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人教版九年级下册第八单元 金属和金属材料课题 2 金属的化学性质教学设计
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这是一份人教版九年级下册第八单元 金属和金属材料课题 2 金属的化学性质教学设计，共18页。教案主要包含了教师准备，学生准备，学生讨论并回答，学生活动，设置探讨，讨论交流，基础巩固，能力提升等内容，欢迎下载使用。
1.知道铁、铝、铜等常见金属与氧气的反应.
2.初步认识常见金属与盐酸、稀硫酸和盐溶液的置换反应,能用置换反应解释一些与日常生活有关的问题.
3.能用金属活动性顺序对有关的置换反应进行简单的判断,并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.
1.通过实验探究认识金属与酸、盐溶液的反应及其金属活动性顺序.
2.初步学会运用观察、实验等方法获取信息,能用文字、图表和化学语言表述有关信息.
3.初步学会运用比较、分类、归纳、概括等方法对获取的信息进行加工,帮助学生逐步形成良好的学习方法和习惯.
1.培养学生的合作意识以及勤于思考、严谨求实、勇于创新和实践的科学精神.
2.感受科学探究对知识构建的重要意义,激发求知欲和培养探究精神.
【重点】
认识金属的化学性质和金属活动性顺序.
【难点】
运用金属活动性顺序对置换反应作出判断和解释相关的化学问题.
【教师准备】 镁条、锌片、铁片、铜片、稀盐酸、稀硫酸、铝丝、铁丝、硫酸铜溶液、硝酸银溶液和多媒体课件等.
【学生准备】 镊子、试管夹、试管架、试管、砂纸、火柴、酒精灯、小木条等.
导入一:
【展示】 潇湘晨报报道:某人用10块钱买来的黄铜手链,冒充黄金以数千元的价格抵押给典当行.民警从其身上及所带的物品中缴获用于冒充黄金的黄铜粒6800多克,黄金饰品中的假货常常鱼目混珠,社会上有些不法分子时常以黄铜冒充黄金进行诈骗活动.因为黄铜(铜、锌合金)单纯从颜色、外形上看,与黄金极为相似,所以很难区分,现请你设计一个实验方案鉴别真假黄金.
【学生讨论并回答】 通过测密度;硬度不同,相互刻画;用火烧(“真金不怕火炼”),变黑的为黄铜,不变色的为黄金……
导入二:
【展示】 被空气中的氧气氧化了的镁条和铝片,并把其与砂纸打磨后的镁条与铝片相比较.
【提问】 是谁给纯净的镁条和铝片穿上了“外衣”呢?
【点拨】 确切地讲,是空气中的氧气.
一、金属与氧气的反应
思路一
思路二
二、金属与盐酸、稀硫酸的反应
思路一
思路二
思路三
[过渡语] 金属与氧气能否反应以及反应的剧烈程度,可反映出金属的活泼程度.金属与硫酸和盐酸能否反应,反应的剧烈程度是否相同呢?
【展示】 活动探究——金属与盐酸和硫酸的反应(改进实验):
1.用塑料片把培养皿隔成四个区域(有间隙连通),先加入少量稀盐酸,再依次向四个区域中加入Cu、Fe、Zn、Mg四种金属.
2.用稀硫酸代替稀盐酸,进行上述实验.
[设计意图] 教材中采用了4支试管来做这个对比实验.用改进过的装置来做这个对比探究,更加节省药品、节省时间,便于操作.值得强调的是加入的顺序(Cu、Fe、Zn、Mg)很重要,这样实验现象有个递进的过程,便于学生观察、对比,把握内在联系,使学生能清晰地比较出这四种金属与酸反应的剧烈程度,从而比较出这四种金属的活动性强弱.突破重点,还能拓展学生的思维,提高学生的创新能力.
【学生活动】 通过教师的引导,学生书写有关化学方程式:
Mg+2HClMgCl2+H2↑
Zn+2HClZnCl2+H2↑
Fe+2HClFeCl2+H2↑
Mg+H2SO4MgSO4+H2↑
Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑
Fe+H2SO4FeSO4+H2↑
【设置探讨】 通过该实验探究的现象分析,能否得出这几种金属的活动性顺序?还能得出什么结论?
[设计意图] 使学生通过实验探究,比较金属活动性强弱,突出重点.通过同学之间的交流、合作,体验探究活动的乐趣,使学生能对获得的信息进行简单的加工处理,培养学生比较、归纳、分析、概括等方面的能力.
【讨论交流】 学生讨论后汇报,教师整理、展示结论:
1.金属与酸的反应(改进).
2.金属活动性:Mg>Zn>Fe>Cu.
3.活动性较强的金属才能与酸反应生成氢气.
【设疑】 大家想想如果在实验室制取氢气,你认为选用哪种金属最合适?
【讨论交流】 金属不能太活泼,镁和酸的反应太快,不利于收集氢气.Zn和酸的反应速度适中,比较适合收集氢气.
【设置探讨】 ①上述反应是否是我们学过的化合反应、分解反应?②上述几个反应有何共同点?
【交流】 ①不是.②这些反应的特点是: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.其特点不同于化合反应和分解反应.
【板书】 置换反应:由一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质与另一种化合物的反应叫做置换反应.
特点:A+BCAC+B.
[设计意图] 刺激学生的思维,发挥学生的主观能动性,使学生在原有的实验室气体制备的知识基础上,进行分析总结,培养学生的分析能力,加强学生对金属活动性顺序的运用的理解.强化知识的理解和运用,突出重点、突破难点.
[知识拓展] 置换反应的类型归纳:
1.气体与固体之间的置换反应:
H2+CuOCu+H2O
3H2+Fe2O32Fe+3H2O
2.固体与固体之间的置换反应:
C+2CuO2Cu+CO2↑
3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑
3.液体与固体之间的置换反应:
C+H2O(g)CO+H2
4.金属与酸溶液的反应
金属与氧气和酸的化学反应如下表:
1.(中考)如图是X、Y、Z、W四种金属与稀盐酸反应状况的示意图,据此判断四种金属中活动性最弱的是( )
A.XB.YC.ZD.W
解析:根据漫画中四种金属的表现可知:Z最活泼,X次之,W再次之,Y最稳定.故选B.
2.(中考)把X、Y、Z三种金属分别放入稀盐酸中,X、Y溶解并有气泡产生,Z不反应,取过量X放入Y(NO3)2和Z(NO3)2的混合溶液中充分反应后过滤,经检验,滤渣中只有X、Z.则X、Y、Z三种金属的活动性由强到弱的顺序是( )
A.X>Y>ZB.Y>Z>X
C.Y>X>ZD.X>Z>Y
解析:把X、Y、Z三种金属分别放入稀盐酸中,X、Y溶解并有气泡产生,Z不反应,说明X、Y的活动性顺序位于氢前,Z位于氢后;取过量X放入Y(NO3)2和Z(NO3)2的混合溶液中充分反应后过滤,经检验,滤渣中只有X、Z,说明X可以把Z置换出来,不能置换出Y,说明X的活动性比Z强,但比Y弱,因此三种金属的活动性由强到弱的顺序为:Y>X>Z.故选C.
3.课外学习小组为进一步探究活泼金属与酸反应的情况,做了以下两组对比实验(见下图).请分析实验Ⅰ、Ⅱ后回答:
(1)实验Ⅰ反映了同种金属跟不同酸反应的剧烈程度不同;实验Ⅱ则表明了 ,原因是 .
(2)按照实验Ⅰ和Ⅱ的设计思路,请你再设计一组对比实验,简述实验方案.
解析:本题考查金属与酸的反应.故答案为:
(1)不同金属跟同一种酸反应的剧烈程度不同;锌比铁活泼(其他合理答案也可).
(2)选取同一金属与不同浓度的同种酸进行对比实验,酸的浓度越大,反应越剧烈.
课题2 金属的化学性质
第1课时
一、金属的化学性质
1.金属与氧气的反应
空气中:2Mg+O22MgO
氧气中:3Fe+2O2Fe3O4
4Al+3O22Al2O3(氧化膜抗腐蚀)
2.金属与酸的反应
现象:金属表面
有气泡冒出
Cu与稀盐酸不反应
结论:(1)根据金属与酸反应的剧烈程度可知金属活动性:Mg>Zn>Fe>Cu.
(2)金属活动性较强的金属才能与酸反应生成氢气.
二、置换反应
1.定义:由一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质与另一种化合物的反应.
2.特点:A+BCAC+B.
一、教材作业
【必做题】
教材第13页练习与应用的3、8题.
【选做题】
教材第13页练习与应用的1、4题.
