人教版九年級化學下冊8.2.1金屬與氧氣、鹽酸、稀硫酸的反應備課素材

/第八單元金屬和金屬材料課題2金屬的化學性質(zhì)第1課時金屬與氧氣、鹽酸、稀硫酸的反響素材一新課導入[情景導入][展示]古代金、銀、銅、鐵等金屬制品的圖片。[問題情景]為什么有的保存很完整,外表沒有什么改變；而有的金屬制品外表卻有較大的改變呢？這些金屬制品的“化裝師〞是誰呢？這就是今天這節(jié)課我們要研究的內(nèi)容之一。[復習導入]物質(zhì)的結構決定性質(zhì),性質(zhì)決定用途。我們知道有些金屬可以和氧氣發(fā)生反響,請你回憶一下哪些金屬可以和氧氣發(fā)生化學反響呢？你還能回憶起這些反響發(fā)生的現(xiàn)象嗎？[故事導入]有一位收藏愛好者,經(jīng)人介紹去買一尊金佛像,為了不上當受騙,他專門學習了利用密度測定真假黃金的方法,但最后還是被騙去幾百萬,你知道為什么嗎？你還會用其他方法幫助他區(qū)分真假黃金嗎？這節(jié)課就讓我們一起來揭開這層區(qū)分真假黃金的神秘面紗。素材二教學建言[建言1]金屬與氧氣反響金屬與氧氣的反響學生已經(jīng)有一定的了解,過去大多采用提問式回憶、引導得出結論的方法,現(xiàn)在將其變?yōu)閳D示展示復習,引導學生分析實驗條件的難易：鋁常溫反響；鐵點燃反響；銅加熱反響；金不反響。根據(jù)金不反響,其他幾種金屬反響的條件不同,很容易引導學生認識這幾種金屬的活動性由強到弱的順序是：鋁、鐵、銅、金。[建言2]金屬與鹽酸和稀硫酸反響金屬與酸反響時,建議用點滴板做實驗,可以方便進行比照來判斷出金屬反響速率的快慢,也可以將教師演示實驗改為學生實驗。分甲、乙兩個大組：甲組學生做金屬(鎂、鐵、銅、鋅)與鹽酸反響,乙組學生做這四種金屬與稀硫酸反響。結合實驗分析答復以下問題：(1)金屬與氧氣反響難易程度不同,那和酸反響的速率快慢一樣嗎？需要控制什么條件？(2)實驗中金屬如何放入,酸如何添加？量不能超過多少？(3)實驗過程中觀察到什么現(xiàn)象？能發(fā)生反響的金屬有哪些？不能反響的金屬有哪些？反響的劇烈程度如何？(4)有氣體生成,猜測可能是什么氣體？假設是氫氣如何檢驗？(5)引導學生進行歸納,得出化學方程式和幾種金屬的活動性順序。(6)你知道實驗室為什么用鋅和稀硫酸反響制取氫氣嗎？不用鐵、鎂的原因是什么？[建言3]金屬與鹽酸和稀硫酸反響的實驗改良[改良一]一、實驗用品培養(yǎng)皿、自制塑料擋板、漏斗(以罩住培養(yǎng)皿為宜并加密封圈)、氣球、砂紙、稀鹽酸或稀硫酸、鎂帶、鋅片、鐵絲、銅片(分別制成相應的元素符號形狀)。二、實驗步驟1．把交叉成十字狀的硬質(zhì)塑料擋板放入培養(yǎng)皿中,將培養(yǎng)皿分割成四個區(qū)域。將制成元素符號形狀的鎂、鋅、鐵、銅分別放入培養(yǎng)皿的四個區(qū)域。2．為能同時觀察到四種金屬與酸的反響現(xiàn)象,將稀鹽酸或稀硫酸沿放有銅片的一側倒入,原因是：銅與稀酸不反響,鎂與稀酸反響過快。由于塑料擋板底部是相通的,酸可以同時流向其他三個區(qū)域。3．迅速將管口扎有氣球的漏斗倒扣在培養(yǎng)皿上。三、改良優(yōu)點1．新穎獨特金屬以相應的元素符號形狀出現(xiàn),會感覺眼前一亮,耳目一新,產(chǎn)生強烈的求知欲和探究欲。2．比照性強四種金屬幾乎同時與酸接觸,現(xiàn)象同步呈現(xiàn),清晰地比擬了不同金屬與酸反響的劇烈程度。3.保護環(huán)境實驗過程中產(chǎn)生的霧氣收集到氣球內(nèi),有效地防止了環(huán)境污染。[改良二]一、實驗用品及裝置玻璃槽或廢舊塑料盒、一次性注射器(20mL四支)、橡皮筋、透明膠帶、鐵絲、銅絲、鎂帶、鋅片、銅片、稀硫酸。①將四支注射器的內(nèi)部活塞取出得到四支針筒,其中三支注射器拔去金屬針頭,一支保存。②將四支針筒大口朝下豎直平行放置,并用膠帶固定在一起。③將四種金屬分別折成相應的元素符號形狀,并分別系掛在長度相同的細銅絲的一端,然后將細銅絲的另一端從針筒內(nèi)向上穿出小口,一支針筒的小口上套上針頭,其余三個小口用拔去金屬針頭的塑料管套牢固,用以固定銅絲。