8.2.3 金属活动性顺序的应用-2024-2025学年九年级化学人教版下册

第八单元 金属和金属材料 课题2 金属化学性质 第3课时 金属活动性顺序的应用 人教版九年级下册 1 能根据反应情况,结合金属活泼性顺序,判断金属与溶液是否能发生反应 2 能分析反应后固体或溶液质量的变化,并能判断反应后滤液、滤渣的成分 3 掌握金属与酸反应的图像问题,能分析有关物质回收的工艺流程题型 学习目标 金属与氧气反应 金属与酸反应 金属与金属化合物溶液反应 基础知识回顾 讲授新课 常见金属在水溶液中的活动性顺序: 2.在金属活动性顺序里,位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢。（氢前换氢） 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。（强置换弱） 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。（前强后弱） （不包括：硝酸HNO3，浓H2SO4） （不包括：K、Ca、Na，它们在溶液中与水反应而放出氢气） 金属活动性由强逐渐减弱 钾 钙 钠 镁 铝 锌 铁 锡 铅 (氢) 铜 汞 银 铂 金 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 讲授新课 1. 下列物质能否发生反应？写出能发生反应的化学方程式。 (1) 银与稀盐酸 (2) 锌与硫酸铜溶液 (3) 铜与硫酸锌溶液 (4) 铝与硝酸银溶液 (2) 反应的化学方程式为：Zn + CuSO4 Cu+ ZnSO4 (4) 反应的化学方程式为： Al +3AgNO3 Al (NO3)3 + 3Ag (1) 不能，因为在金属活动性顺序中银位于氢的后面，又因为铜也位于氢的后面， 所以(3)也不能反应。 一、判断金属与酸或与其他金属化合物溶液能否反应 讲授新课 2.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、Z的金属活动性由强到弱的顺序：　　　 （用“>”连接）。 X＞Y＞Z 二、根据反应情况，判断金属的活泼性顺序 讲授新课 （1）提供一种单质，两种溶液，应如何设计？ （2）提供一种溶液，两种单质，应如何设计？ （将铜片分别插入硫酸锌溶液、硝酸银溶液中。） （将锌片、银片分别插入硫酸铜溶液中。） 二、三种金属（如：Zn、Ag、Cu) 试用最少的药品 两金夹一溶液 两溶液夹一金 一、两种金属（如：Fe、Cu) 1.分别放入盐酸或稀硫酸 2.将一种金属放入另一种金属的盐溶液里 三、“几种金属活动性顺序”时试剂的选择 讲授新课 3.某同学为验证铁、铜、银三种金属的活动性顺序，设计了以下四种方案，其中能达到目的的是（　　） A．将Fe、Cu分别加入AgNO3溶液中 B．将Fe 、Cu、Ag分别加入稀盐酸中 C．将Fe分别加入CuSO4、AgNO3溶液中 D．将Fe 、Ag分别加入CuSO4溶液中 D 上题还可以选用的方案是___________________________________。 将Cu分别加入FeSO4、AgNO3溶液中 讲授新课 混合物 除去杂质的化学方程式 主要操作步骤 铜粉 （铁粉） FeCl2溶液（CuCl2） 4.选择合适的方法除去混合物中的杂质（括号内为杂质），完成表格。 或Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑ Fe + CuCl2 = FeCl2 + Cu Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑ 向混合物中加入过量稀盐酸或稀硫酸，过滤、洗涤、干燥。 向混合物中加过量铁粉，过滤。 四、金属或金属化合物溶液的除杂 讲授新课 除杂的原则：“不增、不减、易分离” 1.“不增”——除去杂质的同时不能引入新的杂质； 2.“不减”——操作过程中尽量不使被提纯的物质损失； 3.“易分离”——加入除杂试剂反应后的生成物和被提纯的物质易分离,可将杂质转化为沉淀、气体等易分离的物质或被提纯的物质。 讲授新课 5.下列除杂方法正确的是(　　) A.