1.2.1 金属的化学性质——金属的化学性质与置换反应（培优教学课件）科学新教材浙教版九年级下册

该初中科学课件聚焦金属的化学性质，涵盖金属与氧气、酸、盐的反应及置换反应概念。通过“铁水击打产生火花”的生活现象提问导入，引导学生从物质反应角度探究金属性质，搭建从现象观察到规律总结的认知支架。 其亮点是以探究活动为主线，通过镁铜与氧气反应、镁锌铜与酸反应等对比实验，培养科学思维中的证据推理，结合“真金不怕火炼”等实例深化科学观念，实验操作与方程式书写训练落实探究实践。学生能提升观察与逻辑推理能力，教师可借助结构化实验设计和分层练习提高教学效率。

2. 金属的化学性质 （第一课时） 第一章 材料及其利用 浙教版九年级下册 学习目标 科学观念 知道金属与氧气反应的条件有差异，产物不同；知道活泼金属能与稀酸反应生成氢气；理解置换反应的概念；知道金属与盐能发生反应 科学思维 通过对比不同金属与氧气、酸的反应现象，进行证据推理；初步建立金属化学活泼性有差异的核心观念 探究实践 能准确描述镁燃烧、铝氧化、金属与酸、盐反应的现象；能规范书写镁、锌、铁与稀盐酸或稀硫酸反应的化学方程式 态度责任 养成严谨观察习惯，体会金属性质与生活联系 重点难点 重点 1.金属与氧气反应的现象与规律 2.金属与稀盐酸/稀硫酸、盐反应及方程式 3.置换反应的判断 难点 1.初步由反应现象推断金属活泼性差异 2.置换反应与其他反应类型的辨析 学习内容 1. 金属与氧气的反应 2. 金属与酸的反应 3. 金属与盐的反应 4. 课堂小结 5. 练习与应用 导入新课 铁水被击打后，在夜空中炸裂成万点金花，如流星雨般飞散坠落。这其中发生了什么变化？ 火花在空中是白色亮光，落地后冷却，捡起来是黑色或暗褐色的细小颗粒——它还是纯铁吗？ 研究物质的化学性质，可以从该物质能否与氧气、酸、碱和盐等物质反应入手。金属的化学性质可以从金属与氧气、酸和盐的反应情况来考察。 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 【探索活动】 1.将1根镁条、1根铜丝同时分别放在酒精灯上加，如图所示。哪根金属会在空气中燃烧？ 不燃烧的那根金属冷却后表面的颜色 发生了什么变化？ 2.上述现象说明什么？ 可以得出什么结论？ 镁带 由紫红色变为黑色 一、金属与氧气的反应 【实验现象及化学方程式】 现象：镁条在空气中剧烈燃烧，发出耀眼的白光，产生大量的热，生成一种白色的固体。 化学方程式： 现象：铜丝在空气中不能燃烧，发出红光，表面有一种黑色的固体生成。 化学方程式： 有些金属能在氧气中燃烧，有些金属不能燃烧，但能生成氧化物 一、金属与氧气的反应 铁不仅能在氧气中燃烧生成Fe3O4，而且常温下在潮湿的空气中会被氧化而生锈（铁锈的主要成分是Fe2O3）。 铁丝在空气中无法燃烧，只能在氧气中燃烧。 现象：剧烈燃烧、火星四射、生成黑色固体 化学方程式： 铜在潮湿的空气中也会生锈，铜锈（铜绿）的主要成分是 一、金属与氧气的反应 常温下，铝的表面易被空气中的氧气氧化生成一层致密的氧化铝保护膜（），它能阻止金属铝继续被氧化，因此，铝和铝合金具有耐腐蚀性、有广泛的用途，如生活中铝合金的容器和建筑材料随处可见。 一、金属与氧气的反应 思考与讨论 观察图片，你能解释为什么铁一旦开始生锈锈迹就会越来越严重，而铝制品使用多年也不生锈吗？ 红棕色疏松多孔的铁锈 多年使用的铝锅 铁锈疏松多孔，O₂和H₂O能继续进入内部，铁越锈越深。铝表面氧化铝薄膜结构致密，能隔绝O₂和H₂O，阻止内部继续反应。 故：金属表面氧化膜的结构不同，决定了金属抗腐蚀能力不同 一、金属与氧气的反应 思考与讨论 总结金属与氧气的反应，你能得出什么结论？ 