第八单元金属和金属材料课题2金属的化学性质第一课时金属的化学性质上节课我们学习了金属的物理性质，这节课我们学习金属的化学性质。学习本节课后，就会明白怎样识别真假黄金。一、金属的化学性质（一）金属与氧气的反应【实验探究1】镁、铝、铁、铜、金分别与氧气反应的情况2Mg+O2点燃2MgO3Fe+2O2点燃Fe3O42Cu+O2△2CuO4Al+3O2点燃2Al2O3实验现象：镁、铝在常温下就能与氧气反应。镁在空气中就可以燃烧；铝、铁在纯氧中才能燃烧；铁、铜在常温下几乎不与氧气反应，但在高温时能与氧气反应；“真金不怕火炼”说明金在高氧气反应温时，也氧气反应。根据上述事实，我们可以判断出这些金属活泼程度不同。实验结论：；Mg>Al>Fe>Cu>Au思考：既然铝“比较活泼”，为什么还用铝做生活用品如铝锅等。查阅资料：铝在空气中与氧气反应，其
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面生成一层致密的氧化铝（Al2O3)薄膜，从而阻止铝进一步被氧化。所以，铝制品耐腐蚀。综上所述，判断金属活动性方法之一：金属越容易与氧气反应，其活动性；同等条件下，反应越剧烈，其活动性。越强越强思考：生活中有这样一种现象：绿豆在铁锅中煮了一会儿会变黑；苹果、梨子用铁刀切了以后，表面也会变黑。查阅资料：这是因为绿豆、苹果、梨子等水果的细胞中都含有鞣酸，鞣酸能和铁反应，生成黑色的鞣酸铁。这样看来，金属是否能与其它酸反应呢？（二）金属与酸的反应【实验探究2】是不是所有的金属都能与酸反应？【实验步骤】A组：在四支试管中分别放入打磨光洁的镁条、锌粒、铁片、铜片，各加入约5mL稀盐酸，观察现象，比较反应的剧烈程度；用燃着的木条放在试管口，观察并记录实验现象。金属与稀盐酸反应的现象及化学方程式：-------------------------铜慢铁适中锌快镁用燃着的木条放在试管口速率是否有气体产生金属有爆鸣声有爆鸣声有爆鸣声..有有有不反应Fe+2HCl=FeCl2+H2↑Cu+2HCl不反应Mg+2HCl=MgCl2+H2↑Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑B组：用稀硫酸代替A组中的稀盐酸进行实验，并比较发生的现象。金属与稀硫酸反应的现象及化学方程式：----------------------铜慢有铁适中有锌快有镁用燃着的木条放在试管口速率是否有气体产生金属有爆鸣声有爆鸣声有爆鸣声..不反应Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑Cu+H2SO4不反应Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑实验现象小结：（1）.（2）.（3）。实验结论：几种金属的活动性顺序：.很多金属不仅能与氧气反应,还能与盐酸或稀硫酸反应。镁、锌、铁与盐酸或稀硫酸反应时的剧烈程度不同。镁最剧烈，其次是锌，然后是铁；铜不能与盐酸或稀硫酸反应。产生的气体能燃烧，经检验是氢气Mg>Zn>Fe>Cu判断金属活动性方法之二：金属与盐酸或稀硫酸，可反映出金属的。二.置换反应：。如：。是否反应以及反应的剧烈程度活泼程度2CuO+C2Cu+CO2↑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的反应高温Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑【课堂练习】1.公元2世纪,我国古代炼丹家魏伯阳著有《周易参同契》,这是世界上现存的最早的一部炼丹专著。书中写道：“金入于猛火，色不夺精光”。这句话是指黄金在强热的条件下（）A易氧化B易还原C很稳定D很活泼2.