【新教材核心素养】人教版化学九年级下册第八单元课题2 金属的化学性质(第二课时)(课件+教学设计+导学案+分层作业)

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【新教材核心素养】人教版化学九年级下册第八单元课题2 金属的化学性质(第二课时)(课件+教学设计+导学案+分层作业)

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课题2 金属的化学性质
【第八单元 金属和金属材料】
第2课时
学习内容导览
01 金属活动性顺序
02 金属活动性顺序的应用
学习内容导览
学习目标
1.通过实验探究常见金属与某些金属化合物溶液的置换反应,认识金属的化学性质及其活动性顺序。
2.能根据金属活动性顺序对有关的置换反应进行判断。
3.能利用金属活动性顺序解释一些与日常生活有关的化学问题。
新课导入
比较金属活动性的依据
①金属与氧气
能否反应及反应的难易或剧烈程度
②金属与稀盐酸\稀硫酸
能否反应及同等条件下反应的剧烈程度
,还有其它依据吗?





新课导入
铁能把铜从硫酸铜溶液中置换出来
回顾:将铁钉投入硫酸铜溶液中有何现象?
铁表面会覆盖一层 色的物质;
溶液逐渐由 色变成 色。


浅绿
Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4
,说明铁的金属活动性比铜强
现象
结论
01
金属活动性顺序
金属活动性顺序
01
探究:金属活动性顺序
问题
如何设计实验,探究铝、铜、银的金属活动性顺序?
试剂
铝与硫酸铜溶液、铜与硝酸银溶液、铜与硫酸铝溶液
方案
金属丝用砂纸打磨,
以除去表面的污物
和氧化膜
金属活动性顺序
01
实验
探究:金属活动性顺序
金属活动性顺序
01
探究:金属活动性顺序
实验 现象 结论(化学方程式) 活动性
铝跟硫酸铜溶液
铜跟硝酸银溶液
铜跟硫酸铝溶液
铝表面附有紫红色固体,溶液由蓝色变无色
不反应
无现象
2Al+3CuSO4=
Al2(SO4)3 + 3Cu
铜表面附有银白色固体,溶液由无色变蓝色
Cu +2AgNO3 = Cu(NO3)2+2Ag
___>___
___>___
___>___
Cu
Ag
Al
Cu
Cu
Al
结论:金属活动性顺序:______________________
Al>Cu>Ag
金属活动性顺序
01
交流讨论:下列化学方程式的特点是什么?属于哪种反应类型?
2Al+3CuSO4== 3Cu + Al2(SO4)3
Cu +2AgNO3 == 2Ag + Cu(NO3)2
Fe + CuSO4 == Cu + FeSO4
置换反应:单换单
金属活动性顺序
01
交流讨论:根据“金属与金属化合物溶液反应”的实验总结比较金属活动性的依据。
铝与硫酸铜溶液
铜与硝酸银溶液
活动性强的金属可以把活动性弱的金属从它的化合物溶液中置换出来。
比较金属活动性强弱的依据之一。
2Al+3CuSO4=
Al2(SO4)3 + 3Cu
Cu +2AgNO3 = Cu(NO3)2+2Ag
金属活动性顺序
01
总结:比较金属活动性的依据
1.根据金属与氧气能否反应及反应的难易或剧烈程度。
2.根据金属与稀盐酸/稀硫酸能否反应及同等条件下反应的剧烈程度。
3.根据金属能不能把另一种金属从其化合物溶液中置换出来。
金属活动性顺序
01
经过许多实验探究,人们总结出了常见金属在水溶液中的活动性顺序:
金属活动性由强逐渐减弱
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
口诀:嫁给那美女,身体细纤轻,统共一百斤
金属活动性顺序的应用
02
金属活动性顺序的应用
02
1.金属的位置越靠前,它的活动性越强。
金属活动性由强逐渐减弱
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
镁、铝在常温下就能与空气中的氧气反应
2Mg + O2 == 2MgO
4Al + 3O2 == 2Al2O3
铁、铜等常温下几乎不与氧气反应,在高温时能与氧气反应
2Cu+O2 === 2CuO

3Fe+2O2 === Fe3O4
点燃
金属活动性顺序的应用
02
2.位于氢前面的金属能置换出稀盐酸、稀硫酸中的氢。
金属活动性由强逐渐减弱
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
Mg + 2HCl = MgCl2 + H2↑
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑
金属活动性顺序的应用
02
3.位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来。
金属活动性由强逐渐减弱
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
2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3 + 3Cu
Cu +2AgNO3 = Cu(NO3)2+2Ag
金属活动性顺序的应用
02
思考:波尔多液是一种农业上常用的杀菌剂,它由硫酸铜、生石灰加水配制而成。为什么不能用铁制容器来配制波尔多液?
铁制容器会与硫酸铜溶液反应
Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4
巩固练习
02
(1) 不能,因为在金属活动性顺序中银位于氢的后面,又因为铜也位于氢的后面, 所以(3)也不能反应。
应用一:判断金属与稀盐酸/稀硫酸或与其他金属化合物溶液能否反应
1. 下列物质能否发生反应?写出能发生反应的化学方程式。
(1) 银与稀盐酸 (2) 锌与硫酸铜溶液
(3) 铜与硫酸锌溶液 (4) 铝与硝酸银溶液
(2) 反应的化学方程式为:Zn + CuSO4 Cu+ ZnSO4
(4) 反应的化学方程式为: Al +3AgNO3 Al (NO3)3 + 3Ag
巩固练习
02
应用二:根据反应现象,判断金属的活动性顺序
2.现有X、Y、Z三种金属,如果将X和Y分别放入稀硫酸中,X溶解并产生氢气,Y不反应;如果把Y和Z分别放入硝酸银溶液中,过一会儿,在Y表面有银析出,而Z表面没有变化。根据以上实验事实,判断X、Y和Z的金属活动性顺序:    (用“>”连接)。
X>Y>Z
巩固练习
02
应用三:“验证几种金属活动性顺序”时试剂的选择
(1)提供一种单质,两种溶液,应如何设计?
(2)提供一种溶液,两种单质,应如何设计?
(将铜片分别插入硫酸锌溶液、硝酸银溶液中。)
(将锌片、银片分别插入硫酸铜溶液中。)
三种金属(如:Zn、Ag、Cu) ,尝试用最少的试剂
两金夹一液
两液夹一金
两种金属(如:Fe、Cu)
1.分别放入稀盐酸或稀硫酸
2.将一种金属放入另一种金属的化合物溶液里
巩固练习
02
3.某同学为验证铁、铜、银三种金属的活动性顺序,设计了以下四种方案,其中能达到目的的是(  )
A.将Fe、Cu分别加入AgNO3溶液中
B.将Fe 、Cu、Ag分别加入稀盐酸中
C.将Fe分别加入CuSO4、AgNO3溶液中
D.将Fe 、Ag分别加入CuSO4溶液中
D
还可以选用的方案是___________________________________。
将Cu分别加入FeSO4、AgNO3溶液中
应用三:“验证几种金属活动性顺序”时试剂的选择
巩固练习
02
应用四:金属或金属化合物溶液的除杂
混合物 除去杂质的化学方程式 主要操作步骤
铜粉(铁粉)
FeCl2溶液(CuCl2)
4.选择合适的方法除去混合物中的杂质,填写下列表格(括号内为杂质)。
或Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑
Fe + CuCl2 = FeCl2 + Cu
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑
向混合物中加入过量稀盐酸或稀硫酸,过滤、洗涤、干燥。
向混合物中加过量铁粉,过滤。
除杂原则:“不增、不减、易分离”
不增——除去杂质的同时不能引入新的杂质;
不减——操作过程中尽量不使被提纯的物质损失;
易分离——反应后的生成物和被提纯的物质易分离。
巩固练习
02
应用四:金属或金属化合物溶液的除杂
5.下列除杂方法正确的是(  )
A.锌粉中混有少量镁粉:加入足量稀硫酸,充分反应后过滤
B.铜粉中混有少量氧化铜:与过量木炭粉混合,充分加热
C.Mg(NO3)2溶液中混有少量AgNO3:加入足量锌粉,充分反应后过滤
D.FeCl2溶液中混有少量CuCl2:加入足量铁粉,充分反应后过滤
D
巩固练习
02
应用五:判断金属与化合物溶液反应后滤液、滤渣分析
将铁粉不断地加入到一定量的硝酸铜溶液中
①若Fe的量少,Fe反应完了,Cu(NO3)2只反应了一部分:
滤渣: 滤液: .
Fe+Cu(NO3)2 = Fe(NO3)2+Cu
Cu(NO3)2、Fe(NO3)2
Cu
②若Fe的量刚好和Cu(NO3)2完全反应:
滤渣: 滤液有: .
③若Fe过量,把Cu(NO3)2反应完后,Fe还有剩余:
滤渣: 滤液有: .
Fe(NO3)2
Fe(NO3)2
Cu
Cu、Fe
巩固练习
02
应用五:判断金属与化合物溶液反应后滤液、滤渣分析
6.向CuSO4溶液中加入一定质量的铁粉,充分反应后过滤,得到滤渣和蓝色滤液。下列判断正确的是( )
A.滤渣中一定有Fe和Cu
B.滤渣中一定有Cu,可能有Fe
C.滤渣中一定有Fe,可能有Cu
D.向滤渣中滴加稀硫酸,无气泡产生
D
巩固练习
02
应用五:判断金属与化合物溶液反应后滤液、滤渣分析
7.向AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后过滤。
(1)铁与AgNO3反应的化学方程式为_______________________________
铁与Cu(NO3)2反应的化学方程式为_____________________________ 
Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag
Fe+Cu(NO3)2=Fe(NO3)2+Cu
①金属与多种金属化合物的溶液反应,最弱的金属先被置换出来。
②多种金属与某金属化合物溶液反应,最强的金属先反应。
(在活动性顺序表里相隔距离较远的先反应)
巩固练习
02
应用五:判断金属与化合物溶液反应后滤液、滤渣分析
加入铁粉的量 反应 反应进行的程度 滤渣成分 滤液成分
不足 反应① AgNO3部分反应
AgNO3恰好完全反应
反应② Cu(NO3)2部分反应
恰好完全反应 Cu(NO3)2恰好完全反应
过量 AgNO3、Cu(NO3)2均反应完
Ag
Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3
Ag
Fe(NO3)2、Cu(NO3)2
Ag、Cu
Fe(NO3)2、Cu(NO3)2
Ag、Cu
Fe(NO3)2
Ag、Cu、Fe
Fe(NO3)2
Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag 反应①
Fe+Cu(NO3)2=Fe(NO3)2+Cu 反应②
巩固练习
02
应用五:判断金属与化合物溶液反应后滤液、滤渣分析
【思考】
(1)Fe粉没有剩余时,滤渣中一定有  ,滤液中一定有      。
(2)滤渣能不能出现只有Ag和Fe的情况呢?为什么?
