資源簡介

第八單元金屬和金屬材料作業設計
一、單元信息
基本信息 學科 年級 學期 教材版本 單元名稱
化學 九年級 第一學期 人教版 第八單元金屬和金屬材料
單元組織 方式 自然單元 重組單元
課時信息 序號 課時名稱 對應教材內容
1 金屬材料 8. 1 金屬材料
2 金屬的化學性質 8 2 金屬的化學性質
3 金屬資源的利用和保護 8.3 金屬資源的利用和保護
二、單元分析
(一) 課標要求
第 1 頁 共 25 頁
第 2 頁 共 25 頁
(二) 教材分析
1. 知識內容全面，密切聯系實際。
本單元主要圍繞金屬的物理性質、金屬的化學性質以及反應的規律、金屬資源的 利用、金屬資源的保護等內容呈現學習情境和素材。主要涉及金屬鐵、鋁、銅以及相 應的合金，都是日常生活中使用非常廣泛的金屬材料，內容全面且與生產生活緊密相 連。
2.注重方法引導，培養學生能力。
本單元的學習主要通過對比以及探究性學習獲取知識，如不同金屬物理性質和化 學性質的對比探究、金屬與合金的對比探究、鐵釘銹蝕條件的對比探究等；引導學生 學會從生產生活中發現問題并獲取信息，建構金屬的通性、置換反應、金屬的腐蝕與 防護等核心概念，進一步學會和運用分析、推理、歸納和探究的方法，并在此過程中 培養學生解決實際問題的能力和素養。
3.保護金屬資源，展示科技成果，拓寬學生視野。
通過鐵的冶煉、金屬的腐蝕與防護等內容讓學生認識到金屬材料與人類進步和社 會發展的關系、合理利用金屬資源等內容。在“化學技術社會”欄目中展示了新科技成 果——形狀記憶合金，體現了金屬材料的發展趨勢，有利于拓寬學生的視野。
(三) 學情分析
金屬和金屬材料與學生的日常生活密切相關，學生對金屬和金屬材料有較為感性 的認識，但金屬和金屬材料有怎樣的理化性質？學生并不清楚，所以教師要幫助學生 構建金屬和金屬材料的理性認識。
學生已經學習了我們周圍的空氣、 自然界的水、碳和碳的氧化物等身邊的化學物
質，初步了解了學習化學物質的方法——實驗探究，但在如何自主設計實驗進行探究 方面還存在不足，教師需要幫助學生提高自主探究的能力；金屬與前幾個單元所學習 的氧氣、碳、二氧化碳等具體的化學物質不同，金屬是一類物質，本單元也是學生第 一次接觸同一類物質的學習，如何從“共性”和“個性”兩方面來學習同一類物質是學生 的障礙點和發展點。
三、單元學習作業目標
(1) 通過實例認識物質的性質與應用的關系，既讓學生體會物質性質決定用途， 形成合理利用物質的意識，同時也發展了“化學觀念”的化學核心素養。
(2) 能舉例說明金屬性質的廣泛應用及性質與用途的關系，如合金的性能與應用 等；能利用常見金屬的性質，分析、解釋一些簡單的化學現象和事實。
(3) 通過鐵的冶煉，體會化學方法在金屬冶煉中的重要作用，認識實驗是科學探 究的重要形式和學習化學的重要途徑，能進行安全、規范的實驗基本操作，體驗科學 探究的意義。
(4) 培養熱愛科學，逐步形成崇尚科學、嚴謹求實、大膽質疑、追求真理、科學 探究的精神及勇于克服困難的堅毅品質。
(5) 通過繪制思維導圖，將所學的知識點進行分類整理，把復雜的知識簡單化，
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有效提升學。
四、單元作業設計思路
以“物質的多樣性”這一大概念為統攝，按照大概念、斜跨大概念、次級大概念、 核心概念和事實的順序整理出本單元作業的知識結構，如圖 1 所示。據知識結構的課 時結構和課程目標進行作業設計，如圖 2 所示。
圖 1 ：大概念統領下的單元知識結構
圖 2 ：單元課時主題和目標
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五、課時作業
第一課時
課時目標：
①知道金屬材料和人類生活與社會的發展息息相關；
②了解常見金屬的物理性質，掌握合金的概念和性能；
③理解物質的性質和用途之間的關系。
作業 1
2022 年北京冬奧會火種燈，如下圖所示 ，其造型靈感來自“中華第一燈”——西 漢長信宮燈，借“長信”之意，表達人們對光明與希望的追求與向往。據悉該火種燈和 火種盆都采用可回收鋁合金材質。下列關于鋁合金的說法錯誤的是 ( )
A .鋁合金屬于金屬材料 B.鋁合金屬于新型化合物
C.鋁是地売中含量最高的金屬元素 D.鋁合金的熔點比鋁低
1.參考答案：B
2.時間要求：1 分鐘
3.評價設計
錯選 A,對金屬材料包含的是純金屬和合金的知識未掌握；
錯選 C ，對地殼中含量前幾位的元素不了解；
錯選 D ，對合金的性能與組成其純金屬性能的比較的知識未掌握。 4.作業分析與設計意圖
設計根據社會科技焦點“北京冬奧會火種燈”所用的相關金屬材料，測評學生對金 屬材料的認識，并回憶前面地殼中元素的含量等知識，同時測評合金的概念以及合金 性能與組成其純金屬性能的比較的知識。
作業 2
九年級的明明學了《金屬材料》這一課后，對家里的一些生活用品產生了濃厚的 興趣，你能跟他一起探究嗎？
(1) 明明發現家中角落堆積著一些鐵絲、鋁絲和銅絲 。他很容易就辨別出了銅 絲，其依據是 ；三種金屬都可以拉成絲狀，這利用了金屬的 性。
(2) ①明明知道金屬的性質決定了金屬的用途，燈泡的燈絲用鎢絲做的原因 是 。②明明在課堂上學到銀的導電性最強，但是發現
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(
磁鐵
)家里的導線常用銅制而不用銀，推測可能的原因是 。
(3) 明明注意到他家房門背面的左下方有個常用來固定房門的“門吸” (如下圖)， 它由磁鐵和金屬塊兩部分組成，該金屬塊能被磁鐵所吸引，是因為它可能含有 (選填“銅” 、“鋁”或“鐵”的化學符號) 。
金屬塊
(4) 明明走進廚房，發現廚房的的鐵鍋、菜刀、剪刀等都是由鐵合金制作的，而 沒有用純鐵，是因為 。
(5) 對于家中含金屬材料的物品，你還有更多的發現嗎？分別利用了金屬的什么 性質？若有，請填寫下表。
場 所 含金屬材料的物品 其利用的性質
客 廳
廚 房
臥 室
...... ...... ......
