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文檔簡介
8.2.1金屬的化學性質(zhì)一、金屬與氧氣的反應實驗現(xiàn)象化學方程式鎂在空氣中燃燒鋁在空氣中燃燒鐵絲在氧氣中燃燒銅在酒精燈上加熱
發(fā)出耀眼的白光,放出大量的熱,生成白色固體點燃3Fe+2O2=Fe3O4點燃2Mg+O2=2MgO△2Cu+O2=2CuO由紅色變?yōu)楹谏珓×胰紵?,火星四射,放出大量的熱,生成黑色固體
劇烈燃燒,發(fā)出白光,放出大量的熱,生成白色固體點燃4Al+3O2=2Al2O3
金屬與氧氣反應的難易和劇烈程度各不相同,那么它受哪些因素的影響呢?內(nèi)因:外因:金屬本身的性質(zhì)1、氧氣的濃度2、與氧氣接觸面積交流共享:鎂、鋁在空氣中劇烈反應鐵在純氧中才能與氧氣劇烈反應銅不論在空氣還是純氧中都只能緩慢反應金在純氧中加熱時也不與氧氣反應據(jù)此判斷:這五個金屬的活動性順序:Mg>Al>Fe>Cu>Au歸納總結(jié)思考:我們該如何根據(jù)金屬與氧氣的反應,比較不同金屬活潑性的強弱呢?金屬活動順序的判斷依據(jù):(1)金屬與氧氣反應的劇烈程度、難易程度來判斷,條件越易,反應越劇烈,金屬活動性越強。(1)鋁的化學性質(zhì)比鐵活潑,為什么生活中常??匆婅F生銹,而不見鋁生銹呢?(2)在清洗鋁制品時應注意什么問題?
金屬鋁在常溫下就很容易與氧氣發(fā)生反應,生成一層致密而堅固的氧化鋁薄膜,從而阻止鋁的進一步氧化,因而鋁具有較好的抗腐蝕性。不宜用鋼絲球來擦洗鋁制品。多識一點實驗前用砂紙打磨表面的氧化物。在試管中分別放入鎂條、鋅粒、鐵絲、銅絲,然后分別加入5ml鹽酸。二.金屬與酸的反應實驗鐵釘和稀鹽酸鎂和稀鹽酸鋅和稀鹽酸銅和稀鹽酸金屬與稀HCl現(xiàn)象化學方程式鎂與稀鹽酸鋅與稀鹽酸鐵與稀鹽酸銅與稀鹽酸
產(chǎn)生大量氣泡產(chǎn)生較多氣泡產(chǎn)生少量氣泡,溶液由無色變?yōu)闇\綠色無明顯現(xiàn)象Mg+2HCl=MgCl2+H2↑Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑Fe+2HCl=FeCl2+H2↑無探究第一站:金屬與稀鹽酸的反應(3)由此推出,金屬活動性順序從大到小為__________________(2)鐵、鎂、鋅能和稀鹽酸反應時劇烈程度不同。____反應最劇烈其次是_____,然后是_____鎂鋅鐵Mg>Zn>Fe>Cu鹽酸GodSaveme?。o所謂,我無所謂…為什么受傷的總是我!我得意的笑,又得意的笑…金屬活動順序的判斷依據(jù):(2)根據(jù)金屬與酸反應的劇烈程度來判斷,反應越劇烈,金屬活動性越強。(產(chǎn)生氫氣的速率越快,金屬活動性越強)1、在金屬活動性順序中,金屬的位置越靠前,它的活動性就越強。2、排在氫前的金屬能與酸反應放出氫氣,而排在氫后的金屬不能與酸反應放出氫氣。
常見金屬的活動性順序KCaNaMgZnSnPb(H)HgAgPtAu鉀鈣鈉鎂鋅錫鉛(氫)
