寻找金属变化的规律讲义

寻找金属变化的规律一、教学内容寻找金属变化的规律二、考点清单重点：1、区别金属与非金属，举例说明常见金属的性质和用途。2、列举金属与非金属主要的性质差异（如导电性、导热性、金属光泽、延展性等）。3、概述金属与酸、金属与盐反应的条件。4、比较金属的活动性顺序，用金属的活动性顺序说明某些现象。5、了解置换反应的特点, 认识电子在化学反应中的作用。难点：比较金属的活动性顺序，用金属的活动性顺序说明某些现象。三、全面突破【知识点1】区别金属与非金属，探究常见金属的性质和用途。1、区别金属与非金属：在元素周期表中，金属元素除汞外，元素的中文名称都带有金字旁。比如金、银、铜、铁等。2、探究金属的用途与金属性质的关系根据常见金属的一些物理性质，我们可以推测：有金属光泽可以做装饰品比较硬可以做钻头、机器等。有延展性拉铁丝、打锄头、做铝箔等有导电性铝丝、铜丝等做导线。导热性铁锅、铝茶壶等铁磁性永久磁铁等。小结：金属的物理性质：金属一般具有金属光泽、延展性、导电性、导热性，具有一定的熔点和沸点等特点。3、金属的化学性质（1）有些金属能在空气中燃烧，如镁；有些金属能在纯氧中燃烧，如铁；有些虽不能燃烧，但也会反应，生成氧化物，如铜、铁、铝等分别能生成氧化铜、氧化铁、氧化铝。氧化铝是一层致密的保护膜。2Mg+O2 2MgO 2Cu+ O2 2CuO（2）金属跟酸的反应：Mg+ 2HCl=MgCl2+H2 Zn+ 2HCl=ZnCl2+ H2Mg+ H2SO4=MgSO4+H2 Zn+ H2SO4=ZnSO4+ H2（3）金属跟某些盐溶液的反应：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu Cu+2AgNO3=Cu（NO3）2+2Ag例1. 某种新型“防盗玻璃”为多层结构，每层中间嵌有极细的金属线，当玻璃被击碎时，产生电信号，与金属线相连的警报系统就会立刻报警，这利用了金属的（ ）A. 延展性 B. 导电性 C. 弹性 D. 导热性解析：能传递电信号，并能把这一信号传递到报警系统，这肯定是利用了金属的导电性。答案：B例2. 我市在南浔区和孚镇建立了首个垃圾发电厂，实现了生活垃圾的无害化和资源化处理。2008年4月11日从各乡镇运来了第一批垃圾，在这批垃圾中，含废铝线、一次性塑料餐具、果皮、废旧报纸等。其中属于金属的是A. 废铝线 B. 一次性塑料餐具 C. 果皮 D. 废旧报纸解析：属于金属的材料从汉字上考虑一般都有金字旁（汞除外），所以这四种答案中只有废铝线是金属。答案：A例3. 将一定量的镁条放入到过量的稀盐酸中，下列表示反应过程中变化关系的曲线，正确的是（ ）A. B. C. D.解析：这是一道考查综合知识与图像识别能力的题。所包含的知识点较多，我们依次分析，A答案中溶液的质量应该是慢慢增大，因为溶质由氯化氢慢慢变成氯化镁。B答案中镁条的质量应该逐渐减小，最后变为零，因为盐酸过量，镁条就一定是完全反应的。C答案中溶液的pH值应该是先逐渐增大，最后变成7。D答案中氢气的体积应该是先增大后不变，是正确的答案。答案：D例4. 如图所示，烧杯中盛有质量相等、质量分数相等的稀盐酸，天平调平后，同时向其中分别加入等质量的锌片和铁片，则从反应开始到金属完全反应的过程中，天平指针指向的变化是A. 向左偏 B. 向右偏C. 先向左偏后向右偏D. 先向右偏后向左偏解析：本题主要考查同学们的实验探究能力和实验过程中对变量的控制能力。