内容正文:
金属的化学性质(第二课时)课堂讲义
科粤版·九年级化学上册·第六单元 金属和金属材料
一、知识清单
1.金属能与某些金属化合物溶液发生反应:把较活泼的金属浸入较不活泼金属的化合物溶液中,较活泼金属会把较不活泼金属从溶液里置换出来。
2.常见金属的活动性由强到弱依次为钾、钙、钠、镁、铝、锌、铁、锡、铅、氢、铜、汞、银、铂、金;金属的位置越靠前,活动性越强。
3.在金属活动性顺序里,位于氢前面的金属能置换出稀盐酸、稀硫酸中的氢;位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的化合物溶液里置换出来。
4.置换反应是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反应,其特征可概括为“单换单”。
二、四维核心素养
化学观念:建立金属活动性有序排列的观念,认识金属之间的置换转化关系。
科学思维:由实验现象归纳金属活动性顺序,再用顺序判断未知反应,发展归纳与演绎推理能力。
科学探究:通过铁丝、铝丝、铜丝与不同盐溶液的反应设计与现象观察,学习控制变量与证据推理。
科学态度与责任:认识金属活动性在湿法冶金、金属防护中的应用价值,形成珍惜金属资源的意识。
三、学习重难点
重点:记住金属活动性顺序,理解并能用它判断金属与酸、金属与金属化合物溶液能否发生反应。
难点:运用金属活动性顺序解释实验现象、判断反应后固体与溶液的组成,并能设计实验比较金属活动性强弱。
四、课堂练习
(一)金属与金属化合物溶液的反应
【知识点梳理】把打磨过的铁丝浸入硫酸铜溶液中,铁丝表面会覆盖一层红色的铜,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色;把铝丝浸入硫酸铜溶液中也能观察到类似现象;而把铜丝浸入硫酸铝溶液中却没有明显变化。这类反应说明:活动性强的金属可以把活动性弱的金属从它的化合物溶液中置换出来。
1.把打磨过的铁丝插入硫酸铜溶液中,下列观察到的现象正确的是( )
A.铁丝表面出现银白色固体 B.铁丝表面出现红色固体,溶液由蓝色逐渐变浅
C.溶液由无色变为蓝色 D.溶液中有气泡产生
2.下列金属中,能把硫酸铜溶液中的铜置换出来的是( )
A.银 B.汞 C.锌 D.金
3.判断正误:把铜丝插入硝酸银溶液中,铜丝表面会附着银白色物质,溶液逐渐变蓝。( )
4.把铝丝插入硫酸铜溶液之前,为什么要用砂纸反复打磨铝丝表面?
5.铁丝浸入硫酸铜溶液一段时间后取出,所得固体的质量和溶液的质量分别怎样变化?
(二)金属活动性顺序
【知识点梳理】金属活动性顺序是人们经过大量实验总结出来的常见金属活泼程度的排列。排在前面的金属活动性强,排在后面的活动性弱;氢是一个分界点,位于氢前面的金属能与稀酸反应放出氢气,位于氢后面的金属则不能。
6.下列金属中活动性最强的是( )
A.铁 B.铜 C.镁 D.银
7.下列金属中,不能与稀盐酸反应放出氢气的是( )
A.镁 B.锌 C.铜 D.铁
8.下列各组金属中,活动性由强到弱排列正确的是( )
A.铜、铁、锌 B.铝、镁、铁 C.锌、铁、铜 D.银、铜、铁
9.为什么金、银制品比铁制品更耐腐蚀?请用金属活动性顺序加以解释。
10.判断正误:铝的活动性比铁强,所以日常生活中的铝制品比铁制品更容易被腐蚀。( )
(三)金属活动性顺序的应用
【知识点梳理】利用金属活动性顺序可以做三类判断:一是判断金属与稀酸能否反应;二是判断一种金属能否把另一种金属从其化合物溶液中置换出来;三是设计实验比较两种或三种金属的活动性强弱。比较三种金属活动性时,常用“两头金属、中间盐溶液”或“两头盐溶液、中间金属”的思路。
11.下列各组物质间能发生反应的是( )
A.铜与稀硫酸 B.银与稀盐酸 C.铁与硫酸铜溶液 D.铜与硫酸锌溶液
12.要验证铁、铜、银三种金属的活动性顺序,下列试剂组合不能达到目的的是( )
A.铁丝、硫酸铜溶液、银
B.硫酸亚铁溶液、铜丝、硝酸银溶液
C.铁丝、铜丝、稀盐酸、硝酸银溶液
D.银丝、硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液
13.把过量的铁粉加入硫酸铜溶液中,充分反应后过滤,滤纸上留下的固体是____,滤液中的溶质是____。
14.把锌粉加入硝酸铜和硝酸银的混合溶液中,充分反应后过滤,向滤渣中加入稀盐酸有气泡产生,则滤渣中一定含有____,滤液中一定含有的溶质是____。
15.农民配制农药波尔多液时,为什么不能用铁桶盛放?
16.请设计实验验证铝、铁、铜三种金属的活动性顺序,写出你选用的试剂和预期观察到的现象。
(四)置换反应
【知识点梳理】置换反应是一类重要的基本反应类型,特点是“单换单”: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。金属与酸、金属与金属化合物溶液的反应大多属于置换反应。
17.下列反应中属于置换反应的是( )
A.木炭在氧气中燃烧 B.加热高锰酸钾制取氧气
C.锌与稀硫酸反应 D.二氧化碳通入澄清石灰水
18.判断正误:有单质和化合物参加的反应一定是置换反应。( )
19.下列反应中,反应类型与另外三个不同的是( )
A.铁与硫酸铜溶液 B.镁与稀盐酸 C.一氧化碳与氧化铜在加热条件下反应 D.铝与稀硫酸
20.在置换反应中,单质所含元素的化合价在反应前后通常会发生怎样的变化?请结合铁与硫酸铜溶液的反应说明。
21.金属与金属化合物溶液发生置换反应必须同时满足哪两个条件?