_____________________________________________________________________
___________
不能;当滤渣中还存在铁时,说明溶液中的硝酸铜已完全反应所以滤渣中一定含有铜。
Ag
Fe(NO3)2
巩固练习
02
应用五:判断金属与化合物溶液反应后滤液、滤渣分析
8.向CuSO4溶液中加入一定量的铁粉和铝粉,充分反应后过滤,发现滤液为浅绿色,则滤渣中一定含有的物质是(  )
A.Cu B.Cu、Fe C.Al D.Fe
A
【注意】
FeSO4、FeCl2、Fe(NO3)2溶液呈 色,其溶液中都含有离子 (填符号);
Fe2(SO4)3、FeCl3、Fe(NO3)3溶液呈 色,其溶液中都含有离子 (填符号);
CuSO4、CuCl2、Cu(NO3)2溶液呈 色,其溶液中都含有离子 (填符号)。
浅绿
Fe2+

Fe3+
Cu2+

课堂总结
金属活动性顺序
金属活动性由强逐渐减弱
Mg Al Zn Fe Sn Pb
(H)
Cu Hg Ag Pt Au
K Ca Na
1
金属的位置越靠前,它的活动性就越强
位于H之前的金属,才能置换出稀盐酸、稀硫酸中的氢
2
位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来。
3
(前金换后金,化合物可溶,钾、钙、钠除外)
九年级化学·人教版
谢谢观看课题2 金属的化学性质
第2课时
【基础达标】
1.(2024·江苏扬州·一模)金属材料利用史体现人类文明的发展史。下列金属最先被人类大规模利用的是( )
A.铝 B.铁 C.铜 D.锌
【答案】C
【详解】金属的活泼性不同,金属的冶炼方法和冶炼难易程度不同,金属越活泼、越难冶炼、被开发利用得越晚,故最早被人类大规模利用的金属是铜,故选:C。
2.(2024·重庆·模拟预测)下列化学反应中,属于置换反应的是( )
A.CH4+2O2CO2+2H2O B.Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
C.Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O D.C+2CuO2Cu+CO2↑
【答案】D
【分析】置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应。
【详解】A、该反应的两种生成物都是化合物,不属于置换反应;
B、该反应的两种反应物都是化合物,不属于置换反应;
C、该反应的反应物和生成物都是化合物,不属于置换反应;
D、该反应符合置换反应特点,属于置换反应;
故选D。
3.(2024·广西南宁·模拟预测)下列金属中,金属活动性最弱的是( )
A.K B.Cu C.Mg D.Ag
【答案】D
【详解】金属活动性顺序为钾、钙、钠、镁、铝、锌、铁、锡、铅、氢、铜、汞、银、铂、金,故K、Cu、Mg、Ag中金属活动性最弱的是Ag,故选:D。
4.(2024·甘肃临夏·中考真题)金属镍在制造钱币、不锈钢、催化剂等方面有着广泛的应用。为探究镍(Ni)、锌、铜的金属活动性顺序,小明做了如图所示的实验,发现A试管中镍丝表面无现象,B试管中镍丝表面出现红色物质,则三种金属活动性由强到弱的顺序是( )
A.Ni、Zn、Cu B.Zn、Cu、Ni C.Zn、Ni、Cu D.Cu、Ni、Zn
【答案】C
【详解】根据金属活动性顺序的应用可知,排在金属活动性顺序中前面的金属可以把排在后面的金属从其盐溶液里置换出来。据图可知,A试管中镍丝表面无现象,说明镍没有置换出硫酸锌溶液中的锌,镍不如锌活泼;B试管中镍丝表面出现红色物质,说明镍置换出硫酸铜溶液中的铜,镍比铜活泼。所以三种金属活动性由强到弱的顺序是Zn、Ni、Cu。
综上所述:选择C。
5.(2024·湖南长沙·中考真题)通过实验可以验证物质的性质。下列试剂中,能验证铁、铜的金属活动性顺序的是( )
A.稀硫酸 B.蒸馏水 C.硫酸铜溶液 D.澄清石灰水
【答案】AC
【分析】在金属活动性顺序中,排在氢前面的金属能与酸反应生成氢气,排在前面的金属能将排在后面的金属从其盐溶液中置换出来。
【详解】A、稀硫酸能与铁反应生成氢气,而铜不能与稀硫酸反应,说明铁的金属活动性比铜强,能验证铁、铜的金属活动性顺序,符合题意;
B、蒸馏水不能与铁、铜发生反应,无法验证铁、铜的金属活动性顺序,不符合题意;
C、硫酸铜溶液能与铁发生置换反应,生成硫酸亚铁和铜,说明铁的金属活动性比铜强,能验证铁、铜的金属活动性顺序,符合题意;
D、澄清石灰水不能与铁、铜发生反应,无法验证铁、铜的金属活动性顺序。符合题意;。
故选AC。
6.(2024·四川广元·中考真题)向一定量CuCl2、FeCl2的混合溶液中加入一定量锌粉,充分反应后过滤,得到滤液和滤渣。下列说法正确的是( )
A.若滤渣中只有一种金属,则滤液中溶质一定有三种
B.若滤渣中有两种金属,则滤液中溶质一定有两种
C.若滤液中只有一种溶质,则向滤渣中加入稀硫酸一定有气泡产生
D.若滤液中有两种溶质,则向滤渣中加入稀硫酸不可能有气泡产生
【答案】C
【分析】金属活动性顺序为Zn>Fe>Cu,向一定量CuCl2、FeCl2的混合溶液中加入一定量锌粉,锌先与CuCl2反应生成氯化锌和铜,CuCl2反应完,若还有锌粉,锌才能与FeCl2反应生成氯化锌和铁。
【详解】A、若滤渣中只有一种金属,该金属是铜,滤液中溶质不一定有三种,也可能是锌和氯化铜恰好完全反应,此时滤液中溶质有氯化亚铁、氯化锌两种,故选项说法错误;
B、若滤渣中有两种金属,滤液中溶质不一定有两种,也可能是锌和氯化亚铁恰好完全反应,此时滤液中溶质只有氯化锌一种,故选项说法错误;
C、若滤液中只有一种溶质,滤渣中一定含有铁,此时向滤渣中加入稀硫酸,一定有气泡产生,故选项说法正确;
D、若滤液中有两种溶质,说明溶质是氯化锌、氯化亚铁,若氯化亚铁部分参加了反应,滤渣中含有铜、铁,铁能与稀硫酸反应生成氢气,则向滤渣中加入稀硫酸有气泡产生,故选项说法错误。
故选C。
【点睛】本题有一定难度,熟练掌握金属的化学性质、确定能发生的反应、综合考虑各种出现的情况是正确解答此类题的关键。
7.(2024·吉林·二模)金属材料在生产、生活中有着广泛的应用,回答下列问题。
(1)食品包装袋中经常使用到铝箔,铝能制成铝箔是因为其具有良好的 性。
(2)生铁和钢在性能上有差异,主要原因是 。
(3)向硫酸铜溶液中加入铁粉,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。向滤渣中加入盐酸,有气泡冒出,则滤液中的溶质是 。
【答案】(1)延展
(2)含碳量不同
(3)硫酸亚铁/FeSO4
【详解】(1)金属具有导电性、导热性和延展性,铝能制成铝箔是因为其具有良好的延展性;
(2)生铁和钢在性能上有差异,主要原因是含碳量不同,钢的含碳量低于生铁;
(3)向硫酸铜溶液中加入铁粉,发生反应Fe+CuSO4=Cu+FeSO4,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液,此时溶液中的溶质可能为硫酸铜和硫酸亚铁,或只有硫酸亚铁,向滤渣中加入盐酸,有气泡冒出,证明铁粉过量,则溶液中溶质只有硫酸亚铁。
8.(2024·四川内江·中考真题)除去ZnSO4溶液中的少量CuSO4,可向该溶液中加入过量的 ,充分反应后过滤,滤液即为ZnSO4溶液,发生反应的化学方程式为 。
【答案】锌 Zn+CuSO4═ZnSO4+Cu
【分析】根据原物质和杂质的性质选择适当的除杂剂和分离方法,所谓除杂(提纯),是指除去杂质,同时被提纯物质不得改变。除杂至少要满足“不增不减”的原则,“不增”是指不增加新杂质,“不减”是指不减少目标物质的质量。
【详解】除去ZnSO4溶液中的少量CuSO4,实质就是除去铜离子,可利用过量的锌和CuSO4反应生成硫酸锌和铜,充分反应后过滤,能除去杂质且没有引入新的杂质,符合除杂原则,反应的化学方程式为Zn+CuSO4═ZnSO4+Cu。
9.(2024·陕西·中考真题)化学课堂上,老师为同学们演示了如下图所示的实验。
(1)铜丝插入溶液一段时间后,观察到的两个现象分别是 ,发生反应的化学方程式是 。
(2)铝丝表面析出红色固体时,试管内溶液中的溶质一定有 。
【答案】(1)铜丝表面出现银白色固体,溶液由无色变成蓝色
(2)硝酸铝
【详解】(1)铜和硝酸银反应生成银和硝酸铜,反应的现象为:铜丝表面出现银白色固体,溶液由无色变成蓝色;反应的化学方程式是:;
(2)铝丝表面析出红色固体时,是因为铝和硝酸铜反应生成了铜和硝酸铝,所以试管内溶液中的溶质一定有硝酸铝。
10.(2024·北京·中考真题)用如图所示实验验证金属的性质。
(1)实验1,观察到灯泡发光,说明铁具有的性质是 。
(2)实验2中反应的化学方程式为 。
(3)实验3能证明铁的金属活动性比铜的强,现象是 。
【答案】(1)具有导电性
(2)Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑
(3)铁片表面有红色固体析出,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色
【详解】(1)实验 1,观察到灯泡发光,说明铁具有导电性;
(2)在金属活动顺序中,铁排在氢之前,能置换出酸中的氢,铜排在氢之后,不能置换出酸中的氢,实验 2 中发生的反应是铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,化学方程式为:Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑;
(3)在金属活动性顺序里,位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来; 实验 3 中,将铁丝放入硫酸铜溶液中,若能证明铁的金属活动性比铜的强,现象是铁片表面有红色固体析出,溶液由蓝色逐渐变为浅绿色。
【能力提升】
11.(2024·江苏徐州·中考真题)人类开发利用金属的时间和金属的活动性有关。为探究金属的活动性强弱,用如图装置进行实验。下列说法不正确的是( )
A.实验前需要打磨金属片,除去表面的氧化膜
B.若向甲、乙试管加入稀盐酸,只有锌片表面能产生气泡
