1、1课题 2 金属的化学性质第 课时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、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
3、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.2【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
4、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
5、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.3【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”
6、,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、AlFe、CuAu.【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(Al 2O3)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 + O2 2MgO4Al + 3O2 2Al2O33Fe + 2O2 Fe3O42Cu + O2 2CuO【学生讨论并回答】铝制品耐腐蚀是由
7、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.思路二教师活动 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】
8、 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,但在高温时学生通过思考回答:汞、镁、铁3Fe+2O2 Fe3O4(氧气中)2Mg+O2 2MgO(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
9、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、AlFe、CuAu.【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.4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.【
10、板书】4Al+3O2 2Al2O3(氧化膜抗腐蚀)结论: Mg、AlFe、CuAu.【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?二、金属与盐酸、稀硫酸的反应思路一教师活动 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
11、,各加入约 5 mL 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:上述反应是否是我们学过的化合反应、分解反应?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学生分组实验并仔细观
12、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+2HCl MgCl2+H2Zn+2HCl ZnCl2+H2Fe+2HCl FeCl2+ H2B 组:Mg+H2SO4 MgSO4+H2Zn +H2SO4 ZnSO4+ H2Fe+ H2SO4 FeSO4 + 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:
13、不是.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.5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+BC AC+B.思路二教师活动 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,
14、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)MgZnFeCu;(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镁
15、 有气 泡 最快锌 有气 泡 较快铁 有气 泡 快稀硫酸或盐酸铜 无气 泡反应方程式:Mg+2HCl MgCl2+H2Zn+2HCl ZnCl2+H2Fe+2HCl FeCl2+H2学生对比分析实验现象.得出结论:金属活动性:MgZnFeCu.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+2HCl MgCl2+H2Zn+2HCl ZnCl2+H2Fe+2HCl FeCl2+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
16、?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,金银器具总是比铁学生根据金属活动性解释.铁比金、银的金属活动性运用知识解答问题.6器保存得完整、完好,而且年代比铁器早.你知道
17、为什么吗?强,易发生化学反应.【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+CuO Cu+ CO2b.Fe+CuSO4 FeSO4+ Cuc.2KMnO4 K2MnO4+MnO2+O23.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.灼烧,变成黑色的是黄铜,不变色的是黄金;把首饰取一小节
18、放于盐酸中,和盐酸反应的是黄铜.比较密度.密度大的是黄金,密度小的是黄铜.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
19、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.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
20、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+2HCl MgCl2+H2Zn+2HCl ZnCl2+H2Fe+2HCl FeCl2+ H2Mg+H2SO4 MgSO4+H2Zn +H2SO4 ZnSO4+ H2Fe+ H2SO4 FeSO4 + 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
21、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:71.金属与酸的反应(改进).2.金属活动性:MgZnFeCu.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】 上述反应是否是我们学过的化合反应、分解反应?上述几个反应有何共同点?【交流】 不是.这些反应的特点是:一种单
22、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+BC AC+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 +CuO Cu + H2O3H2 + Fe2O3 2Fe + 3H2O2.固体与固体之间的置换反应:C+2CuO 2Cu +C
23、O23C+2Fe2O3 4Fe + 3CO23.液体与固体之间的置换反应:C+H2O(g) CO+H24.金属与酸溶液的反应金属与氧气和酸的化学反应如下表:与氧气的反应与盐酸的反应与稀硫酸的反应Mg2Mg+O22MgOMg+2HClMgCl2+H2Mg+H2SO4MgSO4+H2Al4Al+3O22Al2O32Al+6HCl2AlCl3+3H22Al+3H2SO4Al2(SO4)3+3H2Zn2Zn +O22ZnOZn+2HClZnCl2+H2Zn+H2SO4ZnSO4+H2 Fe3Fe+2O2Fe3O4Fe+2HClFeCl2+H2 Fe+H2SO4FeSO4+H281.(株洲中考)如图是
24、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.X B.Y C.Z D.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.(宜昌中考)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.XYZ B.YZXC.YXZ D.XZY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
25、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:YXZ.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、后回答:(1)实验反映了同种金属跟不同酸反应的剧烈程度不同;实验则表明了 ,原因是 . (2)按照实验和的设计思路,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
