8.2金属的化学性质 (第2课时）-2024-2025学年九年级化学人教版2024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2课时金属活动性顺序 学习目标： 1.了解金属与金属化合物溶液的置换反应。 2.了解金属活动顺序表，能用金属活动性顺序对有关置换反应进行判断。 3.能利用金属活动顺序判断金属活动性的强弱，并证明金属活动性的强弱。 4.能利用金属活动性顺序解释一些与日常生活有关的化学问题。 导入新课 回忆： 将铁钉投入到硫酸铜溶液中有何现象？ 铁钉表面会有红色物质析出，若时间 足够长，则溶液会从蓝色变为浅绿色。 Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4 反应的化学方程式 说明活动性：Fe﹥Cu 那么，金属与其他金属化合物溶液之间的反应有什么规律呢？ 新课导入 一. 金属与金属化合物溶液的反应 实验探究： 把一根用砂纸打磨过的铝丝浸入硫酸铜溶液中，过一会取出； 把一根洁净的铜丝浸入硝酸银溶液中，过一会取出； 把另一根洁净的铜丝浸入硫酸铝溶液中，过一会取出。 铝丝浸入硫酸铜溶液中 铜丝浸入硝酸银溶液中 4 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 根据实验填写表格： 浸入溶液中的铝丝表面覆盖一层紫红色物质，溶液由蓝色逐渐变为无色。 浸入溶液中的铜丝表面覆盖一层银白色物质，溶液由无色逐渐变为蓝色。 无明显现象 2Al + 3CuSO4=Al2(SO4)3 + 3Cu Cu +2AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag 5 通过上述探究实验，你能得到什么结论？ 到底哪些金属能和其他金属化合物溶液发生置换反应？ Al Cu Ag 金属活动性逐渐减弱 1． 2．部分金属能与其他金属化合物溶液发生置换反应。 　　经过了许多类似上述实验的探究过程，人们进行了认真的去伪存真、由表及里的分析，归纳和总结出了常见金属在溶液中的活动性顺序： 6 二．常见金属的活动性顺序 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 金属活动性顺序由强逐渐减弱 排在氢前的金属能置换出盐酸或稀硫酸中的氢，生成氢气，而排在氢后的金属不能置换出盐酸或稀硫酸中的氢（即不反应）。 1. 常见金属的活动性顺序表 （1）. 金属的位置越靠前，它的活动性就越强。 （2）. 位于氢前的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢。 （3）. 位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的盐 溶液中置换出来（除K、Ca、Na外）。 7 2．金属活动性顺序的判断 (1)金属与氧气、酸的反应：金属与氧气越容易反应或与酸反应越剧烈，则金属活动性越____。 (2)金属与盐溶液的反应： 金属与盐溶液能发生反应，则该金属的活动性比盐中金属的活动性____。 (3)金属活动性顺序表：金属越靠____，活动性越强。 (4)化学方程式：反应物中金属的活动性比生成物中金属的活动性强。 (5)在自然界的存在形式：以化合态存在的金属比以单质形式存在的金属活动性强。 强 强 前 三. 验证金属的活动性强弱 设计实验方案：验证Zn、Cu、Ag三种金属的活动性顺序 1. 验证三种金属的活动性强弱 (1)设计方案1：“两单夹一液”。 药品：锌片、银片、CuSO4溶液。 操作：将锌片、银片分别放入CuSO4溶液中。 判断：根据是否有紫红色固体被置换出来确定金属活 动性顺序。 (2)设计方案2：“两液夹一单”。 药品：ZnCl2溶液、AgNO3溶液、铜丝。 