C.若向乙试管加入ZnSO4溶液,能得出锌的金属活动性比铜强
D.若向甲、乙试管加入AgNO3溶液,能得出三种金属的活动性:Zn>Cu>Ag
【答案】D
【详解】A、实验前需要打磨金属片,是为了除去表面的氧化膜,从而防止氧化膜阻碍反应的进行,故选项说法正确;
B、由金属活动性:锌>氢>铜可知,若向甲、乙试管加入稀盐酸,只有锌片表面能产生气泡,故选项说法正确;
C、若向乙试管加入ZnSO4溶液,无明显现象,说明铜不与硫酸锌溶液反应,即铜的活动性比锌弱,锌的金属活动性比铜强,故选项说法正确;
D、由金属活动性锌>铜>银可知,若向甲、乙试管加入AgNO3溶液,锌和铜都能与硝酸银反应置换出银,能得出金属的活动性:Zn>Ag,Cu>Ag,但无法比较锌和铜的金属活动性,故选项说法错误;
故选:D。
12.(2024·黑龙江齐齐哈尔·中考真题)将一定质量的铁粉放入硝酸锌和硝酸银的混合溶液中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。下列说法正确的是( )
A.若滤液呈浅绿色,则滤液中只含有硝酸亚铁
B.若滤渣中的成分能被磁铁吸引,则滤渣中一定含有两种金属
C.若向滤液中加入锌片,有固体析出,则滤液中一定含有硝酸银
D.将所得滤渣洗涤、干燥后称量,质量可能与所加铁粉的质量相等
【答案】B
【分析】金属活动性顺序:锌>铁>银,则铁能和硝酸银反应生成银和硝酸亚铁,但不能和硝酸锌反应。
【详解】A、若滤液呈浅绿色,但由于不确定硝酸银是否完全反应,则滤液中一定含有硝酸锌和硝酸亚铁,可能含有硝酸银,该选项说法不正确;
B、若滤渣中的成分能被磁铁吸引,则说明铁过量,则滤渣中含有银和铁,该选项说法正确;
C、由于锌能和硝酸亚铁反应生成铁和硝酸锌,则向滤液中加入锌片,一定有固体析出,则不能说明滤液中是否含有硝酸银,该选项说法不正确;
D、由于,反应后固体质量增大,则所得滤渣的质量比所加铁粉质量大,该选项说法不正确。
故选B。
13.(2024·陕西·中考真题)关于铝、铁、银三种金属,下列有关说法正确的是( )
A.三种金属在空气中均易锈蚀
B.用稀硫酸可以区分三种金属
C.用铁、银和硝酸铝溶液可以验证三种金属的活动性顺序
D.三种金属均是生活中常用导线的制作材料
【答案】B
【详解】A.铁能与空气中的水蒸气、氧气等发生反应,铁易锈蚀,铝在空气中与氧气反应,其表面生成一层致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步氧化,铝不易锈蚀,银化学性质不活泼,不与氧气反应,银不易锈蚀,故A错误;
B.将三种金属分别加入稀硫酸中,有气泡产生,溶液仍为无色的是铝,有气泡产生,溶液由无色变为浅绿色的是铁,无明显现象的是银,用稀硫酸可以区分三种金属,故B正确;
C.铁、银与硝酸铝溶液都不反应,无法验证铁、银的活动性顺序,故C错误;
D.铝、铁是生活中常用导线的制作材料,银价格偏高,一般在生活中不用做导线的制作材料,故D错误。
故选:B。
(2024·山东枣庄·中考真题)阅读下列材料,完成下面小题。
青铜是人类最早使用的合金,主要成分是铜(Cu)和锡(Sn),因其铜锈[主要成分为]呈青绿色,故名青铜。现在青铜依然广泛使用,某机械加工厂青铜废料经处理后得到CuCl2和SnCl2的混合液,向混合液中加入过量的锌粉,充分反应后过滤,得滤液和滤渣,对其进行分析,用以评估回收利用价值。
青铜纵目面具
附:青铜及其组分金属性质一览表
性质 金属 颜色 熔点/℃ 莫氏硬度(最大为10)
青铜 金黄色 800 5~6.6
铜 紫红色 1084 3.0
锡 银白色 232 3.75
14.根据上述材料信息,下列说法错误的是( )
A.青铜的硬度比铜和锡都大 B.青铜熔点低于铜是因为铜中熔入锡
C.青铜的颜色呈金黄色 D.铜锈是由铜与O2、H2O反应生成
15.对于上述材料中的滤渣和滤液,下列分析正确的是( )
A.滤渣中只有Cu、Zn B.滤渣中一定有Cu、Zn,可能有Sn
C.滤液中溶质只有ZnCl2 D.滤液中溶质一定有ZnCl2,可能有CuCl2
【答案】14.D 15.C
【解析】14.A、青铜为铜、锡合金,合金的硬度比组成的纯金属的大,该选项说法正确;
B、合金的熔点比组成的纯金属的低,则青铜熔点比铜低,该选项说法正确;
C、由表中内容可知,青铜的颜色为金黄色,该选项说法正确;
D、铜锈的主要成分为Cu2(OH)2CO3,根据反应前后元素种类不变,说明铜生锈不仅与氧气和水有关,还和二氧化碳有关,该选项说法不正确。
故选D。
15.由于金属活动性顺序:Zn>Sn>Cu,则加入的锌先和氯化铜反应生成氯化锌和铜,然后与SnCl2反应生成锡和氯化锌,由于加入的锌过量,则充分反应后,滤渣中含有铜、锡、锌,滤液中只有氯化锌,故选C。
16.(2024·山东淄博·中考真题)镍是一种用途广泛的金属,可用作其他金属的保护层或用来生产耐腐蚀的合金钢、硬币及耐热元件。回答下列问题:
(1)镍在室温条件下能与稀硫酸反应生成硫酸镍(,易溶于水)和氢气,该反应的化学方程式为 。根据这一反应事实,可以得出镍和铜的金属活动性由强到弱的顺序为 。
(2)白铜是一种铜镍合金,属于 (填“纯净物”或“混合物”),其硬度比纯铜的硬度 (填“大”或“小”)。
【答案】(1) /镍>铜
(2)混合物 大
【详解】(1)镍与稀硫酸反应生成硫酸镍和氢气,反应的化学方程式为;镍能与稀硫酸反应,而铜不与稀硫酸反应,说明镍的活动性排在前,而铜的金属活动性排在后,所以镍的活动性比铜的活动性强,即。
(2)白铜是由铜和镍熔合形成具有金属特性的混合物,所以白铜属于混合物;合金比组成它的纯金属硬度大,熔点低,所以白铜的硬度比纯铜的硬度大。
17.(2024·内蒙古呼和浩特·中考真题)“沉睡三千年,一醒惊天下!”三星堆青铜器出土后立刻震惊了全世界。近日部分青铜器在呼和浩特市博物馆展出。
(1)青铜是由铜、锡熔合制成。相比于纯铜的质地柔软,青铜 ,而应用于农具和兵器的生产中。
(2)《淮南万毕术》记载“曾青(硫酸铜溶液)得铁则化为铜”的湿法炼铜工艺,反应的化学方程式为 。
(3)小琦同学查阅资料发现:(氯化亚锡)溶于水可形成无色溶液。请你帮她设计实验方案证明锡的金属活动性强于铜 (写出操作和现象)。
(4)出土的青铜器表面锈蚀物分为无害锈和有害锈。无害锈是一层致密薄膜,如铜绿;有害锈含氯,可加快青铜器锈蚀。锈层成分如图所示,下列叙述正确的是________。
A.图中的CuCl和粉状锈均是有害锈
B.形成铜绿的过程中有、参与,与无关
C.青铜器锈蚀的过程中铜元素的化合价未变化
D.保护青铜器最重要的是防氯
【答案】(1)硬度大
(2)
(3)将打磨光亮的锡片插入氯化铜溶液中,锡片上有红色固体析出,溶液由蓝色变为无色,说明锡的金属活动性强于铜
(4)AD
【详解】(1)青铜是铜的合金,合金比组成它的纯金属硬度大,故相比于纯铜的质地柔软,青铜硬度大,而应用于农具和兵器的生产中;
(2)“曾青(硫酸铜溶液)得铁则化为铜”的反应为铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,该反应的化学方程式为:;
(3)锡的金属活动性强于铜,则锡能与氯化铜反应生成氯化亚锡和铜,则设计实验方案证明锡的金属活动性强于铜:将打磨光亮的锡片插入氯化铜溶液中,锡片上有红色固体析出,溶液由蓝色变为无色,说明锡的金属活动性强于铜;
(4)A、有害锈含氯,可加快青铜器锈蚀,由化学式可知,CuCl和粉状锈均含氯,故图中的CuCl和粉状锈均是有害锈,符合题意;
B、形成铜绿的过程,是铜和空气中的氧气、二氧化碳、水发生了反应,不符合题意;
C、青铜器锈蚀的过程中单质铜参与了反应,单质铜中铜元素的化合价为0,生成的铜锈中铜元素化合价不是零,故铜元素的化合价一定发生了改变,不符合题意;
D、出土的青铜器表面锈蚀物分为无害锈和有害锈。无害锈是一层致密薄膜,如铜绿;有害锈含氯,可加快青铜器锈蚀,故保护青铜器最重要的是防氯,符合题意。
故选AD。
【直击中考】
18.(2024·山东潍坊·中考真题)从含有浓度相近的、和的废水中回收和有关金属。取样后,向其中加入一定量的锌粉,充分反应后过滤,得到滤液和滤渣。下列说法错误的是( )
A.若所得滤液为无色,则滤液中溶质只有
B.若所得滤液为浅绿色,则滤渣只有铜
C.若向滤渣中加入稀硫酸,有气泡产生,则滤渣中至少含有两种金属
D.若向滤渣中加入稀硫酸,无气泡产生,则滤液中只有两种溶质
【答案】BD
【分析】金属活动性:Zn>Fe>Cu,向废水中加入一定量的锌粉,锌先与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜,待硫酸铜完全反应后,锌和硫酸亚铁反应生成硫酸锌和铁。
【详解】A、若所得滤液为无色,说明硫酸铜、硫酸亚铁已经完全反应,锌与硫酸铜、硫酸亚铁反应生成了硫酸锌,则滤液中溶质只含硫酸锌,不符合题意;
B、若所得滤液为浅绿色,说明滤液中一定含硫酸亚铁,则锌已经完全反应,锌一定与硫酸铜反应生成了硫酸锌和铜,硫酸亚铁可能部分参与反应,则滤渣中一定含铜,可能含铁,符合题意;
C、若向滤渣中加入稀硫酸,有气泡产生,说明滤渣中一定含铁,锌一定与硫酸铜反应生成了硫酸锌和铜,滤渣中也一定含铜,故滤渣中一定含铁、铜,可能含锌,不符合题意;
D、若向滤渣中加入稀硫酸,无气泡产生,则滤渣中不含锌、铁,则硫酸亚铁没有参与反应,滤液中一定含硫酸锌、硫酸亚铁,硫酸铜可能部分参与反应,故滤液中可能含硫酸铜,故滤液中至少含有两种溶质,符合题意。
故选BD。
19.(2024·湖北武汉·中考真题)如图所示物质及变化均是初中化学常见的纯净物及反应。其中甲、乙、丙均是单质且由不同种元素组成,丁是氧化物。“—”表示相连两种物质可以反应,“→”表示一种物质通过一步反应可以转化成另一种物质。下列说法错误的是( )
甲→乙反应前后一定存在元素化合价的改变
B.甲、丙可以都是金属,且金属活动性:甲>丙
C.→丁的反应体现了氧气的氧化性 D.丁→丙的反应一定属于置换反应
【答案】D
【详解】A、甲、乙均为单质,单质中元素化合价为0,而化合物中元素的化合价不为零,则甲→乙反应前后一定存在元素化合价的改变,该选项说法正确;
B、若甲、丙都是金属,且甲能把丙置换出来,则说明金属活动性顺序:甲>丙,该选项说法正确;
C、物质和氧气的反应属于氧化反应,其中体现了氧气的氧化物,该选项说法正确;
