資源簡介

第九單元　金　屬
第二節　金屬的化學性質
設計說明 學生已經知道了鎂帶、鐵絲能在氧氣中燃燒，銅能跟氧氣反應，鎂與鹽酸、硫酸反應等事實，但這些知識是零碎不系統的。本節課應從復習金屬的化學性質入手，使學生對不同的金屬化學活潑性不同產生一定的感性認識，在此基礎上再來認識金屬在水溶液中與酸或鹽反應的情況，歸納其活動性規律。 教學目標 知識與技能 1.知道鎂、鋁、鐵、銅等常見金屬與氧氣的反應。 2.認識常見金屬與鹽酸、硫酸及鹽溶液的置換反應，并能解釋日常生活中的一些現象。 3.能說出常見金屬的活動性順序，了解金屬活動性順序的意義。 過程與方法 1.學會運用控制變量的方法探究金屬活動性順序。 2.初步學會運用實驗、觀察的方法獲取信息，能用文字、化學語言表述有關信息，運用比較、分類、歸納概括的方法對獲取的信息進行加工。 情感、態度與價值觀 1.培養學生的合作意識以及勤于思考、嚴謹求實、勇于創新和實踐的科學精神。 2.培養學生辯證唯物主義觀點，激發和增強對化學現象的好奇心和探究欲，提高學習化學的興趣。 重點難點 教學重點 金屬的化學性質、置換反應、金屬活動性順序。 教學難點 金屬活動性順序的應用，判斷金屬與酸或鹽溶液能否反應。 教學方法 實驗探究法、自學研究法、講述法、討論歸納法。 教具、學具 多媒體課件 玻璃片、鋁粉、鐵絲、銅絲、鋁片、鋅片、鹽酸、硫酸、硫酸銅溶液、硝酸銀溶液、氯化鈉溶液、濾紙、坩堝鉗、酒精燈、試管等。 [來源:學+ 授課時數 2課時 第一課時　金屬與氧氣和酸的反應、置換反應 教學過程 導入新課 為什么出土的文物里，金器保存的基本完好，銅器表面有銹跡，而鐵器卻銹跡斑斑？ 東周鹿型金怪獸　　　東漢晚期青銅奔馬　　　　春秋金柄鐵劍 講授新課 一、金屬與氧氣的反應 在前面的學習中，我們知道金屬鎂、鐵、銅都能與氧氣發生化學反應。實驗證明，許多金屬在一定條件下都能與空氣中的氧氣發生化學反應，生成相應的氧化物。 實驗現象化學方程式鐵絲在氧氣中燃燒火星四射，放出大量的熱，生成黑色固體3Fe＋2O2Fe3O4鎂條在空氣中燃燒發出耀眼白光，放熱，生成白色固體2Mg＋O22MgO銅在酒精燈上加熱由紅色變為黑色2Cu＋O22CuO
分析“真金不怕火煉”蘊含的化學原理。 金的化學性質不活潑，即使在高溫下也不會與氧氣反應。 實驗探究9-2 取少量鋁粉，均勻地鋪在濾紙上，再將濾紙卷起來，用坩堝鉗夾持，在酒精燈上點燃，迅速伸入盛有氧氣的集氣瓶中。觀察現象。 我們會觀察到什么現象？ 劇烈燃燒，發出明亮白光 反應的化學方程式是4Al＋3O22Al2O3 可見，許多金屬在一定條件下都能與空氣中的氧氣發生化學反應，生成相應的氧化物。 交流共享： 對比鎂、鐵、鋁分別與氧氣發生反應的實驗現象，分析一下可能有哪些原因導致這三種金屬與氧氣反應的難易和劇烈程度不同？ （1）氧氣的濃度　（2）金屬與氧氣的接觸面積　（3）金屬本身的化學性質（即：金屬的活潑性） 多識一點：鋁制品的可靠保護層 鋁比鐵更易與氧氣或其他物質發生化學反應，但我們很少見到生活中常用的鋁制品生銹，這是為什么呢？ 這是因為鋁是一種比較活潑的金屬，在常溫下就很容易跟氧氣發生反應，生成一層致密而堅固的氧化鋁薄膜。這層薄膜阻止了內層的鋁進一步被氧化，從而對鋁制品起到保護作用。所以鋁制品具有很好的抗腐蝕性能。 教師總結： 1.大多數金屬在一定條件下都能與氧氣發生反應。 金屬+氧氣→金屬氧化物 2.判斷金屬活動性的方法一： 根據金屬與氧氣反應的難易和反應現象的劇烈程度判斷。 二、金屬與酸的反應 將鐵絲、銅絲、鋅條用砂紙打磨后，分別放入盛有鹽酸和稀硫酸的試管中（要保證同種酸的體積相同），觀察并記錄實驗現象。 金屬與鹽酸的反應 金屬與鹽酸現象化學方程式鋅+鹽酸反應劇烈，有氣泡產生Zn＋2HClZnCl2＋H2↑鐵+鹽酸反應緩慢，有氣泡產生，溶液由無色變為淺綠色Fe＋2HClFeCl2＋H2↑銅+鹽酸無現象無
