课题3 防止金属腐蚀的措施 第1课时（教学课件）化学沪科版五四学制2024九年级全一册

该初中化学课件聚焦金属的化学性质，系统呈现金属与氧气、酸、盐的反应规律，通过钠镁与氧气反应条件对比等实验现象引入，逐步推导置换反应定义，最终构建金属活动性顺序表及应用，形成“性质探究-规律总结-实践应用”的学习支架。 其特色在于以实验探究为主线，结合湿法炼铜历史和波尔多液容器选择等生活实例，通过现象记录、方程式书写培养科学思维（如由铜与硝酸银反应现象推理活动性），体现科学探究与实践及科学态度与责任。采用“探-析-练”结构，学生可深化理解，教师能高效开展教学。

专题9 化学反应的调控 课题3 防止金属 腐蚀的措施 第1课时 金属的活动 性顺序 九年级化学 全一册·沪科版五四学制2024 学习内容导览 认识金属活动性顺序 2 金属的化学性质 1 金属活动性顺序应用 3 2 1. 通过实验探究金属与稀硫酸、盐溶液的反应，能准确描述反应现象并书写化学方程式，归纳金属能与酸、盐发生置换反应的化学性质。 2. 通过分析多组金属与酸、盐溶液反应的实验现象，能识别并运用金属活动性顺序判断反应能否发生，并能设计简单实验验证不同金属的活动性强弱。 3. 通过分析“湿法炼铜”等实例，能运用金属活动性顺序解释或预测生产中的一些物质转化，体会其在物质分离和制备中的应用价值。 明·教学目标 3 引·新课导入 金属的发展史，就是人类文明发展的缩影。 青铜器时代 约在公元前5000年，人类已开始使用青铜器。 铁器时代 约公元前1200年人类开始使用铸铁，进入铁器时代。 铝器时代 距今约200年前，人类发现了铝，之后，又发明了电解铝的方法。 4 引·新课导入 为什么铜能长久保持光亮，而铁却容易生锈？同样，家里的铝锅不易生锈，而实验室制取氢气时用的是金属锌，却不是铜。 光泽依旧的铜器 久用如新的铝锅 锈迹斑斑的铁钉 制取氢气的金属锌 5 金属的化学性质 01 探·知识奥秘 一、金属的化学性质 1.金属与氧气的反应 思考 请分析比较：镁条和铁链表面覆盖的物质成分分别是什么？为什么钠的新鲜切面在空气中会迅速变暗？而黄金饰品却能始终闪闪发亮，不易发生变化？ 镁条 铁链 钠 黄金 探·知识奥秘 一、金属的化学性质 镁条表面覆盖的黑色固体是碱式碳酸镁，这是镁与空气中氧气、水、二氧化碳共同作用发生缓慢氧化反应的结果。 铁链表面覆盖的红褐色固体主要是氧化铁，它是铁与空气中的氧气和水蒸气共同作用、发生复杂锈蚀的产物。 钠的化学性质非常活泼，其新鲜切面会迅速与氧气反应生成氧化钠等物质，因此会立刻变暗，这体现了其极强的金属活动性。 黄金的金属活动性极弱，在空气中非常稳定，极难与氧气等物质发生反应，因此能长久保持闪闪发亮。 镁条 铁链 钠 黄金 探·知识奥秘 一、金属的化学性质 2Mg+O2 2MgO 镁带在空气中剧烈燃烧，发出耀眼的白光，留下白色粉末状固体，放出大量的热。 镁带燃烧 3Fe+2O2 Fe3O4 铁丝在氧气中剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体，放出大量的热。 铁丝燃烧 2Cu+O2 2CuO 亮红色的铜丝在空气中加热后，表面变黑。 铜丝加热 2.金属在氧气（或空气）中的燃烧 点燃 点燃 点燃 探·知识奥秘 一、金属的化学性质 金属 反应现象 反应产物 反应条件与剧烈程度 钠 (Na) 切面迅速变暗 氧化钠 常温下迅速反应，非常剧烈 镁 (Mg) 空气中剧烈燃烧，发出耀眼白光 氧化镁 加热即可剧烈燃烧 铁 (Fe) 氧气中剧烈燃烧，火星四射 四氧化三铁 需在纯氧中才能剧烈燃烧 铜 (Cu) 空气中加热表面变黑 氧化铜 需加热才能缓慢反应 金 (Au) 无明显变化，保持光亮 几乎不反应 极难与氧气反应，非常稳定 3.金属在氧气反应现象与产物比较 探·知识奥秘 一、金属的化学性质 4.金属与稀硫酸反应 实验步骤：取镁片、锌片、铁片、铜片分别放入四支试管中，各加入5mL稀硫酸。 观察并记录实验现象。 