理化科学金属的化学性质教研成果分享.docx
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理化科学金属的化学性质教研成果分享
精锐教育学科教师辅导讲义
学员编号:
年级:
课时数:
学员姓名:
辅导科目:
学科教师:
授课类型
T
C
T
授课日期及时段
××年××月××日××:
××——××:
××
教学内容
1、课堂引入
1.什么是金属材料?
金属材料有什么共同性质?
2.我们已学过金属有哪些化学性质?
3.拿破仑的故事:
在拿破仑时期。
一次宴会上,皇宫贵族们为了显示自己地位的高贵,都选用金制、银制的餐具。
惟独拿破仑用的是铝制的餐具,你知道这是为什么吗?
(当时拿破仑已经是一国元首。
)
答:
在差不多200年前的拿破仑时代,冶炼和使用金银已经有很长的历史,宫庭中的银器比比皆是。
可是,在那个时候,人们才刚刚懂得可以从铝矾土中炼出铝来,冶炼铝的技术还非常落后,炼铝十分困难。
所以,当时铝是非常稀罕的东西,价格比银还贵,不要说平民百姓用不起,就是大臣贵族也用不上。
拿破仑让客人们用银餐具,偏偏自己用铝碗,是为了显示自己的高贵和尊严。
二、同步知识梳理
知识点1:
金属与氧气的反应
1.有些金属在常温下就能与氧气反应
(1)镁和氧气反应:
金属镁表面逐渐变暗,生成白色固体。
2Mg+O2==2MgO
(2)铝和氧气反应:
常温下,金属铝表面会生成一层致密的氧化铝保护膜,它能阻止金属铝继续与氧气反应。
4Al+3O2==2Al2O3
注意:
洗涤铝制容器时,不要用钢丝球擦洗,以免破坏氧化膜
(3)铁生锈:
铁生锈必须要有O2以及H2O存在才会发生,铁锈的化学式可以表示为Fe2O3·xH2O
2.有些金属能在氧气中燃烧
(1)铁在氧气中燃烧:
现象________________________________________________________
反应方程式________________________________________________________
(2)镁在氧气中燃烧:
剧烈燃烧,发出耀眼白光,生成白色固体。
2Mg+O2
2MgO
(3)铝在氧气中燃烧:
火星四射,放出大量的热,生成白色固体。
4Al+3O2
2Al2O3
3.有些金属不能燃烧,但能生成氧化物
(1)加热铜丝:
红色固体逐渐变成黑色
2Cu+O2
2CuO
注意:
已经学过的黑色固体:
C粉、Fe粉、MnO2、Fe3O4、CuO
4.有些金属即使在高温下也不与氧气反应
(1)俗话说“真金不怕火炼”、“金入于猛火,色不夺精光”,由此说明,金在高温下也不与氧气发生反应,金最不活泼。
知识点2:
金属与酸的反应
1.实验:
将铝片放入盛有稀盐酸的试管中,观察并记录现象:
铝片表面产生大量的气泡
2Al+6HCl==2AlCl3+3H2↑
思考:
铝制容器在实用时应注意些什么?
答:
___________________不可盛酸性物质和碱性物质,否则容器会被腐蚀___________________
2.实验
(1)取少量打磨光洁的镁条、锌粒、铁片、铜片分别放入盛有稀盐酸的4支试管中,观察到:
a.镁条表面有大量气泡产生,金属溶解,反应剧烈
b.锌粒有较多气泡产生,反应较剧烈
c.铁片表面有少量气泡产生,溶液变成浅绿色
d.铜片表面无明显现象
(2)产生气体的试管口点燃,______________产生淡蓝色火焰______________,会发生爆鸣声,说明产生的是氢气。
反应的化学方程式分别为:
Mg+2HCl==MgCl2+H2↑
Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑
Fe+2HCl==FeCl2+H2↑
(3)取少量打磨光洁的镁条、锌粒、铁片、铜片分别放入盛有稀硫酸的4支试管中,观察现象。
注意:
在描述现象时要注意回答这几点:
金属逐渐溶解;有(大量)气泡产生;溶液的颜色变化。
反应的化学方程式分别为:
______________________________________
______________________________________
______________________________________
(4)结论:
___________________等金属能跟稀硫酸、稀盐酸反应产生氢气,而铜等却不能跟稀硫酸、稀盐酸反应。
(5)思考:
根据以上实验事实,比较镁、锌、铁、铜的活动性大小的顺序为_______镁>锌>铁>铜_______。
你能总结出金属的性质及反应前提?
