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第2节 金属的化学性质
（第2课时）
浙教版 九年级上
教材解析
【核心概念】
1.物质的结构与性质 结构与功能
【学习内容与要求】
1.3 金属及合金是重要的材料
⑩认识常见金属的主要化学性质，知道金属活动性顺序。
知道铁、镁、锌、铜等常见金属与氧气和酸、盐的反应，初步判断常见金属的活动性顺序。
列举金属锈蚀的条件和防止金属锈蚀的常用方法
创设情境
有些金属能与酸反应，有的金属与酸不反应：
镁与盐酸反应
锌与盐酸反应
铜与盐酸
反应剧烈，化学性质很活泼。
反应平稳，化学性质较活泼。
不反应，化学性质稳定。
用金属的化学活动性顺序来表示金属化学性质的活泼程度。
探究实践
比较铁与铜、铜与银的化学活动性
我们知道，有些金属能与酸反应，有些金属不能与酸反应。如果把一种金属浸入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。
提供的实验药品：铜丝、铁丝、FeSO4 溶液、CuSO4 溶液、AgNO3 溶液。
【提出问题】
铁、铜、银3种金属的活动性哪一种最强？哪一种最弱？
【建立假设】
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。
探究
探究实践
2．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，如图所示。你也可以有其他的实验方案，与同学进行交流。
3．实验过程：
根据你设计的方案进行实验，画出装置图，记录观察到的现象，写出发生反应的化学方程式。
实验现象：
化学方程式：
实验结论：
金属活动性（由强到弱）： Fe>Cu
铁丝的表面覆盖一层红色物质，溶液变浅绿色
Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
探究实践
2．设计实验方案：
（2）铜和银的活动性比较：根据实验室提供的药品设计可行的方案，与同学进行交流。
3．实验过程：
根据你设计的方案进行实验，画出装置图，记录观察到的现象，写出发生反应的化学方程式。
实验现象：
化学方程式：
铜丝表面上呈银白色物质,溶液变蓝色。
实验结论：
金属活动性（由强到弱）： Cu>Ag
Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2
铜与硝酸银溶液反应
探究实践
4．得出结论并交流：
（由强到弱）Fe> Cu> Ag
铁与铜、铜与银的化学活动性是 ______________________________。
铜与硝酸银溶液反应
铁与硫酸铜溶液反应
Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2
探究实践
思考与讨论
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。
方案一：
操作：将镁条和铜丝分别插入硫酸锌溶液中，观察镁和铜表面的变化。
药品：镁条、硫酸锌溶液、铜丝。
现象：镁条表面覆盖银白色的固体，铜丝表面无变化。
化学方程式：
Mg+ZnSO4=Zn+MgSO4
Cu+ZnSO4=不反应
实验结论：
金属活动性（由强到弱）： Mg 、 Zn 、 Cu
比较镁、锌、铜的活动性还有其他方案。
探究实践
方案二：
操作：将锌片分别插入硫酸镁和硫酸铜溶液中，分别观察锌片表面的变化。
金属活动性（由强到弱）： Mg> Zn >Cu
比较镁、锌、铜的活动性的实验方案：
药品：硫酸镁溶液、锌片、硫酸铜溶液。
现象：硫酸镁溶液中锌片无变化，硫酸铜溶液中锌片表面有红色固体析出。
实验结论：
你可能还有其它方案，课后与同学交流。
化学方程式：
Zn+MgSO4=不反应
Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4
探究实践
思考与讨论
2．如果把氢也列入其中，应如何排列？
Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
反应剧烈
反应平稳
不反应
Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑
Cu+HCl=不反应
活动性：Mg> Zn>H>Cu
活动性：Mg> Zn>H
活动性：H>Cu
探究实践
经过许多实验，人们总结出一些常见金属的金属活动性顺序如下：
钾钙钠镁铝
锌铁锡铅氢
铜汞银铂金
金属活动性由强逐渐减弱
位置越靠前面的金属，活动性越强。
金属活动性顺序表需要熟记！
探究实践
你能从图中获得金属与盐反应的规律吗？并写出符合规律的2个化学方程式。
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。
Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
Mg+ZnSO4=Zn+MgSO4
“以我的镁换你的锌”
“强换弱”、“前换后”
化学方程式:
探究实践
写出镁、锌、铁、铜与稀硫酸反应的化学方程式，归纳金属与酸反应的规律。
Mg ＋H2SO4=MgSO4 ＋ H2↑
Zn ＋ H2SO4=ZnSO4 ＋ H2↑
Fe ＋ H2SO4=FeSO4 ＋ H2↑
Cu ＋ H2SO4=不反应
反应的规律:
排在氢前面的金属可以把酸里的氢置换出来，排在氢后面的金属不能。
注意：特别活泼的金属 （K、Ca、Na）与可溶盐溶液或酸溶液反应时，先与水发生反应生成碱和氢气，然后是碱与盐或酸反应。
2Na+2H2O = 2NaOH+H2↑
2NaOH+CuSO4 = Na2SO4+Cu(OH)2↓
探究实践
思考与讨论
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？
（活泼性强）金属 + 盐 = 新盐 +（弱）金属
（置换反应）
（氢前面的）金属 + 酸 = 盐 + 氢气
（置换反应）
金属具有的化学性质：
对置换反应发生的意义：
金属活动性顺序可以判断金属和酸、金属和盐置换反应能否发生。
可溶性盐的水溶液。
探究实践
西汉淮南王刘安的《淮南万毕术》就有“曾青得铁则化为铜”的记述；晋代的葛洪《抱朴子内篇·黄白》中也有“以曾青涂铁，铁赤色如铜”的记载。这是我国古代劳动人民发明的湿法炼铜技术。
原理：
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。
Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
曾青得铁则化为铜
湿法炼铜
探究实践
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。
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，因为锡能跟酸反应。
Sn + 2HCl = SnCl2 + H2↑
不能，铁能跟波尔多液反应。
Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu
思考与讨论
探究实践
化学反应中的电子转移
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？
Zn + CuSO4 ＝ Zn SO4 + Cu
2e-
活动性强的金属易失去电子，活动弱的金属离子易的得到电子。
Zn Zn2+
失去2个电子
Cu2+ Cu
失去2个电子
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。
探究实践
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。
金属为什么会锈蚀？产生锈蚀的条件有哪些？
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。
探究实践
金属锈蚀的条件：
探究实践
活动
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.根据生活经验：铁在潮湿的空气中容易生锈。运用上述材料，小组里的同学一起设计实验方案：________。
（1）取3支试管：A试管中是水和空气；B试管中是装有干燥剂的干燥空气；C试管中是煮沸过的蒸馏水。
