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课题2 金属的化学性质(第一课时)
一、学习目标
1.知道铁铝铜等常见金属与氧气的反应。
★2.初步认识常见金属与盐酸稀硫酸的置换反应,以及与某些化合物溶液的置换反应解释一些与日常生活有关的化学问题。
二、知识准备
对你熟悉的金属铁、铜、铝,你知道它们的哪些化学性质?你能否用化学方程式表示出来?
三、学习探究
[自主学习]
写出镁、铝、铁、铜等金属与氧气反应的化学方程式。
从化学的角度解释“真金不怕火炼”
[交流学习]
1.小组内检查化学方程式正误。
2.比较上述各反应的条件及反应的现象,按金属活泼性由强到弱的顺序将其排列。
[精讲点拨]
根据金属与氧气反应的难易程度及反应的剧烈程度可以判断金属的活动性强弱,铝在常温下就可以跟空气中的氧气发生反应,使其表面生成一层致密的氧化铝薄膜,从而使铝具有较强的抗腐蚀性能,其化学性质较活泼而非不活泼
[实验探究]1.学生分组完成课本10-11页中活动与探究。
金属 现象 反应的化学方程式
稀盐酸 稀硫酸 稀盐酸 稀硫酸
镁
锌
铁
铜
2.思考与讨论
(1)上述实验过程中,为什么金属颗粒大小要基本相同?酸的量及酸的质量分数要相等?
(2)上述四种金属中能跟酸反应的有几种?反应剧烈程度如何?不跟酸反应的有几种?由此排列出四种金属活动性强弱顺序。
[精讲点拨]
我们还可以根据金属与酸是否能发生反应及反应的剧烈程度来判断金属的活动性强弱,但在比较的过程中要注意控制好条件,要保证在相同条件下进行比较
3、(1)比较能与酸反应的化学方程式,找出反应物、生成物的共同特点,总结什么叫置换反应。
(2)试写出一个前面曾经学习过的置换反应的化学方程式
4、学生完成课本12页中实验,填写下表。
实验 现象 反应的化学方程式
铝丝浸入硫酸铜溶液中
铜丝浸入硝酸银溶液中
铜丝浸入硫酸铝溶液中
讨论:
(1)上述能发生反应的化学方程式的特点是什么?它们属于哪种反应类型?
(2)通过上述反应你认为铝、铜、银的金属活动性顺序如何排列?
(3)通过以上学习探究,你获得了哪些判断金属活动性顺序的方法?
四、达标测试
1、公元二世纪我国炼丹专家魏殃著有《周易参同契》是世界上现在的最早的一部炼丹专著,书中描写道“金入于猛火色不夺精光”。这句话是指黄金的性质在强热条件下( )
A.很稳定 B.很活泼 C.易氧化 D.易还原
2、将一枚洁净的铁钉浸入稀硫酸中,下列叙述:①铁钉表面产生气泡;②液体由无色逐渐变为浅绿色;③铁钉的质量减轻;④液体的质量减轻,其中正确的是( )
A.②③ B.①②④ C.①②③ D.①②③④
3、出土的文物中,金器保存完好,铜器表面有锈迹,铁器则锈迹斑斑,这表明金、铜、铁的金属活动性由强到弱的顺序是
4、小华欲测定Cu—Zn合金中铜的质量分数,实验室只提供了一瓶稀盐酸和必要的仪器。小华取出该合金的粉末65克与足量的稀盐酸充分反应,经测定,产生了0.4克气体,试计算该合金中铜的质量分数。
五、能力提升
1、某工厂排放的废水中含有废硫酸和硫酸铜,为了防止污染,变废为宝,在废水处理池中投入过量的废铁屑,充分反应后过滤,得到的固体是 ,将滤液蒸发后得到的固体是 ,有关的化学方程式为 、
2、比较、分析、归纳是学习化学的有效方法。
现有反应:①Zn+CuCl2═ZnCl2+Cu ②Cu+2AgNO3═Cu(NO3)2+2Ag
③Cl2+2NaBr═2NaCl+Br2 ④Br2+2NaI═2NaBr+I2
(1)通过比较、分析,可以发现上述四个反应有相似之处,均属于 反应
再分析这四个反应前后各元素的化合价,我们还会发现一个相似之处:
(2)分析反应①和②,可以得到Zn Cu Ag三种金属的活动性由强到弱的顺序是
(3)用同样的思维分析③和④,我们可知Cl2、Br2、I2的非金属活动性顺序由强到弱的是
六、课堂小结
谈谈你这节课的收获、困惑及你还想获得的知识分别有哪些。
课后练一练
必做题
1、下列物质在氧气中燃烧,能生成黑色固体的一组是( )
①镁 ② 硫 ③铁 ④磷 ⑤铜
A、①③ B、③ C、③④⑤ D、③⑤
2、下列不能由金属和酸直接反应得到的物质是( )
A、氯化镁 B、硫酸锌 C、氯化亚铁 D、硫酸铜
3、下列反应类型中,一定有单质参加的反应是( )
A、化合反应 B、分解反应 C、置换反应 D、氧化反应
4、要除去铜粉中混有的少量铁粉,下列物质不合适的是( )
A、稀硫酸 B、稀盐酸 C、硫酸铜溶液 D、水
5、镁、铁在日常生活中都有广泛的用途,如:
(1)镁在空气中燃烧时,能发出耀眼的白光,可用来制作镁闪光灯,其反应的化学方程式为
(2)市场上出售的补血麦片中常含有微量颗粒细小的还原性铁粉,铁粉可与人体胃液中的少量盐酸反应,转化为可溶于水的物质氯化亚铁而被人体吸收,从而起到补血的作用,其中有关反应的化学方程式为
6、A是地壳中含量第二的金属元素,A的单质在B的单质中燃烧时火星四射,生成一种黑色固体C,把A单质放入稀硫酸中产生可燃气体D,A单质跟氯化铜溶液反应能生成紫红色金属E。
(1)A的元素符号是 ,B单质的名称为 ,D单质的化学式为
(2)A单质在B单质中燃烧的化学方程式为 A单质在氯化铜溶液中反应的化学方程式为 该反应的基本类型为
选做题
7、小明选择“铝丝和盐酸反应的快慢与什么因素有关”的课题开展探究,下表是他分别用相同质量的铝丝和足量的稀盐酸反应的三组实验数据:
实验序号 盐酸的质量分数/% 反应温度/℃ 铝丝消失的时间/s
① 3 20 500
② 6 20 300
③ 6 30 80
(1) 写出铝和盐酸反应的化学方程式:
(2) 实验②和③标明该反应快慢与 有关
(3) 能标明盐酸质量分数对反应快慢有影响的实验编号是 和
(4) 如果把实验①中盐酸的质量分数改为4%,请你推测铝丝消失的时间(用t表示)的取值范围
(5) 该实验除了用铝丝消失的时间来衡量反应的快慢外,你还能提出新的方法来衡量该反应的快慢吗?