锌粉中混有少量镁粉：加入足量稀硫酸，充分反应后过滤 B.铜粉中混有少量氧化铜：与过量木炭粉混合，充分加热 C.Mg(NO3)2溶液中混有少量AgNO3：加入足量锌粉，充分反应后过滤 D.FeCl2溶液中混有少量CuCl2：加入足量铁粉，充分反应后过滤 D 讲授新课 6.根据题目给出的反应，用“减小”或“增大”填空： (1)铁片投入稀硫酸中，固体（金属）的质量　　　，溶液的质量　　　。 (2)铁片投入CuSO4溶液中，固体（金属）的质量　　 ，溶液的质量　　 。 减小 增大 减小 增大 点拨 有关判断金属与金属化合物溶液反应后固体或溶液质量的变化，可直接比较化学方程式中固体的质量，如： Zn＋FeSO4=== ZnSO4＋Fe　　　　　　2Al＋3CuCl2=== 2AlCl3＋3Cu 65 56 54 192 反应后固体质量减小，溶液质量增大 反应后固体质量增大，溶液质量减小 Fe＋CuSO4=== FeSO4＋Cu　 56 64 五、判断反应后固体或溶液质量的变化 讲授新课 7.将铁片放入下列溶液中，溶液质量增大的是(　　) A．氯化铜溶液 B．硝酸银溶液 C．硫酸镁溶液 D．稀硫酸 D 讲授新课 将铁粉不断地加入到一定量的硝酸铜溶液中 1.若Fe的量少，Fe反应完了，Cu(NO3)2只反应了一部分： 滤渣: . 滤液： . Fe+Cu(NO3)2 = Fe(NO3)2+Cu Cu(NO3)2、Fe(NO3)2 Cu 2.若Fe的量刚好和Cu(NO3)2完全反应： 滤渣： .滤液有： . 3.若Fe过量，把Cu(NO3)2反应完后，Fe还有剩余： 滤渣： .滤液有： . Fe(NO3)2 Fe(NO3)2 Cu Cu、Fe 六、判断反应后滤液、滤渣的成分一种金属与一种盐溶液反应 讲授新课 8.向CuSO4溶液中加入一定质量的铁粉,充分反应后过滤,得到滤渣和蓝色滤液。下列判断正确的是( ) A.滤渣中一定有Fe和Cu B.滤渣中一定有Cu,可能有Fe C.滤渣中一定有Fe,可能有Cu D.向滤渣中滴加稀硫酸,无气泡产生 D 讲授新课 9.向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。 （1）铁与AgNO3反应的化学方程式为_______________________________ 铁与Cu(NO3)2反应的化学方程式为_____________________________　 Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag Fe+Cu(NO3)2=Fe(NO3)2+Cu ①金属与多种金属化合物的溶液反应，最弱的金属先被置换出来。 ②多种金属与某金属化合物溶液反应，最活泼的金属先反应。 (在活动性顺序表里相隔距离较远的先反应) 讲授新课 加入铁粉的量 反应 反应进行的程度 滤渣成分 滤液成分 不足 反应① AgNO3部分反应 AgNO3恰好完全反应 反应② Cu(NO3)2部分反应 恰好完全反应 Cu(NO3)2恰好完全反应 过量 AgNO3、Cu(NO3)2均反应完 Ag Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3 Ag Fe(NO3)2、Cu(NO3)2 Ag、Cu Fe(NO3)2、Cu(NO3)2 Ag、Cu Fe(NO3)2 Ag、Cu、Fe Fe(NO3)2 Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag 反应① Fe+Cu(NO3)2=Fe(NO3)2+Cu 反应② 讲授新课 【思考】 （1）Fe粉没有剩余时，滤渣中一定有　　，滤液中一定有　　　　　　。 （2）滤渣能不能出现只有Ag和Fe的情况呢？为什么？ ____________________________________________________________________________ 不能；当滤渣中还存在铁时,说明溶液中的硝酸铜已完全反应所以滤渣中一定含有铜 Ag Fe(NO3)2 讲授新课 10.向CuSO4溶液中加入一定量的铁粉和铝粉，充分反应后过滤，发现滤液为浅绿色，则滤渣中一定含有的物质是(　　) A．