内容正文:
第二节 金属的化学性质
第九单元 金属
初中化学鲁教版(2024)九年级下册
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1.通过实验探究等活动认识常见金属与氧气、酸的反应,通过实验探究等活动认识常见金属与盐溶液之间的反应。
2.能说出常见金属的活动性顺序,并能运用金属活动性顺序解释现象。
3.认识置换反应的概念和特征,能从物质组成和性质的视角对学过的物质进行整理和分类。
学习目标
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+12
2
8
2
镁(Mg)
+13
2
8
3
铝(Al)
+26
2
8
14
铁(Fe)
2
+29
2
8
18
铜(Cu)
1
由于大多数金属元素的原子容易失去外层电子,能与许多物质发生化学反应,表现出相似的化学性质。
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在空气中点燃镁条
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在氧气中点燃铁丝
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在空气中加热铜丝
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铝与氧气的反应
取少量铝粉,均匀地铺在滤纸上,再将滤纸卷起,用坩埚钳夹持,在酒精灯上点燃,迅速伸入盛有氧气的集气瓶中。观察现象。
4Al + 3O2 2Al2O3
点燃
合作探究
现象:______________________________________________________。
剧烈燃烧,发出耀眼的白光,放出大量的热,生成白色固体
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思考讨论
可能的原因:① 镁的化学性质活泼,易被氧化;
② 镁合金的制造成本相对较高,等等。
在日常生活中,我们经常使用铝、铁及其合金制品,很少见到镁及其合金制品,你认为可能的原因是什么?
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这是因为铝是一种比较活泼的金属,在常温下就很容易跟氧气发生反应、生成一层致密而坚固的氧化铝薄膜。这层薄膜阻止了内层的铝进一步被氧化,从而对铝制品起到保护作用,所以铝制品具有很好的抗腐蚀性能。
思考讨论
铝比铁更易与氧气或其他物质发生化学反应,但生活中我们很少见到铝被腐蚀,这是为什么呢?
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金属与氧气的反应
金属 现象 化学方程式
镁 在空气中点燃
铝 在空气中点燃
铁 在氧气中点燃
铜 在空气中加热
剧烈燃烧,发出耀眼的白光,放出大量的热,生成白色固体
剧烈燃烧,火星四射,放出大量的热,生成黑色固体
铜丝表面逐渐变成黑色
2Mg + O2 2MgO
点燃
3Fe + 2O2 Fe3O4
点燃
2Cu + O2 2CuO
△
剧烈燃烧,发出耀眼的白光,放出大量的热,生成白色固体
4Al + 3O2 2Al2O3
点燃
4Al + 3O2 2Al2O3
2Mg + O2 2MgO
镁、铝在常温下就能与氧气反应:
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铁与盐酸的反应
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比较不同金属与酸的反应
〔探究任务〕
探究铁、铜、锌三种金属能否与酸反应,以及与酸反应的剧烈程度。
〔实验用品〕
铁片、铜片、锌片、10%的稀盐酸、10%的稀硫酸、试管、量筒、砂纸。
合作探究
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比较不同金属与酸的反应
〔实验方案〕
你准备按照怎样的步骤完成上述实验探究任务?实验过程是否需要进行变量控制?
合作探究
实验过程需要控制变量,如金属的量,金属与酸的接触面积,酸的浓度、体积和种类等需要相同。
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比较不同金属与酸的反应
〔实验方案〕
你准备按照怎样的步骤完成上述实验探究任务?实验过程是否需要进行变量控制?