课题2 金属的化学性质(第二课时)
一、学习目标
★1、能用金属活动性顺序解释一些与日常生活有关的化学问题
★2、能用金属活动性顺序对有关的置换反应进行简单的判断
二、知识准备
熟练书写常见金属与氧气、酸及有关化合物溶液反应的化学方程式
三、学习探究
[自主学习]
1. 分别写出镁、锌、铁、铝分别跟稀盐酸和稀硫酸反应的化学方程式。并指出其反应类型
2.写出铝跟硫酸铜反应的化学方程式。
3.写出铜跟硝酸银反应的化学方程式。
4.阅读课本12-13页,记忆金属活动性顺序表,能说明其主要用途。
[交流学习]
小组内检查化学方程式及金属活动性顺序。
[精讲点拨]
在应用金属活动性顺序时应注意的问题
1、排在氢前面的金属可以置换出酸中的氢而不是氢气
2、强氧化性的酸如浓硫酸及硝酸与金属不是发生置换反应产生氢气而是产生水等
3、金属与其他金属的化合物溶液反应时需注意前金换后金,金属的化合物必须可溶于水形成溶液
4、对于钾、钙、钠等金属的活动性较强,与化合物溶液的反应比较复杂,一般不用其直接置换比其不活泼的金属
四、达标测试
1.下列各组金属中,活动性由弱到强的是( )
A.Cu、Fe、Zn B.Al、Mg、Zn C.Zn、Fe、Hg D.Mg、Zn、Al
2.将甲、乙两种金属片分别放入硫酸铜溶液中,甲表面析出金属铜,乙没有发生反应。据此判断,三种金属的活动性顺序是( )
A. 甲>铜>乙 B.铜>甲>乙C.乙>铜>甲D.甲>乙>铜
3、若金属锰(Mn)在金属活动性顺序中位于铝和锌之间,则下列反应不正确的是( )
A、Mn+H2SO4═MnSO4+H2↑ B、Mg+MnSO4═MgSO4+Mn
C、Fe+ MnSO4═FeSO4+Mn D、Mn+ CuSO4═MnSO4+Cu
4、某金属单质R,不能跟稀硫酸发生反应,但能与硝酸汞溶液发生置换反应,则R可能是( )
A.铁 B.镁 C.银 D.铜
5、请判断下列反应能否发生,能发生的写出反应的化学方程式,不能反应的请说明理由。
(1)银和稀硫酸
(2)铁和硫酸锌溶液
(3)铜和硝酸银溶液
(4)镁和氯化银
(5)铝和硫酸亚铁溶液
(6)锌和硝酸汞溶液
6、 第二次世界大战时丹麦沦陷,著名科学家诺贝尔奖章获得者玻尔巧妙地用“王水”(盐酸和硝酸的混合物) 把金质奖章溶解:Au + HNO3 + 3HCl ==AuCl3 +NO↑+2H2O,并保存在一个容器中。战后玻尔向该容器中投入金属铜就使黄金从溶液中析出,并重新铸造成与原来十分相仿的诺贝尔奖章。 根据你学过的化学知识,写出这个反应的化学方程式 。这个反应属于基本反应类型中的 。
五、能力提升
1、向氧化铜和铁粉的混合物中加入一定量的稀硫酸,微热,分反应后过滤。以下判断错误的是( )
A.滤纸上可能含有铜 B.滤液中可能含有硫酸亚铁
C.滤液中可能含有硫酸铜 D.滤纸上可能含有氧化铜
2、下表是某种常见金属的部分性质:
颜色、状态 硬度 密度 熔点 导电性 导热性 延展性
银白色固体 较软 2.70 g/cm3 600.4 ℃ 良好 良好 良好
将该金属投入稀盐酸中,可产生大量气体。根据上述信息回答以下问题:
①试推断该金属可能的一种用途
②该金属的活动性比铜 (填强或弱);
③请自选试剂,设计实验探究该金属与铁的活动性强弱,并完成该表:
你的一种猜想 验证方法 现象 结论
六、课堂小结
谈谈你这节课的收获、困惑及你还想获得的知识分别有哪些。
课后练一练
必做题
1、学习化学,应善于总结,请对“金属活动性顺序”从内容、规律、应用等方面进行总结,填写下面的空白内容
(1)金属活动性顺序:
(2)金属与酸反应的规律是 试举出实例(可用化学方程式表示)
(3)位于 的金属能把位于 的金属从它们的化合物 中置换出来。试举出实例(可用化学方程式表示)
(4)铁与稀盐酸或稀硫酸发生置换反应时生成 或 跟氢气
(5)铁与含金属化合物的溶液发生置换反应时生成 价的铁的化合物
2、下列每组金属是按活动性由弱到强的顺序排列的是( )
A.K、Hg、Zn B.Ag、Al、Au C.Mg、Te、Cu D.Pt、Pb、Na
3. 有x、y、z三种金属,如果把x和y分别放人稀硫酸中,x溶解并产生氢气,而Y 不反应;如果把y 和z分别放入硝酸银溶液中,过一会儿,在y 表面有银析出,而z没有变化。根据以上实验事实,判断x、y和z的金属活动顺序正确的是 ( )
A.X>y>Z B.X>Z>y, C.Z>y >X D.Z>X>y,
4、我们的家庭生活中有一个铁桶,现有四种溶液,能用该桶盛放的是( )
A.盐酸 B.稀硫酸 C.硫酸铜溶液 D.白酒
5、比较铜和银的金属活动性强弱,可选用的药品是( )
A.稀盐酸 B.稀硫酸 C.硫酸锌溶液 D.硝酸汞溶液
6.沈括在 《梦溪笔谈》中提到:信州(今江西省)铅山县有一苦泉,将苦泉水熬煎,得到一种兰色晶体。此晶体常用作游泳池或者浴池消毒剂。试回答:(1)此晶体的化学式为 ,(2)熬煎苦泉水的铁锅用久了就会在表面析出一层红色固体物质,其原因是 。
7、除去括号中的杂质(用化学方程式表示)
(1)Cu(Zn)
(2)ZnSO4(CuSO4)
选做题
8.人类的生产生活离不开金属,下列三种金属被发现、使用的先后顺序依次为:铜、铁、铝。
(1)金属大规模被使用的先后顺序跟_____________(填序号)选项关系最大。
①地壳中金属元素的含量;②金属的导电性;③金属的活动性。
(2)为探究锰与铁的金属活动性,在相同温度下,取大小相同、表面光亮的两种金属薄片,分别投入等体积、等溶质质量分数的足量稀盐酸中(反应中Mn显+2价),请回答:
金属 铁 锰
与盐酸反应现象 放出气泡速率缓慢 放出气泡速率较快
结论 活动性铁__________(填“>”“<”)锰
