金属的化学性质

金属的化学性质（第一课时）教学设计

太原市第二外国语学校

梁利利

第三章金属及其化合物

课标要求

根据生产、生活中的应用实例或通过实验探究，了解钠、铝、铁、铜等金属及其重要化合物的主要性质，能列举合金材料的重要应用。

教材分析

在第一章从实验学化学和第二章化学物质及其变化的基础上，本章开始介绍具体的元素化合物的知识。元素化合物知识是中学的基础知识，也是学生以后在工作和生活中经常要接触、需要了解和应用的基础知识。这些知识既是前面实验和理论的感性材料，又可为以后将学习的物质结构、元素周期表、化学反应与能量知识打下基础。

本章介绍金属及其化合物，内容可分为单质、化合物和金属材料三大块。对于单质和化合物的化学性质，采取不同的方式来呈现：有的用回忆与复习、讨论的方式，如回忆讨论金属的共同的化学性质；有的用实验、观察的方式，如描述钠的物理性质，观察钠的燃烧现象、铝箔燃烧现象、钠与水的反应现象等；有的用科学探究的方式，如探究铁与水蒸气的反应，探究Na2CO3、NaHCO3的重要性质，Fe3+的氧化性等；有的让学生通过实践活动自己去研究和探索，如对关于合金的课题进行调查等。元素化合物知识的学习，也使学生丰富和巩固了关于化学反应的有关知识。在本章中，几乎涉及了上一章所提及的各类反应。

本章内容呈现主要有两条线索：

线索一：金属活动性顺序线索二：分类的方法

学情分析

学生在学习本单元内容之前，在初中对元素化合物的知识已经有了一定的认识。但是初中时，学生了解的元素化合物的知识相对比较简单，知识脉络也是比较零散，研究方法受初中知识内容的影响并不是很系统，还未形成元素化合物的分析研究方法。新教材中对元素化合物知识讲述的内容看似零散，但是其中隐含着元素化合物知识的研究方法和思路，其目的是培养学生在学习过程中分析对比、猜想推断、实验设计、归纳总结的能力。学生在前面两章的学习中已经对实验基本操作有了一定的认识，对物质的分类、氧化还原反应的分析有了一定程度的掌握。在此基础上学习这部分内容，学生将会在学习时更加清晰、有条理、系统化，自身能力将得到较大的提高，并能真正认识到化学在促进社会发展、改善人类的生活条件等方面所起到的重要作用。

教学目标

1、了解钠、铝、铁、铜等金属及其重要化合物的主要性质。

2、初步认识金属材料在国民生产中的重要作用和与人们日常生活的密切联系，以及合理使用金属材料的重要意义。

3、通过金属及其化合物性质的实验探究，提高对“化学是一门以实验为基础的科学”的认识，获得有关化学实验的基础知识和基本技能，能设计并完成一些化学实验。

4、以金属知识内容的学习为线索，通过阅读、查阅资料、反思、讨论和概括等过程，提高自主学习的主动性，培养获取知识及信息加工。

5、通过知识的比较、归纳，逐步掌握学习元素化合物的一般思路和方法，提高学习的主动性和有效性。

6、通过参与多种多样的活动，能够发现和提出问题，敢于质疑、勤于思索，逐步形成独立思考的能力。并通过互相交流、角色扮演的活动，增进感情，培养合作精神。

7、通过金属及其化合物、金属材料在生产、生活中的应用实例发展学习化学的兴趣，感受化学对个人生活和社会发展的贡献，树立为人类文明和社会进步而努力学好化学的责任感和使命感。

第一节金属的化学性质

第1课时

◆教学目标：

1、了解金属元素在自然界中常见的存在形态。

2、通过阅读课本中的图片、书写有关反应的化学方程式，巩固和加深初中有关金属化学性质的知识和规律。

3、了解金属钠的物理性质及其保存方法。并进一步熟悉和规范药品的取用、酒精灯的使用等基本实验技能。

4、能够对金属钠常温下能否与氧气反应和铝能否在空气中燃烧做出假设，能够根据所做的假设设计实验并加以验证；通过观察、分析实验现象，初步学会实验研究的方法。体验实验方法在化学研究中的作用，并认识到实验过程中控制实验条件的重要性。

