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课题2金属的化学性质
课时1金属与氧气、稀盐酸、稀硫酸的反应
一、学习目标
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、稀硫酸的置换反应。
3.理解置换反应的概念与特征，并能用置换反应解释一些与日常生活有关的化学问题。
二、学习重难点
重点：1.初步认识常见金属与盐酸；
2.稀硫酸的置换反应。
难点：理解置换反应的概念与特征。
三、学习过程
【课前任务】
- 1.知识回顾：金属材料包括_________以及它们的_________。金属的物理性质有哪些共性和特性？
- 【答案】纯金属、合金；大多数金属常温下为固体，汞是液体；大多数金属都呈银白色，铜为紫红色，金呈黄色；金属具有金属光泽及良好的延展性、导热性、导电性等。
2.回忆镁和铁与氧气反应的现象，书写化学方程式，并写出其基本反应类型。
反应物
| 反应现象
| 化学方程式
| 基本反应类型
| 镁和氧气
| | | | 铁和氧气
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【答案】
反应物
| 反应现象
| 化学方程式
| 基本反应类型
| 镁和氧气
| 发出耀眼白光、放出热量、生成白色粉末
| 2Mg＋O22MgO
| 化合反应
| 铁和氧气
| 剧烈燃烧、火星四射、放出热量、生成黑色固体
| 3Fe＋2O2Fe3O4
| 化合反应
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- 3.实验室制氢气，应选用哪组药品？_________，化学方程式__________________。
【答案】锌和稀硫酸、Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。
【课堂探究】
知识点1金属与氧气的反应
任务一：阅读教材P10，总结金属与氧气的反应。
【答案】
物质
| 化学方程式
| Mg
| 2Mg+O2=2MgO
| Al
| 4Al+3O2=2Al2O3
| Fe
| 3Fe＋2O2Fe3O4
| Cu
| | Au
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交流与讨论：
①有的金属能与氧气反应，有的金属不能，这说明了什么？
②仔细观察，找出这些金属与氧气反应的条件有何不同之处。
③根据不同的金属与氧气反应的条件不同，可得出这几种金属化学性质活泼程度为比较活泼，次之，最不活泼。
④结合以上分析，请你归纳出判断金属活动性的方法一：
【答案】①说明不同金属化学性质的活泼程度不同；②镁、铝在常温下就能与氧气反应，而铁和铜在点燃或加热时能与氧气反应，但金在高温下都不与氧气反应；③镁、铝；铁、铜；金；④根据金属与氧气能否反应及反应的难易和剧烈程度判断。
拓展：
①为什么铝化学性质活泼而铝制品更耐腐蚀？
②生活中为何不宜用钢丝球来擦洗铝制餐具？
【答案】①在常温下，铝和氧气能发生反应，在铝表面生成一层致密的氧化铝薄膜，从而阻止铝进一步被氧化，所以铝具有很好的抗腐蚀性；②用钢丝球擦洗铝制餐具时，会刷掉铝制品表面致密的氧化铝薄膜，对铝制品有损坏，缩短铝制品的寿命。
- 【对应训练1】下列化学方程式符合题意且书写正确的是（ ）
- A.铁在氧气中燃烧：4Fe+3O2 == 2Fe2O3
- D.铝在空气中形成致密的氧化膜：4Al+3O2 == 2Al2O3
【答案】B
知识点2 金属与稀盐酸、稀硫酸的反应
任务二：观看镁与稀盐酸反应的实验视频，观察并分析实验现象，写出反应的化学方程式。
【答案】
现象
| 分析
| 反应的化学方程式
| 金属镁与稀盐酸剧烈反应，有大量气泡产生；将燃着的木条点燃生成的气体，发出爆鸣声
| 金属镁能与稀盐酸反应生成氢气
| Mg＋2HCl＝MgCl2＋H2↑