除了比较与酸反应产生气体速率的快慢,请你再举出一种可比较这二种金属活动性强弱的方法(写出所需药品即可):_____________和___________。
(3)将盛有等质量、等溶质质量分数的稀盐酸的两只烧杯,放在托盘天平左右两盘上,调节至平衡,再向两只烧杯中分别放入质量相等的镁和铁,待反应停止后,请判断:
①若天平仍保持平衡,烧杯中一定没有剩余的物质是____________;
②若天平失去平衡,则指针一定偏向放_____________的一边。.
课题2 金属的化学性质(第一课时)
达标测试
1.A 2.C 3.铁>铜>金 4、80%
能力提升
1、铁、铜 ;硫酸亚铁 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
2、(1)置换反应、反应前后均有元素的化合价发生改变 (2)Zn>Cu>Ag Cl2>Br2>I2
课后练一练
必做题 1.D 2.D 3.C 4.D 5.(1)2Mg+O22MgO (2)Fe+2Hcl=Fecl2+H2↑
6.(1)Fe、氧气、H2 (2)3Fe+2O2Fe3O4、Fe+CuCl2=Fecl2+Cu、置换反应
选做题
7、(1)2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑ (2)温度 (3) ①、②
(4)300s课题2 金属的化学性质(第二课时)
达标测试
1、A 2、A 3、C 4、D
5、(1)不能,银排在氢后 (2)不能,铁排在锌后
(3)Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag (4)不能,氯化银不溶于水
(5)2Al+3FeSO4=3Fe+Al2(SO4)3 (6)Zn+Hg(NO3)2=Zn(NO3)2+Hg
6、3Cu+2Aucl3=3Cucl2+2Au;置换反应
能力提升:
1、B 2、①导线 ②强 ③猜想:活动性比铁强 验证方法:将等质量分数的稀盐酸分别加入颗粒大小相同的该金属和铁中。现象:产生气泡速度比铁快。结论:该金属活动性比铁强。
课后练一练
必做题 1、略 2、D 3、A 4、D 5、D
6、CuSO4·5H2O Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
7 (1)Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ (2) Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu
选做题
8、①③ (2)< 金属锰的薄片 氯化亚铁 (3)盐酸 铁
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课题2 金属的化学性质
一、选择题
1.我国古代湿法冶铜的化学反应方程式是:Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu ,该反应属于
A.分解反应 B.置换反应 C.化合反应 D.复分解反应
2为验证Zn、Cu、Ag三种金属的活动性强弱,某科学兴趣小组设计了下图所示的四个实验,其中不必进行的实验是( )
3.金属活动性顺序在工农业生产和科学研究中有重要应用,常见金属在溶液中的活动性由强至弱的顺序及元素名称、符号均正确的一组是
A.金Au>银Ag>铜Cu B.钾K>钙Ca>钠Na
C.锌Zn>铁Fe>贡Hg D.铝Cl>镁Mg >锌Zn
4.下列化学方程式所表示的化学反应能发生的是 ( )
A.Cu+H2SO4 CuSO4+H2↑ B.Fe+ Zn( NO3)2 Fe(NO3)2+Zn↓
C.CuCl2+2NaOH Cu(OH)2↓+2NaCl D.Na2CO3 +2KNO3 K2CO3+ 2NaNO3
5.相同质量的M、N两种活泼金属,分别与足量质量分数为8%的盐酸反应(M、N在生成物中均为+2价),生成H2质量
和反应时间的关系如右图。下列叙述正确的是 ( )
A.金属的活泼性N>M B.两个反应生成H2的体积相等
C.相对原子质量N>M D.两个反应消耗盐酸的质量一定相等
6.向100ml硫酸铜溶液中加入一定量的铁粉充分反应后过滤。下列情况可能出现的是( )
A.滤液只有硫酸铜,滤出固体只有铁 B.滤液只有硫酸亚铁,滤出固体为铁、铜
C.滤液只有硫酸铜、滤出固体只有铜 D.滤液有硫酸亚铁、硫酸铜,滤出固体为铁
7.往AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后过滤,向滤渣中加入稀盐酸,无气泡产生。根据上述现象,你能得出的结论是
A.滤渣中一定有Fe粉 B.滤渣中一定有Cu粉
C.滤液中一定有Fe2+ D.滤液中一定有Ag+、Cu 2+
8. 将等质量的甲、乙两金属分别与足量的稀硫酸反应,产生氢气的质量与反应时间的关系如右图。关于甲、乙两金属判断合理的是
A.铁、镁 B.铁、锌
C.锌、铁 D.锌、镁
9.有X、Y、Z三种金属,如果把X和Y分别放入稀硫酸中,X溶解并产生氢气,Y不反应;如果把Y和Z分别放人硝酸银溶液中,过一会儿,在Y表面有银析出,而Z没有变化。
根据以上实验事实,判断这三种金属的活动性由强到弱的顺序为
A.Z、Y、X B、X、Y、Z
C.Y、X、Z D.X、Z、Y
10.向氯化铜溶液加入一定量的锌粉充分反应,下列情况中可能出现的是
①溶液中有 Zn2+、Cu2+ ,不溶物为Cu ②溶液中有 Zn2+、Cu2+ ,不溶物为 Zn
③溶液只有 Zn2+ ,不溶物为 Zn ④ 溶液只有 Zn2+有 ,不溶物为 Zn 、Cu
