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第二章 物质转化与材料利用
第2节 金属的化学性质（第2课时）
浙教版 科学（初中）
九年级上
反应现象的不同，说明了什么？
金属 现象 反应方程式
稀盐酸 金属＋稀盐酸
镁
锌
铁
铜
有气泡(快)
有气泡
有气泡(慢)
无现象
无
Mg + 2HCl = MgCl2 + H2↑
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑
说明了不同金属的活泼程度(金属活动性)是不同的
互动学习
2
三、金属活动性顺序
有些金属化学性质稳定，而有些金属化学性质活泼，我们可以用金属的化学活动性顺序来表示。
有哪些方法可以比较金属的活泼性？
（1）与氧气反应，比较反应剧烈程度
（2）与酸反应，比较反应剧烈程度
想一想，还有哪些方法可以比较活动性强弱？
比较铁与铜、铜与银的化学活动性
铜丝、铁丝、FeSO4 溶液、CuSO4 溶液、AgNO3 溶液
提供的实验药品：
提出问题：
一种活动性较强的金属能把另一种活动性较弱的金属从它的盐的水溶液中置换出来
建立假设 :
铁与酸反应，铜和银不能与酸反应。如果把一种金属浸入另一种金属的盐的溶液中，相互之间能发生反应吗？
我们知道，有些金属能与酸反应，有些金属不能与酸反应。如果把一种金属浸人另一种金属的盐的溶液中，相互之间能发生反应吗 让我们一起探寻它们的反应规律。
设计实验方案：
（1）铁和铜的活动性比较：在盛有硫酸铜溶液的试管里浸入一段洁净的 （经过除油、除锈处理）铁丝，过一会儿取出，观察现象。
实验现象：
铁丝表面有一层红色物质生成。
化学反应方程式为：
Fe+CuSO4=FeSO4+Cu
（2）在盛有硫酸亚铁溶液的试管中，进入一段洁净的铜丝，过一会儿取出，观察到___________________。
铜丝表面没变化
上述两个实验说明了什么？
用砂纸打磨或用稀盐酸清洗铁丝
铁比铜活泼（金属活动性更强）
实验现象：
化学反应方程式为：
浸入硝酸银溶液中的铜丝表面有一层银白色物质生成
Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag
思考：根据以上实验事实，比较铁、铜、银的活动性大小的顺序为______________。
Fe>Cu>Ag
上述两个实验说明了什么？
设计实验方案：
（1）银和铜的活动性比较：在盛有硝酸银溶液的试管里浸入一段洁净的 （经过除油、除锈处理）铜丝，过一会儿取出，观察现象。
（2）在盛有硫酸银溶液的试管中，进入一段洁净的铜丝，过一会儿取出，观察到_____________________。
铜丝表面没变化
铜比银活泼（金属活动性更强）
1．设计实验比较镁、锌、铜的活动性，并从大到小列出镁、锌、 铜的活动性顺序。
2．如果把氢也列入其中，应如何排列？
在盛有硫酸锌溶液的试管里浸入一段洁净的镁条，过一会儿取出，观察到镁条表面有锌析出，则镁的活动性比锌强。
在盛有硫酸锌溶液的试管里浸入一段洁净的铜丝，过一会儿取出铜丝表面无明显变化，则锌的活动性比铜强。
因此活动性镁>锌>铜
将放入金属与稀盐酸或稀硫酸中，有气体产生，则活性比氢强，无气体产生则活动性比氢弱。
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
金属活动性顺序表
金属活动性由强逐渐减弱
极活泼的金属
活泼的金属
不活泼的金属
应用规律：
3、K、Ca、Na三种金属活动性很强，先与水反应生成相应的碱和氢气。因此通常不适用这三种金属制氢气，也不与盐溶液置换。
2、在金属活动性顺序里，位于前面的金属能把后面的金属从它们盐(必须可溶）的溶液里置换出来。
1、在金属活动性顺序里，位于氢前的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢。
钾 钙 钠 镁 铝 锌 铁 锡 铅 （氢） 铜 汞 银 铂 金