二、课后作业
【基础巩固】
1.(中考)下列金属活动性最强的是( )
A.CuB.Zn
C.FeD.Mg
2.下列成语或谚语中描述金属化学性质的是( )
A.斩钉截铁B.铁杵磨针
C.铁石心肠D.真金不怕火炼
3.(中考)为了探究a、b、c三种金属活动性顺序,某同学设计了如下实验.实验结论正确的是( )
A.b>a>cB.a>b>c
C.c>b>aD.c>a>b
4.不能由金属和酸直接反应得到的是( )
A.ZnSO4B.MgCl2
C.CuCl2D.Al2(SO4)3
5.某学生在家里做了如下实验:将一粒不与盐酸反应的小球放入盛有盐酸的玻璃杯中,小球漂浮于液面上.然后将从废旧电池外壳中收集来的锌片(过量)投入杯中,至不再有气泡产生为止(溶液体积的变化忽略不计).与开始时相比,小球所处的位置是( )
A.往上浮B.不变
C.往下沉D.无法判断
【能力提升】
6.(中考)下列不能作为判断金属Mg、Fe、Cu三种金属活动性强弱的是( )
A.在纯氧中燃烧的现象
B.与盐酸反应的快慢程度
C.金属导电性强弱
D.三种金属发现和利用的年代的先后顺序
7.现有等质量的甲、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,产生氢气的质量与反应时间的关系如右图所示(已知甲、乙、丙在生成物中化合价均为+2价).则下列说法中不正确的是( )
A.产生氢气的质量:甲>乙>丙
B.相对原子质量:乙>丙>甲
C.金属活动性:乙>甲>丙
D.消耗硫酸的质量:甲>乙>丙
【拓展探究】
8.下表是某种常见金属的部分性质:
将该金属投入稀盐酸中,可产生大量的无色气体.根据上述信息回答以下问题:
(1)试推断该金属的一种用途: ;
(2)该金属的活动性比铜 (填“强”或“弱”);
(3)请自选试剂,设计实验探究该金属与铁的活动性强弱,并完成下表:
【答案与解析】
1.D(解析:在金属活动性顺序中,金属的位置越靠前,金属的活动性就越强,锌、镁、铁、铜四种金属中镁的位置最靠前,故金属活动性最强的是镁.故选D.)
2.D(解析:A.斩钉截铁是铁制品被截断,发生的是物理变化,描述的是物理性质,错误;B.铁杵磨针发生的是物理变化,描述的是物理性质,错误;C.铁石心肠说的是铁和石头的硬度较大,属于物理性质,错误;D.黄金化学性质稳定,加热时不与氧气反应,描述的是化学性质,正确.故选D.)
3.B(解析:向a、b中分别加入稀硫酸,a的表面有气泡冒出,b没有,说明活动性a>H>b;向b、c中分别加入硝酸银溶液,b的表面有银析出,c没有,说明活动性b>Ag>c.所以三种金属活动性顺序为a>b>c.)
4.C(解析:CuCl2不能直接由金属和酸反应得到,因为从元素组成来看,需要的反应物是铜和盐酸,但铜不能与盐酸反应.)
5.A(解析:锌和盐酸反应生成氯化锌和氢气,反应后所得的氯化锌溶液质量比反应前盐酸溶液质量大,由于反应前后溶液的体积不变,所以反应后溶液的密度增大;小球浮于液面上,其重力等于浮力,当溶液的密度增大时,要使浮力不变,小球排开液体的体积必须减小,所以小球会上浮.)
6.C(解析:大多数金属可以与氧气反应,可以根据三种金属在纯氧中燃烧的现象判断三种金属活动性的强弱;Mg与盐酸反应速率最快,冒出大量的气泡;Fe与盐酸反应速率较慢,Cu不与盐酸反应,可以判断三种金属活动性的强弱;金属的导电性与金属的活动性无关;人类使用最早的金属是铜,其次是铁,较晚的是镁,金属的活动性越强,冶炼的方法越难,利用得越晚,可以判断三种金属活动性的强弱.)
7.B(解析:由图像可知产生氢气的质量:甲>乙>丙;根据氢元素守恒从而推知消耗硫酸的质量:甲>乙>丙;由图像可以看出产生氢气的快慢,从而知道金属活动性:乙>甲>丙.)
8.(1)做导线 (2)强 (3)活动性比铁强;将该金属表面打磨后伸入硫酸亚铁溶液中;溶液由浅绿色变为无色;该金属活动性强于铁(解析:金属的性质决定用途,利用金属和盐溶液的置换反应可以验证金属的活动性.)
在本课教学过程中,利用复习金属与氧气反应的知识和金属与酸反应的实验探究,激发了学生的学习兴趣,通过提出问题、猜想、验证、分析、归纳、小结等过程引导学生动手、动口、动脑,敢于和善于提出自己的见解和新方法,让学生初步掌握科学探究的方法和思维方法,培养学生的实验能力、观察能力、实事求是的科学态度以及创新精神.同时培养学生学会“从化学走向生活,从生活走向化学”的学习理念.
1.金属性和金属活动性的区别和联系
金属元素的原子在化学反应中,通常表现出失去电子成为阳离子的倾向.金属性的强弱通常用金属元素原子的最外层电子的电离能(气态原子失去电子成为气态阳离子时所需要的能量)大小来衡量.
金属的活动性是反映金属在水溶液里形成水合离子倾向的大小,也就是反映金属在水溶液里发生氧化反应的难易,它是以金属的标准电极电势为依据的.从能量角度来看,金属的标准电极电势除了与金属元素原子的电离能有关外,同时还与金属的升华能(固态单质变为气态原子时所需的能量)、水合能(金属阳离子与水化合时所放出的能量)等多种因素有关.
金属性强的元素,一般来说它的活动性也强,但也有不一致的情况.例如,钠的第一电离能比钙的第一电离能要小,因此钠的金属性要比钙强.但是钙在水溶液中形成水合离子的倾向比钠大,即钙的标准电极电势比钠要低,所以钙的金属活动性比钠强.铜和银也有类似上述的情况.由此可见,金属性与金属活动性的概念是有区别的.
2.钛的十大性能和三大功能
(1)钛的十大性能
①密度小,比强度高
金属钛的密度为4.51g/cm3,高于铝而低于钢、铜、镍,但比强度位于金属之首.
②耐腐蚀性能
钛是一种非常活泼的金属,其平衡电位很低,在介质中的热力学腐蚀倾向大.但实际上钛在许多介质中很稳定,如钛在氧化性、中性和弱还原性等介质中是耐腐蚀的.这是因为钛和氧有非常大的亲和力,在空气中或含氧的介质中,钛表面生成一层致密的、附着力强、惰性大的氧化膜,保护了钛基体不被腐蚀.即使由于机械磨损也会很快自愈或重新再生.这表明了钛是具有强烈钝化倾向的金属.介质温度在315℃以下钛的氧化膜始终保持这一特性.
为了提高钛的耐蚀性,研究出氧化、电镀、等离子喷涂、离子氮化、离子注入和激光处理等表面处理技术,对钛的氧化膜起到了增强保护性作用,获得了所希望的耐腐蚀效果.针对在硫酸、盐酸、甲胺溶液、高温湿氯气和高温氯化物等生产中对金属材料的需要,开发出钛-钼、钛-钯、钛-钼-镍等一系列耐蚀钛合金.钛铸件使用了钛-32钼合金,对常发生缝隙腐蚀或点蚀的环境使用了钛-0.3钼-0.8镍合金或钛设备的局部使用了钛-0.2钯合金,均获得了很好的使用效果.
③耐热性能好
新型钛合金可在600℃或更高的温度下长期使用.
④耐低温性能好
钛合金TA7(Ti-5Al-2.5Sn),TC4(Ti-6Al-4V)和Ti-2.5Zr-1.5M等为代表的低温钛合金,其强度随温度的降低而提高,但塑性变化却不大.在-253~-196℃低温下保持较好的延性及韧性,避免了金属冷脆性,是低温容器、贮箱等设备的理想材料.
⑤抗阻尼性能强
金属钛受到机械振动、电振动后,与钢、铜金属相比,其自身振动衰减时间最长.利用钛的这一性能可作音叉、医学上的超声粉碎机振动元件和高级音响扬声器的振动薄膜等.
⑥无磁性、无毒
钛是无磁性金属,在非常大的磁场中也不会被磁化,无毒且与人体组织及血液有好的相容性,所以被医疗界采用.
⑦抗拉强度与其屈服强度接近
钛的这一性能说明了其屈强比(屈服强度/抗拉强度)高,表示了金属钛材料在成型时塑性变形差.由于钛的屈服极限与弹性模量的比值大,使钛成型时的回弹能力大.
⑧换热性能好
金属钛的导热系数虽然比碳钢和铜低,但由于钛优异的耐腐蚀性能,所以壁厚可以大大减薄,而且表面与蒸汽的换热方式为滴状冷凝,减少了热阻,钛表面不结垢也可减少热阻,使钛的换热性能显著提高.
⑨弹性模量低
钛的弹性模量在常温时为106.4GPa,为钢的57%.
⑩吸气性能
钛是一种化学性质非常活泼的金属,在高温下可与许多元素和化合物发生反应.钛吸气主要指高温下与碳、氢、氮、氧发生反应.
(2)钛的三大功能
功能材料是以物理性能为主的工程材料,即在电、磁、声、光、热等方面具有非凡的性质,或在其作用下表现出非凡功能的材料.对钛和钛合金的研究已发现其有三种非凡功能有应用前途:
①记忆功能
钛-镍合金在一定环境温度下具有单向、双向和全方位的记忆效应,被公认是最佳记忆合金.在工程上做管接头用于战斗机的油压系统;石油联合企业的输油管路系统;直径为0.5mm的丝做成的直径为500mm的抛物网状天线用于宇航飞行器上;在医学工程上用于鼾症治疗;制成螺钉用于骨折愈合等.上述应用均获得了明显效果.
②超导功能
铌-钛合金在温度低于临界温度时,呈现出零电阻的超导功能.
③贮氢功能
钛-铁合金具有吸氢的特性,把大量的氢安全地贮存起来,在一定的环境中又把氢释放出来.这在氢气分离、氢气净化、氢气贮存及运输、制造以氢为能源的热泵和蓄电池等方面的应用中很有前途.