將四種金屬懸掛在針筒內(nèi),并使用最下端都與注射器下端相平。④最后將組裝好的裝置用橡皮筋固定在玻璃槽內(nèi)稍高處備用。二、實驗步驟①向玻璃槽中倒入稀硫酸約1cm高。②將上述由四支針筒組裝好的裝置下移至玻璃槽底部,使四種金屬同時沒入酸中,反響即同時開始進行。③用一小試管套在針頭上收集氫氣,點燃酒精燈進行氫氣的驗證實驗。④實驗結束,將裝置上移至玻璃槽稍高處,用橡皮筋固定,使金屬與酸脫離接觸,停止反響。三、改良優(yōu)點使四種金屬能與酸在同一容器中同時進行反響,既減少實驗時間,又能直觀地觀察四種金屬與酸反響的劇烈程度,從而得出金屬的活動性,到達實驗目的。[建言4]本課時化學方程式的書寫和記憶化學方程式的記憶是學生的一大難題。此處又出現(xiàn)很多化學方程式,解決方法：①樹立攻克“難關〞的決心。②金屬與氧氣反響：反響物就是金屬和氧氣,生成物就是對應金屬的高價氧化物(除鐵外),這節(jié)課重點記憶鋁與氧氣的反響。③金屬與酸反響,一是金屬和酸中的氫元素交換；二是寫對化學式；三是記住鐵與稀鹽酸、稀硫酸反響的化學方程式就可以了。其他化學方程式和鐵與酸反響的寫法類似。④要想使學生很好地掌握金屬性質(zhì)：就要引導學生做好實驗,將現(xiàn)象、化學方程式、性質(zhì)聯(lián)系起來學習。⑤強調(diào)：鐵與稀鹽酸反響生成正二價鐵的化合物。酸選擇稀硫酸和稀鹽酸,不能用濃硫酸和硝酸。素材四板書設計[設計1]一、金屬與氧氣的反響1.Mg、Al在常溫下就能與氧氣反響2.Fe、Cu在常溫下幾乎不與氧氣反響,但在高溫時能反響3.Au不反響金屬活動性：鎂、鋁>鐵、銅>金二、金屬與鹽酸(或稀硫酸)的反響eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑反響最劇烈,Zn＋2HCl=ZnCl2＋H2↑反響劇烈,Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑反響較劇烈))置換反響Cu＋HCl不反響金屬活動性：Mg>Zn>Fe>Cu[設計2][設計3]素材五課后“練習與應用〞變式題1.[1題變式]以下關于金屬的說法正確的選項是()A．人類使用金屬鋁的年代早于銅、鐵B．“真金不怕火煉〞說明金(Au)在高溫條件下也很難與氧氣反響C．鐵門窗比鋁合金門窗更耐腐蝕D．武德合金的熔點高,可用于制造保險絲[答案]B2．[2題變式]市場上出售的補血麥片中常含有微量顆粒細小的復原性鐵粉,鐵粉與人體胃液中的鹽酸反響轉(zhuǎn)化為亞鐵鹽,起到補血的作用,寫出該反響的化學方程式是____________________________；反響類型_____________。[答案]Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑置換反響3．[3題變式]構建知識網(wǎng)絡是一種重要的學習方法。以下圖是關于鐵的化學性質(zhì)的知識網(wǎng)絡(“→〞表示一種物質(zhì)轉(zhuǎn)化為另一種物質(zhì)),其中B是密度最小的氣體,C為含鐵的化合物。請答復以下問題：(1)A物質(zhì)的化學式為________。(2)B物質(zhì)的一種用途是__________________。(3)反響②還需要的一種反響物是________(填化學式)。(4)反響①的化學方程式為______________________________；寫一個能實現(xiàn)反響③的化學方程式為______________________________。(5)反響①～④中涉及的化學反響根本類型有________________________。[答案](1)Fe3O4(2)作燃料(冶煉金屬等)(3)CO(或C或H2)(4)3Fe＋2O2eq\o(=,\s\up7(點燃))Fe3O4Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu[Fe＋CuCl2=FeCl2＋Cu或Fe＋Cu(NO3)2=Fe(NO3)2＋Cu](5)置換反響、化合反響4．