教案(金属活动性顺序及其运用).docx

金属活动性顺序及其运用适用学科初中化学适用年级初中三年级适用区域沪教版适用地区课时时长（分钟） 60知识点金属与氧气的反应；金属活动性顺序及置换反应；金属的化学性质及其应用（学科内综合考点）教学目标知识与技能：加深金属与氧气的反应；金属活动性顺序及置换反应；金属的化学性质及其应用的理解。过程与方法：通过对实验现象的观察、分析、学会归纳整理；用化学知识解释日常生活中的一些变化，激发学习化学的兴趣。情感态度与价值观：通过观察和实验等活动，增强学生对化学现象的好奇心，激发学生的学习化学的兴趣；增进学生对“世界是物质的”、“物质是变化的”等辩证唯物主义观点的认识；体验观察和思考是学习化学的重要环节，培养严谨务实的科学作风。教学重点金属与氧气的反应；金属活动性顺序及置换反应；金属的化学性质及其应用教学难点知识点的归纳总结及知识的应用教学过程一、知识讲解考点1：金属与氧气的反应大多数金属都能与氧气反应，但反应的难易和剧烈程度不同，越活泼的金属，越容易与氧气发生化学反应，反应越剧烈。（1）镁、铝与氧气的反应：在常温下，镁条在空气中发生缓慢氧化而生成白色固体氧化镁，但在点燃条件下，镁条能在空气中剧烈燃烧，生成白色固钵。在常温下，铝在空气中发生缓慢氧化，在其表面生成一层致密的氧化物薄膜，从而阻止内部的铝进一步氧化，因此，铝具有较好的抗腐蚀性；在点燃的条件下，铝在氧气中剧烈燃烧生成白色固体氧化铝（Al2O3）。（2）铁与氧气的反应：常温下，铁在干燥的空气中很难与氧气反应；常温下，铁在潮湿的空气中易生锈；在点燃的条件下，铁在氧气中剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体物质四氧化三铁。（3）铜与氧气的反应：常温下，铜在干燥的空气中几乎不与氧气反应；铜在空气中加热时，表面会逐渐生成黑色物质氧化铜；铜在潮湿的空气中易形成铜绿（碱式碳酸铜）。考点2：金属活动性顺序及置换反应（1）金属活动性顺序：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb(H) Cu Hg Ag Pt Au（2）金属活动性顺序的作用：判断金属与酸的反应：a. 一般说来，排在氢前面的金属能置换出酸中的氢，排在氢后面的金属不能置换出酸中的氢； b. 酸不包括浓硫酸和硝酸，因为它们有很强的氧化性，与金属反应不能生成氢气，而生成水。判断金属与盐溶液反应。在金属活动性顺序里，只有排在前面的金属，才能把排在后面的金属从它们的盐溶液中置换出来。判断金属活动性强弱：在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，它的活动性就越强。判断金属跟混合盐溶液反应的次序。（3）置换反应：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叫做置换反应可用式子表示：A+BC=B+AC；例如：Fe+2HCl=FeCl2+H2，Cu+2AgAO3=Cu(NO3)2+2Ag。考点3：金属的化学性质及其应用（学科内综合考点）（1）金属的化学性质：金属与氧气发生化合反应生成金属氧化物；活泼金属（金属活动性顺序中氢之前的金属）与稀盐酸、稀硫酸发生置换反应生成盐和氢气；金属与盐溶液发生置换反应生成另一种盐和另一种金属。（2）金属化学性质的应用：金属与酸的反应、金属与盐溶液的反应，常结合化学方程式的计算、溶液的有关计算来分析溶液质量的变化，天平的平衡、不纯金属中杂质的判断以及溶液中溶质的判断和剩余金属的判断等。二、例题精析【例题1】有甲、乙、丙三种金属，如果将甲、乙、丙分别投入CuSO4溶液中，一段时间后，甲、丙表面出现红色物质，乙没有明显现象；再将大小相同的甲、丙分别放到相同的盐酸中，甲、丙均产生气泡，但甲产生气泡的速率明显快于丙，则甲、乙、丙三种金属的活动性顺序是（ ）A、甲丙乙 B、丙乙甲 C、甲乙丙 D、丙甲乙【答案】A；活动性强的金属能将活动性弱的金属从其盐溶液中置换出来，将甲、乙、丙分别投入CuSO4溶液中，一段时间后，甲、丙表面出现红色物质，乙没有明显现象，说明甲、丙的活动性比铜强，乙的活动性比铜弱。