答:
有的金属(活泼金属)能与酸起反应生成氢气,有的金属(不活泼金属)不能与酸起反应。
(6)那么,实验室制取氢气选择什么药品最适宜?
选择浓盐酸有什么不好?
选择稀硫酸和铜反应可以吗?
答:
实验室制取氢气常用锌与稀硫酸反应
因为:
用Mg和Al反应太快,用FE则太慢,Zn速度适中,方便收集气体。
然后用稀硫酸而不用盐酸是因为盐酸有挥发性,影响气体纯度。
用浓盐酸制取氢气,会使制得的氢气不纯,因为浓盐酸有_______挥发性_______
铜与稀硫酸_______不反应_______
(7)氢气收集方法:
____________________________
三、同步题型分析
题型1:
金属与氧气的反应
下列关于金属的叙述中正确的是()。
A.所有的金属都是固态的
B.金属具有导电性、导热性和延展性
C.所有金属能与酸反应
D.金属元素在自然界中都是以化合态存在的
【答案】B
解析:
A.常温下金属单质都是固体,说法错误,因为汞为液体,故A错误;
B.金属具有导电性、导热性和延展性金属特性,故B正确;
C.不是所有金属能与酸反应,有些不活泼的金属不与酸反应,如金和盐酸、硫酸等酸不反应,故C错误;
D.性质活泼的金属在自然界以化合态的形式存在;有些化学性质不活泼的金属在自然界是以游离态存在的,如金、银等,故D错误
题型2:
金属与酸的反应
铝在一百多年里产量得到大幅度的提高,并被广泛地使用,原因之一就是铝的抗腐蚀性能好。
铝具有良好抗腐蚀性能的原因是()
A.铝的化学性质不活泼
B.铝不与酸、碱反应
C.铝常温下不与氧气反应
D.铝表面生成一层致密的氧化铝保护膜
四、课堂达标检测
检测题1:
1、铝在人体中积累可使人慢性中毒,世界卫生组织将铝确定为食品污染源之一而加以控制。
铝在下列使用场合
中,必须加以控制的是()
A.制造炊具B.制防锈油漆C.制铝合金窗D.炼铝厂制造铝
【答案】A
2、金属材料在人类社会发展史上一直发挥着重要的作用。
人类历史上使用最早的金属是()
A铜B铁C铝D钛
【答案】A
3、下列说法正确的是()
A.自然界中没有游离态的金属B.金属的化学性质都很活泼
C.在已知的元素中金属的种类占绝大多数D.金属在地壳中的含量比非金属元素高
【答案】C
4、下列有关金属的说法中正确的是()
A、镀锌的“白铁皮”不易生锈,说明锌没有铁活泼
B、铜的化学性质不活泼,在潮湿的空气中也不生锈
C、钛具有耐腐蚀性,可用来制造海轮的外壳
D、铝在空气中能生成一层致密的氧化物保护膜
【答案】D
检测题2:
1、下列有关厨房铝制品的使用中,你认为合理的是()
A、盛放食醋 B、烧开水 C、金属丝擦洗污垢 D、用碱水洗涤
【答案】B
2、下列物质可用金属和酸直接制得的是()
A.CuSO4B.MgSO4C.Fe2(SO4)3D.ZnSO4
【答案】BD
3、下列物质中不能由金属与盐酸直接反应制得的是( )
A.氯化镁 B.氯化锌 C.氯化铁 D.氯化铝
5、小结
金属的化学性质,尤其注意金属与氧气、酸反应的现象
一、课堂引入
1.镁铝铁铜金哪个金属最活泼?
哪个最稳定?
2.那么其他金属的活动性顺序怎么比较呢?
二、同步知识梳理
知识点1:
置换反应
1.思考:
你能看出以下反应有何特点?
Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑
Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag
单质
化合物
化合物
单质
2.定义:
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叫做置换反应。
表达式:
置换反应A+BC==B+AC
3.四大基本反应类型比较
反应类型
概念
形式
举例
化合反应
由两种或两种以上的物质生成一种物质的反应
A+B+…==C
2Cu+O2
2CuO
分解反应
由一种物质生成两种或两种以上的物质的反应
A==B+C+…
H2CO3
H2O+CO2↑
置换反应
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
A+BC==AC+B
Mg+2HCl==MgCl2+H2↑
复分解反应
两种化合物互相交换成分生成新化合物的反应
AB+CD==AD+CB
NaOH+HCl==NaCl+H2O
4.判断:
由单质和化合物反应,生成另外的单质和化合物的反应是否叫置换反应?