A. ①③ B.②③ C.①④ D.③④
11.根据金属活动性顺序分析,下列描述或判断错误的是
A.常温下,在空气中金属镁比铁容易氧化
B.在氧气中灼烧时,铁丝比铜丝反应剧烈
C.与同种盐酸反应时,锌片比铁片反应剧烈
D.铜活动性不强,故铜不能与硝酸银溶液反应得到金属银
12.下列反应属于置换反应的是
A.NH3+CO2+H2O=NH4HCO3 B.8Al+3Fe3O4高温4Al2O3+9Fe
C.2KmnO4 △ K2MnO4+MnO2+O2↑ D.HCl+AgNO3=AgCl↓+HNO3
13X、Y、Z是三种不同的金属,将X、Y分别放入稀盐酸中,只有X表面产生气泡;将Y、Z分别放入硝酸银溶液中,一会儿后,Y表面有银析出,而Z无变化。根据以上实验事实,判断三种金属的活动性顺序为
A. X>Y>Z B. X> Z > Y C. Z> X>Y D. Y>Z >X
14.有甲、乙、丙三种金属,只甲有在自然界中主要以单质形式存在,丙的盐溶液不能用乙制的容器盛放,则这三种金属的活动性由强到弱的顺序是
A.甲>乙>丙 B.丙>乙>甲 C.丙>甲>乙 D.乙>丙>甲
15.往ZnSO4和CuSO4的混合溶液中加入过量的铁粉,充分反应过滤,滤纸上剩余物质是
A.Fe和Cu B.Cu C.Zn D.Fe
16.废旧手机的某些部件中含有Mg、Al、Cu、Ag等金属,为了回收重金属,将旧手机的部件粉碎并浸入足量稀硫酸中充分反应过滤,所得固体中含有的金属是
A.Mg、Al B.Cu、Ag C.Al、Cu D.Mg、Ag
17.已知金属R与硫酸铜溶液反应的化学方程式是:R+CuSO4===Cu+RSO4 。则下列说法正确的是
A.该反应属于复分解反应 B.金属R的活泼性Cu强
C.该金属可以是金属铝 D.该金属一定是铁
18根据金属活动性顺序分析,下列描述或判断错误的是
A.常温下,在空气中金属镁比铁容易氧化
B.在氧气中灼烧时,铁丝比铜丝反应剧烈
C.与同种盐酸反应时,锌片比铁片反应剧烈
D.铜活动性不强,故铜不能与硝酸银溶液反应得到金属银
19.将甲、乙两种金属片分别放人硫酸铜溶液中,甲表面覆盖一层红色物质,乙没有明显现象。 据此推断三种金属的活动性顺序是
A甲>乙>铜 B铜>甲>乙
c甲>铜>乙 D乙>铜>甲
20.常见金属活动性顺序表如下:
下列各组物质不能发生化学反应的是
A.汞与硝酸银溶液 B.铜与硝酸镁溶液
C.锌与硫酸亚铁溶液 D.铝与稀盐酸
二、填空、简答题
1.请回答有关金属活动性的问题:(1)在Mg和Fe中,活动性较强的是 ;
(2)Mn的活动性比Fe强,由此可知Mn与稀盐酸 (选填:“能”或“不能”)反应;
(3)用Fe和一种盐溶液验证Fe比Cu活泼,写出反应的化学方程式 。
2.为探究Al、Fe、Cu三种金属的活动性顺序,有甲、乙、丙三位同学设计了如下方案:
(1)甲同学将金属分别放入盛有盐酸的3支试管中。根据铜加入盐酸中无变化, 现象,判断出Al>Fe>Cu。
(2)乙同学只用一支试管,只取一次盐酸也能证明Al>Fe>Cu,他在盐酸中插入金属的顺序是Fe 。
(3)丙同学只调整了乙同学插入盐酸中金属的顺序,也能得到正确结论。丙同学调整金属的顺序为 。
【拓展应用】在CuCl2和AlCl3的混合溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后过滤,向滤出的固体中加入盐酸,无明显现象,则滤液中一定含有的溶质是 。
3.我市某电镀厂为减少水污染及节约成本,从含有CuSO4,ZnSO4、FeSO4的废水中回收重要原料硫酸锌和有关金属,实验过程如下:
请回答:
(1)滤液A和滤液B含有相同的溶质是 。
(2)写出步骤①其中一个反应的化学方程式: 。
(3)固体A中含Fe、Cu、Zn三种金属,将其活动性填入下列空格中:
… … … (H) … …
金 属 活 动 性 逐 渐 减 弱
(4)步骤①加入的锌粉为什么要过量,请你简要说明理由 。
(5)固体B的物质是 。
4. 青少年看书、写字一定要爱护眼睛,台灯是在光线不足时常用的照明用具。
(1)图中标示的物质属于金属材料的有
(填序号)。
(2)灯管后面的反光片为铝箔。铝块能制成
铝箔是利用了铝的 性。
(3)铝比铁活泼,但铝箔比铁螺丝钉耐腐蚀。铝制品耐腐蚀的原因是 。
(4)若要验证铜、铁、铝的活动性顺序,某同学已经选择了打磨过的铁丝,你认为他还需要的另外两种溶液是 。
5.莱芜素有“绿色钢城”之美誉,作为全国“钢铁十强企业”的莱钢集团为上海世博会各展馆的建设提供了数万吨钢铁材料。
(1)莱钢炼铁厂常以焦炭、赤铁矿(主要成分是氧化铁)、空气等为主要原料炼铁,反应过程如图所示。其中焦炭的作用是____________________。
(2)电化学腐蚀是金属腐蚀的主要原因。当两种活泼性不同的金属在潮湿的环境中接触时,因形成原电池,活泼性强的金属首先被腐蚀。利用这一原理,为了保护轮船的钢质外壳,通常在行驶的轮船外壳上连接____________ (填“铜板”、“锌板”)。
(3)为了满足某些尖端技术发展的需要,人们又合成了许多新型合金材料。储氢合金是一类能够大量吸收H2,并与H2结合成金属氢化物的材料。此过程发生了____________变化(填“物理”、“化学”),储氢合金属于____________ (填“纯净物”、“混合物”)。
6. 2009年3月,中铁集团某公司的一处生活用房发生爆炸并坍塌,造成多人伤亡,经调查,事故有残留的铝粉。试分析发生爆炸的原因可能是什么?取一块铝片,打磨光亮后灼烧,它既不会燃烧更不会爆炸,铝粉是一种危险化学品,而铝锅为什么可以安全地用于烧水炒菜呢?
