20182019學(xué)年人教版九年級(jí)下學(xué)期化學(xué)備課資料：8.2 金屬的化學(xué)性質(zhì)

金屬和金屬材料 課題2 金屬的化學(xué)性質(zhì)知識(shí)點(diǎn)1:常見金屬與氧氣的反應(yīng)大多數(shù)金屬能與氧氣反應(yīng),但反應(yīng)的難易和劇烈程度不同,金屬越活潑,越易與氧氣反應(yīng),同等條件下反應(yīng)越劇烈。常見金屬在空氣及氧氣中的反應(yīng)現(xiàn)象及化學(xué)方程式如表1所示:表1金屬在空氣中在氧氣中化學(xué)方程式鎂常溫下表面逐漸變暗;點(diǎn)燃時(shí)劇烈燃燒,發(fā)出耀眼的白光,生成白色固體點(diǎn)燃,劇烈燃燒,發(fā)出耀眼的白光,生成白色固體來(lái)源:ZXXK2Mg+O22MgO鋁常溫下,鋁表面變暗點(diǎn)燃,劇烈燃燒,火星四射,放出大量的熱,生成白色固體來(lái)源:ZXXK4Al+3O22Al2O3鐵加熱變紅,離火變冷點(diǎn)燃,劇烈燃燒,火星四射,放出大量的熱,生成黑色固體3Fe+2O2Fe3O4銅常溫下,在潮濕的空氣中生成綠色物質(zhì);加熱生成黑色物質(zhì)加熱生成黑色物質(zhì)2Cu+O22CuO1.鋁在常溫下易與空氣中的氧氣發(fā)生緩慢氧化,在其表面形成一層致密的氧化物薄膜,從而阻止鋁進(jìn)一步被氧化,因此,鋁具有很好的抗腐蝕性。2.“真金不怕火煉”是指金的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定,即使在高溫時(shí)也不與氧氣反應(yīng)。拓展延伸 根據(jù)金屬與氧氣反應(yīng)的條件和反應(yīng)的劇烈程度,可判斷金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱。條件分三種:常溫、加熱(或點(diǎn)燃)、高溫。條件越容易說(shuō)明金屬活動(dòng)性越強(qiáng)?！纠肯铝谢瘜W(xué)方程式符合題意且書寫正確的是()A.鐵在氧氣中燃燒:4Fe+3O22Fe2O3B.鑒別黃銅和金:2Cu+O22CuOC.鎂在氧氣中燃燒:Mg+O2MgO2D.鋁在空氣中形成致密的氧化膜:4Al+3O22Al2O3答案：B點(diǎn)撥：鐵在氧氣中燃燒生成的是Fe3O4而不是Fe2O3,故A錯(cuò)誤;鑒別黃銅(Cu、Zn合金)和金時(shí)可在空氣中加熱,若是黃銅,則其中的銅會(huì)跟氧氣反應(yīng)而生成氧化銅,而金不與氧氣反應(yīng),即可根據(jù)是否生成黑色固體加以判斷,故B正確;鎂在氧氣中燃燒生成的氧化鎂的化學(xué)式是MgO,故C錯(cuò)誤;鋁在空氣中形成致密的氧化膜,是在常溫條件下發(fā)生的反應(yīng),不需要寫條件點(diǎn)燃,故D也錯(cuò)誤。知識(shí)點(diǎn)2:金屬與酸的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究金屬與鹽酸、稀硫酸的反應(yīng)劇烈程度。2.實(shí)驗(yàn)用品及器材:試管、鑷子、鎂條、鋅粒、鐵釘、銅片、稀鹽酸、稀硫酸等。3.實(shí)驗(yàn)步驟:(1)在試管里放入兩小塊鎂,加入5 mL稀鹽酸,將燃著的小木條放在試管口,觀察現(xiàn)象,并判斷反應(yīng)后生成了什么氣體。(2)參照上述實(shí)驗(yàn)步驟,分別向放有兩小塊鋅、鐵或銅的試管中加入稀鹽酸,觀察現(xiàn)象,比較反應(yīng)的劇烈程度。如果有氣體生成,判斷生成的是什么氣體。(3)用稀硫酸代替稀鹽酸進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn),并比較發(fā)生的現(xiàn)象。分析論證 4.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:觀察到的現(xiàn)象及反應(yīng)的化學(xué)方程式如表2所示。