3.铝的故事和发现
(1)曾经当过金属中的贵族
有这么一个故事,传说在古罗马,一天,一个陌生人去拜见罗马皇帝泰比里厄斯(Tiberius),献上一只金属杯子,杯子像银子一样闪闪发光,但是分量很轻,它是这个人从黏土中提炼出的新金属.但这个皇帝表面上表示感谢,心里却害怕这种光彩夺目的新金属会使他的金银财宝贬值,就下令把这位发明家斩首.从此,再也没有人动过提炼这种“危险金属”的念头,这种新金属就是现在大家非常熟悉的铝.
在19世纪以前,铝被认为是一种稀罕的贵金属,价格比黄金还要贵.当一个欧洲君主买了一件有铝纽扣的衣服时,他就瞧不起那些买不起这种奢侈品的其他君主.而没有铝纽扣衣服的君主,又是多么渴望有朝一日自己也能穿上这种带铝纽扣的衣服.
在法国拿破仑三世统治时期,就曾经发生过现在看来很好笑的一件事情.在一个国王举办的盛宴上,只有王室成员和贵族来宾才能荣幸地用铝匙和铝叉用餐.当然,被伤了脸面的客人们是无论如何都吃不好这顿盛餐了.此外,为了让其他国王对自己产生羡慕和妒忌,他花了大量资金让他的警卫部队的卫士穿上铝铠甲,因为铝铠甲的确太昂贵了,其他国王无能为力.
俄罗斯作家车尔尼雪夫斯基(Chernyshevsky)曾在他的小说《怎么办》中写到:终有一天,铝将代替木材,甚至可能代替石头.看,这一切是多么奢侈,到处都是铝.1889年,当门捷列夫在伦敦时,为了表彰他的伟大勋业,他被赠予一件贵重奖品——用金和铝制作的天平.
其实,这些都不足为奇,因为铝的价值贵贱,完全取决于炼铝工业的水平.随着铝产量的增加,铝价也就下降.1854年,1公斤铝需1200卢布,而到了十九世纪末就降到1卢布.显然,珠宝商人已经对铝完全失去了兴趣,但是,铝却立即吸引了整个工业界.
20世纪初,用铝合金造出了第一架飞机,从此以后,铝的命运就与飞机制造业联系在一起了.铝被誉为“带翼的金属”.
(2)铝的发现
古代,人们曾用一种称为明矾的矿物作染色固定剂.俄罗斯第一次生产明矾的年代可追溯到八至九世纪.明矾用于染色业和用山羊皮鞣制皮革.中世纪,在欧洲有好几家生产明矾的作坊.6世纪,德国医生兼自然科学历史学家帕拉塞斯(~1541)在铝的历史上写下了新的一页,他研究了许多物质和金属,其中也包括明矾,证实它们是“某种矾土盐”.这种矾土盐的一种成分是当时还不知道的一种金属氧化物,后来叫做氧化铝.
1754年,德国化学家马格拉夫(~1782)终于能够分离“矾土”了.这正是帕拉塞斯提到过的那种物质.但是,直到1807年,英国的戴维才把隐藏在明矾中的金属分离出来,用电解法发现了钾和钠,却没能够分解氧化铝.瑞典化学家贝采尼乌斯进行了类似的实验,但是失败了.不过,科学家还是给这种含糊不清的金属取了一个名字.开始贝采尼乌斯称它为“铝土”.后来,戴维又改称它为铝.这是一个奇怪的现象,在没提炼出纯铝时,铝就有了自己的名字.
1825年,丹麦科学家奥斯特发表文章说,他提炼出一块金属,颜色和光泽有点像锡.他是将氯气通过红热的木炭和铝土(氧化铝)的混合物,制得了氯化铝,然后让钾汞齐与氯化铝作用,得到了铝汞齐.将铝汞齐中的汞在隔绝空气的情况下蒸掉,就得到了一种金属.现在看来,他所得到的是一种不纯的金属铝.因刊登文章的杂志不出名,奥斯特又忙于自己的电磁现象研究,这个实验就被忽视了.两年后,提炼铝的荣誉就归于德国年轻的化学家维勒(Wö~1882).
奥斯特与维勒是朋友,他把制备金属铝的实验过程和结果告诉维勒,并说打算不再继续做提炼铝的实验.而维勒却很感兴趣.他开始重复奥斯特的实验,发现钾汞齐与氯化铝反应以后,能形成一种灰色的熔渣.当将熔渣中所含的汞蒸去后,得到了一种与铁的颜色一样的金属块.把这种金属块加热时,它还能产生钾燃烧时的烟雾.维勒把这一切写信给了贝采尼乌斯,告知重复了奥斯特的实验,但制不出金属铝,这不是一种制备金属铝的好方法.
于是,维勒从头做起,设计自己提炼铝的方法.他将热的碳酸钾与沸腾的明矾溶液作用,将所得到的氢氧化铝经过洗涤和干燥以后,与木炭粉、糖、油等混合,并调成糊状,然后放在密闭的坩埚中加热,得到了氧化铝和木炭的烧结物.将这种烧结物加热到红热的程度,通入干燥的氯气,就得到了无水氯化铝.然后将少量金属钾放在铂坩埚中,在它的上面覆盖一层过量的无水氯化铝,并用坩埚盖将反应物盖住.当坩埚加热后,很快就达到了白热的程度,等反应完成后,让坩埚冷却,把坩埚放入水中,就发现坩埚中的混合物并不与水发生反应,水溶液也不显碱性,可见坩埚中的反应物之一——金属钾已经完全作用完了.剩下的混合物是一种灰色粉末,它就是金属铝.1827年末,维勒发表文章介绍了自己提炼铝的方法.当时,他提炼出来的铝是颗粒状的,大小没超过一个针头,但他坚持把实验进行下去,终于提炼出了一块致密的铝块,这个实验用去了他十八年的时间.此外,他还用相同的方法制得了金属铍.
由于维勒是最初分离出金属铝的化学家.在美国威斯汀豪斯实验室曾经铸了一个铝制的维勒挂像.课题2 金属的化学性质
教师活动
学生活动
设计意图
【过渡】 识别真假黄金,可以利用金属的物理性质,还可以利用金属的化学性质.要想更好地使用金属,就需要了解金属的各种性质.我们已经学习了金属的物理性质,本节课我们来学习金属的化学性质.
【引言】 前面的学习告诉我们,氧气是化学性质比较活泼的气体,能与许多金属发生反应并放出大量的热.不同的金属和氧气反应的难易和剧烈程度不同.
【展示】 活动与探究:镁带、铝丝、铁丝、铜丝与氧气的反应.
探究指导:
(1)将镁带、铝丝、铁丝、铜丝用砂纸打磨光亮,放在空气中.过一会儿观察并记录现象.
(2)用坩埚钳夹一段镁带,在酒精灯上点燃,观察并记录实验现象.
(3)用坩埚钳夹住一小团棉花伸进装有铝粉的试剂瓶内轻轻蘸一下,让棉花团沾上一些铝粉,将其在酒精灯上点燃后立即伸入盛有少量水的氧气瓶中,观察并记录实验现象.(注:可看到耀眼的白光和大量的白烟)
(4)将一根铁丝绕成螺旋状系在一根火柴上,用坩埚钳夹住另一端,在酒精灯上点燃火柴,待火柴快燃尽时,将红热铁丝伸入盛有少量水的氧气瓶中,观察并记录实验现象.
(5)将一根铜丝绕成螺旋状,用坩埚钳夹住,在酒精灯上加热,观察并记录实验现象.
学生分组实验并仔细观察实验现象.
比较镁带燃烧和铁在氧气中的燃烧现象:
记录并通过比较、分析,得出结论.
培养操作技能,让学生在观察与讨论中发现问题、提出问题、解决问题,从中培养科学观察、规范表达和综合分析问题的能力.
培养对比能力,证明镁、铝较活泼,铁、铜次之,金最不活泼.
【设计活动】 安排小组代表书写上述反应的化学方程式.
【补充】 俗话说“真金不怕火炼”“金入于猛火,色不夺精光”,由此说明,金在高温下也不与氧气发生反应,金最不活泼.
【板书】 活动性:Mg、Al>Fe、Cu>Au.
【思考】 铝的化学性质比铁活泼,为什么我们通常看见铁生锈而没有看到铝生锈?在清洗铝制品时应注意些什么?
【小结】 镁、铝在常温下就能与氧气反应.如铝在空气中与氧气反应,其表面生成一层致密的氧化铝(Al2O3)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.这也是铝的产量在短短一百多年里得到大幅度的提高,并被广泛运用的一个重要原因.
【学生板书】
2Mg+O22MgO
4Al+3O22Al2O3
3Fe+2O2Fe3O4
2Cu+O22CuO
【学生讨论并回答】
铝制品耐腐蚀是由于铝可与空气中的氧气反应,使其表面形成一层致密的氧化铝保护膜;若用钢刷等来擦洗铝制品,容易把氧化铝薄膜除掉,从而起不到保护作用.
通过反应现象判断产物并能书写化学方程式.
通过对比突破难点,并为金属活动性顺序做铺垫.
问题导思,激发兴趣,培养理论联系实际、规范表达和综合分析能力.
教师活动
学生活动
设计意图
【过渡】 许多金属和氧气能发生反应.如铁丝在氧气中能够发生反应并放出大量的热.我们在上册的学习中接触到哪些金属能与氧气发生化学反应?
【展示】 镁带在空气中燃烧和铁在氧气中燃烧的实验图片.
观察图片中的化学反应并写出化学方程式.
【问】 根据上面的反应现象,我们可得出金属具有哪些化学性质?
【小结】 金属与氧气发生化学反应,生成相应的金属氧化物.
【板书】 金属+氧气金属氧化物
【问】 金属与氧气反应的剧烈程度一样吗?有什么不同?