规律：前换后 或 以强制弱
A+BC = B +AC
（其中盐要求是可溶性的,要求在溶液中进行）
置换反应示意图
金属活动顺序表说明金属具有氧化性、金属离子和氢离子具有还原性。活泼性强的金属可以置换金属活动顺序表在其后面的金属离子或氢离子。
金属活动性顺序说明金属具有怎样的化学性质？它对置换反应的发生有何意义？
把金属锌放入硫酸铜溶液中，可发现银白色的金属锌表面镀上了 一层紫红色的铜。为什么铜离子会从溶液中析出变成金属铜，而金属锌则变成锌离子进入溶液？
在以上化学反应中，金属锌失去电子（电子用 e- 表示）变成锌离子进入溶液，而铜离子得到电子变成了金属铜。上述反应的过程实际上是电子转移的过程，可以表示为 ：
在这个实验中，金属锌失电子的能力比铜强，或者说铜离子得电子的能力比锌离子强，反应就发生了。因此，金属活动性顺序表在某种意义上也表示了金属得失电子能力的强弱。
化学反应中氧化性，还原性与电子转移
拓展与提高
拓展与提高
氧化还原反应是有化合价改变的反应，根据四种基本反应的性质，可得以上规律。
应用：湿法炼铜
1.CuO+H2SO4 === CuSO4+H2O (复分解反应)
2.CuSO4+Fe===Cu+FeSO4 (置换反应)
先用硫酸将铜矿中的铜转变成可溶性的硫酸铜， 再将铁放入硫酸铜溶液中把铜置换出来
湿法炼铜原理：
湿法炼铜的化学方程式：
1．根据金属活动性顺序表判断能否用锡壶装酸性物质，并说出理由。
钾 钙 钠 镁 铝 锌 铁 锡 铅 （氢） 铜 汞 银 铂 金
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au
不能，根据金属活动性顺序表，锡排在氢前面，酸性物质即含有H+，因此会被锡置换出来。
2．能否用铁制的容器配制浸种用的波尔多液（含硫酸铜）？为什么？
不能，铁的活动性在铜之前，会与波尔多液中的硫酸铜反应，使波尔多液变质。
下图是人类掌握各种金属冶炼技术的时间表，要图中你能获取什么信息？
活动性较强的金属，掌握冶炼的时间越晚。想一想为什么？
拓展与提高
元素以化合物形态存在则为化合态。
不同金属的化学活动性不同，它们在自然界中存在形式也各不相同。
化学性质比较活泼的金属，在自然界中以化合态存在。大多数金属在自然界中是以化合态存在的，如铝以铝土矿形式存在，铁以铁矿石形式存在。
元素以单质形态存在则为游离态。
不同金属的化学活动性不同，它们在自然界中存在形式也各不相同。
少数化学性质不活泼的金属，在自然界中能以游离态存在，如金、铂、银。
拓展与提高
1、在一次宴会上，众人都拿了金杯盛酒，为什么就拿破仑拿铝杯？
2、为什么从几千年前开始，古代的人们就用金银这些金属来做为货币流通？
铝的活动性较强，自然界中以化合态存在。在当时科技环境不发达时，铝的制取量非常少，显得很珍贵，是身份与地位的象征。
金银的活动性弱，自然界中以游离态存在。易切割与保存，能直接使用，因此选择做货币。
1
课堂导入
观察思考
铁生锈成红色的铁锈
铝生锈呈灰色
铜生锈成绿色的铜锈，简称“铜绿”
生活中常见的生锈现象
1、生活中常会碰到金属生锈，有哪些方法可以除锈？
2、金属生锈造成经济损失与资源浪费很大，有哪些方法可以防止生锈？
互动学习
2
四、防止金属腐蚀的常用方法
金属材料，特别是钢铁，日久之后表面往往会失去光泽，产生锈蚀现象，以致强度降低，不能继续使用。据统计，每年由于锈蚀而直接损失的钢铁材料约占年产钢铁量的四分之一。
1、金属为什么会锈蚀？
猜想1：可能需要有空气（O2）
猜想2：可能需要有水
2、产生锈蚀的条件有哪些？
猜想3：可能需要有二氧化碳
猜想：被空气等因素氧化
实验室提供如下材料：带塞子的试管若干支、普通铁片（或铁钉）、蒸馏水、干燥剂（生石灰）。
1、根据上述材料，小组里的同学一起设计实验方案：
2、画出实验装置图。
取3支试管，A试管中是蒸馏水和空气加铁钉， B试管中是蒸馏水和铁钉，水上加层植物油， C试管中是装有干燥剂的空气和铁钉，并用塞子塞紧。
A：一半在水中
B：全部浸在水中