[4、5題變式]以下物質(zhì)能否發(fā)生反響？寫出能發(fā)生反響的化學方程式并注明反響類型。(1)金與稀鹽酸：___________________________________________________________。(2)鎂與氯化銅溶液：_______________________________________________________。(3)銅與硫酸亞鐵溶液：_____________________________________________________。(4)鋁與硝酸銅溶液：_______________________________________________________。(5)鋁與氧氣：_____________________________________________________________。(6)鐵與鹽酸：_____________________________________________________________。[答案](1)不能發(fā)生反響(2)能；Mg＋CuCl2=Cu＋MgCl2(置換反響)(3)不能反響(4)能；2Al＋3Cu(NO3)2=3Cu＋2Al(NO3)3(置換反響)(5)能；4Al＋3O2=2Al2O3(化合反響)(6)能；Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑(置換反響)5.[6題變式]以下除去雜質(zhì)的試劑和方法可行的是()選項物質(zhì)(括號內(nèi)為雜質(zhì))除雜試劑和方法A鋅粉(鐵粉)參加過量鹽酸BFeSO4溶液(CuSO4)參加過量鐵粉,過濾CCO2(CO)通過足量澄清石灰水DN2(O2)通過灼熱的氧化銅[答案]B6．[7題變式]為了探究金屬鎂、鋅、鐵與酸反響的快慢,某學習小組的同學們設計了如下實驗：①取三支試管,分別參加2mL濃度相同的稀鹽酸；②向三支試管中分別參加足量的、質(zhì)量相等的鎂、鋅、鐵,立即把三個相同的氣球分別套在各個試管口上。[觀察與分析](1)寫出鐵與鹽酸反響的化學方程式：________________________________________________________________________。(2)氣球膨脹最快的是放________的試管。(3)通過該實驗分析,實驗室一般用鋅而不用鎂、鐵制取氫氣的主要原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)步驟②是實驗獲得成功的關鍵,你認為在操作過程中小組成員之應該____________________。[答案](1)Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑(2)鎂(3)鋅與酸反響速率適中,容易控制(或鎂反響速率太快,而鐵反響速率太慢,或金屬活動性：Mg＞Zn＞Fe)(4)互相合作(合理描述均可)7．[8題變式]質(zhì)量相同的以下金屬,分別參加到足量稀鹽酸中充分反響,放出氫氣最多的是()A．MgB．AlC．CuD．Zn[答案]B素材六教材參考答案[教材P10探究·參考答案]金屬現(xiàn)象反響的化學方程式稀鹽酸稀硫酸稀鹽酸稀硫酸鎂劇烈反響,有大量氣泡產(chǎn)生劇烈反響,有大量氣泡產(chǎn)生Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑Mg＋H2SO4=MgSO4＋H2↑鋅反響較劇烈,有較多氣泡產(chǎn)生反響較劇烈,有較多氣泡產(chǎn)生Zn＋2HCl=ZnCl2＋H2↑Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑鐵反響且有少量氣泡產(chǎn)生,溶液由無色變成淺綠色反響且有少量氣泡產(chǎn)生,溶液由無色變成淺綠色Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑銅無變化無變化討論：1.