D、丁为氧化物,丙为单质,若丁为氧化铜,丙为铜,一氧化碳和氧化铜在加热条件下生成铜和二氧化碳,不属于置换反应,该选项说法不正确。
故选D。
20.(2024·江苏宿迁·中考真题)以下是利用铜、铁等物质进行的实验,请回答下列问题。
(1)图1是“测定空气中氧气含量”的实验。
①该实验原理的化学方程式是 。
②注射器在该实验中的作用是 (写出一点即可)。
(2)图2是比较铜、铁、银三种金属活动性的实验。
①实验B中反应的化学方程式是 。
②通过实验A、B,得出三种金属的活动性由弱到强的顺序是 。
【答案】(1) 便于推动注射器活塞,使铜丝与氧气充分反应或可以通过注射器活塞的移动直观地显示出装置内压强的变化等(合理即可)
(2)Fe+CuSO =FeSO +Cu 银<铜<铁
【详解】(1)①铜在加热条件下与氧气反应生成氧化铜,容器内压强减小,注射器的活塞在大气压的作用下,向右移动,容器内气体减少的体积为空气中氧气的体积,化学方程式为:;
②注射器在该实验中的作用有:便于推动注射器活塞,使铜丝与氧气充分反应;可以通过注射器活塞的移动直观地显示出装置内压强的变化等。
(2)①实验 B 中是铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,化学方程式为:Fe+CuSO =FeSO +Cu;
②实验 A 中铜能与硝酸银反应,说明铜比银活泼;实验 B 中发生铁与硫酸铜反应,说明铁比铜活泼,所以通过实验 A、B,得出三种金属的活动性由弱到强的顺序是银<铜<铁。
21.(2024·山西大同·二模)黄铜广泛用来制造机器、电器零件及日用品。为测定某黄铜中锌的质量分数,兴趣小组同学进行了如图所示的实验(两次加入的稀硫酸浓度相同)。
试计算:
(1)生成氢气的总质量为 g;
(2)该黄铜中锌的质量分数。
【答案】(1)0.4
(2)解:设参加反应锌的质量为x。
解得x=13g
则该黄铜中锌的质量分数为
答:该黄铜中锌的质量分数为65%。
【详解】(1)依据质量守恒定律可知:生成氢气的质量=20g+50g+60g-129.6g=0.4g,故填:0.4;
(2)详见答案。课题2 金属的化学性质
第2课时
【基础达标】
1.(2024·江苏扬州·一模)金属材料利用史体现人类文明的发展史。下列金属最先被人类大规模利用的是( )
A.铝 B.铁 C.铜 D.锌
2.(2024·重庆·模拟预测)下列化学反应中,属于置换反应的是( )
A.CH4+2O2CO2+2H2O B.Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
C.Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O D.C+2CuO2Cu+CO2↑
3.(2024·广西南宁·模拟预测)下列金属中,金属活动性最弱的是( )
A.K B.Cu C.Mg D.Ag
4.(2024·甘肃临夏·中考真题)金属镍在制造钱币、不锈钢、催化剂等方面有着广泛的应用。为探究镍(Ni)、锌、铜的金属活动性顺序,小明做了如图所示的实验,发现A试管中镍丝表面无现象,B试管中镍丝表面出现红色物质,则三种金属活动性由强到弱的顺序是( )
A.Ni、Zn、Cu B.Zn、Cu、Ni C.Zn、Ni、Cu D.Cu、Ni、Zn
5.(2024·湖南长沙·中考真题)通过实验可以验证物质的性质。下列试剂中,能验证铁、铜的金属活动性顺序的是( )
A.稀硫酸 B.蒸馏水 C.硫酸铜溶液 D.澄清石灰水
6.(2024·四川广元·中考真题)向一定量CuCl2、FeCl2的混合溶液中加入一定量锌粉,充分反应后过滤,得到滤液和滤渣。下列说法正确的是( )
A.若滤渣中只有一种金属,则滤液中溶质一定有三种
B.若滤渣中有两种金属,则滤液中溶质一定有两种
C.若滤液中只有一种溶质,则向滤渣中加入稀硫酸一定有气泡产生
D.若滤液中有两种溶质,则向滤渣中加入稀硫酸不可能有气泡产生
7.(2024·吉林·二模)金属材料在生产、生活中有着广泛的应用,回答下列问题。
(1)食品包装袋中经常使用到铝箔,铝能制成铝箔是因为其具有良好的 性。
(2)生铁和钢在性能上有差异,主要原因是 。
(3)向硫酸铜溶液中加入铁粉,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。向滤渣中加入盐酸,有气泡冒出,则滤液中的溶质是 。
8.(2024·四川内江·中考真题)除去ZnSO4溶液中的少量CuSO4,可向该溶液中加入过量的 ,充分反应后过滤,滤液即为ZnSO4溶液,发生反应的化学方程式为 。
9.(2024·陕西·中考真题)化学课堂上,老师为同学们演示了如下图所示的实验。
(1)铜丝插入溶液一段时间后,观察到的两个现象分别是 ,发生反应的化学方程式是 。
(2)铝丝表面析出红色固体时,试管内溶液中的溶质一定有 。
10.(2024·北京·中考真题)用如图所示实验验证金属的性质。
(1)实验1,观察到灯泡发光,说明铁具有的性质是 。
(2)实验2中反应的化学方程式为 。
(3)实验3能证明铁的金属活动性比铜的强,现象是 。
【能力提升】
11.(2024·江苏徐州·中考真题)人类开发利用金属的时间和金属的活动性有关。为探究金属的活动性强弱,用如图装置进行实验。下列说法不正确的是( )
A.实验前需要打磨金属片,除去表面的氧化膜
B.若向甲、乙试管加入稀盐酸,只有锌片表面能产生气泡
C.若向乙试管加入ZnSO4溶液,能得出锌的金属活动性比铜强
D.若向甲、乙试管加入AgNO3溶液,能得出三种金属的活动性:Zn>Cu>Ag
12.(2024·黑龙江齐齐哈尔·中考真题)将一定质量的铁粉放入硝酸锌和硝酸银的混合溶液中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。下列说法正确的是( )
A.若滤液呈浅绿色,则滤液中只含有硝酸亚铁
B.若滤渣中的成分能被磁铁吸引,则滤渣中一定含有两种金属
C.若向滤液中加入锌片,有固体析出,则滤液中一定含有硝酸银
D.将所得滤渣洗涤、干燥后称量,质量可能与所加铁粉的质量相等
13.(2024·陕西·中考真题)关于铝、铁、银三种金属,下列有关说法正确的是( )
A.三种金属在空气中均易锈蚀
B.用稀硫酸可以区分三种金属
C.用铁、银和硝酸铝溶液可以验证三种金属的活动性顺序
D.三种金属均是生活中常用导线的制作材料
(2024·山东枣庄·中考真题)阅读下列材料,完成下面小题。
青铜是人类最早使用的合金,主要成分是铜(Cu)和锡(Sn),因其铜锈[主要成分为]呈青绿色,故名青铜。现在青铜依然广泛使用,某机械加工厂青铜废料经处理后得到CuCl2和SnCl2的混合液,向混合液中加入过量的锌粉,充分反应后过滤,得滤液和滤渣,对其进行分析,用以评估回收利用价值。
青铜纵目面具
附:青铜及其组分金属性质一览表
性质 金属 颜色 熔点/℃ 莫氏硬度(最大为10)
青铜 金黄色 800 5~6.6
铜 紫红色 1084 3.0
锡 银白色 232 3.75
14.根据上述材料信息,下列说法错误的是( )
A.青铜的硬度比铜和锡都大 B.青铜熔点低于铜是因为铜中熔入锡
C.青铜的颜色呈金黄色 D.铜锈是由铜与O2、H2O反应生成
15.对于上述材料中的滤渣和滤液,下列分析正确的是( )
A.滤渣中只有Cu、Zn B.滤渣中一定有Cu、Zn,可能有Sn
C.滤液中溶质只有ZnCl2 D.滤液中溶质一定有ZnCl2,可能有CuCl2
16.(2024·山东淄博·中考真题)镍是一种用途广泛的金属,可用作其他金属的保护层或用来生产耐腐蚀的合金钢、硬币及耐热元件。回答下列问题:
(1)镍在室温条件下能与稀硫酸反应生成硫酸镍(,易溶于水)和氢气,该反应的化学方程式为 。根据这一反应事实,可以得出镍和铜的金属活动性由强到弱的顺序为 。
(2)白铜是一种铜镍合金,属于 (填“纯净物”或“混合物”),其硬度比纯铜的硬度 (填“大”或“小”)。
17.(2024·内蒙古呼和浩特·中考真题)“沉睡三千年,一醒惊天下!”三星堆青铜器出土后立刻震惊了全世界。近日部分青铜器在呼和浩特市博物馆展出。
(1)青铜是由铜、锡熔合制成。相比于纯铜的质地柔软,青铜 ,而应用于农具和兵器的生产中。
(2)《淮南万毕术》记载“曾青(硫酸铜溶液)得铁则化为铜”的湿法炼铜工艺,反应的化学方程式为 。
(3)小琦同学查阅资料发现:(氯化亚锡)溶于水可形成无色溶液。请你帮她设计实验方案证明锡的金属活动性强于铜 (写出操作和现象)。
(4)出土的青铜器表面锈蚀物分为无害锈和有害锈。无害锈是一层致密薄膜,如铜绿;有害锈含氯,可加快青铜器锈蚀。锈层成分如图所示,下列叙述正确的是________。
A.图中的CuCl和粉状锈均是有害锈
B.形成铜绿的过程中有、参与,与无关
C.青铜器锈蚀的过程中铜元素的化合价未变化
D.保护青铜器最重要的是防氯
【直击中考】
18.(2024·山东潍坊·中考真题)从含有浓度相近的、和的废水中回收和有关金属。取样后,向其中加入一定量的锌粉,充分反应后过滤,得到滤液和滤渣。下列说法错误的是( )
A.若所得滤液为无色,则滤液中溶质只有
B.若所得滤液为浅绿色,则滤渣只有铜
C.若向滤渣中加入稀硫酸,有气泡产生,则滤渣中至少含有两种金属
D.若向滤渣中加入稀硫酸,无气泡产生,则滤液中只有两种溶质
19.(2024·湖北武汉·中考真题)如图所示物质及变化均是初中化学常见的纯净物及反应。其中甲、乙、丙均是单质且由不同种元素组成,丁是氧化物。“—”表示相连两种物质可以反应,“→”表示一种物质通过一步反应可以转化成另一种物质。下列说法错误的是( )
甲→乙反应前后一定存在元素化合价的改变
B.甲、丙可以都是金属,且金属活动性:甲>丙
C.→丁的反应体现了氧气的氧化性 D.丁→丙的反应一定属于置换反应
20.(2024·江苏宿迁·中考真题)以下是利用铜、铁等物质进行的实验,请回答下列问题。
(1)图1是“测定空气中氧气含量”的实验。
①该实验原理的化学方程式是 。
②注射器在该实验中的作用是 (写出一点即可)。
(2)图2是比较铜、铁、银三种金属活动性的实验。
①实验B中反应的化学方程式是 。
②通过实验A、B,得出三种金属的活动性由弱到强的顺序是 。
21.(2024·山西大同·二模)黄铜广泛用来制造机器、电器零件及日用品。为测定某黄铜中锌的质量分数,兴趣小组同学进行了如图所示的实验(两次加入的稀硫酸浓度相同)。
