第2节 金属的化学性质 第2课时（教学课件）科学浙教版九年级上册

第2节 金属的化学性质 （第2课时） 第2章 物质转化与材料利用 浙教版九年级上册 知识目标 金属活动性顺序表及其意义 1 金属活动性规律 2 金属锈蚀的条件及防腐蚀方法 3 素养目标 掌握金属活动性顺序表及其意义；理解活动性规律；了解金属锈蚀的条件及防止腐蚀的方法。 科学观念 设计实验方案探究金属活动性强弱；运用活动性顺序预测反应可能性。 科学思维 完成铁与硫酸铜、铜与硝酸银的置换实验；进行铁生锈条件的探究实验。 探究实践 金属的活动性顺序 PART 1 探究新知 新课引入 在做金属和酸的反应过程中，我们发现：不同金属和酸反应的剧烈程度不同。如镁和盐酸反应更剧烈，放出氢气速率更快，而锌较为缓慢，铜则不能和酸反应。这是为什么呢？ 镁 锌 铜 新知讲授 有些金属化学性质稳定，而有些金属化学性质活泼，化学性质活泼的金属与酸反应更为剧烈。为了比较不同金属的化学性质，我们可以用金属的化学活动性顺序来表示。 怎样设计实验比较两种金属的活动性顺序呢？ 新知讲授 探究 比较铁与铜、铜与银的化学活动性 我们知道，有些金属能与酸反应，有些金属不能与酸反应。如果把一种金属浸入另一种金属的盐的溶液中，相互之间能发生反应吗？让我们一起探寻它们的反应规律。 【实验药品】铜丝、铁丝、FeSO4溶液、CuSO4溶液、AgNO3溶液。 1.提出问题、建立假设 根据研究的内容及已有的知识，我们假设：一种活动性较强的金属能把另一种活动性较弱的金属从它的盐的水溶液中置换出来。 新知讲授 2．设计实验方案： （1）铁和铜的活动性比较：在盛有硫酸铜溶液的试管里浸入一段洁净的（经过除油、除锈处理）铁丝，过一会儿取出，如图所示。你也可以有其他的实验方案，与同学进行交流。 实验现象： 化学方程式： 实验结论： 铁丝表面出现红色固体，溶液由蓝色变为浅绿色 金属活动性：Fe＞Cu 新知讲授 （2）铜和银的活动性比较：根据实验室提供的药品设计可行的方案，与同学进行交流。根据你设计的方案进行实验，画出装置图，记录观察到的现象，写出发生反应的化学方程式。 方案： 实验现象： 化学方程式： 实验结论： 在盛有硝酸银溶液的试管里浸入一段洁净的（经过除油、除锈）铜丝，过一会儿取出，观察有什么变化。 铜丝表面出现银白色固体，溶液由无色变为蓝色 金属活动性：Cu＞Ag 综上：铁、铜、银的化学活动性是Fe＞Cu＞Ag 新知讲授 思考与讨论 1．设计实验比较镁、锌、铜的活动性，并从强到弱列出三者活动性顺序。 设计：将两个相同锌片分别插入装有等量硫酸镁和硫酸铜溶液的试管中； 现象：插入硫酸镁溶液的锌片无现象，插入硫酸铜溶液中的锌片表面出现红色 固体，溶液逐渐变为无色； 结论：金属活动性Mg＞Zn＞Cu 2．如果把氢也列入其中，应如何排列？ 可将三种金属丝分别插入稀盐酸中，观察是否有气泡产生。 实验可知：镁和锌能与盐酸反应，铜不与盐酸反应。 活动性顺序： Mg＞Zn＞H＞Cu 新知讲授 经过许多实验，人们总结出一些常见金属的金属活动性顺序如下： 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 我们可以应用金属活动性顺序表做些什么？ 新知讲授 金属活动性顺序的应用 （1）比较金属活动性强弱 金属的位置越靠前，金属活动性越强 K＞Ca＞Na＞Mg＞Al＞Zn＞Fe＞Sn＞Pb＞ (H) ＞Cu＞Hg＞Ag＞Pt＞Au （2）判断金属能否和酸反应置换出盐酸、稀硫酸中的氢 排在氢（H）之前的金属能与稀盐酸、稀硫酸反应生成氢气 金属K、Ca、Na因其太活泼，很容易与水发生反应生碱和氢气，生成的碱再与酸和盐等物质反应。 