开始反应时因为锌要比铁活泼，所以锌与盐酸反应的速率要快，相同时间内产生的氢气要多，所以天平指针向右偏。到反应结束时，因为同质量的铁与盐酸反应产生的氢气质量要比锌多，所以右边轻了，天平指针最后会向左偏，所以答案选D。答案：D例5. 某化学调查小组的同学到钢铁厂做社会调查。他们抽取组成完全相同的质量为2.84g、4.26g、6.23g的三份钢样（假设钢样中只含铁和碳），分别加入100g稀硫酸中进行实验（实验I、），充分反应后，将得到的实验数据绘制成如下图像：试回答（计算结果精确到0. 1）：（1）写出实验中有关的化学方程式：（2）实验I中铁参加反应的质量为 。（3）稀硫酸完全参加反应的实验中，反应后溶液中溶质的质量分数是多少。解析：这道题主要还是考查一些基本的化学方程式和相关的化学方程式的计算，同时还考查同学们的图像识别能力，会从图像中找出你进行化学方程式计算的信息和数据，并能对数据进行处理和加工，然后代入化学方程式进行计算，得到自己满意的结果，具体演算过程见答案解析。答案：（1） （2）2.8g（3）由表中数据分析，实验中100g稀硫酸完全反应。设实验生成硫酸亚铁的质量为x，消耗铁的质量为y。56 152 2y x 0.2g=，x=15.2g =,y=5.6g所得溶液中溶质的质量分数为100%=14.4%。答：略。【知识点2】金属活动性顺序，置换反应，化学反应中的电子转移。1、金属活动性顺序：经过许多实验，人们总结出一些金属的活动性顺序如下：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金属活动性顺序的应用规律：金属跟酸反应：在金属活动性顺序中，只有排在氢前面的金属可以把酸中的氢置换出来。金属跟盐溶液的反应：在金属活动性顺序中，只有一种活动性较强的金属才能把另一种活动性较弱的金属从它的盐溶液中置换出来。2、置换反应：（1）由一种单质跟一种化合物起反应生成另一种单质和另一种化合物的反应叫做置换反应。（2）通式：ABCACB 或 ABCBAC（3）金属跟酸、金属跟盐的反应都是置换反应。湿法炼铜技术就是用置换反应制取金属：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu3、化学反应中的电子转移：2eZn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu 说明：金属锌失电子的能力比铜强，锌金属活动性比铜强。或者说铜离子得电子的能力比锌离子强，反应就发生了。例6. 奥运会的奖牌分金牌、银牌和铜牌。下列有关金、银、铜三种金属的说法错误的是（ ）A. 都能导电 B. 都能传热 C. 密度各不相同 D. 都能与稀盐酸反应解析：前面三项答案都是金属常见的性质，只有D项是考查金属活动性顺序，金、银、铜三种金属都是排在氢后面的金属，不能与稀盐酸发生置换反应。答案：D 例7. “金银铜铁锡”俗称五金，是被广泛使用的金属材料。在这五种金属中，活动性最弱的是A. 金 B. 银 C. 铁 D. 锡解析：这一题还是直接考查金属活动性顺序，在这四种金属中活动性最强的是铁，最弱的是金。答案：A 例8. 市场上有人用铝代替纯银制作戒指，下列方法不能将其鉴别出来的是（ ）A. 利用水、天平和量筒测密度 B. 浸入稀盐酸中观察有无气泡产生C. 浸入CuSO4溶液中观察是否变色 D. 浸入CaCl2溶液中观察是否产生白色沉淀解析：A项通过测密度是可以鉴别出来的，因为铝的密度比银的密度小。