1.參考答案：
(1) 銅絲是紫紅色的； 延展性
(2) ①鎢的熔點高，且具有導電性 ②銀的價格昂貴，且銅的導電性也很好
(3) Fe
(4) 鐵合金的硬度大于純鐵 (答案合理即可)
(5) 學生作品展示：
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學生作品 1：
學生作品 2：
2.時間要求：5 分鐘
3.評價設計
錯寫 (1) ，可能對金屬單質的物理性質的共性和個性認識不清； 錯寫 (2) ，可能對物質的性質和用途之間的關系未掌握；
錯寫 (3) ，可能未掌握金屬鐵的特殊性質；
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錯寫 (4) ，可能未掌握合金與組成其純金屬的性能的區別；
知識拓展 (5) ，讓學生深刻意識到金屬材料和人類生活與社會的發展息息相關。
前結構 單點結構 多點結構 關聯結構 抽象擴展結構
(1) 無意義或 空白答案 知 道 部 分 金 屬 單 質 的 部 分物理性質 知道部分金屬 單質的物理性 質 知 道 金 屬 單 質 的 物 理 性 質 的 共 性 和 個性 知道金屬單質 的物理性質
(2) 無意義或 空白答案 知 道 部 分 金 屬 的 性 質 與 用途的關系 知道金屬的性 質與用途之間 的關系 知 道 物 質 的 性 質和 用 途 之間的關系 知道物質的性 質在很大成度 上決定了物質 的用途，但這 不是唯一的決 定因素
(3) 無意義或 空白答案 知 道 個 別 金 屬 的 特 殊 性 質 知道金屬的特 殊性質 知 道 物 質 的 特殊性質 知道某些物理 知識和化學知 識的結合 (跨 學科)
(4) 無意義或 空白答案 知 道 個 別 合 金 的 硬 度 比 純金屬大 知道合金的性 能比純金屬好 知 道 金 屬 材 料不同，其特 性不同 知道金屬材料 被廣泛使用的 原因
4.作業分析與設計意圖
根據明明對日常生活用品的觀察，引導學生關注金屬材料在日常生活中的應用， 測評學生對金屬單質的物理性質以及性質和用途之間的關系的認識，對合金的概念、 性能及其應用的認識，從而提高運用化學知識解決實際問題的能力。
第二課時
課時目標：
①知道常見金屬與氧氣反應；
②通過實驗判斷金屬的活動性順序；
③初步認識常見金屬與鹽酸、硫酸以及與鹽溶液的置換反應，能用置換反應解釋 與日常生活有關的化學問題。
作業 1
2022 年是第 40 個消費者權益日，在每年的 3 月 15 日央視 3 · 15 晚會都將為保護 消費者權益發出強烈呼聲，這其中不乏有真假黃金辨別。其中“愚人金”實為銅鋅合金， 外觀與黃金極為相似,常被不法商販冒充黃金牟取暴利，關于鑒別“愚人金”與黃金，你 有哪些實驗方案？試著寫一寫，畫一畫。
1.參考答案：略
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學生作品展示：
2.時間要求：5 分鐘
第 9 頁 共 25 頁
3.評價設計
能寫出方案① ，熟練掌握合金和組成其純金屬之間性質區別；
能寫出方案② ，對灼燒時，銅能夠和氧氣反應生成氧化銅，表面變為黑色的現象 理解到位；
能寫出方案③ ，充分認識金屬活動順序和不同金屬浸沒在稀硫酸中反應現象；
能寫出方案④ ，對金屬和鹽溶液之間的置換反應以及金屬活動順序表熟練掌握， 銅、鋅、金浸沒在硫酸銅溶液中，利用鋅的活潑性大于銅，能將銅從其鹽溶液中置換 出來，出現紅色固體。
前結構 單點結構 多點結構 關聯機構 抽象擴展結構
作業 1 無意義 或空白 答案 了解金屬 與氧氣反 應 知道一些常 見的金屬與 酸反應的化 學方程式 金屬與酸、鹽溶 液之間發生的 置換反應原理 分析 能從不同金屬 活潑性不同，延 申至不同金屬 的檢驗和除雜
4.作業設計與設計意圖
根據金屬的性質進行分析，金的化學性質穩定，一般不與其他物質發生化學反應， 鋅能與酸反應生成氫氣，與鹽溶液反應;銅能與氧氣反應生成黑色氧化銅;真假黃金的 硬度都很大，將金屬化學性質實實在在應用在生活中。
作業 2
東京奧運會獎牌的制作原料來自于電子垃圾中提煉出來的金屬。從廢舊電子產品 中提煉貴金屬和制備硫酸銅晶體的一種工藝流程如下:
(1) 步驟①中發生的一個化學方程式是 ，該 反應的基本類型是 。
(2) 濾渣Ⅱ提煉的貴金屬是 ，可制作獎牌。
(3) 該工藝流程圖的價值在于 。 1.參考答案：
(1) Fe+H2 SO4=H2 ↑+FeSO4 2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2 ↑ (任寫一個) ；置換