金属 常温（空气中） 点燃 / 加热 化学方程式 镁Mg 能反应：表面逐渐变暗，生成白色氧化膜 剧烈燃烧，耀眼白光，生成白色固体​ MgO 常温：2Mg + O₂ = 2MgO 点燃：2Mg + O₂ 2MgO 铝Al 能反应：表面迅速生成致密氧化铝薄膜，阻止内部继续氧化 点燃生成白色固体​ Al₂O₃ 常温：4Al + 3O₂ = 2Al₂O₃ 点燃：4Al + 3O₂ 2Al₂O₃ 铁Fe 几乎不反应（潮湿空气中缓慢生锈） 剧烈燃烧，火星四射，生成黑色固体​ Fe₃O₄ 常温（生锈）：4Fe + 3O₂ + 2xH₂O = 2Fe₂O₃·xH₂O 点燃：3Fe + 2O₂ Fe₃O₄ 铜Cu 几乎不反应（潮湿空气中生锈） 不燃烧，加热才反应：表面逐渐变黑生成 CuO 常温：2Cu+O₂+H2O+CO2= Cu2(OH)2CO3 加热：2Cu + O₂ 2CuO 金属与氧气的反应逐渐变难 也有一些金属，如金等即使在高温下也不与氧气反应。 一、金属与氧气的反应 但也有一些金属，即使在高温下也不与氧气反应。如金，“真金不怕火炼”就是这个意思。 金属 + 氧气 → 金属氧化物 二、金属与酸的反应 第2节 金属的化学性质 二、金属与酸的反应 回顾酸的化学性质，我们知道锌、铁分别能与稀盐酸和稀硫酸反应，那么是否所有的金属都能与酸反应？不同金属与酸反应的剧烈程度又有什么差别？ 【探索活动】 1.取少量镁条、锌粒和铜片分别放入盛有稀盐酸的3支试管中，观察并记录实验现象。写出反应的化学方程式。 2.取少量镁条，锌粒和铜片分别放入盛有稀硫酸的3支试管中，观察并记录实验现象。写出反应的化学方程式。 二、金属与酸的反应 【实验现象】 【化学方程式】 镁 锌 铜 镁、锌的试管中有大量的气泡产生，镁反应更剧烈；铜片则没有任何变化 Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑  Zn＋2HCl=ZnCl2＋H2↑  Mg＋H2SO4=MgSO4＋H2↑ Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑  二、金属与酸的反应 由此可知 ① 镁、锌可以和稀盐酸、稀硫酸反应产生无色气体，铜和这两种酸都不发生反应； ②根据上述反应的剧烈程度，判断镁、锌、铜的金属活动性强弱，即镁的金属活动性比锌强，锌的金属活动性比铜强。 金属(活泼)+酸→盐+氢气 Mg ＋ 2HCl = MgCl2 ＋ H2 ↑  Zn ＋ 2HCl = ZnCl2 ＋ H2↑  Mg＋H2SO4= MgSO4 ＋ H2↑  Zn ＋H2SO4= ZnSO4 ＋ H2↑  二、金属与酸的反应 实验室制取氢气的原理： Zn ＋ H2SO4 = ZnSO4 ＋ H2↑  思考与讨论 1.为什么不用金属镁或铁？ 镁——反应太剧烈，气泡猛，不好控制 铁——反应太慢，气泡少，效率低 2.为什么不用盐酸？ 盐酸属于挥发性强酸，易挥发出氯化氢气体，使制得的氢气不纯。 二、金属与酸的反应 Mg ＋ 2HCl = MgCl2 ＋ H2 ↑  Zn ＋ 2HCl = ZnCl2 ＋ H2↑  Mg＋H2SO4= MgSO4 ＋ H2↑  Zn ＋H2SO4= ZnSO4 ＋ H2↑  单质 化合物 单质 化合物 像这种由一种单质与一种化合物发生反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应叫作置换反应。 思考与讨论 你能总结四种基本反应类型的差别吗？ 二、金属与酸的反应 四种基本反应类型 反应类型 定义 口诀 通式 备注 化合反应 ​​由两种或两种以上物质生成一种物质的反应 多变一 A + B + … → C​ 生成物只有一种 分解反应 由一种物质生成两种或两种以上其他物质的反应 一变多 C → A + B +… 反应物只有一种，且通常是化合物 置换反应 由一种单质和一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物 一换一 A + BC → AC + B 一定有单质参加和生成 复分解反应 由两种化合物互相交换成分，生成另外两种化合物的反应 双交换价不变 AB + CD → AD + CB 需在溶液中进行，且生成物中有沉淀、气体或水 二、金属与酸的反应 铁和铝均能与酸发生反应，导致容器被腐蚀破坏，同时污染所盛放的物质。