又因为与盐酸反应时，甲产生气泡的速率明显快于丙，说明甲的活动性大于丙。因此，甲、乙、丙三种金属的活动性顺序为甲丙乙。【例题2】向一定质量AgNO3和Cu(NO3)2的混合溶液中加入Zn，溶液质量与加入Zn的质量关系如右图所示，下列说法正确的是（ ）A、a点溶液中的溶质有2种 B、c点溶液中溶质为Zn(NO3)2C、若取bc段溶液，滴加稀盐酸，有白色沉淀D、取d点的固体，加入稀盐酸，无气泡产生【答案】B；cd段溶液质量不再改变，说明Zn过量，故取d点的固体加入稀盐酸会发生反应(Zn+2HCl=ZnCl2+H2)，有气泡产生，D错；c点表示Zn与混合盐恰好完全反应：Zn+2AgNO3=2Ag+Zn(NO3)2，Zn+ Cu(NO3)2=Cu+ Zn(NO3)2，c点溶液中不再含有AgNO3和Cu(NO3)2，只有生成的Zn(NO3)2，B正确；混合盐溶液发生反应时，活动性差的金属的盐溶液首先被置换，故AgNO3先与Zn反应，每有65份质量的Zn进入溶液，会析出216份质量的Ag，溶液质量明显减少，AgNO3完全反应后Zn再与Cu(NO3)2反应，每有65份质量的Zn进入溶液，会析出64份质量的Cu，溶液质量略有增加，故bc段表示Zn与Cu(NO3)2的反应，a点表示部分AgNO3与Zn反应，故a点溶液的溶质有3种：未完全反应的AgNO3、没有开始反的Cu(NO3)2、生成的Zn(NO3)2，A错；bc段表示Zn与Cu(NO3)2的反应，此时AgNO3已全部反应了，滴加稀盐酸不会生成AgCl白色沉淀，C错。三、课堂运用【基础】1、把金属X放入CuSO4溶液中有红色物质析出，放入ZnSO4溶液中无现象则三种金属的活动性由强到弱的顺序为（）A、 Zn、X、Cu B、Cu、X、ZnB、 Zn、Cu、X D、X、Zn、Cu2、AG表示初中化学常见的物质，它们之间的转化关系如图14所示（部分生成物已略去），其中A为金属氧化物，E、F为金属单质，且F为紫红色，化学反应和的基本反应类型相同。1、物质C的化学式为_2、写出反应的一个化学方程式_3、反应的基本反应类型是_4、E、F和氢由强到弱的金属活动性顺序为_3、在氯化铜溶液中加入一定量的锌和铁，充分反应后得到一些固体。过滤，向固体中加入少量稀盐酸，有气体放出，则下列叙述中正确的有（ ）固体中一定含有锌 固体中一定没有铜 固体中一定含有铁溶质中一定含有氯化锌溶质中一定没有氯化亚铁溶质中肯定没有氯化铜 A、 B、C、 D、答案及解析：1、本题考查金属活动性顺序表。活泼的金属可以将不活泼的金属从它的盐里置换出来。由题意可知：X不能置换锌，能置换出铜，其活动性顺序为Zn、X、Cu故选A2、1、解析因D为铜元素的盐溶液，所以A应为CuO，B能与金属氧化物反应，故B为酸（稀H2SO4或HCl）。CuO与酸反应生成铜的盐溶液和水，得出C为H2O。2、解析由题意可知，F为紫红色金属，可判断F为Cu；E也为金属单质，所以反应符合两种活动性不同的金属的置换反应规律。3、解析由题意可知，F为紫红色金属，可判断F为Cu；E也为金属单质，所以反应符合两种活动性不同的金属的置换反应规律。反应和的基本反应类型相同。4、解析E（金属）与B（酸）发生置换反应，说明E在金属活动性顺序中排在H的前面。3、同学们对这类题型往往是感到无从下手。这就要求同学们在平时学习中一定要对一些物质的颜色、沉淀及重要的化学反应规律做到心中有数。因为这些正是解决这类题型的关键所在。通过这一知识才能理顺思路、顺藤摸瓜，达到解决问题的目的。金属活动性顺序依次为：ZnFeCu；在金属活动性顺序里，金属的位置越靠前，它的活动性就越强；位于氢前面的金属能置换出盐酸、硫酸中的氢；位于前面的金属能把位于后面的金属从他们的化合物溶液中置换出来。锌和铁排在氢前，可跟稀盐酸反应并放出气体，铜排在氢后，铜片放入稀盐酸中不反应。