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第八單元：金屬和金屬材料
課題2：金屬的化學(xué)性質(zhì)
第2課時(shí)：金屬活動(dòng)性順序
新課導(dǎo)入
金屬與氧氣的反應(yīng)
反應(yīng)難易：常溫 點(diǎn)燃 加熱 高溫
金屬與稀鹽酸、稀硫酸的反應(yīng)
金屬活動(dòng)性：鎂>鋁>鐵>銅>金
反應(yīng)強(qiáng)度：不反應(yīng) 緩慢 較快 劇烈
金屬還有沒有其他化學(xué)性質(zhì)呢？這些性質(zhì)與金屬的活動(dòng)性有什么規(guī)律可循呢？
新課導(dǎo)入
張潛——北宋煉銅家
《神農(nóng)書》中記載“膽礬水可浸鐵為銅”
《淮南萬(wàn)畢術(shù)》中記載“曾青得鐵則化為銅”張潛所著《浸銅要略》中揭開了“濕法煉銅”技術(shù)的奧秘，為世界濕法冶金技術(shù)第一人。你知道“濕法煉銅”的化學(xué)原理嗎？
Fe+CuSO4=== FeSO4+Cu
五水合硫酸銅：CuSO4·5H2O
本課時(shí)讓我們一起了解濕法煉銅的原理——金屬與金屬化合物溶液的反應(yīng)以及金屬活動(dòng)性順序。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.通過實(shí)驗(yàn)探究等認(rèn)識(shí)常見金屬的主要化學(xué)性質(zhì)及金屬活動(dòng)性順序。
2.能用金屬活動(dòng)性順序?qū)τ嘘P(guān)的置換反應(yīng)進(jìn)行簡(jiǎn)單的判斷。
3.能用金屬活動(dòng)性順序解釋日常生活中的問題。
知識(shí)全解
一、金屬與金屬化合物溶液的反應(yīng)
紅色
鐵釘與硫酸銅反應(yīng)
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 浸入溶液的銀白色鐵釘表面覆蓋一層 物質(zhì)，溶液由 逐漸變?yōu)? 。
反應(yīng)原理
實(shí)驗(yàn)結(jié)論
Fe + CuSO4=== FeSO4 + Cu
藍(lán)色
淺綠色
金屬 金屬化合物 金屬化合物 金屬
鐵與硫酸銅溶液反應(yīng)，將銅從硫酸銅溶液中置換出來(lái)
金屬活動(dòng)性順序：鐵＞銅
知識(shí)全解
二、金屬活動(dòng)性順序的探究
實(shí)驗(yàn)探究鋁、銅、銀的金屬活動(dòng)性順序
將鋁絲浸入
硫酸銅溶液中
將銅絲浸入
硝酸銀溶液中
將銅絲浸入
硫酸鋁溶液中
知識(shí)全解
二、金屬活動(dòng)性順序的探究
實(shí)驗(yàn)探究鋁、銅、銀的金屬活動(dòng)性順序
實(shí)驗(yàn) 現(xiàn)象 化學(xué)方程式 質(zhì)量變化 活動(dòng)性比較
將鋁絲浸入硫酸銅溶液中 Al　 　Cu
將銅絲浸入硝酸銀溶液中 Cu　 　Ag
將銅絲浸入硫酸鋁溶液中 Al　 　Cu
鋁絲上附著紅色固體，溶液的顏色變淺
銅絲上附著白色固體，溶液由無(wú)色變成藍(lán)色
無(wú)明顯現(xiàn)象
2Al + 3CuSO4 ==== 3Cu + Al2(SO4)3
Cu + 2AgNO3 ==== 2Ag + Cu(NO3)2
金屬質(zhì)量增加，溶液質(zhì)量減小
金屬質(zhì)量增加，溶液質(zhì)量減小
>
>
>
知識(shí)全解
思考與討論
1.通過該實(shí)驗(yàn)，能得出鋁、銅、銀的金屬活動(dòng)性順序嗎？
2.鐵與酸或其他金屬的化合物溶液反應(yīng)后，溶液通常顯什么色？原因？銅和
其他金屬的化合物溶液反應(yīng)后，溶液通常顯什么色？原因？
Fe+稀鹽酸
Fe+稀硫酸
Fe+硫酸銅溶液
Fe+氯化銅溶液
含二價(jià)鐵
離子的溶液
Al Cu Ag
金屬活動(dòng)性由強(qiáng)逐漸減弱
藍(lán)色的
硝酸銅溶液
得到
淺
綠
色
Cu+硝酸銀溶液
得到
Fe2+:淺綠色；Fe3+:黃色；Cu2+:藍(lán)色
知識(shí)全解
思考與討論
3.觀察涉及的化學(xué)方程式，能發(fā)現(xiàn)什么特點(diǎn)？它們屬于什么基本化學(xué)反應(yīng)類型？