表2金屬來(lái)源:學(xué),科,網(wǎng)Z,X,X,K現(xiàn)象來(lái)源:學(xué)&科&網(wǎng)反應(yīng)的化學(xué)方程式來(lái)源:稀鹽酸稀硫酸稀鹽酸稀硫酸鎂劇烈反應(yīng),產(chǎn)生大量氣泡,溶液仍為無(wú)色,生成的氣體能夠燃燒且產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰劇烈反應(yīng),產(chǎn)生大量氣泡,溶液仍為無(wú)色,生成的氣體能夠燃燒且產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰Mg+2HClMgCl2+H2Mg+H2SO4MgSO4+H2鋅反應(yīng)比較劇烈,產(chǎn)生大量氣泡,溶液仍為無(wú)色,生成的氣體能夠燃燒且產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰反應(yīng)比較劇烈,產(chǎn)生大量氣泡,溶液仍為無(wú)色,生成的氣體能夠燃燒且產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰Zn+2HClZnCl2+H2Zn+H2SO4ZnSO4+H2鐵反應(yīng)緩慢,有氣泡產(chǎn)生,溶液由無(wú)色逐漸變?yōu)闇\綠色,生成的氣體能夠燃燒且產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰反應(yīng)緩慢,有氣泡產(chǎn)生,溶液由無(wú)色逐漸變?yōu)闇\綠色,生成的氣體能夠燃燒且產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰Fe+2HClFeCl2+H2Fe+H2SO4FeSO4+H2銅無(wú)明顯現(xiàn)象無(wú)明顯現(xiàn)象5.實(shí)驗(yàn)結(jié)論:鎂、鋅、鐵三種金屬都能與鹽酸和稀硫酸反應(yīng),反應(yīng)后都生成氫氣,但反應(yīng)的劇烈程度不同;銅與鹽酸和稀硫酸不反應(yīng),所以鎂、鋅、鐵的金屬活動(dòng)性比銅強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)點(diǎn)撥 1.銅等金屬不能與鹽酸(或稀硫酸)反應(yīng),說(shuō)明該金屬的活動(dòng)性弱。2.有些金屬雖然能與鹽酸(或稀硫酸)反應(yīng),但不同金屬反應(yīng)的劇烈程度不同,可根據(jù)冒出氣泡的快慢來(lái)判斷金屬活動(dòng)性的強(qiáng)弱。3.鐵與鹽酸、稀硫酸反應(yīng)時(shí)生成+2價(jià)鐵的化合物,讀作“亞鐵”,如氯化亞鐵(FeCl2)、硫酸亞鐵(FeSO4)。它們的溶液均為淺綠色?！纠恳话闱闆r下,金屬越活潑,與酸反應(yīng)的速率越快。為了探究金屬M(fèi)g、Zn、Fe與酸反應(yīng)的快慢,某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了如下的實(shí)驗(yàn):【實(shí)驗(yàn)步驟】取A、B、C三支試管,分別加入2 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同的鹽酸;分別加入足量的大小相等的鎂、鋅、鐵塊,并立即把三個(gè)相同的氣球分別套在各試管口上。【實(shí)驗(yàn)預(yù)測(cè)與分析】(1)寫出鐵與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。(2)氣球膨脹速率最快的是 。(3)該實(shí)驗(yàn)表明,實(shí)驗(yàn)室一般選用鋅而不選用鎂、鐵制取氫氣的主要原因是 。(4)步驟是實(shí)驗(yàn)獲得成功的關(guān)鍵,你認(rèn)為在操作過(guò)程中小組成員之間應(yīng)該 。答案：(1)Fe+2HClFeCl2+H2(2)加Mg的試管口的氣球(3)鋅與酸反應(yīng)速率適中,易控制(或鎂與酸反應(yīng)速率太快,不易控制,而鐵與酸反應(yīng)速率太慢)(4)分工合作(或團(tuán)結(jié)協(xié)作等)點(diǎn)撥：(1)鐵與鹽酸反應(yīng)生成+2價(jià)鐵的化合物。(2)由已知條件金屬越活潑與酸反應(yīng)越快,Mg在三種金屬中最活潑,因此Mg與酸的反應(yīng)速率最快,其氣球膨脹最快。(3)應(yīng)從金屬與酸反應(yīng)的快慢角度分析。(4)三個(gè)反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行,需實(shí)驗(yàn)小組成員之間團(tuán)結(jié)協(xié)作,體現(xiàn)了合作探究的學(xué)習(xí)方法。知識(shí)點(diǎn)3:金屬與金屬化合物溶液反應(yīng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究金屬與某些金屬化合物溶液的反應(yīng)情況。