人教版九年级化学下册8.2.1金属与氧气、盐酸、稀硫酸的反应备课素材

/第八单元金属和金属材料课题2金属的化学性质第1课时金属与氧气、盐酸、稀硫酸的反响素材一新课导入[情景导入][展示]古代金、银、铜、铁等金属制品的图片。[问题情景]为什么有的保存很完整,外表没有什么改变；而有的金属制品外表却有较大的改变呢？这些金属制品的“化装师〞是谁呢？这就是今天这节课我们要研究的内容之一。[复习导入]物质的结构决定性质,性质决定用途。我们知道有些金属可以和氧气发生反响,请你回忆一下哪些金属可以和氧气发生化学反响呢？你还能回忆起这些反响发生的现象吗？[故事导入]有一位收藏爱好者,经人介绍去买一尊金佛像,为了不上当受骗,他专门学习了利用密度测定真假黄金的方法,但最后还是被骗去几百万,你知道为什么吗？你还会用其他方法帮助他区分真假黄金吗？这节课就让我们一起来揭开这层区分真假黄金的神秘面纱。素材二教学建言[建言1]金属与氧气反响金属与氧气的反响学生已经有一定的了解,过去大多采用提问式回忆、引导得出结论的方法,现在将其变为图示展示复习,引导学生分析实验条件的难易：铝常温反响；铁点燃反响；铜加热反响；金不反响。根据金不反响,其他几种金属反响的条件不同,很容易引导学生认识这几种金属的活动性由强到弱的顺序是：铝、铁、铜、金。[建言2]金属与盐酸和稀硫酸反响金属与酸反响时,建议用点滴板做实验,可以方便进行比照来判断出金属反响速率的快慢,也可以将教师演示实验改为学生实验。分甲、乙两个大组：甲组学生做金属(镁、铁、铜、锌)与盐酸反响,乙组学生做这四种金属与稀硫酸反响。结合实验分析答复以下问题：(1)金属与氧气反响难易程度不同,那和酸反响的速率快慢一样吗？需要控制什么条件？(2)实验中金属如何放入,酸如何添加？量不能超过多少？(3)实验过程中观察到什么现象？能发生反响的金属有哪些？不能反响的金属有哪些？反响的剧烈程度如何？(4)有气体生成,猜测可能是什么气体？假设是氢气如何检验？(5)引导学生进行归纳,得出化学方程式和几种金属的活动性顺序。(6)你知道实验室为什么用锌和稀硫酸反响制取氢气吗？不用铁、镁的原因是什么？[建言3]金属与盐酸和稀硫酸反响的实验改良[改良一]一、实验用品培养皿、自制塑料挡板、漏斗(以罩住培养皿为宜并加密封圈)、气球、砂纸、稀盐酸或稀硫酸、镁带、锌片、铁丝、铜片(分别制成相应的元素符号形状)。二、实验步骤1．把交叉成十字状的硬质塑料挡板放入培养皿中,将培养皿分割成四个区域。将制成元素符号形状的镁、锌、铁、铜分别放入培养皿的四个区域。2．为能同时观察到四种金属与酸的反响现象,将稀盐酸或稀硫酸沿放有铜片的一侧倒入,原因是：铜与稀酸不反响,镁与稀酸反响过快。由于塑料挡板底部是相通的,酸可以同时流向其他三个区域。3．迅速将管口扎有气球的漏斗倒扣在培养皿上。三、改良优点1．新颖独特金属以相应的元素符号形状出现,会感觉眼前一亮,耳目一新,产生强烈的求知欲和探究欲。2．比照性强四种金属几乎同时与酸接触,现象同步呈现,清晰地比拟了不同金属与酸反响的剧烈程度。3.保护环境实验过程中产生的雾气收集到气球内,有效地防止了环境污染。[改良二]一、实验用品及装置玻璃槽或废旧塑料盒、一次性注射器(20mL四支)、橡皮筋、透明胶带、铁丝、铜丝、镁带、锌片、铜片、稀硫酸。①将四支注射器的内部活塞取出得到四支针筒,其中三支注射器拔去金属针头,一支保存。②将四支针筒大口朝下竖直平行放置,并用胶带固定在一起。③将四种金属分别折成相应的元素符号形状,并分别系挂在长度相同的细铜丝的一端,然后将细铜丝的另一端从针筒内向上穿出小口,一支针筒的小口上套上针头,其余三个小口用拔去金属针头的塑料管套牢固,用以固定铜丝。将四种金属悬挂在针筒内,并使用最下端都与注射器下端相平。④最后将组装好的装置用橡皮筋固定在玻璃槽内稍高处备用。二、实验步骤①向玻璃槽中倒入稀硫酸约1cm高。②将上述由四支针筒组装好的装置下移至玻璃槽底部,使四种金属同时没入酸中,反响即同时开始进行。③用一小试管套在针头上收集氢气,点燃酒精灯进行氢气的验证实验。④实验结束,将装置上移至玻璃槽稍高处,用橡皮筋固定,使金属与酸脱离接触,停止反响。三、改良优点使四种金属能与酸在同一容器中同时进行反响,既减少实验时间,又能直观地观察四种金属与酸反响的剧烈程度,从而得出金属的活动性,到达实验目的。[建言4]本课时化学方程式的书写和记忆化学方程式的记忆是学生的一大难题。此处又出现很多化学方程式,解决方法：①树立攻克“难关〞的决心。②金属与氧气反响：反响物就是金属和氧气,生成物就是对应金属的高价氧化物(除铁外),这节课重点记忆铝与氧气的反响。