資源簡介

(共28張PPT)
主題情境
我為列車蝕刻車牌
清除基材表面氧化膜或污物
選擇蝕刻液
蝕刻車牌Logo
情境線
問題線
是不是所有的金屬都能與稀鹽酸或稀硫酸發生反應？
除了酸，還有哪類物質能和金屬發生反應？如何對鋁、銅、銀的金屬活動性進行排序？
知識線
金屬與酸反應
金屬與金屬化合物溶液反應；置換反應；金屬活動性順序
怎樣才能既蝕刻出圖案，又不損壞基材其他部分
課時4 金屬的化學性質
主題情境·我為列車蝕刻紀念幣
1. 通過實驗探究等活動認識常見金屬的主要化學性質及金屬活動性順序
2. 初步認識常見金屬與鹽酸、稀硫酸及某些金屬化合物溶液的置換反應
3. 知道置換反應的概念與特征
學習目標
重難點
這些圖案是如何制作在金屬表面的？
今天我們的任務是將自己喜歡的列車logo刻在金屬表面上
“什么是金屬蝕刻”
清除基材表面氧化膜或污物
資料卡片
一般工業上使用的金屬基材表面有大量氧化膜或污物，使用之前常用“酸洗”清除。“酸洗”是利用酸溶液去除金屬表面上的氧化膜和銹蝕物的一種清潔金屬表面的方法。比如用鹽酸去除鐵銹，鹽酸會和氧化鐵反應生成氯化鐵和水。但“酸洗”時間不宜過長。
任 務 1
提出問題
時間過長可能會導致金屬基材與酸發生反應
為什么酸洗時間不宜過長？
是不是所有的金屬都能與稀鹽酸或稀硫酸發生反應？
金屬與稀鹽酸(或稀硫酸)反應，觀察實驗現象
進行實驗
金屬 現象 化學方程式
稀鹽酸 稀硫酸 稀鹽酸 稀硫酸
鎂 劇烈反應，產生大量_____，形成無色溶液，產生能夠燃燒的氣體
鋅 反應較劇烈，產生大量_____，形成無色溶液，產生能夠燃燒的氣體
Mg + 2HCl MgCl2 + H2↑
Zn + 2HCl ZnCl2 + H2↑
Mg + H2SO4 MgSO4 + H2↑
Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2↑
氣泡
氣泡
鎂與酸 鋅與酸 鐵與酸 銅與酸
獲取證據
金屬 現象 化學方程式
稀鹽酸 稀硫酸 稀鹽酸 稀硫酸
鐵 反應緩慢，有______產生，溶液由無色變為_______，產生能夠燃燒的氣體
銅 無氣泡產生
Fe + 2HCl FeCl2 + H2↑
Fe + H2SO4 FeSO4 + H2↑
+2 +2
鎂與酸 鋅與酸 鐵與酸 銅與酸
淺綠色
氣泡
1. 金屬與酸能否反應
(1)可與鹽酸、稀硫酸反應的金屬有：
(2)不與鹽酸、稀硫酸反應的金屬有：
2. 反應后生成了什么氣體？
Mg、Zn、Fe
Cu
形成結論
反應后生成了氫氣。
大多數金屬可以與酸反應：某些金屬+酸 金屬化合物+H2
能與酸反應的金屬比不與酸反應的金屬活動性強。
選擇蝕刻液
任 務 2
Fe + CuSO4 === Cu + FeSO4
金屬蝕刻是反應掉金屬表面不需要的部分， 從前面實驗我們知道，鎂、鋅、鐵可以與酸反應，固可用酸蝕刻鎂、鋅、鐵，但銅與酸不反應，不能用酸蝕刻銅，那金屬銅能與哪類物質反應呢？
思考
探究金屬與金屬化合物溶液的反應
完成以下實驗：
將打磨過的鋁絲浸入硫酸銅溶液中
將打磨過的銅絲浸入硝酸銀溶液中
將打磨過的銅絲浸入硝酸鋁溶液中
實驗 現象 反應的化學方程式
鋁絲浸入硫酸銅溶液中 浸入溶液中的鋁絲表面覆蓋一層紅色物質，溶液由藍色逐漸變為無色
銅絲浸入硝酸銀溶液中 浸入溶液中的銅絲表面覆蓋一層銀白色物質，溶液由無色逐漸變為藍色
銅絲浸入硫酸鋁溶液中 無現象 /
2Al + 3CuSO4 3Cu + Al2(SO4)3
Cu + 2AgNO3 2Ag + Cu(NO3)2
Al、Cu、Ag的活動性由強到弱的順序為：
Al ＞ Cu
Cu ＞ Ag
Al ＞ Cu ＞ Ag
思考：
通過上述實驗，你能得到鋁、銅、銀的金屬活動性順序嗎？
2Al + 3CuSO4 ==== 3Cu + Al2(SO4)3
Cu + 2AgNO3 ==== 2Ag + Cu(NO3)2
鋁和硫酸銅反應：
銅和硝酸銀反應：
銅和硫酸鋁不反應
單質
化合物
化合物
單質
由一種單質與一種化合物反應生成另一種單質和另一種化合物的反應
2Al
+
3CuSO4
=
3Cu
+
Al2(SO4)3
Fe
+
H2SO4
=
FeSO4
H2↑
+
Fe
+
CuSO4
=
FeSO4
Cu
+
觀察以下反應有何特點？
+2
+2
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
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
在金屬活動性順序里，位于氫前面的金屬，能置換出稀鹽酸(HCl)稀硫酸(H2SO4)的氫
2
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。
3
規 律
方法導引