三、实验探究题
1.小彬同学家新买了水龙头,从说明书上了解到该水龙头是铜质镀铬的。他想起在学习金属性质时用到的金属活动性顺序中没有铬,为了了解铬与常见金属铝、铜在金属活动性顺序中的相对位置关系,进行如下探究活动。
【查阅资料】铬(Cr)是银白色有光泽的金属,在空气中表面能生成抗腐蚀性的致密氧化膜。铬能与稀硫酸反应,生成蓝色的硫酸亚铬( CrSO4)溶液……
铝是银白色有光泽的金属,能与稀硫酸反应,生成无色的硫酸铝溶液……
【预 测】三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系:
①Cr Al Cu ②Al Cr Cu ③Al Cu Cr
【实验过程】取大小相同的三种金属薄片,用砂纸打磨光亮。
实验一 实验二 实验三
实验方案
实验现象 铬片表面产生气泡缓慢,溶液变蓝色。 _______________________ 铝片表面产生气泡较快。
结论[] 铬能和稀硫酸发生反应,反应速率较慢。[] 铜不与稀硫酸反应 _______________________[]
三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系是__________________________
【回答问题】(1)用砂纸打磨金属片的目的是_____________________。
(2)实验一所发生反应的化学方程式是____________________________。
(3)小东提出用硫酸铜溶液代替上述实验中的稀硫酸也能得出三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系,小燕认为不可行,理由是__________________。
(4)小清认为只要选用三种药品进行实验就可以得出三种金属在金属活动性顺序中的相对位置关系,这三种药品可以是________________。
【归 纳】比较金属活动性强弱的方法有①_____________ ② ___________ 。
2.某兴趣小组的同学为探究铁(Fe)、锰(Mn)和铜(Cu)三种金属的活动性顺序,进行下列探究。
(1)同学们将等大小的三种金属同时放入等质量、等质量分数的稀硫酸中,发现锰表面冒
出气泡的速率比铁快,而铜表面无现象。请将三种金属的元素符号填入下表:
(2)兴趣小组的同学从实验室中收集一桶含有FeSO4、CuSO4的废液。他们想从中回收金属铜和硫酸亚铁晶体,设计了如下方案:
①甲同学提出X可用金属铁,乙同学认为X可用金属锰,你认为 (选填“甲”或“乙”)同学的意见是正确的,理由是 。加入过量的金属X的目的是 。
②操作a、b的名称是过滤,其目的是除去溶液中 的杂质。步骤Ⅱ中发生反应的化学方程式为 。
3.某校同学以“比较Al、X、Cu三种金属的活动性”为课题进行实验探究。
【所用药品】
溶质质量分数相同的稀盐酸,大小形状都相同的Al、X、Cu三种金属。
【实验记录】
Al X Cu
现象 开始时 几乎无气泡产生 产生气泡速度慢 无气泡产生
一段时间后 产生气泡速度快 产生气泡速度慢 无气泡产生
【分析与结论】
(1)实验开始时,铝表面几乎无气泡产生的原因是______________________。
(2)铜表面始终无气泡产生的原因是______________。
(3)三种金属的活动性由强到弱的顺序是__________________。
4..有X、Y、Z三种金属,能发生以下反应:Y+2 XNO3== Y(NO3)2+2X, Z+YSO4== ZSO4+Y,则X、Y、Z三种金属活动性由强至弱的顺序是_____________________。
5.为探究锌、铁、铜的活动性顺序,某同学设计了一组实验;
①锌片浸入稀硫酸中 ②铜片浸入稀硫酸中 ③锌片浸入硫酸亚铁溶液
请补充一个实验来证明三种金属的活动性顺序(写出实验步骤\现象),并作出结论。
6.世博同学在探究铝、铜、银三种金属活动性顺序时做了如下实验,并由此得出了正确结论。
(1)请指出上述实验操作中的错误 ;
(2)写出乙中发生反应的化学方程式 。
7.某校化学兴趣小组的同学们帮助实验老师整理化学药品室时,发现两个未贴
标签的试剂瓶中分别存放银白色金属片。到底它们是哪两种金属?请同学们设计实验方案对这两种金属X和Y的金属活动性顺序进行实验探究。
(1)进行实验,获得结论。完成好如下实验报告,并回答后续有关问题。
实 验 步 骤 实 验 现 象 结 论
分别把这两种金属放入 溶液中,观察。 金属Y表面无明显变化;金属X的表面有大量气泡冒出。将燃着的木条放在金属X的试管口,气体燃烧。 金属活动性顺序:
(2)在进行上述实验之前,实验老师只知道X、Y可能是锌银中的各一种,则根据实验结果说明Y就是 。
(3)小明同学提出,还可以用其它方法证明X、Y的活动性。请你帮他补充完整:
。
原因是(用化学方程式表示): 。
8.某化学探究小组为了验证铁、铜、锌、银的金属活动性顺序,设计了如下实验方案:
①将铁片加入到稀盐酸中;
②将铜片加入到硝酸银溶液中;
③将锌片加入到稀盐酸中;
