8.2金属的化学性质 (第1课时）-2024-2025学年九年级化学人教版下册

课题2 金属的化学性质 人教版九年级化学下同步教学课件 第八单元 金属和金属材料 第1课时金属与氧气、盐酸、稀硫酸的反应 学习目标： 1.知道铁、铝、铜等常见金属与氧气反应的难易程度。 2.了解不同金属与稀盐酸、稀硫酸反应剧烈程度。 3.理解置换反应的概念与特征，并能用置换反应解释一些 与日常生活有关的化学问题。 4.通过比较金属能否与氧气和酸反应及反应条件难易，比较金属的活动性强弱，归纳置换反应特点。 导入新课 为什么实验室绝大多数实 验仪器都是玻璃仪器呢? 为什么不用金属的呢? 黄铜(铜、锌合金)外观和黄金极为相似，有些不法分子常以黄铜冒充黄金进行诈骗。我们可以用什么方法鉴别真假黄金呢? 一、金属与氧气的反应 1．镁条和铝片在常温下就能和空气中的氧气发生反应。 镁条燃烧 2Mg+O2=2MgO 4Al+3O2=2Al2O3 现象：燃烧时,能发出耀眼的白光,可用来制造闪光灯。 该反应的化学方程式为： （1）镁条在常温下就能和空气中的氧气发生反应 （2）．铝片在常温下就能和空气中的氧气发生反应。 现象：点燃条件下，铝在氧气中点燃能发生剧烈的燃烧，发出耀眼的白光，放出大量的热。 常温下，铝的化学性质很活泼，常温下在空气中其表面会形成一层致密的氧化膜。 该反应的化学方程式为： 铝制品耐腐蚀,原因是：常温下在空气中其表面会形成一层致密的氧化膜，这层氧化物薄膜能够阻止内部金属的继续氧化。 4Al+3O2=2Al2O3 4Al+3O2=2Al2O3 在空气中红热，不能燃烧 ①在氧气中剧烈燃烧,火星四射； ②放出大量的热； ③生成一种黑色固体。 现象： 2．铁丝与铜片在高温时与氧气反应 （1）．铁丝在空气中红热，在氧气中剧烈燃烧 。 该反应的化学方程式为： 3Fe +2O2=====Fe3O4 点燃 (2)铜在高温时与氧气反应 现象：常温下在干燥的空气中,铜很难与氧气反应;在空气中加热,表面有黑色物质生成 该反应的化学方程式为： 2Cu +O2======2CuO 加热 3．俗话说 “真金不怕火炼”，说明金即使在高温时也不与氧气反应。 以上几种金属的活动性顺序为： Mg、Al > Fe、Cu > Au 黄金高温熔融也不与氧气反应 金属与氧气反应小结 (1)通式：金属＋氧气→金属氧化物(化合反应) (2)大多数金属能与氧气反应，但反应的难易程度和剧烈程度不同，主要与金属活动性有关。 (3)金属与氧气反应时，氧气的浓度不仅可以影响反应速率，还会影响反应的产物。如铁在空气中生锈，产物主要是氧化铁，而在氧气中燃烧，产物是四氧化三铁。 二、金属与盐酸、稀硫酸的反应 很多金属不仅能与氧气反应，而且还能与盐酸或稀硫酸反应。 金属与盐酸或稀硫酸能否反应，可反映金属的活动性。 活动探究： A 组：在4支试管中分别放入镁条、锌粒、铁钉、铜片。然后分别向其中加入一些稀盐酸。 金属 铜 铁 锌 镁 现 象 反应的化学方程式 A组：金属与盐酸的反应 产生气泡，形成浅绿色溶液 没有明显变化 Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑ Mg+2HCl=MgCl2+H2↑ 产生大量气泡，放出热量，形成无色溶液 产生大量气泡，放出热量，形成无色溶液 B组：在4支试管中分别放入镁条、锌粒、铁钉、铜片。然后分别向其中加入一些稀硫酸。 金属 铜 铁 锌 镁 现 象 反应的化学方程式 B组：金属与稀硫酸的反应 产生气泡，形成浅绿色溶液 没有明显变化 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑ 产生大量气泡，放出热量，形成无色溶液 产生大量气泡，放出热量，形成无色溶液 　　哪些金属能与盐酸反应、稀硫酸反应？反应的剧烈程度如何？反应后生成了什么气体？哪些金属不能与盐酸、稀硫酸发生反应？ 根据上述实验现象讨论： 金属与盐酸反应的比较 能与酸反应的金属：Mg、Zn、Fe 反应剧烈程度：Mg>Zn>Fe 生成的气体：H2 不能与酸反应的金属：Cu 活泼金属与酸反应小结 (1)规律：活泼金属＋酸→盐＋氢气(置换反应) (2)反应发生的条件：金属活动性必须排在____之前(K、Ca、Na除外)，活动性越靠前的金属反应越剧烈。 (3)常见金属与酸(稀盐酸、稀硫酸)的反应 H 金属 镁 现象 剧烈反应，产生大量气泡，溶液仍为无色 化学方程式(稀盐酸/稀硫酸) Mg+2HCl MgCl2+H2↑ Mg+H2SO4 MgSO4+H2↑ 金属 铝 锌 铁 现象 反应较剧烈，产生大量气泡，溶液仍为无色 反应较剧烈，产生大量气泡，溶液仍为无色 反应缓慢，有气泡生成，溶液由无色逐渐变为浅绿色 化学方程式(稀盐酸/稀硫酸) 2Al + 6HCl 2AlCl3+3H2↑ Fe+H2SO4 FeSO4+H2↑ Fe+2HCl FeCl2+H2↑ Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑ Zn+2HCl ZnCl2+H2↑ 下面这些反应有什么共同点？ Fe+2HCl = FeCl2+H2↑ Zn+2HCl = ZnCl2+H2↑ Mg+2HCl = MgCl2+H2↑ Fe+H2SO4 = FeSO4+H2↑ Zn+H2SO4 = ZnSO4+H2↑ Mg+H2SO4 = MgSO4+H2↑ 思考讨论： 单质 化合物 化合物 单质 单质 化合物 化合物 单质 三.置换反应 1.置换反应的定义：一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应。 2.置换反应的表达式：A + BC = B + AC 3．特点：“单换单”，置换反应中一定存在_______变化的元素。 化合价 下列反应都是置换反应吗？若不是，属于哪种反应类型？ （1）氢气还原氧化铜 （2）碳还原氧化铜 （3）镁在氧气中燃烧 （4）高锰酸钾加热分解制氧气 （5）铝与稀盐酸反应 即时理解 是 是 不是，化合反应 不是，分解反应 是 经典例题 例1.下列关于金属与氧气反应的观点中正确的是（ ） A. 所有的金属在常温下都能与氧气反应 B. 镁只有在高温时才能与空气中的氧气反应 C. “真金不怕火炼”说明即使高温下金也不与氧气反应 D. 金属与氧气反应都必须点燃或加热 C 【解析】A、只有部分活泼的金属在常温下都能与氧气反应，Cu等不活泼的金属需要加热才能与氧气反应，错误；B、比较活泼的金属镁、铝等在常温下就可以与空气中的氧气反应，错误；C、金是活动性最弱的金属，即使在高温下也不与氧气反应，正确；D、活泼金属K、Ca、Na等常温下即可与氧气反应生成相应的氧化物，错误。故选C。 【解析】根据信息可知，与同一物质反应时现象越剧烈其活动性越强，由甲、乙、丙三者与空气的反应可以知道甲与空气反应最剧烈，其活动性最强，由甲、乙、丙三者与氧气反应的现象，丙剧烈燃烧乙仍然是变黑，丙的反应比乙更剧烈一些，所以丙的活动性比乙强，综合可知，三者的活动性由强到弱的顺序是：甲、丙、乙。故选C。 C　   空气 氧气 甲 剧烈燃烧 更剧烈燃烧 乙 变黑 变黑 丙 变黑 剧烈燃烧 例2.现有甲、乙、丙 三种金属，分别与空 气和氧气反应，现象 如下表所示：据以上信息，这三种金属活动性由强到弱的顺序是( ) A. 乙>丙>甲 B. 甲>乙>丙 C. 甲>丙>乙 D. 丙>乙>甲 【解析】锌和铁都会和酸发生反应，而最后固体都有剩余，说明酸都反应完，加入等质量、等浓度的稀盐酸，说明酸的质量相等，而其中氢元素被置换，所以氢气的质量相等。故选C． D　 例3.托盘天平左、右两边各放一只质量相等的烧杯，在两只烧杯中加入等质量、等质量分数的稀盐酸，此时天平保持平衡。然后在左盘烧杯中加入5g锌粒，在右盘烧杯中加入5g铁粉，充分反应后，两烧杯底部均有固体剩余，则此时天平( ) A. 偏向左边 B. 偏向右边 C. 仍然平衡 D. 无法判断 例4.下列实验现象的描述正确的是（　　） A. 硫在空气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，生成有刺激性气味的气体 B. 木炭在氧气中燃烧，发出白光，生成二氧化碳气体 C. 