金属（氢之前）+ 酸 = 盐 + 氢气 新知讲授 （3）判断金属能否与金属的盐溶液发生置换反应 位于前面的金属能把位于其后面的金属从它们的盐溶液里置换出来（K、Ca、Na除外） 金属（活动性强）+盐=金属（活动性弱）+盐 新知讲授 思考与讨论 若将锌片插入硫酸亚铁和硫酸铜混合溶液中，锌先与谁发生反应呢？ 由于金属活动性Zn＞Fe＞Cu，锌和铜的活动性差异更大，故锌先与硫酸铜发生反应置换出铜Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu，当硫酸铜被反应完，剩余的锌再与硫酸亚铁发生反应置换出铁，Zn+FeSO4=ZnSO4+Fe。 多个置换反应的顺序 当有多个置换反应都能发生时，在活动性顺序中金属之间间隔远的，反应先发生。一个置换反应结束后，另一个置换反应才会发生。 新知讲授 思考与讨论 金属活动性顺序说明金属具有怎样的化学性质？ 它对置换反应的发生有何意义？ 金属活动性顺序说明排在前面的金属比排在后面的金属活泼。 它可以用来判断金属与金属的盐溶液之间能否发生置换反应，只有排在前面的金属才能与排在其后面的金属的盐溶液发生置换反应。 新知讲授 湿法炼铜技术是我国古代劳动人民发明的，我国是世界上最早使用湿法炼铜的国家。其原理是：先用硫酸将铜矿中的铜转变成可溶性的硫酸铜，再将铁放入硫酸铜溶液中把铜置换出来，Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，如图所示。 曾青得铁则化为铜 新知讲授 思考与讨论 1．根据金属活动性顺序表判断能否用锡壶装酸性物质，并说出理由。   不能。因为在金属活动性顺序中锡排在氢的前面，锡能与酸性物质反应。 2．能否用铁制的容器配制浸种用的波尔多液（含硫酸铜）？为什么？ 不能。 因为在金属活动性顺序中，铁排在铜的前面，能把铜从它的盐溶液中置换 出来。 反应原理： Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 。 新知讲授 阅读 化学反应中的电子转移 把金属锌放入硫酸铜溶液中，可发现银白色的金属锌表面镀上了一层紫红色的铜。为什么铜离子会从溶液中析出变成金属铜，而金属锌则变成锌离子进入溶液？在以上化学反应中，金属锌失去电子（电子用e-表示）变成锌离子进入溶液，而铜离子得到电子变成了金属铜。上述反应的过程实际上是电子转移的过程，可以表示为：  Zn＋CuSO4=Cu＋ZnSO4 在这个实验中，金属锌失电子的能力比铜强，或者说铜离子得电子的能力比锌离子强，反应就发生了。因此，金属活动性顺序表在某种意义上也表示了金属得失电子能力的强弱。 2 防止金属腐蚀的常用方法 PART 2 探究新知 新知讲授 金属材料，特别是钢铁，日久之后表面往往会失去光泽，产生锈蚀现象，以致强度降低，不能继续使用。据统计，每年由于锈蚀而直接损失的钢铁材料约占年产钢铁量的四分之一。 金属为什么会锈蚀？产生锈蚀的条件有哪些？ 新知讲授 活动 实验室提供如下材料：带塞子的试管若干支、普通铁片（或铁钉）、蒸馏水、干燥剂（生石灰）。  1．根据上述材料，小组里的同学一起设计实验方案并画出实验装置图。 水+空气 蒸馏水 干燥空气 生石灰 现象：几天后， 铁钉在水和空气中生锈最严重，蒸馏水和干燥空气中铁钉未生锈 方法： 控制变量 新知讲授 2．按实验方案进行实验，得出金属锈蚀的条件： 。  3．取一块纯铁片，按上述锈蚀条件进行实验，它生锈了吗？