操作：将铜丝分别放入ZnCl2溶液、AgNO3溶液中。 判断：根据是否有金属被置换出来确定。 (3)设计方案3：“两单一液夹一酸”。 药品：锌片、铜丝、AgNO3溶液、稀盐酸。 操作与判断：将取锌片、铜丝分别放入稀盐酸中，验证Zn和Cu的活动性顺序；然后再将铜丝放入AgNO3溶液中，验证Cu和Ag的活动性顺序。 如何验证Mg、Zn、Cu、Ag的活动性？ 一般情况下金属可分成两类：一类氢前金属，一类氢后金属。所以通常先取四种金属的单质和一种稀酸（如稀盐酸）反应，根据是否有气泡产生，来确定Mg、Zn比Cu、Ag活泼，同时又可根据产生气泡速率的快慢来确定Mg比Zn活泼。氢后金属，可根据金属单质与金属盐溶液的反应来确定Cu比Ag活泼（例如将Cu丝放入AgNO3溶液中）。 2. 验证四种金属的活动性强弱 　　当欧洲炼金术士为发现铁钉放入硫酸铜溶液中得到“金”而欣喜若狂时,我国劳动人民在早于他们1700多年时，就掌握这种方法并用于生产了。 　　西汉时代的《淮南万毕术》中就有“曾青得铁则化为铜”之说，东汉的《神农本草经》、晋代的《抱朴子内篇》中也都有铁置换铜的记载。 【读一读】 　　南北朝时代陶弘景又将铜盐的范围扩大到所有的可溶性铜盐，如CuCl2 、 Cu(NO3)2 。到了宋代和元代，我国湿法炼铜的工艺已经相当成熟，成为当时大规模生产金属铜的主要方法之一。 12 金属活动性顺序归纳： 1．金属与氧气反应 (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。 2．活泼金属与酸反应(重点、难点) (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。 H 13 活泼金属 不活泼金属 3．金属与盐溶液的反应 (1)规律：金属＋盐―→新盐＋新金属(置换反应) (2)反应发生的条件： ①必须是___________置换____________ (K、Ca、Na除外)； ②反应中盐必须______。 (3)常见金属与盐溶液的反应 可溶 【特别提醒】 铁单质与稀盐酸、稀硫酸及盐溶液发生置换反应时只能生成＋2价的亚铁离子(Fe2＋，溶液为浅绿色)，不能生成＋3价的铁离子(Fe3＋，溶液为黄色或棕黄色)。 经典例题 例1．下列金属中，不能与稀硫酸反应放出氢气的是(　　)。 A．镁 B．铂 C．铁 D．铝 【解析】A.镁的金属活动性在氢之前，和稀硫酸反应生成硫酸镁和氢气，故A不符合题意 B.铂在氢之后，不能和稀硫酸反应，故B符合题意C.铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，故C不符合题意D.铝和稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气，故D不符合题意故答案为：B B 15 【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　   甲 乙 丙 空气 剧烈燃烧 变黑 变黑 氧气 更剧烈燃烧 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 例3．对X、Y、Z三种金属活动性的实验研究过程如下： ①取大小相同的三种金属片，分别放人CuSO4溶液中，一段时间后，X、Z表面出现红色物质，Y没有变化；②取大小相同的X、Z两种金属片，分别放人相同的稀盐酸中，X、Z表面都产生气泡，但X表面产生气泡的速率明显比Z快。根据以上实验事实，可判断X、Y、Z三种金属的活动性顺序是(　　)。A．X>Z>Y B．Z>Y> X C．X>Y>Z D．Z>X>Y 【解析】A. ①取大小相同的三种金属片，分别放人CuSO4溶液中，一段时间后，X、Z表面出现红色物质，Y没有变化； 说明X、Z的金属活动性在氢之前，Y在铜之后， ②取大小相同的X、Z两种金属片，分别放人相同的稀盐酸中，X、Z表面都产生气泡，但X表面产生气泡的速率明显比Z快。 