反應
(2) 金 (Au)
(3) 體現了廢物再利用，節約資源 (或綠色化學和環保) 2.時間要求：8 分鐘
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3.評價設計
前結構 單點結構 多點結構 關聯結構 抽象擴展結構
(1) 無 意 義 或 空 白 答案 了解金屬與 酸溶液發生 的置換反應 知道一些常 見的金屬與 酸反應的化 學方程式 理 解 金 屬 與 酸 反 應 的 化 學 方 程 式 和 基 本 類 型關聯性 理解金屬與酸反應 的化學方程式和基 本類型關聯性
(2) 無 意 義 或 空 白 答案 知道金屬活 潑性決定反 應能否發生 認識金屬和 酸以及鹽溶 液反應的化 學方程式 認 識 金 屬 和 酸 以 及 鹽 溶 液 反 應 的 化 學 方 程 式 知道金化學性質穩 定，不與其他物質 反應，作為濾渣保 留
(3) 無 意 義 或 空 白 答案 回收資源認 識到金屬與 化從學息息 相關 回收資源認 識到金屬與 化從學息息 相關 珍 惜 資 源 是 人 們的共識，對于 金 屬資 源 保 護 要 運 用到 生 產 生活中 綠色化學珍惜資源 是人們的共識，對 于金屬資源保護要 運用到生產生活中
4.作業分析與設計意圖
從學生日常生活興趣入手，貼近學生生活，對于奧運會中金屬金回收，做到了綠 色化學，綠色生活。同時考察學生對于屬的化學性質的掌握，化學方程式的書寫，基 本類型的判斷。較好地考查學生的提取信息，邏輯推理能力和綜合運用所學知識，解 決實際問題能力，再一次將化學與生活相聯系。
第三課時
課時目標：
①知道一些常見金屬如鐵、鋁、銅等礦石，了解從鐵礦石中將鐵還原出來的方法；
②了解金屬銹蝕的條件以及防止金屬銹蝕的簡單方法；
③知道廢舊金屬對環境的污染，認識回收利用廢舊金屬等金屬資源保護的重要性。
作業 1
小組活動：中國礦產資源是指中國境內的存于地殼內部或地表埋藏于地下或出露 于地表，呈固態、液態或氣態的，并具有開發利用價值的礦物或有用元素的集合體。 它主要有能源礦產、黑色金屬礦產、化工原料非金屬礦產等，其中一部分礦種 (礦組) 的儲量名列世界前茅或首位，但人均占有量卻低于世界水平。請同學們以小組為單位， 分別調查中國、安徽、六安的礦產資源，并以圖片或視頻的形式在班里進行展示。
1. 參考答案：略
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學生作品 1：
學生作品 2：
第 12 頁 共 25 頁
學生作品 3：
2.時間要求：5 分鐘
3.評價設計：小組互評
4.作業分析與設計意圖
通過親身查閱課外書、資料，培養學生形成良好的自主學習習慣，讓學生認識家 鄉的礦物資源，了解金屬資源在生產、生活和社會發展中的重要作用。
作業 2
根據世界鋼鐵協會的統計數據，2022 年一季度 38 個國家和地區高爐生鐵產量為 3. 10 億噸，1-2 月中國日均生鐵產量在 224 萬噸左右。我國煉鐵始于春秋時代。據《中 華百科要覽》記載：中國是最早用煤煉鐵的國家，在公元 14~15世紀之際，鐵的產量 曾超過 2000 萬斤，折合約為 1.2 萬 t；西方最先開始工業革命的英國，約晚兩個世紀， 才達到這個水平。工業上常用高爐煉鐵，如圖所示,把鐵礦石和焦炭，一氧化碳，氫氣 等燃料及熔劑裝入高爐中冶煉，去掉雜質而得到金屬鐵 (生鐵) 。
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(1) 高爐煉鐵的主要原料是 。
(2) 取少量高爐煉出的生鐵放入小燒杯中，加入足量的稀鹽酸，觀察 。
(3) 鐵制品與 接觸容易生銹，生活中有哪些方法可以防止鐵制 品生銹？ (回答一條即可) 。
1.參考答案：
(1) 鐵礦石、焦炭、石灰石、空氣
(2) 有氣泡產生，溶液由無色變成淺綠色
(3) 氧氣和水； 在鐵制品表面涂上一層油漆 (合理即可) 2.時間要求：4 分鐘
3.評價設計
前結構 單點結構 多點結構 關聯結構 抽象擴展結構
(1) 無 意 義 或 空白答案 知 道 原 料 鐵 礦石 知道原料鐵 礦石和焦炭 知道鐵礦石、焦 炭和空氣 知道鐵礦石、 焦炭、石灰石 和空氣
(2) 無 意 義 或 空白答案 知 道 反 應 有 氣泡產生 知道反應有 氣泡產生，溶 液變色 知 道 有 氣 泡 產 生,溶液變色 知道有氣泡產 生 , 溶 液 由 無 色變成淺綠色
