8.2金属的化学性质-2024-2025学年九年级化学人教版下册

课题2 金属的化学性质 第1课时 金属与氧气、酸反应 金属的化学性质 最外层都小于4 有共性 最外层不同 原子半径不同 有特性 你知道金属能与哪些物质反应？ 写出以下化学方程式： 铁在氧气中燃烧 实验室制氢气 测定铁和硫酸铜溶液反应前后质量，验证质量守恒定律 镁条和铝片在常温下就能和空气中的氧气反应，表面变暗。 2Mg + O2 = 2MgO 4Al + 3O2 = 2Al2O3 铁丝在氧气中燃烧、铜片在加热时能与氧气反应 3Fe + 2O2 ==== Fe3O4 点燃 2Cu + O2 === 2CuO ▽ “真金不怕火炼”—— 一、金属的化学性质 1.金属+氧气 → （ 反应） 我们可以如何比较金属的活动性强弱？ 以上金属活动性强弱顺序如何？ 金即使高温也不与氧气反应 练一练： 1、为什么铝的活动性很强，但铝制品不易生锈？ 铝与氧气反应，生成一层致密的氧化铝薄膜，起保护作用。 4Al+3O2=2Al2O3 解剖生活 2、铁比铝易生锈，说明金属活动性铁强于铝？ 铁锈疏松，更容易于氧气和水接触从而更易生锈。 5 3、为何不宜用钢刷来擦洗铝制餐具呢？ 若用钢刷擦洗铝制品，容易把氧化薄膜除掉，从而起不到保护作用。 提示：做铝的实验时，要先用 进行打磨 砂纸 回忆实验室制氢气的方程式 所有金属都可以和酸反应吗？ 活动与探究1 （问题2：如何判断Mg Zn Fe Cu的活动性） 金属 现象 反应的化学方程式 稀盐酸 稀硫酸 稀盐酸HCl 稀硫酸H2SO4 镁 锌 铁 铜 反应剧烈，有大量气泡产生 反应较剧烈，有较多气泡产生 反应较慢，有少量气泡产生，溶液由无色变为浅绿色 无变化 Mg + 2HCl = MgCl2 + H2↑ Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑ Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑ Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2↑ Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑ Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑ （二）金属与酸反应.DAT 结论： 2、大多数金属能与盐酸或稀硫酸反应； 金属 + 酸 盐 + H2 1、判断金属活动性的方法之二： 根据金属是否与稀盐酸或稀硫酸反应、反应的剧烈程度； 由此推出 ，金属活动性顺序______________ Mg＞Zn＞Fe＞Cu 思考：反应类型？ 反应的前提条件？ 注意：铁与酸反应生成二价亚铁盐（Fe2+ 在水溶液中显浅绿色） K、Ca 、Na与稀硫酸或盐酸反应十分剧烈，甚至爆炸 Al 、Fe与浓硫酸、浓硝酸会钝化（化学变化） 与酸反应的——活泼金属；不与酸反应的——不活泼金属； 下列物质不能由金属和盐酸或稀硫酸酸反应直接生成的是( ) A.ZnCl2 B.CuSO4 C.FeCl3 D.MgSO4 BC 分析：铜不能与稀酸反应得到硫酸铜。 练一练： 置换反应：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。 Mg + 2HCl = MgCl2 + H2 ↑ Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2 ↑ Fe + 2HCl = FeCl2 + H2 ↑ Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu H2 + CuO = H2O + Cu 置换反应常见类型： 化合物 化合物 单质 置换：单质 + = + 金属+酸→盐+H2 金属+盐溶液→新盐+新金属 H2/C + 金属氧化物→ H2O/CO2 + 金属 基本反应类型： 化合反应 （多变一） 分解反应 （一变多） 听写： 1.