鎂、鐵、鋅三種金屬都能與鹽酸、稀硫酸反響；鎂最劇烈、鋅次之、鐵最慢；三種金屬反響都生成了氫氣；銅不能與鹽酸、稀硫酸發(fā)生反響；根據(jù)反響時是否有氣體產(chǎn)生,將金屬分為兩類：與酸反響產(chǎn)生氫氣的金屬和與酸不反響的金屬。2.反響物特點生成物特點置換反響一種單質(zhì)＋一種化合物一種單質(zhì)＋一種化合物化合反響兩種或兩種以上物質(zhì)一種化合物分解反響一種化合物兩種或兩種以上物質(zhì)[教材P11探究·參考答案]實驗現(xiàn)象反響的化學方程式鋁絲浸入硫酸銅溶液中鋁絲上附著一層紅色物質(zhì),溶液由藍色逐漸變成無色2Al＋3CuSO4=Al2(SO4)3＋3Cu銅絲浸入硝酸銀溶液中銅絲上附著一層銀白色物質(zhì),溶液由無色慢慢變成藍色Cu＋2AgNO3=Cu(NO3)2＋2Ag銅絲浸入硫酸鋁溶液中無明顯現(xiàn)象討論：1.上述反響的化學方程式的特點是：反響物都是一種單質(zhì)和一種化合物,生成物也是一種單質(zhì)和一種化合物。它們屬于置換反響。2．鋁能把銅從硫酸銅溶液中置換出來,說明鋁比銅活潑。銅能把銀從硝酸銀溶液中置換出來,說明銅比銀活潑。上述實驗說明,鋁、銅、銀三種金屬的活動性由強到弱的順序為Al＞Cu＞Ag。[教材P13練習與應用·參考答案]1．鋁在空氣中與氧氣反響,其外表生成一層致密的氧化鋁薄膜,從而阻止鋁進一步氧化,因此,鋁制品具有耐腐蝕性。如果用鋼刷、沙等擦洗鋁制品,很容易破壞鋁制品外表致密的氧化鋁薄膜,所以,不宜用鋼刷、沙等來擦洗鋁制品。2.假設用鐵制容器配制波爾多液,會發(fā)生反響：Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu,損壞容器,降低藥效。3．C＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))CO2化合反響CO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高溫))2CO化合反響3Fe＋2O2eq\o(=,\s\up7(點燃))Fe3O4化合反響4CO＋Fe3O4eq\o(=,\s\up7(高溫))3Fe＋4CO2Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑(或Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu)置換反響Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑(或Fe＋CuCl2=FeCl2＋Cu)置換反響4．2Mg＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))2MgO化合反響Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑置換反響2Cu＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2CuO化合反響[解析]大多數(shù)金屬能與氧氣反響,位于金屬活動性順序表中氫元素前面的金屬可以與稀鹽酸發(fā)生置換反響。5．(1)不能反響(2)Zn＋CuSO4=ZnSO4＋Cu(3)不能反響(4)Al＋3AgNO3=Al(NO3)3＋3Ag[解析]在金屬活動性順序表中,Ag排在氫后面,不能與稀鹽酸反響；銅排在鋅后面,不能與硫酸鋅溶液反響。6.混合物除去雜質(zhì)的化學方程式主要操作步驟銅粉(Fe)Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑加適量鹽酸至無氣泡產(chǎn)生,過濾,洗滌,枯燥FeCl2溶液(CuCl2)Fe＋CuCl2=FeCl2＋Cu加適量無銹鐵釘或鐵粉,過濾7.