④将金属片X(表示铁、铜、锌、银中的某一种)加入到Y中。
(该方案中所有金属均已打磨,且形状、大小以及稀盐酸的溶质质量分数均相同)
请完成:
(1)写出②中反应的化学方程式:________;
(2)通过上述实验,可以判断锌的金属活动性比铁强,依据的现象是 。
(3)要得出这四种金属的活动性顺序,如果④中Y表示硫酸铜溶液,则X表示的
一种金属是 ;如果X表示铜,则Y表示的一种溶液是
课题2 金属的化学性质答案
一、选择题
1. B. 2. D 3. B 4. C 5. C 6. B 7. C. 8. B 9. B 10. C
11. D. 12. B 13. B 14. D 15. A 16. B 17. B 18 D 19. C 20. B
二、填空、简答题
1.(1)镁或Mg(2)能(3)Fe+CuSO4==FeSO4+Cu 或 Fe+CuCl2==Fe Cl2+Cu
或Fe+ Cu(NO3)2==Fe(NO3)2+Cu
2.(1)铝与盐酸反应比铁剧烈
(2)Cu Al(3)Cu Fe Al 【拓展应用】 FeCl2 AlCl3
3. (1)ZnSO4 (2分)
(2)Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu 或 Zn+FeSO4=ZnSO4+Fe (2分)
(3)Zn Fe Cu (各1分,共3分)
(4)将废液中的FeSO4和CuSO4完全反应掉 ( 2分)
(5)Fe (1分)
4. (1) ①②④
(2) 延展
(3) 铝与氧气反应表面形成致密氧化膜 。
(4) CuSO4和Al2(SO4)3或硫酸铜和硫酸铝。
5.(1)提供能量和还原剂 (2)锌板 (3)化学 混合物
6.铝粉(或铝粉遇水产生的氢气与氧气混合后)剧烈燃烧放出大量的热,引发爆炸(2分)铝锅与氧气的接触不如铝粉与氧气的接触充分,不易发生剧烈反应放出大量的热(或铝锅的表面形成致密的氧化铝薄膜组织了铝的反应(2分)
三、实验探究题
1.实验现象:无现象
结论:铝能与稀硫酸发生反应,反应速率较快
Al Cr Cu(或“②”)
回答问题:
(1)除去金属表面氧化物(或污物)
(2) Cr+H2SO4=CrSO4+H2↑
(3) 无法比较铬和铝的金属活动性强弱(合理答案均可得分)
(4) A1、CrSO4溶液、Cu(合理答案均可得分)
归纳:①通过金属与酸反应判断金属活动性强弱
②通过金属与盐溶液反应判断金属活动性强弱 (合理答案均可得分)
2.(1)
(2)①甲
可得到纯净的FeSO4晶体;使废液中的铜全部被置换出来
②不溶性
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑
3.(1)铝表面有一层氧化铝薄膜 (2)铜不能与稀盐酸发生反应 (3)Al>X> Cu
4.Z Y X
5.(操作现象各0.5分,结论1分,计2分)将铁片浸入疏酸铜溶液中,铁片表面有红色固体折出(或将铁片浸入稀疏酸(或H2SO4溶液)中,有气泡产生,但产生气泡的速度比锌片慢。(现象描述中无关键部分扣0.5分))
(结论):锌、铁、铜的活泼性顺序为Zn>Fe>Cu
6.(1)胶头滴管都倾斜伸入试管中(2)Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag
7.(1)稀盐酸(1分)(凡合理答案均可得分) X >Y
(2)Y是银
(3)(凡合理答案均可得分)
8.(1)Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag;
(2)锌与稀盐酸反应比铁与稀盐酸反应剧烈 。
(3)Fe ; 稀盐酸(其它合理答案均可)
废液
滤液A
固体A
(Fe、Cu、Zn)
ZnSO
固体B
固体C
Cu
滤液B
金属活动性由强到弱
H
蒸发
Ⅱ加入过量的
稀硫酸、操作b
Ⅰ加入过量的
金属X ,操作a
含FeSO4、CuSO4的废液
金属混合物
滤液
滤液
金属
晶体
金属活动性由强到弱
Fe
Cu
Mn
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第八单元 金属和金属材料
课题2 金属的化学性质
教学目标
1 知道铁、铝、铜等常见金属与氧气的反应,初步认识常见金属与盐酸、硫酸的置换反应,以及与化合物的溶液的反应。
2 通过对金属活动性顺序的学习,能对有关的置换反应进行简单的判断,并能用金属活动性顺序解释一些与日常生活有关的化学问题。
3 通过活动与探究,培养学生细致观察实验现象的良好行为习惯、从细微实验现象差别分析得出实验结论的能力,形成科学、严谨的治学精神。
重点.难点
金属与氧气反应 金属活动性顺序 置换反应的判断
实验准备
镁条 锌片 铁片 铜片 稀盐酸 稀硫酸 铝丝 铁丝 硫酸铜溶液 硝酸银溶液多媒体课件
镊子 试管夹 试管架 试管 砂纸 火柴 酒精灯 小木条
课时安排:2课时
教学过程设计
点评
第一课时
创设情景引入
多媒体展示下列实物照片:黄金项链 银戒指 铁匠铺刚打制出的镰刀 镁条
问题:①是否为各种金属的本质颜色
②不是本质颜色的原因是什么?
