化学下册第三单元金属第二节Word文档下载推荐.docx
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②在潮湿的空气中表面会逐渐生成一层绿色物质碱式碳酸铜【Cu2(OH)2CO3】
铜在加热时,原理是________________________
铜丝表面逐渐变成黑色。
(5)金、银等金属即使在高温时也不与氧气反应。
结论:
大多数金属都能与氧气反应,但反应的难易和剧烈程度不同.镁、铝等在常温下就能与氧气反应;
铁、铜在常温时几乎不与氧气反应;
金在高温时也不与氧气反应,通常所说“真金不怕火炼”就是这个意思。
即镁、铝比较活泼,铁、铜次之,金最不活泼。
2、金属活动性顺序常见的金属活动性顺序:
KCaNaMRAlZnFeSnPb(H)CuHgAnPtAu
金属活动性由强逐渐减弱
注:
①金属活动性顺序能表示常见金属的化学活动性,金属的位置越靠前,它的活动性就越强。
②金属的活动性顺序表能用来判断金属和酸、金属和盐溶液之间能否发生置换反应。
3、置换反应
(1)、定义:
一种与一种反应,生成另一种和另一种,这样的反应叫做置换反应
(2)、置换反应是化学反应基本类型之一在前面已学过的化合反应、分解反应、复分解反应都属于化学反应基本类型,根据下列的特点将化学反应基本类型填入空白:
①___________:
“多变一”,A+B+……→C;
②________________:
“一变多”,A→B+C+……;
___________:
“一换一”,A+BC→B+C;
________________:
“两种化合物交换成分”,AB+CD→AD+CB.
【例题1】某校学生在探究金属的化学性质时,实验情况如下:
[提出问题]从上述实验现象中,你发现了什么问题?
[猜想]针对你发现的问题.分析其原因,大胆提出你的一个猜想:
[设计方案]根据你的猜想,任选下列实验用品,进行实验设计。
操作步骤(用图示说明
或文字叙述均可)
可能观察到
的实验现象
相应的
结论
实验用品:
lO%的稀硫酸、30%的稀硫酸、相同大小的铝片(若干)、氯化钠、试管、试管夹、酒精灯、镊子、药匙、砂纸。
[评价与反思]通过这次探究,你得到的启示或感受是:
[技法攻略][提出问题]铝片放到稀硫酸中为什么没有现象?
[猜想]可能是铝片表面生成的致密氧化膜阻碍了反应的发生;
或可能与稀硫酸的浓度有关;
或可能是铝片与稀硫酸反应需要加热;
或氯离子促进氧化膜的溶解。
[设计方案]方案一
步骤(用图示说明或文字叙述均可)
可能观察到
的实验现象
相应的结论
将打磨后的铝片放
入试管中,加入10%
的稀硫酸
若有气泡产生;
若没有气泡产生
猜想正确;
猜想错误
方案二
操作步骤(用图示说
明或文字叙述均可)
可能观察到的
实验现象
取一支试管,放入一
块铝片,加入30%的
稀硫酸少许
若有气泡产生;
若没有气泡产生
猜想正确;
猜想错误
方案三
操作步骤(用图示说
明或文字叙述均可)
块铝片,加入10%的
稀硫酸少许,然后加
热
方案四
取一支试管,放入一块
铝片,加入10%的稀
硫酸少许,然后加入氯
化钠
若仍然没有气泡产生
[评价与反思]善于发现问题,大胆质疑,勇于探究。
[解题秘籍]科学探究的基本过程一般有6个要素:
提出问题,进行猜想和假设,设计实验,通过观察、实验等手段获取事实和证据,检验与评价,表达与交流。
提出问题后进行有目的的猜想是解决问题的关键。
例题2.将30g某金属混合物投入到足量的稀硫酸中,共收集到1g氢气,该金属混合物的组成不可能是()
A.Mg和ZnB.Fe和ZnC.Zn和CuD.Cu和Fe
解析四个选项中共包括三种金属Mg、Fe和Zn位于金属活动性顺序中氢的前面,能与稀硫酸反应放出氢气,而铜不反应。
Mg+H2SO4
MgSO4+H2↑Zn+H2SO4
ZnSO4+H2↑
242652
12克1克32.5克1克
Fe+H2SO4
