彭永林：金屬的化學性質20082

1、六、金屬的置換反應有關問題的討論：六、金屬的置換反應有關問題的討論：（一）反應的先后問題：（一）反應的先后問題：思考思考1：將鋅和鐵兩種金屬同時投入到一份：將鋅和鐵兩種金屬同時投入到一份CuSO4溶液中，哪種金屬先與硫酸銅反應？溶液中，哪種金屬先與硫酸銅反應？為什么？為什么？結論結論1：金屬越活潑，越先發(fā)生置換反應。：金屬越活潑，越先發(fā)生置換反應。思考思考2：把鋅片投入到硝酸銅和硝酸銀的混合：把鋅片投入到硝酸銅和硝酸銀的混合溶液中，哪種金屬先被置換出來？為什么？溶液中，哪種金屬先被置換出來？為什么？結論結論2：金屬越不活潑，越先被置換出來。：金屬越不活潑，越先被置換出來。鞏固練習鞏固練習1：1

2、、在硫酸銅和硫酸鋅的混合溶液中，加入、在硫酸銅和硫酸鋅的混合溶液中，加入足量的鐵粉，充分反應后過濾，濾紙上的物足量的鐵粉，充分反應后過濾，濾紙上的物質是質是_，濾液中的溶質是，濾液中的溶質是_。2、將鐵釘投入到、將鐵釘投入到Cu(NO3)2和和AgNO3的混合溶的混合溶液中，充分反應后過濾：液中，充分反應后過濾：如果濾液呈無色，則濾紙上的固體肯定含有如果濾液呈無色，則濾紙上的固體肯定含有_，可能含有可能含有_；濾液中的溶質一定含；濾液中的溶質一定含_，一，一定不含定不含_。如果濾液呈藍色，則濾紙上的固體肯定含有如果濾液呈藍色，則濾紙上的固體肯定含有_，可能含有可能含有_，一定不含，一定不含_；

3、濾液中的溶質；濾液中的溶質一定含一定含_，可能含有，可能含有_。如果向過濾后濾紙上的固體中滴加鹽酸，產生氣如果向過濾后濾紙上的固體中滴加鹽酸，產生氣泡，則固體中一定含有泡，則固體中一定含有_，濾液中一定不，濾液中一定不含含_溶質。溶質。如果向濾液中滴加鹽酸，產生白色沉淀，則過濾如果向濾液中滴加鹽酸，產生白色沉淀，則過濾后的固體中一定含有后的固體中一定含有_，濾液中溶質一定，濾液中溶質一定含含_。（二）置換產物的計算問題：（二）置換產物的計算問題：分組計算分組計算1：分別將物質的量都為：分別將物質的量都為1mol的的Mg、Al、Zn、Fe四種金屬投入到足量的鹽酸中，充分反應后，四種金屬投入到足量

4、的鹽酸中，充分反應后，產生的氫氣的物質的量分別為產生的氫氣的物質的量分別為_、_、_、_。結論結論1：1mol金屬與足量的酸反應產生氫氣金屬與足量的酸反應產生氫氣的物質的量為的物質的量為 mol?；蟽r化合價2思考思考1：如果是：如果是 x mol呢？呢？結論結論2：xmol金屬與足量的酸反應產生氫氣金屬與足量的酸反應產生氫氣的物質的量為的物質的量為 mol。化合價化合價2x分組計算分組計算2：分別將質量都為：分別將質量都為 1 g的的Mg、Al、Zn、Fe四種金屬投入到足量的鹽酸中，充分四種金屬投入到足量的鹽酸中，充分反應后，產生的氫氣的質量分別為反應后，產生的氫氣的質量分別為_。結論結論3

5、：1 g金屬與足量的酸反應產生氫氣的金屬與足量的酸反應產生氫氣的質量為質量為 g。結論結論4：x g金屬與足量的酸反應產生金屬與足量的酸反應產生氫氣的質量為氫氣的質量為 g。化合價化合價式量式量化合價化合價式量式量x思考思考2：如果是：如果是 x g呢？呢？鞏固練習鞏固練習2：將一定質量的鎂條和鋁條分別與足量的稀硫酸反將一定質量的鎂條和鋁條分別與足量的稀硫酸反應。測得產生的氫氣質量相等，則該鎂條和鋁條的應。測得產生的氫氣質量相等，則該鎂條和鋁條的質量比為質量比為_。將一定質量的鎂條和鋁條分別與足量的且質量相將一定質量的鎂條和鋁條分別與足量的且質量相等的稀硫酸溶液中，充分反應后。測得反應后剩余等