運用金屬活動性順序，我們可以預測某種金屬是否能與稀鹽酸、稀硫酸或其他金屬的化合物溶液發生反應。
在化學研究中，可以通過化學實驗等方法來驗證所做預測的合理性。
鋁片、鋅片、鐵片、銅片、稀鹽酸、酸洗緩蝕劑、Al2(SO4)3溶液、CuSO4溶液、AgNO3溶液
自選基材，說說哪些溶液可以作蝕刻液
Al
Zn
Fe
Cu
HCl(酸洗緩蝕劑)，CuSO ，AgNO
HCl(酸洗緩蝕劑)，CuSO ，AgNO
HCl(酸洗緩蝕劑)，CuSO ，AgNO
AgNO
基材
蝕刻液
實驗藥品
酸洗緩蝕劑：用于金屬酸洗過程中減緩酸對金屬基體的腐蝕
蝕刻車牌 Logo
任 務 3
思考：
蝕刻時可以用哪些東西來代替工業生產材料呢？
蝕刻液
涂保護膜
步驟
刻畫圖案
表面清潔
三氯化鐵、酸性氯化銅、過硫酸銨等
專屬材質保護膜
工業材料
紫外線、光刻菲林
酸洗緩蝕劑、酸
化學試劑：
Al2(SO4)3溶液、CuSO4溶液、AgNO3溶液等
石蠟
替代材料
筆
稀鹽酸
檢查和處理
2~5分鐘后，取出，清洗、晾干
蝕刻
將刻有圖案的基材放入蝕刻液中
刻畫圖案
用筆將喜歡的logo圖案刻在涂有石蠟的基材上
表面清潔
金屬氧化物與酸反應
涂保護膜
將裁剪后的基材放入融化的石蠟液中，均勻蘸取一薄層石蠟
蝕刻車牌
樣品展示
“追夢”號
“復興”號
“馭夢”號
“夸父”號
金屬的
化學性質
Mg + 2HCl MgCl2 + H2↑
Fe + 2HCl FeCl2 + H2↑
Zn + 2HCl ZnCl2 + H2↑
與酸反應
與化合物溶液反應
Cu與鹽酸(硫酸)不反應
2Al + 3CuSO4 3Cu + Al2(SO4)3
Cu + 2AgNO3 2Ag + Cu(NO3)2
Cu與Al2(SO4)3不反應
置換反應
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
金屬活動性順序
課堂小結
隨堂練習
1. 常溫下，下列物質不能由金屬與稀硫酸反應一步制得的是(　　)
A. ZnSO4 B. Al2(SO4)3 C. FeCl3 D. MgSO4
2. 關于置換反應說法一定正確的是(　　)
A. 置換反應一定在溶液中進行
B. 置換反應發生時一定有元素化合價的改變
C. 有單質和化合物生成的反應一定是置換反應
D. 所有金屬都能與酸發生置換反應
2CuO + C 2Cu + CO2↑
高溫
3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2
高溫
C
B
金屬活動性順序位于氫后面的金屬，不能置換出稀鹽酸(HCl)、稀硫酸(H2SO4)中的氫
3. 有X、Y、Z三種金屬片，分別放入稀硫酸中，X、Z表面有氣泡產生，Y沒有明顯現象；X放入ZCln溶液中，沒有明顯現象。判斷這三種金屬活動性由強到弱的順序是(　　)A. X＞Y＞Z B. Z＞X＞Y
C. X＞Z＞Y D. Y＞X＞Z
B
4. 如圖，將形狀相同的鋁片、鐵片、銅片分別放入盛有等體積、等濃度稀鹽酸的試管中，下列說法正確的是(　　)
B
A. 甲中發生的反應為
Al＋HCl=== AlCl3＋H2↑
B. 乙中溶液由無色逐漸變為淺綠色
C. 甲、乙試管中反應的劇烈程度相同
D. 三支試管中都觀察到有氣泡產生
5.“304”不銹鋼廣泛用于炊具、餐具等，其中鉻的含量高達18%～20%。為探究鉻與常見金屬鋁、銅的金屬活動性強弱，興趣小組進行了如下實驗。【查閱資料】鉻(Cr)是一種銀白色金屬，在空氣中能形成一層致密的氧化膜，氯化亞鉻(CrCl2)溶液顯藍色。【交流討論】(1)“304”不銹鋼中加入鉻的目的是
_________________________________________________________。
防止不銹鋼被腐蝕(或提高不銹鋼的抗腐蝕性能等，合理即可)
【進行實驗】鉻、鋁、銅三種金屬的活動性順序如何？同學們帶著問題進行如下實驗：
實驗編號 實驗操作 實驗現象 實驗結論
實驗1 一開始A、B兩試管中均無明顯現象，一段時間后，試管A中鋁絲表面有氣泡生成，試管B中____________ 金屬活動性由強到弱的順序為Al、Cr、Cu
實驗2 一開始C、D兩試管中均無明顯現象，一段時間后，試管C中鋁絲表面有固體生成，溶液由藍色變為無色，試管D中_______________________ ___________________
無明顯現象
鉻絲表面有紅色固體析出，溶液顏色無明顯變化
【實驗分析】(2)進行實驗1時，試管A中開始無明顯現象的原因可能是__________________。(3)實驗2試管C中發生反應的化學方程式為
__________________________。
實驗前鋁絲未打磨
2Al＋3CrCl2===2AlCl3＋3Cr　

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