锌、铁加入到氯化铜溶液中，锌优先与氯化铜溶液反应，发生如下反应：Fe + CuCl2= FeCl2+ Cu Zn + Cu Cl2=Zn Cl2+ Cu向固体中加入少量稀盐酸，有气体放出，固体中一定含有铁，也可能含锌，反应方程式如下：Fe + 2HCl= FeCl2+ H2 Zn + 2HCl=ZnCl2+ H2答案：C【巩固】1、 往AgNO3和Cu（NO3）2的混合液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，向滤渣中加入稀盐酸，无气泡产生根据上述现象，你得出的结论是（）A、滤渣中一定有Fe B、滤渣中一定有AgC、滤液中一定有Fe2+ D、滤液中一定有Ag+、Cu2+2、有X、Y、Z三种金属，X在常温下就能与氧气反应，Y、Z在常温下几乎不与氧气反应；如果把Y和2分别放入稀硫酸中，Y溶解并产生氢气，Z不反应根据以上实验事实判断，X、Y、Z三种金属的活动性由强至弱的顺序正确的是（ ）A、X、Z、Y B、X、Y、ZC、Y、Z、X D、Z、Y、X答案及解析：1、 在金属活动性顺序中，铁在铜和银的前面，铁能与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，能与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，铜能与硝酸银反应生成硝酸铜和银，故在硝酸银和硝酸铜同时存在时，铁首先与硝酸银反应，当硝酸银全部参加反应，铁再与硝酸铜反应，往AgNO3和Cu（NO3）2的混合液中加入一定量的铁粉，充分反应后过滤，向滤渣中加入稀盐酸，无气泡产生，则滤渣中不含有铁，A、向滤渣中加入稀盐酸，无气泡产生，则滤渣中一定不含有铁粉，故A错误；B、在硝酸银和硝酸铜同时存在时，铁首先与硝酸银反应，当硝酸银全部参加反应，铁再与硝酸铜反应，故滤渣中一定含有银，故B正确；C、铁能与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，能与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，故滤液中一定含有Fe2+，故C正确；D、当铁粉少量时，不能与硝酸银全部反应，滤液中一定有Ag+、Cu2+，当加入的铁粉和硝酸银恰好完全反应时，滤液中不含有Ag+，当加入的铁粉与硝酸银和硝酸铜恰好完全反应时，滤液中不含有Ag+、Cu2+，故D错误；故选BC2、X在常温下就能与氧气反应，Y、Z在常温下几乎不与氧气反应，说明三种金属中金属X活动性最强；把Y和Z分别放入稀硫酸中，Y溶解并产生氢气，Z不反应，说明金属Y在活动性顺序中位于H之前而Z位于H之后，金属Y活动性比Z强；综上所述，三种金属活动性由强到弱的顺序为XYZ；故选B。【拔高】1、将等质量的锌粉和铁粉，分别放入质量相等、溶质质量分数相同的稀硫酸中，生成氢气质量（m）随反应时间（t）的变化曲线如图所示，请回答下列问题。1、写出锌与稀硫酸反应的化学方程式_，该反应的基本类型为_反应；2、对于该图象的理解，下列说法正确的是_（填序号）A表示锌和稀硫酸的反应曲线 反应结束后两种金属一定都有剩余反应结束后稀硫酸都没有剩余 反应结束后消耗两种金属的质量相等反应结束后所得溶液质量相等。2、在CuCl2和MgCl2的混合液中，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ZnB、 Cu和Mg D、Zn、Mg和Cu答案及解析：1、解析锌与硫酸反应生成硫酸锌和氢气，方程式是：Zn+H2SO4ZnSO4+H2；该反应由一种单质和化合物反应生成另一种单质和化合物，符合置换反应的特点，属于置换反应；故答案为：Zn+H2SO4ZnSO4+H2；置换；2、解析由已知：“等质量的锌粉和铁粉，分别放入质量相等、溶质质量分数相同的稀硫酸充分反应”进行分析：锌的活动性比铁的活动性强，所以等质量的金属，锌反应的时间短，正确；由图示可知：生成的氢气的质量相等，所以硫酸均反应完；Zn+H2SO4ZnSO4+H2，Fe+H2SO4FeSO4+H2，由方程式分析可知：如果锌恰好反应，则铁有剩余；故错误；置换反应是金属置换酸中的氢元素，所以若生成的氢气的质量相等，硫酸均反应完；故正确；根据化学方程式Fe+H2SO4FeSO4+H2，可知每56g铁生成2g氢气，根据化学方程式Zn+H2SO4ZnSO4+H2，可知每65g锌反应生成2g氢气；所以若是相等质量的铁和锌与硫酸反应，铁生成氢气多，而不会相等，故错误；因为“等质量的锌粉和铁粉，分别放入质量相等、溶质质量分数相同的稀硫酸充分反应”，所以反应物的总质量相等；依据质量守恒定律，反应后溶液的质量=反应前的总质量气体的质量，图示中生成氢气的质量相等，故所得溶液质量相等；正确；故答案为：2、由金属活动性顺序表可知金属的活动性MgZnCu，由于只能是活动性强的金属能把活动性弱的金属从盐溶液中置换出来，所以过量的锌粉可以置换出混合溶液中的Cu，但不能置换出镁，因锌粉是过量的所以过滤后所得固体应该为锌和铜的混合物；故选B课程小结1、本节内容从生活出发，培养学生学习兴趣， 