(五)综合提升
22.某同学为探究金属R的活动性做了如下实验:把R放入稀盐酸中有气泡产生;把R放入硫酸亚铁溶液中无明显现象;把R放入硫酸铜溶液中,R表面出现红色固体。则R、铁、铜三种金属的活动性由强到弱的顺序是____。
23.把一定量的锌粉加入硝酸亚铁和硝酸铜的混合溶液中,充分反应后过滤,得到滤渣和浅绿色滤液。则滤渣中一定含有____,可能含有____;滤液中一定含有的溶质是____。
24.化学兴趣小组欲从含有硫酸铜、硫酸亚铁的废液中回收金属铜和硫酸亚铁晶体,设计方案如下:先向废液中加入过量铁粉,充分反应后过滤;再向所得固体中加入足量稀硫酸,充分反应后过滤、洗涤、干燥,得到铜。请回答:第一步加入过量铁粉的目的是什么?第二步为什么要加入足量稀硫酸?
参考答案与解析
1.B。铁丝表面出现红色固体铜,溶液由蓝色逐渐变浅;该反应无气泡产生。
2.C。在金属活动性顺序中,只有排在铜前面的金属才能把铜从硫酸铜溶液中置换出来,锌排在铜前面,银、汞、金都排在铜后面。
3.正确。铜排在银前面,能把银从硝酸银溶液中置换出来,铜丝表面附着银白色银,溶液因含铜离子而逐渐变蓝。
4.铝在空气中表面易形成一层致密的氧化铝薄膜,打磨可以除去这层薄膜,使铝与硫酸铜溶液充分接触,保证反应顺利进行。
5.铁把铜从溶液中置换出来,每进入溶液一份质量的铁,就有更多质量的铜附着到铁丝上,因此所得固体质量增大,溶液质量减小。
6.C。在四种金属中,镁的位置最靠前,活动性最强。
7.C。铜排在氢后面,不能与稀盐酸反应放出氢气;镁、锌、铁都排在氢前面。
8.C。锌排在铁前面,铁排在铜前面,活动性锌>铁>铜。
9.金、银在金属活动性顺序中排在很靠后的位置,活动性很弱,不易与氧气、水等物质发生反应,所以金、银制品更耐腐蚀。
10.错误。铝虽然活动性比铁强,但铝表面易形成一层致密而坚固的氧化铝薄膜,保护内部不再被腐蚀,所以日常铝制品反而比铁制品更耐用。
11.C。铜排在氢和锌后面,不能与稀硫酸、硫酸锌反应;银排在氢后面,不能与稀盐酸反应;铁排在铜前面,能与硫酸铜溶液反应。
12.D。银排在铁和铜后面,银丝与硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液都不反应,只能说明银最不活泼,无法比较铁和铜的活动性。
13.滤纸上留有铁和铜;滤液中的溶质是硫酸亚铁。铁粉过量,铜被全部置换出来,且铁有剩余。
14.滤渣中一定含有银、铜、锌;滤液中一定含有硝酸锌。锌先置换银、再置换铜;向滤渣中加稀盐酸有气泡,说明锌过量,银和铜已被全部置换出来,锌有剩余。
15.铁排在铜前面,能与硫酸铜溶液发生置换反应,既腐蚀铁桶,又使药液中的硫酸铜被消耗而失效,所以不能用铁桶盛放波尔多液。
16.示例:取两根洁净铁丝,一根插入硫酸铝溶液中无明显现象,说明铝比铁活泼;另一根插入硫酸铜溶液中,铁丝表面出现红色固体、溶液变浅,说明铁比铜活泼,由此得出活动性铝>铁>铜。其他合理方案亦可。
17.C。锌与稀硫酸反应是单质与化合物反应生成另一种单质和另一种化合物,属于置换反应;A是化合反应,B是分解反应,D不属于置换反应。
18.错误。置换反应要求反应物和生成物都分别是一种单质和一种化合物;仅有单质和化合物参加反应,生成物不一定符合要求。
19.C。一氧化碳与氧化铜的反应中,反应物是两种化合物,不属于置换反应;其余三项都是置换反应。
20.置换反应中,单质中元素化合价为零,反应后转入化合物中,化合价通常升高。例如铁与硫酸铜溶液反应时,单质铁中铁元素由零价变为化合物中正二价的铁。
21.一是金属必须排在化合物中所含金属的前面;二是不能选用钾、钙、钠等极活泼金属,因为它们会先与溶液中的水发生反应,不能达到置换目的。
22.活动性由强到弱为:铁>R>铜。R能与稀盐酸反应说明R排在氢前面;R不能置换铁说明铁比R活泼;R能置换铜说明R比铜活泼。
23.滤渣中一定含有铜,可能含有铁;滤液中一定含有硝酸锌和硝酸亚铁。滤液呈浅绿色说明仍有硝酸亚铁存在,铜已被全部置换。
24.第一步加入过量铁粉,是为了把废液中的铜全部置换出来;第二步加入足量稀硫酸,是为了除去第一步剩余的过量铁粉,从而得到纯净的金属铜。
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