下列金属中，常温下就易和氧气反应的是（）A铝B铂C铁D铜CA3.冷的浓硫酸能使铁表面生成致密的氧化膜而不被腐蚀，所以可以将浓硫酸放在铁制容器中。但某些同学错把稀硫酸装入了铁制容器中，此时如遇明火，就有可能发生爆炸其原因是（用化学方程式表示）：①Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑②2H2+O2点燃2H2O4.思考：为什么我国的铁锅是最理想的炊具，依据的化学原理是什么？答：炒菜时常加入适量的食醋，铁锅中的铁与醋酸反应后的产物通过食物进入人体，补充了人体所需的铁元素.【基础巩固】1.铝的化学性质很活泼，为什么通常铝制品却很耐腐蚀？为什么不宜用钢刷、沙等来擦洗铝制品？答：铝在空气中与氧气反应,其表面生成一层致密的氧化铝（Al2O3)薄膜,从而阻止铝进一步被氧化,所以,铝制品耐腐蚀.擦去氧化铝薄膜,久之,铝制品破损.若用钢刷擦洗铝制品,容易把氧化薄膜除掉,使内部的铝进一步被氧化,从而起不到保护作用.5.写出镁、铜。氧气、盐酸两两间能发生反应的化学方程式，注明反应发生的类型。Mg+2HCl=MgCl2+H2↑2Cu+O2△2CuO2Mg+O2点燃2MgO6.下列化学方程式正确的是（）2Fe+6HCl=2FeCl3+3H2↑Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑Cu+2HCl=CuCl2+H2↑2Ag+2HCl=2AgCl2+H2↑B【能力提高】1.俗话说：“真金不怕火炼”，这句话体现了金具有的性质（）A.硬度较小B.熔点低C.导电性好D.化学性质稳定2.常温下，铝能跟空气中的氧气反应生成一层致密的.薄膜，从而阻止内部的铝进一步被。有关反应的化学方程式为.3.铜在常温下不与空气中的氧气反应，但加热时会反应。将铜丝放在酒精灯火焰上灼烧时，紫红色的铜丝会变成.，反应的化学方程式为.氧化铝氧化4Al+3O2=2Al2O3黑色2Cu+O2△2CuOD【历史回顾】1.在一充满空气的瓶子中，既要将其中的氧气除去，又不增加其它气体的成分，下列物质在瓶中燃烧可达到目的是（）A.木炭B.硫磺C.铁丝D.红磷2.下列各装置中的物质能产生气体的是（）DB3.下列化学方程式正确的是（）A.2Fe+6HCl=2FeCl3+3H2↑B.Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑C.Cu+2HCl=CuCl2+H2↑D.2Ag+2HCl=2AgCl2+H2↑B第二课时金属活动顺序上节课学过金属与氧气、酸的反应，反应的难易和剧烈程度有所不同，说明金属的化学性质与其金属的活动性强弱有关。金属活动性强弱：与氧气反应的实验证明：Mg>Al>Fe；Cu>Au与盐酸、硫酸的反应证明：Mg>Zn>Fe>Cu思考除这二种方法外，还有没有其它方法证明不同金属活动性强弱？比如两种金属都不能和盐酸、稀硫酸反应如Cu和Ag，如何证明它们的活动性强弱。这使我们想起第五单元时，Fe+CuSO4=FeSO4+Cu，进而说明Fe比Cu活泼。回忆我们学过的金属及其化合物，它们之间是否像铁和硫酸铜一样发生反应，进而比较金属的活动性顺序呢？【实验探究3】是不是所有的金属都能相互从其化合物的溶液里置换出来？（3）铜丝浸入硫酸铝溶液中（2）铜丝浸入硝酸银溶液中（1）铝丝浸入硫酸铜溶液中化学方程式实验现象实验步骤实验（1）说明铝比铜活泼；实验（2）说明铜比银活泼；实验（3）说明铜没有铝活泼。这就是所谓的“中间金属原则”。蓝色溶液变浅，铝丝表面附有红色物质铜丝上附有白色物质，溶液由无色变为蓝色无明显现象2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3CuCu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2AgCu+Al2(SO4)3不反应Al>CuCu>AgCu