即使铝容器表面形成氧化铝薄膜也会和酸发生反应，故铁制、铝制的容器均不宜盛放酸性物质。 思考与讨论 铁制、铝制的容器为什么不能用来盛放酸性物质？ 三、金属与盐的反应 第2节 金属的化学性质 三、金属与盐的反应 【探索活动】 1.将表面用砂纸打磨过的锌片和铝丝，分别放入盛有硫酸铜溶液的试管中，观察并记录实验现象。 2.将表面用砂纸打磨过的锌片和铝丝，分别放入盛有氯化钠溶液的试管中， 观察并记录实验现象。 3.讨论： （1）通过上述实验，可得出什么结论？ （2）用化学方程式表示上述发生的化学反应 ， 反应所属的类型是 。 锌片、铝丝表面析出红色固体，蓝色的硫酸铜溶液逐渐变为无色 两支试管都无明显现象，不发生反应 锌、铝都能与硫酸铜反应，把铜从其盐溶液中置换出来，不与氯化钠反应 Zn+CuSO4=ZnSO4​+Cu 2Al+3CuSO4=Al2​(SO4​)3​+3Cu 置换反应 三、金属与盐的反应 由于常见金属的化学活动性不同，它们与各种盐溶液接触时产生的现象也不同。锌、铝能与硫酸铜溶液反应，反应中锌、铝能把铜从硫酸铜溶液中置换出来。 由此推得 同理可推得 锌、铝的化学活动性比铜强 锌、铝的化学活动性比钠弱 金属+盐→金属+盐 Zn + CuSO4 = ZnSO4​ + Cu 2Al+3CuSO4=Al2​(SO4​)3​+3Cu 四、课堂总结 第2节 金属的化学性质 三、课堂总结 金属的化学性质 金属与氧气的反应 条件不同，现象不同 铝表面致密氧化膜 金属与酸的反应 活泼金属生成氢气 置换反应概念 金属与盐的反应 锌、铝与硫酸铜溶液反应 初步理解金属的活动性 五、练习与应用 第2节 金属的化学性质 1．如图为初中科学中关于铁的两个实验，下列说法正确的是（　　） A．实验一中溶液颜色变成黄色 B．实验一中铁丝绕成螺旋状是为了加快反应速率 C．实验二中铁丝在氧气中剧烈燃烧，生成红色固体 D．实验二中集气瓶底部的水主要是为了防止空气污染 四、练习与应用 B 【解析】A．硫酸铜溶液为蓝色，铁和硫酸铜反应生成的硫酸亚铁溶液为浅绿色，反应后溶液由蓝色变为浅绿色，故A错误； B．铁丝绕成螺旋状，可以增大铁丝与硫酸铜溶液的接触面积，从而加快反应速率，故B正确； C．铁丝在氧气中剧烈燃烧，生成黑色固体四氧化三铁，故C错误； D．实验二中集气瓶底部的水，作用是防止高温熔融物溅落炸裂集气瓶瓶底，故D错误。 故选B。 四、练习与应用 2．华为芯片设计的核心材料是高纯度的单质硅，以下是芯片制造中硅材料来源的一种重要方式：2H2+SiCl4=Si+4HCl，该反应类型属于（　　） A．置换反应 B．复分解反应 C．化合反应 D．分解反应 四、练习与应用 A 【详解】由2H2+SiCl4=Si+4HCl可知，此反应是一种单质和一种化合物生成另一种单质和另一种化合物，属于置换反应。 故选A。 四、练习与应用 3．取少量铝粉，均匀地铺在滤纸上，再将滤纸卷起来，用坩埚钳夹持，在酒精灯上点燃，观察到的现象是______________________________________________，反应的化学方程式为___________________；细铁丝在空气中_____（填“能”或“不能”）燃烧。在氧气中燃烧的现象是____________________________________________，反应的化学方程式为_____________________；将表面光亮的铜丝在酒精灯上灼烧，一会儿观察到铜丝__________，反应的化学方程式为__________________。对于以上三种金属的活动性，你的评价是_________________________________。 