FeSO4+H2↑
562
28克1克
三种金属分别反应生成1克氢气,镁铁所需金属质量均小于30克,只有锌所需金属质量大于30克,铜不与酸反应。
所以生成1克氢气时所需金属质量等于30克,只有C项Zn和Cu不符合条件。
答案:
C
例题3:
将质量相等的A、B、C三种金属,同时分别放人三份溶质质量分数相同且足量的稀盐酸中,反应生成H2的质量与反应时间的关系如右图所示。
根据图中所提供的信息,得出的结论正确的是(已知:
A、B、C在生成物中均为+2价)()。
A、放出H2的质量是A>
B>
CB.金属活动性顺序是A>
C.反应速率最大的是AD.相对原子质量是C>
A
分析:
先分析放出H2的质量,当三种金属完全反应后,生成H2的量达到最大值,故放出H2的质量A>
C;
比较金属的活动性,金属越活泼,反应速率越快,反应完所需的时间也越短,金属活动性顺序应为B>
C>
A;
反应速率最快的应为B;
比较相对原子质量的大小,主要从生成H2的质量方面考虑,由于三种金属均为+2价,质量相同,故相对原子质量越大的金属反应放出的H2越少,相对原子质量应为C>
A。
答案A、D
例题4;
用铁和铝分别跟足量的稀盐酸反应,若各制得2g氢气,则需要铁和铝的质量比是()
A1:
1B56:
27C28:
9D4:
3
错选A或B
错因分析:
没有搞清反应实质,错误认为产生等质量的氢气需要金属的质量相等,所以错选A;
错选B是因为简单地认为产生相同质量的氢气,消耗金属质量之比即为金属的相对分子质量之比。
正确解答;
C.题目所给条件是两种不同金属与足量酸反应时产生氢气的质量相等。
由金属与酸反应的规律公式:
H2的质量=金属质量×
金属在化合物中的化合价÷
该金属的相对原子质量据此来求所消耗的两种金属的质量比。
例题5:
天平两托盘上的烧杯中,分别放有足量的等质量、等溶质质量分数的稀硫酸,调整天平至平衡后,向天平左端烧杯中加入4.4g氧化铁,欲保持天平平衡,应向右端的烧杯中加入()。
A.4.8gMgB.5.4gA1C.4.3gZnD.4.5gAg
左盘烧杯中加入4.4g氧化铁,由于氧化铁与硫酸反应无气体生成,所以左盘增重4.4g,为保持天平平衡,右盘烧杯中也应增加相等的质量。
据选项分析,D选项的Ag不能与稀硫酸反应,A、B、C三个选项的金属都与稀硫酸反应,但在反应后都有气体生成。
因C选项的金属质量只有4.3g,将其排除。
要通过计算,判断A、B哪种情况下能使溶液净增4.4g。
解:
设生成气体的质量为z。
Mg+H2S04=MgSO4+H2↑
242
4.8gz
24:
2=4.8g:
zz=0.4g溶液增重为4.8g一0.4g=4.4g
2A1+3H2S04=Al2(S04)3+3H2↑
546
5.4gz
54:
6=5.4g:
zz=0.6g溶液增重为5.4g一0.6g=4.8g
答案:
(五)(课堂练习)
1、现有等质量的铁粉、镁粉、锌粉,分别跟足量的同温同浓度的稀硫酸反应。
它们中产生氢气最快最多的是()
A.铁粉B.镁粉C锌粉D.一样多和快
2、下列化学反应属于置换反应的是()
A.CO+CuO
Cu+CO2B.C12+H2O
HCI+HClO
C.Na2O+2HCl
2NaCl+H2OD.C+H2O
H2+CO
3、生铁和足量的稀盐酸充分反应后总会有残渣,残渣的成分是( )
A.铁 B.氯化铁 C.氯化亚铁 D.碳和一些杂质
4.(2009·
娄底)将X、Y、Z三块大小相同的金属片分别投入到10%的稀盐酸中,x表面无明显现象,Y表面缓慢地产生气泡,Z表面迅速产生大量气泡。
则X、Y、Z的金属活动性顺序为()
A.X>
Z>
YB.Z>
Y>
XC.X>
ZD.Z>
X>
Y
5.等质量的足量的稀硫酸(质量分数相同)分别和等质量的铁、锌两种金属反应,下列图像能正确表示生成氢气质量m与反应时间t之间关系的是()
第二课时
教学目标:
