資源簡介

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第二章 物質轉化與材料利用
第2節 金屬的化學性質（第2課時）
浙教版 科學（初中）
九年級上
反應現象的不同，說明了什么？
金屬 現象 反應方程式
稀鹽酸 金屬＋稀鹽酸
鎂
鋅
鐵
銅
有氣泡(快)
有氣泡
有氣泡(慢)
無現象
無
Mg + 2HCl = MgCl2 + H2↑
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑
說明了不同金屬的活潑程度(金屬活動性)是不同的
互動學習
2
三、金屬活動性順序
有些金屬化學性質穩定，而有些金屬化學性質活潑，我們可以用金屬的化學活動性順序來表示。
有哪些方法可以比較金屬的活潑性？
（1）與氧氣反應，比較反應劇烈程度
（2）與酸反應，比較反應劇烈程度
想一想，還有哪些方法可以比較活動性強弱？
比較鐵與銅、銅與銀的化學活動性
銅絲、鐵絲、FeSO4 溶液、CuSO4 溶液、AgNO3 溶液
提供的實驗藥品：
提出問題：
一種活動性較強的金屬能把另一種活動性較弱的金屬從它的鹽的水溶液中置換出來
建立假設 :
鐵與酸反應，銅和銀不能與酸反應。如果把一種金屬浸入另一種金屬的鹽的溶液中，相互之間能發生反應嗎？
我們知道，有些金屬能與酸反應，有些金屬不能與酸反應。如果把一種金屬浸人另一種金屬的鹽的溶液中，相互之間能發生反應嗎 讓我們一起探尋它們的反應規律。
設計實驗方案：
（1）鐵和銅的活動性比較：在盛有硫酸銅溶液的試管里浸入一段潔凈的 （經過除油、除銹處理）鐵絲，過一會兒取出，觀察現象。
實驗現象：
鐵絲表面有一層紅色物質生成。
化學反應方程式為：
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
（2）在盛有硫酸亞鐵溶液的試管中，進入一段潔凈的銅絲，過一會兒取出，觀察到___________________。
銅絲表面沒變化
上述兩個實驗說明了什么？
用砂紙打磨或用稀鹽酸清洗鐵絲
鐵比銅活潑（金屬活動性更強）
實驗現象：
化學反應方程式為：
浸入硝酸銀溶液中的銅絲表面有一層銀白色物質生成
Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag
思考：根據以上實驗事實，比較鐵、銅、銀的活動性大小的順序為______________。
Fe>Cu>Ag
上述兩個實驗說明了什么？
設計實驗方案：
（1）銀和銅的活動性比較：在盛有硝酸銀溶液的試管里浸入一段潔凈的 （經過除油、除銹處理）銅絲，過一會兒取出，觀察現象。
（2）在盛有硫酸銀溶液的試管中，進入一段潔凈的銅絲，過一會兒取出，觀察到_____________________。
銅絲表面沒變化
銅比銀活潑（金屬活動性更強）
1．設計實驗比較鎂、鋅、銅的活動性，并從大到小列出鎂、鋅、 銅的活動性順序。
2．如果把氫也列入其中，應如何排列？
在盛有硫酸鋅溶液的試管里浸入一段潔凈的鎂條，過一會兒取出，觀察到鎂條表面有鋅析出，則鎂的活動性比鋅強。
在盛有硫酸鋅溶液的試管里浸入一段潔凈的銅絲，過一會兒取出銅絲表面無明顯變化，則鋅的活動性比銅強。
因此活動性鎂>鋅>銅
將放入金屬與稀鹽酸或稀硫酸中，有氣體產生，則活性比氫強，無氣體產生則活動性比氫弱。
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
金屬活動性順序表
金屬活動性由強逐漸減弱
極活潑的金屬
活潑的金屬
不活潑的金屬
應用規律：
3、K、Ca、Na三種金屬活動性很強，先與水反應生成相應的堿和氫氣。因此通常不適用這三種金屬制氫氣，也不與鹽溶液置換。
2、在金屬活動性順序里，位于前面的金屬能把后面的金屬從它們鹽(必須可溶）的溶液里置換出來。
1、在金屬活動性順序里，位于氫前的金屬能置換出鹽酸、稀硫酸中的氫。
鉀 鈣 鈉 鎂 鋁 鋅 鐵 錫 鉛 （氫） 銅 汞 銀 鉑 金