试计算:
(1)生成氢气的总质量为 g;
(2)该黄铜中锌的质量分数。第八单元《金属和金属材料》教学设计
课题2 金属的化学性质
第二课时 金属活动性顺序
课题:8.2.2 金属活动性顺序 课时 1 授课年级 初三
课标要求 通过实验探究等活动认识常见金属活动性顺序,知道可以通过物质类别认识具体物质的性质,了解通过物质的共性和差异性认识一类物质性质的方法,能运用研究物质性质的一般思路与方法,从物质类别的视角,依据金属活动性顺序,初步预测常见的金属的主要性质,设计实验方案,分析、解释有关的实验现象,进行证据推理,得出合理的结论。
教材 分析 《金属的化学性质》是人教版九年级化学下册第八单元的重要课题,旨在对学生已有的金属物理性质知识进行拓展,重点讲解金属化学性质中的活动性顺序。此前,学生已经学习了金属与氧气、盐酸、稀硫酸的反应,并对这些反应中金属活泼程度的差异有了一定的认识。因此,本课题在此基础上通过探究金属活动性顺序,进一步引导学生理解不同金属在化学反应中表现出的特性。 这一课时通过实验观察和现象分析,帮助学生掌握金属化学性质的共性特点,同时,通过对比实验中金属反应活泼程度的差异,深化对金属活动性顺序的理解。这种教学设计不仅让学生直观地感知金属的化学反应,还通过逻辑推理和归纳总结,使学生能够掌握金属反应的内在规律。 教材结构合理地组织了不同金属的实验探究活动,鼓励学生从实际操作中获取知识。通过观察反应能否进行,学生可以体验到科学探究的乐趣,并锻炼他们的观察和分析能力。教材的这种安排有助于提高学生的自主学习能力和解决问题的能力,从而为后续化学知识的学习打下坚实基础。 整体而言,通过逐步加深的学习和实验探究,教材不仅强调了金属化学性质的理论知识,还注重培养学生的实验技能和科学探究意识,使学生能够在实际生活中应用所学知识进行科学判断和分析。
学情分析 本课时的学生已经具备了一定的化学基础知识,尤其是在金属的物理性质及其与氧气、盐酸、稀硫酸反应的学习中,对金属的活泼性有了初步的了解。学生在先前的学习中,已经接触过实验操作,也具备了一定的观察能力和实验安全意识。因此,他们在面对本课时的实验探究活动时,能够较为熟练地进行操作和观察。 然而,学生对金属活动性顺序的理解可能还停留在感性认识阶段,尤其是在不同金属反应活泼程度上的比较和归纳能力仍需进一步发展。他们可能会对金属活动性顺序的理论背景和实质理解不够深入,需要通过具体的实验现象和指导来加深理解。 此外,学生在比较和分析不同金属之间的反应现象时,可能容易忽视细微的反应差异,需教师给予适当的引导和提示。这一课时的设计需要特别关注学生在实验观察中的细节分析能力,帮助他们从现象中提炼出科学规律。 总体而言,学生对化学反应的兴趣较高,乐于参与实际的实验探究活动,这为本课时的教学提供了良好的基础。通过适当的引导和启发,学生能够在观察、比较的过程中,提升自身的分析能力和科学思维能力,为后续更复杂的化学知识学习做好准备。
教学目标 1.通过实验探究常见金属与某些金属化合物溶液的置换反应,认识金属的化学性质及其活动性顺序。 2.能根据金属活动性顺序对有关的置换反应进行判断。 3.能利用金属活动性顺序解释一些与日常生活有关的化学问题。
教学重、难点 重点:金属活动性顺序。 难点:利用金属活动性顺序解释日常生活中的化学问题。
核心素养 化学观念:学生通过实验探究进一步理解金属的化学性质,特别是金属活动性顺序的概念。通过对金属与酸反应现象的观察与分析,学生能够建立起对金属化学性质的系统认识,理解不同金属在反应中的活泼程度差异。 科学思维:本课时引导学生进行实验设计和现象分析,培养他们的逻辑推理能力和批判性思维。在比较不同金属反应现象的过程中,学生学会从实验数据中归纳总结出金属活动性顺序的规律,提升科学思维能力。 科学探究与实践:学生通过动手实验,亲自观察和记录金属与金属化合物溶液反应的现象,增强了其实验操作能力和实践动手能力。通过实验探究的过程,他们学会如何设计实验、控制变量和分析结果,从而提升科学探究能力。 科学态度与责任:在实验过程中,学生需要严谨细致地观察和记录实验现象,这培养了他们的科学态度。通过学习金属的化学性质及其应用,学生还可以意识到化学在实际生活中的重要性,增进对环境保护和资源节约的责任感。
教学过程
教学环节 教学活动 设计意图
环节一、 金属活动性顺序 【知识回顾】通过探究金属与氧气的反应、金属与稀盐酸\稀硫酸的反应我们知道,不同的金属活泼性不同,我们可以根据金属与氧气能否反应及反应的难易或剧烈程度、金属与稀盐酸\稀硫酸能否反应及同等条件下反应的剧烈程度来判断金属的活动性。 【问题】还有其它比较金属活动性的依据吗? 【过渡】在探究质量守恒时我们学习了铁与硫酸铜溶液的反应,下面我们再重现一下此反应。 【学生活动】观看铁与硫酸铜溶液反应的视频,观察并分析实验现象。 现象分析铁钉上有紫红色的铜生成,溶液由蓝色变为浅绿色产生紫红色固体说明有铜单质生成; 溶液中含有铜离子时显蓝色,含有亚铁离子时显浅绿色,溶液由蓝色变为浅绿色说明溶液中的铜离子消失,同时产生亚铁离子
【总结】铁与硫酸铜溶液反应的化学方程式为Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4,说明铁的金属活动性比铜强,可以把铜从硫酸铜溶液中置换出来,这是比较金属活动性的依据之一。 【探究】金属活动性顺序 问题:如何设计实验,探究铝、铜、银的金属活动性顺序? 试剂:铝与硫酸铜溶液、铜与硝酸银溶液、铜与硫酸铝溶液 方案: 【学生任务】观看实验视频,观察并分析实验现象。 【实验记录】 实验现象反应的化学方程式铝跟硫酸铜溶液铝表面附有红色固体,溶液由蓝色变无色2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3 + 3Cu铜跟硝酸银溶液铜表面附有银白色固体,溶液由无色变蓝色Cu +2AgNO3 =Cu(NO3)2+2Ag铜跟硫酸铝溶液无现象不反应
【实验总结】通过实验我们知道: 2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu (活动性:Al>Cu) Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag (活动性:Cu>Ag) 铜和硫酸铝溶液不反应 (活动性:Cu<Al) 因此三种金属活动性顺序为:Al>Cu>Ag。 【学生活动】交流讨论:下列化学方程式的特点是什么?属于哪种反应类型? Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4 2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag 【总结】以上反应都符合“单换单”的特点,属于置换反应。 【学生活动】交流讨论:根据“金属与金属化合物溶液反应”的实验总结判断金属的活动性的方法。 【总结】活动性强的金属可以把活动性弱的金属从它的化合物溶液中置换出来。此类方法也可以作为比较金属活动性强弱的依据之一。 【讲解】判断金属活动性强弱方法: 1.根据金属与氧气能否反应及反应的难易或剧烈程度,金属与氧气反应越剧烈,其金属活动性越强; 2.根据金属与稀盐酸/稀硫酸能否反应及同等条件下反应的剧烈程度,与酸反应越剧烈,其金属活动性越强; 3.根据金属能不能把另一种金属从其化合物溶液中置换出来,较活泼金属可将不活泼金属从其化合物溶液中置换出来。 【讲解】人们经过了许多类似上述实验的探究过程,进行过认真的去伪存真、由表及里的分析,归纳和总结出了常见金属在水溶液中的活动性顺序: 记忆口诀:嫁给那美女,身体细纤轻,统共一百斤 唤起学生对金属活动性差异的初步理解,做好铺垫。 重现铁与硫酸铜溶液反应,帮助理解置换反应在判断金属活动性中的应用。 通过观察实验现象,促进学生对金属活动性的理解和归纳总结。 明确金属活动性顺序及其判断依据,提升分析和总结能力。 深化对置换反应的理解,并通过拓展其他判断金属活动性的方法,拓宽学生的知识面和应用能力。
环节二、 金属活动性顺序的应用 【讲解】金属活动性顺序在工农业生产和科学研究中有着重要应用,它可以给我们提供一些判断的依据: 1.在金属活动性顺序里,金属的位置越靠前,它的活动性越强; (如镁、铝位置靠前,活动性强,常温下就能与氧气反应;铁、铜等常温下几乎不与氧气反应,在高温时能与氧气反应;而金位置在最后,活动性最弱,即使高温条件下也不与氧气反应) 2.在金属活动性顺序里,位于氢前面的金属能置换出稀盐酸、稀硫酸中的氢; (如同等条件下,位置越靠前的,与酸反应越剧烈;而排在氢后面的金属,则不能与稀盐酸或稀硫酸反应。我们接触的与酸反应最多的金属是锌、铁、镁、铝四种,而钾、钙、钠三种金属非常活泼,接触水就会发生剧烈反应,该类反应今后将在高中具体学习。) 3.在金属活动性顺序里,位于前面的金属能把位于后面的金属从它们化合物的溶液里置换出来。 (如铝可以将硫酸铜溶液中的铜置换出来,铜也可以将硝酸银中的银置换出来。) 【学生活动】交流讨论:波尔多液是一种农业上常用的杀菌剂,它由硫酸铜、生石灰加水配制而成。为什么不能用铁制容器来配制波尔多液? 【总结】铁的金属活动性比铜强,所以铁制容器会与硫酸铜溶液反应:Fe + CuSO4 == Cu + FeSO4,故不能用铁制容器配制波尔多液。 【应用一】判断金属与稀盐酸/稀硫酸或与其他金属化合物溶液能否反应 【对应训练1】下列物质能否发生反应?写出能发生反应的化学方程式。 (1) 银与稀盐酸 (2) 锌与硫酸铜溶液 (3) 铜与硫酸锌溶液 (4) 铝与硝酸银溶液 【答案】(1) 不能,因为在金属活动性顺序中银位于氢的后面,又因为铜也位于氢的后面, 所以(3)也不能反应。 (2) 反应的化学方程式为:Zn + CuSO4=Cu+ ZnSO4 (4) 反应的化学方程式为:Al +3AgNO3=Al (NO3)3 + 3Ag 【应用二】根据反应现象,判断金属的活动性顺序 【对应训练2】现有X、Y、Z三种金属,如果将X和Y分别放入稀硫酸中,X溶解并产生氢气,Y不反应;如果把Y和Z分别放入硝酸银溶液中,过一会儿,在Y表面有银析出,而Z表面没有变化。根据以上实验事实,判断X、Y和Z的金属活动性顺序:    (用“>”连接)。 【答案】X>Y>Z 【应用三】“验证几种金属活动性顺序”时试剂的选择 两种金属(如:Fe、Cu) 1.分别放入稀盐酸或稀硫酸 2.将一种金属放入另一种金属的化合物溶液里 三种金属(如:Zn、Ag、Cu),尝试用最少的试剂 (1)提供一种单质,两种溶液,应如何设计? (两液夹一金:将铜片分别插入硫酸锌溶液、硝酸银溶液中。) (2)提供一种溶液,两种单质,应如何设计? (两金夹一液:将锌片、银片分别插入硫酸铜溶液中。) 【对应训练3】某同学为验证铁、铜、银三种金属的活动性顺序,设计了以下四种方案,其中能达到目的的是(  ) A.将Fe、Cu分别加入AgNO3溶液中 B.将Fe 、Cu、Ag分别加入稀盐酸中 C.将Fe分别加入CuSO4、AgNO3溶液中 D.将Fe 、Ag分别加入CuSO4溶液中 还可以选用的方案是___________________________________。 【答案】D;将Cu分别加入FeSO4、AgNO3溶液中 【应用四】金属或金属化合物溶液的除杂 混合物除去杂质的化学方程式主要操作步骤 铜粉(铁粉)FeCl2溶液(CuCl2)
