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金屬的化學性質
第二節
第九單元 金屬
（魯教版）九年級
下
01
課標解讀
02
學習目標
03
激趣導入
04
探究新知
05
課堂總結
06
分層作業
課標解讀
01
2022 年新課標要求學生在學習“金屬的化學性質”時，能夠掌握常見金屬與氧氣、酸、鹽溶液的反應規律。理解金屬活動性順序，并能運用其判斷金屬與溶液間的置換反應能否發生。通過實驗探究，培養觀察、分析和解決問題的能力。能從微觀角度解釋金屬化學性質的差異，形成結構決定性質的化學觀念。同時，了解金屬化學性質在生產生活中的應用，感受化學與實際的緊密聯系。
學習目標
02
1. 理解并掌握常見金屬與氧氣、酸、鹽溶液的反應規律，能準確書寫化學方程式。
2. 學會運用金屬活動性順序表判斷金屬間的置換反應能否發生，解決相關化學問題。
3. 通過實驗探究金屬的化學性質，培養觀察、分析和推理能力，形成科學探究的思維方式。
學習目標
激趣導入
03
任務一：引入新課
金屬材料具有優良的物理性能，被廣泛應用于生產、生活中。由于大多數金屬元素的原子容易失去外層電子，能與許多物質發生化學反應，表現出相似的化學性質。
模塊一 金屬與氧氣的反應
探究新知
04
任務二：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氧氣發生化學反應，生成相應的氧化物。
探究新知
04
任務二：金屬與氧氣的反應
【活動探究】鋁與氧氣的反應
取少量鋁粉，均勻地鋪在濾紙上，再將濾紙卷起，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。
探究新知
04
任務二：金屬與氧氣的反應
探究新知
04
任務二：金屬與氧氣的反應
實驗現象：
鋁粉劇烈燃燒，發出耀眼的白光，放出大量的熱，生成白色固體。白色固體落入集氣瓶中。
探究新知
04
任務二：金屬與氧氣的反應
實驗結論：
鋁粉能在氧氣中劇烈燃燒，生成氧化鋁。
實驗原理：
4Al +
點燃
探究新知
04
任務二：金屬與氧氣的反應
在日常生活中，我們經常使用鋁、鐵及其合金制品，很少見到鎂及其合金制品， 你認為可能的原因是什么？
首先，鎂的化學性質較為活潑，在空氣中易被氧化，這使得它的保存和加工難度相對較大。其次，鎂合金的生產成本較高，相較于鋁和鐵的合金，其大規模生產和應用的經濟可行性稍遜一籌。再者，鎂合金的強度和硬度在某些方面可能不如鋁和鐵的合金，難以滿足一些常見制品對材料性能的要求。
交流共享
探究新知
04
任務二：金屬與氧氣的反應
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，但生活中我們很少見到鋁被腐蝕，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。
多識一點
探究新知
04
任務二：金屬與氧氣的反應
鋁與氧氣反應，表面生成一層致密的氧化鋁薄膜（），氧化鋁熔點高于鋁，包裹著鋁。
4Al+3O2==2Al2O3
課堂典例
例1、下列實驗方案不能達到實驗目的的是( )
選項 實驗目的 實驗方案
A 除去中的 將混合氣體通過足量的灼熱銅網
B 比較鋁合金和鋁的硬度 將鋁合金和鋁相互刻劃，鋁表面出現劃痕，則鋁的硬度小
C 鑒別羊毛纖維和合成纖維 取樣，分別燃燒并聞氣味，有燒毛發氣味的是羊毛纖維
D 檢驗集氣瓶內氣體是否為C 將燃著的木條伸入集氣瓶內，木條熄滅，則該氣體是C
課堂典例
【答案】D
【解析】A.氧氣會與灼熱的銅網發生反應，而氮氣不與銅反應，所以該方案可以除去氮氣中的氧氣，能達到實驗目的。故A正確。
B.硬度大的材料可以在硬度小的材料表面留下劃痕，通過相互刻劃的方法可以比較兩種材料的硬度，該方案能達到實驗目的。故B正確。
C.羊毛纖維的主要成分是蛋白質，燃燒時有燒焦羽毛（燒毛發）的氣味，而合成纖維燃燒時一般會有特殊氣味，且灰燼形態與羊毛纖維不同，該方案能達到實驗目的。故C正確。
D.能使燃著的木條熄滅的氣體不一定是二氧化碳，氮氣等不支持燃燒的氣體也能使木條熄滅，所以該方案不能確定氣體一定是二氧化碳，不能達到實驗目的。故D錯誤。