Cu>Ag2.活动性强的金属把活动较弱的金属从它的化合物的水溶液中提取出来。科学家们进行类似于我们的探究，经过许多类似上述实验的研究，认真的去伪存真、由表及里、归纳和总结出了常见金属在溶液中的活动性顺序。得出金属活动性顺序表：KCaNaMgAlMnZnFeNiSnPb（H）CuHgAgPtAu金属活动性由强逐渐减弱此表在工农业生产中，可以给出下列判断：1.；2.；3.金属的位置越靠前，它的活动性越强位于氢前面的金属能置换出盐酸、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的水溶液中置换出来通过课题2的学习，我们可以得到这样的几个结论：一、金属的化学性质：（1）多数金属能与O2反应；（2）氢前金属能与稀HCl或稀H2SO4反应生成氢气；（3）前金换后金发生置换反应时，不用钾、钙、钠。二、判断常见金属活泼性的方法(1)金属与氧气反应的难易程度,可以说明金属的活泼性；(2)金属与酸反应的剧烈程度,可以说明金属的活泼性;(3)前金换后金，可以说明金属的活泼性。【课堂练习】1.能用铁制容器盛放的是（）A.盐酸B稀硫酸C硫酸铜溶液D酒精2.下列各组金属中，按金属活动性由强到弱顺序排列的是（）A.Na、Fe、MgB.K、Cu、FeC.Ca、Ag、ZnD.Al、Zn、Hg3.下列事实中，能说明铁的金属活动性比铜强的是（）A.铁的年产量比铜高B.铁桶不能用来盛放波尔多液C.铁的硬度比通大D.相同条件下，铁比铜更易被腐蚀【基础训练】波尔多液是一种农业常用的杀菌剂，它是由硫酸铜、石灰加水配制而成，为什么不能铁制容器来配制波尔多液？Fe+CuSO4=FeSO4+CuDBDD2.写出下列变化的化学方程式，并注明反应类型(CO与Fe3O4的反应除外）。C→CO2→COFe→Fe3O4FeSO4FeFe+2HCl=FeCl2+H2↑或Fe+CuCl2=FeCl2+CuFeCl2Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑或Fe+CuSO4=FeSO4+CuC+O2点燃CO2C+CO2高温2CO3Fe+2O2点燃Fe3O4Fe3O4+4CO高温3Fe+4CO43.下列物质能否反应？写出能发生反应的化学方程式。（1）银与稀盐酸（2）锌与硫酸铜溶液（3）铜与硫酸锌溶液（4）铝与硝酸银溶液FeCl2溶液（CuCl2）铜粉（Fe）主要操作步骤除去杂质的化学方程式混合物Zn+CuSO4=ZnSO4+CuAl+3AgNO3=Al(NO3)3+3Ag4.填写下列表格（“混合物”栏中括号内为杂志）。（1）（3）不能反应。Fe+2HCl=FeCl2+H2↑Fe+CuCl2=FeCl2+Cu加盐酸至无气泡产生，过滤洗涤、干。加适量无锈铁钉或铁粉，过滤。5.有X、Y、Z三种金属，如果把X和Y分别放入稀硫酸中，X溶解并产生氢气，Y不反应；如果把Y和Z分别放入硝酸银溶液中，过一会儿。在Y表面有银析出，而Z没有变化。根据以上实验事实，判断X、Y和Z的金属活动顺序。X>Y>Z6.镁、锌、铁三种金属各30g，分别与足量盐酸反应，各生成氢气的质量是多少？如果反应后各生成氢气30g，则需要这三种金属的质量各是多少克？Fe+2HCl=FeCl2+H2↑562Mg+2HCl=MgCl2+H2↑242Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑65230gx30gy30gz=24230gx=2460gx=65230gy=6560gy=56230gx=5660gz解：设----------x、y、z这个题告诉我们：质量相同的活泼金属与足量的酸反应，相对原子质量小的金属产生的氢气多。