(3) 無 意 義 或 空白答案 知 道 鐵 制 品 生 銹 要 與 氧 氣接觸 知道鐵 制品 生 銹 要 與 氧 氣、水同時接 觸 知 道 鐵 制 品 生 銹 的 原 理 及 防 止 鐵 制 品 生 銹 方法 知道鐵制品生 銹的原理、知 道如何保護金 屬資源
4 、作業分析與設計意圖
鐵是年產量最高的金屬，考查鐵礦石制鐵，讓學生了解工業上煉鐵的原理；考查 鐵生銹原理及防止鐵生銹的方法，讓學生學會金屬防銹的方法；從生活、生產等方面 讓學生深刻認識金屬資源的重要性。
六、單元質量檢測作業
(一) 單元質量檢測作業內容
作業 1
自然界并不缺少“鎂”，缺少的是發現“鎂”的眼睛。某化學興趣小組開啟“尋鎂之 旅” ，現邀請你參與并完成相關內容。
鎂的自述：我被譽為“國防金屬” ，是用來制造軍事裝備的重要原料。我是一種 輕質有延展性的銀白色金屬，密度是 1.74g/cm3 ，熔點 648.8℃ ，沸點 1107℃ ，是地球 上儲量豐富的輕金屬元素之一。我的性格活潑，能與某些酸反應產生氫氣，燃燒時能 產生耀眼的白光。
( 1)起始站：初識金屬鎂
金屬鎂的物理性質：_______________________(寫一條)。
(2)中途站：再遇金屬鎂
金屬鎂的化學性質：①鎂能與氧氣反應，反應的化學方程式為 ；
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②將打磨過的鎂條放入稀鹽酸中，反應現象是__________________________ ，化 學方程式為_____________________ ，該反應屬于________反應(填基本反應類型)。
(3)終點站：從上述“尋鎂之旅”中總結鎂在生產生活中的用途 __________(寫一條)。
1.參考答案：
(1) 銀白色固體(合理即可)
(2) ① 2Mg＋O22MgO ②固體逐漸減少，有大量氣泡產生； Mg＋2HCl = MgCl2＋H2 ↑ ；置換
(3) 做煙花(合理即可) 2.時間要求：3 分鐘 3.評價設計
前結構 單點結構 多點結構 關聯機構 抽象擴展結構
作業 1 無意義或 空白答案 認識常見 的金屬 了 解 常 見 金 屬 的 物 理 性 質 認 識 常 見 金 屬 的物理性質和 化學性質 能把常見金屬 的性質運用到 實際生活中
4. 作業分析與設計意圖
從學生已有的生活經驗出發，考查學生是否了解常見金屬的物理性質和化學性質。 通過實例認識物質的性質與應用的關系，既讓學生體會物質性質決定用途，形成合理 利用物質的意識，同時也發展了“化學觀念”的化學核心素養。
作業 2
人類社會的發展離不開常見金屬和金屬材料，用我們學到的化學知識和方法能分 析和解釋許多現象。
( 1)下列生活用品，主要利用金屬具有良好導熱性的是 ________________ 。
(2)日常生活中經常接觸的金屬材料多數是合金，當金屬制成合金之后，性能會發 生改變。如黃銅制的鑰匙能在純銅板上劃出痕跡，說明合金的硬度一般_____ (填“大 于”“小于”或“等于”)組成它的純金屬。
(3)工業生產中，切割鐵板時用硫酸銅溶液在鐵板上畫線可留下紅色的印跡。有關 反應的化學方程式為 ________________________________________ 。
1. 參考答案：
(1) A (2) 大于 (3) Fe＋CuSO4 = Cu＋FeSO4
2.時間要求：2 分鐘
3.評價設計
第 15 頁 共 25 頁
前結構 單點結構 多點結構 關聯機構 抽象擴展結構
(2) 無 意 義 或 空 白 答案 僅 知 道 常 見 金屬的性質 了解合金的概 念 認 識 合 金 的 組成、性質與 用途的關系 知道合金，在此 認識基礎上初步 建立“混合”能改 變物質性質的化 學觀念。
(3) 無 意 義 或 空 白 答案 認 識 金 屬的 化學性質 熟悉常見金屬 的 活 動 性 順 序，學會推斷 常見金屬活動 性強弱 能 用金 屬活 動 性 順 序 對 有 關 的 置 換 反 應 進 行 判 斷 能運用金屬活動 性順序判斷反應 能否發生，解釋 某些與生活有關 的化學問題
4.作業分析與設計意圖
本題通過對金屬材料的進一步了解，測評學生能否認識到合金的組成、性質與用 途的關系，體會金屬材料在生產、生活和社會發展中的重要作用。從學生已有的日常 生活入手，考查學生對金屬活動性順序的應用。
作業 3
人類的生產和生活都離不開金屬。
( 一) 金屬材料的使用作為一個時代的標志，見證了人類文明發展的過程。歷史 上人類冶煉不同金屬的大致年代如圖所示：
(1) 由圖可知人類最早使用的合金是__________；通過敲打可將金屬材料打制成 不同的形狀，是利用了金屬的__________性。