镁在空气中燃烧，发出耀眼的白光，生成白色固体 D. 铁钉放入稀硫酸中，有气泡产生，溶液由无色变为黄色 【解析】A.硫在空气中燃烧，发出淡蓝色火焰，生成有刺激性气味的气体，故选项说法错误。B.木炭在氧气中燃烧，发出白光，生成二氧化碳气体是实验结论而不是实验现象，故选项说法错误。D.铁钉放入稀硫酸中生成硫酸亚铁和氢气，有气泡产生，溶液由无色变为浅绿色，故选项说法错误 C 例5.只用C、CO、O2、Fe、稀盐酸五种物质，进行两两反应，可写出的化学方程式有（　　） A. 2个 B. 3个 C. 4个 D. 5个 【解析】碳与氧气充分反应生成二氧化碳，不充分燃烧生成一氧化碳，一氧化碳燃烧生成二氧化碳，铁能与氧气反应生成四氧化三铁，铁能与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，故进行两两反应可写出的化学方程式有5个 D 例6. (1)铝抗腐蚀性好的原因是__________________________________ (2)镁、铝在常温下就能与氧气反应，其化学方程式分别为_________________；_________________。 (3)铁丝、铜丝在氧气中反应的化学方程式分别为_______________；______________。 (4)“真金不怕火炼”说明金__________________。 【答案】①. 铝在常温下能与空气中的氧气反应，其表面形成一层致密的氧化膜，从而阻止铝进一步被化 ②.  2Mg＋O2===2MgO     ③. 4Al＋3O2===2Al2O3     ④. 3Fe＋2O2 Fe3O4    ⑤. 2Cu＋O2 2CuO    ⑥. 化学性质稳定 【解析】（1）铝抗腐蚀性好的原因是：铝在空气中能被氧气氧化生成一层致密的氧化铝保护膜，防止铝进一步被氧化； （2）比较活泼的金属镁、铝等在常温下就可以与空气中的氧气反应，故化学方程式分别为：2Mg+O2═2MgO； 4Al+3O2═2Al2O3； （3）铁在氧气中可以燃烧，火星四溅、放出大量热、生成一种黑色固体四氧化三铁；铜在加热能与氧气反应生成氧化铜，观察到红色黑变成了黑色粉末氧化铜；化学方程式为：3Fe+2O2 Fe3O4和2Cu＋O2 2CuO； （4）金是活动性最弱的金属，即使在高温下也不与氧气反应，说明化学性质稳定。 1.知道铁、铝、铜等常见金属与氧气反应的难易程度。 2.了解不同金属与稀盐酸、稀硫酸反应剧烈程度。 3.理解置换反应的概念与特征，并能用置换反应解释一些 与日常生活有关的化学问题。 4.通过比较金属能否与氧气和酸反应及反应条件难易，比较金属的活动性强弱，归纳置换反应特点。 课堂小结 随堂练习 1．黄金是一种贵重金属，它不仅被视为美好和富有的象征，而且还以其特有的价值造福人类。常言道：“真金不怕火炼。”主要是指黄金(　　) A. 熔点高 B. 延展性好 C. 有金属光泽 D. 化学性质稳定 D 【解析】真金不怕火炼是指高温加热条件下，金也不能和氧气反应，是化学变化中表现出来的性质，是指金的化学性质稳定，故选D。 2.下列物质在氧气中燃烧，能生成黑色固体的一组是( ) ①Mg ②Al ③Fe ④P ⑤Cu ⑥C A. ①④⑥ B. ②③⑥ C. ③⑤⑥ D. ③⑤ 【解析】①Mg在氧气中燃烧，发出耀眼的白光，生成一种白色固体；②Al在氧气中燃烧，生成一种白色固体；③Fe在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成一种黑色固体；④P在氧气中燃烧，产生大量的白烟，生成一种白色固体；⑤Cu在氧气中加热，生成一种黑色固体；⑥C在氧气中燃烧，生成能使澄清石灰水变浑浊的气体；故③⑤能生成黑色固体。故选D。 D　 3.下列关于金属与氧气反应的观点中正确的是( ) A. 细铁丝在空气中不能燃烧，是因为温度没有达到它的着火点 B. 镁在空气中能与氧气发生化学反应，其化学方程式为Mg+O2=MgO2 C. 根据各种金属与氧气反应的难易程度，可以初步比较一些金属的化学活泼性 D. 