上节课我们学习了金属的物理性质,为了更深的认识金属的奇妙,这节课我们一起来学习金属的化学性质。通过前面的学习我们知道了镁是银白色的,仔细观察,老师手里的镁条为什么不是银白色呢,有同学能结合课本预习的相关知识加以解释吗?(学生回答)其实这个反应在常温下就能进行。这是老师上学时候用过的铝制饭盒,到现在还用着呢,因为铝和镁一样,在常温下就能和氧气反应,生成了氧化铝覆盖在表面,起到保护作用,所以特别经久耐用,其实常温和氧气反应的不止有铝,还有镁等其他金属(回答)那么是不是所有的金属都和他们一样在常温下就能和氧气反应呢?(学生回答不是)能举例吗?(学生回答铁)很好,铁丝燃烧生成了四氧化三铁,除了铁,铜也是在高温下才能与氧气反应,生成黑色的氧化铜。这是一枚对老师具有特殊意义的金戒指,为了让大家更全面的认识到金属的性质,今天老师决定把它放到火里烧一下,戒指损坏了吗?学生回答没有,原来是真金不怕火炼啊!这说明了金即使在高温时也不与氧气反应。看,现在,相信同学们都已发现大多数金属都能与氧气发生反应,这就是我们今天要学习的第一条金属的化学性质,金属和氧气的反应(板书),同时不难看出他们反应的难易程度和剧烈程度不相同。我们就可以根据他们的反应的难易程度和剧烈程度来判断金属的活泼程度也就是活动性,同学们我们刚才讲了哪些金属与氧气的反应,现在我们一起来排一下他们的活动性,(同时板书)比较活泼,最不活泼。
但此刻如果要问活动性镁铝谁强谁弱?铁铜又是谁更活泼?金属与氧气反应是看不出来的。所以我们需要借助其他的化学物质进行验证,接下来我们来探究金属与酸的反应,(板书)分组实验:A组做金属和稀盐酸,B组做金属与稀硫酸,实验过程中由组长负责具体操作,其他同学辅助,并做好相应实验现象的记录。具体操作如下:向在试管架上4支预先放入铜、铁、锌、镁的试管中,依次加入约占试管容积1/5的稀盐酸(或稀硫酸),然后放回试管架,比较观察金属表面与溶液的变化,尤其是反应的剧烈程度。提示实验过程中注意操作规范,取用稀盐酸和稀硫酸要小心。在刚才的实验过程中,老师发现这组同学做的又快又好,一起来交流一下你们组的实验现象,以提问的形式引导,是不是四支试管都有明显的现象(不是),哪种金属没有(铜) ,说明铜和酸反应吗。其他几种金属反应时有什么共同现象。产生气泡,那反应的剧烈程度一样吗?不一样,最剧烈,学生回答,镁,相对而言最不剧烈,铁。很好,盐酸组同学实验现象总结如下。那么硫酸组同学实验现象呢?是不是基本一样。在这就不多做重复了,不过关于其中铁和酸的反应老师还是要作一说明的,经过一段时间溶液会变成浅绿色。课上由于时间关系同学们在刚才的实验中没有观察到这一现象,不过不要紧,老师提前做了,同学们一起看一下。通过刚才的实验,我们会发现很多金属都能和盐酸或稀硫酸反应,但反应的剧烈程度不相同。而金属是否与酸反应以及反应的剧烈程度的不同也是我们判断金属活动性的一个重要方法。这幅漫画是刚才实验的真是写照,形象的描述了镁锌铁铜四种金属遇到盐酸的心情,有人欢喜有人忧,结合前面的结论现在能判断这四种金属的是活动性了吧? 一起说。(板书)在刚才的实验中同学们是不是都看到了气泡,那说明金属和酸反应会产生气体。接下来,我们就一起来检验镁条和酸反应产生的气体,这个实验老师需要一位同学的配合,愿意的请主动上来,你的任务就是等气体产生后将燃着的木条放到试管口,啪,这一响亮的声音让你想到了产生的是氢气,一定是氢气吗 下面让我们从镁条和酸反应的反应物的化学式出发进行推测,盐酸是氯化氢气体的水溶液,所以镁和盐酸反应其实是和氯化氢反应;稀硫酸也一样,参加反应的是溶液中的硫酸,我们可以根据质量守恒定律中化学反应前后元素种类不变推测,确定生成的确是氢气,看,那反应的另一产物是氯化镁,和硫酸反应的除了氢气还有硫酸镁。