(2)鋁的利用距今 100 多年，現在鋁的年產量得到大幅度的提高。鋁雖然較活潑， 但抗腐蝕性能好，原因是__________________________________。
(二) 常見鐵礦石有：赤鐵礦 (主要成分 Fe2O3 ) 、磁鐵礦 (主要成分 Fe3O4 ) 等。 工業上常用赤鐵礦煉鐵，其原理是利用一氧化碳和氧化鐵反應。某化學興趣小組利用 下圖所示裝置進行實驗探究，請按要求填空:
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(1) 實驗中 a 處可觀察到的現象是 。
(2) 實驗中 b 處可觀察到的現象是 。
(3) 寫出 a 處發生反應的化學方程式 。
(4) 右邊導氣管口放置氣球的目的是 。 1.參考答案：
( 一) ( 1)青銅；延展 (2) 鋁易與氧氣反應生成一層致密的氧化鋁薄膜，從而
阻止鋁進一步被氧化。
(二) (1) 紅褐色固體逐漸變為黑色 (2) 澄清石灰水變渾濁
(3) 3CO+Fe2O3 高 溫 2Fe+3CO2 (4) 收集多余的 CO ，防止污染空氣
2. 時間要求：5 分鐘 3.評價設計
前結構 單點結構 多點結構 關聯機構 抽象擴展結構
(一) 無 意 義 或 空白答案 知 道 一 些 常 見 的 金 屬元 素 了解金屬材 料使用的發 展史 了解金屬的物 理性質 知道金屬的物 理性質和化學 性質
(二) 無 意 義 或 空白答案 了 解 金 屬元 素 在 自 然 界 里 的 存 在 形 式 知道一些常 見 金 屬 礦 物 ，可用鐵 礦石煉鐵 從煉鐵原理分 析試驗現象和 產物，完成簡 單的化學實驗 任務 從鐵礦石將鐵 還原出來的原 理推導銅、鋁等 金屬的冶煉
4.作業分析與設計意圖
從金屬材料使用的發展史入手，引導學生體會化學科學對社會發展和人類文明進 步的重要價值。通過鐵的冶煉，體會化學方法在金屬冶煉中的重要作用，認識實驗是 科學探究的重要形式和學習化學的重要途徑，能進行安全、規范的實驗基本操作，體 驗科學探究的意義。
作業 4
冬季人們常用的“暖貼” ，其成分如下，暖貼發熱是利用了鐵粉生銹放出熱量的 原理。某小組同學設計并進行下列實驗，探究鐵生銹的條件及影響鐵粉生銹速率的因 素。
第 17 頁 共 25 頁
( 一) 探究鐵生銹的條件
【設計實驗】取 3 段光亮無銹的細鐵絲，繞成螺旋狀，進行如圖所示的三個實驗， 實驗要保證有足夠長的時間來觀察現象。
(1) 對比實驗 (填序號) ，可以得出鐵生銹需要水；得出“鐵生銹需要 與氧氣接觸”這一結論所依據的現象是 。
(2) 實驗 Ⅰ 中，當鐵絲足量，時間足夠長，打開止水夾后，還能觀察到的現象 是 。
選做題： (二) 探究影響鐵粉生銹速率的因素
【提出問題】使用暖貼時為什么會很快產生熱量呢？
【猜想假設】猜想一：活性炭能加快鐵粉生銹的速率；
猜想二：食鹽能加快鐵粉生銹速率。
【進行實驗】下表是 2g 鐵粉、5g 水與不同量的活性炭、食鹽均勻混合后，在 10 分鐘內溫度上升值的實驗記錄。
實驗編號 活性炭/g 食鹽/g 溫度上升值/℃
1 0 0 0.1
2 0.2 0 22.0
3 0 0.1 3.1
4 0.2 0.1 56.3
【解釋與結論】
(3) 對比實驗 1 和 3 ，得出的結論是 。
(4) 欲得出結論“活性炭與食鹽同時存在會大幅度加快鐵粉生銹速率”，需要對 比 (填實驗編號) 。
【反思與評價】
(5) 下列說法或做法不正確的是 (填字母) 。
A.暖貼在使用前不需要密封保存
B.活性炭粉在暖貼中可以起到分散鐵粉，透氣、防結塊的作用
C.利用鐵生銹的原理，鐵粉還可用于食品保鮮
D.校內用鋼架制作的自行車防雨棚應定期噴涂油漆防銹
1. 參考答案：
(1) Ⅰ 、 Ⅱ ； 實驗 Ⅰ 中鐵生銹，實驗Ⅲ中鐵不能生銹
(2) 右邊液面下降，左邊液面上升至 1 刻度處
(3) 食鹽能加快鐵粉生銹的速率 (4) 2 、3 、4 (5) A 2.時間要求：6 分鐘
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3.評價設計
前結構 單點結構 多點結構 關聯機構 抽象擴展結構
(一) 無意義或 空白答案 知道金屬的 腐蝕現象 了解鐵制品 腐蝕的條件 認識鐵制品的腐 蝕與空氣中所含 氧氣體積分數的 綜合應用 知道金屬腐蝕的 條件，從而了解 防止金屬腐蝕的 簡單方法