【对应训练4】选择合适的方法除去混合物中的杂质,填写下列表格(括号内为杂质)。 【答案】Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑或Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑;向混合物中加入过量稀盐酸或稀硫酸,过滤、洗涤、干燥;Fe + CuCl2 = FeCl2 + Cu;向混合物中加过量铁粉,过滤。 【总结】除杂原则:“不增、不减、易分离” 不增——除去杂质的同时不能引入新的杂质; 不减——操作过程中尽量不使被提纯的物质损失; 易分离——反应后的生成物和被提纯的物质易分离。 【对应训练5】下列除杂方法正确的是(  ) A.锌粉中混有少量镁粉:加入足量稀硫酸,充分反应后过滤 B.铜粉中混有少量氧化铜:与过量木炭粉混合,充分加热 C.Mg(NO3)2溶液中混有少量AgNO3:加入足量锌粉,充分反应后过滤 D.FeCl2溶液中混有少量CuCl2:加入足量铁粉,充分反应后过滤 【答案】D 【应用五】判断金属与化合物溶液反应后滤液、滤渣分析 将铁粉不断地加入到一定量的硝酸铜溶液中 Fe+Cu(NO3)2 = Fe(NO3)2+Cu ①若Fe的量少,Fe反应完了,Cu(NO3)2只反应了一部分: 滤渣: Cu 滤液: Cu(NO3)2、Fe(NO3)2 ②若Fe的量刚好和Cu(NO3)2完全反应: 滤渣: Cu 滤液: Fe(NO3)2 ③若Fe过量,把Cu(NO3)2反应完后,Fe还有剩余: 滤渣: Cu 滤液: Fe(NO3)2 【对应训练6】向CuSO4溶液中加入一定质量的铁粉,充分反应后过滤,得到滤渣和蓝色滤液。下列判断正确的是( ) A.滤渣中一定有Fe和Cu B.滤渣中一定有Cu,可能有Fe C.滤渣中一定有Fe,可能有Cu D.向滤渣中滴加稀硫酸,无气泡产生 【答案】D 【对应训练7】向AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后过滤。 (1)铁与AgNO3反应的化学方程式为_______________________________ 铁与Cu(NO3)2反应的化学方程式为_____________________________ 【答案】Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag;Fe+Cu(NO3)2=Fe(NO3)2+Cu 【总结】①金属与多种金属化合物的溶液反应,最弱的金属先被置换出来。 ②多种金属与某金属化合物溶液反应,最强的金属先反应。 (在活动性顺序表里相隔距离较远的先反应) 【分析】Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag 反应① Fe+Cu(NO3)2=Fe(NO3)2+Cu 反应② 【思考】 (1)Fe粉没有剩余时,滤渣中一定有  ,滤液中一定有      。 (2)滤渣能不能出现只有Ag和Fe的情况呢?为什么? _____________________________________________________________________ 【答案】Ag;Fe(NO3)2;不能;当滤渣中还存在铁时,说明溶液中的硝酸铜已完全反应所以滤渣中一定含有铜。 【对应训练8】向CuSO4溶液中加入一定量的铁粉和铝粉,充分反应后过滤,发现滤液为浅绿色,则滤渣中一定含有的物质是(  ) A.Cu B.Cu、Fe C.Al D.Fe 【答案】A 【注意】 FeSO4、FeCl2、Fe(NO3)2溶液呈浅绿色,其溶液中都含有离子Fe2+(填符号); Fe2(SO4)3、FeCl3、Fe(NO3)3溶液呈黄色,其溶液中都含有离子Fe3+(填符号); CuSO4、CuCl2、Cu(NO3)2溶液呈蓝色,其溶液中都含有离子Cu2+(填符号)。 通过解释金属活动性顺序在生产和研究中的重要性,帮助学生理解学习内容的实际价值,增强学习的动力和兴趣。 通过具体的金属和化学方程式实例,帮助学生更好地理解金属活动性顺序的概念和基本判断依据,促进知识的具体化和可操作化。 通过一系列的应用训练,强化学生对金属活动性顺序的理解,培养他们分析问题和运用知识解决问题的能力。 通过设计实验方案和分析实验现象,培养学生的实验设计能力和科学探究能力,同时帮助学生理解实验结果的分析和推理过程。 通过多种金属与化合物溶液反应的综合总结,帮助学生形成系统的知识结构,理解金属活动性在一系列反应中的规律性。
课堂总结
板书 设计 课题2 金属的化学性质 课时2 一、活动性强的金属可以把活动性弱的金属从它的化合物溶液中置换出来。 Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4 2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu 置换反应:单换单 Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag 二、金属活动性顺序
教学 反思 亮点:充分利用了实际应用和生活实例,使学生能够将理论知识与实际问题相结合,增强了学习的趣味性和实用性。通过多层次的应用训练,学生能够在知识掌握的基础上灵活运用,提升了解决问题的能力。实验设计和分析部分注重培养学生的科学探究能力和批判性思维,帮助他们更好地理解和分析化学现象。 不足:涉及的内容广泛且复杂,可能会导致部分学生难以完整消化和理解所有知识点。实验和应用训练的数量较多,可能使部分学生在时间管理和任务完成上感到压力。交流讨论环节的引导可能不够充分,部分学生可能依赖于强者的思维,而忽视自身的独立思考与表达。 教学建议:适当简化教学内容,将复杂的知识分解成更小的模块,分步进行讲解和练习,以帮助学生更好地掌握每个环节。增加互动和反馈环节,通过问题引导和小组讨论,进一步鼓励学生积极参与和交流,提升学习效果。适当调整实验和训练的数量和难度,以确保所有学生在理解和掌握的基础上,能独立解决问题并应用所学知识。课题2 金属的化学性质
课时2 金属活动性顺序
一、学习目标
1.通过实验探究常见金属与某些金属化合物溶液的置换反应,认识金属的化学性质及其活动性顺序。
2.能根据金属活动性顺序对有关的置换反应进行判断。
3.能利用金属活动性顺序解释一些与日常生活有关的化学问题。
二、学习重难点
重点:金属活动性顺序。
难点:利用金属活动性顺序解释日常生活中的化学问题。
三、学习过程
【课前任务】
1.知识回顾:总结判断金属的活动性的方法。
2.写出下列化学反应的方程式:
①铁和稀硫酸:_________________________;
②锌和稀盐酸:_________________________;
③铝和稀盐酸:_________________________。
【课堂探究】
知识点1 金属活动性顺序
任务一:观看铁与硫酸铜溶液反应的视频,观察实验现象,写出反应的化学方程式,并判断铁和铜的金属活动性强弱。
现象 反应的化学方程式 金属活动性强弱
任务二:实验探究铝、铜、银三种金属的活动性顺序,观察实验现象,并总结三种金属的活动性顺序。
实验 现象 反应的化学方程式 金属活动性强弱
铝跟硫酸铜溶液
铜跟硝酸银溶液
铜跟硫酸铝溶液
任务三:交流讨论,下列化学方程式的特点是什么 属于哪种反应类型?
Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4
2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu
Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag
任务四:交流讨论,根据“金属与金属化合物溶液反应”的实验总结判断金属的活动性的方法。
任务五:阅读教材P13,总结金属活动性顺序。
(根据金属活动性依次填写元素符号)
(1)在金属活动性顺序表中,金属的位置越靠 ,它的活动性越强;
(2)位于 的金属能置换出稀盐酸或稀硫酸中的______________;
(3)位于_______的金属能把位于_______的金属从它们的化合物溶液里_______出来。
【注意】排在氢前面的金属可以置换出稀盐酸或稀硫酸中的氢(指氢元素)而不是氢气
思考:波尔多液是一种农业上常用的杀菌剂,它由硫酸铜、生石灰加水配制而成。为什么不能用铁制容器来配制波尔多液?
知识点2 金属活动性顺序的应用
应用一:判断金属与稀盐酸/稀硫酸或与其他金属化合物溶液能否反应
【对应训练1】下列物质能否发生反应?写出能发生反应的化学方程式。
(1) 银与稀盐酸 (2) 锌与硫酸铜溶液
(3) 铜与硫酸锌溶液 (4) 铝与硝酸银溶液
应用二:根据反应现象,判断金属的活动性顺序
【对应训练2】现有X、Y、Z三种金属,如果将X和Y分别放入稀硫酸中,X溶解并产生氢气,Y不反应;如果把Y和Z分别放入硝酸银溶液中,过一会儿,在Y表面有银析出,而Z表面没有变化。根据以上实验事实,判断X、Y和Z的金属活动性顺序:   
(用“>”连接)。
应用三:“验证几种金属活动性顺序”时试剂的选择
(1)两种金属(如:Fe、Cu)
(2)三种金属(如:Zn、Ag、Cu),尝试用最少的试剂:
①提供一种单质,两种溶液,应如何设计?
②提供一种溶液,两种单质,应如何设计?