故選D。
模塊二 金屬與酸的反應
探究新知
04
任務三：金屬與酸的反應
你還記得鐵與鹽酸、硫酸的反應嗎？事實上，很多金屬都能與酸反應。那么，金屬與酸反應有什么特點？
探究新知
04
任務三：金屬與酸的反應
【活動探究】比較不同金屬與酸的反應
〔探究任務〕
探究鐵、銅、鋅三種金屬能否與酸反應，以及與酸反應的劇烈程度。
〔實驗用品〕
鐵片、銅片、鋅片、10% 的稀鹽酸、10% 的稀硫酸、試管、量筒、砂紙。
〔實驗方案〕
你準備按照怎樣的步驟完成上述實驗探究任務？實驗過程是否需要進行變量控制？
探究新知
04
任務三：金屬與酸的反應
稀硫酸
稀鹽酸
稀鹽酸
稀鹽酸
探究新知
04
任務三：金屬與酸的反應
探究新知
04
任務三：金屬與酸的反應
探究新知
04
任務三：金屬與酸的反應
探究新知
04
任務三：金屬與酸的反應
以下是完成上述實驗探究任務的步驟：
1. 用砂紙打磨鐵片、銅片、鋅片，除去表面的氧化層。
2. 分別向三支潔凈的試管中加入等量（如 5 毫升）的 10%稀鹽酸。
3. 將打磨后的鐵片、銅片、鋅片分別放入三支試管中，觀察反應現象。
4. 重復上述步驟，將稀鹽酸換成 10%稀硫酸，再次進行實驗。
實驗過程需要進行變量控制，保證金屬片的大小、質量、酸的濃度和體積等相同，以確保實驗結果的準確性和可比性。
探究新知
04
任務三：金屬與酸的反應
10% 的稀鹽酸 10% 的稀硫酸
鐵 固體逐漸溶解，溶液由無色變為淺綠色，并產生大量氣泡 反應緩慢有氣泡產生，溶液由無色變為淺綠色
銅 銅片不與稀鹽酸反應 銅片不與稀硫酸反應
鋅 鋅與稀硫酸反應較劇烈，產生大量氣泡 鋅與稀硫酸反應較劇烈，產生大量氣泡
〔實驗現象〕
探究新知
04
任務三：金屬與酸的反應
實驗結論：
1. 能與稀鹽酸、稀硫酸反應的金屬是鐵和鋅。
2.三種金屬分別與稀鹽酸、稀硫酸反應由易到難的順序是鋅＞鐵＞銅。
探究新知
04
任務三：金屬與酸的反應
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，總結出常見金屬在水溶液中的活動性順序如下：
金屬單質與酸溶液能否發生置換反應、反應的難易程度如何，與金屬的活動性強弱有關。
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 Ag 銀 Pt Au
探究新知
04
任務三：金屬與酸的反應
運用金屬活動性順序預測和解釋化學反應
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稀鹽酸、稀硫酸反應放出氫氣，而排在氫后面的金屬不能與稀鹽酸、稀硫酸反應放出氫氣。（K、Ca、Na除外！）
運用金屬活動性順序，可以預測金屬與酸的化學反應，解釋有關的實驗現象。
觀念構建
探究新知
04
任務三：金屬與酸的反應
【觀察思考】金屬與酸溶液反應的特點
1. 在上面的實驗中，鐵分別與稀鹽酸、稀硫酸反應生成氯化亞鐵（Fe）、硫酸亞鐵（），并放出氫氣；鋅分別與稀鹽酸、稀硫酸反應生成氯化鋅（Zn）、硫酸鋅（Zn），并放出氫氣。試寫出這些反應的化學方程式。
2. 觀察上述反應的化學方程式，分析這些反應的共同特點。
探究新知
04
任務三：金屬與酸的反應
1.反應的化學方程式。
鐵與稀鹽酸反應：Fe+2HCl=Fe+↑
鐵與稀硫酸反應：Fe+ =FeS+
鋅與稀鹽酸反應：Zn+2HCl=Zn+
鋅與稀硫酸反應：Zn+=ZnS↑
2.反應的共同特點：①都是單質與化合物反應生成另一種單質和另一種化合物。②反應中都有氫氣生成，即都屬于置換反應。③ 在反應前后，元素的化合價都發生了變化，屬于氧化還原反應。
探究新知
04
任務三：金屬與酸的反應
單質
化合物
單質
化合物
這些反應都是由一種單質跟一種化合物作用生成另一種單質和另一種化合物，這樣的反應叫做置換反應（displacement reaction）。
A+BC=B+AC
特征：反應物和生成物都是一種單質和一種化合物。
從反應物和生成物的物質類別的角度分析，有如下特點：
課堂典例
例2、下列物質可以由相應的金屬和酸發生置換反應生成的是（ ）
A.