③金属与酸反响,一是金属和酸中的氢元素交换；二是写对化学式；三是记住铁与稀盐酸、稀硫酸反响的化学方程式就可以了。其他化学方程式和铁与酸反响的写法类似。④要想使学生很好地掌握金属性质：就要引导学生做好实验,将现象、化学方程式、性质联系起来学习。⑤强调：铁与稀盐酸反响生成正二价铁的化合物。酸选择稀硫酸和稀盐酸,不能用浓硫酸和硝酸。素材四板书设计[设计1]一、金属与氧气的反响1.Mg、Al在常温下就能与氧气反响2.Fe、Cu在常温下几乎不与氧气反响,但在高温时能反响3.Au不反响金属活动性：镁、铝>铁、铜>金二、金属与盐酸(或稀硫酸)的反响eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑反响最剧烈,Zn＋2HCl=ZnCl2＋H2↑反响剧烈,Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑反响较剧烈))置换反响Cu＋HCl不反响金属活动性：Mg>Zn>Fe>Cu[设计2][设计3]素材五课后“练习与应用〞变式题1.[1题变式]以下关于金属的说法正确的选项是()A．人类使用金属铝的年代早于铜、铁B．“真金不怕火炼〞说明金(Au)在高温条件下也很难与氧气反响C．铁门窗比铝合金门窗更耐腐蚀D．武德合金的熔点高,可用于制造保险丝[答案]B2．[2题变式]市场上出售的补血麦片中常含有微量颗粒细小的复原性铁粉,铁粉与人体胃液中的盐酸反响转化为亚铁盐,起到补血的作用,写出该反响的化学方程式是____________________________；反响类型_____________。[答案]Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑置换反响3．[3题变式]构建知识网络是一种重要的学习方法。以下图是关于铁的化学性质的知识网络(“→〞表示一种物质转化为另一种物质),其中B是密度最小的气体,C为含铁的化合物。请答复以下问题：(1)A物质的化学式为________。(2)B物质的一种用途是__________________。(3)反响②还需要的一种反响物是________(填化学式)。(4)反响①的化学方程式为______________________________；写一个能实现反响③的化学方程式为______________________________。(5)反响①～④中涉及的化学反响根本类型有________________________。[答案](1)Fe3O4(2)作燃料(冶炼金属等)(3)CO(或C或H2)(4)3Fe＋2O2eq\o(=,\s\up7(点燃))Fe3O4Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu[Fe＋CuCl2=FeCl2＋Cu或Fe＋Cu(NO3)2=Fe(NO3)2＋Cu](5)置换反响、化合反响4．[4、5题变式]以下物质能否发生反响？写出能发生反响的化学方程式并注明反响类型。(1)金与稀盐酸：___________________________________________________________。(2)镁与氯化铜溶液：_______________________________________________________。(3)铜与硫酸亚铁溶液：_____________________________________________________。(4)铝与硝酸铜溶液：_______________________________________________________。(5)铝与氧气：_____________________________________________________________。(6)铁与盐酸：_____________________________________________________________。[答案](1)不能发生反响(2)能；Mg＋CuCl2=Cu＋MgCl2(置换反响)(3)不能反响(4)能；2Al＋3Cu(NO3)2=3Cu＋2Al(NO3)3(置换反响)(5)能；4Al＋3O2=2Al2O3(化合反响)(6)能；Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑(置换反响)5.[6题变式]以下除去杂质的试剂和方法可行的是()选项物质(括号内为杂质)除杂试剂和方法A锌粉(铁粉)参加过量盐酸BFeSO4溶液(CuSO4)参加过量铁粉,过滤CCO2(CO)通过足量澄清石灰水DN2(O2)通过灼热的氧化铜[答案]B6．