【对应训练3】某同学为验证铁、铜、银三种金属的活动性顺序,设计了以下四种方案,其中能达到目的的是(  )
A.将Fe、Cu分别加入AgNO3溶液中
B.将Fe 、Cu、Ag分别加入稀盐酸中
C.将Fe分别加入CuSO4、AgNO3溶液中
D.将Fe 、Ag分别加入CuSO4溶液中
还可以选用的方案是___________________________________。
应用四:金属或金属化合物溶液的除杂
【对应训练4】选择合适的方法除去混合物中的杂质,填写下列表格(括号内为杂质)。
混合物 除去杂质的化学方程式 主要操作步骤
铜粉(铁粉)
FeCl2溶液(CuCl2)
总结:除杂原则——“不增、不减、易分离”
不增——除去杂质的同时不能引入新的杂质;
不减——操作过程中尽量不使被提纯的物质损失;
易分离——反应后的生成物和被提纯的物质易分离。
【对应训练5】下列除杂方法正确的是(  )
A.锌粉中混有少量镁粉:加入足量稀硫酸,充分反应后过滤
B.铜粉中混有少量氧化铜:与过量木炭粉混合,充分加热
C.Mg(NO3)2溶液中混有少量AgNO3:加入足量锌粉,充分反应后过滤
D.FeCl2溶液中混有少量CuCl2:加入足量铁粉,充分反应后过滤
应用五:判断金属与化合物溶液反应后滤液、滤渣分析
将铁粉不断地加入到一定量的硝酸铜溶液中,发生的反应为:
①若Fe的量少,Fe反应完了,Cu(NO3)2只反应了一部分:
滤渣: 滤液:
②若Fe的量刚好和Cu(NO3)2完全反应:
滤渣: 滤液:
③若Fe过量,把Cu(NO3)2反应完后,Fe还有剩余:
滤渣: 滤液:
【对应训练6】向CuSO4溶液中加入一定质量的铁粉,充分反应后过滤,得到滤渣和蓝色滤液。下列判断正确的是( )
A.滤渣中一定有Fe和Cu
B.滤渣中一定有Cu,可能有Fe
C.滤渣中一定有Fe,可能有Cu
D.向滤渣中滴加稀硫酸,无气泡产生
【对应训练7】向AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后过滤。
(1)铁与AgNO3反应的化学方程式为_______________________________;铁与Cu(NO3)2反应的化学方程式为_____________________________
总结:①金属与多种金属化合物的溶液反应,最弱的金属先被置换出来。
②多种金属与某金属化合物溶液反应,最强的金属先反应(在活动性顺序表里相隔距离较远的先反应)。
思考:
①Fe粉没有剩余时,滤渣中一定有  ,滤液中一定有      。
②滤渣能不能出现只有Ag和Fe的情况呢?为什么?
_____________________________________________________________________
【对应训练8】向CuSO4溶液中加入一定量的铁粉和铝粉,充分反应后过滤,发现滤液为浅绿色,则滤渣中一定含有的物质是(  )
A.Cu B.Cu、Fe C.Al D.Fe
【注意】FeSO4、FeCl2、Fe(NO3)2溶液呈 色,其溶液中都含有离子 (填符号);
Fe2(SO4)3、FeCl3、Fe(NO3)3溶液呈 色,其溶液中都含有离子 (填符号);
CuSO4、CuCl2、Cu(NO3)2溶液呈蓝色,其溶液中都含有离子Cu2+(填符号)。
【课后任务】
总结本节的概念,梳理概念之间的联系,画出思维导图。
四、课堂练习
1.下列物质能由金属和酸反应直接制取的是( )
A. CuCl2 B. FeCl3 C. ZnCl2 D. AgCl
2.小丽为确认所回收易拉罐的主要成分是铝还是铁,剪取金属片打磨后,设计了如两种不同方法进行检验,这样设计的理由是( )
A.铁、铝有不同的物理性质
B.活泼金属易与氧气反应
C.排在前面的金属可以把酸中的氢置换出来
D.活动性较强的金属可把活动性较弱的金属从它的化合物溶液中置换出来
3.向CuSO4溶液中加入一定质量的Al粉,充分反应后过滤,得蓝色滤液,并将滤渣晾干(不考虑操作中的损失)。下列说法正确的是( )
A.滤液中只含有Al2(SO4)3
B.滤渣的质量等于Al粉的质量
C.向滤渣中滴加稀盐酸,无气泡产生
D.发生反应的化学方程式为
4.金属活动性顺序表在化学学习中有重要作用,下列说法正确的是( )
A.在A1、Mg、Fe中金属 活动性最强的是Al
B.“真金不怕火炼”说明金在高温时也不与氧反应
C. Zn不能置换稀硫酸中的氢
D. Ag能将硝酸铜溶液中的铜置换出来
5.向含有AgNO3、Zn(NO3)2的混合溶液中加入一定量的铜粉,充分反应后,过滤,向滤液中滴入NaCl溶液,有白色沉淀产生。则下列对滤渣和滤液成分的判断中,正确的是( )
A.滤渣中只有Cu和Ag B.滤渣中只有单质Ag
C.滤液中只有Cu2+和Zn2+ D.滤液中只有Ag+和Zn2+
6.同学们为比较镁、铁、铜、银四种金属的活动性强弱,进行如图所示的实验。
(1)A实验的目的是_____________________________。
(2)B实验中观察到的现象是__________________________________________________。
(3)C实验中发生反应的化学方程式为___________________________________。
(4)最终得出四种金属的活动性顺序:镁>铁>铜>银,则D实验中物质甲、乙分别为_____(写出一组即可)。
(5)同学们将一定量的锌粉加入硝酸银和硝酸铜的混合溶液中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。若所得溶液为蓝色,则滤液中一定含有的金属离子是__________;若向所得滤渣中加入一定量的稀硫酸,有气泡产生,则滤渣中一定含有____________________。课题2 金属的化学性质
课时2 金属活动性顺序
一、学习目标
1.通过实验探究常见金属与某些金属化合物溶液的置换反应,认识金属的化学性质及其活动性顺序。
2.能根据金属活动性顺序对有关的置换反应进行判断。
3.能利用金属活动性顺序解释一些与日常生活有关的化学问题。
二、学习重难点
重点:金属活动性顺序。
难点:利用金属活动性顺序解释日常生活中的化学问题。
三、学习过程
【课前任务】
1.知识回顾:总结判断金属的活动性的方法。
【答案】(1)根据金属与氧气能否反应及反应的难易或剧烈程度,金属与氧气反应越剧烈,其金属活动性越强;
(2)根据金属能否与稀盐酸\稀硫酸反应及同等条件下反应的剧烈程度,与酸反应越剧烈,其金属活动性越强;
2.写出下列化学反应的方程式:
①铁和稀硫酸:_________________________;
②锌和稀盐酸:_________________________;
③铝和稀盐酸:_________________________。
【答案】 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑、Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑、2Al+6HCl= 2AlCl3+3H2↑;
【课堂探究】
知识点1 金属活动性顺序
任务一:观看铁与硫酸铜溶液反应的视频,观察实验现象,写出反应的化学方程式,并判断铁和铜的金属活动性强弱。
现象 反应的化学方程式 金属活动性强弱
【答案】
现象 反应的化学方程式 金属活动性强弱
铁钉上有紫红色的铜生成,溶液由蓝色变为浅绿色 Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4 铁的金属活动性比铜强
任务二:实验探究铝、铜、银三种金属的活动性顺序,观察实验现象,并总结三种金属的活动性顺序。
实验 现象 反应的化学方程式 金属活动性强弱
铝跟硫酸铜溶液
铜跟硝酸银溶液
铜跟硫酸铝溶液
【答案】
实验 现象 反应的化学方程式 金属活动性强弱
铝跟硫酸铜溶液 铝表面附有红色固体,溶液由蓝色变无色 2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3 + 3Cu 铝的金属活动性比铜强
铜跟硝酸银溶液 铜表面附有银白色固体,溶液由无色变蓝色 Cu +2AgNO3 =Cu(NO3)2+2Ag 铜的金属活动性比银强
铜跟硫酸铝溶液 无现象 不反应 铝的金属活动性比铜强
三种金属活动性顺序为:Al>Cu>Ag。
任务三:交流讨论,下列化学方程式的特点是什么 属于哪种反应类型?
Fe + CuSO4 = Cu + FeSO4
2Al+3CuSO4=Al2(SO4)3+3Cu
Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag
【答案】以上反应都符合“单换单”的特点,属于置换反应。
任务四:交流讨论,根据“金属与金属化合物溶液反应”的实验总结判断金属的活动性的方法。
【答案】活动性强的金属可以把活动性弱的金属从它的化合物溶液中置换出来。
任务五:阅读教材P13,总结金属活动性顺序。
(根据金属活动性依次填写元素符号)
(1)在金属活动性顺序表中,金属的位置越靠 ,它的活动性越强;
(2)位于 的金属能置换出稀盐酸或稀硫酸中的______________;
(3)位于_______的金属能把位于_______的金属从它们的化合物溶液里_______出来。
【注意】排在氢前面的金属可以置换出稀盐酸或稀硫酸中的氢(指氢元素)而不是氢气
【答案】K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、H、Cu、Hg、Ag、Pt、Au;前;氢前面、氢;前面、后面、置换。
思考:波尔多液是一种农业上常用的杀菌剂,它由硫酸铜、生石灰加水配制而成。为什么不能用铁制容器来配制波尔多液?
【答案】铁的金属活动性比铜强,所以铁制容器会与硫酸铜溶液反应:Fe + CuSO4 == Cu + FeSO4,故不能用铁制容器配制波尔多液。
知识点2 金属活动性顺序的应用
应用一:判断金属与稀盐酸/稀硫酸或与其他金属化合物溶液能否反应
【对应训练1】下列物质能否发生反应?写出能发生反应的化学方程式。
(1) 银与稀盐酸 (2) 锌与硫酸铜溶液
(3) 铜与硫酸锌溶液 (4) 铝与硝酸银溶液
【答案】(1) 不能,因为在金属活动性顺序中银位于氢的后面,又因为铜也位于氢的后面, 所以(3)也不能反应。
(2) 反应的化学方程式为:Zn + CuSO4=Cu+ ZnSO4
(4) 反应的化学方程式为:Al +3AgNO3=Al (NO3)3 + 3Ag
应用二:根据反应现象,判断金属的活动性顺序
【对应训练2】现有X、Y、Z三种金属,如果将X和Y分别放入稀硫酸中,X溶解并产生氢气,Y不反应;如果把Y和Z分别放入硝酸银溶液中,过一会儿,在Y表面有银析出,而Z表面没有变化。根据以上实验事实,判断X、Y和Z的金属活动性顺序:   
(用“>”连接)。
【答案】X>Y>Z
应用三:“验证几种金属活动性顺序”时试剂的选择
(1)两种金属(如:Fe、Cu)
(2)三种金属(如:Zn、Ag、Cu),尝试用最少的试剂:
①提供一种单质,两种溶液,应如何设计?
②提供一种溶液,两种单质,应如何设计?