看屏幕将方程式完整化。接下来请同学仿照镁和酸反应的原理完成铁锌和酸反应的方程式。提示写铁和酸反应时生成物中铁元素显+2价,书写过程中同桌同学可以进行交流,看同学们写的差不多了,结合屏幕校对答案,看铁和盐酸反应生成了氯化亚铁,与硫酸反应生成的是硫酸亚铁。同学们,刚才我们书写了金属与酸反应的方程式,那么我请大家观察,从化学反应的物质类别来看看这些反应是否具有共同点。学生回答都是单质化合物生成单质化合物,这样的反应叫置换反应。它也是化学基本反应类型之一。关于置换反应,事实上早在西汉时期,古人就已经发现并利用这一规律到湿法炼铜当中,曾青得铁,则化为铜,曾青就是硫酸铜溶液,所以这句话涉及的是同学们已经熟悉的铁和硫酸铜溶液的反应,生成了铜和硫酸亚铁溶液,回忆实验现象,这属于什么反应,学生回答置换,也就是说铁置换出硫酸铜溶液中的铜,那么铁为什么能置换出铜呢?答案铁的活动性比铜强(提示通过金属和酸的反应我们已经比较出了一些金属的活动性,知道了铁的活动性大于铜,所以才能置换,)由此可见,活动性强的金属能把活动性弱的金属从他的化合物的溶液中置换出来,这是一个普遍规律吗?其他金属也能发生类似反应吗?带着这些问题让我们进入下一个探究,金属和其他金属化合物溶液的反应(板书),试管中按顺序是老师预先倒入的蓝色的硫酸铜溶液,无色的硝酸银溶液,以及无色的硫酸铝溶液,分别插入打磨过的铝丝,铜丝最后还是铜丝,这组实验要出现明显的实验现象是需要一定的时间的,所以老师课前预先做好了,看这是铝丝插入硫酸铜溶液,我们铝丝表面覆盖红色物质,溶液由最初的蓝色逐渐变为了无色,下面我们一起来写反应涉及的方程式,铝和硫酸铜溶液反应生成了红色物质是铜,同时生成了硫酸铝(提示可以仿照铁和硫酸铜反应的原理推测)完整的方程式请看屏幕。这属于我们今天所学的置换反应,铝置换出了硫酸铜溶液中的铜,铝为什么能置换出铜呢?因为铝的活动性大于铜,看铜和硝酸银溶液反应的现象已经比较明显,此刻铜丝表面覆盖银白色物质,溶液由无色逐渐变为蓝色,这个反应如何具体进行,我们一起写方程式,铜和硝酸银溶液反应生成银白色的物质银,同时生成硝酸铜(提示生成了类似于硫酸铜溶液的蓝色溶液)书写物质化学式还是要考虑化合价,硝酸铜中铜元素显正二价,正确的方程式看屏幕。通过这个反应的发生我们比较出了哪两种金属的活动性,对,铜和银,而且同大于银。看最后铜丝和硫酸铝的反应,有像前面实验一样明显的现象吗?没有,是时间原因吗,我们一起分析,通过第一个实验我们知道了铝的活动性大于铜,所以此反应中,活动性弱的铜能将活动性强的铜朱鹮出来吗?不能,这就说明了这个反应根本不会发生,何来明显现象呢。通过这一组实验的探究,我们发现不是所有的金属都能和其他金属化合物的溶液反应的,只有活动性强的金属才能将活动弱的金属从其化合物的溶液中置换出来,而反应的能否进行就是我们今天学到的判断金属活动性的第三个方法。看,黑办上列出了本节课我们所接触的常见金属,请同学们综合考虑,排出他们的活动性顺序。同组同学可以讨论,可以直接问学生排出了所有金属的活动性顺序了吗?回答有,请上黑板写,没有问,什么没排出来。
经过许多类似于我们刚才的实验探究,人们总结出了常见金属的活动性顺序,从钾到金,金属活动性由强到弱,一起读一遍。金属活动性顺序非常重要,因为他有在生产和科学研究中有着重要的应用,关于他的具体应用我们可以参考一下三个问题加以归纳。(总结第二条应用时讲)按理说金属活动性顺序表中出现的应该全部金属,为什么会出现非金属元素氢呢?有何用意。在前面的探究实验中我们已经涉及到了金属镁锌铁铜与酸的反应,其中只有铜不与酸反应,现在这个问题应该有答案了吧。第三个问题,可以结合第二个探究实验思考,铁置换出硫酸铜溶液中的铜,这就是我们归纳总结三条金属活动性顺序的应用