金属与氧气发生化学反应时，都需要在点燃或加热的条件下才能发生 【解析】A、铁在空气中持续烧红也不能燃烧，而铁在氧气中引燃便能燃烧，说明铁的燃烧与氧气的浓度有关，不是因为温度没有达到它的着火点，错误；B、镁在空气中能与氧气发生化学反应生成氧化镁，其化学方程式： ，错误；C、根据金属与氧气反应的难易程度可以初步比较金属的活动性，金属活动性越强，金属越易与氧气反应，正确；D、活泼金属K、Ca、Na等常温下即可与氧气反应生成相应的氧化物，错误。故选C。 C　 【解析】A、反应物氯气是一种单质，溴化钠是一种化合物，生成物溴是一种单质，氯化钠是一种化合物，是置换反应； B、反应物镁是一种单质，二氧化碳是一种化合物，生成物碳是一种单质，氧化镁是一种化合物，是置换反应；C、反应物钠是一种单质，水是一种化合物，生成物氢气是一种单质，氢氧化钠是一种化合物，是置换反应；D、反应物过氧化钠和水都是化合物，所以该反应不是置换反应；故选D。 D　 4下列反应中，不属于置换反应的是（　　） A. Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2 B. 2Mg+CO2 2MgO+C C. 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ D. 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ 【解析】A、铜锌合金中加入足量的稀盐酸，其中只有锌和稀盐酸反应产生氢气，氢气质量应该从零开始，最后不变，错误；B、锌合金中加入足量的稀盐酸，其中只有锌和稀盐酸反应产生氢气，剩余固体的质量应该先减少后不变，错误；C、铜锌合金中加入足量的稀盐酸，其中只有锌和稀盐酸反应产生氢气，氢气质量应该从零开始，最后不变，错误；D、锌合金中加入足量的稀盐酸，其中只有锌和稀盐酸反应产生氢气，剩余固体的质量应该先减少后不变，正确。故选D。 A　 5．向一定质量的铜锌合金中加入足量的稀盐酸，与反应有关的变化关系用下列示意图表示，其中正确的是( ) A. B. C. D. 【解析】解答此题关键要运用合金具有的特点进行分析判断。合金是指一种金属跟其他金属(或非金属)熔合形成的具有金属特征的物质，具有以下特点：①至少含有一种金属，同时也可能含有非金属；②是高温下熔合而成的，即不发生化学反应，每种成分仍是独立的；③合金一定是混合物；④合金具有金属特征，且合金有许多优良的性能，在某些方面优于纯金属。 B　 6．下列有关合金的叙述，正确的是(   ) ①合金中至少含两种金属②合金中的元素以化合物形式存在 ③合金中一定含有金属④合金一定是混合物 ⑤合金一般比组成它们的纯金属的强度和硬度高 A．①②③          B．③④⑤ C．①③④          D．①②③④⑤ 6.我国约在南北朝时就开始冶炼黄铜。黄铜是铜和锌的合金(Cu-Zn)，它可用来制造及其、电器零件及日用品。为了测定某黄铜样品中锌的质量分数(不考虑黄铜中的其他杂质)，现将15mL稀盐酸分三次加入到5g黄铜样品粉末中，每次充分反应后，测定生成氢气的质量，实验数据见下表： 试求： (1)m=______。 (2)此黄铜样品中锌的质量分数是多少______？   加入稀盐酸的体积(mL) 生成氢气的质量(g) 第一次 5 0.04 第二次 5 m 第三次 5 0.02 【解析】【详解】(1)从实验数据可以发现：第一、二次每当加入5mL稀盐酸时酸都完全反应，生成氢气的质量为0.04g，即m=0.04； (2)当第三次加入5mL稀盐酸后，5g黄铜中的锌已经完全反应，就只能生成0.02g氢气了，则5g黄铜中锌完全与稀盐酸反应生成氢气的质量m(H2)=0.04g+0.04g+0.02g=0.10g，设此黄铜样品中锌的质量为x。 Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑ 65 2 x 010g x＝3.25 g 则此黄铜样品中锌的质量分数为 。 【答案】(1)0.04；(2)65% 化学就象你头顶上的果实， 只要肯稍作努力，成功的 甜蜜就属于你！ 祝你成功！ See You