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8.2金属的化学性质（第一课时）
【课时目标】
1.知道铁、铝、铜等常见金属与氧气的反应；知道常见金属能与盐酸、稀硫酸发生化学反应。
2.初步认识置换反应的概念，能够判断一些常见的化学反应是否属于置换反应。
3.初步学会运用观察、实验等方法获取信息，保持和增强对化学现象的好奇性和探究欲。
重点：1.金属与氧气的反应；2.金属与盐酸、稀硫酸的反应。
难点：1.金属与盐酸、稀硫酸的反应；2.置换反应。
【学习活动】
任务一 金属与氧气的反应_________
1.大多数金属与氧气反应生成_________，但反应的难易和剧烈程度不同。
(1)镁、铝在常温下就能与氧气反应，其反应的化学方程式分别为_________、_________。铝在空气中被氧化，表面生成一层致密的_________，从而阻止铝进一步被氧化，因而具有很好的抗腐蚀性能。
(2)铁、铜在点燃或加热的条件下能与氧气反应，反应的化学方程式分别为_________、_________。
(3)“真金不怕火炼”，说明金_________。
2.下列关于金属与氧气反应的说法正确的是( )
A.红热的细铁丝在空气中能燃烧
B.各种金属在高温下都能与氧气反应
C.金属与氧气反应都生成黑色的金属氧化物
D.根据金属与氧气反应的难易程度，可以初步比较一些金属的活动性
3.小辉家中收藏着一件清末的铝制佛像，至今仍保存十分完好。该佛像未锈蚀的主要原因是( )
A.铝不易发生化学反应 B.铝的氧化物容易发生化学反应
C.铝不易被氧化 D.铝易被氧化，但氧化铝薄膜具有保护内部铝的作用
4.下图是同学们进行“铁丝在氧气中燃烧的性质实验”时的几种操作方式，更能提高实验成功率的方式是_________（填序号）。
有的同学完成上述实验后，提出“铁丝能否在二氧化碳中燃烧呢？”，他们设计了如下方案：（已知在点燃的条件下，镁带能在二氧化碳中剧烈燃烧。）
方案①：将弯成螺旋状的细铁丝系上一根火柴，点燃火柴，待火柴快燃尽时，插入装有二氧化碳的集气瓶中，观察铁丝能否被引燃。
方案②：将弯成螺旋状的细铁丝系上一段镁带，点燃镁带，待镁带快燃尽时，插入装有二氧化碳的集气瓶中，观察铁丝能否被引燃。
你认为方案___________（填①或②）更为科学，理由是______________。
【变式1】科学兴趣小组采用不同方案对金属活动性的强弱进行了研究。
甲同学：将镁带和铜粉分别在酒精灯的外焰上加热，观察现象。
乙同学：把铁制容器和铝制容器放在同一潮湿环境中，一段时间后观察容器表面的锈蚀情况。
……
实验后，同学们进行汇报和评价交流。
（1）甲同学根据________的实验现象，得出金属镁的活动性比铜强。
（2）乙同学观察到铁制容器表面有明显的锈蚀现象，面铝制容器表面无明显变化，据此他得出铁的活动性比铝强的结论。小组讨论后一致认为乙同学的方案设计不合理，他们的理由是：铝制容器表面无明显变化是因为________导致容器中的铝无法与氧气接触发生反应，因此不能用此方法比较铁与铝的活动性强弱。
任务二 金属与盐酸、稀硫酸的反应
5.(1)分别写出镁、铝、锌、铁与稀盐酸反应的化学方程式：
①_________；
②_________；
③_________；
④_________。
(2)分别写出镁、铝、锌、铁与稀硫酸反应的化学方程式：
①_________；
②_________；
③_________；
④_________。
6.废旧手机的某些部件中含有Mg、Al、Cu、Ag等金属，为了回收重金属，将旧手机的部件粉碎并浸入足量稀硫酸中充分反应，过滤，所得固体中含有的金属是( )
A.Mg和Al B.Cu和Ag C.Al和Cu D.Mg和Ag
7.假设与排除是探索未知物的一种方法。《本草纲目拾遗》中记载：“强水性最烈，能蚀五金(金、银、铜、铅、铁)”，下列物质最可能是“强水”的是( )
A.硫酸亚铁溶液 B.稀盐酸 C.浓硝酸和浓盐酸的混合物 D.稀硫酸
8.某实验小组的同学对“锌与硫酸反应快慢的影响因素”进行了探究。
【提出问题】锌与硫酸反应的快慢受哪些因素的影响呢？
【猜想与假设】a.可能与硫酸的质量分数有关；b.可能与锌的形状有关。
【设计并实验】小明用不同质量分数的硫酸和不同形状的锌进行如下实验。
实验编号 硫酸的质量分数(均取20mL) 锌的形状(均取1g) 氢气的体积(mL)(均收集3min)
① 20% 锌粒 31.7
② 20% 锌片 50.9
③ 30% 锌粒 61.7
④ 30% 锌片 79.9
【收集证据】要比较不同质量分数的硫酸对反应快慢的影响，应选择的实验编号是________。
【得出结论】锌与硫酸反应的情况是______________。
【反思与评价】锌与硫酸反应的快慢可能还受哪些因素影响，请举出一例__________，并设计实验验证____________。