(二) 無意義或 空白答案 僅了解化學 反應速率受 外界因素的 影響 能用控制變 量法從實驗 現象分析得 出鐵制品腐 蝕速率受活 性炭與食鹽 的共同影響 運用的比較、分 類、分析、歸納 等科學方法，把 鐵生銹的原理遷 移到生活中 知道防止金屬腐 蝕的方法，體會 化學科學在解決 生產、生活和社 會問題中的重要 作用
4.作業分析與設計意圖
通過探究鐵生銹的條件和影響生銹速率的因素，引導學生從問題和假設出發確定 探究目標，依據探究目標設計并實施實驗方案，通過觀察和實驗等方法獲取證據，形 成結論，經歷科學探究的一般過程，認識實驗是科學探究的重要形式和學習化學的重 要途徑，培養“科學探究與實踐”的化學核心素養。
作業 5 ．寫一寫，畫一畫：學習了本單元后，你能用思維導圖方式對本單元的內 容進行歸納和總結嗎？總結后完成自評互評表。
1.參考答案：略
學生作品 1：
第 19 頁 共 25 頁
學生作品 2:
2.時間要求：8 分鐘
3.評價方式：教師指導、學生設計、開展評價、交流展示
4.評價設計：
“金屬與金屬材料”思維導圖評價量表
維度 評價指標 自評 互評 師評
科學性(30 分) 1.全面反映主題的內容
2.文字表述準確、清晰
3.概念之間的關聯詞使用恰當
規范性(30 分) 1.主題中心突出鮮明
2.層次清晰合理
3.布局合理， 書寫工整
邏輯性(20 分) 1.概念之間的邏輯關系正確
2 各分支內容與主題關系密切
創新性(20 分) 1.色彩豐富、美觀
2.有與生活相結合的實例
5. 作業分析與設計意圖：繪制思維導圖，有利于學生將所學的知識點進行分類整
理，把復雜的知識結構化、系統化，有效提升學。
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(二) 單元質量檢測作業屬性表
序號 類型 對應單元 作業目標 對應學 難度 來源 完成時 間
了解 理解 應用
1 簡答題 (1) √ 容易 原創 24 分鐘
2 填空題 (2) √ 較難 原創
3 試驗題 (3) √ 中等 原創
4 探究題(選做題) (4) √ 中等 改編
5 思維導圖 全部 √ 中等 原創
七、課后拓展閱讀
(一) “怎樣設計建造一個宇宙飛船 ？”
用手機掃碼觀看并思考：
建造宇宙飛船用到了哪些金屬材料？
(二) 煉金術和煉丹術，曾經推動了世界科技的進步
煉金術 (包含中國的煉丹術) 并非一般人想象中的神棍忽悠，而是有一套在他們 看來自洽的邏輯體系。雖然這套邏輯體系因為對世界認知的前提有錯誤而導致其結論 有很多錯誤，但對科學技術的進步仍有推動作用，且是日后發現科學的邏輯體系的基 礎，所以對于科學誕生之前的煉金術士和煉丹家不宜予以漫畫式的嘲笑。本文將會詳 談世界各地的煉金術。
我們很難給煉金術下一個確切的定義。煉金術影響范圍橫跨亞歐，擁有悠久而多 樣的傳統，在中世紀尤為活躍，而它的起源可以追溯到幾千年前。
煉金術由兩部分結合而成，一部分是哲學和信仰，用來解釋巫術、鬼神、超自然 現象，另一部分則是極具實際意義的分析和實驗技術，主要涉及元素、礦物和其他物 質，這些物質如今在化學實驗室非常常見。
不同時期和地區的煉金術士的目標各不相同。他們有一些非常著名的追求，包括： 使用一種被稱為“哲人石” (Philosopher’s Stone ) 的物質或配方，將“基礎金屬” (即尋 常、廉價的金屬) ，比如鉛，轉化為貴金屬，特別是黃金；創造一種可以溶解其他物 質的溶液——“萬能溶劑” (Universal Solvent ，又名 Alkahest) ；發明一種可以使飲用 者永葆青春的藥劑——“長生不老藥” (Elixir of Life ) ；配制一種可以治愈每一種頑疾 和小病的物質——“靈丹妙藥” (Panacea) ，又名“萬能藥劑”。
這些出發點都值得肯定，也取得了一些有益的實際成果，但奇特的煉金術意義不 止于此。它追求把事物轉變為另一種形狀，或者從本質上將其重塑為另外一種存在形
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(
式
)。
從物理的層面來看，這意味著我們可以創造出世界上最珍貴的東西或者達到不朽 的境界。從精神的層面來看，這體現了對圓滿、完整、極致的追求。
實用型或功能型煉金術來自各種化學工藝，如釀啤酒、制革、冶煉礦石并從中提 取有價值的金屬和礦物、配制醫用藥劑和藥膏、從植物和土壤中蒸餾并萃取某些物質 等。這些工藝主要涉及加工和提煉常見的基礎物質，最終獲得一種純粹的的理想產物。
例如，在冶金術中，熔化和處理普通的礦石，最終可以得到有價值的金屬，如閃 閃發亮的黃金或令人驚嘆的銀色液態金屬——汞 (水銀) 。在某些形式的煉金術中， 具有實際意義的化學過程與精神世界變化有著驚人的相似，包括凈化心靈使其盡善盡 美，敞開心扉直面內心最深處等。的確有人認為，只有配合這樣的精神轉變，用于治 療疾病的煉金藥劑才能發揮其物理功效。