【问】 是不是所有的金属都能跟氧气反应呢?如果不是,能举出一些例子吗?
【问】 “真金不怕火炼”说明了什么?
【讲解】 实验表明,大多数金属都能与氧气发生反应,但反应的难易和剧烈程度是不同的.如镁、铝等在常温下就能与氧气反应,铁、铜等在常温下几乎不与氧气反应,但在高温时能与氧气反应.“真金不怕火炼”说明金即使在高温时也不与氧气反应,根据上述事实,我们可判断出这些金属的活泼程度,即金属活动性.
【投影】 比较刚才提到的这几种金属的活动性.
【板书】
4Al+3O22Al2O3(氧化膜抗腐蚀)
结论:Mg、Al>Fe、Cu>Au.
【提出问题】
(1)铝的化学性质较活泼,那么我们用的铝制餐具或炊具是怎么回事呢?
(2)许多人喜欢用钢丝刷来擦洗铝制餐具,你认为这种做法合适吗?
学生通过思考回答:汞、镁、铁
3Fe+2O2Fe3O4(氧气中)
2Mg+O22MgO(空气中)
【答】 金属可与氧气发生化学反应;
【答】 不一样,镁在空气中可以燃烧,而铁要在纯氧中才能燃烧;
人们戴的白金、黄金饰品时间再久也总是金光闪闪,带着问题阅读教材.
【倾听思考】 不同金属活动性不同.
【答】 金属的活动性顺序:Mg、Al>Fe、Cu>Au.
【答】 (1)其表面形成一层致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步氧化,因而铝具有很好的抗腐蚀性能.
(2)不合适.因为用钢丝刷擦洗铝制品,容易把其表面的氧化薄膜除掉,从而起不到保护作用.
通过回忆旧知,让学生把零散的知识系统化,提高学生的分析能力,还可及时检查和反馈学生的知识掌握和运用情况.
教师活动
学生活动
设计意图
【过渡】 许多金属不仅能与氧气反应,而且还能与盐酸或稀硫酸反应.金属与盐酸或稀硫酸是否反应以及反应的剧烈程度,也可反映出金属的活泼程度.
【提出问题】 镁、锌、铁、铜能否与酸反应,反应的现象有何不同?
【展示】 活动与探究:
将学生分成A、B两大组:
A组:在四支试管中分别放入两小块打磨光亮的镁条、锌粒、铁片、铜片,各加入约5mL稀盐酸,观察现象,比较反应的剧烈程度;用燃着的木条放在试管口,观察并记录实验现象.
B组:用稀硫酸代替稀盐酸进行实验,并比较发生的现象.
【设计活动】 请两位同学在黑板上书写上述反应的化学方程式,现象由学生口述.
【提问】 通过以上实验,你得出的结论是什么?
【指导阅读】 欣赏教材10页图8-12金属与盐酸反应的比较.
问题1:根据金属与酸反应的快慢或剧烈程度,能否判断出上述金属中哪种最易与酸反应,即它们的金属活动性如何?
问题2:①上述反应是否是我们学过的化合反应、分解反应?②上述几个反应有何共同点?
【板书】 置换反应.
【讲解】 由一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质与另一种化合物的反应叫做置换反应.
特点:A+BCAC+B.
学生分组实验并仔细观察实验现象,记录并通过比较、分析,得出结论.
【学生板书】
A组:
Mg+2HClMgCl2+H2↑
Zn+2HClZnCl2+H2↑
Fe+2HClFeCl2+H2↑
B组:
Mg+H2SO4MgSO4+H2↑
Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑
Fe+H2SO4FeSO4+H2↑
【学生讨论并回答】 (1)镁、锌、铁可与盐酸或稀硫酸反应生成氢气,铜不能与盐酸或稀硫酸反应.
(2)镁、锌、铁与盐酸或稀硫酸反应时的剧烈程度不同.镁反应最剧烈,其次是锌,然后是铁.
(3)与酸反应时,能生成氢气的金属活动性强;否则,就较弱.
【回答】 问题1:镁最易与酸反应;镁、锌、铁、铜的金属活动性由强到弱.
问题2:①不是.②这些反应的特点是: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.其特点不同于化合反应和分解反应.
使学生在交流中互相启发,相互激励,发展和完善自我.
培养学生的操作技能,让学生在观察与讨论中发现问题、提出问题、解决问题,从中培养科学观察、规范表达和综合分析问题的能力.
通过反应现象判断产物并能书写化学方程式.
培养学生的归纳总结能力.
教师活动
学生活动
设计意图
【过渡】 除了和氧气反应外,金属还能与哪些物质反应?是否可以根据反应的剧烈程度来判断金属的活动性?
同学们可以先提出自己的假设,设计实验方案,通过实验来探究这个问题.
【答】 锌与稀硫酸反应生成硫酸锌与氢气;铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁与铜.
金属与酸反应的剧烈程度可以作为判断金属活动性的依据.
根据旧知进行猜想.激发学生兴趣,培养学生的思维推理能力和实验设计能力.
【实验探究】 金属与酸的反应.
【展示】
探究内容:
1.在4只小烧杯里分别放入两小块镁、锌、铁、铜,再分别加入少量的稀盐酸,观察现象,比较反应的剧烈程度.
2.用稀硫酸代替稀盐酸进行实验,并比较发生的现象.
【解释与结论】
引导学生归纳总结得出结论:(1)Mg>Zn>Fe>Cu;
(2)金属活动性较强的金属才能与酸反应生成氢气.
观察实验,填写下表:
反应物
反应现象
反应速率
反应方程式
稀
硫
酸
或
盐
酸
镁
有气泡
最快
锌
有气泡
较快
铁
有气泡
快
铜
无气泡
反应方程式:
Mg+2HClMgCl2+H2↑
Zn+2HClZnCl2+H2↑
Fe+2HClFeCl2+H2↑
学生对比分析实验现象.
得出结论:金属活动性:Mg>Zn>Fe>Cu.
使学生通过实验探究,比较金属活动性强弱,突出重点.通过同学之间的交流、合作,体验探究活动的乐趣,培养学生比较、归纳、分析、概括等方面的能力.
【过渡】 大家观察这几个化学方程式:
Mg+2HClMgCl2+H2↑
Zn+2HClZnCl2+H2↑
Fe+2HClFeCl2+H2↑
【问】 请大家从反应物和生成物的物质类别如单质、化合物的角度分析,这些反应有什么特点?它与我们学过的化合反应和分解反应的特点是否相同?
【师】 回答得很好.化学上,我们把具有这一特点的反应叫做置换反应.
【板书】 置换反应.
【讲解】 由一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质与另一种化合物的反应叫做置换反应.特点:A+BCAC+B.
【答】 这些反应的特点是: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.其特点不同于化合反应和分解反应.
通过观察分析,认识到置换反应的特点,掌握置换反应这个基本反应类型.
【提问】 在现代考古中,发现从地下出土的文物里,金银器具总是比铁器保存得完整、完好,而且年代比铁器早.你知道为什么吗?
学生根据金属活动性解释.铁比金、银的金属活动性强,易发生化学反应.
运用知识解答问题.
【展示】
1.家里的铁锅、铝壶为什么不能长时间放置食物?
2.下列反应是否是置换反应?
a.CO+CuOCu+CO2
b.Fe+CuSO4FeSO4+Cu
c.2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
3.活动探究:最近社会上有几个卖黄金首饰的串街小贩,你如何证明他卖的是黄铜做的首饰(黄铜是铜锌合金,与黄金外观相似)还是黄金做的首饰?请写出实验方法、现象和结论.
【答】 1.长时间放置的食物会变酸,铁、铝都与酸反应,所以铁锅、铝壶长时间盛放食物会被腐蚀.
2.只有b属于置换反应.
3.设计方案,学生交流填写表格.①灼烧,变成黑色的是黄铜,不变色的是黄金;②把首饰取一小节放于盐酸中,和盐酸反应的是黄铜.③比较密度.密度大的是黄金,密度小的是黄铜.④比较硬度.硬度大的是黄铜,硬度小的是黄金.
通过对这几个小题的训练,巩固本节所学知识,达到学以致用的效果.
【归纳小结】
1.通过本节课的学习,学习了金属的哪些化学性质?
2.还有哪些疑惑不解的地方?
3.想想在本节课的学习中学习的知识怎么运用在生活中?
【答】 金属的化学性质有:和氧气反应,和酸反应.
交流自己的感受和体会.
总结、反思在教学实践过程中的不足、发现的问题,同时让学生发散思维.
【拓展生活小常识】 绿豆在铁锅中煮熟后为何会变黑?苹果、脐橙、梨用铁刀切了以后,切面为什么也会变色?
【讲解】 这是因为绿豆、苹果、梨、脐橙等多种水果的细胞里都含有鞣酸,鞣酸能和铁反应,生成黑色的鞣酸铁.
讨论交流.
扩大学生知识视野.
与氧气的反应
与盐酸的反应
与稀硫酸的反应
Mg
2Mg+O22MgO
Mg+2HClMgCl2+H2↑
Mg+H2SO4
MgSO4+H2↑
Al
4Al+3O22Al2O3
2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑
2Al+3H2SO4
Al2(SO4)3+3H2↑
Zn
2Zn+O22ZnO
Zn+2HClZnCl2+H2↑
Zn+H2SO4
ZnSO4+H2↑
Fe
3Fe+2O2Fe3O4
Fe+2HClFeCl2+H2↑
Fe+H2SO4
FeSO4+H2↑
颜色、
状态
硬度
密度
熔点
导
电
性
导
热
性
延
展
性
银白色
固体
较软
2.70g/cm3
660℃
良好
良好
良好
你的一种猜想
验证方法
现象
结论
1.知道铁、铝、铜等常见金属与氧气的反应.