实验过程： 探·知识奥秘 一、金属的化学性质 实验现象： 无明显现象 产生气泡 快速产生气泡 反应剧烈，快速产生大量气泡 Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑ Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑ Mg+H2SO4==MgSO4+H2↑ Cu与H2SO4不反应 探·知识奥秘 一、金属的化学性质 思考 镁、铁与稀盐酸反应的产物分别是什么？它们属于哪种基本反应类型？ 稀盐酸与稀硫酸具有相似的化学性质，都能与镁、铁等活泼金属发生化学反应生成 氢气 。 Fe + 2HCl == FeCl2 + H2↑ Mg + 2HCl == MgCl2 + H2↑ 用燃着的木条靠近试管口，可观察到有火焰产生，并有爆鸣声 。 单质 化合物 单质 化合物 置换反应是指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化学反应。 探·知识奥秘 一、金属的化学性质 5.金属与盐反应 实验步骤：取铜片分别放入两支试管中，向其中一支试管中滴加1-2滴管硝酸银溶液；在另一支试管中滴加1-2滴管硫酸亚铁溶液。观察并记录实验现象。 实验过程： 实验现象： 铜丝表面有银白色固体出现，溶液由无色变为蓝色。 铜丝表面无明显现象，溶液颜色没有变化。 Cu与FeSO4不反应 Cu+2AgNO3==Cu(NO3)2+2Ag 探·知识奥秘 一、金属的化学性质 实验结论： （1）金属能与某些盐溶液发生化学反应。 （2）这类反应属于置换反应。 （3）反应规律为：金属 + 盐 → 新金属 + 新盐 Cu + 2AgNO3 == Cu(NO3)2 + 2Ag 单质 化合物 化合物 单质 金属 盐 新盐 新金属 Cu与FeSO4不反应 思考 并非金属都能与盐溶液反应，那么反应的发生需要满足什么条件呢？ 这其中又有怎样的规律可循呢？ 【典例】下图1是金属化学性质的简易模型，图2是据此模型设计的实验。 (1)图2中表示图1中A能与金属发生反应的实验是___________(填序号)。 (2)图2③中发生的反应的化学方程式是____________________________。 (3)图2设计的4个实验能验证三种金属与氢在金属活动性顺序表中位置的关系是___________________________。 析·典型范例 ②④ Fe+H₂SO₄=FeSO₄+H₂↑ Al>Fe>H>Cu 16 析·典型范例 【变式】关于铝、铁、铜三种金属，下列有关说法不正确的是 A．三种金属均能与氧气反应 B．三种金属均被广泛应用于生产生活中 C．铝、铜、硫酸亚铁溶液可验证三种金属的活动性顺序 D．等量的三种金属与足量且等量的稀盐酸混合后溶液的质量相等 D 17 认识金属活动性 顺序 02 探·知识奥秘 二、认识金属活动性顺序 1.湿法炼铜 中国的湿法炼铜是世界上最早的湿法冶金技术。 葛洪 《抱朴子内篇·黄白》 以曾青涂铁， 铁赤色如铜。 01 历史渊源 硫酸铜古称曾青、胆矾、石胆等，湿法炼铜又称胆铜法。 02 转化溶解 湿法炼铜的工艺过程是将铜矿中难溶于水的含铜的化合物转变为可溶性的硫酸铜。 04 认知拓展 南北朝时人们进一步认识到，不仅是硫酸铜，其他可溶性铜盐也能与铁发生反应。 03 铁置换铜 再将铁放入硫酸铜溶液中，置换出铜。 探·知识奥秘 二、认识金属活动性顺序 2.铁与硫酸铜溶液、氯化铜溶液的反应 实验步骤：取两只试管，各放入一根铁丝，分别加入少量硫酸铜溶液、氯化铜溶液。观察并记录 实验现象。 实验过程： 实验现象： 铁分别与硫酸铜溶液、氯化铜溶液发生了反应。铁的表面都有红色固体出现。 Fe+CuCl2==FeCl2+Cu Fe+CuSO4==FeSO4+Cu 探·知识奥秘 二、认识金属活动性顺序 思考 铁能与硫酸铜溶液发生置换反应，是否金属都具有与盐溶液发生置换反应的性质呢？ 将一金属片放入 硫酸铜溶液中 一段时间后，观察到金属片表面有红色固体出现。 由此判断得出，该金属与硫酸铜溶液发生了置换反应。 