鋁和硫酸銅反應(yīng):
銅和硝酸銀反應(yīng)：
2Al + 3CuSO4 ==== 3Cu + Al2(SO4)3
Cu + 2AgNO3 ==== 2Ag + Cu(NO3)2
單質(zhì)
化合物
化合物
單質(zhì)
A + BC → AC + B
置換反應(yīng)
這類反應(yīng)的特點(diǎn)：金屬+金屬化合物→新金屬+金屬化合物
注意：反應(yīng)在金屬化合物的溶液中進(jìn)行，像氯化銀等難溶性金屬化合物，不能發(fā)生此類反應(yīng)。
知識(shí)全解
思考與討論
4.鑒別真假黃金的第3種化學(xué)方法？
取樣品適量置于硝酸銀溶液中，若樣品表面出現(xiàn)一層銀白色物質(zhì)，則為假黃金，如無(wú)明顯變化，則為真黃金。
假黃金（銅鋅合金）中的鋅、銅均可與硝酸銀發(fā)生反應(yīng)生成銀，使其表面覆蓋一層銀白色物質(zhì)。真黃金的金不會(huì)與硝酸銀反應(yīng)，無(wú)明顯現(xiàn)象。
知識(shí)全解
經(jīng)過許多實(shí)驗(yàn)探究，人們總結(jié)出了常見金屬在水溶液中的活動(dòng)性順序：
三、金屬活動(dòng)性順序
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
金屬活動(dòng)性由強(qiáng)逐漸減弱
知識(shí)全解
越前越強(qiáng)
前能置后
氫前置氫
在金屬活動(dòng)性順序中，金屬的位置越靠前，它的活動(dòng)性就越強(qiáng)。
在金屬活動(dòng)性順序中，位于前面的金屬能把位于后面的金屬?gòu)乃鼈兊幕衔锶芤豪镏脫Q出來(lái)
在金屬活動(dòng)性順序中，位于氫前面的金屬能置換出稀鹽酸、稀硫酸中的氫
三、金屬活動(dòng)性順序
金屬活動(dòng)性順序的判定依據(jù)
Mg>Zn > Fe> Cu > Ag
Zn + 2HCl===ZnCl2 + H2↑
Cu不與稀鹽酸、稀硫酸反應(yīng)
Cu + 2AgNO3 ==== 2Ag + Cu(NO3)2
Ag不能置換硝酸銅中的銅
金屬不能用K、Ca、Na，因
為這些金屬常溫下能和水
發(fā)生反應(yīng)
知識(shí)全解
方法指引：預(yù)測(cè)
運(yùn)用金屬活動(dòng)性順序，我們可以預(yù)測(cè)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(fā)生置換反應(yīng)。
在化學(xué)研究中，可以通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)等方法來(lái)驗(yàn)證所做預(yù)測(cè)的合理性。
三、金屬活動(dòng)性順序
預(yù)測(cè)是在已有信息的基礎(chǔ)上，依據(jù)一定規(guī)律和方法對(duì)未知食物所進(jìn)行的一種推測(cè)。
已有信息
物質(zhì)的性質(zhì)
實(shí)驗(yàn)
預(yù)測(cè)
設(shè)計(jì)
驗(yàn)證
知識(shí)全解
四、判斷金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱的常見方法
1.通過金屬與O2反應(yīng)的難易程度進(jìn)行判斷
2.相同條件下，通過金屬與稀鹽酸或稀硫酸能否反應(yīng)以及反應(yīng)的難易程度進(jìn)行判斷
3.通過金屬與另一種金屬化合物溶液的反應(yīng)情況進(jìn)行判斷（K、Ca、Na除外）
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱的依據(jù)
知識(shí)全解
五、驗(yàn)證金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法
兩種金屬 設(shè)計(jì)思路 金屬與金屬化合物溶液反應(yīng) 金屬與酸反應(yīng)
方案設(shè)計(jì) 將金屬A加入金屬B化合物溶液中 將兩種金屬分別加入等體積、等濃度的稀鹽酸（或稀硫酸）中
