7.2 金属的性质（教学课件）化学新教材北京版九年级下册

第七单元 金属和金属材料 7.2 金属的性质 学习目标 01 02 了解常见金属的物理性质；了解物质的性质与用途的关系 03 知道常见金属与氧气、酸的反应，知道置换反应 知道金属与金属化合物溶液的反应，能够判断金属活动性并进行应用 教学重点 教学难点 01 金属与酸反应 01 金属活动性实验探究及应用 02 金属活动性实验及其应用 神奇的合金特性 金属物理性质的共性与差异性 课程导入 金属材料用途广泛，与金属的性质相关。 金属有哪些性质？如何研究金属这一类物质的性质呢？ 目 录 CONTENTS 1 金属的物理性质 3 金属活动性的应用 金属的化学性质 2 金属的物理性质 01 新课探究 学生实验探究 >>> 一、金属的物理性质 探究目的 探究金属的物理性质。 探究用品 铁丝、镁条、铜片、铝片、砂纸、酒精灯、火柴、电池、导线、灯泡。 探究步骤 1. 用砂纸分别将铁丝、镁条、铜片、铝片打磨，观察。 2. 用双手试着弯曲铁丝、铜丝。 3. 请你设计并实施实验，探究金属是否具有导电性和导热性。 实验方案 在下面方框中画出实验装置图。 探究导电性 探究导热性 新课探究 一、金属的物理性质 探究结论 通过对比、归纳，得出金属的物理性质。 相似性： 。 差异性： 。 一般金属都有良好的导热性、导电性、延展性与弹性 不同金属的导热、导电能力并不相同 通常状况下， 除汞呈液态外， 其他金属都呈固态，大多数金属都有较高的熔点。不同种金属还有各自独特的性质，例如，大多数金属呈银白色，但铜却呈紫红色，金呈黄色。不同金属的导热、导电能力，延展性，熔点以及硬度并不相同。 新课探究 物理性质 金属物理性质比较 密度 / （g/cm3 ） 铝 锌 铁 铜 银 铅 金 （小）2.70 7.14 7.86 8.92 10.8 11.3 19.3（大） 熔点 /℃ 锡 铝 银 金 铜 铁 钨 （低）232 660 962 1 064 1 083 1 535 3 410（高） 导电性（以银的导电 性为 100 作标准） 铅 铁 锌 铝 金 铜 银 （良）7.9 17 27 61 74 99 100（优） 硬度（以金刚石的硬 度为 10 作标准） 铅 铝 金 铜 银 铁 铬 （小）1.5 2~2.9 2.5~3 2.5~3 2.5~4 4~5 9（大） 一、金属的物理性质 熔点最高的金属 钨 硬度最高的金属 铬 新课探究 一、金属物理性质的共性与差异性 神奇的合金特性 金属物理性质的共性与差异性 注意：金属物理性质的差异性 金属的物理性质差异性 颜色不同 状态不同 物理性质有差异 常温下，大多数金属为固体，但汞是液体 大多数金属呈银白色， 但铜(Cu)呈紫红色， 金(Au)呈黄色 不同金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等物理性质差别较大 方法导航 归纳与类比 归纳是指从个别或特殊的经验事实出发推出一般性原理、原则的思维方 法。通过许多个别的事例或分论点，归纳出它们所共有的特性，从而得出 一般性的结论。归纳法所得的结果也可以成为分类的基础。 类比是根据两种事物在某些特征上的相似性，推论出它们在其他特征上 也有可能相似。用这种推理方法推出的结论还有待实践证明。 研究一类物质性质的一般思路为： 选取多个组成、结构相似的典型代表物 通过观察、实验等方法获取证据 归纳相似性 发现差异性 资料检索 金属晶体结构与物理性质 金属晶体的微观结构就好像很多硬球一 层一层很紧密地堆积。有关理论认为，金属 原子外层的部分电子脱落下来形成“电子气”， 被所有原子所共用。当受到外力时，金属晶 体中的各原子层就会发生相对滑动，而弥漫 在金属原子间的电子气可以起到“润滑剂” 的作用。 你能从微观视角解释金属为什么具有良好的导电性和延展性吗？