今天我们主要学习的是金属的三条化学性质,同时知道了什么是置换反应,并总结了活动性顺序及其应用。相信同学们一定感受到了金属的奇妙,接下来我们就通过一定的题目对本节课的内容加以巩固,在(共39张PPT)
Fe
Al
Mg
Au
宜兴市高塍中学 吴 静
常温下 4Al + 3O2 = 2Al2O3
铁丝在氧气中燃烧,生成四氧化三铁
说明:金即使在高温时也不与氧气发生反应
大多数金属都能与氧气发生反应,但反应的难易程度和剧烈程度 。
相信你能发现:
常温下 4Al + 3O2 = 2Al2O3
高温下 3Fe + 2O2 = Fe3O4
高温下 金也不与氧气反应
点燃
不相同
结论:判断金属活动性的方法之一:
根据金属与氧气反应的难易程度或剧烈程度判断金属的活动性
A组 B组
金属与稀盐酸的反应 金属与稀硫酸的反应
请向试管架上的4支预先放入铜、铁、锌、镁的试管中,依次加入约占试管容积1/5的稀盐酸(或稀硫酸),再将试管放回试管架,对比观察金属表面与溶液的变化,以及反应的剧烈程度。
金属与盐酸或稀硫酸的反应
友情提醒:
实验操作要规范,取用稀盐酸或稀硫酸千万要小心哦!(组长负责操作实验)
金属和酸反应的主要实验现象
金属 A组金属和盐酸反应的主要现象 B组金属和稀硫酸反应的主要现象
铜
铁
锌
镁
试管中的白色 表示气泡
无明显现象
反应较慢,
产生少量气泡,
反应较剧烈,
产生较多气泡
反应剧烈,
产生大量气泡
形成浅绿色溶液
形成浅绿色溶液
反应剧烈,
产生大量气泡
反应较剧烈,
产生较多气泡
无明显现象
反应较慢,
产生少量气泡,
相信你能发现:
很多金属都能与盐酸或稀硫酸发生反应,但反应的剧烈程度 。
不相同
结论:判断金属活动性的方法之二:
可根据金属能否与盐酸或稀硫酸反应或反应的剧烈程度判断金属的活动性
盐酸
“镁”丽动人的我为什么总伤的最深呢!
“铁”石心肠的我也被融化啦!
“锌锌”苦苦的为什么总是我呀?
哈哈!“铜”人不“铜”命哦!
谁强谁弱你看清楚了吗?
Mg+2HCl==MgCl2+H2↑
Mg+H2SO4==MgSO4+H2↑
用燃着的小木条
放在试管口检验
检验镁条和酸(盐酸、稀硫酸)反应产生的气体?
(HCl)
(H2SO4)
(金属与酸反应的化学方程式)
金属 A组与盐酸反应化学方程式 B组与稀硫酸反应化学方程式
铜
铁
锌
镁
硫酸亚铁
Mg+H2SO4==MgSO4+H2↑
Mg+2HCl==MgCl2+H2↑
+2
Fe+ H2SO4 ==FeSO4+H2 ↑
Zn+ H2SO4==ZnSO4+H2 ↑
Fe+2HCl==FeCl2+H2↑
Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑
+2
氯化亚铁
(HCl)
(H2SO4)
由一种单质与一种化合物反应, 生成另一种单质与另一种化合物的反应。
Mg + 2HCl = MgCl2 + H2 ↑
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 ↑
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 ↑
单质 化合物 化合物 单质
置换反应:
从反应物和生成物的物质类别的角度如单质、化合物分析,这些反应有何特点?