5、了解金属氧化膜在生活、生产中的运用，知道用化学的视角去观察身边的物质和发生的事情。

6、在归纳金属钠、铝的性质的过程中，初步学会运用比较、分类、归纳、概括等方法对获取的信息进行加工，逐步形成良好的学习方法和习惯。

7、通过对金属钠、铝性质的科学探究，发展学习化学的兴趣，乐于探究物质变化的奥秘；增强学好化学、服务社会的责任感和使命感。

◆教学重点：

1、钠与氧气的反应；

2、铝的氧化膜的验证和铝的氧化膜对内部起着保护作用。

◆教学难点：

钠与氧气反应现象观察、分析、总结，铝箔在氧气中燃烧的设计。

◆教学方法：

采用实验探究法，按照思考、交流、实验、观察、分析，得出结论的方法

◆使用教材的构想

巧妙复习，引导学生回忆初中化学中金属的化学性质和金属活动性顺序的有关知识，精心设疑，引入正题；以实验探究的方法，让学生通过实验去探索钠的物理性质、钠在空气中存放所出现的问题以及实验钠在空气中燃烧的反应，来分析其在不同条件下反应的产物；通过铝在空气中加热的现象分析得出金属氧化膜在生产生活中的作用。通过动手实验体验化学的奥秘，激发学生学习兴趣。通过图表归纳出钠、铝、铁、铜与氧气反应的有关知识，使知识系统。

◆教学流程

【导入新课】人类社会的发展过程中，金属起着重要的作用。大约公元前4000年，人类进入金属文化。先是铜器时代，到了公元前2000年就进入铁器时代，已开始用铁作犁了。直到20世纪铝合金成为仅次于铁的金属材料。

在科学技术飞速发展的今天，我们几乎每天都要接触到许许多多的金属制品，我们来一起欣赏各种各样的金属制品。

【投影】展示一些金属的图片。如：飞机、船舶、汽车、铝合金门窗、家用炊具、金属导线、硬币等等。

【设问】为什么在现代科技、工业生产、日常生活中要用到这些金属和合金？要物尽其用，必须摸清它的“脾气”。从节课开始就让我们一同领略金属的非凡魅力。

【板书】第三章金属及其化合物

第一节金属的化学性质

【提问】通过观察图片你能知道金属有哪些共同的物理性质？

【思考】以下实例各体现金属什么性质？

１．用铁锅做菜．

２．用铝或铜做电线．

３．香烟用的铝箔包装．

【投影】考考你:元素在地壳中的含量知多少?

地壳中含量最多的非金属元素是，含量最多的金属是。目前消耗量最大的金属含量排在第位,含量排在第十位的是。其中绝大多数金属元素在地壳中以态存在。【投影】教材P46图3—1 金属元素在地壳中的含量。

【反问】为什么金属元素绝大多数以化合态存在？

【学生】背诵金属活动顺序表。

【板书】K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb （H）、Cu、Hg、Ag、Pt、Au

（本节内容要突出的一条线索就是金属活动顺序不同，与同一物质反应的难易程度不同，现象不同，化学性质可能有差异，所以有必要复习金属活动顺序表）

【讲述】在化学史上，金、银、铜等重金属发现较早，轻金属则发现较迟，如钾、钠、钙等直到19世纪才发现。

教师简单介绍戴维发现钾付出的牺牲及他的感人格言，激发学生努力探索科学的斗志。并引导学生分析活泼金属和不活泼金属元素的存在形态。

【明确】金属的冶炼和金属的存在形态由金属的活动性决定。

【投影】展示教材图3-2有关金属化学性质的一些实验。

【思考与交流】

1、写出反应的化学方程式。

2、分析各反应物的物质类别，总结金属能与哪些物质发生化学反应？

3、从氧化还原反应的角度分析金属在反应中所表现的性质。

4、画出Na、Mg、Al的原子结构示意图，分析原子结构有什么特点，与金属的化学性质有什么联系。

【学生活动】一学生板演化学方程式，各同学先独立思考，再以组为单位，讨论交流。【归纳】金属的化学通性：

（1）与非金属如氧气反应；

（2）与酸反应：金属活泼性顺序表中H以前的金属能与稀盐酸、稀硫酸反应产生氢气，金属越活泼与酸反应越剧烈。

（3）与一些盐溶液反应：活泼金属置换不活泼金属。

【明确】金属元素原子最外层电子数较少，易失去电子，表现还原性，因而化学性质活泼。（此处将教材中的思考与交流顺序做了调整，先让学生写方程式很自然的得出金属可以跟哪些物质反应，且金属具有还原性再分析其原子结构，这样从现象到本质，有利于学生接受）【过渡】金属的这些物理性质和化学性质将是我们今后研究某一金属的出发点和立足点。今天这节课，我们就来研究金属与非金属的反应。