你能从晶体结构角度解释合金与纯金属的性质差异吗？ 素材拓展 金属的微观结构 金属的化学性质 02 新课探究 二、金属的化学性质 交流 ·分享 我们曾经学习过一些金属参加的化学反应，你能回忆起哪些？这对你研究金属的化学性质有什么启发？ 1. 金属与氧气的反应 学生实验探究 >>> 探究目的 探究铜、铝与氧气的反应。 探究用品 铝箔、铜片、坩埚钳、酒精灯、托盘 天平、火柴、砂纸。 查阅资料 Al 的熔点为660 ℃ , Al2O3的熔点为2054℃ 探究操作 1. 取一小块铜片观察，在天平上称量，铜片 的质量为 g。 2. 用坩埚钳夹持称量后的铜片，在酒精灯火 焰上加热，现象为 。将加热后所得固体冷却，称量其质量为 g。 3. 用坩埚钳夹持砂纸打磨后的铝箔，在酒精灯火焰上加热，并轻轻晃动，现象为 。 新课探究 二、金属的化学性质 1. 金属与氧气的反应 学生实验探究 >>> 铜片与氧气反应 铝箔与氧气反应 新课探究 二、金属的化学性质 反思交流 1. 加热后铜片的质量为什么会增加？ 2. 有人说铜片表面的变化是被熏黑的，你同意吗？请设计实验证明你的观点。 3. 什么现象能证明铝片表面有一层致密的保护膜？ 1. 金属与氧气的反应 学生实验探究 >>> 不同意，铜片表面变黑是由于铜与氧气反应生成氧化铜（CuO），而不是由于炭黑的沉积。可以将黑色固体收集，看是否能溶于稀盐酸，若能溶则为氧化铜。 铝片熔化却未滴落。 新课探究 二、金属的化学性质 钠、镁、铝在常温下就能与氧气反应，铁和铜在加热至较高温度时能与氧气反应，而金即使在高温下也不能与氧气发生反应。大量实验表明， 大部分金属能与氧气反应，但反应条件及剧烈程度有差异。 铁丝与氧气反应 规律总结 情景素材 鉴别真假黄金 新课探究 二、金属的化学性质 2. 金属与酸的反应 学生实验探究 >>> 探究目的 探究镁、锌、铁、铜与盐酸、稀硫酸的反应。 探究用品 镁条、锌粒、铁丝、铜丝、稀盐酸、 稀硫酸、试管、试管架。 进行实验：分别向盛有镁条、锌粒、 铁丝和铜丝的四支试管中 加入稀盐酸或稀硫酸 镁 锌 铁 铜 稀盐酸 稀硫酸 新课探究 金属与盐酸的反应 新课探究 二、金属的化学性质 2. 金属与酸的反应 探究结论 1. 能与酸反应的金属有 ，其化学方程式分别为 ： 2. 相似性： ， 差异性： 。 镁、锌和铁 金属溶解，产生气体 反应剧烈程度不同 从反应物和生成物的类别分析，我们把这种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叫作置换反应。 新课探究 二、金属的化学性质 2. 金属与酸的反应 置换反应： 单质+化合物=单质+化合物 新课探究 二、金属的化学性质 反思交流 1. 从元素守恒的角度分析，产生的气体可能是什么物质？如何验证？ 2. 铁与稀盐酸、稀硫酸反应生成浅绿色的亚铁离子溶液，但直接观察不到， 可利用色度传感器验证。请设计主要操作步骤。 3. 有的同学提出以上对比实验变量控制有缺陷，你认为他指的是哪些变量？如何改进？ 2. 金属与酸的反应 产生的气体很可能是氢气 ; 将产生的气体收集在试管中，用点燃的木条靠近试管口。如是氢气，会听到“噗”的一声，并伴有淡蓝色火焰 取适量反应后的溶液，使用色度传感器测量溶液的颜色，记录色度值。 比较所测色度值和含亚铁离子溶液的色度值 控制反应温度：在恒温水浴中进行反应，确保温度一致； 控制铁的表面积：使用相同形状和表面积的铁片或相同质量的铁粉； 控制反应时间：确保每组实验的反应时间相同。 金属的美丽瞬间 情景素材 新课探究 二、金属的化学性质 3. 金属与金属化合物溶液的反应 想想议议 这也是古代湿法炼铜的原理。其他金属是否能发生类似的反应？ 有什么规律吗？ 能否用铁制容器盛放硫酸铜溶液？ 