【答案】(1)分别放入稀盐酸或稀硫酸;将一种金属放入另一种金属的化合物溶液里;(2)①两液夹一金:将铜片分别插入硫酸锌溶液、硝酸银溶液中;②两金夹一液:将锌片、银片分别插入硫酸铜溶液中。
【对应训练3】某同学为验证铁、铜、银三种金属的活动性顺序,设计了以下四种方案,其中能达到目的的是(  )
A.将Fe、Cu分别加入AgNO3溶液中
B.将Fe 、Cu、Ag分别加入稀盐酸中
C.将Fe分别加入CuSO4、AgNO3溶液中
D.将Fe 、Ag分别加入CuSO4溶液中
还可以选用的方案是___________________________________。
【答案】D;将Cu分别加入FeSO4、AgNO3溶液中
应用四:金属或金属化合物溶液的除杂
【对应训练4】选择合适的方法除去混合物中的杂质,填写下列表格(括号内为杂质)。
混合物 除去杂质的化学方程式 主要操作步骤
铜粉(铁粉)
FeCl2溶液(CuCl2)
【答案】Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2↑或Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑;向混合物中加入过量稀盐酸或稀硫酸,过滤、洗涤、干燥;Fe + CuCl2 = FeCl2 + Cu;向混合物中加过量铁粉,过滤。
总结:除杂原则——“不增、不减、易分离”
不增——除去杂质的同时不能引入新的杂质;
不减——操作过程中尽量不使被提纯的物质损失;
易分离——反应后的生成物和被提纯的物质易分离。
【对应训练5】下列除杂方法正确的是(  )
A.锌粉中混有少量镁粉:加入足量稀硫酸,充分反应后过滤
B.铜粉中混有少量氧化铜:与过量木炭粉混合,充分加热
C.Mg(NO3)2溶液中混有少量AgNO3:加入足量锌粉,充分反应后过滤
D.FeCl2溶液中混有少量CuCl2:加入足量铁粉,充分反应后过滤
【答案】D
应用五:判断金属与化合物溶液反应后滤液、滤渣分析
将铁粉不断地加入到一定量的硝酸铜溶液中,发生的反应为:
①若Fe的量少,Fe反应完了,Cu(NO3)2只反应了一部分:
滤渣: 滤液:
②若Fe的量刚好和Cu(NO3)2完全反应:
滤渣: 滤液:
③若Fe过量,把Cu(NO3)2反应完后,Fe还有剩余:
滤渣: 滤液:
【答案】Fe+Cu(NO3)2 = Fe(NO3)2+Cu;Cu、Cu(NO3)2、Fe(NO3)2;Cu、Fe(NO3)2;Cu、Fe(NO3)2。
【对应训练6】向CuSO4溶液中加入一定质量的铁粉,充分反应后过滤,得到滤渣和蓝色滤液。下列判断正确的是( )
A.滤渣中一定有Fe和Cu
B.滤渣中一定有Cu,可能有Fe
C.滤渣中一定有Fe,可能有Cu
D.向滤渣中滴加稀硫酸,无气泡产生
【答案】D
【对应训练7】向AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后过滤。
(1)铁与AgNO3反应的化学方程式为_______________________________;铁与Cu(NO3)2反应的化学方程式为_____________________________
【答案】Fe+2AgNO3=Fe(NO3)2+2Ag;Fe+Cu(NO3)2=Fe(NO3)2+Cu
总结:①金属与多种金属化合物的溶液反应,最弱的金属先被置换出来。
②多种金属与某金属化合物溶液反应,最强的金属先反应(在活动性顺序表里相隔距离较远的先反应)。
思考:
①Fe粉没有剩余时,滤渣中一定有  ,滤液中一定有      。
②滤渣能不能出现只有Ag和Fe的情况呢?为什么?
_____________________________________________________________________
【答案】Ag;Fe(NO3)2;不能;当滤渣中还存在铁时,说明溶液中的硝酸铜已完全反应所以滤渣中一定含有铜。
【对应训练8】向CuSO4溶液中加入一定量的铁粉和铝粉,充分反应后过滤,发现滤液为浅绿色,则滤渣中一定含有的物质是(  )
A.Cu B.Cu、Fe C.Al D.Fe
【答案】A
【注意】FeSO4、FeCl2、Fe(NO3)2溶液呈 色,其溶液中都含有离子 (填符号);
Fe2(SO4)3、FeCl3、Fe(NO3)3溶液呈 色,其溶液中都含有离子 (填符号);
CuSO4、CuCl2、Cu(NO3)2溶液呈蓝色,其溶液中都含有离子Cu2+(填符号)。
【答案】浅绿,Fe2+,黄,Fe3+,蓝,Cu2+
【课后任务】
总结本节的概念,梳理概念之间的联系,画出思维导图。
四、课堂练习
1.下列物质能由金属和酸反应直接制取的是( )
A. CuCl2 B. FeCl3 C. ZnCl2 D. AgCl
【答案】C
【解析】在金属活动性顺序里,位于氢前面的金属能置换出盐酸、稀硫酸中的氢。
A.铜排在氢的后面,不能与酸反应,错误;
B.铁排在氢的前面可以和酸反应,生成的是氯化亚铁而不是氯化铁,错误;
C.锌排在氢的前面可以和酸反应生成ZnCl2,正确;
D.银排在氢的后面,不能与酸反应,错误。
故选C。
2.小丽为确认所回收易拉罐的主要成分是铝还是铁,剪取金属片打磨后,设计了如两种不同方法进行检验,这样设计的理由是( )
A.铁、铝有不同的物理性质
B.活泼金属易与氧气反应
C.排在前面的金属可以把酸中的氢置换出来
D.活动性较强的金属可把活动性较弱的金属从它的化合物溶液中置换出来
【答案】D
【解析】金属片和氯化锌反应,金属片和氯化亚铁溶液反应,依据的是活动性较强的金属可把活动性较弱的金属从它的盐溶液中置换出来;
故选:D。
3.向CuSO4溶液中加入一定质量的Al粉,充分反应后过滤,得蓝色滤液,并将滤渣晾干(不考虑操作中的损失)。下列说法正确的是( )
A.滤液中只含有Al2(SO4)3
B.滤渣的质量等于Al粉的质量
C.向滤渣中滴加稀盐酸,无气泡产生
D.发生反应的化学方程式为
【答案】C
【解析】金属和盐发生反应时,在金属活动性顺序表中只有前面的金属可以把排在它后面的金属从盐溶液中置换出来,钾、钙、钠除外。
由于铝的金属活动性大于铜,把一定质量的铝粉加到CuSO4溶液中,Al和CuSO4反应生成了Cu和Al2(SO4)3。由充分反应后过滤,得蓝色滤液和滤渣,说明CuSO4没有全部参与反应,即沉淀中不可能有Al,一定有Cu,滤液中有生成的Al2(SO4)和没完全参与反应的CuSO4,据此可知:A.滤液中有生成的Al2 (SO4)3和没完全参与反应的CuSO4,故A不符合题意;B.2Al + 3CuSO4=Al2 (SO4)3+3Cu中,每54份质量的铝反应生成192份质量的铜,滤渣铜的质量大于铝粉的质量,故B不符合题意;C.滤渣中不含有铝,滴加稀盐酸,无气泡产生,故C符合题意;
D.铝与硫酸铜溶液反应生成硫酸铝和铜,其反应方程式为:2Al+3CuSO4 =Al2 (SO4)3+ 3Cu,故D不符合题意。
故选:C。
4.金属活动性顺序表在化学学习中有重要作用,下列说法正确的是( )
A.在A1、Mg、Fe中金属 活动性最强的是Al
B.“真金不怕火炼”说明金在高温时也不与氧反应
C. Zn不能置换稀硫酸中的氢
D. Ag能将硝酸铜溶液中的铜置换出来
【答案】B
【解析】A.在金属活动性顺序中,金属的位置越靠前,其活动性越强,在Al/Mg、Fe中金属活动性最强的是Mg,故A错误;
B.“真金不怕火炼”,说明金的化学性质不活泼,金在高温时也不与氧气反应,故B正确;
C.锌的金属活动性比氢强,Zn能置换出稀硫酸中的氢,故C错误;
D.银的金属活动性比铜弱,Ag不能将硫酸铜溶液中的铜置换出来,故D错误。
故选B。
5.向含有AgNO3、Zn(NO3)2的混合溶液中加入一定量的铜粉,充分反应后,过滤,向滤液中滴入NaCl溶液,有白色沉淀产生。则下列对滤渣和滤液成分的判断中,正确的是( )
A.滤渣中只有Cu和Ag B.滤渣中只有单质Ag
C.滤液中只有Cu2+和Zn2+ D.滤液中只有Ag+和Zn2+
【答案】B
【解析】在金属活动性顺序中,锌>铁>氢>银,铁能与硝酸银反应生成银和硝酸亚铁,不能与硝酸锌反应;所以放入铁后只置换出硝酸银中银,所以如果向所得滤液中加NaCl有白色沉淀生成,说明溶液中还存在银离子其白色沉淀是氯化银,因此,所以滤渣一定只有银;滤液中有硝酸银、硝酸锌和硝酸铜;故选:B。
6.同学们为比较镁、铁、铜、银四种金属的活动性强弱,进行如图所示的实验。
(1)A实验的目的是_____________________________。
(2)B实验中观察到的现象是__________________________________________________。
(3)C实验中发生反应的化学方程式为___________________________________。
(4)最终得出四种金属的活动性顺序:镁>铁>铜>银,则D实验中物质甲、乙分别为_____(写出一组即可)。
(5)同学们将一定量的锌粉加入硝酸银和硝酸铜的混合溶液中,充分反应后过滤,得到滤渣和滤液。若所得溶液为蓝色,则滤液中一定含有的金属离子是__________;若向所得滤渣中加入一定量的稀硫酸,有气泡产生,则滤渣中一定含有____________________。
【答案】比较镁、铁的金属活动性强弱 铁片溶解,有气泡产生,溶液由无色变为浅绿色 铁和硫酸铜溶液(合理即可) 锌离子、铜离子 锌、铜、银
【解析】(1)在金属活动性顺序中,位于前面的金属能把排在它后面的金属从其金属化合物溶液中置换出来,A实验的目的是比较镁、铁的金属活动性强弱。
(2)铁能与稀盐酸反应生成氯化亚铁溶液和氢气,B实验中观察到的现象是铁片逐渐溶解,有气泡产生,溶液由无色变为浅绿色。
(3)C实验中铜与硝酸银反应生成硝酸铜和银,反应的化学方程式为Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag。
(4)通过A、B、C可以得出镁>铁>氢,铜>银,还需证明铁和铜的金属活动性强弱,则D实验中物质甲、乙分别为铁、硫酸铜溶液(或铜、硫酸亚铁,合理即可)。
(5)锌的金属活动性比银、铜强,将一定量的锌粉加入硝酸银和硝酸铜的混合溶液中,锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银,硝酸银反应完,若还有锌粉,锌才能与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜,若所得溶液为蓝色,说明滤液中含有硝酸铜,硝酸银可能有剩余,也可能恰好完全反应,则滤液中一定含有的金属离子是锌离子和铜离子。若向所得滤渣中加入一定量的稀硫酸,有气泡产生,说明滤渣中含有能与稀硫酸反应的锌,因为铜、银与稀硫酸均不反应,说明锌是过量的,则滤渣中一定含有锌、铜、银。

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