初步认识常见金属与盐酸、硫酸的置换反应,以及与盐溶液的置换反应,能用置换反应解释一些与日常生活有关的化学问题。
教学重点:
金属与盐溶液的反应。
(三)、(讲解课文)2)常见金属的化学性质归纳如下表:
金属的化学性质
实例
说明
(1)金属与氧气的反应
2Mg+O2
2MgO
4A1+3O
2Al2O3
3Fe+2O2
Fe3O4
2Cu+O2
2CuO
大多数金属都能与氧气反应,但反应的难易和剧烈程度不同。
Mg、A1等在常温下就能与氧气反应;
Fe、Cu等在常温时几乎不与氧气反应,金在高温时也不与氧气反应。
(2)金属与盐酸、稀硫酸的反应
MgSO4+H2↑
Zn+H2SO4
Fe+2HCl
FeCl2+H2↑
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,而位于氢后面的金属则不能。
(3)金属与某些化合物溶液的反应
Zn+CuSO4
ZnSO4+Cu
Zn+2AgNO3
Zn(NO3)2+2Ag
Fe+CuS04
Cu+FeSO4
Cu+2AgNO3
Cu(NO3)2+2Ag
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的化合物溶液里置换出来
其中,铁跟硫酸铜反应生成铜,是我们劳动人民在古代就发明的湿法冶金技术。
例题1:
在CuSO4和ZnSO4的混合溶液中加于过量铁粉,充分反应后过滤,滤液中存在的金属离子是()
A.Zn2+、Cu2+BZn2+Fe2+CZn2+Fe3+DCu2+Fe2+
解析:
铁、铜、锌三种金属活动性由强到弱顺序为锌、铁、铜。
所以铁加入CuSO4和ZnSO4的混合溶液中,铁与CuSO4溶液反应,与ZnSO4溶液不反应。
利用金属活动性顺序判断的同时要认真审题,弄清所加药品是过量、足量还是适量,对不同的药品用量采用不同的分析方法。
B
例题2:
把若干铁粉放人AgNO3、Cu(NO3)2的混合溶液中,充分反应后过滤,
(1)向滤液中加入稀盐酸,有白色沉淀产生,滤液中一定含有溶质,滤渣中一定含有金属;
(2)向滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生,则滤液中一定含有溶质,滤渣中一定含有金属。
解析:
将Fe放入AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中,会发生三个反应:
Fe+2AgNO3
Fe(NO3)2+2Ag,Fe+Cu(NO3)2
Fe(NO3)2+Cu,生成的Cu又会和未反应的AgNO3反应:
Cu+2AgNO3
Cu(NO3)2+2Ag。
显然生成的银不会再与其他盐溶液反应了。
所以铁会优先和AgNO3反应。
控制铁的质量由少到多分五种情况分别加入到AgNO3;
和Cu(NO3)2的混合溶液中,滤渣中的金属及滤液中的溶质有哪些可能的情况呢?
铁的质量
①能与部分
AgNO3反应
②恰好与AgNO3完全反应
③能与部分
Cu(NO3)2反应
④恰好与Cu(NO3)2完全反应
⑤铁过量
滤渣
Ag
Ag、Cu
Ag、Cu、Fe
滤液中的溶质
Fe(NO3)2
Cu(NO3)2
AgNO3
Fe(NO3)2
Fe(NO3)2
从题目中知道:
(1)向滤液中加入稀盐酸,有白色沉淀产生,说明滤液中一定含有过量的AgNO3溶液。
从上表我们可以知道,这属于第一种情况,滤液中一定含有溶质Fe(NO3)2
、Cu(NO3)2、AgNO3,滤渣中一定含有金属Ag。
(2)向滤渣中加入稀盐酸,有气泡产生,则滤渣中一定含有金属铁,说明铁粉加过量了,这属于第五种情况,滤液中一定含有溶质Fe(NO3)2。
(1)Fe(NO3)2、Cu(NO3)2、AgNO3Ag
(2)Fe(NO3)2Ag、Cu、Fe
例题3】要除去银粉中含有的少量铜粉,可加入下列试剂中的()
A.硝酸汞溶液B.硝酸银溶液
C.硫酸锌溶液D.稀硫酸
[技法攻略]B。