不能 新课探究 二、金属的化学性质 学生实验探究 >>> 探究目的 探究铁、铜与金属化合物溶液的反应。 探究用品 铁丝、铜丝、硫酸锌溶液、硫酸铜溶液、硝酸银溶液、试管、试管架 探究操作　 1. 将铁丝分别放入硫酸锌溶液、硫酸铜溶液、硝酸银溶液中。 2. 将铁丝换为铜丝重复上述实验。 3. 金属与金属化合物溶液的反应 无明显现象 铁表面出现红色固体（铜），溶液蓝色变浅 铁表面出现银白色固体； 溶液为浅绿色 无明显现象 铜表面出现银白色固体， 溶液变为蓝色 铁，铜不能和硫酸锌溶液反应； 铁能和硫酸铜，硝酸银反应； 铜能和硝酸银反应 新课探究 二、金属的化学性质 3. 金属与金属化合物溶液的反应 新课探究 二、金属的化学性质 学生实验探究 >>> 反思交流 1. 上述实验中能发生的反应，它们的化学方程式有什么特点？它们属于哪种反应类型？ 2. 结合金属与酸的反应，你有什么发现？为什么有的金属能与化合物溶 液反应，而有的不能？ 3. 金属与金属化合物溶液的反应 都属于置换反应 科学家通过研究认为，这与金属化学性质的差异有关， 能发生置换反应说明金属的活动性较强，反之则较弱，进而归纳出金属活动性顺序。 2．金属活动性顺序的应用。 （1）比较金属的活动性——金属的位置越靠前，它的活动性就越强。 （2）判断金属能否与盐酸、稀硫酸反应。 （3）判断金属与金属化合物溶液能否发生置换反应。 1．常见金属在溶液中的活动性顺序： 4. 金属活动性顺序 二、金属的化学性质 新课探究 位于氢前面的金属能置换出盐酸、 稀硫酸中的氢 不反应 判断金属能否与盐酸、稀硫酸反应 ①铝与稀盐酸_____发生反应；②银与稀硫酸_____发生反应； ③铅与稀硫酸_____发生反应；④铂与稀盐酸_____发生反应。 能 不能 能 不能 新课探究 二、金属的化学性质 　　强置换弱——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。 判断金属与金属化合物溶液能否发生置换反应 K 钾 Ca 钙 Na 钠 Mg 镁 Al 铝 Zn 锌 Fe 铁 Sn 锡 Pb 铅 （H） （氢） Cu 铜 Hg 汞 Ag 银 Pt 铂 Au 金 弱 强 ①铝与硫酸锌溶液____发生反应；②铁与硝酸银溶液____发生反应； ③铁与氯化铝溶液____发生反应；④金与硫酸铜溶液____发生反应。 能 能 不能 不能 　　提示：钾、钙、钠等非常活泼，能与水反应，初中不进行研究。 新课探究 二、金属的化学性质 鉴别的化学方法 Au Cu-Zn 利用金属化合物溶液鉴别黄金和黄铜 在空气中加热 没有变化 表面变黑 放入盐酸中 没有变化 有气泡产生 放入硝酸银溶液中 金属和溶液都不发生变化 金属表面附着银白色固体， 溶液由无色变成蓝色 新课探究 二、金属的化学性质 （1）锌、银 ①分别置于盐酸中，观察能否反应。 ②将锌置于硝酸银溶液中，或将银置于氯化锌溶液中。 ①分别置于盐酸中，比较反应的剧烈程度。 ②将镁置于氯化亚铁溶液中，或将铁置于氯化镁溶液中。 （2）镁、铁 （3）铜、银 将铜置于硝酸银溶液中，或将银置于硫酸铜溶液中。 验证、比较金属活动性顺序 1．设计实验方案，验证下列金属的活动性顺序。 学以致用 金属活动性的应用 03 两金夹一液 验证、比较金属活动性顺序 2．设计实验方案，验证 Fe、Cu、Ag 的金属活动性顺序。 Fe ＞ Cu ＞ Ag 铁丝表面有紫红色固体析出， 溶液由蓝色变为浅绿色 无明显现象 铁丝 银丝 硫酸铜溶液 学以致用 三、金属活动性的应用 两液夹一金 验证、比较金属活动性顺序 2．设计实验方案，验证 Fe、Cu、Ag 的金属活动性顺序。 Fe ＞ Cu ＞ Ag 无明显现象 铜丝表面有银白色固体析出， 溶液由无色变为蓝色 硫酸亚铁溶液 硝酸银溶液 铜丝 课堂小结 三、金属活动性的应用 判断金属的相关反应能否发生 　　在金属活动性顺序里，Al 位于 H 之前，因此铝粉能和盐酸发生反应，所以不可以将洁厕灵和管道疏通剂混合使用。 　　