【变式2】现有质量相等的甲、乙、丙三种金属，分别放入三份溶质质量分数相同的足量稀硫酸中，生成氢气的质量与反应时间的关系如图所示（已知甲、乙、丙在生成物中均显+2价）。则下列说法错误的是( )
A.完全反应所需时间：丙>甲>乙
B.生成氢气的质量：甲>乙>丙
C.相对原子质量：乙>丙>甲
D.消耗硫酸的质量：甲>乙>丙
任务三 置换反应
9.由一种_________与一种_________反应，生成另一种_________和另一种_________的反应叫作置换反应。但有单质和化合物生成的反应_________(选填“一定”或“不一定”)是置换反应，请列举一例：_________(用化学方程式表示)。
10.下列反应属于置换反应的是( )
A.Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 B.CH4+2O2CO2+2H2O
C.2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ D. Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl
11.金属锰与氯化亚铁溶液可发生如下反应：Mn+FeCl2═MnCl2+Fe，下列说法错误的是( )
A.该反应属于置换反应 B.锰的金属活动性比铁强
C.锰能置换出盐酸中的氢 D.反应前后元素化合价都不变
12.“中国高铁，世界第一”，高铁列车车体材料使用了含镍不锈钢，工业上火法炼镍的原理是：C+2NiO2Ni+CO2↑，下列说法错误的是( )
A.反应中NiO发生还原反应 B.气体产物中可能有CO
C.该不锈钢中还含有铁和碳 D.该不锈钢合金的硬度小于纯铁
【变式3】由所学知识可知，活泼性Fe>Cu，Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。非金属与金属类似，活泼性Cl2>Br2>I2，请写出将Cl2通入NaBr溶液中发生反应的化学方程式____________。
【课后作业】
1.下列关于金属与氧气反应的说法正确的是( )
A.红热的细铁丝在空气中能燃烧
B.金属在高温下都能与氧气反应
C.“真金不怕火炼”说明金的熔点高
D.根据金属与氧气反应的难易程度，可以初步比较些金属的活动性强弱
2.取一定质量的锌粒和铜片于同一敞口容器中，再逐渐加入稀硫酸。加入稀硫酸的质量与有关量的变化关系图正确的是( )
A B C D
3.下列化学反应中不属于置换反应的是( )
A.Fe+H2SO4=FeSO4 +H2↑ B.CO+CuOCu+CO2
C.Cl2+2NaI=2NaCl+I2 D.Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
4.某不纯的铁5.6g与足量的稀硫酸反应生成0.23g氢气，则铁中混有的物质可能是( )
A.锌 B.碳 C.铝 D.银
5.金属的用途与性质密切相关。
铜 铝
密度/（g cm-3） 8.92 2.70
地壳中含量（质量分数/%） 0.007 7.73
导电性（以银的导电性为100作标准）
（1）家用电线常用铜制，但在高压远距离输电中，常用铝代替铜，请根据题表的信息分析，其原因是____________。
（2）在空气中，铝具有很好的抗腐蚀性，其原因用化学方程式表示为____________。
（3）为探究铁、铜的金属活动性，分别将铁丝、铜丝插入稀硫酸中（图2所示），说明铁比铜的金属活动性更强的实验现象是__________，反应的化学方程式是__________。
6.铝在工业和日常生活中应用广泛．请回答：
(1)铝元素的含量居地壳中所有元素的第________位，将铝块拉成细丝，是利用铝的________性。
(2)元素的化学性质与原子的最外层电子数有密切关系。如图为铝原子的结构示意图，铝原子在化学反应中容易_______(填“得到”或“失去”)电子。
(3)铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化物薄膜，从而阻止铝进一步氧化，因此铝具有很好的抗腐蚀性能。写出铝与氧气反应的化学方程式________________。
(4)冰晶石在工业制取金属铝的过程中起着重要的作用。硫酸铝和氟化钠(NaF)在熔融条件下反应生成冰晶石(Na3AlF6)，同时得到硫酸钠，写出此反应的化学方程式____________。
7.小明选择“铁丝和氧气反应的成功率和实验效果与什么因素有关”的课题开展探究。下表是他分别用相同规格、不同材质的铁丝和氧气反应的三组实验数据和燃烧情况说明。
实验编号 氧气的浓度 铁丝的材质 燃烧情况说明
① 100% 纯铁丝 剧烈燃烧，火星明显，效果好
② 90% 纯铁丝 没有纯氧中剧烈，火星较明显，效果较好
③ 90% 钢丝 剧烈燃烧，火星四射强度大，美观，比纯铁丝燃烧有更大的爆鸣声，效果非常好
