第2节 金属的化学性质（第1课时）（培优教学课件）科学浙教版九年级上册

第二章 物质转化与材料利用 九年级上册•浙教版 第2节 金属的化学性质（第1课时） 在利用某种金属材料时，人们往往要考虑这种材料的化学性质。那么，我们常用的金属有哪些重要的化学性质？这些性质是怎样为人类所利用的？ 导入新课 导入新课 从土里挖掘的金属文物中，金器总是保存得基本完好，铜器表面有锈迹，而铁器出土很少且锈迹斑斑。为什么会出现这样的情况呢？ 战国山字格铜柄铁剑 唐代鎏金铜走龙 汉代鎏金银蟠龙纹铜壶 导入新课 想一想 铝能在短短的一百多年里产量得到如此大幅度的提高，并被广泛地应用，除了改进了铝的冶炼方法，使其成本大大降低，以及铝的密度较小外，还由于铝的抗腐蚀性能好。 学习目标 1. 知道铁铝铜金属与氧气反应难易程度 2. 不同金属与酸反应的剧烈程度 3. 理解置换反应的概念与特征 4. 课堂总结 5. 练习与应用 6. 提升训练 金属的化学性质 重点难点 重点 金属的化学性质。 难点 通过实验探究的方法认识常见金属与稀盐酸、稀硫酸的反应。 1. 常见金属与氧气的反应 2. 金属与酸反应现象及化学方程式 3. 置换反应 4. 课堂总结 5. 练习与应用 6. 提升训练 学习内容 金属的化学性质 一、金属与氧气的反应 第2节 金属的化学性质 一、金属与氧气的反应 除汞外，金属元素的中文名称都带有金字旁。 读图 1.在下列金属单质中，用红笔圈出你知道名称的金属，用蓝笔圈出你用过其制品的金属。  2.把你所知道的金属的化学性质与同学进行交流，看看哪些是你所不了解的。 一、金属与氧气的反应 一、金属与氧气的反应 一、金属与氧气的反应 在空气中燃烧 在氧气中燃烧 镁 发出耀眼白光，生成一种白色固体 铁 火星四射，生成一种黑色固体 1. 金属 + 氧气 → 2Mg + O2 2 MgO 点燃 3Fe +2O2 Fe3O4 点燃 金属氧化物 一、金属与氧气的反应 铜的表面出现黑色固体 2Cu + O2 2CuO 现象 分析 1. 金属 + 氧气 → 金属氧化物 一、金属与氧气的反应 表面变暗，熔化不滴落 4Al + 3O2 2Al2O3 金属氧化物 1. 金属 + 氧气 → 现象 分析 查阅资料 铝的熔点：660oC 氧化铝的熔点：2050oC 酒精灯的温度：400~700oC 一、金属与氧气的反应 铝在空气中与氧气反应，表面生成一层致密的氧化膜（Al2O3)，从而阻止铝进一步被氧化。 铝的“自我保护” 提醒：尽量不要使用铝制餐具，因为铝在人体内积累过多会引起智力下降、记忆力衰退和老年痴呆。 1. 金属 + 氧气 → 金属氧化物 一、金属与氧气的反应 一、金属与氧气的反应 “真金不怕火炼”这句话蕴含什么化学原理？ 说明金的化学性质稳定，即在高温下也不与氧气反应 铝壶表面发白 常温下铝与氧气反应 铁丝剧烈燃烧 在氧气中点燃铁丝 铜与氧气反应 在空气中加热铜粉 真金不怕火炼 高温灼烧黄金 镁带表面发暗 常温下镁与氧气反应 金属的化学性质1 金属+氧气→金属氧化物 2Mg+O2=2MgO 4Al+3O2=2Al2O3 3Fe+2O2 Fe3O4 2Cu+O2 2CuO 金即使在高温下也不与氧气发生化学反应 根据金属是否能与氧气反应及反应条件的难易，可比较出这几种金属的活泼性 Al、Mg > Fe 、Cu > Au 一、金属与氧气的反应 铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝(Al2O3)薄膜，从而阻止铝进一步氧化，因此，铝具有很好的抗腐蚀性能。 铝制炊具 铝制建材 铝制易拉罐 思考：生活中为何不宜用钢丝球来擦洗铝制餐具？ 会刷掉铝制品表面致密的氧化膜 一、金属与氧气的反应 你能利用金属与氧气反应的化学性质，鉴定真黄金和假黄金（铜锌合金）吗？ 将戒指在高温火焰上灼烧，变黑为假，因为黄铜中的铜与氧气在加热的条件下能生成黑色的氧化铜；而黄金即使在高温的条件下也不与氧气反应。 真金不怕火炼 一、金属与氧气的反应 是一个复杂的反应过程，不单单是铜与氧气反应，而是发生了2Cu+O2+CO2+H2O=Cu2（OH）2CO3。铜锈俗称铜绿，其主要成分为碱式碳酸铜，是一种无机化合物，化学式为Cu2(OH)2CO3。 它是铜与空气中的氧气、二氧化碳和水等物质反应产生的物质，颜色翠绿。 青铜器变绿的秘密： 一、金属与氧气的反应 D 典例1 下列有关金属与氧气反应的说法正确的是( ) A.铁丝在氧气中剧烈燃烧、火星四射，生成三氧化二铁 B.