金属可以和哪三类物质反应，生成什么？ 2.判断下列是否能反应，能反应的写出化学方程式和现象： 铝与氧气 铁与稀盐酸 铜与稀硫酸 金属与酸反应 图像专题 Mg + 2HCl == MgCl2 + H2 ↑ Zn + 2HCl == ZnCl2 + H2 ↑ Fe + 2HCl == FeCl2 + H2 ↑ 2Al + 3HCl == AlCl3 + 3 H2 ↑ R + 2HCl == RCl2 + H2 ↑ Ar 2 m x=2m/R 1.等质量的金属与足量的酸反应 产生氢气的量， 。 与金属+2的相对原子质量成反比 【练习1】把某稀硫酸分为等体积的两份，放入两个烧杯中，分别加入等质量的甲、乙两种金属，反应后金属都没有剩余，产生的质量随时间变化的趋势如下图，下列说法正确的是（ ） A: 甲的活动性比乙强 B: 甲的相对原子质量一定比乙小 C: 反应消耗等质量的金属 D: 反应消耗等质量的硫酸 C 2.金属和酸反应，产生氢气的量与消耗酸的质量成正比 【练习2】. 在天平的两个托盘上各放一只烧杯，烧杯中都加入足量的稀盐酸，此时天平保持平衡。如果一边投入少量铁粉，另一边投入相同质量的锌粉，从反应开始到结束，天平指针情况将（ ） A.偏向放锌粉的一端 B.偏向放铁粉的一端 C.先偏向放锌粉的一端，后偏向放铁粉的一端 D.先偏向放铁粉的一端，后偏向放锌粉的一端 D 3.等质量的酸与足量金属反应，产生氢气的量 , R + 2HCl == RCl2 + H2 ↑ 2*36.5 2 m 2m/2*36.5 相等 思考：此时哪种金属反应的量最多？ 1、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（ ） D 【能力提升】 2、将等质量的锌粉和铁粉分别于溶质质量分数相同且等质量的稀硫酸充分反应，产生氢气的质量与时间的关系如图所示。请回答下列问题： （1）表示锌粉与稀硫酸反应的曲线是：_____（填 a 或 b）； （2）对于曲线表示的反应，_____（填化学式）有剩余； a H2SO4 3、将质量相等的Mg Al Zn 三种金属分别放入质量和质量分数相等的三份稀硫酸中，反应结束后，生成氢气的关系不可能的是（ ） C 20 4、某实验小组在探究金属的化学性质时，得到金属与酸反应制取氢气的质量关系（见下图）。请根据图像信息判断，下列说法正确的是（ ） C 【变式巩固】 1.天平两边的烧杯中，分别盛有100g溶质质量分数为9.8%的稀硫酸，天平平衡，再向两烧杯中分别等质量的 镁和铁，充分反应后。 若天平平衡，则反应物中一定有没剩余的物质为 ， 一定剩余的物质是 ， 若天平失去平衡，一定没有剩余的物质是 。 Mg 稀硫酸 Fe 2.相同质量的Mg、Zn、Fe和足量的稀硫酸反应，产生氢气的总质量（m）随时间(t)变化的关系如下图，则下图中a、b、c表示的金属分别为：a 、 b 、c 。 H2 (m) t(s) a b c 0 Mg Fe Zn t2 t1 t3 2：根据产生氢气的量 （产生氢气越多，其+2价相对原子质量越小） 1：根据产生氢气的快慢，(看所需时间，时间越短，反应越快，该金属活动性越强) 课题2 金属的化学性质 第2课时 金属盐溶液反应 金属活动性顺序的应用 可否用其它方法证明金属的活动性强弱呢? 铁和硫酸铜溶液反应的现象： 铁钉表面有红色物质生成，蓝色溶液变成浅绿色 Fe + CuSO4 == FeSO4 + Cu 铁可以将铜从硫酸铜溶液中置换出来，说明铁比铜活泼，这是比较金属活动性的依据。 金属　 金属盐溶液　 　金属盐溶液　 金属 3.