6、的稀硫酸溶液中，充分反應后。測得反應后剩余溶液質量相，則該鎂條和鋁條的質量比為溶液質量相，則該鎂條和鋁條的質量比為_。向質量相等且足量的稀硫酸溶液中分別加入等質向質量相等且足量的稀硫酸溶液中分別加入等質量的鎂、鋁、鋅、鐵四種金屬，充分反應后剩余溶量的鎂、鋁、鋅、鐵四種金屬，充分反應后剩余溶液質量由大到小的順序為液質量由大到小的順序為_。思考思考3：1mol金屬與鹽溶液反應，能置換出金屬與鹽溶液反應，能置換出_mol不活潑金屬呢？（課外探究）不活潑金屬呢？（課外探究）思考思考4：以上計算結論成立的條件是酸溶液：以上計算結論成立的條件是酸溶液足量，如果酸不足，結論又如何呢？足量，如果酸不足，結論又

7、如何呢？分組計算分組計算3：分別向四分含：分別向四分含2mol硫酸的稀硫酸硫酸的稀硫酸溶液中投入足量的溶液中投入足量的Mg、Al、Zn、Fe，充分反，充分反應后，產生的氫氣的物質的量分別為應后，產生的氫氣的物質的量分別為_。結論結論4：金屬與酸反應中，如果酸不足，產生：金屬與酸反應中，如果酸不足，產生氫氣的量由酸決定，酸中氫氣的量由酸決定，酸中H越多，產生氫氣就越多，產生氫氣就多。多。（三）金屬與酸溶液反應快慢問題：（三）金屬與酸溶液反應快慢問題：1、反應快慢影響因素、反應快慢影響因素決定因素：決定因素： 反應物性質反應物性質金屬活潑性金屬活潑性外界影響因素：外界影響因素： 溫度、濃度、氣壓、

8、顆溫度、濃度、氣壓、顆粒大小、催化劑等粒大小、催化劑等研究方法：研究方法： 控制變量研究方法控制變量研究方法分組討論：當其他外界因素都相同時，將等質量分組討論：當其他外界因素都相同時，將等質量的鎂、鋁、鋅、鐵分別與同濃度的鹽酸或稀硫酸的鎂、鋁、鋅、鐵分別與同濃度的鹽酸或稀硫酸溶液反應，則反應由快到慢的順序為溶液反應，則反應由快到慢的順序為_。2、氫氣的質量隨時間的變化圖像的繪制：、氫氣的質量隨時間的變化圖像的繪制：反應快慢：反應快慢：結論結論5：金屬越活潑，與同濃度的酸反應速度越快。：金屬越活潑，與同濃度的酸反應速度越快。mH2t 0Mg Al Zn FeAlMgFeZn氫氣質量的比較：氫氣質

9、量的比較：AlMg Fe Zn金屬活潑，反應速度越快，金屬活潑，反應速度越快，反應結束的時間越短。反應結束的時間越短。鎂鎂鋁鋁鋅鋅鐵鐵問題與思考：問題與思考：當向四分質量和濃度都相等的稀硫酸溶液中加入當向四分質量和濃度都相等的稀硫酸溶液中加入顆粒大小相當?shù)倪^量的顆粒大小相當?shù)倪^量的Mg、Al、Zn、Fe時，產時，產生氫氣的質量隨時間的變化圖像為：生氫氣的質量隨時間的變化圖像為：反應快慢：反應快慢：氫氣質量的比較：氫氣質量的比較：Mg Al Zn FeMg = Al= Zn = FemH2t 0Mg Al Zn FeMg Al Zn Fe（四）金屬與酸或鹽溶液反應中的質量守恒問題：（四）金屬與酸

10、或鹽溶液反應中的質量守恒問題：小結：金屬與酸、鹽溶液的置換反應后金小結：金屬與酸、鹽溶液的置換反應后金屬的質量和溶液的總質量變化的方法：屬的質量和溶液的總質量變化的方法：金屬金屬1+鹽鹽1金屬金屬2+鹽鹽2思考：把鋅棒分別投入到下列溶液中，鋅片能反應，思考：把鋅棒分別投入到下列溶液中，鋅片能反應，但是無氣體產生，且溶液質量增加的是（但是無氣體產生，且溶液質量增加的是（ ）A AgNO3 B MgSO4 C 稀稀H2SO4 D FeSO4分析：分析：Zn+2AgNO3Zn(NO3)2+2Ag652108固體質量增大，所以溶液質量減小固體質量增大，所以溶液質量減小金屬金屬+酸酸鹽鹽+氫氣氫氣只需比

11、較化學反應方程式中的金屬式量和或氫氣式量和即可。只需比較化學反應方程式中的金屬式量和或氫氣式量和即可。鞏固練習鞏固練習3：（1）將鐵釘和硫酸銅溶液反應一段時間后，取出鐵釘稱量）將鐵釘和硫酸銅溶液反應一段時間后，取出鐵釘稱量鐵釘質量，質量變鐵釘質量，質量變_，反應后的溶液質量變，反應后的溶液質量變_。 （2）等質量的）等質量的Mg、Al、Zn、Fe分別和足量的等質量的分別和足量的等質量的稀鹽酸反應后，剩余溶液的質量由大到小的順序為稀鹽酸反應后，剩余溶液的質量由大到小的順序為_ （3）如圖所示，天平左盤上放置一）如圖所示，天平左盤上放置一杯硫酸銅溶液，右盤加砝碼，使天杯硫酸銅溶液，右盤加砝碼，使天

