价、强调：这种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叫做置换反应。从这个反应我们可以初步判断铁的活动性比铜强。那是不是活动性强的金属都能将活动性弱的金属从它的化合物溶液里置换出来呢？接下来我们通过实验来进一步探究。

【实验探究】将锌放入硫酸铜溶液中。

【学生任务】观察实验视频或老师演示实验，并记录实验现象。

【实验现象】银白色金属表面出现红色固体，溶液蓝色变浅。

【讲解】根据实验现象，我们可以写出该反应的化学方程式：Zn+CuSO₄=Cu+ZnSO₄。从这个实验我们可以得出锌的活动性比铜强。

【总结】如果某种金属能将其他金属从它的化合物溶液里置换出来，则说明该种金属的活动性比置换出的金属的活动性强。

【设计意图】通过历史记载引入，激发学生的学习兴趣。让学生书写化学方程式并分析反应类型，培养学生的化学思维和归纳总结能力。通过实验直观展示金属与金属化合物溶液的反应，帮助学生理解金属活动性的概念。

教学环节三 金属活动性顺序

活动一：实验探究金属活动性顺序

【引入】我们已经知道可以通过金属与金属化合物溶液的反应来判断金属的活动性强弱。那么如何设计实验来探究铝、铜、银的金属活动性顺序呢？下面我们就一起来设计实验方案。

【问题】我们有铝丝、铜丝、银丝、硫酸铝溶液、硫酸铜溶液、硝酸银溶液这些实验用品，应该如何设计实验来比较铝、铜、银的活动性顺序呢？

【学生思考】分组讨论并设计实验方案。

【展示】方案设计原理是将打磨后的金属放入溶液中，具体的组合有以下几种：

【学生展示】各小组代表展示设计的实验方案。

【讲解】评价各小组的实验方案，强调实验操作的注意事项，如用砂纸打磨金属丝以除去表面的污物和氧化膜。接下来我们按照设计的方案进行实验。

【学生任务】分组进行实验，并记录实验现象。

【实验1】比较铝和铜的活动性

【实验2】比较铝和银的活动性

【实验3】比较铜和银的活动性

【总结】根据实验结果，我们可以得出铝、铜、银的活动性顺序为Al＞Cu＞Ag。判断依据是活动性强的金属可以把活动性弱的金属从它的化合物溶液中置换出来。

【设计意图】让学生自己设计实验方案，培养学生的实验设计能力和科学探究精神。通过分组实验，让学生亲身体验探究过程，提高学生的动手能力和观察能力。

活动二：总结常见金属活动性顺序及应用

【引入】通过许多实验探究，人们总结出了常见金属在水溶液中的活动性顺序。

【讲解】展示常见金属活动性顺序并讲解其规律：

（1）金属的位置越靠前，它的活动性越强。

（2）位于氢前面的金属能置换出稀盐酸、稀硫酸中的氢。

（3）位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来。

【举例】如，说明铁的活动性在氢前面；，说明铁的活动性比铜强。

【学以致用】波尔多液是一种农业上常用的杀菌剂，它由硫酸铜、生石灰加水配制而成。为什么不能用铁制容器来配制波尔多液呢？

【学生思考】根据金属活动性顺序，铁的活动性比铜强，铁会与硫酸铜溶液反应，化学方程式为，所以不能用铁制容器来配制波尔多液。

【总结】运用金属活动性顺序，我们可以预测某种金属是否能与稀盐酸、稀硫酸或其他金属的化合物溶液发生置换反应。

【设计意图】总结常见金属活动性顺序，让学生系统地掌握金属活动性的规律。通过实际问题的分析，培养学生运用知识解决实际问题的能力。

活动三：典例精讲

【展示题目】金属活动性顺序在工农业生产有重要应用。下列事实不能用金属活动性解释的是（     ）

A．常用铜做导线而不用银

B．铁桶不宜盛放农药波尔多液

C．出土的文物中铜器比铁器保存更加完好

D．铝丝浸入硫酸铜溶液中，铝丝表面析出红色固体

【学生回答】A