根据金属活动性顺序,铜与硫酸锌溶液、铜与稀硫酸均不能发生反应,不能除去含有的少量杂质;
铜与硝酸汞溶液能发生置换反应,但根据除杂不增不减的原则,虽然除去了原来的杂质(Cu),却引进了新的杂质(Hg)。
而铜与硝酸银溶液反应能够置换出金属银,同时生成溶于水的硝酸汞,然后经过过滤便可除去杂质。
[解题秘籍]
反应规律I:
金属+盐一新盐+新金属,如Fe+CuSO4=FeS04+Cu。
、
条件:
①金属要比组成盐的金属活动性强。
②参加反应的盐是可溶的。
③K、Na、Ca等活泼金属与盐溶液不直接发生置换反应,而是先与水发生置换。
如Na放在CuSO4溶液中的反应:
2Na+2H20=2NaOH+H2;
CuS04+2NaOH=Cu(OH)2+Na2SO4。
④当溶液中含有多种金属阳离子时,金属优先与氧化性较强的(即排在金属活动性顺序表中较后面的)金属离子反应。
如把Fe片放在AgN03和CuS04混合液中,其反应:
Fe+2AgN03=Fe(N03)2+2Ag(先);
Fe十CuS04-=FeS04+Cu(后)。
反应规律Ⅱ:
一种金属跟几种盐的混合溶液发生置换反应。
当一种金属跟几种盐的混合溶液发生置换反应时,其中氧化性最强的金属离子将优先被还原。
即排在活动性顺序表中后面的金属优先被置换出来,然后再依次置换出稍前的金属。
顺序表中两金属间距离越大,上述反应则越易发生。
例题4:
有X、Y、Z、三种金属,把Y投入X(NO3)2溶液中,Y表面有X析出,得到Y(NO3)2溶液的质量比X(NO3)2溶液的质量大;
把X投入Z(NO3)2溶液中,Z析出后,溶液的质量减小。
下列判断错误的是()
A.元素的相对原子质量可能是:
B.X、Y、Z可能依次是:
Hg、Zn、Cu
C,金属活动性顺序是:
Y>X>ZD.X、Y、Z可能依次是:
Cu、Zn、Hg、
技法攻略AB.有置换反应和金属活动性顺序可知,X、Y、Z三种金属活动性为Y>X>Z。
又因Y(NO3)2溶液的质量比X(NO3)2溶液的质量大,X投入Z(NO3)2溶液中,溶液的质量会变小,说明三种金属的相对原子质量一定是Z>Y>X.
解题秘籍:
判断溶液质量的变化有两种情况:
(1)金属与酸反应,反应后溶液的质量比反应前溶液的质量均增大;
(2)金属与盐反应,当金属的化合价相同时,若参与反应的金属的相对原子质量比置换除金属的相对原子质量大,则反应后溶液质量增大。
用实验比较铜、铁、汞的金属活动性,只需选用下列试剂中的()
A硫酸亚铁溶液B硝酸镁溶液C盐酸溶液D硫酸铜溶液
解题思路:
验证三种金属的活动性,一般采用两种方法:
(1)选择活动性最强和最弱的金属离子的溶液与活动性居中的单质金属进行检验;
可记为“盐、金、盐”;
(2)选择活动性居中的金属离子的溶液与活动性最强和最弱的金属单质进行检验,可记为“金、盐、金”。
从本题的供选答案不难看出,可采用方法
(2)。
因为铁能置换出硫酸铜溶液中的铜离子,金属汞不能置换出硫酸铜溶液中的铜离子,说明铁的金属活动性比铜强,铜的金属活动性比汞强。
D
规律方法总结:
金属与盐溶液的反应应注意的问题要熟记。
例题6:
向含有AgNO3、Cu(NO3)2的混合溶液中加入一定量的铁粉,充分反应后过滤,向滤出的固体中滴加稀H2SO4,有气体生成,则滤出固体一定为()
A.Ag、Cu两种单质的混合物B。
Cu、Fe两种单质的混合物
C.Ag、Fe两种单质的混合物D。
Ag、Cu、Fe三种单质的混合物
根据金属活动性顺序表的应用,知道铁能置换出AgNO3.Cu(NO3)2的混合液中
的Ag、Cu元素,由题中已知向滤出的固体中滴加稀H2SO4,有气体生成,可判断出的固体中有铁,说明加入的铁粉过量,所以Ag、Cu元素全部被置换出来。
1、将甲乙两种金属分别放入硫酸铜溶液中,甲表面析出金属铜,乙没有发生反应。
据此判断,三种金属的活动性顺序是()
A、甲>
铜>
乙B、铜>
甲>
乙C、乙>
甲D、甲>
乙>
铜