12、平平衡，再向燒杯中插入一根金屬平平衡，再向燒杯中插入一根金屬棒，反應一段時間后，天平向右傾棒，反應一段時間后，天平向右傾斜，則金屬棒材料為斜，則金屬棒材料為_。A Ag B Zn C Fe D Cu（4）天平兩端各放置一杯質量相等、濃度相同的稀硫酸溶）天平兩端各放置一杯質量相等、濃度相同的稀硫酸溶液，天平處于平衡，再向左右兩燒杯中分別加入質量相等的液，天平處于平衡，再向左右兩燒杯中分別加入質量相等的鎂片和鋁片，待充分反應后，可能出現(xiàn)的結果是鎂片和鋁片，待充分反應后，可能出現(xiàn)的結果是( )( ) A A 左盤下沉左盤下沉 B B 右盤下沉右盤下沉 C C 天平仍平衡天平仍平衡 D D 只有左盤金

13、屬有剩余。只有左盤金屬有剩余。 （五）金屬混合物與酸反應的問題：（五）金屬混合物與酸反應的問題：極值與平均值問題極值與平均值問題原理：平均值大小總是介于兩個極值之間，反過來極原理：平均值大小總是介于兩個極值之間，反過來極值總是分布在平均值的兩邊。值總是分布在平均值的兩邊。例如：已知兩次考試的平均成績如果為例如：已知兩次考試的平均成績如果為60分，可以分，可以推出兩次考試成績中，一次大于推出兩次考試成績中，一次大于60分，一次小于分，一次小于60分，才是合理的。分，才是合理的。例例1：一塊質量為：一塊質量為5.0g的不純的鐵（含其他金屬雜質）的不純的鐵（含其他金屬雜質）與足量的稀硫酸充分反應，產

14、生與足量的稀硫酸充分反應，產生0.2g氫氣，則雜質金氫氣，則雜質金屬可能是（屬可能是（ ） A Ag B Mg C Zn D Cu鞏固練習鞏固練習4：（1）某種含一雜質金屬的鎂粉）某種含一雜質金屬的鎂粉2.4 g，跟足量鹽酸反，跟足量鹽酸反應生成氫氣應生成氫氣0.21 g，則雜質可能是，則雜質可能是_ A 鐵粉鐵粉 B 鋁粉鋁粉 C 鋅粉鋅粉 D 銅粉銅粉（2）某混合物中含兩種金屬，將混合物）某混合物中含兩種金屬，將混合物6.0 g，放入足，放入足量的稀硫酸充分反應，共得到氫氣量的稀硫酸充分反應，共得到氫氣0.2 g，則混合物的成，則混合物的成分可能是分可能是_ 鎂和鐵鎂和鐵 鐵和銅鐵和銅 鐵

15、和鋅鐵和鋅 鋁和鋅鋁和鋅A B C D 七、物質的提純（除雜）七、物質的提純（除雜）物質的提物質的提純要求：純要求：只除去雜質而被提純物質不受到損失。只除去雜質而被提純物質不受到損失。不引入新雜質不引入新雜質.操作盡量簡便易行，不污染環(huán)境，盡量節(jié)能操作盡量簡便易行，不污染環(huán)境，盡量節(jié)能.思考：如何除去下列物質中的雜質（括號內為雜質），選思考：如何除去下列物質中的雜質（括號內為雜質），選用何種藥品，采用何種操作方法，寫出有關反應方程式。用何種藥品，采用何種操作方法，寫出有關反應方程式。1、Cu粉（粉（Fe粉）粉）2、FeSO4溶液（溶液（CuSO4溶液）溶液）3、H2氣體（氣體（CO2或或HCl

16、氣體）氣體）4、CO2氣體（氣體（H2O或或NH3氣體）氣體）5、CuO（C）6、C（CuO）7、MnO2（KCl）8、CO（CO2）八、金屬的冶煉八、金屬的冶煉1、煉銅、煉銅濕法煉銅：濕法煉銅： CuO+H2SO4CuSO4+H2OFe+CuSO4FeSO4+Cu其他獲得銅的方法：其他獲得銅的方法：電解法精煉銅：略電解法精煉銅：略C+ 2CuO 2Cu + CO2高溫高溫H2+CuO Cu+H2O加熱加熱CO + CuO Cu + CO2加熱加熱2、煉鐵、煉鐵高爐煉鐵：高爐煉鐵：3、煉鋁、煉鋁電解熔融氧化鋁電解熔融氧化鋁2Al2O3 4Al + 3O2通電通電3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2高溫高溫小結：冶煉金屬常用的方法：小結：冶煉金屬常用的方法：電解法、熱還原法、加熱法、物理提取法、濕法冶金電解法、熱還原法、加熱法、物理提取法、濕法冶金鞏固練習鞏固練習5：（1）以）以CuO、H2SO4、Fe為原料，寫出制得為原料，寫出制得Cu的