合作探究
① 将铁片、铜片、锌片用砂纸打磨;
② 将打磨后的铁片、铜片、锌片分别放入盛有等体积、10%的稀盐酸的试管中,观察现象。
③ 将打磨后的铁片、铜片、锌片分别放入盛有等体积、10%的稀硫酸的试管中,观察现象。
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比较不同金属与酸的反应
〔实验现象〕
合作探究
金属 10%的稀盐酸 10%的稀硫酸
铁
铜
锌
无现象
产生气泡的速率较慢,反应较缓慢,溶液由无色变为浅绿色,铁丝逐渐减少或消失
产生气泡的速率较快,反应较剧烈,锌丝逐渐减少或消失
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2. 三种金属分别与稀盐酸、稀硫酸反应由易到难的顺序是________________。
比较不同金属与酸的反应
〔实验结论〕
1. 能与稀盐酸、稀硫酸反应的金属是__________。
合作探究
锌、铁
锌、铁、铜
Zn + HCl ZnCl2 + H2 ↑
Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2 ↑
Fe + HCl FeCl2 + H2 ↑
Fe + H2SO4 FeSO4 + H2 ↑
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① 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;
② 排在氢前面的金属能与稀盐酸、稀硫酸反应放出氢气,而排在氢后面的金属不能与稀盐酸、稀硫酸反应放出氢气。
金属在水溶液中的活动性顺序如下:
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H) Cu Hg Ag Pt Au
金属活动性逐渐减弱
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金属与酸溶液反应的特点
一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质与另一种化合物,我们把这类反应叫作置换反应。
Zn + HCl ZnCl2 + H2 ↑
Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2 ↑
Fe + HCl FeCl2 + H2 ↑
Fe +H2SO4 FeSO4 + H2 ↑
单质
化合物
化合物
单质
特征:“单换单”
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反应类型 概念 反应特点
化合反应
分解反应
复分解反应
置换反应
四大基本反应的比较
由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应
多变一
由一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应
一变多
双交换
单换单
由一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质与另一种化合物的反应
两种化合物互相交换成分,生成另外两种化合物的的反应
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西汉刘安所著的《淮南万毕术》中记载着“曾青得铁,则化为铜”。把铁放入硫酸铜溶液中会得到铜,这一发现要比西方国家早1700多年,是湿法冶金的先驱。
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CuSO4溶液 AgNO3溶液 NaCl溶液
Fe 现象
化学方程式
结论
金属与盐溶液的反应
将铁丝、铜丝两种金属分别放入硫酸铜、硝酸银、氯化钠溶液中,观察并记录实验现象。
合作探究
Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu
铁丝表面有一层红色固体析出,溶液由蓝色变为浅绿色
铁丝表面有一层银白色固体析出,溶液由无色变为浅绿色
Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2+ 2Ag
无明显
现象
铁能从CuSO4溶液、AgNO3溶液中把铜和银置换出来,但不能从NaCl溶液中置换出金属钠
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金属与盐溶液的反应
将铁丝、铜丝两种金属分别放入硫酸铜、硝酸银、氯化钠溶液中,观察并记录实验现象。
合作探究
CuSO4溶液 AgNO3溶液 NaCl溶液
Cu 现象
化学方程式
结论
无明显
现象
铜丝表面有一层银白色固体析出,溶液由无色变为蓝色
Cu + 2AgNO3 Cu(NO3)2+ 2Ag
无明显
现象
铜能从AgNO3溶液中置换出银,但不能从NaCl溶液中置换出金属钠
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在金属活动性顺序中,位置靠前的金属可以把位于其后的金属从它们的盐溶液中置换出来。
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H) Cu Hg Ag Pt Au
金属活动性逐渐减弱
反应物中的盐要能溶于水
K、Ca、Na除外
Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu
Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag
Cu + 2AgNO3 Cu(NO3)2 + 2Ag
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金属的化学性质
金属与氧气的反应
金属与稀盐酸、稀硫酸的反应
金属与盐溶液的反应
金属活动性顺序
Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu
Cu + 2AgNO3 Cu(NO3)2 + 2Ag
Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2 ↑
Fe + HCl FeCl2 + H2 ↑
置换反应
常温下即可反应:Mg、Al
点燃或加热条件下反应:Fe、Cu
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你是否能从物质组成和性质的视角对学过的物质进行整理和分类?请确定你的分类依据,尝试提出你的分类结果,并与同学相互交流。