【板书】一、金属与非金属的反应

【复习】Mg、Fe与氧气的反应条件及产物。

【提问】镁、铁等能存放在空气中，但在加热时能与氧气反应，是不是所有的金属常温下都能在空气中稳定存在？金属与氧气反应是否一定要加热？

【提问】展示保存钠的玻璃试剂瓶

请同学们仔细观察老师手中的钠，大家有没有疑问的地方？钠为什么要放在液体里？这液体是什么？

【学生】可能是水；不对，是煤油；因为在常温下，钠可能很容易与空气中的氧气反应。【布置任务】大家分析得很好，大家猜测钠在空气中很容易与氧气反应，到底是不是这么回事，事实说了算。那我们就通过实验来探究一下：钠在空气中是否与氧气反应？

【学生分组实验探究】①观察存放在试剂瓶中的金属钠。

②把金属钠从试剂瓶中取出观察其物理性质、表面的氧化膜。

③用小刀切去外皮观察钠的本来面目及在空气中的变化。

老师提醒学生：由于钠的取用有一定的危险性，因此老师先示范一下，并投影出下列的注意事项。

【投影】温馨提示：①钠的取用用镊子（不能用手接触）。

②煤油要用滤纸吸干。

③切割钠在玻璃片上进行。

④实验中剩余的钠必须放回原瓶。

【思考交流】新切开的钠的表面在空气中会不会发生变化？发生怎样的变化？钠表面暗物质是什么？为什么保存在煤油中？

【学生活动】学生分组讨论、交流，小组代表陈述交流结果。

【板书】1、钠与氧气反应 4Na+O2 = 2Na2O（白色）

【提问】钠比Mg 、Al、 Fe活泼得多，常温下立即被氧化成氧化钠，改变条件如加热情况下还会不会生成氧化钠？

【演示实验】教材P47 [实验3—2] 在硬质玻璃管里加热黄豆粒大小的钠。（该实验有一定危险性，教师演示，在坩埚加热学生不容易观察到钠受热熔化及燃烧产生的黄色火焰，洁净的玻璃管能容易看到生成的淡黄色固体）

【提问】请一学生描述反应现象，并分析反应现象。

【学生】实验现象：钠受热先熔化成一个小球，然后燃烧，产生黄色火焰，生成一种淡黄色的固体。

【教师】钠在空气中燃烧，生成物不是氧化钠而是钠的另一种氧化物——过氧化钠

【板书】 2Na+O2 Na2O2 (淡黄色)

【提问】请大家标出过氧化钠中各元素的化合价，分析这两个反应中的氧化剂、还原剂？电子转移情况。

【投影】小知识

钠可用来制造钠灯，钠灯产生的黄光透雾能力强，高压钠灯大量应用于飞机场跑道、道路和广场的照明。由于它不降低照度水平而又能减少能源消耗，所以有取代高压汞灯的趋势。

钠钾合金常温下为液体且比热容比水大，可用作原子反应堆的导热剂。

【过度】通过刚才的学习我们知道钠是一种非常活泼的金属，通常保存在煤油中，大家知道铝也是活泼金属，为什么不需要密封保存，铝制品却被广泛应用与生产生活？

【实验探究】学生分组完成教材P48“科学探究”实验。

【提问】请一学生描述反应现象，并分析反应现象。

【归纳】铝加热都没有燃烧，都发生熔化现象，但都滴落不下来。好象有一层膜兜着。【思考交流】为什么有这样现象？

（提示：铝的熔点660℃，氧化铝的熔点2050℃）

【归纳】铝的表面有一层氧化铝薄膜，即使刚打磨过的铝在空气中也会很快生成新的氧化膜。【板书】 2、铝与氧气反应 4Al+3O2 2Al2O3（氧化膜对金属有保护作用）

【小结】活泼金属容易与氧气反应在表面生成一层氧化膜。有的氧化膜疏松，不能保护内层金属，如铁锈；有的氧化膜致密，可以保护内层金属不被继续氧化，如镁、铝等。【学生阅读】教材P49“资料卡片：铝的氧化膜”。