B. Cu
C. AgCI
D.Zn
【答案】D
【解析】A、鐵與鹽酸發生置換反應后生成氯化亞鐵和氫氣，不生成氯化鐵(FeCl3)，錯誤;
B、銅位于金屬活動性順序表中氫的后面，不能與酸反應生成硫酸銅，錯誤；C、銀位于金屬活動性順序表中氫的后面，不能與酸反應生成氯化銀，錯誤；D、鋅位于金屬活動性順序表中氫的前面，能夠與稀鹽酸發生中反應生成氯化鋅和氫氣，正確；故選D。
課堂典例
例3、把一根潔凈的鐵釘放入稀硫酸中，產生的現象是( )
①鐵釘表面產生氣泡 ②溶液由無色變成淺綠色③鐵釘質量減輕 ④液體質量減輕
A.②③
B.②③
C.①②④
D.①②③④
【答案】B
【解析】把一根潔凈的鐵釘放入稀硫酸中時，鐵釘表面產生氣泡;因為反應生成了硫酸亞鐵，所以溶液由無色變成淺綠色，因為鐵釘不斷反應，所以鐵釘質量減輕；
鐵和稀硫酸反應的化學方程式及其質量關系為:
課堂典例
Fe+=Fe+↑
56 2
由質量關系可知，當有56份質量的鐵形成溶液時，有2份質量的氫氣析出，隨著反應的進行液體質量增大；由分析可知，①②③的說法是正確的。故選B。
模塊三 金屬與鹽溶液的反應
探究新知
04
任務四：金屬與鹽溶液的反應
我們知道，許多金屬能與酸溶液發生化學反應，金屬能否與鹽溶液發生反應呢？
探究新知
04
任務四：金屬與鹽溶液的反應
【活動探究】金屬與鹽溶液的反應
將鐵絲、銅絲兩種金屬分別放入硫酸銅、硝酸銀、氯化鈉溶液中，觀察并記錄實驗現象。
探究新知
04
任務四：金屬與鹽溶液的反應
探究新知
04
任務四：金屬與鹽溶液的反應
Cu 溶液 Ag溶液 NaCl 溶液
Fe 鐵表面有紅色物質析出，溶液由藍色逐漸變為淺綠色 鐵表面有銀白色物質析出，溶液由無色逐漸變為淺綠色 不發生反應
活動性質 Fe>Cu Fe>Ag Na>Fe
【實驗現象】
探究新知
04
任務四：金屬與鹽溶液的反應
Cu 溶液 Ag溶液 NaCl 溶液
Cu 不發生反應 銅表面逐漸覆蓋一層銀白色物質，溶液由無色逐漸變為藍色 不發生反應
活動性質 Cu>Ag Na>Cu
【實驗現象】
探究新知
04
任務四：金屬與鹽溶液的反應
討論：哪些物質之間會發生反應？反應產物是什么？
鐵絲放入硫酸銅溶液中會發生反應，化學方程式為：Fe + CuSO = FeSO +Cu，反應現象為鐵絲表面有紅色物質析出，溶液由藍色逐漸變為淺綠色。 鐵絲放入硝酸銀溶液中會發生反應，化學方程式為：Fe + 2AgNO = Fe(NO ) +2Ag，反應現象為鐵絲表面有銀白色物質析出，溶液由無色逐漸變為淺綠色。銅絲放入硝酸銀溶液中會發生反應，化學方程式為：Cu + 2AgNO = Cu(NO ) + 2Ag，反應現象為銅絲表面有銀白色物質析出，溶液由無色逐漸變為藍色。鐵絲和銅絲放入氯化鈉溶液中均不發生反應。
探究新知
04
任務四：金屬與鹽溶液的反應
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 Ag 銀 Pt Au
由此可見，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。（K、Ca、Na除外！）
探究新知
04
任務四：金屬與鹽溶液的反應
實驗證明，鐵能從Cu、Ag 溶液中把銅和銀置換出來，銅只能從Ag溶液中置換出銀，而鐵、銅都不能從 NaCl 溶液中置換出鈉。
Fe + CuSO4=Cu + FeSO4
Cu + 2AgNO3=2Ag + Cu（NO3 ）2
探究新知
04
任務四：金屬與鹽溶液的反應
金屬活動性順序在工農業生產和科學研究中有著廣泛的應用。我國古代即有濕法冶金技術，利用金屬與鹽溶液發生置換反應的原理來冶煉金屬，并一直沿用至今。