汞銀鉑金
AlFeCu
鋁鐵銅
金屬活動性由強逐漸減弱判斷下列反應能否發(fā)生,可以的寫出化學方程式Cu+HCl—
Fe+HCl—Al+HCl—Au+H2SO4—Zn+H2SO4—
Fe+H2SO4—學以致用:活動天地9-3:金屬與酸溶液反應的特點Mg+H2SO4==MgSO4+H2
↑
Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑Fe+H2SO4==FeSO4+H2↑上面化學反應方程式有何共同特征?單質(zhì)化合物化合物單質(zhì)一種_____和一種______作用生成另一種_____和另一種_____的反應叫做置換反應。單質(zhì)化合物單質(zhì)化合物A+BC→AC+B特點:單換單下列化學變化不屬于置換反應的有()A、CO+Fe2O3
=====Fe+CO2B、C+Fe2O3
=====Fe+CO2↑C、H2O2=====H2O+O2↑D、Fe+AgNO3=====Fe(NO3)2+Ag高溫高溫MnO2ACC
+2CuO高溫
2Cu+CO2
H2+CuO加熱
H2O+Cu
當歐洲煉金術士為發(fā)現(xiàn)鐵釘放入硫酸銅溶液中得到“金”而欣喜若狂時,我國勞動人民在早于他們1700多年時,就已掌握這種方法并用于生產(chǎn)了。西漢時代的《淮南萬畢術》中就有“曾青得鐵則化為銅”之說,意思是說:把鐵放入硫酸銅溶液中,就可以置換出銅。歷史回眸金屬與鹽溶液都能發(fā)生置換反應嗎?鹽金屬與鹽溶液的反應A組:⑴取六孔井穴板,向序號1、2、3中分別加入
2滴管,
⑵將3根鐵絲分別放入上述3種溶液中,靜置
10秒鐘,觀察金屬表面現(xiàn)象。
NaCl溶液CuSO4溶液AgNO3
溶液A鐵無表面有紅色固體表面有銀白色固體探究第二站KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金屬活動性由強到弱探究收獲應用規(guī)律:在金屬活動順序中,位置靠____的金屬可以把位于其_____的金屬從它們的_________中置換出來。
前后鹽溶液請寫出有關化學方程式收獲:金屬+某些鹽→_______________新金屬+新鹽三、金屬與鹽溶液的反應CuSO4溶液AgNO3溶液NaCl溶液ZnFeCu表面有紅色固體,溶液由藍色變?yōu)闊o色表面有紅色固體,溶液由藍色變?yōu)闇\綠色。無明顯現(xiàn)象表面有銀白色固體表面有銀白色固體表面有銀白色固體無明顯現(xiàn)象無明顯現(xiàn)象無明顯現(xiàn)象金屬活動順序的判斷依據(jù):(3)根據(jù)金屬與鹽溶液反應來判斷,位置越靠前的金屬能把位于其后的金屬從它們的鹽溶液中置換出來(除K、Ca、Na以外)。金屬+某些鹽溶液→新金屬+新鹽金屬活動性:金屬>新金屬⑴Zn+CuSO4⑵Fe+AgNO3⑶Ag+CuCl2⑷Cu+AgCl√√××Zn>CuFe>AgAg<Cu判斷金屬與鹽能否發(fā)生反應?