26、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9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 + O 2 2MgO氧气中:3Fe + 2O 2 Fe3O44Al+3O2 2Al2O3 (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:MgZnFeCu.(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
27、物的反应.2.特点:A+BC AC+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.(扬州中考)下列金属活动性最强的是 ( )A.Cu B.ZnC.Fe D.Mg2.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.(佛山中考)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.bac B.abcC.cba D.cab4.不能由金属和酸直接反应得到的是 ( )A.ZnSO4 B.MgCl2C.CuCl2
28、 D.Al2(SO4)3105.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.(大庆中考)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
29、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: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2.70 g/cm3660 良好良好良好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:你的一种猜想 验证方法 现象
30、结论【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 aHb;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
31、明活动性 bAgc.所以三种金属活动性顺序为 abc.)4.C(解析:CuCl 2 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.)115.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
32、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
33、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
34、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
35、性能密度小,比强度高金属钛的密度为 4.51 g/cm3,高于铝而低于钢、铜、镍,但比强度位于金属之首.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
36、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.耐热性能好新型钛合金可在 600 或更高的温度下长期使用.12耐低温性能好钛合金 TA7(Ti-5Al-2.5Sn),TC4(Ti-6Al-4V)和 Ti-2.5Zr-1.5Mo 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
37、.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.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.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.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.换热性能好金属钛的导热系数虽然比碳钢和铜低,但由
38、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.弹性模量低钛的弹性模量在常温时为 106.4GPa,为钢的 57%.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: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
39、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 0.5 mm 的丝做成的直径为 500 mm 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.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.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(Ti
40、berius),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
41、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.13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
42、 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(Parace/sus P.A.T.19491541)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
43、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(Marggraf.A.S.17091782)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
44、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(Whler.F.18001882).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
45、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
46、,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.第 课时1.初步认识常见金属与金属化合物溶液间的置换反应.2.熟悉常见金属的活动性顺序,学会利用金属与酸以及金属化合物溶液之间的置
47、换反应,推断常见金属的活动性顺序.141.学会通过实验探究金属活动性顺序的方法.2.学会通过对实验现象的对比分析,对信息的归纳处理,获取结论的科学方法.1.通过学生亲自做探究实验,激发学生学习化学的浓厚兴趣,发展求知欲和探究热情.2.通过对实验的探究、分析,培养学生严谨、认真、实事求是的科学态度.3.使学生在实验探究、讨论中学会与别人交流、合作,增强协作精神.【重点】 金属活动性顺序.【难点】 对金属活动性顺序知识进行有意义的建构.【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
48、、小木条等.导入一:【演示】 小实验:外观相似的四片金属片(Mg、Al、Zn、Fe,编号)置于铁三脚架上灼烧,由学生根据现象猜出金属名称.进行“猜金属”游戏,观察现象,猜测金属:据学生展示猜出的结果进行评价学生很难完全猜准,多数根据“燃烧”仅猜出“Mg”.导入二:【材料引入】 奇怪的天平:趣味化学小组的张同学,从实验室借来一台天平,在天平两端托盘里各放两只大小和质量都相等的烧杯,再在两只烧杯中分别倒入等质量等质量分数的硫酸铜溶液和硫酸镁溶液,使天平保持平衡.接着他又拿两个质量相等的铝球,并同时将这两个铝球分别放入两个烧杯之中,这时天平两端继续保持平衡.过一会儿,将铝球取出,天平慢慢地倾斜了.是
49、天平出了毛病,还是有其他什么原因?三、探究金属活动性过渡语 通过学习,我们知道通过金属和氧气、金属和酸的反应可以比较金属的活动性,还有没有其他的办法可以证明不同金属活动性的相对强弱呢?15思路一教师活动 学生活动 设计意图【过渡】 (针对导入一):1.同学们在猜金属的游戏中,发现它们化学性质的共性和差异性了吗?2.通过发现,我们能粗略确定这些金属的活动性吗?【引言】 为了寻找差异性和规律性,我们是否还可以根据以前的学习、生活经验来寻找规律呢?【讨论】 金属的共性与差异性:Mg、Al、Zn、Fe 都能与氧气反应,但剧烈程度不同,初步归纳活动性:MgAl、Zn、Fe.【讨论与发现】 学生从教材及生活经验:“真金不怕火炼”,铜制品(如铜锁)裸露保持光泽,铁制品裸露易生锈等事例归纳规律并互动评价.活动性:Mg、AlFe、CuAu 或:MgAl、Zn、FeCuAu.【发现】 仅凭上述探究,还很难更广泛地找出金属的活动性规律.这一过程,学生仅能从最基本的认知层次初步归纳少量金属的活动性顺序、存在的问题,继续为后续的探究留下悬念.【引导联想】 上述探究初步找出了一些金属的化学性质和活动性规律,但要更广泛地