四、练习与应用 剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出大量的热，生成白色固体 不能 剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体 变成黑色 铝比较活泼，铁次之，铜最不活泼 3 【详解】①剧烈燃烧，发出耀眼的白光，放出大量的热，生成白色固体，原理：铝和氧气点燃生成氧化铝。 ②见答案 ③细铁丝在空气中不能燃烧：空气中氧气浓度低，达不到铁丝燃烧条件； ④铁丝在纯氧中燃烧现象：剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体；产物为四氧化三铁。 ⑤见答案。 ⑥光亮铜丝加热，铜与氧气反应生成黑色氧化铜；现象：铜丝表面变黑； ⑥见答案。 ⑦Al：空气中就能剧烈燃烧，极易与氧气反应；Fe：空气中不燃烧，仅能缓慢生锈，纯氧才可燃烧；Cu：加热才缓慢氧化变黑，常温下很难和氧气反应；结论：金属活动性：铝＞铁＞铜（铝最活泼，铁次之，铜最不活泼）。 四、练习与应用 4．如图将铜片插入AgNO3溶液的烧杯中，观察到溶液颜色变蓝后取出，再向烧杯内加入一定量锌粉，得到无色溶液。 （1）铜片插入AgNO3溶液的实验现象是__________________________________。 （2）实验结束后，过滤烧杯内的液体，则滤渣中一定含有的物质是________。 四、练习与应用 析出银白色固体，溶液由无色变蓝色 银和铜 【详解】（1）铜的活动性比银强，铜片插入硝酸银溶液后，铜片表面析出银白色固体，生成的铜离子使溶液由无色变为蓝色。 （2）锌的金属活动性比铜强，锌能够与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜，蓝色溶液变为无色，所以过滤烧杯内的液体，则滤渣中一定含有的物质是银和铜或Ag和Cu。 四、练习与应用 5．为防止食品腐败，某些食品包装袋内常放入“除氧剂”，其主要成分是铁粉，他们取六份样品，分别加入不同质量的稀硫酸。测得部分数据如下表：　　 （1）第1次实验没有气体产生，其理由是： ______________________________________。 （2）表格中m的数值为________。 （3）请计算该实验中稀硫酸的溶质质量分数________（结果保留至0.1%）。 四、练习与应用 除氧剂表面的铁锈（氧化铁）先与稀硫酸反应，该反应无气体生成 0.6 32.7% 实验次数 1 2 3 4 5 6 样品质量/克 30 30 30 30 30 30 稀硫酸质量/克 30 60 90 120 150 180 产生气体质量/克 0 0.1 0.3 0.5 m 0.6 【详解】（1）除氧剂中的铁粉在存放过程中会生锈，表面生成氧化铁（Fe2O3）。第1次加入30g稀硫酸时，稀硫酸优先与表面的氧化铁发生反应：Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O，该反应无气体生成，因此没有气泡产生。 （2）分析实验2~4的数据：每增加30g稀硫酸，产生氢气的质量增加0.5g-0.3g=0.2g，说明此阶段稀硫酸完全反应，铁仍有剩余。 第6次加入180g稀硫酸时，产生氢气总质量为0.6g，相比第4次仅增加了0.6g-0.5g=0.1g，说明第5次加入稀硫酸时，样品中的铁已经完全反应，后续再加稀硫酸也不会产生更多氢气，因此m=0.6。 （3）选取铁过量、稀硫酸完全反应的实验段计算，实验2到实验4中，每30g稀硫酸完全反应生成0.2g氢气。 设30g稀硫酸中溶质H2SO4的质量为x，根据反应方程式Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ 可得质量关系： 解得 x=9.8g 四、练习与应用 $