[7题变式]为了探究金属镁、锌、铁与酸反响的快慢,某学习小组的同学们设计了如下实验：①取三支试管,分别参加2mL浓度相同的稀盐酸；②向三支试管中分别参加足量的、质量相等的镁、锌、铁,立即把三个相同的气球分别套在各个试管口上。[观察与分析](1)写出铁与盐酸反响的化学方程式：________________________________________________________________________。(2)气球膨胀最快的是放________的试管。(3)通过该实验分析,实验室一般用锌而不用镁、铁制取氢气的主要原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)步骤②是实验获得成功的关键,你认为在操作过程中小组成员之应该____________________。[答案](1)Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑(2)镁(3)锌与酸反响速率适中,容易控制(或镁反响速率太快,而铁反响速率太慢,或金属活动性：Mg＞Zn＞Fe)(4)互相合作(合理描述均可)7．[8题变式]质量相同的以下金属,分别参加到足量稀盐酸中充分反响,放出氢气最多的是()A．MgB．AlC．CuD．Zn[答案]B素材六教材参考答案[教材P10探究·参考答案]金属现象反响的化学方程式稀盐酸稀硫酸稀盐酸稀硫酸镁剧烈反响,有大量气泡产生剧烈反响,有大量气泡产生Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑Mg＋H2SO4=MgSO4＋H2↑锌反响较剧烈,有较多气泡产生反响较剧烈,有较多气泡产生Zn＋2HCl=ZnCl2＋H2↑Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑铁反响且有少量气泡产生,溶液由无色变成浅绿色反响且有少量气泡产生,溶液由无色变成浅绿色Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑铜无变化无变化讨论：1.镁、铁、锌三种金属都能与盐酸、稀硫酸反响；镁最剧烈、锌次之、铁最慢；三种金属反响都生成了氢气；铜不能与盐酸、稀硫酸发生反响；根据反响时是否有气体产生,将金属分为两类：与酸反响产生氢气的金属和与酸不反响的金属。2.反响物特点生成物特点置换反响一种单质＋一种化合物一种单质＋一种化合物化合反响两种或两种以上物质一种化合物分解反响一种化合物两种或两种以上物质[教材P11探究·参考答案]实验现象反响的化学方程式铝丝浸入硫酸铜溶液中铝丝上附着一层红色物质,溶液由蓝色逐渐变成无色2Al＋3CuSO4=Al2(SO4)3＋3Cu铜丝浸入硝酸银溶液中铜丝上附着一层银白色物质,溶液由无色慢慢变成蓝色Cu＋2AgNO3=Cu(NO3)2＋2Ag铜丝浸入硫酸铝溶液中无明显现象讨论：1.上述反响的化学方程式的特点是：反响物都是一种单质和一种化合物,生成物也是一种单质和一种化合物。它们属于置换反响。2．铝能把铜从硫酸铜溶液中置换出来,说明铝比铜活泼。铜能把银从硝酸银溶液中置换出来,说明铜比银活泼。上述实验说明,铝、铜、银三种金属的活动性由强到弱的顺序为Al＞Cu＞Ag。[教材P13练习与应用·参考答案]1．铝在空气中与氧气反响,其外表生成一层致密的氧化铝薄膜,从而阻止铝进一步氧化,因此,铝制品具有耐腐蚀性。如果用钢刷、沙等擦洗铝制品,很容易破坏铝制品外表致密的氧化铝薄膜,所以,不宜用钢刷、沙等来擦洗铝制品。2.假设用铁制容器配制波尔多液,会发生反响：Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu,损坏容器,降低药效。3．C＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))CO2化合反响CO2＋Ceq\o(=,\s\up7(高温))2CO化合反响3Fe＋2O2eq\o(=,\s\up7(点燃))Fe3O4化合反响4CO＋Fe3O4eq\o(=,\s\up7(高温))3Fe＋4CO2Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑(或Fe＋CuSO4=FeSO4＋Cu)置换反响Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑(或Fe＋CuCl2=FeCl2＋Cu)置换反响4．