以Zn、Cu為例 具體操作 將鋅片加入硫酸銅溶液中 將鋅片、銅片分別插入等體積、等濃度的稀硫酸中
現(xiàn)象 鋅片表面有紅色固體析出，溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色 鋅片表面有氣泡產(chǎn)生，銅片表面無(wú)明顯現(xiàn)象
結(jié)論 金屬活動(dòng)性：Zn>Cu K、Ca、Na除外
兩種金屬均為氫后金屬，不能用此法
知識(shí)全解
五、驗(yàn)證金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法
三種金屬 設(shè)計(jì)思路 兩金夾一液 兩液夾一金
方案設(shè)計(jì) 將活動(dòng)性位于兩端的金屬分別加入中間金屬的化合物溶液中 將活動(dòng)性位于中間的金屬分別加入位于兩端的金屬的化合物溶液中
以Fe、Cu、Ag為例 具體操作 將鐵片、銀片分別加入硫酸銅溶液中 將銅片分別插入硫酸亞鐵、硝酸銀溶液中
現(xiàn)象 鋅片表面有紅色固體析出，溶液由藍(lán)色變?yōu)闇\綠色；銀片表面無(wú)明顯現(xiàn)象 硫酸亞鐵溶液中無(wú)明顯現(xiàn)象；硝酸銀溶液中銅片表面有銀白色固體析出，溶液由無(wú)色變?yōu)樗{(lán)色
結(jié)論 金屬活動(dòng)性：Fe>Cu>Ag K、Ca、Na除外
知識(shí)全解
五、驗(yàn)證金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法
設(shè)計(jì)思路 氫前、氫后金屬同時(shí)存在，可先用酸區(qū)分氫前、氫后金屬，再用金屬與金屬化合物溶液反應(yīng)驗(yàn)證
方案設(shè)計(jì) 將活動(dòng)性位于兩端的金屬分別加入中間金屬的化合物溶液中
以Al、Fe、Cu、Ag為例 試劑 相同形狀、大小的鋁片、鐵片、銅片、銀片、硝酸銀溶液、稀鹽酸
操作 ①取打磨后的鋁片、鐵片、銅片、銀片分別放入稀鹽酸中；②將銅片放入硝酸銀溶液中
現(xiàn)象 ①鋁片、鐵片表面產(chǎn)生氣泡，且產(chǎn)生氣泡的速率：鋁片>鐵片；銅片和銀片表面無(wú)明顯變化。②銅片表面產(chǎn)生一層銀白色物質(zhì)，溶液由無(wú)色變?yōu)樗{(lán)色。
結(jié)論 金屬活動(dòng)性：Al>Fe>Cu>Ag
課堂小結(jié)
金屬的活動(dòng)性順序
判斷依據(jù)
內(nèi)容
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
金屬活動(dòng)性由強(qiáng)逐漸減弱
在金屬活動(dòng)性順序里，金屬的位置越靠前，它的活動(dòng)性越強(qiáng)
在金屬活動(dòng)性順序里，位于氫前面的金屬能置換出稀鹽酸、稀硫酸中的氫
在金屬活動(dòng)性順序里，位于前面的金屬能把位于后面的金屬?gòu)乃鼈兓衔锏娜芤豪镏脫Q出來(lái)
驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
金屬與酸反應(yīng)、金屬與化合物溶液反應(yīng)
兩金夾一液、兩液夾一金……
課堂練習(xí)
1.《夢(mèng)溪筆談》中有記載：“信州鉛山縣有苦泉，流以為澗，挹其水熬之，則成膽礬，烹膽礬則成銅；熬膽礬鐵釜，久之亦化為銅?！闭?qǐng)寫出“熬膽礬、鐵釜，久之亦化為銅”涉及的化學(xué)原理： （用化學(xué)方程式表示），該反應(yīng)屬于 （填基本反應(yīng)類型）。久之，鐵釜質(zhì)量 （填“增大”或“減小”）。
Fe + CuSO4=== FeSO4 + Cu
置換反應(yīng)
增大
課堂練習(xí)
解析：
膽礬為五水硫酸銅（CuSO4·5H2O），鐵釜中含鐵單質(zhì)，“熬膽礬”過程中，鐵和硫酸銅反應(yīng)生成銅和硫酸亞鐵。該反應(yīng)為一種單質(zhì)與一種化合物反應(yīng)生成另一種單質(zhì)和另一種化合物，該反應(yīng)屬于置換反應(yīng)。根據(jù)化學(xué)方程式可知，每56份質(zhì)量的鐵會(huì)置換出64份質(zhì)量的銅，故久之鐵釜質(zhì)量增加。
課堂練習(xí)