2.實(shí)驗(yàn)用品及器材:試管、砂紙、鋁絲、銅絲、CuSO4溶液、AgNO3溶液、Al2(SO4)3溶液等。3.實(shí)驗(yàn)步驟:(1)把一根用砂紙打磨過(guò)的鋁絲浸入硫酸銅溶液中,過(guò)一會(huì)兒后取出,觀察現(xiàn)象。(2)把一根潔凈的銅絲浸入硝酸銀溶液中,過(guò)一會(huì)兒后取出,觀察現(xiàn)象。(3)把一根潔凈的銅絲浸入硫酸鋁溶液中,過(guò)一會(huì)兒后取出,觀察現(xiàn)象。分析論證 4.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:觀察到的現(xiàn)象及發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式如表3所示。表3實(shí)驗(yàn)操作現(xiàn)象反應(yīng)的化學(xué)方程式鋁絲浸入硫酸銅溶液中浸入溶液中的鋁絲表面覆蓋一層紫紅色的物質(zhì),溶液由藍(lán)色逐漸變?yōu)闊o(wú)色2Al+3CuSO4Al2(SO4)3+3Cu銅絲浸入硝酸銀溶液中浸入溶液中的銅絲表面覆蓋一層銀白色的物質(zhì),溶液由無(wú)色逐漸變?yōu)樗{(lán)色Cu+2AgNO3Cu(NO3)2+2Ag銅絲浸入硫酸鋁溶液中無(wú)明顯現(xiàn)象5.實(shí)驗(yàn)結(jié)論:鋁能跟硫酸銅溶液反應(yīng),銅能跟硝酸銀溶液反應(yīng),但銅不能跟硫酸鋁溶液反應(yīng),說(shuō)明鋁的活動(dòng)性比銅強(qiáng),銅的活動(dòng)性比銀強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)點(diǎn)撥 1.因鋁絲表面覆蓋一層致密的氧化物薄膜,所以實(shí)驗(yàn)前要用砂紙把氧化膜擦去,否則很難反應(yīng)。2.鐵與某些金屬化合物溶液反應(yīng)時(shí)生成+2價(jià)鐵的化合物。3.金屬化合物必須是可溶于水的?！纠繉⑦^(guò)量的鐵投入硫酸和硫酸銅溶液中,充分反應(yīng)后過(guò)濾,濾紙上留有的物質(zhì)是()A.鐵和銅 B.鐵 C.銅 D.沒(méi)有固體答案：A點(diǎn)撥：硫酸、硫酸銅都能與鐵反應(yīng),鐵將銅置換出來(lái),所以留有的固體中一定有銅,又由于鐵是過(guò)量的,反應(yīng)后有剩余,所以也一定有鐵,故選A項(xiàng)。知識(shí)點(diǎn)4:置換反應(yīng)1.定義:由一種單質(zhì)和一種化合物反應(yīng),生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng)叫做置換反應(yīng)。置換反應(yīng)是化學(xué)反應(yīng)基本類型之一,可表示為A+BCAC+B。2.置換反應(yīng)與化合反應(yīng)、分解反應(yīng)的比較見表4。表4反應(yīng)類型概念特點(diǎn)舉例表示式化合反應(yīng)兩種或兩種以上的物質(zhì)生成另一種物質(zhì)的反應(yīng)多變一C+O2CO2CO2+H2OH2CO3A+B+C分解反應(yīng)一種物質(zhì)生成兩種或兩種以上物質(zhì)的反應(yīng)一變多2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2CaCO3CaO+CO2CA+B+置換反應(yīng)一種單質(zhì)和一種化合物反應(yīng),生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng)反應(yīng)物和生成物都是一種單質(zhì)和一種化合物C+2CuO2Cu+CO2Zn+H2SO4ZnSO4+H2A+BCAC+B易錯(cuò)警示 單純生成單質(zhì)和化合物的反應(yīng)或有單質(zhì)和化合物參加的反應(yīng)都不一定是置換反應(yīng)。如2H2O22H2O+O2與CH4+2O2CO2+2H2O都不屬于置換反應(yīng)?！纠肯铝蟹磻?yīng)中,不屬于置換反應(yīng)的是()A.Mg+2HClMgCl2+H2 B.CO+CuOCu+CO2C.C+2CuO2Cu+CO2 D.Cu+2AgNO32Ag+Cu(NO3)2答案：B點(diǎn)撥：解答本題的關(guān)鍵是理解置換反應(yīng)的定義。