C：干燥空气中
实验现象
3、实验现象： 。
实验结论： 。
4、取一块纯铁片，按上述锈蚀条件进行实验，它生锈了吗？为什么？_______________________
。
C铁钉不生锈，B铁钉小部分生锈，A中铁钉生锈最多
纯铁在空气中不易起变化因为不含杂元素,含有杂质的铁在潮湿空气中逐渐生锈
家里的不锈钢菜刀即使放在潮湿空气中一段时间，也不会生锈，这又是为什么？
不锈钢：在钢铁中渗入镍、铬等合金元素，改变了钢铁的结构，从而使其具有较强的抗腐蚀能力。
当铁定生锈条件是氧气与水分
不生锈
改变金属的构造，可有效防止锈蚀
锈蚀外部因素是有空气与水分接触
内部因素是金属材料的组成成分
1、根据金属锈蚀的条件，讨论金属防锈蚀的常用方法？
①隔绝空气和防水，如保持干燥等
②改变金属内部的组成成分，如加入某物质组成合金。
2、调查生活中常用的金属防锈蚀措施，你知道哪些金属防锈蚀的措施？
①表面刷油漆或抹油
②金属表面高温加热“烤蓝”
③干燥（清洁）处理
④改变金属材料的内部结构制成耐腐蚀的合金，如不锈钢
......
金属防锈蚀常用措施
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课堂小结
典例分析
考点一：金属活动性顺序
4
【典型例题1】
抗疫第一线的医务工作者是人民心中最美英雄，图中展示的是医务人员的工作服，请回答下列问题：
（1）利用铝米制作口罩挂条，其中一个原因是在空气中铝比铁具有更好的抗腐蚀性，原因是___________________________________________________ 。
（2）小科欲验证铁、铝的金属活动性强弱，直接使用下列药品组合不能达到目的是 。 A.Al、Fe、H2SO4溶液
B.Al、FeSO4溶液
C.Fe、Al、MgSO4溶液
D.Fe、Al2(SO4)3溶液
铝在空气中被氧化，会形成一层致密的保护膜
C
【迁移训练1】
某兴趣小组在探究金属化学性质时，做了如图甲、乙的两次实验。
（1）图甲是向滤液中加入稀盐酸，观察到有白色沉淀产生。
①写出产生滤渣的反应的化学方程式_____________________________________；
②滤液中一定含有的金属离子为______________________(填离子符号)；
（2）图乙是向滤渣中加入稀盐酸，观察到有无色气体产生。滤液中含有溶质的化学式为______________________。
Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag
Ag+、Cu2+、Fe2+
Fe(NO3)2
【迁移训练2】
化学小组为探究铁、铜、锌、银的金属活动性顺序,设计如图甲的三个实验(其中金属均已打磨,其形状、大小及同种稀盐酸的用量均相同):
（1）实验一段时间后,观察到实验②的铜片表面有银白色固体附着,这说明铜比银的活泼性________(选填“强”或“弱”)。
（2）甲同学认为通过实验①和③可比较锌和铁的金属活动性,他依据的实验现象是
__________________________________。
（3）乙同学认为上述实验方案不足以得出四种金属的活动性顺序,并在上述实验的基础上,利用金属不同的化学性质分别补充了一个实验(如图乙所示),都实现了探究目的,则:乙同学的实验:X是金属________,Y是_________________________________。
强
③中产生气泡速度大于①
CuSO4(答案不唯一)
Fe
典例分析
考点二：防止金属腐蚀的常用方法
4
【典型例题1】
铜在空气中因“生锈”变铜绿，铜绿受热时的反应为 Cu2(OH)2CO3 ＝2x+H2O+CO2↑，下列判断正确的是( )
A. x 的化学式是 Cu(OH)2
B. 铜生锈是缓慢氧化，在反应过程中一定放出热量
C. 铜生锈是铜与空气中的氧气、水共同作用的结果
D. 铜绿分解反应前后的固体质量差为生成 CO2 的质量
B
【迁移训练1】
