课题1　金属材料主要内容及教案内容

课题

金属材料

金属及金属材料强化

教学金属活动性顺序

重点

金属性质、铁的冶炼

教学金属活动性顺序的应用

难点

实验室还原氧化铁与还原氧化铜的异同

教学通过精讲精练，提高做题速度

目标

教

学

三、教学过程：

一、放电影：

二、错题重做：

步

骤

及

教

学

1、金属材料

2、金属的化学性质

三步一回头

3、铁的冶炼

四、学生出题

五、课堂总结

内

容

1

金属及金属材料强化

二、错题重做：

1．（5分）2017年5月，我国开采海底可燃冰获得成功。

（1）可燃冰是由甲烷分子和水分子等形成的笼状结构的固体物质，则可燃冰属于

（填“纯净物”或“混合物”）。

（2）1m3可燃冰可释放出约l60﹣180m3天然气。从分子性质的角度分析，其主要原因是

。

（3）如图为甲烷转化为其它燃料的微观示意图。下列说法正确的有

（填标号）。

A．以上四种物质都属于化合物

B反应物乙与生成物丙质量比为9：14

C．甲与丁分子个数比为1：3 三、教学过程：

知识点一：

金属的化学性质

一

金属与氧气的反应

许多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

（1）镁、铝等在常温下能与氧气反应，铝在空气中与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝（Al2O3）薄膜，从而阻止铝进一步被氧化，因此，铝具有很好的抗腐蚀性能

2Mg＋O2 === 2MgO

4Al＋3O2 === 2Al2O3

（2）铁、铜等在常温下几乎不与氧气反应，但在高温时能与氧气反应

2Cu＋O22CuO

3Fe＋2O2Fe3O4

（3）“真金不怕火炼”，说明金在高温下也不与氧气反应，在空气中以游离态单质形式存在

2

综上所述：镁、铝比较活泼，铁、铜次之，金最不活泼

【例】

1．下列图像能正确反映对应变化关系的是（ ）

A．两份等质量的氯酸钾在有、无MnO2的情况下加热产生氧气

B．加水稀释浓盐酸

C．向稀盐酸和氯化钙的混合溶液中加入碳酸钠溶液

D．将足量粉末状的铁和镁分别与等质量、等质量分数的稀盐酸反应

【同步训练】

1．某金属加工厂生产过程中的废液含有少量的硫酸铜，为回收利用资源和防止污染，该厂向废液中加入一定量的铁粉，反应停止后过滤，向滤渣中加入少量的稀盐酸，无气泡产生，则下列有关说法正确的是（ ）