金屬與硫酸的反應 現象化學方程式鋅+稀硫酸反應劇烈，有氣泡產生Zn＋H2SO4ZnSO4＋H2↑鐵+稀硫酸反應緩慢，有氣泡產生，溶液由無色變為淺綠色Fe＋H2SO4FeSO4＋H2↑銅+稀硫酸無現象無
注意：Fe與酸反應，生成的鹽是亞鐵鹽（Fe顯+2價）。 1.哪些金屬能與鹽酸、稀硫酸發生反應？反應后生成了什么氣體？哪些金屬不能與鹽酸、稀硫酸發生反應？ 鐵、鋅與鹽酸、硫酸可反應，生成氫氣。銅不與鹽酸、硫酸反應。 2.比較三種金屬分別與鹽酸、稀硫酸反應的難易和劇烈程度，按照反應由易到難（劇烈程度遞減）將三種金屬排序。 鋅>鐵>銅。 教師總結： 1.大多數金屬能與稀鹽酸或稀硫酸反應 金屬+酸→鹽+氫氣 （硝酸和濃硫酸與金屬反應，另作討論） 2.判斷金屬活動性的方法二： 可根據金屬與稀鹽酸或稀硫酸是否反應或反應的劇烈程度判斷金屬的活動性強弱 能反應的比不反應的活動性強；反應快的比反應慢的活動性強 上述實驗中得到的金屬排序，也叫金屬活動性順序。人們經過長期的實踐，總結出常見金屬在溶液中的活動性順序如下： K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb （H） Cu Hg Ag Pt Au 金屬活動性由強逐漸減弱 在金屬活動性順序中，金屬的位置越靠前，它的活動性就越強；排在氫前面的金屬能與酸反應放出氫氣，而排在氫后面的金屬不能與酸反應放出氫氣。 活動天地：金屬與酸溶液反應的特點 1.鐵分別與鹽酸、稀硫酸反應生成氯化亞鐵（FeCl2）、硫酸亞鐵（FeSO4），并放出氫氣；鋅分別與鹽酸、稀硫酸反應生成氯化鋅（ZnCl2）、硫酸鋅（ZnSO4），并放出氫氣。這些反應的化學方程式為： Fe+2HClFeCl2+H2↑ Fe+H2SO4FeSO4+H2↑ Zn＋2HClZnCl2＋H2↑ Zn＋H2SO4ZnSO4＋H2↑ 2.觀察上述反應的化學方程式，分析這些反應有什么共同特點？ 單質+化合物→單質+化合物 上述反應中，都是一種單質與一種化合物反應，生成另一種單質與另一種化合物，我們把這類反應叫做置換反應。 通式為A+BCAC+B 教師點撥 1.置換反應中一定存在化合價變化的元素。 2.有單質和化合物參加的反應不一定是置換反應，如CH4＋2O2CO2＋2H2O；有單質和化合物生成的反應也不一定是置換反應，如3CO＋Fe2O32Fe＋3CO2。 歸納總結 四種基本反應類型 當堂達標 1.把一枚潔凈的鐵釘放入稀硫酸中，下列說法錯誤的是（　　） A.鐵釘表面產生氣泡 B.溶液由無色變成淺綠色 C.鐵釘質量變輕 D.液體質量變輕 答案：D 2.下列關于金屬與氧氣反應的觀點中不正確的是（　　） A.大多數金屬都能與氧氣反應 B.鎂在點燃時能與空氣中的氧氣反應 C.“真金不怕火煉”說明金即使在高溫下也不與氧氣反應 D.鐵在氧氣中燃燒生成氧化鐵 答案：D 3.