B项通过与盐酸反应也能鉴别出来，因为掺了铝后，铝会与盐酸反应产生氢气。C项中通过与硫酸铜溶液反应也能鉴别出来，因为掺了铝后，铝会置换出硫酸铜中的铜，而生成红色的铜单质。D项中用氯化钙溶液是不能鉴别出来的，因为钙很活泼，铝和银都不能将其置换出来。答案：D例9. 在日常生活中，我们发现切过咸菜的刀更容易生锈. 而除锈用稀盐酸比稀硫酸快。为了进一步验证上述现象，某校师生做了以下相关分组实验，请你根据自己平时课堂学习的体验一起参与讨论并回答相关问题。【步骤一】未打磨的铝片浸入氯化铜溶液中，迅速产生大量气泡和疏松的紫红色固体，并放热，片刻后溶液由蓝绿色变成无色。（1）若要证实紫红色固体中是否含有氧化铜，可用 溶液（填一试剂）加以检验。【步骤二】未打磨的铝片浸入硫酸铜溶液中，一段时间内没有明显现象。（2）比较步骤一、二，你能得出的结论是： 。【步骤三】打磨过的铝片浸入硫酸铜溶液中，其操作、现象和结论见下表。（3）试将“影响因素”选项前恰当的字母序号填入答题卡指定位置。实验操作实验现象对比结论. 一片用粗砂纸单向用力打磨3次，将其浸入硫酸铜溶液，片刻后用镊子取出。现象一：粗砂纸打磨的在划痕处有少量气泡，附着少量疏松的紫红色固体。现象一与现象二对比，说明 现象二：粗砂纸打磨的片刻内现象不明显。. 一片用特细砂纸往复打磨数次，再将其浸入硫酸铜溶液，片刻后取出。现象三：特细砂纸打磨的表面产生较多细小气泡，表面均匀附着紫红色固体。现象三与现象一对比，说明 现象四：特细砂纸打磨的表面一段时间内没有明显现象。现象四与现象三对比，说明 *影响因素：A. 打磨时用力程度及均匀程度不同 B. 选用砂纸颗粒粗细程度不同C. 由于摩擦生热又形成了新的氧化膜（4）比较步骤三各实验操作中用砂纸打磨的作用是： 。（5）请仔细观察下图：试从微观粒子变化的角度分析该反应的实质是： 。解析：本题主要是考查同学们的实验探究能力和实验过程中对变量的控制能力，并能根据实验现象分析比较，得出对应的结论，具体见标准答案解析和老师的讲解。答案：（1）稀盐酸或稀硫酸 （2）氯离子对金属及其氧化物的结构具有较强的破坏作用（或氯离子促进反应的进行或铜盐溶液中酸根离子种类不同） （3）影响因素：A B AC （4）证实氧化膜对反应的影响（是否破坏氧化膜） （5）在溶液中，铝比铜活泼，每2个铝原子失去6个电子，变成2个铝离子；每3个铜离子得到6个电子变成3个铜原子 例10. 同学们一起探究铝、铁、铜三种金属的活动性，小刚同学设计了用铜丝、铁丝、铝丝和稀盐酸，只用一支试管，取一次盐酸的探究方案。请你和他们一起完善下表的探究方案并回答有关问题。（1）填表实验步骤观察到的现象 在试管中取少量盐酸，插入铁丝，充分作用。 在所得的溶液中插入 ，充分作用。无明显现象 在所得的溶液中插入 ，充分作用。结论：金属活动性Al Fe Cu（2）小华同学认为在小刚设计的方案中，只要补充一个实验，就可得出AlFeHCu的结论。小华要补充的实验是 ；解析：本题主要是考查同学们的实验设计能力和实验过程中对变量的控制能力，并能根据实验现象分析比较，得出对应的结论，具体见标准答案解析和老师的讲解。答案：（1）产生气泡，溶液由无色变为浅绿色； 铜丝； 铝丝 溶液由浅绿色变为无色（2）把铜丝插入稀盐酸中 四、应考锦囊、本部分知识点属于必考内容，同学们要充分理解置换反应的概念，同时能用通式法和化合、分解、复分解这三个反应类型一同理解，熟练掌握金属活动性顺序表的使用。要能根据金属活动性顺序表设计实验、分析实验、得出实验结论，这种能力从例题中不难看出是今后中考的热点，也是能力题的出题点。