说明X和Z的金属活动性在氢之前，并且X在Z的前面，故三种金属活动性为 X>Z>Y 故答案为：A A 17 例4．分别用以下三组物质比较锌和铜的金属活动性：①Zn、Cu、稀硫酸；②Zn、Cu、MgSO4溶液；③Zn、CuSO4溶液。仅用组内物质就能够直接达到目的的是(　　)A．仅有① B．②③ C．①③ D．①②③ 【解析】①Zn能和稀硫酸反应，证明锌活动性在氢前，铜不能与硫酸反应，证明铜在氢后，能证明锌的活动性大于铜；②Zn、Cu都不能与MgSO4溶液反应，无法证明锌与铜的活动性；③Zn能和CuSO4溶液反应，能证明锌的活动性比铜强；故答案为：C。 C 18 【解析】由金属活动性顺序表可知，金属的活动性Al＞Fe＞Ag，向AgNO3溶液中加入一定质量的Fe和Al的混合粉末，铝首先与硝酸银溶液反应，铝反应完成时，铁与硝酸银反应．由于溶液显浅绿色，说明了铝全部反应，铁也参加了反应．但是硝酸银是否完全反应不能确定，由此可知：滤液中一定含有Fe（NO3）2、Al（NO3）3，可能含有AgNO3．所以A、B错误．因为银的活动性最弱，因此滤渣中一定含有Ag，但是铁是否完全反应不能断定，所以可能含有Fe．所以C错误；故选D． D　 例5.向AgNO3溶液中加入一定质量Fe和Al的混合溶液，充分反应后过滤，得到滤渣和浅绿色滤液。下列说法正确的是（   ） A．滤液中一定含有Al3+、Ag+ B．滤液中一定含有Fe2+、Ag+ C．滤渣中一定含有Fe D．滤渣中一定含有Ag 例6.多角度认识物质能帮助我们更全面地了解物质世界。以金属为例回答下列问题： (1)认识金属的存在。在自然界中，金等极少数金属能以单质形式存在，其主要原因是      。 (2)认识金属的性质。用粗木棍在涂有一层蜡的铁板上写“和”、“平”两个字，露出下面的铁板。向“和”字上滴加稀盐酸，向“平”字上滴加CuSO4溶液。“和”字上的现象是          。“平”字上有红色物质析出，用化学方程式解释          ，说明活动性Fe       Cu（选填“>”或“<”）。 (3)认识金属的用途。铜具有优良的导电性，利用这一性质，铜可用作              。 【答案】(1)金的化学性质稳定 (2)     产生气泡      > (3)导线 【解析】（1）在自然界中，大多数金属以化合物形式存在，而金等极少数金属因为化学性质不活泼（或稳定），以单质形式存在； （2）用粗木棍在涂有一层蜡的铁板上写“和”、“平”两个字，露出下面的铁板。向“和”字上滴加稀盐酸，铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，可观察到“和”字上产生气泡； “平”字上有红色物质析出，是因为铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，化学方程式为： ；说明活动性Fe＞Cu； （3）铜具有优良的导电性，则铜可用作导线。 21 1.知道了金属与金属化合物溶液的置换反应。 2.理解金属活动顺序表，能用金属活动性顺序对有关置换反应进行判断。 3.能利用金属活动顺序判断金属活动性的强弱，并证明金属活动性的强弱。 4.能利用金属活动性顺序解释一些与日常生活有关的化学问题。 课堂小结 随堂练习 1．向一定量的AgNO3与Cu（NO3）2的混合溶液中加入一定量的锌粉，充分反应后过滤．分析判断下列说法正确的是（ ） A．滤渣中一定有Zn，可能有Ag B．滤渣中一定有Cu、Ag，可能有Zn C．滤液中只有Zn（NO3）2 D．