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第九章 金 屬
9.2.1金屬與氧氣、酸反應
情 境 導 入
9.2.1金屬與氧氣、酸反應
南宋時期的“南海一號”打撈出來的黃金手鐲仍然金光閃閃；打撈出水的一萬多枚銅錢保存較好，可記載古船沉沒時間；古船攜帶的鐵鍋卻銹蝕嚴重，變成了鐵疙瘩。
新 課 探 究
第一節
化學是一門以實驗為基礎的科學
一 、金屬與氧氣的反應
在學習氧氣的化學性質時，我們研究了哪幾種金屬和氧氣的反應？
鎂條在空氣中燃燒
鐵絲在氧氣中燃燒
9.2.1金屬與氧氣、酸反應
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課堂小結
【回顧·思考1】鎂條在空氣中點燃有什么現象？
鎂條燃燒，發出耀眼的白光，放出大量的熱，生成白色固體。
2Mg+O2===2MgO
點燃
化學方程式
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3Fe + 2O2 === Fe3O4
點燃
鐵在氧氣中劇烈燃燒，火星四射，放出熱量，生成黑色固體。
【回顧·思考2】鐵絲在氧氣中點燃有什么現象？
化學方程式
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4Al+3O2===2Al2O3
【觀察·思考1】鎂條點燃之前為什么要先用砂紙打磨？鋁制品在空氣中為什么失去金屬光澤變暗？
化學方程式
鎂、鋁在常溫下可與空氣中的氧氣發生反應。
2Mg+O2===2MgO
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【觀察·思考2】鎂和鋁在常溫下可與氧氣反應，為什么鋁會具有很好的抗腐蝕性呢？
氧化鋁是致密的氧化膜。
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（1）為什么鋁制品不容易生銹？
鋁常溫下與氧氣反應，生成一層致密的氧化鋁薄膜，阻止鋁進一步氧化。
（2）生活中鋁制品能否用鋼刷擦洗？
不能。鋼刷、沙等破壞鋁制品表面致密的保護膜。
討論：
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銅在加熱條件下與氧氣發生反應，生成黑色的氧化銅。
化學方程式
2Cu + O2 === 2CuO
△
【觀察·思考3】銅火鍋長時間使用后會變黑？
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金在高溫下也不與氧氣發生反應。
【觀察·思考4】從化學角度分析“真金不怕火煉”。
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（1）“鎂鋁”派 常溫下就能與氧氣反應
2Mg+O2==2MgO
4Al+3O2==2Al2O3
（2）“鐵銅”派 加熱/點燃條件下能與氧氣反應
3Fe+2O2===Fe3O4
點燃
2Cu+O2===2CuO
△
（3）“金”派 高溫下也不能與氧氣反應
真金不怕火煉
常溫在空氣中形成氧化膜
在純氧中點燃才反應
不燃燒，表面變黑
金屬與氧氣反應
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金屬與氧氣反應的劇烈程度與金屬的活潑程度有關（即金屬活動性）。
思考：
為什么金屬與氧氣反應中存在能否反應，及反應劇烈程度不同的差異呢？
拓展：金屬與氧氣反應的難易和劇烈程度首先與金屬本身的性質有關，其次還與金屬粉碎的程度、與氧氣的接觸面積、氧氣的濃度、溫度等因素有關。
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2．判斷金屬活動性的方法一：
可根據金屬與氧氣反應的難易程度或者相同條件下反應現象的劇烈程度進行判斷。
1．大多數金屬都能與氧氣發生反應，但反應的難易和劇烈程度不同。由此可在一定意義上反映金屬的活潑程度。
金屬的活動性順序：Mg、Al＞Fe＞Cu＞Au。
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二、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？
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金屬 現象 反應的化學方程式
稀鹽酸 稀硫酸 稀鹽酸 稀硫酸
鋅
鐵
銅
反應較劇烈，放出大量的氣泡
反應較慢，有氣泡放出
沒有明顯變化
Zn+2HCl=ZnCl2 +H2↑
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
Zn+H2SO4=ZnSO4 +H2↑
Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
鋅、鐵的____________比銅的強，它們能置換出鹽酸或稀硫酸中的_____。
氫
金屬活動性
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歸納小結
判斷金屬活動性的方法二：
可根據金屬是否與酸反應，或反應的劇烈程度判斷金屬的活動性強弱。
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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：