金属 + 盐溶液 新金属 + 新盐 反应类型 注：金属活动性>新金属；盐可溶 判断金属活动性的方法之三： 金属是否能将另一种金属从它的盐溶液中置换出来 探究： 金属活动顺序 活动与探究2 金属与化合物溶液的反应 实验 现 象 化学方程式 说 明 铝丝在硫酸铜溶液中 铜丝在硝酸银溶液中 铜丝在硫酸铝溶液中 铝丝表面有红色物质生成，溶液由蓝色变成无色（变浅） 2Al + 3 CuSO4= Al2( SO4)3+ 3Cu 金属活动性： Cu + 2AgNO3= Cu(NO3)2 +2Ag 无 说明___的活动性强于___ 说明___的活动性强于___ 说明___的活动性强于___ Al Cu Cu Ag Al Cu 铜丝表面有银白色物质生成，溶液由无色逐渐变成蓝色 Al>Cu>Ag “曾青得铁化为铜” ——西汉淮南王刘安的《淮南万毕术》 曾青：硫酸铜溶液 古代湿法冶铜 化学方程式： 现象： Fe + CuSO4 = Cu+ FeSO4 铁表面产生红色固体，溶液从蓝色变为浅绿色 思考： 1.上述哪个实验可以省略？各用到了哪些药品？ 2.比较三种金属的活动性，最简单的方法是（使用药品最少）？ 总结：验证三种金属的活动性常用 方法1“中间的溶液，两端的金属”：取活动性居中的金属盐溶液和活动性较强、较弱的金属单质 方法2“中间的金属，两端的溶液”：取活动性居中的金属单质和活动性较强、较弱的金属盐溶液 4.讨论：比较四种金属活动性顺序 的简单方法？ 如：比较镁、锌、铁、铜的活动性： 比较铝、铁、铜、银的活动性： 5.若只有一支盛有少量稀盐酸的试管，只需合理安排金属丝的插入顺序，也能证明铁、铝、铜这三种金属的活动性顺序。金属丝的插入顺序为 ？ 例1：为了测定Ag,Zn,Cu,H的化学活动性强弱,某同学利用Zn粉, Cu片,AgNO3溶液和盐酸4种物质，设计了如下实验方案， 其中可行的是（ ） A、  Zn+HCl Cu+HCl Zn+AgNO3 B、Zn+HCl Cu+ AgNO3 Zn+AgNO3 C、Cu+HCl Zn+AgNO3 Cu+ AgNO3 D、Zn+HCl Cu+HCl Cu+ AgNO3 D 提升： 铜加入硝酸银溶液，反应的现象？ 反应后固体质量如何变化？ 溶液质量如何变化？ 常见金属的活动性顺序表: K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 金属活动性：强 用途： 1.活动顺序表中，金属越靠前，活动性越强； 2.位于H之前的金属，能置换出稀盐酸、稀硫酸中的氢 弱 嫁 给 那 美 女 ，身 体 细 纤 轻， 统 共 一 百 斤 3.前面的金属能把后面的金属从其盐溶液中置换出来 注意： 必须是盐溶液（可溶于水） 铁与盐溶液反应，生成+2价亚铁盐，金属与铁盐反应时，要用+2价的亚铁盐 特殊性：钾、钙、钠化学性质非常活泼，在盐溶液中先与水反应，生成相应碱和氢气 例4.X、Y、Z是三种金属，根据下列有关化学方程式可知，下列说法正确的是( ) ①Z+YSO4==ZSO4+Y ②X+ YSO4==XSO4+Y ③X+ H2SO4== XSO4+ H2↑ ④Z+ H2SO4不反应 A.X可能是铝　 B.Z可能是锌 　C.将Y加入稀硫酸中，产生气泡　 D.金属活动性：X＞Z＞Y D 实验步骤 实验结论 例5. 实验室使用的还原性铁粉和活性炭粉末都是黑色的，请设计实验鉴别。 ①取样，分别加入稀盐酸 放出气体的是铁粉。 ②取样，分别加入CuSO4溶液 能析出红色固体的是铁粉。 ③取样，分别在空气中加热 固体减少的是炭粉。 ④取样，分别用磁铁吸引 能被吸引的固体是铁粉。 4.越弱越易被置换 同一金属与不同的盐反应时，该金属先与活动性较弱的金属所组成的盐反应； 能力提升： 如：将足量的Fe投入混有CuSO4和AgNO3的溶液中，Fe先与AgNO3反应，直到AgNO3反应完后，Fe才与CuSO4反应。 思考： Fe投入混有CuSO4和AgNO3的溶液中充分反应，反应后剩余的固体一定有 ，可能有 ，溶液一定有 。 