置換反應(yīng)是指由一種單質(zhì)與一種化合物反應(yīng),生成另一種單質(zhì)和另一種化合物的反應(yīng)。B中雖然生成了一種單質(zhì)和一種化合物,但反應(yīng)物卻是兩種化合物,故B不是置換反應(yīng)。知識(shí)點(diǎn)5:金屬活動(dòng)性順序及應(yīng)用1.常見金屬的活動(dòng)性順序(見圖1)。圖12.金屬活動(dòng)性順序的應(yīng)用(1)在金屬活動(dòng)性順序里,金屬的位置越靠前,它的活動(dòng)性就越強(qiáng)。(2)在金屬活動(dòng)性順序里,位于氫前面的金屬能置換出鹽酸、稀硫酸中的氫。如Mg、Al、Zn、Fe等能與鹽酸(或稀硫酸)發(fā)生反應(yīng)生成氫氣,而Cu、Ag等不能與鹽酸(或稀硫酸)發(fā)生反應(yīng)。通常把能與鹽酸(或稀硫酸)發(fā)生反應(yīng)的金屬稱為活潑金屬。(3)在金屬活動(dòng)性順序里,位于前面的金屬能把位于后面的金屬?gòu)钠浠衔锏娜芤豪镏脫Q出來(lái)(K、Ca、Na除外)。巧記速記 金屬活動(dòng)性順序可采用“五元素一句”方法進(jìn)行記憶,即“鉀鈣鈉鎂鋁,鋅鐵錫鉛(氫),銅汞銀鉑金”。拓展延伸 1.鉀、鈣、鈉的化學(xué)性質(zhì)相當(dāng)活潑,能與水發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng),生成相應(yīng)的堿和氫氣,因此,不能用鉀、鈣、鈉置換其他金屬化合物溶液中的金屬。2.鹽酸、稀硫酸能與活潑金屬發(fā)生置換反應(yīng),生成氫氣,但濃硫酸、硝酸等具有強(qiáng)氧化性,與金屬反應(yīng)不能生成氫氣?！纠垮a(Sn)是五金之一,它的金屬活動(dòng)性順序位于鐵和銅之間,則下列反應(yīng)不會(huì)發(fā)生的是()A.Zn+Sn(NO3)2Zn(NO3)2+Sn B.Sn+2HClSnCl2+H2C.Sn+2AgNO3Sn(NO3)2+2Ag D.Sn+MgSO4SnSO4+Mg答案：D點(diǎn)撥：解答本題的關(guān)鍵是掌握金屬與酸、金屬與金屬化合物溶液反應(yīng)的規(guī)律。金屬活動(dòng)性順序?yàn)镸gZnFeSn(H)CuAg,由于Sn的活動(dòng)性比Mg的弱,所以Sn不能將Mg從其化合物溶液中置換出來(lái),故D項(xiàng)反應(yīng)不會(huì)發(fā)生?？键c(diǎn)1:金屬的化學(xué)性質(zhì)與物理性質(zhì)的綜合【例1】金、銀、銅常用做獎(jiǎng)牌,也曾作為貨幣流通,下列有關(guān)三種金屬的說(shuō)法,錯(cuò)誤的是()A.都為不活潑金屬 B.其中銀的導(dǎo)電能力最強(qiáng)C.金屬活動(dòng)性順序AuAgCu D.銅片可從硝酸銀溶液中置換出銀來(lái)答案：C點(diǎn)撥：由金屬活動(dòng)性順序可知,金、銀、銅三種金屬都不活潑,但活動(dòng)性順序?yàn)镃uAgAu,故A正確,C錯(cuò)誤;在金屬中導(dǎo)電能力最強(qiáng)的是銀,其次是銅和金,故B正確;銅的活動(dòng)性比銀強(qiáng),因此銅能與硝酸銀溶液反應(yīng)置換出銀,故D正確?？键c(diǎn)2:金屬活動(dòng)性及應(yīng)用【例2】將質(zhì)量相等的A、B、C三種金屬,同時(shí)分別放入三份濃度相等且足量的稀鹽酸中,反應(yīng)生成H2的質(zhì)量與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖2所示(A、B、C在生成物中的化合價(jià)均為+2)。根據(jù)圖示所提供的信息,得出的結(jié)論正確的是()圖2A.放出H2的質(zhì)量是BAC B.金屬活動(dòng)性順序是BAC C.反應(yīng)速率最快的是A D.相對(duì)原子質(zhì)量是ABC答案：B點(diǎn)撥：由圖示可知:當(dāng)三種金屬完全反應(yīng)后,放出H2的質(zhì)量是ABC,故A錯(cuò)誤;三種金屬反應(yīng)時(shí),相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生H2的質(zhì)量關(guān)系為BAC ,則可判斷三種金屬的活動(dòng)性順序?yàn)锽AC,故B正確;等質(zhì)量的三種金屬完全反應(yīng)完,B需要的時(shí)間最短,因此反應(yīng)速率最快的是B,故C錯(cuò)誤;A、B、C三種金屬在生成物中化