A．滤出的固体中一定含有铜，也可能含有铁

B．滤液中一定含有硫酸亚铁，一定没有硫酸铜

C．滤出的固体中一定含有铜，一定不含铁

D．滤液中一定含有硫酸亚铁和硫酸铜

二

金属与酸的反应

现象

金属

稀盐酸

反应剧烈，产生大量气泡，溶液镁

仍为无色，生成的气体能燃烧，且产生淡蓝色火焰

反应比较剧烈，产生大量气泡，锌

溶液仍为无色，生成的气体能燃烧，且产生淡蓝色火焰

稀硫酸

稀盐酸

稀硫酸

反应的化学方程式

与稀盐酸现象相同

Mg＋2HCl === MgCl2＋H2↑

Mg＋H2SO4 === MgSO4＋H2↑

与稀盐酸现象相同

Zn＋2HCl === ZnCl2＋H2↑

Zn＋H2SO4 === ZnSO4＋H2↑

铁

反应缓慢，有气泡产生，溶液由与稀盐酸Fe＋2HCl === FeCl2＋H2↑

3

Fe＋H2SO4 === FeSO4＋H2↑

无色逐渐变为浅绿色，生成的气现象相同

体能燃烧，且产生淡蓝色火焰

与稀盐酸现象相同

铜

无明显变化

【实验结论】Mg、Zn、Fe能与稀盐酸或稀硫酸反应，剧烈程度依次减弱，反应都有气体生成，该气体能燃烧，产生淡蓝色火焰，即产物有H2；Cu不与稀盐酸或稀硫酸反应

综上所述：多种金属都能与酸反应，金属与酸能否反应以及反应的剧烈程度，可以反映金属的活动程度，即金属的活动性

注意：铁与酸发生反应是，生成物为＋2价

【例】

1．下列各组物质的两种鉴别方法，都正确的是（ ）

序号

物质

A B C D

【同步训练】

1．常见金属活动性顺序如下图，下列各组物质间能发生反应的是（ ）

一氧化碳和二氧化碳

硝酸铵和磷矿粉

稀盐酸和稀硫酸

铜粉和氧化铁粉

方法一

闻气味

看颜色

滴加氯化钡溶液

用磁铁吸引

方法二

通过石灰水

加入足量水

滴加紫色石蕊溶液

加稀硫酸

A．铜和硝酸钠溶液 B．铁和硝酸银溶液 C．锌和氯化镁溶液 D．银和稀硫酸

2．将一定质量的铁粉加至H2SO4、MgSO4和CuSO4的混和溶液中，充分反应后过滤，得到滤液M和滤渣N，下列有关说法正确的是（ ）

A．滤渣N中可能有单质铁，也可能有单质镁 B．滤液M中至少含有两种金属阳离子

4

C．滤渣N的质量一定小于加入铁粉的质量 D．滤液M的颜色和原溶液的颜色一样

三

置换反应

Mg

＋

2HCl === MgCl2

＋

H2↑

Zn

＋

2HCl === ZnCl2

＋

H2↑

Fe

＋

H2SO4 === FeSO4

＋

H2↑

单质 化合物 化合物 单质

置换反应：由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的反应

通式：A＋BC →

B＋AC 特点：反应前有单质和化合物；反应后也有单质和化合物

说明：几种反应类型的对比

①化合反应：A＋B＋C＋……→M（多变一）

②分解反应：M →

A＋B＋C＋……（一变多）

③置换反应：A＋BC →

B＋AC（单换单）

④金属与酸的反应通式：金属＋酸

→

金属化合物＋H2

⑤铁单质在置换反应中显＋2价

【例】

1．在AgNO3和Fe(NO3)2的混合液中加入一定量的锌粉，充分反应后过滤，在滤液中加入几滴稀盐酸，发现有白色沉淀产生，则下列叙述中正确的是（ ）

A、滤渣一定是Ag B、滤渣一定是Ag和Fe C、滤液中一定无AgNO3 D、滤液中金属离子只有Ag

和Zn

两种

【同步训练】

1．铁在高温条件下与氧化铜反应：

铜在氯化铁溶液中发生反应：Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2

一定质量的铁与氧化铜的混合物，在高温条件下恰好完全反应．将反应后的固体粉末倒入盛有足量稀盐酸的烧杯中，振荡，充分反应后静置，然后从烧杯中取适量溶液（表示为“甲”）于试管中，并加入一定质量的锌粉，充分反应后过滤，得到滤液乙和固体丙．下列判断正确的是（

）

5

+2+

①甲中不含FeCl3；

②甲中含有FeCl3；

③若向固体丙加稀盐酸无明显现象，则滤液乙中一定含有ZnCl2、FeCl2，可能含有CuCl2；

④若向固体丙加稀盐酸有气体产生，则滤液乙中可能含有ZnCl2、FeCl2，一定不含有CuCl2．

A．①③ B．②③ C．①④ D．②④

四

金属与金属化合物溶液的反应

我们已经知道，把铁钉放在硫酸铜溶液中，铁钉上会有紫红色的铜生成，这说明铁比铜活泼，它可以把铜从硫酸铜溶液中置换出来，这也是比较金属活动性的依据之一

实验

实验现象

铝丝上有红色物质生成，溶液颜色逐渐变淡

铜丝上有银白色物质生成，溶液由无色逐渐变为淡蓝色

无明显现象

反应的化学方程式

铝丝进入硫酸铜溶液中

2Al＋3CuSO4 === 3Cu＋Al2(SO4)3

铜丝浸入硝酸银溶液中

Cu＋2AgNO3 === 2Ag＋Cu(NO3)2

铜丝浸入硫酸铝溶液中

【实验结论】一种金属可以把另一种金属从其化合物的溶液中置换出来，说明不同金属的活动性强弱不同，从上面的实验现象可以看出，三者的活动性为：铝＞铜＞银

说明：

①有三种离子在溶液中有颜色，分别是Fe2+呈浅绿色，Fe3+呈棕黄色，Cu2+呈蓝色

②金属与金属化合物反应的通式：金属＋金属化合物

→

新金属＋新金属化合物

【例】

1．某研究性学习小组为探究镁与水的反应，设计如下实验：

步骤1：将镁条用砂纸打磨至光亮，分成两等份；

步骤2：将一份光亮的镁条置于冷水中，几乎没有观察到任何现象；

步骤3：将另一份光亮的镁条置于热水中，观察到有气泡产生．

【查阅资料】：①酚酞试液与碱性物质如NaOH、Mg（OH）2等作用变红；

②活泼金属（如Na）与水发生置换反应生成氢氧化物和氢气．金属越活泼，生成的氢氧化物碱性越强．

（1）将镁条用砂纸打磨至光亮的原因是 ；

6

（2）同学就向步骤3的烧杯中滴加酚酞试液，观察到镁条的表面有明显的红色出现，该反应的化学方程式为 ；

（3）步骤2和3对比可知，影响镁与水的反应速率的一个因素是 ；

（4）将金属钠加到硫酸铜溶液中，未出现红色金属析出．根据以上信息，你认为可能观察到的现象是 ．

【同步训练】

1．（1）镁将成为2 1世纪重要的轻型环保材料，我国含有非常丰富的镁资源．老师每次做有关镁的实验时都会强调：镁是一种银白色有金属光泽的金属．但拿出的镁条总是有一层灰黑色的“外衣“，这层灰黑色的外衣是什么物质呢？