2.初步认识常见金属与盐酸、稀硫酸和盐溶液的置换反应,能用置换反应解释一些与日常生活有关的问题.
3.能用金属活动性顺序对有关的置换反应进行简单的判断,并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.
1.通过实验探究认识金属与酸、盐溶液的反应及其金属活动性顺序.
2.初步学会运用观察、实验等方法获取信息,能用文字、图表和化学语言表述有关信息.
3.初步学会运用比较、分类、归纳、概括等方法对获取的信息进行加工,帮助学生逐步形成良好的学习方法和习惯.
1.培养学生的合作意识以及勤于思考、严谨求实、勇于创新和实践的科学精神.
2.感受科学探究对知识构建的重要意义,激发求知欲和培养探究精神.
【重点】
认识金属的化学性质和金属活动性顺序.
【难点】
运用金属活动性顺序对置换反应作出判断和解释相关的化学问题.
【教师准备】 镁条、锌片、铁片、铜片、稀盐酸、稀硫酸、铝丝、铁丝、硫酸铜溶液、硝酸银溶液和多媒体课件等.
【学生准备】 镊子、试管夹、试管架、试管、砂纸、火柴、酒精灯、小木条等.
导入一:
【展示】 潇湘晨报报道:某人用10块钱买来的黄铜手链,冒充黄金以数千元的价格抵押给典当行.民警从其身上及所带的物品中缴获用于冒充黄金的黄铜粒6800多克,黄金饰品中的假货常常鱼目混珠,社会上有些不法分子时常以黄铜冒充黄金进行诈骗活动.因为黄铜(铜、锌合金)单纯从颜色、外形上看,与黄金极为相似,所以很难区分,现请你设计一个实验方案鉴别真假黄金.
【学生讨论并回答】 通过测密度;硬度不同,相互刻画;用火烧(“真金不怕火炼”),变黑的为黄铜,不变色的为黄金……
导入二:
【展示】 被空气中的氧气氧化了的镁条和铝片,并把其与砂纸打磨后的镁条与铝片相比较.
【提问】 是谁给纯净的镁条和铝片穿上了“外衣”呢?
【点拨】 确切地讲,是空气中的氧气.
一、金属与氧气的反应
思路一
思路二
二、金属与盐酸、稀硫酸的反应
思路一
思路二
思路三
[过渡语] 金属与氧气能否反应以及反应的剧烈程度,可反映出金属的活泼程度.金属与硫酸和盐酸能否反应,反应的剧烈程度是否相同呢?
【展示】 活动探究——金属与盐酸和硫酸的反应(改进实验):
1.用塑料片把培养皿隔成四个区域(有间隙连通),先加入少量稀盐酸,再依次向四个区域中加入Cu、Fe、Zn、Mg四种金属.
2.用稀硫酸代替稀盐酸,进行上述实验.
[设计意图] 教材中采用了4支试管来做这个对比实验.用改进过的装置来做这个对比探究,更加节省药品、节省时间,便于操作.值得强调的是加入的顺序(Cu、Fe、Zn、Mg)很重要,这样实验现象有个递进的过程,便于学生观察、对比,把握内在联系,使学生能清晰地比较出这四种金属与酸反应的剧烈程度,从而比较出这四种金属的活动性强弱.突破重点,还能拓展学生的思维,提高学生的创新能力.
【学生活动】 通过教师的引导,学生书写有关化学方程式:
Mg+2HClMgCl2+H2↑
Zn+2HClZnCl2+H2↑
Fe+2HClFeCl2+H2↑
Mg+H2SO4MgSO4+H2↑
Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑
Fe+H2SO4FeSO4+H2↑
【设置探讨】 通过该实验探究的现象分析,能否得出这几种金属的活动性顺序?还能得出什么结论?
[设计意图] 使学生通过实验探究,比较金属活动性强弱,突出重点.通过同学之间的交流、合作,体验探究活动的乐趣,使学生能对获得的信息进行简单的加工处理,培养学生比较、归纳、分析、概括等方面的能力.
【讨论交流】 学生讨论后汇报,教师整理、展示结论:
1.金属与酸的反应(改进).
2.金属活动性:Mg>Zn>Fe>Cu.
3.活动性较强的金属才能与酸反应生成氢气.
【设疑】 大家想想如果在实验室制取氢气,你认为选用哪种金属最合适?
【讨论交流】 金属不能太活泼,镁和酸的反应太快,不利于收集氢气.Zn和酸的反应速度适中,比较适合收集氢气.
【设置探讨】 ①上述反应是否是我们学过的化合反应、分解反应?②上述几个反应有何共同点?
【交流】 ①不是.②这些反应的特点是: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.其特点不同于化合反应和分解反应.
【板书】 置换反应:由一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质与另一种化合物的反应叫做置换反应.
特点:A+BCAC+B.
[设计意图] 刺激学生的思维,发挥学生的主观能动性,使学生在原有的实验室气体制备的知识基础上,进行分析总结,培养学生的分析能力,加强学生对金属活动性顺序的运用的理解.强化知识的理解和运用,突出重点、突破难点.
[知识拓展] 置换反应的类型归纳:
1.气体与固体之间的置换反应:
H2+CuOCu+H2O
3H2+Fe2O32Fe+3H2O
2.固体与固体之间的置换反应:
C+2CuO2Cu+CO2↑
3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑
3.液体与固体之间的置换反应:
C+H2O(g)CO+H2
4.金属与酸溶液的反应
金属与氧气和酸的化学反应如下表:
1.(中考)如图是X、Y、Z、W四种金属与稀盐酸反应状况的示意图,据此判断四种金属中活动性最弱的是( )
A.XB.YC.ZD.W
解析:根据漫画中四种金属的表现可知:Z最活泼,X次之,W再次之,Y最稳定.故选B.
2.(中考)把X、Y、Z三种金属分别放入稀盐酸中,X、Y溶解并有气泡产生,Z不反应,取过量X放入Y(NO3)2和Z(NO3)2的混合溶液中充分反应后过滤,经检验,滤渣中只有X、Z.则X、Y、Z三种金属的活动性由强到弱的顺序是( )
A.X>Y>ZB.Y>Z>X
C.Y>X>ZD.X>Z>Y
解析:把X、Y、Z三种金属分别放入稀盐酸中,X、Y溶解并有气泡产生,Z不反应,说明X、Y的活动性顺序位于氢前,Z位于氢后;取过量X放入Y(NO3)2和Z(NO3)2的混合溶液中充分反应后过滤,经检验,滤渣中只有X、Z,说明X可以把Z置换出来,不能置换出Y,说明X的活动性比Z强,但比Y弱,因此三种金属的活动性由强到弱的顺序为:Y>X>Z.故选C.
3.课外学习小组为进一步探究活泼金属与酸反应的情况,做了以下两组对比实验(见下图).请分析实验Ⅰ、Ⅱ后回答:
(1)实验Ⅰ反映了同种金属跟不同酸反应的剧烈程度不同;实验Ⅱ则表明了 ,原因是 .
(2)按照实验Ⅰ和Ⅱ的设计思路,请你再设计一组对比实验,简述实验方案.
解析:本题考查金属与酸的反应.故答案为:
(1)不同金属跟同一种酸反应的剧烈程度不同;锌比铁活泼(其他合理答案也可).
(2)选取同一金属与不同浓度的同种酸进行对比实验,酸的浓度越大,反应越剧烈.
课题2 金属的化学性质
第1课时
一、金属的化学性质
1.金属与氧气的反应
空气中:2Mg+O22MgO
氧气中:3Fe+2O2Fe3O4
4Al+3O22Al2O3(氧化膜抗腐蚀)
2.金属与酸的反应
现象:金属表面
有气泡冒出
Cu与稀盐酸不反应
结论:(1)根据金属与酸反应的剧烈程度可知金属活动性:Mg>Zn>Fe>Cu.
(2)金属活动性较强的金属才能与酸反应生成氢气.
二、置换反应
1.定义:由一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质与另一种化合物的反应.
2.特点:A+BCAC+B.
一、教材作业
【必做题】
教材第13页练习与应用的3、8题.
【选做题】
教材第13页练习与应用的1、4题.
二、课后作业
【基础巩固】
1.(中考)下列金属活动性最强的是( )
A.CuB.Zn
C.FeD.Mg
2.下列成语或谚语中描述金属化学性质的是( )
A.斩钉截铁B.铁杵磨针
C.铁石心肠D.真金不怕火炼
3.(中考)为了探究a、b、c三种金属活动性顺序,某同学设计了如下实验.实验结论正确的是( )
A.b>a>cB.a>b>c
C.c>b>aD.c>a>b
4.不能由金属和酸直接反应得到的是( )
A.ZnSO4B.MgCl2
C.CuCl2D.Al2(SO4)3
5.某学生在家里做了如下实验:将一粒不与盐酸反应的小球放入盛有盐酸的玻璃杯中,小球漂浮于液面上.然后将从废旧电池外壳中收集来的锌片(过量)投入杯中,至不再有气泡产生为止(溶液体积的变化忽略不计).与开始时相比,小球所处的位置是( )
A.往上浮B.不变
C.往下沉D.无法判断
【能力提升】
6.(中考)下列不能作为判断金属Mg、Fe、Cu三种金属活动性强弱的是( )
A.在纯氧中燃烧的现象
B.与盐酸反应的快慢程度
C.金属导电性强弱
D.三种金属发现和利用的年代的先后顺序
7.现有等质量的甲、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,产生氢气的质量与反应时间的关系如右图所示(已知甲、乙、丙在生成物中化合价均为+2价).则下列说法中不正确的是( )
A.产生氢气的质量:甲>乙>丙
B.相对原子质量:乙>丙>甲
C.金属活动性:乙>甲>丙
D.消耗硫酸的质量:甲>乙>丙
【拓展探究】
8.下表是某种常见金属的部分性质:
将该金属投入稀盐酸中,可产生大量的无色气体.根据上述信息回答以下问题:
(1)试推断该金属的一种用途: ;
(2)该金属的活动性比铜 (填“强”或“弱”);
(3)请自选试剂,设计实验探究该金属与铁的活动性强弱,并完成下表:
【答案与解析】
1.D(解析:在金属活动性顺序中,金属的位置越靠前,金属的活动性就越强,锌、镁、铁、铜四种金属中镁的位置最靠前,故金属活动性最强的是镁.故选D.)