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb（H）Cu Hg Ag Pt Au
金屬活動性順序
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。
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你有什么發現？
試試寫出(鎂、鋅、鐵與鹽酸和稀硫酸反應)這些化學方程式
Mg + 2HCl MgCl2 + H2↑
Zn + 2HCl ZnCl2 + H2↑
Fe + 2HCl FeCl2 + H2↑
Mg + H2SO4 MgSO4 + H2↑
Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2↑
Fe + H2SO4 FeSO4 + H2↑
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Mg + 2HCl = MgCl2 + H2 ↑
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 ↑
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 ↑
從反應物和生成物的類別如單質、化合物的角度分析，這些反應有何特點？將這一類反應與化合反應、分解反應進行比較。
置換反應：
單質
化合物
化合物
單質
由一種單質與一種化合物反應，生成另一種單質與另一種化合物的反應。
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特點 表達式 舉例
化合反應 多變一 A+B == C C+O2 == CO2
分解反應 一變多 A== B+C 2H2O == 2H2↑+O2↑
置換反應 單換單 A+BC ==B+AC Zn+H2SO4== ZnSO4+H2↑
點燃
通電
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1.有單質和化合物參加的反應不一定是置換反應， 如 CH4+2O2 CO2 +2H2O。
2.有單質和化合物生成的反應不一定是置換反應，如 CuO+ CO Cu+CO2 。
3. 置換反應中一定有元素化合價的變化。
點燃
加熱
特別提醒！
課 堂 小 結
與氧氣反應
金屬化學性質
與稀鹽酸、稀硫酸反應
大多數金屬都能與氧氣發生反應
Mg + 2HCl == MgCl2 + H2↑
Mg + H2SO4 == MgSO4 + H2↑
Zn + 2HCl == ZnCl2 + H2↑
Zn + H2SO4 == ZnSO4 + H2↑
Fe + 2HCl == FeCl2 + H2↑
Fe + H2SO4 == FeSO4 + H2↑
置換反應
A + BC == B + AC
9.2.1金屬與氧氣、酸反應
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1.下列描述正確的是（ ）
A. 鐵絲在O2中燃燒火星四射，有黑色固體產生
B. 金屬鋁在空氣中具有抗腐蝕性，是因為金屬鋁不與空氣反應
C. 加熱高錳酸鉀可以制取O2，液化空氣也可以制取O2，兩者都
屬于化學變化
D. 硫在O2中燃燒發出微弱的淡藍色火焰，并生成有刺激性氣味
的氣體
A
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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．元素存在形態發生改變的反應一定是置換反應
B
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3.“藥金”是鋅和銅的合金，因外形似黃金而得名。下列廚房用品可用來鑒別“藥金”為假黃金的是（ ）
食鹽水　B. 白醋 C. 料酒 D. 醬油
B
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4.下列化合物中，不能通過金屬與鹽酸或者稀硫酸反應得到的是（ ）
A．MgSO4 B．FeCl3 C．AlCl3 D．ZnSO4
B
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5.已知甲、乙、丙三種不同金屬，甲在空氣中加熱后仍保持原金屬光澤，乙在空氣中會緩慢氧化而腐蝕，丙在空氣中會迅速氧化，需保存在煤油中，則甲、乙、丙三種金屬的活動性大小關系為（ ）
A.甲＞乙＞丙 B.乙＞丙＞甲
C.丙＞甲＞乙 D.丙＞乙＞甲
D
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6.把一根潔凈的鐵釘放入稀硫酸中，①鐵釘表面產生氣泡；②溶液由無色變為淺綠色；③鐵釘質量減輕；④溶液的質量增加。以上敘述中正確的是（ ）
①②③　 B. ①③④　　　C. ①④　 D. ①②③④
D
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（多選）7．以下是金屬與酸反應的圖像，其中說法正確的是（　　）
A．向等質量的金屬Fe和Zn中分別加入等濃度的稀鹽酸
B．等質量的Al、Zn與足量的稀硫酸反應
C．向等質量的鎂粉、鋅粉中分別加入等濃度的稀鹽酸
D．向等質量、等濃度的稀硫酸中分別逐漸加入鋅粉和鐵粉
CD
A
B
C
D

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