金属与氧气的反应必须加热或点燃 C.铝的抗腐蚀性好是因为铝的化学性质稳定 D.“真金不怕火炼”说明即使在高温下金也不和氧气反 应 四氧化三铁 镁、铝常温下也可与氧气反应 形成了氧化铝薄膜 二、金属与酸反应 第2节 金属的化学性质 二、金属与酸反应 有人说：为了鉴别黄金的真伪，可将黄金饰品放入醋酸或盐酸中浸泡，观察有无气泡产生，便知真假。 你认为有道理吗？这又是为什么呢？ 除了用火烧，还可以怎么鉴别真假黄金呢？ 二、金属与酸反应 二、金属与酸反应 实验：分别把镁、锌、铁和铜放入试管中，再加入稀盐酸（稀硫酸），观察现象 实验仪器 实验药品 铁架台、试管、火柴、 镁(Mg)条、锌(Zn)条、铁(Fe)条、铜(Cu)条、稀盐酸(HCl)、稀硫酸(H2SO4) 镁与盐酸 锌与盐酸 铁与盐酸 铜与盐酸 二、金属与酸反应 二、金属与酸反应 反应物 现象 反应的化学方程式 镁 稀盐酸 稀硫酸 锌 稀盐酸 稀硫酸 快速产生气泡，放热，镁很快溶解，溶液仍为无色 产生气泡，锌逐渐溶解，溶液仍为无色 Mg+2HCl ══ MgCl2+ H2↑ Zn+2HCl ══ ZnCl2+ H2↑ Mg+H2SO4 ══ MgSO4+H2↑ Zn+H2SO4 ══ ZnSO4+H2↑ 2. 金属 + 酸 → 金属化合物+氢气 二、金属与酸反应 反应物 现象 反应的化学方程式 铁 稀盐酸 稀硫酸 铜 稀盐酸 稀硫酸 缓慢产生气泡，铁逐渐溶解，溶液由无色逐渐变为浅绿色 无明显现象 Fe+2HCl ══ FeCl2+H2↑ Fe+H2SO4 ══ FeSO4+H2↑ 2. 金属 + 酸 → 金属化合物+氢气 二、金属与酸反应 ②浓盐酸具有挥发性，用盐酸制取的氢气中因含有HCl气体而不纯净 用拇指按住盛有锌粒和稀盐酸的试管口，将燃着的火柴接近试管口，松开拇指发现 __________________________，此气体应是 ________。 气体燃烧或有爆鸣声 氢气 原因： 注意 实验室中常用金属锌和稀硫酸反应来制取氢气 ①该反应速率适中，便于对氢气进行收集，金属镁、铝与稀硫酸反应速率太快，而铁与稀硫酸反应速率太慢 二、金属与酸反应 实验：实验室常用锌和稀硫酸反应制取氢气，请你写出反应的化学方程式。 Zn＋H2SO4 ZnSO4＋H2 二、金属与酸反应 探究：金属与稀盐酸或稀硫酸的反应 哪些金属能与稀盐酸或稀硫酸反应？反应后生成了什么气体？哪些金属不能与稀盐酸或稀硫酸反应？ 金属活动性： Mg、Zn、Fe＞Cu 镁、锌、铁都能与盐酸反应，放出氢气。铜不与盐酸反应 同等条件下，金属活动性越强，反应越剧烈 三、置换反应 第2节 金属的化学性质 三、置换反应 交流讨论：从反应物和生成物的类别的角度分析，这些反应有什么特点？ 金属与盐酸反应 金属与稀硫酸反应 Mg + 2HCl = MgCl2 + H2↑ Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2↑ Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑ Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑ Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑ Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑ 单质 单质 单质 单质 化合物 化合物 化合物 化合物 + + = + + = 三、置换反应 定义：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做置换反应。 特征：单质 + 化合物 → 新化合物 + 新单质。 置换反应中一定有元素化合价的变化 通式：A+BC →AC+B 置换反应属于基本反应类型 注意：单质铁发生置换反应均生成+2价的亚铁化合物 讨论：我们目前学了哪些基本反应类型 三、置换反应 反应类型 反应特点 反应特征 联系 化合反应 多变一 A+B+∙∙∙→X 都属于化学基本反应类型 分解反应 一变多 X→A+B+∙∙∙ 置换反应 单换单 A+BC → AC+B 镁、锌、铁都能与稀盐酸或稀硫酸发生置换反应，置换出酸中的氢。 化合反应、分解反应和置换反应的比较： 金属的化学性质2 活泼金属+稀酸→金属化合物+氢气 三、置换反应 方法一： 可根据金属与氧气反应的难易和反应现象的剧烈程度不同进行判断。 