回答:
不是,例如:
S+2KNO3+3C==K2S+3CO2↑+N2↑
5.初中常见的置换反应:
(1)活泼金属与酸反应:
如Zn+H2SO4
ZnSO4+H2↑
(2)金属和盐溶液反应:
如Fe+CuSO4
Cu+FeSO4
(3)氢气、碳还原金属氧化物:
如H2+CuO
Cu+H2OC+2CuO
2Cu+CO2↑
知识点2:
金属活动性顺序
1.活动与探究:
铁、铜、银的金属活动性顺序
原理:
活动性强的金属能把活动性弱的金属从它们的化合物溶液中反应出来
实验
现象
化学方程式
1、铁钉浸入硫酸铜溶液中
铁表面被红色物质覆盖,溶液由蓝色逐渐变成浅绿色
Fe+CuSO4==FeSO4+Cu
2、铜丝浸入硝酸银溶液中
铜表面被银白色物质覆盖,溶液由无色逐渐变成蓝色
Cu+2AgNO3==Cu(NO3)2+2Ag
3、铜丝浸入硫酸亚铁溶液中
无明显现象
无
现象的分析:
固体有什么变化,溶液颜色有什么变化。
思考:
通过实验1、2、3,你可分别得出什么结论?
能否据此得出铁、铜、银的金属活动性顺序?
回答:
实验1说明___铁___的活动性强于___铜___。
实验2说明___铜___的活动性强于___银___。
实验3说明___铜___的活动性弱于___铁___。
结论:
金属活动性顺序为________________________。
3.经过许多实验,人们总结出一些常见金属的活动性顺序如下:
背诵口诀:
嫁给那美女,身体细纤轻,统共一百斤
应用:
(1)在金属活动顺序表中,金属位置越靠前(即左边),金属的活动性越强。
(2)在金属活动顺序表中,位于氢前面的金属能将酸中的氢置换出来,氢以后不能置换出酸中的氢。
注意:
a.浓硫酸、硝酸除外,因为它们与金属反应得不到氢气。
b.K、Ca、Na除外,因为它们太活泼,先和水反应。
如2Na+2H2O
2NaOH+H2↑
c.铁和酸反应化合价变化:
由0价→+2价。
在金属活动顺序表中,前面的金属能将后面的金属从它的盐溶液中置换出来。
【可以理解为弱肉强食,弱的占位置(离子或化合物的位置)占不稳,被强的赶走;强的占位置占得稳,弱的不能将它赶走!
】
三、同步题型分析
题型1:
置换反应
金属
盐酸
稀硫酸
反应现象(两种酸中相同)
镁
反应剧烈,产生大量气泡,溶液为___无色___,生成的气体能够燃烧,并且产生淡蓝色火焰
铝
锌
反应比较剧烈,产生大量气泡,溶液为___无色___,生成的气体能够燃烧,并且产生淡蓝色火焰
铁
反应缓慢,有气泡产生,溶液由无色逐渐变为___浅绿色___,生成的气体能够燃烧,并且产生淡蓝色火焰
铜
不反应
不反应
无
题型2:
金属活动性顺序
在CuCl2和AlCl3的混合溶液中,加入过量的锌粉,充分反应后过滤,留在滤纸上的物质是( )
A、Cu B、Cu和Al C、Zn和Cu D、Cu、Al和Zn
【答案】C
四、课堂达标检测
检测题1:
1、下列反应中属于置换反应的是()
A.C+O2
CO2B.2H2O2
2H2O+02↑
C.CuO+H2
Cu+H2OD.2H2O
2H2↑+02↑
【答案】C
2、下列反应属于置换反应的是
A.NH3+CO2+H2O=NH4HCO3B.8Al+3Fe3O4高温4Al2O3+9Fe
C.2KMnO4△K2MnO4+MnO2+O2↑D.HCl+AgNO3=AgCl↓+HNO3
【答案】B
3、下列物质能否发生化学反应?