(1)铁丝燃烧的化学方程式为___________________。
(2)实验①和②表明：该实验效果与________________有关。
(3)能表明铁丝材质对实验效果有影响的实验编号是_____________。
(4)通过分析，“氧气的浓度”、“铁丝的材质”两个因素中哪个因素对实验效果影响更大？_________。
(5)实验表明，在相同的情况下，三根铁丝拧成一束比一根铁丝燃烧更容易成功，效果更明显，请从燃烧的条件这个角度说明原因：_____________________________。
(6)你认为还有什么因素影响铁丝和氧气反应的成功率和实验效果？______________。
请设计一个合理的实验来验证你的猜想：_______________________________________。
8.将20.0 g Cu-Zn合金粉末投入到一定质量的稀硫酸中，反应放出气体的质量与反应时间的关系如图所示。请计算：
(1)完全反应后生成H2的质量为___________g；
(2)Cu-Zn合金中Cu的质量分数。
【评价与反思】___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.
参考答案
【学习活动】1.金属氧化物 (1)2Mg+O22MgO 4Al+3O2=2Al2O3 氧化铝薄膜 (2)3Fe+2O2Fe3O4 2Cu +O22CuO (3)在高温时也不与氧气反应(合理即可) 2.D 3.D 4.C ② 镁能在CO2中燃烧而火柴不能（或“CO2不支持火柴燃烧，燃着的火柴放入CO2中立即熄灭不能对铁丝持续加热”或“CO2支持镁带燃烧，燃着的镁带放入装有CO2的集气瓶中能持续燃烧能使铁丝充分受热”等合理即可） 【变式1】（1）镁带燃烧而铜丝不能燃烧 （2）铝制容器表面有一层致密氧化膜 5.(1)①Mg+2HCl=MgCl2+H2↑ ②2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑ ③Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑ ④Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ (2)①Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑ ②2Al+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2↑ ③Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ ④Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ 6.B 7.C 8.【收集证据】①③(或②④) 【得出结论】硫酸的质量分数越大，反应速率越快(或锌与硫酸的接触面积越大，反应速率越快) 【反思与评价】温度 取质量相等的锌粒分别放入两只试管中，然后分别加入温度不同，体积和溶质质量分数相同的稀硫酸，测量收集等体积的氢气所需要的时间(只要有控制变量的意识即可) 【变式2】C 9.单质 化合物 单质 化合物 不一定 10.C 11.D 12.D 【变式3】Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2
【课后作业】1.D 2.C 3.B 4.C 5.（1）铝的密度比铜小（合理即可） （2）4Al+3O2=2Al2O3 （3）铁丝表面产生气泡，铜丝表面无明显现象（合理即可） Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑ 6.(1)三 延展 (2)失去 (3)4Al+3O2═2Al2O3 (4)Al2(SO4)3+12NaF 2Na3AlF6 +3Na2SO4 7.(1)3Fe+2O2Fe3O4 (2)氧气的浓度 (3)②③ (4)铁丝的材质 (5)三根铁丝燃烧放出的热量更多，更容易达到铁丝的着火点 (6)铁丝的粗细(或铁丝表面是否打磨等，合理即可) 选择材质相同、粗细不同的铁丝，分别在相同浓度的氧气中燃烧，比较燃烧的剧烈程度、火星情况及效果(合理答案均可，应与上一空相对应)
8.(1)0.4
(2)设Cu-Zn合金中Zn的质量为x。
Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑
65 2
x 0.4g
65﹕2=x﹕0.4g
解得，x=13.0 g
Cu-Zn合金中Cu的质量分数为：(20.0g－13.0g)/20.0g×100%=35%
答：(1)完全反应后生成H2的质量为0.4g；(2)Cu-Zn合金中Cu的质量分数为35%。

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