由简单到复杂建立学生的自信心和学习兴趣。让学生爱学习，想学习。2、通过练习，引导学生自己总结各概念应用时的注意事项；通过视频实验来仔细观察，归纳总结出实验过程中的注意事项及误差分析，培养学生谨慎、认真的习惯。3、本讲内容重在应用，多引导学生进行一定量的练习，以熟悉并掌握相关应用。课后作业【基础】1、电子工业制作电路板的过程中，用FeCl3溶液来溶解电路板中多余的铜，反应如下：2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2FeCl3溶液也可跟铁发生反应：2FeCl3+Fe3FeCl2现向FeCl3溶液中加入一定量的铁粉和铜粉，充分反应后，发现有固体剩余下面有关说法不正确的是（）A、 向剩余的固体加入稀盐酸，若无气体放出，说明反应后的溶液中没有Cu2+B、 若剩余固体是铜与铁的混合物，则说明反应后的溶液中只有Fe2+C、 剩余固体可能只含有铜D、 剩余固体中如果有铁，一定也有铜2、 将铁粉加入到一定量的硝酸银、硝酸铜及硝酸锌的混合溶液中，待充分反应后过滤，再在滤渣中加入稀盐酸，没有气体产生，则在滤液中（）A、 只有硝酸锌和水 B、一定有硝酸锌和硝酸亚铁B、 一定没有硝酸银 D、一定没有硝酸铜答案及解析：1由题意可知，在这一过程中发生的反应可能有2FeCl3+Cu2FeCl2+CuCl2，2FeCl3+Fe3FeCl2A向剩余的固体加入稀盐酸，若无气体放出，说明固体没有金属铁，因此溶液中可能有Cu2+，也可能没有，故A不正确B若剩余固体是铜与铁的混合物，溶液中不可能有Cu2+和Fe3+，则说明反应后的溶液中只有Fe2+故B正确；C由于铁首先和氯化铁溶液反应，因此若有剩余固体时有可能只有铜，故C正确；D由于铁首先和氯化铁溶液反应，因此剩余固体中如果有铁一定也有铜，故D正确故选A2在金属活动性顺序中，锌铁氢铜银，铁不能与硝酸锌反应，所以溶液中一定含有硝酸锌，铁能与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，能与硝酸铜反应生成硝酸亚铁和铜，所以溶液中一定含有硝酸亚铁，铜能与硝酸银反应生成硝酸铜和银，在滤渣中加入稀盐酸，没有气体产生，说明铁全部参加反应，硝酸银和硝酸铜是否含有无法确定故选B【巩固】1、 金属R与CuSO4溶液中，有红色物质析出，放入ZnSO4溶液中无现象。则三种金属活动性由弱到强排列的是 （ ）A、 R、Zn、Cu B、Cu、R、ZnC、 Zn、Cu、R D、Zn、R、Cu2、 向AgNO3和Cu(NO3)2混合溶液中加入一定量的锌粉，充分反应后再加入稀盐酸无明显现象。下列说法正确的是（ ）A、 一定有锌粉剩余B、所得溶液中一定有Zn2+、Cu2+C、一定有银粉生成 D、所得溶液中一定有Cu2+、Ag+答案及解析：1. 金属R放入CuSO4溶液中有红色物质析出，说明X的活动性比Cu强，即RCu；放入ZnSO4溶液中无现象，说明X的活动性比Zn弱，即ZnR三种金属活动性由强到弱的顺序是ZnRCu；故选D2. 锌先与硝酸银反应生成硝酸锌和银，再与硝酸铜反应生成硝酸锌和铜（因为银离子氧化性比铜离子更强，或者假设锌先与硝酸铜反应，则生成的铜接着与硝酸银反应又生成硝酸铜，仍相当于锌先与硝酸银反应）。加盐酸无明显现象，说明锌没有剩余。但由于锌的量不确定，所以混合溶液中可能出现：硝酸银未反应完、硝酸银恰好反应完、硝酸银反应完硝酸铜反应一部分、硝酸银硝酸铜都恰好反应完等几种可能。综上选C【拔高】1. 等质量的甲、乙两种金属分别与足量的溶质质量分数相同的稀硫酸反应，产生氢气