2.D(解析:A.斩钉截铁是铁制品被截断,发生的是物理变化,描述的是物理性质,错误;B.铁杵磨针发生的是物理变化,描述的是物理性质,错误;C.铁石心肠说的是铁和石头的硬度较大,属于物理性质,错误;D.黄金化学性质稳定,加热时不与氧气反应,描述的是化学性质,正确.故选D.)
3.B(解析:向a、b中分别加入稀硫酸,a的表面有气泡冒出,b没有,说明活动性a>H>b;向b、c中分别加入硝酸银溶液,b的表面有银析出,c没有,说明活动性b>Ag>c.所以三种金属活动性顺序为a>b>c.)
4.C(解析:CuCl2不能直接由金属和酸反应得到,因为从元素组成来看,需要的反应物是铜和盐酸,但铜不能与盐酸反应.)
5.A(解析:锌和盐酸反应生成氯化锌和氢气,反应后所得的氯化锌溶液质量比反应前盐酸溶液质量大,由于反应前后溶液的体积不变,所以反应后溶液的密度增大;小球浮于液面上,其重力等于浮力,当溶液的密度增大时,要使浮力不变,小球排开液体的体积必须减小,所以小球会上浮.)
6.C(解析:大多数金属可以与氧气反应,可以根据三种金属在纯氧中燃烧的现象判断三种金属活动性的强弱;Mg与盐酸反应速率最快,冒出大量的气泡;Fe与盐酸反应速率较慢,Cu不与盐酸反应,可以判断三种金属活动性的强弱;金属的导电性与金属的活动性无关;人类使用最早的金属是铜,其次是铁,较晚的是镁,金属的活动性越强,冶炼的方法越难,利用得越晚,可以判断三种金属活动性的强弱.)
7.B(解析:由图像可知产生氢气的质量:甲>乙>丙;根据氢元素守恒从而推知消耗硫酸的质量:甲>乙>丙;由图像可以看出产生氢气的快慢,从而知道金属活动性:乙>甲>丙.)
8.(1)做导线 (2)强 (3)活动性比铁强;将该金属表面打磨后伸入硫酸亚铁溶液中;溶液由浅绿色变为无色;该金属活动性强于铁(解析:金属的性质决定用途,利用金属和盐溶液的置换反应可以验证金属的活动性.)
在本课教学过程中,利用复习金属与氧气反应的知识和金属与酸反应的实验探究,激发了学生的学习兴趣,通过提出问题、猜想、验证、分析、归纳、小结等过程引导学生动手、动口、动脑,敢于和善于提出自己的见解和新方法,让学生初步掌握科学探究的方法和思维方法,培养学生的实验能力、观察能力、实事求是的科学态度以及创新精神.同时培养学生学会“从化学走向生活,从生活走向化学”的学习理念.
1.金属性和金属活动性的区别和联系
金属元素的原子在化学反应中,通常表现出失去电子成为阳离子的倾向.金属性的强弱通常用金属元素原子的最外层电子的电离能(气态原子失去电子成为气态阳离子时所需要的能量)大小来衡量.
金属的活动性是反映金属在水溶液里形成水合离子倾向的大小,也就是反映金属在水溶液里发生氧化反应的难易,它是以金属的标准电极电势为依据的.从能量角度来看,金属的标准电极电势除了与金属元素原子的电离能有关外,同时还与金属的升华能(固态单质变为气态原子时所需的能量)、水合能(金属阳离子与水化合时所放出的能量)等多种因素有关.
金属性强的元素,一般来说它的活动性也强,但也有不一致的情况.例如,钠的第一电离能比钙的第一电离能要小,因此钠的金属性要比钙强.但是钙在水溶液中形成水合离子的倾向比钠大,即钙的标准电极电势比钠要低,所以钙的金属活动性比钠强.铜和银也有类似上述的情况.由此可见,金属性与金属活动性的概念是有区别的.
2.钛的十大性能和三大功能
(1)钛的十大性能
①密度小,比强度高
金属钛的密度为4.51g/cm3,高于铝而低于钢、铜、镍,但比强度位于金属之首.
②耐腐蚀性能
钛是一种非常活泼的金属,其平衡电位很低,在介质中的热力学腐蚀倾向大.但实际上钛在许多介质中很稳定,如钛在氧化性、中性和弱还原性等介质中是耐腐蚀的.这是因为钛和氧有非常大的亲和力,在空气中或含氧的介质中,钛表面生成一层致密的、附着力强、惰性大的氧化膜,保护了钛基体不被腐蚀.即使由于机械磨损也会很快自愈或重新再生.这表明了钛是具有强烈钝化倾向的金属.介质温度在315℃以下钛的氧化膜始终保持这一特性.
为了提高钛的耐蚀性,研究出氧化、电镀、等离子喷涂、离子氮化、离子注入和激光处理等表面处理技术,对钛的氧化膜起到了增强保护性作用,获得了所希望的耐腐蚀效果.针对在硫酸、盐酸、甲胺溶液、高温湿氯气和高温氯化物等生产中对金属材料的需要,开发出钛-钼、钛-钯、钛-钼-镍等一系列耐蚀钛合金.钛铸件使用了钛-32钼合金,对常发生缝隙腐蚀或点蚀的环境使用了钛-0.3钼-0.8镍合金或钛设备的局部使用了钛-0.2钯合金,均获得了很好的使用效果.
③耐热性能好
新型钛合金可在600℃或更高的温度下长期使用.
④耐低温性能好
钛合金TA7(Ti-5Al-2.5Sn),TC4(Ti-6Al-4V)和Ti-2.5Zr-1.5M等为代表的低温钛合金,其强度随温度的降低而提高,但塑性变化却不大.在-253~-196℃低温下保持较好的延性及韧性,避免了金属冷脆性,是低温容器、贮箱等设备的理想材料.
⑤抗阻尼性能强
金属钛受到机械振动、电振动后,与钢、铜金属相比,其自身振动衰减时间最长.利用钛的这一性能可作音叉、医学上的超声粉碎机振动元件和高级音响扬声器的振动薄膜等.
⑥无磁性、无毒
钛是无磁性金属,在非常大的磁场中也不会被磁化,无毒且与人体组织及血液有好的相容性,所以被医疗界采用.
⑦抗拉强度与其屈服强度接近
钛的这一性能说明了其屈强比(屈服强度/抗拉强度)高,表示了金属钛材料在成型时塑性变形差.由于钛的屈服极限与弹性模量的比值大,使钛成型时的回弹能力大.
⑧换热性能好
金属钛的导热系数虽然比碳钢和铜低,但由于钛优异的耐腐蚀性能,所以壁厚可以大大减薄,而且表面与蒸汽的换热方式为滴状冷凝,减少了热阻,钛表面不结垢也可减少热阻,使钛的换热性能显著提高.
⑨弹性模量低
钛的弹性模量在常温时为106.4GPa,为钢的57%.
⑩吸气性能
钛是一种化学性质非常活泼的金属,在高温下可与许多元素和化合物发生反应.钛吸气主要指高温下与碳、氢、氮、氧发生反应.
(2)钛的三大功能
功能材料是以物理性能为主的工程材料,即在电、磁、声、光、热等方面具有非凡的性质,或在其作用下表现出非凡功能的材料.对钛和钛合金的研究已发现其有三种非凡功能有应用前途:
①记忆功能
钛-镍合金在一定环境温度下具有单向、双向和全方位的记忆效应,被公认是最佳记忆合金.在工程上做管接头用于战斗机的油压系统;石油联合企业的输油管路系统;直径为0.5mm的丝做成的直径为500mm的抛物网状天线用于宇航飞行器上;在医学工程上用于鼾症治疗;制成螺钉用于骨折愈合等.上述应用均获得了明显效果.
②超导功能
铌-钛合金在温度低于临界温度时,呈现出零电阻的超导功能.
③贮氢功能
钛-铁合金具有吸氢的特性,把大量的氢安全地贮存起来,在一定的环境中又把氢释放出来.这在氢气分离、氢气净化、氢气贮存及运输、制造以氢为能源的热泵和蓄电池等方面的应用中很有前途.
3.铝的故事和发现
(1)曾经当过金属中的贵族
有这么一个故事,传说在古罗马,一天,一个陌生人去拜见罗马皇帝泰比里厄斯(Tiberius),献上一只金属杯子,杯子像银子一样闪闪发光,但是分量很轻,它是这个人从黏土中提炼出的新金属.但这个皇帝表面上表示感谢,心里却害怕这种光彩夺目的新金属会使他的金银财宝贬值,就下令把这位发明家斩首.从此,再也没有人动过提炼这种“危险金属”的念头,这种新金属就是现在大家非常熟悉的铝.