滤液中一定有Zn（NO3）2，可能有Cu（NO3）2 D 【解析】根据加入锌粉的质量多少，可得到以下几种可能：①若加入的锌的量只能与部分硝酸银发生反应，所得滤液所含溶质为：AgNO3、Cu（NO3）2和生成的Fe（NO3）2，滤渣只有Ag；②若加入的锌的量与硝酸银恰好完全反应或与部分硝酸铜能发生反应，所得滤液所含溶质为：Cu（NO3）2和生成的Fe（NO3）2，滤渣有Ag、Cu；③若加入过量的锌的量，硝酸银与硝酸铜都被全部反应，所得滤液所含溶质为生成的Fe（NO3）2；滤渣有Ag、Cu、Zn；所以滤液中一定含有的溶质是Zn（NO3）2；故选D。 2.向硝酸银和硝酸铜的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液，有关该实验的分析正确的是( ) A．该实验一定能判断出Fe、Cu、Ag的金属活动性强弱 B．反应后溶液的质量一定减少 C．滤液中一定含有硝酸亚铁和硝酸铜 D．滤渣中一定含有Cu 【解析】A、如果铁少量时，可能出现铁未能与硝酸铜反应，则不能比较三种金属的活泼性，故A不正确；B、 ，反应后溶液质量减小，，反应后溶液质量减小， 故B正确； C、如果铁过量时，铁和硝酸银、硝酸铜完全反应，溶液中不含有铜离子，故C不正确；D、滤渣中不一定含有铜，例如铁不足以和硝酸银反应时，铜会与银离子发生置换，所以滤渣中不一定含有Cu，故D不正确。故选B。 B　 3.能验证Zn、Cu、Ag三种金属活动性顺序的一组试剂是( ) A．Zn、Cu、Ag、H2SO4溶液 B．Zn（NO3）2溶液、Ag、Cu（NO3）2溶液 C．Zn（NO3）2溶液、Cu、AgNO3溶液 D．Cu、Ag、Zn（NO3）2溶液 【解析】A、Zn、Cu、Ag、H2SO4溶液，锌与稀硫酸反应，铜和银不能与稀硫酸反应，只能证明锌的活动性强于铜和银，不能证明铜和银的活动性强弱，不符合题意；B、Ag、Zn（NO3）2溶液、Cu（NO3）2溶液，银与硝酸锌和硝酸铜溶液都不反应，只能证明银的活动性比锌和铜弱，不能证明铜和锌的活动性，不符合题意；C、Cu、AgNO3溶液、Zn（NO3）2溶液，铜不与硝酸锌反应，无明显现象，说明锌比铜活泼，能与硝酸银反应，有银白色固体析出，说明铜比银活泼，可以验证三种金属的活动性顺序，符合题意；D、Cu、Ag与Zn（NO3）2溶液均不反应，说明了活动性锌＞铜，锌＞银，但无法确定银和铜的活动性强弱，不能验证三种金属的活动性顺序；故填：C。 C　 25 A　 4.某同学设计了探究Fe、Cu、Ag三种金属活动性顺序的实验方案，仅用组内试剂，无法完成的是( ) A．Fe、Cu、Ag、稀硫酸 B．Cu、FeSO4溶液、AgNO3溶液 C．Fe、Ag、CuSO4溶液 D．Fe、Cu、稀硫酸、AgNO3溶液 【解析】A、铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，铜、银均与稀硫酸不反应，说明金属活动性：铁比铜、银均强，但是不能比较铜和银的金属活动性，故A不正确；B、铜和硫酸亚铁不反应，说明金属活动性：铁比铜强，铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银，说明金属活动性：铜比银强，则金属活动性：Fe＞Cu＞Ag，故B正确；C、铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，说明金属活动性：铁比铜强，银和硫酸铜不反应，说明金属活动性：铜比银强，则金属活动性：Fe＞Cu＞Ag，故C正确；D、铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，铜与稀硫酸不反应，说明金属活动性：铁比铜强，铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银，说明金属活动性：铜比银强，则金属活动性：Fe＞Cu＞Ag，故D正确。故选A。 