写出能反应的化学方程式并判断它们是否为置换反应。
(1)银和稀盐酸
(2)锌和硫酸铜
(3)铜和硫酸锌(4)铝和硝酸银
【答案】
(1)不反应
(2)反应Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu是置换反应
(3)不反应(4)反应Al+3AgNO3=Al(NO3)3+3Ag是置换反应
检测题2:
1、X、Y、Z是三种不同的金属,将X、Y分别放入稀盐酸中,只有X表面产生气泡;将Y、Z分别放入硝酸银溶
液中,一会儿后,Y表面有银析出,而Z无变化。
根据以上实验事实,判断三种金属的活动性顺序为()
A、X>Y>ZB、X>Z>YC、Z>X>YD、Y>Z>X
【答案】A
2、某研究性学习小组,设计实验一次性验证铁、锌、铜三种金属活动性的实验,每种方案如下,可行的方案是( )
A.锌、硫酸铜溶液、硫酸亚铁溶液 B.铁、锌、硫酸铜溶液
C.锌、铜、硫酸亚铁溶液 D.铁、铜、硫酸锌溶液
【答案】C
【解析】活动性顺序:
Zn>Fe>Cu,两边金属中间盐:
Zn、Cu、FeSO4溶液
中间金属两边盐:
Fe、ZnSO4溶液、CuSO4溶液
五、小结
掌握金属的活动性顺序,并学会判断金属活动性顺序
一、课堂导入
二、专题精讲
例1:
某小组同学利用如图所示装置探究铁生锈的条件,其中C、D的分液漏斗中为足量且浓度和体积均相同的稀盐酸。
(1)步骤一:
关闭K2和K3,打开K1,A中反应的化学方程式是 ,B中所盛放的试剂是 。
对比铁丝表面的变化,能够说明铁生锈与水有关的是装置 和 (填C、D或E,下同),能够说明铁生锈的快慢与氧气浓度有关的是装置 和 。
(2)步骤二:
关闭K1,打开K2和K3,将装置C、D中分液漏斗内的稀盐酸同时全部注入广口瓶中,两个广口瓶中现象的不同点是:
① ;② ,由此也可以判断铁丝生锈情况。
C中反应的化学方程式是 。
(3)温度会影响铁生锈的快慢,请设计实验加以证明:
。
【答案】
(1)2H2O
2H2O+O2↑ 浓硫酸 CD DE
(2)①产生气泡的快慢 ②溶液的颜色 Fe+2HCl=FeCl2+H2↑
(3)答题要点:
在氧气和水(或水蒸气浓度)相同的情况下,比较不同温度下相同的铁丝生锈的快慢
例2:
在趣味实验课上,老师将铝片、铜片打磨后,一起插入未成熟的新鲜橙子里面,同学们看到灯泡发光感到很惊奇。
老师说这就是水果电池,通常用较活泼的金属做负极,利用橙汁内可以导电的有机酸溶液形成稳定的电流。
请你回答下列问题:
(1)铝、铜可做电极,利用了金属的 ;
(2)在这个水果电池中能做正极的金属是 ;
(3)为比较这两种金属的活动性顺序,除铝片和铜片外还需选用的试剂是 (写出一种即可)。
【答案】导电性 Cu 稀盐酸等
三、专题过关
检测题1:
1、某化学学习小组为比较镁和铝的金属活动性强弱设计了如下实验方案。
实验准备:
(1)用98%的浓硫酸配制l0%的硫酸溶液.现有烧杯、玻璃棒、胶头滴管,还需要的仪器有 _________ ;在稀释时,一定要 ,并不断搅拌.
(2)准备两块表面积相同的镁条和铝条,并除去表面的氧化膜.要求两种金属片表面积相同的原因是 _________ .
【方案一】将除去氧化膜的镁条、铝条,分别与相同体积相同质量分数的硫酸反应,观察到镁比铝反应更剧烈,说明 .
【方案二】
(1)连接仪器组装成如右图所示实验装置.某学生用抽拉法检查该装置的气密性,发现被拉出的针筒活塞一段时间后又回到原来的位置,你认为该装置是否漏气?
.
(2)依次进行镁、铝与硫酸反应,写出镁与硫酸反应的化学方程式:
;要比较两种金属活动性强弱,可以测定两种金属与硫酸反应得到相同体积氢气所需要的时间;还可测定 .
【方案三】请设计一个与上述实验不同的方案,比较镁和铝的金属活动性强弱:
.