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任务三：实验探究镁、锌、铁、铜与稀盐酸/稀硫酸的反应，观察并分析实验现象，比较反应的剧烈程度。
金属
| 现象
| 反应的化学方程式
| | | 稀盐酸
| 稀硫酸
| 镁
| | | | 锌
| | | | 铁
| | | | 铜
| | | |
【答案】
金属
| 现象
| 反应的化学方程式
| | | 稀盐酸
| 稀硫酸
| 镁
| 剧烈反应，有大量气泡产生
| Mg＋2HCl＝MgCl2＋H2↑
| Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑
| 锌
| 反应较剧烈，有较多气泡产生
| Zn＋2HCl＝ZnCl2＋H2↑
| Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
| 铁
| 反应且有少量气泡产生
| Fe＋2HCl＝FeCl2＋H2↑
| Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
| 铜
| 无明显现象
| /
| /
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分析与结论：
①哪些金属能与稀盐酸或稀硫酸反应？反应后生成了什么气体？哪些金属不能与稀盐酸或稀硫酸反应？
②从反应物和生成物的类别的角度分析，这些反应有什么特点？
③结合以上分析，请你归纳出判断金属活动性的方法二：
【答案】①镁、锌、铁都能与盐酸反应，放出氢气，铜不与盐酸反应；②都是由一种单质与一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应；③根据金属是否与稀盐酸或稀硫酸反应及同等条件下金属与稀盐酸或稀硫酸反应的剧烈程度判断。
拓展：为了防止自己受骗，你能想出鉴别黄铜（铜锌合金）和黄金的哪些方法？
【答案】测密度、比较硬度（相互刻画）、灼烧（利用金属与氧气的反应）、利用金属与酸反应（将黄铜与黄金投入稀盐酸或稀硫酸）。
- 【对应训练2】把一根洁净的铁钉放入稀硫酸中，①铁钉表面产生气泡；②溶液由无色变为浅绿色；③铁钉质量减轻；④溶液的质量增加。以上叙述中正确的是( )
- A．<Object: word/embeddings/oleObject1.bin>
- B．CH4+2O2<Object: word/embeddings/oleObject2.bin>CO2+2H2O
- C．<Object: word/embeddings/oleObject3.bin>
- D．<Object: word/embeddings/oleObject4.bin>
- 【对应训练4】下列物质：①MgSO4 ②FeCl3③CuSO4④ZnCl2，能够通过金属与稀盐酸或稀硫酸反应生成的是( )
- 【对应训练5】对X、Y、Z三种金属活动性的实验研究过程如下：
- 取形状相同、大小相等的X、Y、Z三种金属片，分别放入相同的稀盐酸中，X、Z表面都产生气泡，但X产生气泡的速度明显比Z的快，Y表面无明显现象。则X、Y、Z三种金属的活动性顺序是 （ ）
【答案】A
【课后任务】
- 总结本节的概念，梳理概念之间的联系，画出思维导图。
四、课堂练习
1.铝在一百多年里产量得到大幅度的提高，并被广泛地使用，原因之一就是铝的抗腐蚀性能好。铝具有良好抗腐蚀性能的原因是（ ）
A．铝的化学性质不活泼
B．铝不与酸、碱反应
C．铝常温下不与氧气反应
D．铝表面生成一层致密的氧化铝保护膜
【答案】 D
【解析】铝是一种活泼的金属，易与空气中的氧气反应生成氧化铝，氧化铝是一种致密的保护膜，可以将金属铝与空气隔绝，故耐腐蚀性较强。
故选D。
2.下列反应中，属于置换反应的是（ ）
A．<Object: word/embeddings/oleObject5.bin> B．<Object: word/embeddings/oleObject6.bin>
