内容正文:
第六单元
金属和金属材料
6.2.1 金属的化学性质
为什么有的金属制品保留这么完整,表面没有什么改变;而有的金属表面却有很大的改变呢?
新课导入
【提出问题】金属有哪些主要的化学性质?不同金属的化学性质有何差异?
【形成假设】金属可能与氧气发生反应。因为前面做过镁条在空气中燃烧的实验、铁丝在氧气中燃烧的实验,还做过铜片在空气中加热的实验。另外,金属还可能与酸或某些化合物溶液反应。
一、金属化学性质的共性与差异性
课堂探究
我们学过的镁、铝、铁、铜与氧气反应,大家还记得反应现象及化学方程式吗?
镁条燃烧
铁丝燃烧
铜丝加热
1.金属与氧气的反应
【回顾实验,获取证据】【分析解释现象】
反应条件 金属 现象 化学方程式
常温或点燃时能反应 镁 常温下镁与空气中的氧气反应,易生成很薄的氧化膜;在空气中点燃镁条,发出耀眼的白光,放出大量的热,生成白色固体 在空气中点燃
反应条件 金属 现象 化学方程式
常温或点燃时能反应 铝 打磨过(除去金属表面的氧化膜和杂质)的铝在空气中表面会逐渐变暗,形成一层致密的氧化膜 常温下
反应条件 金属 现象 化学方程式
点燃或加热时才能反应 铁 常温下在干燥的空气中,纯铁不易与氧气发生反应;在纯氧中点燃铁丝,剧烈燃烧,火星四射,放出大量的热,生成黑色固体 在氧气中点燃
铜 常温下在干燥的空气中,铜不易与氧气反应;在空气中加热,表面有黑色物质生成 在空气中加热
【点拨】
大多数金属都能与氧气反应,但反应的难易和剧烈的程度不同。Mg、Al等在常温下就能与氧气反应;Fe、Cu等在常温时几乎不与氧气反应,但在点燃或加热的条件下能与氧气反应。根据上述事实,我们可判断出这些金属的活泼程度,即金属活动性。
金属+氧气 → 金属氧化物
金属氧化物:由金属元素和氧元素组成的氧化物
化学性质
【形成结论①】许多金属都能与氧气反应,生成氧化物。
【反思评价】许多金属都能与氧气反应,有没有例外呢?
真金不怕火炼——金即使在高温条件下也不与氧气反应。
2、大多数金属都能与氧气发生反应
1、判断金属活动性的方法一:
根据金属与氧气反应的难易程度与反应现象的剧烈程度判断
【小结】
(1)铝在常温下能与氧气反应,那么我们用的铝制餐具是怎么回事呢?
金属在常温下发生缓慢氧化:4Al+3O2=2Al2O3
形成一层致密的氧化物薄膜,从而阻止铝的进一步氧化,因而铝具有较好的抗腐蚀性。
(2)为何不宜用钢刷来擦洗铝制餐具呢?
若用钢刷擦洗铝制品,容易把氧化薄膜除掉,从而起不到保护作用。
思考讨论
2.金属与稀盐酸和稀硫酸反应
实验操作 实验说明或现象 化学方程式
铝丝浸入稀盐酸中 反应剧烈,铝丝表面产生大量气泡,铝丝溶解,溶液仍为无色
铝丝浸入稀硫酸中
铝丝使用前打磨干净
实验操作 实验说明或现象 化学方程式
铁丝浸入稀盐酸中 反应缓慢,铁丝表面冒出少量气泡,溶液由无色逐渐变为浅绿色
铁丝浸入稀硫酸中
铁丝使用前打磨干净
实验操作 实验说明或现象 化学方程式
铜丝浸入稀盐酸中 无明显现象 无
铜丝浸入稀硫酸中
为了使实验结果有说服力,除金属种类不同外,金属的形状、大小,酸的种类、浓度、体积,实验的温度等都应相同(控制变量法)。
【形成结论②】铝、铁能与稀酸反应产生氢气,而铜却不能。
【反思评价】为什么有些金属能与稀酸反应产生氢气,有些却不能呢?