北宋濕法煉銅家-張潛
探究新知
04
任務四：金屬與鹽溶液的反應
【活動探究】物質的分類
我們已經學習了空氣、氧氣、二氧化碳、硫酸、鹽酸、氫氧化鈉、氫氧化鈣、碳酸鈉、鐵、鋁、銅等物質的相關知識，也了解了混合物、純凈物、單質、化合物、酸、堿、鹽、氧化物等物質分類概念。
你是否能從物質組成和性質的視角對學過的物質進行整理和分類？請確定你的分類依據，嘗試提出你的分類結果，并與同學相互交流。
探究新知
04
任務四：金屬與鹽溶液的反應
純凈物
單 質
化合物
金屬單質
非
金屬單質
氧化物
酸
堿
鹽
物質的種類
物質的元素
物質的性質
物質的分類：
探究新知
04
任務四：金屬與鹽溶液的反應
在化學的奇妙世界里，我們可以從物質組成和性質的獨特視角，對學過的眾多物質進行條理清晰的整理與分類。
從組成上看，物質可分為純凈物和混合物。純凈物又能細分為單質和化合物，單質如氧氣、鐵等，由同種元素組成；化合物像水、二氧化碳等，由不同元素組成。
從性質出發，物質可分為金屬、非金屬、氧化物、酸、堿、鹽等。金屬通常具有良好的導電性和延展性，如銅、鋁；非金屬如碳、硫等性質各異。氧化物又有酸性氧化物、堿性氧化物之分。
探究新知
04
任務四：金屬與鹽溶液的反應
1. 金屬元素的原子在化學反應中易失去電子。所以，大多數金屬的化學性質較為活潑。
2. 大多數金屬能與氧氣、某些酸和鹽溶液發生化學反應。
3. 依據金屬活動性順序，能比較常見金屬的活潑性，還能判斷金屬和酸、金屬和鹽溶液之間能否發生置換反應。
4. 金屬的化學性質存在差異，這種差異表現在金屬單質和氧氣反應的劇烈程度、金屬單質與酸或鹽溶液發生置換反應的難易程度等方面。
5. 化合反應、分解反應、置換反應、復分解反應是化學中的四種基本反應類型。
長話短說
課堂典例
例4、某化學興趣小組為測定 Fe、Cu、Ag三種金屬的活動性順序，選用下列各組試劑，你認為不可行的是（ ）
A.Cu、Fe溶液，Ag溶液
B.Cu、Ag、FeS溶液
C.Fe、Ag、CuS溶液
D.Fe、Cu、稀硫酸，Ag溶液
【答案】B
【解析】A、銅與氯化亞鐵不反應，無明顯現象，說明鐵比銅活潑，銅能與硝酸銀反應生成硝酸銅和銀，有銀白色固體析出，說明銅比銀活潑，可以測定三種金屬的活動性順序不符合題意;
課堂典例
B、銅、銀與硫酸亞鐵均不反應，均無明顯現象，說明鐵比銅、銀活潑，但是無法探究銅、銀的金屬活動性順序符合題意;
C、鐵能與硫酸銅反應生成硫酸亞鐵和銅，有紅色固體析出，說明鐵比銅活潑，銀與硫酸銅不反應，無明顯現象，說明銅比銀活潑，可以驗證三種金屬的活動性順序，不符合題意;
D、鐵能與稀硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，有氣泡產生，說明在金屬活動性順序里，鐵排在氫前，銅與稀硫酸不反應，無明顯現象，說明在金屬活動性順序里，銅排在氫后，故鐵比銅活潑，銅能與硝酸銀反應生成硝酸銅和銀，有銀白色固體析出，說明銅比銀活潑，可以探究三種金屬的活動性順序，不符合題意。
故選B。
課堂典例
例5、A、B、C三種金屬中，B總是以化合態存在與自然界中，B在A、C之后多年才被發現;A、C放入硝酸銅溶液中，只有A無變化。則三種金屬在溶液中的活動性順序是（ ）
A.A>B>C
B.B>C>A
C.C>A>B
D.B>A>C
【答案】B
【解析】B總是以化合態存在與自然界中,說明B最活潑,在A的前面,A、C放入硝酸銅溶液中,只有A無變化,說明C在銅的前面.A在銅的后面,所以其活動性順序為B>C>A。故選B.