1．洁厕灵的有效成分为盐酸，有一类管道疏通剂的有效成分之一为铝粉，可以将洁厕灵和这种管道疏通剂混合使用吗？ 学以致用 三、金属活动性的应用 　　制造易拉罐的材料主要有两种：铝合金、铁合金。现有两个不同的易拉罐，怎样用化学方法判断这两个易拉罐的材料？ 鉴别金属 ①置于盐酸（或稀硫酸）中——比较反应的剧烈程度 ②置于金属（_______）化合物溶液——观察是否反应 铁或锌 K 钾 Ca 钙 Na 钠 Mg 镁 Al 铝 Zn 锌 Fe 铁 Sn 锡 Pb 铅 （H） （氢） Cu 铜 Hg 汞 Ag 银 Pt 铂 Au 金 学以致用 三、金属活动性的应用 鉴别金属 方案 操作 现象 结论 方案一 A罐的材料 是铁合金 B罐的材料 是铝合金 A罐样品有少量气泡产生，溶液由无色逐渐变为浅绿色 B罐样品反应剧烈，有大量气泡产生 裁出条状样品并打磨干净，分别放入两支试管中，再向试管中分别加入等体积、等浓度的盐酸 　　制造易拉罐的材料主要有两种：铝合金、铁合金。现有两个不同的易拉罐，怎样用化学方法判断这两个易拉罐的材料？ 学以致用 三、金属活动性的应用 鉴别金属 方案 操作 现象 结论 方案二 A罐的材料 是铁合金 B罐的材料 是铝合金 A罐样品无明显 现象 B罐样品表面有金属析出，溶液由浅绿色逐渐变为无色 裁出条状样品并打磨干净，分别放入两支试管中，再向试管中分别加入等体积、等浓度的硫酸亚铁溶液 　　制造易拉罐的材料主要有两种：铝合金、铁合金。现有两个不同的易拉罐，怎样用化学方法判断这两个易拉罐的材料？ 学以致用 三、金属活动性的应用 废液、废渣的处理与回收 　　1．从铜粉、铁粉的混合物中回收铜。 滤液：HCl、FeCl2 溶液 滤渣：铜 　　加入过量的盐酸，充分反应后再过滤。 滤液：CuSO4、FeSO4 溶液 滤渣：铜 　　加入过量的硫酸铜溶液，充分反应后再过滤。 铁粉 铁的化合物溶液； 铜粉 不反应 学以致用 三、金属活动性的应用 　　加入过量的铁粉，充分反应后再过滤。 滤液：FeSO4 溶液 滤渣：铜、铁 废液、废渣的处理与回收 　　2．从 FeSO4、CuSO4 的混合溶液中回收 FeSO4 溶液。 CuSO4 溶液 铜； 不产生 FeSO4 之外的可溶性物质。 学以致用 废液、废渣的处理与回收 　　3．实验室的废液中含有 CuSO4、FeSO4 和 H2SO4，设计一个工艺流程，从废液中回收FeSO4溶液和铜。 CuSO4 FeSO4 H2SO4 Cu Cu、Fe FeSO4 溶液 过量 Fe 过滤 FeSO4、H2SO4 过量 H2SO4、过滤 Fe 过量 Fe 过滤 学以致用 三、金属活动性的应用 　　4．向 AgNO3、Cu（NO3）2 的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣。滤渣的成分可能是什么？ 废液、废渣的处理与回收 　　一种金属与多种不同金属的化合物溶液发生置换反应时，总是先与活动性最弱的金属的化合物反应。 学以致用 三、金属活动性的应用 废液、废渣的处理与回收 滤渣中只有 Ag Fe 反应完全 滤渣中有 Fe、Ag、Cu Fe 剩余 Fe 先置换出 Ag Fe 剩余 Fe 再置换出 Cu 滤渣中有 Ag、Cu Fe 反应完全 　　4．向 AgNO3、Cu（NO3）2 的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，得到滤液和滤渣。滤渣的成分可能是什么？ 学以致用 三、金属活动性的应用 　　1．相同质量的铁、金属X分别与等浓度的足量盐酸反应，产生气体的质量与时间的关系如图所示，则X可能是____（填“镁”“锌”或“锡”）。 