不同金属的化学反应能力不一样,有些金属能与酸反应产生氢气,称为较活泼金属。铝、铁能与稀酸反应产生氢气,是较活泼金属;铜不能与稀酸反应,是不活泼金属。
3. 金属与某些金属化合物溶液的反应
实验 现象 化学方程式
铝与硫酸铜溶液 铝丝表面析出红色物质,溶液由蓝色逐渐变为无色
铁与硫酸铜溶液 铁丝表面析出红色物质,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色
铜与硫酸铝溶液 没有明显现象 无
描述现象时要注意两点:
一是置换出的金属附着在原金属的表面;二是溶液颜色的变化
【形成结论③】铝和铁都能与硫酸铜溶液反应得到单质铜,而铜却不能与硫酸铝溶液反应得到单质铝。
【反思评价】为什么铝和铁都能与硫酸铜溶液反应,而铜却不能与硫酸铝溶液反应呢?
不同金属的化学反应能力不一样,较活泼的金属能将不如它活泼的金属从其化合物溶液中置换出来。铝比铜活泼,铁比铜活泼,可以将铜从硫酸铜溶液中置换出来;铜没有铝活泼,不能将铝从硫酸铝溶液中置换出来。
2.此类反应必须在溶液中进行,即金属化合物要能溶于水,不溶于水的金属化合物一般不与金属反应,如Fe与AgCl(<m>Ag不溶于水)不反应。
1.铁和某些金属化合物溶液反应生成的化合物中铁元素为+2价。
注意
钾 钙 钠 镁 铝 锌 铁 锡 铅 氢 铜 汞 银 铂 金
<m></m>
1.常见金属的活动性顺序
科学家将常见金属按其活动性强弱排列如下,称为金属活动性顺序。
二、金属活动性顺序
2.金属活动性顺序的应用
注意
2.金属跟金属化合物溶液发生置换反应时,、、 不符合条件,因为这些金属常温下能和水发生反应,不能将排在后面的金属从其化合物溶液中置换出来。如把放入 溶液中,发生的化学反应为 ,
。
1.较活泼金属与稀酸反应产生<m></m>,这里的稀酸一般指的是稀盐酸或
稀硫酸。当金属与浓硫酸或硝酸反应时,不产生<m></m>,因为浓硫酸
和硝酸都具有强氧化性。
【思考】对于以下的反应,从反应物和生成物的角度分析,这些反应有何特点?将这一类反应与化合反应、分解反应进行比较。
小结:
这种由一种单质与一种化合物反应,生成了另一种单质和另一种化合物的反应叫做置换反应。
单质
单质
化合物
化合物
Mg + 2HCl = MgCl2 + H2↑
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑
三、置换反应
三、置换反应
1.置换反应( 基本反应类型之一)
1.有单质和化合物参加的反应不一定是置换反应,如<m></m>;有单质和化合物生成的反应也不一定是置换反应,如<m></m>。
2.置换反应中一定有元素化合价发生变化。如<m></m>中,铁元素的化合价由0变为<m></m>,铜元素的化合价由<m></m>变为0。
注意
2.常见的置换反应
类型 举例
较活泼金属与稀酸
金属与金属化合物溶液
非金属与金属氧化物
反应类型 特征 反应通式 实例 联系
化合反应 多变一 都是化
学反应
的基本
类型
分解反应 一变多
置换反应 单换单
化合反应、分解反应、置换反应之间的比较
1.下列金属跟酸能反应而放出氢气的是 ( )
A、Fe和 H2SO4
B、Ag 和 HCl
C、Cu和HCl
D、Al和H2SO4
2.X﹑Y﹑Z三 种金属;将Y﹑Z分别放入稀硫酸中,Y溶解,Z不溶解;将Z放入X的盐溶液中,Z表面有X析出,则三种金属的活动性由强到弱的顺序是( )
A、X>Y>Z
B、Y>Z>X
C、Y>X>Z
D、Z>Y>X
B
AD
练一练
3.将铁片放入下列溶液中,铁片的质量会增加的是( )
A、稀H2SO4 B、FeSO4溶液
C、CuSO4溶液 D、稀HCl
4.将铁片放入下列溶液中,溶液的质量会减少的是( )
A、HCl B、H2SO4
C、Na2SO4 D、CuSO4
C
D
5.在CuCl2和NaCl的混合溶液中加入过量的Zn粉,充分反应后过滤,留在滤纸上的固体( )
A、只有Zn B、只有Cu
C、有Cu和Na D、有Cu和Zn
6.向硝酸铜溶液中加入一定量的铁粉充分反应,下列情况可能出现的是( )
A . 溶液中有Fe2+、Cu2+ ,不溶物为Cu
B . 溶液中有Fe2+、Cu2+ ,不溶物为Fe
C . 溶液中只有Cu2+ ,不溶物为Fe
D . 溶液中只有Fe2+,不溶物为Fe、 Cu
D
AD
课堂小结
Lavf57.83.100
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