下列各組物質，由金屬跟同一種稀酸直接作用生成的是（　　） A. ZnCl2和ZnSO4 B. ZnSO4和FeSO4 C. FeCl2和FeCl3 D. ZnSO4和CuSO4 答案：B 4.生鐵和足量的稀鹽酸充分反應后，總會有一些殘渣剩余，殘渣的成分主要是（　　） A.鐵 B.氯化鐵 C.氯化亞鐵 D.碳 答案：D 5.為了適應火車提速，我國鐵路線上的短軌（25 m）已經連接為長軌，一方面火車得到了提速，另一方面降低了火車經過時的噪音。鐵路部門的技術工人用下列反應焊接原鋼軌間的縫隙： 2Al+Fe2O32Fe+Al2O3 該反應的基本類型是（　　） A.分解反應 B.化合反應 C.置換反應 D.復分解反應 答案：C 板書設計 第九單元　金　屬 第二節　金屬的化學性質 第一課時　金屬與氧氣和酸的反應、置換反應 一、金屬與氧氣的反應 1.①鎂與氧氣的反應 ②鐵與氧氣的反應 ③銅與氧氣的反應 2.[活動天地]鋁與氧氣的反應 二、金屬與酸的反應 1.實驗探究 2.金屬活動性順序 3.置換反應 第二課時　金屬與鹽溶液的反應、金屬活動性 順序的應用 教學過程 引入新課 知識回顧 1.常見金屬在溶液中的活動性順序 2.金屬活動性順序的應用規律 （1）在金屬活動性順序中，金屬的位置越靠前，它的活動性就越強； （2）排在氫前面的金屬能與酸發生反應生成氫氣，而排在氫后面的金屬不能與酸發生反應生成氫氣。 講授新課 三、金屬與鹽溶液的反應 閱讀教材第64頁實驗探究9-4，分組進行實驗后，完成下列填空： 1.金屬與鹽溶液反應的現象如下： CuSO4溶液AgNO3溶液NaCl溶液Zn鋅片表面附著一層紅色固體，溶液由藍色逐漸變為無色鋅片表面附著一層銀白色物質無明顯現象Fe鐵絲表面附著一層紅色固體，溶液由藍色逐漸變為淺綠色鐵絲表面附著一層銀白色物質，溶液由無色逐漸變為淺綠色無明顯現象Cu無明顯現象銅絲表面附著一層銀白色物質，溶液由無色逐漸變為藍色無明顯現象
2.實驗表明：鋅、鐵能從CuSO4、AgNO3的溶液中把銅和銀置換出來，銅只能置換出銀，而鋅、鐵、銅都不能從NaCl溶液中置換出鈉來。實驗中涉及的反應方程式為： 鋅和硫酸銅溶液反應：Zn＋CuSO4ZnSO4＋Cu 鐵和硫酸銅溶液反應：Fe＋CuSO4FeSO4＋Cu 鋅和硝酸銀溶液反應：Zn＋2AgNO3Zn(NO3)2＋2Ag 鐵和硝酸銀溶液反應：Fe＋2AgNO3Fe(NO3)2＋2Ag 銅和硝酸銀溶液反應：Cu＋2AgNO3Cu(NO3)2＋2Ag 3.反應規律：在金屬活動性順序中，位置靠前的金屬可以把位于其后的金屬從它們的鹽溶液中置換出來。 鹽＋金屬→新鹽＋新金屬。 ①位置靠前的金屬中鉀、鈉、鈣除外 ②鹽溶液指可溶性鹽溶液 應用：利用金屬與鹽溶液發生置換反應的原理來冶煉金屬，如濕法冶金：Fe＋CuSO4FeSO4＋Cu。 合作探究： 在金屬活動性順序中，兩金屬相隔越遠，其置換能力就越強。例如：鋅和銅放入硝酸銀溶液中，先發生反應的是鋅和硝酸銀，當鋅反應完后，才是銅與硝酸銀溶液反應，你知道這是為什么嗎？ 答：如果銅先與硝酸銀溶液反應，生成銀和硝酸銅溶液，那么鋅還可以與新生成的硝酸銅溶液反應，又置換出銅。 教師總結:金屬活動性順序的應用 1.在金屬活動性順序里，金屬的位置越靠前，它的活動性就越強。 2.在金屬活動性順序里，位于氫前面的金屬能置換出鹽酸、稀硫酸中的氫。 3.