判断金属活动性的方法 金属越容易与氧气反应，活泼性越强 方法二： 可根据金属是否与盐酸或稀硫酸反应，或反应的剧烈程度判断金属的活动性强弱。 三、置换反应 利用金属与氧气的反应 灼烧 利用金属与酸反应 将黄铜与黄金放入稀盐酸（稀硫酸） 密度 测密度 硬度 互相刻画 物理方法 化学方法 拓展：为了防止自己受骗，你能想出鉴别黄铜（铜锌合金）和黄金的哪些方法？ 三、置换反应 设计实验除去杂质：铜粉中含有的少量铁粉 ①磁铁吸引 ②将含有少量铁粉的铜粉加入足量稀硫酸(或稀盐酸)中搅拌，直至不再产生气泡后过滤，将剩余固体用水冲洗烘干。 ①除杂时不能引入新杂质 ②所选用的试剂不能与被提纯物质反应 ③实验操作应简便易行 ④尽量将杂质转化为被提纯的物质。 物质除杂应注意以下四点： 三、置换反应 典例2 下列属于置换反应的是（ ） D A．2H2O 2H2 ↑ + O2 ↑ B．S +O2 SO2 C．NaOH + HCl NaCl + H2O D．2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2 ↑ 通电 点燃 四、课堂总结 第2节 金属的化学性质 四、课堂总结 金属与氧气的反应 金属的化学性质 金属与稀盐酸、稀硫酸的反应 金属与氧气反应的难易程度或反应现象的剧烈程度，可反映金属的活动性 金属 + 氧气 → 金属氧化物 金属 + 酸 → 金属化合物 + 氢气 金属能否与稀盐酸或稀硫酸反应或反应的剧烈程度，可反映金属的活动性 五、练习与应用 第1节 金属材料 五、练习与应用 1．铜锌合金类似黄金。鉴别黄金与铜锌合金时，可以将其浸入( ) A．澄清石灰水 B．硫酸溶液 C．氯化钠溶液 D．盐水 B 五、练习与应用 2．下列有关金属与氧气反应的说法正确的是( ) A．铝的抗腐蚀性好是因为铝的化学性质稳定 B．红热的铁丝在氧气中燃烧火星四射，生成三氧化二铁 C．在较高温度下能与氧气反应的金属，在常温下也能与氧气反应 D．根据金属与氧气反应的难易程度，可以初步比较一些金属的活动性 D 五、练习与应用 3．下列反应属于置换反应的是( ) A．Fe2O3＋3CO2 Fe＋3CO2 B．CH4＋2O2 CO2＋2H2O C．2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ D．Na2CO3＋CaCl2===CaCO3↓＋2NaCl C 五、练习与应用 4.在一根用细绳吊着的长玻璃棒左端绕上光亮的粗铜丝， 并使玻璃棒保持水平（如图所示）。用酒精灯给铜丝加 热数分钟，停止加热并冷却一段时间后，发现玻璃棒左 端下降。 （1）请用化学方程式表示左端下降的原因：___________________。 （2）将玻璃棒与细绳一同取下，铜丝端浸入稀硫酸中，充分反应后取 出，洗涤、干燥再重新吊起（细绳系玻璃棒的位置不变），玻璃棒 ______（填“能”或“不能”）再次保持水平。 不能 六、提升训练 第2节 金属的化学性质 六、提升训练 1、为了研究金属铝的化学性质，某同学做了如下实验：将一小块久置的薄铝片放入盛有过量盐酸的小烧杯中，发现不同阶段产生不同的实验现象，具体记录如下表所示： 反应阶段 1 2 3 4 5 实验现象 没有观察到 明显现象 有少量气 泡产生 气泡逐 渐增多 气泡逐 渐减少 反应停止，铝 片消失 充分反应后溶液中的溶质是( ) C A. B. C. 和 D. 、 和 六、提升训练 2、如图所示为镁、铜及其氧化物的质量关系 图。图中两条线不重合的原因是( ) B A.镁和铜的密度不同 B.与等质量的镁和铜化合的氧元素质量不同 C.加热不充分，没有完全氧化 D.实验误差 六、提升训练 3、将一枚洁净的铁钉浸入稀硫酸中，下列叙述中正确的是( ) ①铁钉表面产生气泡　②液体由无色逐渐变为浅绿色　③铁钉的质量减轻　 ④液体的质量减轻 A．②③ B．①②④ C．①②③ D．①②③④ C 六、提升训练 4、向一定量的铁粉中逐滴加入稀硫酸至过量，如图所示为反应过程中某种 物质的质量 随加入稀硫酸的质量变化的关系，则 不可能表示( ) C A.消耗铁粉的质量 B.生成硫酸亚铁的质量 C.溶液的总质量 D.生成氢气的质量 六、提升训练 5、将燃着的镁带伸入盛有二氧化碳的集气瓶中，镁带剧烈燃烧，发生的 反应为 。下列叙述中，错误的是( ) A A.该反应属于复分解反应 B.该反应属于置换反应 C.该反应说明二氧化碳具有助燃性 D.