2.白蚁能分泌出蚁酸。
蚁酸的化学性质与盐酸相似,能腐蚀很多物质。
下列最不容易被蚁酸腐蚀的是()
A.镀锌水管B.铜制塑像C.大理石栏杆D.铝合金门窗
3、在盛有AgNO3和Mg(NO3)2混合溶液的试管中,加入一定量的锌粉充分反应,试管底部有少量固体存在,过滤,向滤渣中加稀盐酸,有气泡产生,则滤渣是()
A.MgB.AgC.Zn和AgD.Zn和Mg
4、向氧化铜和铁粉的混合物中,加入一定量的稀硫酸,反应停止后,过滤,除去不溶物,向滤液中加入铁片,未看到铁片有任何变化,下列分析正确的是()
A.滤出的不溶物中一定含有铜和铁B.滤出的不溶物中一定含有铜
C.滤液中一定不含有硫酸铜D.滤液中一定不含有硫酸亚铁和硫酸
5.为验证Fe、Cu、Ag三种金属的活动性是依次减弱的,某化学兴趣小组设计了如图K11-1所示的四个实验。
其中不必进行的是()
6.把过量的铁粉加入到H2SO4和CuSO4的混合溶液中,充分反应后过滤,有关此实验的说法,不正确的是()
A.滤液中只含有FeSO4B.滤液中含有FeSO4和H2SO4
C.过滤所得固体是Fe和CuD.所发生的反应都是置换反应
7、某化学兴趣小组,设计了验证Fe、Cu、Ag的金属活动性顺序的多种方案,每种方案所需的试剂如下:
①Fe、CuSO4溶液、Ag②FeCl2溶液、Cu、AgNO3溶液③Fe、Cu、AgNO3溶液④Fe、Cu、稀盐酸、AgNO3溶液⑤FeSO4溶液、Cu、Ag
你认为可行的方案是(填序号)。
8、为了探究影响金属与酸反应剧烈程度的因素,进行了以下实验:
实验序号
实验过程
(1)
镁粉和铁粉分别与质量分数为5%的盐酸反应
镁粉产生气体快
(2)
铁粉和铁片分别与质量分数为10%的盐酸反应
铁粉产生气体快
(3)
铁片分别与质量分数为5%的盐酸和10%的盐酸反应
质量分数为lO%的盐酸产生气体快
由此得出影响金属与酸反应剧烈程度的因素有:
因素一:
因素二:
因素三:
8.金属的化学性质越活泼,反应越快;
金属的颗粒越小,反应速度越快;
盐酸的浓度越高,反应速度越快。
9、铁及其化合物在化学反应中通常发生颜色变化。
分别写出铁及其化合物有颜色变化的三例化学反应。
例:
FeCl2+H↑溶液由无色变为浅绿色。
(3)
10.把相同体积、相同质量分数的稀盐酸,分别滴到等质量、颗粒大小相同的X、Y、Z三种较活泼金属中,生成H:
的质量与反应时间的关系如右图所示。
这三种金属的活动性顺序为;
假如X、Y、Z都是+2价金属,则相对原子质量由大到小的
顺序为。
10、YXZZYX
三、【我的课后学习】
(一)小资料:
课外延伸:
湿法冶金
湿法冶金就是金属矿物原料在酸性介质或碱性介质的水溶液进行化学处理或有机溶剂萃取、分离杂质、提取金属及其化合物的过程。
湿法冶金在我国古代就有,《天工开物》中好像有记载---曾青得铁则化为铜(曾青是指硫酸铜溶液,意思是:
硫酸铜遇到铁就会变成铜)。
我国劳动人民很早就认识了铜盐溶液里的铜能被铁置换,从而发明了水法炼铜。
它成为湿法冶金术的先驱,在世界化学史上占有光辉的一页。
现代的湿法冶金几乎涵盖了除钢铁以外的所有金属提炼,有的金属其全部冶炼工艺属于湿法冶金,但大多数是矿物分解、提取和除杂采用湿法工艺,最后还原成金属采用火法冶炼或粉末冶金完成。
湿法冶金的优点是原料中有价金属综合回收程度高,有利于环境保护,并且生产过程较易实现连续化和自动化。
(二)课后能力突破
【基础训练】
1.把锌片放入下列物质的溶液中,溶液的质量增加且无气体产生的是()
A.硫酸铜B.硫酸镁C.硫酸D.硝酸银
2、若金属锰(Mn)在金属活动性顺序中位于铝和锌之间,则下列反应不正确的是
A.Mn+H2SO4
MnSO4+H2↑B.Mg+MnSO4
MgSO4+Mn
C.Fe+MnSO4
FeSO4+MnD.Mn+C
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