探·知识奥秘 二、认识金属活动性顺序 3.探究金属与盐溶液的反应 实验步骤：（1）在三只表面皿中分别放入一颗锌粒、一根铁丝、一根银丝。 （2）如图所示，向放有锌粒的表面皿中滴加1滴管硫酸铜溶液，向放有铁丝的表面皿 中滴加1滴管硝酸银溶液，向放有银丝的表面皿中滴加1滴管硝酸铜溶液。观察并 记录实验现象。 实验过程： 探·知识奥秘 二、认识金属活动性顺序 实验现象和结论： 金属与盐溶液 锌与硫酸铜溶液 铁与硝酸银溶液 银与硝酸铜溶液 实验现象 反应能否进行 锌的表面有红色固体出现 铁的表面有银白色固体出现 银的表面无明显现象 能 能 否 Zn+CuSO4==ZnSO4+Cu Fe+2AgNO3==Fe(NO3)2+2Ag 思考 通过实验可知，金属与盐溶液混合并不是都能发生置换反应。在学习酸的化学性质时，我们知道有些金属与稀盐酸或稀硫酸能发生置换反应。哪些金属能与酸或盐溶液反应？这类反应有规律可循吗？ 探·知识奥秘 二、认识金属活动性顺序 4.金属活动性顺序表 钾 钙 钠 镁 铝 锌 铁 锡 铅 （氢） 铜 汞 银 铂 金 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 常见6种金属的活动性顺序：Mg > Al > Zn > Fe > (H) > Cu > Ag 代表“稀盐酸”或“稀硫酸”中的氢（H） 【典例】有甲、乙、丙三种表面积相同的金属，分别投入等质量等浓度的稀硫酸中，只有乙有气泡冒出；再将甲投入乙和丙的化合物溶液中，甲的表面没有丙析出，则这四种金属活动性顺序为 A．甲>乙>丙 B．乙>甲>丙 C．乙>丙>甲 D．丙>乙>甲 析·典型范例 C 25 析·典型范例 【变式】利用金属与盐溶液的置换反应判断甲、乙、丙三种金属的活动性顺序，实验后得到三种金属的转化关系如图所示。下列相关说法正确的是 A．三种金属的活动性顺序为丙>甲>乙 B．甲、乙、丙依次可能为 C．要判断三种金属的活动性顺序，图示转化关系缺一不可 D．若将图中的金属换成对应盐溶液，箭头反向，各转化关系成立 D 26 金属活动性顺序 应用 03 探·知识奥秘 三、金属活动性顺序应用 1.判断金属活动性强弱 应用原理： 在金属活动性顺序中，金属的位置越靠前，它的活动性就越强。 应用举例： 镁(Mg)位于铝(Al)之前，因此金属镁在空气中燃烧比铝更剧烈。 铁(Fe)位于铜(Cu)之前，因此铁在空气中比铜更容易生锈。 干电池的奥秘 我们常用的锌锰干电池，其外壳就是由金属锌制成的。之所以选择锌，正是因为在常见金属中，锌的活动性较强，能顺利参与电化学反应产生电流；同时，它的活动性又不如钾、钙、钠那样过于剧烈而难以控制，确保了电池使用的安全性和稳定性。这体现了根据活动性强弱合理选择工业材料的重要性。 探·知识奥秘 三、金属活动性顺序应用 2.判断金属与酸能否反应 应用原理：一般情况下，排在氢(H)前面的金属能与盐酸、稀硫酸等酸发生置换反应，生成氢气； 而排在氢后面的金属则不能。 应用举例：锌(Zn)排在氢前，能与稀硫酸反应放出氢气。 铜(Cu)排在氢后，与稀硫酸混合后不发生反应。 厨房里的化学 请勿使用铁锅或铝锅长时间盛放醋、柠檬汁等酸性食物。因为铁和铝都排在氢前面，它们会与食物中的酸发生反应。这不仅会腐蚀锅具，缩短其使用寿命，更会导致过量的金属元素溶出到食物中，可能影响健康。这个生活禁忌背后，正是金属活动性顺序在起作用。 探·知识奥秘 三、金属活动性顺序应用 3.判断金属与盐溶液能否反应 应用原理：排在前面的金属，能把排在后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。 应用举例：湿法炼铜：铁(Fe)在铜(Cu)之前，因此铁能置换出硫酸铜中的铜。 铜与硝酸银：铜(Cu)在银(Ag)之前，因此铜能置换出硝酸银中的银。 波尔多液的容器选择 波尔多液是一种著名的农业杀菌剂，由硫酸铜和石灰配制而成。在配制和盛放时，有一个至关重要的注意事项：绝对不能用铁桶来盛装硫酸铜溶液或波尔多液。