金屬活動性順序：X>Y>Z。8．生成氫氣的質(zhì)量分別為Mg：2.5g；Zn：0.92g；Fe：1.07g。需要金屬的質(zhì)量分別為Mg：360g；Zn：975g；Fe：840g。[解析]根據(jù)化學方程式計算總結規(guī)律：反響后化合價相同的金屬,等質(zhì)量金屬與足量的酸反響時,金屬的相對原子質(zhì)量越小,生成的氫氣越多；假設制取等質(zhì)量的H2,相對原子質(zhì)量小的金屬用量少。素材七能力培優(yōu)【培優(yōu)訓練題】1．〔多項選擇〕〔全國復賽〕質(zhì)量相等的鋅和鐵分別與質(zhì)量相等、濃度也相等的稀鹽酸反響,反響情況如右圖所示。那么以下表達中正確的選項是〔〕A．圖線a、b分別表示鋅、鐵的反響情況B．鋅、鐵均反響完,鹽酸有剩余C．鹽酸均反響完,—定有鋅剩余D．鹽酸均反響完,—定有鐵剩余2．〔多項選擇〕〔湖北初賽〕有一包固體混合物,其中含有硝酸銀、硝酸銅、硝酸鎂及鐵粉,參加足量的水過濾。以下描述的情形不可能存在的是〔〕A．濾紙上有Ag、Cu、Fe,濾液中有Fe2+、Cu2+、Mg2+B．濾紙上有Ag、Cu,濾液中有Fe2+、Cu2+、Mg2+、Ag+C．濾紙上有Ag,濾液中有Fe2+、Cu2+、Mg2+、Ag+D．濾紙上有Ag、Cu,濾液中有Fe2+、Cu2+、Mg2+3．〔雙陽區(qū)初賽〕以下事實不能說明Zn比Ag活潑的是〔〕A．Zn能與AgNO3溶液反響,置換出AgB．Zn能與稀硫酸反響,Ag那么不能C．自然界沒有以單質(zhì)形式存在的Zn,而有以單質(zhì)形式存在的AgD．Zn的熔點為420℃,Ag的熔點為962℃【情景創(chuàng)新題】4．〔原創(chuàng)題〕航空母艦是人類歷史上最具威脅的武器之一,是可以為國家利益做出特殊奉獻的“海上霸王〞。曾有人說：“一個沒有航母和遠洋海軍的國家就不能稱為偉大的國家〞。擁有航母,這個讓中國人魂牽夢繞了70年的夢想,這個讓幾代中國海軍軍人執(zhí)著的夙愿終于實現(xiàn)了。2019年7月中國“瓦良格〞號航母先后三次出海試航,同年11月正式交付海軍服役。據(jù)報道,特種鋼、鎳鐵合金以及鈦合金是制造航母的重要合金材料,這些合金的優(yōu)點是強度高、耐腐蝕強。結合上述材料答復以下問題：〔1〕制造航母所用特種鋼中有一種錳鋼,其主要性能是韌性好、硬度大。假設金屬錳(Mn)在金屬活動性順序中位于鋁和鋅之間,那么以下反響不正確的選項是〔〕 A．Mn+2HClMnCl2＋H2↑B．Mg+MnSO4MgSO4＋Mn C．Mn＋Cu(NO3)2Mn(NO3)2+CuD．Fe＋MnSO4FeSO4＋Mn〔2〕航母制造時使用量較多的金屬材料是鐵合金和鈦合金。某?；瘜W興趣小組想知道鐵和鈦的金屬活動性誰更強些進行了如下探究：[實驗設計]相同溫度下,取大小相同的兩種金屬薄片,用砂紙將外表磨光,分別放入等體積、等濃度且足量的稀鹽酸中反響,觀察現(xiàn)象。請分析答復以下問題：①兩種金屬投入鹽酸前用砂紙將外表擦光亮,其目的是。②制造航母使用鈦合金的理由是。③根據(jù)下表中的現(xiàn)象填寫結論。金屬鈦鐵與鹽酸反響現(xiàn)象放出氣泡速率很慢放出氣泡速率較慢結論④鈦鹽中鈦元素顯+4價。寫出鈦和稀鹽酸反響的化學方程式參考答案1．AD【解析】在金屬活動性順序表中,鋅的比鐵活潑,故鋅反響速率較快,最先反響完,那么A正確；觀察圖像可知,反響完畢后生成氫氣的質(zhì)量相等,說明鹽酸被完全消耗,鋅可能剩余,而金屬鐵一定有剩余,應選AD。2．AB【解析】鐵粉不能置換出硝酸鎂中的鎂〔鎂比鐵活潑〕；鐵先置換出硝酸銀中的銀,當硝酸銀完全反響后,鐵才與硝酸銅反響,置換出金屬銅。選項A中鐵過量,濾液中一定沒有Cu2+,那么A錯誤；選項B中金屬Cu析出,說明硝酸銀完全反響,濾液中不可能有Ag+,故B錯誤。3．D【解析】熔點屬于金屬的物理性質(zhì),而活動性屬于金屬的化學性質(zhì),根