26 【解析】由金属活动性顺序表可知，金属的活动性Al＞Fe＞Ag，向AgNO3溶液中加入一定质量的Fe和Al的混合粉末，铝首先与硝酸银溶液反应，铝反应完成时，铁与硝酸银反应．由于溶液显浅绿色，说明了铝全部反应，铁也参加了反应．但是硝酸银是否完全反应不能确定，由此可知：滤液中一定含有Fe（NO3）2、Al（NO3）3，可能含AgNO3．所以A、B错误．因为银的活动性最弱，因此滤渣中一定含有Ag，但是铁是否完全反应不能断定，所以可能含有Fe．所以C错误；故选D。 D　 5．向AgNO3溶液中加入一定质量Fe和Al的混合溶液，充分反应后过滤，得到滤渣和浅绿色滤液。下列说法正确的是（   ） A．滤液中一定含有Al3+、Ag+ B．滤液中一定含有Fe2+、Ag+ C．滤渣中一定含有Fe D．滤渣中一定含有Ag 27 【解析】根据金属活动性顺序的应用：位于前面的金属能把位于后面的金属从化合物的溶液中置换出来。根据转化关系，丙能将甲置换出来，甲能将乙置换出来，故三种金属的活动性顺序为：丙、甲、乙。故选C。 C　 6．现有甲、乙、丙三种金属，采用将其中的一种金属分别放入另外两种金属的硫酸盐溶液中的方法进行实验，得到三种金属间的转化关系(如下图所示)。则三种金属 的活动性由强到弱的顺序是（      ） A．乙、甲、丙 B．乙、丙、甲 C．丙、甲、乙 D．丙、乙、甲 28 【解析】A、t1时，产生气体的质量是X＞Y，正确；B、由图可知，t2时，X已经消耗完，Y还没有消耗完，开始时两者的质量相等且酸是过量的，所以t2时消耗金属的质量X＞Y，正确；C、由题干可知，金属的质量相等，且酸是足量的，所以最后金属全部反应完，图示中t3时刻两者的气体质量不再变化，说明金属已经完全反应，又金属的质量相等，所以消耗金属的质量X=Y，正确；D、t3时，产生气体的质量是X＞Y，所以消耗盐酸的质量应该是X＞Y，错误。故选D。 D　 7．等质量的X、Y两种金属分别和足量的同体积、同浓度的盐酸反应，产生气体的质量与时间的关系如图所示。下列说法中不正确的是( ) A．t1时，产生气体的质量：X＞Y B．t2时，消耗金属的质量：X＞Y C．t3时，消耗金属的质量：X＝Y D．t3时，消耗盐酸的质量：X＝Y 29 8.废弃电子产品会给环境造成严重影响，我们应将废旧电子产品进行分类回收，处理再利用，从废旧电器的某些部件中可以回收铜和银，其操作流程如图所示。按要求填空。 (1)在预处理的产品中，四种金属里最活泼的金属名称是      。 (2)步骤Ⅰ中稀硫酸的作用是       ，步骤Ⅰ的分离操作名称是       。 (3)步骤Ⅱ中发生反应的化学方程式是       。 (4)固体乙的成分是       。 (5)设计步骤Ⅳ的目的是       。 【解析】（1）根据金属活动性顺序可知，在预处理的产品中，四种金属里最活泼的金属名称是镁；故填：镁。（2）步骤Ⅰ中稀硫酸的作用是：将铁和镁完全反应，步骤Ⅰ的分离操作名称是过滤；故填：将铁和镁完全反应；过滤。（3）步骤Ⅱ中发生的反应是铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银，化学方程式是：Cu+2AgNO3=Cu（NO3）2+2Ag；故填：Cu+2AgNO3=Cu（NO3）2+2Ag。（4）由分析可知，固体乙的成分是：铁、铜；故填：铁、铜。（5）步骤Ⅳ加入过量的稀硫酸的目的是：除去固体乙中的铁，得到纯净的铜。故填：除去固体乙中的铁，得到纯净的铜。 【答案】(1)镁 (2) 将铁和镁完全反应 过滤(3)Cu+2AgNO3=Cu（NO3）2+2Ag (4)铁、铜 (5)除去固体乙中的铁，得到纯净的铜 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！ 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