不同金属与盐溶液反应时，活动性强的金属先与盐反应。 Ag Cu Fe FeSO4 各种金属的活泼性不同，通常铝比铁活泼、铁比铜活泼，从冶炼金属的工艺条件和活泼性分析，人类使用金属的早晚与下列哪些因素关系密切（ ） A. 金属的活泼性 B. 冶炼金属的难易程度 C. 金属的贵贱 D. 金属元素在地壳中的含量 人类使用金属的早晚与金属的活泼性、冶炼金属的难易程度有密切关系 AB 例1：向 AgNO3溶液中加入一定质量的 Al 和 Fe 的混合粉末，充分反应后过滤，得到滤渣和浅绿色滤液。以下关于该滤渣和滤液的说法中正确的是（  ）。 ①向滤渣中加入稀盐酸，一定有气泡产生 ②向滤渣中加入稀盐酸，可能没有气泡产生 ③滤渣中一定含有Ag ，可能有Fe ④向滤液中加入稀盐酸，一定有沉淀产生 ⑤滤液中一定含有 Fe(NO3)2 ，一定不含AgNO3 ，可能含有Al(NO3)3 A: ①③⑤ B: ①④ C: ②③ D: ②④⑤ C 40 2.将一定质量的铁粉加到H2SO4 ,MgSO4 CuSO4的混合溶液中，充分反应后过滤，得到滤液M和滤渣N，下列有关说法中不合理的是（ ） A.滤液M中一定有Fe2+ B.滤渣N的质量一定小于加入铁粉的质量 C.滤渣N中一定没有单质Mg D.滤液M中至少含有两种金属阳离子 B 41 3.将一定质量的Zn粉加入到 FeSO4 MgSO4 CuSO4的混合溶液中，过一段时间后过滤，向滤渣中加入稀盐酸溶液有气泡产生，下列叙述中正确的是（ ） ①滤渣中一定有Zn ②滤渣中一定有Cu可能有Zn ③向滤渣中加入稀盐酸，最后溶液一定变为浅绿色 ④滤液中一定含有MgSO4 和 ZnSO4 ⑤滤液的颜色不可能是浅绿色 A: ①④⑤ B: ②③④⑤ C: ②③④ D: ②④ D 42 4、向一定质量的AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入过量的Zn粉，溶液质量随反应时间变化的情况如图所示。下列说法正确的是（ ） A、取a点溶液，滴加稀盐酸，无白色沉淀 B、图标上b--c段质量增加的原因是锌和硝酸铜溶液的反应 C、b点时溶液中金属离子有Zn2+、Cu2+，金属单质有Zn、Cu、Ag D、c点和d点溶质种类不同，金属单质种类也不同 B 43 总结经验 1.金属的化学性质 2.金属活动性顺序及应用 3.比较金属活动性的方法 1、在CuCl2和NaCl的混合溶液中加入过量的Zn粉，充分反应后过滤，留在滤纸上的固体（ ） A、只有Zn B、只有Cu C、有Cu和Na D、有Cu和Zn 2.把足量锌粉分别加入到含下列各组物质的混合溶液中，充分反应后过滤，滤液中只有一种溶质的是（ ）（双选） A、MgSO4 CuSO4 B、CuSO4 H2SO4 C、Cu(NO3)2 AgNO3 D、HCl CuSO4 D B C 【变式补充练习】 4.将铁片放入下列溶液中，溶液的质量会减少的是（　　） A、HCl B、H2SO4 C、Na2 SO4 D、CuSO4 3.将铁片放入下列溶液中，固体的质量会增加 的是（ ） A、稀H2SO4 B、FeSO4溶液 C、CuSO4溶液 D、稀HCl C D 5.[7分]小华想测定Cu-Zn合金和Cu-Ag合金中铜的质量分数，实验室只提供了一瓶稀盐酸和相关的仪器。 (1)根据现有的条件，你认为只能测出_____________合金中铜的质量分数。 (2)为了测定该合金的组成，小华称取10 g该合金粉末，在粉末中连续三次加入稀盐酸反应。每加一次盐酸，小华记录所得气体的质量，实验数据如下： 第一次 第二次 第三次 连续加入盐酸的体积(ml) 10 10 10 生成氢气的质量(g) 0.08 0.08 0.04 (3)从上表数据分析，小华用10 g合金粉末总共收集到氢气_______g。 (4)求出该合金中铜的质量分数。 