課堂典例
例6、為驗證 Zn、Cu、Ag三種金屬的活動性強弱，某科學興趣小組設計了下圖所示的四個實驗，其中不必進行的實驗是( )
【答案】B
【解析】A實驗說明鋅在氫的前面，B實驗說明銀在氫的后面，C實驗說明銅在氫的后面，D實驗說明銀在銅的后面，故A、C實驗說明鋅>銅，D實驗說明銅>銀，所以不需要的實驗是B。
課堂總結
05
模塊四 練習與實踐
分層作業
06
1、下列金屬中活動性最強的是( )
A.Mg
B.Fe
C.Cu
D.Ag
【答案】A
【解析】金屬活動性順序為:鉀鈣鈉鎂鋁鋅鐵錫鉛(氫)銅汞銀鉑金，A符合題意。故選A。
分層作業
06
2、下列對客觀事實的分析推理不正確的是( )
A.鋁制品有良好的抗腐蝕性，說明常溫下鋁不易與氧氣反應
B.蔗糖水溶液很難導電，說明蔗糖以分子的形式存在于水中
C.生石灰與水反應能煮熟雞蛋，說明生石灰與水反應放出熱量
D.固體通常比氣體難壓縮，說明固體微粒間的空隙較小
【答案】A【解析】A、鋁的金屬活動性比較活潑，常溫下能與空氣中的氧氣發生反應生成一層致密的氧化鋁保護膜，阻止反應進一步進行，故鋁制品具有良好的抗腐蝕性，故選項A錯誤;B、蔗糖放入水中，以蔗糖分子的形式與水分子均勻混合，溶波中沒有帶電的粒式子，故蔗糖水溶液很難導電，故選項B正確;C、生石灰與水反應放出熱量，溫度升高，雞蛋中的蛋白質遇到高溫時發生變性，故能煮熟蛋雞蛋，故選項C正確;D、構成物質的微粒間有空隙，氣體中粒子空隙大于固體中粒子空隙因此固體通常比氣體難壓縮，故選項D正確。故選A.
分層作業
06
3、對比實驗是實驗探究的重要方法,下列對比實驗能達到相應實驗目的的是( )
A.①探究Mn是過氧化氫分解產生氧氣的催化劑
B.②探究氧氣濃度對反應劇烈程度的影響
C.③探究溫度對分子運動速率的影響
D.④)探究鐵、銅、銀的金屬活動性強弱
分層作業
【答案】B
【解析】A、該實驗中左邊試管中沒有加二氧化錳，右邊試管中加二氧化錳，但是兩試管中過氧化氫的濃度也不同，變量不唯一，無法探究二氧化錳是過氧化氫分解產生氧氣的催化劑，不能達到相應實驗目的，不符合題意;B、硫在空氣中燃燒，產生淡藍色火焰，產生有刺激性氣味的氣體，放出熱量;硫在氧氣中燃燒，產生明亮的藍紫色火焰，產生有刺激性氣味的氣體，放出熱量;硫在氧氣中燃燒比在空氣中燃燒劇烈，說明物質燃燒的劇烈程度與氧氣濃度有關，相同條件下，氧氣濃度越大，燃燒越劇烈，能達到實驗目的，符合題意.C、該實驗中溫度、水的體積均不同，變量不唯一，不能探究溫度對分子運動速率的影響，不能達到實驗目的，不符合題意;D、該實驗中鐵能與硝酸銀反應，說明金屬活動性鐵>銀，銅能與硝酸銀反應，說明金屬活動性銅>銀，無法判斷鐵和銅的金屬活動性強弱，不能達到實驗目的，不符合題意;
故選B。
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