为避免电线杆被台风吹倒，农田中的电线杆经常会用铁钢丝斜拉固定。如图A，B，C，D是立在水田中电线杆的铁丝拉线的四个部位其中最易生锈的是（ ）
A. A处 B. B处 C. C处 D. D处
C
【迁移训练2】
保护金属资源的有效途径是（ ）
①防止金属腐蚀 ②回收利用废旧金属
③禁止生产易造成金属腐蚀的化工产品 ④合理有效地开采矿物
⑤寻找金属的代用品． A. ①②③ B. ①②③④⑤ C. ②④⑤ D. ①②④⑤
D
【迁移训练3】
“对比法”是实验探究中常用的一种科学方法，为了检验铁生锈的条件，进行了如图（略去其中的夹持装置）所示三个对比实验．一段时间后，①中铁丝发生锈蚀且试管中液面上升，②和③中均无明显变化，以下得出的结论不正确的是（ ）
A. 对比①②可以说明铁生锈一定要有氧气参加
B. 对比②③可以说明铁生锈一定要有水参加
C. 对比①③可以说明铁生锈一定要有水参加
D. 对比①②③可以说明铁生锈必需水和氧气同时参加
B
【迁移训练4】
铁生锈探秘:为探究铁生锈的原因，化学兴趣小组的同学进行了如图所示的四个实验，实验结果显示：B、D实验中铁生了锈，而A、C实验中没有明显的现象，仔细分析这4 个实验，回答下列问题：（1）评价方案：对照实验指除了一个变量外，其他的量都保持不变的实验．该实验方案中采用了对照实验方法．请指出其中的对照实验（填ABCD实验代号）和变量．
时间/小时编号 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
A 0 0 0 0 0 0 0
B 0 0 0 0.3 0.8 2.0 3.5
C 0 0 0 0 0 0 0
D 0 0.4 1.2 3.4 7.6 9.5 9.8
第①组对照实验_________ ，变量_________．
第②组对照实验 _________ ，变量_________．
第③组对照实验 _________ ，变量_________．
（2）解释数据：实验时，每隔一段时间测量导管内水面上升的高度，结果如下表所示（表中所列数据为导管中水面上升的高度/cm ）导致B、D实验装置中导管内水面上升的原因是____________________________________．
（3）获得结论：根据本实验，你认为导致铁生锈的物质有__________________ ；能加快铁生锈的物质是________ ．
AB
变量水分
BC
氧气
BD
食盐
铁丝生锈吸收了空气中的氧气
水分和氧气
食盐
【迁移训练5】
铜锈的主要成分是Cu2(OH)2CO3。某同学为了研究铜在空气中生锈的条件，利用了如图甲所示的实验装置进行实验，经过近一个月的观察，该同学发现B装置中的铜钉生锈了，而A、C装置中的铜钉无明显变化。由此得出结论：“铜生锈的原因是铜与空气中的水和氧气相互作用的结果。”试回答下列问题。
（1）该同学所得出的结论完整吗？___________，理由是_______________________________________________。 （2）你认为影响铜生锈的因素还可能有________；为了验证你的判断，应选择图中的________(选填“乙”或“丙”)装置进一步实验。
（3）通过上述实验，你认为影响铜生锈的主要因素：__________________________。
（4）铜与铁相比，________更易生锈，由此可得出结论：____________________________________________。 （5）写出一条防止铜铁等金属制品生锈的具体方法：__________________________________________________。
不完整
空气中还含有其他成分，也可能是产生铜锈的原因
CO2
丙
CO2、O2、H2O
Fe
金属越活泼越易生锈
保持金属制品表面的洁净和干燥(或表面镀保护膜)

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