在金屬活動性順序里，位于前面的金屬能把位于后面的金屬從它們化合物的溶液里置換出來。 講述例題 例題1.判斷下列物質間能否發生置換反應 （1）Fe+CuSO4 （2）Zn+Cu(NO3)2 （3）Cu+AgCl(不溶） （4）Cu+Mg(NO3)2 （5）Zn+MgCl2　　 （6）Cu+Hg(NO3)2 （7）Zn+FeCl2　　　　　　　 （8）Fe+AgNO3 能反應的有（1）、（2）、（6）、（7）、（8） 例題2.你能否設計實驗證明Zn、Cu、Ag三種金屬的活動性順序。 方案一：用Zn、Ag和CuSO4溶液 方案二：用Cu、Zn(NO3)2溶液和AgNO3溶液 方法歸納：比較三種金屬活動性順序一般采用“取中”原則，可以簡記為“兩金夾一鹽”或“兩鹽夾一金”。 例題3.室溫下，向CuCl2溶液中加入一定質量的Fe粉，充分反應后過濾，得到濾渣和濾液。將濾渣晾干后稱量，質量為a g；取少許濾渣，滴入稀鹽酸，有氣泡冒出。則下列判斷中，正確的是（　　） A.濾液一定是無色溶液 B.濾液中一定含有Cu2+、Fe2+ C.濾渣中一定含有Cu和Fe D.加入鐵粉的質量一定大于a g 討論：黃銅（銅鋅合金）的外觀與黃金極為相似，一些不法分子常以黃銅冒充黃金進行詐騙。請你運用本節課學到的金屬的化學性質幫助警察鑒別真假黃金。 1.取一小片金屬放入稀鹽酸（或稀硫酸），若觀察到金屬表面有氣泡產生、固體部分溶解，則說明這種金屬為銅鋅合金 ；若無明顯現象，則該金屬為黃金。 2.取少量金屬塊在火焰上加熱，若金屬表面發黑，則原試樣為黃銅，若無變化，則為黃金。 3.取少量金屬塊置于試管中，向試管中加入適量藍色硫酸銅溶液，若金屬表面出現紅色物質且溶液顏色變淺，則原試樣為黃銅，若無變化，則原試樣為黃金。 當堂達標 1.下列金屬中，常溫下在空氣中不易被腐蝕的是（　　） A.鋁 B.鋅 C.鐵 D.銅 答案：A 2.硅材料是制作太陽能電池及電腦芯片不可缺少的材料，隨著一批多晶硅生產企業在樂山建成投產，樂山將成為我國重要的硅材料產業基地。多晶硅生產過程中的一個重要反應為SiO2+2CSi+2CO↑，該反應的基本類型是（　　） A.化合反應 B.分解反應 C.置換反應 答案：C 3. A、B、C三種金屬，根據下列反應式中的關系： ①A+B(NO3)2A(NO3)2+B ②C+B(NO3)2C(NO3)2+B ③A+H2SO4(稀硫酸) ASO4　+H2↑ ④C+H2SO4(稀硫酸)　不反應 推斷三種金屬的活動性順序為（　　） A. A＞B＞C B. A＞C＞B C. B＞C＞A D. C＞A＞B 答案：B 4.用實驗證明Zn、Cu、Mg這三種金屬的活動性順序，選用的試劑是（　　） A. MgCl2溶液 B. ZnSO4溶液 C. CuSO4溶液 D. 稀硫酸 答案：BD 5.室溫下，等質量的鎂片和鋁片分別與足量的稀硫酸反應，產生氫氣的質量(m)與時間(t)的關系圖正確的是（　　） 　　　　　　　　　 答案：C 板書設計 第九單元　金　屬 第二節　金屬的化學性質 第二課時　金屬與鹽溶液的反應、金屬活動性順序的應用 三、金屬與鹽溶液的反應 1.（1）鐵與硫酸銅溶液的反應 （2）銅與硝酸銀溶液的反應 2.金屬（強）+鹽→新鹽+新金屬（弱） 3.濕法冶金 教學反思

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