Cu B．Cu、Fe C．Al D．Fe A 【注意】 FeSO4、FeCl2、Fe(NO3)2溶液呈 色,是因为其溶液中都含有离子 （填符号）； Fe2(SO4)3、FeCl3、Fe(NO3)3溶液呈 色,是因为其溶液中都含有离子 （填符号）； CuSO4、CuCl2、Cu(NO3)2溶液呈 色,是因为其溶液中都含有离子 （填符号）。 浅绿 Fe2+ 黄 Fe3+ Cu2+ 蓝 讲授新课 11.向CuCl2和ZnCl2的混合溶液中加入铁粉,充分反应后过滤,所得滤渣与盐酸反应放出气体。则所得滤液中含有的物质是( ) A.CuCl2、ZnCl2、FeCl2　 B.只有FeCl2　 C.FeCl2、ZnCl2　 D.CuCl2、ZnCl2 C 讲授新课 12.将一定量的Mg粉加入AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中，充分反应后过滤，得到滤渣和无色滤液。下列判断正确的是 ①滤渣中一定含有Ag、Cu，可能含有Mg ②滤渣中一定含有Ag，可能含有Cu ③滤液中一定含有Mg(NO3)2，一定不含Cu(NO3)2、AgNO3 A．①②③ B．①③ C．①② D．②③ 【答案】B 【详解】由于金属活动性Mg>Cu>Ag，则将一定量的镁加入硝酸银和硝酸铜的混合溶液中，镁先与硝酸银反应生成银和硝酸镁，后与硝酸铜反应生成铜和硝酸镁，由于滤液为无色，则说明溶液中不含硝酸铜，则说明硝酸银、硝酸铜完全反应，但加入的镁可能恰好反应，也可能过量，则滤渣中一定含有银和铜，可能含有镁，滤液中只含有硝酸镁，一定不含硝酸银和硝酸铜，则①③正确，故选B。 讲授新课 （一）等量金属与足量酸 例：m克镁、铝、锌、铁分别与足量稀盐酸反应产生氢气， 反应的速度由快至慢的是： Mg>Al>Zn>Fe t/s m(H2)/g 0 Mg Al Zn Fe t1 t2 t3 t4 想一想:如果在一个横坐标为时间，纵坐标为产生氢气质量的图像上，该怎么体现出四种金属生成氢气的速率不同？ 七、金属与酸反应的图像问题 讲授新课 我量少听我的 等量金属与足量酸反应产生氢气的质量： Mg ＋2HCl＝MgCl2＋H2↑ 2Al＋6HCl＝2AlCl3＋3H2↑ Zn ＋2HCl＝ZnCl2 ＋H2↑ Fe ＋2HCl＝FeCl2 ＋H2↑ 24 2 2 2 56 65 2×3 27×2 m m m m 2m 24 2m 56 2m 65 6m 27×2 3m 27 x1 x2 x3 x4 x1= x2= x3= x4= m(H2)与金属的化合价和Ar的关系？ 化合价相同时，相对原子质量越大，产生氢气质量越少 Al ＞ Mg ＞ Fe ＞ Zn m克镁、铝、锌、铁分别与足量稀盐酸反应产生氢气是多少呢？ （一）等量金属与足量酸 讲授新课 想一想：那我们现在可以对刚才那个图像进行什么修改？ t/s m(H2)/g 0 Mg Al Zn Fe 2m 24 56 2m 2m 65 3m 27 （一）等量金属与足量酸 讲授新课 完善图像 t/s m(H2)/g 0 Mg Al Zn Fe 图像越陡产气越快 （对应金属越活泼） 平台越高产气越多 2m 24 56 2m 2m 65 3m 27 （一）等量金属与足量酸 讲授新课 13.将相同质量的镁、锌、铁分别和足量的等质量分数的稀盐酸反应， 反应情况如图所示，其中图像正确的是（　 　） A B C D D 讲授新课 （二）足量金属与等量酸的反应 例：等质量且过量的Mg、Al、Zn、Fe和等质量等浓度的稀盐酸（m）反应，根据以下思路引导，比较生成氢气的质量。 ①生成氢气的速率: ② 过量 ， 用完 金属 稀盐酸 Mg、Al、Zn、Fe 我量少听我的 酸等量、金属过量，生成氢气一样多 Mg + 2HCl = MgCl2 + H2↑ 2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3H2↑ Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑ Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑ 相同 相同 讲授新课 t/s m(H2)/g 0 Mg Al Zn Fe （二）足量金属与等量酸的反应 讲授新课 t/s m(H2)/g 0 Mg Al Zn Fe （二）足量金属与等量酸的反应 讲授新课 金属与酸反应的坐标图象 【方法技巧】金属与酸反应生成氢气的图象 思路点拨 : ①金属越活泼，与酸反应越快。 ②足量金属与酸反应消耗等量的酸时(酸不足)，产生氢气的质量相等。 ③足量酸与金属反应消耗等质量的金属时(金属不足)，产生氢气的质量与金属“化合价/相对原子质量”的值成正比。 ④金属与酸反应后溶液的质量都增大。 等金足酸 等酸足金 （二）足量金属与等量酸的反应 讲授新课 14.足量的铁粉和锌粉分别与等质量等浓度的稀硫酸反应，下列图像正确的是（　　） A 讲授新课 15.下面四个图像，不能正确反映对应变化关系的是（　　） C A.向一定量的铜粉中加入硝酸银溶液 B.向一定量的氯化亚铁溶液中加入铝粉 C.向等质量、等浓度的稀盐酸中分别加入过量锌粉和镁粉 D.向等质量的镁粉和铝粉中分别加入等浓度的稀硫酸至过量 讲授新课 例：等质量等浓度的稀盐酸逐渐滴加到等质量的Mg、Al、Zn、Fe上，滴至酸过量，如果图像的横坐标改为酸的质量，纵坐标表示产生氢气的质量，请问，这个图该怎么画？ ①：逐渐滴加：酸不足的情况， 决定氢气的质量 ②：滴至酸过量，酸增多， 决定氢气的质量 酸质量 金属质量 酸的质量 产生氢气的质量 （三）足量的酸逐渐滴入等量金属上 讲授新课 （向等质量金属加足量酸） 酸的质量/s m(H2)/g 0 Mg Al Zn Fe m1 m1：足金+少酸， 用酸的质量去计算H2的质量，酸相等，产生的H2相等。 m2 m2：加酸至酸过量， 金属质量计算H2的质量， 相对原子质量小的金属，产生的H2多。 （三）足量的酸逐渐滴入等量金属上 讲授新课 Mg Fe Al 金属质量 Zn m1：金属少，酸过量。 金属决定H2的质量。 相对原子质量小的金属，产H2多。 m2：加金属至过量，加入的酸全部反应， 酸决定H2的质量，酸相等，产H2相等。 m1 m2 （向等质量酸加足量金属） （四）等质量酸与不同金属反应 m(H2)/g 讲授新课 金属的质量 产生氢气的质量 Al Mg Fe Zn 反应时间 产生氢气的质量 Mg Al Zn Fe 斜率：金属活动性 反应时间 产生氢气的质量 Al Mg Fe Zn 斜率：金属活动性 酸的质量 产生氢气的质量 Al Mg Fe Zn 金属与酸反应的图像问题 讲授新课 16.取等质量的A、B、C、D四种金属，分别放入溶质质量分数相等的足量稀硫酸中，生成氢气情况如图所示，它们的金属活动性顺序为（　　） A．A＞B＞C＞D B．A＞C＞B＞D C．A＞B＞D＞C D．B＞C＞A＞D B 讲授新课 17.如图所示的四个图象与对应实验相符的是( )         A.等质量的Mg和Zn中加入等质量、等浓度且过量的稀硫酸 B.等质量且足量的Mg和Zn中加入等质量、等浓度的稀硫酸 C.等质量且足量的Mg和Zn中加入等质量、等浓度的稀硫酸 D.等质量的Mg和Zn中加入等质量、等浓度且过量的稀硫酸 C 讲授新课 18.化学兴趣小组的同学从实验室中收集到一桶含有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可用铁，乙同学认为X可用锌，你认为____(填“甲”或“乙”)的意见是正确的，理由是______________________________________________。加入过量金属X的目的是___________________。 (2)操作a、b中用到的玻璃仪器有_____、_____、玻璃棒,其中玻璃棒的作用是_____。 (3)写出步骤Ⅱ中发生反应的化学方程式：_____________________。 Fe Fe Cu FeSO4 +H2SO4 Cu FeSO4 FeSO4 甲 选用锌会带来杂质ZnSO4,使回收的FeSO4晶体不纯 使CuSO4充分反应 烧杯 漏斗 引流 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ 八、有关物质回收的工艺流程 讲授新课 $$