2、在学习金属这部分知识时，同学们也要适当地与生活多联系，对于日常使用的金属要关注，对于一些古代出土的金属也要适当了解，比如古钱币的材料鉴定都有可能成为以后金属这一知识点考查的背景材料。五、本讲小结本节内容主要是和同学们探讨了常见金属变化的规律。这部分知识在初中物质科学中占有基础性地位，因为元素周期表中的元素大部分都是金属元素，所以这一部分知识点对以后高中的化学学习具有基础性作用，因此老师对这部分知识通过整体的角度加以分析，并找出其中的一些变化规律，同时在找规律的时候穿插实验分析、实验设计、结论提炼等多方面能力的训练与培养，希望通过这种尝试能提高同学们的学习能力。【模拟试题】（答题时间：40分钟）一、选择题1、下列化学方程式中，正确的是（ ）A、Cu + 2AgCl = 2Ag + CuCl2 B、Zn + 2AgNO3 = 2Ag +Zn（NO3）2C、2Na + CuSO4= Cu + Na2SO4 D、2Fe +3CuCl2=2FeCl3 + 3Cu2、将锌片投入下列盐溶液中，充分反应后，使溶液质量减轻的是（ ）A、MgCl2 B、CuCl2 C、AgNO3 D、KCl3、下列物质可以由相应的金属和酸发生置换反应而制得的是（ ）A、Fe2（SO4）3 B、CuCl2 C、AgNO3 D、Al2（SO4）3*4、将一定质量的铁粉放入足量的Cu（NO3）2和AgNO3的混合溶液中，充分反应后过滤，测得滤渣中只含有一种金属，则该金属是（ ）A、Fe B、Cu C、Ag D、无法确定5、向CuCl2、ZnCl2、HCl的混合溶液中加入过量的Fe粉，反应后的溶液中一定含有（ ）A、ZnCl2 、HCl B、FeCl2、CuCl2 C、CuCl2、HCl D、ZnCl2、FeCl26、下列金属中，金属活动性最强的是（ ）。A、Zn B、Mg C、Fe D、Cu7、某工厂的废渣中混有少量的锌粉和氧化铜（其他的成分不跟酸反应），这些废渣与废盐酸接触时会形成污水，产生公害。若向污水中撒入铁粉，且反应后让铁粉有剩余，则此时污水中一定含有的金属离子是（ ）A、Fe2+ 、Cu2+ B、Cu2+、H+ C、Zn2+、Fe2+ D、Zn2+、H+*8. X、Y、Z三种金属，只有Z能与稀硫酸反应，当把Y放入X的盐溶液时，Y表面有X析出，则X、Y、Z三种金属的活动性顺序为（ ）A. XYZ B. ZXY C. YZX D. ZYX9. 金（Au）、银（Ag）、铜（Cu）曾长期作为货币金属进行流通，我国有着悠久的金属货币历史和丰富的货币文化。下列关于金、银、铜三种金属的说法中，错误的是（）A. 金、银、铜都属于不活泼金属B. 单质铜可将银从硝酸银溶液中置换出来C. 黄铜（为铜、锌合金）貌似黄金，有人以此冒充黄金行骗，其真伪可用稀盐酸鉴别D. 三种金属原子失去电子能力的大小顺序为：金银铜*10. 在CuCl2和AlCl3的混合溶液中，加入过量的锌粉，充分反应后过滤，留在滤纸上的物质是（ ）A. Cu B. Cu和Al C. Zn和Cu D. Cu、Al和Zn*11. 在AgNO3和Cu（NO3）2的混合溶液中加入一定量的铁粉，充分反应后，发现有少量金属析出，过滤后往滤液中滴加稀盐酸，有白色沉淀生成，则析出的少量金属是（）A. Fe和Cu B. Cu和Ag C. Ag D. Cu12. 等质量的锌、铁与足量的稀硫酸反应，下列产生氢气的质量与反应时间的关系图，合理的是（ ）A B C D13. 