为什么？ 同时与空气和水接触 若用一块纯铁片来进行上述实验，反而不易发生锈蚀现象。 由此可见： 金属的锈蚀既与周围环境里水、空气等物质的作用有关，也与金属内部的结构有关。 根据金属锈蚀的条件，讨论金属防锈蚀的常用方法。 新知讲授 防锈　 方法 保护膜法 改变内部结构法(加Cr、Ni制不锈钢) 非金属覆盖层(如油漆、搪瓷等) 金属镀层(如镀锌等) 自身氧化膜保护层 新知讲授 思考与讨论 调查生活中常用的金属防锈蚀的措施。你还知道哪些金属防锈蚀的措施？ 生活中的金属防锈蚀的措施有：涂油漆、干燥保存、表面用油膜保护以隔绝氧气等。 金属防锈蚀的原理： 就是破坏金属生锈的条件，隔绝氧气、水或改变金属内部结构。 典例分析 例1.有甲、乙、丙三种金属，将甲、乙分别放入稀硫酸中，甲表面有气泡产生，乙无明显现象；将乙放入丙的盐溶液中，乙表面有丙析出。则这三种金属的活动性由强到弱的顺序是（　　） A．甲>乙>丙 B．甲>丙>乙 C．丙>乙>甲 D．乙>甲>丙 【解析】金属活动性顺序表中，氢前面的金属能够与酸反应生成氢气，氢后面的金属不能与酸反应生成氢气，将甲、乙分别放入稀硫酸中，甲表面有气泡产生，乙无明显现象，即甲能够与稀硫酸反应生成氢气，乙不与稀硫酸反应，说明甲的金属活动性比乙强，金属活动性强的金属能够将活动性弱的金属从其盐溶液中置换出来，将乙放入丙的盐溶液中，乙表面有丙析出，即乙能够与丙的盐溶液反应，证明乙的金属活动性比丙强，则三种金属的活动性由强到弱的顺序是甲>乙>丙，故选A。 A 典例分析 例2.向AgNO3、Zn(NO3)2、Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤。下列说法正确的是（　　） A．滤纸上一定有Ag和Cu B．向滤渣中加入稀盐酸，一定有气泡产生 C．滤液中一定有和 D．向滤液中加入稀盐酸，一定产生白色沉淀 【解析】A、向硝酸银、硝酸锌、硝酸铜的混合溶液中加入一定量的铁粉，因活动性顺序：Zn>Fe>Cu>Ag，铁不能与硝酸锌反应，先与硝酸银反应，然后再与硝酸铜反应，则滤纸上一定有银，可能有铜，错误； B、向滤渣中加入稀盐酸，若铁有剩余，则有气泡冒出，若铁无剩余，则无气泡，错误； C、产生滤液中一定有不反应的硝酸锌和反应生成的硝酸亚铁，一定含有和，正确； D、若滤液中有未反应完的硝酸银，则产生氯化银沉淀，若无硝酸银则不产生氯化银沉淀，错误。 故选C。 C 典例分析 例3.要验证镁、铁、铜三种金属的活动性顺序，仅用组内物质就可直接进行实验验证的是（　　） A．Cu、FeCl2溶液、MgCl2溶液 B．Fe、Cu、MgCl2溶液 C．Mg、FeSO4溶液、CuCl2溶液 D．Fe、 CuSO4溶液、 MgCl2溶液 【解析】A、Cu与FeCl2溶液、MgCl2溶液不反应，只能得出镁、铁的活动性大于铜，无法验证镁、铁二者的活动性顺序，不符合题意； B、铁、铜均不能与氯化镁反应，只能得出镁的金属活动性大于铁、铜，所以无法验证铁、铜二者的活动性顺序，不符合题意； C、Mg能与FeSO4溶液、CuCl2溶液都反应，只能得出镁的金属活动性大于铁、铜，所以无法验证铁、铜二者的活动性顺序，不符合题意； D、铁可以置换出硫酸铜中的铜，说明镁的活动性大于铁，但不能与氯化镁反应，说明铁的活动性大于铜，所以三者的活动性顺序是镁＞铁＞铜，符合题意。 故选D。 D 典例分析 例4.将颗粒大小及质量相同的甲、乙两种金属粉末分别放入足量溶质质量分数相同的稀硫酸中，生成的氢气质量随反应时间的变化曲线如图所示，若甲金属为铁，则乙金属可能为（　　） A．