原因?AgCl不溶前置后(K、Ca、Na除外),鹽可溶!金屬活動順序的判斷依據(jù):(4)根據(jù)金屬活動順序表,金屬越靠前,活動性越強。(5)在自然界中,以化合物存在的金屬比以單質(zhì)存在的金屬活動性強。金屬化學性質(zhì)與氧氣反應金屬活動性與酸反應與某些鹽反應內(nèi)容應用規(guī)律前強后弱H前制氫氣前換后(KCaNa除外),鹽要溶KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金屬活動性由強到弱金屬活動性順序表思維導圖8.2.2金屬活動性順序及其應用KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金屬活動性由強到弱1、金屬活動性順序表2、規(guī)律(1)在金屬活動性順序中,金屬的位置越靠前,它的活動性就越強。(2)排在氫前的金屬能與酸反應放出氫氣,而排在氫后的金屬不能與酸反應放出氫氣。(3)位置越靠前的金屬能把位于其后的金屬從它們的鹽溶液中置換出來(除K、Ca、Na以外)3、應用(1)判斷某些置換反應能否發(fā)生(2)判斷金屬活動性順序(3)根據(jù)金屬與鹽溶液反應,判斷濾液、濾渣的成分(1)判斷某些置換反應能否發(fā)生a.金屬與酸:金屬必須位于H之前,酸一般為稀鹽酸,稀硫酸。c.H2、C還原金屬氧化物的反應(冶煉金屬)C
+2CuO高溫
2Cu+CO2
H2+CuO加熱
H2O+Cub.金屬與鹽溶液:前置后(除K、Ca、Na以外),鹽可溶!注意:鐵單質(zhì)與HCl、H2SO4或者鹽溶液發(fā)生置換反應時,只能生成Fe2+(2)判斷金屬活動性順序(1)金屬與氧氣反應的劇烈程度、難易程度來判斷,條件越易,反應越劇烈,金屬活動性越強。(2)根據(jù)金屬與酸反應的劇烈程度來判斷,反應越劇烈,金屬活動性越強。(產(chǎn)生氫氣的速率越快,金屬活動性越強)(3)根據(jù)金屬與鹽溶液反應來判斷,位置越靠前的金屬能把位于其后的金屬從它們的鹽溶液中置換出來(除K、Ca、Na以外)。金屬+某些鹽溶液→新金屬+新鹽金屬活動性:金屬>新金屬(4)根據(jù)金屬活動順序表,金屬越靠前,活動性越強。(5)在自然界中,以化合物存在的金屬比以單質(zhì)存在的金屬活動性強。(3)根據(jù)金屬與鹽溶液反應,判斷濾液、濾渣的成分解題關鍵:(1)活潑金屬可把不活潑金屬從鹽溶液中或置換出來(2)優(yōu)先置換原則:金屬優(yōu)先把最不活潑的金屬從其鹽溶液中置換出來方法:利用“數(shù)軸分段法”判斷濾液濾渣的成分例題:Fe不斷加入一定量的Cu(NO3)2
、AgNO3混合溶液中優(yōu)先反應:(1)Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag(2)Fe+Cu(NO3)2=Fe(NO3)2+Cu數(shù)軸分段OCu(NO3)2AgNO3BA加入鐵的質(zhì)量反應濾渣成分濾液成分OA段(1)AgFe(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3A點(1)AgFe(NO3)2、Cu(NO3)2AB段(1)(2)Ag、CuFe(NO3)2、Cu(NO3)2B點(1)(2)Ag、CuFe(NO3)2、B點以后(1)(2)Ag、Cu、FeFe(NO3)2、規(guī)律總結(jié)任何情況下,一定有Ag任何情況下,一定有Fe(NO3)28.2.3金屬的化學性質(zhì)
金屬與酸金屬活動性順序的應用:KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu注意:前換后,鹽可溶,鉀鈣鈉,要除外。鐵要生成亞鐵鹽。1.金屬的位置越靠前,活動性越強2.位于氫前的金屬能與酸反應放出氫氣,位于氫后的金屬不與酸反應放出氫氣。3.位置靠前的金屬能將位置靠后的金屬從其鹽溶液中置換出來。學習目標:1.掌握等質(zhì)量的不同金屬與足量的酸反應的規(guī)律2.掌握足量金屬與等量的酸反應的規(guī)律3.掌握不同金屬與足量的酸反應的規(guī)律計算:(相同質(zhì)量)m克鎂、鋁、鋅、鐵,分別與足量的稀鹽酸反應,產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量分別是多少?