2.有X、Y、Z三種金屬，X在常溫下就能與氧氣反應(yīng)，Y、Z在常溫下幾乎不與氧氣反應(yīng)；如果把Y和Z分別放入硝酸銀溶液中，過一會(huì)兒，在Z表面有銀析出，而Y沒有變化，根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)事實(shí)，判斷X、Y、Z三種金屬的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序是（　?。?br/>A．X＞Y＞Z B．X＞Z＞Y
C．Y＞X＞Z D．Y＞Z＞X
B
課堂練習(xí)
解析:
X、Y、Z三種金屬，X在常溫下就能與氧氣反應(yīng)，Y、Z在常溫下幾乎不與氧氣反應(yīng)，說(shuō)明X的金屬活動(dòng)性比Y、Z強(qiáng)；如果把Y和Z分別放入硝酸銀溶液中，過一會(huì)兒，在Z表面有銀析出，而Y沒有變化，說(shuō)明Z的金屬活動(dòng)性比銀強(qiáng)，Y的金屬活動(dòng)性比銀弱，即Z＞Ag＞Y，則X、Y和Z的金屬活動(dòng)性順序?yàn)閄＞Z＞Y。
課堂練習(xí)
3.項(xiàng)目式學(xué)習(xí)小組的同學(xué)設(shè)計(jì)下列實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證Fe、Cu、Ag三種金屬活動(dòng)性順序，可行的是（　?。?br/>A．將Fe、Cu、Ag分別加入稀硫酸中
B．將Fe、Cu分別加入AgNO3溶液中
C．將Cu分別加入FeSO4溶液、AgNO3溶液中
D．將Cu、Ag分別加入FeSO4溶液中
C
課堂練習(xí)
解析：
將Fe、Cu、Ag分別加入稀硫酸中，銅、銀都不能與稀硫酸反應(yīng)，不能比較銅、銀的金屬活動(dòng)性，故A不可行；將Fe、Cu分別加入AgNO3溶液中，鐵、銅均能置換出溶液中的銀，說(shuō)明了活動(dòng)性鐵＞銀，銅＞銀，但無(wú)法確定鐵、銅的金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱，故B不可行；將Cu分別加入FeSO4溶液、AgNO3溶液中，銅不能置換出溶液中的鐵，說(shuō)明了活動(dòng)性鐵＞銅，銅能置換出溶液中的銀，說(shuō)明了活動(dòng)性銅＞銀，可得出三種金屬的活動(dòng)性順序是鐵＞銅＞銀，故C可行；將Cu、Ag分別加入FeSO4溶液中，銅、銀均不能置換出溶液中的鐵，說(shuō)明了活動(dòng)性鐵＞銅，鐵＞銀，但無(wú)法確定銀和銅的金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱，故D不可行。
課堂練習(xí)
4.向一定質(zhì)量的AgNO3和Fe（NO3）2的混合溶液中加入Zn粉a g，充分反應(yīng)后過濾，得到一定溫度下的濾液（不飽和）和濾渣，分別向?yàn)V液和濾渣中加入適量稀鹽酸，均無(wú)明顯現(xiàn)象。下列有關(guān)說(shuō)法中，正確的是（　?。?br/>A．濾液的顏色為無(wú)色
B．濾液中的溶質(zhì)只有Zn（NO3）2
C．濾渣質(zhì)量一定大于a g
D．濾渣中一定有單質(zhì)Ag和單質(zhì)Fe
C
課堂練習(xí)
解析：
由金屬活動(dòng)性Zn＞Fe＞Ag可知，鋅先與AgNO3反應(yīng)生成硝酸鋅和銀，AgNO3反應(yīng)完，若還有鋅粉剩余，鋅再與Fe（NO3）2反應(yīng)生成硝酸鋅和鐵。分別向?yàn)V液和濾渣中加入適量稀鹽酸，均無(wú)明顯現(xiàn)象，說(shuō)明濾液中不含硝酸銀，濾渣中不含鋅、鐵，所以鋅恰好與硝酸銀恰好完全反應(yīng)，濾液中含有Zn（NO3）2和Fe（NO3）2，濾渣中含有Ag。由以上分析可知，濾液中含有Zn（NO3）2和Fe（NO3）2，因此濾液的顏色為淺綠色，故A正確，B錯(cuò)誤；每65份質(zhì)量的鋅可置換出216份質(zhì)量的銀，因此濾渣質(zhì)量一定大于a g，故C正確；濾渣中只含有Ag，故D錯(cuò)誤。
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