【强调】铝表面容易形成一层致密的氧化膜，可以隔绝铝与空气的接触，阻止内部铝被氧化，正因为如此，铝成为一种应用广泛的金属材料。

【提问】铝片在空气中加热不能燃烧，什么条件下可以让铝在空气中燃烧呢？

【学生设计实验】初中学过铁丝在空气中不能燃烧但在纯氧中可以剧烈燃烧。我们可以增大铝与氧气的接触面积，比如将铝片改成铝粉加热在空气中或在纯氧中反应。

【教师演示】将铝粉撒在酒精灯火焰上。（铝粉在纯氧中也可以剧烈燃烧）

【学生活动】观察现象并书写化学方程式。4Al+3O2 点燃2Al2O3（发出白光）

【提问】你能否看出金属的活动性和金属与氧气反应的条件、剧烈程度有什么关系？

【投影】展示钠、镁、铝、铁、铜在不同条件下与氧气反应的情况。

【小结】1、绝大多数金属都能与氧气反应，生成金属氧化物。活泼性很强的金属常温下就能被氧气氧化，活泼性较弱的金属在加热的条件下才能与氧气发生反应，活泼性很弱的金属（如铂、金）不能被氧气氧化（真金不怕火炼，是金子在哪都发光）。

2、金属跟氧气反应时生成的氧化物一般为普通化物如MgO、Al2O3，但钠在氧气中燃烧生成Na2O2，铁在氧气中燃烧生成Ｆe3O4 。

【总结】1、金属的结构与性质的关系：金属元素的最外层电子数较少，容易失去电子，金属单质表现出还原性，性质活泼。绝大多数金属能与氧气、硫、氯等非金属反应，生成相应的硫化物和氯化物。

2、科学研究的方法：提出问题-合理假设-实验验证（理论分析）-得出结论-拓展应用

通过探究与活动，体验和了解化学科学研究的一般过程和方法，认识实验在化学学习和研究中的重要作用。

◆当堂训练与达标检测设计：

1、取一小块金属钠在坩埚中加热，可观察到的现象是①钠熔化②在空气中燃烧，火焰呈黄色③燃烧后得到白色固体④火焰呈红色⑤燃烧后得到淡黄色固体⑥钠是金属，不能燃烧。其中正确的有（）

A ①②

B ①②⑤

C ①③

D ⑥

2、小兰家中收藏了一件清末的铝制佛像，该佛像至今仍保存完好。该佛像仍未锈蚀的主要原因是（）

A.铝性质稳定,不易发生化学反应

B.铝不易被氧化

C.铝的氧化物容易发生还原反应

D.铝虽易被氧化,但氧化生成的氧化膜具有保护内部铝的作用

3、铝在人体中积累可使人慢性中毒，世界卫生组织将铝确定为食品污染源之一而加以控制。铝在下列使用场合中，必须加以控制的是( )

A．制造炊具 B．制防锈油漆

C．制铝合金窗 D．炼铝厂制造铝锭

4、当调整、改变有关反应物的相对量或其它条件时，下列反应的产物不会改变的是（）A．硫与氧气反应 B.二氧化碳通入石灰水中。

C．木炭在氧气中燃烧D．钠与氧气反应

【作业】

1、查阅资料了解铝、钠的用途。

2、写出下列反应的化学方程式，是氧化还原反应的标明氧化剂，还原剂。

①常温下钠与氧气的反应。

②把金属钠放在石棉网上加热。

③在空气中加热铝箔。

④铁钉与稀硫酸反应。

⑤铁在氧气中点燃。

◆板书设计：第三章金属及其化合物

第一节金属的化学性质

K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb （H）、Cu、Hg、Ag、Pt、Au

一、金属与非金属的反应

1、钠的保存——煤油中

钠与氧气反应

4Na+O2 = 2Na2O（白色） 2Na+O2 Na2O2 (淡黄色)

2、铝与氧气反应 4Al+3O2 2Al2O3（氧化膜对金属有保护作用）

4Al+3O2 点燃2Al2O3（发出白光）

3、金属还可以与氯气、硫等非金属单质反应

◆教学反思

通过思考与交流学生很容易归纳出金属的共性。钠、铝与氧气反应的实验探究较成功，由于考虑到安全问题，钠的燃烧实验由教师演示在硬质玻璃管里燃烧现象较明显。

不足之处是钠的物理性质没有完整归纳，在第二课时钠与水的反应之后予以完善。

◆教师简介

梁利利，太原第二外国语学校化学教师，中教一级职称。本人热爱教育事业，热爱本职工作，对工作有强烈的责任心，兢兢业业。始终坚持以学生为本，用爱心去关爱，帮助每一位学生。力争上好每一节课，使学生乐学、爱学、轻松学化学！