镁着火时不能用二氧化碳灭火器扑灭 六、提升训练 6、在近一百多年里铝的产量得到大幅度的提高，并被广泛地使用，原因 之一就是铝的抗腐蚀性能好。铝具有良好抗腐蚀性能的原因是( ) D A.铝的化学性质不活泼 B.铝不与酸、碱反应 C.铝常温下不与氧气反应 D.在空气中铝的表面会形成一层致密的氧化铝保护膜 六、提升训练 7、运用手持技术探究金属与酸的反应。向250 mL的烧瓶内注入25 mL溶质质量分数为8.8%的稀盐酸，分别剪取长约4 cm、宽约0.4 cm的镁、铝、锌、铁、铜条，打磨后投入烧瓶中，迅速塞紧带有压强传感器的橡皮塞(见图1)，点击采集，得到图2所示的气压变化曲线。回答下列问题。 (1)曲线a对应的金属是_______。 (2)曲线b对应的金属是铁，反应的化学方程式为：________________________。 铜 Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑ 六、提升训练 (3)曲线c在18 s左右达到最高点后又略微下降的原因是___________________________________________________。 (4)下列说法错误的是________。 A．d对应的反应速率适中，适合实验室制取气体 B．若延长反应时间，可得到d的图像是一条直线 C．从0～100 s图像可推测e对应的金属打磨不彻底 D．从250～450 s图像推测e反应时盐酸浓度在变大 镁与稀盐酸反应放热，在18 s反应结束，温度随后降低 BD 六、提升训练 8、某科学兴趣小组为了分析铁碳混合物中铁的含量，进行了实验研究。取60 g经粉碎后的生铁，把800 g稀硫酸分4次加入该样品中，测得数据记录如表所示，请回答下列问题。 (1)第2次测得剩余固体中铁和碳的质量分别是_______g、______g。 (2)生铁中铁的质量分数为________(精确到0.1%)。 11.2 次数 第1次 第2次 第3次 第4次 加入稀硫酸质量/g 200 200 200 200 剩余固体质量/g 37.6 15.2 4 4 4 93.3% 六、提升训练 (3)计算所用稀硫酸的溶质质量分数(写出计算过程)。 六、提升训练 9、镁铝合金强度大，密度小，合金表 面易上色，常被用作笔记本电脑的外 壳。有两位同学通过实验对某镁铝合 金（假设不含其他杂质）进行探究， 请填空： （1）方案一：镁铝合金与氧气反应，测定参与反应的氧气体积。如图甲 所示，称量一定量的镁铝合金粉末，在足量的氧气中充分燃烧，冷却至 室温，打开止水夹。参与反应的氧气体积与____________________相等。 量筒内水减少的体积 六、提升训练 （2）方案二：镁铝合金与盐酸反应，测定生成气体的体积，装置如图 乙所示。 ①通过排水法测定所收集到的氢气的体积，装置导管口、、、 的连 接顺序是： __ ___ ___。 ②反应结束后，冷却至室温。烧瓶内还残留有气体，对实验结果______ （填“有”或“没有”）影响。 没有 六、提升训练 10、铁是应用最广泛的金属。 （1）写出铁丝在氧气中燃烧的化学方程式：____________________。 六、提升训练 （2）新型材料纳米级 粉能用作高效催化剂。实验室采用还原法制备 纳米级 粉，其流程如图所示： ①纳米级粉在空气中易自燃。实验中通入 的目的是_____________ _____________。 ②写出Ⅱ中还原 置换出铁的化学方程式： _________________________。 防止生成的纳米级粉自燃 学科网 rbm.xkw.com rbm.xkw.com rbm.xkw.com Lavf58.20.100 学科网版权所有 Lavf58.41.100 Lavf58.29.100 Lavf58.46.101 Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 eq \o(=====,\s\up13(点燃)) eq \o(=====,\s\up13(高温)) 解：设200 g稀硫酸中硫酸质量为x。 　Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑， 　56 98 22．4 g x eq \f(56,22.4 g) ＝ eq \f(98,x) 　　x＝39.2 g， 稀硫酸的质量分数为： eq \f(39.2 g,200 g) ×100%＝19.6%。 答：所用稀硫酸的溶质质量分数为19.6%。 $$