規律：前換后 或 以強制弱
A+BC = B +AC
（其中鹽要求是可溶性的,要求在溶液中進行）
置換反應示意圖
金屬活動順序表說明金屬具有氧化性、金屬離子和氫離子具有還原性。活潑性強的金屬可以置換金屬活動順序表在其后面的金屬離子或氫離子。
金屬活動性順序說明金屬具有怎樣的化學性質？它對置換反應的發生有何意義？
把金屬鋅放入硫酸銅溶液中，可發現銀白色的金屬鋅表面鍍上了 一層紫紅色的銅。為什么銅離子會從溶液中析出變成金屬銅，而金屬鋅則變成鋅離子進入溶液？
在以上化學反應中，金屬鋅失去電子（電子用 e- 表示）變成鋅離子進入溶液，而銅離子得到電子變成了金屬銅。上述反應的過程實際上是電子轉移的過程，可以表示為 ：
在這個實驗中，金屬鋅失電子的能力比銅強，或者說銅離子得電子的能力比鋅離子強，反應就發生了。因此，金屬活動性順序表在某種意義上也表示了金屬得失電子能力的強弱。
化學反應中氧化性，還原性與電子轉移
拓展與提高
拓展與提高
氧化還原反應是有化合價改變的反應，根據四種基本反應的性質，可得以上規律。
應用：濕法煉銅
1.CuO+H2SO4 === CuSO4+H2O (復分解反應)
2.CuSO4+Fe===Cu+FeSO4 (置換反應)
先用硫酸將銅礦中的銅轉變成可溶性的硫酸銅， 再將鐵放入硫酸銅溶液中把銅置換出來
濕法煉銅原理：
濕法煉銅的化學方程式：
1．根據金屬活動性順序表判斷能否用錫壺裝酸性物質，并說出理由。
鉀 鈣 鈉 鎂 鋁 鋅 鐵 錫 鉛 （氫） 銅 汞 銀 鉑 金
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
不能，根據金屬活動性順序表，錫排在氫前面，酸性物質即含有H+，因此會被錫置換出來。
2．能否用鐵制的容器配制浸種用的波爾多液（含硫酸銅）？為什么？
不能，鐵的活動性在銅之前，會與波爾多液中的硫酸銅反應，使波爾多液變質。
下圖是人類掌握各種金屬冶煉技術的時間表，要圖中你能獲取什么信息？
活動性較強的金屬，掌握冶煉的時間越晚。想一想為什么？
拓展與提高
元素以化合物形態存在則為化合態。
不同金屬的化學活動性不同，它們在自然界中存在形式也各不相同。
化學性質比較活潑的金屬，在自然界中以化合態存在。大多數金屬在自然界中是以化合態存在的，如鋁以鋁土礦形式存在，鐵以鐵礦石形式存在。
元素以單質形態存在則為游離態。
不同金屬的化學活動性不同，它們在自然界中存在形式也各不相同。
少數化學性質不活潑的金屬，在自然界中能以游離態存在，如金、鉑、銀。
拓展與提高
1、在一次宴會上，眾人都拿了金杯盛酒，為什么就拿破侖拿鋁杯？
2、為什么從幾千年前開始，古代的人們就用金銀這些金屬來做為貨幣流通？
鋁的活動性較強，自然界中以化合態存在。在當時科技環境不發達時，鋁的制取量非常少，顯得很珍貴，是身份與地位的象征。
金銀的活動性弱，自然界中以游離態存在。易切割與保存，能直接使用，因此選擇做貨幣。
1
課堂導入
觀察思考
鐵生銹成紅色的鐵銹
鋁生銹呈灰色
銅生銹成綠色的銅銹，簡稱“銅綠”
生活中常見的生銹現象
1、生活中常會碰到金屬生銹，有哪些方法可以除銹？
2、金屬生銹造成經濟損失與資源浪費很大，有哪些方法可以防止生銹？
互動學習
2
四、防止金屬腐蝕的常用方法
金屬材料，特別是鋼鐵，日久之后表面往往會失去光澤，產生銹蝕現象，以致強度降低，不能繼續使用。據統計，每年由于銹蝕而直接損失的鋼鐵材料約占年產鋼鐵量的四分之一。
1、金屬為什么會銹蝕？
猜想1：可能需要有空氣（O2）
猜想2：可能需要有水
2、產生銹蝕的條件有哪些？
猜想3：可能需要有二氧化碳
猜想：被空氣等因素氧化
實驗室提供如下材料：帶塞子的試管若干支、普通鐵片（或鐵釘）、蒸餾水、干燥劑（生石灰）。
1、根據上述材料，小組里的同學一起設計實驗方案：
2、畫出實驗裝置圖。
取3支試管，A試管中是蒸餾水和空氣加鐵釘， B試管中是蒸餾水和鐵釘，水上加層植物油， C試管中是裝有干燥劑的空氣和鐵釘，并用塞子塞緊。