【答案】【实验准备】
(1)量筒 把浓硫酸慢慢注入水中
(2)控制变量;
【方案一】镁比铝的金属活动性强;
【方案二】
(1)不漏气;
(2)Mg+H2S04═MgS04+H2↑,相同时间内产生的气体体积;
【方案三】将镁条、铝条分别在空气中点燃,比较现象
【解析】【实验准备】
(1)用98%的浓硫酸配制l0%的硫酸溶液.除了需要上述仪器外,还需要用到量筒量取浓硫酸以及水的体积,;在稀释浓硫酸时,一定要把浓硫酸慢慢注入水中,并不断搅拌,且不可将水倒入浓硫酸中;
(2)由于金属体积的大小影响与酸反应的速率.所以,要求两种金属片表面积相同的原因是控制变量;
【方案一】由于镁比铝的活动性强,所以,与硫酸反应时镁比铝反应更剧烈;
【方案二】
(1)如果装置不漏气,针筒的活塞被拉出一段后,针筒内压强变小,在大气压的作用下,活塞一段时间后又回到原来的位置;
(2)镁与硫酸反应生成了硫酸镁和氢气,反应的化学方程式是:
Mg+H2S04═MgS04+H2↑;要比较两种金属活动性强弱,可以测定两种金属与硫酸反应得到相同体积氢气所需要的时间;还可测定相同时间内产生的气体体积;
【方案三】由于镁、铝的活泼性不同,在空中与氧气的反应不同.所以,比较镁和铝的金属活动性强弱,设计实验是:
将镁条、铝条分别在空气中点燃,比较现象。
2、铁暴露在空气中会生锈。
不知你注意了没有,将苹果切开不久,果肉上就会产生一层咖啡色的物质,也好像是生了“锈”一样。
某化学活动小组对此进行了探究。
【提出问题】切开的苹果“生锈”与什么因素有关?
【猜想与假设】猜想①:
可能与空气没有关系,只是果肉内的物质自身相互反应而“生锈”。
猜想②:
可能是果肉中的物质与空气中的氧气作用而“生锈”;
猜想③:
可能是果肉中的物质与空气中的氮气作用而“生锈”;
猜想④:
可能是果肉中的物质与空气中的二氧化碳作用而“生锈”;
猜想⑤:
可能是果肉中的物质与空气中的氧气作用而“生锈”,并且苹果“生锈”的速度还可能与温度有关。
【收集证据】
(一)查阅有关资料:
已知苹果“生锈”是果肉里的物质(酚和酶)与空气中的一种物质发生反应,生成咖啡色的物质。
(二)实验探究:
针对上面的猜想①至猜想⑤,化学活动小组依次设计了实验方案,进行了实验验证,并依次观察到下列实验现象。
请你将他们设计的可行的实验探究方案,填写在下表中。
猜想
可行的实验方案
观察到的实验现象
猜想①
将一小块果肉浸入盛有蒸馏水的烧杯中,观察现象。
果肉表面不变色。
猜想②
果肉表面变色。
猜想③
果肉表面不变色。
猜想④
果肉表面不变色。
猜想⑤
温度高的先变色。
【得出结论】
。
【反思与评价】
(1)在②—⑤四种猜想中,你认为猜想 (填代号)最不合理,理由是 。
(2)在验证猜想①时,同学们发现,如果水不与空气隔绝,果肉放在水中时间长了也会变色,其可能的原因是 。
【应用】
根据上述结论,要防止果汁变质,果品加工厂加工和保存果汁时可采取的措施是
。
【答案】【收集证据】
猜想
可行的实验方案
猜想②
将一小块切开的苹果放入盛有氧气的集气瓶中,观察现象。
猜想③
将切开的苹果放入盛有氮气的集气瓶中,观察现象。
猜想④
将切开的苹果放入盛有二氧化碳的集气瓶中,观察现象。
猜想⑤
各取一小块苹果分别放入两支集满氧气的试管中,将其中一支试管放入热水中,观察两试管中苹果的变色速度。
【得出结论】是果肉中的成分与氧气作用的结果,“生锈”的速度与温度有关,温度越高,果肉变色速度越快。
【反思与评价】
(1)③ 氮气化学性质很稳定,通常不与其它物质反应。
(2)水中溶解了氧气
【应用】将水果在隔绝空气的条件下加工,采用真空包装并低温保存。
检测题2:
1、人类的生产生活离不开金属.
(1)金属铁、铝常用来制作炊具,主要是利用其 性.
(2)人类每年从自然界提取大量的金属,其中提取量最大的是铁.赤铁矿(主要成分为Fe2O3)和一氧化碳炼铁的化学方程式为 .
(3
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