并按照由大到小的順序排列?(相對原子質(zhì)量鎂:24鋁:27鐵:56鋅:65)自學指導:計算:(相同質(zhì)量)m克鎂、鋁、鋅、鐵,分別與足量的稀鹽酸反應,產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量分別是多少并排序?等質(zhì)量的不同金屬與足量的酸反應產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量:Al>Mg>Fe>ZnMg+2HCl=MgCl2+H2↑2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑Zn+2HCl=ZnCl2
+H2↑Fe+2HCl=FeCl2
+H2↑2422256652×327×2
mmmm2m242m562m656m27×23m27x1x2x3x4x1=x2=x3=x4=自學檢測:Mg+2HCl=MgCl2+H2↑2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑Zn+2HCl=ZnCl2
+H2↑Fe+2HCl=FeCl2
+H2↑2422256652×327×2
mmmm2m242m562m656m27×23m27x1x2x3x4x1=x2=x3=x4=等質(zhì)量的不同金屬與足量酸(鹽酸或稀硫酸)反應,生成氫氣的質(zhì)量大小,取決于元素的化合價與該金屬相對原子質(zhì)量的比值。金屬元素的化合價×金屬的質(zhì)量金屬的相對原子質(zhì)量氫氣的質(zhì)量=圖1t1t2t3t4●●●●其他信息:活動性:Mg>Al>Zn>Fe①反應時間越短,說明產(chǎn)生氫氣的速度越快,越活潑.②同一時間,產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量:Mg>Al>Zn>Fe等質(zhì)量的不同金屬酸足量等質(zhì)量的不同金屬與足量的酸反應產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量:Al>Mg>Fe>Zn金屬元素的化合價×金屬的質(zhì)量金屬的相對原子質(zhì)量氫氣的質(zhì)量=討論:等質(zhì)量的金屬、足量的酸,當金屬元素化合價相同時,有什么規(guī)律?等質(zhì)量的金屬、足量的酸,金屬元素化合價相同時,金屬的相對原子質(zhì)量越小,產(chǎn)生氫氣越多等質(zhì)量的金屬、足量的酸,金屬元素化合價相同時,金屬的相對分子質(zhì)量越小,產(chǎn)生氫氣越多R+2HCl=RCl2+H2↑設金屬R的相對原子質(zhì)量為Ar,不同的金屬Ar值不同設金屬的質(zhì)量為m,m為定值。(假設R的化合價為+2)設生成氫氣的質(zhì)量為X。Ar2mXAr2mX=X=2mAr分子是定值,分母越大,X越小,分母越小,X越大,【討論】足量的鎂、鋁、鋅、鐵分別與等量的酸反應,產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量有什么關系?Mg+2HCl=MgCl2
+H2↑2Al+6HCl=2AlCl3
+3H2↑Zn+2HCl=ZnCl2
+H2↑Fe+2HCl=FeCl2
+H2↑2222×336.5×636.5×236.5×236.5×236.5×236.5×236.5×236.5×2酸等量、金屬足量,生成氫氣一樣多都生成2g氫氣,鎂、鋁、鐵、鋅需要HCl的質(zhì)量相等如果是質(zhì)量相等HCl
,產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量:酸均因量不足而在反應中完全消耗,H守恒圖2●●●●t1酸等量、金屬足量,生成氫氣質(zhì)量相等,①反應時間越短,說明產(chǎn)生氫氣的速度越快,性質(zhì)越活潑.活動性:Mg>Al>Zn>Fe最先被消耗完②同一時間,產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量:Mg>Al>Zn>Fe酸均因量不足而在反應中完全消耗自學指導:計算:鎂、鋁、鋅、鐵與足量的稀鹽酸反應制得m克的氫氣時,所消耗的金屬質(zhì)量分別是多少?并按照由大到小的順序排列?計算:鎂、鋁、鋅、鐵與足量的稀鹽酸反應制得m克的氫氣時,所消耗的金屬質(zhì)量分別是多少?Mg+2HCl=MgCl2+H2↑2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑Zn+2HCl=ZnCl2