（2）3支试管中各放入一枚铁钉，B、C试管用塞子塞紧试管口。
（3）几天后，观察实验现象。
控制变量法。
探究实践
2.画出实验装置图。
铁钉
蒸馏水
铁钉
干燥剂
铁钉
蒸馏水
A 试管中普通铁钉一半浸入水中，有水和氧气。
B 试管中有干燥剂，有氧气，没有水。
C 试管中普通铁钉浸没在蒸馏水中，有水，无氧气。
用蒸馏水的目的是排除水中溶有氧气的干扰。
探究实践
3.按实验方案进行实验，观察几天后铁钉的变化。
干燥空气中
B
全浸在水中
C
一半在水中
A
铁钉与水面交界处生锈
不生锈
不生锈
探究实践
【分析得出结论】
通过A、B的比较可知铁的锈蚀与 有关，
通过A、C的比较可知铁的锈蚀与 有关；本实验中 为对照组。
空气
水
A
结论：金属的锈蚀与 等物质接触有关。
水、空气
探究实践
4.取一块纯铁片，按上述锈蚀条件进行实验。
取一支试管D，装入一半水和一半空气中，放入一枚纯铁钉，几天后，观察：________________。
铁钉没有生锈
结论：金属的锈蚀与 有关。
金属内部的结构
铁钉
蒸馏水
铁钉
干燥剂
铁钉
蒸馏水
纯铁钉
探究实践
铁锈蚀的外部条件：
与内部结构有关
铁锈蚀的内部条件：
归纳金属锈蚀的条件：
同时具备
空气和水
探究实践
根据金属锈蚀的条件，金属防锈原理：
①隔绝空气；
②保持干燥；
③改变金属的内部结构。
探究实践
根据金属锈蚀的条件，人们采取一些列措施防锈：
探究实践
1．根据金属锈蚀的条件，讨论金属防锈蚀的常用方法。
防锈　
方法
保护膜法
改变内部结构法(加Cr、Ni制不锈钢)
金属镀层(如镀锌等)
自身氧化膜保护层(Fe3O4)
非金属覆盖层(如油漆.搪瓷等)
干燥法
思考与讨论
最常用的方法
最理想的方法
探究实践
2．调查生活中常用的金属防锈蚀的措施。你还知道哪些金属防锈蚀的措施。
铁制品表面喷塑
电化学保护法：
电化学保护法是根据电化学原理在金属设备上采取措施，使之成为腐蚀电池中的阴极，从而防止或减轻金属腐蚀的方法。
①牺牲阳极保护法
②外加电流法
思考与讨论
—塑钢
课堂小结
金属化学性质
金属活动性顺序
金属与酸反应：气泡快 活动性强
K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb H Cu Hg Ag Pt Au
金属活动性由强到弱
金属与盐反应：有金属析出 活动性强
金属的锈蚀和防锈
生锈条件：空气、水等共同作用
防锈措施：覆盖法、干燥法、改变内部结构
迁移应用
2.为了验证“Fe、Cu、Ag三种金属的活动性由强到弱”,小明设计了如图所示的实验,其中可以达到实验目的的组合是(　　)
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
C
1.下列金属不能与酸反应生成氢气的是（ ）
A.Mg B.Al C.Fe D.Cu
D
迁移应用
3.如图所示,通过实验探究铁钉锈蚀的条件。下列说法不正确的是(　)
A
A.①中甲、乙、丙三处比较,生锈最明显的地方是丙
B.①②中使用煮沸的蒸馏水,目的是除去水中的氧气
C.②中植物油的作用是隔绝空气,③中氯化钙的作用是作干燥剂
D.①②③对比实验,得出结论:铁生锈的主要条件是与空气、水直接接触
板书设计
第2节 金属的化学性质（第2课时）
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第2节 金属的化学性质（第2课时）
【核心概念】
1.物质的结构与性质 结构与功能
2.物质的变化与化学反应
【学习内容与要求】
1.3 金属及合金是重要的材料
⑩认识常见金属的主要化学性质，知道金属活动性顺序。
列举金属锈蚀的条件和防止金属锈蚀的常用方法
【教学目标】
1.科学观念:熟记金属活动性顺序表,会应用其解释相关现象；会从电子得失和得氧、失氧角度了解氧化还原反应；了解金属锈蚀的条件和防护措施。
2.科学思维:能运用归纳、分析的科学思维的方法。
3.探究实践:通过对比分析、举例分析、设计实验方案等方法对金属的活动性顺序进行探究。
4.态度责任:通过对金属的性质和应用的学习,体会金属对人类生活和生产的意义。