A：一半在水中
B：全部浸在水中
C：干燥空氣中
實驗現象
3、實驗現象： 。
實驗結論： 。
4、取一塊純鐵片，按上述銹蝕條件進行實驗，它生銹了嗎？為什么？_______________________
。
C鐵釘不生銹，B鐵釘小部分生銹，A中鐵釘生銹最多
純鐵在空氣中不易起變化因為不含雜元素,含有雜質的鐵在潮濕空氣中逐漸生銹
家里的不銹鋼菜刀即使放在潮濕空氣中一段時間，也不會生銹，這又是為什么？
不銹鋼：在鋼鐵中滲入鎳、鉻等合金元素，改變了鋼鐵的結構，從而使其具有較強的抗腐蝕能力。
當鐵定生銹條件是氧氣與水分
不生銹
改變金屬的構造，可有效防止銹蝕
銹蝕外部因素是有空氣與水分接觸
內部因素是金屬材料的組成成分
1、根據金屬銹蝕的條件，討論金屬防銹蝕的常用方法？
①隔絕空氣和防水，如保持干燥等
②改變金屬內部的組成成分，如加入某物質組成合金。
2、調查生活中常用的金屬防銹蝕措施，你知道哪些金屬防銹蝕的措施？
①表面刷油漆或抹油
②金屬表面高溫加熱“烤藍”
③干燥（清潔）處理
④改變金屬材料的內部結構制成耐腐蝕的合金，如不銹鋼
......
金屬防銹蝕常用措施
3
課堂小結
典例分析
考點一：金屬活動性順序
4
【典型例題1】
抗疫第一線的醫務工作者是人民心中最美英雄，圖中展示的是醫務人員的工作服，請回答下列問題：
（1）利用鋁米制作口罩掛條，其中一個原因是在空氣中鋁比鐵具有更好的抗腐蝕性，原因是___________________________________________________ 。
（2）小科欲驗證鐵、鋁的金屬活動性強弱，直接使用下列藥品組合不能達到目的是 。 A.Al、Fe、H2SO4溶液
B.Al、FeSO4溶液
C.Fe、Al、MgSO4溶液
D.Fe、Al2(SO4)3溶液
鋁在空氣中被氧化，會形成一層致密的保護膜
C
【遷移訓練1】
某興趣小組在探究金屬化學性質時，做了如圖甲、乙的兩次實驗。
（1）圖甲是向濾液中加入稀鹽酸，觀察到有白色沉淀產生。
①寫出產生濾渣的反應的化學方程式_____________________________________；
②濾液中一定含有的金屬離子為______________________(填離子符號)；
（2）圖乙是向濾渣中加入稀鹽酸，觀察到有無色氣體產生。濾液中含有溶質的化學式為______________________。
Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag
Ag+、Cu2+、Fe2+
Fe(NO3)2
【遷移訓練2】
化學小組為探究鐵、銅、鋅、銀的金屬活動性順序,設計如圖甲的三個實驗(其中金屬均已打磨,其形狀、大小及同種稀鹽酸的用量均相同):
（1）實驗一段時間后,觀察到實驗②的銅片表面有銀白色固體附著,這說明銅比銀的活潑性________(選填“強”或“弱”)。
（2）甲同學認為通過實驗①和③可比較鋅和鐵的金屬活動性,他依據的實驗現象是
__________________________________。
（3）乙同學認為上述實驗方案不足以得出四種金屬的活動性順序,并在上述實驗的基礎上,利用金屬不同的化學性質分別補充了一個實驗(如圖乙所示),都實現了探究目的,則:乙同學的實驗:X是金屬________,Y是_________________________________。
強
③中產生氣泡速度大于①
CuSO4(答案不唯一)
Fe
典例分析
考點二：防止金屬腐蝕的常用方法
4
【典型例題1】
銅在空氣中因“生銹”變銅綠，銅綠受熱時的反應為 Cu2(OH)2CO3 ＝2x+H2O+CO2↑，下列判斷正確的是( )
A. x 的化學式是 Cu(OH)2
B. 銅生銹是緩慢氧化，在反應過程中一定放出熱量
C. 銅生銹是銅與空氣中的氧氣、水共同作用的結果
D. 銅綠分解反應前后的固體質量差為生成 CO2 的質量
B
【遷移訓練1】