铝 B．锌 C．铜 D．银 B 典例分析 【解析】A、铝的金属活动性比铁强，相同的反应时间内，铝与酸反应生成的氢气的质量多一些，铝与稀硫酸反应生成硫酸铝和氢气，反应的化学方程式为：2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑，反应中，铝与生成的氢气的质量比为54：6=18：2，铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，反应的化学方程式为：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，反应中铁与生成的氢气的质量比为56：2，则等质量的铝与酸反应后生成的氢气的质量比铁多，选项错误； B、锌的金属活动性比铁强，相同的反应时间内，锌与酸反应生成的氢气的质量多一些，锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，反应的化学方程式为：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，反应中，锌与生成的氢气的质量比为65：2，铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，反应的化学方程式为：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑，反应中铁与生成的氢气的质量比为56：2，则等质量的锌与酸反应后生成的氢气的质量比铁少，选项正确； C、铜位于金属活动性顺序表中氢的后面，不能与酸反应生成氢气，选项错误； D、银也位于金属活动性顺序表中氢的后面，不能与酸反应生成氢气，选项错误。 故选B。 典例分析 例5.铁制品经常有锈蚀现象，于是某兴趣小组围绕“锈”进行一系列研究。 (1)【探锈】现有洁净无锈的铁钉、经煮沸迅速冷却的蒸馏水、植物油、棉花和干燥剂氯化钙，还可以选用其他物品。为探究铁制品锈蚀的条件，设计如下实验： ①B中植物油的作用是 。 ②一周后，观察A、B、C中的铁钉，只有A中的铁钉出现了明显锈 蚀现象，由此得出铁钉生锈的条件： 。 (2)【除锈】取出生锈的铁钉，将其放置在稀盐酸中，一段时间后发现溶液变黄，铁钉表面有少量气泡产生。产生气泡的原因是 （用化学方程式表示）。稀盐酸可用于除锈，但铁制品不可长时间浸泡其中。 (3)【防锈】防止铁制品锈蚀，可以破坏其锈蚀的条件。常用的防锈方法有 （写一种即可）。兴趣小组继续通过文献研究、调研访谈，发现如何防止金属锈蚀已成为科学研究和技术领域中的重要科研课题。 隔绝空气 同时具有水和空气 铁制品表面刷漆 典例分析 【解析】（1）①图B中植物油的作用是防止氧气溶于水，使铁钉与氧气隔绝； ②一周后，观察A（与水和氧气同时接触）、B（与氧气隔绝）、C（与水隔绝）中的铁钉，只有A中的铁钉出现了明显锈蚀现象，由此得出铁钉锈蚀需要与水和氧气接触的结论； （2）产生气泡的原因是铁和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，反应的化学方程式是Fe+2HCl═FeCl2+H2↑； （3）防止铁制品锈蚀，可以破坏其锈蚀的条件。常用的防锈方法有刷漆或涂油等。 归纳总结 金属的化学性质 防止金属腐蚀的常用方法 金属的活动性顺序 金属活动性顺序的应用 探究金属活动性顺序实验 探究铁生锈的条件 金属防锈蚀的方法 THANKS 感谢观看 第2章 物质转化与材料利用 浙教版九年级上册 $$