【能力提升 典型例题】 学完本课题你应该知道 1、金属的化学性质 ①大多数金属能与氧气反应（化合反应） 金属 + 氧气 金属氧化物 ②大多数金属能与盐酸、稀硫酸反应（置换反应） ③部分金属能与金属化合物溶液反应（置换反应） 金属 + 酸 金属化合物 + H2 金属 + 金属化合物 新金属 + 新化合物 2、置换反应 由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。 Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑ CuSO4 + Fe = FeSO4 + Cu C + CuO Cu + CO2 ↑ 高温 在托盘天平两盘的烧杯内，分别盛有质量和溶质质量分数都相等的足量的稀硫酸，调节天平至平衡。现向左边烧杯中加入6.5g铁钉，同时向右边烧杯中加入6.5g锌粒。在反应过程中，观察到天平指针偏转的情况是（　 ）　　 A.始终向左偏转　　　　　　　　　　　 B.始终向右偏转　　 C.起初向右偏转，最终向左偏转　　　　 D.起初向左偏转，最终向右偏转 D “药金”又称为“愚人金”，实为铜、锌合金（在合金中各种金属仍然保持各自的化学性质不变）。由于“药金”外观与黄金相似，常被不法商贩用来冒充黄金牟取暴利。请你设计实验，证明“药金”戒指是假黄金戒指。 金属与盐酸的反应 God Save me！ 无所谓，我无所谓… 为什么受伤的总是我！ 我得意的笑，又得意的笑… 4、判断常见金属活泼性的方法 3、常见金属的活动性顺序如下： K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au 金属活动性，由强逐渐减弱 金属活动性顺序可以作为金属能否在溶液中发生置换反应的一种判断依据。 ① 金属与氧气反应的难易程度（金属越活泼，反应越容易，越剧烈） ② 金属与酸反应的剧烈程度。氢前金属+盐酸（稀硫酸）（置换反应）（金属越活泼，反应越容易，越剧烈）金属与酸不能反应（排在氢后面） ③ 金属能否与金属化合物的溶液反应。（位于前面的金属把位于后面的金属从它的化合物的溶液中置换出来） 3、有M、N、R三种金属，将M和N分别浸入稀硫酸中，N溶解，M不溶解，将M浸入R的硝酸盐溶液中，经过一段时间，在M的表面上有R 析出，由此判断M、N、R三种金属的活动性由强到弱的顺序是（ ） A、M＞N ＞ R B、M ＞ R ＞ N C、N ＞M ＞R D、R ＞ M ＞ N 分析：根据M和N分别浸入稀硫酸中，N溶解，M不溶解，可知N的活动性比M强；根据M浸入R的硝酸盐溶液中，在M的表面上有R析出，可知M的活动性比R 强。 C 你知道怎样识别真假黄金吗？ 4.将等质量的镁、铁、锌三种金属分别放入三份溶质质量分数相等的稀盐酸中．生成H2的质量与反应时间的关系如图所示． 金属X是 ， 反应后可能已经反应完的 金属是 ， 一定有剩余的金属是 ， Mg Fe Zn Mg 例3：将一定量Zn粉加到FeSO4、CuSO4、MgSO4混合溶液中，充分反应后过滤，向滤渣中加稀盐酸有气泡产生，则下列说法正确的是（ ） （1）滤渣中一定有Zn （2）滤渣中一定有Cu、Fe可能有Zn （3）向滤渣中加稀盐酸，最后溶液一定变成浅绿色 （4）滤液中溶质一定含有ZnSO4、MgSO4 （5）滤液颜色不可能是浅绿色 例2：把锌、铜片同时放入硝酸银溶液中，充分反应后过滤，向得到溶液中加稀硫酸， （1）若无气体产生，则滤渣中肯定有 ，可能有 ； 滤液中一定有 ，可能有 ； （2）若有气体产生，则滤渣中一定有 ， 滤液中一定有 ，一定没有 ； （3）若滤液为蓝色，滤渣中一定有 ，没有 ，可能有 ； 滤液中一定有 ，可能有 ； 从地里出土的金属文物中，金、银器总是保存得基本完好，铜器表面有绿色的锈迹，铁器出土较少，表面有较多红色锈迹。这是为什么呢？ $$