从学生的熟悉的装饰品入手,有力的激发了学生寻求“金属为什么会变色”的欲望。
学生活动:
1
2 学生讨论并填写下列表格并交流(任选两种)
物质 本色 观察到颜色 是否变色 原因(猜想)
②猜想镁条、镰刀变色的原因
③链接民间谚语:“真金不怕火炼”的具体含义是什么?
学生讨论、小结:有的金属能与氧气发生反应,有的不能。如(化学方程式):3Fe+2O2===Fe3O4
从生活中普通现象得到金属能与酸反应这一性质,无生硬感和灌输感,可谓水到渠成。
衔接生活小知识
绿豆在铁锅中煮熟后为何会变黑?
过渡自然
在生活中有这样一个现象:绿豆在铁锅中著了以后会变黑;苹果梨子用铁刀切了以后,表面也会变黑。请同学们想一想这是为什么呢?
教师讲解:这是因为绿豆、苹果、梨子与多种水果的细胞里,都含有鞣酸,鞣酸能和铁反应,生成黑色的鞣酸铁。绿豆在铁锅里煮,会生成一些黑色的鞣酸铁,所以会变黑。
有时,梨子、柿子即使没有用铁刀去切,皮上也会有一些黑色的斑点,这是因为鞣酸分子中含有许多酚烃基,对光很敏感,极易被空气中的氧气氧化,变成黑色的氧化物。
(www.cbe21.com/subject/chemistry/html/020103/200410/20041010100088.html ( http: / / www.cbe21.com / subject / chemistry / html / 020103 / 200410 / 20041010100088.html ))
问题: 从刚才的生活小常识中你有什么启示?
由生活常识创设情景,激起学生强烈的好奇心,比平淡的言语过渡更具“挑逗性”,学生也觉得“学习化学真有用”
学生猜想:金属与酸可能会发生反应。
活动与探究:探究金属能否与酸反应(从以下几方面进行观察)
金属 是否有气体产生 速度 用燃着的木条放在试管中,有何现象
学生完成表格,讨论、交流
通过学生自己提出问题→猜想→探究→交流→分析归纳→小结,使学生觉得金属活动顺序好像是他刚发现的,既有所获,双体验了成功感。
知识情景再现:
①观察漫画
3 补充素材:多媒体展示银戒指 铅 白金戒指与硫酸反应的现象
借助教学的辅助手段,让知识再现,有利于突破难点,扫清障碍。
问题:从你的探究和情景素材中你有何发现或有哪些收获?
学生回答:①不是所有的金属与酸发生反应。
②金属种类不同,与酸反应的剧烈程度不一样。
③产生的气体能燃烧,经检验是氢气。
学生书写上述反应的化学方程式:(板演)(教师指导)
①Mg+2HCl==MgCl2+H2↑②Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑
③Fe+2HCl===FeCl2+H2↑
问题1:根据与酸反应的快慢或剧烈程度,能否判断出上述金属中哪种最易与酸反应,即它们的金属活动性如何?
问题2:①上述反应是否是我们学过的化合反应、分解反应?
②上述几个反应有何共同点?
学生讨论、归纳
反思小结:①Mg Fe Zn Cu的金属活动性依次增强。
②置换反应的定义。
联想与运用
1.多媒体展示:下列反应是否都是置换反应?
a.CO+CuO==Cu+CO2
b.Fe+CuSO4==FeSO4+Cu
c.NH4HCO3==NH3↑+CO2↑+H2O↑
2.活动与探究:黄金饰品中的假货常常鱼目混珠,社会上有些不法分子常以黄铜冒充黄金,进行诈骗活动。因为单纯从颜色、外形上看,黄铜(铜锌合金)与黄金极为相似,所以很难区分,现请你设计两种实验方案鉴别真假黄金,要求写出实验方法、现象和结论。
反思小结
①通过本节课的学习,你知道了金属的哪些化学性质?
②你还有哪些收获或疑惑不解的地方?
巩固与练习
1 课本P14 1、3、4
2 课后小实验:Sn、Pb、Ag与稀盐酸反应。
看似练习,实为伏笔,为下节课进一步得出金属活动性顺序搭台阶。
第二课时
复习巩固
你知道了金属的哪些化学性质,并写出有关的化学方程式。
①能与O2反应:4Al+3O2==2Al2O3
②能与稀盐酸(或稀硫酸)反应
Mg+2HCl==MgCl2+H2↑ Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑
质疑激趣(小故事)
奇怪的天平 趣味化学小组的张螳螂同学,他从试验室借来一台天平,在天平两端秤盘里各放两只大小和重量都相等的烧杯,再在两只烧杯中分别倒入等量的硫酸铜溶液和硫酸镁溶液,使天平保持平衡。接着他又拿两个质量相等的铝球,并同时将这两个铝球分别放入两个烧杯之中,这时天平两端继续保持平衡。过一会儿,天平慢慢地倾斜了,是天平出了毛病,还是其他什么原因?(www.xxl./show.asp unid=111)
问题:为什么把铝球放入两烧杯中天平不能平衡?导致天平不平衡的原因你能否猜一猜?
学生猜想:可能是铝与其中的一种溶液发生了反应,而另一种没有。
学生验证猜想
①教师展示:铝丝 硫酸铜溶液 硫酸镁溶液
②学生探究,完成下表
药 品 实验现象 结 论
铝与硫酸铜溶液
铝与硫酸镁溶液
③教师补充:铁丝 铜丝 硝酸银溶液 硫酸铜溶液 硫酸铝溶液
④学生实验“自助餐”,完成下表中的任意两个
反应物质 实验现象 结 论
⑤学生交流
问题:同学们刚才吃“自助餐”的时候有什么发现?
学生1回答:我发现铝能与硫酸铜溶液反应而不能硫酸镁溶液反应,知道了天平不平衡的原因。
学生2回答:我发现铁能置换出铜、银,不能置换出铝。
学生3回答:我发现铁、铜不能置换出铝,但能置换出银。
问题:根据你的发现,你能分析一下原因吗?