【讲解】A、铜的导电性良好且成本较低，而银虽然导电性更好但价格昂贵，因此选择铜作为导线材料主要基于经济性和导电性，与金属活动性无关，故符合题意；

B、铁的活动性比铜强，铁和波尔多液中的硫酸铜会发生置换反应，因此不能用铁桶盛放农药波尔多液，与金属活动性相关，故不符合题意；

C、铁的活动性强，更易被氧化腐蚀，而铜活动性较弱，抗腐蚀能力更强，因此铜器保存更完好，与金属活动性相关，故不符合题意；

D、铝的活动性比铜强，能置换出硫酸铜中的铜，与金属活动性相关，故不符合题意。

故选A。

课题2 金属的化学性质

第2课时

1. 金属与金属化合物溶液反应

Fe + CuSO₄ = Cu + FeSO₄

Zn + CuSO₄ = Cu + ZnSO₄

二、金属活动性顺序

1.金属位置越靠前，活动性越强

2.氢前金属能置换稀盐酸、稀硫酸中的氢

3.前金属能置换后金属化合物溶液中的金属

1.把金属X放入Cu(NO₃)₂溶液中，X表面有红色固体析出；若放入Mg(NO₃)₂溶液中，无明显现象。则X、Cu、Mg三种金属活动性由强到弱的顺序正确的是（  ）

A. Mg、X、Cu

B. X、Mg、Cu

C. Mg、Cu、X

D. Cu、X、Mg

【答案】A

【解析】把金属X放入Cu(NO₃)₂溶液中，X表面有红色固体析出，说明X能置换出铜，即X的活动性比铜强；若放入Mg(NO₃)₂溶液中，无明显现象，说明X不能置换出镁，即镁的活动性比X强。所以三种金属活动性由强到弱的顺序为Mg、X、Cu，答案选A。

2.《神农本草经》中有石胆“能化铁为铜”的记载。石胆的主要成分是，溶于水得到硫酸铜溶液。下列说法不正确的是（  ）

A. 石胆溶于水，溶液呈蓝色

B. 石胆化铁为铜发生了置换反应

C. 石胆也能化锌为铜

D. 铁、铜都能与稀盐酸反应产生氢气

【答案】D

【解析】A. 硫酸铜溶液呈蓝色，所以石胆溶于水，溶液呈蓝色，A选项正确；B. 石胆化铁为铜的反应为Fe + CuSO₄ = Cu + FeSO₄，属于置换反应，B选项正确；C. 锌的活动性比铜强，所以石胆也能化锌为铜，反应为Zn + CuSO₄ = Cu + ZnSO₄，C选项正确；D. 在金属活动性顺序中，铁位于氢前，能与稀盐酸反应产生氢气，而铜位于氢后，不能与稀盐酸反应产生氢气，D选项错误。答案选D。

3.精美的金属蚀刻画也是一种艺术。工艺专家利用金属R与AgNO₃溶液反应：R + 2AgNO₃ = R(NO₃)₂ + 2Ag，在箔状金属R上刻画了精美的图案。下列说法不正确的是（  ）

A. 该反应为置换反应

B. R的金属活动性比Ag强

C. R可能是铝

D. 在金属活动性顺序中，R不一定排在氢前面

【答案】C

【解析】A. 该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，属于置换反应，A选项正确；B. 金属R能置换出银，说明R的金属活动性比Ag强，B选项正确；C. 由化学方程式R + 2AgNO₃ = R(NO₃)₂ + 2Ag可知，R在化合物中的化合价为+2价，而铝在化合物中的化合价为+3价，所以R不可能是铝，C选项错误；D. 金属R能置换出银，但不一定能置换出酸中的氢，所以在金属活动性顺序中，R不一定排在氢前面，D选项正确。答案选C。

在本次教学中，通过实验探究引导学生认识金属与金属化合物溶液的反应及金属活动性顺序，学生表现出较高的兴趣。实验环节让学生直观地观察到反应现象，有助于他们理解抽象的化学知识。但在教学过程中，也发现部分学生对金属活动性顺序的应用掌握不够熟练，在解决实际问题时存在困难。在今后的教学中，应加强对知识应用的训练，多提供一些实际案例让学生分析和解决。同时，对于基础较弱的学生，要给予更多的关注和指导，确保他们跟上教学进度，真正掌握金属活动性顺序的相关知识。