如果还有等质量的铝,铝产生的氢气最多.Fe+2HCl=FeCl2+H2↑562Mg+2HCl=MgCl2+H2↑242Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑652=242x30g=652y30g=562x30g解：设----------x、y、zx30gy30gZ30gX=360gy=975gz=840g相同质量的物质与足量酸反应，产生气体一样多时，相对原子质量（或相对分子质量）大的物质有余，相对原子质量（或相对分子质量）小的物质一定有余；相对原子质量（或相对分子质量）小的物质有余，相对原子质量（或相对分子质量）大的物质不一定有余（有两种可能）。专题复习一金属金属材料、将一小块金属钠投入盛有适量的硫酸铜溶液中，观察到的现象是：1.；2.。相关的化学方程式为..据此，得出的结论的是：2NaOH+CuSO4=Cu(OH)2↓+Na2SO42Na+2H2O=2NaOH+H2↑金属和金属的化合物发生置换反应时，把钾、钙、钠除外有气泡产生产生蓝色沉淀二、金属活动顺序表金属与酸发生置换反应的条件是：1.；2.酸是指：。Zn+H2SO4Fe+2HClCu+H2SO4KCaNaMgAlMnZnFeNiSnPb（H）CuHgAgPtAu金属活动性由强逐渐减弱氢前金属置换氢盐酸或稀硫酸ZnSO4+H2↑不反应FeCl2+H2↑三、金属活动性顺序的验证方法考察金属与氧气反应的难易程度,可以说明金属的活泼性；与酸反应的剧烈程度,可以说明金属的活泼性;前金换后金，可以说明金属的活泼性。最常用的是“中间金属原则”。中间金属原则：先把最活泼和最不活泼的金属找出来，然后把中间金属的单质放入两头金属的溶液中。或把两头金属的放入中间金属的化合物溶液中,可判定金属的活动性顺序。化合物单质FeFe(NO3)2用实验说明Fe、Cu、Ag的活泼顺序Cu(NO3)2AgAgNO3CuFe>Cu>AgFe>CuCu>AgFe>CuCu>AgFe>Cu>Ag四、金属与金属化合物溶液反应的先后次序问题：单质的金属与化合物中的金属相隔远的,先反应.如左下图所示，把Fe粉放入AgNO3、Cu(NO3)2混合溶液中，讨论各种可能的情况。1.当Fe粉和AgNO3反应时、Fe粉不足过滤，得滤液和滤渣。滤渣：；滤液中溶质：.2.当Fe粉和AgNO3恰好反应时,过滤，得滤液和滤渣。滤渣：；滤液中溶质：.Fe粉AgNO3Cu(NO3)2混合溶液AgCu(NO3)2Fe(NO3)2AgNO3AgCu(NO3)2Fe(NO3)23.当Fe粉和Cu(NO3)2反应时，Fe粉不足。过滤，得滤液和滤渣。滤渣：；滤液中的溶质：.4.当Fe粉和Cu(NO3)2恰好反应时。过滤，得滤液和滤渣。滤渣：；滤液中溶质：。5.当Fe粉和Cu(NO3)2反应后有余。过滤,得滤液和滤渣滤渣：；滤液中溶质：。Ag、CuCu(NO3)2Fe(NO3)2Ag、CuFe(NO3)2Fe(NO3)2Ag、Cu、FeFe粉AgNO3Cu(NO3)2混合溶液【理解与练习】1.下列化合物不能用金属和酸反应制得的时（）AZnCl2BMgCl2CFeCl3DAlCl32.有X、Y、Z三种金属，将X和Y浸入稀硫酸中，Y溶解，X不溶解；将X浸入Z的硝酸盐溶液中，在X表面有Z析出。则XYZ的金属活动性由强到弱的顺序是（）AZ、Y、XBZ、X、YCY、Z、XDY、X、ZCD3.只用一种试剂，一次性验证铜、铁、银三种金属的活动性强弱的顺序是（）A.CuSO4溶液B.FeSO4溶液C.AgNO3溶液D.稀盐酸A4.