纯净物
物质
混合物
分类依据
单质
化合物
金属
非金属
氧化物
酸
物质组成是否单一
元素组成是否单一
组成、性质差异
碱
盐
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拓
展
小
课
堂
“镁”丽的烟花
夜空中的烟花绚丽多彩,制作烟花的过程中往往加入一些发光剂和发色剂,镁燃烧时会发出耀眼的白光,因此可用于制作烟花,还能用于制作照明弹。
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金属的活动性
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H) Cu Hg Ag Pt Au
金属活动性逐渐减弱
金属的活动性强弱与其原子失去电子的能力有关,当活动性较强的金属原子遇到易得电子的粒子时,该金属原子就会失去电子变为金属阳离子。例如,在金属活动性顺序中位置靠前的金属易失电子给H+ 或位于其后的金属的阳离子,从而置换出H2或金属单质。
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1. 下列有关金属与氧气反应的说法中,不正确的是( )
A. 铝和氧气能发生反应生成氧化铝
B. “真金不怕火炼”说明金即使在高温时也不与氧气反应
C. 铁丝在氧气中燃烧,火星四射,生成黑色固体
D. 金属与氧气反应都必须点燃或者加热
D
课堂练习
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2. 几种金属与稀盐酸反应的示意图如图所示,下列说法正确的是( )
A. 实验室可用铜和稀盐酸配制氢气
B. 四种金属中最不活泼的是铜
C. 铁与稀盐酸反应后溶液变为黄色
D. 铁与稀盐酸反应的化学方程式为
B
2Fe + 6HCl 2FeCl3 + 3H2 ↑
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3. 人类利用金属材料的时间顺序与金属活动性强弱存在着某种联系,一般来说,越活泼的金属利用的时间越晚。由此推测,人类利用下列金属的时间由先到后的顺序是( )
A. Cu、Fe、Al
B. Cu、Al、Fe
C. Fe、Cu、Al
D. Al、Cu、Fe
A
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4. 下列化学反应属于置换反应的是( )
A.
B.
C.
D.
Ba(OH)2 + H2SO4 BaSO4 ↓ + 2H2O
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3
C + 2CuO 2Cu + CO2 ↑
2HgO 2Hg + O2 ↑
△
高温
B
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5. 中国应用的湿法炼铜技术,是对世界化学史的一个贡献。现将一根光亮的铁钉放入硫酸铜溶液里充分反应。下列说法的组合正确的是_______。
① 反应能证明两种金属的活动性
② 反应后溶液的质量增加
③ 反应生成的溶质为硫酸铁
④ 反应后固体表面附着一层红色物质
①④
Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu
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6. 某实验小组在一定质量Cu(NO3)2、Fe(NO3)2和Mg(NO3)2的混合溶液中加入一定质量的锌粉,充分反应后,过滤,可得到固体和溶液。
(1)请写出上述实验中一定发生反应的化学方程式:
____________________________________________________________
(2)若反应后溶液颜色为无色,则滤液中所含的溶质有哪些?
____________________________________________________________
Zn + Cu(NO3)2 Zn(NO3)2+ Cu
Mg(NO3)2
Zn(NO3)2
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7. 有甲、乙、丙三种金属,如果将甲、乙、丙分别放入硫酸铜溶液中,一段时间后,乙、丙表面出现红色物质,甲没有明显现象;再将大小相同的乙、丙分别放入相同溶质质量分数的稀盐酸中,乙、丙均产生气泡,但丙产生气泡的速率明显快于乙,则甲、乙、丙三种金属的活动性顺序是_______________。
丙>乙>甲
金属活动性强弱的判断方法
(1)根据在相同条件下,金属能否与稀盐酸或稀硫酸反应及产生气泡的快慢,可以判断金属的活动性强弱。
(2)根据一种金属能否把另一种金属从它的盐溶液中置换出来,可以比较两种金属的活动性强弱。
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8. 下列各组试剂不能验证铁、铜、银三种金属活动性强弱的是( )
A. CuSO4溶液 Fe Ag
B. FeSO4溶液稀 稀H2SO4 Cu Ag
C. AgNO3溶液 稀H2SO4 Fe Cu
D. AgNO3溶液 FeSO4溶液 Cu
B
“两金夹一液”
“两液夹一金”
Cu + 2AgNO3 Cu (NO3)2+ 2Ag
Fe + H2SO4 FeSO4 + H2↑
Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu
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1. 大多数金属能与氧气、某些酸发生化学反应,但反应的剧烈程度或难易程度存在差异。
2. 依据金属活动性顺序,能比较常见金属的活泼性,还能判断金属和酸之间能否发生置换反应, 大多数金属能与某些盐溶液发生化学反应, 依据金属活动性顺序能判断金属和盐溶液之间能否发生置换反应。
3. 化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应是化学中的四种基本反应类型。
课堂小结
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Lavf58.46.101
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