+H2↑Fe+2HCl=FeCl2
+H2↑2422256652×327×2
mmmm224m256m265m327mx1x2x3x4x1=x2=x3=x4=不同金屬與足量的某酸反應制得等量的氫氣時,所消耗的金屬質(zhì)量:Zn>Fe>Mg>Al不同金屬與等量的酸反應制得等量的氫氣時,所消耗的金屬質(zhì)量比等于金屬元素的相對原子質(zhì)量與其化合價的比。金屬的質(zhì)量=金屬用量的求算公式:金屬的相對原子質(zhì)量×氫氣的質(zhì)量金屬元素的化合價Mg+2HCl=MgCl2+H2↑2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑Zn+2HCl=ZnCl2
+H2↑Fe+2HCl=FeCl2
+H2↑2422256652×327×2
mmmm224m256m265m327mx1x2x3x4x1=x2=x3=x4=5.相同質(zhì)量的Mg、Zn、Fe和足量的稀硫酸反應,產(chǎn)生氫氣的總質(zhì)量(m)隨時間(t)變化的關系如下圖,則下圖中a、b、c表示的金屬分別為:a
、b
、c
。MgFeZnmtabc0t2t1t3
4、把一定質(zhì)量的鋅和鎂分別投入足量的稀鹽酸中,充分反應后,生成氫氣的質(zhì)量關系如右圖所示(圖中m表示氫氣的質(zhì)量,t表示反應時間),則投入鋅與鎂的質(zhì)量比是________MgZnm(H2)t065:24
2、取足量的X、Y、Z三種金屬分別與等質(zhì)量的溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)相同的稀硫酸反應,都生成+2價金屬的硫酸鹽,反應情況用右圖來表示。下列對該圖象理解的敘述中,正確的是()A、金屬活動性由強到弱:X、Z、YB、金屬活動性由強到弱:Y、X、ZC、X、Y、Z依次可能是MgZnFeD、X、Y、Z依次可能是ZnMgFe時間氫氣質(zhì)量/克XZY0BD
3、有等量的鎂、鐵兩金屬,將鎂放入15%的稀硫酸中,鐵放入15%的稀鹽酸中,產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量隨反應時間變化曲線如右圖。下列說法正確的是()A、A為鐵B為鎂B、反應后鎂鐵一定都有余C、消耗的稀硫酸和稀鹽酸質(zhì)量一定不相等D、消耗的鎂鐵的質(zhì)量比為3:7B氫氣質(zhì)量/克時間A0CD3、相同質(zhì)量的鎂、鋅、鐵分別與足量的稀硫酸反應,產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量關系為
,足量的鎂、鋅、鐵與相同質(zhì)量的酸反應,產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量關系為
,兩份質(zhì)量相等的鋅分別與足量的稀鹽酸和稀硫酸反應,產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量關系為
。相等鎂﹥鐵﹥鋅鎂=鐵=鋅天平問題:1、在托盤天平兩邊各放一只燒杯,調(diào)節(jié)至平衡,再向兩只燒杯中各注入足量的相同質(zhì)量、相同質(zhì)量分數(shù)的稀硫酸,然后向左右兩只燒杯中分別投入相同質(zhì)量的鋅粒和鎂帶,待反應停止后,天平指針指向()A、分度盤的左邊B、分度盤的中間C、分度盤的右邊D、無法確定A
【變化1】在托盤天平兩邊各放一只燒杯,調(diào)節(jié)至平衡,再向兩只燒杯中各注入相同質(zhì)量、相同質(zhì)量分數(shù)的稀硫酸,然后向左右兩只燒杯中分別投入足量的相同質(zhì)量的鋅粒和鎂帶,待反應停止后,天平指針指向()A、分度盤的左邊B、分度盤的中間C、分度盤的右邊D、無法確定B