基本反应类型
早在2000多年前西汉时期就有“曾青得铁则化为铜”的记载。我国劳动人民早就认识了硫酸铜等溶液里的铜能被铁置换出来,从而发明了湿法炼铜,揭开了湿法冶金术的序幕,成为人类冶炼史上的一个重要里程碑。
现象:
铁钉表面会有 物质出现,
溶液逐渐从 变为 。
该反应的化学方程式:
Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4
说明:铁能把铜从硫酸铜溶液中置换出来
活动性:Fe>Cu
红色
蓝色
浅绿色
置换反应
金属与其他金属化合物的溶液反应
实验 现象 反应的化学方程式
铝丝浸入硫酸铜( CuSO4)溶液中
铜丝浸入硝酸银(AgNO3)溶液中
铜丝浸入硫酸铝[Al2(SO4)3]溶液中
浸入溶液中的铝丝
表面覆盖一层 物质,溶液由
色逐渐变为 。
浸入溶液中的铜丝
表面覆盖一层
物质,溶液由
逐渐变为 色。
无明显现象
2Al+3CuSO4==3Cu+Al2(SO4)3
Cu+2AgNO3==2Ag+Cu(NO3)2
红色
蓝
无色
银白色
无色
蓝
相信你能发现:
不是所有的金属都能与其他金属化合物的溶液发生置换反应,只有活动性强的金属才能将活动性弱的金属从其化合物的溶液中置换出来
判断金属活动性的方法之三
根据金属与其它金属化合物的溶液能否发生反应判断金属活动性
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
钾 钙 钠 镁 铝 锌 铁 锡 铅 氢 铜 汞 银 铂 金
金属活动性由强逐渐减弱
相信你能归纳:
1、在金属活动性顺序里,金属的位置与它的活动性有何关系
2、在金属活动性顺序里,什么位置的金属能与酸反应而置换出盐酸、稀硫酸中的氢
3、在金属活动性顺序里,位于哪里的金属才能把其他金属从它们化合物的溶液里置换出来
常见金属的活动性顺序:
1、在金属活动性顺序里,金属的位置越靠前,它的活动性就越强。
2、在金属活动性顺序里,位于氢前面的金属能与酸反应置换出盐酸、稀硫酸中的氢。
3、在金属活动性顺序里,位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来。
课堂小结
一、金属的化学性质
1、金属与氧气反应
2、金属与酸反应
3、金属与其他金属化合物的溶液反应
※置换反应
二、金属活动性顺序及应用
年岁末大酬宾:金属活动性的应用
奇
妙
的
金
属
我能应用:
小明看到妈妈在厨房里用钢丝球用力擦洗铝锅上的污垢,立即喊起来:“妈妈,不能用钢丝球擦。”你知道为什么吗?
除去铝锅表面致密的的氧化铝薄膜,就不能保护里层的铝不再与氧气反应,使铝锅容易被腐蚀。
奇
我能应用:
1.据古籍记载江西上饶有一苦泉(苦泉水呈蓝色),铁锅使用苦泉水会变成铜锅,试分析蕴含的化学原理。
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
D
妙
下列反应中,属于置换反应的是( )
A. 2H2O2 = 2H2O+ O2↑
B. CuO+CO = Cu+CO2
C. H2+CuO = Cu+H2O
D. CO2+H2O = H2CO3
△
MnO2
△
C
的
你能区分假黄金(铜、锌合金)和真黄金吗?
我能应用:
金
判断下列各组物质能否发生反应?
(1)银和稀硫酸
(2)锌和硫酸铜溶液
(3)金和硫酸铜溶液
不反应
能反应
不反应
属