猜想：小明认为可能是MgO；

小赵认为可能是Mg2（OH）2C03；

小花认为可能是Mg（OH）2．

小赵认为小明的猜想是错误的，其理由是 ．

实验探究：小赵按图3所示装置进行实验，发现试管口有液滴出现，澄清石灰水变浑浊，同时试管内生成白色固体．

实验分析：实验后，小赵认为小花的猜测也是错误的，其理由是 ．

查阅资料得出结论：Mg（OH）（OH）产物均为氧化物，据此请你写出Mg2（OH）2和Mg22CO3都可以加热分解，2C03加热分解的化学方程式

（2）已知某金属粉末中除含有Al外还含有一定量的Fe和Cu，为证明Al、Fe和Cu的存在并测定其中Al的质量分数，某化学兴趣小组的同学展开了如下的实验探究．

资料在线：Al与氢氧化钠溶液反应生成溶于水的偏铝酸钠和氢气（反应的化学方程式为：2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑），Fe和Cu不与氢氧化钠溶液反应．

①化学兴趣小组的同学讨论了证明金属粉末中存在Al、Fe和Cu的实验设计，下列他们的说法正确的是 ．

A．先加氢氧化钠溶液后加稀盐酸

B．加入的溶液都要过量

C．反应过程中溶液始终是无色

D．充分反应到最后，无固体残留

五

金属活动性顺序

1．常见金属活动性顺序

经过许多实验的探究过程，人们进行了认真的分析，归纳和总结出了常见金属在溶液中的活动性顺序：

K

Ca

Na

Mg

Al

Zn

Fe

Sn

Pb

(H)

Cu

Hg

Ag

Pt

Au 金属活动性由强逐渐减弱

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2．金属活动性顺序的应用

在金属活动性顺序里：

（1）金属的位置越靠前，它的活动性就越强

（2）位于氢前面的金属能置换出稀盐酸、稀硫酸中的氢

（3）位于前面的金属能把位于后面的金属从它们的金属化合物的溶液中置换出来

．．．

【例】

1．某同学为探究一瓶无色液体A的成分,做了如下实验: ①在A中加入黑色粉末B,在常温下就能迅速产生气体C,同时生成了常温下为液体的纯净物D,而B的质量和化学性质在反应前后没有改变。

②将带火星的木条伸入盛有C的集气瓶中,木条复燃。

③另外将黄色粉末E点燃后放入盛C的集气瓶中,能剧烈燃烧,生成一种无色有刺激性气味的气体F。请你根据该同学的实验回答问题: (1)写出以上物质的名称:A____________,B__________,D__________。

(2)写出A、B反应得到C、D的化学符号表达式:_________________,此反应属于_________(填“化合”．．．．．．．或“分解”,下同)反应。

(3)写出E+C→F的化学符号表达式:_________________,此反应属于_________反应。

．．．．．．．四、学生出题

五、课堂总结

【课后练习】

1．实验室根据工业炼铁的原理设计了如图所示装置进行实验。请回答：

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（1）主要成分为氧化铁的矿石名称为___________；图中还原氧化铁的化学方程式为：______________________ （2）“加热”和“通气”（通入CO）的操作顺序是______________________。

2．我国古代将炉甘石（主要成分：ZnCO3）、赤铜矿（主要成分：Cu2O）和木炭粉为原料值得来黄铜（铜和锌的合金，外观似黄金），其生产流程如下：

回答下列问题：

（1）赤铜中铜元素的化合价

。

（2）黄铜的硬度比铜和锌都

（填“大”或“小”）。

（3）操作X的名称是

。

（4）加热时，发生的主要反应化学方程式为：

2Zn+CO2↑；

①ZnCO3ZnO+CO2↑；②2ZnO+C③

（赤铜和木炭粉反应）。

（5）气体A中，除二氧化碳外还有另一种生成气体，它的化学式是

，该气体的用途是

（写一条）。

（6）鉴别黄铜和黄金有多种方法，用灼烧法鉴别产生的现象及结论是

。

3．在研究“铁生锈的条件”的实验中，某兴趣小组对实验进行了创新设计，请把实验报告补充完整。

【实验目的】铁生锈条件的探究。

【实验内容】取3段光亮无锈的细铁丝，绕成螺旋状，放入3支干

燥洁净的试管底部，进行下列实验，实验要保证有足够长的时间来观察现象。

实验①

实验②

实验③

【实验现象】实验①②无明显现象，实验③中铁丝生锈，且试管内空气体积减小。

空气空气（除去氧气）水空气植物油水

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【实验结论】铁生锈实际上是铁与空气中的 （填名称）发生反应的结果。

【实验思考】

（1）当铁丝足量，时间足够长，实验③进入试管内的水的体积约占试管体积的 。

（2）该实验创新之处在于：可根据铁丝表面的铁锈和 两种现象来判断铁丝反应进行的情况。

（3）用完的菜刀要擦干存放，理由是 。

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