在CuSO4和FeSO4的混合溶液中，加入一些锌粉，充分反应过滤，得到滤液和滤渣，在滤渣中加入稀硫酸，有气泡产生。则留在滤纸上的物质（）①一定有锌②一定有铁③一定有铜④可能有锌⑤可能有铁⑥可能有铜A①②③B①②⑤C②③④D②③⑤C5.向AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入一些铁粉，完全反应后过滤。不可能存在的情况是（）A.滤纸上有Ag，滤液中有Ag+、Cu2+、Fe2+B.滤纸上有Ag、Cu，滤液中有Fe2+C.滤纸上有Ag、Cu、Fe，滤液中有Fe2+D.滤纸上有Ag、Cu、Fe，滤液中有Ag+、Cu2+、Fe2+D6.X、Y、Z分别是Fe、Cu、Ag、Al四种金属元素中的一种，其中X能与稀硫酸反应生成X2(SO4)3，而Y、Z不能与稀硫酸反应，Y能与AgNO3溶液反应，而Z不能与AgNO3溶液反应，则X、Y、Z依是.7.X、Y、Z分别是Fe、Cu、Ag、Hg四种金属中的一种，X的单质能够从Y的盐溶液中置换出Y，但不能Z的盐溶液中置换出Z，也不和盐酸反应，Z的单质也能够从Y的盐溶液中置换出Y，但不能置换出酸中的氢。试回答：（1）三种金属的活动性顺序由强到弱是；（2）若X是Hg，则Y是；（3）Z和Y的硝酸盐溶液发生化学反应的化学方程式为。Al、Cu、AgZ>X>YAgCu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag1.等量的金属Mg、Al、Zn、Fe与足量的酸反应，金属溶解的质量与产生氢气的质量关系；据此得到一个结论.五、金属与酸反应的图像问题Al>Mg>Fe>Zn相对原子质量越小，产生的氢气量越多2、等量的金属Mg、Al、Zn、Fe与足量的酸反应，产生氢气的质量关系：。活动性越强的金属所需时间越少，。速度关系：。Mg>Al>Zn>FeAl>Mg>Fe>Zn速度越快3、足量的金属Mg、Al、Zn、Fe与一定量的酸反应，产生氢气的质量，反应的速度由金属活动性决定如下图所示。Mg>Al>Zn>Fe相等Mg+2HCl=MgCl2+H2Al+6HCl=2AlCl3+3H2Zn+2HCl=ZnCl2+H2Fe+2HCl=FeCl2+H27323×733×2732732【能力提高】1.向含有AgNO3Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，向滤出的固体中滴加稀硫酸，有气体生成，则滤出的固体一定为（）A.Ag、Cu两种单质的混合物B.Cu、Fe两种单质的混合物C.Ag、Fe两种单质的混合物D.Ag、Cu、Fe三种单质的混合物2.X、Y、Z三种金属中，只有Z能和稀硫酸反应，将Y放入X的盐溶液中，Y表面有X析出。则X、Y、Z三种金属的活动性顺序为（）A.X>Z>YB.Y>X>ZC.Y>Z>XD.Z>Y>XDD【历史回顾】1.世博同学在探究铝、铜、银三种金属活动性顺序时做了如下实验，并由此得出了正确结论。（1）请指出上述实验操作中的错误；Cu＋2AgNO3=Cu(NO3)2＋2Ag胶头滴管都倾斜伸入试管中（2）写出乙中发生反应的化学方程式2.某校同学以“比较Al、X、Cu三种金属的活动性”为课题进行实验探究。【所用药品】溶质质量分数相同的稀盐酸，大小形状都相同的Al、X、Cu三种金属。【实验记录】无气泡产生产生气泡速度慢产生气泡速度快一段时间后无气泡产生产生气泡速度慢几乎无气泡产生开始时现象CuXAl【分析与结论】（1）实验开始时，铝表面几乎无气泡产生的原因是.（2）铜表面始终无气泡产生的原因是.（3）三种金属的活动性由强到弱的顺序是。Al>X>Cu铝表面有一层氧化铝薄膜铜不能与稀盐酸发生反应
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