【變化2】在托盤天平兩邊各放一只燒杯,調(diào)節(jié)至平衡,再向兩只燒杯中各注入相同質(zhì)量、相同質(zhì)量分數(shù)的稀硫酸,然后向左右兩只燒杯中分別投入相同質(zhì)量的鋅粒和鎂帶,待反應停止后,天平指針的可能指向是()A、分度盤的左邊B、分度盤的中間C、分度盤的右邊AB我歸納,我總結(jié)足量的物質(zhì)計算標準(完全反應的量)生成氣體的質(zhì)量
天平是否平衡酸金屬金屬不相等不平衡酸相等平衡在托盤天平的兩托盤上各放一只燒杯,分別注入足量的稀鹽酸,天平平衡。向左邊燒杯中加入10g金屬鋅,向右邊燒杯中加入10g金屬鎂,當反應停止后,天平指針的指向是()A.分度盤的左邊B.分度盤的中間C.分度盤的右邊D.三種情況都有可能A延伸探究根據(jù)天平的狀態(tài),還可以確定:什么物質(zhì)沒有剩余,什么物質(zhì)可能有剩余,什么物質(zhì)肯定有剩余。將盛有等質(zhì)量、等溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的稀鹽酸的兩只燒杯放在托盤天平左右兩盤上,調(diào)節(jié)至平衡,再向兩只燒杯中分別加入質(zhì)量相等的鎂和鐵,待反應停止后。完成下列各題。①若天平仍保持平衡,燒杯中一定沒有剩余的物質(zhì)是(
)。②若天平失去平衡,則指針一定偏向放()的一邊。稀鹽酸鐵
在天平的兩個托盤上各放兩個質(zhì)量相等的燒杯,其中盛有等質(zhì)量等質(zhì)量分數(shù)的稀硫酸,天平平衡。如果將下列四組物質(zhì)中的兩種物質(zhì)分別放入左右兩個燒杯中,充分反應后,若天平仍能平衡的是()A、等質(zhì)量的鋅和銅B、等質(zhì)量的鐵和銅混合物C、等質(zhì)量的鋅和鐵(反應后金屬均有剩余)D、等質(zhì)量的鋅和鐵(反應后酸均有剩余)C1、鐵銹的主要成分是(),它的顏色是()。將一枚生銹的鐵釘放入足量的稀鹽酸中,首先觀察到的現(xiàn)象是();過一會兒,還能觀察的現(xiàn)象是()。有關方程式()
試根據(jù)上述反應現(xiàn)象分析,硫酸在工業(yè)上的一種用途及在使用時的注意事項()Fe2O3紅色紅色固體消失,溶液由無色變?yōu)辄S色鐵釘表面產(chǎn)生氣泡除銹,用量要適量Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O,Fe+2HCl=FeCl2+H2達標檢測:
2、在天平兩邊各放一只質(zhì)量相同的燒杯,分別加入等質(zhì)量等質(zhì)量分數(shù)的足量的稀硫酸,天平平衡。向左邊燒杯中加入6.5g表面銹蝕的鐵釘,右邊燒杯中加入6.5g鋅粒,反應過程中指針偏轉(zhuǎn)的情況可能是()A、始終向左偏轉(zhuǎn)B、不發(fā)生偏轉(zhuǎn)C、始終向右偏轉(zhuǎn)D、最初向左偏轉(zhuǎn),然后向右偏轉(zhuǎn)AD3、在已調(diào)平的的托盤天平兩邊各放一個等質(zhì)量的燒杯,向燒杯中各加入質(zhì)量相等、溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)也相等的稀硫酸,然后向左盤的燒杯中放入一定質(zhì)量的金屬X粉,同時向右盤的燒杯中放入等質(zhì)量的金屬Y粉。觀察到天平的指針先偏向右邊,當兩種金屬完全溶解后,天平的指針偏向左邊。則X、Y是下列組合中的()
CABCDXMgZnZnFeYFeMgFeZn極限法:兩種金屬粉末混合物30g與足量的稀硫酸反應,生成1g氫氣。則這種混合物的可能組成是()A鎂和鋁B鐵和鋅
C鐵和鎂D鐵和鋁相對原子質(zhì)量:鎂24鋁27鐵56鋅65生成1g氫氣,需要鎂12g,鋁9g,鐵28g,鋅32.5g現(xiàn)在混合物是30g,那么這兩種金屬分別置換出1g氫氣的質(zhì)量應該在30的兩邊(這樣去平均值才可能得30)金屬的質(zhì)量=金屬的相對原子質(zhì)量×氫氣的質(zhì)量金屬元素的化合價Mg+2HCl=MgCl2+H
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