煉金術中有關心靈的、神秘的和有象征意義的各個層面可以稱得上是“ 秘傳”，也 就是說，只它掌握在一個或幾個擁有特殊意識和特殊權利的人手中，這就將煉金術和 赫耳墨斯主義 (Hermeticism) 聯系起來。
赫 耳 墨 斯 主 義 是 基 于 古 埃 及 半 神 話 人 物 “ 三 重 偉 大 的 ” 赫 耳 墨 斯 (HermesTrismegistus ) 的言論而產生的一個學派。據傳說，他收到了神賜予的知識和 洞察力，然后將其一代一代地傳下去，這些知識可以用精神或巫術的力量去影響現實 的物質世界。
赫耳墨斯所著的《艾默拉德石板》 [TabulaSmaragdina，又名《翠玉錄》 (Emerald Tablet) ] 幾百年以來一直影響著眾多煉金術士。在中世紀晚期和文藝復興時期，赫耳 墨斯傳統的三大組成部分之一便是煉金術，另外兩個分別是數字命理學(Numerology) 和“ 字母巫術”——密碼學。
煉金術士點燃火爐加熱他的混合藥劑
背景中滿懷希望的顧客正在嘗試服用他的藥劑
另一方面，煉金術中有益的、實用的方面并非“ 秘傳” ，而是公開的，可以向任何 人普及。從現代的角度來看，追求這種異想天開、不切實際的目標—— 比如“ 長生不 老藥”或“ 萬能藥”似乎從一開始就注定要失敗，但通過這些嘗試，煉金術士對主流科 學——特別是化學、材料學和醫藥學—— 的發展都做出了巨大貢獻。
煉金術及其醫學應用在亞洲有著漫長而輝煌的歷史，特別是在中國 (大司馬按： 對應煉丹術) 和印度。而在歐洲，它可以一直追溯到古埃及、古希臘和古羅馬時代。
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煉丹也是煉金術的一種
其中最早的文本之一由索西莫斯 (Zosimos of Panopolis ) 撰寫或編纂而成，他可 能是約 1700 年前古羅馬統治時期生活在亞歷山大里亞的埃及人。索西莫斯從哲學和神 秘主義的角度詳細闡述了煉金術，例如，他說金屬轉化的前提是使靈魂也發生類似的 精神轉變，升華到神的境界。
隨著羅馬帝國的覆滅，煉金術像當時的主流醫學一樣，在西歐的歷史圖景中逐漸 銷聲匿跡。但是與其他的學術和理論一樣，伊斯蘭教在東歐、北非和西亞的傳播為其 創造了振奮人心的發展機會。
其中重要的表現便是更多地依賴于早期的科學方法進行測試和實驗。賈比爾 · 伊 本 · 哈揚 (Jabir ibnHayyan ，公元 721—815 年) 在歐洲被稱為吉伯 (Geber ) ，久居巴 格達附近的庫法 (Kufa ) 。他的著作內容廣泛、兼收并蓄，包括哲學、 占星術，還涉 及“ 物質遭到強烈刺激時做出的反應”。這些著作中記錄著實驗數據和分析結果，使用 了從稀乙酸 (醋) 到強腐蝕性的硫酸，以及硫和汞等各種不同的物質。
煉金術大師賈比爾
阿拉伯化學家、醫生和工程師
撰寫了許多有關煉金術和冶金的開創性著作
賈比爾的操作過程包括蒸餾、結晶、沉淀等如今廣泛使用的方法，他使用燒瓶、
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燃燒器、過濾器、冷凝器和其他類似的實驗儀器。醫生、草藥商、治療師、藥劑師都 采用這些方法去配制新一代藥物。
賈比爾還修訂了古代經典的“元素”的概念。他提出了三類元素：“元精” ( spirits ) ， 如加熱會揮發的汞、硫；金屬，如金、銀；還有不可延展的物質，如石頭，可以被研 磨成粉末。這套關于元素的煉金/ 煉丹理論延續了數百年，同樣延續下來的，還有一 種含有汞和硫化合物的藥物。
汞用于醫藥有悠久漫長的歷史，也是一把雙刃劍。在賈比爾那個時代，通常從該 金屬的主要礦石朱砂 (硫化汞) 中提取汞，并配制含汞的藥膏，通常用于治療皮膚問 題。后來，甘汞 (氯化亞汞) 被醫生用作瀉藥、通便劑、利尿劑和治療梅毒的藥物。
硫化合物在煉金術士的工作臺上和藥劑師的罐子中都很常見。據說富含硫的水可 以用來緩解皮膚疾病、關節問題和寄生蟲感染。硫黃混合物起到了消毒劑和熏蒸劑的 作用。青霉素類抗生素出現之前，磺胺類藥物 ( sulfonamides ) 廣泛出現在治療細菌感 染的處方中。
十字軍東征時代，也就是 11 世紀末期和 12 世紀，阿拉伯人的煉金術研究成果被 帶回歐洲，翻譯成拉丁文— 當時的學術語言。其中最重要的就是賈比爾所著的《醫學 集成》 [Kitabal-Kimya ，又名《煉金術的構成》 (Book of Composition of Alchemy) ]， 由羅伯特·賈斯特 (Robert of Chester) 于 1144 年翻譯完成并公開。