学生分析:
①铝能置换出铜、银,说明铝的活动性比铜、银强。
②铁能置换出铜、银,说明铁的活动性比铜、银强。
③铁、铜不能置换出铝,说明铝的活动性比铁、铜强。
学生归纳:Fe Cu Al Ag的活动性顺序是Al Fe Cu Ag
教师引导学生归纳:金属活动性顺序K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
问题与启示
问题:①是不是所有的金属都能与酸反应?
②是不是所有的金属都能相互从其化合物的溶液里置换出来?
启示:①金属与酸发生反应的条件。
②金属与金属化合物溶液反应的条件。
反思与小结:
①归纳金属的化学性质:与氧气反应、与酸反应、与金属化合物溶液反应
②金属活动性顺序应用:置换反应的条件。
练习与巩固
1、教材P14 5、6、7、8
2、下列物质能由金属与酸直接反应生成的是( )
A、CuCl2 B、FeCl3 C、ZnCl2 D、AgCl
3、下表是某种常见的金属的部分性质:
颜色、状态 硬度 密度(g/cm) 熔点(℃) 导电性 导热性 延展性
银白色固体 较软 2.70 660.4 良好 良好 良好
将该金属投入稀盐酸中,可产生大量的无色气体。根据上述信息回答以下问题:
①试推断该金属可能的一种用途
②该金属的活动性比铜(填“强”或“弱”)
③请自选试剂,设计实验探究该金属与铁的活动性强弱,并完成下表:
你的一种猜想 验证方法 现象 结论
④若这种金属就是铝,而有些不法商贩为了谋取暴利,用铝等一些其它金属掺杂甚至代替纯银饰品卖给不知情的顾客,请你利用家中已有的条件设计一个方案帮助鉴别这些饰品的真伪。
执教:湖北省宜都市聂家河镇中学 张建平
点评
新课程标准下化学课堂教学的目的,不仅仅是传授必要的基本知识和技能,更重要的是要通过有效的教学手段促进学生科学素养的提高。在本课题中,教师利用多媒体、小故事等多种形式创设了真实的教学情景,诱发了学生的学习兴趣,并通过提出问题、猜想、验证、分析、归纳小结等过程引导学生开动脑筋,敢于和善于提出自己的见解和新方法,让学生初步掌握了科学探究的方法和思维方法,培养了学生的实验能力、观察能力、实事求是的科学态度以及创新精神。
点评:湖北省宜都市五眼泉中学 张红旭
相关链接:
“金属王国”的多面手: http://www.bjkp./gkjqy/clkx/k07l101.htm
金属铸币收藏中的化学知识: http://www.csc./china/newsarticle.asp aid=50
金银首饰常识:http:///1ove/marry/200208/30420020816.htm
金属铸币收藏中的化学常识
曾经有关报刊发表了《黄金与白银不宜“同居”》的文章,从金属的物理性质上论证了黄金与白银不宜存放在一起。它讲的是纯银的硬度比纯金软,金、银放在一起纯银会附在纯金上,黄金饰物就会发白。白金(铂金)的硬度大于黄金2至3倍,两者也不宜放在一起。
古今金属铸币,它们的金属材质一般是金、银、铜、铁、铝、镍、铅、锡等等。首先我们要明白“金属的化学活性”。金属的化学活性就是不同的金属与其他化合物发生化学反应的难易程度是不同的。其化学活动性排序是:钾、钙、钠、镁、铝、锌、铁、锡、铅、(氢)铜、汞、银、铂、金。排序越靠前的金属化学活动性越强反之情性越强。所以金、铂、银等材质做成的钱币,它们与氧化剂发生缓慢氧化的程度比起铜、铝、铁等材质做成的币要慢得多。所以天长日久后,金币往往还是金光闪闪银币还是银光闪闪,而铜币和铁钱往往就铜绿、铁锈斑斑。
还要明白一个化学原理就是“金属的置换反应原理”。它指的是,化学活性强的金属能够把含有化学活性比它弱的金属的化合物从离子状态下分离出来。从一个通俗易懂的实验上讲吧。如果你拿一根红色的铜棒,放人硝酸银的溶液中,那么红色的铜棒上几分钟时间就会出现一层银附在铜棒上,就是说,铜把含有银的化合物中的银分离置换出来了。另外,化学活性不同的金属相互接触形成“原电池”,从氧化和还原的角度讲,“原电池原理”与置换反应的化学本质是相同的。
那么,这些金属典型的化学性质方面的常识给收藏者们在 收藏保存金属铸币上有什么启示和要求呢?
第一,为防止缓慢氧化,不宜将原封整盒金属币上的那层保护油或者包装去掉。对于已经打磨、或者消洗以后的金属钱币,最好涂一层薄薄的黄油将表面保护起来。
第二,存放金属币的环境要干燥防潮.选用干燥剂要讲究,不宜选碱性干燥剂,要选中性干燥剂。如果存放环境受潮或者是酸碱性不平衡,则容易在金属币表面产生“溶液环境”而使金属表面附着的无机盐化合物处于离子状态,更容易腐蚀。
第三,存放金属币的环境温度不能太高,金属币怕热。因为金属的温度越高,它的化学活动性就越强。实验表明,将一根铜丝放在常温下与放在酒精灯火焰上,与氧化发生化学反应的速度是相差迥异的。
第四,不同材质的金属币,不宜存放在一起。因为它们的化学活动性不一样,比如有的古币爱好者,为了保持币“原有的古代风采’而不愿意打磨和除锈,古币上可能附有一层含有结晶水的无机盐化合物,最常见的是铜币上的铜绿。不同材质的金属市与这样的附着一层结晶化合物的币放一起,置换反应和原电池反应就容易形成,从而形成更加严重的腐蚀。
从生活中普通现象得到金属能与酸反应这一性质,无生硬感和灌输感,可谓水到渫成。
点燃
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