在19世纪以前,铝被认为是一种稀罕的贵金属,价格比黄金还要贵.当一个欧洲君主买了一件有铝纽扣的衣服时,他就瞧不起那些买不起这种奢侈品的其他君主.而没有铝纽扣衣服的君主,又是多么渴望有朝一日自己也能穿上这种带铝纽扣的衣服.
在法国拿破仑三世统治时期,就曾经发生过现在看来很好笑的一件事情.在一个国王举办的盛宴上,只有王室成员和贵族来宾才能荣幸地用铝匙和铝叉用餐.当然,被伤了脸面的客人们是无论如何都吃不好这顿盛餐了.此外,为了让其他国王对自己产生羡慕和妒忌,他花了大量资金让他的警卫部队的卫士穿上铝铠甲,因为铝铠甲的确太昂贵了,其他国王无能为力.
俄罗斯作家车尔尼雪夫斯基(Chernyshevsky)曾在他的小说《怎么办》中写到:终有一天,铝将代替木材,甚至可能代替石头.看,这一切是多么奢侈,到处都是铝.1889年,当门捷列夫在伦敦时,为了表彰他的伟大勋业,他被赠予一件贵重奖品——用金和铝制作的天平.
其实,这些都不足为奇,因为铝的价值贵贱,完全取决于炼铝工业的水平.随着铝产量的增加,铝价也就下降.1854年,1公斤铝需1200卢布,而到了十九世纪末就降到1卢布.显然,珠宝商人已经对铝完全失去了兴趣,但是,铝却立即吸引了整个工业界.
20世纪初,用铝合金造出了第一架飞机,从此以后,铝的命运就与飞机制造业联系在一起了.铝被誉为“带翼的金属”.
(2)铝的发现
古代,人们曾用一种称为明矾的矿物作染色固定剂.俄罗斯第一次生产明矾的年代可追溯到八至九世纪.明矾用于染色业和用山羊皮鞣制皮革.中世纪,在欧洲有好几家生产明矾的作坊.6世纪,德国医生兼自然科学历史学家帕拉塞斯(~1541)在铝的历史上写下了新的一页,他研究了许多物质和金属,其中也包括明矾,证实它们是“某种矾土盐”.这种矾土盐的一种成分是当时还不知道的一种金属氧化物,后来叫做氧化铝.
1754年,德国化学家马格拉夫(~1782)终于能够分离“矾土”了.这正是帕拉塞斯提到过的那种物质.但是,直到1807年,英国的戴维才把隐藏在明矾中的金属分离出来,用电解法发现了钾和钠,却没能够分解氧化铝.瑞典化学家贝采尼乌斯进行了类似的实验,但是失败了.不过,科学家还是给这种含糊不清的金属取了一个名字.开始贝采尼乌斯称它为“铝土”.后来,戴维又改称它为铝.这是一个奇怪的现象,在没提炼出纯铝时,铝就有了自己的名字.
1825年,丹麦科学家奥斯特发表文章说,他提炼出一块金属,颜色和光泽有点像锡.他是将氯气通过红热的木炭和铝土(氧化铝)的混合物,制得了氯化铝,然后让钾汞齐与氯化铝作用,得到了铝汞齐.将铝汞齐中的汞在隔绝空气的情况下蒸掉,就得到了一种金属.现在看来,他所得到的是一种不纯的金属铝.因刊登文章的杂志不出名,奥斯特又忙于自己的电磁现象研究,这个实验就被忽视了.两年后,提炼铝的荣誉就归于德国年轻的化学家维勒(Wö~1882).
奥斯特与维勒是朋友,他把制备金属铝的实验过程和结果告诉维勒,并说打算不再继续做提炼铝的实验.而维勒却很感兴趣.他开始重复奥斯特的实验,发现钾汞齐与氯化铝反应以后,能形成一种灰色的熔渣.当将熔渣中所含的汞蒸去后,得到了一种与铁的颜色一样的金属块.把这种金属块加热时,它还能产生钾燃烧时的烟雾.维勒把这一切写信给了贝采尼乌斯,告知重复了奥斯特的实验,但制不出金属铝,这不是一种制备金属铝的好方法.
于是,维勒从头做起,设计自己提炼铝的方法.他将热的碳酸钾与沸腾的明矾溶液作用,将所得到的氢氧化铝经过洗涤和干燥以后,与木炭粉、糖、油等混合,并调成糊状,然后放在密闭的坩埚中加热,得到了氧化铝和木炭的烧结物.将这种烧结物加热到红热的程度,通入干燥的氯气,就得到了无水氯化铝.然后将少量金属钾放在铂坩埚中,在它的上面覆盖一层过量的无水氯化铝,并用坩埚盖将反应物盖住.当坩埚加热后,很快就达到了白热的程度,等反应完成后,让坩埚冷却,把坩埚放入水中,就发现坩埚中的混合物并不与水发生反应,水溶液也不显碱性,可见坩埚中的反应物之一——金属钾已经完全作用完了.剩下的混合物是一种灰色粉末,它就是金属铝.1827年末,维勒发表文章介绍了自己提炼铝的方法.当时,他提炼出来的铝是颗粒状的,大小没超过一个针头,但他坚持把实验进行下去,终于提炼出了一块致密的铝块,这个实验用去了他十八年的时间.此外,他还用相同的方法制得了金属铍.
由于维勒是最初分离出金属铝的化学家.在美国威斯汀豪斯实验室曾经铸了一个铝制的维勒挂像.课题2 金属的化学性质
教师活动
学生活动
设计意图
【过渡】 识别真假黄金,可以利用金属的物理性质,还可以利用金属的化学性质.要想更好地使用金属,就需要了解金属的各种性质.我们已经学习了金属的物理性质,本节课我们来学习金属的化学性质.
【引言】 前面的学习告诉我们,氧气是化学性质比较活泼的气体,能与许多金属发生反应并放出大量的热.不同的金属和氧气反应的难易和剧烈程度不同.
【展示】 活动与探究:镁带、铝丝、铁丝、铜丝与氧气的反应.
探究指导:
(1)将镁带、铝丝、铁丝、铜丝用砂纸打磨光亮,放在空气中.过一会儿观察并记录现象.
(2)用坩埚钳夹一段镁带,在酒精灯上点燃,观察并记录实验现象.
(3)用坩埚钳夹住一小团棉花伸进装有铝粉的试剂瓶内轻轻蘸一下,让棉花团沾上一些铝粉,将其在酒精灯上点燃后立即伸入盛有少量水的氧气瓶中,观察并记录实验现象.(注:可看到耀眼的白光和大量的白烟)
(4)将一根铁丝绕成螺旋状系在一根火柴上,用坩埚钳夹住另一端,在酒精灯上点燃火柴,待火柴快燃尽时,将红热铁丝伸入盛有少量水的氧气瓶中,观察并记录实验现象.
(5)将一根铜丝绕成螺旋状,用坩埚钳夹住,在酒精灯上加热,观察并记录实验现象.
学生分组实验并仔细观察实验现象.
比较镁带燃烧和铁在氧气中的燃烧现象:
记录并通过比较、分析,得出结论.
培养操作技能,让学生在观察与讨论中发现问题、提出问题、解决问题,从中培养科学观察、规范表达和综合分析问题的能力.
培养对比能力,证明镁、铝较活泼,铁、铜次之,金最不活泼.
【设计活动】 安排小组代表书写上述反应的化学方程式.
【补充】 俗话说“真金不怕火炼”“金入于猛火,色不夺精光”,由此说明,金在高温下也不与氧气发生反应,金最不活泼.
【板书】 活动性:Mg、Al>Fe、Cu>Au.
【思考】 铝的化学性质比铁活泼,为什么我们通常看见铁生锈而没有看到铝生锈?在清洗铝制品时应注意些什么?
【小结】 镁、铝在常温下就能与氧气反应.如铝在空气中与氧气反应,其表面生成一层致密的氧化铝(Al2O3)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.这也是铝的产量在短短一百多年里得到大幅度的提高,并被广泛运用的一个重要原因.
【学生板书】
2Mg+O22MgO
4Al+3O22Al2O3
3Fe+2O2Fe3O4
2Cu+O22CuO
【学生讨论并回答】
铝制品耐腐蚀是由于铝可与空气中的氧气反应,使其表面形成一层致密的氧化铝保护膜;若用钢刷等来擦洗铝制品,容易把氧化铝薄膜除掉,从而起不到保护作用.
通过反应现象判断产物并能书写化学方程式.
通过对比突破难点,并为金属活动性顺序做铺垫.
问题导思,激发兴趣,培养理论联系实际、规范表达和综合分析能力.
教师活动
学生活动
设计意图
【过渡】 许多金属和氧气能发生反应.如铁丝在氧气中能够发生反应并放出大量的热.我们在上册的学习中接触到哪些金属能与氧气发生化学反应?
【展示】 镁带在空气中燃烧和铁在氧气中燃烧的实验图片.
观察图片中的化学反应并写出化学方程式.
【问】 根据上面的反应现象,我们可得出金属具有哪些化学性质?
【小结】 金属与氧气发生化学反应,生成相应的金属氧化物.
【板书】 金属+氧气金属氧化物
【问】 金属与氧气反应的剧烈程度一样吗?有什么不同?
【问】 是不是所有的金属都能跟氧气反应呢?如果不是,能举出一些例子吗?
【问】 “真金不怕火炼”说明了什么?