由于金属铁的活动性比铜强，铁会与硫酸铜溶液发生置换反应：Fe + CuSO4 = FeSO4+ Cu。这个反应不仅会腐蚀损坏铁桶，更会消耗有效的杀菌成分（硫酸铜），生成硫酸亚铁，导致农药失效。因此，必须使用塑料桶或木桶等非金属容器。这个实例完美地体现了利用金属活动性顺序指导生产实践的巨大价值。 【典例】有下列化学方程式表示的反应，符合实验事实的是 A． B． C． D． 析·典型范例 C 31 析·典型范例 【变式】银铜锌合金的耐腐蚀性能和较高的强度使得其在海洋工程和船舶制造中具有广泛应用。十七中学的化学兴趣小组同学为探究银、锌、铜的金属的活动性顺序，进行了如下实验： 实验活动一： 观察与讨论： (1)B中反应的化学方程式为：________________________________________。 (2)C中观察到：银白色固体表面冒出_______________，固体减少，放热。 (3)根据以上实验_______________（填“能”或“不能”）验证银、锌、铜的 金属的活动性顺序。 气泡 不能 Zn+Cu(NO3)2==Zn(NO3)2+Cu 32 理·核心要点 金属的活动性顺序 金属的化学性质 认识金属活动性顺序 金属与氧气的反应 金属与酸的反应 金属与盐的反应 金属活动性顺序应用 判断金属活动性强弱 判断金属与酸能否反应 判断金属与盐溶液能否反应 湿法炼铜 铁与硫酸铜溶液、氯化铜溶液的反应 判探究金属与盐溶液的反应 金属活动性顺序表 33 1．某同学按如下步骤对三种未知金属展开探究： (1)将它们编号为：X、Y、Z； (2)取样，分别加入到溶液中，发现X、Z表面出现红色物质而Y却没有。 (3)取X、Z大小相等的颗粒，分别加入到溶质质量分数相等的稀中，发现Z表面产生气泡的速度明显比X快。 则X、Y、Z的金属活动性由强到弱依次为 A．X>Y>Z B．Z>X>Y C．X>Z>Y D．Z>Y>X 练·技能实战 B 34 2．小明以丙为“数轴”的原点将活动性顺序中的金属分为两部分。下列说法错误的是 A．在自然界中丁主要以单质形式存在 B．甲和乙都能和稀硫酸发生反应，且各方面条件相同时，甲比乙反应更快 C．将甲加入稀盐酸中，有气泡产生，溶液变为浅绿色 D．小明选择“数轴”的原点丙为H 练·技能实战 C 35 3.锰(Mn)在钢铁、电池等领域有广泛应用，其金属活动性位于锌和铁之前。以下对金属锰化学性质的预测，不合理的是 A．能在氧气中剧烈燃烧 B．化学性质比铁活泼 C．能与稀盐酸反应产生氢气 D．不能与硫酸铜溶液反应 练·技能实战 D 36 4.为了验证铜、锌、银的金属活动性顺序，同学们设计了如图所示实验。 (1)写出实验乙中发生反应的化学方程式。 (2)为了验证铜、锌、银的金属活动性顺序，请在图丙中标注所用试剂。 练·技能实战 Zn+Cu(NO3)2==Zn(NO3)2+Cu 37 5.在化学实验课上，兴趣小组的同学为验证常见金属的活动性顺序，设计并完成了如下实验，具体步骤如图所示，下列关于该实验的说法正确的是 A．将铜丝压成片状利用了其良好的导电性 B．A试管中溶液由浅绿色变为蓝色 C．B试管中的溶液在反应过程中质量减小 D．该实验无法证明铁、铜、银的金属活动性顺序 练·技能实战 C 38 6.某学习小组同学利用杠杆原理设计如图所示实验，实验前在杠杆的两端分别挂质量相等的铜球和锌球(均已打磨)，此时杠杆平衡，然后将两个金属球分别浸没在盛有稀硫酸和FeSO4溶液的烧杯中进行实验。下列有关说法正确的是 A．实验中观察到左端烧杯中溶液变为蓝色 B．该实验可得出三种金属的活动性顺序为Zn>Fe>Cu C．右端烧杯中反应后溶液质量增加 D．实验结束后移走烧杯，杠杆仍保持平衡 练·技能实战 C 39 THANKS! 谢谢观看 九年级化学 全一册·沪科版五四学制2024 Lavf58.46.101 $观察到镁与稀硫酸剧烈反应，有大量气泡产生。锌与稀硫酸反应较剧烈，有较多气泡产生。铁与稀硫酸反应，且有少量气泡产生。铜在稀硫酸中无明显现象。将燃着的木条放在有气体生成的试管口观察现象。