除了早期的埃及神秘主義和亞里士多德哲學，賈比爾等阿拉伯煉金術士也貢獻了 大量的使用煉金術方法配制藥品的實用知識。與之相對應，歐洲煉金術士對基督教信 仰——如宗教潔凈禮、懺悔以凈化靈魂、來世升入天堂——做出了新的解釋。歐洲煉 金術名聲大噪，許多著名的宗教領袖、卑微的修道士和高層的神職人員，都開始實踐 煉金術。
阿爾伯圖斯· 馬格努斯 (Albertus Magnus) 和羅吉爾·培根 (Roger Bacon) 就是當 時煉金術的實踐者。
德意志教士阿爾伯圖斯 · 馬格努斯 (1193— 1280 年) 擁有廣博的屬于亞里士多德 主義的自然知識，他也是一個踐行實驗的人，并且據傳在 1250 年左右，他可能分離出 了化學元素砷。與汞和硫一樣，砷成為煉金術的核心，從礦石或植物中提取出來的砷 化合物在劑量極小時是一種興奮劑，但在劑量較高時會致殘甚至致死。有一篇可能是 阿爾伯圖斯死后他人撰寫和修改過的文章，描述了他是如何發現“ 哲人石”，并將其配 方傳給了他的學生托馬斯· 阿奎那 (Thomas Aquinas ) 的，然而阿奎那擔心配方出自撒 旦之手，于是將其銷毀。
羅吉爾·培根 (Roger Bacon ，1214— 1294 年) 也是一名教士——一名方濟各會修 士。作為一名學生和教師，他按照他所屬修會的方法來進行調查和研究：“人類認為他 們獲取知識有三條途徑—權威、論證和經驗；其實只有最后一個有效果，能夠慰藉他 們的智慧。”培根曾嘗試將“ 基礎金屬”煉成黃金，也曾探索研究“ 長生不老藥” 。他把 這兩件事看作是相互關聯的工作：“在賢哲看來，既然可以從低等金屬中去除所有雜質 和變質的藥劑，那么也可以去除人們身體中的大量雜質，這樣人的生命就可以延長到 數百年。”
培根所寫的很多筆記批判了巫術的符咒和咒語，但他支持教會和圣經權威的權力。 他的著作廣為流傳，并激發了許多人進一步探索煉金術，尤其是適用于醫藥方面的知 識。培根還研究光學、工程學、天文學、占星術，以及對于他來說最重要的數學。1267 年，他撰寫了一部 840 頁的《大著作》 (Opus Majus ) ，是當時最重要的百科全書之
(
一
)。
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蟾蜍、蛇、鷹
在煉金術的代表符號中
蟾蜍和蛇分別代表不變性和易變性，而鷹則代表升華
文藝復興時代， 歐洲煉金術繼續蓬勃發展。帕拉塞爾蘇斯是 16 世紀初的著名的 煉金術倡導者 。與他同一時期并一道游歷歐洲的是海因里希 · 科爾內留斯 · 阿格里 帕 · 馮 · 內特斯海姆 (Heinrich Cornelius Agrippa von Nettesheim ) ，通常被稱為科爾內留 斯 · 阿格里帕。
他出生于德意志，撰寫了大量關于巫術、宗教、神秘主義、醫學以及煉金術的書 籍。其主要著作是《論玄秘哲學》 [De Occulta Philosophia Libri Tres ，又名《玄秘哲 學三書》 (Three Books Concerning Occult Philosophy) ] 。在他的醫學觀點和治療處 方中，阿格里帕往往將巫術和迷信摻雜進常識中 。他推薦用草本植物匍匐委陵菜 (Potentilla reptans ) 緩解發燒的癥狀，但他將這項功效歸因于數字“5”，這符合命理學 說，因為“委陵菜”代表著“ 五片葉子”。
他寫道：“ 它通過‘5’這個好運的數字來驅毒 … …”就在 16 世紀末期，德意志醫生 安德烈亞斯·利巴菲烏斯 (Andreas Libavius ) 撰寫了一本基礎化學教科書—《煉金術》 (Alchemia ，1597 年) 。和帕拉塞爾蘇斯、阿格里帕一樣，他熱衷于使用礦物和提取 物作為藥物，但對神秘主義和赫耳墨斯傳統的煉金術并不感興趣。在這一方面，利巴 菲烏斯使煉金醫藥學向更具實際意義、更加講究證據的方向又邁進了一步。
到了 18 世紀，歐洲煉金術在由它興起的后輩化學的面前逐漸衰退。
化學采用了一種更為嚴格、嚴謹和嚴肅的方法，摒棄了如神靈的干預、古老而神 秘的傳統以及秘傳的靈魂洗禮等觀念。然而，化學繼承了煉金術的一個實際功能——
為醫生、藥商、藥劑師和配藥師提供原材料、元素、化合物和配料，以便于他們配制 用于愈合傷口和治療疾病的藥物。
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