【讲解】 实验表明,大多数金属都能与氧气发生反应,但反应的难易和剧烈程度是不同的.如镁、铝等在常温下就能与氧气反应,铁、铜等在常温下几乎不与氧气反应,但在高温时能与氧气反应.“真金不怕火炼”说明金即使在高温时也不与氧气反应,根据上述事实,我们可判断出这些金属的活泼程度,即金属活动性.
【投影】 比较刚才提到的这几种金属的活动性.
【板书】
4Al+3O22Al2O3(氧化膜抗腐蚀)
结论:Mg、Al>Fe、Cu>Au.
【提出问题】
(1)铝的化学性质较活泼,那么我们用的铝制餐具或炊具是怎么回事呢?
(2)许多人喜欢用钢丝刷来擦洗铝制餐具,你认为这种做法合适吗?
学生通过思考回答:汞、镁、铁
3Fe+2O2Fe3O4(氧气中)
2Mg+O22MgO(空气中)
【答】 金属可与氧气发生化学反应;
【答】 不一样,镁在空气中可以燃烧,而铁要在纯氧中才能燃烧;
人们戴的白金、黄金饰品时间再久也总是金光闪闪,带着问题阅读教材.
【倾听思考】 不同金属活动性不同.
【答】 金属的活动性顺序:Mg、Al>Fe、Cu>Au.
【答】 (1)其表面形成一层致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步氧化,因而铝具有很好的抗腐蚀性能.
(2)不合适.因为用钢丝刷擦洗铝制品,容易把其表面的氧化薄膜除掉,从而起不到保护作用.
通过回忆旧知,让学生把零散的知识系统化,提高学生的分析能力,还可及时检查和反馈学生的知识掌握和运用情况.
教师活动
学生活动
设计意图
【过渡】 许多金属不仅能与氧气反应,而且还能与盐酸或稀硫酸反应.金属与盐酸或稀硫酸是否反应以及反应的剧烈程度,也可反映出金属的活泼程度.
【提出问题】 镁、锌、铁、铜能否与酸反应,反应的现象有何不同?
【展示】 活动与探究:
将学生分成A、B两大组:
A组:在四支试管中分别放入两小块打磨光亮的镁条、锌粒、铁片、铜片,各加入约5mL稀盐酸,观察现象,比较反应的剧烈程度;用燃着的木条放在试管口,观察并记录实验现象.
B组:用稀硫酸代替稀盐酸进行实验,并比较发生的现象.
【设计活动】 请两位同学在黑板上书写上述反应的化学方程式,现象由学生口述.
【提问】 通过以上实验,你得出的结论是什么?
【指导阅读】 欣赏教材10页图8-12金属与盐酸反应的比较.
问题1:根据金属与酸反应的快慢或剧烈程度,能否判断出上述金属中哪种最易与酸反应,即它们的金属活动性如何?
问题2:①上述反应是否是我们学过的化合反应、分解反应?②上述几个反应有何共同点?
【板书】 置换反应.
【讲解】 由一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质与另一种化合物的反应叫做置换反应.
特点:A+BCAC+B.
学生分组实验并仔细观察实验现象,记录并通过比较、分析,得出结论.
【学生板书】
A组:
Mg+2HClMgCl2+H2↑
Zn+2HClZnCl2+H2↑
Fe+2HClFeCl2+H2↑
B组:
Mg+H2SO4MgSO4+H2↑
Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑
Fe+H2SO4FeSO4+H2↑
【学生讨论并回答】 (1)镁、锌、铁可与盐酸或稀硫酸反应生成氢气,铜不能与盐酸或稀硫酸反应.
(2)镁、锌、铁与盐酸或稀硫酸反应时的剧烈程度不同.镁反应最剧烈,其次是锌,然后是铁.
(3)与酸反应时,能生成氢气的金属活动性强;否则,就较弱.
【回答】 问题1:镁最易与酸反应;镁、锌、铁、铜的金属活动性由强到弱.
问题2:①不是.②这些反应的特点是: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.其特点不同于化合反应和分解反应.
使学生在交流中互相启发,相互激励,发展和完善自我.
培养学生的操作技能,让学生在观察与讨论中发现问题、提出问题、解决问题,从中培养科学观察、规范表达和综合分析问题的能力.
通过反应现象判断产物并能书写化学方程式.
培养学生的归纳总结能力.
教师活动
学生活动
设计意图
【过渡】 除了和氧气反应外,金属还能与哪些物质反应?是否可以根据反应的剧烈程度来判断金属的活动性?
同学们可以先提出自己的假设,设计实验方案,通过实验来探究这个问题.
【答】 锌与稀硫酸反应生成硫酸锌与氢气;铁与硫酸铜溶液反应生成硫酸亚铁与铜.
金属与酸反应的剧烈程度可以作为判断金属活动性的依据.
根据旧知进行猜想.激发学生兴趣,培养学生的思维推理能力和实验设计能力.
【实验探究】 金属与酸的反应.
【展示】
探究内容:
1.在4只小烧杯里分别放入两小块镁、锌、铁、铜,再分别加入少量的稀盐酸,观察现象,比较反应的剧烈程度.
2.用稀硫酸代替稀盐酸进行实验,并比较发生的现象.
【解释与结论】
引导学生归纳总结得出结论:(1)Mg>Zn>Fe>Cu;
(2)金属活动性较强的金属才能与酸反应生成氢气.
观察实验,填写下表:
反应物
反应现象
反应速率
反应方程式
稀
硫
酸
或
盐
酸
镁
有气泡
最快
锌
有气泡
较快
铁
有气泡
快
铜
无气泡
反应方程式:
Mg+2HClMgCl2+H2↑
Zn+2HClZnCl2+H2↑
Fe+2HClFeCl2+H2↑
学生对比分析实验现象.
得出结论:金属活动性:Mg>Zn>Fe>Cu.
使学生通过实验探究,比较金属活动性强弱,突出重点.通过同学之间的交流、合作,体验探究活动的乐趣,培养学生比较、归纳、分析、概括等方面的能力.
【过渡】 大家观察这几个化学方程式:
Mg+2HClMgCl2+H2↑
Zn+2HClZnCl2+H2↑
Fe+2HClFeCl2+H2↑
【问】 请大家从反应物和生成物的物质类别如单质、化合物的角度分析,这些反应有什么特点?它与我们学过的化合反应和分解反应的特点是否相同?
【师】 回答得很好.化学上,我们把具有这一特点的反应叫做置换反应.
【板书】 置换反应.
【讲解】 由一种单质与一种化合物反应,生成另一种单质与另一种化合物的反应叫做置换反应.特点:A+BCAC+B.
【答】 这些反应的特点是: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.其特点不同于化合反应和分解反应.
通过观察分析,认识到置换反应的特点,掌握置换反应这个基本反应类型.
【提问】 在现代考古中,发现从地下出土的文物里,金银器具总是比铁器保存得完整、完好,而且年代比铁器早.你知道为什么吗?
学生根据金属活动性解释.铁比金、银的金属活动性强,易发生化学反应.
运用知识解答问题.
【展示】
1.家里的铁锅、铝壶为什么不能长时间放置食物?
2.下列反应是否是置换反应?
a.CO+CuOCu+CO2
b.Fe+CuSO4FeSO4+Cu
c.2KMnO4K2MnO4+MnO2+O2↑
3.活动探究:最近社会上有几个卖黄金首饰的串街小贩,你如何证明他卖的是黄铜做的首饰(黄铜是铜锌合金,与黄金外观相似)还是黄金做的首饰?请写出实验方法、现象和结论.
【答】 1.长时间放置的食物会变酸,铁、铝都与酸反应,所以铁锅、铝壶长时间盛放食物会被腐蚀.
2.只有b属于置换反应.
3.设计方案,学生交流填写表格.①灼烧,变成黑色的是黄铜,不变色的是黄金;②把首饰取一小节放于盐酸中,和盐酸反应的是黄铜.③比较密度.密度大的是黄金,密度小的是黄铜.④比较硬度.硬度大的是黄铜,硬度小的是黄金.
通过对这几个小题的训练,巩固本节所学知识,达到学以致用的效果.
【归纳小结】
1.通过本节课的学习,学习了金属的哪些化学性质?
2.还有哪些疑惑不解的地方?
3.想想在本节课的学习中学习的知识怎么运用在生活中?
【答】 金属的化学性质有:和氧气反应,和酸反应.
交流自己的感受和体会.
总结、反思在教学实践过程中的不足、发现的问题,同时让学生发散思维.
【拓展生活小常识】 绿豆在铁锅中煮熟后为何会变黑?苹果、脐橙、梨用铁刀切了以后,切面为什么也会变色?
【讲解】 这是因为绿豆、苹果、梨、脐橙等多种水果的细胞里都含有鞣酸,鞣酸能和铁反应,生成黑色的鞣酸铁.
讨论交流.
扩大学生知识视野.
与氧气的反应
与盐酸的反应
与稀硫酸的反应
Mg
2Mg+O22MgO
Mg+2HClMgCl2+H2↑
Mg+H2SO4
MgSO4+H2↑
Al
4Al+3O22Al2O3
2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑
2Al+3H2SO4
Al2(SO4)3+3H2↑
Zn
2Zn+O22ZnO
Zn+2HClZnCl2+H2↑
Zn+H2SO4
ZnSO4+H2↑
Fe
3Fe+2O2Fe3O4
Fe+2HClFeCl2+H2↑
Fe+H2SO4
FeSO4+H2↑
颜色、
状态
硬度
密度
熔点
导
电
性
导
热
性
延
展
性
银白色
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