【教学思路】本节课主要通过实验探究常见金属的活动性顺序。教材共列举出14种常见金属的活动性由强到弱的排序,需要学生熟记并能应用金属活动性顺序解释相关现象。本节课中关于金属和酸反应,金属和盐反应的知识在前面的学习略有涉及,为本节课的学习奠定了一定的知识基础。金属的锈蚀和防护也是重要内容。
【教学过程】
教学环节 教学活动 设计意图
创设情境，明确问题 有些金属能与酸反应，有的金属与酸不反应： 用金属的化学活动性顺序来表示金属化学性质的活泼程度。 由已知的金属与酸反应的剧烈程度引入课题。
　金属的活动性顺序 [情景展示1] 展示以下实验药品:铜丝、铁丝、FeSO4溶液、CuSO4溶液、AgNO3溶液。 [问题探究] 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吗 如何设计实验比较铁和铜、铜和银的活动性强弱 [思考交流] [归纳提升] 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,铁丝表面有一层亮红色的物质生成 ,反应的化学方程式为Fe+CuSO4═FeSO4+Cu,由此可证明铁比铜活泼;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,铜丝表面有一层银白色的物质生成,反应的化学方程式为 Cu+2AgNO3═Cu(NO3)2+2Ag,由此可证明铜比银活泼。同时说明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。 [情景展示2] 经过实验,人们总结出一些常见金属的金属活动性顺序如下: [问题探究] 金属活动性顺序可以给我们哪些判断的依据 [思考交流] [归纳提升] 按金属活动性顺序,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,排在氢前面的金属能置换出酸中的氢。 [继续探究] 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 [思考交流] [归纳提升] 金属活动性顺序说明金属具有如下两条化学性质:①某些金属+酸→盐+氢气;②活动性强的金属+盐→活动性弱的金属+另一种盐;金属活动性顺序可以帮助我们判断金属与酸、金属与盐的化学反应能否发生。 　[情景展示3] 湿法炼铜 [情景说明] 湿法炼铜技术是我国古代劳动人民发明的,我国是世界上最早使用湿法炼铜的国家。其原理是: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,反应的化学方程式为Fe+CuSO4═FeSO4+Cu。 [问题探究] 金属与酸、盐溶液的置换反应还有哪些具体应用 [思考交流] [归纳提升] 金属与酸、盐溶液的反应应用广泛,例如帮助我们对以下问题做出判断:1.不能用锡壶装酸性物质。因为锡排在氢的前面,会腐蚀锡壶。2.不能用铁制的容器配制浸种用的波尔多液(含硫酸铜)。因为在金属活动性顺序表中,铁排在铜的前面,能把铜从它的盐的水溶液中置换出来,使药效降低。 从实验设计、实验现象的分析得出结论。
金属的锈蚀 [情景展示] 铁生锈的条件: [情景说明] 图甲试管中放有干燥剂,图乙试管中的铁钉一部分浸在水中,一部分露在水面上;图丙试管中铁钉全部浸入水中,并用食用油液封。结果图甲和图丙中铁钉生锈较慢,图乙生锈较快。 [问题探究] 铁生锈的主要因素有哪些 [思考交流] [归纳提升] 铁生锈实际上是铁跟氧气、水等物质共同作用的结果。金属一般在潮湿的空气中容易生锈。 [继续探究] 取一支试管D，装入一半水和一半空气中，放入一枚纯铁钉，几天后，观察：________________。 [归纳提升]金属的锈蚀与金属内部结构有关。 [继续探究]如何防护金属？ 金属的防护一般从内因和外因两个方面考虑:内因主要是改变其内部结构,例如制成合金;外因主要是隔绝空气,保持金属表面干燥。 从实验设计到实验、现象分析、得出结论，防锈方法是一个科学探究的过程。
课堂小结
板书
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第2节　金属的化学性质（第2课时）
考试这样考
类型一　金属活动性顺序
角度1：比较金属活动性顺序的排列