2Mg＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2MgO化合反响Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑置换反响2Cu＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2CuO化合反响[解析]大多数金属能与氧气反响,位于金属活动性顺序表中氢元素前面的金属可以与稀盐酸发生置换反响。5．(1)不能反响(2)Zn＋CuSO4=ZnSO4＋Cu(3)不能反响(4)Al＋3AgNO3=Al(NO3)3＋3Ag[解析]在金属活动性顺序表中,Ag排在氢后面,不能与稀盐酸反响；铜排在锌后面,不能与硫酸锌溶液反响。6.混合物除去杂质的化学方程式主要操作步骤铜粉(Fe)Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑加适量盐酸至无气泡产生,过滤,洗涤,枯燥FeCl2溶液(CuCl2)Fe＋CuCl2=FeCl2＋Cu加适量无锈铁钉或铁粉,过滤7.金属活动性顺序：X>Y>Z。8．生成氢气的质量分别为Mg：2.5g；Zn：0.92g；Fe：1.07g。需要金属的质量分别为Mg：360g；Zn：975g；Fe：840g。[解析]根据化学方程式计算总结规律：反响后化合价相同的金属,等质量金属与足量的酸反响时,金属的相对原子质量越小,生成的氢气越多；假设制取等质量的H2,相对原子质量小的金属用量少。素材七能力培优【培优训练题】1．〔多项选择〕〔全国复赛〕质量相等的锌和铁分别与质量相等、浓度也相等的稀盐酸反响,反响情况如右图所示。那么以下表达中正确的选项是〔〕A．图线a、b分别表示锌、铁的反响情况B．锌、铁均反响完,盐酸有剩余C．盐酸均反响完,—定有锌剩余D．盐酸均反响完,—定有铁剩余2．〔多项选择〕〔湖北初赛〕有一包固体混合物,其中含有硝酸银、硝酸铜、硝酸镁及铁粉,参加足量的水过滤。以下描述的情形不可能存在的是〔〕A．滤纸上有Ag、Cu、Fe,滤液中有Fe2+、Cu2+、Mg2+B．滤纸上有Ag、Cu,滤液中有Fe2+、Cu2+、Mg2+、Ag+C．滤纸上有Ag,滤液中有Fe2+、Cu2+、Mg2+、Ag+D．滤纸上有Ag、Cu,滤液中有Fe2+、Cu2+、Mg2+3．〔双阳区初赛〕以下事实不能说明Zn比Ag活泼的是〔〕A．Zn能与AgNO3溶液反响,置换出AgB．Zn能与稀硫酸反响,Ag那么不能C．自然界没有以单质形式存在的Zn,而有以单质形式存在的AgD．Zn的熔点为420℃,Ag的熔点为962℃【情景创新题】4．〔原创题〕航空母舰是人类历史上最具威胁的武器之一,是可以为国家利益做出特殊奉献的“海上霸王〞。曾有人说：“一个没有航母和远洋海军的国家就不能称为伟大的国家〞。拥有航母,这个让中国人魂牵梦绕了70年的梦想,这个让几代中国海军军人执着的夙愿终于实现了。2019年7月中国“瓦良格〞号航母先后三次出海试航,同年11月正式交付海军服役。据报道,特种钢、镍铁合金以及钛合金是制造航母的重要合金材料,这些合金的优点是强度高、耐腐蚀强。结合上述材料答复以下问题：〔1〕制造航母所用特种钢中有一种锰钢,其主要性能是韧性好、硬度大。假设金属锰(Mn)在金属活动性顺序中位于铝和锌之间,那么以下反响不正确的选项是〔〕 A．Mn+2HClMnCl2＋H2↑B．Mg+MnSO4MgSO4＋Mn C．Mn＋Cu(NO3)2Mn(NO3)2+CuD．Fe＋MnSO4FeSO4＋Mn〔2〕航母制造时使用量较多的金属材料是铁合金和钛合金。某校化学兴趣小组想知道铁和钛的金属活动性谁更强些进行了如下探究：[实验设计]相同温度下,取大小相同的两种金属薄片,用砂纸将外表磨光,分别放入等体积、等浓度且足量的稀盐酸中反响,观察现象。请分析答复以下问题：①两种金属投入盐酸前用砂纸将外表擦光亮,其目的是。②制造航母使用钛合金的理由是。③根据下表中的现象填写结论。金属钛铁与盐酸反响现象放出气泡速率很慢放出气泡速率较慢结论④钛盐中钛元素显+4价。写出钛和稀盐酸反响的化学方程式参考答案1．AD【解析】在金属活动性顺序表中,锌的比铁活泼,故锌反响速率较快,最先反响完,那么A正确；观察图像可知,反响完毕后生成氢气的质量相等,说明盐酸被完全消耗,锌可能剩余,而金属铁一定有剩余,应选AD。2．AB【解析】铁粉不能置换出硝酸镁中的镁〔镁比铁活泼〕；铁先置换出硝酸银中的银,当硝酸银完全反响后,铁才与硝酸铜反响,置换出金属铜。选项A中铁过量,滤液中一定没有Cu2+,那么A错误；选项B中金属Cu析出,说明硝酸银完全反响,滤液中不可能有Ag+,故B错误。3．D【解析】熔点属于金属的物理性质,而活动性属于金属的化学性质,根