氢气质量/g 时间/s O 铁 X 锌 倾斜线斜率越大——产生氢气越快——反应越剧烈——金属活动性越强 金属与酸反应的定量计算 充分反应后产生氢气的多少 学以致用 三、金属活动性的应用 2×M n×2 mX m氢 设金属在化合物中的化合价为＋n，金属的相对原子质量为 Ar。 规律总结：等量金属与足量酸反应 　　相同质量的不同金属与足量的酸反应，当化合价相同时，相对原子质量越小，完全反应后生成的氢气越多。 学以致用 三、金属活动性的应用 　　将等质量的锌、铁分别与等体积、等浓度的盐酸反应，充分反应后锌、铁都有剩余，画出产生氢气的质量与时间的关系图像。 延伸：足量金属与等量酸反应 　　足量的金属与相同量的酸反应，生成的氢气一样多。 氢气质量/g 时间/s O 铁 锌 学以致用 三、金属活动性的应用 验证、比较金属活动性顺序 判断金属的相关反应能否发生 鉴别金属 废液、废渣的处理与回收 金属与酸反应的定量计算 金属活动性顺序 金属与氧气的反应 金属与盐酸、稀硫酸的反应 金属与其他金属化合物溶液的反应 K 钾 Ca 钙 Na 钠 Mg 镁 Al 铝 Zn 锌 Fe 铁 Sn 锡 Pb 铅 （H） （氢） Cu 铜 Hg 汞 Ag 银 Pt 铂 Au 金 规律总结 三、金属活动性的应用 课堂小结 1．明代科学家宋应星所著的《天工开物》中，详细记述了金、银、铜、锌等金属的开采和冶炼方法，其中金属活动性最强的是（ ） A．金 B．银 C．铜 D．锌 D 课堂习题 2．为验证甲、乙、丙三种金属的活动性顺序，把三种金属分别放入稀盐酸中，只有乙表面无明显变化，把甲放入丙的硝酸盐溶液中，甲的表面有丙析出。则甲、乙、丙三种金属的活动性顺序由弱到强的是（ ） A．甲、乙、丙 B．乙、甲、丙 C．乙、丙、甲 D．丙、乙、甲 C 课堂习题 3．探究Fe、Cu、Ag三种金属的活动性，下面所选的各组试剂不可行的是（ ） A．Fe、Cu、稀硫酸、AgNO3溶液 B．Cu、Ag、FeSO4溶液 C．Fe、Ag、CuSO4溶液 D．Cu、FeSO4溶液、AgNO3溶液 B 课堂习题 4.下列方程式表示的反应，符合实验事实的是( ) A.Cu + 2HCl = CuCl2 + H2 B.Zn + 2AgCl = ZnCl2 + 2Ag C.Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu D.2Fe + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3H2 C 课堂习题 5.由金属与酸发生置换反应，下列物质不能得到的盐的是（ ） A.ZnSO4 B.MgCl2 C.FeSO4 D.CuCl2 6.X、Y、Z三种金属都可以形成二价易溶的硫酸盐，他们的活动性顺序是X <Y <Z。下列方程式中错误的是（ ） A. Y + XSO4 = X + YSO4 B. Z + YSO4 = Y + ZSO4 C. Z + XSO4 = X + ZSO4 D. X + YSO4 = Y + XSO4 D D 课堂习题 7.向氯化亚铁、氯化铜混合溶液中加入锌粉，以下对反应完成后的某些说法中不正确的是（ ） A.若锌有剩余，则溶液中有Zn2+，无Cu2+，可能有Fe2+ B.若锌有剩余，则溶液中有Zn2+，没有Cu2+和 Fe2+ C.锌无剩余时，溶液若有Zn2+，无Cu2+，则一定有Fe2+ D.锌无剩余时，溶液中若无Cu2+，则可能有Zn2+ 和Fe2+ C 课堂习题 谢谢您的观看 THANKS 分层作业见见同课时word文档 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf57.71.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$