為避免電線桿被臺風吹倒，農田中的電線桿經常會用鐵鋼絲斜拉固定。如圖A，B，C，D是立在水田中電線桿的鐵絲拉線的四個部位其中最易生銹的是（ ）
A. A處 B. B處 C. C處 D. D處
C
【遷移訓練2】
保護金屬資源的有效途徑是（ ）
①防止金屬腐蝕 ②回收利用廢舊金屬
③禁止生產易造成金屬腐蝕的化工產品 ④合理有效地開采礦物
⑤尋找金屬的代用品． A. ①②③ B. ①②③④⑤ C. ②④⑤ D. ①②④⑤
D
【遷移訓練3】
“對比法”是實驗探究中常用的一種科學方法，為了檢驗鐵生銹的條件，進行了如圖（略去其中的夾持裝置）所示三個對比實驗．一段時間后，①中鐵絲發生銹蝕且試管中液面上升，②和③中均無明顯變化，以下得出的結論不正確的是（ ）
A. 對比①②可以說明鐵生銹一定要有氧氣參加
B. 對比②③可以說明鐵生銹一定要有水參加
C. 對比①③可以說明鐵生銹一定要有水參加
D. 對比①②③可以說明鐵生銹必需水和氧氣同時參加
B
【遷移訓練4】
鐵生銹探秘:為探究鐵生銹的原因，化學興趣小組的同學進行了如圖所示的四個實驗，實驗結果顯示：B、D實驗中鐵生了銹，而A、C實驗中沒有明顯的現象，仔細分析這4 個實驗，回答下列問題：（1）評價方案：對照實驗指除了一個變量外，其他的量都保持不變的實驗．該實驗方案中采用了對照實驗方法．請指出其中的對照實驗（填ABCD實驗代號）和變量．
時間/小時編號 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
A 0 0 0 0 0 0 0
B 0 0 0 0.3 0.8 2.0 3.5
C 0 0 0 0 0 0 0
D 0 0.4 1.2 3.4 7.6 9.5 9.8
第①組對照實驗_________ ，變量_________．
第②組對照實驗 _________ ，變量_________．
第③組對照實驗 _________ ，變量_________．
（2）解釋數據：實驗時，每隔一段時間測量導管內水面上升的高度，結果如下表所示（表中所列數據為導管中水面上升的高度/cm ）導致B、D實驗裝置中導管內水面上升的原因是____________________________________．
（3）獲得結論：根據本實驗，你認為導致鐵生銹的物質有__________________ ；能加快鐵生銹的物質是________ ．
AB
變量水分
BC
氧氣
BD
食鹽
鐵絲生銹吸收了空氣中的氧氣
水分和氧氣
食鹽
【遷移訓練5】
銅銹的主要成分是Cu2(OH)2CO3。某同學為了研究銅在空氣中生銹的條件，利用了如圖甲所示的實驗裝置進行實驗，經過近一個月的觀察，該同學發現B裝置中的銅釘生銹了，而A、C裝置中的銅釘無明顯變化。由此得出結論：“銅生銹的原因是銅與空氣中的水和氧氣相互作用的結果。”試回答下列問題。
（1）該同學所得出的結論完整嗎？___________，理由是_______________________________________________。 （2）你認為影響銅生銹的因素還可能有________；為了驗證你的判斷，應選擇圖中的________(選填“乙”或“丙”)裝置進一步實驗。
（3）通過上述實驗，你認為影響銅生銹的主要因素：__________________________。
（4）銅與鐵相比，________更易生銹，由此可得出結論：____________________________________________。 （5）寫出一條防止銅鐵等金屬制品生銹的具體方法：__________________________________________________。
不完整
空氣中還含有其他成分，也可能是產生銅銹的原因
CO2
丙
CO2、O2、H2O
Fe
金屬越活潑越易生銹
保持金屬制品表面的潔凈和干燥(或表面鍍保護膜)

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