C．<Object: word/embeddings/oleObject7.bin> D．<Object: word/embeddings/oleObject8.bin>
【答案】D
【详解】A、根据化学方程式，该反应是多种物质反应生成另一种物质属于化合反应，不符合题意；B、根据化学方程式，该反应是一种物质反应生成多种物质，该反应是分解反应，不符合题意；C、根据化学方程式，该反应是两种化合物反应生成一种单质和一种化合物，不属于基本反应类型，不符合题意；D、根据化学方程式，该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和化合物，属于置换反应，符合题意；故选：D。
3.下列有关金属材料的说法不正确的是( )
A．铜常用作导线，说明铜具有良好的导电性
B．“真金不怕火炼”说明金的化学性质不活泼
C．生铁和钢是含碳量不同的两种铁合金
D．铝制品具有很好的抗腐蚀性，说明铝的金属活动性比较弱
【答案】D
【详解】A.铜常用作导线，说明铜具有良好的导电性，正确。B.“真金不怕火炼”说明金的化学性质不活泼，高温条件下都不会与氧气反应，正确。C.生铁和钢是含碳量不同的两种铁合金，生铁含碳量2-4.3%，钢的含碳量0.03-2%，正确。D.铝制品具有很好的抗腐蚀性，不是说明铝的金属活动性比较弱，是因为铝在常温下就能与氧气反应生成致密的氧化铝膜，选项错误。
故选：D。
4.推理是化学学习过程中一种重要的思维方法，下列推理正确的是（ ）
A．可燃性气体点燃前要检验纯度，所以点燃甲烷气体前要先检验其纯度
B．置换反应有单质和化合物生成，所以有单质和化合物生成的反应都是置换反应
C．单质中只含有一种元素，则只含有一种元素的物质一定是单质
D．通常相比铁更易与氧气发生化学反应，所以在空气中铝制品比铁制品更易被腐蚀
【答案】A
【详解】A、点燃可燃性气体前要验纯，为防止发生爆炸，甲烷具有可燃性，点燃甲烷前一定要验纯，故选项推理正确；B、置换反应有单质和化合物生成，但有单质和化合物生成的反应不一定都是置换反应，如铜和一氧化碳在加热条件下反应生成铜和二氧化碳，不属于置换反应，故选项推理错误；C、单质是由同种元素组成的纯净物，单质中只含有一种元素，但由同种元素组成的物质不一定是单质，也可能是混合物，如氧气和臭氧的混合物、金刚石和石墨的混合物等，故选项推理错误；D、铝比铁活泼，但是铝和氧气会生成一层致密的氧化铝薄膜，阻止了铝的进一步氧化，铝制品比铁制品更耐腐蚀，故选项推理错误。
故选：A。
5.三星堆考古发掘的一件黄金面具残片引起了大量关注。
（1）金块能够被锻造成薄薄的面具，说明金具有良好的________。
（2）“真金不怕火炼”的原因是________。
（3）假黄金“黄铜”是铜、锌合金，假黄金的硬度比黄金________(填“大”或“小”)；鉴别真假黄金可选用的化学试剂是________。
【答案】 （1）延展性（2）金的化学性质比较活泼，高温下，也与氧气不反应（3）大；稀盐酸
【解析】（1）金块能够被锻造成薄薄的面具，说明金具有良好的延展性；
（2）“真金不怕火炼”的原因是：金的化学性质比较稳定，高温下，也与氧气不反应；
（3）假黄金是铜锌合金，合金一般硬度较大，故硬度比黄金大；
黄铜是铜锌合金，锌能与稀盐酸反应，黄金与稀盐酸不反应，故可选择稀盐酸，产生气泡，说明是假黄金，不产生气泡，说明是真黄金。
6.某化学兴趣小组，为了测定黄铜样品中锌的含量，称取样品10克于烧杯中，向其中加入25克稀硫酸至恰好完全反应，反应后烧杯中物质的总质量为34.9克，求：
（1）产生氢气的质量是________。
（2）样品中锌的质量分数是多少？
【答案】 （1）解：生成氢气的质量为：10g+25g﹣34.9g=0.1g（2）解：设参加反应的锌的质量为x
Zn+H2SO4= ZnSO4+H2↑
65 2
x 0.1g
x=3.25g
样品中锌的质量分数为： ×100%=32.5%
答：样品中锌的质量分数为32.5%。
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