1.要验证铁、铜、银三种金属的活动性顺序，可选用进行实验的一组物质是（ ）
A.CuCl2 Ag FeCl2 B.FeCl2 Cu AgNO3 C.CuCl2 AgNO3 Fe D.Fe AgNO3 Cu
角度2：以实验流程图的形式考查金属与酸或盐的反应
2.兴趣小组按如图流程进行实验(每步均充分反应)，反应结束后，将烧杯内物质进行过滤，
向滤渣中加入少量稀盐酸，无明显现象，下
列说法不正确的是( )
A.由实验可判断出铁、铜、锌的活动性顺序
B.两支试管混合后，固体总质量一定增加
C.滤渣中一定有Cu，一定没有Fe和Zn
D.滤液中的溶质一定有FeCl2、ZnCl2和CuCl2
角度3：用金属活动性顺序解释实验现象和事实
3.下列现象和事实，可用金属活动性顺序作出合
理解释的是 ( )
①金属镁在空气中比铝更易点燃，说明镁比铝活动性强；
②金属铝比金属锌更耐腐蚀，说明锌比铝活动性强；
③硫酸铜、石灰乳配制农药波尔多液，不宜用铁制容器；
④金属锌与稀硫酸反应速率适中，更适于实验室制取氢气。
A.①② B.③④ C.①③④ D.①②③④
角度4：金属与盐反应的的坐标图像题
4.向一定量硝酸银和硝酸铜的混合溶液中加入锌粉，所得溶液的质量与加入锌粉的质量关系
如图所示。下列说法正确的是（ ）
A.a点所得溶液中的溶质是硝酸铜、硝酸锌
B.向b点所得固体中加入盐酸有气泡产生
C.c点所得固体为银和铜
D.d点所得溶液中溶质一定有硝酸锌，可能有硝酸铜
类型二 金属的腐蚀及防护
5.如图所示,通过实验探究铁钉锈蚀的条件。下列说法不正确的是(　　)
A.①中甲、乙、丙三处比较,生锈最明显的地方是丙处
B.①②中使用煮沸并迅速冷却的蒸馏水,目的是除去水
中的氧气
C.②中植物油的作用是隔绝空气,③中氯化钙的作用是
作干燥剂
D.对比实验①②③,得出结论:铁生锈的主要条件是与空气、水同时接触
类型三 学科综合
6.下列科学实验设计方案正确的是（ ）
A.①区分铁和硫化亚铁 B.②验证铁钉生锈需要氧气
C.③干燥并收集一瓶氧气 D.④测定空气中氧气的体积分数
类型四 拓展创新
7.小金为探究铁制品锈蚀的条件，进行如下实验：
步骤1：利用图甲所示装置，将干燥的O2从导管a通入U形管（装置气密性良好，药品
观察对象 现象
①干燥的普通铁丝 没有明显变化
②潮湿的普通铁丝 较多红褐色锈斑
③潮湿的纯铁丝 没有明显变化
如图所示）；待U形管内充满O2后，在导管b
处连接一活塞推至底部的注射器，收集20mLO2
后在导管a处连接乳胶管并用止水夹夹紧，如
图乙所示。
步骤 2：一段时间后，观察U形管内的铁丝，
其现象如表所示。
（1）步骤一中，检查U形管内是否已充满O2的方法是 。
（2）铁制品的锈蚀条件之一是需要 O2，在此实验中能支持此条件的证据是 。
（3）通过对比实验现象，此实验还可得出铁制品锈蚀的条件是 。
能力提升训练
1.右图是金属在溶液中的活动性顺序的部分内容，…Al ① Fe Sn Pb（H）②…，则下
列说法正确的是（　　）
A.金属①是 Mg B.金属①的活动性比金属②的活动性强
C.金属②能与稀盐酸反应生成氢气 D.金属①、②都能与氯化银发生置换反应
2.某小组在做铁与硫酸铜溶液反应的实验时，发现生成铜的同时有气泡产生。他们怀疑硫
酸铜溶液不纯，为了证实猜想，做了如下实验：
（1）取8.5g铁粉放入一定量的硫酸铜溶液中，反应完成后，滤出固体，洗涤、干燥后
称量，固体质量为9.2g。
（2）将9.2g固体与足量的稀盐酸充分反应后，反应所产生氢气的质量为0.1g。 求：
①与硫酸铜反应的铁的质量；
②与硫酸铜反应的铁的质量及与盐酸反应的铁的质量之和______8.5g（填“大于”、
“小于”或“等于”）。对此结果作出你的解释。
参考答案
考试这样考
1.D 2.D 3.C 4.C 5.A 6.A
7.（1）带火星的木条放在b试管口，若木条复燃证明U形管已充满了氧气
（2）注射器左射器活塞向左移动(或注射器内氧气体积减少)（3）水分和金属的内部结构
能力提升训练
1.B 2. 5.6g 小于 因为有少量铁与硫酸铜溶液中的酸性物质反应生成了气体
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