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14. 现有一块合金，其质量为35克，使它与足量稀硫酸完全反应后，生成氢气2克，则此合金的组成元素应为（ ）A. Zn和Fe B. Zn和Al C. Mg和Al D. Fe和Cu二、填空简答题1、将Mg、Zn、Fe、Cu四种等质量的金属投入到足量的稀硫酸中，反应速度最慢的是 ；产生氢气最多的是 ；最少的是 。2、为探讨铁、镁、铜的金属活动性顺序，请提出你的假设或猜想，并用实验检验你的假设或猜想。你的假设或猜想：活动性顺序由强到弱，假设金属活动性顺序为：_ _ _ （2）检验你的假设或猜想时，实验所需药品是_；必需用的实验仪器是_（3）实验步骤、现象及相关化学方程式_ 由此得出结论：接受假设，拒绝假设和3、（1）将一小块金属钠投入盛有适量水的烧杯中，剧烈反应，生成氢气；（2）向（1）反应后的溶液中滴加硫酸铜溶液，有蓝色沉淀生成。写出实验（1）、（2）中有关的化学方程式：（1）_ _ ；（2）_ _ _。4、用相同质量的铁和锌跟一定量的稀硫酸反应，其反应过程如下图所示。试回答：（1）曲线A表示的是_（填“铁”或“锌”）跟稀硫酸反应的情况。（2）上述曲线图除能说明（1）的结论外，还可得出另外两个结论是：_。*5、梦颖同学用实验探究Fe、Mg、Cu等三种金属的活动性顺序时，有关反应记录如下：与盐酸不反应（1）从上述反应中，可获取的信息有：_（2）梦颖说，能从实验过程中发现镁比铁活泼，其依据是_。如果补充一个实验（用化学方程式表示）_，也能说明镁比铁活泼。（3）我们能用金属活动性顺序解释生活中的一些现象，如_。6、如下图所示，某同学探究金属化学性质的实验。A B C D E F（1）上述实验中，有气泡产生的是（填写装置序号）_。（2）F中出现的现象是_。（3）通过上述实验，能否证明镁、锌、铁、铜、银五种金属的活动性顺序？并说明理由。（4）我国古代“湿法冶铜”就是利用了D中的反应原理，请写出该反应的化学方程式。7. 初中化学课学完以后，化学学习兴趣小组对“金属活动性顺序”从内容、规律以及应用等方面进行了总结。请你认真填写下面的空白内容：（1）金属活动性顺序表：K Ca Na_Al Zn Fe Sn Pb （H） Cu_Ag Pt Au。（2）金属与酸反应的规律是_。试举出实际应用的实例（可用化学方程式表示）_。（3）金属与盐发生置换反应，必须符合三点：K、Ca、Na三种金属非常活泼，不能把金属直接从其盐溶液中置换出来；_；_。试举出实际应用的实例（可用化学方程式表示） _。8. 请根据下列探究实验，回答问题。（1）欲探究铁、银、铜的活泼性，最佳实验方案是_。A. 将铁、银分别加入到硫酸铜溶液中B. 将铁、铜分别加入到硝酸银溶液中C. 将铁、铜、银分别加入到盐酸溶液中D. 将银、铜分别加入到硫酸亚铁溶液中（2）欲除去铜粉中的铁粉有多种方法，请列举其中三种。_；_； _。（3）欲确定金属铁、铜的硬度大小，正确的方法是：_。9. 将质量相等的A、B两种金属，同时分别放入两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图所示。根据图中所提供的信息，写出能从中得出的正确结论。（已知：A、B在生成物中均为2价）三、分析计算题小明测定CuZn合金及CuAg合金中铜的质量分数，实验室只提供一瓶未标明质量分数的稀盐酸和必要的仪器。 （1）你认为能测出其铜的质量分数的是 合金。（2）小明取该合